JP6919281B2

JP6919281B2 - Exhaust pipe

Info

Publication number: JP6919281B2
Application number: JP2017074597A
Authority: JP
Inventors: 要紀島田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-04-04
Also published as: JP2018178751A

Description

本発明はエンジンからの排気を流す排気管に関する。 The present invention relates to an exhaust pipe that allows exhaust from the engine to flow.

車両搭載エンジンからの排気を流す排気管は、筒状の管部と、管部の両端に設けられる板状のフランジとを備える。管部は、周辺部品と干渉しないよう適宜屈曲して形成される。 The exhaust pipe for flowing the exhaust gas from the vehicle-mounted engine includes a tubular pipe portion and plate-shaped flanges provided at both ends of the pipe portion. The pipe portion is formed by being appropriately bent so as not to interfere with peripheral parts.

特公昭５９−０３０８９０号公報Special Publication No. 59-03890 特開２０１１−１９０７０９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-190709 特開平０８−２０００５２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 08-200052

ところで、排気管は、板状のフランジにパイプを差し込んで形成される。このため、排気管の端部はフランジに対して垂直に、かつ、直線状に形成されるのが一般的である。 By the way, the exhaust pipe is formed by inserting a pipe into a plate-shaped flange. For this reason, the end of the exhaust pipe is generally formed perpendicular to the flange and in a straight line.

しかしながら、フランジ周辺の周辺部品がフランジの垂線上にある場合、レイアウトが成立しないことも考えられる。 However, if the peripheral parts around the flange are on the vertical line of the flange, it is possible that the layout will not be established.

そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、フランジ周辺の周辺部品がフランジの垂線上にある場合でもレイアウトが容易にできる排気管を提供することにある。 Therefore, the present invention was conceived in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust pipe that can be easily laid out even when peripheral parts around the flange are on the vertical line of the flange.

本発明の一の態様によれば、管部と、管部の端部に設けられたフランジアッセンブリとを備え、前記フランジアッセンブリは、フランジと、前記フランジから斜めに延びる傾斜管部とを備え、前記フランジには、前記傾斜管部内の流路に接続されるフランジ内流路が形成され、前記フランジ内流路が、前記フランジの接続端面から前記傾斜管部側に向かうにつれて屈曲されて傾斜されることを特徴とする排気管が提供される。 According to one aspect of the present invention, a pipe portion and a flange assembly provided at an end portion of the pipe portion are provided, and the flange assembly includes a flange and an inclined pipe portion extending obliquely from the flange. An in-flange flow path connected to the flow path in the inclined pipe portion is formed in the flange, and the in-flange flow path is bent and inclined from the connection end surface of the flange toward the inclined pipe portion side. An exhaust pipe is provided.

好ましくは、前記フランジ内流路は、前記傾斜管部内の流路と滑らかに接続されるとよい。 Preferably, the flow path in the flange is smoothly connected to the flow path in the inclined pipe portion.

好ましくは、前記管部内には、半導体素子を用いた排気系センサが、前記管部の軸方向に対して垂直に設けられるとよい。 Preferably, an exhaust system sensor using a semiconductor element is provided in the pipe portion perpendicular to the axial direction of the pipe portion.

この場合、前記排気系センサより上流側の前記管部には、排気の流れを前記排気系センサに案内するための凸部が形成されてもよい。 In this case, a convex portion for guiding the flow of exhaust gas to the exhaust system sensor may be formed in the pipe portion on the upstream side of the exhaust system sensor.

また、前記傾斜管部には、前記傾斜管部内の流路を屈曲させる屈曲部が形成されてもよい。 Further, the inclined pipe portion may be formed with a bent portion that bends the flow path in the inclined pipe portion.

好ましくは、フランジアッセンブリは鋳物で構成されるとよい。 Preferably, the flange assembly is made of casting.

また、前記傾斜管部には、半導体素子を用いた排気系センサが前記傾斜管部の軸方向に対して垂直に設けられてもよい。 Further, the inclined pipe portion may be provided with an exhaust system sensor using a semiconductor element perpendicular to the axial direction of the inclined pipe portion.

この場合、前記排気系センサより上流側の前記傾斜管部には、排気の流れを前記排気系センサに案内するための凸部が形成されてもよい。 In this case, a convex portion for guiding the flow of exhaust gas to the exhaust system sensor may be formed in the inclined pipe portion on the upstream side of the exhaust system sensor.

本発明によれば、フランジ周辺の周辺部品がフランジの垂線上にある場合でもレイアウトが容易にできる。 According to the present invention, the layout can be easily performed even when the peripheral parts around the flange are on the vertical line of the flange.

本発明の一実施の形態に係る排気管の側面図である。It is a side view of the exhaust pipe which concerns on one Embodiment of this invention. 排気管の要部拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the main part of an exhaust pipe. 他の実施の形態に係る排気管の側面図である。It is a side view of the exhaust pipe which concerns on other embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、後述する実施の形態における前後左右上下の各方向は、説明のためのものであり、実物の各方向とは必ずしも一致しない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the front-back, left-right, up-down directions in the embodiments described later are for explanation purposes and do not necessarily match the actual directions.

図１は、本発明の実施形態に係る排気管の側面図である。図２は、排気管の上流部を拡大した断面図である。図１中の破線は内面を表し、一点鎖線は中心軸を表す。また、図２中の二点鎖線は後述する第１フランジ１０と傾斜管部１１との境を示す境界線である。 FIG. 1 is a side view of an exhaust pipe according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the upstream portion of the exhaust pipe. The broken line in FIG. 1 represents the inner surface, and the alternate long and short dash line represents the central axis. The two-dot chain line in FIG. 2 is a boundary line indicating the boundary between the first flange 10 and the inclined pipe portion 11, which will be described later.

図１に示すように、排気管１は、エンジン２からの排気を流すものであり、概ね前方から後方に延びる。排気管１は、鋼材等の金属にて筒状に形成された管部３と、管部３の一端部に設けられたフランジアッセンブリ４と、管部３の他端部に設けられた第２フランジ５とを備える。 As shown in FIG. 1, the exhaust pipe 1 allows exhaust gas from the engine 2 to flow, and extends substantially from the front to the rear. The exhaust pipe 1 includes a pipe portion 3 formed in a tubular shape made of a metal such as a steel material, a flange assembly 4 provided at one end of the pipe portion 3, and a second exhaust pipe 1 provided at the other end of the pipe portion 3. It is provided with a flange 5.

管部３は概ね断面円形に形成される。管部３内には、管部内流路６が形成される。また、管部３の上流側には、直線状に延びるストレート部７が形成される。ストレート部７には、半導体素子を用いた排気系センサ８が、管部３外から管部３内に貫通して設けられる。 The pipe portion 3 is formed to have a substantially circular cross section. A flow path 6 in the pipe portion is formed in the pipe portion 3. Further, a straight portion 7 extending linearly is formed on the upstream side of the pipe portion 3. An exhaust system sensor 8 using a semiconductor element is provided in the straight portion 7 so as to penetrate from the outside of the pipe portion 3 into the inside of the pipe portion 3.

排気系センサ８は、例えば排気内のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサで構成される。ＮＯｘセンサは、一般に所期の検出精度を得るために流体の流れ方向に対して垂直に設けられることが求められると共に、浸水による故障を防ぐために管部３外に露出される部分（基板等が収容される部分）が管部３より上方に位置されることが求められる。排気系センサ８は、管部３の軸方向に対して垂直に、かつ、管部３外の部分が管部３より上方に位置するように管部３に設けられる。また、排気系センサ８より上流側の管部３には、排気の流れを排気系センサ８に案内するための凸部９が形成される。 The exhaust system sensor 8 is composed of, for example, a NOx sensor that detects the amount of NOx in the exhaust. The NOx sensor is generally required to be provided perpendicular to the fluid flow direction in order to obtain the desired detection accuracy, and a portion (such as a substrate) exposed to the outside of the pipe portion 3 is required to prevent a failure due to inundation. The housed portion) is required to be located above the tube portion 3. The exhaust system sensor 8 is provided in the pipe portion 3 so as to be perpendicular to the axial direction of the pipe portion 3 and the portion outside the pipe portion 3 is located above the pipe portion 3. Further, a convex portion 9 for guiding the flow of exhaust gas to the exhaust system sensor 8 is formed in the pipe portion 3 on the upstream side of the exhaust system sensor 8.

凸部９は排気系センサ８と対向する面の上流側に形成される。凸部９は、管部３の内周面と滑らかに接続されるように丸みを帯びて形成される。 The convex portion 9 is formed on the upstream side of the surface facing the exhaust system sensor 8. The convex portion 9 is formed to be rounded so as to be smoothly connected to the inner peripheral surface of the pipe portion 3.

図１及び図２に示すように、フランジアッセンブリ４は、第１フランジ１０と、第１フランジ１０から斜めに延びる傾斜管部１１とを備える。フランジアッセンブリ４は鋳物にて構成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the flange assembly 4 includes a first flange 10 and an inclined pipe portion 11 extending obliquely from the first flange 10. The flange assembly 4 is made of a casting.

傾斜管部１１は、管部３と嵌合されるソケット部１２と、管部内流路６と接続される傾斜管部内流路１３とを備える。ソケット部１２は、管部３より大径に形成されており、管部３を挿入させ、管部３と溶接される。傾斜管部内流路１３は、管部内流路６と略同径の断面円形に形成される。また、傾斜管部内流路１３には、後述するフランジ内流路１４と滑らかに接続されるように屈曲される屈曲部１３ａが形成される。 The inclined pipe portion 11 includes a socket portion 12 that is fitted with the pipe portion 3 and an inclined pipe portion inner flow path 13 that is connected to the pipe portion inner flow path 6. The socket portion 12 is formed to have a diameter larger than that of the pipe portion 3, and the pipe portion 3 is inserted and welded to the pipe portion 3. The inclined pipe portion inner flow path 13 is formed to have a circular cross section having substantially the same diameter as the pipe portion inner flow path 6. Further, the inclined pipe portion inner flow path 13 is formed with a bent portion 13a that is bent so as to be smoothly connected to the flange inner flow path 14 described later.

第１フランジ１０は、他の排気管１５と接続させるためのものであり、先端に平坦な接続端面１０ａを有する。第１フランジ１０は、接続端面１０ａを斜め上方に向ける姿勢で他の排気管１５に接続される。これにより、傾斜管部内流路１３は、斜め上方からの排気の流れを水平方向に近づけるような姿勢となる。また、凸部９は、管部３の下部に位置される。これにより、凸部９は、傾斜管部内流路１３の屈曲方向外周側の面に沿って流れる排気を上方の排気系センサ８に向けるように機能する。 The first flange 10 is for connecting to another exhaust pipe 15, and has a flat connection end surface 10a at the tip. The first flange 10 is connected to another exhaust pipe 15 in a posture in which the connection end surface 10a is directed obliquely upward. As a result, the flow path 13 in the inclined pipe portion is in a posture in which the flow of exhaust gas from diagonally above is brought closer to the horizontal direction. Further, the convex portion 9 is located below the pipe portion 3. As a result, the convex portion 9 functions so as to direct the exhaust flowing along the outer peripheral side surface of the inclined pipe portion inner flow path 13 in the bending direction toward the upper exhaust system sensor 8.

また、第１フランジ１０には、傾斜管部内流路１３に接続されるフランジ内流路１４が形成される。フランジ内流路１４は、傾斜管部内流路１３と略同径の断面円形に形成され、接続端面１０ａにて開口される。フランジ内流路１４は、接続端面１０ａから傾斜管部１１側に向かうにつれて排気の流れ方向を水平に近づけるように屈曲され、接続端面１０ａに対して傾斜される。 Further, the first flange 10 is formed with an in-flange flow path 14 connected to the inclined pipe inner flow path 13. The flange inner flow path 14 is formed in a circular cross section having substantially the same diameter as the inclined pipe inner flow path 13, and is opened at the connection end surface 10a. The flow path 14 in the flange is bent so as to bring the exhaust flow direction closer to horizontal as it goes from the connection end surface 10a toward the inclined pipe portion 11 side, and is inclined with respect to the connection end surface 10a.

次に本実施の形態の作用について述べる。 Next, the operation of this embodiment will be described.

他の排気管１５に上述の排気管１を接続する場合、他の排気管１５のフランジ１６に第１フランジ１０を重ね合わせ、これらフランジ１０、１６同士をボルト及びナット（図示せず）で締結する。このとき、第１フランジ１０の垂線上に周辺部品（図示せず）が近接している場合であっても第１フランジ１０からは傾斜管部１１が延びるため、排気管１は周辺部品と干渉しにくく、または干渉を避けることができ、容易に他の排気管１５に接続できる。 When the above-mentioned exhaust pipe 1 is connected to another exhaust pipe 15, the first flange 10 is overlapped with the flange 16 of the other exhaust pipe 15, and these flanges 10 and 16 are fastened with bolts and nuts (not shown). do. At this time, even when the peripheral parts (not shown) are close to the vertical line of the first flange 10, the inclined pipe portion 11 extends from the first flange 10, so that the exhaust pipe 1 interferes with the peripheral parts. It is difficult to do so, or interference can be avoided, and it can be easily connected to another exhaust pipe 15.

また、エンジン２からの排気が他の排気管１５から上述の排気管１に流れるとき、排気は屈曲されたフランジ内流路１４に沿って屈曲される。このため、排気は、フランジ内流路１４から傾斜管部内流路１３に乱れることなく滑らかに流れる。また、フランジ内流路１４及び傾斜管部内流路１３では、排気は、屈曲方向の外周側に沿って流れるが、管部３内では凸部９によって管部内流路６の中心に向けて案内される。このため、凸部９より下流の排気系センサ８に排気を良好に流すことができる。そしてこれにより排気系センサ８は、排気の状態を正確に検出することができる。 Further, when the exhaust gas from the engine 2 flows from the other exhaust pipe 15 to the exhaust pipe 1 described above, the exhaust gas is bent along the bent in-flange flow path 14. Therefore, the exhaust gas flows smoothly from the flange inner flow path 14 to the inclined pipe inner flow path 13 without being disturbed. Further, in the flange inner flow path 14 and the inclined pipe inner flow path 13, the exhaust gas flows along the outer peripheral side in the bending direction, but in the pipe portion 3, the convex portion 9 guides the exhaust gas toward the center of the pipe portion inner flow path 6. Will be done. Therefore, the exhaust gas can be satisfactorily flowed to the exhaust system sensor 8 downstream of the convex portion 9. As a result, the exhaust system sensor 8 can accurately detect the state of the exhaust gas.

このように、フランジ内流路１４が、第１フランジ１０の接続端面１０ａから傾斜管部１１側に向かうにつれて屈曲されて傾斜されるものとした。このため、第１フランジ１０の周辺の周辺部品が第１フランジ１０の垂線上にある場合でも排気管１は周辺部品と干渉しにくく、または干渉を避けることができ、排気管１のレイアウトを容易にできる。 In this way, the flow path 14 in the flange is bent and inclined from the connection end surface 10a of the first flange 10 toward the inclined pipe portion 11 side. Therefore, even when the peripheral parts around the first flange 10 are on the perpendicular line of the first flange 10, the exhaust pipe 1 is less likely to interfere with the peripheral parts or can avoid interference, and the layout of the exhaust pipe 1 is easy. Can be done.

また、フランジ内流路１４は、傾斜管部内流路１３と滑らかに接続されるものとした。このため、フランジ内流路１４が屈曲されていてもフランジ内流路１４に排気を滑らかに流すことができる。 Further, the flow path 14 in the flange is assumed to be smoothly connected to the flow path 13 in the inclined pipe portion. Therefore, even if the in-flange flow path 14 is bent, the exhaust gas can smoothly flow through the in-flange flow path 14.

傾斜管部１１には、傾斜管部１１内の傾斜管部内流路１３を屈曲させる屈曲部１３ａが形成されるものとした。このため、第１フランジ１０に対する傾斜管部１１の傾斜角度を大きくできると共に、フランジ内流路１４からの排気を滑らかに流すことができる。 It is assumed that the inclined pipe portion 11 is formed with a bent portion 13a that bends the flow path 13 in the inclined pipe portion in the inclined pipe portion 11. Therefore, the inclination angle of the inclined pipe portion 11 with respect to the first flange 10 can be increased, and the exhaust gas from the in-flange flow path 14 can flow smoothly.

フランジアッセンブリ４は鋳物で構成されるため、フランジ内流路１４及び傾斜管部内流路１３の形状を自由に設定できると共に、これら流路１３、１４の形状が複雑であってもフランジアッセンブリ４を容易に製造できる。 Since the flange assembly 4 is made of a casting, the shapes of the flow path 14 in the flange and the flow path 13 in the inclined pipe portion can be freely set, and even if the shapes of the flow paths 13 and 14 are complicated, the flange assembly 4 can be used. Easy to manufacture.

また、管部３内には、半導体素子を用いた排気系センサ８が、管部３の軸方向に対して垂直に設けられ、排気系センサ８より上流側の管部３には、排気の流れを排気系センサ８に案内するための凸部９が形成されるものとした。このため、管部内流路６を流れる排気を排気系センサ８に案内でき、排気系センサ８で排気の状態を正確に検出できる。 Further, an exhaust system sensor 8 using a semiconductor element is provided in the pipe portion 3 perpendicular to the axial direction of the pipe portion 3, and the exhaust system sensor 8 on the upstream side of the exhaust system sensor 8 is provided with exhaust gas. It is assumed that a convex portion 9 for guiding the flow to the exhaust system sensor 8 is formed. Therefore, the exhaust gas flowing through the flow path 6 in the pipe portion can be guided to the exhaust system sensor 8, and the exhaust system sensor 8 can accurately detect the state of the exhaust gas.

以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明は以下のような他の実施形態も可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention can also have other embodiments as follows.

（１）排気管１は、他の排気管１５の下流側に接続されるものとしたが、エンジン２に直接接続されてもよい。 (1) Although the exhaust pipe 1 is connected to the downstream side of the other exhaust pipe 15, it may be directly connected to the engine 2.

（２）フランジアッセンブリ４は管部３の一端部に設けられるものとしたが、両端部に設けられてもよい。 (2) The flange assembly 4 is provided at one end of the pipe portion 3, but may be provided at both ends.

（３）フランジアッセンブリ４は鋳物で構成されるものとしたが、これに限るものではない。例えばフランジアッセンブリ４は、板状のフランジ（図示せず）と屈曲されたパイプ（図示せず）とを溶接して形成されてもよい。この場合、フランジ内流路１４は切削加工等により屈曲されるとよい。 (3) The flange assembly 4 is made of a casting, but the present invention is not limited to this. For example, the flange assembly 4 may be formed by welding a plate-shaped flange (not shown) and a bent pipe (not shown). In this case, the flow path 14 in the flange may be bent by cutting or the like.

（４）管部３に排気系センサ８が設けられるものとしたがこれに限るものではない。図３に示すように、排気系センサ８はフランジアッセンブリ２０に設けられるものとしてもよい。具体的には、フランジアッセンブリ２０の傾斜管部２１には、直線状に延びるストレート部２２が形成され、ストレート部２２内には、排気系センサ８がストレート部２２の軸方向に対して垂直に設けられるとよい。また、排気系センサ８より上流側のストレート部２２には、排気の流れを排気系センサ８に案内するための凸部２３が形成されるとよい。 (4) It is assumed that the exhaust system sensor 8 is provided in the pipe portion 3, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 3, the exhaust system sensor 8 may be provided in the flange assembly 20. Specifically, a straight portion 22 extending linearly is formed in the inclined pipe portion 21 of the flange assembly 20, and the exhaust system sensor 8 is perpendicular to the axial direction of the straight portion 22 in the straight portion 22. It is good to be provided. Further, it is preferable that the straight portion 22 on the upstream side of the exhaust system sensor 8 is formed with a convex portion 23 for guiding the flow of the exhaust gas to the exhaust system sensor 8.

（５）排気系センサ８は、ＮＯｘセンサで構成されるものとしたが、これに限るものではない。排気系センサ８は、ＰＭセンサ、酸素センサ、λセンサ、Ａ／Ｆセンサ、温度センサ又は圧力センサ等で構成されてもよい。 (5) The exhaust system sensor 8 is composed of a NOx sensor, but the present invention is not limited to this. The exhaust system sensor 8 may be composed of a PM sensor, an oxygen sensor, a λ sensor, an A / F sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, or the like.

前述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The configurations of each of the above embodiments can be combined partially or wholly, unless otherwise inconsistent. The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and all modifications, applications, and equivalents included in the idea of the present invention defined by the claims are included in the present invention. Therefore, the present invention should not be construed in a limited manner and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.

１排気管
３管部
４フランジアッセンブリ
１０第１フランジ
１０ａ接続端面
１１傾斜管部
１３傾斜管部内流路
１４フランジ内流路 1 Exhaust pipe 3 Pipe part 4 Flange assembly 10 First flange 10a Connection end face 11 Inclined pipe part 13 Inclined pipe part inner flow path 14 Flange inner flow path

Claims

With the pipe
Equipped with a flange assembly provided at the end of the pipe
The flange assembly includes a flange and an inclined pipe portion extending obliquely from the flange.
The flange is formed with an in-flange flow path connected to the flow path in the inclined pipe portion.
It said flange inside flow path is bent as a connection end face of said flange toward the inclined pipe portion is inclined relative Rutotomoni the connection end face,
An exhaust pipe characterized in that the flow path in the flange is curved in an arc shape in a cross-sectional view parallel to the central axis thereof.

The exhaust pipe according to claim 1, wherein the flow path in the flange is smoothly connected to the flow path in the inclined pipe portion.

The exhaust pipe according to claim 1 or 2, wherein the inclined pipe portion is formed with a bent portion that bends a flow path in the inclined pipe portion.

The exhaust pipe according to any one of claims 1 to 3, wherein the flange assembly is made of a casting.

An exhaust system sensor using a semiconductor element is provided in the pipe portion perpendicular to the axial direction of the pipe portion.
The inner peripheral surface of the pipe portion located upstream of the exhaust system sensor and facing the exhaust system sensor is characterized in that a convex portion for guiding the flow of exhaust gas to the exhaust system sensor is formed. The exhaust pipe according to any one of claims 1 to 4.

The exhaust pipe according to claim 5, wherein the convex portion is formed on an inner peripheral surface of the pipe portion which is connected to a surface on the outer peripheral side of the bent flow path in the inclined pipe portion in the bending direction.

The exhaust according to any one of claims 1 to 4, wherein an exhaust system sensor using a semiconductor element is provided on the inclined pipe portion perpendicular to the axial direction of the inclined pipe portion. tube.

The exhaust pipe according to claim 7, wherein a convex portion for guiding an exhaust flow to the exhaust system sensor is formed in the inclined pipe portion on the upstream side of the exhaust system sensor.