JP3252735B2 - 内燃機関用排気管装置 - Google Patents

内燃機関用排気管装置

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JP3252735B2 JP00310397A JP310397A JP3252735B2 JP 3252735 B2 JP3252735 B2 JP 3252735B2 JP 00310397 A JP00310397 A JP 00310397A JP 310397 A JP310397 A JP 310397A JP 3252735 B2 JP3252735 B2 JP 3252735B2
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
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    • F16L27/127Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement with means for locking the longitudinal adjustment or movement in the final mounted position
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、横置式内燃機関の
排気管装置に関する。
【0002】
【従来の技術】実開平2−103119号公報は、縦置
式内燃機関(内燃機関長手方向を車両前後方向にして車
両に搭載した内燃機関)の排気管装置を示しており、図
5に示すように、排気管22のうちエンジン回転軸芯2
3を横切って車両幅方向に延びる部分22aに、該部分
22aと同方向にフレキシブルチューブ24を配置し
て、フレキシブルチューブ24のねじりをほとんど伴な
うことなく、縦置式内燃機関21のロール振動(ロール
方向を符号25で示す)を吸収するようにした排気管装
置を開示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の振動吸
収装置を横置式内燃機関(内燃機関長手方向を車両幅方
向にして車両に搭載した内燃機関)26の排気管装置に
適用した場合、図6に示すように、内燃機関26のロー
ル振動時(ロール方向を符号27で示す)に排気管22
のうち車両幅方向に延びる部分22aには曲げの他にね
じり(内燃機関のロール振動の角度と同じ角度のねじ
り)が生じ、フレキシブルチューブ24にねじりがかか
る。フレキシブルチューブ24は曲げには柔で曲げ振動
を逃がすことができるが、ねじりには剛で振動遮断効果
をもたないので、排気管の振動低減効果が低下するとと
もに、フレキシブルチューブ24自体の耐久性が低下す
るという問題がある。本発明の課題または目的は、振動
遮断機構にほとんどねじりをかけずに内燃機関のロール
振動時の排気系の振動を吸収することができる横置式内
燃機関用排気管装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題または目的を達
成する本発明はつぎの通りである。横置式内燃機関に接
続され、車両幅方向に斜めに曲がる曲がりをもつ排気管
と、排気系の途中に配置された振動遮断機構を備えてい
る内燃機関用排気管装置であって、前記振動遮断機構を
平面視で前記排気管装置の慣性主軸上または慣性主軸の
直近に配置するとともに、前記振動遮断機構の軸方向を
前記慣性主軸を含む鉛直面内方向にほぼ合わせた内燃機
関用排気管装置。
【0005】横置式内燃機関がロール振動(機関長手方
向軸芯まわりの回転振動)したとき、排気管装置は全体
としては慣性主軸を含む鉛直面内で曲げ振動をし、慣性
主軸まわりのねじり振動はほとんど起こらない。したが
って、排気管装置の慣性主軸上またはその直近に配置さ
れかつ振動吸収方向を車両前後方向に延びる鉛直面内に
ほぼ合わせて配置された振動遮断機構には、横置式内燃
機関のロール振動時にねじりがほとんどかからず、振動
遮断機構は内燃機関ロール振動時の排気管装置の曲げ振
動を効果的に吸収することができる。また、ねじりがほ
とんどかからないことによって振動遮断機構自体の耐久
性も向上する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明実施例の内燃機関の排気管
装置を図1〜図4を参照して説明する。図1および図2
に示すように、本発明実施例の内燃機関用排気管装置1
は、FF車(フロントエンジンフロントドライブ車)の
横置式内燃機関13に接続され、車両幅方向に斜めに曲
がる曲がり15をもつ排気管7、8、9と、排気系の途
中に配置された振動遮断機構12、5(第1振動遮断機
構12、第2振動遮断機構5)と、排気系の途中に設け
られたマス3、4、6と、を備えている。振動遮断機構
12、5は、図1の平面視で、排気管装置1の慣性主軸
(慣性モーメントの主軸で、ほぼ車両前後方向に延びる
もの)11上または慣性主軸11の直近に配置されてい
る。また、振動遮断機構12、5の軸方向は慣性主軸1
1を含む鉛直面内方向にほぼ合わせられている。
【0007】排気管装置1は、エキゾストマニホルドa
と、フロントアッセンブリbと、テールパイプアッセン
ブリcと、の連結からなる。フロントアッセンブリbは
内燃機関13のエキゾストマニホルドaに連結フランジ
2で連結されている。第1振動遮断機構12は、連結フ
ランジ2の直下に設けられている。第2振動遮断機構5
は、フロントアッセンブリbとテールパイプアッセンブ
リcとの連結部に設けられている。
【0008】フロントアッセンブリbは、触媒コンバー
タ3、サブマフラ4、およびこれらを接続する排気管
7、8、9で構成される。また、テールパイプアッセン
ブリcはメインマフラ6、テールパイプ10で構成され
る。触媒コンバータ3、サブマフラ4、メインマフラ6
は他の部品に比べて重量物であり、排気系のマス(質量
体)を構成する。また、排気管7、8、9は、フロント
アッセンブリbとテールパイプアッセンブリcの範囲
で、車両搭載上の制約からdのオフセット設計となって
おり、オフセットのために車両幅方向に斜めに曲がる曲
がり15を有している。図1、図2では、エキゾストマ
ニホルドa、排気管7、8、9は、それぞれ1本の線で
示してある。
【0009】振動遮断機構12、5は、系の曲げ振動を
吸収する(逃がす)ことができる機構からなり、フレキ
シブルジョイントまたはボールジョイントが使用され
る。前側の第1振動遮断機構12にはフレキシブルジョ
イントが用いられ、後側の第2振動遮断機構5にはボー
ルジョイントが用いられる。
【0010】第1振動遮断機構12を構成するフレキシ
ブルジョイントは、図3に示すように、2つの管要素1
2a、12bをベローズ12cで気密に連結したもので
あり、第2振動遮断機構5を構成するボールジョイント
は、図4に示すように、2つの管要素5a、5bを球面
ガスケット5cを挟んで2つのボルト5e、ナット5f
で連結し、ボルト5eまわりにスプリング5dを配した
ものからなる。
【0011】フレキシブルジョイントからなる第1振動
遮断機構12は軸方向を上下方向に向けてあり、内燃機
関がロール振動(ロール振動の方向を符号14で示す)
した時に排気管7の上下方向に延びる部分に生じる上下
方向変位をベローズ12cの軸方向引張圧縮で吸収する
(逃がす)ようにしてある。
【0012】ボールジョイントからなる第2振動遮断機
構5は軸方向を慣性主軸11の方向にほぼ合わせてあ
り、内燃機関がロール振動した時に排気管9とメインマ
フラ6のバネ−マス系の揺り返しにより排気系全体の振
動が増幅される時に排気管9に生じる上下方向曲げ振動
を、ボールジョイント5の曲げ方向屈曲で吸収する(逃
がす)ようにしてある。
【0013】つぎに、作用を説明する。横置式内燃機関
13のロール振動(ロール振動の方向を符号14で示
す)が排気管装置1に加わると、慣性主軸11の近傍に
設定した第1振動遮断機構12により、ベローズ12c
の軸方向引張圧縮により、振動が効果的に吸収され、そ
れより後部への振動伝達が低減される。したがって、第
1振動遮断機構12より後部の振動振幅が小さくなる。
【0014】また、内燃機関13のロール振動が大きい
場合には、とくに排気管後方のマス(メインマフラ6)
の影響も受ける。とくに、排気管9とメインマフラ6の
バネ−マス系の揺り返しにより、排気系全体の振動が増
幅されるが、第2振動遮断機構5はこの揺り返し振動を
吸収し、振動増幅を抑える。
【0015】上記振動吸収においては、排気系全体が慣
性主軸11を含む鉛直面内で曲げ振動しようとするが、
第1振動遮断機構12、第2振動遮断機構5が慣性主軸
11上かその直近にあるので、第1振動遮断機構12、
第2振動遮断機構5にはねじりがかからないか、または
ほとんどかからず、主に曲げか引張圧縮がかかる。第1
振動遮断機構12、第2振動遮断機構5はフレキシブル
ジョイント、ボールジョイントからなり、両ジョイント
とも曲げ、引張圧縮を無理無く吸収するので、排気系全
体の振動が効果的に低減される。フレキシブルジョイン
ト、ボールジョイントはねじりに対しては剛で、振動吸
収効果をほとんどもたず、ねじりがかかると耐久性が低
下するが、第1振動遮断機構12、第2振動遮断機構5
ともねじりがほとんどかからないので、耐久性も向上さ
れる。
【0016】
【発明の効果】本発明の内燃機関用排気管装置によれ
ば、振動遮断機構を排気管装置の慣性主軸上またはその
直近に配置しかつ振動遮断機構の振動吸収方向を車両前
後方向に延びる鉛直面内にほぼ合わせて配置したので、
横置式内燃機関のロール振動時に振動遮断機構にねじり
がほとんどかからず、振動遮断機構は内燃機関ロール振
動時の排気管装置の曲げ振動を効果的に吸収することが
できる。また、ねじりがほとんどかからないことによっ
て振動遮断機構自体の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の内燃機関用排気管装置の平面図
である。
【図2】図1の内燃機関用排気管装置の側面図である。
【図3】図1の装置の第1振動遮断機構として用いられ
るフレキシブルジョイントの断面図である。
【図4】図1の装置の第2振動遮断機構として用いられ
るボールジョイントの半断面側面図である。
【図5】従来の縦置式内燃機関の排気管装置の平面図で
ある。
【図6】従来の縦置式内燃機関の排気管装置における振
動遮断機構配置を横置式内燃機関の排気管装置に適用し
た場合の仮想の排気管装置の平面図である。
【符号の説明】
1 排気管装置 2 締結フランジ 3 触媒コンバータ 4 サブマフラ 5 第2振動遮断機構(ボールジョイント) 6 メインマフラ 7、8、9 排気管 11 慣性主軸 12 第1振動遮断機構(フレキシブルジョイント) 13 内燃機関 14 ロール振動方向 15 曲がり
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−256130(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 7/08 F16L 27/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 横置式内燃機関に接続され、車両幅方向
    に斜めに曲がる曲がりをもつ排気管と、排気系の途中に
    配置された振動遮断機構を備えている内燃機関用排気管
    装置において、前記振動遮断機構を平面視で前記排気管
    装置の慣性主軸上または慣性主軸の直近に配置するとと
    もに、前記振動遮断機構の軸方向を前記慣性主軸を含む
    鉛直面内方向にほぼ合わせたことを特徴とする内燃機関
    用排気管装置。
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