(57)【要約】【課題】排気口から大気へ排出される排気ガスを効果的に拡散する。【解決手段】排気管３３の排気口３４から大気へ排出される排気ガスＥを拡散させる排気拡散構造６０であって、排気口３４から所定の間隔を隔てて設けられるプレート部材６１を備え、プレート部材６１は、弾性変形可能な板状の本体部６２と、本体部６２の一端側を固定する固定部６３とを含み、本体部６２は、少なくとも排気ガスＥの風圧又は固定部６３側から伝達される振動によって固定部６３を支点に他端側を自由端として揺動することにより、排気ガスＥを拡散させる。【選択図】図２
2020159231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の排気口から大気へ排出される排気ガスを拡散させる排気拡散構造であって、
前記排気口から所定の間隔を隔てて設けられるプレート部材を備え、該プレート部材は、弾性変形可能な板状の本体部と、該本体部の一端側を固定する固定部とを含み、前記本体部は、少なくとも前記排気ガスの風圧又は前記固定部側から伝達される振動によって前記固定部を支点に他端側を自由端として揺動することにより、前記排気ガスを拡散させる
ことを特徴とする排気拡散構造。
【請求項２】
前記プレート部材は、前記本体部の前記自由端を前記排出口側、前記固定端を前記排出口から離反する側に位置させて設けられている
請求項１に記載の排気拡散構造。
【請求項３】
前記プレート部材を複数備えると共に、該複数のプレート部材は、前記排出口側から離反するに従い配列個数が多くなるように設けられている
請求項１又は２に記載の排気拡散構造。
【請求項４】
前記本体部が耐熱材で形成されている
請求項１から３の何れか一項に記載の排気拡散構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排気拡散構造に関し、特に、排気管の排気口から大気へ排出される排気ガスの拡散に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、テールパイプの終端に車両前方に向けて漏斗状に開口する外気導入コーンを配置すると共に、該外気導入コーンの絞り口に金属線材を編み込んだフレームトラップを設け、車両走行時には、テールパイプから排出される高温排気ガスを外気導入コーンに取り込まれる走行風によって希釈することにより、排気ガスの温度低下を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０１１５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の構造では、外気導入コーンに取り込まれる走行風を用いて排気ガスの希釈を行っている。このため、走行風を得られない車両の停車中は、排気ガスの温度低下を図れないといった課題がある。
【０００５】
また、上記特許文献１記載の構造では、走行風を外気導入コーンに取り込むには、外気導入コーンを車両前方に向けて開口させる必要がある。このため、テールパイプの排気口を車両後方に向けることが必須となり、排気口を車両側方に開口させる等、レイアウト性の自由度が制限されるといった課題もある。
【０００６】
本開示の技術は、排気管の排気口から大気へ排出される排気ガスを効果的に拡散することができる排気拡散構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の技術は、排気管の排気口から大気へ排出される排気ガスを拡散させる排気拡散構造であって、前記排気口から所定の間隔を隔てて設けられるプレート部材を備え、該プレート部材は、弾性変形可能な板状の本体部と、該本体部の一端側を固定する固定部とを含み、前記本体部は、少なくとも前記排気ガスの風圧又は前記固定部側から伝達される振動によって前記固定部を支点に他端側を自由端として揺動することにより、前記排気ガスを拡散させることを特徴とする。
【０００８】
また、前記プレート部材は、前記本体部の前記自由端を前記排出口側、前記固定端を前記排出口から離反する側に位置させて設けられていることが好ましい。
【０００９】
また、前記プレート部材を複数備えると共に、該複数のプレート部材は、前記排出口側から離反するに従い配列個数が多くなるように設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、前記本体部が耐熱材で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の技術によれば、排気口から大気へ排出される排気ガスを効果的に拡散することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る車両の模式的な全体構成図である。
【図２】本実施形態に係る排気拡散構造を示す模式的な斜視図である。
【図３】本実施形態に係る排気拡散構造を側方から視た模式図である。
【図４】他の実施形態に係る排気拡散構造を側方から視た模式図である。
【図５】他の実施形態に係る排気拡散構造を側方から視た模式図である。
【図６】他の実施形態に係る排気拡散構造を側方から視た模式図である。
【図７】他の実施形態に係る排気拡散構造を側方から視た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る排気拡散構造を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
［全体構成］
図１は、本実施形態に係る車両１の模式的な全体構成図である。
【００１５】
図１に示すように、車両１は、例えば、キャブオーバ型のトラックであって、車両フレームを構成する左右一対のシャシフレーム２Ｌ，２Ｒと、複数本のクロスメンバ３とを備えている。なお、車両１は、キャブオーバ型車両に限定されず、リヤエンジンバス、ＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）、ピックアップトラック、乗用車等の他の車両であってもよい。
【００１６】
各シャシフレーム２Ｌ，２Ｒは、例えば、車両幅方向内側に開口する断面略Ｕ字状に形成されており、互いに開口側を対向させた状態で車体前後方向に延設されている。クロスメンバ３は、例えば、車体前後方向の何れか一方に開口する断面略Ｕ字状に形成されており、各シャシフレーム２Ｌ，２Ｒ間に車両幅方向に架け渡されている。
【００１７】
シャシフレーム２Ｌ，２Ｒの前端部には、不図示のキャブマウントブラケット等を介してキャブ４が傾動可能に支持されている。また、シャシフレーム２Ｌ，２Ｒのキャブ４よりも車体後方には、荷台（架装物）５が載置されている。なお、荷台５は、バンボディ又は平ボディの何れであってもよい。
【００１８】
シャシフレーム２Ｌ，２Ｒのキャブ４下方には、エンジン１０が、不図示のマウント部材等を介して支持されている。エンジン１０には、クラッチ装置１１を介して変速機１２が断接可能に接続されている。また、変速機１２には、プロペラシャフト１３、デファレンシャルギヤ装置１４及び、左右の駆動軸１５Ｌ，１５Ｒを介して、左右の駆動輪（後輪）１６Ｌ，１６Ｒがそれぞれ接続されている。なお、符号１７Ｌ，１７Ｒは、左右の操舵輪（前輪）をそれぞれ示している。
【００１９】
エンジン１０は、主としてシリンダヘッドＣＨ及び、何れも不図示のシリンダブロックやクランクケース等で構成されたエンジン本体部を有する。シリンダブロックには、ピストンを往復移動自在に収容するシリンダＣが設けられている。なお、図示例において、エンジン１０は直列４気筒で示されているが、単気筒エンジン、或いは４気筒以外の多気筒エンジンであってもよい。
【００２０】
シリンダヘッドＣＨの吸気側の側部には、各シリンダＣに吸気を分配する吸気マニホールド２０が設けられている。また、吸気マニホールド２０には、エアクリーナ２１を介して吸気を導入する吸気管２２が接続されている。
【００２１】
シリンダヘッドＣＨの排気側の側部には、各シリンダＣから排出される排気ガスを集合させる排気マニホールド３０が設けられている。また、排気マニホールド３０には、排気上流側から順に、上流排気管３１、排気後処理装置４０、下流排気管３３（本開示の排気管の一例）が接続されている。
【００２２】
なお、図示例において、シリンダヘッドＣＨは、車両左側が吸気側、車両右側が排気側として示されているが、これら左右の配置関係を入れ替えて構成してもよい。
【００２３】
上流排気管３１は、筒状に形成されており、その上流端を排気マニホールド３０の排気集合部に接続されている。また、上流排気管３１の下流端は、排気後処理装置４０の上流側開口に接続されている。
【００２４】
排気後処理装置４０は、筒状のケーシング４１内に、排気上流側から順に、何れも不図示の酸化触媒、パティキュレイト・フィルタ、ＮＯｘ触媒等を収容して構成されている。なお、排気後処理装置４０の各構成は、酸化触媒、パティキュレイト・フィルタ、ＮＯｘ触媒に限定されず、これらの何れか一部、又は、他の構成を備えてもよい。また、各構成の配置順序等も図示例に限定されず、種々の配置とすることができる。
【００２５】
下流排気管３３は、筒状に形成されており、その上流端を排気後処理装置４０の下流端開口に接続されている。また、下流排気管３３は、排気後処理装置４０から車体後方に向かって延びると共に、その所定部位を車両幅方向外側に向けて略Ｌ字状に屈曲形成されている。下流排気管３３の下流端には、排気ガスを車両幅方向外側（本実施形態では車両右方向）に向けて大気に排出する排出口３４が設けられている。
【００２６】
なお、図示例において、下流排気管３３は、車両右方向に向けて開口するものとして示されているが、下流排気管３３の開口方向は、車両左方向、車両後方、車両斜め後方、車両斜め下方等、車両１のレイアウト等に応じて適宜に設定することが可能である。
【００２７】
本実施形態において、下流排気管３３の排出口３４の出口付近には、排出口３４から大気へ排出される排気ガスを拡散する排気拡散構造６０が設けられている。排気拡散構造６０は、複数個のプレート部材６１を備えて構成されている。以下、本実施形態に係る排気拡散構造６０の詳細を図２，３に基づいて説明する。
【００２８】
［排気拡散構造］
図２は、本実施形態に係る排気拡散構造６０を示す模式的な斜視図であり、図３は、本実施形態に係る排気拡散構造６０を側方から視た模式図である。
【００２９】
図２及び、図３に示すように、排気拡散構造６０は、下流排気管３３の排出口３４から排気流れ方向（放出方向）の下流側に所定の間隔を隔てて対向配置されている。具体的には、排気拡散構造６０は、複数個のプレート部材６１を備えて構成されている。
【００３０】
ここで、排出口３４と排気拡散構造６０との離間距離は、例えば、排出口３４から排出される排気ガスＥを排気拡散構造６０の少なくとも一部のプレート部材６１に確実に当てつつ、エンジン１０（図１参照）の背圧上昇に影響を与えない程度の距離で設定されている。離間距離を具体的にどの程度にするかは、排出口３４の開口径やエンジン１０の排気量等、各種仕様に応じて適宜に設定すればよい。
【００３１】
プレート部材６１は、プレート本体部６２と、固定部６３とを有する。プレート本体部６２は、例えば、弾性変形可能な矩形板状の平板材であって、好ましくは、高温の排気ガスにも耐えられる耐熱樹脂材、或は、金属材等で形成されている。
【００３２】
固定部６３は、例えば、プレート本体部６２よりも厚みのある角柱状の棒材であって、プレート本体部６２の一端縁に設けられている。固定部６３は、例えば、シャシフレーム２Ｌ，２Ｒ（図１参照）等の車両フレームや架装物等に直接的に固定されるか、或は、これら車両フレームや架装物に設けられたブラケット等に固定されている。すなわち、プレート本体部６２の一端側は固定部６３によって固定端とされ、プレート本体部６２の他端側は自由端とされており、固定部６３を支点に自由端側が揺動できるようになっている（図２，３中の矢印Ｘ参照）。
【００３３】
本実施形態において、プレート部材６１は、プレート本体部６２の自由端が排気上流側（排出口３４に近接する側）、プレート本体部６２の固定端が排気下流側（排出口３４から離反する側）となるように配置されている。さらに、複数個の各プレート部材６１は、側方視で排気上流側から排気下流側に向かうに従い略Ｖ字状に広がるように、言い換えれば、排気上流側から排気下流側に向かうに従い配列個数が多くなるように設けられている。
【００３４】
すなわち、排出口３４から排出される排気ガスＥを、まずは排出口３４に最も近いプレート部材６１によって拡散させつつ、さらに、排気ガスＥが下流側へ流れるに従い、当該排気ガスＥを多くのプレート部材６１によって効果的に拡散させることにより、排気ガスＥの大気への拡散を確実に促進できるように構成されている。
【００３５】
プレート本体部６２は、排出口３４から排出される排気ガスＥの風圧、或は、車体フレーム側から固定部６３を介して伝達されるエンジン１０や路面等からの振動の影響を受けると、固定部６３を支点に弾性変形しながら揺動しつつ、これら風圧や振動が伝達されない静止状態においては、下方に大きく撓まない程度の剛性を確保して形成されている。
【００３６】
すなわち、排出口３４から排出される排気ガスＥが各プレート部材６１に当たると、各プレート部材６１が固定部６３（固定端）を支点に連続的に揺動することにより、排出口３４の出口付近の空気の流れに乱れを生じさせるように構成されている。これにより、排出口３４から排出される高温排気ガスの大気中への拡散が促進されるようになり、排出口３４の出口付近の周辺温度を効果的に低下させることが可能になる。
【００３７】
また、車両１の停車時や、排気ガスＥの流速が減少するエンジン１０のアイドリング運転時であっても、各プレート本体部６２が車体フレーム側から伝達される振動等によって連続的に揺動するように構成されている。これにより、走行風を用いる従前構造に比べ、車両１の走行状態やエンジン１０の運転状態に影響を受けることなく、排気ガスＥを恒常的に拡散させることが可能となり、周囲に与える熱害の影響を確実に低減することができる。
【００３８】
［その他］
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。
【００３９】
例えば、プレート部材６１の配置構成は、上記実施形態の図２，３に示す構成に限定されず、プレート本体部６２の揺動により排出口３４の出口付近の空気流れに乱れを生じさせる配置構成であれば、種々の変形を適用することが可能である。
【００４０】
具体的には、図４に示すように、各プレート部材６１は、排出口３４から排出される排気ガスＥが当たる位置であれば、排出口３４の軸心から所定方向にオフセット（図示例では斜め下方にオフセット）して配置してもよい。
【００４１】
また、図５に示すように、各プレート部材６１は、一例配置でもよく、或は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、プレート本体部６２が縦向きとなるように配置してもよい。この場合は、周囲のレイアウトに応じて、図６（Ａ）に示すように、固定部６３が同一方向側となるように配置してもよく、或は、図６（Ｂ）に示すように、固定部６３が交互に入れ替わるように配置してもよい。
【００４２】
さらに、図７に示すように、各プレート部材６１は、プレート本体部６２の自由端を排気下流側（排出口３４から離反する側）、プレート本体部６２の固定端を排気上流側（排出口３４に近接する側）となるように配置してもよい。
【００４３】
これら図４〜７に示す何れの構成においても、プレート本体部６２の揺動により排出口３４の出口付近の空気の流れに乱れを生じさせることが可能となり、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４４】
また、本開示の適用は、車両１に搭載されるエンジン１０の排気拡散構造に限定されず、船舶や重機、発電機等の産業機械に用いられるエンジンにも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  車両
１０  エンジン
３０  排気マニホールド
３１  上流排気管
３３  下流排気管（排気管）
３４  排出口
４０  排気後処理装置
６０  排気拡散構造
６１  プレート部材
６２  プレート本体部（本体部）
６３  固定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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