JP2019167882A - テールパイプ、排気管構造および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】排出される排気ガスの温度を下げることが可能なテールパイプ、排気管構造および車両を提供する。【解決手段】テールパイプは、内燃機関から排出された排気ガスを外部に排出するテールパイプであり、排気ガスによって回転駆動される第１のファンと、回転駆動されることによって、外気を導入する導入口を介して当該外気を導入するための吸引力を発生する第２のファンと、第１のファンの回転運動を、第２のファンの回転運動に変換する運動変換部とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、排気ガスを排出するテールパイプ、排気管構造および車両に関する。

内燃機関から排出された排気ガスは、排気ガス浄化装置やサイレンサ等を通過して浄化や静音化が行われた後、テールパイプから外部に排出される。従来、排気ガスの流量増大や気流音の低減等を目的として、テールパイプの形状を工夫することが行われている。

例えば特許文献１には、排気管の後端に連結された連結部と、連結部から後方に末広がりに延出し、かつ、横断面形状を略楕円形に形成した拡径部とを備えたテールパイプが開示されている。

特開２００３−４１９３４号公報

一方、テールパイプから排出される高温の排気ガスが、周囲に悪影響を及ぼすことがある。高温の排気ガスによる周囲への悪影響を低減するため、テールパイプから排出される排気ガスの温度を下げることが望まれる。

本開示の目的は、排出される排気ガスの温度を下げることが可能なテールパイプ、排気管構造および車両を提供することである。

本開示の一態様に係るテールパイプは、
内燃機関から排出された排気ガスを外部に排出するテールパイプであって、
前記排気ガスによって回転駆動される第１のファンと、
回転駆動されることによって、外気を導入する導入口を介して当該外気を導入するための吸引力を発生する第２のファンと、
前記第１のファンの回転運動を、前記第２のファンの回転運動に変換する運動変換部と、
を備える。

本開示の一態様に係る排気管構造は、
上記テールパイプを備える。

本開示の一態様に係る車両は、
上記排気管構造を備える。

本開示によれば、排出される排気ガスの温度を下げることができる。

本実施の形態に係るテールパイプの一部を示す断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００の一部を示す断面図である。テールパイプ１００は、フロントパイプやセンタパイプを有する排気管構造の一部を構成し、車両（図示せず）に搭載される内燃機関（図示せず）から排出された排気ガスを外部（大気中）に排出する。より具体的には、排気ガスは、図示しない排気ガス浄化装置やサイレンサ等を通過して浄化や静音化が行われた後、テールパイプ１００から排出される。

本実施の形態において、排気ガスの流れ方向（図１中の太実線矢印、以下同じ）に垂直なテールパイプ１００の断面形状は、円形状である。

ところで、高温の排気ガスによる周囲への悪影響を低減するため、テールパイプ１００から排出される排気ガスの温度を下げることが望まれている。そこで本実施の形態では、テールパイプ１００の構成によって、排出される排気ガスの低温化を図っている。すなわち、テールパイプ１００は、第１の径ｄ１を有する第１の管１２０と、排気ガスの流れ方向における第１の管１２０の下流側に配置され、第１の径ｄ１より大きい第２の径ｄ２を有する第２の管１４０とを備える。

排気ガスの流れ方向に垂直な方向における第１の管１２０と第２の管１４０との間には、テールパイプ１００内に外気（空気、図１中の細点線矢印）を導入する導入口１３０が形成されている。

第２の管１４０において、排気ガスの流れ方向における導入口１３０の下流側には、第１のファン１５０（回転羽根）と、第２のファン１６０（回転羽根）と、運動変換部１７０とが設けられている。

第１のファン１５０は、第１の管１２０から第２の管１４０に流入する排気ガスによって回転駆動される。すなわち、第１のファン１５０の回転速度は、第１の管１２０から第２の管１４０に流入する排気ガスの流入量に応じて変化する。

第２のファン１６０は、排気ガスの流れ方向における第１のファン１５０と同一位置、かつ、導入口１３０に対向するように設けられ、回転駆動されることによって導入口１３０を介して外気を導入するための吸引力を発生する。

運動変換部１７０は、第１のファン１５０の回転運動を、第２のファン１６０の回転運動に機械的に変換する。本実施の形態では、運動変換部１７０は、第１のファン１５０の回転中心軸に沿って延びる第１の回転シャフト１５５に取り付けられた第１のギア部（図示せず）と、第２のファン１６０の回転中心軸に沿って延びる第２の回転シャフト１６５に取り付けられた第２のギア部（図示せず）とを有し、第１のギア部と第２のギア部とが所定のギア比で噛み合うように構成されている。

以上のように構成した本実施の形態によれば、第１の管１２０から第２の管１４０に流入する排気ガスによって、第１のファン１５０が回転駆動される。第１のファン１５０が回転することによって、第１の管１２０から第２の管１４０に流入した排気ガスに旋回流（図１中の太点線矢印）を生じさせ、排気ガスの流れ方向に垂直な方向の全体に亘って当該排気ガスを拡散させることができる。これにより、排気ガスを拡散させていない場合と比べて、テールパイプ１００の開口部１８０から排出された排気ガスがテールパイプ１００の外部の外気と混合した際に、当該排気ガスを容易に低温化させることができる。

また、第１のファン１５０の回転運動は、運動変換部１７０によって第２のファン１６０の回転運動に機械的に変換される。そして、第２のファン１６０が回転することによって、導入口１３０を介して外気を導入するための吸引力が発生し、当該外気が第２の管１４０に導入される。これにより、内燃機関から排出された排気ガスがテールパイプ１００から排出される前に、導入口１３０を介して第２の管１４０に導入された新鮮な外気と当該排気ガスとを直接混合させることができ、排出される排気ガスの低温化を図ることができる。さらに言えば、運動変換部１７０において第１のギア部と第２のギア部とが噛み合う所定のギア比を調整することにより、導入口１３０を介して第２の管１４０に導入される外気の量を所望の量に調整することができる。

また、本実施の形態では、運動変換部１７０は、第１のファン１５０の回転運動を、第２のファン１６０の回転運動に機械的に変換する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、運動変換部１７０は、第１のファン１５０に第１の回転シャフト１５５を介して取り付けられた発電機（図示せず）と、第２のファン１６０に第２の回転シャフト１６５を介して取り付けられた電動モーター（図示せず）とを有しても良い。この場合、第１のファン１５０の回転を介して発電機で発電された動力によって、電動モーターひいては第２の回転シャフト１６５に取り付けられた第２のファン１６０が回転する。ただし、テールパイプ１００の製造コストをなるべく抑制する観点から、運動変換部１７０は、第１のファン１５０の回転運動を、第２のファン１６０の回転運動に機械的に変換するように構成される方が望ましい。

また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示は、排出される排気ガスの温度を下げることが可能なテールパイプ、排気管構造および車両として有用である。

１００ テールパイプ
１２０ 第１の管
１３０ 導入口
１４０ 第２の管
１５０ 第１のファン
１５５ 第１の回転シャフト
１６０ 第２のファン
１６５ 第２の回転シャフト
１７０ 運動変換部
１８０ 開口部

Claims (4)

1. 内燃機関から排出された排気ガスを外部に排出するテールパイプであって、
   前記排気ガスによって回転駆動される第１のファンと、
   回転駆動されることによって、外気を導入する導入口を介して当該外気を導入するための吸引力を発生する第２のファンと、
   前記第１のファンの回転運動を、前記第２のファンの回転運動に変換する運動変換部と、
   を備えるテールパイプ。
2. 前記運動変換部は、前記第１のファンの回転運動を、前記第２のファンの回転運動に機械的に変換する、
   請求項１に記載のテールパイプ。
3. 請求項１または２に記載のテールパイプを備える、
   排気管構造。
4. 請求項３に記載の排気管構造を備える、
   車両。

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