JPWO2013065798A1 - ハイブリット車の排気管構造 - Google Patents

Abstract

内燃機関（１０）と、車体（１７）床下に配置された駆動用電池パック（４１）と、内燃機関（１０）に接続される排気管（７１）と、を有するハイブリット車（１）の排気管構造（１５）であって、排気管（７１）は、ハイブリット車（１）の前後方向に延設されてハイブリット車（１）に固定される前後方向延設部（７１ａ）と、内燃機関（１０）から延びる触媒部（７１ｂ）と、前後方向延設部（７１ａ）と触媒部（７１ｂ）を連結する連結部（７３）と、を備え、触媒部（７１ｂ）は、前後方向延設部に連結部（７３）を介して回転可能に保持されるとともに、内燃機関（１０）と駆動用電池パック（４１）の間、且つ、駆動用電池パック（４１）と隣接し、前後方向延設部（７１ａ）に対して傾斜して配置され、排気管（７１）は、全体として屈曲している構成とする。

Description

本発明は、車体床下に駆動用電池パックを搭載するハイブリット車の排気管構造に関する。

現在、内燃機関及び電動機を有し、少なくともこれら一方を動力とするハイブリット車が知られている。このようなハイブリット車は、例えば、日本特開平１１−１７８１１１号公報及び日本特開２０１１−１１６４７号公報に開示される。

このようなハイブリット車は、内燃機関及びモータジェネレータ等の電動機が車両前方に搭載され、駆動用電池パックが車両後方に搭載される。ハイブリット車は、できるだけ内燃機関での運転を少なくし燃料消費を抑えることが求められることから、電動機による駆動領域が広いほうが好ましい。このため、ハイブリット車は、電池容量が拡大し、駆動用電池パックの大型化及び重量増となる。

この駆動用電池パックは、車両衝突時等に発生する外部からの応力が印加したときの損傷を防止するための保護が必要である。特に、排気管に設けられる、強度が高く高温となる触媒部が、駆動用電池パックに干渉して損傷することを避けなれければならない。

排気管は、車両前方に配置された内燃機関に接続され、内燃機関から車両床下を通過し車両後方へと延接される。これら電池パックと排気管の配置関係では特許文献１のように、電池パックと触媒部が車両前面視からも車両側面視でも重ならないように配置することが考えられる。

しかし、内燃機関から出る排出ガスの浄化効率を考えると、例えば特許文献２のように、排気部近傍に三元触媒を配置することで、三元触媒の温度を排気ガスの熱により早期に上げて、還元能力が高まることを促進するのが望ましい。しかし、特許文献２には駆動用電池パックと三元触媒との位置関係および衝突時の安全性確保に関する技術は示されていない。

特開平１１−１７８１１１号公報 特開２０１１−１１６４７号公報

上述したハイブリット車においては、三元触媒を内燃機関に隣接させると、電池パックの前面壁と重なる位置、即ち内燃機関と電池パックの間に三元触媒を配置することとなる。しかし、このように配置すると車両が前部から衝突した場合、三元触媒が電池パックと干渉し、電池パックが損傷する虞がある。

そこで本発明の課題は内燃機関近傍に触媒を配置しつつ駆動用電池パックの破損を防止できる、ハイブリット車の排気管構造を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のハイブリット車の排気管構造は、次のように構成されている。

本発明の一態様として、内燃機関と、車体床下に配置された駆動用電池パックと、前記内燃機関に接続される排気管と、を有するハイブリット車の排気管構造であって、前記排気管は、前記ハイブリット車の前後方向に延設されて前記ハイブリット車に固定される前後方向延設部と、前記内燃機関から延びる触媒部と、前記前後方向延設部と前記触媒部を連結する連結部と、を備え、前記触媒部は、前記前後方向延設部に前記連結部を介して回転可能に保持されるとともに、前記内燃機関と前記駆動用電池パックの間、且つ、前記駆動用電池パックと隣接し、前記前後方向延設部に対して傾斜して配置され、前記排気管は、全体として屈曲している。

本発明によれば、触媒を内燃機関近傍に配置することで、触媒の早期活性化が可能となり、良好なエミッションを得ながらも、車両が前方より衝突時した場合においても電池パックの損傷を防ぐことができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るハイブリット車の構成を模式的に示す説明図である。 図２は、同ハイブリット車に用いられる排気管構造及び電池パックの構成を示す斜視図である。 図３は、同排気管構造及び電池パックの構成を模式的に示す側面図である。 図４は、同排気管構造及び電池パックの構成を模式的に示す上面図である。 図５は、同排気管構造に用いられる球面継手の構成を示す側面図である。 図６は、同球面継手の構成を示す正面図である。 図７は、同排気管構造及び電池パックの構成を模式的に示す側面図である。 図８は、同排気管構造及び電池パックの構成を模式的に示す側面図である。 図９は、本発明の第２の実施形態に係るハイブリット車の要部構成を模式的に示す側面図である。

以下、本発明の第１の実施形態に係る排気管構造１５を用いたハイブリット車１の構成を、図１乃至図８を用いて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るハイブリット車１の構成を模式的に示す説明図である。図２は同ハイブリット車１に用いられる排気管構造１５及び電池パック４１の構成を示す斜視図である。図３は排気管構造１５及び電池パック４１の構成を模式的に示す側面図である。図４は排気管構造１５及び電池パック４１の構成を模式的に示す上面図である。図５は排気管構造１５に用いられる球面継手７３の構成を示す側面図である。図６は球面継手７３の構成を示す正面図である。図７は排気管構造１５及び電池パック４１の構成、特にハイブリット車１の正面からの衝突時の状態及び構成を模式的に示す側面図である。図８は排気管構造１５及び電池パック４１の、ハイブリット車１の正面からの衝突時の状態及び構成を模式的に示す側面図である。

なお、本実施の形態においては、ハイブリット車１の進行方向を前後方向とし、当該前後方向と略水平方向に交差する方向を左右方向、当該前後方向と略垂直方向に交差する方向を上下方向として、以下説明する。

図１に示すように、ハイブリット車（車両）１は、内燃機関１０と、走行モータ１１と、燃料タンク１２と、バッテリ装置１３と、駆動機構１４と、排気管構造１５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１６と、を備えている。

ハイブリット車１は、これら構成品が車体１７に設けられている。また、ハイブリット車１は、バッテリ装置１３及びＥＣＵ１６等の電子部品が、ＣＡＮ−ｃのＣＡＮケーブル（以下「電気配線」）Ｓ等により接続されている。

内燃機関１０は、例えばガソリンエンジンが用いられる。内燃機関１０は、複数のシリンダ２１及びピストン２２と、ピストン２２を往復動させるクランク軸２３と、を備えている。内燃機関１０は、燃料を供給する燃料タンク１２と接続されており、シリンダ２１及びピストン２２により形成されるシリンダ室に燃料が供給される。

内燃機関１０は、クランク軸２３の回転を外部に伝達する第１伝達手段２４を備えている。図１、図３、図４、図７及び図８に示すように、内燃機関１０は、排気管構造１５が接続され、車体１７の前方に配置される。

走行モータ（電動機）１１は、電動機部３１と、電動機部３１から突出する回転軸３２と、回転軸３２の中途部に設けられた第２伝達手段３３と、回転軸３２の端部に設けられた第３伝達手段３４と、を備えている。走行モータ１１は、バッテリ装置１３により供給された電力を電動機部３１に供給することで回転軸３２を回動可能に形成されている。

走行モータ１１は、電動機部３１から回転軸３２を切り離すことで回転軸３２を空転可能に形成されている。また、走行モータ１１は、回転軸３２の第２伝達手段３３と第３伝達手段３４との間に設けられた、駆動伝達経路を断接する摩擦係合手段であるクラッチ３５を備えている。第２伝達手段３３は、駆動機構１４に接続される。第３伝達手段３４は、第１伝達手段２４に接続される。

バッテリ装置１３は、電池パック（駆動用電池パック）４１と、バッテリＥＣＵ４２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３と、補器バッテリ４４と、発電機４５と、外部電源Ｅに接続されたプラグＰと接続可能な外部接続部４６と、を備えている。

電池パック４１は、二次電池（バッテリ）である。電池パック４１は、例えば大容量のリチウムイオン電池により形成される。具体的には、電池パック４１は、その内部に、複数のリチウムイオン電池を有する。電池パック４１は、その軽量化のために、これらリチウムイオン電池の外周の一部又は全部を覆う樹脂製のカバーを有する。また、電池パック４１は、その前面の一部、具体的には、内燃機関１０及び後述する排気管構造１５の触媒７２と対向する位置に、例えば金属材料で形成された補強板４７が設けられる。

電池パック４１は、駆動機構１４、ＥＣＵ１６、バッテリＥＣＵ４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、発電機４５、及び、外部接続部４６等の各構成品と電気配線Ｓ等により接続される。電池パック４１は、電気配線Ｓを介して走行モータ１１を含む各構成品に電気エネルギを供給する。

電池パック４１は、車体１７の居住空間の床下に配置される。電池パック４１は、略方形状に形成され、その辺部が車体１７の前後方向及び左右方向に沿って配置される。電池パック４１は、車体１７の前後方向の略中央であって、車体１７に設けられた内燃機関１０の後方に、内燃機関１０に近接して配置される。

また、電池パック４１は、その側面に、車体１７の骨格部等に固定される脚部４８を複数有している。電池パックは、ハイブリット車１の構成部品の中で重量が重く、車両の運動性能の向上のため、車体１７の略中央且つ車体床下に配置される。

バッテリＥＣＵ４２は、電池パック４１及び補器バッテリ４４の温度状態、電気エネル及び劣化状態等のバッテリ状態を検出する、電池パック４１及び補器バッテリ４４の監視機能を有する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は、電池パック４１、補器バッテリ４４及び発電機４５に電気配線Ｓを介して接続される。補器バッテリ４４は、例えば１２Ｖ電圧のバッテリであり、ハイブリット車１の各構成品に接続される。

発電機４５は、入力軸５１と、この入力軸５１の回転により発電する発電部５２と、第１伝達手段２４の回転を入力軸５１に伝達する第４伝達手段５３と、を備えている。また、発電機４５は、電気配線Ｓを介してＥＣＵ１６に接続される。

駆動機構１４は、車体１７の前方及び後方に設けられた駆動軸６１と、これら駆動軸６１の両端にそれぞれ設けられた駆動輪６２と、車体１７前方の駆動軸６１に設けられた第５伝達手段６３と、を備えている。第５伝達手段６３は、第２伝達手段３３と接続されており、回転軸３２及び駆動軸６１の一方の回転を他方に伝達可能に形成されている。

なお、第１伝達手段２４、第２伝達手段３３、第３伝達手段３４、第５伝達手段６３、クランク軸２３、回転軸３２及び駆動軸６１は、内燃機関１０及び走行モータ１１の少なくとも一方と駆動軸６１との、動力の伝達が可能な伝達経路である。

排気管構造１５は、その一端が内燃機関１０に接続された排気管７１と、内燃機関１０と隣接して排気管７１に設けられた触媒７２と、排気管７１と内燃機関１０との接続部及び排気管７１の一部に設けられた球面継手７３と、排気管７１の終端側に設けられたマフラ７４と、を備えている。また、排気管構造１５は、排気管７１を車体１７の骨格部等に固定するハンガ部７５を備えている。なお、説明の便宜上、排気管７１と内燃機関１０との接続部に設けられる球面継手７３を第１球面継手７３Ａとし、排気管７１の一部に設けられた球面継手７３を第２球面継手７３Ｂとして、以下説明する。

排気管７１は、車両の前後方向に延設する延設部７１ａと、延設部７１ａの一部に設けられ、触媒７２が内部に設けられる触媒部７１ｂと、を備えている。排気管７１は、内燃機関１０の後方の燃焼ガスの排出部に、第１球面継手７３Ａを介して接続される。排気管７１は、延設部７１ａが、内燃機関１０の後方から触媒部７１ｂ及び触媒７２を介して後方、且つ、下方に傾斜して電池パック４１の前面と対向する位置まで延設する。

排気管７１は、延設部７１ａが、当該対向位置で略９０度屈曲し、電池パック４１の前面に沿って、車体１７の左右方向に延設して配置される。換言すると、触媒部７１ｂは、延設部７１ａの車体１７の左右方向に延設される延設部７１ａに対して屈曲した部位に、車体１７の左右方向に対して直交する方向に配置される。

排気管７１は、電池パック４１の前面に沿って、車体１７の左右方向に延設された延設部７１ａの一部に、第２球面継手７３Ｂが設けられるとともに、略９０度屈曲することで、電池パック４１の一方の側面に沿って、車体１７の後方に延設して配置される。排気管７１は、当該略９０度折り曲げられることで折曲部７１ｃが形成される。

具体的には、排気管７１は、内燃機関１０の後方から触媒部７１ｂ及び触媒７２を介して後方、且つ、下方に傾斜する傾斜延設部、車両の左右方向に延設する左右方向延設部、並びに、折曲部７１ｃから車両の前後方向に延設する前後方向延設部を有する延設部７１ａと、左右方向延設部及び前後方向延設部と連続する折曲部７１ｃと、を備える。排気管７１は、その一部が屈曲されることで形成される延設部７１ａの左右方向延設部及び折曲部７１ｃにより、触媒部７１ｂ及び前後方向延設部を連結する連結部を構成する。

排気管７１は、一本の管を曲げ加工により形成することから、この折曲部７１ｃにおいてパイプの変形が生じ、その断面形状が円形状から上下方向を長手とした略楕円形となる。この変形により、折曲部７１ｃは、排気管７１の他部に比べて捩れ方向の力に対して弱い脆弱部となる。このため、折曲部７１ｃは、捩れ方向に力が印加されると、排気管７１が回動する可動部となる。なお、排気管７１は、当該折曲部７１ｃを、管を曲げ加工により成形することで、別途回動部を設けることなく、延設部７１ａに一体に設けられる低コストの回動部を形成する。

また、排気管７１は、電池パック４１の側面に沿って延設した一部が屈曲することで、延設部７１ａが、電池パック４１の背面の中央部まで延設して配置されるとともに、当該中央部から屈曲することで、車体１７の後方に向かって延設する。排気管７１は、当該車体１７の後方に向かって延設する延設部７１ａの中途部に、マフラ７４が介在され、マフラ７４から突出した一部が、車体１７の後端部に配置される。

触媒７２は、例えば、排ガス浄化用の三元触媒である。触媒７２は、内燃機関排出ガス成分から排出される炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）をプラチナ、パラジウム及びロジウムのレアースを用いて還元可能に形成されている。触媒７２は、三元触媒であることから、常温では還元能力が低く、エンジンが冷えた状態で始動した直後では還元能力は殆どない。このため、触媒７２は、排気管７１の内燃機関１０の排気部近傍に配置された触媒部内に配置される。触媒７２は、排気ガスの熱により温度を早期に向上させることで還元能力の向上を促進可能に形成される。

具体的には、触媒７２は、排気管７１内に、内燃機関１０及び電池パック４１間であって、電池パック４１の補強板４７に対向して配置されるとともに、内燃機関１０に排気管７１の一部及び第１球面継手７３Ａを介して接続される。即ち、触媒７２は、電池パック４１に対向して、後下方に傾斜して配置される。

触媒７２は、排気管７１の略円筒状に一部が他部に比べて拡径した触媒部に設けられ、管内部に密接してハニカム構造の担体が設けられ、担体の内部に上述のレアースが塗布されることで形成される。なお、排気管７１及び触媒７２の内燃機関１０から電池パック４１へ向かって傾斜する傾斜角度は、水平面に対して３５度から５５度程度の範囲、さらに言えば４５度が好ましい。なお、当該水平面とは、水平方向を意味し、車両の前後方向と略平行である。また、水平面に対する傾斜角度とは、車両の前後方向と水平方向（水平面）とが略平行であるとした場合の水平方向に対する傾斜角度である。

球面継手７３は、排気管７１同士、及び、排気管７１と他の構成品を接続可能に形成されている。球面継手７３は、排気管７１及び内燃機関１０の移動及び振動を吸収可能に可動する。図２乃至図６に示すように、球面継手７３は、一対のフランジ８１と、フランジ８１の一方に設けられた球面シール部８２と、フランジ８１の他方に設けられ、球面シール部８２の外形状に窪むことで球面シール部８２と摺動し、且つ、摺動面をシールする球面被シール部８３と、を備えている。

また、球面継手７３は、一対のフランジ８１間を連結するとともに、フランジ８１の一部を離間可能な一対の固定部材８４と、一方のフランジ８１側に他方のフランジ８１を付勢する付勢部材８５と、を備えている。

フランジ８１は、固定部材８４を挿通する挿通孔８１ａを有し、挿通する固定部材８４の外径よりもその内径が若干大径、又は、楕円形に形成されている。即ち、フランジ８１は、挿通した固定部材８４及び付勢部材８５により、固定部材８４の軸心方向に直交する方向に一対固定される。また、一対のフランジ８１は、図５に示すように、互いに離接するように傾斜可能に形成される。

球面シール部８２及び球面被シール部８３は、その中心部に、排気管７１からの流路を形成する開口部を有する。固定部材８４は、フランジ８１の挿通孔８１ａに挿通され、その端部に付勢部材８５を支持する座部８４ａを有する。また、固定部材８４は、フランジ８１に、当該フランジ８１の中心を通る直線上に２つ配置される。換言すると、一対の固定部材８４は、互いを結ぶ二点間の直線が、フランジ８１の中心を通過するように、フランジ８１に配置される。

付勢部材８５は、コイルバネであり、その一端が座部８４ａに、他端がフランジ８１の主面に支持されることで、一対のフランジ８１が互いに近接する方向に、フランジ８１を付勢可能に形成されている。このような、球面継手７３は、固定部材８４を結ぶ二点間の直線を中心としたフランジ８１の一方側が離間し、他方側が近接することで、フランジ８１が一方向に離接可能に形成されている。

第１球面継手７３Ａは、排気管７１及び内燃機関１０間に、固定部材８４を結ぶ直線が車体１７の左右方向に沿って配置される。また、第１球面継手７３は、フランジ８１の面方向が傾斜配置された触媒７２の傾斜角に対して直交して配置される。第１球面継手７３Ａは、内燃機関１０及び内燃機関１０から斜め後下方に延設した排気管７１の上下方向の移動、即ち、上下方向および内燃機関のロール時の前後方向の振動を、一対のフランジ８１の離接によりフランジ８１が揺動しながら吸収可能に形成されている。

第２球面継手７３Ｂは、電池パック４１の前面に対向する排気管７１の一部に、固定部材８４を結ぶ直線が車体１７の前後方向に沿って配置される。第２球面継手７３Ｂは、排気管７１の上下方向の移動（振動）を、フランジ８１間の離接により、フランジ８１が揺動しながら吸収可能に形成されている。

ハンガ部７５は、排気管７１の電池パック４１の側面と対向する位置に設けられる。ハンガ部７５は、車体１７の骨格部に固定されることで、排気管７１を支持する。ハンガ部７５は、例えば、排気管７１の延設部７１ａの前後方向延設部を支持する。

ＥＣＵ１６は、各構成品に電気配線Ｓを介して接続されている。ＥＣＵ１６は、各構成品と各種情報を送受信可能、且つ、各構成品を管理・制御可能に形成されている。また、ＥＣＵ１６は、クラッチ３５の断接を切換可能に形成され、内燃機関１０又は走行モータ１１の一方を動力として駆動させる機能を有している。

このように構成されたハイブリット車１は、内燃機関１０及び走行モータ１１を用いて走行するとともに、内燃機関１０で発生した燃焼ガスが排気管構造１５を介して排気される。

このとき、触媒７２は、排出ガスを処理する。また、触媒７２は、内燃機関１０により発生する熱により、高温に熱せられる。この触媒７２で処理された排出ガスは、排気管７１を介してマフラ７４を通過して排気される。

このように構成されたハイブリット車１の車体１７の正面からの衝突時について、図３、図７及び図８を用いて以下説明する。
図３に示すハイブリット車１の走行時において、車体１７の正面から物体に衝突すると、図７に矢印Ｆで示すように、内燃機関１０に後方への荷重が印加され、内燃機関１０が後方へと移動する。内燃機関１０が後方へと移動すると、第１球面継手７３Ａは、固定部材８４を結ぶ直線を中心にフランジ８１の上方が離間するとともに下方が近接することで、車体１７前方から印加された荷重の一部を吸収する。

なお、電池パック４１の側面に沿って配置された排気管７１は、ハンガ部７５により車体１７に固定されているため、排気管７１は、ハンガ部７５により後方への移動が規制される。

また、内燃機関１０から後下方へと配置された排気管７１及び触媒７２は、電池パック４１の前面に沿って配置された排気管７１を中心に、電池パック４１へ近接する方向、即ち後方へと回動するように移動する。この移動に伴って、電池パック４１の前面に沿った排気管７１の一部が折曲部７１ｃを基点としてねじれて回動する。このため、図７に示すように、第２球面継手７３Ｂは、排気管７１のねじれに伴って回動し、第２球面継手７３Ｂの固定部材８４を結ぶ二点間の直線は、前後方向に対して傾斜する。

さらに衝突により内燃機関１０の移動が進むと、図８に示すように、内燃機関１０が後方へと移動し、内燃機関１０に接続された排気管７１が回動することで、内燃機関１０に接続された排気管７１及び触媒７２が略上下方向に沿って位置する。また、電池パック４１の前面に沿って配置された排気管７１がよりねじれて回動し、且つ、下方へと移動し、電池パック４１の側面の排気管７１がハンガ部７５を中心に前方が下方へ後方が上方へ回動する。電池パック４１の前面に沿って配置された排気管７１の回動により、第２球面継手７３Ｂも回動し、第２球面継手７３Ｂの固定部材８４を結ぶ二点間の直線が、上下方向に沿って位置する。

これら内燃機関１０の移動に伴う排気管構造１５の変位により、第１球面継手７３Ａの固定部材８４を結ぶ直線は左右方向に沿って位置し、第２球面継手７３Ｂの固定部材８４を結ぶ直線は、上下方向に沿って位置する。このため、第１球面継手７３Ａ及び第２球面継手７３Ｂは、車体１７の前後方向の排気管７１及び触媒７２の移動を吸収することが可能となる。これにより、第１球面継手７３Ａ及び第２球面継手７３Ｂにより排気管７１及び触媒７２の移動を吸収し、触媒７２が補強板４７に当接する衝撃力及び圧力を低減することが可能となる。

電池パック４１は、補強板４７により、衝撃力及び圧力が低減された触媒７２を受けることで、触媒７２による破損が回避される。

このように構成された排気管構造１５を備えたハイブリット車１によれば、内燃機関１０及び電池パック４１の間に内燃機関１０に接続された排気管７１及び触媒７２をハイブリット車１の進行方向に沿って傾斜させて配置する。また、内燃機関１０と排気管７１との間、及び、車体１７の左右方向に沿って延設された排気管７１に、二点間を中心に回動可能な球面継手７３を上下方向の移動及び振動を吸収可能に配置する。

さらに、車体１７の左右方向に沿って延設された排気管７１を屈曲させて車体１７の前後方向に配置させるとともに、その一部を車体１７に固定させる。これらの構成により、排気管構造１５は、車両の正面からの衝突により内燃機関１０が進行方向に沿って後方に移動しても、衝突による排気管７１の折曲部７１ｃを起点としたねじれ、及び、球面継手７３の回動可能な方向の変位を発生させる。当該変位により、排気管構造１５は、触媒７２の移動を吸収し、触媒７２の衝突による電池パック４１の破損を防止可能となる。

また、内燃機関１０に接続され、電池パック４１に向かって傾斜して配置された排気管７１及び当該排気管７１に設けられた触媒７２は、３５度から５５度の間で傾斜する。この構成により、排気管構造１５は、車体１７の正面から車体１７の進行方向に衝突した物体から受ける荷重を斜め下方に効率よく分散することが可能となるとともに、極力排気管７１及び触媒７２の移動（回動）距離を得ることが可能となる。

このような排気管構造１５は、触媒７２による電池パック４１の破損を極力防止することが可能となる。また、排気管構造１５は、確実に、第１球面継手７３Ａ及び第２球面継手７３Ｂを変位させることで、これら球面継手７３の固定部材８４の二点間を結ぶ直線の方向を変更可能、換言すると、球面継ぎ手７３を排気管７１の軸心を中心に回動可能となる。

結果、高温となる触媒７２が電池パック４１の補強板４７に衝突する荷重及び衝撃力を極力低減させ、電池パック４１の破損を防止することで、電池パック４１と触媒７２との衝突による破損を回避することが可能となる。

また、ハイブリット車１は、排気管構造１５により、車両が前方より衝突時した場合においても電池パック４１の損傷を防ぐことが可能となることで、電池パック４１を大型化とすることが可能となる。また、ハイブリット車１は、大型の電池パック４１が、ハイブリット車１の前後軸間に搭載でき、良好な車両運動性能を得つつ電動機による駆動領域を広げることができる。

上述したように、本実施形態のハイブリット車１によれば、内燃機関１０及び電池パック４１間に、内燃機関１０及び電池パック４１と近接して触媒７２を配置しても、排気管構造１５により触媒７２の移動及び衝撃を吸収し、電池パック４１の破損を防止することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るハイブリット車１について、図９を用いて説明する。
図９は本発明の第２の実施形態に係るハイブリット車１に用いられる内燃機関１０、排気管構造１５及び電池パック４１の構成を模式的に示す側面図である。なお、第２の実施形態に係るハイブリット車１は、第１の実施形態に係るハイブリット車１の、内燃機関１０、排気管構造１５及び電池パック４１の位置関係が異なる構成である。このため、第２の実施形態に係るハイブリット車１の構成には、上述した第１の実施形態に係るハイブリット車１の構成と同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本発明の第２の実施形態に係るハイブリット車１は、内燃機関１０と、走行モータ１１と、燃料タンク１２と、バッテリ装置１３と、駆動機構１４と、排気管構造１５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１６と、を備えている。

内燃機関１０は、排気管構造１５が接続され、車体１７の前方に配置される。

排気管構造１５は、その一端が内燃機関１０に接続された排気管７１と、内燃機関１０と隣接して排気管７１に設けられた触媒７２と、排気管７１と内燃機関１０との接続部及び排気管７１の一部に設けられた球面継手７３と、排気管７１の終端側に設けられたマフラ７４と、を備えている。また、排気管構造１５は、排気管７１を車体１７の骨格部等に固定するハンガ部７５を備えている。

排気管７１は、車両の前後方向に延設する延設部７１ａと、延設部７１ａの一部に設けられ、触媒７２が内部に設けられる触媒部７１ｂと、を備えている。排気管７１は、内燃機関１０の後方の燃焼ガスの排出部に、第１球面継手７３Ａを介して接続される。排気管７１は、延設部７１ａが、内燃機関１０の後方から触媒部７１ｂ及び触媒７２を介して後方、且つ、上方に傾斜して電池パック４１の前面と対向する位置まで延設する。

具体的には、排気管７１は、内燃機関１０の後方から触媒部７１ｂ及び触媒７２を介して後方、且つ、上方に傾斜する傾斜延設部、車両の左右方向に延設する左右方向延設部、並びに、折曲部７１ｃから車両の前後方向に延設する前後方向延設部を有する延設部７１ａと、左右方向延設部及び前後方向延設部と連続する折曲部７１ｃと、を備える。

ハンガ部７５は、排気管７１の電池パック４１の側面と対向する位置に設けられる。ハンガ部７５は、車体１７の骨格部に固定されることで、排気管７１を支持する。ハンガ部７５は、例えば、排気管７１の延設部７１ａの前後方向延設部を支持する。

このように構成されたハイブリット車１は、車体１７の正面から衝突すると、上述した第１の実施形態に係るハイブリット車１と同様に、衝突時に内燃機関１０に印加される後方への荷重によって球面継ぎ手７３及び折曲部７１ｃを変位させることが可能となる。これにより、ハイブリット車１は、触媒７２の移動及び衝撃を吸収し、電池パック４１の破損を防止することが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、ハイブリット車１は、内燃機関１０及び走行モータ１１により走行する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、ハイブリット車１は、電動モータ１１により走行し、内燃機関１０により発電を行う構成であってもよく、他の構成であってもよい。即ち、ハイブリット車１は、電池パック４１及び触媒７２を有する排気管構造１５を有し、触媒７２が電池パック４１及び内燃機関１０間に配置される構成であれば、適宜設定可能である。

また、上述した例では、排気管７１は、その可動部として、折曲部７１ｃ、第１球面継手７３Ａ及び第２球面継手７３Ｂを設ける構成を説明したがこれに限定されない。例えば、第１球面継手７３Ａは、内燃機関１０及び排気管７１の上下方向の振動を吸収するために設けることが望ましいが、第２球面継手７３Ｂは、例えば、ハイブリット車１の衝突時の排気管７１の前後方向の移動を吸収あれば、他の構成であってもよい。例えば、電池パック４１の前面に沿って延設された排気管７１に設けられる可動部は、排気管７１よりも容易に変形が発生する（曲がる）脆弱部であってもよい。即ち、電池パック４１の前面の排気管７１の可動部は、ハイブリット車１の正面からの衝突時に、排気管７１が前後方向に当該電池パック４１の前面の可動部を中心に移動可能であればよい。

また、上述した例では、排気管７１の折曲部７１ｃを回動部とする構成を説明したがこれに限定されない。例えば、回動部は、排気管７１の折曲部７１ｃを曲げ加工により形成するのではなく、前後方向及び左右方向に延設する排気管７１に分割し、左右方向に伸びる排気管７１を捩れ方向に回動可能に、当該分割された排気管７１を一体に接続する構造体で形成する構成であってもよい。

また、上述した例では、電池パック４１に補強板４７を設ける構成を説明したがこれに限定されない。例えば、電池パック４１に補強板４７を設けない構成であってもよい。補強板４７を有さない構成であっても、排気管構造１５により、電池パック４１の損傷を抑えることが可能である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…ハイブリット車、１０…内燃機関、１１…走行モータ、１２…燃料タンク、１３…バッテリ装置、１４…駆動機構、１５…排気管構造、１６…ＥＣＵ、１７…車体、４１…電池パック、４７…補強板、４８…脚部、５１…入力軸、５２…発電部、５３…伝達手段、６１…駆動軸、６２…駆動輪、６３…伝達手段、７１…排気管、７１ａ…延設部（左右方向延設部、前後方向延設部、連結部）、７、ｂ…触媒部、７１ｃ…折曲部（可動部、連結部）、７２…触媒、７３…球面継手（可動部）、７３Ａ…第１球面継手、７３Ｂ…第２球面継手、７４…マフラ、７５…ハンガ部、８１…フランジ、８１ａ…挿通孔、８２…球面シール部、８３…球面被シール部、８４…固定部材、８４ａ…座部、８５…付勢部材。

本発明の一態様として、内燃機関と、車体床下に配置された駆動用電池パックと、前記内燃機関に接続される排気管と、を有するハイブリット車の排気管構造であって、前記排気管は、前記ハイブリット車の前後方向に延設されて前記ハイブリット車に固定される前後方向延設部と、前記内燃機関と前記駆動用電池パックの間、且つ、前記電池パックと隣接して配置され、前記内燃機関から前記駆動用電池パックへ向けて前記前後方向延設部に対して傾斜して延びる触媒部と、前記ハイブリッド車の左右方向に延設される左右方向延設部を具備し、前記左右方向延設部と前記前後方向延設部とが前記排気管を折り曲げて形成された折り曲げ部で繋がれることで前記触媒部を前記前後方向延設部に回転可能に保持する連結部と、を備える。

Claims (9)

1. 内燃機関と、車体床下に配置された駆動用電池パックと、前記内燃機関に接続される排気管と、を有するハイブリット車の排気管構造であって、
   前記排気管は、前記ハイブリット車の前後方向に延設されて前記ハイブリット車に固定される前後方向延設部と、
   前記内燃機関から延びる触媒部と、
   前記前後方向延設部と前記触媒部を連結する連結部と、を備え、
   前記触媒部は、前記前後方向延設部に前記連結部を介して回転可能に保持されるとともに、前記内燃機関と前記駆動用電池パックの間、且つ、前記駆動用電池パックと隣接し、前記前後方向延設部に対して傾斜して配置され、
   前記排気管の連結部は屈曲していることを特徴とするハイブリット車の排気管構造。
2. 前記触媒部は前記内燃機関から前記電動車の前記電池パックへ向けて下方へ傾斜し延設されていることを特徴とする請求項１のハイブリット車の排気管構造。
3. 前記排気管は、前記触媒部の内燃機関側端部と、揺動する可動部で連結されていることを特徴とする請求項２のハイブリット車の排気管構造。
4. 前記可動部は球面継ぎ手であることを特徴とする請求項３のハイブリット車の排気管構造。
5. 前記連結部は、前記ハイブリット車の左右方向に延設される左右方向延設部を具備し、
   前記排気管の前記前後方向延設部と前記左右方向延設部は、前記排気管を折り曲げて形成された折曲部で繋がれていることを特徴とする請求項４に記載のハイブリット車の排気管構造。
6. 前記左右方向延設部は前記電池パックと内燃機関の間に配置され、
   前記触媒部は前記内燃機関から前記電動車の前記電池パックへ向けて下方へ傾斜し配置されることを特徴とする請求項５に記載のハイブリット車の排気管構造。
7. 前記球面継ぎ手は前記触媒部の両端に配置され、
   前記触媒部の前記内燃機関側の端部の球面継ぎ手は前記触媒部の前記電池パックへ向けて下方へ傾斜した角度に対応して当該球面継ぎ手のフランジを配置し、
   前記触媒部の前記左右方向延設部材側の端部の球面継ぎ手は、前記ハイブリット車の左右方向と垂直な面と平行となるよう当該球面継ぎ手を配置することを特徴とする請求項６のハイブリット車の排気管構造。
8. 前記傾斜角度は水平面に対して３５度以上５５度以下であることを特徴とする請求項７に記載のハイブリット車の排気管構造。
9. 前記触媒部と離間し、且つ、前記触媒部と対向して前記駆動用電池パックに設けられた補強板をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のハイブリット車の排気管構造。

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