JP2007170364A - 車両用排気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】排気管に設けられたフレキシブルパイプに作用する応力を緩和することができる車両用排気構造を得る。
【解決手段】車両用排気構造１０は、内燃機関エンジン１２の前バンク１４の排気部に連通され第１排気管１８と、内燃機関エンジン１２の後バンク２０の排気部に連通され一部が第１排気管１８と並列して配置された第２排気管２４と、第１排気管１８における第２排気管２４との並列部位に設けられた第１フレキシブルパイプ２８と、第２排気管２４における第１排気管１８との並列部位に第１フレキシブルパイプ２８よりも内燃機関エンジン１２から離間して設けられた第２フレキシブルパイプ３２と、第２排気管２４における第２フレキシブルパイプ３２よりも内燃機関エンジン１２側の部分に設けられたサブフレキシブルパイプ３４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば内燃機関エンジンの排気ガスを外部に排出するための車両用排気構造に関する。

横置型の内燃機関エンジンの前後のバンクに独立して接続された一対の排気管にそれぞれフレキシブルパイプと触媒コンバータとを直列に設け、後側バンクの排気管のフレキシブルパイプと触媒コンバータの間に前側バンクの排気管の触媒コンバータを配置した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
実公平７−２４５７９号公報

ところで、上記の如き従来の技術では、エンジンのロール時に、前後にオフセットして配置された２つのフレキシブルパイプうち、横置きエンジンのロールセンタから遠い後側のフレキシブルパイプの変位が大きくなりやすいため、フレキシブルパイプに作用する応力を緩和するための対策が求められていた。

本発明は上記事実を考慮して、排気管に設けられたフレキシブルパイプに作用する応力を緩和することができる車両用排気構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車両用排気構造は、内燃機関エンジンにおける第１のバンクの排気部に連通された第１の排気管と、前記内燃機関エンジンにおける第２のバンクの排気部に連通され、少なくとも一部が前記第１の排気管と並列して配置された第２の排気管と、前記第１の排気管における前記第２の排気管との並列部位に設けられた第１のフレキシブルパイプと、前記第２の排気管における前記第１の排気管との並列部位に、第１のフレキシブルパイプよりも前記内燃機関エンジンから離間して設けられた第２のフレキシブルパイプと、前記第２の排気管における前記第１の排気管との並列部位に、前記第２の排気管における前記第２のフレキシブルパイプよりも前記内燃機関エンジン側の部分に設けられ、該第２の排気管の剛性を低下させる剛性低下手段と、を備えている。

請求項１記載の車両用排気構造では、第１のフレキシブルパイプと第２のフレキシブルパイプとが、第２のフレキシブルパイプの方が第１のフレキシブルパイプよりも内燃機関エンジンから離間するように、第１及び第２の排気管の並列部分の長手方向にオフセットして配置されている。このため、例えば第１及び第２のフレキシブルパイプが第１及び第２の排気管よりも大径であっても、第１及び第２の排気管を近接して配置することが可能であり、排気系の配置自由度が高くなる。

そして、第２の排気管における第２のフレキシブルパイプに対する内燃機関エンジン側に剛性低下手段が配設されているため、第２のフレキシブルパイプは、エンジン変位又は起振力による変位が剛性低下手段によって抑制される。これにより、第２のフレキシブルパイプは、エンジンの運転変動などに伴って作用する応力が緩和される。

このように、請求項１記載の車両用排気構造では、排気管に設けられたフレキシブルパイプに作用する応力を緩和することができる。

請求項２記載の発明に係る車両用排気構造は、請求項１記載の車両用排気構造において、前記第２の排気管における前記剛性低下手段の設置部位の剛性を、前記第２のフレキシブルパイプの剛性よりも高い設定とした。

請求項２記載の車両用排気構造では、例えばエンジンの定常運転状態における変位や起振力に対しては、主に第２のフレキシブルパイプが作用（変形）して振動を吸収する。一方、例えば加減速時等のエンジンの出力変動が大きく第２フレキシブルパイプの変位（応力）が所定値を超える場合には、主に剛性低下手段が作用して第２フレキシブルパイプに作用する応力が緩和される。なお、第２の排気管における前記剛性低下手段の設置部位の剛性は、第１のフレキシブルパイプの剛性よりも高い（硬い）ことが望ましい。

請求項３記載の発明に係る車両用排気構造は、請求項１又は請求項２記載の車両用排気構造において、前記第１の排気管における前記第２の排気管との並列部位に、前記第２のフレキシブルパイプに対し該並列部位の長手方向にオフセットして設けられた第１の触媒装置と、前記第２の排気管における前記第１の排気管との並列部位に、前記第１のフレキシブルパイプ及び前記第１の触媒装置のそれぞれに対し該並列部位の長手方向にオフセットして設けられた第２の触媒装置と、をさらに備えた。

請求項３記載の車両用排気構造では、第１の排気管の第１の触媒装置及び第１のフレキシブルパイプと、第２の排気管の第２の触媒装置及び第２のフレキシブルパイプとが千鳥状に配置されているため、スペースを有効に活用して各触媒装置、フレキシブルパイプを配置することができる。また、剛性低下手段によって第２のフレキシブルパイプの変位が抑制されるので、第１の排気管と第２の排気管とを近接して配置しても各触媒装置、フレキシブルパイプの干渉を防止することが可能である。

請求項４記載の発明に係る車両用排気構造は、請求項３記載の車両用排気構造において、前記第１のバンクの排気部から前記第１の触媒装置の排気ガス入口までの排気流路長さと、前記第２のバンクの排気部から前記第２の触媒装置の排気ガス入口までの排気流路長さとを等しくした。

請求項４記載の車両用排気構造では、第１に排気管側と第２の排気管側とでバンク排気部から触媒装置までの排気流路長がほぼ同一であるため、第１の触媒装置に導入される排気ガスと第２の触媒装置に導入される排気ガスとの温度差が小さくなる。これにより、触媒による排気ガスの浄化性能、耐久性能の向上が図られる。

以上説明したように本発明に係る車両用排気構造は、排気管に設けられたフレキシブルパイプに作用する応力を緩和することができるという優れた効果を有する。

本発明の第１の実施形態に係る車両用排気構造１０について、図１及び図２に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印Ｗにて示す方向を、それぞれ車両用排気構造１０が適用された自動車の前方向（進行方向）、上方向、車幅方向とする。

図１には、車両用排気構造１０の主要部が模式的な平面図にて示されている。この図に示される如く、車両用排気構造１０は、模式的に示した内燃機関エンジン１２の前バンク１４の排気ポート１４Ａに排気マニホルド１６を介して連通された第１排気管１８と、内燃機関エンジン１２の後バンク２０の排気ポート２０Ａに排気マニホルド２２を介して連通された第２排気管２４とを備えている。前バンク１４が第１のバンクに、後バンク２０が第２のバンクに、第１排気管１８が第１の排気管に、第２排気管２４が第２の排気管にそれぞれ相当する。

内燃機関エンジン１２は、走行用の動力源として自動車に搭載されており、この実施形態ではＶ型の横置エンジンとされている。なお、内燃機関エンジン１２として、例えば水平対向の横置きエンジンを搭載した自動車に車両用排気構造１０を適用しても良い。車両用排気構造１０は、内燃機関エンジン１２からの排気ガスを外部（大気中）に放出するための排気系を構成している。

図１に示される如く、第１排気管１８の前端には、排気マニホルド１６に接続するためのフランジ１８Ａが設けられている。したがって、第１排気管１８は、車体前側（内燃機関エンジン１２側）が排気ガスの流れ方向の上流側とされ、車体前側から車体後端近傍に配設された大気開放部へ排気ガスを導く構成とされている。この第１排気管１８における車体前後方に沿った直線状部分には、上流側から順に、第１の触媒装置としての第１触媒コンバータ２６、第１のフレキシブルパイプとしての第１フレキシブルパイプ２８が直列に配設されている。

一方、第２排気管２４の前端には、排気マニホルド２２に接続するためのフランジ２４Ａが設けられている。したがって、第２排気管２４は、車体前側（内燃機関エンジン１２側）が排気ガスの流れ方向の上流側とされ、車体前側から車体後端近傍に配設された大気開放部へ排気ガスを導く構成とされている。この第２排気管２４における車体前後方に沿った直線状部分には、上流側から順に、第２の触媒装置としての第２触媒コンバータ３０、第１のフレキシブルパイプとしての第２フレキシブルパイプ３２が直列に配設されている。

第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０は、それぞれ前後方向の中央部が円筒状に形成されると共に長手方向の両端側がコニカル形状とされた触媒ケース２６Ａ、３０Ａ内に図示しない３元触媒などを内蔵して構成され、導入された排気ガスを浄化して排出する構成とされている。各触媒ケース２６Ａ、３０Ａの前後のコニカル状部分を、それぞれ前コニカル部２６Ｂ、３０Ｂ、後コニカル部２６Ｃ、３０Ｃということとする。これらの第１触媒コンバータ２６（触媒ケース２６Ａ）、第２触媒コンバータ３０（触媒ケース３０Ａ）は、何れも第１排気管１８、第２排気管２４よりも大径とされている。なお、第１触媒コンバータ２６と第２触媒コンバータ３０とは互いに同寸法とされ、第１排気管１８と第２排気管２４とは互いに同径とされている。

また、第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２は、全体として鼓型を成す蛇腹形状に形成されており、第１排気管１８、第２排気管２４と比較して曲げ剛性が低い構成とされている。したがって、これらの第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２は、排気系の振動、騒音を車体に伝達することを抑制する（遮断する）ようになっている。そして、これらの第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２は、第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０よりも小径とされ、かつ１排気管１８、第２排気管２４よりも大径とされている。また、第１フレキシブルパイプ２８と第２フレキシブルパイプ３２とは、互いに同寸法とされている。第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２の長手方向両端側のテーパ状部分を、それぞれ前絞り部２８Ａ、３２Ａ、後絞り部２８Ｂ、３２Ｂということとする。

そして、車両用排気構造１０では、車体前後方向において、第２触媒コンバータ３０が第１触媒コンバータ２６と第１フレキシブルパイプ２８との間に（これらに対しオフセットして）配置されており、第１フレキシブルパイプ２８が第２触媒コンバータ３０と第２フレキシブルパイプ３２との間に配設されている。換言すれば、車両用排気構造１０では、車体前後方向の前側から第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０、第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２の順で千鳥状に配置されている。

より具体的には、第１触媒コンバータ２６の後コニカル部２６Ｃと第２触媒コンバータ３０の前コニカル部３０Ｂとは車体前後方向にオーバラップし、また第２触媒コンバータ３０の後コニカル部３０Ｃと第１フレキシブルパイプ２８の前絞り部２８Ａとは車体前後方向にオーバラップし、さらに第１フレキシブルパイプ２８の後絞り部２８Ｂと第２フレキシブルパイプ３２の前絞り部３２Ａとは車体前後方向にオーバラップしている。上記の千鳥配置によって、車両用排気構造１０では、内燃機関エンジン１２のロールセンタ１２Ａから第２フレキシブルパイプ３２までの車体前後方向に沿った距離Ｌ２は、ロールセンタ１２Ａから第１フレキシブルパイプ２８までの車体前後方向に沿った距離Ｌ１よりも大きくなっており、また後絞り部２８Ｂと前絞り部３２Ａとのオーバラップにより距離Ｌ２と距離Ｌ１との差が小さく設定されている。一方、図２に示される如く、第１排気管１８、第２排気管２４、第１触媒コンバータ２６、第１フレキシブルパイプ２８、第２触媒コンバータ３０、第２フレキシブルパイプ３２は、車体上下方向においては、それぞれの軸線がほぼ同じ高さに位置するように配置されている。

また、車両用排気構造１０では、２つのフレキシブルパイプのうち、後側すなわち内燃機関エンジン１２のロールセンタから離間して位置する第２フレキシブルパイプ３２が配設された第２排気管２４に、剛性低下手段としてのサブフレキシブルパイプ３４が配設されている。サブフレキシブルパイプ３４は、蛇腹形状を成しており、図１に示す領域Ａすなわち第２排気管２４における第２フレキシブルパイプ３２に対する前側（内燃機関エンジン１２側）に配設される。この実施形態では、サブフレキシブルパイプ３４は、フランジ２４Ａと第２触媒コンバータ３０との間、より具体的には第１触媒コンバータ２６の前コニカル部２６Ｂに並列する位置に配設されている。

したがって、車両用排気構造１０では、車体前後方向において、第１フレキシブルパイプ２８がサブフレキシブルパイプ３４と第２フレキシブルパイプ３２との間に配設されていると把握することが可能である。サブフレキシブルパイプ３４は、その設置部位において第２排気管２４の剛性（曲げ剛性）を低下させている。このサブフレキシブルパイプ３４の剛性は、第１フレキシブルパイプ２８の剛性よりも高く、かつ第２フレキシブルパイプ３２の剛性よりも高く設定されている。

以上説明した第１排気管１８、第２排気管２４は、第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２の下流側において、互いに独立して又は合流して、消音装置としてのマフラに接続されており、該マフラに排気ガスを導く構成とされている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

上記構成の車両用排気構造１０では、内燃機関エンジン１２からの排気ガスが、前後のバンク１４、２０から排気マニホルド１６、排気マニホルド２２を経由して第１排気管１８、第２排気管２４に導入される。第１排気管１８、第２排気管２４に導入された排気ガスは、それぞれ第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０を通過して浄化され、マフラを経由して大気開放部から外部に排出される。

この車両用排気構造１０では、それぞれ第１排気管１８、第２排気管２４に対し大径とされた第１触媒コンバータ２６、第１フレキシブルパイプ２８、第２触媒コンバータ３０、第２フレキシブルパイプ３２が千鳥状に配置されているため、これらを並列する場合と比較して第１排気管１８と第２排気管２４とを車幅方向に近接して並列させることができる。これにより、排気系の設置について省スペース化が図られた。

ところで、上記の如き千鳥状配置を採る車両用排気構造１０では、第２フレキシブルパイプ３２が第１フレキシブルパイプ２８に対して、内燃機関エンジン１２すなわち内燃機関エンジン１２のロールセンタから離間しているため、加速時や減速時等の内燃機関エンジン１２の出力変動が大きい場合（エンジンロール時）には、後側に位置する第２フレキシブルパイプ３２に大きな応力が作用しやすい。例えば、図７に示す比較例に係る車両用排気構造１００のように、千鳥配置を採りながらサブフレキシブルパイプ３４を備えない構成では、図８（Ａ）に平面視で、図８（Ｂ）に側面視でそれぞれ示す解析結果の如く、第２フレキシブルパイプ３２の変位が第１フレキシブルパイプ２８の変位と比較して大きく、該第２フレキシブルパイプ３２に大きな応力が作用することがわかる。

ここで、車両用排気構造１０では、第２フレキシブルパイプ３２が配設された第２排気管２４における第２フレキシブルパイプ３２よりも内燃機関エンジン１２側に、サブフレキシブルパイプ３４を配設したため、このサブフレキシブルパイプ３４の変形によって第２フレキシブルパイプ３２の変形が抑制される。これにより、加減速に伴って内燃機関エンジン１２のロールが発生した場合に、第２フレキシブルパイプ３２に作用する応力が緩和される。

また、第１フレキシブルパイプ２８と第２フレキシブルパイプ３２とは、後絞り部２８Ｂと前絞り部３２Ａとが車体前後方向にオーバラップして配置されているため、上記の如く千鳥配置によって省スペース化を果たしながら、内燃機関エンジン１２のロールセンタから第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２までの距離差（Ｌ２−Ｌ１）が小さく（最小に）設定されている。これにより、車両用排気構造１０では、第１フレキシブルパイプ２８と第２フレキシブルパイプ３２とが車体前後方向にオーバラップしないほど内燃機関エンジン１２のロールセンタに対する距離差がある構成と比較して、第２フレキシブルパイプ３２への応力集中が生じ難い。

したがって、サブフレキシブルパイプ３４の設置効果と併せて、第２フレキシブルパイプ３２に作用する応力が効果的に緩和される。この実施形態では、上記した比較例に係る車両用排気構造１００よりも第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２が内燃機関エンジン１２のロールセンタから離間して位置する構成（第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０の後方に配置される構成）において、該比較例と比較して第２フレキシブルパイプ３２の変形が抑制され、かつ応力が緩和される。

さらに、車両用排気構造１０では、サブフレキシブルパイプ３４の剛性が第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２の剛性よりも高いため、通常（内燃機関エンジン１２の出力変動が所定範囲である場合など）は、主に第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２の変形によって内燃機関エンジン１２の振動を遮断（吸収）し、エンジンロール時にサブフレキシブルパイプ３４が変形して上記の如く第２フレキシブルパイプ３２の応力を緩和することができる。

さらにまた、車両用排気構造１０では、上記の如く第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０、第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２がコニカル部、絞り部を車体前後方向にオーバラップさせながら千鳥配置されているため、換言すれば、相対的に前側に位置する第１フレキシブルパイプ２８の直前方に、該第１フレキシブルパイプ２８よりも大径でかつ高剛性である触媒ケース３０Ａが位置するため、第１フレキシブルパイプ２８が路面干渉に対し保護される（第１フレキシブルパイプ２８の路面干渉が生じ難い）。このため、第１フレキシブルパイプ２８と路面との干渉を防止するためのプロテクタの設置を不要とすることも可能である。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品、部分については、上記第１の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付して説明を省略する。

図３には、本発明の第２の実施形態に係る車両用排気構造４０が平面図にて示されている。この図では、内燃機関エンジン１２、排気マニホルド１６、排気マニホルド２２の図示を省略している。この図３に示される如く、車両用排気構造４０は、第１排気管１８における第２フレキシブルパイプ３２の後部とオーバラップする部分が湾曲している点で、第１の実施形態に係る車両用排気構造１０とは異なる。また、車両用排気構造４０では、第２排気管２４が第２フレキシブルパイプ３２の後方において湾曲している。

車両用排気構造４０の他の構成は、車両用排気構造１０と同じであり、この車両用排気構造４０によっても車両用排気構造１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。

このように、第１排気管１８と第２排気管２４とは、それぞれの一部が車体前後方向に沿って配置され（並列され）、該車体前後方に沿う部分に第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０、第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２が配設されていれば良く、並列部位の基端、終端がずれていても良い。

図４には、本発明の第３の実施形態に係る車両用排気構造５０が平面図にて示されている。この図では、内燃機関エンジン１２、排気マニホルド１６、排気マニホルド２２の図示を省略している。この図４に示される如く、車両用排気構造５０は、サブフレキシブルパイプ３４が第２排気管２４における第２触媒コンバータ３０と第２フレキシブルパイプ３２との間に配設されている点で、第１の実施形態に係る車両用排気構造１０とは異なる。

車両用排気構造５０の他の構成は、車両用排気構造１０と同じであり、この車両用排気構造５０によっても車両用排気構造１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。

なお、車両用排気構造５０では、第２触媒コンバータ３０と第２フレキシブルパイプ３２との間隔が、第１の実施形態における第２触媒コンバータ３０と第２フレキシブルパイプ３２との間隔よりも広くなっている。このため、内燃機関エンジン１２のロールセンタに対する第１フレキシブルパイプ２８と第２フレキシブルパイプ３２との距離差を小さくすることを優先する場合には、第１フレキシブルパイプ２８を第２フレキシブルパイプ３２側（後方）に配置し、第２触媒コンバータ３０による第１フレキシブルパイプ２８の路面干渉に対する保護を優先する場合には、第１フレキシブルパイプ２８を第２触媒コンバータ３０側（前方）に配置する。

一方、剛性低下手段として、前後長の短い構成のものを用いる場合には、第１の実施形態と同様に、第１フレキシブルパイプ２８と第２フレキシブルパイプ３２との距離差を小さく（最小に）することと、第２触媒コンバータ３０による第１フレキシブルパイプ２８の路面干渉に対する保護効果を得ることとを両立することができる。このような剛性低下手段としては、例えば、第２排気管２４へのボールジョイント（連結部の曲げ変形（相対角変位）を許容する球面継手）の介装、第２排気管２４への部分的な薄肉部の設定、第２排気管２４への潰し部や縮径部（断面係数低下部）の設定等を用いることができる。

図５には、本発明の第４の実施形態に係る車両用排気構造６０が平面図にて示されている。この図では、内燃機関エンジン１２、排気マニホルド１６、排気マニホルド２２の図示を省略している。この図５に示される如く、車両用排気構造６０は、第１排気管１８において第１フレキシブルパイプ２８が第１触媒コンバータ２６の前方（上流）に配置され、第２排気管２４において第２フレキシブルパイプ３２が第２触媒コンバータ３０の前方に配置されている点で、第１の実施形態に係る車両用排気構造１０とは異なる。

より具体的には、車両用排気構造６０では、第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２、第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０が、前側からこの順で千鳥状に配置されている。また、車体前後方向において、第１フレキシブルパイプ２８の後絞り部２８Ｂには第２フレキシブルパイプ３２の前絞り部３２Ａがオーバラップし、第２フレキシブルパイプ３２の後絞り部３２Ｂに第１触媒コンバータ２６の前コニカル部２６Ｂがオーバラップし、第１触媒コンバータ２６の後コニカル部２６Ｃに第２触媒コンバータ３０の前コニカル部３０Ｂがオーバラップしている。

また、サブフレキシブルパイプ３４は、第２排気管２４における第２フレキシブルパイプ３２に対する内燃機関エンジン１２側の領域Ａすなわち第２フレキシブルパイプ３２とフランジ２４Ａとの間に配置されており、この実施形態では第１フレキシブルパイプ２８に並列して配置されている。以上により、この車両用排気構造６０は、図７に示す比較例に係る車両用排気構造１００に対し、領域Ａの範囲にサブフレキシブルパイプ３４を設けた構成として把握することができる。

車両用排気構造６０の他の構成は、車両用排気構造１０と同じであり、この車両用排気構造６０によっても、触媒ケース３０Ａによる第１フレキシブルパイプ２８の路面干渉に対する保護効果を除いて、車両用排気構造１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、車両用排気構造６０では、第１の実施形態と比較して第２フレキシブルパイプ３２を内燃機関エンジン１２のロールセンタに対し近接して配置することができるので、第２フレキシブルパイプ３２の応力レベルを低減することができる。

図６には、本発明の第５の実施形態に係る車両用排気構造７０が平面図にて示されている。この図に示される如く、車両用排気構造７０は、第１排気管１８の第１フレキシブルパイプ２８が第２排気管２４の第２フレキシブルパイプ３２よりも後方に配置されている点で第１の実施形態に係る車両用排気構造１０とは異なる。したがって、この実施形態では、前後のバンク１４が第２のバンクに、後バンク２０が第１のバンクに、第１排気管１８が第２の排気管に、第２排気管２４が第１の排気管に、第１フレキシブルパイプ２８が第２のフレキシブルパイプに、第２フレキシブルパイプ３２が第１のフレキシブルパイプに、第１触媒コンバータ２６が第２の触媒装置に、第２触媒コンバータ３０が第１の触媒装置にそれぞれ相当する。

具体的には、車両用排気構造７０では、第２排気管２４において第２フレキシブルパイプ３２が第２触媒コンバータ３０の前方に配置されている。そして、第１触媒コンバータ２６、第２フレキシブルパイプ３２、第１フレキシブルパイプ２８、第２触媒コンバータ３０が、前側からこの順で千鳥状に配置されている。この配置によって車両用排気構造７０では、内燃機関エンジン１２の前バンク１４の排気ポート１４Ａから第１フレキシブルパイプ２８までの排気流路長Ｌ３と、内燃機関エンジン１２の後バンク２０の排気ポート２０Ａから第２フレキシブルパイプ３２までの排気流路長Ｌ４とがほぼ等しい設定とされている。

この実施形態では、第２フレキシブルパイプ３２は、車体前後方向において、前絞り部３２Ａが第１触媒コンバータ２６の後コニカル部２６Ｃとオーバラップすると共に、後絞り部３２Ｂが第１フレキシブルパイプ２８の前絞り部２８Ａとオーバラップしている。また、上記した如く排気流路長Ｌ１、Ｌ２をほぼ一致させるため、第２触媒コンバータ３０と第１フレキシブルパイプ２８とは、車体前後方向にオーバラップしない構成となっている。

さらに、車両用排気構造７０では、第１フレキシブルパイプ２８の方が第２フレキシブルパイプ３２よりも内燃機関エンジン１２のロールセンタから離間して位置するため、サブフレキシブルパイプ３４は、第１排気管１８における第１フレキシブルパイプ２８よりも内燃機関エンジン１２側の領域Ｂに配設されている。この実施形態では、サブフレキシブルパイプ３４は、第１触媒コンバータ２６とフランジ１８Ａとの間に配置されている。

車両用排気構造７０の他の構成は、車両用排気構造１０と同じである。したがって、この車両用排気構造７０によっても、車両用排気構造１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。なお、第２触媒コンバータ３０と第１フレキシブルパイプ２８とが車体前後方向にオーバラップしない構成は、内燃機関エンジン１２のロールセンタに対する第１フレキシブルパイプ２８と第２フレキシブルパイプ３２との距離差の縮小（最小化）、第１触媒コンバータ２６による第２フレキシブルパイプ３２の路面干渉からの保護には影響を与えることがないので、車両用排気構造７０では、相対的に後側に位置する第１フレキシブルパイプ２８の応力緩和、前側に位置する第２フレキシブルパイプ３２の路面干渉からの保護は、第１の実施形態と同様に良好に果たされる。

また、車両用排気構造７０では、内燃機関エンジン１２の排気ポート１４Ａから第１フレキシブルパイプ２８までの排気流路長Ｌ１と、内燃機関エンジン１２の排気ポート２０Ａから第２フレキシブルパイプ３２までの排気流路長Ｌ２とがほぼ等しいため、第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２に導入される排気ガス温度の差が小さくなる。これにより、第１触媒コンバータ２６、第２触媒コンバータ３０内に充填された触媒の浄化性能、耐久性能の向上が図られる。

なお、上記した各実施形態において、内燃機関エンジン１２のロールセンタから離間して位置する方のフレキシブルパイプ（以下、第２フレキシブルパイプ３２として説明する）自体の剛性を、前方に位置する第１フレキシブルパイプ２８の剛性よりも低く設定することで、該第２フレキシブルパイプ３２に作用する応力を一層低減することができる。具体的には、第２フレキシブルパイプ３２の径（蛇腹の谷部における径）を第１フレキシブルパイプ２８の対応する径よりも小さく設定したり、第２フレキシブルパイプ３２の全長を第１フレキシブルパイプ２８の全長よりも長く（蛇腹の山数を多く）設定したり、第２フレキシブルパイプ３２の単位長当たりの蛇腹山数を第１フレキシブルパイプ２８の単位長当たりの蛇腹山数よりも多く設定することで、第２フレキシブルパイプ３２の剛性を相対的に低下することができる。

なお、上記各実施形態では、サブフレキシブルパイプ３４が第１排気管１８又は第２排気管２４における車体前後方に沿う直線状部分に配設された例を示したが、本発明はこれに限定されず、サブフレキシブルパイプ３４は、相対的に後側に配置されるフレキシブルパイプが設けられている排気管における該フレキシブルパイプに対する内燃機関エンジン１２側に配設されれば良く、該配設部分が排気管における湾曲部等であっても良い。

また、上記各実施形態では、剛性低下手段として、主にサブフレキシブルパイプ３４を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１の実施形態に変形例として記載したボールジョイント、薄肉部、潰し部や縮径部、応力緩和対象のフレキシブルパイプの低剛性化構造を剛性低下手段として他の実施例に適用しても良く、また排気管の曲がり部を剛性低下手段として設定しても良い。

さらに、上記各実施形態では、異なるバンクに連通する第１排気管１８と第２排気管２４とで第１触媒コンバータ２６、３０、フレキシブルパイプ２８、３２を千鳥状に配置した例を示したが、本発明はこれに限定されず、第１フレキシブルパイプ２８、第２フレキシブルパイプ３２が並列する排気ガスの流れ方向にオフセットして配置されていれば良く、例えば第１触媒コンバータ２６、３０に代えて排気系熱交換器などが配設された構成に適用しても良い。

本発明の第１の実施形態に係る車両用排気構造を模式的に示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用排気構造を模式的に示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用排気構造を模式的に示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用排気構造を模式的に示す平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る車両用排気構造を模式的に示す平面図である。 本発明の第５の実施形態に係る車両用排気構造を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態との比較例に係る車両用排気構造を示す平面図である。 図７に示す比較例におけるエンジンロール時のフレキシブルパイプの変位の解析結果を示す図であって、（Ａ）は平面視の説明図、（Ｂ）は側面視の説明図である。

符号の説明

１０ 車両用排気構造
１２ 内燃機関エンジン
１４ 前バンク（第１のバンク、第２のバンク）
１８ 第１排気管（第１の排気管、第２の排気管）
２０ 後バンク（第２のバンク、第１のバンク）
２４ 第２排気管（第２の排気管、第１の排気管）
２６ 第１触媒コンバータ（第１の触媒装置、第２の触媒装置）
２８ 第１フレキシブルパイプ（第１のフレキシブルパイプ、第２のフレキシブルパイプ）
３０ 触媒コンバータ（第２の触媒装置、第１の触媒装置）
３２ 第２フレキシブルパイプ（第２のフレキシブルパイプ、第１のフレキシブルパイプ）
３４ サブフレキシブルパイプ（剛性低下手段）
４０・５０・６０・７０ 車両用排気構造

Claims (4)

1. 内燃機関エンジンにおける第１のバンクの排気部に連通された第１の排気管と、
   前記内燃機関エンジンにおける第２のバンクの排気部に連通され、少なくとも一部が前記第１の排気管と並列して配置された第２の排気管と、
   前記第１の排気管における前記第２の排気管との並列部位に設けられた第１のフレキシブルパイプと、
   前記第２の排気管における前記第１の排気管との並列部位に、第１のフレキシブルパイプよりも前記内燃機関エンジンから離間して設けられた第２のフレキシブルパイプと、
   前記第２の排気管における前記第２のフレキシブルパイプよりも前記内燃機関エンジン側の部分に設けられ、該第２の排気管の剛性を低下させる剛性低下手段と、
   を備えた車両用排気構造。
2. 前記第２の排気管における前記剛性低下手段の設置部位の剛性を、前記第２のフレキシブルパイプの剛性よりも高い設定とした請求項１記載の車両用排気構造。
3. 前記第１の排気管における前記第２の排気管との並列部位に、前記第２のフレキシブルパイプに対し該並列部位の長手方向にオフセットして設けられた第１の触媒装置と、
   前記第２の排気管における前記第１の排気管との並列部位に、前記第１のフレキシブルパイプ及び前記第１の触媒装置のそれぞれに対し該並列部位の長手方向にオフセットして設けられた第２の触媒装置と、
   をさらに備えた請求項１又は請求項２記載の車両用排気構造。
4. 前記第１のバンクの排気部から前記第１の触媒装置の排気ガス入口までの排気流路長さと、前記第２のバンクの排気部から前記第２の触媒装置の排気ガス入口までの排気流路長さとを等しくした請求項３記載の車両用排気構造。

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