JP7180094B2 - テールパイプ、排気系構造、およびこれを備えた車両 - Google Patents

Description

本開示は、排気ガスを排出するテールパイプ、排気系構造、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テールパイプ、排気系構造、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、内燃機関の排気ガスを外部に排出するテールパイプであって、前記排気ガスの流れ方向における末端部において、前記流れ方向に垂直な断面が長方形状となるように形成された開口部と、前記開口部に取り付けられている板状部材であって、複数の排気孔を有し、前記板状部材における前記排気孔の大きさは、前記テールパイプを有する排気系構造が搭載される車両のタイヤが存在する側の端部に近づくほど小さく形成されている排気抵抗調整部と、を備える。

本開示の一態様に係る排気系構造は、上記テールパイプを有する。

本開示の一態様に係る車両は、上記排気系構造を有する。

本開示によれば、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できる。

本開示の実施の形態に係るテールパイプの外形を示す斜視図 本開示の実施の形態に係るテールパイプについて説明するための投影図 テールパイプの平面視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の外形を示す斜視図である。また、図２Ａから図２Ｃは、本開示の実施の形態に係るテールパイプ１００について説明するための投影図（三面図）である。図１，図２Ａおよび図２Ｃに示すように、テールパイプ１００は、排気管２００の一端に取り付けられている。排気管２００の他端は、内燃機関（図示せず）に接続されている。内燃機関の駆動により生じた排気ガスは、排気管２００を通ってテールパイプ１００から外部に排出される。排気管２００とテールパイプ１００とによって、内燃機関の排気系構造が構成される。

図２Ａは、排気管２００の一端に取り付けられたテールパイプ１００の平面図である。図２Ｂは、テールパイプ１００および排気管２００を後述する末端部１０３側から見た図である。図２Ｃは、排気管２００の一端に取り付けられたテールパイプ１００の側面図である。

図１および図２Ａから図２Ｃに示すように、テールパイプ１００は、テールパイプ本体１０１と、連結部１０２と、末端部１０３と、を有する。連結部１０２は、テールパイプ１００が排気管２００に連結される部位である。本開示では連結の方法については特に限定しないが、テールパイプ１００は連結部１０２において例えば溶接で排気管２００の一端に連結されている。本実施の形態において、図１に示すように、排気管２００の排気ガスの流れ方向に垂直な断面形状はほぼ円形状であるため、テールパイプ１００の連結部１０２付近における排気ガスの流れ方向に垂直な断面形状も排気管２００とほぼ同径の円形状である。

末端部１０３は、排気ガスの流れ方向に沿ったテールパイプ１００の末端周辺の部位であり、排気ガスの流れ方向における連結部１０２とは反対側の端部周辺の部位である。なお、末端部１０３は、排気ガスの流れ方向におけるテールパイプ１００の末端だけではなく、末端から少し上流までを含むとする。図１および図２Ｃに示すように、末端部１０３におけるテールパイプ１００の断面形状は、ほぼ長方形状に形成されている。末端部１０３の断面形状は、角が面取りされた長方形状であってもよい。末端部１０３の断面形状において、長軸方向に沿った長さ（幅）Ｗは、図２Ａに示すように、排気管２００の断面円形状の直径Ｄより長い。一方、末端部１０３の断面形状において、短軸方向の沿った長さ（高さ）Ｈは、図２Ｃに示すように、排気管２００の断面円形状の直径Ｄより短い。

末端部１０３におけるテールパイプ１００の断面積は、テールパイプ１００内の流路断面積で最も大きくなるように構成されている。具体的には、上記説明した末端部１０３における断面形状の長方形の幅Ｗおよび高さＨは、長方形の面積Ｗ×Ｈがテールパイプ１００の流路断面積で最も大きくなるように設定されている。これにより、テールパイプ１００の外部に排出された排気ガスが好適に拡散しやすくなる。

テールパイプ本体１０１は、上記したように排気ガスの流れ方向に対して垂直な断面形状が円形状である連結部１０２と、断面形状が長方形状である末端部１０３と、を接続するように設けられる壁体によって構成される。

図１および図２Ｂに示すように、末端部１０３には、排気ガスが排出される排気孔１０５が複数形成された排気抵抗調整部１０４が取り付けられている。排気抵抗調整部１０４は、末端部１０３におけるテールパイプ１００の断面形状とほぼ同じ形状、ほぼ同じ大きさに形成された板状の部材である。排気抵抗調整部１０４に設けられた複数の排気孔１０５の大きさは、排気抵抗調整部１０４内の領域によって異なるように形成されている。図１および図２Ｂに示す例では、複数の排気孔１０５の大きさは、排気抵抗調整部１０４の長軸方向における一端側から他端側へ向かうにつれて大きくなるように形成されている。排気抵抗調整部１０４では、排気孔１０５の大きさによって排気孔１０５からの排気ガスの排気抵抗が調整される。

以下では、このような排気孔１０５が設けられた排気抵抗調整部１０４が末端部１０３に取り付けられることによる効果について、図３を参照して説明する。図３は、テールパイプ１００の平面視における排気ガスの流れを例示した図である。図３では、排気ガスの流量が矢印の長さによって示されている。ただし、この矢印の長さは概念的なものであって、流量を正確に示すものではない。図３では排気孔１０５は図示しないが、末端部１０３に取り付けられている排気抵抗調整部１０４には、図の下側の端部から上側の端部へ向かうにつれて小さくなる複数の排気孔１０５が設けられているとする。

テールパイプ１００の内部を流れて各排気孔１０５に到達した排気ガスの流量および流速がそれぞれ同じであると仮定すると、各排気孔１０５から排出される排気ガスの量は、各排気孔１０５の排気抵抗、すなわち各排気孔１０５の大きさによって決定される。比較的大きな排気孔１０５の排気抵抗は比較的小さな排気孔１０５の排気抵抗と比較して小さいため、比較的大きな排気孔１０５からは比較的小さな排気孔１０５から流出するよりも多くの排気ガスが流出する。従って、図３のように、排気抵抗調整部１０４における図の下側の端部から上側の端部へ向かうにつれて排気孔１０５の大きさが小さくなる場合、上側の端部へ向かうにつれて排気抵抗調整部１０４から流出する排気ガスの流量が少なくなる。

このように、大きさが異なる複数の排気孔１０５を有する排気抵抗調整部１０４により、各排気孔１０５から排出される排気ガスの量がそれぞれ異なる。このため、例えばテールパイプ１００を含む排気系構造が車両に搭載される場合に、排気抵抗調整部１０４によって、テールパイプ１００から排出される排気ガスを車両の構成部品、例えばタイヤ等の方に流れにくくすることができる。具体的には、テールパイプ１００から見たタイヤの方向に対応する排気孔１０５の大きさを小さくした排気抵抗調整部１０４を末端部１０３に取り付けることにより、テールパイプ１００から排出される排気ガスがタイヤ等の方に流れにくくすることができる。

なお、上記説明では、図１および図２Ｂに示すように、排気抵抗調整部１０４に設けられる排気孔１０５の大きさは、排気抵抗調整部１０４の一端側から排気抵抗調整部１０４の他端側に向かうにつれて大きくなるように形成されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。排気抵抗調整部１０４に設けられる排気孔１０５の大きさは、例えばテールパイプ１００を含む排気系構造の設計時に、テールパイプ１００から排出される排気ガスが流れることが望ましくない方向への流量が少なくなるように（その方向の排気抵抗を増大させるように）設計されればよい。

＜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、内燃機関の排気ガスを外部に排出するテールパイプ１００であって、排気ガスの流れ方向における末端部１０３に、領域によって排気抵抗が異なる排気抵抗調整部１０４が設けられている。

このような構成により、テールパイプ１００から排出される排気ガスの量を、排気抵抗調整部１０４内の領域によって異ならせることができる。あらかじめ、複数の排気孔１０５のそれぞれの大きさを、テールパイプ１００から排出される排気ガスが流れることが望ましくない特定の方向に排出される排気ガスの流量が少なくなるようにあらかじめ設計することによって、特定の方向へ排気ガスを流れにくくすることができる。このため、例えば排気ガスの熱によって劣化する部材が存在する方向へ排気ガスを排出してしまい、当該部材の劣化速度を促進させるような事態を回避することができる。

また、排気抵抗調整部１０４は、末端部１０３に取り付けられた板状部材である。このため、テールパイプ１００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な構成を、板状の部材である排気抵抗調整部１０４を末端部１０３に取り付けるだけで実現することができる。このため、上記構成を少工程かつ低コストで実現することができる。

また、排気孔１０５の排気抵抗は、排気孔１０５の大きさによって異なるように構成されている。すなわち、排気抵抗調整部１０４は、板状部材に穴を開けるだけで製造できるので、低コストでの製造が可能である。さらに、穴の大きさを変えるだけで領域による排気抵抗を調整できるので、排気抵抗調整部１０４の設計を低コストで行うことができる。

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。

上記説明した実施の形態では、排気管２００と連結された連結部１０２における断面形状はほぼ円形状に形成されており、末端部１０３の断面形状はほぼ長方形状に形成されていた。しかしながら、本開示はこれに限定されず、例えばテールパイプ１００の末端部１０３の断面形状は連結部１０２の断面形状と同様に、ほぼ円形状に形成されていてもよい。さらに、排気管２００の断面形状、およびテールパイプ１００の断面形状は楕円形状や、正方形、長方形、台形等を含む四辺形状、不定形状等、どのような形状であってもよい。これらの場合でも、テールパイプ１００の末端部１０３に、異なる大きさの複数の排気孔１０５が形成された排気抵抗調整部が取り付けられていればよい。

また、末端部１０３の流路断面積は、テールパイプ１００内で最も大きくなるように構成されていたが、本開示はこれに限定されない。本開示では排気ガスを好適に拡散させるため、末端部１０３の流路断面積が最も大きくなるように構成されていたが、例えば末端部１０３付近の排気圧力を高めて遠くまで排出させたい場合は、末端部１０３の流路断面積が他の箇所より小さくなるようにしてもよい。このように、末端部１０３の開口形状および流路断面積は、テールパイプ１００の使用目的や要求される効果に合わせて好適に変更してもよい。

上記説明した実施の形態では、排気孔１０５の排気抵抗は、排気孔１０５の大きさによって異なるように構成されていたが、本開示はこれに限定されない。本開示では、テールパイプ１００は、例えば排気抵抗調整部１０４の領域によって排気孔１０５の数を変えることで、排気孔１０５の排気抵抗が異なるように構成されていてもよい。この場合、排気孔１０５の大きさは同じでもよいため、より簡単に排気抵抗調整部１０４を製造することができる。

上記説明した実施の形態では、図２Ａから図２Ｃに示すように、排気抵抗調整部１０４がテールパイプ１００の排気流れ方向の最下流に設けられていたが、本開示はこれに限定されない。排気抵抗調整部１０４は、テールパイプ１００の最下流から若干上流側に設けられていてもよい。このような構成でも、テールパイプ１００から排出される排気ガスを特定の方向に流れにくくすることができる。

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 テールパイプ本体
１０２ 連結部
１０３ 末端部
１０４ 排気抵抗調整部
１０５ 排気孔
２００ 排気管

Claims (4)

1. 内燃機関の排気ガスを外部に排出するテールパイプであって、
   前記排気ガスの流れ方向における末端部において、前記流れ方向に垂直な断面が長方形状となるように形成された開口部と、
   前記開口部に取り付けられている板状部材であって、複数の排気孔を有し、前記板状部材における前記排気孔の大きさは、前記テールパイプを有する排気系構造が搭載される車両のタイヤが存在する側の端部に近づくほど小さく形成されている排気抵抗調整部と、
   を備える、テールパイプ。
2. 前記排気抵抗は、前記排気孔の大きさによって異なる、
   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有する、
   排気系構造。
4. 請求項３に記載の排気系構造を有する、
   車両。

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