JPH0624298U - ３層構造管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内外管の間に断熱材を介在したものにおい
て、内外管の熱膨脹差を吸収する。また、曲げ加工時に
おいて、内管を容易に曲げやすくして、板厚が薄く、か
つ曲げＲが管径Ｄと同等の内管でも、座屈することなく
良好な形状に容易に曲げ加工できるようにする。 【構成】 内外管１，４間に断熱材３を介在する。内管
１の一部に、これを軸方向へ波状に形成したベローズ部
２を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は３層構造管、詳しくは、内外管の間にセラミックスウール等の断熱層 を有する管の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関に使用される排気管として、内外管の間にセラミックスウール等の断 熱層を介在した３層構造の排気管が使用される場合がある。これは触媒を使用す る排気ガス浄化システムを具備するものにおいては、触媒温度を早期に上げる必 要性から、排気ガス温度の低下を抑制する低熱容量、保温性能の優れた３層構造 管が適するからである。

【０００３】 このような３層構造管としては、従来、内外管が共に直管で形成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記のような直管の内外管を使用した３層構造管を排気管として用いた場合に は、内外管の熱膨脹係数の相違や内外管に作用する加熱温度の相違等によって内 管と外管との熱膨脹量に差が生じ、管が屈曲する等の問題がある。

【０００５】 また、このような３層構造管を曲げ加工する場合において、その曲げＲが小さ い場合（例えばＲが管径Ｄの２倍以下の場合）には、外管は曲げ型等で曲げ形状 を規制できるが、内管はその外側にセラミックスウール等の断熱材が存在するた めに曲げ形状が規制出来ないことから、内管にシワ、折れ、座屈などが発生する 問題がある。

【０００６】 このような問題に対処するため、内外管の一端は相互に固着するが他端は、両 管の間にワイヤネットリング等のスライド機構を介在して両管相互が摺動できる ようにして、前記のような熱膨張差を吸収したり、曲げ加工時における内管に作 用する張力や圧縮力を吸収するようにしたものがある。

【０００７】 しかし、前記のようにスライド機構を設けるものにおいては、部品点数が増え る上に、スライド機構の隙間からセラミックスウール等の断熱材が排出される問 題がある。

【０００８】 また、小さな曲げＲを実現するために小さな曲げＲで曲げ加工した内管の外周 に断熱材を介在し、その外周に板金加工したモナカ構造の外管を被せて溶接組付 けするものもあるが、この構造のものにおいては、外管の形成及び内外管の組付 けによりコスト高になる問題がある。

【０００９】 そこで本考案は、前記の各問題を解決できる３層構造管を提案することを目的 とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するため、本考案は、内外管（１）、（４）間に断熱材（３ ）を介在した３層構造管において、内管（１）の一部に、これを軸方向へ波状に 形成したベローズ部（２）を設けたことを特徴とする３層構造管である。

【００１１】

【作用】

本考案の３層構造管を例えば内燃機関の排気系に使用して内管（１）内に排気 ガスを流通させた場合に、内外管（１）（４）に熱膨脹差が生じるとその内管（ １）のベローズ部（２）が伸縮して、その熱膨脹差を吸収する。

【００１２】 また、本考案の３層構造管の曲げ加工時には、内管（１）におけるベローズ部 （２）の剛性が直管に比べて格段に低いため、曲げ部にベローズ部（２）を配置 して曲げ加工することにより、該ベローズ部（２）が外管（４）の曲げに追従し て容易に曲げられる。

【００１３】

【実施例】

次に図１及び図２に示す本考案の第１実施例について説明する。 １は鋼管材からなる内管で、その軸方向の一部に軸方向に波形のベローズ部２ が一体形成されている。

【００１４】 該ベローズ２の山部２ａと谷部２ｂは内管１の軸芯Ｏを半径の中心として内管 １の全周に亘って形成されている。 この山部２ａの内径は、例えば内管１の厚みを約１mm、内管１の内径を４５mm とした場合、内管１の内径より５mm程度大きくし、また山ピッチを５mm程度とす る。

【００１５】 尚、ベローズ部２は、図１の実施例においては、２箇所に形成されているが該 ベローズ部２の配置場所、個数、形成長さは管の使用目的、屈曲状態により所望 に設定する。

【００１６】 ３はセラミックスウール等の断熱材で、ベローズ部２を含む内管１のほぼ全長 、すなわち、内管１の両端取付１ａ，１ｂを除く範囲に亘って内管１の全周に巻 設されている。

【００１７】 ４は鋼管材からなる外管で、上記断熱材３の外周を被覆する径に形成され、前 記内管１とほぼ同長に形成されている。 前記内管１と外管３は夫々の両端取付部１ａと４ａ及び、１ｂと４ｂとを図３ に示すように相互に溶接固着する。

【００１８】 このように構成された３層構造管を、例えば内燃機関の排気系の直管部、屈曲 部に使用した場合に排気熱により、内外管の温度差による熱膨脹差が生じた場合 には、内管１に形成したベローズ部２により、外管３に対する内管１の熱膨脹差 を吸収する。

【００１９】 また、該３層構造管を曲げ加工する場合には、内管１に形成したベローズ部２ の伸縮により内管１が座屈することなく、きれいな曲げ加工ができる。 すなわち、図３に示すように曲げ部にベローズ部２を形成して、３層構造管を 曲げた場合には、内管１のベローズ部２の剛性が直管状態よりも格段に低いため 、外管４を曲げ加工することにより、ベローズ部２の曲げ中心側である内側２ｃ が容易に縮み、また外側２ｄが容易に伸び、内管１が外管４の曲げに追従して容 易に屈曲する。そのため、軟質材である断熱材３が内外管１，４間に介在されて も、内管１が座屈することなく、きれいな曲げ形状になる。

【００２０】 図４は本考案の第２実施例を示す。 本実施例は、３層構造管を曲げ加工する場合に、内管１の曲げ中心側である内 側２ｃにベローズ部２を形成したものである。

【００２１】 すなわち、内管１の内径より大径の山部２ａの径中心Ｏ′を内管１の軸芯Ｏよ り偏心させたものである。他の構造は前記実施例と同様である。 本実施例においても、曲げ加工時においては、図６に示すように、内管１の内 側２ｃが容易に縮み、前記実施例と同様に内管１が座屈することなく、きれいな 曲げ形状になる。

【００２２】 尚、ベローズ部２を、内管１の曲げ中心側と反対側である外側２ｄへ偏心して 形成してもよい。この場合には、曲げ加工時に、内管１の外側が容易に伸び、良 好な曲げができる。

【００２３】 図７は、前記のベローズ部２の前後に、内管１を支えるステンレスワイヤで形 成されたリング５を、内外管１，４間に介在したものである。 該リング５は、図８に示すように形成され、スポット溶接等で内管１に固定す る。

【００２４】

【考案の効果】 以上のように本考案によれば、内外管の熱膨脹差を吸収でき、内燃機関の排気 管等の３層構造管として有効なものである。

【００２５】 更に、内管の屈曲部の剛性が低いため、板厚が薄く、かつ曲げＲの小さい３層 構造管例えば半径Ｒが管径Ｄと同等の３層構造管においても内管に座屈を起こす ことなく良好な形状に曲げ加工できる。

【００２６】 しかもその曲げ加工については外管の曲げ作業で良いため、前記従来のような スライド機構やモナカ構造を採用するものに比べ作業が極めて簡単となり、その 問題点も解消できる。

【提出日】平成５年７月１２日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するため、第１の考案は、内外管（１）、（４）間に断熱材 （３）を介在した３層構造管において、内管（１）の一部に、これを軸方向へ波 状に形成したベローズ部（２）を設けたことを特徴とする３層構造管である。 第２の考案は、ベローズ管（２）の軸芯を、内管（１）の軸芯と偏心させたこ とを特徴とする３層構造管である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 また、本考案の３層構造管の曲げ加工時には、内管（１）におけるベローズ部 （２）の剛性が直管に比べて格段に低いため、曲げ部にベローズ部（２）を配置 して曲げ加工することにより、該ベローズ（２）が外管（４）の曲げに追従して 容易に曲げられる。 ベローズ部の軸芯を曲げ中心側に偏位させたものにおいては、その内管の曲げ 部分の外側に位置する壁の起伏が小さくなり、該外側壁部を流れる流体の流れが スムーズになる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】 すなわち、内管１の内径より大径の山部分２ａの径、中心Ｏ′を内管１の軸芯 Ｏより偏心させたものである。他の構造は前記実施例と同様である。 本実施例においても、曲げ加工時においては、図６に示すように、内管１の内 側２ｃが容易に縮み、前記実施例と同様に内管１が座屈することなく、きれいな 曲げ形状になる。 また、ベローズ部の軸芯を曲げ中心側に偏位させたものにおいては、その内管 １の曲げ部分の外側に位置する壁の起伏が小さくなり、該外側壁部を流れる流体 の流れがスムーズになる。一般に曲り部での流体の流れは、その外側壁に沿って 流れ、内側壁部では殆ど流れない。そのため内管のベローズ化によっても流体抵 抗の増大が避けられ、３層構造管を内燃機関の排気系に適用した場合、内管全周 を起伏の大きいベローズとしたものに比べ排気抵抗を減少できる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】 しかもその曲げ加工については外管の曲げ作業で良いため、前記従来のような スライド機構やモナカ構造を採用するものに比べ作業が極めて簡単となり、その 問題点も解消できる。 更に小曲げＲとする場合、高周波加熱等で管を柔らかくして曲げることが有る が、断熱材を介した３層構造管の場合、内管は十分加熱されず、曲げ加工が困難 である。しかし、本考案によれば外管のみの加熱で、小曲げＲが達成できる。 更に第２の考案においては、ベローズ部の軸芯を曲げ中心側に偏位させること により、内管のベローズ化によっても流体抵抗の増大が避けられ、本３層構造管 を内燃機関の排気系に適用した場合、内管全周を起伏の大きいベローズとしたも のに比べ排気抵抗を減少できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の第１実施例を示す側断面図。

【図２】 図１におけるＡ−Ａ線断面図。

【図３】 図１の３層構造管の曲げ加工状態を示す側断
面図。

【図４】 本考案の第２実施例を示す側断面図。

【図５】 図４におけるＢ−Ｂ線断面図。

【図６】 図４の３層構造管の曲げ加工状態を示す側断
面図。

【図７】 本考案の３層構造管にリングを介在した例を
示す側断面図。

【図８】 図７の３層構造管に使用されたリングを示す
正面図。

【符号の説明】

１ 内管 ２ ベローズ部 ３ 断熱材 ４ 外管

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【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 新藤 健二 愛知県西加茂郡三好町大字三好字福田３ 株式会社三五福田工場内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内外管（１）、（４）間に断熱材（３）
   を介在したものにおいて、内管（１）の一部に、これを
   軸方向へ波状に形成したベローズ部（２）を設けたこと
   を特徴とする３層構造管。