JP2010538204A - 冷却機能を備える車両用排気レゾネーター - Google Patents

Abstract

車両用排気レゾネーターは、ベンチュリー効果領域を規定するように、先が細くなっている形状を有する排気ガスの吸気管を備えていることを特徴としている。レゾネーターの筐体における空気取り入れ孔は、外部の冷却用空気とレゾネーター内部の吸気チャンバとの流動体通路を提供する。吸気チャンバにおける流動体通路内に、レゾネーターの排気管部におけるさらなる吸気孔が形成される。吸気管内部におけるベンチュリー効果によって、外部から吸気チャンバ内部に空気を吸い込むような圧力低下が生じて、この空気は、排気ガスを冷却して混合するように、レゾネーターの排気管に引き込まれる。

Description

発明の詳細な説明

〔相互に参照される関連出願〕
本出願は２００７年８月３１日に出願された米国仮出願第６０／９６７１５４号の優先権を主張するものであり、前記出願の全文は本明細書の一部をなすものとしてここに引用する。

〔技術分野〕
本発明は車両排気処理システムに関する。特に、レゾネーター内部を流れる車両エンジンによる排気ガスを冷却する構造を備えるレゾネーターに関する。

〔背景技術〕
車両排気処理システムにおいて、高温の排気ガスは安全面、耐久面、および排気音の増加の問題などを引き起こす。いくつかの車両パーツにおいては、アイドリング状態における排気ガスの温度が高くなり、そのため排気ガス冷却構造を必要とするものがある。排気レゾネーターにおいて一般的に使われている吸音材は、排気ガスが高温になると機能しなくなり、望ましくない排気音レベルをもたらすことがある。さらに、高温の排気ガスはガス密度の低下を招き、ガスの流動速度を上げ、高周波数の排気音を発生させる。それゆえ、レゾネーターなどの排気処理装置は、設計にあたって、これらの問題を考慮する必要がある。

〔発明の要約〕
以下に記す本発明の一般的な要約は、発明のすべての範囲、またすべての特徴を包括的に開示するものではない。

車両用排気レゾネーターは、外側面と、当該外側面の対向する端部に配置された吸気ヘッダと排気ヘッダとを有する筐体を備えている。排気ガスの吸気管は、車両排気ガスを吸収する吸気端部を吸気ヘッダに備えており、また、排気端部を備えている。ベンチュリー効果領域を形成するように、吸気端部の断面積は排気端部の断面積よりも大きくなっている。排気ガスの排気管は、ベンチュリー効果領域を含む流動体通路における吸気端部、および排気ヘッダの開口部における排気端部を備えている。筐体は、吸気チャンバに冷却用空気を取り込む空気取り込み開口を有している。排気ガスの排気管は、ベンチュリー効果による排気ガスの排気管内における減圧によって、空気を排気ガスの排気管へと取り込むための、吸気チャンバを含む流動体通路における開口を有している。

本発明の別の態様として、車両用排気レゾネーターは、外側面と、当該外側面の対向する端部に配置された吸気ヘッダと排気ヘッダとを有する筐体とを有している。排気ガスの吸気管は、車両排気ガスを吸収する吸気端部開口を吸気ヘッダに備えており、また、排気端部を備えている。ベンチュリー効果領域を形成するように、吸気端部の断面積は排気端部の断面積よりも大きくなっている。排気ガスの排気管は、流動体通路を含むベンチュリー効果領域を囲む吸気端部、および排気ヘッダの開口における排気端部を備えている。筐体内における隔壁は、ベンチュリー効果領域を収容する中央孔、および筐体の外側面の内面に連結されている径方向外側部を有している。隔壁、外側面、および排気ヘッダによって、排気ガスの排気管を囲む吸気チャンバが形成されている。排気ヘッダには、外気を吸気チャンバへ収容する複数の孔が形成されている。排気ガスの排気管には、吸気チャンバから、通常、ベンチュリー効果領域に隣接して形成されている排気ガスの排気管に気を取り込む複数の孔が形成されている。

本発明のさらに別の態様として、車両用排気レゾネーターは、外側面と、当該外側面の対向する端部に配置された吸気ヘッダと排気ヘッダとを有する筐体とを有している。排気ガスの吸気管は、車両排気ガスを吸収する吸気端部開口を吸気ヘッダに備えており、また、排気端部を備えている。ベンチュリー効果領域を形成するように、吸気端部の断面積は排気端部の断面積よりも大きくなっている。排気ガスの排気管は、流動体通路におけるベンチュリー効果領域よりも断面積が大きく、ベンチュリー効果領域を囲む吸気端部、および排気ヘッダの開口における排気端部を備えている。排気ガスの排気管の一部には、複数の打ち抜き穴が形成されている。第１の隔壁は、筐体内に設けられ、ベンチュリー効果領域を収容する中央孔、および筐体の外側面の内面に連結されている径方向外側部を有している。第２の隔壁は、筐体内において第１の隔壁の下流に設けられており、排気ガスの排気管を収容する中央孔、および筐体の外側面の内面に連結されている径方向外側部を有している。第１の隔壁、第２の隔壁、および筐体の外側面によって、ベンチュリー効果領域および排気ガスの排気管の吸気端部を囲む吸気チャンバが形成されている。筐体の外側面には、吸気チャンバに外気を取り込む複数の孔が形成されている。吸気チャンバを含む流動体通路において、排気ガスの排気管における吸気端部の開口環状領域が形成されている。

本発明が適用可能なさらなる範囲は、以下に示す記載によって明白になるであろう。本発明の要約の記載および具体例は、説明のためにのみ意図されたものであって、本発明の範囲を制限するように意図されたものではない。

〔図面の簡単な説明〕
ここに記載する図面は、選択された実施形態の説明のためにのみ意図されたものであって、実施可能なすべてのものを意図するものではなく、また、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。本発明の目的、および特徴は、図面とともに、以下の詳細な説明によって明白になるであろう。
〔図１Ａ〕
本発明の実施形態を示す多様な図である。
〔図１Ｂ〕
本発明の実施形態を示す他の多様な図である。
〔図１Ｃ〕
本発明の実施形態を示す他の多様な図である。
〔図１Ｄ〕
本発明の実施形態を示す他の多様な図である。
〔図２Ａ〕
本発明の他の実施形態を示す多様な図である。
〔図２Ｂ〕
本発明の他の実施形態を示す他の多様な図である。
〔図２Ｃ〕
本発明の他の実施形態を示す他の多様な図である。

これらの中のいくつかの図面における対応する参照数字は、それぞれ対応する部分を示している。

〔詳細な説明〕
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、より詳細に説明する。

各図１Ａ〜図１Ｄは、本発明の第１の実施形態を説明する図である。図１Ａ〜図１Ｄでは、車両用排気レゾネーター１００は薬きょう、すなわち外側面１０２を備えている。外側面１０２の断面は円形であることが望ましいが、実質的にはいかなる形の断面であってもよい。排気ガス吸気チューブ、すなわち吸気管１０４は吸気口における断面が最も大きく、曲壁１０４ａに沿ってアーチ状に細くなり、直壁１０４ｂが形成するベンチュリー効果領域１０６において、直径が最も小さくなる。排気ガス排気チューブ、すなわち排気管１０８は、吸気端部においてベンチュリー効果領域１０６を囲んでおり、空気室１２０を形成する排気端部に向かって断面積がアーチ状に広がっている。レゾネーターの吸気端部は内部に、排気ガスの吸気管１０４の吸気端部を収容する中央孔を有する吸気ヘッダ、すなわちエンドキャップ１１０を備えている。レゾネーターの反対側の端部には、排気ガスの排気管１０８の排気端部を収容する中央孔を有する排気ヘッダ、すなわちエンドキャップ１１２が設けられている。隔壁、すなわちバッフル１１４はベンチュリー効果領域１０６を囲んでおり、径方向外側部によって、薬きょう１０２の内面と連結している。冷却空気吸気チャンバ１１６は、隔壁１１４および排気ヘッダ１１２を両端として形成されている。

図１Ｄに示すように、排気ヘッダ１１２は、空気室１１６へ冷却用空気を取り込むための、複数（例えば４つ）の外部の冷却用空気取り込み開口１２４ａ〜１２４ｄを備えている。

排気ガスの排気管１０８には、空気室１１６から排気ガスの排気管１０８内部の混合室１２０へ空気を取り込むための、排気管１０８の壁を貫通する複数の吸気開口（そのうち３つの開口１１８ａ〜１１８ｃを図示する）が形成されている。

図１Ｃに示すように、隔壁１１４は複数のチューニング用のくぼみ、すなわち凹部１２２ａ〜１２２ｈが、環状の配置において間隔をあけて形成されている。

作動中は、車両排気ガスがエンジンから排気ガスの吸気管１０４に流れ込む。ベンチュリー効果領域１０６により、空気室１２０内で、１１８ａ〜１１８ｃなどの孔の下に低圧領域が形成され、冷却用空気が吸気チャンバ１１６から空気混合室１２０へと吸い込まれる。その結果、レゾネーターを流れる排気ガスが冷却される。

各図２Ａ〜図２Ｃは、レゾネーターの他の実施形態を説明する図である。図２Ａ〜図２Ｃでは、レゾネーター２００は薬きょう、すなわち外側面２０２を備えている。外側面２０２の断面は円形であることが好ましいが、本発明によれば、実質的にはいかなる形の断面であっても良い。レゾネーターの内部は、薬きょう、すなわち外側面２０２の対向する両端に、さらに吸気ヘッダ２１０および排気ヘッダ２１２を備える構成を有している。

排気ガスの吸気管２０４は、吸気端部が吸気ヘッダ２１０の中央開口部に設けられ、断面積が、ベンチュリー効果領域２０６を形成する直壁２０４ｂに向かって、曲壁２０４ａに沿ってアーチ状に減少している。

排気ガスの排気管２０８は、吸気口に、ベンチュリー効果領域２０６を囲むような開口を有し、吸気チャンバ２１６を含む流動体通路において環状オープンスペース２２１を形成することを特徴としている。排気ガスの排気管２０８の側壁は打ち抜き穴２０９を有し、排気ガスの排気管２０８の排気端部は排気ヘッダ２１２の開口に配置されている。

外部の冷却用空気は、薬きょう、すなわち外側面２０２に形成された複数の空気取り入れ孔（そのうちの２つの孔２２４ａと２２４ｂを図示する）を通して、吸気チャンバ２１６へ引き込まれる。

吸気チャンバ２１６は、外側面２０２、第１の隔壁２１４、および第１の隔壁２１４の下流に、第１の隔壁と間隔をあけて配置された第２の隔壁２１５によって形成されている。環状領域は第２の隔壁、排気ヘッダ、および外側面２０２によって形成され、吸音材２２６が充填されている。吸音材２２６は、排気ガスの排気管２０８の打ち抜き穴２０９における領域を囲んでいる。

図２Ｃに示すように、隔壁２１４（および任意で隔壁２１５）には複数のチューニング用のくぼみ、すなわち凹部２２２ａ〜２２２ｈが形成されている。

作動中は、車両排気ガスが、排気ガスの吸気管２０４の吸気端部からレゾネーター２００へと流れ込む。排気ガスの流れは、ベンチュリー部２０６の先細り領域により、排気ガスの排気管２０８の吸気端部において圧力が低下し、これにより空気室２１６から空気混合室２２０へ空気が引き込まれ、レゾネーターを流れる排気ガスと混ざり合う。

このように、図１Ａ〜図１Ｄに示される実施形態、および図２Ａ〜図２Ｃに示される実施形態のどちらでも、排気ガスの排気管が形成する空気室へ外気が引き込まれ、レゾネーターを流れる排気ガスが冷却される。

上述した実施形態の説明は実例および説明のために記載したものである。これらは本発明を包括、もしくは制限することを意図したものではない。特定の実施例の各要素、または特徴は、概して、該特定の実施例に限ったものではなく、適用、置き換えが可能であり、例え詳細に図示、記載がなされていなくても、選択した他の実施形態において使用することができる。これらは種々の変更が可能である。このような変更は本発明からの逸脱とみなされるものではなく、このような変更はすべて特許請求の範囲に含まれるべきものである。

本発明の実施形態を示す多様な図である。 本発明の実施形態を示す他の多様な図である。 本発明の実施形態を示す他の多様な図である。 本発明の実施形態を示す他の多様な図である。 本発明の他の実施形態を示す多様な図である。 本発明の他の実施形態を示す他の多様な図である。 本発明の他の実施形態を示す他の多様な図である。

Claims (20)

1. 外側面と、上記外側面の対向する端部に配置された吸気ヘッダと排気ヘッダとを有する筐体と、
   車両排気ガスを吸収する、上記吸気ヘッダにおける吸気端部と、排気端部とを有しており、ベンチュリー効果領域を形成するように、上記吸気端部の断面積が上記排気端部の断面積よりも大きい排気ガスの吸気管と、
   上記ベンチュリー効果領域を含む流動体通路における吸気端部と、上記排気ヘッダの開口における排気端部とを有する排気ガスの排気管とを備えており、
   上記筐体は、吸気チャンバに冷却用空気を取り込む空気取り入れ開口を備えており、上記排気ガスの排気管は、上記ベンチュリー効果によって上記排気ガスの排気管内に生じた減圧を起因として、上記排気ガスの排気管に空気を取り込む、上記吸気チャンバを含む流動体通路における開口を有していることを特徴とする車両用排気レゾネーター。
2. 上記ベンチュリー効果領域を収容する中央孔と、上記筐体の上記外側面の内面に連結されている径方向外側部とを有している、上記筐体内部の隔壁をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用排気レゾネーター。
3. 上記隔壁にチューニング用のくぼみをさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両用排気レゾネーター。
4. 上記空気取り入れ開口は、上記排気ヘッダに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用排気レゾネーター。
5. 上記空気取り入れ開口は、上記筐体の上記外側面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用排気レゾネーター。
6. 上記隔壁は、上記吸気チャンバにおける１つの境界を規定していることを特徴とする請求項２に記載の車両用排気レゾネーター。
7. 上記排気ガスの排気管の開口は、上記ベンチュリー効果領域に隣接している上記排気ガスの排気管の周りに分散している複数の孔を含むことを特徴とする請求項４に記載の車両用排気レゾネーター。
8. 上記排気ガスの排気管の開口は、上記排気ガスの吸気管の上記排気端部を囲む上記排気ガスの排気管の上記排気端部における環状領域を備えていることを特徴とする請求項５に記載の車両用排気レゾネーター。
9. 上記排気ガスの排気管の少なくとも一部には打ち抜き穴が形成されており、上記一部は、上記排気ガスの排気管と上記筐体の上記外側面との間に配置された吸音材に囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の車両用排気レゾネーター。
10. 上記筐体の断面は、実質的に円形であることを特徴とする請求項１に記載の車両用排気レゾネーター。
11. 外側面と、上記外側面の対向する端部に配置された吸気ヘッダと排気ヘッダとを有する筐体と、
    車両排気ガスを吸収する、上記吸気ヘッダにおける吸気端部開口と、排気端部とを有しており、ベンチュリー効果領域を形成するように、上記吸気端部の断面積が上記排気端部の断面積よりも大きい排気ガスの吸気管と、
    流動体通路を含む上記ベンチュリー効果領域を囲む吸気端部と、上記排気ヘッダの開口における排気端部とを有する排気ガスの排気管と、
    上記ベンチュリー効果領域を収容する中央孔と、上記筐体の上記外側面の内面に連結されている径方向外側部とを有しており、上記外側面と上記排気ヘッダとともに、上記排気ガスの排気管を囲む吸気チャンバを規定する、上記筐体における隔壁と、
    外気を収容して上記吸気チャンバに取り込む、上記排気ヘッダにおける複数の孔と、
    上記吸気チャンバから上記排気ガスの排気管に空気を取り込む、上記ベンチュリー効果領域に通常は隣接している上記排気ガスの排気管における複数の孔と、を備えていることを特徴とする車両用排気レゾネーター。
12. 上記隔壁は、複数のチューニング用のくぼみをさらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載の車両用排気レゾネーター。
13. 外側面と、上記外側面の対向する端部に配置された吸気ヘッダと排気ヘッダとを有する筐体と、
    車両排気ガスを吸収する、上記吸気ヘッダにおける吸気端部開口と、排気端部とを有しており、ベンチュリー効果領域を形成するように、上記吸気端部の断面積が上記排気端部の断面積よりも大きい排気ガスの吸気管と、
    流動体通路における上記ベンチュリー効果領域よりも断面積が大きく、それを囲む吸気端部と、上記排気ヘッダの開口における排気端部とを有しており、その一部が、そこを通す打ち抜き穴を有する排気ガスの排気管と、
    上記ベンチュリー効果領域を収容する中央孔と、上記筐体の上記外側面の内面に連結されている径方向外側部とを有している、上記筐体における第１の隔壁と、
    上記第１の隔壁の下流に配置されており、上記排気ガスの排気管を収容する中央孔と、上記筐体の上記外側面の内面に連結されている径方向外側部とを有しており、上記第１の隔壁と上記筐体の上記外側面とともに、上記ベンチュリー効果領域と上記排気ガスの排気管の上記吸気端部とを囲む吸気チャンバを規定する、上記筐体における第２の隔壁と、
    外気を収容して上記吸気チャンバに取り込む、上記筐体の上記外側面における複数の孔と、
    上記吸気チャンバを含む流動体通路において、上記排気ガスの排気管の上記吸気端部における開口環状領域と、を備えていることを特徴とする車両用排気レゾネーター。
14. 上記第１の隔壁は、複数のチューニング用のくぼみをさらに備えていることを特徴とする請求項１３に記載の車両用排気レゾネーター。
15. 上記第２の隔壁は、複数のチューニング用のくぼみをさらに備えていることを特徴とする請求項１３に記載の車両用排気レゾネーター。
16. 上記第１の隔壁および上記第２の隔壁は、複数のチューニング用のくぼみを備えていることを特徴とする請求項１３に記載の車両用排気レゾネーター。
17. 上記排気ガスの排気管の上記一部と上記外側面との間に配置される吸音材をさらに備えていることを特徴とする請求項１３に記載の車両用排気レゾネーター。
18. 上記排気ガスの排気管の上記一部と上記外側面との間に配置される吸音材をさらに備えていることを特徴とする請求項１４に記載の車両用排気レゾネーター。
19. 上記排気ガスの排気管の上記一部と上記外側面との間に配置される吸音材をさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載の車両用排気レゾネーター。
20. 上記排気ガスの排気管の上記一部と上記外側面との間に配置される吸音材をさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の車両用排気レゾネーター。

Images