JP2019203441A - 排気系部品およびこれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスが流れにくい領域にも好適に排気ガスを流れさせることができる排気系部品およびこれを備えた車両を提供する。【解決手段】本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００（排気系部品）は、排気ガスが流入する流入口１０１と、排気ガスが流出する流出口１０２と、流入口１０１と流出口１０２との間に延在する内壁面１０４とを有するテールパイプ１００であって、内壁面１０４から突出し、排気ガスをテールパイプ１００の内側へ向かって誘導する突出部１０５と、排気ガスの流れ方向に沿った突出部１０５の下流側において、内壁面１０４が突出部１０５の上流側よりも外側へ広がるように形成されているスカート部１０３と、を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、排気ガスを流通させる排気系部品およびこれを備えた車両に関する。

内燃機関で生じた排気ガスは、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、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、排気管等の排気系構造を構成する部品（排気系部品）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排気系のテールパイプが開示されている。

特開２００３−４１９３４号公報

排気管等の排気系部品は、配置の都合上、途中で曲がったり径が変わったり等、形状が変化することがある。このように排気系部品の形状が途中で変わる場合、排気系部品内において、周囲と比較して排気ガスが流れにくい領域が生じることがある。特に、排気系部品内において内壁面が途中から外側へ広がっている場合には、排気ガスは広がる前までの流れ方向に沿って多く流れ、広がりによって生じた領域には流れにくい、という事態が生じうる。

本開示の目的は、排気系部品内において、排気ガスが流れにくい領域にも好適に排気ガスを流れさせることができる排気系部品およびこれを備えた車両を提供することである。

本開示の一態様に係る排気系部品は、排気ガスが流入する流入口と、前記排気ガスが流出する流出口と、前記流入口と前記流出口との間に延在する内壁面とを有する排気系部品であって、前記内壁面から突出し、前記排気ガスを前記排気系部品の内側へ向かって誘導する突出部と、前記排気ガスの流れ方向に沿った前記突出部の下流側において、前記内壁面が前記突出部の上流側よりも外側へ広がるように形成されているスカート部と、を有する。

本開示の一態様に係る車両は、上記排気系部品を有する。

本開示によれば、排気ガスが流れにくい領域にも好適に排気ガスを流れさせることができる。

本開示の実施の形態に係るテールパイプを説明するための図 テールパイプを流出口側から見た図 流出口の長手方向に沿ったテールパイプの断面図 流出口の短手方向に沿ったテールパイプの断面図 排気ガスの流れについて説明するための図

以下、本開示の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明、例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明等は省略する場合がある。

図１は、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００を説明するための図である。図１に例示したテールパイプ１００は、本開示の排気系部品の一例である。テールパイプ１００は、例えば内燃機関の排気ガスを外部に排出する排気系構造の一部品であり、排気系構造の終端部に配置されている。このような排気系構造は、例えばトラック等の車両に搭載されている。

図１に示すように、テールパイプ１００は流入口１０１と流出口１０２とを有する。テールパイプ１００の流入口１０１は、排気管５００の終端部に接続されている。排気管５００は例えば内燃機関に接続されている。排気管５００の内部を通ってきた排気ガスは、流入口１０１からテールパイプ１００に流入し、テールパイプ１００の内部を流れ、流出口１０２から流出する。また、図１に示すように、テールパイプ１００は流出口１０２に向かって広がるスカート部１０３を有する。

図２は、テールパイプ１００を流出口１０２側から見た図である。より具体的には、図２は、テールパイプ１００を図１の矢印Ａの方向から見た図である。図２に示すように、テールパイプ１００の流出口１０２は、一方向に扁平な開口形状を有する。より詳細には、テールパイプ１００の流出口１０２は、短手方向に沿った幅Ｗ_Ｓより、長手方向に沿った幅Ｗ_Ｌの方が大きくなるように形成された開口形状を有する。なお、上記示した開口形状の幅は、内法（縁の内側同士の幅）の値である。

また、図２では一部のみ図示しているが、流入口１０１はほぼ円形の開口形状を有する。流入口１０１の開口形状の直径より、流出口１０２の長手方向に沿った幅Ｗ_Ｌの方が大きくなるように形成されている。このように長手方向に広がった形状を有する流出口１０２と流入口１０１とを接続するように図１に示すスカート部１０３が形成されている。

図３は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。図２および図３に示すように、テールパイプ１００は、流入口１０１と流出口との間に延在する内壁面１０４を有する。

図３に示すように、テールパイプ１００の内壁面１０４には、内側へ向かって突出する突出部１０５が形成されている。内側とは、テールパイプ１００における排気ガスの流路側を意味する。

図３に示すように、突出部１０５は、先端部、すなわち最もテールパイプ１００の内側に突出した部位が、流出口１０２の長手方向に沿ったテールパイプ１００の断面において曲線形状に形成されている。また、図２に示すように、突出部１０５は、内壁面１０４の周方向における全体ではなく、一部にのみ設けられている。より具体的には、図２に示すように、突出部１０５は、内壁面１０４の周方向のうち、流出口１０２の長手方向に対応する２箇所にのみ設けられている。

一方、図４は、図２のＣ−Ｃ線断面図である。図４に示すように、テールパイプ１００の内壁面１０４の周方向のうち、流出口１０２の短手方向に対応する箇所には突出部１０５は設けられていない。

図３の説明に戻り、突出部１０５の下流側における内壁面１０４Ｄ、換言すれば、スカート部１０３における内壁面１０４Ｄは、突出部１０５の上流側における内壁面１０４Ｕよりもテールパイプ１００の外側へ広がるように形成されている。図３における線Ｄおよび線Ｅは、図２のＢ−Ｂ断面図における、突出部１０５の上流側の内壁面１０４Ｕの延長線である。図３に示すように、突出部１０５の下流側の内壁面１０４Ｄは、突出部１０５の上流側の内壁面１０４Ｕの延長線である線Ｄおよび線Ｅよりも外側へ広がっている。

テールパイプ１００は、このような内壁面１０４の形状により、流入口１０１から流入した排気ガスを、流出口１０２の形状に合わせて流出口１０２から排出させることができる。以下では、テールパイプ１００の内部における排気ガスの流れについて説明する。

＜テールパイプ１００の内部における排気ガスの流れ＞
図５は、排気ガスの流れについて説明するための図である。図５Ａは、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００の内部における排気ガスの流れを示す図である。そして、図５Ｂは、図５Ａの比較例として、突出部が設けられていないテールパイプ２００の内部における排気ガスの流れを示す図である。図５Ａは、図３と同様、流出口１０２の長手方向に沿ったテールパイプ１００の断面図における排気ガスの流れを示しており、図５Ｂも同様である。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、テールパイプ１００およびテールパイプ２００内の排気ガスの流れが概念的に実線で示されている。なお、テールパイプ２００は、突出部１０５以外は本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００と同じ形状を有しているとする。

まず、図５Ｂに示す、突出部が設けられていない比較例のテールパイプ２００における排気ガスの流れについて説明する。図５Ｂに示すように、流入口２０１から流入した排気ガスは、概ねテールパイプ２００の内部を均等に流れる。

図５Ｂに示す比較例において、図３に例示した本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００と同様に、テールパイプ２００における下流側（流入口２０１よりも流出口２０２に近い側）では、内壁面２０４が上流側より外側へ広がるように形成されている。このように形成されたテールパイプ２００の下流側において、排気ガスは、ある程度は外側へ広がった内壁面２０４に沿って流れるが、全体的には上流側における流れの延長線上へ向かって流れる。このため、図５Ｂの領域Ｈ２および領域Ｉ２の示すように、流出口２０２の長手方向両端部付近では、中央部付近と比較して、外気ガスの流量が少なくなっている。

一方、図５Ａに示すように、突出部１０５が設けられている、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００における排気ガスの流れは、以下のようになる。流入口１０１から流入した排気ガスは、流入口１０１付近では概ねテールパイプ１００の内部を均等に流れるが、突出部１０５によって排気ガスの流れ方向がテールパイプ１００の内側に向かって強制的に変更される。

図５Ａの領域Ｊに示すように、突出部１０５のすぐ下流側において、排気ガスは突出部１０５の先端部の曲面に沿って流れる。これにより、排気ガスの流れのうち、内壁面１０４に比較的近い流れの方向は、テールパイプ１００の外側へ向かって再度変更される。この現象はコアンダ効果によるものと考えられる。このように、突出部１０５より下流側の領域では、内壁面１０４に比較的近い排気ガスは、テールパイプ１００の外側へ向かう方向に流れるようになる。

さらに下流側では、図３に示すように下流側の内壁面１０４Ｄが上流側の内壁面１０４Ｕより外側へ広がるように形成されている。上記したように、突出部１０５より下流側では、内壁面に比較的近い排気ガスがテールパイプ１００の外側へ向かう方向へ流れるため、例えば図５Ａの領域Ｈ１および領域Ｉ１に示すように、外側へ広がるテールパイプ１００の内壁面に沿って排気ガスが多く流れるようになる。図５Ａの領域Ｈ１と図５Ｂの領域Ｈ２、または図５Ａの領域Ｉ１と図５Ｂの領域Ｉ２とを比較すれば、領域Ｈ２より領域Ｈ１の方が、また領域Ｉ２より領域Ｉ１の方が、排気ガスがより多く流れている。このように、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００によれば、突出部が形成されていない比較例のテールパイプ２００と比較して、排気ガスを内壁面の形状に沿うように流れさせることができるようになる。これにより、流出口１０２の長手方向における両端部付近からも、十分な量の排気ガスを排出させることができる。

＜作用・効果＞
以上説明したように、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００（排気系部品）は、排気ガスが流入する流入口１０１と、排気ガスが流出する流出口１０２と、流入口１０１と流出口１０２との間に延在する内壁面１０４とを有するテールパイプ１００であって、内壁面１０４から突出し、排気ガスをテールパイプ１００の内側へ向かって誘導する突出部１０５と、排気ガスの流れ方向に沿った突出部１０５の下流側において、内壁面１０４が突出部１０５の上流側よりも外側へ広がるように形成されているスカート部１０３と、を有する。

このように、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００では、外側へ広がるように形成されている下流側の内壁面１０４Ｄの上流側に突出部１０５が形成されていることで、排気ガスを、広がった内壁面１０４Ｄに沿うように流れさせることができる。このため、テールパイプ１００内における排気ガスが流れにくい領域が生じる事態を防止することができ、スカート部１０３によって広げられた流出口１０２の開口形状のどの領域からも、十分な量の排気ガスを排出させることができるようになる。これにより、テールパイプ１００から排出された排気ガスは周囲に拡散され、温度が低下しやすくなるため、テールパイプ１００の周囲に配置された構造物であるタイヤ、燃料タンク、バッテリ等が排気ガスにより高温や煤等に曝される事態を回避することができる。また、テールパイプ１００を含む排気系構造の整備や、排気系構造が搭載された車両の整備等を行う整備員等が排気ガスの高温により作業しづらい等の事態を回避することができる。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素は任意に組み合わせてられてもよい。

上記実施の形態では、図１に示すように、流出口１０２が、テールパイプ１００内における排気ガスの流れ方向に対して傾斜して交差する平面内に設けられているが、本開示はこれに限定されない。例えば排出口は、テールパイプの流入部における排気ガスの流れ方向に対して垂直な平面内に設けられていてもよい。

また、上記実施の形態では、図２に示すように、流出口１０２の形状において、短手方向の幅は長手方向における位置によらず一定であるとしたが、本開示はこれに限定されない。例えば、短手方向における流出口１０２の幅が、長手方向における位置によって変化するようにしてもよい。

本開示は、排気ガスを排出するテールパイプに有用である。

１００ テールパイプ
１０１ 流入口
１０２ 流出口
１０３ スカート部
１０４，１０４Ｕ，１０４Ｄ 内壁面
１０５ 突出部
２００ テールパイプ
２０１ 流入口
２０２ 流出口
２０４ 内壁面
５００ 排気管

Claims (4)

1. 排気ガスが流入する流入口と、前記排気ガスが流出する流出口と、前記流入口と前記流出口との間に延在する内壁面とを有する排気系部品であって、
   前記内壁面から突出し、前記排気ガスを前記排気系部品の内側へ向かって誘導する突出部と、
   前記排気ガスの流れ方向に沿った前記突出部の下流側において、前記内壁面が前記突出部の上流側よりも外側へ広がるように形成されているスカート部と、
   を有する、排気系部品。
2. 前記突出部は、前記内壁面の周方向における一部に設けられている、
   請求項１に記載の排気系部品。
3. 前記排気系部品は、テールパイプである、
   請求項１または２に記載の排気系部品。
4. 請求項３に記載の排気系部品を有する、
   車両。