JP4255347B2 - 排気管共振抑止装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに接続された２系統の排気管同士を互いに拘束して共振を抑止するための排気管共振抑止装置に関する。

通常、エンジンに対向配置された２系統の排気管は、それぞれ途中にフレキシブルチューブが介装されると共に、両フレキシブルチューブの下流側において１系統の排気管に集合されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平６−１０８８４１号公報 （明細書（３）頁、図２）

しかしながら、上述のようにフレキシブルチューブの介装により、該フレキシブルチューブより下流側は排気管の振動が吸収されるが、フレキシブルチューブの上流側は、ブラケットを介して排気ガスの熱が放出されるのを防止するために車体側への固定が行われていないため、以下に述べるような問題点があった。

即ち、特に、エキゾーストマニホールドが車両前後方向に対向配置されたＶ型エンジンにあっては、剛性の異なる前後両エキゾーストマニホールドと重量および長さの異なる前後両マニホールドコンバータが用いられていたために、図５（エンジン回転速度（ｒｐｍ）に対する振動加速度振幅レベル（ｄＢ）を示す実験データ）の実線で示すように、大きな共振現象がフレキシブルチューブの上流側で２個所（Ａ部とＢ部）にわたって発生し、この共振がエキゾーストマニホールドを伝ってエンジンを振動させ、この振動がエンジンマウントを介して車体振動を発生させ、この影響が車室内にこもり音を発生させる原因となっていた（Ｃ部参照）。

また、その他にも、マニホールドコンバータの共振がパイプマニホールドを伝ってエンジンを振動させ、この振動がトランスミッションからドライブシャフトを介してステアリング（ハンドル）を共振させる。
なお、以上のような問題点は、エキゾーストマニホールドが車幅方向に対向配置されたＶ型エンジンにおいても生じ得る。

本発明の解決しようとする課題は、排気系の振動に基づく車室内のこもり音の発生およびハンドルの共振を抑止することができると共に、抑止のための作業の効率化を図ることができる排気管共振抑止装置を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載の排気管共振抑止装置は、エンジンに接続された２系統の排気管同士を互いに拘束して共振を抑止するための排気管共振抑止装置であって、前記両排気管を上下方向から両端部で挟持する上下一対のブラケットと、該両ブラケットにおける一方の端部同士を連結する連結バンド部と、を備え、前記両ブラケットにおける長手方向中間部には前記両ブラケット相互間を締結するための締結用孔がそれぞれ形成され、前記両ブラケットにおける締結用孔が形成された長手方向中間部の相互間に介装されることにより相互間の間隔を規制して位置決めする位置決め用カラーと、該位置決め用カラーと前記両ブラケットの締結用孔を貫通して該両ブラケット相互間を締結するボルトおよびナットと、を備え、前記ボルトが前記両ブラケットのうちのいずれか一方のブラケットに対し予め固定され、前記位置決め用カラーが前記両ブラケットのうちのいずれか一方のブラケットに対し予め固定されていることを特徴とする手段とした。

請求項２記載の排気管共振抑止装置は、請求項１に記載の排気管共振抑止装置において、前記位置決め用カラーおよびボルトが同一のブラケットに対し予め固定されていることを特徴とする手段とした。

請求項３記載の排気管共振抑止装置は、請求項１または２に記載の排気管共振抑止装置において、前記２系統の両排気管が前記エンジンにおける車両の前後方向に対向配置された両エキゾーストマニホールドに接続されていることを特徴とする手段とした。

請求項１記載の排気管共振抑止装置は、上述のように、エンジンに接続された２系統の排気管同士を互いに拘束するものであり、このように、２系統の排気管同士を互いに拘束することにより、個々の剛性が向上して振動が抑止され、これにより、今まで発生していた大きな共振現象の振動加速度振幅レベルが抑えられると共に、低回転領域の共振が高回転領域に移動してエンジンの異常振動が大幅に低減される。
従って、排気系の振動に基づく車室内のこもり音の発生およびハンドルの共振を抑止することができるようになるという効果が得られる。

また、請求項１記載の排気管共振抑止装置では、上述のように構成されるため、２系統の排気管同士を互いに拘束するが、排気系の車体への組み付け前の段階（納入段階、搬送段階）においては、上下両ブラケットにおける連結バンド部で連結された端部側相互間で一方の排気管を挟む状態で、両ブラケットの長手方向中間部にそれぞれ形成された締結用孔に挿通したボルトにナットを螺合して仮止めすることにより、一方の排気管に対し両ブラケットを予め仮止め状態としておくことができる。

そして、２系統の両排気管の車体への組み付けを行った後に、ボルトに対しナットを正規のトルクで締め付けて両ブラケット相互間を締結することにより、両ブラケットにおける両端部相互間で両排気管をそれぞれ挟持するもので、これにより、両排気管同士を互いに拘束した状態とすることができる。

以上のように、両ブラケットにおける一方の端部同士を連結する連結バンド部の存在により、両ブラケットを一方の排気管に対し予め仮止めした状態で車体への組み付け作業を行なうことができるため、上下一対のブラケットをボルトおよびナットで互いに締結して両排気管を拘束するためのブラケットの組み付けが簡略化され、これにより、作業の効率化が図れるようになるという効果が得られる。

また、２系統の両排気管の車体への組み付け前の納入段階および搬送段階においては、両ブラケットおよび連結バンド部を一方の排気管に対し仮止めした状態で一体に管理することができるため、部品の紛失や納入もれの発生を防止することができるようになる。

また、上述のように、前記両ブラケットにおける締結用孔が形成された長手方向中間部の相互間に介装されることにより相互間の間隔を規制して位置決めする位置決め用カラーを備えた構成とすることで、両ブラケット自体の形状を平板に近い形に簡素化することができるようになるため、製造コストの低減化が図れるようになる。
また、該位置決め用カラーとボルトをそれぞれいずれか一方のブラケットに対し予め固定した構成とすることにより、部品の紛失や納入もれの発生を防止することできるようになると共に、組み付け作業をさらに簡略化することができるようになる。

請求項２記載の排気管共振抑止装置では、上述ように、前記位置決め用カラーおよびボルトが同一のブラケットに対し予め固定された構成とすることにより、組み付け作業において、位置決め用カラーに対しボルトを挿通する工程が不要になるため、組み付け作業をさらに簡略化できるようになる。

請求項３記載の排気管共振抑止装置では、上述のように、前記エンジンにおける車両の前後方向に対向配置された両エキゾーストマニホールドに接続される２系統の両排気管同士を拘束するもので、このように、両エキゾーストマニホールドが車両の前後方向に対向配置された形式のエンジンにおいては、排気系の長さおよび重量が大きく異なるため、フレキシブルチューブの上流側２個所において発生する共振現象が特に大きくなるが、２系統の排気管同士を互いに拘束することにより、個々の剛性が向上して振動が抑止されるため、今まで発生していた大きな共振現象の振動加速度振幅レベルが抑えられると共に、低回転領域の共振が高回転領域に移動してエンジンの異常振動が大幅に低減され、従って、排気系の振動に基づく車室内のこもり音の発生およびハンドルの共振を抑止することができるようになる。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例の排気管共振抑止装置は、請求項１、２に記載の発明に対応する。 なお、この実施例では、エキゾーストマニホールドが車両前後方向に対向配置されたＶ型エンジンの排気系に適用された場合について説明する。

まず、この実施例の排気管共振抑止装置を図面に基づいて説明する。
図１はこの実施例の排気管共振抑止装置を示す全体図であり、この図において、１はＶ型エンジン、１０ａはフロント側エキゾーストマニホールド、１０ｂはリヤ側エキゾーストマニホールド、１１ａはフロント側マニホールドコンバータ、１１ｂはリヤ側マニホールドコンバータ、１２ａはフロントバンク側フロントチューブ（排気管）、１２ｂはリヤバンク側フロントチューブ（排気管）、１３ａはフロントバンク側フレキシブルチューブ、１３ｂはリヤバンク側フレキシブルチューブ、１４は床下コンバータ、１５はリヤチューブ、１６はプリマフラ、１７ａ、１７ｂは分岐チューブ、１８ａ、１８ｂはリヤマフラ、１９は排気系懸架装置、Ａは排気管共振抑止装置を示す。

前記排気管共振抑止装置Ａは、前記フロントバンク側フロントチューブ１２ａとリヤバンク側フロントチューブ１２ｂ同士を両フレキシブルチューブ１３ａ、１３ｂよりは上流側において互いに拘束することにより排気管の共振を抑止する役目をなすもので、図２（全体正面図）、図３（平面図）、図４（底面図）に示すように、上側ブラケット２と、下側ブラケット３と、連結バンド部４と、位置決め用カラー５と、ボルト６ａと、爪付きナット（ナット）６ｂを備えている。

なお、前記排気管共振抑止装置Ａは、両フレキシブルチューブ１３ａ、１３ｂよりは上流側において両フロントチューブ１２ａ、１２ｂを互いに拘束するものであるが、両フレキシブルチューブ１３ａ、１３ｂ自体を拘束する目的で設けられるものではない。

さらに詳述すると、前記上側ブラケット２および下側ブラケット３は、フロントバンク側フロントチューブ１２ａとリヤバンク側フロントチューブ１２ｂを、上下方向から両端部で挟持することにより互いに拘束する上下一対のブラケットであり、また、前記連結バンド部４は、両ブラケット２、３における一方の端部同士を互いに連結することにより、両ブラケット２、３を一体化すると共に、一方のフロントバンク側フロントチューブ１２ａに仮止めする場合の抜け落ちを防止する役目をなすものであって、連結バンド部４と前記両ブラケット２、３は、一枚の金属板をプレス成形することにより一体に形成されている。

両ブラケット２、３は、その両端部に両チューブ１２ａ、１２ｂを挟持する挟持部２１、２２，３１、３２が形成されると共に、その長手方向中央部には両挟持部２１、２２，３１、３２よりは少し対向方向にそれぞれ突出させた締結部２３、３３が形成されている。

一方の挟持部２１、３１は、フロントバンク側フロントチューブ１２ａの外面に沿った円弧状に形成されると共に、その対向する内周面側には長手方向（円弧方向）２個所に排気系点支持用のエンボス２１ａ、２１ａ，３１ａ，３１ａが形成されていて、この両エンボス２１ａ、２１ａ，３１ａ，３１ａ間の４点でフロントバンク側フロントチューブ１２ａを挟持するようになっている。そして、この挟持部２１、３１が設けられた側の端部同士が連結バンド部４により互いに連結されている。

もう一方の挟持部２２、３２は、互いに平行になる状態に形成されると共に、その中央部には対向方向に突出させた長手方向に長くかつ互いに平行になる状態で排気系点支持用のエンボス２２ａ、３２ａが形成されていて、この両エンボス２２ａ、３２ａ間の２点でリヤバンク側フロントチューブ１２ｂを挟持するようになっている。
そして、両ブラケット２、３の長手方向両側縁部にはそれぞれ外向き（上下方向）に折曲させた補強リブ２ａ、３ａが形成されている。

また、前記両締結部２３、３３の中心部には両ブラケット２、３相互間をボルト６ａと爪付きナット６ｂで締結するためのボルト挿通孔（締結用孔）２３ａ、３３ａが形成されている。

前記位置決め用カラー５は、両ブラケット２、３におけるボルト挿通孔２３ａ、３３ａが形成された締結部２３、３３相互間に介装されることにより両ブラケット２、３相互間の間隔を規制して位置決めする役目をなすもので、この位置決め用カラー５はその上方の開口縁部を上側ブラケット２における締結部２３のボルト挿通孔２３ａの開口縁部に予め溶接により固定されている。

前記ボルト６ａおよび爪付きナット６ｂは、前記位置決め用カラー５および両ブラケット２、３における両締結部２３、３３に形成されたボルト挿通孔２３ａ、３３ａを貫通して両ブラケット２、３相互間を締結するためのものである。そして、ボルト６ａは、予め上側ブラケット２側のボルト挿通孔２３ａおよび位置決め用カラー５に挿通させた状態で、その頭部が締結部２３に対し溶接により固定されている。

次に、この実施例の作用・効果を説明する。
この実施例の排気管共振抑止装置Ａでは、図１に示すように、Ｖ型エンジン１に接続された２系統の排気系同士を互いに拘束するが、排気系の車体への組み付け前の段階（納入段階、搬送段階）においては、図２（ロ）の実線で示すように、連結バンド部４を中心として両ブラケット２、３を開き、連結バンド部４と両挟持部２１、３１でフロントバンク側フロントチューブ１２ａを包み込むように装着し、図２（イ）の実線で示すように、ボルト６ａを下側ブラケット３のボルト挿通孔３３ａに挿通し、爪付きナット６ｂを螺合して仮止めすることにより、両挟持部２１、３１間で２系統のうちの一方のフロントバンク側フロントチューブ１２ａを軽く挟持した状態で両ブラケット２、３および連結バンド部４を予め仮止め状態としておくことができる。

そして、フロントバンク側フロントチューブ１２ａおよびリヤバンク側フロントチューブ１２ｂの車体への組み付けを行った後に、ボルト６ａに対し爪付きナット６ｂを正規のトルクで締め付けて、両ブラケット２、３相互間を締結することにより、両ブラケット２、３の両端挟持部２１−３１および２２−３２間で両フロントチューブ１２ａ、１２ｂを挟持するもので、これにより、２系統の排気系同士を両フロントチューブ１２ａ、１２ｂの部分において互いに拘束状態とすることができる。

以上のように、排気管共振抑止装置Ａで互いに拘束することにより、両フロントチューブ１２ａ、１２ｂの個々の剛性が向上して振動が抑止され、これにより、今まで発生していた大きな共振現象の振動加速度振幅レベルが抑えられると共に、低回転領域の共振が高回転領域に移動してエンジンの異常振動を大幅に低減することができる。

図５は、エンジン回転速度（ｒｐｍ）に対する振動加速度振幅レベル（ｄＢ）を示す実験データであり、この実験データの点線で示すように、フロントバンク側フレキシブルチューブ１３ａの前位置の上下振動特性であるＡの共振がＡ１に移動し、リヤバンク側フレキシブルチューブ１３ｂの前位置の上下振動特性であるＢの共振がＢ１に移動しており、その影響で、前席騒音レベルＣがｍａｘ５ｄＢまで低下している。
従って、排気系の振動に基づく車室内のこもり音の発生およびハンドルの共振を抑止することができるようになるという効果が得られる。

また、両ブラケット２、３における一方の端部同士を連結する連結バンド部４の存在により、両ブラケット２、３および連結バンド部４を一方のフロントチューブ１２ａに対し予め仮止めした状態で車体への組み付け作業を行なうことができるため、上下一対のブラケット２、３をボルト６ａおよび爪付きナット６ｂで互いに締結して両フロントチューブ１２ａ、１２ｂを拘束するためのブラケットの組み付けが簡略化され、これにより、作業の効率化が図れるようになるという効果が得られる。

また、両ブラケット２、３と連結バンド部４をプレス成形により一体に形成することにより、製造コストを低減化することができるようになる。
また、両ブラケット２、３が連結バンド部４を介して一体化されることにより、部品の紛失や納入もれの発生を防止することができると共に、部品点数の削減により部品管理が容易になる。

また、２系統の両排気系の車体への組み付け前の納入段階および搬送段階においては、両ブラケット２、３および連結バンド部４を一方のフロントチューブ１２ａに対し仮止めした状態で一体に管理することができるため、部品の紛失や納入もれの発生を防止することができるようになる。

また、前記両ブラケット２、３におけるボルト挿通孔２３ａ、３３ａが形成された両締結部２３、３３相互間に介装されることにより相互間の間隔を規制して位置決めする位置決め用カラー５を備えた構成とすることで、両ブラケット２、３自体の形状を平板に近い形に簡素化することができるようになるため、製造コストの低減化が図れるようになる。 また、該位置決め用カラー５とボルト６ａを一方の上側ブラケット２に対し予め固定した構成とすることにより、組み付け作業をさらに簡略化することができるようになる。

また、前記位置決め用カラー５およびボルト６ａが同一の上側ブラケット２に対し予め固定された構成とすることにより、組み付け作業において、位置決め用カラー５に対しボルト６ａを挿通する工程が不要になるため、組み付け作業をさらに簡略化できるようになる。

また、両ブラケット２、３の両端挟持部２１、２２、３１、３２に両フロントチューブ１２ａ、１２ｂに当接する排気系点支持用のエンボス２１ａ、２２ａ、３１ａ、３２ａを形成したことで、排気管共振抑止装置Ａを介して排気ガスの熱が放出されることを抑制することができるようになる。

また、一方の挟持部２２、３２を互いに平行になるように形成されると共に、該挟持部２２、３２のエンボス２２ａ、３２ａを長手方向に長くかつ互いに平行になる状態に形成することにより、車体への組み付け状態により両フロントチューブ１２ａ、１２ａ相互の間隔にばらつきが生じても、両フロントチューブ１２ａ、１２ａを無理のない状態で互いに拘束することができるようになる。

以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例では、エキゾーストマニホールドが車両前後方向に対向配置されたＶ型エンジン１の排気系に本発明を適用した場合について説明したが、エキゾーストマニホールドが車両の車幅方向に対向配置されたＶ型エンジンにも適用することができる。

また、実施例では、両ブラケット２、３相互間に位置決め用カラー５を介装させるようにしたが、これを省略することができる。
また、実施例では、ボルト６ａを上側ブラケット２に対し、ボルト７ａを連結バンド部４に対しそれぞれ予め固定するようにしたが、別体にしておいてもよい。

また、実施例では、２系統の両排気系の車体への組み付け前の納入段階および搬送段階に両ブラケット２、３および連結バンド部４を一方のフロントチューブ１２ａに対し仮止めする際に、爪付きナット６ｂを用いるようにしたが普通のナットを用いるようにしてもよい。

実施例の排気管共振抑止装置が適用されたエンジン排気系を示す全体図である。 実施例の排気管共振抑止装置を示す全体正面図である。 実施例の排気管共振抑止装置を示す平面図である。 実施例の排気管共振抑止装置を示す底面図である。 実施例の排気管共振抑止装置が適用された車両におけるエンジン回転速度に対する振動加速度振幅レベルを示す実験データである。

符号の説明

Ａ 排気管共振抑止装置
１ Ｖ型エンジン
２ 上側ブラケット
２ａ 補強リブ
２１ 挟持部
２１ａ エンボス
２２ 挟持部
２２ａ エンボス
２３ 締結部
２３ａ ボルト挿通孔（締結用孔）
３ 下側ブラケット
３ａ 補強リブ
３１ 挟持部
３１ａ エンボス
３２ 挟持部
３２ａ エンボス
３３ 締結部
３３ａ ボルト挿通孔（締結用孔）
４ 連結バンド部
５ 位置決め用カラー
６ａ ボルト
６ｂ 爪付きナット（ナット）
１０ａ フロント側エキゾーストマニホールド
１０ｂ リヤ側エキゾーストマニホールド
１１ａ フロント側マニホールド
１１ｂ リヤ側マニホールド
１２ａ フロントバンク側フロントチューブ（排気管）
１２ｂ リヤバンク側フロントチューブ（排気管）
１３ａ フロントバンク側フレキシブルチューブ
１３ｂ リヤバンク側フレキシブルチューブ
１４ 床下コンバータ
１５ リヤチューブ
１６ プリマフラー
１７ａ 分岐チューブ
１７ｂ 分岐チューブ
１８ａ リヤマフラ
１８ｂ リヤマフラ
１９ 排気系懸架装置

Claims (3)

1. エンジンに接続された２系統の排気管同士を互いに拘束して共振を抑止するための排気管共振抑止装置であって、
   前記両排気管を上下方向から両端部で挟持する上下一対のブラケットと、
   該両ブラケットにおける一方の端部同士を連結する連結バンド部と、を備え、 前記両ブラケットにおける長手方向中間部には前記両ブラケット相互間を締結するための締結用孔がそれぞれ形成され、
   前記両ブラケットにおける締結用孔が形成された長手方向中間部の相互間に介装されることにより相互間の間隔を規制して位置決めする位置決め用カラーと、
   該位置決め用カラーと前記両ブラケットの締結用孔を貫通して該両ブラケット相互間を締結するボルトおよびナットと、を備え、
   前記ボルトが前記両ブラケットのうちのいずれか一方のブラケットに対し予め固定され、
   前記位置決め用カラーが前記両ブラケットのうちのいずれか一方のブラケットに対し予め固定されていることを特徴とする排気管共振抑止装置。
2. 請求項１に記載の排気管共振抑止装置において、前記位置決め用カラーおよびボルトが同一のブラケットに対し予め固定されていることを特徴とする排気管共振抑止装置。
3. 請求項１または２に記載の排気管共振抑止装置において、前記２系統の両排気管が前記エンジンにおける車両の前後方向に対向配置された両エキゾーストマニホールドに接続されていることを特徴とする排気管共振抑止装置。

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