JP2013180734A - 車両の排気管の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】排気管から車体側への振動の伝達を低減する車両の排気管の支持構造を提供する。
【解決手段】車両のエンジンの排気管１１を車体の下部に支持する車両の排気管の支持構造において、排気管１１に取り付けられたブラケット１２と、車体の下部に取り付けられた弾性部材２１と、弾性部材２１を水平方向に貫通して設けられて、ブラケット１２が挿通されると共に、挿通されるブラケット１２より大きく形成された開口部２２とを有し、開口部２２を、排気管１１の振動の大きさによっては、ブラケット１２が開口部２２の内面に接触する大きさとし、当該接触によりブラケット１２を開口部２２の内面で規制するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の排気管の支持構造に関する。

車両のエンジン（内燃機関）には、排気ガスを放出するための排気管が接続されており、例えば、排気管に取り付けられたブラケットを防振ゴム等で拘束して支持する支持構造を用いて、車両の下部に取り付けられている。

特許第３３９１４８８号公報

従来の支持構造では、排気管のブラケットを防振ゴム等で拘束して支持しているが、それでも、車両において、排気管の共振に起因する車室の低周波振動が問題になる場合がある。この対策として、元の共振と同じ共振周波数の別の振動系を付加して、元の共振を打ち消すダイナミックダンパを用いる方法がある。しかしながら、車両の前方側のレイアウトとしては、十分なスペースが無く、ダイナミックダンパを設置することが困難である。

一方、上述した支持構造を無くすことも考えられるが、この場合、排気管が車体に当たらないように、耐熱性のある別体の緩衝材を設ける必要がある上、車体や排気管の強度を上げる必要もあるため、車両全体の大きな設計変更が必要となり、現実的に採用可能な構成ではない。

このように、排気管の支持構造において、大きな設計変更を行うことなく、排気管から車体側への振動の伝達を低減する構造が望まれている。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、排気管から車体側への振動の伝達を低減する車両の排気管の支持構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る車両の排気管の支持構造は、
車両の内燃機関の排気管を車体の下部に支持する車両の排気管の支持構造において、
前記排気管に取り付けられた支持部材と、
前記車体の下部に取り付けられた弾性部材と、
前記弾性部材を水平方向に貫通して設けられて、前記支持部材が挿通されると共に、挿通される前記支持部材より大きく形成された開口部とを有し、
前記開口部を、前記排気管の振動の大きさによっては、前記支持部材が前記開口部の内面に接触する大きさとし、当該接触により前記支持部材を前記開口部の内面で規制するようにしたことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る車両の排気管の支持構造は、
上記第１の発明に記載の車両の排気管の支持構造において、
前記開口部を、前記排気管の振動の大きさが許容範囲内である状態において、前記支持部材が前記開口部の内面に接触しない大きさとし、前記排気管の振動の大きさが前記許容範囲より大きいときには、前記支持部材を前記開口部の内面に接触させて、前記支持部材を前記開口部の内面で規制するようにしたことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る車両の排気管の支持構造は、
上記第１又は第２の発明に記載の車両の排気管の支持構造において、
前記支持部材と前記開口部の内面との間の隙間を、一部の方向において他の方向より小さくしたことを特徴とする。

本発明によれば、支持部材が挿通される開口部を、排気管の振動の大きさによっては、支持部材が開口部の内面に接触する大きさに形成し、当該接触により支持部材を開口部の内面で規制するようにしたので、排気管の振動の大きさが開口部の内面に接触しない大きさであるときには、排気管の共振が発生しても、排気管から車体側への振動伝達を防止し、排気管の共振に起因する車室の低周波振動の発生を防止して、良好な車体振動性能を確保することができる。一方、排気管の振動の大きさが開口部の内面に接触する大きさであるときには、排気管の支持部材が弾性部材の開口部の内面に接触して、その動きが規制されるので、振動による車体や排気管への影響を防止、低減することができ、車体や排気管の強度や耐久性を設計変更する必要はなくなる。

本発明に係る車両の排気管の支持構造の実施形態の一例として、その概略を示す斜視図である。 図１に示した車両の排気管の支持構造の詳細構造を示す図であり、（ａ）は、その平面図であり、（ｂ）は、その断面図である。 図１、図２に示した車両の排気管の支持構造の効果を示す図であり、運転席足下における上下加速振動を測定したグラフである。 図１、図２に示した車両の排気管の支持構造の効果を示す図であり、ハンドル１２時位置における上下加速振動を測定したグラフである。

以下、本発明に係る車両の排気管の支持構造の実施形態を、図１〜図４を参照して説明を行う。

（実施例１）
図１は、本実施例の車両の排気管の支持構造の概略を示す斜視図であり、図２（ａ）は、その詳細構造を示す平面図、図２（ｂ）は、その詳細構造を示す断面図であり、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。又、図３、図４は、図１、図２に示した車両の排気管の支持構造の効果を示す図であり、図３は、運転席足下における上下加速振動を測定したグラフ、図４は、ハンドル１２時位置における上下加速振動を測定したグラフである。なお、図１、図２中の「ＵＰ」は車両上方を示している。

本実施例の車両の排気管の支持構造は、排気管１１に取り付けられたブラケット１２（支持部材）と、ブラケット１２の両端部を後述する構造で支持する２つの弾性支持具２０とを有している。そして、車両のエンジン（図示省略）に接続された排気管１１は、ブラケット１２、弾性支持具２０を用いて、車体の下部に取り付けられて支持されている。

ブラケット１２は、その中央部分に排気管１１を挟み込むように、略Ｕ字形状となっている。更に、ブラケット１２の両端部が水平方向に折り曲げられて、この両端部の部分が、弾性支持具２０を構成する弾性部材２１の開口部２２に挿通されている。なお、開口部２２からの抜け止めのため、ブラケット１２の先端部分を大きくしている。

弾性支持具２０は、ゴムなど弾性材料からなる半円弧形状の弾性部材２１と、弾性部材２１の外周を拘束して保持する円弧状の保持板２３と、保持板２３の両端部が固定される平板状の固定板２４と、固定板２４に設けられたボルト２５とを有している。このボルト２５とナット１４を用いて、車体側（例えば、クロスメンバなど）の下部に取り付けられた補強板１３に、弾性支持具２０が固定されている。

弾性部材２１の中央部分には、半円弧形状の開口部２２が水平方向に貫通するように形成されており、その大きさは、挿通するブラケット１２の外径より大きくなっている。この開口部２２の大きさは、排気管１１の振動の大きさによっては、ブラケット１２が開口部２２の内面に接触するように形成されている。そして、開口部２２に挿通されたブラケット１２の端部は、エンジンが停止して、排気管１１が静止している状態（静的状態）において、ブラケット１２と開口部２２の内面との間に隙間Ｇを形成するように、開口部２２の略中心（中央）に位置している。

そして、排気管１１が静止している静的状態やエンジンや路面から大きな入力がなく、排気管１１の振動の大きさが許容範囲内である状態（便宜的に、準静的状態と呼ぶ。）において、ブラケット１２は、図２（ｂ）の実線に示すように、開口部２２の略中心（中央）に浮いている状態であり、弾性部材２１の開口部２２の内面に接触しない位置に配置されている。つまり、排気管１１及びブラケット１２は、車体側に拘束、規制されていない状態であり、振動が起こっても、排気管１１及びブラケット１２のみが振動することになる。従って、準静的状態においては、排気管１１の共振が発生しても、その振動が車体側に伝達されることはなく、排気管１１から車体側への振動伝達を防止するので、排気管１１の共振に起因する車室の低周波振動の発生を防止することができる。その結果、良好な車体振動性能を確保することができる。

一方、エンジンや路面から大きな入力がある場合、例えば、急加速、急減速に伴うエンジン回転数の大きな変動や大きな路面ギャップの通過などがある場合、その大きな入力に伴って、排気管１１の振動の大きさが許容範囲より大きくなってしまう。このような状態（便宜的に、動的状態と呼ぶ。）において、ブラケット１２は、図２（ｂ）の点線に示すように、弾性部材２１の開口部２２の内面に接触することになる。つまり、ブラケット１２は、弾性部材２１の開口部２２の内面により規制されることになる。従って、動的状態において、排気管１１が大きく振動すると、弾性部材２１の開口部２２が排気管１１及びブラケット１２の動き（大きな振動）を規制するストッパとして機能するので、振動による車体や排気管１１への影響を防止、低減することができる。その結果、それらの強度や耐久性、更には、動的隙間等を設計変更する必要はなくなる。つまり、既存の車両に本実施例の支持構造を適用しても、車体強度、排気管強度などが問題となることはない。

このように、本実施例では、開口部２２の大きさを、排気管１１の振動の大きさが許容範囲内である状態において、ブラケット１２が開口部２２の内面に接触しないように形成している。この許容範囲は、車体強度、排気管１１の強度、動的隙間などを考慮して、これらに影響がないように設定すればよい。なお、これは一例であり、低減したい低周波振動や車体強度、排気管１１の強度、動的隙間などに応じて、開口部２２の大きさは適宜に設定可能であり、又、後述するように、開口部２２の内面の周方向位置（ブラケット１２の振動方向に対応する位置）に応じて、形成する隙間が異なるようにしてもよい。

ここで、振動低減の効果について、本実施例の支持構造と、排気管のブラケットを常に防振ゴムで拘束している従来の支持構造とを比較してみた。まず、運転席足下の上下加速振動を確認してみると、図３に示すように、エンジン回転数２２００〜２８００ｒｐｍにおいて、本実施例での振動が従来と比較して下がっており、車体振動が低減していることがわかる。同様に、ハンドル１２時位置の上下加速振動を確認してみると、図４に示すように、エンジン回転数２２００〜２８００ｒｐｍにおいて、本実施例での振動が従来と比較して下がっており、ここでも、車体振動が低減していることがわかる。

なお、本実施例では、弾性部材２１を半円弧形状にしているが、半円弧形状に限らず、例えば、円形状、楕円形状などとしてもよい。又、弾性部材２１の開口部２２も半円弧形状にしているが、半円弧形状に限らず、例えば、円形状、楕円形状としてもよい。全ての振動方向でブラケット１２の規制を等しくしたい場合には、開口部２２を円形状とすればよいが、本実施例では、ブラケット１２が補強板１３側へ動いたときの規制のため、半円弧形状の開口部２２の車体側を円弧の弦の部分として、その隙間Ｇを小さくしており、車体や排気管１１への影響をより低減している。又、開口部２２を楕円形状として、車両上下方向に振動する場合と車両左右方向に振動する場合おいて、ブラケット１２への規制を変えるようにしてもよい。このように、形成する隙間Ｇを、一部の方向において他の方向より小さくするようにしてもよい。

又、本実施例において、高温になる排気管１１に対し、弾性部材２１は通常接触していないので、弾性部材２１の材料として、耐熱性の高くないものも使用可能となり、部品コスト削減を図ることも可能である。

本発明は、車両の排気管を支持する際の支持構造として適用可能なものである。

１１ 排気管
１２ ブラケット（支持部材）
２０ 弾性支持具
２１ 弾性部材
２２ 開口部

Claims (3)

1. 車両の内燃機関の排気管を車体の下部に支持する車両の排気管の支持構造において、
   前記排気管に取り付けられた支持部材と、
   前記車体の下部に取り付けられた弾性部材と、
   前記弾性部材を水平方向に貫通して設けられて、前記支持部材が挿通されると共に、挿通される前記支持部材より大きく形成された開口部とを有し、
   前記開口部を、前記排気管の振動の大きさによっては、前記支持部材が前記開口部の内面に接触する大きさとし、当該接触により前記支持部材を前記開口部の内面で規制するようにしたことを特徴とする車両の排気管の支持構造。
2. 請求項１に記載の車両の排気管の支持構造において、
   前記開口部を、前記排気管の振動の大きさが許容範囲内である状態において、前記支持部材が前記開口部の内面に接触しない大きさとし、前記排気管の振動の大きさが前記許容範囲より大きいときには、前記支持部材を前記開口部の内面に接触させて、前記支持部材を前記開口部の内面で規制するようにしたことを特徴とする車両の排気管の支持構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両の排気管の支持構造において、
   前記支持部材と前記開口部の内面との間の隙間を、一部の方向において他の方向より小さくしたことを特徴とする車両の排気管の支持構造。

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