特開 2023-151910 エンジンの排気装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151910

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】エンジンの排気装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/08 20100101AFI20231005BHJP

   B60K 13/04 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

F01N13/08 D

B60K13/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022061781

(22)【出願日】2022-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】加藤 二郎

(72)【発明者】

【氏名】加茂 寿章

(72)【発明者】

【氏名】中村 好孝

【テーマコード（参考）】

3D038

3G004

【Ｆターム（参考）】

3D038BA13

3D038BB01

3D038BC20

3D038BC22

3G004AA01

3G004BA04

3G004DA11

3G004FA04

3G004GA04

(57)【要約】

【課題】排気脈動を用いたエンジンのトルク向上を図りながら、排気管における屈曲部の変形を抑制することで車体におけるこもり音の発生を抑えることができるエンジンの排気装置を提供する。
【解決手段】排気装置１は、サイレンサ１４と、排気管１１と、プリサイレンサ１６と、補強部材１７とを備える。排気管１１は、エンジン２０とプリサイレンサ１６との間を繋ぐ上流側排気管１２と、プリサイレンサ１６とサイレンサ１４との間を繋ぐ下流側排気管１３とにより構成されている。上流側排気管１２は、屈曲部１２ａを有する（Ａ部）。補強部材１７は、屈曲部の上流側および下流側の各幹部に固定される固定部と、固定部同士の間を架橋する架橋部とを有する。補強部材１７の架橋部は、屈曲部１２ａにおける屈曲の内側に配設されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体のフロア下におけるエンジンから離間した位置に配設されたサイレンサと、
前記エンジンと前記サイレンサとを繋ぎ、排気ガスの経路である排気管と、
前記排気管における長手方向の途中に設けられ、前記排気管よりも拡径されてなる拡管部を有する構造体と、
を備えるエンジンの排気装置であって、
前記排気管は、前記経路における前記エンジンと前記構造体との間に配設された上流側排気管と、前記経路における前記構造体と前記サイレンサとの間に配設された下流側排気管と、を有し、
前記上流側排気管および前記下流側排気管の内の少なくとも一方の排気管は、Ｖ字状に屈曲された屈曲部を有し、
該エンジンの排気装置は、
前記少なくとも一方の排気管における前記屈曲部に対して上流側となる上流側管部に固定される上流側固定部と、前記少なくとも一方の排気管における前記屈曲部に対して下流側となる下流側管部に固定される下流側固定部と、前記上流側固定部と前記下流側固定部との間を繋ぎ、前記屈曲部における屈曲の内側を前記上流側管部と前記下流側管部との間を架橋する架橋部とを有する補強部材をさらに備える、
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、
前記補強部材は、
前記上流側管部および前記下流側管部のそれぞれを径方向に挟むように互いに対向し、それぞれが両固定部に亘って延びるように形成された一対の側壁部と、
前記一対の側壁部のそれぞれの端辺同士を繋ぐように、前記一対の側壁部に連続し、且つ、前記上流側固定部から前記下流側固定部に亘って延びるように形成されたベース壁部と、
を有する、
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、
前記補強部材における前記一対の側壁部は、前記ベース壁部が連続する側から反対側の他端辺側へと行くのに従って、互いの間隔が大きくなるように形成されている、
エンジンの排気装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載のエンジンの排気装置において、
前記補強部材における前記一対の側壁部は、前記架橋部において、前記ベース壁部が連続する側とは反対側の他端辺同士の間隔が他の箇所よりも広くなるように形成された箇所を、長手方向の一部に有する、
エンジンの排気装置。

【請求項5】

請求項２または請求項３に記載のエンジンの排気装置において、
前記ベース壁部は、前記屈曲部の屈曲方向とは反対側に向けて突出するように湾曲または屈曲した形状で形成されている、
エンジンの排気装置。

【請求項6】

請求項２または請求項３に記載のエンジンの排気装置において、
前記ベース壁部は、前記上流側固定部および前記下流側固定部のそれぞれにおいて、前記上流側管部および前記下流側管部のそれぞれの外周面に対して隙間が空くように配設されている、
エンジンの排気装置。

【請求項7】

請求項２または請求項３に記載のエンジンの排気装置において、
前記補強部材は、金属板材を曲折加工することで形成されている、
エンジンの排気装置。

【請求項8】

請求項１から請求項３の何れかに記載のエンジンの排気装置において、
前記構造体は、プリサイレンサであり、
前記屈曲部は、少なくとも前記上流側排気管に形成されている、
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し、屈曲部を有する排気管を備える排気装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のエンジンには、当該エンジンから排出される排気ガスを車体後方へと導く排気装置が取り付けられている。エンジンの排気装置は、排気マニホールドに取り付けられ、車体後方へと延びる排気管と、車体後部に配置され、排気管が連結されるサイレンサと、を備える。

【0003】

さらに、近年では、排気音のさらなる低減が求められている。これに対応するように、エンジンの排気装置の中には、排気管の長手方向の途中に挿設されるプリサイレンサを備えるものもある。このようなプリサイレンサを備えたエンジンの排気装置が特許文献１に開示されている。

【0004】

特許文献１に開示のエンジンの排気装置では、間にプリサイレンサが挿設された状態で排気マニホールドとサイレンサとを繋ぐ上流側排気管と、サイレンサとテールパイプとを繋ぐ下流側排気管とを備えている。そして、特許文献１に開示のエンジンの排気装置では、サイレンサが配された箇所の近傍において、上流側排気管と下流側排気管とが板状の剛性連結体で連結されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６１－１０２３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記のようなプリサイレンサを備える排気装置において、排気脈動を用いたエンジンのトルク向上を図るため排気管長を長くすることも研究開発されている。このように排気管長を長くしようとする場合には、排気管に屈曲部を有する構造が採用される。このように排気管に屈曲部を設けることによって、直線に延びる排気管よりも排気管長を長くすることができる。

【0007】

しかしながら、排気管に屈曲部を設けた場合には、エンジンを駆動させた際に、排気管の振動レベルが増大して車体におけるこもり音が顕著に発生する場合がある。排気管に屈曲部を設けたことと、車体におけるこもり音の発生との関係について、本願発明者等が鋭意検討を行った結果、排気管内を通過する排気ガスの熱により排気管が熱膨張（熱伸び）して屈曲部が変形することが原因であることを究明した。

【0008】

本発明は、上記のような究明結果に基づくものであって、排気脈動を用いたエンジンのトルク向上を図りながら、排気管における屈曲部の変形を抑制することで車体におけるこもり音の発生を抑えることができるエンジンの排気装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様に係るエンジンの排気装置は、サイレンサと、排気管と、構造体とを備える。前記サイレンサは、車体のフロア下におけるエンジンから離間した位置に配設されている。前記排気管は、前記エンジンと前記サイレンサとを繋ぎ、排気ガスの経路である。前記構造体は、前記排気管における長手方向の途中に設けられ、前記排気管よりも拡径されてなる拡管部を有する。

【0010】

本態様に係るエンジンの排気装置において、前記排気管は、前記経路における前記エンジンと前記構造体との間に配設された上流側排気管と、前記経路における前記構造体と前記サイレンサとの間に配設された下流側排気管と、を有し、前記上流側排気管および前記下流側排気管の内の少なくとも一方の排気管は、Ｖ字状に屈曲された屈曲部を有する。

【0011】

本態様に係るエンジンの排気装置は、補強部材をさらに備える。前記補強部材は、前記少なくとも一方の排気管における前記屈曲部に対して上流側となる上流側管部に固定される上流側固定部と、前記少なくとも一方の排気管における前記屈曲部に対して下流側となる下流側管部に固定される下流側固定部と、前記上流側固定部と前記下流側固定部との間を繋ぎ、前記屈曲部における屈曲の内側を前記上流側管部と前記下流側管部との間を架橋する架橋部とを有する。

【0012】

上記態様に係るエンジンの排気装置では、上記少なくとも一方の排気管（以下、「一方排気管」と記載する。）に屈曲部が形成されている。このため、屈曲部の形成により一方排気管の長さ（排気管長）を調整することができ、エンジンの吸気弁と排気弁とがともに開弁した開弁オーバーラップ期間に排気脈動で生じる負圧波が排気ポートに到達するようにできる。よって、上記態様に係るエンジンの排気装置では、所望のエンジン回転域で気筒内残留ガスを掃気して、体積効率の上昇によりエンジンのトルク向上を図ることができる。

【0013】

また、上記態様に係るエンジンの排気装置では、一方排気管の屈曲部を屈曲の内側で架橋する架橋部を有する補強部材を備えるので、排気ガスの流通による温度上昇で一方排気管が熱膨張（熱伸び）しても屈曲部が変形するのを抑えることができる。よって、上記態様に係るエンジンの排気装置では、一方排気管の屈曲部の変形に起因する車体におけるこもり音の発生を抑制することができる。

【0014】

上記態様に係るエンジンの排気装置において、前記上流側管部および前記下流側管部のそれぞれを径方向に挟むように互いに対向し、それぞれが両固定部に亘って延びるように形成された一対の側壁部と、前記一対の側壁部のそれぞれの端辺同士を繋ぐように、前記一対の側壁部に連続し、且つ、前記上流側固定部から前記下流側固定部に亘って延びるように形成されたベース壁部と、を有する、としてもよい。

【0015】

上記態様に係るエンジンの排気装置では、一対の側壁部とベース壁部とが連続してなるＵ字断面形状の補強部材を採用しているので、平板からなる補強部材を採用する場合に比べて断面係数を大きくとることができ、重量および製造コストの上昇を抑えながら屈曲部の変形を抑制することができる。

【0016】

上記態様に係るエンジンの排気装置において、前記補強部材における前記一対の側壁部は、前記ベース壁部が連続する側から反対側の他端辺側へと行くのに従って、互いの間隔が大きくなるように形成されている、としてもよい。

【0017】

上記態様に係るエンジンの排気装置では、補強部材における一対の側壁部の互いの間隔が、ベース壁部が連続する側から反対側の他端辺側へと行くのに従って大きくなるように補強部材が構成されているので、一対の側壁部が平行な構成を採用する場合に比べて、高い寸法精度をもって補強部材を形成しなくても、一方排気管に対して取り付けることができる。

【0018】

上記態様に係るエンジンの排気装置において、前記補強部材における前記一対の側壁部は、前記架橋部において、前記ベース壁部が連続する側とは反対側の他端辺同士の間隔が他の箇所よりも広くなるように形成された箇所を、長手方向の一部に有する、としてもよい。

【0019】

上記態様に係るエンジンの排気装置では、補強部材の架橋部において、他端辺同士の間隔が他の箇所よりも広い箇所（拡幅部）を有するように補強部材が構成されているので、一方排気管の熱膨張（熱伸び）によって上流側管部と下流側管部との間の距離が伸びようとしても補強部材の拡幅部の変形によって当該伸びを吸収することが可能である。よって、上記態様に係るエンジンの排気装置では、排気ガスの流通により一方排気管が熱膨張により延びようとしても、補強部材と一方排気管との固定が外れてしまうのを抑制しながら、屈曲部の変形を補強部材で抑制することができる。

【0020】

上記態様に係るエンジンの排気装置において、前記ベース壁部は、前記屈曲部の屈曲方向とは反対側に向けて突出するように湾曲または屈曲した形状で形成されている、としてもよい。

【0021】

上記態様に係るエンジンの排気装置では、補強部材のベース壁部が上記のように湾曲等した形状をもって構成されているので、上述のように排気ガスの流通により一方配管が熱膨張しても、ベース壁部の変形によって補強部材の固定部と一方排気管の上流側管部および下流側管部との固定が外れてしまうのを抑制することができる。

【0022】

上記態様に係るエンジンの排気装置において、前記ベース壁部は、前記上流側固定部および前記下流側固定部のそれぞれにおいて、前記上流側管部および前記下流側管部のそれぞれの外周面に対して隙間が空くように配設されている、としてもよい。

【0023】

上記態様に係るエンジンの排気装置では、補強部材における上流側固定部および下流側固定部のそれぞれにおいて、ベース壁部が一方排気管の外周面に対して隙間が空くように配設されているので、仮に補強部材のベース壁部と一方排気管との間に小石などの異物が入り込んだ場合にも上記隙間から異物を排出することができる。よって、小石等の異物が補強部材や一方排気管と衝突することで生じるノイズを抑えることができる。

【0024】

上記態様に係るエンジンの排気装置において、前記補強部材は、金属板材を曲折加工することで形成されている、としてもよい。

【0025】

上記態様に係るエンジンの排気装置では、金属板材を曲折加工してなる補強部材を採用するので、重量や製造コストの上昇を抑えながら一方排気管の熱膨張に伴う屈曲部の変形を抑制するのに優位である。

【0026】

上記態様に係るエンジンの排気装置において、前記構造体は、プリサイレンサであり、前記屈曲部は、少なくとも前記上流側排気管に形成されている、としてもよい。

【0027】

上記態様に係るエンジンの排気装置では、拡管部を有する構造体としてプリサイレンサを採用し、上流側排気管に屈曲部が形成された形態を採用するが、上流側排気管の屈曲部に補強部材を取り付けているので、排気音の低減およびエンジンのトルク向上を図りながら、屈曲部の変形を抑制することで車体でのこもり音の発生を抑制することができる。

【発明の効果】

【0028】

上記の各態様に係るエンジンの排気装置では、排気脈動を用いたエンジンのトルク向上を図りながら、排気管における屈曲部の変形を抑制することで車体におけるこもり音の発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】実施形態に係るエンジンの排気装置が適用された車両の構成を示す模式図である。

【図2】図１のＡ部を拡大して示す拡大図である。

【図3】補強部材の一部構成を示す平面図である。

【図4】補強部材の構成を示す側面図である。

【図5】補強部材の構成を示す平面図である。

【図6】変形例に係るエンジンの排気装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明を例示的に示すものであって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

【0031】

以下の説明で用いる図において、「ＦＲ」は車両前方、「ＲＲ」は車両後方、「ＬＨ」は車両左方、「ＲＨ」は車両右方をそれぞれ指す。

【0032】

１．エンジン２０の排気装置１０
実施形態に係るエンジン２０の排気装置１０について、図１を用いて説明する。

【0033】

車両１のエンジンルーム１ａには、エンジン２０が搭載されている。エンジン２０は、複数の気筒（一例として、６つの気筒）２０ａを有する多気筒エンジンであって、気筒列方向が車両１の前後方向に沿う縦置きの姿勢で搭載されている。

【0034】

エンジン２０の一方側の側部には吸気マニホールド３２が取り付けられ、反対側の側部には排気マニホールド４０が取り付けられている。吸気マニホールド３２は、エンジン２０の吸気装置３０の一部を構成する部材である。吸気装置３０は、エアクリーナと吸気マニホールド３２との間を繋ぐ吸気管３１を有する。

【0035】

排気装置１０は、排気管１１と、サイレンサ１４と、テールパイプ１５と、プリサイレンサ（拡管部を有する構造体）１６と、補強部材１７とを備える。排気管１１は、排気マニホールド４０とプリサイレンサ１６との間を繋ぐ上流側排気管１２と、プリサイレンサ１６とサイレンサ１４との間を繋ぐ下流側排気管１３とで構成されている。

【0036】

図１のＡ部に示すように、上流側排気管１２は、Ｖ字状に屈曲された屈曲部１２ａを有する。上流側排気管１２の屈曲部１２ａは、上流側排気管１２の長さを調整して、エンジン２０の所望のエンジン回転域でのトルクの向上を図るために設けられている。即ち、上流側排気管１２に屈曲部を設けることにより吸気マニホールド４０とプリサイレンサ１６とを直線的に繋ぐ場合に比べて上流側排気管１２の排気管長を長くすることで、エンジン２０の吸気弁と排気弁とがともに開弁した開弁オーバーラップ期間に排気脈動で生じる負圧波が排気ポートに到達するようにできる。これより、図１に示すように、屈曲部１２ａを設けて上流側排気管１２の長さ調整を行うことで、所望のエンジン回転域で気筒２０ａ内の残留ガスを掃気して、体積効率の上昇によりエンジン２０のトルク向上を図ることができる。

【0037】

補強部材１７は、上流側排気管１２における屈曲部１２ａの変形（上流側排気管１２に排気ガスが流通した場合の熱膨張に伴う変形）を抑制するために、屈曲部１２ａの上流側管部および下流側管部に固定されている。

【0038】

２．上流側排気管１２への補強部材１７の固定構造
上流側排気管１２への補強部材１７の固定構造について、図２を用いて説明する。

【0039】

図２に示すように、補強部材１７は、金属板材を曲折加工してなる部材であって、固定部１７ａおよび固定部１７ｂと、架橋部１７ｃとを有する。固定部１７ａは、上流側排気管１２における排気ガスの流れ方向の屈曲部１２ａよりも上流側の部分である上流側管部１２ｂに溶接（溶接部ＷＰ）により固定される。固定部１７ｂは、上流側排気管１２における排気ガスの流れ方向の屈曲部１２ａよりも下流側の部分である下流側管部１２ｃに溶接（溶接部ＷＰ）により固定される。架橋部１７ｃは、固定部１７ａと固定部１７ｂとの間を繋ぎ、上流側排気管１２における屈曲部１２ａの屈曲内側を架橋するように設けられている。ここで、固定部１７ａが「上流側固定部」に該当し、固定部１７ｂが「下流側固定部」に該当する。

【0040】

なお、本実施形態では、上流側排気管１２における屈曲部１２ａの内側の屈曲内面部１２ｄと、補強部材１７の架橋部１７ｃにおける屈曲内面部１２ｄに対向する対向部１７ｄ（後述する側壁端部１７ｈ，１７ｉ）とが離間した状態で配されている。

【0041】

上流側排気管１２に排気ガスが流通した場合には、上流側排気管１２における屈曲部１２ａには、矢印Ｂ１，Ｂ２で示すように熱膨張により延びようとする力が作用する。このような力が作用した場合にも、補強部材１７の固定により屈曲部１２ａが変形しようとするのを抑えることができる。

【0042】

３．補強部材１７の詳細構造
補強部材１７の詳細構造について、図３から図５を用いて説明する。

【0043】

図３に示すように、補強部材１７は、各固定部１７ａ，１７ｂにおいて上流側排気管１２を径方向に挟むように互いに対向する一対の側壁部１７ｅ，１７ｆと、一対の側壁部１７ｅ，１７ｆの端辺同士を繋ぐベース壁部１７ｇとが一体形成されてなる。なお、図３では、固定部１７ｂを抜き出して図示しているが、もう一方の固定部１７ａおよび架橋部１７ｃについても同じ構成で形成されている。

【0044】

側壁部１７ｅと側壁部１７ｆとの間隔は、側壁部１７ｅとベース壁部１７ｇとの接続部分である内角部１７ｈおよび側壁部１７ｆとベース壁部１７ｇとの接続部分である内角部１７ｋから、側壁部１７ｅ，１７ｆの各側壁端部（他端辺側の部分）１７ｈ，１７ｉの方へと行くのに従って大きくなるように設定されている。即ち、内角部１７ｊ，１７ｋ同士の間隔はＷ１であるのに対して、側壁端部１７ｈ，１７ｉ同士の間隔はＷ１よりも大きいＷ２とされている。そして、本実施形態では、Ｗ１が上流側排気管１２の管径Ｄよりも小さく、Ｗ２が管径Ｄと同じかそれよりも広く設定されている。

【0045】

また、図３に示すように、補強部材１７は、上流側排気管１２の外周面に対してベース壁部１７ｇが隙間ＳＰを空けた状態となるように上流側排気管１２に対して固定部１７ａ，１７ｂが溶接固定されている。隙間ＳＰは、例えば、車両１が走行する経路上で想定される小石等の異物よりも大きい寸法で設定されている。

【0046】

次に、図４に示すように、補強部材１７を側面視する場合に、補強部材１７における架橋部１７ｃは、固定部１７ａ，１７ｂ同士の間を直線状に架橋するのではなく、アーチ形状をもって架橋している。具体的に、架橋部１７ｃの外側部１７ｌは、長手方向の中央部Ｐ１が端部Ｐ２，Ｐ３よりも上流側排気管１２の屈曲部１２ａ（図２等を参照。）とは反対側に位置する形状を有する。Ｐ２とＰ３とを結ぶ仮想直線Ｌ１と、Ｐ１を通りＬ１に平行な仮想直線Ｌ２とを仮定する場合に、Ｈ１だけ間隔を空けてＰ１が矢印Ｃ１で示すように屈曲の外側に位置するよう外側部１７ｌが形成されている。換言すると、ベース壁部１７ｇは、長手方向の中央部（Ｐ１）が屈曲部１２ａの屈曲方向とは反対側に向けて張り出すように湾曲形成されている。

【0047】

同様に、架橋部１７ｃの耐候部（内側部）１７ｄは、長手方向の中央部Ｐ４が端部Ｐ５，Ｐ６よりも上流側排気管１２の屈曲部１２ａ（図２等を参照。）とは反対側に位置する形状を有する。Ｐ５とＰ６とを結ぶ仮想直線Ｌ３と、Ｐ４を通りＬ３に平行な仮想直線Ｌ４とを仮定する場合に、Ｈ２だけ間隔を空けてＰ４が矢印Ｃ２で示すように屈曲の外側に位置するよう内側部１７ｄが形成されている。

【0048】

上述のように、補強部材１７では、一対の側壁部１７ｅ，１７ｆとの間隔が、ベース壁部１７ｇとの接続部から側壁端部１７ｈ，１７ｉの方へと行くのに従って広くなるように設定されている（図３を参照）。ただし、図５に示すように、側壁部１７ｅ，１７ｆのそれぞれは、平板ではなく、長手方向の中央部Ｐ７，Ｐ１０が他の部分Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１１，Ｐ１２よりも側壁部１７ｅの側壁端辺１７ｍと側壁部１７ｆの側壁端辺１７ｎとの間隔が大きくなるように曲折加工されている。具体的に、側壁端辺１７ｍにおける架橋部１７ｃの長手方向の両端部Ｐ８，Ｐ９を結ぶ仮想直線Ｌ５と、仮想中心線ＬＣ上のＰ７を通り仮想直線Ｌ５に平行な仮想直線Ｌ６とを仮定する。また、側壁端辺１７ｎにおける架橋部１７ｃの長手方向の両端部Ｐ１１，Ｐ１２を結ぶ仮想直線Ｌ７と、仮想中心線ＬＣ上のＰ１０を通り仮想直線Ｌ７に平行な仮想直線Ｌ８とを仮定する。この場合に、仮想直線Ｌ５と仮想直線Ｌ７との間隔がＷ３であるのに対して、仮想直線Ｌ６と仮想直線Ｌ８との間隔は、Ｗ３よりも大きいＷ４とされている。即ち、側壁部１７ｅ，１７ｆは、Ｐ７，Ｐ１０がＰ８，Ｐ９，Ｐ１１，Ｐ１２よりも矢印Ｅ１，Ｅ２で示すように側壁部１７ｅ，１７ｆの対向方向外側に位置するように隆起した形状をもって形成されている。

【0049】

４．補強部材１７の板厚
本実施形態では、補強部材１７を構成する金属板材の板厚を、上流側排気管１２を構成する管材の板厚と略同等の厚みとしている。具体的には、補強部材１７を構成する金属板材の板厚を、上流側排気管１２を構成する管材の板厚に対して、７０％～１３０％の範囲の板厚、より望ましくは８０％～１２０％の範囲の板厚、さらに望ましくは９０％～１１０％の範囲の板厚とする。例えば、上流側排気管１２を構成する管材の板厚が１．２ｍｍである場合には、補強部材１７を構成する金属板材の板厚を０．８ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の板厚とすることができる。

【0050】

なお、補強部材１７の板厚については、上記はあくまでも一例であって、補強部材１７の構成材料と上流側排気管１２の構成材料との関係や、上流側排気管１２に対する剛性差などを考慮して適宜に規定される。

【0051】

５．効果
本実施形態に係る排気装置１０では、上流側排気管（一方排気管）１２に屈曲部１２ａが形成されている。このため、屈曲部１２ａの形成により上流側排気管１２の排気管長を直線的に形成する場合に比べて長くすることができ、エンジン２０の吸気弁と排気弁とがともに開弁した開弁オーバーラップ期間に排気脈動で生じる負圧波が排気ポートに到達するようにできる。よって、排気装置１０を適用するエンジン２０では、所望のエンジン回転域で気筒２０ａ内の残留ガスを掃気して、体積効率の上昇によりトルク向上を図ることができる。

【0052】

また、排気装置１０では、上流側排気管１２の屈曲部１２ａを屈曲の内側で架橋する架橋部１７ｃを有する補強部材１７を備えるので、排気ガスの流通による温度上昇で上流側排気管１２が熱膨張（熱伸び）しても屈曲部１２ａが変形するのを抑えることができる。よって、排気装置１０では、上流側排気管１２の屈曲部１２ａの変形に起因する車体におけるこもり音の発生を抑制することができる。

【0053】

また、排気装置１０では、一対の側壁部１７ｅ，１７ｆとベース壁部１７ｇとが一体形成されてなるＵ字断面形状の補強部材１７を採用しているので、平板からなる補強部材を採用する場合に比べて断面係数を大きくとることができ、重量および製造コストの上昇を抑えながら屈曲部１２ａの変形を抑制するのに優位である。

【0054】

また、排気装置１０では、補強部材１７における側壁部１７ｅ，１７ｆ同士の間隔が、内角部１７ｊ，１７ｋから反対側の側壁端部１７ｈ，１７ｉへと行くのに従って漸次広くなるように補強部材１７が構成されているので、側壁部同士が互いに平行に配された構成を採用する場合に比べて、補強部材１７を高い寸法精度で形成しなくても、上流側排気管１２に対して容易に取り付けることができる。

【0055】

また、排気装置１０では、補強部材１７の架橋部１７ｃにおいて、側壁端辺１７ｍ，１７ｎ同士の間隔が端部Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１１，Ｐ１２よりも広い箇所（拡幅部）Ｐ７，Ｐ１０を有するように補強部材１７が構成されているので、上流側排気管１２の熱膨張によって上流側管部１２ｂと下流側管部１２ｃとの間の距離が伸びようとしても補強部材１２の拡幅部Ｐ７，Ｐ１０の変形によって当該伸びの一部を吸収することができ、補強部材１７の固定部１７ａ，１７ｂと上流側排気管１２の上流側管部１２ｂおよび下流側管部１２ｃとの固定が外れてしまうのを抑制することができる。よって、排気装置１０では、排気ガスの流通により上流側排気管１２が熱膨張により延びようとしても、補強部材１７の固定部１７ａ，１７ｂと上流側排気管１２の上流側管部１２ｂおよび下流側管部１２ｃとの固定が外れてしまうのを抑制することができる。

【0056】

また、排気装置１０では、補強部材１７のベース壁部１７ｇが図４に示したように湾曲した形状をもって構成されているので、排気ガスの流通により上流側配管１２が熱膨張（熱伸び）しようとしても、ベース壁部１７ｇの変形によって当該伸びを吸収することができ、補強部材１７の固定部１７ａ，１７ｂと上流側排気管１２の上流側管部１２ｂおよび下流側管部１２ｃとの固定が外れてしまうのを抑制することができる。

【0057】

また、排気装置１０では、補強部材１７におけるそれぞれの固定部１７ａ，１７ｂにおいて、ベース壁部１７ｇが上流側排気管１２の外周面に対して隙間ＳＰが空くように配設されているので、仮に補強部材１７のベース壁部１７ｇと上流側排気管１２の外周面との間に小石などの異物が入り込んだ場合にも隙間ＳＰから当該異物を排出することができる。よって、小石等の異物が補強部材１７や上流側排気管１２と衝突することで生じるノイズを抑えることができる。

【0058】

また、排気装置１０では、金属板材を曲折加工してなる補強部材１７を採用するので、重量や製造コストの上昇を抑えながら上流側排気管１２の熱膨張に伴う屈曲部１２ａの変形を抑制するのに優位である。

【0059】

また、排気装置１０では、拡管部を有する構造体の一例としてプリサイレンサ１６を採用し、上流側排気管１２に屈曲部１２ａが形成された形態を採用するが、上流側排気管１２の屈曲部１２ａに補強部材１７を取り付けているので、排気音の低減およびエンジン２０のトルク向上を図りながら、屈曲部１２ａの変形を抑制することで車体でのこもり音の発生を抑制することができる。

【0060】

以上説明のように、本実施形態に係るエンジン２０の排気装置１０では、排気脈動を用いたエンジン２０のトルク向上を図りながら、上流側排気管１２における屈曲部１２ａの変形を抑制することで車体におけるこもり音の発生を抑えることができる。

【0061】

［変形例］
変形例に係るエンジンの排気装置５０について、図６を用いて説明する。なお、図６では、エンジン２０等の図示を省略するとともに、排気装置５０における補強部材１７の図示も省略している。補強部材１７については、上記実施形態で採用した補強部材１７と同じ部材を採用することができる。

【0062】

図６に示すように、本変形例に係る排気装置５０も、排気管５１と、サイレンサ５４と、テールパイプ５５と、プリサイレンサ（拡管部を有する構造体）５６と、補強部材（図示を省略。）とを備える。排気管５１は、吸気マニホールドとプリサイレンサ５６との間を繋ぐ上流側排気管５２と、プリサイレンサ５６とサイレンサ５４との間を繋ぐ下流側排気管５３とで構成されている。

【0063】

本変形例に係る排気装置５０が上記実施形態に係る排気装置１０と相違する点は、排気管５１に対するプリサイレンサ５６の挿設位置と、上流側排気管５２および下流側排気管５３の配設形態である。

【0064】

排気装置５０では、上流側排気管５２には上記実施形態の上流側排気管１２ほど大きな屈曲部は形成されていない。このため、排気装置５０においては、上流側排気管５２に補強部材１７を取り付ける必要は必ずしもない。

【0065】

一方、下流側排気管５３には、矢印Ｆ１～Ｆ４で指し示すように、４箇所の屈曲部５３ａ～５３ｄが形成されている。このため、排気装置５０においては、下流側排気管５３における屈曲部５３ａ～５３ｄの少なくとも１箇所に対して上記実施形態の補強部材１７と同様の構成を有する補強部材を取り付けることとすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0066】

［その他の変形例］
上記実施形態および上記変形例では、拡管部を有する構造体の一例としてプリサイレンサ１６，５６を採用したが、本発明では、拡管部を有する構造体の他の例として、例えば、触媒（キャタリスト）などを採用することも可能である。即ち、上流側排気管１２，５２と下流側排気管１３，５３との間に挿設され、当該介挿箇所で脈動反射が生じる構造体であればよい。

【0067】

上記実施形態および上記変形例では、屈曲部１２ａ，５３ａ～５３ｄに対して取り付ける補強部材としてＵ字断面形状を有する補強部材１７を採用することとしたが、本発明では、平板形状の補強部材やＬ字断面形状の補強部材などを採用することもできる。

【0068】

上記実施形態では、上流側排気管１２の屈曲部１２ａに対して補強部材１７を取り付け、上記変形例では、下流側排気管５３の屈曲部５３ａ～５３ｄの少なくとも１箇所に対して補強部材を取り付けることとしたが、本発明では、上流側排気管および下流側排気管の両方に屈曲部がある場合において、上流側排気管および下流側排気管の両方の屈曲部に対して補強部材を取り付けることもできる。

【0069】

上記実施形態では、図３を用いて説明したように、補強部材１７における一対の側壁部１７ｅ，１７ｆ同士の間隔がベース壁部１７ｇの側から反対側の側壁端部１７ｈ，１７ｉの側へと行くのに従って漸次拡がる構成を採用したが、本発明では、一対の側壁部が平行に配された形態を採用することもできる。

【0070】

また、上記実施形態では、図５を用いて説明したように、補強部材１７の架橋部１７ｃにおいて、側壁部１７ｅ，１７ｆにおける長手方向の中央部に幅方向外向きに張り出した箇所Ｐ７，Ｐ１０を形成することとしたが、本発明では、内向きに凹んだ凹入部を側壁部に設けたり、長手方向に向けて続く蛇腹形状を側壁部に設けたりすることも可能である。即ち、補強部材に対しては、排気管に排気ガスが流通することで当該排気管が延びようとした際に、補強部材の固定部が排気管から外れないようにするために伸びを吸収できる箇所を設けておけばよい。

【0071】

また、上記実施形態では、図４を用いて説明したように、補強部材１７のベース壁部１７ｇが上流側排気管１２の屈曲部１２ａの屈曲方向とは反対側に向けて張り出すように湾曲した形態を採用したが、本発明では、補強部材のベース壁部が屈曲部の屈曲方向とは反対側に向けて突出するように屈曲させた部分を有する形態を採用することもできる。

【0072】

上記実施形態では、金属板材を曲折加工されてなる補強部材１７を採用したが、本発明では、一部が金属以外の材料からなる補強部材を採用することもできるし、全体が金属以外の材料からなる補強部材を採用することができる。

【0073】

また、本発明では、例えばパンチングメタルのような多数の孔部を有する板材を用い形成された補強部材を採用することもできる。この場合には、孔部の大きさによっては補強部材の固定部におけるベース壁部と排気管との間に隙間を空ける必要は必ずしもない。孔部を通して小石等の異物を外部に排出することができる場合があるからである。

【0074】

上記実施形態および上記変形例では、エンジン２０として縦置きの姿勢でエンジンルーム１ａに搭載された６気筒エンジンを採用したが、本発明では、これに限定を受けるものではない。例えば、エンジンの気筒数については、５気筒以下や７気筒以上とすることもできる。また、エンジンルームに対して横置きの姿勢で搭載される形態を採用することもできる。

【符号の説明】

【0075】

１０，５０ 排気装置
１１，５１ 排気管
１２，５２ 上流側排気管
１２ａ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ 屈曲部
１２ｂ 上流側管部
１２ｃ 下流側管部
１３，５３ 下流側排気管
１４，５４ サイレンサ
１６，５６ プリサイレンサ（拡管部を有する構造体）
１７ 補強部材
１７ａ，１７ｂ 固定部
１７ｃ 架橋部
１７ｅ，１７ｆ 側壁部
１７ｇ ベース壁部
２０ エンジン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】