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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-14
(45)【発行日】2022-10-24
(54)【発明の名称】流体流通管
(51)【国際特許分類】
F02M 35/10 20060101AFI20221017BHJP
F02M 35/104 20060101ALI20221017BHJP
【ＦＩ】
F02M35/10 101D
F02M35/104 A
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2019176136
(22)【出願日】2019-09-26
(65)【公開番号】P2020106026
(43)【公開日】2020-07-09
【審査請求日】2021-07-20
(31)【優先権主張番号】P 2018243992
(32)【優先日】2018-12-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000151209
【氏名又は名称】株式会社マーレ フィルターシステムズ
(73)【特許権者】
【識別番号】506292974
【氏名又は名称】マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｐｒａｇｓｔｒａｓｓｅ ２６－４６， Ｄ－７０３７６ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100135633
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 浩康
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】河野 崇史
【審査官】家喜 健太
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５９－１８５８５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／１１２０５２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００５９９１３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０２３２５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１０８６１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０５－０９６６８５（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｍ ３５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体の流通方向に沿って、第１湾曲部と、前記第１湾曲部から延びる直線部と、前記直線部から延びる第２湾曲部とを有し、前記第１湾曲部、前記直線部、および前記第２湾曲部は、同一の径を有し、前記第１湾曲部は、前記流体の流通方向に曲率が連続的に減少するクロソイド曲線に沿って中心が湾曲し、
前記第２湾曲部は、前記流体の流通方向に曲率が連続的に増加するクロソイド曲線に沿って中心が湾曲することを特徴とする、自動車用のインテークマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流体流通管に関し、例えば、自動車用の燃料含有ガスなどの流体をエンジンに供給する流体流通管に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、内燃機関に接続される吸気通路を備えた吸気装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この吸気装置は、吸気通路の上流側で湾曲した上流側湾曲部及び下流側で湾曲した下流側湾曲部を有する。そして、この吸気装置は、湾曲下流部の吸気通路の延びる方向と直交する断面において、下流側湾曲部における湾曲外側の吸気通路内面と湾曲内側の吸気通路内面との間の下流部第１間隔を吸気流れ方向に沿って徐々に小さくする。さらに、この吸気装置は、下流部第１間隔を有して対向する吸気通路内面に直交して対向する吸気通路内面間の下流部第２間隔を吸気流れ方向に沿って徐々に大きくする。これにより、特許文献１に記載の吸気装置によれば、吸気流の剥離を抑制して吸気通路の湾曲部における圧力損失を低減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６３９４１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来の気体流通管においては、気体流通管の湾曲部を流れる際の流体の抵抗が増大する場合があった。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、内部を通過する流体の湾曲部に基づく抵抗増大を低減することができる流体流通管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】
【0006】
本発明の一態様に係る流体流通管は、流体が流通する空間を有する流体流通管であって、曲率が連続的に変化する緩和曲線に沿って湾曲する湾曲部を有することを特徴とする。
【0007】
この態様によれば、流体流通管は、流体が流通する湾曲部の曲率が緩和曲線によって連続的に変化し、内部を通過する気体などの流体が湾曲部を通過する際の流体の進路の急激な変化を緩和するので、内部を通過する流体の湾曲部に基づく抵抗増大を低減することができる。
【0008】
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記湾曲部は、前記流体の流通方向に沿って前記緩和曲線の曲率が連続的に減少してもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。
【0009】
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記湾曲部は、前記流体の流通方向に沿って前記緩和曲線の曲率が連続的に増加してもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。
【0010】
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記湾曲部は、所定箇所まで前記流体の流通方向に曲率が連続的に減少する緩和曲線に沿って湾曲する第１湾曲部と、前記所定箇所まで前記流体の流通方向に曲率が連続的に増加する緩和曲線に沿って湾曲する第２湾曲部と、を有していてもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。
【0011】
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記緩和曲線は、クロソイド曲線であってもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。
【0012】
本発明の一態様に係る流体流通管においては、前記流体は、気体であってもよい。流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。
【0013】
本発明の一態様に係る流体流通管においては、吸気管であってもよい。これにより、流体流通管は、湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大をより一層防ぐことができる。そして、例えば、流体が気体などである場合には、流体流通管は、流体流通管内での湾曲部に基づく流体の跳ね返りを防止及び流体流通管を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。
【0014】
本発明の一態様に係る流体流通管においては、自動車用であってもよい。これにより、流体流通管は、自動車用の流体流通管内であるインテークマニホールド及びエキゾーストマニホールドなどの各種流体流通管における湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大を効果的に防ぐことが可能となる。
【0015】
本発明の一態様に係る流体流通管においては、インテークマニホールドであってもよい。これにより、流体流通管は、自動車用の流体流通管内であるインテークマニホールドの湾曲部の内部を通過する流体の抵抗増大を効果的に防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、内部を通過する流体の湾曲部に基づく抵抗増大を低減することができる流体流通管を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図6】図６は、図２において第１湾曲部、第２湾曲部をそれぞれクロソイド曲線として気体流通管に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したとき、及び図３において第１湾曲部、第２湾曲部をそれぞれ円弧に形成して気体流通管２に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの、管の曲げ径と圧力損失との関係の解析結果を示した図である。
【図7】図７は、図２において第１湾曲部、第２湾曲部を最小径３０ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【図8】図８は、図２において第１湾曲部、第２湾曲部を最小径４５ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【図9】図９は、図２において第１湾曲部、第２湾曲部を最小径６５ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【図13】図１３は、図２において第１湾曲部、第２湾曲部をそれぞれクロソイド曲線として気体流通管に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したとき、及び図３において第１湾曲部、第２湾曲部をそれぞれ円弧に形成して気体流通管２に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの、管の曲げ径と圧力損失との関係の解析結果を示した図である。
【図14】図１４は、図２において第１湾曲部、第２湾曲部を最小径３０ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【図15】図１５は、図２において第１湾曲部、第２湾曲部を最小径４５ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
まず、図１Ａ及び図１Ｂを参照して、緩和曲線を用いた湾曲部の概念について説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、緩和曲線を用いた湾曲部の概念の説明図である。なお、図１Ａ及び図１Ｂにおいては、自動車用道路１０１の直線部１０１Ａを走行する自動車１０２が、カーブとなる湾曲部としての曲線部１０１Ｂ及び１０１Ｃを通過する例について示している。また、図１Ａにおいては、自動車道路１０１の曲線部１０１Ｂを一定の曲率Ｒで設けた場合について示し、図１Ｂにおいては、自動車道路１０１の曲線部１０１Ｃの曲率ＲＡを緩和曲線の一例としてのクロソイド曲線に沿った曲線として設けた例を示している。
【0019】
図１Ａに示すように、自動車道路１０１における曲線部１０１Ｂの曲率Ｒが一定に設けられた場合には、自動車１０２が直線部１０１Ａから曲線部１０１Ｂに進入する際に、直線部１０１Ａの進行時からハンドル１０３を一方向に一気に回転させる必要がある（図１Ａの矢印Ａ１参照）。そして、曲線部１０１Ｂ内では、自動車１０２は、ハンドル１０３の操作を停止して、ハンドル１０３の回転角度を一定に保持した後、曲線部１０１Ｂの終わりの部分でハンドル１０３を一気に戻す操作を行う必要がある（図１Ａの矢印Ａ２参照）。このように、曲線部１０１Ｂの曲率Ｒを一定に設けた場合には、自動車１０２は、曲線部１０１Ｂの入口近傍及び出口近傍で急なハンドル操作を行う必要がある。このような急なハンドル操作を行うと自動車１０２の幅方向などの加速度変化が大きくなり、乗り心地が悪化することがある。
【0020】
これに対して、図１Ｂに示すように、自動車道路１０１の曲線部１０１Ｃがクロソイド曲線などの緩和曲線に従った曲率ＲＡを有する場合には、自動車道路１０１の曲線部１０１Ｃは、曲線部１０１Ｃの一端側から他端側に向けて曲率ＲＡが連続的に変化する。そのため、自動車１０２は、直進時から曲線部１０１Ｃの最も曲率ＲＡの極大部１０１Ｄに向けて徐々にハンドル１０３を回してゆき、極大部１０１Ｄから直線部１０１Ａに向けて徐々にハンドル１０３を戻す操作をする必要がある（図１Ｂの矢印Ａ３及び矢印Ａ４参照）。この結果、自動車１０２は、ハンドル１０３の操作を曲線部１０１Ｃの入口から出口に向けて連続的に変化し、急なハンドル１０３の操作を行うことなく曲線部１０１Ｃを通過することが可能となる。
【0021】
このように、緩和曲線を活用した曲率ＲＡに沿った曲線部１０１Ｃを設けると、緩和曲線に沿って移動する物質の移動の変化を、曲線部１０１Ｂの曲率Ｒを一定に設けた場合と比較して異ならせることが可能となる。本発明者は、上記現象に着眼し、流体が流れる流体流通管の湾曲部を、このような緩和曲線に沿った形状とすることにより、流体流通管の内部を通過する流体の湾曲部での抵抗増大を低減することができることを着想し、本願発明を完成するに至った。
【0022】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。また、以下の実施の形態は、適宜組み合わせて実施可能である。
【0023】
図２は、本発明の実施の形態に係る流体流通管の一例を示す模式図であり、図３は、一般的な流体流通管の一例を示す模式図である。なお、以下の実施の形態においては、流体流通管の一例として、気体Ａを流通する気体流通管について説明する。
【0024】
図２に示すように、本実施の形態に係る気体流通管１は、例えば、自動車などのインテークマニホールドとして用いられるものである。気体流通管１は、外部の気体Ａを気体流通管１内に導入する気体導入部１０に接続される。気体Ａとしては、空気及び燃料含有ガスなどが挙げられる。気体流通管１は、気体導入部１０に接続された第１直線部１１Ａと、第１直線部１１Ａから延びる第１湾曲部１１Ｂと、第１湾曲部１１Ｂから延びる第２直線部１１Ｃと、第２直線部１１Ｃから延びる第２湾曲部１１Ｄと、第２湾曲部１１Ｄから延びる第３直線部１１Ｅとを有する。
【0025】
気体導入部１０は、例えば、エアクリーナーなどの大気中の粉塵を濾過する機能を有するものである。なお、気体導入部１０は、気体流通管１の内部に気体Ａを導入できるものであれば構成は適宜変更可能であり、例えば、必ずしも粉塵の濾過機能を有するものでなくともよい。
【0026】
気体流通管１は、気体導入部１０から導入された気体Ａを、気体Ａの流通方向の上流側である第１直線部１１Ａ、第１湾曲部１１Ｂ、第２直線部１１Ｃ、第２湾曲部１１Ｄ及び第３直線部１１Ｅの順に流通して後段に設けられたエンジンなどに供給するものである。第１直線部１１Ａ、第１湾曲部１１Ｂ、第２直線部１１Ｃ、第２湾曲部１１Ｄ及び第３直線部１１Ｅは、所定の内径を有する管状部材である。なお、第１直線部１１Ａ、第１湾曲部１１Ｂ、第２直線部１１Ｃ、第２湾曲部１１Ｄ及び第３直線部１１Ｅは、必ずしも同一の内径を有する必要はなく、異なる内径を有するものであってもよい。また、第１直線部１１Ａ、第２直線部１１Ｃ及び第３直線部１１Ｅは、必ずしも直線に設けられている必要はなく、所定の曲率を有して湾曲していてもよい。また、第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄとは、気体Ａが曲がる流路の中心部である。なお、第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄは、気体流通管１が湾曲した部分の内側部分であってもよく、外側部分であってもよい。
【0027】
第１直線部１１Ａは、気体導入部１０から導入された気体Ａを第１湾曲部１１Ｂに供給する。第１湾曲部１１Ｂは、緩和曲線に従った、連続して変化する曲率ＲＡ１を有して湾曲する。第１湾曲部１１Ｂは、例えば、気体Ａの流通方向における上流側から下流側に沿った第１直線部１１Ａ側から第２直線部１１Ｃ側に連続的に曲率ＲＡ１が増大して湾曲する。ここでの流通方向とは、例えば、第１直線部１１Ａから第１湾曲部１１Ｂを通過して第２直線部１１Ｃに気体Ａが流れる方向である。これにより、第１湾曲部１１Ｂを流通する気体Ａは、上述した図１Ａに示した例と同様に、第１直線部１１Ａ側から第２直線部１１Ｃに向けて連続的に進路が変化する。この結果、図１Ａに示した例と同様の原理で、第１湾曲部１１Ｂを通過する気体Ａの進路の急激な変化の抑制が可能となり、気体Ａが第１湾曲部１１Ｂを通過する際の抵抗を削減することができる。
【0028】
第２直線部１１Ｃは、第１湾曲部１１Ｂから供給された気体Ａを第２湾曲部１１Ｄに供給する。第２湾曲部１１Ｄは、緩和曲線に従った、連続して変化する曲率ＲＡ２を有して湾曲する。第２湾曲１１Ｄは、例えば、気体Ａの流通方向における上流側から下流側に沿った第２直線部１１Ｃ側から第３直線部１１Ｅ側に曲率ＲＡ２が連続的に増加して湾曲する。ここでの流通方向とは、例えば、第２直線部１１Ｃから第２湾曲部１１Ｄを通過して第３直線部１１Ｅに気体Ａが流れる方向である。これにより、第２湾曲部１１Ｄを流通する気体Ａは、上述した図１Ａに示した例と同様に、第２直線部１１Ｃ側から第３直線部１１Ｅに向けて連続的に進路が変化する。この結果、図１Ａに示した例と同様の原理で、第２湾曲部１１Ｄを通過する気体Ａの進路の急激な変化の抑制が可能となり、気体Ａが第２湾曲部１１Ｄを通過する際の抵抗増大をより一層削減することができる。第３直線部１１Ｅは、第２湾曲部１１Ｄから供給された気体Ａを後段に設けられたエンジン（不図示）などに供給する。
【0029】
これに対し、図３に示すように、一般的な気体流通管２は、図３に示した気体流通管１と同様に、気体導入部１０から導入された気体Ａを、気体Ａの流れ方向の上流側である第１直線部２１Ａ、第１湾曲部２１Ｂ、第２直線部２１Ｃ、第２湾曲部２１Ｄ及び第３直線部２１Ｅの順に流通して後段に設けられたエンジンなどに供給する。第１直線部２１Ａ、第２直線部２１Ｃ及び第３直線部２１Ｅの構成は、図２に示した例と同様である。第１湾曲部２１Ｂは、第１直線部２１Ａ側から第２直線部２１Ｃ側に向けて一定の曲率Ｒを有する。この曲率Ｒは、第１直線部２１Ａ側から第２直線部２１Ｃに向けて一定である。また、第２湾曲部２１Ｄは、第２直線部２１Ｃ側から第３直線部２１Ｅ側に向けて一定の曲率Ｒを有する。この曲率Ｒは、第２直線部２１Ｃ側から第３直線部２１Ｅに向けて一定である。
【0030】
このような気体流通管２においては、第１直線部２１Ａから流れる気体が、第１湾曲部２１Ｂを流通する際に、第１湾曲部２１Ｂの曲率Ｒ１に応じて、急激に進路が変化し、所定の進路を保った後に、再度急激に進路が変化して第２直線部２１Ｃに流れる。そして、第２直線部２１Ｃから流れる気体Ａが、第２湾曲部２１Ｄを流通する際に、第２湾曲部２１Ｄの曲率Ｒに応じて、急激に進路が変化し、所定の進路を保った後に、再度急激に進路が変化して第２直線部２１Ｅに流れる。
【0031】
このように、一般的な気体流通管２においては、第１湾曲部２１Ｂ及び第２湾曲部２１Ｄなどを流れる気体Ａの進路が急激に変化する。この結果、図１Ｂに示した例と同様の原理で、第１湾曲部２１Ｂ及び第２湾曲部２１Ｄを通過する気体Ａの進路が急激に変化して、第１湾曲部２１Ｂ及び第２湾曲部２１Ｄを通過する際の抵抗を削減することができる。
【0032】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、気体流通管１は、気体Ａが流通する第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄの曲率がクロソイド曲線などの緩和曲線によって連続的に変化する。そして、気体流通管１は、内部を通過する気体Ａなどの流体が第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄを通過する際の気体Ａの進路の急激な変化を緩和するので、内部を通過する流体の湾曲部に基づく抵抗増大を低減することができる。また、気体流通管１は、管径を変更することなく、気体Ａの抵抗増大を低減することができるので、流体流通管内での第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄに基づく流体の跳ね返りを防止することができる。これにより、気体流通管１は、例えば、気体流通管１内部を流通する流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。特に、従来の気体流通管では気体流通管の配置及び形状が制限される自動車のエンジンルーム内では、燃料含有ガスなどが内部を流れる場合であっても、気体流通管の湾曲部の曲率を必ずしも最適な範囲とできない場合があった。これに対して、気体流通管１によれば、曲率が連続的に変化する緩和曲線に沿って湾曲する湾曲部を設けるので、燃料含有ガスが湾曲部を通過する際の気体流通管の湾曲部での燃料含有ガスの抵抗が増大する問題を解消することもできる。そして、気体流通管１は、管径を変更することなく、流体の抵抗増大を低減することができるので、気体流通管１内での第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄに基づく気体Ａなどの流体の跳ね返りを防止することができる。これにより、気体流通管１は、例えば、気体流通管１を流通する気体Ａなどの流体の跳ね返りに基づく音響効果への悪影響を防ぐことも可能となる。
【0033】
なお、上述した実施の形態においては、流体としての気体Ａを流通する気体流通管１を用いた例について説明するが、この構成に限定されない。流体としては、気体Ａに限定されず、液体などの各種流動性を有する物質であれば適宜適用可能である。
【0034】
また、上述した実施の形態においては、緩和曲線としてクロソイド曲線を用いる例について説明したが、緩和曲線としては、クロソイド曲線以外を用いることも可能である。緩和曲線としては、各種緩和曲線を適用可能である。この場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【0035】
さらに、上述した実施の形態においては、気体流通管１が第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄを備える例について説明したが、この構成に限定されない。気体流通管は、１つの湾曲部を備えていてもよい。
【0036】
また、上述した実施の形態においては、気体Ａの流通方向の上流側から下流側に向けて第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄの曲率が増大する例について説明したが、第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄの曲率は、この構成に限定されない。第１湾曲部１１Ｂ及び第２湾曲部１１Ｄの曲率は、連続的に変化するものであればよく、例えば、気体流通管１の内部を流通する流体に応じて、流体の流通方向の上流側から下流側に向けて曲率が減少するものであってもよい。
【0037】
また、上述した実施の形態においては、気体流通管１は、エンジンなどの内燃機関に燃料含有気体を供給するインテークマニホールドなどの吸気管だけでなく、エキゾーストマニホールドなどの燃料排ガスの気体排気管などの各種気体流通管に用いることも可能である。
【0038】
（実施例）
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例及び比較例によって何ら制限されるものではない。
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例及び比較例によって何ら制限されるものではない。
【0039】
本発明者は、上述した気体流通管による通気抵抗改善効果の確認のために、上述した実施の形態に係る図２に示した気体流通管及び図３に係る一般的な気体流通管を用いたシミュレーション試験を実施した。以下、本発明者が調べた内容について説明する。
【0040】
図４は、本発明の実施例に係る気体流通管の模式図であり、図５は、本発明の比較例に係る気体流通管の模式図である。なお、図４に示す気体流通管３の構成は、上述した図２に示した気体流通管１の構成に対応するものであり、図５に示す気体流通管４の構成は、上述した気体流通管２の構成に対応するものである。
【0041】
図４に示すように、本実施例に係る気体流通管４においては、第１湾曲部３１Ａ及び第２湾曲部３１Ｂの曲率が連続的に変化するので、第１湾曲部３１Ａ及び第２湾曲部３１Ｂ内に変曲点が生じることがない。これにより、気体流通管３では、空気導入部３２から取り入れた空気によって生じる圧力発生点Ｐ１が湾曲部３１Ａの後半部分となる。これにより、気体導入部３２から導入された空気が気体流通管３から排出されるまでの通気抵抗を低減することが可能となる。
【0042】
これに対して、比較例に係る気体流通管４においては、第１湾曲部４１Ａ及び第２湾曲部４１Ｂの曲率が一定しているので、第１湾曲部４１Ａ内及び第２湾曲部４１Ｂに変曲点が生じることがない。これにより、気体流通管４では、空気導入部４２から取り入れた空気によって生じる圧力発生点Ｐ２が、上述した実施例に係る圧力発生点Ｐ１と比較して第１湾曲部５１Ａの前半部分となる。これにより、気体導入部４２から導入された空気が気体流通管４から排出されるまでの通気抵抗が低減することが大幅に増大する。この結果、上記実施例に係る気体流通管３によれば、気体流通管３内を流れる気体の通気抵抗が、比較例に係る気体流通管４と比較して、１．４５％も改善することが可能となった。
【0043】
図６は、図２において第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄをそれぞれクロソイド曲線として気体流通管１に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したとき、及び図３において第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄをそれぞれ円弧に形成して気体流通管２に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの、管の曲げ径と圧力損失との関係の解析結果を示した図である。図６では、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄの中心におけるクロソイド曲線の最小径が第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄの中心における半径と同等なときを比較している。
【0044】
図７は、図２において第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径３０ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管１に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0045】
図８は、図２において第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径４５ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管１に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0046】
図９は、図２において第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径６５ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管１に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0047】
図１０は、図３において第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径３０ｍｍの円弧に形成して気体流通管２に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0048】
図１１は、図３において第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径４５ｍｍの円弧に形成して気体流通管２に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0049】
図１２は、図３において第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径６５ｍｍの円弧に形成して気体流通管２に２．５ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0050】
図６に示すように、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径３０ｍｍのクロソイド曲線に形成したときは、第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径３０ｍｍの円弧に形成したときよりも、圧力損失を９．１％低減することができた。また、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径４５ｍｍのクロソイド曲線に形成したときは、第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径４５ｍｍｍの円弧に形成したときよりも、圧力損失を１０．８％低減することができた。また、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径６５ｍｍのクロソイド曲線に形成したときは、第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径６５ｍｍの円弧に形成したときよりも、圧力損失を１３．０％低減することができた。
【0051】
以上のように比較的低い流量において、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄをクロソイド曲線に形成した方が、第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを円弧に形成したときよりも圧力損失を低減できることが確認できた。
【0052】
図１３は、図２において第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄをそれぞれクロソイド曲線として気体流通管１に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したとき、及び図３において第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄをそれぞれ円弧に形成して気体流通管２に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの、管の曲げ径と圧力損失との関係の解析結果を示した図である。図１３においても、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄの中心におけるクロソイド曲線の最小径が第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄの中心における半径と同等なときを比較している。
【0053】
図１４は、図２において第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径３０ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管１に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0054】
図１５は、図２において第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径４５ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管１に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0055】
図１６は、図２において第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径６５ｍｍのクロソイド曲線に形成して気体流通管１に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0056】
図１７は、図３において第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径３０ｍｍの円弧に形成して気体流通管２に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0057】
図１８は、図３において第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径４５ｍｍの円弧に形成して気体流通管２に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0058】
図１９は、図３において第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径６５ｍｍの円弧に形成して気体流通管２に４．０ｍ３／ｍｉｎの流速でエアを導入したときの各位置における流速の解析結果を色の濃淡で表した図である。
【0059】
図１３に示すように、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径３０ｍｍのクロソイド曲線に形成したときは、第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径３０ｍｍの円弧に形成したときよりも、圧力損失を１１．２％低減することができた。また、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径４５ｍｍのクロソイド曲線に形成したときは、第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径４５ｍｍｍの円弧に形成したときよりも、圧力損失を１０．５％低減することができた。また、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄを最小径６５ｍｍのクロソイド曲線に形成したときは、第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを径６５ｍｍの円弧に形成したときよりも、圧力損失を１３．５％低減することができた。
【0060】
以上のように比較的高い流量においても、第１湾曲部１１Ｂ、第２湾曲部１１Ｄをクロソイド曲線に形成した方が、第１湾曲部２１Ｂ、第２湾曲部２１Ｄを円弧に形成したときよりも圧力損失を低減できることが確認できた。
【符号の説明】
【0061】
１，２，３，４ 気体流通管
１０ 気体導入部
１１Ａ，２１Ａ 第１直線部
１１Ｂ，２１Ｂ，３１Ａ，４１Ａ 第１湾曲部
１１Ｃ，２１Ｃ 第２直線部
１１Ｄ，２１Ｄ，３１Ｂ，４１Ｂ 第２湾曲部
１１Ｅ，２１Ｅ 第３直線部
１０１自動車道路
１０１Ａ 直線部
１０１Ｂ，１０１Ｃ 曲線部
１０１Ｄ 極大部
１０２ 自動車
１０３ ハンドル
Ｒ，ＲＡ，ＲＡ１，ＲＡ２ 曲率
１０ 気体導入部
１１Ａ，２１Ａ 第１直線部
１１Ｂ，２１Ｂ，３１Ａ，４１Ａ 第１湾曲部
１１Ｃ，２１Ｃ 第２直線部
１１Ｄ，２１Ｄ，３１Ｂ，４１Ｂ 第２湾曲部
１１Ｅ，２１Ｅ 第３直線部
１０１自動車道路
１０１Ａ 直線部
１０１Ｂ，１０１Ｃ 曲線部
１０１Ｄ 極大部
１０２ 自動車
１０３ ハンドル
Ｒ，ＲＡ，ＲＡ１，ＲＡ２ 曲率
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
