JPH051530A - エンジンの排気管構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］エンジンの排気管の振動を有効に抑制ないし防
止する。 ［構成］パワートレイン１のエンジン２は車体後方に傾
斜すると共に、排気ポ−ト２ｂが車体後方側に位置して
配置される。排気ポ−ト２ｂには、鋼管で形成された排
気マニホールド３が連結され、該排気マニホールド３の
排気集合部３ｅには排気管５が連結される。排気管５は
傾斜部５ａと水平部５ｂとから成る。上記傾斜部５ａと
排気マニホールド３との接続部には、継手部が相対変位
可能な継手７が配置され、該継手７は、その相対変位可
能な方向が、パワートレイン１のロール中心ｏを中心と
する円周ｃの接線ｔｌに対して４５゜以内の角度に設定
される。また、水平部５ｂには排気浄化装置１０が配置
される。排気マニホールド３の排気集合部３ｅは、これ
とほぼ直交するステー１５によりパワートレイン１に支
持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排気管構造の
改良に関し、特にその振動の低減対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のエンジンの排気管構
造として、例えば実開昭６１−７４６２０号公報に開示
されるように、排気管の一端をエンジンの排気ポ−トに
連通させ、該一端側を排気ポ−トから車体下方に傾斜さ
せた後、車体後方に水平に延設する構造とし、この水平
部に一対の球面継手を配置することにより、エンジン振
動が排気管に伝達されても、この振動の伝達を一対の球
面継手で良好に吸収して、振動がその球面継手後方に伝
達されないようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、球面継手の位置がエンジンから比較的遠
い水平部に配置されているため、排気管の傾斜部及び水
平部の双方が振動すると共に、その振動がエンジンと排
気マニホールドとの連結に影響を及ぼすため、その連結
部の強度をその分強くする必要があった。しかも、一対
の球面継手の他に、排気マニホールドと排気管とを締結
するボルト等の締結部材を要し、部品点数が多いという
欠点がある。

【０００４】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、排気管の振動をその一部分に規制す
るとともに、ボルト等の締結部材を不要にして部品点数
を少なくすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本出願に係る発明では、継手を排気管の傾斜部に設
け、この傾斜部の継手により排気管の水平部の振動を抑
制ないし防止するようにしたり、ボルト等の締結部材を
継手で兼用したり、排気管又は排気マニホールドが軸方
向に熱膨脹することを考慮しながらその排気管及び排気
マニホールドの支持剛性をステーにより確保する構成と
する。

【０００６】つまり、請求項１記載の発明の具体的な解
決手段は、一端がエンジンの排気ポ−トに連通し、該一
端側が排気ポ−トから車体下方に傾斜して配置されるエ
ンジンの排気管構造を対象として、上記排気管の傾斜部
に対し、継手部が相対変位可能な継手を配置する。そし
て、該継手の相対変位可能な方向を、パワートレインの
ロール中心を中心とする円周の接線に対して４５゜以内
の角度に設定する構成としている。

【０００７】そして、請求項２〜請求項７記載の発明は
上記請求項１記載の発明の構成を前提として、請求項２
記載の発明では、エンジンを車体後方に傾斜させ、且つ
排気ポ−トが車体後方側に位置するように配置する構成
とする。請求項３記載の発明では、排気ポ−トに連通す
る排気マニホールドを鋼管で形成し、排気管の一端を該
排気マニホールドの集合部に連通させ、該集合部に継手
を配置する構成とする。また、請求項４記載の発明で
は、排気マニホールドの排気ポ−トとの接続部に、継手
部が相対変位可能な継手を配置する構成とする。請求項
５記載の発明では、排気管の継手上流側又は排気マニホ
ールドを、ステーによりパワートレインに支持する構成
とする。更に、請求項６記載の発明では、ステーを排気
管又は排気マニホールドの軸方向の伸縮を許容するよう
に取付ける構成とする。加えて、排気管の傾斜部に続く
水平部に、継手部が相対変位可能な他の継手と、排気浄
化装置とを配置する構成とする。

【０００８】また、請求項８記載の発明の具体的な解決
手段は、エンジンの排気マニホールドを鋼管で形成し、
その排気集合部に排気管の一端を接続し、該集合部に継
手を配置する構成とする。更に、請求項９記載の発明で
は、上記請求項８記載の発明の構成に加えて、排気マニ
ホールドを、ステーによりパワートレインに支持する構
成としている。

【０００９】更に、請求項１０記載の発明の具体的な解
決手段は、排気ポ−トに接続される排気マニホールド
と、一端が該排気マニホールドに接続される排気管とを
設け、上記排気マニホールド及び排気管により構成する
排気通路に、継手部が相対変位可能な継手を配置したエ
ンジンの排気管構造を対象として、上記排気マニホール
ドの排気ポ−トとの接続部に上記継手を配置する構成と
している。

【００１０】更に、請求項１１記載の発明の具体的な解
決手段は、排気ポ−トに接続される排気マニホールド
と、一端が該排気マニホールドに接続される排気管とを
設け、該排気管の上記一端側又は排気マニホールドをス
テーによりパワートレインに支持し、該ステーを、排気
管又は排気マニホールドの軸方向の伸縮を許容するよう
に取付ける構成としている。

【００１１】

【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
排気管の傾斜部に位置する継手の相対変位可能な方向
が、パワートレインのロール中心を中心とする円周の接
線に対して４５゜以内の角度に設定されているので、こ
の継手によってエンジン振動の伝達が良好に軽減され
る。しかも、この継手は排気管の傾斜部に配置されてい
るので、従来の車体後方に延びる水平部に設ける場合に
比して水平部の振動が有効に小さく抑制ないし防止され
る。その場合において、請求項２記載の発明では、エン
ジンが車体後方に傾斜し且つ排気ポ−トが車体後方側に
位置するように配置されているので、排気管の形状を特
異な形状にすることなく、継手の上記４５゜以内の角度
度設定が容易に行い得る。また、請求項５記載の発明で
は、排気管の傾斜部の継手上流側又は排気マニホールド
がステーでパワートレインに支持されているので、これ
等の支持剛性を高めることができる。更に、請求項７記
載の発明では、排気管の傾斜部に続く水平部に他の継手
と排気浄化装置とが設けられているので、傾斜部の継手
と水平部の継手とによってエンジン振動の伝達を抑制で
き、上記排気浄化装置の振動を効果的に抑制できる。

【００１２】また、請求項８記載の発明では、排気マニ
ホールドの排気集合部と排気管の一端とが継手により連
結されているので、その両者を締結するボルト等の締結
部材が不要になる。この場合、請求項９記載の発明のよ
うに、排気マニホールドをステーでパワートレインに支
持すれば、排気マニホールドの支持剛性を高めることが
できる。

【００１３】更に、請求項１０記載の発明では、エンジ
ンの排気ポ−トと排気マニホールドとが継手により連結
されているので、このエンジンと排気マニホールドとの
締結部材が不要になる。

【００１４】加えて、請求項１１記載の発明では、排気
管の排気ポ−ト側又は排気マニホールドがステーにより
パワートレインに支持されているので、その支持剛性が
向上する。しかも、該ステーは排気管又は排気マニホー
ルドの軸方向への熱伸縮を許容するように取付けられて
いるので、ステーの支持に起因して排気管又は排気マニ
ホールドが損傷することが確実に防止される。

【００１５】また、請求項３、請求項４、及び請求項６
記載の発明では、上記請求項１記載の発明に対し各々更
に上記請求項８，請求項１０又は請求項１１の構成を具
備しているので、排気管の振動が小さく抑制されつつ、
ボルト等の締結部材が不要になるし、排気管又は排気マ
ニホールドの損傷が確実に防止される。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明のエンジンの排気管構造によれば、排気管の傾斜部に
設けた継手によって水平部の振動を効果的に抑制ないし
防止しすることができる。その場合、請求項２記載の構
成に限定すれば、排気管の形状を略直線形状に形成しつ
つ、エンジン振動の伝達を抑制できるし、請求項３〜６
の構成に限定すれば、振動伝達の抑制効果と共にボルト
等の締結部材が不要になるし、排気管又は排気マニホー
ルドの支持剛性が高まって、その損傷を確実に防止する
ことができる。また、請求項７記載の構成に限定すれ
ば、更に傾斜部の継手と水平部の継手とにより排気浄化
装置の振動を有効に抑制ないし防止できる効果を奏す
る。

【００１７】また、請求項８記載のエンジンの排気管構
造によれば、鋼管で形成した排気マニホールドの集合部
と排気管とを継手により連結したので、その両者のボル
ト等の締結部材を不要にできる。その場合、請求項９記
載の構成に限定すれば、ステーにより排気マニホールド
の支持剛性を高めることができる。

【００１８】さらに、請求項１０記載のエンジンの排気
管構造によれば、エンジンの排気ポ−トと排気マニホー
ルドとの接続を継手により行ったので、その両者の締結
部材を不要にできる。

【００１９】加えて、請求項１１記載の発明によれば、
ステーにより排気管又は排気マニホールドの支持剛性を
高めながら、排気管又は排気マニホールドの軸方向の熱
伸縮を許容して、ステーの支持に起因して排気管又は排
気マニホールドが損傷することを確実に防止することが
できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００２１】図１は車両を側方から見た図を示す。同図
において、１は４気筒エンジン２を含むパワートレイン
であって、該エンジン２はその上部が車体後方（図１で
右方向）に傾斜して配置されていると共に、吸気ポ−ト
２ａが車体前方側に、排気ポ−ト２ｂが車体後方側に位
置するように配置されている。

【００２２】また、３は一端が上記エンジン２の排気ポ
−ト２ｂに連通連結されて車体下方に傾斜して配置され
た排気マニホールド、５は該排気マニホールド３の他端
に連結された排気管である。該排気管５は、その一端が
上記排気マニホールド３の他端に連結されてエンジン２
の排気ポ−ト２ｂに連通し且つ車体後方に向って車体下
方に一直線上に傾斜する傾斜部５ａと、該傾斜部５ａに
続いて車体後方に向ってほぼ水平に配置されて連結され
た水平部５ｂとから成る。

【００２３】上記排気マニホールド３は鋼管で形成され
ていると共に、図２に示すように、各気筒に連通する４
本の分岐管３ａ〜３ｄを集合する集合部３ｅを有し、該
集合部３ｅには上記排気管５の傾斜部５ａの上端が継手
７により連結されて連通している。

【００２４】上記継手７は、図３に示すように、球面継
手よりなる。具体的には、排気マニホールド３の集合部
３ｅに溶接連結された第１部材７ａと、排気管５の傾斜
部５ａに一体形成された第２部材７ｂとを有する。上記
第１部材７ａは、外形が曲面形状の摺動面７ｃに形成さ
れたカーボン材より成る摺接体７ｄを備え、該摺接体７
ｄは上記第２部材７ｂのテーパー状に形成した摺接面７
ｅに摺接可能に密着係合しており、この摺接体７ｄ及び
摺接面７ｅとの係合により継手部ｆを形成している。ま
た、第１部材７ａのフランジ部７ｇにはナット７ｈによ
りボルト７ｉの一端が固定されていると共に、第２部材
７ｂのフランジ部７ｊにはスプリング７ｋが係合し、該
スプリング７ｋは上記ボルト７ｉの他端に螺合した他の
ナット７ｌにより付勢力が調整されている。よって、上
記スプリング７ｋの付勢力により第１部材７ａと第２部
材７ｂとを連結している。また、第１部材７ａの摺接体
７ｄが第２部材７ｂの摺接面７ｅを摺接することによ
り、継手部７ｆが相対変位可能なように構成している。

【００２５】上記継手７は、その継手部７ｆの相対変位
可能な方向が、図１に示すように、パワートレイン１の
ロール中心ｏを中心とする円周ｃの接線ｔｌに対して４
５゜以内の角度αに設定されている。

【００２６】一方、上記排気管５の水平部５ｂは、その
上流端が傾斜部５ａの下流端に他の継手８により連通連
結されていると共に、該継手８の下流側には排気浄化装
置１０が配置され、該排気浄化装置１０の下流端は更に
他の継手１１により下流の排気管に接続されている。上
記他の継手８，１１の構成は上記継手７の構成と同一で
あるので、その説明を省略する。

【００２７】更に、図１において、排気管５の傾斜部５
ａ上流側であって排気マニホールド３の集合部３ｅは、
ほぼ該集合部３ｅに直交する角度で配置したステー１５
によりボルト１６でパワートレイン１に支持されてい
る。

【００２８】上記ステー１５による排気マニホールド３
の支持構造を図４（ａ）及び（ｂ）に示す。同図に示す
ように、ステー１５は、内径が排気マニホールド３の集
合部３ｅの外径に等しい半月状部１５ａを有すると共
に、基端部に上記ボルト１６が挿通される挿通孔１５ｂ
を有している。そして、該ステー１５と、これとは別部
材で構成した半月状部材１７とにより排気マニホールド
３の集合部３ｅの外周を覆い、これ等の外周を締付バン
ド１８により取巻いてボルト及びナット１９により締付
けることにより、排気マニホールド３の集合部３ｅをス
テー１５でパワートレイン１に支持していると共に、該
集合部３ｅがその軸方向に熱伸縮するときには、半月状
部１５ａ及び半月状部材１７の内面を摺動することによ
り、排気マニホールド３の集合部３ｅの軸方向の伸縮を
許容する構造としている。

【００２９】尚、図１では、エンジン２の排気ポ−ト２
ｂと排気マニホールド３とは継手により連結しないが、
図５に示すように継手部が相対変位可能な継手７´によ
り両者を連結する構造としてもよい。該継手７´は、図
１に示す継手７とほぼ同一構造であるので、同一部分に
同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３０】したがって、上記実施例においては、例え
ば排気ポ−ト２ｂと排気マニホールド３との連結に継手
７´を使用し、且つステー１５を使用しない場合には、
図６に示すように、エンジン２のロール中心Ｅと、パワ
ートレイン１に含むデファレンシャル等の他のロール中
心Ｄとによりパワートレイン１のロール中心が図中ｏ点
であると、排気管５の傾斜部３ａ上流端の継手７の相対
変位可能な方向が、図１に示すように上記ロール中心ｏ
の円周ｃの接線ｔｌに対して４５゜以内の角度αに設定
されているので、パワートレイン１がロール中心ｏを中
心に振動すると、排気マニホールド３及び排気管５の傾
斜部５ａは図６に一点鎖線で示すように上下振動する。

【００３１】同様に、図７に示すように、ステー１５を
用い且つ排気浄化装置１０の下流側に継手１１を配置し
ない場合には、排気マニホールド３及び排気管５の傾斜
部５ａは同図に破線及び一点鎖線で示すように上下振動
する。

【００３２】その場合、図６及び図７では継手７及び継
手８は排気管５の傾斜部５ａの上流端及び下流端に各々
配置されているので、従来のように２個の継手を水平部
５ｂに配置する場合に比して排気管５の水平部５ｂの振
動を防止することができる。従って、排気浄化装置１０
の振動を効果的に防止できる。

【００３３】また、図８に示すように、ステー１５を用
い且つ排気管５の水平部５ｂの上流側に継手８を配置し
ない場合には、排気マニホールド３及び排気管５の傾斜
部５ａ及び水平部並びに排気浄化装置１０は同図に破線
及び一点鎖線で示すように上下振動する。この場合に
は、２個の継手７，１１のうち一方の継手１１は排気管
５の水平部５ｂの排気浄化装置１０の下流側に配置され
ているので、排気管５の水平部５ｂ及び排気浄化装置１
０は共に若干上下振動するが、他の継手７が排気管５の
傾斜部５ａに配置されている分、その振動を有効に小さ
くできる。

【００３４】その場合、エンジン２が車体後方に傾斜し
ており、且つその排気ポ−ト２ｂが車体後方側に位置し
ているので、継手７の変位可能な方向をロール中心ｏの
円周ｃの接線ｔｌに対して４５゜以内に設定することが
容易である。

【００３５】さらに、排気マニホールド３と排気管５の
傾斜部５ａとの連結が継手７で行われ、エンジン２の排
気ポ−ト２ｂと排気マニホールド３との連結が継手７´
で行われるので、従来の如きこれ等両者を締結するため
のボルト等の締結部材を不要にできる。

【００３６】加えて、排気マニホールド３及び排気管５
の傾斜部５ａは図６の如く振動するが、該排気マニホー
ルド３の集合部３ｅがステー１５により支持されている
ので、排気マニホールド３と排気ポ−ト２ｂとの連結部
の強度を従来のように強くする必要がない。この場合、
上記ステー１５と集合部３ｅとの接続関係は、締付バン
ド１８により締付けて連携する関係であって、該集合部
３ｅのその軸方向の熱伸縮が許容されるので、ステー１
５による支持に起因して排気マニホールド３が熱伸縮に
より損傷することを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体構成を示す図である。

【図２】排気マニホールドと排気管との連結部の拡大斜
視図である。

【図３】排気マニホールドと排気管の傾斜部との接続部
に配置する継手の詳細を示す図である。

【図４】排気マニホールドをパワートレインに支持する
ステーの具体的構成を示す図である。

【図５】エンジンの排気ポ−トと排気マニホールドとの
接続部に配置する継手の詳細を示す図である。

【図６】排気マニホールドの排気ポ−トとの接続部にも
継手を配置した場合の作動説明を示す図である。

【図７】排気浄化装置の下流側の排気管に継手を設けな
い場合の作動説明を示す図である。

【図８】排気管の水平部において排気浄化装置の上流側
に継手を設けない場合の作動説明を示す図である。

【符号の説明】

１ パワートレイン ２ エンジン ２ｂ 排気ポ−ト ３ 排気マニホールド ３ｅ 集合部 ５ 排気管 ５ａ 傾斜部 ５ｂ 水平部 ７，７´，８，１１ 継手 ７ｆ 継手部 １０ 排気浄化装置 １５ ステー

フロントページの続き (72)発明者 芥川 等 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 沖田 潤一 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 広瀬 一郎 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 亀田 修 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端がエンジンの排気ポ−トに連通し、該
   一端側が排気ポ−トから車体下方に傾斜して配置される
   エンジンの排気管構造であって、上記排気管の傾斜部に
   は、継手部が相対変位可能な継手が配置されていて、該
   継手の相対変位可能な方向は、パワートレインのロール
   中心を中心とする円周の接線に対して４５゜以内の角度
   に設定されていることを特徴とするエンジンの排気管構
   造。
2. 【請求項２】エンジンは車体後方に傾斜し、且つ排気ポ
   −トが車体後方側に位置するように配置されている請求
   項１記載のエンジンの排気管構造。
3. 【請求項３】排気ポ−トに連通し鋼管で形成された排気
   マニホールドを有し、排気管の一端は該排気マニホール
   ドの集合部に連通し、該集合部に継手が配置されている
   請求項１記載のエンジンの排気管構造。
4. 【請求項４】エンジンの排気ポ−トに接続される排気マ
   ニホールドを有し、該排気マニホールドの排気ポ−トと
   の接続部には、継手部が相対変位可能な継手が配置され
   ている請求項１記載のエンジンの排気管構造。
5. 【請求項５】排気管の継手上流側又は排気マニホールド
   は、ステーによりパワートレインに支持されている請求
   項１記載のエンジンの排気管構造。
6. 【請求項６】ステーは排気管又は排気マニホールドの軸
   方向の伸縮を許容するように取付けられている請求項５
   記載のエンジンの排気管構造。
7. 【請求項７】排気管は傾斜部に続く水平部を有し、該水
   平部には、継手部が相対変位可能な他の継手と、排気浄
   化装置とが配置されている請求項１記載のエンジンの排
   気管構造。
8. 【請求項８】排気ポ−トに連通し鋼管で形成された排気
   マニホールドを有するエンジンの排気管構造であって、
   排気管の一端は上記排気マニホールドの集合部に接続さ
   れ、該集合部には継手が配置されているエンジンの排気
   管構造。
9. 【請求項９】排気マニホールドは、ステーによりパワー
   トレインに支持されている請求項８記載のエンジンの排
   気管構造。
10. 【請求項１０】排気ポ−トに接続される排気マニホール
    ドと、一端が該排気マニホールドに接続される排気管と
    を有し、上記排気マニホールド及び排気管により構成す
    る排気通路に、継手部が相対変位可能な継手が配置され
    たエンジンの排気管構造であって、上記排気マニホール
    ドの排気ポ−トとの接続部に上記継手が配置されている
    ことを特徴とするエンジンの排気管構造。
11. 【請求項１１】排気ポ−トに接続される排気マニホール
    ドと、一端が該排気マニホールドに接続される排気管と
    を有し、該排気管の上記一端側又は排気マニホールド
    は、ステーによりパワートレインに支持されていて、該
    ステーは、排気管又は排気マニホールドの軸方向の伸縮
    を許容するように取付けられていることを特徴とするエ
    ンジンの排気管構造。