JP6610854B2

JP6610854B2 - 排気管

Info

Publication number: JP6610854B2
Application number: JP2015039678A
Authority: JP
Inventors: 宏介青木; 昭博坂田; 隆之鈴木
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2015-02-28
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2035-02-28
Also published as: JP2016121672A

Description

本発明は、排気管に関し、特に、複数の排気が合流するものに関する。

従来の排気管について、図５に示す排気管のジョイント部を用いて説明する。従来の自動車及び二輪自動車の排気装置に用いるジョイント部は、自動車及び二輪自動車のエンジンに連通する上流側の複数のエキゾ−ストマニホ−ルド若しくは排気管と下流側の単一の排気管との間に介装されて、上流側から流入する排気ガス流を合流させて単一の排気ガス流にして下流側に流出させるジョイント部であって、複数の排気ガス流が、相互に平行で、ジョイント部から流出する排気ガス流と同一方向で内部に流入して合流し、その合流排気ガス流が回転しながら流出する構造を備えていること、を特徴とする。

ジョイント部１は、鋳物による一体型の中空立体状物からなるもので、上流側からの排気ガス流を個々に流入・直進させる流入直進部（図５のハッチングを施した領域）２と、合流排気ガス流に回転を誘導して渦流にして下流の排気管に流出させる回転誘導部３とから構成されている（以上、特許文献１参照）。

特開２００４−２８５９１８号公報

前述の従来のジョイント部１には、以下に示すような改善すべき点がある。ジョイント部１では、渦状の回転誘導部３を複数形成し、それらを合流させる必要があるため、製造が難しく、コストもかかる、という改善すべき点がある。

そこで、本発明は、簡易な構造で渦流を発生させることができる排気管を提供することを目的とする。

本発明における課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。

本発明に係る排気管は、第１の排気が流れ、第１の中心線を有する第１の排気管、第２の排気が流れ、第２の中心線を有する第２の排気管であって、前記第１の排気と前記第２の排気とが合流する合流領域において、前記第２の中心線が前記第１の中心線に対して距離を持って交差する第２の排気管、を有し、前記第１の排気管は、前記合流領域より上流側に位置して前記第１の排気の流れを曲折させる曲折部を有するとともに、前記曲折部を通過する前記第１の排気の流れに前記第１の中心線から前記曲折部の外側への偏りを形成し、前記第２の排気管は、前記合流領域において、前記第１の排気に対して前記第１の中心線から前記曲折部の外側へ偏った側から前記第２の排気を合流させること、を特徴とする。

これにより、第１の排気及び第２の排気に対して簡易でコストがかからない構成で渦流を形成できるとともに、流れに偏りが生じている第１の排気であっても、第１の排気及び第２の排気からなる混合気を容易に均一にできる。また、第１の排気に対して偏った側から第２の排気を合流させるので、容易に渦流とすることができる。

本発明に係る排気管の一実施例である排気管１００の外観図である。第１の排気管１０１及び第２の排気管１０３の上面図である。第１の排気管１０１及び第２の排気管１０３の合流領域Ｒにおける断面図である。図３における第１の排気管１０１及び第２の排気管１０３の矢印ａ３方向から見た状態を示す図である。従来の排気管を示す図である。本発明に係る排気管の一実施例である排気管２００の外観図である。図６におけるＹ−Ｙ断面を示す図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明していく。

本発明に係る排気管の一実施形態である自動車の排気管１００について以下において説明する。排気管１００は、所定の内燃機関のクランクシャフトに取り付けられ、内燃機関が発生する動力を他の装置、機構へ伝達する。

図１に、排気管１００の外観図を示す。図１に示すように、排気管１００は、第１の排気管１０１、第２の排気管１０３、第３の排気管１０５、及び、第４の排気管１０７を有している。

第１の排気管１０１には、第１の排気が、第１の吸気口Ｍ１０１から第１の排気口Ｎ１０１に向かう矢印ａ１０１方向に流れる。第１の排気管１０１は、第１の排気の流れに沿った第１の中心線Ｊ１０１を有している。

第２の排気管１０３は、第１の排気管１０１に接合している。第２の排気管１０３には、第２の排気が、第２の吸気口Ｍ１０３から第２の排気口Ｎ１０３に向かう矢印ａ１０３方向に流れる。第２の排気管１０３は、第２の排気の流れに沿った第２の中心線Ｊ１０３を有している。なお、第２の排気口Ｎ１０３は、第２の排気管１０３と第１の排気管１０１との接合部に形成される。

第１の排気管１０１及び第２の排気管１０３の上面図を図２に示す。第２の排気管１０３を矢印ａ１０３方向に流れる第２の排気は、第１の排気管１０１と第２の排気管１０３との接合部において、第１の排気管１０１を矢印ａ１０１方向に流れる第１の排気と合流する。ここで、第１の排気管１０１において、第１の排気と第２の排気とが合流する領域を合流領域Ｒとする。合流領域Ｒにおいて、第２の中心線Ｊ１０３は第１の中心線Ｊ１０１と交差する。

ここで、図２に示す第１の排気管１０１及び第２の排気管１０３における、第２の排気管１０３の第２の中心線Ｊ１０３に沿ったＸ−Ｘ断面を図３に示す。さらに、図３に示す断面の矢印ａ３方向から見た状態を図４に示す。図４に示すように、合流領域Ｒにおいて、第２の中心線Ｊ１０３は、第１の中心線Ｊ１０１に対して距離ｄ１の位置を通る。

このように、第１の排気管１０１の第１の中心線Ｊ１０１と第２の排気管１０３の第２の中心線Ｊ１０３とを所定の距離をおいて交差するように第２の排気管１０３を第１の排気管１０１に接合することによって、合流領域Ｒにおいて、第１の排気に対して偏心するように第２の排気を第１の排気に合流させることができる。これにより、図２に示すように、合流領域Ｒにおいて、第１の排気Ｆ１０１に対して、第１の中心線Ｊ１０１に対して所定の角度αで第２の排気Ｆ１０３が加わるため、第１の排気は、第１の排気管１０１の側面に沿った流れを形成する。また、第２の排気も、第１の排気と同様に、第１の排気管１０１の側面に沿って流れる。つまり、第１の排気と第２の排気との混合気は、図１に示すように、第１の排気管１０１の側面に沿って流れ、結果として渦流Ｃ１０１を形成する。

これにより、簡易でコストがかからない構成で排気に対して渦流を形成することができる。また、第１の排気と第２の排気との混合気を、円滑に流すことができる。さらに、混合気の密度を一定にできるため、排気管１００の排気口Ｎ１０１側に、有害物質除去のための触媒を配置する場合、ムラなく混合気を触媒にあてることができる。なお、第３の排気管１０５及び第４の排気管１０７についても、第１の排気管１０１、第２の排気管１０３と同様である。

前述の自動車の排気管１００では、第１の排気管１０１を流れる第１の排気には、偏りがあるものではなかった。一方、本実施例に係る排気管２００では、流れに偏りのある第１の排気であっても、第２の排気と合流させることによって、均一な混合気を形成し、容易に渦流を形成するものである。

図６に、排気管２００の外観図を示す。図６に示すように、排気管２００は、第１の排気管２０１、第２の排気管２０３、第３の排気管２０５、及び、第４の排気管２０７を有している。

第１の排気管２０１には、第１の排気が、第１の吸気口Ｍ２０１から第１の排気口Ｎ２０１に向かう矢印ａ２０１方向に流れる。第２の排気管２０１は、第１の排気の流れに沿った第１の中心線Ｊ２０１を有している。なお、第１の排気口Ｎ２０１は、触媒部ＣＴが有するガスコーン部Ｇとの接合部に形成される。なお、ガスコーン部Ｇとは、触媒部ＣＴの入口側に形成され、流路面積が徐々に拡大変動する部分をいう。

第１の排気管２０１は、第２の排気管２０３と接合する前に、第１の排気の流れを大きく変動させる曲折部Ｄ２０１を有している。第１の排気は、曲折部Ｄ２０１を通過することによって、曲折部Ｄ２０１の外側に偏った偏心流を形成する。なお、第１の排気管２０１は、曲折部Ｄ２０１を通過した第１の排気が、第２の排気管２０３との接合部において、第２の排気が流れ込む側に偏った偏心流を形成するように形成されている。

第２の排気管２０３は、第１の排気管２０１に接合している。第２の排気管２０３には、第２の排気が、第２の吸気口Ｍ２０３から第２の排気口Ｎ２０３に向かう矢印ａ２０３方向に流れる。第２の排気管２０３は、第２の排気の流れに沿った第２の中心線Ｊ２０３を有している。なお、第２の排気口Ｎ２０３は、第２の排気管２０３と第１の排気管２０１との接合部に形成される。

第２の排気管２０３を矢印ａ２０３方向に流れる第２の排気は、第１の排気管２０１と第２の排気管２０３との接合部において、第１の排気管２０１を矢印ａ２０１方向に流れる第１の排気と合流する。ここで、第１の排気管２０１において、第１の排気と第２の排気とが合流する領域を合流領域Ｒとする。合流領域Ｒにおいて、第２の中心線Ｊ２０３は第１の中心線Ｊ２０１と交差する。

ここで、図６に示す合流領域Ｒにおける第１の排気管１０１及び第２の排気管１０３のＹ−Ｙ断面を図７に示す。図７に示すように、合流領域Ｒにおいて、第２の中心線Ｊ２０３は、第１の中心線Ｊ２０１に対して距離ｄ２の位置を通る。また、第２の排気は、合流領域Ｒにおいて、第２の排気が流れ込む側、つまり水平方向側に偏った偏心流を形成する第１の排気（斜線部）に対して、垂直側に偏った位置から合流する。

このように、第１の排気管１０１の第１の中心線Ｊ１０１と第２の排気管１０３の第２の中心線Ｊ１０３とを所定の距離をおいて交差するように第２の排気管１０３を第１の排気管１０１に接合することによって、合流領域Ｒにおいて、偏心流である第１の排気に対して、偏心するように第２の排気を第１の排気に合流させることができる。これにより、第１の排気及び第２の排気は、第１の排気管２０１の側面に沿った流れを形成する。そして、第１の排気と第２の排気との混合気は、図６に示すように、触媒部ＣＴのガスコーン部Ｇにおいて、ガスコーン部Ｇの側面に沿った渦流Ｃ２０１を形成する。

これにより、簡易でコストがかからない構成で排気に対して渦流を形成することができる。また、第１の排気が偏心流であっても、第１の排気と第２の排気との混合気を、円滑に流すことができる。さらに、第１の排気が偏心流であっても、混合気の密度を一定にできるため、排気管２００の第１の排気口Ｎ２０１側に、有害物質除去のための触媒部ＣＴを配置する場合、ムラなく混合気を触媒部ＣＴに流すことができる。

［他の実施例］
（１）排気管１００の構成：前述の実施例１においては、排気管１００を、第１の排気管１０１〜第４の排気管１０７によって形成するとしたが、複数の排気を合流させるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、第１の排気管１０１と第２の排気管１０３とを合流させた後、さらに、第３の排気管１０５、第４の排気管１０７を合流させるようにしてもよい。実施例における排気管２００についても同様である。

本発明に係る排気管は、例えば、自動車のエキゾースト・マニホールドとして用いられる。

１００排気管
１０１第１の排気管
Ｊ１０１第１の中心線
１０３第２の排気管
Ｊ１０３第２の中心線
１０５第３の排気管
１０７第４の排気管
２００排気管
２０１第１の排気管
Ｊ２０１第１の中心線
２０３第２の排気管
Ｊ２０３第２の中心線
Ｄ２０１曲折部

Claims

第１の排気が流れ、第１の中心線を有する第１の排気管、
第２の排気が流れ、第２の中心線を有する第２の排気管であって、前記第１の排気と前記第２の排気とが合流する合流領域において、前記第２の中心線が前記第１の中心線に対して距離を持って交差する第２の排気管、
を有し、
前記第１の排気管は、
前記合流領域より上流側に位置して前記第１の排気の流れを曲折させる曲折部を有するとともに、前記曲折部を通過する前記第１の排気の流れに前記第１の中心線から前記曲折部の外側への偏りを形成し、
前記第２の排気管は、
前記合流領域において、前記第１の排気に対して前記第１の中心線から前記曲折部の外側へ偏った側から前記第２の排気を合流させること、
を特徴とする排気管。