JP4935849B2

JP4935849B2 - 排気管構造

Info

Publication number: JP4935849B2
Application number: JP2009106243A
Authority: JP
Inventors: 守八島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: JP2010255511A

Description

本発明は、車体の床下において並行に配索される２本の排気管を含む排気管構造に関する。

たとえば、特許文献１において、複数のマフラを有する排気装置の軽量化を図るとともに、排気装置に起因する騒音や振動を軽減するようにした、技術が提案されている。

この特許文献１に記載の車両における排気装置支持構造では、エンジンにエキゾーストマニホールド及びフレキシブルジョイントを介して接続された排気装置は、第１、第２、第３及び第４の排気管、排気ガス浄化触媒、前部サブマフラ、メインマフラ及び後部サブマフラから構成され、それらはリジッドに一体化される。メインフレームにゴムブッシュマウントを介して弾性支持したサブフレームに、メインマフラが固定手段を介して固着される。排気ガス浄化触媒、前部サブマフラ及び後部サブマフラは、吊下支持手段によって上下動を規制され且つ前後動を許容された状態で支持される。

また、特許文献２において、部品点数を削減しつつ、排気系の振動による整流板の破損を防止することができると共に、組み付け作業性を高めることができるようにした、技術が提案されている。

この特許文献２に記載のデュアルマフラ相互間の連結構造は、併設された２系統の排気管にそれぞれセンタマフラが介装された構造の排気系において、両センタマフラの底面側相互間に架け渡した状態で両センタマフラ相互間の隙間を閉塞する薄い整流板が溶接固定され、これら整流板は、その後端縁部に板材の折り返しによる重ね部が形成されている。

さらに、特許文献３において、下流側の排気管部の振動を抑制するようにした技術が提案されている。

この特許文献３に記載の排気管構造は、メインマフラを有し、内燃機関の排気孔に接続される第１の排気管部と、第１の排気管部の下流に接続される曲管の第２の排気管部と、内燃機関と第１の排気管部とを揺動自在に接続する第１のボールジョイントと、第１の排気管部と第２の排気管部とを揺動自在に接続する第２のボールジョイントと、第１の排気管部をシャシに懸架する第１の懸架部材と、第２の排気管部をシャシに懸架する第２の懸架部材とを備える。第１の排気管部の重心と第１の懸架部材を構成する３部材を結ぶ多角形の重心とがほぼ一致する。第２のボールジョイントの設置位置から第２の排気管部の重心を通過する延長線上に第２の懸架部材を構成する一方の部材が設けられる。延長線上にない第２の排気管部の部位を第２の懸架部材を構成する他方の部材が懸架する。

特開平８−１７０５２７号公報特開２００５−２８２５３０号公報特開２００７−１３２２０５号公報

ところで、排気系は、マフラや触媒といった質量要素を持っている。これらの質量は、振動の腹となり車両を揺する。

エンジンの振動による車両振動は、車室内の固有周波数と共振してこもり音となり、圧迫感を伴う。この車両振動の低減策として、ダイナミックダンパの設置やサポート部材の点数の追加で対処しているが、重量増となっているのが実情である。

これは、（１）車両の室内のユーティリティを優先すること、（２）燃料タンク及びサスペンションメンバ等の床下部品の配置箇所が決まっていること、並びに（３）排ガス規制を遵守する必要があることの制約を触媒とマフラとの配置に受けるからである。

本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、車室内のこもり音を低減し得る排気管構造の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者は、排気管を車体の床下に配索する際に、２本の排気管を縦列と横列に連続してエンジンとマフラとの間に配置すればよいのではないかと着想した。

この着想に基づく具体的な発明は、以下の通りである。

本発明に係る排気管構造は、車体の床下において並行に配索される２本の排気管を含む排気管構造であって、各排気管は、それぞれ、その排気ガス流上流部にサブマフラを備え、両排気管は、その排気ガス流下流部に共通の又は個別のメインマフラを備え、各サブマフラ付近の排気管が前記車体の床下に対して上下に配置されて縦列部が構成され、縦列部とメインマフラとの間の排気管が前記車体の床下に対して左右に配置されて横列部が構成され、横列部の振動の腹になり易い部位には、これらを前記車体の床下に取り付けるためのサポート部材が備えられている。

なお、前記横列部の縦振動の腹になり易い部位は、前記縦列部近傍である。

上記構成において、内燃機関に近い排気管上流部を縦列配置とすることで、剛性を高め縦振動に強い構造とすると共に、横列部の縦列部近傍にサポート部材を設けることで、剛性の低い横列部を振動の腹になり難くしたので、排気管構造の縦振動を抑制し、車内のこもり音を低減することができる。

ところで、上記排気管構造においては、メインマフラの軽量化を図り、さらに振動低減に配慮することが好ましい。

そこで、上記排気管構造では、前記メインマフラは、チタンを素材として製作されている。

本発明によると、車室内のこもり音を低減できる排気管構造の提供が可能となる。

本発明の実施の形態に係る排気管構造のレイアウト図である。同排気管構造の斜視図である。同排気管構造の平面図である。同排気管構造の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る排気管構造のレイアウト図である。また、図２は同排気管構造の斜視図、図３は同排気管構造の平面図、図４は同排気管構造の側面図である。

図１〜図４を参照して、本実施の形態の排気管構造は、車体の床下において並行に配索される２本の排気管１，２を含む。

第１及び第２の排気管１，２は、それぞれ、その排気ガス流上流部にサブマフラ３１，３２を備えている。また、これらの両排気管１，２は、その排気ガス流下流部に共通のメインマフラ５を備えている。

第１及び第２のサブマフラ３１，３２付近の第１及び第２の排気管１，２が車体の床下に対して上下に配置されて縦列部４が構成されている。この縦列部４とメインマフラ５との間の第１及び第２の排気管１，２が車体の床下に対して左右に配置されて横列部６が構成されている。

すなわち、第１の排気管１は、縦列部４を構成する第１の縦列パイプ１１と、横列部６を構成する第１の横列パイプ１２とを備え、第１の縦列パイプ１１の排気ガス流下流端に第１の横列パイプ１２の排気ガス流上流端が接続されて成る。一方、第２の排気管２は、縦列部４を構成する第２の縦列パイプ２１と、横列部６を構成する第２の横列パイプ２２とを備え、第２の縦列パイプ２１の排気ガス流下流端に第２の横列パイプ２２の排気ガス流上流端が接続されて成る。

第１の縦列パイプ１１のほぼ中央部には、第１のサブマフラ３１が設けられており、この第１の縦列パイプ１１の排気ガス流上流端に第１の触媒７１が接続されている。第１の触媒７１は、図１に示す第１のエキゾーストマニホールド８１の集合部に接続される。同様に、第２の縦列パイプ２１のほぼ中央部には、第２のサブマフラ３２が設けられており、この第２の縦列パイプ２１の排気ガス流上流端に第２の触媒７２が接続されている。第２の触媒７２は、図１に示す第２のエキゾーストマニホールド８２の集合部に接続される。

第１及び第２の横列パイプ１２，２２の排気ガス流下流端は、横列一体成形パイプ９を介して共通のメインマフラ５に接続されている。

横列部６の振動の腹になり易い部位、すなわち横列部６の縦列部４近傍（サブマフラ３１，３２近傍）には、第１及び第２の横列パイプ１２，２２をそれぞれ車体の床下に取り付けるための第１のサポート部材１０１，１０２が備えられている。

メインマフラ５は、チタンを素材として製作されている。このメインマフラ５の左右両端部には、当該メインマフラ５を車体の床下に取り付けるための第２のサポート部材１１１，１１２が備えられている。

以上の説明から明らかな通り、本実施の形態では、内燃機関（エキゾーストマニホールド８１，８２）に近い排気管１，２の上流部を縦列配置とすることで、剛性を高め縦振動に強い構造とすると共に、横列部６の縦列部４近傍（サブマフラ３１，３２近傍）に第１のサポート部材１０１，１０２を設けることで、剛性の低い横列部６を振動の腹になり難くしている。そのため、排気管構造の縦振動を抑制し、車内のこもり音を低減することができる。

また、本実施の形態では、メインマフラ５をチタン製作としているので、メインマフラ５の質量がほぼ２／５〜１／３となり、横列部６に掛かる負担が軽減し、第１のサポート部材１０１，１０２からの振動入力が低減される。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

上記実施の形態においては、両排気管の排気ガス流下流部に共通のメインマフラを備えた例について記載した。しかし、本発明はそのような構成には限定されない。両排気管の排気ガス流下流部に個別のメインマフラを備える構成としても、同様の作用・効果を奏する。

その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更及び修正を加え得ることは勿論である。

１，２排気管
１１，１２縦列パイプ
１２，２２横列パイプ
３１，３２サブマフラ
４縦列部
５メインマフラ
６横列部
１０１，１０２サポート部材

Claims

車体の床下において並行に配索される２本の排気管を含む排気管構造であって、
各排気管は、それぞれ、その排気ガス流上流部にサブマフラを備え、
両排気管は、その排気ガス流下流部に共通の又は個別のメインマフラを備え、
各サブマフラ付近の排気管が前記車体の床下に対して上下に配置されて縦列部が構成され、
縦列部とメインマフラとの間の排気管が前記車体の床下に対して左右に配置されて横列部が構成され、
横列部の振動の腹になり易い部位には、これらを前記車体の床下に取り付けるためのサポート部材が備えられていることを特徴とする排気管構造。
請求項１に記載の排気管構造において、
前記横列部の縦振動の腹になり易い部位は、前記縦列部近傍であることを特徴とする排気管構造。
請求項１又は２に記載の排気管構造において、
前記メインマフラは、チタンを素材として製作されていることを特徴とする排気管構造。