JPH0610152Y2 - 静圧形排気管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案はエンジンの各気筒から排出された排気ガスを
一定の容積をもった静圧室に集めてその排気ガスの脈動
成分を取り除き下流の排気ターボ過給機へ供給する静圧
形排気管に関する。

［従来の技術］ エンジンの気筒から排出された排気ガスの脈動成分を取
り除くと共に、その排気ガスのエネルギ損失をできるだ
け小さく抑えるために静圧室の断熱を図った関連技術
に、本出願人が先に提案した「排気管構造」（特願昭61
-162058号）がある。

この「排気管構造」は第２図に示してあるように、実質
的に静圧室ａを区画するステンレス金属製の内管ｂの外
面を断熱材ｃで覆うと共に、その内管ｂの外面に形成し
たビード部ｄを、上記断熱材ｃの外面を鋳ぐるむ鋳鉄製
の外管ｅの内面に当接させて構成してある。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記提案は静圧室での断熱を図ると共に、内管の熱膨脹
を吸収するビード部を外管の内面に接触させることによ
って、熱膨脹時における内管の変形を阻止するようにし
ている。

ところが、静圧室内の排気ガス温度が次第に高まると、
ステンレスと鋳鉄の熱膨脹係数の違い或いは上流側と下
流側の排気ガスの温度差によって、外殻が形成する排気
ガスの流入口または排出口に対して、内殻が形成する排
気ガスの流入口または排出口が位置ずれを起す問題があ
る。

第３図には、位置ずれを起した流入口の要部詳細断面が
示してある。同図に示してあるように実質的に流入口Ａ
を形成する内殻部材ｆが外殻ｇに対して位置ずれを起す
と、その内殻部材ｆと外殻ｇの接合部ｈを中心にして、
まずその接続部ｈに引張の応力が集中する。すると内殻
部材ｆの他端と内殻ｉとの接合部分にもその応力が加え
られるから、この部分にも応力が集中し好ましくない状
態になる。熱応力は内燃機関の状態の変化によって繰返
し、付加されるものであるから、上記接続部ｈ，ｉが次
第に損傷を起す問題に発展するため解決を求められてい
る。

［問題点を解決するための手段］ 静圧室を区画形成する鋼板製内殻の外面を断熱層で覆う
と共に予め２つに分割された鋳鉄製厚肉外殻で断熱層の
外側から鋼板製内殻を覆った静圧形排気管において、内
殻と外殻との排気ガスの流入口に断熱層を貫通させて流
入管を掛け渡してその静圧室側の端部を内殻の流入口に
接続し、内殻と外殻との排出口とに断熱層を貫通させて
排出管を掛け渡してその静圧室側の端部を内殻の排出口
に接続し、上記内殻の熱膨張乃至内殻内の圧力変動に伴
って内殻と流入管及び内殻と排出管と内殻との接続部に
夫々加えられる力を緩衝すべく、これら流入管及び排出
管の外周にその円周方向に沿わせてたわみ部を夫々設け
たものである。

［作用］ 流入管及び排出管に設けられたたわみ部は、鋼板製内殻
の熱膨張や鋼板製内殻内の圧力変動に応じて自在にたわ
むため、流入管及び排出管と内殻との接続部には、無理
な応力は加わらず、流入管と内殻との接続部、排出管と
内殻との接続部に亀裂が入ってしまうようなことはな
い。よって静圧形排気管の耐久性及び信頼性は格段に向
上する。

［実施例］ 以下にこの考案の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図に示すように、排気管本体１は、ステンレス等の
耐熱金属でなる箱形の内殻２と、この内殻２の外面（表
面）覆うＡｌ_２Ｏ_３等の積層セラミック繊維から成る断
熱材３と、その断熱材３で被われた内殻２の外面を包囲
する鋳鉄製の外殻とから主に構成される。即ち三層構造
の排気管本体１が構成される。内殻２には、その一側面
５に長手方向に間隔を有してその内殻２内の内燃機関の
排気ポート（図示せず）とを結ぶ流入口４が開口されて
いる。即ち一側面５は内燃機関に対して取付け面側を成
す。これら流入口４を挟む部分の内殻２には、一側面５
と他側面６とを貫通する環状部材７が設けられており、
それら各環状部材７の両端は両側面５，６に気密さを保
たせて溶接等で接合される。他方、他側面６には、内殻
２内に供給されて脈動成分を除いた後の排気ガスを下流
の排気ターボ過給機（図示せず）側へ排出する排出口10
が開口されている。環状部材７の内面７ａもまた、所定
肉厚の環状の断熱材12で被われている。即ち各断熱材
３，12は断熱層を形成する。

ところで実施例における内殻２は、予め所定形状に分割
成形された内殻２のピースを相互に接続して構成される
が、排気ガスによる圧力変動（排気脈動や排気ブレーキ
時の圧力変動等）に充分対抗するために、圧力変動の大
きな方向に対して、相互にラップしあう接続部分Ｘを設
けて高剛性を得るようにしてある。この観点で、環状部
材７の接続部分Ｘもまた環状に折り曲げて成形される。

このようにして形成された内殻２は鋳鉄鋳造製の外殻20
で被われ１つの排気管本体１を構成することになる。

外殻20は、この実施例では環状部材７の軸芯方向に直交
する平面で２つに分割して鋳造され、内燃機関側27の外
殻22と排気マニホールド側13の外殻23とから成る。これ
ら分割された外殻22,23にはそれぞれに、周面24に間隔
をおいて外殻22,23を相互に接続するための取付けボス2
5,26が設けられている。実施例にあっては、内燃機関側
27の取付ボス26に雌ねじ28が、排気マニホールド側13の
取付ボス25にボルト穴29が設けられている。さらにそれ
ら分割された外殻22,23のそれぞれの内面22a,23aには、
上記環状部材７の断熱材12の内面12aに嵌合し、その嵌
合時に対向する先端面との間に締代としての間隔を形成
してディスタンス部材30が起立されて設けられている。
このディスタンス部材30にはその軸芯上に外殻22,23を
貫通するボルト挿通穴31が開口されており、排気マニホ
ールド側13から挿通された締付ボルト32をシリンダヘッ
ド側に締付けたときに上記間隔は縮まり“０”となる。
即ち上記間隔は、締付ボルト32に軸力を保証させる間隔
となる。

排気マニホールド側13の外殻23は、後述する排出管11の
フランジ15に気密に着座するリング部35を有し、そのリ
ング部35には排気マニホールドの接続ボルトを案内して
後述する接続リング14の雌ねじ16に嵌合させる案内穴36
が形成されている。

次に、流入口４及び排出口10に設けるステンレス等の耐
蝕金属でなる流入管及び排出管の構成を説明する。

流入管33は、その下部に半径方向外方へ折り曲げられて
形成されたフランジ33aを一体的に有し、管の軸方向に
間隔をおいて形成された少くとも１以上の波形のたわみ
部47を有する。この流入管33は、内殻２の内面２ａ側か
ら流入口４の軸芯上に挿通された後、フランジ部33aが
内殻２の内面２ａに固着される。この固着状態で流入管
33の上部は外殻22の外面、即ち実施例ではその外面上に
形成したフランジ面22bよりさらに円筒状に突出されて
おり、その突出された部分が上記フランジ部22bに着座
されたポートフランジ35の軸芯上の開口36に嵌合され固
着される。この状態で、外殻22より内方の流入管33外周
面は、円筒状の断熱材36で被われ、この断熱材36は、実
質的に上記流入口４を断熱層で構成する。

一方、排出口10には、排出管11がその排出口10の軸芯上
に設けられる。この排出管11は、上記流入管４と同様に
外周面に軸方向に間隔をおいて少くとも１以上の波形の
たわみ部を有し、下部が上記内殻２に一体的に接続され
る。排出管11の上端には、半径方向外方へ折り返してフ
ランジ部15が形成され、そのフランジ部15の下面には、
接続リング14が嵌合され固着されている。これらの排出
管11の外周面及び接続リング14の外周面は、円筒状の断
熱材37で被われている。即ち、この断熱材37は排出口10
を断熱層で構成する。

ところで、フランジ15には案内穴（図示せず）、接続リ
ング14にはその案内孔の軸芯上に固定用の雌ねじ16が形
成され、雌ねじ16に雄ねじ（図示せず）を嵌合すること
によって流入管４を引き上げ、外殻23は内面23aに接続
リング14を介してフランジ15を気密に着座させることが
できる。

以上説明したことから明らかなように流入管33及び排出
管11は、排気管本体１が熱膨脹状態のときに、その熱膨
脹をたわみ部47,48でそれぞれ吸収するたわみ管を構成
する。ゆえに熱膨脹時に流入管33及び排出管11は応力緩
和のために相対移動することになるが、これが繰返えさ
れても損傷を起すことがない。

［考案の効果］ 以上説明したことから明らかなように、この考案によれ
ば、流入管及び排出管にたわみ部を設けて鋼板製内殻の
熱膨張や鋼板製内殻内の圧力変動に伴って流入管及び排
出管と内殻との接続部に掛かる力が緩衝されるようにし
たので、耐久性及び信頼性の高い静圧形排気管を提供す
ることができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の好適一実施例を示す部分破断正面
図、第２図及び第３図は従来例としての排気管構造を示
す部分断面正面図及び要部詳細断面図である。 図中、１は排気管本体、２は内殻、３は断熱材、４は流
入口、７は環状部材、10は排出口、11はたわみ管として
の排出管、20は外殻、32は締付ボルト、33はたわみ管と
しての流入管、50は静圧室である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】静圧室を区画形成する鋼板製内殻の外面を
   断熱層で覆うと共に予め２つに分割された鋳鉄製厚肉外
   殻で断熱層の外側から鋼板製内殻を覆った静圧形排気管
   において、内殻と外殻との排気ガスの流入口に断熱層を
   貫通させて流入管を掛け渡してその静圧室側の端部を内
   殻の流入口に接続し、内殻と外殻との排出口とに断熱層
   を貫通させて排出管を掛け渡してその静圧室側の端部を
   内殻の排出口に接続し、上記内殻の熱膨張乃至内殻内の
   圧力変動に伴って内殻と流入管及び内殻と排出管との接
   続部に夫々加えられる力を緩衝すべく、これら流入管及
   び排出管の外周にその円周方向に沿わせてたわみ部を夫
   々設けたことを特徴とする静圧形排気管。