JP3248744B2 - エンジンの排気系配設構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気系配設
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンの排気系においては、
各気筒毎に設けられた独立排気通路が、各気筒のやや下
流で１つの排気通路に集合され、この排気通路に排気ガ
スを浄化する触媒コンバータ、プリサイレンサ、メイン
サイレンサ等が介設される。そして、排気通路は複数の
マウント部材を用いて車体にマウントされる。

【０００３】また、一般にエンジンには、出力軸周方向
に振動するロール振動あるいは出力軸曲げ方向に振動す
る曲げ振動等の各種振動が惹起されが、これらの振動は
独立排気通路ないし排気通路に伝達される。このため、
かかる振動によって排気系の耐久性ないし信頼性が低下
するといった問題があり、さらにこの振動がマウント部
材を介して車体に伝達されると、車内に不快な騒音が発
生するといった問題がある。

【０００４】そこで、排気通路での振動の伝達を抑制な
いし吸収するために、排気通路に球面継手(フレキジョ
イント)を介設した排気系が提案されている(例えば、実
開昭６３−９２０２３号公報参照)。かかる球面継手に
は、排気通路の上流部分に固定され凸状の球面をもつシ
ール部材と、排気通路の下流部分に固定され凹状の球面
をもつ座部とが設けられ、シール部材と座部とは互いに
摺動可能に密接している。したがって、シールリング
(上流部分)と座部(下流部分)とが互いに相対変位するこ
とができ、かかる相対変位によって排気通路の上流部分
から下流部分への振動の伝達が抑制ないし吸収されるよ
うになっている。なお、かかる球面継手においては、排
気通路の上流部分と下流部分とは折り曲げ方向にしか相
対変位することができない。

【０００５】また、排気通路に自在継手(フレキチュー
ブ)を介設した排気系が提案されている(例えば、実開昭
６１−１６１０２９号公報参照)。かかる自在継手に
は、排気通路の上流部分と下流部分とを連結するじゃば
ら状の可撓性接続管が設けられ、この可撓性によって排
気通路の上流部分と下流部分とが互いに相対変位できる
ようになっており、かかる相対変位によって上流部分か
ら下流部分への振動の伝達が抑制ないし吸収されるよう
になっている。なお、かかる自在継手は全方向に相対変
位することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、所定
の運転状態では空燃比(Ａ／Ｆ)を理論空燃比よりリーン
にして燃費性能を高めるようにしたエンジン、いわゆる
リーンバーンエンジンが多用されている。しかしなが
ら、かかるリーンバーンエンジンにおいては、ＮＯx発
生量が増加するといった問題がある。そこで、リーンバ
ーンエンジンにおいては、普通、排気通路にＮＯx浄化
触媒が介設されるが、一般にＮＯx浄化触媒は、排気ガ
ス温度が所定の温度(活性化温度)以上でないと機能を発
揮せず、かつ排気ガス温度が高すぎると(例えば７００
℃以上)耐久性が低下するといった特性をもつ。そこ
で、排気通路を途中で第１,第２分岐排気通路に分岐さ
せて第１分岐排気通路にＮＯx浄化触媒を介設するとと
もに、分岐部に切替弁を設け、排気ガス温度が所定の温
度範囲にあるときにのみ、第１分岐排気通路に排気ガス
を通すようにした排気系が提案されている。なお、第２
分岐排気通路は、普通、ＮＯx浄化触媒の下流で第１分
岐排気通路に集合される。

【０００７】しかしながら、このように排気通路が途中
で第１,第２分岐排気通路に分岐された排気系において
は、分岐排気通路部分に惹起される振動が非常に複雑と
なり、この振動を抑制するのがむずかしいといった問題
がある。例えば、この振動を抑制するために両分岐排気
通路に球面継手を介設しても、複雑な振動を十分に抑制
ないし吸収することができない。また、両分岐排気通路
に自在継手を介設した場合は、振動を抑制ないし吸収す
ることはできるものの、可撓性接続管の強度が比較的低
いので、曲げ方向の相対変位によって可撓性接続管に破
損が生じるおそれがあるといった問題がある。本発明
は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので
あって、排気通路が途中で分岐されているエンジンの排
気系配設構造において、継手の耐久性を低下させるなど
といった不具合を招くことなく、排気系の振動を有効に
抑制ないし吸収することができるエンジンの排気系配設
構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するため
になされた第１の発明にかかるエンジンの排気系配設構
造は、（ｉ）排気ガスを通す排気通路が、その少なくと
も一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気管
で構成されているエンジンの排気系配設構造において、
（ii）並列に配置された排気管のうち一方の排気管に、
該排気管の上流部分と下流部分とを、球面接触させるこ
とにより折り曲げ方向への相対変位可能に連結する球面
継手が設けられ、（iii）もう一方の排気管に、該排気
管の上流部分と下流部分とを可撓性を有する接続管で接
続することにより全方向への相対変位可能に連結する自
在継手が設けられていることを基本的特徴とする。

【０００９】なお、第１の発明にかかるエンジンの排気
系配設構造においては、球面継手と自在継手とが、これ
らの上流端の位置が両排気管の伸長方向にみてほぼ等し
くなるような位置関係で配置されていてもよい。

【００１０】また、第１の発明にかかるエンジンの排気
系配設構造において、両排気管の伸長方向にみて、球面
継手と自在継手とが、球面継手の上流端が自在継手の上
流端より下流側となるような位置関係で配置され、かつ
球面継手が設けられた排気管の下流部分に触媒コンバー
タが設けられている場合は、該触媒コンバータは、該排
気管のロール振動の振動中心位置に配置されていてもよ
い。

【００１１】そして、第１の発明にかかるエンジンの排
気系配設構造は、上記基本的特徴に加えて、球面継手が
設けられた排気管の下流部分と自在継手が設けられた排
気管の下流部分とに、夫々、各排気管を固定部にマウン
トするマウント部材が設けられ、球面継手が設けられた
方の排気管のマウント部材が、自在継手が設けられた方
の排気管のマウント部材よりも上流側に配置されている
ことをさらなる特徴とする。

【００１２】第２の発明にかかるエンジンの排気系配設
構造は、第１の発明の上記基本的特徴を備えるととも
に、球面継手が設けられた排気管の下流部分と自在継手
が設けられた排気管の下流部分とに、夫々、各排気管を
固定部にマウントするマウント部材が設けられ、球面継
手が設けられた方の排気管のマウント部材が、自在継手
が設けられた方の排気管のマウント部材よりも、排気管
を硬くマウントするように形成されていることを特徴と
する。

【００１３】第３の発明にかかるエンジンの排気系配設
構造は、（ｉ）排気ガスを通す排気通路が、その少なく
とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
て、（ii）並列に配置された排気管のうち第１の排気管
に、該排気管の上流部分と下流部分とを、球面接触させ
ることにより折り曲げ方向への相対変位可能に連結する
球面継手が設けられ、（iii）第２の排気管に、該排気
管の上流部分と下流部分とを可撓性を有する接続管で接
続することにより、全方向への相対変位可能に連結する
自在継手が設けられていることを基本的特徴とする。そ
して、第３の発明にかかるエンジンの排気系配設構造
は、（iv）第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、
（ｖ）第２の排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該
ＮＯx浄化触媒より下流で第１の排気管側に集合され、
（vi）第１の排気管と第２の排気管とを連結する連結部
材が設けられていることをさらなる特徴とする。

【００１４】第４の発明にかかるエンジンの排気系配設
構造は、第３の発明の上記基本的特徴を備えるととも
に、第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、第２の
排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄化触媒
より下流で第１の排気管側に集合され、第１の排気管の
径が第２の排気管の径よりも小さく設定されていること
を特徴とする。

【００１５】第５の発明にかかるエンジンの排気系配設
構造は、第３の発明の上記基本的特徴を備えるととも
に、第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、第２の
排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄化触媒
より下流で第１の排気管側に集合されていることを特徴
とする。

【００１６】第６の発明にかかるエンジンの排気系配設
構造は、（ｉ）排気ガスを通す排気通路が、その少なく
とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
て、（ii）並列に配置された排気管のうち第１の排気管
に、該排気管の上流部分と下流部分とを可撓性を有する
接続管で接続することにより、全方向への相対変位可能
に連結する自在継手が設けられ、（iii）第２の排気管
に、該排気管の上流部分と下流部分とを、球面接触させ
ることにより折り曲げ方向への相対変位可能に連結する
球面継手が設けられ、（iv）第１の排気管にＮＯx浄化
触媒が介設され、（ｖ）第２の排気管がＮＯx浄化触媒
をバイパスして該ＮＯx浄化触媒より下流で第１の排気
管側に集合されていることを特徴とする。

【００１７】第７の発明にかかるエンジンの排気系配設
構造は、第３の発明の上記基本的特徴を備えるととも
に、第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、第２の
排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄化触媒
より下流で第１の排気管側に集合されていて、オイルパ
ンまわりでは第２の排気管が第１の排気管よりもオイル
パンから離間した位置に配置されていることを特徴とす
る。

【００１８】第８の発明にかかるエンジンの排気系配設
構造は、第３の発明の上記基本的特徴を備えるととも
に、排気系全体としての伸長方向と直交する方向にみ
て、球面継手の排気系重心位置に対するオフセット量
と、自在継手の排気系重心位置に対するオフセット量と
がほぼ等しく設定されていることを特徴とする。

【００１９】第９の発明にかかるエンジンの排気系配設
構造は、第８の発明にかかるエンジンの排気系配設構造
において、両排気管が下流で１つの共通排気管に集合さ
れていて、排気系全体としての伸長方向と直交する方向
にみて、排気系のロール振動の振動中心位置に対応する
部分において上記共通排気管に第２の球面継手が介設さ
れていることを特徴とする。

【００２０】第１０の発明は、第１、第２、第８または
第９の発明にかかるエンジンの排気系配設構造におい
て、上記一方の排気管または第１の排気管にＮＯx浄化触
媒が介設され、上記もう一方の排気管または第２の排気
管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄化触媒より
下流で上記一方の排気管または第１の排気管側に集合さ
れていることを特徴とする。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 ＜第１実施例＞まず、図１〜図７を参照しつつ、第１の
発明、第５〜第８の発明、および第１０〜第１３の発明
にかかる第１実施例を説明する。図７に示すように、第
１〜第４気筒＃１〜＃４を備えた横置き搭載型４気筒エ
ンジンＥには、排気ガス(燃焼ガス)を外部に排出するた
めの排気系Ｈが設けられている。そして、この排気系Ｈ
には、夫々第１〜第４気筒＃１〜＃４内の排気ガスを排
出する第１〜第４独立排気通路１〜４が内部に形成され
た排気マニホールドＭが設けられ、この排気マニホール
ドＭ内の排気ガスはさらに集合排気管５に流入するよう
になっている。集合排気管５は途中で、第１排気管６と
第２排気管７とに分岐し、その分岐部には、集合排気管
５内の排気ガスを第１排気管６側に流すか、それとも第
２排気管７側に流すかを切り替えることができる切替弁
８が設けられている。

【００２２】第１排気管６の下流端近傍の部分には第１
触媒コンバータ９が介設され、この第１触媒コンバータ
９には、上流側から順に、主としてＮＯx(窒素酸化物)
を浄化(還元)するＮＯx浄化触媒１０と、主としてＨＣ
(炭化水素)とＣＯ(一酸化炭素)とを浄化(酸化)する三元
触媒１１とが、互いに離間して直列に装填されている。
なお、第１排気管６の下流端は共通排気管１２に接続さ
れ、この共通排気管１２に、排気音を低減するプリサイ
レンサ１６(図１参照)とメインサイレンサ１７(図１参
照)とが設けられている。他方、第２排気管７の上流端
近傍の部分には第２触媒コンバータ１３が介設され、こ
の第２触媒コンバータ１３には三元触媒１４が装填され
ている。そして、第２排気管７の下流端は、ＮＯx浄化
触媒１０より下流でかつ三元触媒１１より上流となる位
置において第１触媒コンバータ９に接続されている。

【００２３】この排気系Ｈにおいては、基本的には、集
合排気管５内の排気ガスを第１排気管６側に流し、第１
触媒コンバータ９内のＮＯx浄化触媒１０によってＮＯx
を浄化するとともに、三元触媒１１によってＨＣ、ＣＯ
等を浄化するようにしている。 しかしながら、前記し
たとおり、一般にＮＯx浄化触媒１０は、排気ガス温度
が所定の温度(活性化温度)以上でないと有効には機能せ
ず、また排気ガス温度が高くなりすぎると(例えば、７
００℃以上)耐久性が低下するといった特性を有する。
そこで、排気ガス温度が十分には高まらないエンジン始
動時、あるいは排気ガス温度が非常に高くなる高負荷時
等の所定の運転状態においては、切替弁８を切り替えて
集合排気管５内の排気ガスを第２排気管７側に流し、Ｎ
Ｏx浄化触媒１０をバイパスさせるようにしている。こ
の場合、排気ガスは第２触媒コンバータ１３内の三元触
媒１４と第１触媒コンバータ９内の三元触媒１１とによ
って浄化される。

【００２４】次に、排気系Ｈの具体的な構造を説明す
る。なお、以下では便宜上、車両前後方向(図１,図２,
図７では左右方向)において、車両前側(図１,図２,図７
では左側)を単に「前」といい、車両後側(図１,図２,図７
では右側)を単に「後」ということにする。また、車両幅
方向(図３では左右方向)において、車両を前側からみた
ときの左側(図３では左側)を単に「左」といい、右側(図
３では右側)を単に「右」ということにする。図１〜図３
に示すように、集合排気管５はほぼ上下方向に伸長し、
この集合排気管５の下端部に接続された第１,第２排気
管６,７は、第１排気管６が左側に位置し第２排気管７
が右側に位置するようにして、比較的近接して互いにほ
ぼ並行となるように配置されている。そして、第１,第
２排気管６,７はともに、集合排気管５との接続部から
まず下方に伸長し、エンジンＥの下端部近傍で湾曲して
オイルパン１５のすぐ右側でエンジンＥの下側をくぐ
り、この後ほぼ水平方向後方に伸長している。したがっ
て、エンジンＥの下側では、第２排気管７が第１排気管
６よりもオイルパン１５から遠い位置に配置されてい
る。前記したとおり、高負荷時等、排気ガス温度が非常
に高くなる運転状態においては第２排気管７を通して排
気ガスが排出されるが、上記配置により、第２排気管７
からオイルパン１５に熱害が及ぶのを防止することがで
きる。

【００２５】また、第１排気管６の径は、第２排気管７
の径よりも小さく設定されている。すなわち、基本的に
は、第１排気管６は排気ガス量が比較的少ない中・低負
荷時に使用されるので、排気ガス量が多い高負荷時に使
用される第２排気管７より小径で足りるからである。な
お、第１排気管６の第１触媒コンバータ９より前の部分
は、左右方向にみて、排気系Ｈの重心位置Ｌ１すなわち
排気系Ｈのロール振動の中心位置よりも左側に配置さ
れ、第２排気管７は上記重心位置Ｌ１よりも右側に配置
されている。これによって、排気系Ｈにロール振動が生
じにくくなる。

【００２６】平面的にみれば、共通排気管１２は、第１
排気管６との接続部からまず後方にほぼ直線状に伸長
し、この部分にプリサイレンサ１６が介設されている。
そして、共通排気管１２は、燃料タンク(図示せず)等と
のレイアウト上の干渉を避けるために、プリサイレンサ
１６のやや後方で左に湾曲してほぼ左向きに伸長した
後、さらに右に湾曲して、再び後方に向かって伸長し、
その後端部にメインサイレンサ１７が接続されている。
なお、メインサイレンサ１７の後部にはテールパイプ１
８が接続されている。また、上下方向にみれば、共通排
気管１２は、第１排気管６との接続部からほぼ水平方向
後方に伸長しているが、メインサイレンサ１７の手前で
やや持ち上げられている。

【００２７】そして、排気系Ｈは固定部にマウントされ
ているが、以下排気系Ｈのマウント構造を説明する。第
１,第２排気管６,７は、第１ブラケット２１を用いてエ
ンジンＥの後面に固定されるとともに、第２ブラケット
２２を用いてエンジンＥの前面に固定されている。さら
に、第１,第２排気管６,７は、第１触媒コンバータ９の
すぐ前方において、後で詳しく説明するように、振動を
抑制・吸収する弾性体を備えた第１,第２マウント部材
２３,２４を用いて車体にマウントされている。共通排
気管１２は、プリサイレンサ１６のやや前方において、
振動を抑制・吸収する弾性体を備えた第３,第４マウン
ト部材２５,２６を用いて車体にマウントされている。
さらに、共通排気管１２は、プリサイレンサ１６とメイ
ンサイレンサ１７のほぼ中間位置において、振動を抑制
・吸収する弾性体を備えた第５マウント部材２７を用い
て車体にマウントされている。メインサイレンサ１７の
前端部と後端部とは、夫々、振動を抑制・吸収する弾性
体を備えた第６,第７マウント部材２８,２９を用いて車
体にマウントされている。かかるマウント構造によっ
て、排気系Ｈが強固に固定されるとともに、排気系Ｈか
ら車体への振動の伝達が抑制ないし吸収される。

【００２８】前記したとおり、第２排気管７は高温とな
るが、一般にマウント部材は耐熱性が比較的低いので、
第１,第２排気管６,７のマウント構造は、第２マウント
部材２４に熱害が発生しないような構造となっている。
すなわち、図４に示すように、第１排気管６と第２排気
管７とは、比較的熱伝導度の大きい材料で形成された連
結部材３１で連結されている。そして、この連結部材３
１の左端部(図４では右端部)は、順に、夫々第１マウン
ト部材２３の構成部分であるサポートバー３２と弾性体
３３と取付バー３４とを介して、車体に取り付けられて
いる。また、第２排気管７ないし連結部材３１の右端部
は、順に、夫々第２マウント部材２４の構成部分である
取付具３５とサポートバー３６と弾性体３７と取付バー
３８とを介して、車体に取り付けられている。かかるマ
ウント構造によれば、第２排気管７側の熱が、熱伝導度
の大きい連結部材３１を介して第１排気管６側に移動す
るので、高負荷時等において第２排気管７内を高温の排
気ガスが流れる場合でも、第２排気管７がそれほどは高
温とならず、第２マウント部材２４に熱害が発生しな
い。また、第１マウント部材２３の弾性体３３は、第２
マウント部材２４の弾性体３７よりは硬い材料で形成さ
れ、第１排気管６は第２排気管７より車体に強固に(硬
く)マウントされている。このため、第１排気管６のロ
ール振動が強力に抑制される。

【００２９】ところで、エンジンＥには出力軸周方向の
ロール振動、あるいは出力軸曲げ方向の曲げ振動等の各
種振動が惹起され、これらの振動が排気系Ｈに伝達され
ると、排気系Ｈの耐久性を低下させ、あるいはこの振動
が各マウント部材２３〜２９によって十分には抑制・吸
収されずに車体に伝達された場合、車内に不快な騒音が
発生することになる。そこで、第１実施例では、第１排
気管６に第１球面継手４１(フレキジョイント)を介設
し、第２排気管７に自在継手４２(フレキチューブ)を介
設し、さらに共通排気管１２に第２球面継手４３(フレ
キジョイント)を介設して、排気系Ｈの振動を有効に抑
制ないし吸収するようにしている。

【００３０】図５(a)〜(d)に示すように、第１球面継手
４１には、第１排気管６の上流部分６aの外周面に固定
された第１フランジ４５およびシール部材４７と、第１
排気管６の下流部分６bの外周面に固定された第２フラ
ンジ４６とが設けられている。ここで、シール部材４７
の外周面４７aは凸状の略球面形状となっており、第２
フランジ４６の内周面４６aは、上記外周面４７aと対応
する凹状の略球面形状となっている。すなわち、外周面
４７aと内周面４６aとは、摺動可能に密接できるように
なっている。そして、第１フランジ４５には複数のロッ
ド４８が固定して取り付けられ、第２フランジ４６はこ
れらのロッド４８に遊嵌されている。ここで、第２フラ
ンジ４６と各ロッド４８との間には、第２フランジ４６
を常時第１フランジ４５方向に付勢するスプリング４９
が設けられ、このスプリング４９によって、第１フラン
ジ４５と第２フランジ４６とが互いに引き合う方向に付
勢されている。この付勢力によって、シール部材４７の
外周面４７aと第２フランジ４６の内周面４６aとが摺動
可能に密接する。ここで、外周面４７aと内周面４６aと
は密接しつつ相対的に変位できるので、第１排気管６の
上流部分６aと下流部分６bとが折り曲げ方向に相対変位
できる。なお、図示していないが、第２球面継手４３も
第１球面継手４１と実質的に同一の構成となっている。

【００３１】図６に示すように、自在継手４２は、第２
排気管７の上流部分７a側に配置される第１取り付け部
５０と、下流部分７b側に配置される第２取り付け部５
１と、第１取り付け部５０と第２取り付け部５１との間
をわたって配置される接続管５３とで構成されている。
ここで、接続管５３は、可撓性を有する気密性の高い内
側チューブ５３aと、じゃばら部５３bと、編み目構造の
保護チューブ５３cとで構成され、ある程度まで自在に
伸縮あるいは屈曲できるようになっている。そして、接
続管５３の一方の端部が、第１取り付け部５０によって
第２排気管７の上流部分７aに取り付けられ、もう一方
の端部が、第２取り付け部５１によって下流部分７bに
取り付けられている。このため、上流部分７aと下流部
分７bとは、互いに全方向に相対変位できるようになっ
ている。

【００３２】再び、図１〜図３に示すように、第１,第
２排気管６,７の両方に継手４１,４２が介設されている
ので、基本的には、エンジンＥから第１,第２排気管６,
７の上流部分６a,７aに伝達された振動の、下流部分６
b,７bへの伝達が抑制ないし吸収され、排気系Ｈの振動
が有効に低減されるが、第１実施例によれば、このよう
な基本的な効果に加えて、さらに以下のような効果が得
られる。まず、第１排気管６に第１球面継手４１が介設
される一方、第２排気管７に自在継手４２が介設されて
いるので、自在継手４２の耐久性を低下させることな
く、振動の伝達を有効に抑制することができる。すなわ
ち、自在継手４２は剪断方向ないし曲げ方向の強度が比
較的低く、その上流側と下流側の剪断方向の相対変位量
が大きいと耐久性が大幅に低下する。しかしながら、第
１排気管６に、比較的相対変位しにくい(自在継手に比
べて)第１球面継手４１が介設されているので、この第
１球面継手４１によって、第１,第２排気管６,７全体と
しての相対変位が適度に抑制され、したがって自在継手
４２の剪断方向の相対変位が抑制され、自在継手４２の
耐久性が高められる。なお、第１,第２排気管６,７の両
方に球面継手を介設した場合は、曲げ方向にしか相対変
位することができないので、振動を有効に抑制すること
ができず、また第１,第２排気管６,７の両方に自在継手
を介設した場合は、相対変位が非常に大きくなり、自在
継手の耐久性が大幅に低下するのは前記のとおりであ
る。

【００３３】レイアウト上の要請により、第１球面継手
４１は、その上流端が自在継手４２の上流端より後方に
位置するように配置されている。したがって、第１排気
管６の上流部分６aの長さが、第２排気管７の上流部分
７aの長さより長くなるので、一般的には第１排気管６
の上流部分６aの上下振動の振幅が、第２排気管７の上
流部分７aの振動の振幅より大きくなり、このため、排
気系Ｈにはロール振動が生じやすくなる。しかしなが
ら、第１実施例では、次に説明するように、かかるロー
ル振動が抑制されるようになっている。すなわち、第１
球面継手４１は、球面継手４１と自在継手４２の前後方
向のずれによる排気系Ｈのロール振動の中心位置、すな
わち実質的に排気系重心Ｌ１に対して左側にオフセット
して配置され、自在継手４２は上記ロール振動の中心位
置(排気系重心Ｌ１)に対して右側へオフセットして配置
され、かつ両継手４１，４２の上記オフセット量の絶対
値はほぼ等しく設定されている。なお、このため、第
１，第２排気管６,７の上流部分６a,７aの振動の振幅が
ほぼ等しくなり、排気系Ｈにロール振動が生じにくくな
る。

【００３４】前記したとおり、第１排気管６の径が比較
的小さく設定されているので、第１球面継手４１が小型
化され、シール部材４７の外周面４７aないし第２フラ
ンジ４６の内周面４６aの径が小さくなる(図５(a)参
照)。このため、第１排気管６の上流部分６aと下流部分
６bの相対変位が容易となり、振動がより効果的に抑制
ないし吸収される。また、第２排気管７側では、排気ガ
ス温度が高くなるが、第１実施例では第２排気管７に自
在継手４２が設けられており、自在継手４２はその表面
積が大きいので、排気ガスが冷却される。このため、第
２排気管７からその周囲への熱害が防止される。

【００３５】第２球面継手４３は、球面継手４１と自在
継手４２の前後方向のずれによる排気系Ｈのロール振動
の中心位置、すなわち実質的に排気系重心Ｌ１に配置さ
れている。このため、排気系Ｈでのロール振動が一層有
効に抑制される。

【００３６】＜第２実施例＞以下、第２の発明にかかる
第２実施例を説明するが、第２実施例の主要部は第１実
施例と共通であるので、説明の重複を避けるため、第１
実施例と異なる点についてのみ説明する。図８に示すよ
うに、第２実施例では、前後方向の位置関係において、
第１球面継手４１'が、その上流端が自在継手４２の上
流端とほぼ同じ位置Ｌ２となるように配置されている。
かかかる配置によれば、第１,第２排気管６,７の上流部
分６a,７aの長さがほぼ等しくなるので、両者の上下振
動の振幅がほぼ等しくなり、第１,第２排気管６,７全体
としてのロール振動が生じにくくなり、排気系の振動が
有効に抑制ないし吸収される。

【００３７】＜第３実施例＞以下、第３の発明にかかる
第３実施例を説明するが、第３実施例の主要部は第１実
施例と共通であるので、説明の重複を避けるため、第１
実施例と異なる点についてのみ説明する。図９に示すよ
うに、第３実施例では、第１実施例と同様に、前後方向
の位置関係において第１球面継手４１が、その上流端が
自在継手４２の上流端よりも下流側に位置するように配
置されている。したがって、基本的には、排気系にロー
ル振動が生じやすくなる。しかしながら、第１触媒コン
バータ９が、球面継手４１と自在継手４２の前後方向の
ずれによって生じる排気系のロール振動の中心位置Ｌ３
上に配置されているので、排気系のロール振動が抑制さ
れる。

【００３８】＜第４実施例＞以下、第４の発明にかかる
第４実施例を説明するが、第４実施例の主要部は第１実
施例と共通であるので、説明の重複を避けるため、第１
実施例と異なる点についてのみ説明する。図１０に示す
ように、第４実施例では、第１実施例と同様に、前後方
向の位置関係において第１球面継手４１が、その上流端
が自在継手４２の上流端よりも下流側に位置するように
配置されている。したがって、基本的には、排気系にロ
ール振動が生じやすくなる。しかしながら、第１排気管
６をマウントするマウント部材２３'が、第２排気管７
をマウントする第２マウント部材２４よりも上流側(前
側)に配置されているので、第１排気管６の方が、第２
排気管７よりも硬くマウントされる。このため、第１排
気管６と第２排気管７の振動の振幅がほぼ等しくなり、
排気系でのロール振動の発生が低減される。

【００３９】＜第５実施例＞以下、第９の発明にかかる
第５実施例を説明するが、第５実施例の主要部は第１実
施例と共通であるので、説明の重複を避けるため、第１
実施例と異なる点についてのみ説明する。図１１に示す
ように、第５実施例では、第１球面継手４１'が第２排
気管７に介設され、自在継手４２'が第１排気管６に介
設されている。そして、一般に球面継手の熱容量は、自
在継手の熱容量よりかなり小さい。したがって、第５実
施例によれば、第２排気管７側の熱容量が小さくなる。
ここで、エンジン始動時においては第２排気管７側から
排気ガスが排出されるので、エンジン始動時における排
気ガス温度の上昇が促進され、触媒の活性が早期に高め
られる。

【００４０】

【発明の作用・効果】第１の発明によれば、まず次のよ
うな基本的な作用・効果が得られる。すなわち、両排気
管に夫々継手が介設されているので、エンジンから排気
管の上流部分に伝達された振動の下流部分への伝達が抑
制ないし吸収される。さらに、一方の排気管に自在継手
が介設され、もう一方の排気管に球面継手が介設されて
おり、ここで自在継手が全方向に相対変位できるので、
排気系の振動が一層有効に抑制ないし吸収される。か
つ、球面継手によって自在継手の剪断方向の変位が適度
に抑制されるので、自在継手の耐久性が高められ、排気
系の信頼性が高められる。

【００４１】なお、第１の発明において、もし、球面継
手と自在継手とが、上流端がほぼ同じ位置となるように
配置されていれば、両排気管の継手より上流部分の長さ
がほぼ等しくなるので、両排気管の上流部分の上下振動
の振幅がほぼ等しくなり、排気系のロール振動が低減さ
れる。

【００４２】また、第１の発明において、もし、球面継
手が、その上流端が自在継手の上流端より下流側に位置
するように配置され、球面継手が設けられた排気管の下
流部分に触媒コンバータが設けられていれば、球面継手
が介設された排気管の上流部分の上下振動の振幅が、自
在継手が介設された排気管の上流部分の上下振動の振幅
より大きくなり、排気系にロール振動が生じやすくな
る。しかし、ここで、触媒コンバータが排気管のロール
振動の振動中心位置に配置されていれば、排気系のロー
ル振動が有効に低減される。

【００４３】そして、第１の発明によれば、上記の基本
的な作用・効果に加えて、さらに、次のような作用・効
果が得られる。すなわち、球面継手が、その上流端が自
在継手の上流端より下流側に位置するように配置されて
いる場合は、基本的には、球面継手が介設された排気管
の上流部分の上下振動の振幅が、自在継手が介設された
排気管の上流部分の上下振動の振幅より大きくなり、排
気系にロール振動が生じやすくなる。しかしながら、第
１の発明によれば球面継手が介設された排気管のマウン
ト部材が、自在継手が介設された排気管のマウント部材
より前側に配置され、したがって、球面継手が介設され
た排気管が硬くマウントされるので、両排気管の上下振
動の振幅がほぼ等しくなり、排気系のロール振動が有効
に低減される。

【００４４】第２の発明によれば、まず、第１の発明の
上記の基本的な作用・効果と同様の作用・効果が得られ
る。そして、球面継手が、その上流端が自在継手の上流
端より下流側に位置するように配置されている場合は、
基本的には、球面継手が介設された排気管の上流部分の
上下振動の振幅が、自在継手が介設された排気管の上流
部分の上下振動の振幅より大きくなり、排気系にロール
振動が生じやすくなるが、第２の発明によれば球面継手
が介設された排気管のマウント部材が、自在継手が介設
された排気管のマウント部材より排気管を硬くマウント
するので、両排気管の上下振動の振幅がほぼ等しくな
り、排気系のロール振動が有効に低減される。

【００４５】第３の発明によれば、まず、第１の発明の
上記の基本的な作用・効果と同様の作用・効果が得られ
る。さらに、使用時には高温化する第２の排気管側の熱
が、連結部材を介して第１の排気管側に逃がされるの
で、第２の排気管側のマウント部材の熱劣化が低減され
る。

【００４６】第４の発明によれば、まず、第１の発明の
上記の基本的な作用・効果と同様の作用・効果が得られ
る。さらに、球面継手が径の小さい第１の排気管側に設
けられているので、球面継手のシール部材ないし座部の
曲率が小さくなり、第１の排気管の上流部分と下流部分
の相対変位が容易となる。このため、第１の排気管での
振動が一層有効に抑制・吸収される。

【００４７】第５の発明によれば、まず、第１の発明の
上記の基本的な作用・効果と同様の作用・効果が得られ
る。さらに、表面積の大きい自在継手が、排気ガス温度
が高くなる第２の排気管側に設けられているので、第２
の排気管側では排気ガスの冷却が促進され、触媒等での
熱害の発生が防止される。

【００４８】第６の発明によれば、まず、第１の発明の
上記の基本的な作用・効果と同様の作用・効果が得られ
る。さらに、熱容量の小さい球面継手が、エンジン始動
時に使用される第２の排気管側に配置されているので、
エンジン始動時における排気ガス温度の上昇が促進さ
れ、触媒活性が早期に高められる。

【００４９】第７の発明によれば、まず、第１の発明の
上記の基本的な作用・効果と同様の作用・効果が得られ
る。さらに、使用時には高温化する第２の排気管がオイ
ルパンから遠い位置に配置されるので、第２の排気管に
よるオイルパンでの熱害の発生が防止される。

【００５０】第８の発明によれば、まず、第１の発明の
上記の基本的な作用・効果と同様の作用・効果が得られ
る。さらに、球面継手と自在継手の、排気系の重心位置
すなわち排気系のロール振動中心に対するオフセット量
がほぼ等しく設定されているので、排気系のロール振動
が有効に低減される。

【００５１】第９の発明によれば、基本的には第８の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、排気系のロ
ール振動中心に対応する位置において、共通排気管に球
面継手が介設されているので、排気系のロール振動が一
層有効に低減される。

【００５２】第１０の発明によれば、とくに、ＮＯx浄
化触媒が介設された第１の排気管と、ＮＯx浄化触媒を
バイパスする第２の排気管とが設けられた排気系に対し
て、第１、第２、第８または第９の発明のいずれか１つ
と同様の作用・効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す、エンジンの排気
系の平面説明図である。

【図２】 図１に示すエンジンの排気系の側面説明図で
ある。

【図３】 図１に示すエンジンの排気系の、車両前側か
らみた立面説明図である。

【図４】 第１,第２マウント部材による第１,第２排気
管のマウント構造の、一部断面立面説明図である。

【図５】 (a)は球面継手の前側からみた立面説明図で
あり、(b)は球面継手の側面断面説明図であり、(c)は球
面継手の平面断面説明図であり、(d)は球面継手の後側
からみた立面説明図である。

【図６】 自在継手の一部断面側面説明図である。

【図７】 図１に示す排気系を備えたエンジンのシステ
ム構成を示す模式図である。

【図８】 本発明の第２実施例を示す排気系の平面説明
図である。

【図９】 本発明の第３実施例を示す排気系の平面説明
図である。

【図１０】 本発明の第４実施例を示す排気系の平面説
明図である。

【図１１】 本発明の第５実施例を示す排気系の説明図
である。

【符号の説明】

Ｅ…エンジン Ｈ…排気系 ５…集合排気管 ６…第１排気管 ６a…上流部分 ６b…下流部分 ７…第２排気管 ７a…上流部分 ７b…下流部分 ９…第１触媒コンバータ １０…ＮＯx浄化触媒 １２…共通排気管 １５…オイルパン ２３,２４…第１,第２マウント部材 ３１…連結部材 ４１…第１球面継手 ４２…自在継手 ４３…第２球面継手 ５３…接続管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−92023（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−73616（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 7/08 F01N 3/24 F02B 27/06 F02B 77/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気ガスを通す排気通路が、その少なく
   とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
   管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
   て、 並列に配置された排気管のうち一方の排気管に、該排気
   管の上流部分と下流部分とを、球面接触させることによ
   り折り曲げ方向への相対変位可能に連結する球面継手が
   設けられ、 もう一方の排気管に、該排気管の上流部分と下流部分と
   を可撓性を有する接続管で接続することにより、全方向
   への相対変位可能に連結する自在継手が設けられ、 球面継手が設けられた排気管の下流部分と自在継手が設
   けられた排気管の下流部分とに、夫々、各排気管を固定
   部にマウントするマウント部材が設けられ、 球面継手が設けられた方の排気管のマウント部材が、自
   在継手が設けられた方の排気管のマウント部材よりも上
   流側に配置されていることを特徴とするエンジンの排気
   系配設構造。
2. 【請求項２】 排気ガスを通す排気通路が、その少なく
   とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
   管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
   て、 並列に配置された排気管のうち一方の排気管に、該排気
   管の上流部分と下流部分とを、球面接触させることによ
   り折り曲げ方向への相対変位可能に連結する球面継手が
   設けられ、 もう一方の排気管に、該排気管の上流部分と下流部分と
   を可撓性を有する接続管で接続することにより、全方向
   への相対変位可能に連結する自在継手が設けられ、 球面継手が設けられた排気管の下流部分と自在継手が設
   けられた排気管の下流部分とに、夫々、各排気管を固定
   部にマウントするマウント部材が設けられ、 球面継手が設けられた方の排気管のマウント部材が、自
   在継手が設けられた方の排気管のマウント部材よりも、
   排気管を硬くマウントするように形成されていることを
   特徴とするエンジンの排気系配設構造。
3. 【請求項３】 排気ガスを通す排気通路が、その少なく
   とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
   管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
   て、 並列に配置された排気管のうち第１の排気管に、該排気
   管の上流部分と下流部分とを、球面接触させることによ
   り折り曲げ方向への相対変位可能に連結する球面継手が
   設けられ、 第２の排気管に、該排気管の上流部分と下流部分とを可
   撓性を有する接続管で接続することにより、全方向への
   相対変位可能に連結する自在継手が設けられ、 第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、 第２の排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄
   化触媒より下流で第１の排気管側に集合され、 第１の排気管と第２の排気管とを連結する連結部材が設
   けられていることを特徴とするエンジンの排気系配設構
   造。
4. 【請求項４】 排気ガスを通す排気通路が、その少なく
   とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
   管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
   て、 並列に配置された排気管のうち第１の排気管に、該排気
   管の上流部分と下流部分とを、球面接触させることによ
   り折り曲げ方向への相対変位可能に連結する球面継手が
   設けられ、 第２の排気管に、該排気管の上流部分と下流部分とを可
   撓性を有する接続管で接続することにより、全方向への
   相対変位可能に連結する自在継手が設けられ、 第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、 第２の排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄
   化触媒より下流で第１の排気管側に集合され、 第１の排気管の径が第２の排気管の径よりも小さく設定
   されていることを特徴とするエンジンの排気系配設構
   造。
5. 【請求項５】 排気ガスを通す排気通路が、その少なく
   とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
   管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
   て、 並列に配置された排気管のうち第１の排気管に、該排気
   管の上流部分と下流部分とを、球面接触させることによ
   り折り曲げ方向への相対変位可能に連結する球面継手が
   設けられ、 第２の排気管に、該排気管の上流部分と下流部分とを可
   撓性を有する接続管で接続することにより、全方向への
   相対変位可能に連結する自在継手が設けられ、 第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、 第２の排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄
   化触媒より下流で第１の排気管側に集合されていること
   を特徴とするエンジンの排気系配設構造。
6. 【請求項６】 排気ガスを通す排気通路が、その少なく
   とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
   管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
   て、 並列に配置された排気管のうち第１の排気管に、該排気
   管の上流部分と下流部分とを可撓性を有する接続管で接
   続することにより、全方向への相対変位可能に連結する
   自在継手が設けられ、 第２の排気管に、該排気管の上流部分と下流部分とを、
   球面接触させることにより折り曲げ方向への相対変位可
   能に連結する球面継手が設けられ、 第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、 第２の排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄
   化触媒より下流で第１の排気管側に集合されていること
   を特徴とするエンジンの排気系配設構造。
7. 【請求項７】 排気ガスを通す排気通路が、その少なく
   とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
   管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
   て、 並列に配置された排気管のうち第１の排気管に、該排気
   管の上流部分と下流部分とを、球面接触させることによ
   り折り曲げ方向への相対変位可能に連結する球面継手が
   設けられ、 第２の排気管に、該排気管の上流部分と下流部分とを可
   撓性を有する接続管で接続することにより、全方向への
   相対変位可能に連結する自在継手が設けられ、 第１の排気管にＮＯx浄化触媒が介設され、 第２の排気管がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄
   化触媒より下流で第１の排気管側に集合され、 オイルパンまわりでは第２の排気管が第１の排気管より
   もオイルパンから離間した位置に配置されていることを
   特徴とするエンジンの排気系配設構造。
8. 【請求項８】 排気ガスを通す排気通路が、その少なく
   とも一部の部分で、互いに並列に配置される２つの排気
   管で構成されているエンジンの排気系配設構造におい
   て、 並列に配置された排気管のうち第１の排気管に、該排気
   管の上流部分と下流部分とを、球面接触させることによ
   り折り曲げ方向への相対変位可能に連結する球面継手が
   設けられ、 第２の排気管に、該排気管の上流部分と下流部分とを可
   撓性を有する接続管で接続することにより、全方向への
   相対変位可能に連結する自在継手が設けられ、 排気系全体としての伸長方向と直交する方向にみて、球
   面継手の排気系重心位置に対するオフセット量と、自在
   継手の排気系重心位置に対するオフセット量とがほぼ等
   しく設定されていることを特徴とするエンジンの排気系
   配設構造。
9. 【請求項９】 請求項８に記載されたエンジンの排気系
   配設構造において、 両排気管が下流で１つの共通排気管に集合されていて、
   排気系全体としての伸長方向と直交する方向にみて、排
   気系のロール振動の振動中心位置に対応する部分におい
   て上記共通排気管に第２の球面継手が介設されているこ
   とを特徴とするエンジンの排気系配設構造。
10. 【請求項１０】 請求項１、２、８または９に記載され
    たエンジンの排気系配設構造において、 上記一方の排気管または第１の排気管にＮＯx浄化触媒
    が介設され、上記もう一方の排気管または第２の排気管
    がＮＯx浄化触媒をバイパスして該ＮＯx浄化触媒より下
    流で上記一方の排気管または第１の排気管側に集合され
    ていることを特徴とするエンジンの排気系配設構造。