JP4919175B2 - 車両の排気管構造 - Google Patents

Description

本発明は、車幅方向側部に変速機を連結して成るエンジンを車体前部に搭載し、該エンジンから車両後方へ向かって延びる排気管に触媒コンバータとフレキシブルチューブを配設して成る車両の排気管構造に関するものである。

例えば、車両には、エンジンの前面に排気マニホールドを介して接続された排気管をエンジン下部に装着されたオイルパンの下方の空間を通過させて車両後方へ延設し、該排気管のオイルパン下方を通過する部分に該排気管より大径のフレキシブルチューブを配設する構成を採用したものがある。

斯かる車両の衝突時等においてエンジンに車両前方からの外力が作用した場合、該エンジンはこれに接続された排気管の変形によって車両後方へ移動し、そのときの衝撃は排気管の変形によって吸収される。この場合、排気管が車両前方からの外力に対して変形しにくい構造であると、車両の衝撃吸収性能が低くて車両が大きな衝撃を受けるという問題が発生する。

そこで、排気管の変形を促進するために該排気管にフレキシブルチューブを配設する構成が採用されており、例えば特許文献１には、ステアリングギヤの位置を低くしてフレキシブルチューブの小型化を図るため、横置きタイプのエンジンに接続された排気管のステアリングギヤの横方向部材の上方部分を凸状に湾曲させ、この湾曲部分にフレキシブルチューブをその軸線がクランクシャフトセンタに向くよう配設する構成が提案されている。

又、特許文献２には、前輪駆動車両において、排気管を前輪のドライブシャフトやステアリングギヤボックスと干渉しないようコンパクトにレイアウトするとともに、車両衝突時の衝撃吸収性能を高めるための排気管の配置構造が提案されている。具体的には、エンジンのシリンダヘッドの後面に結合した排気マニホールドから車体後方に延びる第１排気管と第２排気管及び触媒コンバータを２個のフレキシブルジョイントで接続するとともに、第１及び第２排気管の最下点の前後に後下がりの第１傾斜部と後上りの第２傾斜部を設け、第１傾斜部の前後に前輪のドライブシャフトとステアリングギヤボックスをそれぞれ配置する構成が提案されている。
特公平７−１０７３６５号公報 特開２０００−３４５８３７号公報

しかしながら、特許文献１には車両の衝撃吸収性能を高めるための排気管の具体的な構成は開示されておらず、特許文献２に記載された構造では、排気管には１つの屈曲部しか設けられていないために車両衝突時の排気管の屈曲変形量が小さく、高い衝撃吸収性能を確保することができないという問題がある。又、特許文献２には、排気管及びフレキシブルチューブとオイルパンとの配置関係については開示されていない。

ところで、エンジンの前面に接続された排気管をオイルパン下方の空間を通過させて車両後方へ延設し、該排気管のオイルパン下方を通過する部分に該排気管より大径のフレキシブルチューブを配設する排気管構造を採用した場合、オイルパンの容積が排気管やフレキシブルチューブによって制限されるためにオイルパンに収容される潤滑油の量が減少するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、車両の衝撃吸収性能を高めるとともに、オイルパンに収容される潤滑油量を増やしてエンジンの潤滑性能を高めることができる車両の排気管構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、車幅方向側部に変速機を連結して成るエンジンを車体前部に搭載し、深底部と浅底部とを備えたオイルパンを前記エンジンの下部に装着し、エンジンの前面部に下方へ延びる排気管を接続し、該排気管を前記オイルパンの車両前方において車両後方へ湾曲させるとともにオイルパンの浅底部の下方の空間を通過させて車両後方へ延設し、該排気管のオイルパンの浅底部の下方を通過する部分に該排気管より大径のフレキシブルチューブを配設して成る車両の排気管構造において、
前記排気管を車両下方から見た場合、該排気管の前記フレキシブルチューブの上流側に車幅方向において前記オイルパンの深底部から浅底部に向かって突出する円弧状の第１の湾曲部を形成するとともに、該第１の湾曲部と逆方向に湾曲する第２の湾曲部を排気管の前記フレキシブルチューブの下流側に形成し、
前記フレキシブルチューブの下流部が車幅方向において上流部よりも前記オイルパンの深底部に近接するように該フレキシブルチューブの軸線を車両前後方向に対して傾斜させるとともに、フレキシブルチューブの下流部をオイルパンの深底部の後側壁よりも車両後方に突出させ、
前記オイルパンの深底部と浅底部を繋ぐ縦壁部に、前記フレキシブルチューブの上流側の拡径部の車両前方側に突出する突出部を形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記オイルパンの浅底部の車幅方向一端部に、浅底部より下方に突出する変速機接合面を形成するとともに、前記排気管の第１の湾曲部を車幅方向においてオイルパンの前記変速機接合面よりも前記縦壁部に近い位置に配設したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、排気管を車両下方から見た場合、該排気管のフレキシブルチューブの上流側に車幅方向においてオイルパンの深底部から浅底部に向かって突出する円弧状の第１の湾曲部を形成するとともに、該第１の湾曲部と逆方向に湾曲する第２の湾曲部を排気管のフレキシブルチューブの下流側に形成したため、車両前方からの外力が排気管に作用した場合、排気管はフレキシブルチューブの上流側と下流側に形成された第１及び第２の湾曲部で変形して湾曲する。このとき、フレキシブルチューブの下流部が車幅方向において上流部よりもオイルパンの深底部に近接するように該フレキシブルチューブの軸線を車両前後方向に対して傾斜させるとともに、フレキシブルチューブの下流部をオイルパンの深底部の後側壁よりも車両後方に突出させているため、排気管の第１及び第２の湾曲部の変形によってフレキシブルチューブの外周面がオイルパンの深底部と浅底部を繋ぐ縦壁部に当接する。

そして、オイルパンの深底部と浅底部を繋ぐ縦壁部に、フレキシブルチューブの上流側の拡径部の車両前方側に突出する突出部を形成したため、排気管の第１及び第２の湾曲部の変形が進行すると、オイルパンの突出部がフレキシブルチューブの拡径部に当接して該フレキシブルチューブを車両後方へ押す。更に、フレキシブルチューブがオイルパンの縦壁部と後側壁の角部で後側壁側に折れ曲がるため、排気管の車両前後方向の長さが縮小する。

以上の結果、車両衝突時等に排気管が車両前後方向に圧縮変形する量を増加させることができる。このため、エンジンの車両後方への移動量が増加するとともに車体の変形量が増加し、車両の衝撃吸収性能が高められる。

又、オイルパンの縦壁部に形成された突出部によってオイルパンに収容される潤滑油の量が増えるため、エンジンの潤滑性能が高められる。

請求項２記載の発明によれば、排気管の第１の湾曲部を車幅方向においてオイルパンの変速機接合面よりも縦壁部に近い位置に配設したため、車両前方からの外力によって排気管が車両前後方向に圧縮変形した場合にフレキシブルチューブの拡径部がオイルパンの突出部に当接し易くなるとともに、排気管の第１の湾曲部が凸に折れ曲がる方向に比較的広い空間を確保することができ、排気管の圧縮変形が許容されて車両の衝撃吸収性能が高められる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る排気管構造を備えた車両の底面図、図２はエンジンの正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４はエンジンの底面図、図５は車両前方から衝撃荷重を受けた場合の排気管の変形を示すエンジンの底面図である。

図１に示す車両１は四輪駆動車両であって、その車体は左右一対の前輪２と後輪３によって走行可能に支持されている。そして、この車両１の前部には駆動源である４気筒のエンジン４が横置きに搭載されており、該エンジン４の左側部には変速機５が連結されている。又、変速機５に連結されたトランスファ装置６から左右に延びる前車軸７の各端部には前記前輪２が回転可能に取り付けられ、トランスファ装置６から車体の幅方向中央を車両後方に延びるプロペラシャフト８の後端にはデファレンシャル装置９が接続されている。そして、デファレンシャル装置９から左右に延びる後車軸１０の各端部には前記後輪３が回転可能に取り付けられている。

ところで、図２〜図５に示すように、前記エンジン４の下部にはオイルパン１１が装着されており、このオイルパン１１には深さの深い深底部１１Ａと深さの浅い浅底部１１Ｂが設けられている。即ち、オイルパン１１の右側部分には深底部１１Ａが形成され、変速機５に近い左側部分には浅底部１１Ｂが形成されており、深底部１１Ａと浅底部１１Ｂの境界には両者を繋ぐ縦壁部１１ａが形成されている。そして、図２及び図４に示すように、オイルパン１１の浅底部１１Ｂの車幅方向一端部（右側部）には、浅底部１１Ｂより下方に突出する変速機接合面１１ｂが形成されており、この変速機接合面１１ｂに変速機５が接合されて取り付けられている。

又、図２及び図３に示すように、エンジン４の前面には４本の排気マニホールド１２が取り付けられており、これらの排気マニホールド１２は、車両前方に向かって延びた後に下方に向かって略直角に折り曲げられて集合し、エンジン４の車両前方に略垂直に配設された触媒コンバータ１３の上端に接続されている。そして、触媒コンバータ１３の下端には不図示のマウントを介して車体下部に支持される排気管１４が接続されており、この排気管１４は、触媒コンバータ１３から車両後方へ湾曲し、オイルパン１１の浅底部１１Ｂの下方の空間を通って車両後方へ略水平に延びており、そのオイルパン１１の浅底部１１Ｂの下方を通過する部分には該排気管１４より大径の蛇腹形状のフレキシブルチューブ１５が並設されている。

ここで、上記排気管１４を車両下方から見た場合、図４に示すように、該排気管１４の前記フレキシブルチューブ１５の上流側には車幅方向においてオイルパン１１の深底部１１Ａから浅底部１１Ｂに向かって（右方に向かって）突出する円弧状の第１の湾曲部１４Ａが形成されるとともに、フレキシブルチューブ１５の下流側には第１の湾曲部１４Ａと逆方向（左方）に湾曲する第２の湾曲部１４Ｂが形成されている。

又、上記フレキシブルチューブ１５は、その下流部が車幅方向において上流部よりもオイルパン１１の深底部１１Ａに近接するように、その軸線が車両前後方向に対して傾斜するよう斜めに配設されており、その下流部はオイルパン１１の深底部１１Ａの後側壁１１ｃよりも車両後方に突出している。

更に、本実施の形態では、オイルパン１１の深底部１１Ａと浅底部１１Ｂを繋ぐ前記縦壁部１１ａに、フレキシブルチューブ１５の上流側の拡径部１５ａの車両前方側に突出する突出部１１ｄが形成されている。

又、本実施の形態では、前述のようにオイルパン１１の浅底部１１Ｂの車幅方向一端部に変速機接合面１１ｂが形成されているが、図４に示すように、排気管１４の前記第１の湾曲部１４Ａは、車幅方向においてオイルパン１１の変速機接合面１１ｂよりも縦壁部１１ａに近い位置（図４の下方）に配設されている。

ところで、排気管１４の第２の湾曲部１４Ｂよりも下流側の部分は、図１に示すように、車幅方向中央を車両後方に向かって略水平に延びており、その途中には触媒コンバータ１６とフロントマフラ１７が接続されている。そして、排気管１４は、車両後端部において左右２本の分岐しており、それぞれにはリヤマフラ１８が接続されている。

而して、エンジン４が動作してそのクランク軸（不図示）が回転駆動されると、該クランク軸の回転は変速機５によって変速された後、トランスファ装置６によって前車軸７とプロペラシャフト８にそれぞれ伝達され、前車軸７によって左右の前輪２が回転駆動される。又、プロペラシャフト８の回転は、デファレンシャル装置９を経て左右の後車軸１０に伝達され、これらの後車軸１０によって左右の後輪３が回転駆動され、このように前輪２と後輪４が同時に回転駆動されることによって車両１が所定の速度で走行する。

他方、エンジン４の各シリンダ内での混合気の燃焼によって発生した高温の排気ガスは、排気マニホールド１２から触媒コンバータ１３へと導入され、該触媒コンバータ１３によって浄化された後に排気管１４を通って大気中に排出されるが、その途中において触媒コンバータ１６によって更に浄化されるとともに、フロントマフラ１７及びリヤマフラ１８によって消音される。尚、排気管１４のエンジン４に近い部分には振動吸収性能の高い蛇腹形状のフレキシブルチューブ１５が配設されているため、エンジン４から排気管１４へと伝播される振動はフレキシブルチューブ１５によって吸収され、車体へのエンジン振動の伝播が効果的に遮断される。

以上において、本実施の形態では、排気管１４を車両下方から見た場合、該排気管１４のフレキシブルチューブ１５の上流側に車幅方向においてオイルパン１１の深底部１１Ａから浅底部１１Ｂに向かって突出する円弧状の第１の湾曲部１４Ａを形成するとともに、該第１の湾曲部１４Ａと逆方向に湾曲する第２の湾曲部１４Ｂを排気管１４のフレキシブルチューブ１５の下流側に形成したため、車両１の衝突時等において該車両１の前方からの外力Ｐが排気管１４に作用した場合、図５に示すように、排気管１４はフレキシブルチューブ１５の上流側と下流側に形成された第１及び第２の湾曲部１４Ａ，１４Ｂで変形して湾曲する。このとき、フレキシブルチューブ１５の下流部が車幅方向において上流部よりもオイルパン１１の深底部１１Ａに近接するように該フレキシブルチューブ１５の軸線を車両前後方向に対して傾斜させるとともに、フレキシブルチューブ１５の下流部をオイルパン１１の深底部１１Ａの後側壁１１ｃよりも車両後方に突出させているため、排気管１４の第１及び第２の湾曲部１４Ａ，１４Ｂの変形によってフレキシブルチューブ１５の外周面がオイルパン１１の深底部１１Ａと浅底部１１Ｂを繋ぐ縦壁部１１ａに当接する。

そして、本実施の形態では、オイルパン１１の深底部１１Ａと浅底部１１Ｂを繋ぐ縦壁部１１ａに、フレキシブルチューブ１５の上流側の拡径部１５ａの車両前方側に突出する突出部１１ｄを形成したため、排気管１４の第１及び第２の湾曲部１４Ａ，１４Ｂの変形が進行すると、オイルパン１１の突出部１１ｄがフレキシブルチューブ１５の拡径部１５ａに当接して該フレキシブルチューブ１５を車両後方へ押す。更に、フレキシブルチューブ１５がオイルパン１１の縦壁部１１ａと後側壁１１ｃの角部で後側壁１１ｃ側に折れ曲がるため、排気管１４の車両前後方向の長さが縮小する。尚、図５において、Ｃ１は変形前の排気管１４の中心線を示し、Ｃ２は変形後の排気管１４の中心線を示す。

以上の結果、車両１の衝突時等に排気管１４が車両前後方向に圧縮変形する量を増加させることができる。このため、エンジン４の車両後方への移動量が増加するとともに車体の変形量が増加し、車両１の衝撃吸収性能が高められる。

特に、本実施の形態では、排気管１４の第１の湾曲部１４Ａを車幅方向においてオイルパン１１の変速機接合面１１ｂよりも縦壁部１１ａに近い位置に配設したため、車両前方からの外力Ｐによって排気管１４が図５に示すように車両前後方向に圧縮変形した場合にフレキシブルチューブ１５の拡径部１５ａがオイルパン１１の突出部１１ｄに当接し易くなるとともに、排気管１４の第１の湾曲部１４Ａが凸に折れ曲がる方向に比較的広い空間を確保することができ、排気管１４の圧縮変形が許容されて車両１の衝撃吸収性能が高められる。

又、本実施の形態によれば、オイルパン１１の縦壁部１１ａに突出部１１ｄを形成したため、この突出部１１ｄの容積分だけオイルパン１１内に収容された潤滑油の量が増え、これによってエンジン４の潤滑性能が高められるという効果も得られる。

本発明に係る排気管構造を備えた車両の底面図である。 エンジンの正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 エンジンの底面図である。 車両前方から衝撃荷重を受けた場合の排気管の変形を示すエンジンの底面図である。

符号の説明

１ 車両
２ 前輪
３ 後輪
４ エンジン
５ 変速機
６ トランスファ装置
７ 前車軸
８ プロペラシャフト
９ デファレンシャル装置
１０ 後車軸
１１ オイルパン
１１Ａ オイルパンの深底部
１１Ｂ オイルパンの浅底部
１１ａ オイルパンの縦壁部
１１ｂ オイルパンの変速機接合面
１１ｃ オイルパンの深底部の後側壁
１１ｄ オイルパンの突出部
１２ 排気マニホールド
１３ 触媒コンバータ
１４ 排気管
１４Ａ 排気管の第１の湾曲部
１４Ｂ 排気管の第２の湾曲部
１５ フレキシブルチューブ
１５ａ フレキシブルチューブの拡径部
１６ 触媒コンバータ
１７ フロントマフラ
１８ リヤマフラ
Ｃ１ 変形前の排気管の中心線
Ｃ２ 変形後の排気管の中心線
Ｐ 外力

Claims (2)

1. 車幅方向側部に変速機を連結して成るエンジンを車体前部に搭載し、深底部と浅底部とを備えたオイルパンを前記エンジンの下部に装着し、エンジンの前面部に下方へ延びる排気管を接続し、該排気管を前記オイルパンの車両前方において車両後方へ湾曲させるとともにオイルパンの浅底部の下方の空間を通過させて車両後方へ延設し、該排気管のオイルパンの浅底部の下方を通過する部分に該排気管より大径のフレキシブルチューブを配設して成る車両の排気管構造において、
   前記排気管を車両下方から見た場合、該排気管の前記フレキシブルチューブの上流側に車幅方向において前記オイルパンの深底部から浅底部に向かって突出する円弧状の第１の湾曲部を形成するとともに、該第１の湾曲部と逆方向に湾曲する第２の湾曲部を排気管の前記フレキシブルチューブの下流側に形成し、
   前記フレキシブルチューブの下流部が車幅方向において上流部よりも前記オイルパンの深底部に近接するように該フレキシブルチューブの軸線を車両前後方向に対して傾斜させるとともに、フレキシブルチューブの下流部をオイルパンの深底部の後側壁よりも車両後方に突出させ、
   前記オイルパンの深底部と浅底部を繋ぐ縦壁部に、前記フレキシブルチューブの上流側の拡径部の車両前方側に突出する突出部を形成したことを特徴とする車両の排気管構造。
2. 前記オイルパンの浅底部の車幅方向一端部に、浅底部より下方に突出する変速機接合面を形成するとともに、前記排気管の第１の湾曲部を車幅方向においてオイルパンの前記変速機接合面よりも前記縦壁部に近い位置に配設したことを特徴とする請求項１記載の車両の排気管構造。
   

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