JP2009062957A - 排気浄化装置の吊り点構造 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車に搭載された内燃機関の排気浄化装置を車両組立時や整備時に吊り具に懸吊させるための吊り点構造において、排気浄化装置の耐久信頼性の低下、低ヒートマス化の効果の低下、並びに部品点数及び製造工数の増加を回避する。
【解決手段】排気浄化装置１が、排気が略下向きに流通するように配置されて、隣接する他の排気装置と連絡する管状部材３２の端部に設けられた連結用のフランジ板３３を上端に備え、このフランジ板に吊り点となる吊り具係合孔５１が設けられたものとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車に搭載された内燃機関の排気浄化装置を車両組立時や整備時に吊り具に懸吊させるための吊り点構造に関するものである。

自動車には、エンジンの排気中の一酸化炭素や炭化水素を触媒により除去するための排気浄化装置が設けられているが、特にディーゼルエンジンでは、近年、ＰＭ（粒子状物質）を除去するためのＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を一体化した排気浄化装置が採用されている（特許文献１・２参照）。

このようなＤＰＦを一体化した排気浄化装置では、重量が増大するため、車両組立時や整備時に作業者の負担が大きくなることから、排気浄化装置に吊り点を設けて、クレーンなどの機械を用いて排気浄化装置を懸吊して、排気浄化装置の脱着作業の補助を行うようにすることが望まれる。
特開２００６−１７０１８号公報 特開２００６−３３６５０６号公報

しかるに、排気マニホルドの直近に排気浄化装置を配置して、排気が下向きに流通するように排気浄化装置を縦置き配置した場合、大径の触媒収容部に向けて次第に拡径するように形成されたコーン部が上端に位置することから、ここに吊り点を設けることが考えられる。

ところが、このコーン部は、近年、低ヒートマスの考えにより、板材のプレス加工により製作されることが多く、このコーン部に吊り点となるステーを溶接した場合、コーン部自体の強度もさることながら、ステーの溶接部分が強度面での弱点となることから、排気浄化装置の耐久信頼性が低下する問題が生じる。

他方、このような強度面での問題を解決するために、必要な強度を板厚の増大により確保することが考えられるが、この場合、低ヒートマス化の効果が薄れるため、望ましくない。

また、コーン部に吊り点となるステーを接合する構成では、ステーが新たに追加されることから部品点数が増加し、またそのステーをコーン部に接合する作業が必要になることから製造工数が増加する難点がある。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、排気浄化装置の耐久信頼性の低下、及び低ヒートマス化の効果の低下を回避することができるように構成された排気浄化装置の吊り点構造を提供することにある。さらに本発明は、部品点数及び製造工数の増加を回避することも目的とする。

このような課題を解決するために、本発明においては、請求項１に示すとおり、自動車に搭載された内燃機関の排気浄化装置（１）を吊り具（５３）に懸吊させるための吊り点構造において、当該排気浄化装置が、排気が略上下方向に流通するように配置されて、隣接する他の排気装置（過給機３）と連絡する排気通路部材（管状部材３２）の端部に設けられた連結用のフランジ板（３３）を上端に備え、このフランジ板に吊り点となる吊り具係合部（吊り具係合孔５１）が設けられたものとした。

これによると、フランジ板自体が他の構成部品と比べて高剛性であり、さらに気密性を保持するためにフランジ板と排気通路部材とが緊密に接合されて高い接合剛性を有しており、フランジ板から排気通路部材に作用する荷重が閉断面となる排気通路部材の全周に均一に分散して、排気通路部材に部分的に大きな応力が発生することがないため、排気通路部材を比較的薄い板材のプレス成形品としても、強度上の問題が生じることがなく、排気浄化装置の耐久信頼性を確保すると共に、低ヒートマス化の効果の低下を回避することができる。

前記排気浄化装置の吊り点構造においては、請求項２に示すとおり、前記吊り具係合部が、吊り具が挿通される孔である構成とすることができる。

これによると、吊り点を確保するための専用の部材を新たに追加して、排気浄化装置のケーシングと接合する必要がないため、部品点数及び製造工数の増加を避けることができ、これにより製造コストの増大を抑えることができる。

前記排気浄化装置の吊り点構造においては、請求項３に示すとおり、前記排気通路部材の側方に位置する前記他の排気装置と連絡するために、前記排気通路部材の端部が横向きに開口され、縦方向に延在する前記フランジ板の上部に前記吊り具係合部が設けられた構成とすることができる。

これによると、排気浄化装置を安定して懸吊することができる。しかも、排気浄化装置と連結される他の排気装置がフランジ板の側方に位置し、上方から行われる吊り具係合部に対する吊り具の取り付け・取り外しの作業を、他の排気装置に邪魔されることなく円滑に行うことができるため、作業性を高めることができる。

このように本発明によれば、フランジ板自体が他の構成部品と比べて高剛性であり、さらにフランジ板と接合された排気通路部材に部分的に大きな応力が発生することがないため、排気通路部材を比較的薄い板材のプレス成形品としても、強度上の問題が生じることがなく、排気浄化装置の耐久信頼性を確保すると共に、低ヒートマス化の効果の低下を回避することができる。しかも、吊り点を確保するための専用の部材を新たに追加して、排気浄化装置のケーシングと接合する必要がないため、部品点数及び製造工数の増加を回避して製造コストの増大を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明が適用された排気浄化装置を示す斜視図である。この排気浄化装置１は、自動車に搭載されるディーゼルエンジン（内燃機関）に併設されるものであり、排気が下向きに流通するように縦置き配置され、図示しないシリンダヘッドの排気ポートから排出されて排気マニホルド２及び過給機３のタービン部４を流通した排気が上方から導入され、内部を下向きに流通した後、下方から排出されて、例えばディーゼルエンジンの下側を通って車体後方に延出される排気管に導かれる。

この排気浄化装置１は、上流側及び下流側の２つの浄化部材１１・１２が直列に並んだ状態でケーシング１３内に収容され、この上流側及び下流側の浄化部材１１・１２は、それぞれＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst、ディーゼル酸化触媒）及びＤＰＦ（Diesel Particulate Filter、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ）であり、ＤＰＦに捕集されたＰＭ（粒子状物質）を燃焼除去する、連続再生式のディーゼル排気浄化装置（ＣＲ−ＤＰＦ）となっている。

２つの浄化部材１１・１２間の位置及び下流側の浄化部材１２の下流側の位置にはそれぞれ排気圧力用の配管１４・１５が取り付けられており、これにより下流側の浄化部材（ＤＰＦ）の前後の差圧を検出して、ＤＰＦ内のパティキュレート堆積量を推定する。また２つの浄化部材１１・１２間の位置には、温度センサ１６が取り付けられてており、これにより浄化部材１１を構成する酸化触媒の酸化反応熱により上昇した排気温度を検出する。

ケーシング１３は、浄化部材１１・１２が収容保持される略円筒状の本体部１７と、上流側の過給機３と接続するために本体部１７に上端に設けられたコーン部１８と、下流側の排気管と接続するために本体部１７に下端に設けられたコーン部１９とを有している。

図２は、図１に示した排気浄化装置１の正面図である。図３は、図１に示した排気浄化装置１の側面図である。図４は、図１に示した排気浄化装置１の上端のコーン部１８を示す断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。

上端のコーン部１８は、図５に示すように、コーン部材３１と、管状部材３２と、フランジ板３３とを有している。管状部材３２は、上側分割体３４及び下側分割体３５で構成されている。コーン部材３１並びに管状部材３２の上側分割体３４及び下側分割体３５は共に、鋼板（例えばステンレス材）のプレス加工により製作され、溶接により互いに接合される。

コーン部材３１は、浄化部材１１・１２を収容する大径の本体部１７に向けて次第に拡径するように形成され、入口端部３７及び出口端部３８の各開口端面が互いに平行でない、ゆがんだ円錐台形状をなしている。

管状部材３２は、側方の過給機３と連絡するために、入口端部４５が横向きに開口し、この管状部材３２の入口端部４５から径方向に延出した状態で設けられたフランジ板３３が縦方向に延在する形態となっている。このフランジ板３３は、側方の過給機３のタービン部のハウジング４１に対してボルト４２及びナット４３で連結される。

管状部材３２は、入口端部４５が横向きに開口すると共に出口端部４６が下向きに開口し、入口端部４５及び出口端部４６の各開口端面が互いに直交するＬ字管形状をなしており、タービン部４のハウジング４１に設けられた排気排出口４７から横向きに導入された排気が、図５中矢印で示すように、管状部材３２により下向きに流向を変更される。

管状部材３２を構成する上側分割体３４及び下側分割体３５は、その出口端部４６の開口端面と略平行な分割面で横割り分割されており、上側分割体３４は、半円弧状断面の樋状をなす部分３４ａと、４分割球面状をなす部分３４ｂとで構成され、下側分割体３５は、半円弧状断面の樋状をなす部分３５ａと、この樋状をなす部分３５ａ側が開放されたＵ字形状断面部をなす部分３５ｂと、コーン部材３１が接続される長円形断面の筒状をなす部分３５ｃとで構成されている。

上側分割体３４には、ディーゼルエンジンの排気状態を検出する排気センサ（図示せず）、例えば排気の空燃比を検出するＬＡＦ（Linear Air Fuel Ratio）センサの取付孔４９が設けられており、この排気センサが、先端部を管状部材３２内の排気通路中に突出させた状態で固定されるようになっている。

管状部材３２の入口端部４５は、上側分割体３４及び下側分割体３５の各々の樋状をなす部分３４ａ・３５ａで全体として円形状断面をなし、すみ肉溶接法などにてフランジ板３３と接合される。ここでは、管状部材３２とフランジ板３３とが、気密性が得られるように管状部材３２の全周に渡って緊密に接合されており、これにより高い接合剛性が得られる。

フランジ板３３には、図４に示すように、過給機３と連結するためのボルト４２が挿通されるボルト挿通孔４４が、周方向に等間隔をおいて管状部材３２の入口端部４５の中心から等距離の位置に複数（ここでは３つ）設けられている。

またフランジ板３３には、排気浄化装置１を懸吊する際の吊り点となる長孔状の吊り具係合孔（吊り具係合部）５１が設けられている。この吊り具係合孔５１は、上側のボルト挿通孔４４より排気マニホルド２側の位置に設けられており、吊り具係合孔５１が、設置状態で排気浄化装置１の重心を通る鉛直線上あるいはその近傍の位置となり、排気浄化装置１がバランス良く吊り具に懸吊される。

このように構成された排気浄化装置１においては、図２・図３に示すように、上端のフランジ板３３の吊り具係合孔５１に吊り具５３を引っ掛けることで排気浄化装置１を懸吊することができる。このとき、排気浄化装置１の重量に相当する荷重がフランジ板３３に作用するが、フランジ板３３から管状部材３２に加わる荷重が閉断面となる管状部材３２の全周に均一に分散するため、管状部材３２に部分的に大きな応力が発生することがなく、高い耐久信頼性を確保することができる。

また図１に示すように、排気浄化装置１と連結される過給機３がフランジ板３３の側方に位置し、上方から行われる吊り具係合孔５１に対する吊り具５３の取り付け・取り外しの作業を、過給機３に邪魔されることなく円滑に行うことができるため、作業性を高めることができる。

なお、前記の例では、吊り具５３を引っ掛ける吊り具係合部としてフランジ板３３に吊り具係合孔５１を設けたが、本発明における吊り具係合部はこれに限定されるものではなく、吊り具５３が係合可能なものであれば良く、例えばフランジ板３３に突起を設けるようにしても良い。

本発明が適用される触媒コンバータを示す斜視図である。 図１に示した排気浄化装置の正面図である。 図１に示した排気浄化装置の側面図である。 図１に示した排気浄化装置の上端のコーン部を示す断面図である。 図４のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。

符号の説明

１ 排気浄化装置
３ 過給機
１１・１２ 浄化部材
１３ ケーシング
１７ 本体部
１８ コーン部
１９ コーン部
３１ コーン部材
３２ 管状部材（排気通路部材）
３３ フランジ板
４５ 入口端部
５１ 吊り具係合孔（吊り具係合部）
５３ 吊り具

Claims (3)

1. 自動車に搭載された内燃機関の排気浄化装置を吊り具に懸吊させるための吊り点構造であって、
   当該排気浄化装置が、排気が略上下方向に流通するように配置されて、隣接する他の排気装置と連絡する排気通路部材の端部に設けられた連結用のフランジ板を上端に備え、このフランジ板に吊り点となる吊り具係合部が設けられたことを特徴とする排気浄化装置の吊り点構造。
2. 前記吊り具係合部が、吊り具が挿通される孔であることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の吊り点構造。
3. 前記排気通路部材の側方に位置する前記他の排気装置と連絡するために、前記排気通路部材の端部が横向きに開口され、縦方向に延在する前記フランジ板の上部に前記吊り具係合部が設けられたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の排気浄化装置の吊り点構造。

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