(57)【要約】【課題】テールパイプの排気出口から排出された直後の排気の温度低下を促進させて、排気による熱害の発生を抑制することができるテールパイプを提供する。【解決手段】テールパイプ１０，１０ａ，１０ｂは、エンジン２の排気通路３の下流側端部に配置されたテールパイプであって、テールパイプ１０，１０ａ，１０ｂの排気出口１１，１１ａ，１１ｂを正面から視認したときの形状である正面形状が、少なくとも、排気出口１１，１１ａ，１１ｂの内側に向かって凹んだ凹部１２を備える形状であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路の下流側端部に配置されたテールパイプであって、
前記テールパイプの排気出口を正面から視認したときの形状である正面形状が、少なくとも、前記排気出口の内側に向かって凹んだ凹部を備える形状であることを特徴とするテールパイプ。
【請求項２】
前記正面形状は、前記排気出口の外側に向かって突出した凸部をさらに備える形状であることを特徴とする請求項１記載のテールパイプ。
【請求項３】
前記正面形状は、前記凹部を複数個備える形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のテールパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はテールパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気通路の下流側端部に配置された部材として、テールパイプが知られている。このようなテールパイプの排気出口を、正面から視認したときの形状（正面形状）は円形状であった（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６１３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来のテールパイプの場合、テールパイプの排気出口から排出された直後の排気の温度低下を促進できる構造になっていないので、テールパイプの排気出口から排出された高温の排気の熱によって、排気出口の周辺に存在する部品に不具合（すなわち、排気による熱害）が発生するおそれがあった。
【０００５】
本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、テールパイプの排気出口から排出された直後の排気の温度低下を促進させて、排気による熱害の発生を抑制することができるテールパイプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係るテールパイプは、エンジンの排気通路の下流側端部に配置されたテールパイプであって、前記テールパイプの排気出口を正面から視認したときの形状である正面形状が、少なくとも、前記排気出口の内側に向かって凹んだ凹部を備える形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、テールパイプの排気出口から排出された直後の排気の温度低下を促進させて、排気による熱害の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るエンジンシステムの概略構成を示す模式的構成図である。
【図２】図２（ａ）は実施形態に係るテールパイプの排気出口の模式的正面図である。図２（ｂ）は実施形態に係るテールパイプの排気出口の模式的斜視図である。
【図３】図３（ａ）は実施形態に係るテールパイプの作用効果を説明するための模式的正面図である。図３（ｂ）は比較例に係るテールパイプの排気出口の内側領域の排気温度分布を示す模式的正面図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は実施形態の変形例に係るテールパイプの排気出口の模式的正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係るテールパイプ１０について説明する。具体的には、最初にテールパイプ１０を有するエンジンシステム１の概略構成について説明し、次いで、テールパイプ１０の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るエンジンシステム１の概略構成を示す模式的構成図である。なお、図１には、参考用としてＸ−Ｙ−Ｚの直交座標が図示されている。本実施形態に係るエンジンシステム１は、乗用車や、トラック、バス等の車両に搭載されている。但し、エンジンシステム１は、例えば産業用機械等のような車両以外の装置に搭載して用いることもできる。
【００１０】
エンジンシステム１は、エンジン２と、エンジン２から排出された排気が通過する排気通路３とを備えている。なお、エンジンシステム１は、エンジン２に吸入される吸気が通過する吸気通路も備えているが、図１において、この吸気通路の図示は省略されている。
【００１１】
エンジン２の具体的な種類は特に限定されるものではなく、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の種々のエンジンを用いることができる。本実施形態では、エンジン２の一例として、ディーゼルエンジンを用いている。エンジン２は、シリンダブロック、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッド、シリンダブロックに形成された気筒に配置されたピストン、ピストンにコンロッドを介して接続されたクランクシャフト等を備えている。
【００１２】
排気通路３は、排気管部４と、マフラー５と、テールパイプ１０とを備えている。排気管部４は、その上流側端部が分岐してエンジン２の各排気ポートに接続しており、その下流側端部がマフラー５の排気入口部に接続している。マフラー５は、排気音を低減するための消音器である。
【００１３】
テールパイプ１０は、排気通路３の下流側端部に配置されている。具体的には、本実施形態に係るテールパイプ１０は、その上流側端部がマフラー５の排気出口部に直接、接続されている。なお、テールパイプ１０の上流側端部は、他の排気管部材を介して、マフラー５の排気出口部に接続されていてもよい。
【００１４】
テールパイプ１０には、テールパイプ１０を通過した排気を排出するための排気出口１１が設けられている。具体的には、本実施形態に係るテールパイプ１０の下流側端部は開口した開口端部になっており、この開口端部が排気出口１１となっている。エンジン２から排出された排気は、排気管部４及びマフラー５を通過した後に、テールパイプ１０を通過して、この排気出口１１から外気へ向けて排出される。なお、図１において排気は、テールパイプ１０の排気出口１１からＸ方向に向かって排出される。
【００１５】
図２（ａ）は、テールパイプ１０の排気出口１１の模式的正面図である。具体的には、図２（ａ）は、テールパイプ１０の排気出口１１を、その正面方向（図１のＡ方向）から視認した状態を模式的に図示している。図２（ｂ）は、テールパイプ１０の排気出口１１の模式的斜視図である。
【００１６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本実施形態に係るテールパイプ１０の排気出口１１を正面から視認したときの形状である正面形状は、少なくとも、排気出口１１の内側に向かって凹んだ凹部１２を備える形状となっている。なお、凹部１２は、その内角α（凹部１２の内側の角度）が１８０°以上となるように、内側に向かって食い込むように凹んでいる。さらに、本実施形態に係る排気出口１１の正面形状は、排気出口１１の外側に向かって突出した凸部１３も備える形状となっている。
【００１７】
具体的には、本実施形態に係る排気出口１１の正面形状は、凹部１２を複数個備えるとともに、凸部１３も複数個備える形状となっている。より具体的には、排気出口１１の正面形状は、５個の凹部１２と５個の凸部１３とを備える形状となっている。
【００１８】
但し、この複数個の凹部１２及び凸部１３の具体的な個数は、それぞれ５個に限定され
るものではなく、それぞれ２個でもよく、３個でもよく、４個でもよく、あるいは、６個以上でもよい。また、複数個の凹部１２の個数と複数個の凸部１３の個数とは、互いに同じ値である必要はなく、互いに異なる値であってもよい。
【００１９】
また、本実施形態に係る凹部１２及び凸部１３は、互いに隣接するように配置されている。すなわち、凹部１２の隣に凸部１３が配置され、この凸部１３の隣に他の凹部１２が配置されるという配置態様で、複数個の凹部１２及び凸部１３が配置されている。
【００２０】
また、本実施形態に係る凹部１２は、その先端が尖った「角状の凹部」になっている。同様に凸部１３も、その先端が尖った「角状の凸部」になっている。この結果、図２（ａ）及び図２（ｂ）に例示されているテールパイプ１０の排気出口１１の正面形状は、５個の角状の凹部１２及び５個の角状の凸部１３を有する星形形状を呈している。また、５個の凹部１２の内角αは互いに等しい値になっている。
【００２１】
なお、テールパイプ１０の排気出口１１に現れる正面形状は、テールパイプ１０の排気出口１１から上流側に向かって所定距離連続するように設けられていてもよい。実際、図１及び図２（ｂ）に示すように、本実施形態に係るテールパイプ１０は、排気出口１１からテールパイプ１０の上流側端部に至るまで、排気出口１１と同じ断面形状を有している。但し、テールパイプ１０における排気出口１１よりも上流側の箇所の断面形状は、これに限定されるものではない。他の一例を挙げると、テールパイプ１０は、排気出口１１の正面形状が少なくとも凹部１２を備える形状である一方で、この排気出口１１よりも上流側の部分の断面形状は例えば円形状等であってもよい。
【００２２】
続いて、本実施形態に係るテールパイプ１０の作用効果について、比較例に係るテールパイプ１００と比較しつつ、説明する。図３（ａ）は、本実施形態に係るテールパイプ１０の作用効果を説明するための模式的正面図であり、具体的には、図２（ａ）の排気出口１１をベースとして、これに排気出口１１の内側領域の排気温度分布を点線で図示したものである。図３（ｂ）は、比較例に係るテールパイプ１００の排気出口１１０の内側領域の排気温度分布を示す模式的正面図である。比較例に係るテールパイプ１００は、排気出口１１０の正面形状が、凹部１２及び凸部１３をいずれも備えていない形状（具体的には円形状）である点において、本実施形態に係るテールパイプ１０と異なっている。なお、この排気出口１１０の内側領域の面積（すなわち開口面積）は、本実施形態に係る排気出口１１の開口面積と同一である。
【００２３】
図３（ａ）に図示されている領域５０ａは排気出口１１の内面からの距離がｄ（ｍｍ）以内の領域であり、領域５０ｂは領域５０ａの内面からの距離がｄ（ｍｍ）以内の領域であり、領域５０ｃは領域５０ｂよりも内側の領域である。同様に、図３（ｂ）に図示されている領域５１ａは排気出口１１０の内面からの距離がｄ（ｍｍ）以内の領域であり、領域５１ｂは領域５１ａの内面からの距離がｄ（ｍｍ）以内の領域であり、領域５１ｃは領域５１ｂよりも内側の領域である。
【００２４】
図３（ａ）において、排気出口１１の内側領域の排気温度は、領域５０ａ、領域５０ｂ、領域５０ｃの順に高くなっている。これは、排気出口１１の内側領域の中心に向かうほど、排気出口１１の外側領域に存在する外気との距離が長くなる結果、排気温度が低下し難くなることによるものである。同様の理由によって、図３（ｂ）において排気出口１１０の内側領域の排気温度は、領域５１ａ、領域５１ｂ、領域５１ｃの順に高くなっている。
【００２５】
まず、本実施形態によれば、テールパイプ１０の排気出口１１の正面形状が少なくとも凹部１２を備える形状であるので、図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると分かるように
、排気出口１１の内側領域における排気温度が最も高い領域５０ｃの面積を、比較例の領域５１ｃの面積よりも小さくすることが容易にできる。これにより、排気出口１１から排出された直後の排気の最高温度を迅速に低下させることができる。この結果、排気出口１１から排出された直後の排気の温度低下を促進させることができる。これにより、テールパイプ１０の排気出口１１の周辺に存在する部品（例えばタイヤ等）に、熱害（例えば、排気の熱による劣化等）が発生することを抑制することができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、テールパイプ１０の排気出口１１の正面形状が少なくとも凹部１２を備える形状であるので、比較例に係るテールパイプ１００と比較して、排気出口１１の内側領域の輪郭の長さ（内周縁の輪郭の長さ）を長くすることができる。この結果、排気出口１１から排出された直後の排気の外周縁の輪郭長さも、比較例の場合に比較して長くなる。これにより、比較例に比較して、排気出口１１から排出された直後の排気と外気との境界面積を大きくすることができるので、排気出口１１から排出された直後の排気と外気との混合を効率的に行うことができる。この結果、排気出口１１から排出された直後の排気の温度低下を促進させることができる。この点においても、本実施形態によれば、テールパイプ１０の排気出口１１から排出された直後の排気の温度低下を促進させて、排気による熱害の発生を抑制することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、比較例のように排気出口１１０の正面形状が円形状の場合に対して、排気出口１１の開口面積を減少させることなく、上述したように、排気による熱害の発生を抑制することができる。これにより、排気出口１１の開口面積を減少させることに伴う排気の流動抵抗の増大を抑制しつつ、排気による熱害の発生を抑制することができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、テールパイプ１０の排気出口１１の正面形状が凹部１２を複数個備える形状であるので、凹部１２を１個のみ備える場合に比較して、排気出口１１から排出された直後の排気の温度低下をより効果的に促進させることができる。この結果、排気による熱害の発生をより効果的に抑制することができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、テールパイプ１０の排気出口１１の正面形状が凹部１２の他に凸部１３も備える形状であるので、排気出口１１の内側領域の輪郭の長さを長くすることが容易にできる。この結果、テールパイプ１０の排気出口１１から排出された直後の排気の温度低下を促進させることが容易にでき、これにより、排気による熱害の発生を抑制することが容易にできる。
【００３０】
なお、凹部１２が排気出口１１の中心部に近い箇所にあるほど、排気温度が最も高い領域５０ｃの面積をより小さくすることができる。一方、排気出口１１の開口面積が減少しないようにするためには、凹部１２の凹み量を大きくするほど、例えば凸部１３の突出量が大きくなるので、排気出口１１の外径が大きくなる傾向がある。このような点を考慮して、凹部１２の位置や凸部１３の位置を適宜設定すればよい。
【００３１】
また、本実施形態によれば、テールパイプ１０の排気出口１１に現れる正面形状が、テールパイプ１０の排気出口１１から上流側に向かって所定距離連続するように設けられているので、テールパイプ１０の排気出口１１部分のみが、上述したような正面形状になっている場合に比較して、排気の温度低下をより促進させることができる。
【００３２】
（上記実施形態の変形例）
テールパイプ１０の排気出口１１の正面形状は少なくとも凹部１２を備える形状であればよく、図２で例示した形状以外の形状とすることもできる。そこで、上述したテールパイプ１０の変形例のいくつかを例示すると、次のようになる。図４（ａ）及び図４（ｂ）
は、実施形態の変形例に係るテールパイプ１０ａ，１０ｂの排気出口１１ａ，１１ｂの模式的正面図である。なお、図示を簡略化するため、これらの図において排気出口１１ａ，１１ｂの正面形状は１本の輪郭線（太線の輪郭線）で図示されている。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、テールパイプ１０ａの排気出口１１ａの正面形状は、凹部１２が排気出口１１ａの内側に向かって円弧状に凹んだ「円弧状の凹部」になっている。同様に、凸部１３は、排気出口１１ａの外側に向かって円弧状に突出した「円弧状の凸部」になっている。すなわち、図４（ａ）において、凹部１２の先端及び凸部１３の先端は、尖った角状ではなく、丸まった円弧状になっている。
【００３４】
なお、図４（ａ）において、複数個の凹部１２のうち、一部を円弧状の凹部１２とし、残部を角状の凹部１２とすることもできる。同様に、複数個の凸部１３のうち、一部を円弧状の凸部１３とし、残部を角状の凸部１３とすることもできる。
【００３５】
また、図４（ｂ）に示すように、テールパイプ１０ｂの排気出口１１ｂの正面形状は、円形状の外周縁の一部に、１個の凹部１２を備える形状になっている。なお、このテールパイプ１０ｂの排気出口１１ｂの正面形状は、さらに１個以上の凹部１２を備えていてもよい（つまり、合計で２個以上の凹部１２を備えていてもよい）。
【００３６】
上記のような変形例に係るテールパイプ１０ａ，１０ｂにおいても、前述したテールパイプ１０の場合と同様の効果を奏することができる。すなわち、テールパイプ１０ａ，１０ｂにおいても、排気出口１１ａ，１１ｂから排出された直後の排気の温度低下を促進させて、排気による熱害の発生を抑制することができる。
【００３７】
なお、上述した実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲をこれらに限定するものではない。
【符号の説明】
【００３８】
１  エンジンシステム
２  エンジン
３  排気通路
１０，１０ａ，１０ｂ  テールパイプ
１１，１１ａ，１１ｂ  排気出口
１２  凹部
１３  凸部
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ  領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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