JP2019203442A - テールパイプおよびこれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスが特定の方向に流れにくいようにすることができるテールパイプ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は、排気ガスが流入する流入部１０１と、排気ガスを排出する排出口１０２Ｅを有する流出部１０２と、を有し、排出口１０２Ｅの縁は、互いに直交する長手方向ｄＬと短手方向ｄＳとを備える形状を有し、短手方向ｄＳの幅（長さ）ＷＳが長手方向ｄＬにおける位置によって異なるように形成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、排気ガスを排出するテールパイプ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、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

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が特定の方向に流れにくいようにすることが望まれる。

本開示の目的は、排気ガスが特定の方向に流れにくいようにすることができるテールパイプ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テールパイプは、排気ガスが流入する流入部と、前記排気ガスを排出する排出口を有する流出部と、を有し、前記排出口の縁は、互いに直交する長手方向と短手方向とを備える形状を有し、前記短手方向の長さが前記長手方向における位置によって異なるように形成されている。

本開示の一態様に係る車両は、上記テールパイプを有する。

本開示によれば、排気ガスが特定の方向に流れにくいようにすることができる。

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 排出口の形状を説明するための図 排出口の形状と流入口の形状の関係を説明するための図 テールパイプにおける排気ガスの流れを例示した図

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。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は流入部１０１と流出部１０２とを有する。テールパイプ１００の流入部１０１は流入口１０１Ｉを有し、流入口１０１Ｉは排気管２００の終端部に接続されている。排気管２００は例えば内燃機関に接続されている。排気管２００の内部を通ってきた排気ガスは、流入部１０１の流入口１０１Ｉ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、流出部１０２に設けられた排出口１０２Ｅから排出される。排出口１０２Ｅは、図１に示すようにテールパイプ１００の流入部１０１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。

図２は、排出口１０２Ｅの形状を説明するための図である。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。矢印Ａは、排出口１０２Ｅが設けられた平面に対して垂直な方向の矢印である。図２では、排出口１０２Ｅの長手方向をｄ_Ｌとし、長手方向ｄ_Ｌに直交する短手方向をｄ_Ｓとして示している。なお、排出口１０２Ｅの長手方向ｄ_Ｌとは、排出口１０２Ｅの縁の内側の差し渡し（内側同士の幅）が最大となる方向を意味する。

このように、排出口１０２Ｅは、長手方向ｄ_Ｌと短手方向ｄ_Ｓとを有する扁平形状に形成されている。より具体的には、図２に示すように、排出口１０２Ｅの縁の内側の形状は、長手方向ｄ_Ｌ両端部付近における円弧形状と、これらの円弧形状を結ぶ、互いに平行でない２本の直線と、によって構成されている。そして、図２に示すように、排出口１０２Ｅにおける短手方向の縁の内側同士の幅を幅Ｗ_Ｓとすると、短手方向の幅Ｗ_Ｓが長手方向ｄ_Ｌにおける位置によって異なるように形成されている（図２においては、幅Ｗｓの最大値Ｗ_ＳＭＡＸと最小値Ｗ_Ｓｍｉｎのみ示している）。図２に示す例では、幅Ｗ_Ｓは概ね、長手方向ｄ_Ｌの一端部Ｅ_１から他端部Ｅ_２へ向かうにつれて次第に小さくなっている。ただし、図２に示す例では、上記したように排出口１０２Ｅの両端部付近は円弧形状に形成されているため、幅Ｗ_Ｓが最大（Ｗ_ＳＭＡＸ）となる長手方向ｄ_Ｌの一端部Ｅ_１および、幅Ｗ_Ｓが最小（Ｗ_Ｓｍｉｎ）となる長手方向ｄ_Ｌの他端部Ｅ_２は、これらの円弧形状を除いた部位となる。

このような形状により、排気管２００から流入口１０１Ｉを介してテールパイプ１００内に流れ込んだ排気ガスは、排出口１０２Ｅの長手方向ｄ_Ｌの一端部Ｅ_１において比較的多く、他端部Ｅ_２において比較的少なく、排出される。これにより、テールパイプ１００の排出方向によって、排出される排気ガスの量を異ならせることができ、排気ガスを特定の方向（図２の例では排出口１０２Ｅの他端部Ｅ２付近から排出される方向）に流れにくくすることができる。また、このような形状により、排気ガスは拡散されてテールパイプ１００から排出されるので、外気と混合しやすくなり、排気ガスの温度を速やかに低下させることができる。

次に、図３は、排出口１０２Ｅの形状と流入口１０１Ｉの形状の関係を説明するための図である。図３Ａは、流入口１０１Ｉにおける排気ガスの流れ方向に垂直な断面図であって、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図３Ａに示すように、流入口１０１Ｉにおけるテールパイプ１００の内壁面１０３_ｉｎは、排気ガスの流れ方向に対して垂直な断面においてほぼ円形となるように形成されている。この円形の直径Ｄ_ｉｎは、図２に示す排出口１０２Ｅの長手方向の幅Ｗ_Ｌより小さくなるように形成されている。なお、以下の説明においては、簡単のため、流入口１０１Ｉにおける内壁面１０３_ｉｎの、排気ガスの流れ方向に対して垂直な断面における直径Ｄ_ｉｎを、単に流入部１０１の直径Ｄ_ｉｎと記載する。

ここで、図１に示すように、流入口１０１Ｉにおける内壁面１０３_ｉｎを排気ガスの流れ方向に沿って排出口１０２Ｅが設けられた平面と交差するまで延長した場合に形成される、排出口１０２Ｅ内の領域Ｒ１について考える。換言すれば、領域Ｒ１とは、流入口１０１Ｉを、排気ガスの流れ方向に沿って排出口１０２Ｅの縁を含む平面に投影した像と、排出口１０２Ｅの縁とによって形成される領域である。図３Ｂは、テールパイプ１００を図１の矢印Ｃの方向から見た図であって、領域Ｒ１について説明するための図である。図３Ｂにおける斜線部が領域Ｒ１を示している。

図３Ｂに示すように、領域Ｒ１における、排出口１０２Ｅの幅の最大値Ｗ_{ＳＭＡＸ＿Ａ１}は、流入部１０１の直径Ｄ_ｉｎより小さくなっている。換言すれば、流入口１０１Ｉにおける内壁面１０３_ｉｎを、排気ガスの流れ方向に沿って排出口１０２Ｅの縁を含む平面に投影した像の少なくとも一部は、排出口１０２Ｅの縁より外側に位置するようになっている。

排気管２００からテールパイプ１００へ流入する排気ガスの速度によっては、図２に示すように排出口１０２Ｅの長手方向の幅Ｗ_Ｌが流入部１０１の直径Ｄ_ｉｎより広がるように形成されているにもかかわらず、排気ガスが広がらずに排出口１０２Ｅまで到達してしまうことがある。本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００では、上記説明した構成により、排気ガスが広がらずに排出口１０２Ｅまで到達した場合、排気ガスの一部がテールパイプ１００の内壁面（図３Ｂにおける領域Ｒ１の上下方向にある内壁面）に突き当たって減速される。その後、排気ガスは内壁面に沿って排出口１０２Ｅの長手方向に拡散される。これにより、テールパイプ１００に流入した排気ガスが、拡散されずに排出されてしまう事態を防止することができ、排出方向によって排気ガスの量を異ならせることができる。

図４は、テールパイプ１００における排気ガスの流れを例示した図である。図４において、テールパイプ１００内の排気ガスの流れの多寡が概念的に実線で示されている。また、テールパイプ１００から排出された排気ガスについては、その排出量が矢印の長さによって概念的に示されている。図４に示されるテールパイプ１００の形状は、図２に示す排出口１０２Ｅの長手方向ｄ_Ｌに沿ったテールパイプ１００の断面形状に対応する。

図２に示すように、テールパイプ１００は排出口１０２Ｅにおける長手方向の幅Ｗ_Ｌが流入部１０１の直径Ｄ_ｉｎより大きくなるように形成されているため、図４に示すように、排気ガスは流出部１０２付近において流入部１０１付近よりも広がって流れる。また、図２に示すように、排出口１０２Ｅの短手方向の幅Ｗ_Ｓが長手方向ｄ_Ｌにおける位置によって異なるように形成されているため、図４に示すように、排出口１０２Ｅの長手方向ｄ_Ｌにおける位置によって異なる量の排気ガスが排出される。

さらに、図３Ｂに示すように、流入口１０１Ｉにおける内壁面１０３_ｉｎを排気ガスの流れ方向に沿って延長した場合に形成される、排出口１０２Ｅ内の領域Ｒ１内において、排出口１０２Ｅの幅の最大値Ｗ_{ＳＭＡＸ＿Ａ１}は、流入部１０１の直径Ｄ_ｉｎより小さくなるように形成されている。このため、図４に示すように、排気ガスは排出口１０２Ｅの領域Ｒ１からだけでなく、排出口１０２Ｅの他の領域からも排出される。このため、流入部１０１から流入した排気ガスが、排出口１０２Ｅの全体からではなく、一部の領域からのみ排出されてしまう事態を回避することができる。

＜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は、排気ガスが流入する流入部１０１と、排気ガスを排出する排出口１０２Ｅを有する流出部１０２と、を有し、排出口１０２Ｅの縁は、互いに直交する長手方向ｄ_Ｌと短手方向ｄ_Ｓとを備える形状を有し、短手方向ｄ_Ｓの幅（長さ）Ｗ_Ｓが長手方向ｄ_Ｌにおける位置によって異なるように形成されている。

このような構成により、排気ガスの排出方向によって、排出される排気ガスの量を異ならせることができ、排気ガスを特定の方向（図２の例では排出口１０２Ｅの他端部Ｅ２付近から排出される方向）に流れにくくすることができる。このため、特定方向に存在する構造物（タイヤ、燃料タンク、バッテリ等）が排気ガスの高温によって劣化してしまうことを防止することができる。

また、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００は、流入部１０１に設けられた流入口１０１Ｉを、流入部１０１における排気ガスの流れ方向に沿って排出口１０２Ｅが設けられた平面に投影した像の少なくとも一部は、排出口１０２Ｅの縁より外側に位置している。換言すれば、流入部１０１における内壁面１０３_ｉｎを排気ガスの流れ方向に沿って排出口１０２Ｅが設けられた平面と交差するまで延長した場合に形成される、排出口１０２Ｅ内の領域Ｒ１内において、排出口１０２Ｅの幅の最大値Ｗ_{ＳＭＡＸ＿Ａ１}は、排気ガスの流れ方向に垂直な断面における流入部１０１の内壁面１０３_ｉｎの直径Ｄ_ｉｎより小さくなるように形成されている。

このような構成により、排気ガスが排気管２００からテールパイプ１００へ流入した勢いのまま、広がらずに排出口１０２Ｅまで到達しようとしても、排気ガスの一部はテールパイプ１００の内壁面（図３Ｂにおける領域Ｒ１の上下方向にある内壁面）に突き当たって減速される。その後、排気ガスは内壁面に沿って排出口１０２Ｅの長手方向ｄ_Ｌに拡散される。このため、このため、流入部１０１から流入した排気ガスが、排出口１０２Ｅからではなく、一部の領域からのみ排出されてしまう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られてもよい。

上記実施の形態では、排出口１０２Ｅは、図１に示すように、テールパイプ１００の流入部１０１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としたが、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、排出口１０２Ｅの形状は、短手方向の幅Ｗ_Ｓが、概ね長手方向ｄ_Ｌの一端部Ｅ_１から他端部Ｅ_２へ向かうにつれて次第に小さくなるように形成されている。しかしながら、本開示はこれに限定されず、排出口の形状は、長手方向と短手方向とを有し、長手方向における位置によって短手方向の幅が異なるように形成されればよい。具体的には、排出口の形状は、短手方向の幅が、例えば長手方向の概ね両端部において大きく、長手方向における中心部付近において両端部より小さくなるように形成されてもよい。

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 流入部
１０１Ｉ 流入口
１０２ 流出部
１０２Ｅ 排出口
１０３_ｉｎ 内壁面
２００ 排気管

Claims (5)

1. 排気ガスが流入する流入部と、
   前記排気ガスを排出する排出口を有する流出部と、
   を有し、
   前記排出口の縁は、互いに直交する長手方向と短手方向とを備える形状を有し、前記短手方向の長さが前記長手方向における位置によって異なるように形成されている、
   テールパイプ。
2. 前記排出口の縁の形状は、互いに平行でない２つの直線を含む、
   請求項１に記載のテールパイプ。
3. 前記短手方向における前記２つの直線同士の長さは、前記長手方向の一端部から他端部へ向かうにつれて小さくなるように形成されている、
   請求項２に記載のテールパイプ。
4. 前記流入部に設けられた流入口を、前記流入部における前記排気ガスの流れ方向に沿って前記排出口が設けられた平面に投影した像の少なくとも一部は、前記排出口の縁より外側に位置している、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のテールパイプ。
5. 請求項４に記載のテールパイプを有する、
   車両。