JP2013123952A - 排気後処理装置の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】支持構造の小型化、軽量化、及び簡素化を実現しながら排気後処理装置の組み付け性を向上し、ひいては車両の生産性及び燃費を向上することができる排気後処理装置の支持構造を提供する。
【解決手段】排気後処理装置２の支持構造１は、車両のフレーム６の側部に複数並設され、下端が閉じられるとともに上下方向に延びた溝部を有するフレーム側ブラケット８と、排気後処理装置の本体に複数並設され、各フレーム側ブラケットの溝部にそれぞれ上方から挿入可能に上下方向に延びた挿入部を有する装置側ブラケット１０と、挿入部を溝部に挿入した状態で上方から装置側ブラケットを押さえ付けることで装置側ブラケットをフレーム側ブラケットに対し位置決め固定する押付部材１２とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気後処理装置の支持構造に関する。

例えばディーゼルエンジンを搭載した車両には、排ガス規制をクリアするためにディーゼルエンジンからの排ガスを浄化する排気後処理装置が搭載されている。この排気後処理装置は、酸化触媒や排ガス中のＰＭ(particulate matter)を捕集するＤＰＦ（Diesel particulate filter）、排ガス中の窒素酸化物を窒素と水に還元する還元触媒等がケーシング内に収容されており、サイレンサーの機能も有する場合が多い。
そして、特許文献１には、このような排気後処理装置の各ケーシングをブラケットにボルト締結し、このブラケットをラバーマウントを介しハンガにボルト締結し、このハンガをフレームにボルト締結した排気後処理装置の支持構造が開示されている。

特開２０１０−１９６５２３号公報

近年の排ガス規制の厳格化に伴い、上記排気後処理装置は寸法が大きく且つ重量が重くなる傾向にある。排気後処理装置が重厚長大化すると、排気後処理装置を車両に搭載するための支持構造及び支持構造を構成するブラケットも重厚長大化し、形状及び構造が複雑になり、部材点数も増大し、車両の生産性低下及び燃費悪化を招くおそれがある。

また、上記支持構造の形状及び構造が複雑になると、支持構造を構成するブラケットの寸法公差及び組み付け誤差の影響が必然的に大きくなるため、排気後処理装置を高精度に組み付けることができず、排気後処理装置の組み付け性の悪化を招くおそれもある。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、支持構造の小型化、軽量化、及び簡素化を実現しながら排気後処理装置の組み付け性を向上し、ひいては車両の生産性及び燃費を向上することができる排気後処理装置の支持構造を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の排気後処理装置の支持構造は、車両のフレームの側部に複数並設され、下端が閉じられるとともに上下方向に延びた溝部を有するフレーム側ブラケットと、排気後処理装置の本体に複数並設され、各フレーム側ブラケットの溝部にそれぞれ上方から挿入可能に上下方向に延びた挿入部を有する装置側ブラケットと、挿入部を溝部に挿入した状態で上方から装置側ブラケットを押さえ付けることで装置側ブラケットをフレーム側ブラケットに対し位置決め固定する押付部材とからなることを特徴としている（請求項１）。

好ましくは、装置側ブラケットは、その挿入部の上端に上端傾斜部を有し、押付部材は、その下端に下端傾斜部を有し、挿入部を溝部に挿入した状態で上方から装置側ブラケットを押付部材で押さえ付けることにより、上端傾斜部及び下端傾斜部の協働による楔作用によって、装置側ブラケットがフレーム側ブラケットに対し芯出しされた正規位置に導かれて固定される（請求項２）。

好ましくは、装置側ブラケットは、その挿入部の下端に下部芯出し部を有し、フレーム側ブラケットには、その溝部の下端に下部誘導部を有する内底部が形成され、挿入部を溝部に挿入した状態で上方から装置側ブラケットを押付部材で押さえ付けることにより、下部芯出し部が下部誘導部に誘導され、装置側ブラケットの下部が正規位置に導かれて固定される（請求項３）。

好ましくは、装置側ブラケットには、挿入部の上端両側に上部芯出し部を有する鍔部が形成され、フレーム側ブラケットには、鍔部を上方から収容可能に溝部を拡張して形成されるとともに内側に上部誘導部を有する鍔収容部が形成され、挿入部を溝部に挿入するとともに鍔部を鍔収容部に収容した状態で上方から装置側ブラケットを押付部材で押さえ付けることにより、上部芯出し部が上部誘導部に誘導され、装置側ブラケットの上部が正規位置に導かれて固定される（請求項４）。

好ましくは、隣り合うフレーム側ブラケット同士はフレーム側連結部材にて連結される（請求項５）。
好ましくは、隣り合う装置側ブラケット同士は装置側連結部材にて連結される（請求項６）。

本発明によれば、装置側ブラケットの挿入部をフレーム側ブラケットの溝部に挿入した状態において上方から装置側ブラケットを押付部材で押さえ付けるだけで、装置側ブラケットを各誘導部による各芯出し部の誘導により高精度に位置決め固定することができる。従って、支持構造を構成する部材の寸法公差及び組み付け誤差を容易に許容しつつ排気後処理装置を高精度に組み付けることができる。

また、排気後処理装置の支持を３部材という少ない部材によって行うことができるため、支持構造の小型化、軽量化、及び簡素化を実現しながら排気後処理装置の組み付け性を向上し、ひいては車両の生産性及び燃費を向上することができる（請求項１〜４）。
また、本発明によれば、隣り合うフレーム側ブラケット同士、又は隣り合う装置側ブラケット同士がそれぞれフレーム側又は装置側連結部材にて連結されることにより、排気後処理装置の支持構造の剛性を大幅に高めることができる（請求項５，６）。

本発明の一実施形態に係る排気後処理装置の支持構造を示す斜視図である。 図１のフレーム側ブラケットをフレームに取り付けた状態を示す斜視図である。 図１のフレーム側ブラケットのみを図２とは別角度から拡大して示した斜視図である。 図１の装置側ブラケットを排気後処理装置に取り付けた状態を示す斜視図である。 図１の装置側ブラケットのみを図４とは別角度から拡大して示した斜視図である。 図１の押付部材にボルトが取り付けられた状態を示す斜視図である。 図１の押付部材のみを図６とは別角度から示した斜視図である。 図１の１組のフレーム側ブラケット、装置側ブラケット及び押付部材から構成された支持体を透視して示した正面図である。 図５の下部芯出し部を拡大して示した斜視図である。 図９の下部基準部を透視して示した斜視図である。 図８の支持体の下部基準部をＡ−Ａ方向から見た断面図である。 図８の支持体の下部基準部をＢ−Ｂ方向から見た断面図である。 図８の支持体の上部基準部をその背面から透視して示した斜視図である。 図８の支持体の上部基準部をその正面から透視して示した斜視図である。 図８の支持体の上部基準部をＣ−Ｃ方向から見た断面図である。 図８の支持体の上部基準部を透視して示した側面図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る排気後処理装置の支持構造１を示す斜視図である。当該排気後処理装置２は、ディーゼルエンジンを搭載したトラック、バス等の大型車両に搭載されている。排気後処理装置２は、何れも図示しないが、サイレンサー、排ガス中のＰＭ(particulate matter)を捕集するＤＰＦ（Diesel particulate filter）、排ガス中の窒素酸化物を窒素と水に還元する還元触媒等がケーシング４内に収容されている。

また、排気後処理装置２を車両のフレーム６に支持するための支持構造１はフレーム側ブラケット８、装置側ブラケット１０、及び押付部材１２から構成されている。
図２はフレーム側ブラケット８をフレーム６に取り付けた状態を示す斜視図であり、図３はフレーム側ブラケット８のみを図２とは別角度から拡大して示した斜視図である。フレーム側ブラケット８は、車両のフレーム６の側部６ａに同形状をなすものが２つ並設され、各フレーム側ブラケット８は長板形状をなす２つのフレーム側連結部材１４で連結されている。

フレーム側ブラケット８は、下端が閉じられるとともに上下方向に延びた溝部１６を有するＣ型チャンネル材形状をなし、溝部１６の下端には下部誘導部１８を有する内底部２０が形成されている。一方、溝部１６の上端には溝部１６の両側を拡張した鍔収容部２２が形成され、鍔収容部２２には、装置側ブラケット１０をフレーム側ブラケット８に取り付ける際に後述する装置側ブラケット１０の鍔部３８を上方から収容可能となっている。また、鍔収容部２２の内面には上部誘導部２４が形成され、鍔収容部２２の両側上端にはそれぞれボルト穴２６が穿孔されている。

図４は装置側ブラケット１０を排気後処理装置２に取り付けた状態を示す斜視図であり、図５は装置側ブラケット１０のみを図４とは別角度から拡大して示した斜視図である。装置側ブラケット１０は同形状をなすものが２つ設けられ、各装置側ブラケット１０はＵ型チャンネル材形状をなす２つの装置側連結部材２８で連結され、各装置側連結部材２８を介してケーシング４に並設されている。

装置側ブラケット１０は、各装置側連結部材２８にボルト締結される基板３０において挿入部３２が立設されている。挿入部３２はフレーム側ブラケット８の溝部１６に上方から挿入可能に上下方向に延び、挿入部３２の上端には略Ｖ字形状に凹んだ上端傾斜部３４が形成され、一方、挿入部３２の下端には下部芯出し部３６が形成されている。

上端傾斜部３４は、下端傾斜部４４（図７参照）に合致可能なＶ字状に交差する２つの左右傾斜面７６，７６と、各左右傾斜面７６，７６の間に位置する中央傾斜面７８とから構成される。また、挿入部３２の上端両側には挿入部３２から左右に拡張された鍔部３８がそれぞれ形成され、各鍔部３８の図５で見たときの正面、及び鍔部３８から挿入部３２に連なる側面には上部芯出し部４０が形成されている。

図６は押付部材１２にボルト４２が取り付けられた状態を示す斜視図であり、図７は押付部材１２のみを図６とは別角度から示した斜視図である。押付部材１２は同形状をなすものが２つ設けられ、押付部材１２の下端には、装置側ブラケット１０上端傾斜部３４の相補形状をなして略Ｖ字形状に突出した下端傾斜部４４が形成されている。下端傾斜部４４は、上端傾斜部３４と合致可能な様にＶ字状に交差する２つの左右傾斜面４６，４６と、各左右傾斜面４６，４６の間に位置する中央傾斜面４８とから構成される。

また、押付部材１２は、下端傾斜部４４から左右両側に拡張する羽根部５０が形成され、羽根部５０には押付部材１２をフレーム側ブラケット８に組み付けたときに鍔収容部２２のボルト穴２６が対応する位置にボルト孔５２が穿孔され、当該ボルト孔５２にボルト４２が挿通される。
図８は１組のフレーム側ブラケット８、装置側ブラケット１０及び押付部材１２から構成された同形状の２つの支持体５４のうちの１つを透視して示した正面図である。

以下、当該支持体５４の組み付け手順について説明する。
先ず、各装置側ブラケット１０のそれぞれの挿入部３２を対応する各フレーム側ブラケット８のそれぞれの溝部１６に上方から同時に挿入し、各装置側ブラケット１０をそれぞれ各押付部材１２によって上方から押さえ付ける。
次に、装置側ブラケット１０に対する押付部材１２の押し付け状態を保持しながら、鍔収容部２２に形成されたボルト穴２６にボルト４２を挿通し、ボルト４２で押付部材１２をフレーム側ブラケット８に締結する。装置側ブラケット１０に対して押付部材１２を押し付けた状態では、押付部材１２の下端はフレーム側ブラケット８の上端に非接触となっている。

このように支持体５４では、装置側ブラケット１０を押付部材１２によって上方から押さえ付けるだけで、下部芯出し部３６が下部誘導部１８に導かれて図８に示す下部基準部５６が形成されるとともに、上部芯出し部４０が上部誘導部２４に導かれて図８に示す上部基準部５８が形成される。こうした装置側ブラケット１０の上端傾斜部３４及び押付部材１２の下端傾斜部４４の協働による、いわゆる楔作用によって支持体５４の芯出しのための下部基準部５６及び上部基準部５８が形成され、下部基準部５６及び上部基準部５８に基づく正規位置に装置側ブラケット１０がフレーム側ブラケット８に対して導かれた状態で押付部材１２及び装置側ブラケット１０がフレーム側ブラケット８に固定される。

以下に下部基準部５６及び上部基準部５８について詳しく説明する。
図９は下部芯出し部３６を拡大して示した斜視図である。下部芯出し部３６は、装置側ブラケット１０の上下方向、換言すると、装置側ブラケット１０に対するフレーム側ブラケット８の装着方向に平行な略五角形状をなす垂直面６０、Ｖ字状の断面を有して基板３０から垂直面６０に向けて傾斜する左右傾斜面６１，６１、左右傾斜面６１，６１と垂直面６０とを連続させる面取り面６２，６２、左右傾斜面６１，６１間に位置する中央傾斜面６３、中央傾斜面６３と垂直面６０とを連続させる面取り面６４から構成され、各左右傾斜面６１，６１及び中央傾斜面６３は基板３０まで面取り面６２，６２，６４を介して滑らかに連なっている。

図１０は上述した下部芯出し部３６がフレーム側ブラケット８の下部誘導部１８に合致して下部基準部５６を形成した状態を透視して示した斜視図である。下部誘導部１８は、下部芯出し部３６の相補形状をなして略Ｖ字形状に凹んだ形状を有し、垂直面６０に対応する位置に配される垂直面６８、垂直面６８の下に連なるようにして下側に傾斜して面取り面６２，６２，６４に対応する位置にそれぞれ配される面取り面６９，６９，７０、面取り面６９，６９，７０の下に連なるようにして下側に傾斜して左右傾斜面６１，６１及び中央傾斜面６３に対応する位置にそれぞれ配される左右傾斜面７１，７１及び中央傾斜面７２から構成されている。

図１１は図８の支持体５４の下部基準部５６におけるＡ−Ａ方向断面図を示し、図１２は図８の支持体５４の下部基準部５６におけるＢ−Ｂ方向断面図を示している。図１１に示すように、下部基準部５６の図８で見て中央部分では垂直面６０が垂直面６８に当接するものの、中央傾斜面６３は中央傾斜面７２に非接触となり、面取り面６４も面取り面７０に非接触となっている。

一方、図１２に示すように、下部基準部５６の図８で見て中央部分から若干外れた部分では左右傾斜面６１，６１がそれぞれ左右傾斜面７１，７１に当接し、垂直面６０が垂直面６８に当接するものの、面取り面６９，６９はそれぞれ面取り面６２，６２に非接触となっている。
このように、下部基準部５６では、中央傾斜面６３，６３及び面取り面６２，６２，６４，６９，６９，７０を除いた、垂直面６０，６８、左傾斜面６１，７１、及び右傾斜面６１，７１の３組の面々が互いに当接することにより下部基準部５６における上下方向及び前後方向の位置が規定され、当該３組の面々の交差する点が下部基準部５６の位置決めのための基準点Ｐ１となる。なお、面取り面６２，６２，６４，６９，６９，７０はフレーム側ブラケット８及び装置側ブラケット１０の寸法公差及び組み付け誤差によって生じる基準点Ｐ１のずれを許容する役割を担っている。

図１３は支持体５４の上部基準部５８をその背面から示した斜視図である。上述したように、挿入部３２の上端面には略Ｖ字形状に凹んだ上端傾斜部３４が形成され、上端傾斜部３４は下端傾斜部４４に合致可能なＶ字状に交差する２つの左右傾斜面７６，７６と、各左右傾斜面７６，７６の間に位置する面取り面７８とから構成されている。左右傾斜面７６，７６は、下端傾斜部４４の左右傾斜面４６にそれぞれ当接し、上端傾斜部３４及び下端傾斜部４４の協働による楔作用によって支持体５４の芯出しのための下部基準部５６及び上部基準部５８が形成される。

図１４は支持体５４をその正面から上部基準部５８を透視して示した斜視図である。上部基準部５８は、各鍔部３８に形成され、装置側ブラケット１０における上下方向、換言すると、装置側ブラケット１０に対するフレーム側ブラケット８の装着方向に平行な略矩形状をなす垂直面８０，８０と、各鍔部３８の側面から挿入部３２の側面に亘って形成される側部傾斜面８２，８２とから構成されている。

図１５は図８の支持体５４の上部基準部５８におけるＣ−Ｃ方向断面図を示している。上部基準部５８では、垂直面８０，８０が溝部１６の中途に形成された段差面８４，８４にそれぞれ当接し、側部傾斜面８２，８２は鍔収容部２２の内面８６，８６に当接するものの、垂直面４８は面取り面７８に非接触となっている。
このように、上部基準部５８では、垂直面４８及び面取り面７８を除いた、垂直面８０，８０及び段差面８４，８４、側部傾斜面８２，８２及び内面８６，８６の２組の面々が互いに当接することにより、上部基準部５８における上下方向及び前後方向の位置が規定され、当該２組の面々の交差する点が上部基準部５８の位置決めのための基準点Ｐ２となる。なお、基準点Ｐ２は基準点Ｐ１と垂直な位置関係にあり、垂直面４８及び面取り面７８はフレーム側ブラケット８及び装置側ブラケット１０の寸法公差及び組み付け誤差によって生じる基準点Ｐ２のずれを許容する役割を担っている。

図１６は支持体５４の上部基準部５８を透視して示した側面図である。上述したように装置側ブラケット１０に対して押付部材１２を押し付けた状態では、押付部材１２の下端はフレーム側ブラケット８の上端に隙間Ｇを有して非接触となっているため、ボルト４２の締め付けトルクを調整することで、押付部材１２の装置側ブラケット８に対する押し付け力、ひいては装置側ブラケット８のフレーム側ブラケット８に対する押し付け力を所定範囲で調整することができる。

また、フレーム側ブラケット８の背面側上部には上方に突出した規制部８８が設けられ、押付部材１２がフレーム側ブラケット８に規制部８８において接触することにより、上端傾斜部３４及び下端傾斜部４４の協働による楔作用によってボルト４２に図１６で見て水平方向の力、すなわちボルト４２に対する剪断力が直接に作用するのを防ぎ、ボルト４２の折損を防止している。

以上のように本実施形態の排気後処理装置２の支持構造１は、装置側ブラケット１０の挿入部３２をフレーム側ブラケット８の溝部１６に挿入した状態において上方から装置側ブラケット１０を押付部材１２で押さえ付けるだけで、装置側ブラケット１０の下部芯出し部３６及び上部芯出し部４０がフレーム側ブラケット８の下部誘導部１８及び上部誘導部２４によって誘導され、装置側ブラケット１０をフレーム側ブラケット８に対し容易に且つ高精度に位置決め固定することができる。

また、面取り面６２，６２，６４，６９，６９，７０はフレーム側ブラケット８及び装置側ブラケット１０の寸法公差及び組み付け誤差によって生じる基準点Ｐ１のずれを許容し、更に垂直面４８及び面取り面７８はフレーム側ブラケット８及び装置側ブラケット１０の寸法公差及び組み付け誤差によって生じる基準点Ｐ２のずれを許容する役割を担っていることから、支持構造１を構成する各部材の寸法公差及び組み付け誤差を容易に許容しつつ排気後処理装置２を高精度に組み付けることができる。

また、排気後処理装置２の支持を３部材という少ない部材によって行うことができるため、支持構造１の小型化、軽量化、及び簡素化を実現しながら排気後処理装置２の組み付け性を向上し、ひいては車両の生産性及び燃費を向上することができる。
本発明は、上述の実施形態に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
例えば上記実施形態では、支持構造１を２つの支持体５４から構成しているが、３つ以上の支持体５４から支持構造１を構成しても良い。

また、上記実施形態では、隣り合うフレーム側ブラケット８同士、隣り合う装置側ブラケット１０同士がそれぞれフレーム側連結部材１４又は装置側連結部材２８にて連結されており、この場合には、排気後処理装置２の支持構造１の剛性を大幅に高めることができる。しかし、これに限らず、フレーム側連結部材１４又は装置側連結部材２８が存在しなくても良く、装置側ブラケット１０を排気後処理装置２の本体であるケーシング４に直接に取り付けるようにしても良い。この場合であっても支持構造１の小型化、軽量化、及び簡素化を実現しながら排気後処理装置２の組み付け性を向上し、ひいては車両の生産性及び燃費を向上することはできる。

１ 支持構造
２ 排気後処理装置
６ フレーム
６ａ 側部
８ フレーム側ブラケット
１０ 装置側ブラケット
１２ 押付部材
１４ フレーム側連結部材
１６ 溝部
１８ 下部誘導部
２０ 内底部
２２ 鍔収容部
２４ 上部誘導部
２８ 装置側連結部材
３２ 挿入部
３４ 上端傾斜部
３６ 下部芯出し部
３８ 鍔部
４０ 上部芯出し部
４４ 下端傾斜部
５４ 支持体

Claims (6)

1. 車両のフレームの側部に複数並設され、下端が閉じられるとともに上下方向に延びた溝部を有するフレーム側ブラケットと、
   排気後処理装置の本体に複数並設され、前記各フレーム側ブラケットの前記溝部にそれぞれ上方から挿入可能に上下方向に延びた挿入部を有する装置側ブラケットと、
   前記挿入部を前記溝部に挿入した状態で上方から前記装置側ブラケットを押さえ付けることで前記装置側ブラケットを前記フレーム側ブラケットに対し位置決め固定する押付部材と
   からなることを特徴とする排気後処理装置の支持構造。
2. 前記装置側ブラケットは、その前記挿入部の上端に上端傾斜部を有し、
   前記押付部材は、その下端に下端傾斜部を有し、
   前記挿入部を前記溝部に挿入した状態で上方から前記装置側ブラケットを前記押付部材で押さえ付けることにより、前記上端傾斜部及び前記下端傾斜部の協働による楔作用によって、前記装置側ブラケットが前記フレーム側ブラケットに対し芯出しされた正規位置に導かれて固定されることを特徴とする請求項１に記載の排気後処理装置の支持構造。
3. 前記装置側ブラケットは、その前記挿入部の下端に下部芯出し部を有し、
   前記フレーム側ブラケットには、その前記溝部の下端に下部誘導部を有する内底部が形成され、
   前記挿入部を前記溝部に挿入した状態で上方から前記装置側ブラケットを前記押付部材で押さえ付けることにより、前記下部芯出し部が前記下部誘導部に誘導され、前記装置側ブラケットの下部が正規位置に導かれて固定されることを特徴とする請求項２に記載の排気後処理装置の支持構造。
4. 前記装置側ブラケットには、前記挿入部の上端両側に上部芯出し部を有する鍔部が形成され、
   前記フレーム側ブラケットには、前記鍔部を上方から収容可能に前記溝部を拡張して形成されるとともに内側に上部誘導部を有する鍔収容部が形成され、
   前記挿入部を前記溝部に挿入するとともに前記鍔部を前記鍔収容部に収容した状態で上方から前記装置側ブラケットを前記押付部材で押さえ付けることにより、前記上部芯出し部が前記上部誘導部に誘導され、前記装置側ブラケットの上部が正規位置に導かれて固定されることを特徴とする請求項２又は３に記載の排気後処理装置の支持構造。
5. 隣り合う前記フレーム側ブラケット同士はフレーム側連結部材にて連結されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の排気後処理装置の支持構造。
6. 隣り合う前記装置側ブラケット同士は装置側連結部材にて連結されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の排気後処理装置の支持構造。

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