横置きエンジンの排気装置
【課題】横置きエンジン１の排気装置Ｅにおいて、排気上流側部位４８を、車室を犠牲にすることなくコンパクトにエンジンルーム１９に配置するとともに、エンジン１の冷間時に排気浄化装置（直キャタリスト４０）内の触媒の温度を早期に上昇させる。
【解決手段】排気上流側部位４８が、複数の分岐管部３２と、複数の中間集合管部３３と、最終集合管部３４と、直キャタリスト４０とを含み、直キャタリスト４０は、平面視で、その内部のガス流路が略車幅方向に延びるように、エンジン１の車両後側に配置され、複数の中間集合管部３３は、平面視で中間集合管部３３の排気下流側が車幅方向一側又は他側へ向かうように湾曲し、最終集合管部３４は、平面視で最終集合管部３４の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲している。
【解決手段】排気上流側部位４８が、複数の分岐管部３２と、複数の中間集合管部３３と、最終集合管部３４と、直キャタリスト４０とを含み、直キャタリスト４０は、平面視で、その内部のガス流路が略車幅方向に延びるように、エンジン１の車両後側に配置され、複数の中間集合管部３３は、平面視で中間集合管部３３の排気下流側が車幅方向一側又は他側へ向かうように湾曲し、最終集合管部３４は、平面視で最終集合管部３４の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに配置された横置きエンジンの排気装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の横置きエンジンはよく知られており、この横置きエンジンの排気装置は、通常、該エンジンの車両後側に配置される（例えば、特許文献１参照）。この排気装置には、エンジンの複数の気筒にそれぞれ連通する複数の分岐管部が設けられており、これら分岐管部が集合して最終的に１つの集合管部となる。ここで、特許文献１では、全気筒（４つの気筒）を、排気行程が互いに連続しない複数の気筒からなる複数組の気筒群（１番気筒及び４番気筒からなる気筒群並びに２番気筒及び３番気筒からなる気筒群）に分けて、該各組の気筒群毎に当該気筒群の複数の気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなる複数（２つ）の中間集合管部を設け、これら２つの中間集合管部同士を集合させて最終集合管部としている。
【０００３】
また、近年では、特にエンジンの冷間時における排気ガスの低エミッション化を図るべく、排気浄化装置内の触媒の温度を早期に上昇させるために、排気浄化装置が比較的上流側に設けられる。上記特許文献１では、上記中間集合管部に排気浄化装置（直キャタリスト）を設けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６０４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンの排気効率を高めてエンジン出力を高めるためには、分岐管部及び中間集合管部を出来る限り長くすることが好ましい。このような観点から、特許文献１では、分岐管部及び中間集合管部を長くしたことで、２つの中間集合管部が、フロアパネルの車幅方向中央部に形成されたトンネル部内に配置されている。
【０００６】
しかし、このように２つの中間集合管部が上記トンネル部内に配置されると、そのトンネル部の幅や高さ（断面積）が大きくなり、特に特許文献１では、排気浄化装置が中間集合管部に設けられているために、トンネル部の断面積がより一層拡大されることになる。したがって、車室空間を狭くしないようにする観点からは改良の余地がある。また、排気浄化装置がトンネル部内に設けられていると、排気浄化装置に車両走行風が当たり易くなり、エンジンの冷間時に排気浄化装置内の触媒の温度をより早期に上昇させる観点からも改良の余地がある。
【０００７】
本発明は、斯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、横置きエンジンの排気装置において、排気浄化装置を含む排気上流側部位を、車室を犠牲にすることなくコンパクトにエンジンルームに配置するとともに、エンジンの冷間時に排気浄化装置内の触媒の温度を早期に上昇させ得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、第１の発明では、４つ以上の複数の気筒を列状に有しかつ気筒列方向一側に変速機が結合されているとともに車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに配置されたエンジンの車両後側の側面に、該エンジンの排気浄化装置を含みかつ上記エンジンルーム内に収容される排気上流側部位が連結された、横置きエンジンの排気装置を対象として、上記排気上流側部位は、上記複数の気筒にそれぞれ連通しかつ上記エンジンの車両後側の側面から車両後側へ延びる複数の分岐管部と、上記全気筒を、排気行程が互いに連続しない複数の気筒からなる複数組の気筒群に分けて、該各組の気筒群毎に当該気筒群の複数の気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなる複数の中間集合管部と、上記複数の中間集合管部同士を集合させてなる最終集合管部と、上記最終集合管部の排気下流側の端部に接続された上記排気浄化装置と、を含み、上記排気浄化装置は、平面視で、その内部のガス流路が略車幅方向に延びるように、上記エンジンの車両後側に配置されており、上記複数の中間集合管部は、平面視で該中間集合管部の排気下流側が車幅方向一側又は他側へ向かうように湾曲し、上記最終集合管部は、平面視で該最終集合管部の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲している構成とした。
【０００９】
上記の構成により、排気上流側部位を構成する分岐管部、中間集合管部、最終集合管部及び排気浄化装置が、平面視でループ状をなし、これにより、分岐管部及び中間集合管部の長さを長くして排気効率を向上させつつ、エンジンの車両後側に、排気浄化装置を含む排気上流側部位をコンパクトに配置することができる。また、分岐管部及び中間集合管部の長さを長くしても、トンネル部では、単一の下流側排気管を通すだけで済み、トンネル部の断面積を拡大する必要はない。
【００１０】
ここで、排気上流側部位がループ状をなすことで、直線状に比べて排気抵抗の点で不利になる可能性はあるが、ループ径が極端に小さくならない限り、排気抵抗は殆ど問題にはならず、分岐管部及び中間集合管部の長さを長くすることによる排気効率向上効果により、エンジン出力を高めることが可能になる。
【００１１】
また、排気上流側部位がループ状をなすことで、排気上流側部位の熱膨張による伸びをループ全体に分散することができ、排気上流側部位の応力集中による劣化を防止することができる。
【００１２】
さらに、排気浄化装置をエンジンの車両後側の近傍に配置することができ、これにより、排気浄化装置に車両走行風が当たり難くなり、エンジンの冷間時に排気浄化装置内の触媒の温度をより早期に上昇させることが可能になる。
【００１３】
さらにまた、重量が大きい排気浄化装置をエンジンの近傍に配置することで、排気浄化装置をエンジンから離して配置する場合に比べて、エンジン振動に伴う排気上流側部位の振動を低減することができる。
【００１４】
第２の発明では、上記第１の発明において、上記排気浄化装置は、上記エンジンの車両後側の側面に取り付けられており、上記排気浄化装置の排気下流側の端部に接続された下流側排気管の途中に、フレキシブルジョイントが設けられており、上記下流側排気管は、上記フレキシブルジョイントよりも排気下流側の部分で上記車両の車体に支持されているものとする。
【００１５】
このことにより、排気浄化装置をエンジンに支持することで、排気浄化装置を含む排気上流側部位を安定して支持することができ、エンジン振動に伴う排気上流側部位の振動をより一層低減することができる。また、排気装置におけるフレキシブルジョイントよりも上流側の部分では、エンジンと共に振動するが、その振動を、車体に固定された、フレキシブルジョイントよりも排気下流側の部分へ伝達しないように、フレキシブルジョイントにより吸収することができる。
【００１６】
第３の発明では、上記第１又は第２の発明において、上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、互いに車幅方向にずれて配置されているものとする。
【００１７】
このことで、分岐管部及び中間集合管部を、生産性の観点で好適に配置することができる。すなわち、各中間集合管部における排気上流側の端部（複数の分岐管部の集合部）の上側に分岐管部が存在しないようにすることができ、分岐管部と中間集合管部との溶接を全て一度で行うことができるようになる。
【００１８】
第４の発明では、上記第１又は第２の発明において、上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、互いに上下方向にずれて配置されているものとする。
【００１９】
このことにより、上下方向のスペースを有効に利用して、各中間集合管部の曲率半径を比較的大きくすることができる。
【００２０】
第５の発明では、上記第４の発明において、上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、平面視で互いに重なっているものとする。
【００２１】
こうすることで、全ての中間集合管部の曲率半径を略同じでかつ比較的大きくすることができる。
【００２２】
第６の発明では、上記第３又は第４の発明において、上記複数の分岐管部には、該分岐管部を上記エンジンの車両後側の側面に取り付けるための、全分岐管部に共通の１つのフランジ部が設けられており、上記フランジ部は、車幅方向に延びていて、締結部材により上記エンジンの車両後側の側面に締結される複数の締結部を有し、上記複数の締結部は、第１の高さ位置に位置する高位置締結部と、該第１の高さ位置よりも低い第２の高さ位置に位置する低位置締結部とを含み、上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、上記低位置締結部よりも低い位置に位置しているものとする。
【００２３】
このことで、各締結部（特に相隣接する気筒間に対応する位置に位置する低位置締結部）での締結作業の空間を確保して、締結作業を円滑に行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明の横置きエンジンの排気装置によると、排気効率を向上させつつ、排気浄化装置を含む排気上流側部位を、車室を犠牲にすることなくコンパクトにエンジンルームに配置することができるとともに、エンジンの冷間時に排気浄化装置内の触媒の温度を早期に上昇させることができる。また、排気上流側部位の熱膨張による伸びを分散することができるとともに、エンジン振動に伴う排気上流側部位の振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態１に係る排気装置の車両への搭載状態を示す平面図である。
【図２】上記排気装置の車両への搭載状態を示す、車両左側から見た側面図である。
【図３】上記排気装置の排気上流側部位及び下流側排気管における最上流部の分割管を示す平面図である。
【図４】上記排気装置の排気上流側部位及び下流側排気管における最上流部の分割管を示す、車両左側から見た側面図である。
【図５】上記排気装置の排気上流側部位及び下流側排気管における最上流部の分割管を示す、車両後側から見た図である。
【図６】実施形態２を示す図３相当図である。
【図７】実施形態２を示す図４相当図である。
【図８】実施形態２を示す図５相当図である。
【図９】実施形態３を示す図３相当図である。
【図１０】実施形態３を示す図４相当図である。
【図１１】実施形態３を示す図５相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
（実施形態１）
図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る排気装置Ｅを示し、この排気装置Ｅは、横置きエンジン１の排気装置である。このエンジン１は、４つの気筒２を列状に有する直列４気筒エンジンであって、車両の前部のエンジンルーム１９に気筒列方向が車幅方向（図１の左右方向）を向くように横置きに配置されている。このエンジン１は、エンジンルーム１９の車幅方向において車両右側（図１の右側）寄りに配置されている。また、このエンジン１は、上側に向かって車両後側に傾斜（スラント）して配置されている。
【００２８】
上記エンジン１の気筒列方向一側（本実施形態では、車両左側（図１の左側））には、変速機１１が結合されており、これらエンジン１と変速機１１とでパワープラント１２を構成している。この変速機１１は、図示を省略する入力軸及び出力軸が車幅方向に延びる横置きタイプのものであって、上記入力軸は、エンジン１の車幅方向に延びるクランクシャフトと連結され、上記出力軸は、変速機１１の車両後側に配置された差動装置１４と連結されている。また、図示は省略するが、この差動装置１４からは、左右の前輪とそれぞれ連結される左右の前輪駆動軸が車幅方向の両側にそれぞれ延びている。上記車両は、左右の前輪がエンジン１により駆動されるＦＦ車である。尚、上記車両が４輪駆動車であってもよい。
【００２９】
上記パワープラント１２の車幅方向両側には、左側及び右側サイドフレーム２１，２２がそれぞれ配設されている。すなわち、変速機１１の直ぐ左側に左側サイドフレーム２１が、エンジン１の直ぐ右側に右側サイドフレーム２２が、それぞれ車両前後方向に延びるように配置されている。
【００３０】
上記エンジンルーム１９の車両後側壁は、該エンジンルーム１９と車室２０とを区画するダッシュパネル２３で構成されている。このダッシュパネル２３は、上下方向かつ車幅方向に延びている。ダッシュパネル２３の上端部は、カウル部材２４と結合され、ダッシュパネル２３の下端部は、車室２０の床面を構成するフロアパネル２５の前端部と結合されている。
【００３１】
上記フロアパネル２５の車幅方向中央部には、断面略逆Ｕ字状に上方に隆起したトンネル部２５ａが車両前後方向に延びるように形成されている。そして、ダッシュパネル２３の下端部の車幅方向中央部には、上記トンネル部２５ａに繋がるように上方に切り欠かれてなるトンネル開口部２３ａが形成されている。そして、上記トンネル部２５ａの内部（車室２０の外側）を１本の排気管（後述の下流側排気管５１）が通ることになる。尚、上記車両が４輪駆動車である場合には、トンネル部２５ａの内部を排気管と後輪駆動用のドライブシャフトとが通ることになる。
【００３２】
上記エンジン１の車両前側には、該エンジン１の各気筒２内に吸気を導入するための吸気マニホールド４が配設されている。この吸気マニホールド４は、エンジン１の４つの気筒２とそれぞれ連通しかつエンジン１の車両前側の側面に開口する４つの吸気ポート（図示せず）の開口にそれぞれ接続される４つの分岐管部４ａ〜４ｄを有し、これら分岐管部４ａ〜４ｄが、気筒列方向（車幅方向）に延びるサージタンク５を取り囲むように湾曲形成されている。
【００３３】
一方、エンジン１の車両後側には、エンジン１の各気筒２内の排気ガスを排出するための上記排気装置Ｅが配設されている。以下、この排気装置Ｅの詳細について、図３〜図５を参照して詳細に説明する。
【００３４】
上記排気装置Ｅは、排気マニホールド３１、エンジン１の排気浄化装置としての直キャタリスト４０及び下流側排気管５１で構成され、排気上流側から、この順に並んでいる。排気マニホールド３１及び直キャタリスト４０は、排気装置Ｅの排気上流側部位４８に相当し、上記エンジンルーム１９内に収容されている。
【００３５】
排気マニホールド３１は、エンジン１の４つの気筒２にそれぞれ連通する４つの分岐管部３２と、該４つの分岐管部３２の２つずつを互いに集合させてなる２つの中間集合管部３３と、該２つの中間集合管部３３同士を集合させてなる単一の最終集合管部３４とを含む。この最終集合管部３４の排気下流側の端部に、直キャタリスト４０が接続されている。
【００３６】
以下、４つの気筒２を、変速機１１とは反対側（エンジン２についての前側（車両右側））から変速機１１側（エンジン２についての後側（車両左側））へ向かって順に、１番気筒２ａ、２番気筒２ｂ、３番気筒２ｃ及び４番気筒２ｄという（これらを区別しない場合には、単に気筒２という場合もある）。また、１番気筒２ａ〜４番気筒２ｄにそれぞれ連通する分岐管部３２を、それぞれ第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄという（これらを区別しない場合には、単に分岐管部３２という場合もある）。
【００３７】
上記第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄの排気上流側の端部には、該第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄをエンジン１の車両後側の側面に取り付けるための、全分岐管部３２ａ〜３２ｄに共通の車幅方向に延びる１つのフランジ部３６が設けられており、このフランジ部３６をエンジン１の車両後側の側面に取り付けることで、第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄが、１番気筒２ａ〜４番気筒２ｄとそれぞれ連通しかつエンジン１の車両後側の側面に開口する４つの排気ポート（図示せず）の開口にそれぞれ接続される。
【００３８】
上記フランジ部３６は、ボルト等の締結部材によりエンジン１の車両後側の側面に締結される複数（本実施形態では、５つ）の締結部３７を有している。これら締結部３７は、ボルト等の締結部材が挿通される締結部材挿通孔で構成されている。以下、これら５つの締結部３７を、車両右側から順に、第１〜第５締結部３７ａ〜３７ｅという（これらを区別しない場合には、単に締結部３７という場合もある）。
【００３９】
第１締結部３７ａは、フランジ部３６において１番気筒２ａの車幅方向外側（車両右側）に対応する位置に位置し、第２締結部３７ｂは、フランジ部３６において１番気筒２ａと２番気筒２ｂとの間に対応する位置に位置し、第３締結部３７ｃは、フランジ部３６において２番気筒２ｂと３番気筒２ｃとの間に対応する位置に位置し、第４締結部３７ｄは、フランジ部３６において３番気筒２ｃと４番気筒２ｄとの間に対応する位置に位置し、第５締結部３７ｅは、フランジ部３６において４番気筒２ｄの車幅方向外側（車両左側）に対応する位置に位置する。これら第１〜第５締結部３７ａ〜３７ｅは、車幅方向（気筒列方向）に延びる締結部列が高さ方向に間隔をあけて２つ並ぶように配列されており、第２及び第４締結部３７ｂ，３７ｄが含まれる上側の締結部列は、フランジ部３６の上端近傍の第１の高さ位置に位置し、第１、第３及び第５締結部３７ａ，３７ｃ，３７ｅが含まれる下側の締結部列は、フランジ部３６の下端近傍の第２の高さ位置に位置する。このことで、第２及び第４締結部３７ｂ，３７ｄは、第１の高さ位置に位置する高位置締結部に相当し、第１、第３及び第５締結部３７ａ，３７ｃ，３７ｅは、第１の高さ位置よりも低い第２の高さ位置に位置する低位置締結部に相当することになる。そして、第１〜第５締結部３７ａ〜３７ｅは、上側の締結部列の締結部３７が、下側の締結部列の相隣る締結部３７間に対応する部分に存するように千鳥状に配置されている。
【００４０】
上記中間集合管部３３は、上記全気筒２を排気行程（爆発行程）が互いに連続しない２つの気筒２からなる２組の気筒群に分けかつ該各組の気筒群毎に当該気筒群の２つの気筒２に連通する分岐管部３２同士を集合させてなるものである。本実施形態では、排気行程が、１番気筒２ａ、３番気筒２ｃ、４番気筒２ｄ及び２番気筒２ｂの順に行われるので、１番気筒２ａ及び４番気筒２ｄからなる気筒群と、２番気筒２ｂ及び３番気筒２ｃからなる気筒群とに分けられており、１番気筒２ａ及び４番気筒２ｄにそれぞれ連通する第１及び第４分岐管部３２ａ，３２ｄ同士を集合させてなる中間集合管部３３と、２番気筒３２ｂ及び３番気筒３２ｃにそれぞれ連通する第２及び第３分岐管部３２ｂ，３２ｃ同士を集合させてなる中間集合管部３３とが設けられることになる。以下、第１及び第４分岐管部３２ａ，３２ｄ同士を集合させてなる中間集合管部３３を、第１中間集合管部３３ａといい、第２及び第３分岐管部３２ｂ，３２ｃ同士を集合させてなる中間集合管部３３を、第２中間集合管部３３ｂという（これらを区別しない場合には、単に中間集合管部３３という場合もある）。
【００４１】
第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄは、エンジン１の車両後側の側面（厳密には、フランジ部３６）から基本的に車両後側へ延びている。具体的には、第１分岐管部３２ａは、平面視で、上記側面から車両後側へ延びた後、車両後側へ向かって車両左側へ斜めに延び、第４分岐管部３２ｄは、平面視で、上記側面から車両後側へ延びた後、車両後側へ向かって車両右側へ斜めに延びており、車幅方向において第３締結部３７ｃと略同じ位置で、第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとが集合して第１中間集合管部３３ａとなる。また、第２分岐管部３２ｂは、平面視で、上記側面から車両後側へ延びた後、車両後側へ向かって車両右側へ斜めに延び、第２中間集合管部３３ｂの手前で湾曲して、車両後側へ向かって車両左側へ斜めに延びている。第３分岐管部３２ｃは、平面視で、上記側面から車両後側へ延びた後、車両後側へ向かって車両右側へ斜めに延びており、車幅方向において第２締結部３７ｂと略同じ位置で、第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとが集合して第２中間集合管部３３ｂとなる。尚、第２及び第３分岐管部３２ｂ，３２ｃは、第１分岐管部３２ａの下側を通って、第１分岐管部３２ａの車両左側から右側へ延びている。
【００４２】
本実施形態では、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部、及び、第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）が、互いに車幅方向にずれて配置されている。すなわち、第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部）が、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部（第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）に対して車両左側（車幅方向の変速機１１側）に位置している。第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部の高さ位置は、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置と略同じであって（厳密には、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置よりも僅かに高い）、第３締結部３７ｃよりも低い位置である。これにより、図５に示すように、車両後側から見て、フランジ部３６における締結部３７（特に第３締結部３７ｃ）の箇所及びその真上側部分が、各分岐管部３２及び各中間集合管部３３と重ならないようにすることができる。この結果、各締結部３７（特に第３締結部３７ｃ）での締結作業の空間を確保することができ、締結部材をエンジン１の上側から各締結部３７の箇所に配置して締結作業を容易に行うことができる。
【００４３】
上記第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂは、平面視で第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂの排気下流側が車幅方向一側（本実施形態では、車両左側、つまり車幅方向の変速機１１側）へ向かうように湾曲して、互いに集合することで最終集合管部３４となる。すなわち、第１中間集合管部３３ａは、その排気上流側の端部から車両後側に延びた後に車両左側に湾曲し、第２中間集合管部３３ｂは、その排気上流側の端部から直ぐに車両左側に湾曲し、第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部の下側を通って車両左側へ延びている。そして、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂ同士が、車幅方向において４番気筒と略同じ位置（エンジンルーム１９の車幅方向中央付近）で集合して最終集合管部３４となる。
【００４４】
上記最終集合管部３４は、平面視で最終集合管部３４の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲して、直キャタリスト４０に接続される。この最終集合管部３４の排気下流側の部分は、車両前側に向かって車両右側へ湾曲しており、最終集合管部３４は、その中間部が両端部に対して直キャタリスト４０とは反対側（車両左側）に凸となる湾曲形状をなしている。最終集合管部３４の排気下流側の端部は、直キャタリスト４０の後述のケース４１と同径になるように拡径して該ケース４１の排気上流側の端面（車両左側の端面）に接続される。
【００４５】
上記直キャタリスト４０は、平面視で、ケース４１内のガス流路が略車幅方向に延びるように、エンジン１の車両後側に配置されている。これにより、ケース４１は、エンジン１の車両後側の側面に略沿って延びている。尚、本実施形態では、厳密には、ケース４１（ガス流路）は、車両左側に向かって車両後側に僅かに傾斜している。これは、後述の如く、触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対するガス進入角度を出来る限り９０°に近付けるためである。また、ケース４１（ガス流路）は、車両右側（排気下流側）に向かって下側にも僅かに傾斜している。これは、下流側排気管５１が第２及び第３分岐部３２ｂ，３２ｃ並びに第２中間集合管部３３ｂの下側に位置しているため、これらとの干渉を避けるためである。
【００４６】
また、直キャタリスト４０は、略円筒形状のケース４１内のガス流路に触媒が配設されてなる。このケース４１内のガス流路における触媒配設部４３の断面は略円形状をなし、触媒配設部４３の排気上流側（車両左側）の端面４３ａ及び排気下流側（車両右側）の端面４３ｂは、それぞれケース４１の排気上流側の端面及び排気下流側の端面に対して略同じ面であるか、又は僅かにケース４１の内側に位置する。上記触媒は、三元触媒であって、特にエンジン１の冷間時にＨＣ及びＣＯの浄化を図るものであり、このために、直キャタリスト４０を排気装置Ｅの排気上流側部位４８に設けている。尚、触媒配設部４３の断面形状は、略円形には限られない。
【００４７】
本実施形態では、直キャタリスト４０は、エンジン１の車両後側の側面に取り付けられて支持されている。すなわち、ケース４１には、下側に突出する突出部材４１ａが固定され、この突出部材４１ａとエンジン１の車両後側の側面との間に、下側から見て略Ｌ字状をなす支持部材４４が設けられて、この支持部材４４を介して、直キャタリスト４０がエンジン１の車両後側の側面に支持されることになる。尚、この直キャタリスト４０のエンジン１に対する支持は、必ずしも必要なものではない。
【００４８】
上記下流側排気管５１は、上記直キャタリスト４０におけるケース４１の排気下流側の端面（車両右側の端面）に接続されている。この下流側排気管５１は、直キャタリスト４０との接続部（排気上流側の端部）から、ダッシュパネル２３の下端部の車幅方向中央部に形成されたトンネル開口部２３ａへ向かうように配設されている。すなわち、平面視で、下流側排気管５１は、その排気上流側の端部で車両後側へ折れ曲がって車両後方へ延びた後、車両後方に向かって車両左側（エンジンルーム１９の車幅方向中央側）へ傾斜して延び、トンネル開口部２３ａの手前から車両後側へ延びて、トンネル開口部２３ａからトンネル部２５ａ内に進入する。この下流側排気管５１は、その長さ方向に複数に分割されてなる複数の分割管５２で構成されている。相隣接する２つの分割管５２同士は、該両分割管５２の接続端部に形成したフランジ５２ａを介して互いに接続されている。尚、図１及び図２では、最上流部の分割管５２及びその直ぐ排気下流側の分割管５２の一部のみを示し、その他の分割管５２の記載は省略している。また、図３〜図５では、最上流部の分割管５２のみを示す。
【００４９】
上記最終集合管部３４における排気下流側の部分は、直キャタリスト４０における触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対して車両左側へ張り出しており、上記下流側排気管５１における排気上流側の部分は、触媒配設部４３の排気下流側の端面４３ｂに対して車両右側へ張り出している。そして、上記触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対するガス進入角度が、該触媒配設部４３の排気下流側の端面４３ｂに対するガス排出角度よりも大きくなるように、上記触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対する上記最終集合管部３４の車幅方向の最大張出し量が、上記触媒配設部４３の排気下流側の端面４３ｂに対する上記下流側排気管５１の車幅方向の最大張出し量よりも大きくされている。すなわち、最終集合管部３４における排気下流側の部分を、下流側排気管５１における排気上流側の部分よりも、ケース４１（触媒配設部４３）が延びる方向に対する傾斜を小さくしかつケース４１（触媒配設部４３）が延びる方向に長く延びるようにして、触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対するガス進入角度を出来る限り９０°に近付けることで、触媒配設部４３に進入した排気ガスが触媒配設部４３の断面全体に一様に拡散するようにする。
【００５０】
上記下流側排気管５１における最上流部の分割管５２には、フレキシブルジョイント５３が配設されている。このフレキシブルジョイント５３はトンネル部２５ａ内に位置していて、エンジン１の振動及びエンジン１の振動に伴う上記排気上流側部位４８の振動を吸収して、該振動をフレキシブルジョイント５３よりも排気下流側の部分へ伝達しないようにするものである。尚、フレキシブルジョイント５３の数は１つに限らず、複数のフレキシブルジョイント５３を下流側排気管５１の長さ方向に互いに間隔をあけて直列に配設してもよい（後述の実施形態３参照）。
【００５１】
上記最上流部の分割管５２は、フレキシブルジョイント５３よりも排気下流側の部分で車両の車体（フロアパネル２５）に支持されている。すなわち、細長い棒状の支持部材５５が略台形状に折り曲げられており、その支持部材５５の上辺部が、最上流部の分割管５２のフランジ５２ａ近傍に固定され、支持部材５５の下辺部の両側端部がそれぞれ車幅方向外側に突出して、それらの突出先端部が弾性部材５６を介してフロアパネル２５に取り付けられている。尚、最上流部の分割管５２に複数のフレキシブルジョイント５３を設けた場合には、最上流部の分割管５２を、最下流部のフレキシブルジョイント５３よりも排気下流側の部分で車体に支持するようにすればよい。
【００５２】
上記最上流部の分割管５２に対して直ぐ排気下流側の分割管５２には、直キャタリスト４０と同様の構成のアンダーフットキャタリスト６０が配設されている。このアンダーフットキャタリスト６０の触媒も、直キャタリスト４０と同様に、三元触媒であるが、主に、ＮＯｘの浄化を図るものである。このアンダーフットキャタリスト６０が配設された分割管５２も、最上流部の分割管５２と同様の支持形態で車両の車体（フロアパネル２５）に支持されている。
【００５３】
本実施形態では、排気装置Ｅの排気上流側部位４８を構成する分岐管部３２、中間集合管部３３、最終集合管部３４及び直キャタリスト４０が、平面視で排気下流側に向かって時計回りに回るループ状をなすことになり、これにより、分岐管部３２及び中間集合管部３３の長さを長くして排気効率を向上させつつ、エンジン１の車両後側に、直キャタリスト４０を含む排気上流側部位４８をコンパクトに配置することができる。また、分岐管部３２及び中間集合管部３３の長さを長くしても、トンネル部２５ａでは、単一の下流側排気管５１を通すだけで済み、トンネル部２５ａの断面積を拡大する必要はなく、車室２０の空間が狭くなるのを防止することができる。
【００５４】
ここで、排気上流側部位４８がループ状をなすことで、直線状に比べて排気抵抗の点で不利になる可能性はあるが、ループ径が極端に小さくならない限り、排気抵抗は殆ど問題にはならず、分岐管部３２及び中間集合管部３３の長さを長くすることによる排気効率向上効果により、エンジン１の出力を高めることが可能になる。
【００５５】
また、直キャタリスト４０をエンジン１の車両後側の近傍に配置することができ、これにより、直キャタリスト４０に車両走行風が当たり難くなり、エンジン１の冷間時に直キャタリスト４０の触媒の温度をより早期に上昇させることが可能になる。
【００５６】
さらにまた、重量が大きい直キャタリスト４０をエンジン１の近傍に配置することができ、直キャタリスト４０をエンジン１から離して配置する場合に比べて、エンジン１の振動に伴う排気上流側部位４８の振動を低減することができる。そして、本実施形態では、直キャタリスト４０をエンジン１の車両後側の側面に支持するようにしているので、排気上流側部位４８を安定して支持することができ、エンジン１の振動に伴う排気上流側部位４８の振動をより一層低減することができる。
【００５７】
加えて、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部が、互いに車幅方向にずれて配置されているので、それら端部の上側に分岐管部３２が存在しないようにすることができる。また、最終集合管部３４における排気上流側の端部（第１中間集合管部３３ａと第２中間集合管部３３ｂとの集合部）も、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部に対して車幅方向にずれて配置され、これら全端部の上側に排気装置Ｅの部品は存在しない。したがって、分岐管部３２と中間集合管部３３との溶接、及び、中間集合管部３３と最終集合管部３４との溶接を全て一度で行うことができ、生産性を向上させることができる。
【００５８】
（実施形態２）
図６〜図８は、本発明の実施形態２を示し、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部、及び、第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）の位置関係を、上記実施形態１とは異ならせたものである。
【００５９】
すなわち、本実施形態では、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部は共に、車幅方向において第３締結部３７ｃと略同じ位置に位置していて、互いに上下方向にずれて配置されている。具体的には、第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合の仕方は上記実施形態１と同様であるが、第２分岐管部３２ｂ及び第３分岐管部３２ｃは、エンジン１の車両後側の側面から車両後側へ延びた後、互いに近付いて、車幅方向において第３締結部３７ｃと略同じ位置で集合する。そして、第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部が第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の真下側に位置して、平面視で互いに重なっている。第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部の高さ位置は、上記実施形態１と同様に、第３締結部３７ｃよりも低い位置であるが、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置は、第３締結部３７ｃよりも高い位置である。これにより、図８に示すように、車両後側から見て、フランジ部３６における第３締結部３７ｃの箇所が各分岐管部３２及び各中間集合管部３３と重ならないようにすることができ、第３締結部３７ｃでの締結作業をその車両後側から行うことができる。但し、車両後側から見て、フランジ部３６における第３締結部３７ｃの箇所の真上側部分が、第３分岐管部３２ｃと重なるため、締結部材をエンジン１の上側から第３締結部３７ｃの箇所に配置する作業がやり難く、上記実施形態１のものよりも締結作業性がやや劣る。一方、車両後側から見て、フランジ部３６における第３締結部３７ｃを除く締結部３７の箇所及びその真上側部分は、各分岐管部３２及び各中間集合管部３３と重なっていないので、第３締結部３７ｃを除く締結部３７においては上記実施形態１と同様の締結作業性が得られる。
【００６０】
上記第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂは、平面視で第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂの排気下流側が車幅方向一側（車両左側、つまり車幅方向の変速機１１側）へ向かうように湾曲して、互いに集合する。すなわち、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂは、平面視で互いに重なった状態で、その排気上流側の端部から車両後側に延びた後に車両左側に湾曲して車両左側へ延びている。そして、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂ同士が、車幅方向において４番気筒２ｄと略同じ位置で集合して最終集合管部３４となる。
【００６１】
パワープラント１２、最終集合管部３４、直キャタリスト４０及び下流側排気管５１の構成及び配置は、上記実施形態１と同様である。尚、本実施形態では、ケース４１（ガス流路）は、上記実施形態１のように車両左側に向かって車両後側に傾斜してはいない。これは、触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対する最終集合管部３４の車幅方向の最大張出し量を、上記実施形態のそれよりも大きくしたので、ケース４１を車両左側に向かって車両後側に傾斜させなくても、触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対するガス進入角度を９０°に近付けることができるからである。
【００６２】
したがって、本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、排気装置Ｅの排気上流側部位４８を構成する分岐管部３２、中間集合管部３３、最終集合管部３４及び直キャタリスト４０が、平面視でループ状をなすので、上記実施形態１と同様の作用効果が得られる。
【００６３】
また、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部が平面視で互いに重なっているので、上下方向のスペースを有効に利用して、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂの曲率半径を略同じでかつ比較的大きくすることができる。
【００６４】
（実施形態３）
図９〜図１１は、本発明の実施形態３を示し、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部、及び、第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）の位置関係を、更に異ならせたものである。
【００６５】
すなわち、本実施形態では、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部が、上記実施形態２と同様に、車幅方向において第３締結部３７ｃと略同じ位置に位置しているが、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部が、平面視で互いに重なっておらず、互いに車両前後方向にずれている。具体的には、第２及び第３分岐管部３２ｂ，３２ｃの車両前後方向の長さが、第１及び第４分岐管部３２ａ，３２ｄの車両前後方向の長さよりも長くなっていて、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部（第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）が第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部）の車両後側に位置している。そして、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置は、第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部の高さ位置と略同じであって、第３締結部３７ｃよりも低い位置である。これにより、図１１に示すように、車両後側から見て、フランジ部３６における第３締結部３７ｃの箇所及びその真上側部分が、その他の締結部３７と同様に、各分岐管部３２及び各中間集合管部３３と重ならなくなる。
【００６６】
尚、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置を、上記実施形態２と同様の高さ位置、つまり第３締結部３７ｃよりも高い位置にすることも可能である。この場合、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の位置が、実施形態２に比べて車両後側にあるので、締結部材をエンジン１の上側から第３締結部３７ｃの箇所に配置する作業がやり易くなる可能性はあるが、基本的には、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置を第３締結部３７ｃよりも低い位置にする方が、締結作業性は向上する。
【００６７】
上記第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂは、平面視で第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂの排気下流側が車幅方向一側（車両左側、つまり車幅方向の変速機１１側）へ向かうように湾曲して、互いに集合する。すなわち、第１中間集合管部３３ａは、その排気上流側の端部から車両後側に延びた後に、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の下側位置で車両左側に湾曲して車両左側へ延び、第２中間集合管部３３ｂは、その排気上流側の端部から直ぐに車両左側に湾曲し、第１中間集合管部３３ａよりも車両後側を通って車両左側へ延びている。そして、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂ同士が、車幅方向において４番気筒２ｄと略同じ位置で集合して最終集合管部３４となる。
【００６８】
パワープラント１２、最終集合管部３４及び直キャタリスト４０の構成及び配置は、上記実施形態１又は２と同様である。
【００６９】
本実施形態では、平面視で、下流側排気管５１は、その排気上流側の端部で車両後側へ折れ曲がった後、車両後方に向かって車両左側（エンジンルーム１９の車幅方向中央側）へ傾斜して延び、その傾斜状態でそのままトンネル部２５ａ内に進入する。そして、この下流側排気管５１は、トンネル部２５ａの車両右側部分を通るように配置されている。また、支持部材５５及び弾性部材５６は、下流側排気管５１の車両右側にしか設けられていない。これは、当該車両がＦＦ車であっても、４輪駆動車に直ぐに変更できるようにするために、トンネル部２５ａ内に、後輪駆動用のドライブシャフトが通るスペース（車両左側のスペース）を確保しておく。こうすることで、４輪駆動車に変更する場合に、下流側排気管５１や支持部材５５等を変更することなしに、ドライブシャフトを設けることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、下流側排気管５１における最上流部の分割管５２には、２つのフレキシブルジョイント５３が下流側排気管５１（分割管５２）の長さ方向に互いに間隔をあけて直列に配設されている。排気下流側のフレキシブルジョイント５３はトンネル部２５ａ内に配置されているが、排気上流側のフレキシブルジョイント５３はエンジンルーム１９内に配置されている。
【００７１】
したがって、本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、排気装置Ｅの排気上流側部位４８を構成する分岐管部３２、中間集合管部３３、最終集合管部３４及び直キャタリスト４０が、平面視でループ状をなすので、上記実施形態１と同様の作用効果が得られる。
【００７２】
尚、上記実施形態１〜３では、直列４気筒エンジン１の排気装置Ｅを例にして説明したが、エンジン１の気筒数は４つには限られず、５つ以上であってもよい。また、エンジン１の気筒数に応じて、中間集合管部３３の数（つまり気筒群の組数）を３つ以上としてもよく、１つの中間集合管部３３に集合させる分岐管部３２の数（つまり１つの気筒群に含まれる気筒数）を３つ以上としてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態１〜３では、中間集合管部３３を、平面視で中間集合管部３３の排気下流側が車幅方向の変速機１１側へ向かうように湾曲させたが、平面視で中間集合管部３３の排気下流側が車幅方向における変速機１１とは反対側へ向かうように湾曲させてもよい。このとき、エンジン１及び変速機１１の左右位置が上記実施形態１〜３と同じ場合には、排気上流側部位４８が、平面視で排気下流側に向かって反時計回りに回るループ状となる。そして、中間集合管部３３は、平面視で中間集合管部３３の排気下流側が車両右側へ向かうように湾曲し、最終集合管部３４は、平面視で該最終集合管部３４の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲する。また、直キャタリスト４０は、排気上流側が車両右側でかつ排気下流側が左側となり、直キャタリスト４０の排気下流側（車両左側）の端面に接続される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに配置された横置きエンジンの排気装置に有用であり、特に分岐管部及び中間集合管部の長さを長くして排気効率を向上させる場合に有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１ エンジン
２ 気筒
１１ 変速機
１９ エンジンルーム
２３ ダッシュパネル
２５ フロアパネル
２５ａ トンネル部
３２ 分岐管部
３３ 中間集合管部
３４ 最終集合管部
３６ フランジ部
３７ 締結部
４０ 直キャタリスト（排気浄化装置）
４８ 排気上流側部位
５１ 下流側排気管
５３ フレキシブルジョイント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに配置された横置きエンジンの排気装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の横置きエンジンはよく知られており、この横置きエンジンの排気装置は、通常、該エンジンの車両後側に配置される（例えば、特許文献１参照）。この排気装置には、エンジンの複数の気筒にそれぞれ連通する複数の分岐管部が設けられており、これら分岐管部が集合して最終的に１つの集合管部となる。ここで、特許文献１では、全気筒（４つの気筒）を、排気行程が互いに連続しない複数の気筒からなる複数組の気筒群（１番気筒及び４番気筒からなる気筒群並びに２番気筒及び３番気筒からなる気筒群）に分けて、該各組の気筒群毎に当該気筒群の複数の気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなる複数（２つ）の中間集合管部を設け、これら２つの中間集合管部同士を集合させて最終集合管部としている。
【０００３】
また、近年では、特にエンジンの冷間時における排気ガスの低エミッション化を図るべく、排気浄化装置内の触媒の温度を早期に上昇させるために、排気浄化装置が比較的上流側に設けられる。上記特許文献１では、上記中間集合管部に排気浄化装置（直キャタリスト）を設けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６０４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンの排気効率を高めてエンジン出力を高めるためには、分岐管部及び中間集合管部を出来る限り長くすることが好ましい。このような観点から、特許文献１では、分岐管部及び中間集合管部を長くしたことで、２つの中間集合管部が、フロアパネルの車幅方向中央部に形成されたトンネル部内に配置されている。
【０００６】
しかし、このように２つの中間集合管部が上記トンネル部内に配置されると、そのトンネル部の幅や高さ（断面積）が大きくなり、特に特許文献１では、排気浄化装置が中間集合管部に設けられているために、トンネル部の断面積がより一層拡大されることになる。したがって、車室空間を狭くしないようにする観点からは改良の余地がある。また、排気浄化装置がトンネル部内に設けられていると、排気浄化装置に車両走行風が当たり易くなり、エンジンの冷間時に排気浄化装置内の触媒の温度をより早期に上昇させる観点からも改良の余地がある。
【０００７】
本発明は、斯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、横置きエンジンの排気装置において、排気浄化装置を含む排気上流側部位を、車室を犠牲にすることなくコンパクトにエンジンルームに配置するとともに、エンジンの冷間時に排気浄化装置内の触媒の温度を早期に上昇させ得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、第１の発明では、４つ以上の複数の気筒を列状に有しかつ気筒列方向一側に変速機が結合されているとともに車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに配置されたエンジンの車両後側の側面に、該エンジンの排気浄化装置を含みかつ上記エンジンルーム内に収容される排気上流側部位が連結された、横置きエンジンの排気装置を対象として、上記排気上流側部位は、上記複数の気筒にそれぞれ連通しかつ上記エンジンの車両後側の側面から車両後側へ延びる複数の分岐管部と、上記全気筒を、排気行程が互いに連続しない複数の気筒からなる複数組の気筒群に分けて、該各組の気筒群毎に当該気筒群の複数の気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなる複数の中間集合管部と、上記複数の中間集合管部同士を集合させてなる最終集合管部と、上記最終集合管部の排気下流側の端部に接続された上記排気浄化装置と、を含み、上記排気浄化装置は、平面視で、その内部のガス流路が略車幅方向に延びるように、上記エンジンの車両後側に配置されており、上記複数の中間集合管部は、平面視で該中間集合管部の排気下流側が車幅方向一側又は他側へ向かうように湾曲し、上記最終集合管部は、平面視で該最終集合管部の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲している構成とした。
【０００９】
上記の構成により、排気上流側部位を構成する分岐管部、中間集合管部、最終集合管部及び排気浄化装置が、平面視でループ状をなし、これにより、分岐管部及び中間集合管部の長さを長くして排気効率を向上させつつ、エンジンの車両後側に、排気浄化装置を含む排気上流側部位をコンパクトに配置することができる。また、分岐管部及び中間集合管部の長さを長くしても、トンネル部では、単一の下流側排気管を通すだけで済み、トンネル部の断面積を拡大する必要はない。
【００１０】
ここで、排気上流側部位がループ状をなすことで、直線状に比べて排気抵抗の点で不利になる可能性はあるが、ループ径が極端に小さくならない限り、排気抵抗は殆ど問題にはならず、分岐管部及び中間集合管部の長さを長くすることによる排気効率向上効果により、エンジン出力を高めることが可能になる。
【００１１】
また、排気上流側部位がループ状をなすことで、排気上流側部位の熱膨張による伸びをループ全体に分散することができ、排気上流側部位の応力集中による劣化を防止することができる。
【００１２】
さらに、排気浄化装置をエンジンの車両後側の近傍に配置することができ、これにより、排気浄化装置に車両走行風が当たり難くなり、エンジンの冷間時に排気浄化装置内の触媒の温度をより早期に上昇させることが可能になる。
【００１３】
さらにまた、重量が大きい排気浄化装置をエンジンの近傍に配置することで、排気浄化装置をエンジンから離して配置する場合に比べて、エンジン振動に伴う排気上流側部位の振動を低減することができる。
【００１４】
第２の発明では、上記第１の発明において、上記排気浄化装置は、上記エンジンの車両後側の側面に取り付けられており、上記排気浄化装置の排気下流側の端部に接続された下流側排気管の途中に、フレキシブルジョイントが設けられており、上記下流側排気管は、上記フレキシブルジョイントよりも排気下流側の部分で上記車両の車体に支持されているものとする。
【００１５】
このことにより、排気浄化装置をエンジンに支持することで、排気浄化装置を含む排気上流側部位を安定して支持することができ、エンジン振動に伴う排気上流側部位の振動をより一層低減することができる。また、排気装置におけるフレキシブルジョイントよりも上流側の部分では、エンジンと共に振動するが、その振動を、車体に固定された、フレキシブルジョイントよりも排気下流側の部分へ伝達しないように、フレキシブルジョイントにより吸収することができる。
【００１６】
第３の発明では、上記第１又は第２の発明において、上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、互いに車幅方向にずれて配置されているものとする。
【００１７】
このことで、分岐管部及び中間集合管部を、生産性の観点で好適に配置することができる。すなわち、各中間集合管部における排気上流側の端部（複数の分岐管部の集合部）の上側に分岐管部が存在しないようにすることができ、分岐管部と中間集合管部との溶接を全て一度で行うことができるようになる。
【００１８】
第４の発明では、上記第１又は第２の発明において、上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、互いに上下方向にずれて配置されているものとする。
【００１９】
このことにより、上下方向のスペースを有効に利用して、各中間集合管部の曲率半径を比較的大きくすることができる。
【００２０】
第５の発明では、上記第４の発明において、上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、平面視で互いに重なっているものとする。
【００２１】
こうすることで、全ての中間集合管部の曲率半径を略同じでかつ比較的大きくすることができる。
【００２２】
第６の発明では、上記第３又は第４の発明において、上記複数の分岐管部には、該分岐管部を上記エンジンの車両後側の側面に取り付けるための、全分岐管部に共通の１つのフランジ部が設けられており、上記フランジ部は、車幅方向に延びていて、締結部材により上記エンジンの車両後側の側面に締結される複数の締結部を有し、上記複数の締結部は、第１の高さ位置に位置する高位置締結部と、該第１の高さ位置よりも低い第２の高さ位置に位置する低位置締結部とを含み、上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、上記低位置締結部よりも低い位置に位置しているものとする。
【００２３】
このことで、各締結部（特に相隣接する気筒間に対応する位置に位置する低位置締結部）での締結作業の空間を確保して、締結作業を円滑に行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明の横置きエンジンの排気装置によると、排気効率を向上させつつ、排気浄化装置を含む排気上流側部位を、車室を犠牲にすることなくコンパクトにエンジンルームに配置することができるとともに、エンジンの冷間時に排気浄化装置内の触媒の温度を早期に上昇させることができる。また、排気上流側部位の熱膨張による伸びを分散することができるとともに、エンジン振動に伴う排気上流側部位の振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態１に係る排気装置の車両への搭載状態を示す平面図である。
【図２】上記排気装置の車両への搭載状態を示す、車両左側から見た側面図である。
【図３】上記排気装置の排気上流側部位及び下流側排気管における最上流部の分割管を示す平面図である。
【図４】上記排気装置の排気上流側部位及び下流側排気管における最上流部の分割管を示す、車両左側から見た側面図である。
【図５】上記排気装置の排気上流側部位及び下流側排気管における最上流部の分割管を示す、車両後側から見た図である。
【図６】実施形態２を示す図３相当図である。
【図７】実施形態２を示す図４相当図である。
【図８】実施形態２を示す図５相当図である。
【図９】実施形態３を示す図３相当図である。
【図１０】実施形態３を示す図４相当図である。
【図１１】実施形態３を示す図５相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
（実施形態１）
図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る排気装置Ｅを示し、この排気装置Ｅは、横置きエンジン１の排気装置である。このエンジン１は、４つの気筒２を列状に有する直列４気筒エンジンであって、車両の前部のエンジンルーム１９に気筒列方向が車幅方向（図１の左右方向）を向くように横置きに配置されている。このエンジン１は、エンジンルーム１９の車幅方向において車両右側（図１の右側）寄りに配置されている。また、このエンジン１は、上側に向かって車両後側に傾斜（スラント）して配置されている。
【００２８】
上記エンジン１の気筒列方向一側（本実施形態では、車両左側（図１の左側））には、変速機１１が結合されており、これらエンジン１と変速機１１とでパワープラント１２を構成している。この変速機１１は、図示を省略する入力軸及び出力軸が車幅方向に延びる横置きタイプのものであって、上記入力軸は、エンジン１の車幅方向に延びるクランクシャフトと連結され、上記出力軸は、変速機１１の車両後側に配置された差動装置１４と連結されている。また、図示は省略するが、この差動装置１４からは、左右の前輪とそれぞれ連結される左右の前輪駆動軸が車幅方向の両側にそれぞれ延びている。上記車両は、左右の前輪がエンジン１により駆動されるＦＦ車である。尚、上記車両が４輪駆動車であってもよい。
【００２９】
上記パワープラント１２の車幅方向両側には、左側及び右側サイドフレーム２１，２２がそれぞれ配設されている。すなわち、変速機１１の直ぐ左側に左側サイドフレーム２１が、エンジン１の直ぐ右側に右側サイドフレーム２２が、それぞれ車両前後方向に延びるように配置されている。
【００３０】
上記エンジンルーム１９の車両後側壁は、該エンジンルーム１９と車室２０とを区画するダッシュパネル２３で構成されている。このダッシュパネル２３は、上下方向かつ車幅方向に延びている。ダッシュパネル２３の上端部は、カウル部材２４と結合され、ダッシュパネル２３の下端部は、車室２０の床面を構成するフロアパネル２５の前端部と結合されている。
【００３１】
上記フロアパネル２５の車幅方向中央部には、断面略逆Ｕ字状に上方に隆起したトンネル部２５ａが車両前後方向に延びるように形成されている。そして、ダッシュパネル２３の下端部の車幅方向中央部には、上記トンネル部２５ａに繋がるように上方に切り欠かれてなるトンネル開口部２３ａが形成されている。そして、上記トンネル部２５ａの内部（車室２０の外側）を１本の排気管（後述の下流側排気管５１）が通ることになる。尚、上記車両が４輪駆動車である場合には、トンネル部２５ａの内部を排気管と後輪駆動用のドライブシャフトとが通ることになる。
【００３２】
上記エンジン１の車両前側には、該エンジン１の各気筒２内に吸気を導入するための吸気マニホールド４が配設されている。この吸気マニホールド４は、エンジン１の４つの気筒２とそれぞれ連通しかつエンジン１の車両前側の側面に開口する４つの吸気ポート（図示せず）の開口にそれぞれ接続される４つの分岐管部４ａ〜４ｄを有し、これら分岐管部４ａ〜４ｄが、気筒列方向（車幅方向）に延びるサージタンク５を取り囲むように湾曲形成されている。
【００３３】
一方、エンジン１の車両後側には、エンジン１の各気筒２内の排気ガスを排出するための上記排気装置Ｅが配設されている。以下、この排気装置Ｅの詳細について、図３〜図５を参照して詳細に説明する。
【００３４】
上記排気装置Ｅは、排気マニホールド３１、エンジン１の排気浄化装置としての直キャタリスト４０及び下流側排気管５１で構成され、排気上流側から、この順に並んでいる。排気マニホールド３１及び直キャタリスト４０は、排気装置Ｅの排気上流側部位４８に相当し、上記エンジンルーム１９内に収容されている。
【００３５】
排気マニホールド３１は、エンジン１の４つの気筒２にそれぞれ連通する４つの分岐管部３２と、該４つの分岐管部３２の２つずつを互いに集合させてなる２つの中間集合管部３３と、該２つの中間集合管部３３同士を集合させてなる単一の最終集合管部３４とを含む。この最終集合管部３４の排気下流側の端部に、直キャタリスト４０が接続されている。
【００３６】
以下、４つの気筒２を、変速機１１とは反対側（エンジン２についての前側（車両右側））から変速機１１側（エンジン２についての後側（車両左側））へ向かって順に、１番気筒２ａ、２番気筒２ｂ、３番気筒２ｃ及び４番気筒２ｄという（これらを区別しない場合には、単に気筒２という場合もある）。また、１番気筒２ａ〜４番気筒２ｄにそれぞれ連通する分岐管部３２を、それぞれ第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄという（これらを区別しない場合には、単に分岐管部３２という場合もある）。
【００３７】
上記第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄの排気上流側の端部には、該第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄをエンジン１の車両後側の側面に取り付けるための、全分岐管部３２ａ〜３２ｄに共通の車幅方向に延びる１つのフランジ部３６が設けられており、このフランジ部３６をエンジン１の車両後側の側面に取り付けることで、第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄが、１番気筒２ａ〜４番気筒２ｄとそれぞれ連通しかつエンジン１の車両後側の側面に開口する４つの排気ポート（図示せず）の開口にそれぞれ接続される。
【００３８】
上記フランジ部３６は、ボルト等の締結部材によりエンジン１の車両後側の側面に締結される複数（本実施形態では、５つ）の締結部３７を有している。これら締結部３７は、ボルト等の締結部材が挿通される締結部材挿通孔で構成されている。以下、これら５つの締結部３７を、車両右側から順に、第１〜第５締結部３７ａ〜３７ｅという（これらを区別しない場合には、単に締結部３７という場合もある）。
【００３９】
第１締結部３７ａは、フランジ部３６において１番気筒２ａの車幅方向外側（車両右側）に対応する位置に位置し、第２締結部３７ｂは、フランジ部３６において１番気筒２ａと２番気筒２ｂとの間に対応する位置に位置し、第３締結部３７ｃは、フランジ部３６において２番気筒２ｂと３番気筒２ｃとの間に対応する位置に位置し、第４締結部３７ｄは、フランジ部３６において３番気筒２ｃと４番気筒２ｄとの間に対応する位置に位置し、第５締結部３７ｅは、フランジ部３６において４番気筒２ｄの車幅方向外側（車両左側）に対応する位置に位置する。これら第１〜第５締結部３７ａ〜３７ｅは、車幅方向（気筒列方向）に延びる締結部列が高さ方向に間隔をあけて２つ並ぶように配列されており、第２及び第４締結部３７ｂ，３７ｄが含まれる上側の締結部列は、フランジ部３６の上端近傍の第１の高さ位置に位置し、第１、第３及び第５締結部３７ａ，３７ｃ，３７ｅが含まれる下側の締結部列は、フランジ部３６の下端近傍の第２の高さ位置に位置する。このことで、第２及び第４締結部３７ｂ，３７ｄは、第１の高さ位置に位置する高位置締結部に相当し、第１、第３及び第５締結部３７ａ，３７ｃ，３７ｅは、第１の高さ位置よりも低い第２の高さ位置に位置する低位置締結部に相当することになる。そして、第１〜第５締結部３７ａ〜３７ｅは、上側の締結部列の締結部３７が、下側の締結部列の相隣る締結部３７間に対応する部分に存するように千鳥状に配置されている。
【００４０】
上記中間集合管部３３は、上記全気筒２を排気行程（爆発行程）が互いに連続しない２つの気筒２からなる２組の気筒群に分けかつ該各組の気筒群毎に当該気筒群の２つの気筒２に連通する分岐管部３２同士を集合させてなるものである。本実施形態では、排気行程が、１番気筒２ａ、３番気筒２ｃ、４番気筒２ｄ及び２番気筒２ｂの順に行われるので、１番気筒２ａ及び４番気筒２ｄからなる気筒群と、２番気筒２ｂ及び３番気筒２ｃからなる気筒群とに分けられており、１番気筒２ａ及び４番気筒２ｄにそれぞれ連通する第１及び第４分岐管部３２ａ，３２ｄ同士を集合させてなる中間集合管部３３と、２番気筒３２ｂ及び３番気筒３２ｃにそれぞれ連通する第２及び第３分岐管部３２ｂ，３２ｃ同士を集合させてなる中間集合管部３３とが設けられることになる。以下、第１及び第４分岐管部３２ａ，３２ｄ同士を集合させてなる中間集合管部３３を、第１中間集合管部３３ａといい、第２及び第３分岐管部３２ｂ，３２ｃ同士を集合させてなる中間集合管部３３を、第２中間集合管部３３ｂという（これらを区別しない場合には、単に中間集合管部３３という場合もある）。
【００４１】
第１〜第４分岐管部３２ａ〜３２ｄは、エンジン１の車両後側の側面（厳密には、フランジ部３６）から基本的に車両後側へ延びている。具体的には、第１分岐管部３２ａは、平面視で、上記側面から車両後側へ延びた後、車両後側へ向かって車両左側へ斜めに延び、第４分岐管部３２ｄは、平面視で、上記側面から車両後側へ延びた後、車両後側へ向かって車両右側へ斜めに延びており、車幅方向において第３締結部３７ｃと略同じ位置で、第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとが集合して第１中間集合管部３３ａとなる。また、第２分岐管部３２ｂは、平面視で、上記側面から車両後側へ延びた後、車両後側へ向かって車両右側へ斜めに延び、第２中間集合管部３３ｂの手前で湾曲して、車両後側へ向かって車両左側へ斜めに延びている。第３分岐管部３２ｃは、平面視で、上記側面から車両後側へ延びた後、車両後側へ向かって車両右側へ斜めに延びており、車幅方向において第２締結部３７ｂと略同じ位置で、第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとが集合して第２中間集合管部３３ｂとなる。尚、第２及び第３分岐管部３２ｂ，３２ｃは、第１分岐管部３２ａの下側を通って、第１分岐管部３２ａの車両左側から右側へ延びている。
【００４２】
本実施形態では、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部、及び、第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）が、互いに車幅方向にずれて配置されている。すなわち、第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部）が、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部（第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）に対して車両左側（車幅方向の変速機１１側）に位置している。第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部の高さ位置は、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置と略同じであって（厳密には、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置よりも僅かに高い）、第３締結部３７ｃよりも低い位置である。これにより、図５に示すように、車両後側から見て、フランジ部３６における締結部３７（特に第３締結部３７ｃ）の箇所及びその真上側部分が、各分岐管部３２及び各中間集合管部３３と重ならないようにすることができる。この結果、各締結部３７（特に第３締結部３７ｃ）での締結作業の空間を確保することができ、締結部材をエンジン１の上側から各締結部３７の箇所に配置して締結作業を容易に行うことができる。
【００４３】
上記第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂは、平面視で第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂの排気下流側が車幅方向一側（本実施形態では、車両左側、つまり車幅方向の変速機１１側）へ向かうように湾曲して、互いに集合することで最終集合管部３４となる。すなわち、第１中間集合管部３３ａは、その排気上流側の端部から車両後側に延びた後に車両左側に湾曲し、第２中間集合管部３３ｂは、その排気上流側の端部から直ぐに車両左側に湾曲し、第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部の下側を通って車両左側へ延びている。そして、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂ同士が、車幅方向において４番気筒と略同じ位置（エンジンルーム１９の車幅方向中央付近）で集合して最終集合管部３４となる。
【００４４】
上記最終集合管部３４は、平面視で最終集合管部３４の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲して、直キャタリスト４０に接続される。この最終集合管部３４の排気下流側の部分は、車両前側に向かって車両右側へ湾曲しており、最終集合管部３４は、その中間部が両端部に対して直キャタリスト４０とは反対側（車両左側）に凸となる湾曲形状をなしている。最終集合管部３４の排気下流側の端部は、直キャタリスト４０の後述のケース４１と同径になるように拡径して該ケース４１の排気上流側の端面（車両左側の端面）に接続される。
【００４５】
上記直キャタリスト４０は、平面視で、ケース４１内のガス流路が略車幅方向に延びるように、エンジン１の車両後側に配置されている。これにより、ケース４１は、エンジン１の車両後側の側面に略沿って延びている。尚、本実施形態では、厳密には、ケース４１（ガス流路）は、車両左側に向かって車両後側に僅かに傾斜している。これは、後述の如く、触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対するガス進入角度を出来る限り９０°に近付けるためである。また、ケース４１（ガス流路）は、車両右側（排気下流側）に向かって下側にも僅かに傾斜している。これは、下流側排気管５１が第２及び第３分岐部３２ｂ，３２ｃ並びに第２中間集合管部３３ｂの下側に位置しているため、これらとの干渉を避けるためである。
【００４６】
また、直キャタリスト４０は、略円筒形状のケース４１内のガス流路に触媒が配設されてなる。このケース４１内のガス流路における触媒配設部４３の断面は略円形状をなし、触媒配設部４３の排気上流側（車両左側）の端面４３ａ及び排気下流側（車両右側）の端面４３ｂは、それぞれケース４１の排気上流側の端面及び排気下流側の端面に対して略同じ面であるか、又は僅かにケース４１の内側に位置する。上記触媒は、三元触媒であって、特にエンジン１の冷間時にＨＣ及びＣＯの浄化を図るものであり、このために、直キャタリスト４０を排気装置Ｅの排気上流側部位４８に設けている。尚、触媒配設部４３の断面形状は、略円形には限られない。
【００４７】
本実施形態では、直キャタリスト４０は、エンジン１の車両後側の側面に取り付けられて支持されている。すなわち、ケース４１には、下側に突出する突出部材４１ａが固定され、この突出部材４１ａとエンジン１の車両後側の側面との間に、下側から見て略Ｌ字状をなす支持部材４４が設けられて、この支持部材４４を介して、直キャタリスト４０がエンジン１の車両後側の側面に支持されることになる。尚、この直キャタリスト４０のエンジン１に対する支持は、必ずしも必要なものではない。
【００４８】
上記下流側排気管５１は、上記直キャタリスト４０におけるケース４１の排気下流側の端面（車両右側の端面）に接続されている。この下流側排気管５１は、直キャタリスト４０との接続部（排気上流側の端部）から、ダッシュパネル２３の下端部の車幅方向中央部に形成されたトンネル開口部２３ａへ向かうように配設されている。すなわち、平面視で、下流側排気管５１は、その排気上流側の端部で車両後側へ折れ曲がって車両後方へ延びた後、車両後方に向かって車両左側（エンジンルーム１９の車幅方向中央側）へ傾斜して延び、トンネル開口部２３ａの手前から車両後側へ延びて、トンネル開口部２３ａからトンネル部２５ａ内に進入する。この下流側排気管５１は、その長さ方向に複数に分割されてなる複数の分割管５２で構成されている。相隣接する２つの分割管５２同士は、該両分割管５２の接続端部に形成したフランジ５２ａを介して互いに接続されている。尚、図１及び図２では、最上流部の分割管５２及びその直ぐ排気下流側の分割管５２の一部のみを示し、その他の分割管５２の記載は省略している。また、図３〜図５では、最上流部の分割管５２のみを示す。
【００４９】
上記最終集合管部３４における排気下流側の部分は、直キャタリスト４０における触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対して車両左側へ張り出しており、上記下流側排気管５１における排気上流側の部分は、触媒配設部４３の排気下流側の端面４３ｂに対して車両右側へ張り出している。そして、上記触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対するガス進入角度が、該触媒配設部４３の排気下流側の端面４３ｂに対するガス排出角度よりも大きくなるように、上記触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対する上記最終集合管部３４の車幅方向の最大張出し量が、上記触媒配設部４３の排気下流側の端面４３ｂに対する上記下流側排気管５１の車幅方向の最大張出し量よりも大きくされている。すなわち、最終集合管部３４における排気下流側の部分を、下流側排気管５１における排気上流側の部分よりも、ケース４１（触媒配設部４３）が延びる方向に対する傾斜を小さくしかつケース４１（触媒配設部４３）が延びる方向に長く延びるようにして、触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対するガス進入角度を出来る限り９０°に近付けることで、触媒配設部４３に進入した排気ガスが触媒配設部４３の断面全体に一様に拡散するようにする。
【００５０】
上記下流側排気管５１における最上流部の分割管５２には、フレキシブルジョイント５３が配設されている。このフレキシブルジョイント５３はトンネル部２５ａ内に位置していて、エンジン１の振動及びエンジン１の振動に伴う上記排気上流側部位４８の振動を吸収して、該振動をフレキシブルジョイント５３よりも排気下流側の部分へ伝達しないようにするものである。尚、フレキシブルジョイント５３の数は１つに限らず、複数のフレキシブルジョイント５３を下流側排気管５１の長さ方向に互いに間隔をあけて直列に配設してもよい（後述の実施形態３参照）。
【００５１】
上記最上流部の分割管５２は、フレキシブルジョイント５３よりも排気下流側の部分で車両の車体（フロアパネル２５）に支持されている。すなわち、細長い棒状の支持部材５５が略台形状に折り曲げられており、その支持部材５５の上辺部が、最上流部の分割管５２のフランジ５２ａ近傍に固定され、支持部材５５の下辺部の両側端部がそれぞれ車幅方向外側に突出して、それらの突出先端部が弾性部材５６を介してフロアパネル２５に取り付けられている。尚、最上流部の分割管５２に複数のフレキシブルジョイント５３を設けた場合には、最上流部の分割管５２を、最下流部のフレキシブルジョイント５３よりも排気下流側の部分で車体に支持するようにすればよい。
【００５２】
上記最上流部の分割管５２に対して直ぐ排気下流側の分割管５２には、直キャタリスト４０と同様の構成のアンダーフットキャタリスト６０が配設されている。このアンダーフットキャタリスト６０の触媒も、直キャタリスト４０と同様に、三元触媒であるが、主に、ＮＯｘの浄化を図るものである。このアンダーフットキャタリスト６０が配設された分割管５２も、最上流部の分割管５２と同様の支持形態で車両の車体（フロアパネル２５）に支持されている。
【００５３】
本実施形態では、排気装置Ｅの排気上流側部位４８を構成する分岐管部３２、中間集合管部３３、最終集合管部３４及び直キャタリスト４０が、平面視で排気下流側に向かって時計回りに回るループ状をなすことになり、これにより、分岐管部３２及び中間集合管部３３の長さを長くして排気効率を向上させつつ、エンジン１の車両後側に、直キャタリスト４０を含む排気上流側部位４８をコンパクトに配置することができる。また、分岐管部３２及び中間集合管部３３の長さを長くしても、トンネル部２５ａでは、単一の下流側排気管５１を通すだけで済み、トンネル部２５ａの断面積を拡大する必要はなく、車室２０の空間が狭くなるのを防止することができる。
【００５４】
ここで、排気上流側部位４８がループ状をなすことで、直線状に比べて排気抵抗の点で不利になる可能性はあるが、ループ径が極端に小さくならない限り、排気抵抗は殆ど問題にはならず、分岐管部３２及び中間集合管部３３の長さを長くすることによる排気効率向上効果により、エンジン１の出力を高めることが可能になる。
【００５５】
また、直キャタリスト４０をエンジン１の車両後側の近傍に配置することができ、これにより、直キャタリスト４０に車両走行風が当たり難くなり、エンジン１の冷間時に直キャタリスト４０の触媒の温度をより早期に上昇させることが可能になる。
【００５６】
さらにまた、重量が大きい直キャタリスト４０をエンジン１の近傍に配置することができ、直キャタリスト４０をエンジン１から離して配置する場合に比べて、エンジン１の振動に伴う排気上流側部位４８の振動を低減することができる。そして、本実施形態では、直キャタリスト４０をエンジン１の車両後側の側面に支持するようにしているので、排気上流側部位４８を安定して支持することができ、エンジン１の振動に伴う排気上流側部位４８の振動をより一層低減することができる。
【００５７】
加えて、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部が、互いに車幅方向にずれて配置されているので、それら端部の上側に分岐管部３２が存在しないようにすることができる。また、最終集合管部３４における排気上流側の端部（第１中間集合管部３３ａと第２中間集合管部３３ｂとの集合部）も、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部に対して車幅方向にずれて配置され、これら全端部の上側に排気装置Ｅの部品は存在しない。したがって、分岐管部３２と中間集合管部３３との溶接、及び、中間集合管部３３と最終集合管部３４との溶接を全て一度で行うことができ、生産性を向上させることができる。
【００５８】
（実施形態２）
図６〜図８は、本発明の実施形態２を示し、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部、及び、第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）の位置関係を、上記実施形態１とは異ならせたものである。
【００５９】
すなわち、本実施形態では、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部は共に、車幅方向において第３締結部３７ｃと略同じ位置に位置していて、互いに上下方向にずれて配置されている。具体的には、第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合の仕方は上記実施形態１と同様であるが、第２分岐管部３２ｂ及び第３分岐管部３２ｃは、エンジン１の車両後側の側面から車両後側へ延びた後、互いに近付いて、車幅方向において第３締結部３７ｃと略同じ位置で集合する。そして、第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部が第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の真下側に位置して、平面視で互いに重なっている。第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部の高さ位置は、上記実施形態１と同様に、第３締結部３７ｃよりも低い位置であるが、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置は、第３締結部３７ｃよりも高い位置である。これにより、図８に示すように、車両後側から見て、フランジ部３６における第３締結部３７ｃの箇所が各分岐管部３２及び各中間集合管部３３と重ならないようにすることができ、第３締結部３７ｃでの締結作業をその車両後側から行うことができる。但し、車両後側から見て、フランジ部３６における第３締結部３７ｃの箇所の真上側部分が、第３分岐管部３２ｃと重なるため、締結部材をエンジン１の上側から第３締結部３７ｃの箇所に配置する作業がやり難く、上記実施形態１のものよりも締結作業性がやや劣る。一方、車両後側から見て、フランジ部３６における第３締結部３７ｃを除く締結部３７の箇所及びその真上側部分は、各分岐管部３２及び各中間集合管部３３と重なっていないので、第３締結部３７ｃを除く締結部３７においては上記実施形態１と同様の締結作業性が得られる。
【００６０】
上記第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂは、平面視で第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂの排気下流側が車幅方向一側（車両左側、つまり車幅方向の変速機１１側）へ向かうように湾曲して、互いに集合する。すなわち、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂは、平面視で互いに重なった状態で、その排気上流側の端部から車両後側に延びた後に車両左側に湾曲して車両左側へ延びている。そして、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂ同士が、車幅方向において４番気筒２ｄと略同じ位置で集合して最終集合管部３４となる。
【００６１】
パワープラント１２、最終集合管部３４、直キャタリスト４０及び下流側排気管５１の構成及び配置は、上記実施形態１と同様である。尚、本実施形態では、ケース４１（ガス流路）は、上記実施形態１のように車両左側に向かって車両後側に傾斜してはいない。これは、触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対する最終集合管部３４の車幅方向の最大張出し量を、上記実施形態のそれよりも大きくしたので、ケース４１を車両左側に向かって車両後側に傾斜させなくても、触媒配設部４３の排気上流側の端面４３ａに対するガス進入角度を９０°に近付けることができるからである。
【００６２】
したがって、本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、排気装置Ｅの排気上流側部位４８を構成する分岐管部３２、中間集合管部３３、最終集合管部３４及び直キャタリスト４０が、平面視でループ状をなすので、上記実施形態１と同様の作用効果が得られる。
【００６３】
また、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部が平面視で互いに重なっているので、上下方向のスペースを有効に利用して、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂの曲率半径を略同じでかつ比較的大きくすることができる。
【００６４】
（実施形態３）
図９〜図１１は、本発明の実施形態３を示し、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部、及び、第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）の位置関係を、更に異ならせたものである。
【００６５】
すなわち、本実施形態では、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部が、上記実施形態２と同様に、車幅方向において第３締結部３７ｃと略同じ位置に位置しているが、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂにおける排気上流側の端部が、平面視で互いに重なっておらず、互いに車両前後方向にずれている。具体的には、第２及び第３分岐管部３２ｂ，３２ｃの車両前後方向の長さが、第１及び第４分岐管部３２ａ，３２ｄの車両前後方向の長さよりも長くなっていて、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部（第２分岐管部３２ｂと第３分岐管部３２ｃとの集合部）が第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部（第１分岐管部３２ａと第４分岐管部３２ｄとの集合部）の車両後側に位置している。そして、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置は、第１中間集合管部３３ａにおける排気上流側の端部の高さ位置と略同じであって、第３締結部３７ｃよりも低い位置である。これにより、図１１に示すように、車両後側から見て、フランジ部３６における第３締結部３７ｃの箇所及びその真上側部分が、その他の締結部３７と同様に、各分岐管部３２及び各中間集合管部３３と重ならなくなる。
【００６６】
尚、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置を、上記実施形態２と同様の高さ位置、つまり第３締結部３７ｃよりも高い位置にすることも可能である。この場合、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の位置が、実施形態２に比べて車両後側にあるので、締結部材をエンジン１の上側から第３締結部３７ｃの箇所に配置する作業がやり易くなる可能性はあるが、基本的には、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の高さ位置を第３締結部３７ｃよりも低い位置にする方が、締結作業性は向上する。
【００６７】
上記第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂは、平面視で第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂの排気下流側が車幅方向一側（車両左側、つまり車幅方向の変速機１１側）へ向かうように湾曲して、互いに集合する。すなわち、第１中間集合管部３３ａは、その排気上流側の端部から車両後側に延びた後に、第２中間集合管部３３ｂにおける排気上流側の端部の下側位置で車両左側に湾曲して車両左側へ延び、第２中間集合管部３３ｂは、その排気上流側の端部から直ぐに車両左側に湾曲し、第１中間集合管部３３ａよりも車両後側を通って車両左側へ延びている。そして、第１及び第２中間集合管部３３ａ，３３ｂ同士が、車幅方向において４番気筒２ｄと略同じ位置で集合して最終集合管部３４となる。
【００６８】
パワープラント１２、最終集合管部３４及び直キャタリスト４０の構成及び配置は、上記実施形態１又は２と同様である。
【００６９】
本実施形態では、平面視で、下流側排気管５１は、その排気上流側の端部で車両後側へ折れ曲がった後、車両後方に向かって車両左側（エンジンルーム１９の車幅方向中央側）へ傾斜して延び、その傾斜状態でそのままトンネル部２５ａ内に進入する。そして、この下流側排気管５１は、トンネル部２５ａの車両右側部分を通るように配置されている。また、支持部材５５及び弾性部材５６は、下流側排気管５１の車両右側にしか設けられていない。これは、当該車両がＦＦ車であっても、４輪駆動車に直ぐに変更できるようにするために、トンネル部２５ａ内に、後輪駆動用のドライブシャフトが通るスペース（車両左側のスペース）を確保しておく。こうすることで、４輪駆動車に変更する場合に、下流側排気管５１や支持部材５５等を変更することなしに、ドライブシャフトを設けることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、下流側排気管５１における最上流部の分割管５２には、２つのフレキシブルジョイント５３が下流側排気管５１（分割管５２）の長さ方向に互いに間隔をあけて直列に配設されている。排気下流側のフレキシブルジョイント５３はトンネル部２５ａ内に配置されているが、排気上流側のフレキシブルジョイント５３はエンジンルーム１９内に配置されている。
【００７１】
したがって、本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、排気装置Ｅの排気上流側部位４８を構成する分岐管部３２、中間集合管部３３、最終集合管部３４及び直キャタリスト４０が、平面視でループ状をなすので、上記実施形態１と同様の作用効果が得られる。
【００７２】
尚、上記実施形態１〜３では、直列４気筒エンジン１の排気装置Ｅを例にして説明したが、エンジン１の気筒数は４つには限られず、５つ以上であってもよい。また、エンジン１の気筒数に応じて、中間集合管部３３の数（つまり気筒群の組数）を３つ以上としてもよく、１つの中間集合管部３３に集合させる分岐管部３２の数（つまり１つの気筒群に含まれる気筒数）を３つ以上としてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態１〜３では、中間集合管部３３を、平面視で中間集合管部３３の排気下流側が車幅方向の変速機１１側へ向かうように湾曲させたが、平面視で中間集合管部３３の排気下流側が車幅方向における変速機１１とは反対側へ向かうように湾曲させてもよい。このとき、エンジン１及び変速機１１の左右位置が上記実施形態１〜３と同じ場合には、排気上流側部位４８が、平面視で排気下流側に向かって反時計回りに回るループ状となる。そして、中間集合管部３３は、平面視で中間集合管部３３の排気下流側が車両右側へ向かうように湾曲し、最終集合管部３４は、平面視で該最終集合管部３４の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲する。また、直キャタリスト４０は、排気上流側が車両右側でかつ排気下流側が左側となり、直キャタリスト４０の排気下流側（車両左側）の端面に接続される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに配置された横置きエンジンの排気装置に有用であり、特に分岐管部及び中間集合管部の長さを長くして排気効率を向上させる場合に有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１ エンジン
２ 気筒
１１ 変速機
１９ エンジンルーム
２３ ダッシュパネル
２５ フロアパネル
２５ａ トンネル部
３２ 分岐管部
３３ 中間集合管部
３４ 最終集合管部
３６ フランジ部
３７ 締結部
４０ 直キャタリスト（排気浄化装置）
４８ 排気上流側部位
５１ 下流側排気管
５３ フレキシブルジョイント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つ以上の複数の気筒を列状に有しかつ気筒列方向一側に変速機が結合されているとともに車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに配置されたエンジンの車両後側の側面に、該エンジンの排気浄化装置を含みかつ上記エンジンルーム内に収容される排気上流側部位が連結された、横置きエンジンの排気装置であって、
上記排気上流側部位は、
上記複数の気筒にそれぞれ連通しかつ上記エンジンの車両後側の側面から車両後側へ延びる複数の分岐管部と、
上記全気筒を、排気行程が互いに連続しない複数の気筒からなる複数組の気筒群に分けて、該各組の気筒群毎に当該気筒群の複数の気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなる複数の中間集合管部と、
上記複数の中間集合管部同士を集合させてなる最終集合管部と、
上記最終集合管部の排気下流側の端部に接続された上記排気浄化装置と、
を含み、
上記排気浄化装置は、平面視で、その内部のガス流路が略車幅方向に延びるように、上記エンジンの車両後側に配置されており、
上記複数の中間集合管部は、平面視で該中間集合管部の排気下流側が車幅方向一側又は他側へ向かうように湾曲し、
上記最終集合管部は、平面視で該最終集合管部の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲していることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項２】
請求項１記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記排気浄化装置は、上記エンジンの車両後側の側面に取り付けられており、
上記排気浄化装置の排気下流側の端部に接続された下流側排気管の途中に、フレキシブルジョイントが設けられており、
上記下流側排気管は、上記フレキシブルジョイントよりも排気下流側の部分で上記車両の車体に支持されていることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、互いに車幅方向にずれて配置されていることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、互いに上下方向にずれて配置されていることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項５】
請求項４記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、平面視で互いに重なっていることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項６】
請求項３又は４記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記複数の分岐管部には、該分岐管部を上記エンジンの車両後側の側面に取り付けるための、全分岐管部に共通の１つのフランジ部が設けられており、
上記フランジ部は、車幅方向に延びていて、締結部材により上記エンジンの車両後側の側面に締結される複数の締結部を有し、
上記複数の締結部は、第１の高さ位置に位置する高位置締結部と、該第１の高さ位置よりも低い第２の高さ位置に位置する低位置締結部とを含み、
上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、上記低位置締結部よりも低い位置に位置していることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項１】
４つ以上の複数の気筒を列状に有しかつ気筒列方向一側に変速機が結合されているとともに車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向を向くように横置きに配置されたエンジンの車両後側の側面に、該エンジンの排気浄化装置を含みかつ上記エンジンルーム内に収容される排気上流側部位が連結された、横置きエンジンの排気装置であって、
上記排気上流側部位は、
上記複数の気筒にそれぞれ連通しかつ上記エンジンの車両後側の側面から車両後側へ延びる複数の分岐管部と、
上記全気筒を、排気行程が互いに連続しない複数の気筒からなる複数組の気筒群に分けて、該各組の気筒群毎に当該気筒群の複数の気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなる複数の中間集合管部と、
上記複数の中間集合管部同士を集合させてなる最終集合管部と、
上記最終集合管部の排気下流側の端部に接続された上記排気浄化装置と、
を含み、
上記排気浄化装置は、平面視で、その内部のガス流路が略車幅方向に延びるように、上記エンジンの車両後側に配置されており、
上記複数の中間集合管部は、平面視で該中間集合管部の排気下流側が車幅方向一側又は他側へ向かうように湾曲し、
上記最終集合管部は、平面視で該最終集合管部の排気下流側が車両前側へ向かうように湾曲していることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項２】
請求項１記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記排気浄化装置は、上記エンジンの車両後側の側面に取り付けられており、
上記排気浄化装置の排気下流側の端部に接続された下流側排気管の途中に、フレキシブルジョイントが設けられており、
上記下流側排気管は、上記フレキシブルジョイントよりも排気下流側の部分で上記車両の車体に支持されていることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、互いに車幅方向にずれて配置されていることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、互いに上下方向にずれて配置されていることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項５】
請求項４記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、平面視で互いに重なっていることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【請求項６】
請求項３又は４記載の横置きエンジンの排気装置において、
上記複数の分岐管部には、該分岐管部を上記エンジンの車両後側の側面に取り付けるための、全分岐管部に共通の１つのフランジ部が設けられており、
上記フランジ部は、車幅方向に延びていて、締結部材により上記エンジンの車両後側の側面に締結される複数の締結部を有し、
上記複数の締結部は、第１の高さ位置に位置する高位置締結部と、該第１の高さ位置よりも低い第２の高さ位置に位置する低位置締結部とを含み、
上記複数の中間集合管部における排気上流側の端部が、上記低位置締結部よりも低い位置に位置していることを特徴とする横置きエンジンの排気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１１６２０３（Ｐ２０１１−１１６２０３Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４１９５（Ｐ２００９−２７４１９５）
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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