JP2006009753A - 車両用エンジン排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レイアウト上の規制を受けにくく、必要な振動吸収性能が得やすい車両用エンジン排気装置を提供する。
【解決手段】例えば二つの触媒２、３の前後に球面継手６、７を介装し、その間を車体に非支持として、車両前方の球面継手６から車両後方の球面継手７までの間にダイナミックダンパを構成する。ダイナミックダンパの共振周波数、即ち振動を吸収する周波数は、ダイナミックダンパの弾性係数と質量とで調整することができるので、球面継手６、７の弾性係数及び例えば触媒２、３等の排気系構成部材の質量を調整することにより必要な振動吸収性能が得られ、従ってレイアウト上の規制を受けにくい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用エンジン排気装置に関するものである。

車両の排気系に用いられる球面継手は、エンジンから排気系に伝達される振動を遮断するとか、或いはその逆に、排気系の共振による振動をエンジンに伝達させない、といった振動吸収機能を有し、排気系マウントやエンジンマウントから車体に入力される振動を低減する重要な役割をもっている。この球面継手を用いた車両用エンジン排気装置は、例えば図７に示すように車両前方排気型エンジンに適用したもの（例えば特許文献１）や、図８に示すように車両後方排気型エンジンに適用したもの（例えば特許文献２）がある。このうち、図７に示すものは、触媒の車両後方及びセンタマフラーの車両前方に、夫々、球面継手を介装し、その間の排気管を車体に支持するものであり、その結果、車両前方の球面継手は排気系の車両前後方向振動を吸収し、車両後方の球面継手はエンジンのロール振動及び車両上下方向振動を吸収する。また、図８に示すものは、触媒の車両前方及びセンタマフラーの車両後方、つまりリヤマフラーとセンタマフラーとの間の夫々に球面継手を介装し、センタマフラーを車体に支持するものであり、その結果、車両前方の球面継手はエンジンのロール振動及び車両上下方向振動を吸収し、車両後方の球面継手は排気系の車両前後方向振動を吸収する。
特開２００２−３７１８４１号公報 特開平１０−１９６３５８号公報

しかしながら、前記従来の車両用エンジン排気装置では、排気系の複数の振動方向の夫々に球面継手が効率的に摺動して、それらの振動吸収ができるように、球面継手の搭載位置、搭載角度、個数等を適正化して配置する必要があり、レイアウト上の制約によって意図通りに搭載できない場合には必要な振動吸収性能が得られないという問題がある。
本発明は、前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、レイアウト上の制約がある場合でも、必要な振動吸収性能が得やすい車両用エンジン排気装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明の車両用エンジン排気装置は、排気系の少なくとも二カ所に介装した弾性継手の弾性係数と、それらの弾性継手の間の排気系構成部材の質量とによってダイナミックダンパを構成したことを特徴とするものである。

而して、本発明の車両用エンジン排気装置によれば、排気系の少なくとも二カ所に球面継手等の弾性継手を介装し、二つの弾性継手の間の排気系構成部材を質量体としてダイナミックダンパを構成したことにより、球面継手等の弾性継手の搭載状態にレイアウト上の制約があったとしても、必要な振動吸収性能が得やすい。

次いで本発明の車両用エンジン排気装置の各種実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の車両用エンジン排気装置の概略構成図である。図中の符号１は車両後方排気型エンジン、符号２、３は触媒、符号４はセンタマフラー、符号５はリヤマフラーであり、符号１０は夫々車体へのマウント部材である。本実施形態では、車両前方の触媒２の車両前方及び車両後方の触媒３の車両後方の夫々に弾性継手である球面継手６、７を介装し、最も排気下流側の球面継手７より排気下流側の排気系構成部材をマウント部材１０によって車体に対して支持すると共に、少なくとも二つの球面継手６、７間の排気系構成部材は車体に対して非支持とする、つまり車体に支持しない構成とした。従って、この球面継手とその間の排気系構成部材によりダイナミックダンパが構成される。なお、本実施形態では、車両前方の球面継手６がエンジン１のロール振動及び排気系の車両前後方向振動を吸収し、車両後方の球面継手７がエンジン１の車両上下方向振動を吸収する。また、各球面継手６、７には、振動吸収するための弾性体が介入されている。

この実施形態の車両用エンジン排気装置を、前記二つの球面継手６、７と、それらの間の排気系構成部材とで構成される振動系としてモデル化すると、図２のように表れる。ここで、車両前方の触媒２の質量をｍ₁ 、車両後方の触媒３の質量をｍ₂ 、二つの触媒２、３間のフロントチューブ１１の質量をｍ₃ 、車両前方の球面継手６の弾性係数をｋ₁ 、車両後方の球面継手７の弾性係数をｋ₂ とすると、車両前方の球面継手６から車両後方の球面継手７までの間は、質量がＭ＝（ｍ₁ ＋ｍ₂ ＋ｍ₃ ）、弾性係数がＫ＝（ｋ₁ ＋ｋ₂ ）のダイナミックダンパとなる。なお、このダイナミックダンパによる共振周波数ｆはｆ＝１／２π（Ｋ／Ｍ）^1/2 と表れる。

図３は、本実施形態の車両用エンジン排気装置のマウント振動レベル（図中のＡ）と、図９に示す従来技術による車両用エンジン排気装置のマウント振動レベル（図中のＢ）を示したものである。同図から明らかなように、エンジン回転速度が小さい領域、つまりアイドリング程度の低周波数領域で、特許文献２の車両用エンジン排気装置のマウント振動レベルが目標値を越えているのに対し、本実施形態の車両用エンジン排気装置のマウント振動レベルは目標値を下回り、良好な振動低減効果が得られている。

本実施形態の車両用エンジン排気装置では、前記ダイナミックダンパの共振周波数を調整することで、所望する周波数の振動を効率的に低減することができる。例えば図４ａを基準とし、ダイナミックダンパの弾性係数Ｋを大きくする、つまり球面継手の剛性を高くすると、図４ｂに示すように共振周波数が高くなる。逆に、ダイナミックダンパの弾性係数Ｋを小さくする、つまり球面継手の剛性を低くすると共振周波数は低くなる。また、ダイナミックダンパの質量Ｍを大きくする、つまり排気系構成部品の重量を重くすると、図４ｃに示すように共振周波数は低くなる。逆に、ダイナミックダンパの質量Ｍを小さくする、つまり排気系構成部品の重量を軽くすると共振周波数は高くなる。つまり、本実施形態の車両用エンジン排気装置では、所望する周波数に対する振動低減効果を容易に得ることができ、従って球面継手のレイアウトに規制があったとしても、振動低減効果を得ることができるという利点がある。

なお、本発明の車両用エンジン排気装置は、前記実施形態にとどまらず、如何様なエンジン排気形態にも適用可能である。例えば図５は、前記第１実施形態と同じく車両後方排気型エンジンに適用したものであるが、車両前方の球面継手６を車両後方側の触媒３の車両後方に介装し、車両後方の球面継手７をセンタマフラー４の車両後方に介装し、夫々の球面継手６、７の前後をマウント部材１０で車体に支持すると共に、センタマフラー４の部分を車体に対して非支持として、車両前方の球面継手６から車両後方の球面継手７までの間にダイナミックダンパを構成した。この場合のダイナミックダンパの主要な質量体はセンタマフラー４となる。

また、例えば図６は、本発明の車両用エンジン排気装置を車両前方排気型エンジンに適用したものであり、車両前方の球面継手６を車両前方側の触媒２の車両後方に介装し、車両後方の球面継手７を車両後方側の触媒３の車両後方に介装し、車両後方の触媒３の部分を車体に対して非支持として、車両前方の球面継手６から車両後方の球面継手７までの間にダイナミックダンパを構成した。この場合のダイナミックダンパの主要な質量体は車両後方の触媒３となる。

つまり、本発明の車両用エンジン排気装置は、排気系の少なくとも二カ所に球面継手からなる弾性継手を介装し、二つの球面継手の間の排気系構成部材を車体に対して非支持とすることにより、その部分にダイナミックダンパを構成する。このダイナミックダンパによる振動低減効果は、その振動系の共振周波数を調整することによって調整可能であり、ダイナミックダンパの共振周波数は、ダイナミックダンパ中の弾性係数、即ち球面継手の弾性係数並びに質量、即ち二つの球面継手の間に配置する排気系構成部材の質量を調整することによって調整可能である。前記二つの球面継手の間に配置する排気系構成部材の質量は、前記部材自体の質量或いは配置する部材の数で調整する。

本発明の車両用エンジン排気装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図１の車両用エンジン排気装置のモデル図である。 図１の車両用エンジン排気装置によるマウント振動レベルの説明図である。 図１の車両用エンジン排気装置の共振周波数調整の説明図である。 本発明の車両用エンジン排気装置の他の実施形態を示す概略構成図である。 本発明の車両用エンジン排気装置の更に他の実施形態を示す概略構成図である。 従来の車両用エンジン排気装置の一例を示す概略構成図である。 従来の車両用エンジン排気装置の他の例を示す概略構成図である。 従来の車両用エンジン排気装置の他の例を示す概略構成図である。

符号の説明

１はエンジン
２、３は触媒
４はセンタマフラー
５はリヤマフラー
６、７は球面継手
１０はマウント部材
１１はフロントチューブ

Claims (5)

1. 排気系の少なくとも二カ所に介装した弾性継手の弾性特性と、それらの弾性継手の間の排気系構成部材の質量とによってダイナミックダンパを構成したことを特徴とする車両用エンジン排気装置。
2. 排気系の少なくとも二カ所に弾性継手を介装すると共に、それらの弾性継手の間の排気系構成部材を車体に対して非支持とすると共に、弾性継手のうち、最も排気下流側の弾性継手より排気下流側の排気系構成部材を車体に対して支持することを特徴とする車両用エンジン排気装置。
3. 前記二つの弾性継手の弾性係数を調整することにより前記弾性継手と、それらの弾性継手の間の排気系構成部材とで構成される振動系の共振周波数を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用エンジン排気装置。
4. 前記二つの弾性継手の間の排気系構成部材の質量を調整することにより前記弾性継手と、それらの弾性継手の間の排気系構成部材とで構成される振動系の共振周波数を調整することを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の車両用エンジン排気装置。
5. 前記弾性継手を球面継手としたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両用エンジン排気装置。

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