(57)【要約】【課題】  拡張比を大きくし、消音効果を向上する。【解決手段】  排気系１０の排気管２４に設けた断面楕円形の扁平部３０において、扁平部３０の前部３２の長手方向中央部３２Ａから中央部３４の長手方向中央部３４Ａにかけては、車体上下方向へ断面幅が楕円形の短軸から長軸へ拡張しており、この拡張比に比例する拡張効果により、排気音を低減できるようになっている。また、扁平部３０の中央部３４の長手方向中央部３４Ａから後部３６の長手方向中央部３６Ａにかけては、車幅方向へ断面幅が楕円形の短軸から長軸へ拡張しており、この拡張比に比例する拡張効果により、排気音を低減できるようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が所定の方向を長軸とし、前記長軸と直交する方向を短軸とする扁平断面とされた第１扁平部と、
前記第１扁平部に連通され、前記第１扁平部に対して長軸と短軸とのうちの少なくとも一方が拡張された第２扁平部と
を有することを特徴とする排気管構造。
【請求項２】
前記第２扁平部は、前記第１扁平部に直列に連結され、前記第１扁平部の長軸に対して直交する方向を長軸とする部位を備え、前記第１扁平部と同じ管内断面積であることを特徴とする請求項１に記載の排気管構造。
【請求項３】
前記第１扁平部は、前記第２扁平部内に挿入され、前記第１扁平部と前記第２扁平部とが長軸を同じ方向とする相似断面形状であることを特徴とする請求項１に記載の排気管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車両の排気管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両の排気管構造においては、消音装置からキャブと荷台との隙間を通って配設された排気管が、第１円形部と、前記隙間に略垂直に配設されその断面が車両の前後方向に偏平な楕円部と、を含んで隙間に対応した構造が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】実開平０５−９２４１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のような排気管構造においては、断面が円形である第１円形部と、その断面が車体の前後方向に扁平な楕円部とが変換部によって互いに連結されている。この結果、第１円形部の直径と楕円形状の長軸との比が拡張比となるため、拡張比を大きくできない。また、この拡張比に比例して排気音が低減されるため、充分な消音効果が得られない。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、拡張比を大きくでき、消音効果を向上できる排気管構造を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の本発明の排気管構造は、断面形状が所定の方向を長軸とし、前記長軸と直交する方向を短軸とする扁平断面とされた第１扁平部と、前記第１扁平部に連通され、前記第１扁平部に対して長軸と短軸とのうちの少なくとも一方が拡張された第２扁平部とを有することを特徴とする。
【０００６】
扁平断面の第２扁平部の長軸と短軸とのうちの少なくとも一方が、扁平断面の第１扁平部に対して拡張されているため、扁平断面から扁平断面の拡張比に比例して排気音が効果的に低減される。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の排気管構造において、前記第２扁平部は、前記第１扁平部に直列に連結され、前記第１扁平部の長軸に対して直交する方向を長軸とする部位を備え、前記第１扁平部と同じ管内断面積であることを特徴とする。
【０００８】
第２扁平部は第１扁平部の長軸に対して直交する方向を長軸とする部位を備えるため、第１扁平部の短軸方向が第２扁平部の長軸方向となり、第１扁平部の短軸と、第２扁平部の長軸との比が拡張比となる。この結果、円形断面から扁平断面への拡張比に比べて拡張比が大きくなり、この大きくなった拡張比に比例して排気音が低減される。また、第１扁平部と第２扁平部とが同じ管内断面積であるため排気圧損は殆ど悪化しない。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１記載の排気管構造において、前記第１扁平部は、前記第２扁平部内に挿入され、前記第１扁平部と前記第２扁平部とが長軸を同方向とする相似断面形状であることを特徴とする。
【００１０】
第２扁平部と、第２扁平部内に挿入された第１扁平部とが、それぞれの長軸方向が同方向である相似断面形状であるため、第１扁平部から第２扁平部内へ拡散される排気に対して第１扁平部の全周方向が同じ拡張比となる。この結果、円形断面から扁平断面への拡張に比べて効率的な拡張効果が得られるようになり排気音が低減される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の本発明の排気管構造は、上記構成とすることで、拡張比を大きくでき、消音効果を向上できる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の排気管構造において、第２扁平部は、第１扁平部に直列に連結され、第１扁平部の長軸に対して直交する方向を長軸とする部位を備え、第１扁平部と同じ管内断面積であるため、排気圧損が殆ど悪化しない。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１記載の排気管構造において、第２扁平部内に第１扁平部が挿入され、第２扁平部と第１扁平部とが長軸と短軸を同方向とする相似断面形状であるため、消音効果が大きく、排気系の全長を短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明における排気管構造の第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００１５】
なお、図中矢印ＵＰは車体上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車体前方方向を示している。
【００１６】
図２に示される如く、本実施形態の車体の排気系１０は、車体の下面に車体前方から車体後方へ向って取付けられており、排気系１０は、エンジンから排出された排気ガスの流れる方向に沿って、触媒コンバータ１２、メインマフラ１４、テールパイプ１６が、この順番で配置されている。また、触媒コンバータ１２は、排気管２０によって図示を省略したエキゾーストマニホルドに連結されている。
【００１７】
触媒コンバータ１２とメインマフラ１４とは、排気管２２によって連結されており、排気管２２の長手方向中間部には継ぎ手としてのフランジ２２Ａが設けられている。また、メインマフラ１４とテールパイプ１６とは、排気管２４によって連結されており、排気管２４の長手方向中間部には継ぎ手としてのフランジ２４Ａが設けられている。
【００１８】
図３に示される如く、排気管２４の断面形状は内径Ａ１の円形となっており、管内断面積はＳ０となっている。なお、テールパイプ１６の断面形状は排気管２４の断面形状と同じ円形となっており、管内断面積もＳ０となっている。
【００１９】
図１に示される如く、排気管２４の円形断面部２４Ｂとテールパイプ１６との間の部位には、従来設けられるサブマフラに代えて扁平部３０が形成されている。また、扁平部３０においては、排気管２４が車体上下方向（縦方向）と車幅方向（横方向）とに連続して断面楕円形に潰されており、メインマフラ１４側からテールパイプ１６側へ向かって管内断面積が同じで楕円形状の長軸方向が排気管２４の軸線廻りに変化した直列の前部３２、中央部３４、後部３６となっている。
【００２０】
即ち、排気管２４の扁平部３０は、楕円断面形状が排気管２４の軸廻りにそれそれ９０度回転した前部３２、中央部３４、後部３６の３つの部位で構成されている。
【００２１】
なお、扁平部３０の前部３２を第１扁平部とすると中央部３４が第２扁平部に該当し、中央部３４を第１扁平部とすると後部３６が第２扁平部に該当する。また、扁平部３０の全高と全幅は、メインマフラ１４の全高と全幅に比べてそれぞれ小さくなっている。
【００２２】
図４に示される如く、排気管２４の扁平部３０における前部３２の長手方向中央部３２Ａの断面形状は長軸Ｂ１、短軸Ｂ２の楕円形となっており、長軸Ｂ１が車幅方向となっている。なお、扁平部３０における後部３６の長手方向中央部３６Ａの断面形状も、前部３２の長手方向中央部３２Ａの断面形状と同じ楕円形となっている。
【００２３】
図５に示される如く、扁平部３０における中央部３４の長手方向中央部３４Ａの断面形状は短軸Ｃ１、長軸Ｃ２の楕円形となっており、長軸Ｃ２が車体上下方向となっている。従って、扁平部３０における中央部３４の長手方向中央部３４Ａの断面形状は、前部３２の長手方向中央部３２Ａと後部３６の長手方向中央部３６Ａに対して、短軸と長軸とがそれぞれ排気管２４の軸線廻りに９０度回転した楕円断面形状となっている。
【００２４】
図２に示される如く、排気管２４の扁平部３０を車体側方から見た場合には、排気管２４の円形断面部２４Ｂから扁平部３０の前部３２の長手方向中央部３２Ａにかけては、排気管２４の上下幅Ｈが徐々に狭くなっており、扁平部３０の前部３２の長手方向中央部３２Ａから中央部３４の長手方向中央部３４Ａにかけては排気管２４の上下幅Ｈが徐々に広くなっている。また、扁平部３０の中央部３４の長手方向中央部３４Ａから後部３６の長手方向中央部３６Ａにかけては排気管２４の上下幅Ｈが徐々に狭くなっており、扁平部３０の後部３６の長手方向中央部３６Ａからテールパイプ１６にかけては排気管２４の上下幅Ｈが徐々に広くなっている。
【００２５】
図３と図４に示される如く、排気管２４の円形断面部２４Ｂから扁平部３０の前部３２の長手方向中央部３２Ａにかけては、車幅方向（横方向）へ断面幅が拡張している（拡張比Ｂ１／Ａ１）。従って、排気管２４の横方向への拡張比Ｂ１／Ａ１に比例する拡張効果により、排気脈動により発生する排気音を低減できるようになっている。
【００２６】
また、図４と図５に示される如く、扁平部３０の前部３２の長手方向中央部３２Ａから中央部３４の長手方向中央部３４Ａにかけては、車体上下方向（縦方向）へ断面幅が拡張している（拡張比Ｃ２／Ｂ２）。従って、排気管２４の縦方向への拡張比Ｃ２／Ｂ２に比例する拡張効果により、排気脈動により発生する排気音を低減できるようになっている。
【００２７】
また、扁平部３０の中央部３４の長手方向中央部３４Ａから後部３６の長手方向中央部３６Ａにかけては、車幅方向（横方向）へ断面幅が拡張している（拡張比Ｂ１／Ｃ１）。従って、排気管２４の横方向への拡張比Ｂ１／Ｃ１に比例する拡張効果により、排気脈動により発生する排気音を低減できるようになっている。
【００２８】
また、扁平部３０の後部３６の長手方向中央部３６Ａからテールパイプ１６にかけては、車体上下方向（縦方向）へ断面幅が拡張している（拡張比Ａ１／Ｂ２）。従って、排気管２４の縦方向への拡張比Ａ１／Ｂ２に比例する拡張効果により、排気脈動により発生する排気音を低減できるようになっている。
【００２９】
なお、排気管２４の扁平部３０の拡張は縦方向または横方向の何れか一方であるため、排気管２４の全円周方向の拡張効果とする構造に比べて、その拡張効果（消音効果）は少なくなる。
【００３０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３１】
本実施形態では、排気系１０の排気管２４に設けた扁平部３０において、図３と図４に示される如く、排気管２４の円形断面部２４Ｂから扁平部３０の前部３２の長手方向中央部３２Ａかけては、車幅方向（横方向）へ断面幅が拡張している（拡張比Ｂ１／Ａ１）。この結果、拡張比Ｂ１／Ａ１に比例する拡張効果により、排気脈動により発生する排気音を低減できる。
【００３２】
また、図４と図５に示される如く、扁平部３０の前部３２の長手方向中央部３２Ａから中央部３４の長手方向中央部３４Ａにかけては、車体上下方向（縦方向）へ断面幅が楕円形の短軸から長軸へ拡張している（拡張比Ｃ２／Ｂ２）。この結果、拡張比Ｃ２／Ｂ２に比例する拡張効果により、円形断面から扁平断面への拡張に比べて排気脈動により発生する排気音を低減できる。
【００３３】
また、扁平部３０の中央部３４の長手方向中央部３４Ａから後部３６の長手方向中央部３６Ａにかけては、車幅方向（横方向）へ断面幅が楕円形の短軸から長軸へ拡張しており（拡張比Ｂ１／Ｃ１）、この拡張比Ｂ１／Ｃ１に比例する拡張効果により、円形断面から扁平断面への拡張に比べて排気脈動により発生する排気音を低減できる。
【００３４】
また、扁平部３０の後部３６の長手方向中央部３６Ａからテールパイプ１６にかけては、車体上下方向（縦方向）へ断面幅が拡張しており（拡張比Ａ１／Ｂ２）、拡張比Ａ１／Ｂ２に比例する拡張効果により、排気脈動により排気系１０に発生する排気音を低減できる。
【００３５】
従って、本実施形態では、排気系１０の消音性能が向上する。また、排気系１０の消音性能が向上するため、サブマフラを廃止できる。この結果、コストダウンと重量低減とが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態では、排気管２４の円形断面部２４Ｂの管内断面積と扁平部３０の前部３２、中央部３４、後部３６の各管内断面積と、テールパイプ１６の管内断面積とが略等しくなっているため、排気損失の悪化も殆どない。
【００３７】
また、本実施形態では、排気管２４に扁平部３０を設けることで、排気系１０の消音性能を向上できる。この結果、排気系１０におけるメインマフラ１４での消音の割合を少なくできるため、メインマフラ１４を超扁平化することが可能になる。更に、メインマフラ１４を超扁平化することで、車室内空間拡大のための低床化及び走破性（凹凸の大きい路面を走行する性能）向上のための地上高増に対応可能となり、車両の商品性が向上する。
【００３８】
次に、本発明の排気管構造の第２実施形態を図６及び図７に従って説明する。
【００３９】
なお、第１実施形態と同一部材は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
図６に示される如く、第１実施形態と異なり本実施形態では、メインマフラ１４が第２扁平部に該当し、メインマフラ１４に挿入されている排気管４０が第１扁平部に該当している。また、排気管４０は触媒コンバータ１２とテールパイプ１６とを連結しており、排気管４０の長手方向中間部には継ぎ手としてのフランジ４０Ａ、４０Ｂが設けられている。
【００４１】
メインマフラ１４の内部は複数のセパレータ４２、４４によって、軸方向の長さが互いに異なる複数の膨張室４８、５０、５２に分割されている。
【００４２】
図７に示される如く、排気管４０はメインマフラ１４の軸心Ｐ１と同軸に配置されており、排気管４０におけるメインマフラ１４の内部の部位は扁平部４０Ｃとなっている。
【００４３】
図６に示される如く、膨張室４８、５０、５２内を通過する排気管４０の扁平部４０Ｃには、排気が通過する複数の貫通口５６が形成されており、これらの貫通口５６を通して、排気管４０内の排気が膨張室４８、５０、５２内へ拡散されるようになっている。
【００４４】
図７に示される如く、排気管４０の扁平部４０Ｃの長手方向（車体前後方）から見た断面形状は、車幅方向（横方向）の断面幅（長軸）Ｄ１が、車体上下方向（縦方向）の断面幅（短軸）Ｄ２に比べて広い楕円形となっている。また、メインマフラ１４の長手方向（車体前後方向）から見た断面形状は、車幅方向（横方向）の断面幅（長軸）Ｅ１が、車体上下方向（縦方向）の断面幅（短軸）Ｅ２に比べて広い楕円形となっており、排気管４０の扁平部４０Ｃとメインマフラ１４とは長軸を同方向とする楕円形状であり、好ましくは相似断面形状となっている。
【００４５】
従って、排気管４０の扁平部４０Ｃとメインマフラ１４とは、それぞれの全周方向に対して同じ拡張比（Ｅ１／Ｄ１＝Ｅ２／Ｄ２）となる。この結果、円形断面から扁平断面への拡張に比べて効率的な拡張効果が得られるようになっている。
【００４６】
なお、排気管４０は、フランジ４０Ａからメインマフラ１４に向って、その断面形状が円形から楕円形状に徐々に変化しており、メインマフラ１４からフランジ４０Ｂに向って、その断面形状が楕円形状から円形に徐々に変化している。
【００４７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４８】
本実施形態では、図７に示される如く、排気管４０の扁平部４０Ｃが、メインマフラ１４を貫通しており、メインマフラ１４の各膨張室４８、５０、５２内を通過する排気管４０の扁平部４０Ｃには、排気が通過する複数の貫通口５６が形成されている。この結果、エンジンからの排気は、排気管４０の扁平部４０Ｃから、貫通口５６を通して膨張室４８、５０、５２内へ拡散される。この際、排気管４０はメインマフラ１４の軸心Ｐ１と同軸に配置されており、排気管４０の扁平部４０Ｃとメインマフラ１４とは、長軸を同方向とする楕円形の相似断面形状となっている。
【００４９】
即ち、排気管４０の扁平部４０Ｃとメインマフラ１４とは、それぞれの全周方向に対して同じ拡張比（Ｅ１／Ｄ１＝Ｅ２／Ｄ２）となっている。このため、円形断面から扁平断面への拡張に比べて効率的な拡張効果が得られるので、排気音を効果的に低減でき、消音性能が向上する。
【００５０】
また、本実施形態では、消音性能が向上するのでサブマフラを廃止することもできる。更にサブマフラを廃止することができる場合には、その長さ分、排気系１０の全長を短くできる。
【００５１】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記各実施形態では、排気管２４の扁平部３０の断面形状と排気管４０の扁平部４０Ｃの断面形状を楕円形としたが、楕円形に代えて長円等の他の扁平形状としても良い。なお、長円とは、楕円と異なり、並行な２辺の両端部をそれぞれ半円で連結した図形である。
【００５２】
また、第１実施形態では、扁平部３０を扁平断面形状が排気管２４の軸廻りにそれそれ９０度回転した前部３２、中央部３４、後部３６との３つの部位で構成したが、これに代えて、扁平部３０を前部３２と中央部３４との２つの部位で構成しても良い。また、扁平部３０を扁平断面形状が排気管２４の軸廻りにそれぞれ９０度回転した４つ以上の部位で構成しても良い。
【００５３】
また、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気管構造を示す車体斜め前方から見た概略斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る排気管構造を示す概略側面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った拡大断面図である。
【図４】図２の４−４線に沿った拡大断面図である。
【図５】図２の５−５線に沿った拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る排気管構造を示す車体斜め前方から見た概略斜視図である。
【図７】図６の７−７線に沿った拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    排気系
１２    触媒コンバータ
１４    メインマフラ（第２扁平部）
１６    テールパイプ
２０    排気管
２２    排気管
２４    排気管
２４Ｂ    排気管の円形断面部
３０    排気管の扁平部
３２    扁平部の前部（第１扁平部）
３４    扁平部の中央部（第２扁平部、第１扁平部）
３６    扁平部の後部（第２扁平部）
４０    排気管
４０Ｃ    排気管の扁平部（第１扁平部）
５６    排気管の貫通口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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