(57)【要約】【課題】内燃機関の排気管に関し、排気管内に溜まった水を排出するために設けられた仕切り板の有効面積を大きくとるための構造を提供する。【解決手段】集水チャンバ１８は、排気が流れる管路となり、上側半体と下側半体が接合されて形成された外殻部材２２と、外殻部材２２内に配置される部分によって外殻部材２２の内部を上下に仕切る仕切り板２４とを有する。仕切り板２４は、下側半体２８の側壁３２の外表面に溶接される支持部３４と、支持部３４から吊り下げ支持され、集まった凝縮水の水面に対向する対向部３０を有する。外殻部材２２の外側表面で仕切り板２４を溶接することにより、溶接トーチと仕切り板２４の対向部３０の干渉が生ぜず、対向部３０の面積を確保される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関の排気を送る排気管に設けられ、排気管内の凝縮水が集まる集水チャンバであって、
前記排気が流れる管路となり、上側半体と下側半体が接合されて形成された外殻部材と、
前記外殻部材内に配置される部分によって当該外殻部材の内部を上下に仕切る仕切り板と、
を有し、
前記仕切り板は、前記下側半体の側壁の外表面に溶接される支持部と、前記支持部から吊り下げ支持され、集まった前記凝縮水の水面に対向する対向部と、を有する、
集水チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される内燃機関用の排気管に関し、特に凝縮した水が集まる集水チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関が搭載された車両は、内燃機関の排気を排出する排気管を有する。排気管の途中には、触媒コンバータやマフラが設けられている。内燃機関を車両の前部に搭載する一般的な車両において、排気管は車体の下を通って後方に延びる。このとき、排気管は、車体下部に配置される他の構造物を回避するなど、配置の都合によって昇降して延びる。昇降する排気管の低い位置にある部分の内部には、排気中に含まれる水蒸気が凝縮した水が集まる場合がある。
【０００３】
下記特許文献１には、２つの湾曲した板材（半体）を接合して外殻部材を形成し管とする排気管の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排気管内部に溜まった水の表面を流れる排気の流速を高めて溜まった水を排出するために、排気管内部を上下に仕切る仕切り板を排気管内に設ける場合、仕切り板の固定の仕方が問題となる。仕切り板を排気管の外殻部材に溶接によって固定する場合、溶接トーチが入る空間を確保するために、仕切り板の有効な面積が小さくなる場合がある。
【０００６】
本発明は、溶接トーチのための空間が仕切り板の有効な面積に影響を与えにくい排気管の構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る排気管の集水チャンバは、排気が流れる管路となり、上側半体と下側半体が接合されて形成された外殻部材と、外殻部材内に配置される部分によって外殻部材の内部を上下に仕切る仕切り板と、を有する。仕切り板は、下側半体の側壁の外表面に溶接される支持部と、この支持部から吊り下げ支持され、集まった凝縮水の水面に対向する対向部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
仕切り板が、下側半体の側壁の外側表面、つまり外殻部材の外側の表面に溶接されるので、外殻部材内に位置する仕切り板の凝縮水水面に対向する有効部分に対する溶接トーチの干渉を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両の排気系の要部構成を示す図である。
【図２】集水チャンバ１８の横断面図である。
【図３】集水チャンバ１８の縦断面図である。
【図４】上側半体、下側半体および仕切り板の溶接部分の拡大図である。
【図５】仕切り板を溶接する位置が異なる比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、車両に搭載された内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。図１において、左方が車両に搭載されたときの車両前方であり、上方が車両上方である。排気管１０は、前端が車両の前部に搭載された内燃機関（不図示）に接続され、内燃機関の排気を車両の後端に導き、そこから排出する。排気管１０の経路の途中には、触媒コンバータ１２、サブマフラ１４、メインマフラ１６が設けられている。触媒コンバータ１２は、排気ガス中の有害成分を酸化および還元させることで減少させる。また、サブマフラ１４およびメインマフラ１６は、高温、高圧の排気の温度、圧力を低下させ、騒音を抑える。以下の説明において、「上流」および「下流」の語句は、排気の流れ方向に関する上流、下流を表す。
【００１１】
排気管１０は、車両の他の構造物を回避するなど配置の都合によって昇降して延びる。例えば、車室のフロア下方や燃料タンクの下方では低い位置に配置され、後車軸の周辺では、サスペンションのロアアームやアクスルビームを避けるために、比較的高い位置に配置される。したがって、排気管１０は、排気の流れの向きにおいて、一旦低い位置に配置された後、高い位置に配置され、その間、上りの傾斜が形成される。
【００１２】
内燃機関の排気には、燃料が燃焼して生じた水蒸気が含まれ、これが排気管内で冷やされると凝縮して水となる。排気管１０が後端に向かって徐々に低くなるように配置されていれば、排気管１０内の水は、後端から排出される。しかし、前述のように、排気管１０は、途中に他の部分より低く配置された部分があり、この部分に水が集まり溜まる。排気管１０においては、メインマフラ１６より少し上流側に集水チャンバ１８が設けられ、ここに水が集まる。集水チャンバ１８には、集まった水を排気の流れおよび圧力を利用して送り出す構造が採用されている。集水チャンバ１８から送り出された水は、排気管１０の傾斜を昇ってメインマフラ１６に送られ、さらに排気管１０の後端開口から排出される。
【００１３】
図２は、図１に示すＡ−Ａ線による集水チャンバ１８の断面図である。図３は、図２に示すＢ−Ｂ線による集水チャンバ１８の断面図である。図２，３には、集水チャンバ１８の底部に溜まった溜まり水２０が示されている。
【００１４】
集水チャンバ１８は、排気管１０の一部となって管路を形成する外殻部材２２と、外殻部材２２の内部に配置され、外殻部材２２の内部空間を上下に仕切る仕切り板２４を含む。外殻部材２２は、円管の排気管１０と接合可能なように上流側および下流側の端部が略円筒形状を有し、中間部分において、横方向に広がった平たい形状を有している。また、外殻部材２２の下流側の部分は、上方に向けて傾斜している。外殻部材２２は、天井面を形成する上側半体２６と、底面および側面を形成する下側半体２８とを有し、側面において上側半体２６と下側半体２８が溶接されて形成される。
【００１５】
図２に示されるように、仕切り板２４は、溜まり水２０の水面に対向する対向部３０を有し、さらに下側半体２８の側壁３２の外側表面に溶接され、対向部３０を吊り下げ支持する支持部３４を含む。支持部３４は、下側半体２８の側壁３２の外側表面に沿って延び、下端縁にて側壁３２に溶接される溶接部３６を有する。支持部３４は、溶接部３６の上端縁から略水平に上側半体２６と下側半体２８の間を通って外殻部材２２の内部に延びる進入部３８を有し、さらに進入部３８の内側端縁から下方に、特に鉛直下方に延び対向部３０に至る吊り下げ部４０を有する。対向部３０は、下側半体２８の側壁３２の上端縁よりも低い位置に配置してよい。また、図４に示すように、上側半体２６の端縁を、仕切り板２４の溶接部３６の端縁と位置合わせして、両者を同時に下側半体２８の側壁３２に溶接するようにできる。
【００１６】
図３に示されるように、仕切り板２４は、対向部３０より上流側に位置する上流側誘導部４２、下流側に位置する下流側誘導部４４を有する。上流側誘導部４２は、対向部３０から上流に向けて徐々に上昇、つまり上側半体２６に近づくように傾斜している。上流側誘導部４２の端縁は、少なくとも一部において上側半体２６と間隔をあけて配置されている。また、上流側誘導部４２は、上流に向けて徐々にその幅が狭まっている。下流側誘導部４４は、対向部３０から下流に向けて徐々に上昇し、上側半体２６に近づくように傾斜している。下流側誘導部４４の端縁は、少なくとも一部において上側半体２６と間隔をあけて配置されている。
【００１７】
上流側誘導部４２の端縁と上側半体２６の間に形成された隙間から、仕切り板２４より上側の空間に排気が流れ込み、流れ込んだ排気は下流側誘導部４４の端縁と上側半体２６の間に形成された隙間から排出される。このように、仕切り板２４の上側の空間にも排気が流れる。仕切り板２４の下側の空間にも排気が流れる。以降、仕切り板２４の上側の空間を上側流路４６、下側の空間を下側流路４８と記す。
【００１８】
図３に示すように、集水チャンバ１８を通る排気は、上側流路４６の上流側の開口が小さいため、多くの部分が上流側誘導部４２に誘導されて下側流路４８を流れる。集水チャンバ１８の底部に溜まり水２０があると、溜まり水２０は、下側流路４８の上下方向の寸法を狭める。このため、溜まり水２０の水面近くに排気の強い流れが形成され、この気流によって溜まり水２０が下流に向けて送り出される。また、排気の流れは脈動流であり、溜まり水２０の水面をより波立たせ、しぶきが上がり、しぶきが排気の流れに乗って吹き上げられて下流側の排気管１０の傾斜を昇って集水チャンバ１８から排出される。溜まり水２０の水位が上昇して下側流路４８の排気が流れることができる断面積が減少すると、上側流路４６を流れる排気が増加し、内燃機関の背圧の上昇が抑制される。
【００１９】
溜まり水２０の水面に気流を近づけるために、仕切り板２４の対向部３０は低く配置することが望ましく、また、水面の広い範囲に強い気流を当てるために、対向部３０の幅は広いことが望ましい。
【００２０】
図５に示す比較例のように、仕切り板２４’を対向部３０’の側方において、上側半体２６の側縁部に溶接する場合、溶接トーチ５０が入り込むための空間を確保する必要がある。そのため、吊り下げ部４０’は内側に寄せられ、また真下に下ろせず内側に傾斜させる必要が生じ、対向部３０’の幅が狭くなる。したがって、溜まり水２０の水面に強い気流を当てるために有効な仕切り板の面積が小さくなる。
【００２１】
この集水チャンバ１８では、外殻部材２２の外側表面、具体的には下側半体２８の外側表面に仕切り板２４を溶接して固定することで、仕切り板２４が溶接トーチ５０に干渉しないようにしている。これにより、仕切り板２４の吊り下げ部４０を外殻部材２２の側面に近づけることができ、また吊り下げ部４０を傾斜させずに鉛直に配置することができる。この吊り下げ部４０の態様によって、対向部３０の幅を広くすることができ、仕切り板２４の水面に対向する部分の面積を大きくすることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０  排気管、１２  触媒コンバータ、１４  サブマフラ、１６  メインマフラ、１８  集水チャンバ、２０  溜まり水、２２  外殻部材、２４  仕切り板、２６  上側半体、２８  下側半体、３０  対向部、３２  側壁、３４  支持部、３６  溶接部、３８  進入部、４０  吊り下げ部、４２  上流側誘導部、４４  下流側誘導部、４６  上側流路、４８  下側流路、５０  溶接トーチ。
【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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