(57)【要約】【課題】簡易な構成をもって排気系の振動により生じる繰り返し応力を好適に低減することのできる排気管を提供すること。【解決手段】車両の前後方向に沿って延びるフロントパイプ１５，１６とリアパイプ２１とを車両幅方向に延びる中間パイプ２０で接続する。中間パイプ２０はその中途部分３０に、車両前後方向に曲げられた第１の曲げ部２５と第２の曲げ部を形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に沿って延びるフロントパイプとリアパイプとを車両幅方向に延びる中間パイプで接続してなる排気管において、
前記中間パイプはその中途部分に、車両前後方向に曲げられた曲げ部を有する
ことを特徴とする排気管。
【請求項２】
請求項１に記載の排気管において、前記中間パイプは前記曲げ部を複数有し、それら曲げ部は互いに異なる方向に曲げられている
ことを特徴とする排気管。
【請求項３】
請求項２に記載の排気管において、前記中間パイプは少なくとも第１の曲げ部と第２の曲げ部とを有し、それらの間の部分が車両幅方向に対して斜めに延びている
ことを特徴とする排気管。
【請求項４】
請求項２に記載の排気管において、前記中間パイプは少なくとも第１の曲げ部と第２の曲げ部とを有し、それら各曲げ部の位置が車両前後方向において異なる
ことを特徴とする排気管。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の排気管において、前記フロントパイプは、前記リアパイプに接続される第１のフロントパイプと、前記中間パイプに接続される第２のフロントパイプとからなる
ことを特徴とする排気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の排気管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されるエンジンの排気管は、その途中に排気を浄化する触媒コンバータやマフラ等が設けられており、マウント部材によって車体に取り付けられる。エンジンの振動といった繰り返し荷重が排気管に伝達されると、排気管の耐久性や信頼性が低下するばかりか、排気管からの振動がマウント部材を介して車体に伝達され、車内に不快な騒音が発生する。そこで、このような不具合を解消するために、球面継手（ボールジョイント）や自在継手（フレキシブルジョイント）等の振動遮断機構を備えた排気管が提案されている（特許文献１参照）。かかる振動遮断機構は、排気管の途中に設けられ、エンジンからの振動が排気管に伝達されると、振動遮断機構の上流部分と下流部分とを相対的に変位させ、上流側から下流側に振動が伝達されるのを抑制する役割がある。
【特許文献１】実開昭６１−０７４６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来の排気管は、振動遮断機構を設けているため、その設置スペースを余分に確保する必要があるとともに、部品点数が増え大幅なコストアップを招くという不具合がある。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、簡易な構成をもって排気系の振動により生じる繰り返し応力を好適に低減することのできる排気管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、車両の前後方向に沿って延びるフロントパイプとリアパイプとを車両幅方向に延びる中間パイプで接続してなる排気管において、前記中間パイプはその中途部分に、車両前後方向に曲げられた曲げ部を有することを要旨とする。
【０００６】
この構成とすれば、中間パイプの中途部分に曲げ部を形成したことによってその剛性が低くなるため、簡易な構成であるにもかかわらず、中間パイプの振動に伴って生じる繰り返し応力を低減することができるようになる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の排気管において、前記中間パイプは前記曲げ部を複数有し、それら曲げ部は互いに異なる方向に曲げられていることを要旨とする。
【０００８】
この構成とすれば、曲げ部を複数有し、更にそれら曲げ部の曲げ方向が互いに異なる方向となっていることから、中間パイプの剛性がより一層低くなり、繰り返し応力の低減効果をよりいっそう向上させることができるようになる。
【０００９】
又、このように複数の曲げ部を有する場合には、請求項３に記載される発明のように、中間パイプは少なくとも第１の曲げ部と第２の曲げ部とを有し、それらの間の部分が車両幅方向に対して斜めに延びるといった構成を採用するのが剛性の更なる低減を図るうえで望ましい。或いは、請求項４に記載される発明のように、それら各曲げ部の位置が車両前後方向において異なるといった構成を採用するのが剛性の更なる低減を図るうえで望ましい。
【００１０】
又、上記各請求項に記載の発明において、フロントパイプを一対のパイプからなる構成、具体的には、請求項５に記載される発明のように、フロントパイプはリアパイプに接続される第１のフロントパイプと前記中間パイプに接続される第２のフロントパイプからなる、といった構成を採用することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１１には、各気筒からの排気（燃焼ガス）を一箇所に集中させる図示しない排気マニホールドを介して排気管１２が接続されている。この排気管１２は、振動を吸収するための図示しないマウント部材を介して車体に取り付けられ、車両１４の前後方向に沿って延びる第１及び第２のフロントパイプ１５，１６とを備えている。両フロントパイプ１５，１６はほぼ並列な関係で配置されており、それらの途中には排気を浄化する複数の触媒コンバータ１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂがそれぞれ直列に接続されている。
【００１２】
第１のフロントパイプ１５には、接続パイプ１９を介して、排気騒音を低減するためのマフラ２２を有するリアパイプ２１が接続されている。第２のフロントパイプ１６の下流側端部は、中間パイプ２０を介して接続パイプ１９に接続されている。これにより、エンジン１１からの排気は、各フロントパイプ１５，１６を通って接続パイプ１９で１つに合流され、リアパイプ２１を介して排出される。
【００１３】
前記中間パイプ２０は、全体が略クランク状をなし、両端部を除く中途部分が車両１４の幅方向に延びている。そのため、第２のフロントパイプ１６は、リアパイプ２１と車両１４の幅方向において互いの位置がずれるように配置されているのに対し、第１のフロントパイプ１５は、リアパイプ２１の延長線上に配置されている。
【００１４】
次に、本実施形態の要部について説明する。
図２，図３に示すように、中間パイプ２０において両端部にある湾曲部２３，２４を除いた箇所である中途部分３０には、「く」字状をなす第１及び第２の曲げ部２５，２６が形成されている。これら曲げ部２５，２６を設けたのは、中間パイプ２０の剛性を低減するためである。各曲げ部２５，２６は互いに異なる方向に曲げられている。ここでは、上流側に位置する第１の曲げ部２５は、車両１４の後方に曲げられているのに対して、下流側に位置する第２の曲げ部２６は車両１４の前方に曲げられている。更に、これら曲げ部２５，２６の位置は、車両１４の前後方向において異なっている。ここでは、第１の曲げ部２５が車両１４のリア側に位置しているのに対し、第２の曲げ部２６は車両１４のフロント側に位置している。そして、これらの曲げ部２５，２６が複合されることにより、中間パイプ２０の中途部分３０は、真上から見るとジグザグ状をなしている。
【００１５】
中間パイプ２０の中途部分３０において両曲げ部２５，２６の間の部分は、車両１４の幅方向に対し斜めに延びており、その斜め部分の軸線が交差する角度である、各曲げ部２５，２６の曲げ角度θ１，θ２は、いずれも同じに設定されている。ちなみに、本実施形態において曲げ部２５，２６の曲げ角度θ１，θ２は、鈍角（１３０°）に設定されている。曲げ部２５，２６の曲げ角度θ１，θ２は、排気の流れに支障をきたす範囲でなければ、鈍角に限らず、直角又は鋭角に変更することが可能である。又、各曲げ部２５，２６の曲げ角度θ１，θ２を互いに異ならせて設定することも可能である。
【００１６】
中間パイプ２０は、その上流側に位置する湾曲部２３から曲げ部２５にかけて下方に傾斜した第１の傾斜部２７を有しており、下流側に位置する湾曲部２４からから曲げ部２６にかけて上方に傾斜した第２の傾斜部２８を有している。中間パイプ２０の中途部分３０において両傾斜部２７，２８の間に位置する箇所は水平部２９となっている。第１の傾斜部２７及び第２の傾斜部２８を設けたのは、中間パイプ２０に対し加わる上下方向の振動によって生じる繰り返し応力をより一層小さくするためである。
【００１７】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）中間パイプ２０の中途部分３０に第１及び第２の曲げ部２５，２６を形成することにより、中間パイプ２０の剛性を低減することができ、簡易な構成であるにもかかわらず、中間パイプ２０の振動によって生じる繰り返し応力を低減（緩和）することができる。この結果、第１のフロントパイプ１５或いは第２のフロントパイプ１６の途中にある、強度的に弱い溶接部分にかかる応力を低減することができる。
【００１８】
ここで、曲げ部２５，２６を有している中間パイプ２０と、曲げ部２５，２６が無い比較例の中間パイプとにおいて、第１のフロントパイプ１５上にある溶接部分（図１に符号Ａで示す部分）に発生する繰り返し応力をそれぞれ測定し、その結果を以下の表１に示す。表１から明らかなように、比較例の中間パイプでは、車両１４の上下方向に伝達される振動により生じた繰り返し応力が２７．１７ＭＰａで、車両１４の幅方向に伝達される振動により生じた繰り返し応力が２１．２９ＭＰａであることが認められた。
【００１９】
これに対して、実施形態の中間パイプ２０では、車両１４の上下方向に伝達される振動により生じた繰り返し応力が１８．４７ＭＰａで、車両１４の幅方向に伝達される振動により生じた繰り返し応力が２１．２９ＭＰａであることが認められた。すなわち、実施形態の中間パイプ２０は比較例と比較して、上下方向の繰り返し応力を２６．６％低減することができ、幅方向の繰り返し応力を２１．６％低減することができる。従って、実施形態の中間パイプ２０によれば、強度的に弱い溶接部分Ａ（図１参照）において、歪みが生じ得るほどの大きな繰り返し応力は生じないことが知見された。
【００２０】
【表１】
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（２）従来技術で述べた球面継手や自在継手等の振動遮断機構を排気管１２に設ける必要がないため、その振動遮断機構を設置するためのスペースを確保する必要がない。よって、排気管１２を配置するのに周辺部品に邪魔されずに配置することができ、設計の自由度を高くすることができる。仮に周辺部品が中間パイプ２０と干渉する位置に配置されていたとしても、周辺部品に当たらないように曲げ部２５，２６の曲げ角度θ１，θ２を設計変更することで容易に対応することができる。それとともに、排気管１２に振動遮断機構を設けなくていいので部品点数を減らすことができ、軽量化かつ低コスト化を図ることができる。
【００２１】
（３）中間パイプ２０の中途部分３０に形成された曲げ部２５，２６は複数設けられ、それらの曲げ部２５，２６は互いに異なる方向に曲げられ、中間パイプ２０の中途部分３０がジグザグ状をなしている。そのため、中間パイプ２０の剛性の更なる低減を図ることができるとともに、車両１４の上下方向或いは幅方向といった多方向から加わる繰り返し応力の低減効果を向上することができる。
【００２２】
（４）中間パイプ２０の剛性を低減するのに曲げ部２５，２６を形成するだけで済むため、従来技術で述べたボールジョイント等の振動遮断機構を設けた場合と異なり、異音が発生することがまったくない。
【００２３】
［変更例］
本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、中間パイプ２０の中途部分３０に曲げ部２５，２６を２つ形成したが、１つ又は３つ以上としてもよい。
【００２４】
・前記実施形態では、中間パイプ２０において、各曲げ部２５，２６の間は直線状に形成されているが、この直線部分をなくし、曲げ部２５，２６の間を緩やかなカーブを描くように中途部分３０を湾曲させてもよい。
【００２５】
・前記実施形態では、上流側にある第１の曲げ部２５は車両１４の後方に曲げられ、下流側にある第２の曲げ部２６は車両１４の前方に曲げられているが、これら曲げ部２５，２６の曲げ方向を前後逆にしてもよい。すなわち、第１の曲げ部２５を車両１４の前方に向けて曲げ、第２の曲げ部２６を車両１４の後方に向けて曲げてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施形態における排気管の平面図。
【図２】要部を示す排気管の拡大平面図。
【図３】要部を示す排気管の拡大側面図。
【符号の説明】
【００２７】
１２…排気管、１４…車両、１５…第１のフロントパイプ、１６…第２のフロントパイプ、２０…中間パイプ、２１…リアパイプ、２５…第１の曲げ部、２６…第２の曲げ部、３０…中途部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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