JP3759468B2 - 車両における消音器の支持構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両、主として自動車の車体前部に配置された走行用エンジンから車体の後方へ伸びる排気系に接続される消音器の、車体への支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車などの車両において、走行用のエンジンを、車体の前部に配置したものでは、該エンジンの排気系は、車体の前部からその後方へ向けて延長されていて、該排気系を流れる排ガスを車体後方へ排出させるようにするのが一般的あるが、かかる排気系は、車両の前後方向に長く延長されて、そこには触媒、補助の一次消音器、主の二次消音器などの重量物が間隔をおいて接続されるため、車両の走行時（定速走行、加速走行時）に排気系に発生する振動は、多次の曲げモードにより、図７（ａ）に示すように、複数の節（振幅が零または極小となる点）を有し、二次消音器の前後方向の中央位置（中心位置）にそれらの節の一つが存在していることから、車両走行時に、二次消音器から車体に伝わる振動を最小限に抑えるには、該二次消音器の前後方向の中央位置（中心位置）を車体に支持することが望ましい。
【０００３】
そこで、従来では、たとえば、図６に示すように、消音器の前後方向の中央位置（中心位置）に巻いたバンドをステーおよびマウントラバーを介して車体に支持するようにした支持手段や、図示しないが、消音器の上部長手方向にブラケットを橋渡し支持し、このブラケットの、消音器の前後方向の中央位置（中心位置）を通る位置を、マウントラバーを介して車体に支持するなどの支持手段が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、車両がエンジンのアイドル運転状態で停止しているときには、排気系に加わる振動系は多次曲げモードから一次曲げモードに変わるため、その振動系の節の位置が変移し、具体的には、図７（ｂ）に示すように、車両の走行時（定速走行、加速走行時）に二次消音器の前後方向の中央位置（中心位置）にあった振動系の節がその前方に変移し、これにより、前記従来の二次消音器の支持手段では、車両がエンジンのアイドル運転状態で停止しているときに、二次消音器から車体側へ伝達される振動が大きくなるという問題があり、また、この問題を解決するためには、その支持構造が複雑になり、消音器の支持コストが嵩むという問題もある。
【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、車両が走行状態にあるときも、また車両が、エンジンのアイドル運転状態で停止しているときも、消音器からの振動が車体に伝わりにくいようにし、さらに消音器の車体への支持構造を簡素化して、その支持コストを低減できるようにした、新規な車両における消音器の支持構造を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本請求項１記載の発明は、車両の車体前部に配置された走行用エンジンに連結されて該エンジンから車体の後方へ伸びる排気系が、エキゾーストマニホールドと、第１の排気管と、触媒と、第２の排気管と、一次消音器と、第３の排気管と、二次消音器とをこの順序で排気上流側より順次備えていて、第１の排気管の下流端と、一次消音器と、二次消音器とが車体に吊り下げ支持され、車両の走行時には、排気系全体の多次曲げモードにより二次消音器に生じる振動の節が、該二次消音器の前後方向中央位置にあり、一方、車両のアイドル停止時には、排気系全体の曲げモードが多次モードから一次曲げモードに変わることにより、前記振動の節が二次消音器の前後方向中央位置から前方に変移する車両における消音器の支持構造であって、前記消音器の車両前後方向の前端部に固定されていて、該前端部より消音器の後方へ伸びる吊り下げ部材により、消音器の前後方向中央位置よりも前方に位置する車体支持部に消音器を一点にて片持ち吊り下げ支持したことを特徴としており、かかる特徴によれば、車両の走行時の車体側への振動伝達低減効果をさほど犠牲にすることなく、車両のアイドル停止時での車体への振動伝達をも低減することができ、さらに消音器の車体への支持構造が簡素化してその支持構造のコストダウンを図ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１は、本発明車両における消音器の支持構造の全体側面図、図２は、図１の２線矢視の仮想円部分の拡大斜視図、図３は、図２の３線矢視平面図、図４は、図３の４−４線に沿う一部破断側面図、図５は、図４の５線矢視の仮想円部分の拡大図である。
【０００９】
本実施例は、自動車の走行用エンジンの排気系に、本発明を実施した場合であり、図１において、自動車の車体前部には、前後のエンジンマウントＭｆ，Ｍｒを介してその走行用エンジンＥが横置き（そのクランク軸Ｓｃが、自動車の前後方向と直交する方向）に搭載されている。エンジンＥの頭部前面に開口される吸気ポートには、吸気系Ｉｎが接続され、またその後面に開口される排気ポートには、排気系Ｅｘが接続される。この排気系Ｅｘは、前記排気ポートに上流端が一体に接続されるエキゾーストマニホールドＭｅと、排気管Ｐｅとを備えている。前記排気管Ｐｅは、自動車の床下を、前後方向に長く伸びており、エキゾーストマニホールドＭｅの下流端に球面ジョイントＪｂを介して接続される第１の排気管１と、この第１の排気管１の下流端にフレキシブルチューブＴｆおよび触媒Ｃａを介して接続される第２の排気管２と、この第２の排気管２に補助の消音器である一次消音器Ｍ１を介して接続される第３の排気管３とより構成され、この第３の排気管３の下流端には、主の消音器である二次消音器Ｍ２が接続されている。
【００１０】
前記第１の排気管１の上流端の球面ジョイントＪｂ部分は、ステー４を介して前記エンジンＥのエンジン本体に支持され、またその第１の排気管１の下流端のフレキシブルチューブＴｆ部分は、マウントラバーを介して車体Ｂに吊り下げ支持され、さらに、前記一次消音器Ｍ１の後端部はマウントラバーを介して車体Ｂに吊り下げ支持されている。
【００１１】
前記二次消音器Ｍ２は、本発明にかかる支持構造を介して車体Ｂに吊り下げ支持される。
【００１２】
つぎに、図２〜５を参照して、本発明にかかる二次消音器Ｍ２の、車体Ｂへの支持構造について詳細に説明する。
【００１３】
前記二次消音器Ｍ２のケーシングは、横断面楕円形状のシェル６と、その開口前端を気密に封緘する前部エンドプレート７と、その開口後端を気密に封緘する後部エンドプレート８とより構成されており、図５に示すように、前記シェル６は、２枚のシェル板６Ｐ，６Ｐを積層し、そのシェル板６Ｐ，６Ｐの外面に環状の間隙をあけてカバープレート６ｃを被着して構成され、このカバープレート６ｃの長手方向の両端部は、シェル６の外面に接合される。また、前記前、後部エンドプレート７，８は、外方に凸の球面状に形成され、前部エンドプレート７には、前記第３の排気管３の下流端が連通接続され、また後部エンドプレート８には、大気に開口するテールパイプ９の上流端が連通接続される。
【００１４】
なお、二次消音器Ｍ２の内部には、排気消音装置が内装されるが、該装置は従来公知のものであるので、その説明を省略する。
【００１５】
二次消音器Ｍ２の前端部、具体的には、前記シェル６の周縁部と、前部エンドプレート７の外周縁との溶接固定部には、前記第３の排気管３を避けるようにして、この二次消音器Ｍ２を、車体Ｂに吊り下げ支持するための吊り下げ部材１２を固定するためのブラケット１１が溶接固定されている。
【００１６】
ところで、二次消音器Ｍ２のシェル板６Ｐ，６Ｐおよび前部エンドプレート７は、それらの板厚が何れも薄く形成（シェル６は、厚さ０．５ｍｍのシェル板６Ｐ，６Ｐを２枚重ね、前部エンドプレート７は厚さ１．０ｍｍ）されているので、そのままシェル６の前端部に前記ブラケット１１を溶接固定するには、強度的に無理があるので、前記ブラケット１１の溶接固定部は補強されている。すなわち、図５に最も明瞭に示すように、シェル６を構成する２枚重ねのシェル板６Ｐ，６Ｐの端縁部は、径方向外側から長手方向内側に向けて断面Ｕ字状に反転屈曲されて反転端部６ｅが形成され、一方前部エンドプレート７の外周縁は、前記シェル６の断面Ｕ字状の反転端部６ｅを覆うようにループ状に屈曲され、その屈曲端部７ｅは、前記シェル６の反転端部６ｅの外面に重ね合わされて固定される。以上により、二次消音器Ｍ２の、ブラケット１１の溶接固定部は、多重構造となって実質的な板厚がかなり厚くなり、前記ブラケット１１を溶接するのに充分な強度を保有するように補強される。
【００１７】
前述のようにして補強された、シェル６の反転端縁６ｅと、前部エンドプレート７の屈曲端部７ｅとの接合部の径方向の上下個所にて、図２，４に示すように、前部エンドプレート７の外面を径方向に上下に橋渡すように配置されるブラケット１１が溶接固定される。図２，４に示すように、前記ブラケット１１は、前部エンドプレート７の球面状外面に沿うように湾曲形成され、その中間部外面にスティフナ１１ｓを溶接して補強されている。前記ブラケット１１の上部は、消音器本体５の上縁よりも上方に突出していて、その上部に吊り下げ部材１２の基部が溶接固定され、該吊り下げ部材１２は、ブラケット１１に片持支持されていて、消音器本体の上方中央部を、その長手方向後方に伸びており、その後部は、二次消音器Ｍ２の前後方向中央位置（中心位置）Ｃより前方に位置している。そして吊り下げ部材１２の後端にポペット状の係止部１２ｅが一体に形成されている。
【００１８】
二次消音器Ｍ２の上方の車体Ｂには、該二次消音器Ｍ２の前後方向中央位置（中心位置）Ｃよりも前方に距離Ｄ（図４参照）を隔てて該二次消音器Ｍ２の車体支持部Ｓが設けられ、この車体支持部Ｓには、アングル状に屈曲した一対に支持棒１４ｓ，１４ｓよりなる支持部材１４が溶接固定されており、これらの支持棒１４ｓ，１４ｓの水平支持部の自由端にはポペット状の係止部１４ｅ，１４ｅが一体に形成されている。前記一対の支持棒１４ｓ，１４ｓの水平支持部には、ブロック状のマウントラバー１５が貫通支持され、前記係止部１４ｅ，１４ｅは、マウントラバー１５を係止してそこからの抜け出しを防止している。
【００１９】
前記マウントラバー１５には、前記吊り下げ部材１２の長手方向に沿って支持孔１６が貫通して設けられ、この支持孔１６に、吊り下げ部材１２の自由端部が抜差自在に貫通支持され、該吊り下げ部材１２の後端の係止部１２ｅは、吊り下げ部材１２のマウントラバー１５からの抜け出しを防止している。
【００２０】
以上により、図２〜４に示すように、二次消音器Ｍ２は、その前後方向中央位置（中心位置）Ｃよりも前方位置が、該二次消音器Ｍ２の車体前後方向の前端部に片持状に支持される吊り下げ部材１２により、マウントラバー１５を介して弾性支持される。
【００２１】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【００２２】
いま、エンジンＥの運転により、そこから排出された排気は、エキゾーストマニホールドＭｅ、球面ジョイントＪｂ、第１の排気管１、触媒Ｃａ、第２の排気管２、一次消音器Ｍ１、第３の排気管３および二次消音器Ｍ２を通り大気に放出される。そして、排気系Ｅｘを流れる排気は、触媒Ｃａ内で、その排気中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害成分が浄化除去され、また一次消音器Ｍ１内で排気音が補助的に一次消音され、さらに二次消音器Ｍ２では、排気音の主たる二次消音が行われる。
【００２３】
ところで、自動車の走行（定速走行、加速走行）時には、排気系Ｅｘの全体の多次曲げモードにより、図７（ａ）に示すように、二次消音器Ｍ２に生じる振動の節は、該二次消音器Ｍ２の前後方向中央位置（中心位置）Ｃにあり、一方自動車のアイドル停止時には、排気系Ｅｘ全体の曲げモードが多次モードから一次曲げモードに変わることにより、図７（ｂ）に示すように、二次消音器Ｍ２に生じる振動の節は、該二次消音器Ｍ２の前後方向中央位置（中心位置）Ｃから若干前方に変移するが、この実施例では、二次消音器Ｍ２の車体Ｂへの支持位置を、該二次消音器Ｍ２に前後方向の中央位置（中心位置）Ｃよりも若干前方に偏倚させたので、自動車の走行時の車体Ｂ側への振動伝達低減効果をさほど犠牲にすることなく、自動車のアイドル停止時での車体Ｂ側への振動伝達低減効果をも果たすことが可能になり、換言すれば、自動車の走行時、アイドル停止時のいずれの場合にも、二次消音器Ｍ２から車体Ｂへ伝達される振動の低減効果を両立させることができる。
【００２４】
また、二次消音器Ｍ２の車体Ｂ側への支持位置が該二次消音器Ｍ２の前後方向の中央位置（中心位置）Ｃよりも前方へ偏倚するので、二次消音器Ｍ２は、その前端部から吊り下げ部材１２を介して一点にて、該二次消音器Ｍ２の動きの最も少ないところで車体Ｂに片持ち吊り下げ支持されていることにより、この片持ち一点支持が、二次消音器Ｍ２から車体Ｂへの振動伝達を最も効果的に低減することができ、また前記ブラケット１１および吊り下げ部材１２の小型軽量化を可能とし、しかもボルト・ナットなどの締結部材が不要であることから、二次消音器Ｍ２の車体Ｂへの支持構造を簡素化して、二次消音器Ｍ２の支持コストを大幅にダウンさせることができる。
【００２５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。たとえば、前記実施例では、消音器の支持構造を自動車に実施した場合を説明したが、これを他の車両にも実施でき、また前記実施例では、本発明を二次消音器の支持構造に実施した場合を説明したが、前記課題の存する他の消音器の支持構造にも実施できることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、車体前部の走行用エンジンに連結されて車体の後方へ伸びる排気系が、エキゾーストマニホールドと、第１の排気管と、触媒と、第２の排気管と、一次消音器と、第３の排気管と、二次消音器とをこの順序で排気上流側より順次備えていて、第１の排気管の下流端と、一次消音器と、二次消音器とが車体に吊り下げ支持され、車両の走行時には、排気系全体の多次曲げモードにより二次消音器に生じる振動の節が、該二次消音器の前後方向中央位置にあり、一方、車両のアイドル停止時には、排気系全体の曲げモードが多次モードから一次曲げモードに変わることにより、前記振動の節が二次消音器の前後方向中央位置から前方に変移する車両における消音器の支持構造において、消音器の車両前後方向の前端部に固定されていて、その前端部より消音器の後方へ伸びる吊り下げ部材により、消音器の前後方向中央位置よりも前方に位置する車体支持部に消音器を吊り下げ支持したので、車両の走行時の車体側への振動伝達低減効果をさほど犠牲にすることなく、車両のアイドル停止時での車体への振動伝達をも低減することができる。
【００２７】
また二次消音器の車体側への支持位置が該二次消音器の前後方向の中央位置よりも前方へ偏倚し、二次消音器は、その前端部から吊り下げ部材を介して一点にて、該二次消音器の動きの少ないところで車体に片持ち吊り下げ支持されていることにより、この片持ち一点支持で、二次消音器から車体への振動伝達を効果的に低減することができる。しかも前記片持ち一点支持により、吊り下げ部材の小型軽量化を可能とし、消音器の車体への支持構造を簡素化して、消音器の支持コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両における消音器の支持構造の全体側面図
【図２】 図１の２線矢視の仮想円部分の拡大斜視図
【図３】 図２の３線矢視平面図
【図４】 図３の４−４線に沿う一部破断側面図
【図５】 図４の５線矢視の仮想円部分の拡大図
【図６】 従来の車両における消音器の支持構造の平面図
【図７】 車両の走行時およびアイドル停止時の排気装置の振動系を示す図
【符号の説明】
Ｂ・・・・・・・・・・車体
Ｃ・・・・・・・・・・消音器の前後方向中央位置（中心位置）
Ｅ・・・・・・・・・・エンジン
Ｅｘ・・・・・・・・・排気系
Ｍ２・・・・・・・・・消音器（二次消音器）
Ｓ・・・・・・・・・・車体支持部
１２・・・・・・・・・吊り下げ部材

Claims (1)

1. 車両の車体前部に配置された走行用エンジン（Ｅ）に連結されて該エンジン（Ｅ）から車体（Ｂ）の後方へ伸びる排気系（Ｅｘ）が、エキゾーストマニホールド（Ｍｅ）と、第１の排気管（１）と、触媒（Ｃａ）と、第２の排気管（２）と、一次消音器（Ｍ１）と、第３の排気管（３）と、二次消音器（Ｍ２）とをこの順序で排気上流側より順次備えていて、第１の排気管（１）の下流端と、一次消音器（Ｍ１）と、二次消音器（Ｍ２）とが車体（Ｂ）に吊り下げ支持され、車両の走行時には、排気系（Ｅｘ）全体の多次曲げモードにより二次消音器（Ｍ２）に生じる振動の節が、該二次消音器（Ｍ２）の前後方向中央位置（Ｃ）にあり、一方、車両のアイドル停止時には、排気系（Ｅｘ）全体の曲げモードが多次モードから一次曲げモードに変わることにより、前記振動の節が二次消音器（Ｍ２）の前後方向中央位置（Ｃ）から前方に変移する車両における消音器の支持構造であって、
   前記消音器（Ｍ２）の車両前後方向の前端部に固定されていて、該前端部より消音器（Ｍ２）の後方へ伸びる吊り下げ部材（１２）により、消音器（Ｍ２）の前後方向中央位置（Ｃ）よりも前方に位置する車体支持部（Ｓ）に消音器（Ｍ２）を一点にて片持ち吊り下げ支持したことを特徴とする、車両における消音器の支持構造。

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