特開 2023-183662 排気装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183662

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】排気装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/08 20100101AFI20231221BHJP

   F01N 13/00 20100101ALI20231221BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

F01N13/08 Z

F01N13/00 A

F01N3/24 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097296

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小出 崇史

(72)【発明者】

【氏名】矢野 紘章

【テーマコード（参考）】

3G004

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G004AA01

3G004BA06

3G004DA01

3G004DA21

3G004DA25

3G004GA06

3G091AA02

3G091AB01

3G091BA13

3G091CA27

3G091EA34

3G091HA36

3G091HB01

(57)【要約】

【課題】排気の流路に設けられる排気装置の共通化を図る。
【解決手段】排気装置は、車両の排気の流路に設けられ、排気の流路を形成する流路形成部材の内周面に取り付けられる複数の取付面を備える。それぞれの取付面は、異なる形状の内周面に取り付け可能となる形状を有している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の排気の流路に設けられる排気装置であって、
前記排気の前記流路を形成する流路形成部材の内周面に取り付けられる複数の取付面を備え、
それぞれの前記取付面は、異なる形状の前記内周面に取り付け可能となる形状を有している
排気装置。

【請求項2】

請求項１に記載の排気装置であって、
前記流路を流下する前記排気を攪拌するよう構成された羽根部
をさらに備える排気装置。

【請求項3】

請求項２に記載の排気装置であって、
前記排気装置は、前記流路に設けられたセンサに対し、前記排気の流れ方向の上流側に設けられる
排気装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の排気装置であって、
軸線に沿って延びる筒状の部位であって、その外周面にそれぞれの前記取付面が設けられる部位である本体部をさらに備え、
それぞれの前記取付面は、前記軸線を周回する周方向に並ぶ
排気装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両の排気の流路に設けられる排気装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の排気管の内部に排気を攪拌する装置を設ける技術が知られている。特許文献１の排気攪拌装置は、排気管の内周面に接合されるリング状の本体部と、本体部に設けられた複数の羽根を備える。そして、複数の羽根により排気を旋回させることで、排気の流れの偏りが抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－２１４７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の排気攪拌装置では、本体部の外周面は、その全周にわたって排気管の内周面に接合される。このため、排気攪拌装置は、本体部の径に適合する径を有する排気管にしか接合できず、共通の排気攪拌装置を異なる径の排気管に接合することはできなかった。

【0005】

本開示の一態様では、排気の流路に設けられる排気装置の共通化を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、車両の排気の流路に設けられる排気装置であって、排気の流路を形成する流路形成部材の内周面に取り付けられる複数の取付面を備える。それぞれの取付面は、異なる形状の内周面に取り付け可能となる形状を有している。

【0007】

上記構成によれば、排気装置は、形状の異なる複数の流路形成部材の内周面に取付可能となる。このため、排気装置の共通化を図ることができる。
本開示の一態様は、流路を流下する排気を攪拌するよう構成された羽根部をさらに備えてもよい。

【0008】

上記構成によれば、排気の流れを攪拌する装置の共通化を図ることができる。
本開示の一態様では、排気装置は、流路に設けられたセンサに対し、排気の流れ方向の上流側に設けられてもよい。

【0009】

上記構成によれば、センサを通過する排気の偏りを抑制でき、センサの検出精度を向上させることができる。
本開示の一態様は、軸線に沿って延びる筒状の部位であって、その外周面にそれぞれの取付面が設けられる部位である本体部をさらに備えてもよい。それぞれの取付面は、軸線を周回する周方向に並んでいてもよい。

【0010】

上記構成によれば、軸線を中心とした排気装置の回転により排気装置の向きを変更することで、流路形成部材の内周面に取り付ける取付面を選択できる。このため、軸線の向きが変化するのを抑制しつつ、異なる流路形成部材の内周面に排気装置を取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態の攪拌装置が取り付けられた排気管の上面図である。

【図2】第１実施形態の攪拌装置の側面図である。

【図3】第１取付面が排気管の内周面に取り付けられている第１実施形態の攪拌装置を、排気の流れ方向の上流側から視認した正面図である。

【図4】第２取付面が排気管の内周面に取り付けられている第１実施形態の攪拌装置を、排気の流れ方向の上流側から視認した正面図である。

【図5】第１取付面が排気管の内周面に取り付けられている第２実施形態の攪拌装置を、排気の流れ方向の上流側から視認した正面図である。

【図6】第２取付面が排気管の内周面に取り付けられている第２実施形態の攪拌装置を、排気の流れ方向の上流側から視認した正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本開示の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

【0013】

［第１実施形態］
［１．概要］
第１実施形態の排気管２は、車両のエンジンからの排気の流路２０を形成する流路形成部材の一例であり、排気管２には、攪拌装置１と、センサ３と、触媒４とが設けられる（図１参照）。

【0014】

センサ３は、一例として、排気管２を貫通する穴部を貫通した状態で、排気管２の内周面から排気の流路２０に突出するように設けられる。センサ３は、一例として、排気に含まれる酸素の濃度を検出するよう構成されている。無論、これに限らず、排気管２には、排気の状態を検出する様々なセンサが設けられ得る。

【0015】

触媒４は、排気を浄化するための部材であり、排気管２の一部を構成する触媒ケース２２に配置される。触媒４は、排気の流路２０におけるセンサ３の排気の流れ方向２１の下流側に位置する。また、触媒４は、排気の流れ方向２１に延びる複数の流路を有しており、各流路を通過する排気との接触によって排気中の環境汚染物質を改質又は捕集し、排気を浄化する。

【0016】

攪拌装置１は、排気管２の内部における、センサ３に対し排気の流れ方向２１の上流側の場所に設けられ、攪拌装置１を通過する排気を攪拌する。これにより、センサ３に到達する排気が攪拌され、排気の濃度が均一になるよう促されるため、センサ３の検出精度が向上する。

【0017】

より詳しくは、攪拌装置１は、排気管２の内周面に一例として溶接等により取り付けられるが、攪拌装置１は、形状の異なる複数の種類の内周面に取付可能となっている。すなわち、攪拌装置１が取り付けられる排気管２の区間は、一例として円筒形となっており、排気の流れ方向２１に直交する断面は円形となっている。攪拌装置１は、断面の径が異なる複数の円筒形の排気管２に取付可能となっている。攪拌装置１は、本体部１０と、第１～第４羽根部１５～１８とを備える（図２～４参照）。

【0018】

［２．本体部］
本体部１０は、軸線１Ａに沿って延びる略円筒形の部位であり、本体部１０の内側を排気が流下する（図２～４参照）。また、本体部１０の軸線１Ａに直交する断面（以後、単に断面と記載）は、略円形となっている。なお、軸線１Ａは、本体部１０の断面の略中心を通過することを念のため付言しておく。また、攪拌装置１は、軸線１Ａの方向が排気の流れ方向２１と略一致するように、排気管２の内周面に取り付けられる。

【0019】

［３．第１～第４取付面］
本体部１０の外周面には、第１～第４取付面１１～１４が形成されている（図２～４参照）。第１～第４取付面１１～１４は、それぞれ、本体部１０の外周面における上流側の端部から下流側の端部まで広がる。また、第１～第４取付面１１～１４は、それぞれ、本体部１０の断面において同程度の中心角を有する円弧を形成し、互いに隣接した状態で軸線１Ａを周回する方向（以後、周方向と記載）に並ぶ。つまり、各取付面は、隣接する取付面から、約９０°周方向にずれた位置に配置される。なお、第１～第４取付面１１～１４は、略一定の間隔を空けた状態で周方向に並んでいても良い。

【0020】

第１～第４取付面１１～１４は、攪拌装置１が設けられる排気管２の内周面に取り付けられる部位であり、異なる形状を有する。すなわち、第１～第４取付面１１～１４は、それぞれ、本体部１０の断面において半径がＲ１～Ｒ４である円弧を形成する。なお、Ｒ１～Ｒ４は異なる値を意味することを念のため付言しておく。

【0021】

このため、第１～第４取付面１１～１４は、それぞれ、その断面において半径がＲ１～Ｒ４である円を形成する排気管の内周面に対し、その大部分が当接可能となっており、該排気管の内周面に対し、一例として溶接により取り付け可能である（図３、４参照）。つまり、攪拌装置１は、第１～第４取付面１１～１４を有することで、断面における内周面の半径（換言すれば、形状）が異なる４種類の排気管の内周面に対し、取り付け可能となっている。

【0022】

［４．本体部及び取付面の変形例］
本体部１０に設けられる取付面の数は、４つに限らず、適宜定められ得る。また、取付面は、円筒形の排気管２の内周面に限らず、様々な形状の排気管の内周面に取り付け可能であっても良い。具体的には、本体部１０の断面における各取付面の形状を、例えば、平面状やＶ字状等とし、各取付面を、当該取付面の大部分が当接可能な排気管の内周面に取り付けるようにしても良い。

【0023】

また、本体部１０は、略円筒形に限らず、例えば取付面の形状に応じて、様々な形状の断面（例えば、多角形等）を有する筒状の部位として形成され得る。
［５．第１～第４羽根部］
第１～第４羽根部１５～１８は、本体部１０の内側を流下する排気を攪拌するための部位であり、それぞれ、第１～第４取付面１１～１４に対応して設けられる（図２～４参照）。具体的には、各羽根部は、対応する取付面に隣接する本体部１０の下流側の端部における、周方向の略中央から突出するように設けられる。各羽根部は、略三角形の板状の部位であり、下流側に向かうに従い細くなると共に、下流側に向かうに従い軸線１Ａに接近するように軸線１Ａに対し傾斜する。

【0024】

つまり、第１～第４羽根部１５～１８は、本体部１０の下流側の端部に、周方向に略一定の間隔を空けて設けられている。また、各羽根部は他の羽根部から離間しており、各羽根部の先端は軸線１Ａの付近に位置する。

【0025】

なお、羽根部の数は、４つに限らず、適宜定められ得る。具体的には、例えば、対応する羽根部がない取付面が設けられていても良いし、取付面に対応して複数の羽根部が設けられていても良い。また、各羽根部の形状は、略三角形に限らず、適宜定められ得る。これにより、攪拌装置１による攪拌能力を調整できる。

【0026】

また、例えば、羽根部は、下流側に向かうに従い軸線１Ａに接近しなくてもよい。さらに、例えば、各羽根部の形状は、互いに異なっていてもよいし、各羽根部は、本体部１０の内周面に設けられた別部材に取り付けられていてもよい。

【0027】

［第２実施形態］
［６．概要］
第２実施形態の攪拌装置１は、第１実施形態の攪拌装置１と同様の構成を有するが、本体部１０及び第１～第４羽根部１５～１８の構成において第１実施形態と相違する（図５、６参照）。以下では、第２実施形態の攪拌装置１における第１実施形態との相違点について説明する。

【0028】

［７．本体部及び第１～第３取付面］
本体部１０は、軸線１Ａに沿って延びる溝状の部位であり、本体部１０の断面は略円弧状となっている（図５、６参照）。なお、一例として、該断面の中心角は、約２７０°となっているが、該中心角の値は適宜定められ得る。また、軸線１Ａは、本体部１０の断面の略中心を通過する。

【0029】

本体部１０は、外周面に第１～第３取付面１１～１３が形成されている。第１～第３取付面１１～１３は、第１実施形態における取付面と同様に構成されており、本体部１０の断面において半径がＲ１～Ｒ３である円弧を形成する。すなわち、本体部１０を軸方向から視ると、各第１～第３取付面１１～１３は、中心角が約９０°となっている。また、第１～第３取付面１１～１３は、本体部１０の断面に沿って並ぶ。

【0030】

このため、第１～第３取付面１１～１３は、それぞれ、その断面における内周面の半径がＲ１～Ｒ３である円筒形の排気管の内周面に当接可能となっており、該排気管の内周面に対し、一例として溶接により取り付け可能となっている。つまり、第２実施形態の攪拌装置１は、断面における内周面の半径が異なる３種類の排気管の内周面に対し、取り付け可能となっている。

【0031】

なお、第２実施形態においても、本体部１０に設けられる取付面の数は適宜定められ得る。また、第１実施形態と同様、取付面は、円筒形の排気管２の内周面に限らず、様々な形状の排気管の内周面に取り付け可能であっても良い。また、本体部１０の断面の形状は、略円弧状に限らず、例えば取付面の形状に応じて定められ得る。

【0032】

［８．第１～第３羽根部］
第２実施形態の攪拌装置１は、羽根部の数において第１実施形態と異なっており、本体部１０には第１～第３羽根部１５～１７が設けられている（図５、６参照）。第１～第３羽根部１５～１７は、それぞれ、第１実施形態と同様にして、第１～第３取付面１１～１３に対応して設けられる。無論、羽根部の数は、３つに限らず、適宜定められ得る。

【0033】

［９．効果］
（１）第１及び第２実施形態の攪拌装置１は、断面の半径が異なる複数の排気管２の内周面に取付可能となる。このため、攪拌装置１の共通化を図ることができる。また、攪拌装置１の共通化により、設計の負担の軽減に加え試験の負担の軽減も期待でき、開発コストを低減できる。

【0034】

（２）また、攪拌装置１は排気の流路２０におけるセンサ３の上流側に設けられている。このため、センサ３を通過する排気の偏りを抑制でき、センサ３の検出精度を向上させることができる。特に、近年では、環境規制に適合させるため排気の浄化性能の向上が求められているが、上記実施形態のようにしてセンサ３の検出精度を向上させることで、排気の浄化性能の向上を促すことができる。

【0035】

（３）また、第１実施形態の攪拌装置１では、筒状の本体部１０の外周面に第１～第４取付面１１～１４が形成される。また、第２実施形態の攪拌装置１では、断面が円弧状の本体部１０の外周面に第１～第３取付面１１～１３が形成される。このため、断面の半径が異なる複数の排気管２の内周面に対し、攪拌装置１を良好に取り付けることができる。

【0036】

（４）また、第１実施形態の攪拌装置１では、第１～第４取付面１１～１４は、本体部１０の外周面において周方向に並ぶ。また、第２実施形態の攪拌装置１では、第１～第３取付面１１～１３は、本体部１０の断面に沿って並ぶ。

【0037】

これにより、軸線１Ａを中心とする回転により攪拌装置１の向きを変更することで、排気管２の内周面に取り付ける取付面を選択できる。このため、軸線１Ａの向きが変化するのを抑制しつつ、異なる排気管２の内周面に攪拌装置１を取り付けることができる。その結果、取り付けられる排気管２の種類によって攪拌装置１の性能に差が生じるのを抑制できる。したがって、攪拌装置１を取り付ける排気管２の種類に応じて、攪拌装置１の取付位置を変更する等といった事態が生じ難くなる。

【0038】

［１０．他の実施形態］
（１）第１及び第２実施形態の攪拌装置１において、本体部１０の外周面には、軸線１Ａに沿って並ぶように複数の取付面が形成されていても良い。このような構成を有する場合であっても、排気の流れ方向２１に対する攪拌装置１の傾きを変更することで、攪拌装置１を、異なる形状の排気管の内周面に取り付けることが可能となる。

【0039】

（２）車両の排気の流路に設けられる攪拌装置以外の排気装置において、第１又は第２実施形態と同様にして、異なる形状の流路形成部材の内周面に当接可能な形状を有する複数の取付面を設けても良い。なお、排気装置とは、例えば、マフラ内の排気の流路を形成する流路形成部材の内周面に取り付けられ、マフラ内に消音室を形成したり、マフラ内で消音部材を保持したりする装置であっても良い。

【0040】

（３）また、攪拌装置に取付面が４つ以上設けられている場合において、周方向に隣接する取付面の曲率の差が、隣接しない取付面の曲率の差に比べて大きくなるように、各取付面の曲率が定められても良い。こうすることにより、流路形成部材の内周面に攪拌装置を取り付ける際、内周面に当接させるべき取付面を選択し易くなる。

【0041】

（４）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【0042】

［１１．文言の対応関係］
第１及び第２実施形態における攪拌装置１は、排気装置の一例に相当する。

【符号の説明】

【0043】

１…攪拌装置、１Ａ…軸線、１０…本体部、１１～１４…第１～第４取付面、１５～１８…第１～第４羽根部、２…排気管、２０…流路、２１…排気の流れ方向、３…センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】