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公開番号2025047187
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023155526
出願日2023-09-21
発明の名称車両の排気システム
出願人株式会社三五
代理人弁理士法人プロスペック特許事務所
主分類B60K 13/04 20060101AFI20250326BHJP(車両一般)
要約【課題】狭小なスペースにおいてもレイアウト上の自由度が高く且つロングテール・レイアウトを実現可能な排気システムを提供する。
【解決手段】車両に搭載された内燃機関に上流側の端部が接続され且つ下流側の端部に形成された排気口が車両の後端側に配置された車両の排気システムが、内燃機関に接続され車両の後方へと延在する第1排気管と、第1排気管の下流側の端部に接続され車両の前方へと転向する第1転向部と、第1転向部の下流側の端部に接続され車両の前方へと延在する第2排気管と、第2排気管の下流側の端部に接続され車両の後方へと転向する第2転向部と、第2転向部の下流側の端部に接続され車両の後方へと延在する第3排気管と、第2排気管の途中に介装された主消音器と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車両に搭載された内燃機関に上流側の端部が接続され且つ下流側の端部に形成された排気口が前記車両の後端側に配置された車両の排気システムであって、
前記内燃機関に接続され前記車両の後方へと延在する第１排気管と、
前記第１排気管の下流側の端部に接続され前記車両の前方へと転向する第１転向部と、
前記第１転向部の下流側の端部に接続され前記車両の前方へと延在する第２排気管と、
前記第２排気管の下流側の端部に接続され前記車両の後方へと転向する第２転向部と、
前記第２転向部の下流側の端部に接続され前記車両の後方へと延在する第３排気管と、
前記第２排気管の途中に介装された主消音器と、
を備える、
車両の排気システム。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
請求項１に記載された車両の排気システムであって、
前記第１排気管、前記第２排気管及び前記第３排気管の管軸のうち少なくとも１つは他の管軸と同一平面上に存在しない、
車両の排気システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された車両の排気システムであって、
前記第１排気管、前記第２排気管及び前記第３排気管からなる群のうちの少なくとも１つに排気浄化装置及び／又は副消音器が介装されている、
車両の排気システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載された車両の排気システムであって、
前記第２排気管、前記第２転向部、前記第３排気管及び前記主消音器からなる組である排気ユニットを複数備え、
前記第１転向部が複数の前記排気ユニットの各々へと排気の流路を分岐する分岐部を備える、
車両の排気システム。
【請求項５】
請求項３に記載された車両の排気システムであって、
前記第２排気管、前記第２転向部、前記第３排気管及び前記主消音器からなる組である排気ユニットを複数備え、
前記第１転向部が複数の前記排気ユニットの各々へと排気の流路を分岐する分岐部を備える、
車両の排気システム。
【請求項６】
請求項４に記載された車両の排気システムであって、
外部へと排気を排出することが可能な吐出口と、
前記吐出口を経由する排気の流量を増減することが可能な開閉バルブと、
前記開閉バルブの弁開度を制御する駆動装置と
からなる組である吐出ユニットが、前記第１転向部が備える前記分岐部に設けられている、
車両の排気システム。
【請求項７】
請求項５に記載された車両の排気システムであって、
外部へと排気を排出することが可能な吐出口と、
前記吐出口を経由する排気の流量を増減することが可能な開閉バルブと、
前記開閉バルブの弁開度を制御する駆動装置と
からなる組である吐出ユニットが、前記第１転向部が備える前記分岐部に設けられている、
車両の排気システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される排気システムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的な乗用車両に搭載される内燃機関の排気システムのレイアウトとしては、図２０に例示する排気システム１のように、図示しない車両の前後方向（ＦＲ～ＲＲ方向）に延在し、その前端が図示しない内燃機関（具体的には、内燃機関の排気ポート或いは排気集合管、過給器又は排気浄化装置等の内燃機関の装備品等）に連通され固定される。一方、排気システム１の後端となる排気口２は車両の後部に配置されることが一般的である。また、排気音の消音機能を担う主消音器（メインマフラ）３が車両の後部に位置する排気管４に介装される。更に、図示しないが、定在波対策としての副消音器（サブマフラ）及び／又は排気浄化装置（例えば、各種触媒コンバータ及び／又は例えばディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）若しくはガソリン・パティキュレート・フィルタ（ＧＰＦ）等のフィルタ装置等）が適所に介在される。斯かる構成を有する排気システム１は、複数の箇所に設けられた図示しない懸架装置（例えば、サポートロッド及びサポートゴム等）によって車両に懸架される。
【０００３】
排気システム全体（内燃機関に連通される前端から排気口である後端まで）としての消音効率を高める観点からは、排気システム全体において定在波の振動モードにおける腹が出現する位置Ａにメインマフラを配置することが好ましい。図２１は、内部に排気が流れる（白抜きの矢印を参照）排気管に出現する定在波の一例を示す模式図である、図２１に例示するように、定在波の振動モードにおける腹が出現する位置Ａにメインマフラを配置することにより、容量の小さいメインマフラでも効率良く消音することができる。具体的には、例えば、排気システムの中間位置（前端と後端との真ん中）にメインマフラを配置することが好ましい。
【０００４】
また、排気システムにおけるメインマフラの後流に長い排気管を配置する（以降、斯かる配置を「ロングテール・レイアウト」と称呼する場合がある。）ことにより、車両の客室における共鳴音（以降、「こもり音」と称呼される場合がある。）の主要因となる（１００Ｈｚ付近の）低周波を消音することができることが知られている。図２２は、テールパイプの長さによる消音量の違いを例示する概念的なグラフである。図２２に例示するように、長いテールパイプを採用する場合（太い実線のグラフＡを参照）、短いテールパイプを採用する場合（細い破線のグラフＢを参照）に比べて、周波数に対する消音量の分布が低周波数側にシフトする。実際、一部の車両においてロングテール・レイアウトが採用されている。
【０００５】
しかしながら、排気システムの中間位置付近は車両の客室の床下に該当する場合が多いため、排気システムの構成要素の中では大きい容量を有する（大型の）要素であるメインマフラを当該位置に配置することは困難であり、やむを得ず車両の後端付近（リアバンパの前側）辺りにメインマフラを配置するのが通例である。斯かる配置においては、図２１に例示する位置Ｂのように、定在波の振動モードにおける腹ではなく節が出現する位置の近傍にメインマフラが配置されることとなるので、十分な消音効果を達成することは困難である。
【０００６】
特に内燃機関とモータ／ジェネレータとの組み合わせを搭載する昨今の電動車両（所謂「ＨＥＶ」及び「ＰＨＥＶ」等）においては、車両の客室の床下の全域、場合によっては車両の客室の床下から後端部分に及ぶ領域に駆動用バッテリーを配置することがある。また、内燃機関及び燃料タンクに加えてモータ／ジェネレータをも搭載する必要があるので、車両全体としての空きスペースが狭小化しており、ロングテール化の実現が益々困難となっている（即ち、排気システムのレイアウト上の自由度が損なわれている）。
【０００７】
一方、排気システムのレイアウト上の自由度の向上策として、排気システムを車両の前後方向だけでなく横方向にも延在させるレイアウトが提唱されている。例えば、特許文献１（特表２０１３－５２８５１８号公報）に開示されたＨＥＶの排気システムにおいては、車両のフロントに搭載された内燃機関から後方へと排気管を延在させ、その後端を分岐させて車両の両サイドへと延在させると共に、それぞれにメインマフラを介在させて後端部を車両の両サイドに向かって開口させている。
【０００８】
また、特許文献２（米国特許第５３８８４０８号明細書）に開示された内燃機関の排気システムにおいても、後方へ延在する排気管１６を、その後端において車両の両サイドへ延在する排気管２２ａ及び２２ｂに分岐させ、更に前方へと延在する排気管２４ａ及び２４ｂをそれぞれ経由して、車両の両サイドに前後方向に向けて搭載されたメインマフラとしての消音チャンバ２６へと接続している。
【０００９】
しかしながら、これらの従来技術に係る排気システムは何れも車両の前方（後輪よりも前方）にメインマフラ及び排気口を配置するという特殊なレイアウトを採用しており、一般的な乗用車両には適さない。また、何れの排気システムもロングテール・レイアウトの実現を保証するものではなく、むしろ何れの排気システムにおいてもロングテール・レイアウトの実現は困難である。
【００１０】
以上のように、当該技術分野においては、狭小なスペースにおいてもレイアウト上の自由度が高く且つロングテール・レイアウトを実現可能な排気システムが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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