作業車の排気装置
【課題】排気管をコンパクトに構成するとともに、排気管の冷却用通路への外気の流れ込みを良好に行わせ、排気管の表面温度を効果的に低減させる。
【解決手段】屈曲部２２よりも下流側に、排気の流動によるエジェクタ効果で排気導管の外周と外部保護管の内周との間に外気を吸引導入するエジェクタ部を設け、外部保護管の上流側の端部に、排気導管の下流側導管３２の外周を覆うとともに、排気導管の屈曲部２２を越えて、下流側導管３２の下流側端部とは反対側へ延長され、かつ、その延長端が外部に開放されている外気導入部５０を設けてある。
【解決手段】屈曲部２２よりも下流側に、排気の流動によるエジェクタ効果で排気導管の外周と外部保護管の内周との間に外気を吸引導入するエジェクタ部を設け、外部保護管の上流側の端部に、排気導管の下流側導管３２の外周を覆うとともに、排気導管の屈曲部２２を越えて、下流側導管３２の下流側端部とは反対側へ延長され、かつ、その延長端が外部に開放されている外気導入部５０を設けてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの排気が導入される排気導管と、その排気導管との間に外気の通路を形成する外部保護管とで、機体外部へ排気を導く排気管を備えた作業車の排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような作業車の排気装置としては、従来より下記［１］及び［２］に示す構造のものが知られている。
［１］エンジンからの排気が導入される排気導管の外側に断熱管を外嵌させ、さらにその外側に冷却管を外嵌させて、最内側の排気導管の熱を中間位置の断熱管で断熱し、かつ、断熱管の外側に位置する最外側の通気孔を有した冷却管との間に入り込む外気によって断熱管を冷却して排気熱が冷却管の外側へ伝えられることを防ぐように構成したもの（例えば特許文献１参照）。
［２］エンジンからの排気が導入される排気導管を、排気流動方向での前後に位置する上流側導管と下流側導管とで構成し、かつ上流側導管と下流側導管との間に設けたエジェクタ部で、上流側導管から下流側導管への排気の流入に伴うエジェクタ効果により外気を下流側導管内の排気に混入させるようにしたもの、及び、下流側導管の外側を遮熱用の外部保護管で覆うようにしたもの（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７９９４０５号公報（段落番号００１６，００２５、図２，３、及び図１３）
【特許文献１】特開平０７−７１２４９号公報（段落番号００２０，００２８、図４，５、及び図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記［１］に記載した構造のものでは、エンジンからの排気が導入される排気導管の外側に、断熱管と冷却管とを外嵌させた三層構造によって排気管を構成したものであるから、排気管が径の大きい大型のものとなりやすいという問題があり、排気管の大型化を避けてコンパクトに構成したいという要望がある。
【０００５】
また、上記［２］に記載した構造のものでは、エジェクタ効果によって外気を下流側導管内の排気に混入させることによって、下流側導管内での排気温度を下げ、かつ、その下流側導管の外側を遮熱用の外部保護管で覆うことで排気管の外側が熱くなりすぎることを避けられるようにしている。
この構造では、エジェクタ部で吸い込まれた外気が下流側導管の内側に入り込んで排気に混入した状態で流動する。このため、外気の混入で排気温度がある程度低下するとは言え、その排気に接触する下流側導管の温度はかなりの高温であるため、下流側導管の外周から大きく離れた位置に遮熱用の外部保護管を設ける必要があって、十分に排気管の径を縮小することは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、外側が熱くなりすぎることを回避し得る排気管をコンパクトに構成するとともに、排気管の冷却用通路への外気の流れ込みを良好に行わせるようにして、排気管の表面温度を効果的に低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔解決手段１〕
上記課題を解決するために講じた本発明の技術手段は、エンジンからの排気が導入される排気導管の途中に排気方向を変更する屈曲部を設けてあるとともに、その屈曲部よりも排気方向での下流側に位置する下流側導管に外嵌して該下流側導管との間に外気の通路を形成する外部保護管を備え、この外部保護管と前記排気導管とで機体外部へ排気を導く排気管を構成し、前記屈曲部よりも下流側に、前記排気の流動によるエジェクタ効果で前記排気導管の外周と外部保護管の内周との間に外気を吸引導入するエジェクタ部を設け、前記外部保護管の上流側の端部に、前記排気導管の下流側導管の外周を覆うとともに、前記排気導管の前記屈曲部を越えて、前記下流側導管の下流側端部とは反対側へ延長され、かつ、その延長端が外部に開放されている外気導入部を設けてある点に特徴がある。
【０００８】
〔解決手段１にかかる発明の作用及び効果〕
この解決手段１によれば、外部保護管の下流側端部を排気導管の下流側端部よりも排気方向での下流側に位置させて、排気管の下流側端部にエジェクタ部を備えさせ、排気導管の外周と外部保護管の内周との間に外気を吸引導入するようにしたものであるから、排気導管の外周と外部保護管の内周との間で外気を流動させながら排気導管の下流側端部から排出することができる。
したがって、排気導管の外周と外部保護管の内周との間に単なる空隙があるだけで外気の積極的な移動がない構造に比べて、排気導管の外周と外部保護管の内周との間における外気の移動を積極的に行わせ、排気導管から外部保護管への熱の伝播を効率よく抑制することができる。その結果、排気導管と外部保護管との間における間隔を狭めて排気管全体の径を細くすることも可能となり、コンパクト化を図ることができる。
【０００９】
そして、排気導管の外周と外部保護管の内周との間に存在する外気の通路に対して外気を取り込むにあたり、外部保護管の上流側の端部が、下流側導管の下流側端部とは反対側へ延長されて、排気導管の屈曲部を越え、その屈曲部を越えた延長端に外部に開放された外気導入部が備えられるので、排気導管やその屈曲部が吸気口近くの外気導入部に存在することによって流路が狭められることを避け得て、スムースな外気の導入が行われ易くなる。
【００１０】
〔解決手段２〕
解決手段２にかかる発明は、解決手段１で示した作業車の排気装置において、前記エンジン側から前記外気導入部側への熱気の流動を抑制する遮蔽部材を備えた点に特徴がある。
【００１１】
〔解決手段２にかかる発明の作用及び効果〕
この解決手段２によれば、外気導入部へのエンジン側の熱気の流れ込みを制限することができるので、排気管の表面温度を低下させるために排気管の冷却用通路に取り込む外気の温度上昇を回避し易い。
したがって、取り込む外気の温度が高くて熱交換効率が低減するような不具合を避け易く、より効果的な冷却を行える利点がある。
【００１２】
〔解決手段３〕
解決手段３にかかる発明は、解決手段１又は２で示した作業車の排気装置において、前記排気導管の上流側導管は水平方向に沿って配設してあり、前記下流側導管は上下方向に沿って配設してあり、前記外気導入部は下向きに開口している点に特徴がある。
【００１３】
〔解決手段３にかかる発明の作用及び効果〕
この解決手段３によれば、水平方向に沿う上流側導管で下流側導管の立設位置を適宜に選択して設定でき、下流側導管を適正な位置で上下方向に配設することができ、下向き開口の外気導入部から上方側への外気の流れを、エジェクタによる吸い込み抵抗の少ない状態でスムースに生じさせ易いものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】トラクタの全体側面図である。
【図２】トラクタの全体正面図である。
【図３】排気装置の斜視図である。
【図４】排気装置の分解斜視図である。
【図５】整流器を示し、（ａ）は整流器の配設箇所を示す斜視図、（ｂ）は図５におけるVb-Vb線断面図と部分拡大図、（ｃ）は斜視図である。
【図６】図３におけるVI-VI線断面図である。
【図７】下流側排気管を示し、（ａ）は図３におけるVIIa-VIIa線断面図、（ｂ）は図３におけるVIIb-VIIb線断面図である。
【図８】屈曲部における外気導入部を示す上下方向断面図である。
【図９】排気装置の下流側端部を示し、（ａ）は前後方向に沿う縦断面図、（ｂ）は図９（ａ）におけるIXb-IXb線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔作業車の全体構成〕
図１には、本発明における排気装置を適用した作業車の一例であるキャビン付きトラクタの全体側面が示されている。このトラクタは、車体前部に位置する原動部１と、車体後部に位置する搭乗運転部としての運転キャビン２とを、エンジン搭載フレーム３、クラッチハウジング（図外）、及びミッションケース４を一体的に連結して構成される車体フレーム５に搭載し、この車体フレーム５が左右一対の前輪６及び後輪７で支持されている。
【００１６】
前記原動部１では、エンジンボンネット１Ａで覆われたエンジンルーム内で、エンジン搭載フレーム３上に、防振材（図外）で防振支持されたディーゼルエンジンを採用したエンジン８が設置されている。このエンジン８からの動力を、フレーム兼用のミッションケース４に内装した走行用の変速装置（図示せず）などからなる走行伝動系を介して前記前輪６及び後輪７に伝達するように構成して、四輪駆動型のトラクタが構成されている。
【００１７】
ミッションケース４の後部には、その後上部に内装した油圧式の昇降シリンダ９の作動で上下方向に揺動駆動される左右一対のリフトアーム１０や、エンジン動力の外部への取り出しを可能にする動力取出軸１１、などが装備されている。前記動力取出軸１１には、ミッションケース４に内装した前記走行伝動系とは別系統の作業用の変速装置（図示せず）や作業クラッチ（図示せず）などからなる作業伝動系を介して、エンジン８からの動力が伝達されている。
左右のリフトアーム１０には、ミッションケース４の後部に昇降揺動可能に連結装備されるリンク機構（図示せず）が連結され、動力取出軸１１には、そのリンク機構に連結されるロータリ耕耘装置などの作業装置（図示せず）に対して動力を伝えるための伝動軸などが接続される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、前記運転キャビン２は、前後左右の四隅に立設したキャビンフレーム１２に屋根材１３を支持させ、前側に透明の曲面ガラスなどからなる前面ガラス１４を備えるとともに、左右側部に透明ガラスで構成された外開き式の左右一対のドアパネル１５を備えて矩形箱状に形成され、内部にステアリングホイール１６や運転座席１７などを備えている。
【００１９】
〔排気装置〕
原動部１におけるエンジンボンネット１Ａ内には、エンジン８の上部側に位置させて、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）やＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）を収容したマフラ機能付きの排気浄化処理装置２０を設けてあり、エンジン８からの排気を処理して排気管２１側へ排出するように構成されている。
【００２０】
前記排気浄化処理装置２０は、排気中に含まれる微粒状物質をＤＰＦで捕捉し、排気中の未燃燃料をＤＯＣで酸化燃焼させて排気温度を上げることによりＤＰＦに捕捉された微粒状物質を焼却してＤＰＦの再生を行うように構成されているので、排気管２１に高温の排気ガスが流れることになる。
排気管２１は、エンジン８からの排気が導入される円筒状の排気導管３０と、その排気導管３０に外嵌して該排気導管３０の外周との間に外気の流通を許す通路ｒを形成する外部保護管４０とを備えて構成されている。
本発明の排気装置は、上記の排気浄化処理装置２０と排気管２１との組み合わせで構成されている。
【００２１】
〔排気管〕
図３及び図４に示すように、排気導管３０と外部保護管４０とを備える排気管２１は、中間に屈曲部２２を備えて水平方向から上下方向に排気ガスの排出方向を変更するように構成してある。
つまり、排気管２１は、屈曲部２２の上流側に位置する上流側排気管２３と、屈曲部２２の下流側に位置する下流側排気管２４とを備え、上流側排気管２３の上流側端部が排気浄化処理装置２０に接続され、排気浄化処理装置２０から供給された排気ガスは下流側排気管２４の下流側端部に備えた排気部２５から排出される。
そして排気管２１の通路ｒに対する外気は、上流側排気管２３の下流側端部と下流側排気管２４の上流側端部との間に位置する屈曲部２２に対応する箇所に設けた外気導入部５０で吸引導入され、後述する下流側導管３２と下流側保護管４２との間の通路ｒを通って前記排気部２５から排気ガスとともに排出されるように構成してある。
【００２２】
上流側排気管２３が排気導管３０のうちの上流側導管３１と、外部保護管４０のうちの上流側保護体４１とを備え、下流側排気管２４が排気導管３０のうちの下流側導管３２と、外部保護管４０のうちの下流側保護管４２とを備え、屈曲部２２は、上流側導管３１と下流側導管３２との接続箇所を示している。
【００２３】
前記上流側排気管２３は、上流側を排気浄化処理装置２０に接続された上流側導管３１と、その上流側導管３１の上部側を覆うチャンネル状の上流側保護体４１とを備えて構成されている。
上流側導管３１は、図４に示すように、屈曲部２２と排気浄化処理装置２０との間で、屈曲部２２に連なるほぼ水平姿勢の筒軸心ｘを有した円筒状部分３１ｂを備えるとともに、その水平姿勢の円筒状部分よりも上流側で前記排気浄化処理装置２０の排出管部分２０ａに接続される箇所が自由な方向に屈撓可能なフレキシブルチューブ３１ａを備えて構成されている。
【００２４】
前記排気浄化処理装置２０の排出管部分２０ａで、前記上流側導管３１に内嵌して、図示しない締め付けバンドで接続される箇所には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、頂部がほぼ直角に屈折された二つの山形の板材２７の頂部同士を突き合わせ状態に対向させ、かつ、頂部同士の間に少しの間隔ｃをあけた状態で、排出管部分２０ａの内周側に山形の板材２７の裾部を溶接固定して、管軸線方向視で山形の板材２７が十字状となるように取り付けられた整流板２６を設けてある。
また、この整流板２６の上流側の端辺２７ａは、図５（ｃ）に示すように、排出管部分２０ａの半径方向の中心に近づく側ほど上流側に位置するように先細り形状の傾斜辺に形成して、排気ガスとの接触抵抗を低減するように構成してある。
【００２５】
この整流板２６が取り付けられた排出管部分２０ａの終端部は、前記上流側導管３１の始端部に内嵌した状態で上流側導管３１の外側から図示しない締め付けバンドで締め付けられることによって接続される。このとき、締め付けられることによって前記排出管部分２０ａの終端部が僅かではあるが縮径する傾向がある。しかし、排出管部分２０ａの終端部が縮径しても、前記整流板２６の頂部同士の間には間隔ｃが存在しているので、その間隔ｃの幅が少し狭められることによって、排出管部分２０ａを無理なく縮径させやすい。したがって、排出管部分２０ａを歪な形状に変形させてしまう虞が少なく、上流側導管３１との嵌合箇所で前記排出管部分２０ａが歪な形状へと変形しながら縮径して上流側導管との間に隙間が生じるというような事態を避け得て排気ガスの漏れが生じるような不具合を回避し易い。
【００２６】
上流側排気管２３のうち、チャンネル状に形成された上流側保護体４１は、図３，４、及び図６に示すように、下側が開放されたチャンネル状の外カバー４１ａの内側にシート状断熱材４１ｂをリベット止めにより取り付けてある。このシート状断熱材４１ｂは、アルミコルゲート材を成形して、防熱及び防音の機能を有したものである。
この上流側保護体４１が、前記屈曲部２２に連なるほぼ水平姿勢の円筒状部分３１ｂと、その水平姿勢の円筒状部分３１ｂに連なり前記エンジンボンネット１Ａの外側に位置するフレキシブルチューブ３１ａとを覆う範囲に配設されている。
この上流側保護体４１は、上流側導管３１の下半側の外周部に、平面視でチャンネル状に形成された接続片３１ｃの開放端側を溶接固定し、この接続片３１ｃの他端側を、上流側導管３１の外周から水平方向での外方へ離れる側へ延出して、その接続片３１ｃの他端側を上流側保護体４１の内周側に当てつけた状態で固定ボルト４１ｃにより着脱可能に連結固定してある。
【００２７】
下流側排気管２４は、図３、図４、及び図７に示すように、屈曲部２２から下流側端部の排気部２５に至る下流側導管３２と、その下流側導管３２の外周側を覆う下流側保護管４２（外部保護管４０に相当する）、及び側部カバー４５を備えて構成されている。
【００２８】
下流側導管３２は、上下方向の筒軸心ｙを有して立設された円筒状の直管部分３２ａと、その直管部分３２ａの上端部に位置して所定方向（前方側）に向くように湾曲した湾曲管部分３２ｂとを備えて構成されている。
直管部分３２ａの下端部が屈曲部２２に繋がり、直管部分３２ａの上端部に前記湾曲管部分３２ｂを設けてあり、湾曲管部分３２ｂの上端が外部に開放されて終端開口３２ｃを構成している。
【００２９】
下流側保護管４２は、下流側導管３２の直管部分３２ａの外周側に位置するように直管状に形成された直管状カバー部分４２ａと、その直管状カバー部分４２ａの上端部に接続された湾曲管部分４２ｂとを備えている。
前記直管状カバー部分４２ａは、前後一対の半割円筒状部材４３，４３同士を、互いに割り面側の端辺部分を重ね合わせた状態で、上下方向の筒軸心ｙに沿って起立する円筒状の直管となるように形成してある。この半割円筒状部材４３，４３は、図７（ａ）に示すように、下流側導管３２の左右両側の外周部分に設けたチャンネル状の取付ブラケット３３，３３の外側に位置させて、互いの端辺同士を重ね合わせた状態で連結ボルト３４により共締め状態で連結固定してある。
【００３０】
これらの半割円筒状部材４３，４３の夫々の内周面側にも、シート状断熱材４４をリベット止めにより取り付けてあるが、このシート状断熱材４４は、前記上流側保護体４１の外カバー４１ａの内側に設けられたシート状断熱材４１ｂに比べて、外気の通路ｒに面する内周面側が比較的平滑な面に形成されたものである。
つまり、上流側保護体４１の外カバー４１ａの内側に設けられたシート状断熱材４１ｂは、外カバー４１ａの内周側で内面側にも凹凸形状が存在して、断熱、防音の機能を高めた構造のもので構成されているが、半割円筒状部材４３，４３の内周面側のシート状断熱材４４は、アルミコルゲート材を成形したものではあっても、通路ｒに面する内周面側には凹凸形状の少ない比較的平滑な面が存在するように形成されている。これは、下方の外気導入部５０から上方の排気部２５へ向かう外気の流れを阻害しないようにするためである。
【００３１】
前記直管状カバー部分４２ａを構成する前後一対の半割円筒状部材４３，４３は、図４に示すように、上下方向でも二分割されており、下部に位置する半割円筒状部材４３，４３と上部に位置する半割円筒状部材４３，４３とは、前記筒軸心ｙ方向で互いにその上端と下端とを突き合わせ状態に対向させた状態に配設されている。
そして、下部に位置する半割円筒状部材４３，４３と上部に位置する半割円筒状部材４３，４３との夫々が、前述したように下流側導管３２の左右両側の外周部分に設けたチャンネル状の取付ブラケット３３，３３に対して、互いの端辺同士を重ね合わせた状態で連結ボルト３４により共締め状態で連結固定されている。
【００３２】
前記直管状カバー部分４２ａの上端部に接続された湾曲管部分４２ｂは、下端側が直管状カバー部分４２ａの上端部に外嵌し、上端側に形成した終端開口４２ｃにおける排気方向（図９（ａ）における中心線ｐ１，ｐ２参照）が車体前方側の斜め上方に向くように湾曲させたエルボ管によって構成してある。
この下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂは、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの外周側を囲繞するように位置して、前記直管状カバー部分４２ａよりも高い耐熱性を有するように内周面側に耐熱塗装を施してあり、図示しないが、前記直管状カバー部分４２ａの上端部に対して、連結ボルトなどの適宜の連結手段によって着脱可能に装着されている。
【００３３】
前記直管状カバー部分４２ａの横外側に位置する側部カバー４５は、図３，４、及び図７（ｂ）に示すように、断面形状で開口側が外広がり形状となる樋状の板材によって構成され、前後一対の半割円筒状部材４３，４３の割り面側の端辺部分を重ね合わせた箇所の横外側に位置して、その重ね合わせた箇所の端辺部分を覆うように、直管状カバー部分４２ａの上端から下端にわたる一連の板材で構成してある。
そして、この側部カバー４５は、前後の半割円筒状部材４３，４３が、その端辺同士を重ね合わせた状態で取付ブラケット３３，３３に連結固定されている箇所とは、上下方向位置が異なる別の箇所で、別の連結ボルト４６により直管状カバー部分４２ａに対して連結固定してある。
【００３４】
〔外気導入部〕
前述したように、排気管２１は、中間に屈曲部２２を備えて水平方向から上下方向に排気ガスの排出方向を変更するように構成されたものであり、この屈曲部２２よりも下流側に位置する下流側排気管２４における外気の通路ｒに対して外気を取り込むための外気導入部５０が、屈曲部２２の近くに配設されている。
【００３５】
外気導入部５０は、下流側導管３２とその下流側導管３２の外周との間に間隔を隔てて位置する下流側保護管４２との間に形成される通路ｒに対して外気を導入するものであり、図８に示すように、下流側保護管４２の下端側を、排気導管３０の屈曲部２２が存在する箇所よりも下方側へ延長させてある。そして、上流側導管３１の屈曲部２２の近く箇所に、後述する遮蔽部材の一部を構成する上部遮蔽部材３５を設けてある。
これによって、下流側保護管４２の下端側には、下流側保護管４２の下端縁４２ｄと、前記上部遮蔽状部材３５の下端縁３５ａとで、下向きに開口する吸気口５１が形成され、この吸気口５１から外気を取り込むように構成された外気導入部５０が設けてある。
【００３６】
上部遮蔽部材３５は、図４及び図８に示すように、上流側導管３１の屈曲部２２の近く位置で上流側保護体４１の内側に固定されている。
つまり、上部遮蔽部材３５の上部には、上流側導管３１の下方側から嵌入可能なＵ字状の開口部を形成してあって、このＵ字状の開口部が上流側導管３１の下部及び前後の横側部に外接するように嵌入した状態で、Ｕ字状の開口部の上端が上流側導管３１の内面上部に接当し、かつ、上部遮蔽部材３５の横側縁が上流側導管３１の前後の内面に接した状態に位置する。
この状態で上部遮蔽部材３５の横側部に連設された取付片３５ｂと、上流側保護体４１の前後の横側部分とを、連結ボルト５４を介して着脱可能に連結固定してある。
【００３７】
この外気導入部５０では、排気導管３０の屈曲部２２が存在する箇所よりも下方側へ延長されている下流側保護管４２、及び上部遮蔽部材３５により、排気導管３０の屈曲部２２と吸気口５１との間に、排気導管３０やその屈曲部２２が存在しない空間ｓが形成される。その結果、外気導入部５０に、排気導管３０やその屈曲部２２が存在することによって流路を狭められるということのない吸気路が形成されることになり、下流側導管３２と下流側保護管４２との間に形成される通路ｒに対して外気の導入がスムースに行われ易くなる。
【００３８】
また、前記上流側保護体４１の内面側に接する上部遮蔽部材３５の下端側には、前記吸気口５１よりも大きく下方側に延長された下部遮蔽部材５２が連結ボルト５３で連結されている。
この下部遮蔽部材５２は、上部遮蔽部材３５の上下方向に沿う面の延長方向に沿った遮蔽面５２ａと、吸気口５１の前後両側に位置する側方遮蔽面５２ｂとを備え、車体の横外方側を除く３方向が遮蔽された状態として、車体の横外方側及び下方側から外気が入り込み易く、エンジン８が存在する車体内方側から、エンジン８の熱気が前記吸気口５１側へ侵入することを制限するようにしてある。
上記の上部遮蔽部材３５と下部遮蔽部材５２とによって、エンジン８側から前記外気導入部５０側への熱気の流動を抑制する遮蔽部材を構成している。
【００３９】
上記の下部遮蔽部材５２の下方側への延長幅は、チャンネル状に形成された上流側保護体４１の存在によって吸気口５１の近くまで案内されてきたエンジン８の熱気が、上流側保護体４１の開放された下縁側から漏れ出て上昇移動する過程で、一部が車体外方側へ流れても、下部遮蔽部材５２の下端を回り込んで吸気口５１に達することを避けられる程度の寸法に設定してある。
【００４０】
〔排気部〕
排気管２１の下流側端部には、下流側導管３２の終端開口３２ｃから排出される排気によるエジェクタ効果で下流側導管３２の外周と下流側保護管４２の内周との間に外気を吸引導入させるためのエジェクタ部を兼ねる排気部２５を設けてある。
【００４１】
すなわち、この排気部２５は、図３，４、及び図９に示すように、上下方向の筒軸心ｙを有して立設された下流側導管３２の直管部分３２ａの上端部に連なって位置する湾曲管部分３２ｂの外側に、その湾曲管部分３２ｂの外周側を囲繞する状態で、下流側保護管４２の直管状カバー部分４２ａの上端部に外嵌するエルボ管によって構成された下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂを設けて、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの外周側と、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂの内周側との間に、外気の通路ｒが存在するように構成してある。
【００４２】
そして、下流側導管３２の直管部分３２ａの上端部に連なって位置する湾曲管部分３２ｂの下流側端部における終端開口３２ｃの位置を、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂの下流側端部に位置させた終端開口４２ｃの位置よりも上流側寄りに位置させてある。これによって、下流側導管３２の終端開口３２ｃから吹き出す排気が、下流側導管３２の外周側における外気の通路ｒに存在する外気を吸引導出しながら排出されることになり、下流側導管３２の外周側と、下流側保護管４２の内周側との間における外気の通路ｒにエジェクタ効果による外気の流れを生じさせて、下流側導管３２を終端開口３２ｃに至るまで冷却することができる。
【００４３】
さらに、この排気部２５では、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの下流側端部の外周位置と、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂの下流側端部の内周位置との間隔、つまり外気の通路幅を、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように設定してある。
すなわち、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの下流側端部の外周位置と、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂの下流側端部の内周位置との間隔を、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂにおける曲率中心ｏ１，ｏ２に近い下方側での通路幅Ｌ１よりも、曲率中心ｏ１，ｏ２から遠い上方側での通路幅Ｌ２が大きくなるように、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂと下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂとの位置関係を設定してある。
【００４４】
このとき、夫々の終端開口３２ｃ，４２ｃから排気方向（図９（ａ）に示す線分ｐ１，ｐ２参照）に沿う方向視では、図９（ｂ）に示すように、下流側導管３２の終端開口３２ｃの中心点ｐ１（図９（ａ）に示す線分ｐ１上にあるので同じ符号で示す）が、下流側保護管４２の終端開口４２ｃの中心点ｐ２（図９（ａ）に示す線分ｐ２上にあるので同じ符号で示す）よりも、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂにおける曲率中心ｏ１，ｏ２に近い下方側に位置するように、断面形状が円形の夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂの相対位置が設定された状態である。
【００４５】
図９（ａ）に仮想線で示すように、下流側導管３２の終端開口３２ｃが、下流側保護管４２の終端開口４２ｃの中心点ｐ２が存在する位置と同じ位置に存在していた場合には、同図中に二点鎖線ｕ２，ｄ２で示す範囲の上下方向の排出領域に下流側導管３２の終端開口３２ｃから高温の排気ガスが排出されると想定される。この場合には、上方側の二点鎖線ｕ２で示される排出領域の上端側箇所が下流側保護管４２の終端開口４２ｃの上側に接触する可能性がある。
これに比べて、同図中に実線で示すように、下流側導管３２の終端開口３２ｃの中心点ｐ１が、下流側保護管４２の終端開口４２ｃの中心点ｐ２が存在する位置よりも曲率中心ｏ１，ｏ２に近い下方側に位置する場合には、同図中に破線ｕ１，ｄ１で示す範囲の上下方向の排出領域に、下流側導管３２の終端開口３２ｃから排出される高温の排気ガスの排出される範囲が想定され、この場合には、上方側の破線ｕ１の一部が下流側保護管４２の終端開口４２ｃの上側に接触する可能性を低減することができる。
【００４６】
〔別実施形態の１〕
上記の実施形態では、エンジン８として、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）やＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）を収容したマフラ機能付きの排気浄化処理装置２０を備えるディーゼルエンジンを採用したものを示したが、これに限らず、ガソリンエンジンを採用した作業車の排気装置に適用してもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【００４７】
〔別実施形態の２〕
上記の実施形態では、外部保護管４０の内面側に設けるシート状断熱材４１ｂとして、アルミコルゲート材を成形して、防熱及び防音の機能を有したものを用いたが、これに限らず適宜の断熱材を採用することができる。また、断熱材を用いないで構成することもできる。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【００４８】
〔別実施形態の３〕
上記の実施形態では、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂを、直管状カバー部分４２ａとは別部材で構成し、内周側に耐熱塗装を施したものを示したが、これに限るものではなく、例えば次のように構成してもよい。
すなわち、湾曲管部分４２ｂを直管状カバー部分４２ａと一体に構成して、シート状断熱材４４を取り付けていない湾曲管部分４２ｂの内周側に耐熱塗装を施す、または、直管状カバー部分４２ａとは別部材で構成した湾曲管部分４２ｂを耐熱材料で構成する、あるいは、別部材で構成した耐熱材料製の湾曲管部分４２ｂにさらに耐熱塗装を施すなどの手段を講じてもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【００４９】
〔別実施形態の４〕
上記の実施形態では、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂと、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂとを、ともに断面形状が円形の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂによって構成し、夫々の終端開口３２ｃ，４２ｂの中心点ｐ１，２の位置を上下方向で位置ずれさせることで、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂ同士の間に形成される外気の通路ｒの幅Ｌ１，Ｌ２を、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの上方側と下方側とで異なるようにしていた。
つまり、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂにおける曲率中心ｏ１，ｏ２に近い下方側での通路幅Ｌ１よりも、曲率中心ｏ１，ｏ２から遠い上方側での通路幅Ｌ２が大きくなるように、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂと下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂとの位置関係を設定していたが、これに限らず、例えば、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂの何れか一方、もしくは両方の断面形状を楕円形状にするなどして、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂ同士の間に形成される外気の通路ｒの幅Ｌ１，Ｌ２を、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの上方側と下方側とで異なるように構成してもよい。
【００５０】
〔別実施形態の５〕
上記の実施形態では、外気導入部５０の下部遮蔽部材５２を、上流側導管３１の屈曲部２２の近くに設けた上部遮蔽部材３５に支持させた構造のものを例示したが、下部遮蔽部材５２の支持構造としては、これに限らず、例えば、上流側保護体４１や下流側保護管４２、あるいはその他の適所に支持させればよく、要は、吸気口５１からの外気の導入を妨げず、エンジン８側からの熱気の回り込みを抑制し得る構造ものであればよい。また、この下部遮蔽部材５２を省略することも可能である。さらに、上部遮蔽部材３５の支持も、上流側保護体４１に限らず、上流側導管３１、あるいはその他の適所に支持させてもよい。
上記の上部遮蔽部材３５及び下部遮蔽部材５２は、別体で構成されたものに限らず、単一の部材で一体に構成してもよく、また、３個以上の別部材を組み合わせて構成してもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【００５１】
〔別実施形態の６〕
上記の実施形態では、排気浄化処理装置２０の排出管部分２０ａに整流板２６を装備させたものを示したが、これに限らず、例えば、排出管部分２０ａの内部に多数の通気孔を備えるメッシュフィルタを装備させるなど、過負荷時のアクセルアップに伴う排気の渦でキャビテーションが生じることを回避し易い構造のものを設けても良い。また、このような整流板２６やメッシュフィルタなどのキャビテーションが生じることを回避するための構造は省略しても差し支えない。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の作業車の排気装置としては、トラクタに限らず、コンバイン等の移動農機やバックホー等の建設機械や土木作業機、あるいは運搬車などに適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
８ エンジン
２０ 排気浄化処理装置
２１ 排気管
２２ 屈曲部
２３ 上流側排気管
２４ 下流側排気管
２５ エジェクタ部（排気部）
３０ 排気導管
３２ 下流側導管
４０ 外部保護管
４１ 上流側保護体
４２ 下流側保護管
５０ 外気導入部
５１ 吸気口
５２，３５ 遮蔽部材
ｒ 通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの排気が導入される排気導管と、その排気導管との間に外気の通路を形成する外部保護管とで、機体外部へ排気を導く排気管を備えた作業車の排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような作業車の排気装置としては、従来より下記［１］及び［２］に示す構造のものが知られている。
［１］エンジンからの排気が導入される排気導管の外側に断熱管を外嵌させ、さらにその外側に冷却管を外嵌させて、最内側の排気導管の熱を中間位置の断熱管で断熱し、かつ、断熱管の外側に位置する最外側の通気孔を有した冷却管との間に入り込む外気によって断熱管を冷却して排気熱が冷却管の外側へ伝えられることを防ぐように構成したもの（例えば特許文献１参照）。
［２］エンジンからの排気が導入される排気導管を、排気流動方向での前後に位置する上流側導管と下流側導管とで構成し、かつ上流側導管と下流側導管との間に設けたエジェクタ部で、上流側導管から下流側導管への排気の流入に伴うエジェクタ効果により外気を下流側導管内の排気に混入させるようにしたもの、及び、下流側導管の外側を遮熱用の外部保護管で覆うようにしたもの（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７９９４０５号公報（段落番号００１６，００２５、図２，３、及び図１３）
【特許文献１】特開平０７−７１２４９号公報（段落番号００２０，００２８、図４，５、及び図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記［１］に記載した構造のものでは、エンジンからの排気が導入される排気導管の外側に、断熱管と冷却管とを外嵌させた三層構造によって排気管を構成したものであるから、排気管が径の大きい大型のものとなりやすいという問題があり、排気管の大型化を避けてコンパクトに構成したいという要望がある。
【０００５】
また、上記［２］に記載した構造のものでは、エジェクタ効果によって外気を下流側導管内の排気に混入させることによって、下流側導管内での排気温度を下げ、かつ、その下流側導管の外側を遮熱用の外部保護管で覆うことで排気管の外側が熱くなりすぎることを避けられるようにしている。
この構造では、エジェクタ部で吸い込まれた外気が下流側導管の内側に入り込んで排気に混入した状態で流動する。このため、外気の混入で排気温度がある程度低下するとは言え、その排気に接触する下流側導管の温度はかなりの高温であるため、下流側導管の外周から大きく離れた位置に遮熱用の外部保護管を設ける必要があって、十分に排気管の径を縮小することは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、外側が熱くなりすぎることを回避し得る排気管をコンパクトに構成するとともに、排気管の冷却用通路への外気の流れ込みを良好に行わせるようにして、排気管の表面温度を効果的に低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔解決手段１〕
上記課題を解決するために講じた本発明の技術手段は、エンジンからの排気が導入される排気導管の途中に排気方向を変更する屈曲部を設けてあるとともに、その屈曲部よりも排気方向での下流側に位置する下流側導管に外嵌して該下流側導管との間に外気の通路を形成する外部保護管を備え、この外部保護管と前記排気導管とで機体外部へ排気を導く排気管を構成し、前記屈曲部よりも下流側に、前記排気の流動によるエジェクタ効果で前記排気導管の外周と外部保護管の内周との間に外気を吸引導入するエジェクタ部を設け、前記外部保護管の上流側の端部に、前記排気導管の下流側導管の外周を覆うとともに、前記排気導管の前記屈曲部を越えて、前記下流側導管の下流側端部とは反対側へ延長され、かつ、その延長端が外部に開放されている外気導入部を設けてある点に特徴がある。
【０００８】
〔解決手段１にかかる発明の作用及び効果〕
この解決手段１によれば、外部保護管の下流側端部を排気導管の下流側端部よりも排気方向での下流側に位置させて、排気管の下流側端部にエジェクタ部を備えさせ、排気導管の外周と外部保護管の内周との間に外気を吸引導入するようにしたものであるから、排気導管の外周と外部保護管の内周との間で外気を流動させながら排気導管の下流側端部から排出することができる。
したがって、排気導管の外周と外部保護管の内周との間に単なる空隙があるだけで外気の積極的な移動がない構造に比べて、排気導管の外周と外部保護管の内周との間における外気の移動を積極的に行わせ、排気導管から外部保護管への熱の伝播を効率よく抑制することができる。その結果、排気導管と外部保護管との間における間隔を狭めて排気管全体の径を細くすることも可能となり、コンパクト化を図ることができる。
【０００９】
そして、排気導管の外周と外部保護管の内周との間に存在する外気の通路に対して外気を取り込むにあたり、外部保護管の上流側の端部が、下流側導管の下流側端部とは反対側へ延長されて、排気導管の屈曲部を越え、その屈曲部を越えた延長端に外部に開放された外気導入部が備えられるので、排気導管やその屈曲部が吸気口近くの外気導入部に存在することによって流路が狭められることを避け得て、スムースな外気の導入が行われ易くなる。
【００１０】
〔解決手段２〕
解決手段２にかかる発明は、解決手段１で示した作業車の排気装置において、前記エンジン側から前記外気導入部側への熱気の流動を抑制する遮蔽部材を備えた点に特徴がある。
【００１１】
〔解決手段２にかかる発明の作用及び効果〕
この解決手段２によれば、外気導入部へのエンジン側の熱気の流れ込みを制限することができるので、排気管の表面温度を低下させるために排気管の冷却用通路に取り込む外気の温度上昇を回避し易い。
したがって、取り込む外気の温度が高くて熱交換効率が低減するような不具合を避け易く、より効果的な冷却を行える利点がある。
【００１２】
〔解決手段３〕
解決手段３にかかる発明は、解決手段１又は２で示した作業車の排気装置において、前記排気導管の上流側導管は水平方向に沿って配設してあり、前記下流側導管は上下方向に沿って配設してあり、前記外気導入部は下向きに開口している点に特徴がある。
【００１３】
〔解決手段３にかかる発明の作用及び効果〕
この解決手段３によれば、水平方向に沿う上流側導管で下流側導管の立設位置を適宜に選択して設定でき、下流側導管を適正な位置で上下方向に配設することができ、下向き開口の外気導入部から上方側への外気の流れを、エジェクタによる吸い込み抵抗の少ない状態でスムースに生じさせ易いものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】トラクタの全体側面図である。
【図２】トラクタの全体正面図である。
【図３】排気装置の斜視図である。
【図４】排気装置の分解斜視図である。
【図５】整流器を示し、（ａ）は整流器の配設箇所を示す斜視図、（ｂ）は図５におけるVb-Vb線断面図と部分拡大図、（ｃ）は斜視図である。
【図６】図３におけるVI-VI線断面図である。
【図７】下流側排気管を示し、（ａ）は図３におけるVIIa-VIIa線断面図、（ｂ）は図３におけるVIIb-VIIb線断面図である。
【図８】屈曲部における外気導入部を示す上下方向断面図である。
【図９】排気装置の下流側端部を示し、（ａ）は前後方向に沿う縦断面図、（ｂ）は図９（ａ）におけるIXb-IXb線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔作業車の全体構成〕
図１には、本発明における排気装置を適用した作業車の一例であるキャビン付きトラクタの全体側面が示されている。このトラクタは、車体前部に位置する原動部１と、車体後部に位置する搭乗運転部としての運転キャビン２とを、エンジン搭載フレーム３、クラッチハウジング（図外）、及びミッションケース４を一体的に連結して構成される車体フレーム５に搭載し、この車体フレーム５が左右一対の前輪６及び後輪７で支持されている。
【００１６】
前記原動部１では、エンジンボンネット１Ａで覆われたエンジンルーム内で、エンジン搭載フレーム３上に、防振材（図外）で防振支持されたディーゼルエンジンを採用したエンジン８が設置されている。このエンジン８からの動力を、フレーム兼用のミッションケース４に内装した走行用の変速装置（図示せず）などからなる走行伝動系を介して前記前輪６及び後輪７に伝達するように構成して、四輪駆動型のトラクタが構成されている。
【００１７】
ミッションケース４の後部には、その後上部に内装した油圧式の昇降シリンダ９の作動で上下方向に揺動駆動される左右一対のリフトアーム１０や、エンジン動力の外部への取り出しを可能にする動力取出軸１１、などが装備されている。前記動力取出軸１１には、ミッションケース４に内装した前記走行伝動系とは別系統の作業用の変速装置（図示せず）や作業クラッチ（図示せず）などからなる作業伝動系を介して、エンジン８からの動力が伝達されている。
左右のリフトアーム１０には、ミッションケース４の後部に昇降揺動可能に連結装備されるリンク機構（図示せず）が連結され、動力取出軸１１には、そのリンク機構に連結されるロータリ耕耘装置などの作業装置（図示せず）に対して動力を伝えるための伝動軸などが接続される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、前記運転キャビン２は、前後左右の四隅に立設したキャビンフレーム１２に屋根材１３を支持させ、前側に透明の曲面ガラスなどからなる前面ガラス１４を備えるとともに、左右側部に透明ガラスで構成された外開き式の左右一対のドアパネル１５を備えて矩形箱状に形成され、内部にステアリングホイール１６や運転座席１７などを備えている。
【００１９】
〔排気装置〕
原動部１におけるエンジンボンネット１Ａ内には、エンジン８の上部側に位置させて、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）やＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）を収容したマフラ機能付きの排気浄化処理装置２０を設けてあり、エンジン８からの排気を処理して排気管２１側へ排出するように構成されている。
【００２０】
前記排気浄化処理装置２０は、排気中に含まれる微粒状物質をＤＰＦで捕捉し、排気中の未燃燃料をＤＯＣで酸化燃焼させて排気温度を上げることによりＤＰＦに捕捉された微粒状物質を焼却してＤＰＦの再生を行うように構成されているので、排気管２１に高温の排気ガスが流れることになる。
排気管２１は、エンジン８からの排気が導入される円筒状の排気導管３０と、その排気導管３０に外嵌して該排気導管３０の外周との間に外気の流通を許す通路ｒを形成する外部保護管４０とを備えて構成されている。
本発明の排気装置は、上記の排気浄化処理装置２０と排気管２１との組み合わせで構成されている。
【００２１】
〔排気管〕
図３及び図４に示すように、排気導管３０と外部保護管４０とを備える排気管２１は、中間に屈曲部２２を備えて水平方向から上下方向に排気ガスの排出方向を変更するように構成してある。
つまり、排気管２１は、屈曲部２２の上流側に位置する上流側排気管２３と、屈曲部２２の下流側に位置する下流側排気管２４とを備え、上流側排気管２３の上流側端部が排気浄化処理装置２０に接続され、排気浄化処理装置２０から供給された排気ガスは下流側排気管２４の下流側端部に備えた排気部２５から排出される。
そして排気管２１の通路ｒに対する外気は、上流側排気管２３の下流側端部と下流側排気管２４の上流側端部との間に位置する屈曲部２２に対応する箇所に設けた外気導入部５０で吸引導入され、後述する下流側導管３２と下流側保護管４２との間の通路ｒを通って前記排気部２５から排気ガスとともに排出されるように構成してある。
【００２２】
上流側排気管２３が排気導管３０のうちの上流側導管３１と、外部保護管４０のうちの上流側保護体４１とを備え、下流側排気管２４が排気導管３０のうちの下流側導管３２と、外部保護管４０のうちの下流側保護管４２とを備え、屈曲部２２は、上流側導管３１と下流側導管３２との接続箇所を示している。
【００２３】
前記上流側排気管２３は、上流側を排気浄化処理装置２０に接続された上流側導管３１と、その上流側導管３１の上部側を覆うチャンネル状の上流側保護体４１とを備えて構成されている。
上流側導管３１は、図４に示すように、屈曲部２２と排気浄化処理装置２０との間で、屈曲部２２に連なるほぼ水平姿勢の筒軸心ｘを有した円筒状部分３１ｂを備えるとともに、その水平姿勢の円筒状部分よりも上流側で前記排気浄化処理装置２０の排出管部分２０ａに接続される箇所が自由な方向に屈撓可能なフレキシブルチューブ３１ａを備えて構成されている。
【００２４】
前記排気浄化処理装置２０の排出管部分２０ａで、前記上流側導管３１に内嵌して、図示しない締め付けバンドで接続される箇所には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、頂部がほぼ直角に屈折された二つの山形の板材２７の頂部同士を突き合わせ状態に対向させ、かつ、頂部同士の間に少しの間隔ｃをあけた状態で、排出管部分２０ａの内周側に山形の板材２７の裾部を溶接固定して、管軸線方向視で山形の板材２７が十字状となるように取り付けられた整流板２６を設けてある。
また、この整流板２６の上流側の端辺２７ａは、図５（ｃ）に示すように、排出管部分２０ａの半径方向の中心に近づく側ほど上流側に位置するように先細り形状の傾斜辺に形成して、排気ガスとの接触抵抗を低減するように構成してある。
【００２５】
この整流板２６が取り付けられた排出管部分２０ａの終端部は、前記上流側導管３１の始端部に内嵌した状態で上流側導管３１の外側から図示しない締め付けバンドで締め付けられることによって接続される。このとき、締め付けられることによって前記排出管部分２０ａの終端部が僅かではあるが縮径する傾向がある。しかし、排出管部分２０ａの終端部が縮径しても、前記整流板２６の頂部同士の間には間隔ｃが存在しているので、その間隔ｃの幅が少し狭められることによって、排出管部分２０ａを無理なく縮径させやすい。したがって、排出管部分２０ａを歪な形状に変形させてしまう虞が少なく、上流側導管３１との嵌合箇所で前記排出管部分２０ａが歪な形状へと変形しながら縮径して上流側導管との間に隙間が生じるというような事態を避け得て排気ガスの漏れが生じるような不具合を回避し易い。
【００２６】
上流側排気管２３のうち、チャンネル状に形成された上流側保護体４１は、図３，４、及び図６に示すように、下側が開放されたチャンネル状の外カバー４１ａの内側にシート状断熱材４１ｂをリベット止めにより取り付けてある。このシート状断熱材４１ｂは、アルミコルゲート材を成形して、防熱及び防音の機能を有したものである。
この上流側保護体４１が、前記屈曲部２２に連なるほぼ水平姿勢の円筒状部分３１ｂと、その水平姿勢の円筒状部分３１ｂに連なり前記エンジンボンネット１Ａの外側に位置するフレキシブルチューブ３１ａとを覆う範囲に配設されている。
この上流側保護体４１は、上流側導管３１の下半側の外周部に、平面視でチャンネル状に形成された接続片３１ｃの開放端側を溶接固定し、この接続片３１ｃの他端側を、上流側導管３１の外周から水平方向での外方へ離れる側へ延出して、その接続片３１ｃの他端側を上流側保護体４１の内周側に当てつけた状態で固定ボルト４１ｃにより着脱可能に連結固定してある。
【００２７】
下流側排気管２４は、図３、図４、及び図７に示すように、屈曲部２２から下流側端部の排気部２５に至る下流側導管３２と、その下流側導管３２の外周側を覆う下流側保護管４２（外部保護管４０に相当する）、及び側部カバー４５を備えて構成されている。
【００２８】
下流側導管３２は、上下方向の筒軸心ｙを有して立設された円筒状の直管部分３２ａと、その直管部分３２ａの上端部に位置して所定方向（前方側）に向くように湾曲した湾曲管部分３２ｂとを備えて構成されている。
直管部分３２ａの下端部が屈曲部２２に繋がり、直管部分３２ａの上端部に前記湾曲管部分３２ｂを設けてあり、湾曲管部分３２ｂの上端が外部に開放されて終端開口３２ｃを構成している。
【００２９】
下流側保護管４２は、下流側導管３２の直管部分３２ａの外周側に位置するように直管状に形成された直管状カバー部分４２ａと、その直管状カバー部分４２ａの上端部に接続された湾曲管部分４２ｂとを備えている。
前記直管状カバー部分４２ａは、前後一対の半割円筒状部材４３，４３同士を、互いに割り面側の端辺部分を重ね合わせた状態で、上下方向の筒軸心ｙに沿って起立する円筒状の直管となるように形成してある。この半割円筒状部材４３，４３は、図７（ａ）に示すように、下流側導管３２の左右両側の外周部分に設けたチャンネル状の取付ブラケット３３，３３の外側に位置させて、互いの端辺同士を重ね合わせた状態で連結ボルト３４により共締め状態で連結固定してある。
【００３０】
これらの半割円筒状部材４３，４３の夫々の内周面側にも、シート状断熱材４４をリベット止めにより取り付けてあるが、このシート状断熱材４４は、前記上流側保護体４１の外カバー４１ａの内側に設けられたシート状断熱材４１ｂに比べて、外気の通路ｒに面する内周面側が比較的平滑な面に形成されたものである。
つまり、上流側保護体４１の外カバー４１ａの内側に設けられたシート状断熱材４１ｂは、外カバー４１ａの内周側で内面側にも凹凸形状が存在して、断熱、防音の機能を高めた構造のもので構成されているが、半割円筒状部材４３，４３の内周面側のシート状断熱材４４は、アルミコルゲート材を成形したものではあっても、通路ｒに面する内周面側には凹凸形状の少ない比較的平滑な面が存在するように形成されている。これは、下方の外気導入部５０から上方の排気部２５へ向かう外気の流れを阻害しないようにするためである。
【００３１】
前記直管状カバー部分４２ａを構成する前後一対の半割円筒状部材４３，４３は、図４に示すように、上下方向でも二分割されており、下部に位置する半割円筒状部材４３，４３と上部に位置する半割円筒状部材４３，４３とは、前記筒軸心ｙ方向で互いにその上端と下端とを突き合わせ状態に対向させた状態に配設されている。
そして、下部に位置する半割円筒状部材４３，４３と上部に位置する半割円筒状部材４３，４３との夫々が、前述したように下流側導管３２の左右両側の外周部分に設けたチャンネル状の取付ブラケット３３，３３に対して、互いの端辺同士を重ね合わせた状態で連結ボルト３４により共締め状態で連結固定されている。
【００３２】
前記直管状カバー部分４２ａの上端部に接続された湾曲管部分４２ｂは、下端側が直管状カバー部分４２ａの上端部に外嵌し、上端側に形成した終端開口４２ｃにおける排気方向（図９（ａ）における中心線ｐ１，ｐ２参照）が車体前方側の斜め上方に向くように湾曲させたエルボ管によって構成してある。
この下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂは、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの外周側を囲繞するように位置して、前記直管状カバー部分４２ａよりも高い耐熱性を有するように内周面側に耐熱塗装を施してあり、図示しないが、前記直管状カバー部分４２ａの上端部に対して、連結ボルトなどの適宜の連結手段によって着脱可能に装着されている。
【００３３】
前記直管状カバー部分４２ａの横外側に位置する側部カバー４５は、図３，４、及び図７（ｂ）に示すように、断面形状で開口側が外広がり形状となる樋状の板材によって構成され、前後一対の半割円筒状部材４３，４３の割り面側の端辺部分を重ね合わせた箇所の横外側に位置して、その重ね合わせた箇所の端辺部分を覆うように、直管状カバー部分４２ａの上端から下端にわたる一連の板材で構成してある。
そして、この側部カバー４５は、前後の半割円筒状部材４３，４３が、その端辺同士を重ね合わせた状態で取付ブラケット３３，３３に連結固定されている箇所とは、上下方向位置が異なる別の箇所で、別の連結ボルト４６により直管状カバー部分４２ａに対して連結固定してある。
【００３４】
〔外気導入部〕
前述したように、排気管２１は、中間に屈曲部２２を備えて水平方向から上下方向に排気ガスの排出方向を変更するように構成されたものであり、この屈曲部２２よりも下流側に位置する下流側排気管２４における外気の通路ｒに対して外気を取り込むための外気導入部５０が、屈曲部２２の近くに配設されている。
【００３５】
外気導入部５０は、下流側導管３２とその下流側導管３２の外周との間に間隔を隔てて位置する下流側保護管４２との間に形成される通路ｒに対して外気を導入するものであり、図８に示すように、下流側保護管４２の下端側を、排気導管３０の屈曲部２２が存在する箇所よりも下方側へ延長させてある。そして、上流側導管３１の屈曲部２２の近く箇所に、後述する遮蔽部材の一部を構成する上部遮蔽部材３５を設けてある。
これによって、下流側保護管４２の下端側には、下流側保護管４２の下端縁４２ｄと、前記上部遮蔽状部材３５の下端縁３５ａとで、下向きに開口する吸気口５１が形成され、この吸気口５１から外気を取り込むように構成された外気導入部５０が設けてある。
【００３６】
上部遮蔽部材３５は、図４及び図８に示すように、上流側導管３１の屈曲部２２の近く位置で上流側保護体４１の内側に固定されている。
つまり、上部遮蔽部材３５の上部には、上流側導管３１の下方側から嵌入可能なＵ字状の開口部を形成してあって、このＵ字状の開口部が上流側導管３１の下部及び前後の横側部に外接するように嵌入した状態で、Ｕ字状の開口部の上端が上流側導管３１の内面上部に接当し、かつ、上部遮蔽部材３５の横側縁が上流側導管３１の前後の内面に接した状態に位置する。
この状態で上部遮蔽部材３５の横側部に連設された取付片３５ｂと、上流側保護体４１の前後の横側部分とを、連結ボルト５４を介して着脱可能に連結固定してある。
【００３７】
この外気導入部５０では、排気導管３０の屈曲部２２が存在する箇所よりも下方側へ延長されている下流側保護管４２、及び上部遮蔽部材３５により、排気導管３０の屈曲部２２と吸気口５１との間に、排気導管３０やその屈曲部２２が存在しない空間ｓが形成される。その結果、外気導入部５０に、排気導管３０やその屈曲部２２が存在することによって流路を狭められるということのない吸気路が形成されることになり、下流側導管３２と下流側保護管４２との間に形成される通路ｒに対して外気の導入がスムースに行われ易くなる。
【００３８】
また、前記上流側保護体４１の内面側に接する上部遮蔽部材３５の下端側には、前記吸気口５１よりも大きく下方側に延長された下部遮蔽部材５２が連結ボルト５３で連結されている。
この下部遮蔽部材５２は、上部遮蔽部材３５の上下方向に沿う面の延長方向に沿った遮蔽面５２ａと、吸気口５１の前後両側に位置する側方遮蔽面５２ｂとを備え、車体の横外方側を除く３方向が遮蔽された状態として、車体の横外方側及び下方側から外気が入り込み易く、エンジン８が存在する車体内方側から、エンジン８の熱気が前記吸気口５１側へ侵入することを制限するようにしてある。
上記の上部遮蔽部材３５と下部遮蔽部材５２とによって、エンジン８側から前記外気導入部５０側への熱気の流動を抑制する遮蔽部材を構成している。
【００３９】
上記の下部遮蔽部材５２の下方側への延長幅は、チャンネル状に形成された上流側保護体４１の存在によって吸気口５１の近くまで案内されてきたエンジン８の熱気が、上流側保護体４１の開放された下縁側から漏れ出て上昇移動する過程で、一部が車体外方側へ流れても、下部遮蔽部材５２の下端を回り込んで吸気口５１に達することを避けられる程度の寸法に設定してある。
【００４０】
〔排気部〕
排気管２１の下流側端部には、下流側導管３２の終端開口３２ｃから排出される排気によるエジェクタ効果で下流側導管３２の外周と下流側保護管４２の内周との間に外気を吸引導入させるためのエジェクタ部を兼ねる排気部２５を設けてある。
【００４１】
すなわち、この排気部２５は、図３，４、及び図９に示すように、上下方向の筒軸心ｙを有して立設された下流側導管３２の直管部分３２ａの上端部に連なって位置する湾曲管部分３２ｂの外側に、その湾曲管部分３２ｂの外周側を囲繞する状態で、下流側保護管４２の直管状カバー部分４２ａの上端部に外嵌するエルボ管によって構成された下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂを設けて、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの外周側と、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂの内周側との間に、外気の通路ｒが存在するように構成してある。
【００４２】
そして、下流側導管３２の直管部分３２ａの上端部に連なって位置する湾曲管部分３２ｂの下流側端部における終端開口３２ｃの位置を、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂの下流側端部に位置させた終端開口４２ｃの位置よりも上流側寄りに位置させてある。これによって、下流側導管３２の終端開口３２ｃから吹き出す排気が、下流側導管３２の外周側における外気の通路ｒに存在する外気を吸引導出しながら排出されることになり、下流側導管３２の外周側と、下流側保護管４２の内周側との間における外気の通路ｒにエジェクタ効果による外気の流れを生じさせて、下流側導管３２を終端開口３２ｃに至るまで冷却することができる。
【００４３】
さらに、この排気部２５では、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの下流側端部の外周位置と、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂの下流側端部の内周位置との間隔、つまり外気の通路幅を、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように設定してある。
すなわち、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの下流側端部の外周位置と、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂの下流側端部の内周位置との間隔を、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂにおける曲率中心ｏ１，ｏ２に近い下方側での通路幅Ｌ１よりも、曲率中心ｏ１，ｏ２から遠い上方側での通路幅Ｌ２が大きくなるように、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂと下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂとの位置関係を設定してある。
【００４４】
このとき、夫々の終端開口３２ｃ，４２ｃから排気方向（図９（ａ）に示す線分ｐ１，ｐ２参照）に沿う方向視では、図９（ｂ）に示すように、下流側導管３２の終端開口３２ｃの中心点ｐ１（図９（ａ）に示す線分ｐ１上にあるので同じ符号で示す）が、下流側保護管４２の終端開口４２ｃの中心点ｐ２（図９（ａ）に示す線分ｐ２上にあるので同じ符号で示す）よりも、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂにおける曲率中心ｏ１，ｏ２に近い下方側に位置するように、断面形状が円形の夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂの相対位置が設定された状態である。
【００４５】
図９（ａ）に仮想線で示すように、下流側導管３２の終端開口３２ｃが、下流側保護管４２の終端開口４２ｃの中心点ｐ２が存在する位置と同じ位置に存在していた場合には、同図中に二点鎖線ｕ２，ｄ２で示す範囲の上下方向の排出領域に下流側導管３２の終端開口３２ｃから高温の排気ガスが排出されると想定される。この場合には、上方側の二点鎖線ｕ２で示される排出領域の上端側箇所が下流側保護管４２の終端開口４２ｃの上側に接触する可能性がある。
これに比べて、同図中に実線で示すように、下流側導管３２の終端開口３２ｃの中心点ｐ１が、下流側保護管４２の終端開口４２ｃの中心点ｐ２が存在する位置よりも曲率中心ｏ１，ｏ２に近い下方側に位置する場合には、同図中に破線ｕ１，ｄ１で示す範囲の上下方向の排出領域に、下流側導管３２の終端開口３２ｃから排出される高温の排気ガスの排出される範囲が想定され、この場合には、上方側の破線ｕ１の一部が下流側保護管４２の終端開口４２ｃの上側に接触する可能性を低減することができる。
【００４６】
〔別実施形態の１〕
上記の実施形態では、エンジン８として、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）やＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）を収容したマフラ機能付きの排気浄化処理装置２０を備えるディーゼルエンジンを採用したものを示したが、これに限らず、ガソリンエンジンを採用した作業車の排気装置に適用してもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【００４７】
〔別実施形態の２〕
上記の実施形態では、外部保護管４０の内面側に設けるシート状断熱材４１ｂとして、アルミコルゲート材を成形して、防熱及び防音の機能を有したものを用いたが、これに限らず適宜の断熱材を採用することができる。また、断熱材を用いないで構成することもできる。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【００４８】
〔別実施形態の３〕
上記の実施形態では、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂを、直管状カバー部分４２ａとは別部材で構成し、内周側に耐熱塗装を施したものを示したが、これに限るものではなく、例えば次のように構成してもよい。
すなわち、湾曲管部分４２ｂを直管状カバー部分４２ａと一体に構成して、シート状断熱材４４を取り付けていない湾曲管部分４２ｂの内周側に耐熱塗装を施す、または、直管状カバー部分４２ａとは別部材で構成した湾曲管部分４２ｂを耐熱材料で構成する、あるいは、別部材で構成した耐熱材料製の湾曲管部分４２ｂにさらに耐熱塗装を施すなどの手段を講じてもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【００４９】
〔別実施形態の４〕
上記の実施形態では、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂと、下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂとを、ともに断面形状が円形の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂによって構成し、夫々の終端開口３２ｃ，４２ｂの中心点ｐ１，２の位置を上下方向で位置ずれさせることで、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂ同士の間に形成される外気の通路ｒの幅Ｌ１，Ｌ２を、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの上方側と下方側とで異なるようにしていた。
つまり、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂにおける曲率中心ｏ１，ｏ２に近い下方側での通路幅Ｌ１よりも、曲率中心ｏ１，ｏ２から遠い上方側での通路幅Ｌ２が大きくなるように、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂと下流側保護管４２の湾曲管部分４２ｂとの位置関係を設定していたが、これに限らず、例えば、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂの何れか一方、もしくは両方の断面形状を楕円形状にするなどして、夫々の湾曲管部分３２ｂ，４２ｂ同士の間に形成される外気の通路ｒの幅Ｌ１，Ｌ２を、下流側導管３２の湾曲管部分３２ｂの上方側と下方側とで異なるように構成してもよい。
【００５０】
〔別実施形態の５〕
上記の実施形態では、外気導入部５０の下部遮蔽部材５２を、上流側導管３１の屈曲部２２の近くに設けた上部遮蔽部材３５に支持させた構造のものを例示したが、下部遮蔽部材５２の支持構造としては、これに限らず、例えば、上流側保護体４１や下流側保護管４２、あるいはその他の適所に支持させればよく、要は、吸気口５１からの外気の導入を妨げず、エンジン８側からの熱気の回り込みを抑制し得る構造ものであればよい。また、この下部遮蔽部材５２を省略することも可能である。さらに、上部遮蔽部材３５の支持も、上流側保護体４１に限らず、上流側導管３１、あるいはその他の適所に支持させてもよい。
上記の上部遮蔽部材３５及び下部遮蔽部材５２は、別体で構成されたものに限らず、単一の部材で一体に構成してもよく、また、３個以上の別部材を組み合わせて構成してもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【００５１】
〔別実施形態の６〕
上記の実施形態では、排気浄化処理装置２０の排出管部分２０ａに整流板２６を装備させたものを示したが、これに限らず、例えば、排出管部分２０ａの内部に多数の通気孔を備えるメッシュフィルタを装備させるなど、過負荷時のアクセルアップに伴う排気の渦でキャビテーションが生じることを回避し易い構造のものを設けても良い。また、このような整流板２６やメッシュフィルタなどのキャビテーションが生じることを回避するための構造は省略しても差し支えない。
その他の構成は、前述した実施形態と同様に構成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の作業車の排気装置としては、トラクタに限らず、コンバイン等の移動農機やバックホー等の建設機械や土木作業機、あるいは運搬車などに適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
８ エンジン
２０ 排気浄化処理装置
２１ 排気管
２２ 屈曲部
２３ 上流側排気管
２４ 下流側排気管
２５ エジェクタ部（排気部）
３０ 排気導管
３２ 下流側導管
４０ 外部保護管
４１ 上流側保護体
４２ 下流側保護管
５０ 外気導入部
５１ 吸気口
５２，３５ 遮蔽部材
ｒ 通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気が導入される排気導管の途中に排気方向を変更する屈曲部を設けてあるとともに、その屈曲部よりも排気方向での下流側に位置する下流側導管に外嵌して該下流側導管との間に外気の通路を形成する外部保護管を備え、この外部保護管と前記排気導管とで機体外部へ排気を導く排気管を構成し、
前記屈曲部よりも下流側に、前記排気の流動によるエジェクタ効果で前記排気導管の外周と外部保護管の内周との間に外気を吸引導入するエジェクタ部を設け、
前記外部保護管の上流側の端部に、前記排気導管の下流側導管の外周を覆うとともに、前記排気導管の前記屈曲部を越えて、前記下流側導管の下流側端部とは反対側へ延長され、かつ、その延長端が外部に開放されている外気導入部を設けてある作業車の排気装置。
【請求項２】
前記エンジン側から前記外気導入部側への熱気の流動を抑制する遮蔽部材を備えた請求項１記載の作業車の排気装置。
【請求項３】
前記排気導管の上流側導管は水平方向に沿って配設してあり、前記下流側導管は上下方向に沿って配設してあり、前記外気導入部は下向きに開口している請求項１又は２記載の作業車の排気装置。
【請求項１】
エンジンからの排気が導入される排気導管の途中に排気方向を変更する屈曲部を設けてあるとともに、その屈曲部よりも排気方向での下流側に位置する下流側導管に外嵌して該下流側導管との間に外気の通路を形成する外部保護管を備え、この外部保護管と前記排気導管とで機体外部へ排気を導く排気管を構成し、
前記屈曲部よりも下流側に、前記排気の流動によるエジェクタ効果で前記排気導管の外周と外部保護管の内周との間に外気を吸引導入するエジェクタ部を設け、
前記外部保護管の上流側の端部に、前記排気導管の下流側導管の外周を覆うとともに、前記排気導管の前記屈曲部を越えて、前記下流側導管の下流側端部とは反対側へ延長され、かつ、その延長端が外部に開放されている外気導入部を設けてある作業車の排気装置。
【請求項２】
前記エンジン側から前記外気導入部側への熱気の流動を抑制する遮蔽部材を備えた請求項１記載の作業車の排気装置。
【請求項３】
前記排気導管の上流側導管は水平方向に沿って配設してあり、前記下流側導管は上下方向に沿って配設してあり、前記外気導入部は下向きに開口している請求項１又は２記載の作業車の排気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１３２７０（Ｐ２０１３−１１３２７０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２４７７（Ｐ２０１１−２６２４７７）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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