(57)【要約】【課題】  ミッドシップ車の操縦性を高め、併せて排気ガス浄化性能やエンジン性能の向上を図ることを可能とした排気装置を提供する。【解決手段】  排気マニホールド２０の下部には車両前方に向けてキャタライザ２１が連結されている。排気消音器であるメインマフラ３０は、エンジン５の直前下方に横置きに設置されている。メインマフラ３０の端板３２には排気導入管３３が突設されており、この排気導入管３３にキャタライザ２１の出側接続部２１ｂが接続している。メインマフラ３０の端板３２には、排気導入管３３の後方に排気管４１が取り付けられている。排気管４１は、端板３２の近傍で後方に向けて略Ｌ字形状に屈曲した後、排気マニホールド２０の下方内側からトランスミッション６の側面に向けて斜め上方に立ち上がり、更にサスペンション１０のアッパアーム１１の上方で斜め下方に屈曲している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前車軸と後車軸との間にエンジンを搭載してなる４輪自動車に設けられ、前記エンジンの排気ガスを排気消音器により消音した後に排出する排気装置であって、前記排気消音器が前記エンジンの前方に設置されたことを特徴とする排気装置。
【請求項２】
前記排気ガスの浄化を行う触媒コンバータを備え、当該触媒コンバータが前記後車軸の前方に設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミッドシップレイアウトを採用した４輪自動車の排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
４輪自動車の運動性能を高めるためには、車体の軽量化や前後重量配分の適性化等を図るだけでなく、ヨー慣性モーメント（回転重量）を小さくする必要がある。ヨー慣性モーメントを減少させる方法としては、大重量のエンジンを前後車軸間に搭載するミッドシップレイアウトが有効である。ミッドシップレイアウトは、操縦性の要求レベルが高いスポーツカー等に広く採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、ＭＲ（ミッドエンジン／リヤドライブ）方式のミッドシップレイアウトを採用した４輪自動車（以下、ミッドシップ車と記す）の一例を示す側面図であり、図６は図５中のＤ矢視図である。これらの図に示すように、このミッドシップ車では、運転席２と後車軸４との間にエンジン５が縦置きに搭載されており、エンジン５の後部にはファイナルドライブ（ディファレンシャルギヤ）が一体化されたトランスミッション６が連結されている。後車軸４を保持するナックルアーム７はダブルウィッシュボーン式のサスペンション１０により懸架されており、後車輪９はトランスミッション６の側面から突出したドライブシャフト８（図５には図示せず）により駆動される。
【０００４】
一方、自動車の排気系には、排気ガス中の有害成分を除去すべく、三元触媒を収納した触媒コンバータ（以下、キャタライザと記す）が備えられている（特許文献２参照）。例えば、図５，図６に示すミッドシップ車では、後車軸４の後上方にキャタライザ２１が設置されており、エンジン５から排出された排気ガスは、排気マニホールド２０からキャタライザ２１に流入し、三元触媒を介した酸化還元反応により有害物質（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ）が無害化された後、車体後部の排気消音器（以下、マフラと記す：図６には図示せず）３０で消音されて大気中に放出される。
【特許文献１】特開平７−２２８１５５号公報（段落００２２、図１，図２）
【特許文献２】特開２００３−２７８５４２号公報（段落００１４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
キャタライザは、三元触媒の活性化温度が高い（例えば、３５０℃以上）ため、高温の排気ガスが導入されやすくすべく、エンジンの近くに配置することが望ましい。また、キャタライザが接続する排気マニホールドは、排気脈動効果を有効利用して排気効率を高めるべく、その管長を最適な値に設定することが求められる。ところが、前記のミッドシップ車では、車体レイアウトの都合上、これらを実現することが難しかった。
【０００６】
例えば、図５，図６に示すミッドシップ車では、キャタライザ２１を後車軸４の直上に設置すればよいのであるが、該部にサスペンション１０のアッパアーム１１等が存在するため、キャタライザ２１はエンジン５から離れた後車軸４の後上方に設置されている。そのため、エンジン５からの排気ガスがキャタライザ２１に流入するまでに冷えてしまい、冷機時の始動後に三元触媒がライトオフ（活性化）するために時間を要し、有害物質の排出量が増加する問題があった。また、エンジン５とキャタライザ２１とを接続する排気マニホールド２０も長くなるため、排気脈動効果による排気効率の向上が得にくくなり、エンジン５の出力やトルクが低下する問題があった。更に、排気系の重量物であるキャタライザ２１やマフラ３０が後車軸４の後方にオーバハングされることにより、ヨー慣性モーメントや後軸荷重が増大するだけでなく、キャタライザ２１が上方に位置するために車両重心も高くなり、操縦性が低下することが避けられなかった。
【０００７】
ミッドシップ車においてキャタライザを後車軸の直上に設置すべく、サスペンションや車体形状を変更することもできるが、その場合には別種の問題が起きる。図７，図８は、従来のミッドシップ車の変形例を示す断面図である。図７には、後車軸４の直上にキャタライザ２１を設置するため、アッパアーム１１を短縮させた状態を示しているが、この場合には後車輪９の上下動に伴うキャンバ変化が大きくなって操縦性が悪化する。また、図８には、サスペンション１０をジオメトリの変更を行わずに外側に移動させ、トランスミッション６とサスペンション１０との間にキャタライザ２１を設置した状態を示しているが、この場合には車幅や車重が著しく増大してしまう。
【０００８】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、ミッドシップ車の操縦性を高め、併せて排気ガス浄化性能やエンジン性能の向上を図ることを可能とした排気装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、前車軸と後車軸との間にエンジンを搭載してなる４輪自動車に設けられ、前記エンジンの排気ガスを排気消音器により消音した後に排出する排気装置であって、前記排気消音器が前記エンジンの前方に設置されたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の排気装置において、前記排気ガスの浄化を行う触媒コンバータを備え、当該触媒コンバータが前記後車軸の前方に設置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、重量物である排気消音器が車体中心側に配置されるため、ヨー慣性モーメントや後軸荷重が小さくなって操縦性が向上するとともに、リヤオーバハングを少なくすることで車体の小型化や軽量化を図ることができる。また、請求項２の発明によれば、エンジンと触媒コンバータとを接続する排気マニホールドを短くすることができるため、触媒のライトオフに要する時間が短縮されて有害物質の排出量が低減されるとともに、排気脈動効果によるエンジン性能の向上を図りやすくなる。そして、重量物である触媒コンバータも車体中心側に配置されるため、ヨー慣性モーメントや後軸荷重が更に小さくなって操縦性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る排気装置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は実施形態に係るＭＲ方式のミッドシップ車を示す側面図であり、図２は図１中のＡ部拡大図であり、図３は図２中のＢ矢視図であり、図４は図２中のＣ矢視図である。尚、排気装置やサスペンション等については、構成部品の形状や設置態様が略左右対称であるため、符号が煩雑になること等を避けるべく車両左側についてのみ説明を行う。また、実施形態における前後左右の表記は、車両の前後左右を基準にして行うものとする。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のミッドシップ車では、車体１の略中央に配置された運転席２の後方（すなわち、前車軸３と後車軸４との間）に、Ｖ型６気筒のエンジン５が縦置きに搭載されている。エンジン５には、その後端部にファイナルドライブ（ディファレンシャルギヤ）が一体化されたトランスミッション６が連結されている。
【００１４】
図２〜図４に示すように、後車軸４を保持するナックルアーム７は、アッパアーム１１やロアアーム１２、ダンパ１３等からなるマルチリンク・ダブルウィッシュボーン形式のサスペンション１０により懸架されている。また、後車軸４にはトランスミッション６の左右側面から突出したドライブシャフト８（図２には図示せず）が連結されており、エンジン５の動力がトランスミッション６およびドライブシャフト８を介して後車軸４（すなわち、後車輪９）に伝達される。
【００１５】
図２〜図４に示すように、エンジン５には排気マニホールド２０が装着されている。排気マニホールド２０は、ステンレス鋼管やステンレス鋼板等を素材としており、エンジン５の排気効率が最も高くなる長さに設定されている。排気マニホールド２０の下部には車両前方に向けてキャタライザ２１が連結されている。キャタライザ２１は、ステンレス鋼管等を素材とするケーシング２１ａにモノリス型三元触媒を収納したものであり、その出側接続部２１ｂが車両内側に向けて略Ｌ字形状に屈曲している。
【００１６】
排気消音器であるメインマフラ３０は、エンジン５の直前下方に横置きに設置されている。メインマフラ３０は、円筒形状の胴筒３１と円板形状の端板３２とを外殻としており、グラスウール等の吸音材や膨張室を形成する多数の仕切板を収納している。端板３２には排気導入管３３が突設されており、この排気導入管３３にキャタライザ２１の出側接続部２１ｂが接続している。
【００１７】
メインマフラ３０の端板３２には、排気導入管３３の後方に排気管４１が取り付けられている。排気管４１は、端板３２の近傍で後方に向けて略Ｌ字形状に屈曲した後、排気マニホールド２０の下方内側からトランスミッション６の側面に向けて斜め上方に立ち上がり、更にサスペンション１０のアッパアーム１１の上方で斜め下方に屈曲している。尚、排気管４１には、その後部にメインマフラ３０の容積を補完するサブマフラ４２が設けられている。
【００１８】
このように、本実施形態では、キャタライザ２１をエンジン５の近くに設置し、排気マニホールド２０の長さを短くしたため、三元触媒のライトオフに要する時間が短縮されて有害物質の排出量が低減されるとともに、排気脈動効果によるエンジン性能の向上を実現できた。また、排気系の重量物であるメインマフラ３０をエンジン５の前方に設置し、これも重量物であるキャタライザ２１をメインマフラ３０の近傍に設置したことにより、ヨー慣性モーメントや後軸車重を有意に減少させることができただけでなく、キャタライザ２１が下方に位置するために車両重心も低くなり、良好な操縦性を実現できた。
【００１９】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、前記実施形態は、エンジンを縦置きに搭載したミッドシップ車に本発明を適用したものであるが、エンジンを横置きに搭載したミッドシップ車に本発明を適用してもよい。また、排気マニホールドや排気管等の具体的形状や、エンジンやサスペンションの形式等についても、前記実施形態での例示に限られるものではなく、設計上あるいはコスト上の判断等に基づいて適宜変更あるいは選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係るＭＲ方式のミッドシップ車を示す側面図である。
【図２】図１中のＡ部拡大図である。
【図３】図２中のＢ矢視図である。
【図４】図２中のＣ矢視図である。
【図５】従来のミッドシップ車の一例を示す側面図である。
【図６】図５中のＤ矢視図である。
【図７】従来のミッドシップ車の変形例を示す断面図である。
【図８】従来のミッドシップ車の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１      車体
２      前車軸
４      後車軸
５      エンジン
６      トランスミッション
１０    サスペンション
２０    排気マニホールド
２１    キャタライザ（触媒コンバータ）
３０    メインマフラ（排気消音器）
４１    排気管
【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】
2005344564.tif 000008
【図７】
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【図８】
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