(57)【要約】【課題】車両前部に横置き搭載されたエンジン１の排気装置２であって、エンジンから排気後処理装置への振動の伝達を遮断して、ＮＶＨを低減すると共に、排気系の温度が低いときの排気後処理装置の排気浄化性能を向上させる。【解決手段】上記排気装置２は、その上流側はエンジン１の排気ポート１１、１１、…に連通して、その下流側は車両後方且つ下方に向かって延びる上流排気管部６と、その上流端部は上流排気管部６と連通すると共に、その軸線は略水平方向に延びて配設され、車体に対して弾性支持されるＤＰＦ９とを備えている。上記上流排気管部６は、フレキシブルチューブ７と球面ジョイント８とを有し、これらが近接して直列配置されている。【選択図】図１
2005320907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部に横置き搭載されたエンジンの排気装置であって、
車体に対して弾性支持されて、その軸線が略水平方向に延びて配設された排気後処理装置と、
上記エンジンの排気ポートと、上記排気後処理装置とを互いに連通させ且つ、その少なくとも下流側の部分が車両後方の下方に向かって延びる排気管部と、を備え、
上記排気管部は、フレキシブルチューブと球面ジョイントとを有し、
上記フレキシブルチューブと球面ジョイントとは直列配置されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの排気装置において、
上記排気ポートは、上記エンジンの車両後方へ向かって開口して形成されており、
上記フレキシブルチューブは、上記エンジンと排気後処理装置との間で、その軸線が上記エンジンの長手方向に対して直交する方向に且つ車両後方の下方へ向かって傾斜するように配置されており、
上記球面ジョイントは、上記エンジンと排気後処理装置との間で、その軸線が上記車両後方の下方へ向かって傾斜するように配置されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンの排気装置において、
上記球面ジョイントは、部分球面状摺接凹面を有する凹部と、該部分球面状摺接凹面と圧接する部分球面状摺接凸面を有する凸部とからなり、上記凹部と凸部は、その凹面及び凸面が圧接する方向に弾性付勢されており、
上記フレキシブルチューブの下流端部に、上記凹部又は凸部が一体的に形成されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のエンジンの排気装置において、
上記排気ポートに連結される排気マニホールドに取り付けられた過給機をさらに備え、
上記排気管部は、上記過給機と上記フレキシブルチューブとを連結する連結管部をさらに有し、
上記連結管部は、エンジン本体に支持されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載のエンジンの排気装置において、
上記エンジンは、ディーゼルエンジンであり、
上記排気後処理装置は、そのハウジング内の上流側に触媒部材を、下流側にパティキュレートフィルタ部材を配置したパティキュレートフィルタ装置であることを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項６】
請求項２乃至４に記載のエンジンの排気装置において、
上記エンジンは、ディーゼルエンジンであり、
上記排気後処理装置は、パティキュレートフィルタ装置であって、
上記パティキュレートフィルタ装置は、圧力センサと、該圧力センサと該パティキュレートフィルタ装置とを連結する圧力検出用パイプとを有するとともに、車両前後方向の変位量が車両幅方向の変位量よりも小さくなるように弾性支持されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、横置き搭載されたエンジンの排気装置としては、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された排気装置は、エンジンルーム内に横置き搭載されたエンジンの車両後方側の側面に開口する排気ポートに連通する排気マニホールドと、このエンジンの車両後方に配設された排気後処理装置と、これら排気マニホールドと排気後処理装置とを連結する排気管部とからなる。このエンジンに連結される排気管部及び排気後処理装置は車両に支持されている。
【０００３】
ここで、エンジンは、車両の急発進、急加速又は急停車等によってクランクシャフト軸線と略平行なローリングセンタ回りにローリング振動をする振動発生源となる。一般に、車両において騒音(Noise)、振動(Vibration)及びサスペンションからの突き上げ振動(Harshness)は合わせてＮＶＨといい、乗り心地改善の観点からこのＮＶＨを低減することが重要であり、上記エンジンのローリング振動の排気管部及び排気後処理装置を介した車体への伝達を防止することが求められる。
【０００４】
そこで、上記排気装置は、上記排気管部において、排気マニホールトと排気管部との連結部に球面ジョイントを介設すると共に、下向きに延びる排気管部の下流端部を車両後方へ向かって約90°湾曲形成して、この下流端部に水平方向へ延びるフレキシブルチューブを介設している。そうして、球面ジョイントによって、ローリングセンタ回りの回転方向の振動成分を吸収すると共に、フレキシブルチューブによって、車両前後方向の振動成分を吸収している。
【０００５】
こうして、球面ジョイントとフレキシブルチューブとの相乗効果によって、エンジンのクランクシャフト軸線と略平行なローリングセンタ回りのローリング振動が車体に伝達することを防止して、ＮＶＨを低減している。
【特許文献１】特開２００２−３７１８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の構成の場合、排気管部は、フレキシブルチューブによって車両前後方向の振動成分を吸収するために、そのフレキシブルチューブを水平方向に配設しており、排気管部全体を略Ｌ字形状にしている。その結果、排気ポートから排気後処理装置までの流路長が長くなり、特にエンジン始動直後等の排気系の温度が低いときに、排気後処理装置の活性が悪く、排気浄化性能が低下するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンから排気後処理装置への振動の伝達を遮断して、ＮＶＨを低減すると共に、排気系の温度が低いときの排気後処理装置の排気浄化性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、車両前部に横置き搭載されたエンジンの排気装置が対象である。
【０００９】
そして、車体に対して弾性支持されて、その軸線が略水平方向に延びて配設された排気後処理装置と、上記エンジンの排気ポートと、上記排気後処理装置とを互いに連通させ且つ、その少なくとも下流側の部分が車両後方の下方に向かって延びる排気管部と、を備えているものとする。
【００１０】
また、上記排気管部は、フレキシブルチューブと球面ジョイントとを有し、上記フレキシブルチューブと球面ジョイントとは直列配置されている。
【００１１】
上記の構成において、エンジンの車両後方側には、排気を浄化処理するための排気後処理装置が配設されている。この排気後処理装置とは、比較的重量があるため、その軸線を略水平方向にして安定した姿勢で車体に対して支持されている。さらにこの車体への支持は、排気後処理装置から車体への振動の伝達を防止するために、弾性支持となっている。ただし、排気後処理装置は重量物であるため、比較的剛性が高い弾性支持部材によって支持されることが一般的である。
【００１２】
そして、エンジンの排気ポートと排気後処理装置とを連通させる上記排気管部の下流側は、車両後方の下方へ向かって延びている。排気管部をかかる形状とすることによって、排気ポートから排気後処理装置までを鉛直及び水平方向に延びる管を組み合わせた排気管と比較して、排気ポートから排気後処理装置までの流通路となる排気管部が短くなる。その結果、該排気管部を流通することによる排気熱の損失を低減させて、排気ポートから排気された排気を、その排気温度を可及的に維持した状態で排気後処理装置へ送り込むことができる。
【００１３】
ここで、エンジンは、クランクシャフト軸線に略平行なローリング軸を中心にローリング振動する。そのため、このエンジンの振動が、エンジンに連結されている排気装置を介して車室へ伝達することを防止する必要がある。そこで、上記排気管部に、フレキシブルチューブと球面ジョイントとを直列配置している。
【００１４】
上記フレキシブルチューブは、軸方向の伸縮、横方向の変位、曲げ変位などに適応して撓みが可能な管であり、このフレキシブルチューブのみでエンジンのローリング変位を吸収するためには十分な長さが必要であるが、上記排気管部は、排気熱損失の低減の観点から短く形成されているため、フレキシブルチューブも同様に短く形成されている。そこで、軸方向の振動を吸収できるフレキシブルチューブと、球面形状に対応した回転振動を吸収できる球面ジョイントとを直列に配置することによって、エンジンの前後、上下方向の振動やローリング振動を効果的に吸収している。つまり、排気管部に伝達するローリング振動のうち曲げ方向又は捻れ方向の振動成分は、主として球面ジョイントによって吸収され、ローリング振動のうち管軸方向の振動成分は、主としてフレキシブルチューブによって吸収される。
【００１５】
その結果、フレキシブルチューブには、曲げ方向及び捻り方向の振動が作用し難く、主としてその管軸方向の振動が作用することになる。このフレキシブルチューブは、捻り方向の変位に対しては管軸方向や曲げ方向と比較して撓み難く、この捻り方向の変位が作用し難いことによって、フレキシブルチューブの耐久性は向上する。
【００１６】
したがって、本発明によれば、排気管部の下流側を排気後処理装置へ向けて車両後方の下方へ延びる構成とすることによって、排気の流通路が短くなり、排気熱損失を低減させて排気温度が低温時における排気後処理装置の浄化性能を向上させることができる。
【００１７】
そして、この排気管部はフレキシブルチューブと球面ジョイントとを配設することによって、フレキシブルチューブが短くても、エンジンから排気後処理装置への振動の伝達を遮断し、その結果、排気後処理装置を車体へ弾性支持する支持部材から、車室内の乗員に伝わるＮＶＨを低減させることができるとともに、フレキシブルチューブの耐久性を維持できる。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明において、上記排気ポートは、上記エンジンの車両後方へ向かって開口して形成されているものとする。
【００１９】
そして、上記フレキシブルチューブは、上記エンジンと排気後処理装置との間で、その軸線が上記エンジンの長手方向に対して直交する方向に且つ車両後方の下方へ向かって傾斜するように配置されている。
【００２０】
また、上記球面ジョイントは、上記エンジンと排気後処理装置との間で、その軸線が上記車両後方の下方へ向かって傾斜するように配置されている。
【００２１】
上記の構成の場合、フレキシブルチューブ及び球面ジョイントは、エンジンと排気後処理装置との間で、それぞれその軸線が傾斜して配置されることになる。このため、フレキシブルチューブ又は球面ジョイントを配置するために、エンジンの排気ポートから排気後処理装置までを連結する排気管部に水平方向に延びる部分や鉛直方向に延びる部分を形成する必要がなく、該排気管部を全体として比較的短く形成することができる。
【００２２】
また、フレキシブルチューブの軸線がエンジン長手方向に対して直交する方向へ向かって配置されている。すなわち、フレキシブルチューブの軸線が、ローリング振動により横置きエンジンが傾く方向である車両前後方向に沿って配置され、車両上方から見て、フレキシブルチューブの管軸方向とローリング振動の振動方向とが一致することになる。その結果、ローリング振動によってフレキシブルチューブに車両の水平方向の振動が作用せず、フレキシブルチューブが捻れることが抑制される。
【００２３】
尚、フレキシブルチューブの軸線と球面ジョイントの軸線とは、一直線上あるいは平行である必要はなく、それぞれが独立に車両後方且つ下方へ傾斜配置されていてもよい。
【００２４】
したがって、第２の発明によれば、排気管部の下流側を排気後処理装置へ向けて車両後方且つ下方へ延びる構成とすることによって、排気の流通路が短くなり、排気熱損失を低減させて排気温度が低温時における排気後処理装置の浄化性能を向上させている。
【００２５】
また、フレキシブルチューブが捻れることを抑制して、その耐久性を向上させることができる。
【００２６】
第３の発明は、第２の発明において、上記球面ジョイントは、部分球面状摺接凹面を有する凹部と、該部分球面状摺接凹面と圧接する部分球面状摺接凸面を有する凸部とからなり、上記凹部と凸部は、その凹面及び凸面が圧接する方向に弾性付勢されており、上記フレキシブルチューブの下流端部に、上記凹部又は凸部が一体的に形成されているものとする。
【００２７】
上記の構成の場合、上記球面ジョイントの部分球面状摺接凹面と部分球面状摺接凸面とは、それらの圧接方向に弾性的に付勢されているが、圧接方向と逆向きに力が加わったときには、それぞれの面は離反した状態となる場合がある。よって、球面ジョイントに圧接方向の振動が作用した場合には、上記摺接凹面と摺接凸面とが離反と当接とを繰り返して、叩き音が発生する。
【００２８】
ところが、球面ジョイントの凹部又は凸部を、上記フレキシブルチューブの下流端部に一体的に形成することによって、エンジンから伝達してくる摺接凹面と摺接凸面との圧接方向への振動は、上流側にあるフレキシブルチューブによって吸収され、該圧接方向への振動が球面ジョイントに伝達することが防止される。
【００２９】
したがって、第３の発明によれば、該圧接方向への振動が球面ジョイントに伝達することを抑制して、摺接凹面と摺接凸面との叩き音の発生を防止することができる。
【００３０】
第４の発明は、第２又は３の発明において、上記排気ポートに連結される排気マニホールドに取り付けられた過給機をさらに備えているものとする。
【００３１】
そして、上記排気管部は、上記過給機と上記フレキシブルチューブとを連結する連結管部をさらに有し、上記連結管部は、エンジン本体に支持されている。
【００３２】
上記の構成の場合、上記過給機は、排気マニホールドに取り付けられており、そのままでは片持ち状態となり振動しやすくなる。そこで、過給機に連結された連結管部をエンジンに支持することによって、該過給機の支持剛性が向上する。
【００３３】
したがって、第４の発明によれば、過給機の支持剛性を向上させて、過給機の振動が排気後処理装置へ伝達することを防止することができる。
【００３４】
第５の発明は、第１乃至４の発明において、上記エンジンは、ディーゼルエンジンであるものとする。
【００３５】
また、上記排気後処理装置は、そのハウジング内の上流側に触媒部材を、下流側にパティキュレートフィルタ部材を配置したパティキュレートフィルタ装置であるものとする。
【００３６】
上記の構成の場合、ディーゼルエンジンであるため、エンジンの騒音及び振動が大きい。そのため、このエンジンの振動が排気後処理装置に伝達することを防止して、ひいては車室への振動伝達を防止する必要がある。
【００３７】
さらに、排気後処理装置は、その振動が車室に伝達しないように弾性支持する必要があるが、この排気後処理装置は、パティキュレートフィルタ装置であって比較的重いため、車両への支持は十分な支持剛性が必要である。そのため、パティキュレートフィルタ装置の車両への弾性支持部分だけでエンジンからの振動を減衰させることは困難であり、パティキュレートフィルタ装置の前方で振動伝達を遮断することがより一層求められる。また、パティキュレートフィルタ装置が比較的重量物であることを考慮すると、安定な支持には、車両に対して水平に配置することが望ましい。
【００３８】
そこで、ディーゼルエンジンの車両後方にパティキュレートフィルタ装置を略水平配置して、該ディーゼルエンジンの排気ポートとパティキュレートフィルタ装置とを連結する排気管部で振動を吸収する構成としている。
【００３９】
また、パティキュレートフィルタ装置は、上流側に触媒部材が、下流側にパティキュレートフィルタ部材が配置されていると共に、上記排気管部は比較的短く形成されているため、排気熱の損失を低減させ、高い温度を維持したまま排気を触媒部材へ送り込むことができる。
【００４０】
したがって、第５の発明によれば、ディーゼルエンジンの振動がその車両後方のパティキュレートフィルタ装置へ伝達することを防止すると共に、比較的重量があるパティキュレートフィルタ装置を安定して支持し且つパティキュレートフィルタ装置から車室へ伝わる振動を防止して、ＮＶＨを低減することができる。
【００４１】
そして、エンジン始動時等の排気温度が低温時における該触媒部材の浄化性能を向上させることができる。
【００４２】
それだけでなく、パティキュレートフィルタ装置はフィルタに捕集した煤を燃焼させて再生するが、このためには、排気管部における排気熱損失を低減してパティキュレートフィルタ装置を高温にする必要がある。この点においても、排気ポートから排気後処理装置までの流通路を短くすることは有利である。
【００４３】
第６の発明は、第２乃至４の発明において、上記エンジンは、ディーゼルエンジンであり、上記排気後処理装置は、パティキュレートフィルタ装置であるものとする。
【００４４】
そして、上記パティキュレートフィルタ装置は、圧力センサと、該圧力センサと該パティキュレートフィルタ装置とを連結する圧力検出用パイプとを有するとともに、車両前後方向の変位量が車両幅方向の変位量よりも小さくなるように弾性支持されている。
【００４５】
上記の構成の場合、ディーゼルエンジンであるため排気の浄化が特に重要で、排気後処理装置としてパティキュレートフィルタ装置が採用されている。このパティキュレートフィルタ装置は排気中の煤等のＰＭ（粒子状物質）を集積して、大気中へ放出するＰＭを低減するためのものである。そして、このパティキュレートフィルタ装置は、ＰＭの集積量が一定値以上となると、フィルタに集積したＰＭを燃焼させてフィルタを再生させる必要があり、フィルタ装置の上流部及び下流部の圧力を圧力センサで検出することによってこのＰＭの集積量を測定している。
【００４６】
そして、該圧力センサはエンジン又は車体に取り付けられており、この圧力センサと該フィルタ装置の下流端部及び上流端部とはそれぞれ圧力検出用パイプによって連結されている。そして、この圧力検出用パイプは、車両前後方向に延設されている。ここで、該フィルタ装置は、車両前後方向の変位量が車両幅方向よりも小さくなるように弾性支持されている、すなわち車両前後方向には変位し難くなっているため、該圧力検出用パイプに張力が作用することを防止している。
【００４７】
したがって、第６の発明によれば、上記圧力検出用パイプの両端部である圧力センサとフィルタ装置の上流端部又は下流端部との車両前後方向への距離が、エンジンやフィルタ装置等の振動によって変化しないため、圧力検出用パイプを必要以上に長く形成しなくてもよい。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、エンジン及び排気後処理装置間の排気の流通路が短くなり、排気熱損失を低減させて排気温度が低温時における排気後処理装置の浄化性能を向上させることができる。
【００４９】
そして、直列配置したフレキシブルチューブと球面ジョイントによって、フレキシブルチューブが短くても、エンジンから排気後処理装置への振動の伝達が遮断され、その結果、排気後処理装置及び車体を介して、車室内の乗員に伝わるＮＶＨを低減させることができると共に、フレキシブルチューブの耐久性を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００５１】
図１から３は、本発明の実施形態に係るエンジンの排気装置を示す。符号１は、車両前部のエンジンルーム内に搭載されたディーゼルエンジン（図１では省略）であり、符号２は、エンジン１の排気を浄化処理した後に大気中に排出する排気装置である。
【００５２】
本実施形態では、説明の便宜のため、車両前後方向を単に前後方向と、車両右側（図２の上側）を単に右側と、車両左側（図２の下側）を単に左側と呼ぶ。
【００５３】
上記エンジン１は、４つの気筒（図示省略）が直列に配設された４気筒直列エンジンであって、エンジンの一側面には各気筒とそれぞれ連通する４つ吸気ポート（図示省略）が開口し、他側面には各気筒とそれぞれ連通する４つの排気ポート１１、１１、…がエンジン側面に開口している。そして、エンジン１は、この排気ポート１１、１１、…が後方を向くようにエンジンルーム内に横置き搭載されている。また、エンジン１はディーゼルエンジンであるため、その振動及び騒音が大きくＮＶＨを改善することが重要である。
【００５４】
上記排気装置２は、エンジン１の後方に配設されていて、各気筒内の燃焼室から既燃ガスを排出するための排気マニホールド３と、この排気マニホールド３からの排気流を受けて駆動される排気過給機４（図１では省略）と、この排気過給機４を通過した排気を車両後方まで導いて大気中に排出する排気管５とからなる。
【００５５】
上記排気マニホールド３は、図４に示すように、エンジン１側面に近接してエンジン長手方向に延びる筒状の本体部３１と、この本体部３１から排気ポート１１、１１、…に向かって延出する分岐管部（図示省略）とを備えている。そして、この分岐管部の上流端にフランジ３３が設けられており（図３にのみ示す。）、このフランジ３３をエンジン側面にボルト締結することによって、排気マニホールド３がエンジン１に取り付けられている。また、この本体部３１の車幅方向中央よりも左側には、車両後方に開口する、排気過給機４を取り付けるための取付座３４が設けられている。さらに、本体部３１の左側端部には、この本体部から延出して左側に開口する延出管部３５が設けられ、この延出管部３５にはＥＧＲ通路となる連通管（図示省略）の端部が取り付けられるフランジ３６が形成されている。
【００５６】
上記排気過給機４は、上記排気マニホールド３の取付座３４に取り付けられており、排気マニホールド３からの排気流により駆動されるタービン４１と、このタービン４１と同軸のコンプレッサ４２とを備えている。そして、図示は省略するが、排気流により駆動されるタービンホイールと一体にコンプレッサ４２のインペラが回転し、これにより圧縮された空気は吸気ダクトを介して吸気マニホールドに圧送される。また、上記タービン４１を通過した排気が排出される排出口の端部には、後述する排気管５を取り付けるためのフランジ４３が設けられている。
【００５７】
上記排気管５は、上流側に位置して上記排気過給機４と連結する上流排気管部６と、この上流排気管部６の下流端部と連結しているディーゼルパティキュレートフィルタ装置（以下、「ＤＰＦ」という。）９と、下流側に位置して、ＤＰＦ９の下流端部と連結している下流排気管部１０とからなる（図１参照）。
【００５８】
上記上流排気管部６は、その上流側から、連結管部６１、フレキシブルチューブ７及び球面ジョイント８の順で、これらが並んで構成されており、上記排気過給機４から排出された排気を下流側のＤＰＦ９まで導くものである。そして、その上流側は、排気過給機４に連結され、上記排気ポート１１、１１、…と連通する一方、その下流側は、後方且つ下方へ向かって延びている。
【００５９】
上記連結管部６１は、その上流端が排気過給機４のフランジ４３に取り付けられており、この取付部分から右側に延出しつつ下方に湾曲して、その後左側且つ下方へ向かって延伸する。そして、上記コンプレッサ４２の略下方位置で後方且つ下方に湾曲している。
【００６０】
また、上記連結管部６１において、排気過給機４の下側に位置する部分には、エンジン１側且つ下方に延出する第１フランジ６１ａが取り付けられている。さらに、第２フランジ６１ｂが設けられ、その一端部は第１フランジ６１ａと連結して、その他端部はエンジン１の側面に取り付けられている。すなわち、上記排気過給機４は、排気マニホールド３の取付座３４に取り付けられた片持ち状態であるが、その連結管部６１の一部をエンジン１の側面に支持することによって、排気過給機４及び連結管部６１の支持剛性を向上させている。
【００６１】
上記フレキシブルチューブ７は、管軸方向の伸縮、横方向の変位、曲げ変位などに適応して撓みが可能な管であって、従来公知のものが採用されている。そして、上記フレキシブルチューブ７は、上記連結管部６１の下流端に連結され、その管軸がエンジン長手方向に対して直交する方向且つ後方の下方を向くように配設されている。また、フレキシブルチューブ７の下流端部には、下流側管部７１が形成され、この下流側管部７１の下流端部には後述する球面ジョイント８を構成する上流側ジョイント半体８１が一体的に形成されている。
【００６２】
上記球面ジョイント８は、図３、５に示すように、上流側の上流側ジョイント半体８１と下流側の下流側ジョイント半体８２とから構成される。
【００６３】
上記上流側ジョイント半体８１は、上記フレキシブルチューブ７の下流側管部７１の下流端部外周面に形成されたフランジ８１ａと、このフランジ８１ａ下流側に配設されたガスケット８１ｂとからなる。このフランジ８１ａは上記下流側管部７１の外周面の全周に亘って取り付けられ、フランジ面がその管軸と直交するように配設されている。さらに、このフランジ８１ａには、後述するボルトを挿通させる２つのボルト孔８１ｄ、８１ｄが管軸を挟んで形成されている。また、ガスケット８１ｂは、断面形状略三角形の環体であって、フランジ８１ａと当接する平坦なフランジ当接面と、下流側管部７１の外周面と当接する環状の管当接面と、これらの当接面を繋いで略三角形断面を形成する、部分球面状の摺接凸面８１ｃとからなる。
【００６４】
上記下流側ジョイント半体８２は、後述するＤＰＦ９の上流端に位置する上流側管部９１の上流端部と一体的に形成されている。下流側ジョイント半体８２は、部分球面状の摺接凹面８２ａと、この摺接凹面８２ａと連続するフランジ部８２ｂとからなる。この摺接凹面８２ａは、上流側管部９１の外周面にその上流開口端を囲むように且つ上流開口端よりも上流側に突出して形成され、上流側に開口する部分球面形状をしている。また、この摺接凹面８２ａの上流側周縁部にはフランジ部８２ｂが連続的に形成されており、このフランジ部８２ｂは、上流側周縁部から上流側管部９１の径方向に拡がっている。また、フランジ部８２ｂには、管軸を挟んで２つのボルト孔８２ｃ、８２ｃが、上記上流側ジョイント半体８１と連結したときにボルト孔８１ｄ、８１ｄと同軸となる位置に形成されている。
【００６５】
そして、上記上流側ジョイント半体８１と下流側ジョイント半体８２とは、上記摺接凸面８１ｃと摺接凹面８２ａとを当接させて、上記フランジ８１ａとフランジ部８２ｂとをボルト・ナット８３、８３とバネ８４、８４とを介して弾性的に連結することによって、球面ジョイント８を構成する。こうして、フレキシブルチューブ７の下流側管部７１とＤＰＦ９の上流側管部９１とは、フランジ８１ａ、フランジ部８２ｂ及びガスケット８１ｂによって気密に連通接続されると共に、摺接凸面８１ｃと摺接凹面８２ａとは弾性的に連結されているため、それらの部分球面形状に沿って摺動自在となり、相対的に回転変位可能となる。そうして、球面ジョイント８の軸線は、後方且つ下方を向くように傾斜配置されている。
【００６６】
上記ＤＰＦ９は、排気を浄化する装置であって、図３に示すように、上記球面ジョイント８と連結する上流側の上流側管部９１と、排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を浄化可能な触媒部材９３及び排気中の煤を捕集するパティキュレートフィルタ部材９４を直列的に収納したハウジング９２とからなる。
【００６７】
触媒部材９３は、排気中のＨＣ（未燃焼燃料成分）やＣＯの酸化に働くものであって、ハニカム状のコージェライト製担体に貴金属系触媒（例えばγ−アルミナにＰｔ及びＰｄを担持させたもの）をコーティングして形成されており、該担体のセルは全てその両端が開口している。この触媒部材９３はハウジング９２内の上流側に配設されている。
【００６８】
上記パティキュレートフィルタ部材９４は、コージェライト製のハニカム状ウォールフロータイプのものであり、フィルタを構成する各セルの端面は交互に目封じされている。また、このパティキュレートフィルタ部材９４には酸化触媒がコーティングされている。そして、上記ハウジング９２の下流側に配設されている。なお、触媒部材９３の担体やパティキュレートフィルタ部材９４は上記の構成に限られるものではない。
【００６９】
さらに、上記ハウジング９２におけるパティキュレートフィルタ部材９４の上流端及び下流端に対応する位置には、圧力検出パイプ９５、９６の一端部がそれぞれ連通接続されており、その他端部はエンジンルーム内に配設された圧力センサ１２に接続されている。詳しくは、該圧力検出パイプ９５、９６は、それぞれＤＰＦ９の上流端及び下流端から延びて、ブラケット９７によってＤＰＦ９の上流側管部９１に固定され、そこからフレキシブルチューブ７に沿って連結管部６１まで延びて、ブラケット９８によって連結管部６１に固定され、さらに、そこから上方に延びて、ダッシュパネル１３に取り付けられた圧力センサ１２に接続される。この圧力検出パイプ９５、９６は、ブラケット９７とブラケット９８との間の一部は弾性を有する樹脂製ホースからなり、その他の部分は金属パイプからなる。上記一部を樹脂製ホースとすることによって、フレキシブルチューブ７が撓んだり、球面ジョイント８が回転変位したときにその動きに追従でき、その他の部分は金属パイプとすることによって、ブラケット９７、９８に強固に固定できると共に、高温となった排気管５に圧力検出パイプ９５、９６が触れることが防止される。
【００７０】
上記下流排気管部１０は、上記ＤＰＦ９の下流端部から後方に延出する連結管部１０１と、この連結管部１０１の下流端部に連結するマフラ１０２と、このマフラ１０２から排気を大気中に排出するテールパイプ（図示省略）とからなる。
【００７１】
そして、上記排気管５は、図１〜３に示すように、ハウジング９２の上流端部の左右に設けられた２つのマウントハンガ５１、５１と、連結管部１０１の上流端部の左右に設けられた２つのマウントハンガ５２、５２と、マフラ１０２を挟むように連結管部１０１の下流端部とマフラ１０２の後部側に設けられたマウントハンガ５３、５３とによって車体に弾性的に支持されている。これらマウントハンガ５１、５２、５３は、断面楕円形状の円筒状ゴムであって、その径方向に大きな弾性を有して、この径方向の振動を吸収するものである。
【００７２】
また、ＤＰＦ９の上流側及び下流側を支持するマウントハンガ５１、５２は、その軸が前後方向を向くように配設されている。よって、ＤＰＦ９は、上下、左右方向には前後方向と比較して大きな弾性を有して支持されているが、前後方向にはあまり変位しないように支持されている。したがって、ＤＰＦ９の前後方向への変位が少ないため、上記圧力検出パイプ９５、９６は、ＤＰＦ９と圧力センサ１２とを連結可能な程度の長さとすればよく、該圧力検出パイプ９５、９６を必要以上に長くして、その弛みによって圧力検出パイプ９５、９６と高温の排気管５とが接触することが防止される。
【００７３】
さらに、重量物である上記ＤＰＦ９は、マウントハンガ５１、５２によって比較的高い剛性で車体に支持されている。ただし、該マウントハンガ５１、５２は、車両走行中の車両の上下方向等への振動に伴うＤＰＦ９自体の振動を吸収できる程度の弾性を有している。
【００７４】
以下に、上記排気装置による排気浄化の流れについて説明する。エンジン１の各気筒内の燃焼室から排出された既燃ガスは、まず排気マニホールド３を介して排気過給機４へ流入する。この排気は、排気過給機４のタービン４１を駆動後、排出口から上流排気管部６へ導かれる。そして、上流排気管部６を通過した排気は、ＤＰＦ９へ導入される。
【００７５】
ＤＰＦ９へ導入された排気は、まず、ＤＰＦ９の上流側の触媒部材９３によって有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）が浄化される。この有害成分が浄化された排気は、次にパティキュレートフィルタ部材９４へ導入され、フィルタ部材９４を通過する際に排気中の煤がフィルタ部材９４に捕集される。
【００７６】
有害成分が浄化され、煤が除去された排気は、ＤＰＦ９を通過後、連結管部１０１を流通して、車両後部のマフラ１０２によって消音され、テールパイプから大気中に排出される。
【００７７】
ここで、上記触媒部材９３が活性化するためには、ある程度の高温となる必要があるが、上記上流排気管部６の下流側を構成するフレキシブルチューブ７及び球面ジョイント８が後方の下方へ傾斜配置されているため、排気ポート１１、１１、…からＤＰＦ９までの流通路が比較的短くなっており、排気熱の損失が可及的に低減される。この結果、特にエンジン始動直後等の排気系の冷温時における触媒部材９３の排気浄化性能を向上させることができる。
【００７８】
尚、上記パティキュレートフィルタ部材９４は、捕集した煤の量が多くなってくると排気の流れが悪くなるため、煤を燃焼除去してフィルタ部材９４を再生する必要がある。このフィルタ部材９４の再生は、排気装置２に後噴射燃料を供給して、この後噴射燃料を触媒部材９３又はフィルタ部材９４で燃焼させて煤を燃焼させることによって行う。そこで、フィルタ部材９４の再生を行うために、上記圧力検出パイプ９５、９６によりフィルタ部材９４の上流及び下流の圧力を測定し、この圧力差からフィルタ部材９４の煤捕集量を推定している。そして、この推定した煤捕集量が所定値以上のときにフィルタ部材９４の再生を行うようにしている。したがって、フィルタ部材９４の再生の点からも、排気ポート１１、１１、…からＤＰＦ９までの流通路を比較的短く形成して、排気熱の損失を可及的に防止していることは有効である。
【００７９】
次に、本実施形態において、エンジン１が振動したときの排気装置２への振動伝達について説明する。
【００８０】
エンジン１は、車両が急発進、急加速又は急減速時などにはその長手方向に延びるクランクシャフト軸線に略平行なローリングセンタを中心としてローリング振動する。このローリング振動は、エンジン１に取り付けられた排気マニホールド３から排気系に伝達される。この排気系のうち上記排気管５は車体に対して支持されているため、エンジン１のローリング振動が該排気管５を介して車室に伝達することを防止する必要がある。排気マニホールド３、排気過給機４及び連結管部６１は、上記第１フランジ６１ａ及び第２フランジ６１ｂによってエンジン１への支持剛性が高められているため、エンジン１と一体的にローリング振動する。
【００８１】
そして、該ローリング振動は、連結管部６１下流の上記フレキシブルチューブ７及び球面ジョイント８まで伝達する。連結管部６１の下流端部がローリング振動によりローリング方向に変位すると、その下流側のフレキシブルチューブ７及び球面ジョイント８には、管軸方向、曲げ方向及び捻り方向の引張力及び圧縮力が作用する。このとき、フレキシブルチューブ７の下流側管部７１には、球面ジョイント８の上流側ジョイント半体８１が一体的に形成されているため、フレキシブルチューブ７は球面ジョイント８に対して自在に回転変位することができる。このため、フレキシブルチューブ７及び球面ジョイント８に曲げ方向又は捻り方向の力が作用したときには、球面ジョイント８によってその方向にフレキシブルチューブ７が回転変位して、かかる曲げ方向又は捻り方向への力を球面ジョイント８が吸収することになる。すなわち、振動源であるエンジン１側にフレキシブルチューブ７を配置し、振動伝達側であるＤＰＦ９側に球面ジョイント８を配置することによって、フレキシブルチューブ７には主として管軸方向の力が作用することになる。したがって、フレキシブルチューブ７に作用するローリング振動のうち、曲げ方向及び捻り方向の振動は球面ジョイント８によって吸収され、管軸方向の振動はフレキシブルチューブ７によって吸収される。
【００８２】
こうして、フレキシブルチューブ７と球面ジョイント８との相乗効果によってエンジン１のローリング振動を吸収して、下流側のＤＰＦ９への振動の伝達が遮断される。
【００８３】
このＤＰＦ９は、上述の通り、マウントハンガ５１、５２によって車体に対して比較的高い剛性で支持されている。そして、該ＤＰＦ９よりも上流側である上記フレキシブルチューブ７及び球面ジョイント８でエンジン１のローリング振動を吸収することによって、ＤＰＦ９をしっかり車体に支持する構成であっても、この支持部を介してローリング振動が車体側へ伝達することが防止される。
【００８４】
したがって、本実施形態によれば、このフレキシブルチューブ７は、その軸方向や曲げ方向と比較して捻り方向へは撓み難いものであるが、フレキシブルチューブ７と球面ジョイント８とを直列配置することによって、フレキシブルチューブ７には、捻り方向の振動が作用し難く、主としてその管軸方向の振動が作用するため、フレキシブルチューブ７の耐久性が向上する。
【００８５】
また、曲げ方向についても球面ジョイント８によって吸収されるため、フレキシブルチューブ７は、その管軸方向の振動を吸収するために必要な長さがあればよく、チューブ７の全長を短くでき、ひいては、排気装置２の排気浄化性能の向上につながる。
【００８６】
さらに、フレキシブルチューブ７と球面ジョイント８とを近接して、さらには一体的に形成しているため、フレキシブルチューブ７に作用する曲げ方向又は捻れ方向の振動が球面ジョイント８に伝わり易く、曲げ方向及び捻り方向の振動を効果的に吸収することができる。
【００８７】
また、フレキシブルチューブ７の軸線は、エンジン長手方向に対して直交する方向に沿って配置されているため、チューブ７にローリング振動によって水平方向の振動が作用することを防止し、チューブ７が捻れることをより一層抑制することができる。
【００８８】
そして、球面ジョイント８の上流側にフレキシブルチューブ７を配設したことによって、球面ジョイント８の圧接方向である下流側管部７１の管軸方向に引張力が作用しても、チューブ７が撓んで吸収するため球面ジョイント８には引張力が作用せず、上流側ジョイント半体８１と下流側ジョイント半体８２とが離反と当接とを繰り返すことによる叩き音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施形態に係る排気装置を示した斜視図である。
【図２】排気装置の平面図である。
【図３】排気装置の側面図である。
【図４】排気マニホールドの正面図である。
【図５】球面ジョイントの断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１      エンジン
１１    排気ポート
１２    圧力センサ
２      排気装置
３      排気マニホールド
４      排気過給機（過給機）
６      上流排気管部（排気管部）
６１    連結管部
７      フレキシブルチューブ
８      球面ジョイント
８１    上流側ジョイント半体（凹部）
８１ｃ  部分球面状摺接凸面
８２    下流側ジョイント半体（凸部）
８２ａ  部分球面状摺接凹面
９      ＤＰＦ（排気後処理装置）
９３    触媒部材
９４    パティキュレートフィルタ部材
９５、９６  圧力検出用パイプ
【図１】
2005320907.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005320907.tif 000006
【図５】
2005320907.tif 000007