JP2018103826A - テールパイプのフェイルセーフ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体振動等でボルト緩みが発生しテールパイプが外れた場合であっても、テールパイプ周辺の車載機器への熱害を防ぐことができるテールパイプのフェイルセーフ構造を提供すること。【解決手段】車両１のフレーム１０の側方に配置され、車両１のエンジン５０から排出される排ガスの後処理を行うＡＴＳ６０と、ＡＴＳ６０から排出される排ガスの排気流路を形成し、車外に放出するテールパイプ６１と、テールパイプ６１の少なくとも一部を覆うように設けられるインシュレータ６２と、を含み、インシュレータ６２は、ＡＴＳ６０に固定され、テールパイプ６１がない場合であっても、ＡＴＳ６０より排出される排ガスの排気流路を、テールパイプ６１が形成する排気流路の少なくとも一部と同じ流路とする形状を備える。【選択図】図２

Description

本発明はテールパイプのフェイルセーフ構造に関する。

エンジンを動力源とする車両において、エンジンから排出される排ガスに含まれる微粒子や窒素酸化物を除去して、排ガスを浄化するＡＴＳ（After Treatment System:排ガス後処理装置）が知られている。例えば、特許文献１に開示されたディーゼルトラックでは、排ガス処理装置が車体の下部において、２つのサイドレール間に搭載されている。

ところで、ＡＴＳは、近年の高性能化に伴ってサイズが大型化しており、例えば、図４(ａ)に示すように、車長方向に延びるサイドレールの車幅方向にて外側（側方）に配置されることもある。図４(ａ)では、車両の左サイドレール１１Ｌの左側方にＡＴＳ６０が固定され、ＡＴＳ６０の前面に接続されたテールパイプ６１から排ガスを排出する。テールパイプ６１は、一端がＡＴＳ６０の前面にボルト締結され、他端が車両内側の斜め下方に向くように形状が設定され、排ガスを大気中に排出する。

このとき、排出される排ガスの温度は、４００〜５００℃の高温に達することがある。そのため、ＡＴＳ６０の周辺に搭載された架装物に向けて排ガスが排出されないようにテールパイプ６１の向きが設定されていることは勿論のこと、テールパイプ６１の輻射熱から架装物を保護するために、テールパイプ６１に断熱板としてのインシュレータ６８が装着される。より詳しくは、インシュレータ６８は、図４(ａ)のＤ‐Ｄで示される断面を示した図４(ｂ)の見られるように、テールパイプ６１の外周を挟むように固定された２つの半割れクランプ６９と一体に固定されている。

特開２０１２−２２５１７３号公報

しかしながら、テールパイプの取り付け時にボルト締め付け不良が発生した場合に、車両振動や石などの飛来物による衝撃をきっかけとして、テールパイプがＡＴＳから脱落してしまうことが起こり得る。この場合には、上記のようにインシュレータがテールパイプに取り付けられている構成では、テールパイプと共にインシュレータも脱落してしまうことになる。それによって、ＡＴＳから排出される高温の排ガスの流路を制御できなくなり、ＡＴＳの周辺に搭載された車載機器が熱害により故障する虞が生じる。特に、ＡＴＳの周辺にバッテリ、ブレーキチューブ、又は燃料タンクが配置されている場合には、排ガスによる熱害が被害を拡大させる虞が生じる。

本発明は上記問題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、車体振動等でボルト緩みが発生しテールパイプが外れた場合であっても、テールパイプ周辺の車載機器への熱害を防ぐことができるテールパイプのフェイルセーフ構造を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明に係るテールパイプのフェイルセーフ構造は、車両のフレームの側方に配置され、前記車両の内燃機関から排出される排ガスの後処理を行う排ガス後処理装置と、前記排ガス後処理装置から排出される排ガスの排気流路を形成し、車外に放出するテールパイプと、前記テールパイプの少なくとも一部を覆うように設けられる断熱部材と、を含み、前記断熱部材は、前記排ガス後処理装置に固定され、前記テールパイプがない場合であっても、前記排ガス後処理装置より排出される排ガスの排気流路を、前記テールパイプが形成する前記排気流路の少なくとも一部と同じ流路とする形状を備える。

排ガス後処理装置は、車両の内燃機関から排出される排ガスを車外に放出するテールパイプと、テールパイプの少なくとも一部を覆うように設けられる断熱部材とがそれぞれ独立して接続されている。そのため、万が一、排ガス後処理装置からテールパイプが脱落したとしても、断熱部材は、排ガス後処理装置に接続された状態となる。このとき、排ガスの排気流路は、テールパイプによって制御できなくなるが、断熱部材は、テールパイプが形成していた排気流路の少なくとも一部と同じ排気流路を形成できるように、その形状が設計されている。そのため、排ガス後処理装置が排出する排ガスは、排ガス後処理装置の周辺に搭載された周辺機器に熱害を及ぼすことなく、車外に排出されることになる。

本発明によれば、車体振動等でボルト緩みが発生しテールパイプが外れた場合であっても、テールパイプ周辺の車載機器への熱害を防ぐことができるテールパイプのフェイルセーフ構造を提供することができる。

本発明に係るテールパイプのフェイルセーフ構造が適用された車両の上面構成図である。 本発明に係るインシュレータの設置態様を示す斜視図である。 本発明に係るインシュレータの形状を示す斜視図である。 従来のインシュレータの設置態様を示す構成図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。

図１は、本発明に係るテールパイプのフェイルセーフ構造が適用された車両の上面構成図であって、キャブ、及び荷箱以外の構成を示した概略構成を表す。

車両１は、本実施形態では所謂キャブオーバ型のエンジントラックである。そして、車両１は、全体構成として、フレーム１０、キャブ２０、荷箱３０、及び複数の車輪４０を備える。また、車両１は、駆動系の構成として、「内燃機関」としてのエンジン５０、トランスミッション５１、プロペラシャフト５２、及びディファレンシャル５３を備える。

フレーム１０は、左サイドレール１１Ｌ、右サイドレール１１Ｒ、及び複数のクロスメンバ１２を含む。左サイドレール１１Ｌ、及び右サイドレール１１Ｒは車両１の前後方向に延在し、互いに車幅方向に対して平行に配置される。複数のクロスメンバ１２は、左サイドレール１１Ｌと右サイドレール１１Ｒとを連結し、ラダー型のフレーム１０を一体に構成する。そして、フレーム１０は、キャブ２０、荷箱３０、エンジン５０、及び車両１に搭載されるその他の重量物を支持する。

キャブ２０は、図示しない運転席を含む構造体であり、フレーム１０の前部上方に設けられている。

荷箱３０は、荷物等が積載される構造体であり、フレーム１０の後部上方に設けられている。

車輪４０は、本実施形態では前輪及び後輪として各２つ備えられ、これらの複数の車輪４０のうち一部又は全てが駆動輪として車両１を走行させる。また、車輪４０は、アクスル４１（車軸）を介してフレーム１０に懸架され、車両１の重量を支持する。

エンジン５０は、本実施形態では車両１の走行用動力源としてのディーゼルエンジンであり、キャブ２０の下部で、且つ、フレーム１０の上部に配置されている。エンジン５０で発生した動力は、トランスミッション５１、プロペラシャフト５２、及びディファレンシャル５３等を介し、アクスル４１の内部、又は外部の図示しないアクスルシャフト（回転軸）に伝えられ、車輪４０を駆動させる。

上記した構成要素に加え、本発明に係る車両１は、エンジン５０から排出される排ガスを浄化するための「排ガス後処理装置」としてのＡＴＳ６０、及び圧縮空気を保存するためのエアタンク７０が搭載されている。

ＡＴＳ６０は、図示しないＤＰＦ（Diesel Particulate Filter：ディーゼル微粒子捕集フィルタ）及びＳＣＲ触媒（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）を含む。そして、ＡＴＳ６０は、ＤＰＦにより排ガス中の炭素等からなるパティキュレートマター（ＰＭ）を捕集すると共に、ＳＣＲ触媒により排ガスに含まれるＮＯ_Ｘを無害なＮ_２に還元することによって、車両１から排気する排ガスを浄化する。

エアタンク７０は、図示しないブレーキ機構やエアサスペンション等に使用される圧縮空気を保存する。

次に、ＡＴＳ６０から排ガスを排気する構成について詳細に説明する。図２は、本発明に係るインシュレータ６２の設置態様を示す斜視図である。より詳しくは、図２(ａ)は、ＡＴＳ６０にテールパイプ６１及びインシュレータ６２が接続された状態の斜視図であり、図２(ｂ)は、ＡＴＳ６０からテールパイプ６１が脱落した状態の斜視図である。

図２(ａ)において、ＡＴＳ６０は、車両１の右側方においてフレーム１０の右サイドレール１１Ｒに固定されている。ＡＴＳ６０は、本実施形態においては、エンジン５０から排出される排ガスを、ＡＴＳ６０の車両前方側の面に設けられた流入口から取り込む。また、ＡＴＳ６０は、内部で浄化した排ガスを、ＡＴＳ６０の車両後方側の面に設けられた排出口から排出する。

テールパイプ６１は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、一端がＡＴＳ６０の排出口にボルト締結され、他端が車両１の右斜め後方に開口するように略Ｓ字形状に形成されている。これにより、ＡＴＳ６０から排出される排ガスは、ＡＴＳ６０の周辺に搭載された車載機器に向かうことなく、図２(ａ)中の破線矢印Ａで示される排気流路により車外に放出される。

また、図２(ａ)において、「断熱部材」としてのインシュレータ６２は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）又はアルミニウムからなり、ＡＴＳ６０とテールパイプ６１との接続部を覆うようにＡＴＳ６０に設置されている。このとき、テールパイプ６１及びインシュレータ６２は、それぞれ独立してＡＴＳ６０に固定されており、互いに接触しないように配置されている。そして、インシュレータ６２は、内部を高温の排ガスが通過することによりテールパイプ６１が発熱した場合であっても、ＡＴＳ６０の周囲に搭載された車載機器への輻射熱による熱害を防止する。すなわち、本実施形態では、ＡＴＳ６０の車両後方側に設けられたエアタンク７０を熱害から保護している。

ここで、テールパイプ６１は、例えば、ＡＴＳ６０への取り付け時にボルト締め付け不良が発生した場合には、車両振動や石などの飛来物による衝撃をきっかけとして、ＡＴＳ６０から脱落してしまうことが起こり得る。ＡＴＳ６０からテールパイプ６１が脱落した状態を図２(ｂ)に示す。

図２(ｂ)において、万が一、ＡＴＳ６０からテールパイプ６１が脱落した場合であっても、インシュレータ６２がテールパイプ６１とは別にＡＴＳ６０に接続されていることから、ＡＴＳ６０から排出される排ガスは、インシュレータ６２の形状に沿った流路に誘導されることになる。ここで、インシュレータ６２は、ＡＴＳ６０の排出口を覆うように設置されていると共に、当該排出口から排出される排ガスを図２(ｂ)中の破線矢印Ｂで示される流路により少なくとも車幅方向外側に誘導可能な形状をなしている。

これにより、インシュレータ６２は、ＡＴＳ６０からテールパイプ６１が脱落した場合であっても、図２(ａ)中の破線矢印Ａで示される流路の少なくとも一部と同じ流路で排ガスの排出方向を制御することができる。そのため、インシュレータ６２は、ＡＴＳ６０から排出される排ガスによる熱害から車両１に搭載される周辺機器を保護することができる。

図３は、本発明に係るインシュレータ６２の形状を示す斜視図である。より詳しくは、図３(ａ)は、右サイドレール１１Ｒの上方から斜視した場合のインシュレータ６２を表し、図３(ｂ)は、インシュレータ６２を下方から見た場合の形状を表す。

インシュレータ６２は、本実施形態では、上面に上側接続部材６３が２つ取り付けられている。上側接続部材６３は、耐久性に優れた金属からなり、一方の端部がインシュレータ６２の上面に接続されると共に、他方の端部がＡＴＳ６０の排出口上部に接続されている。

また、インシュレータ６２は、本実施形態では、下面に下側接続部材６４が取り付けられている。下側接続部材６４は、耐久性に優れた金属からなり、一方の端部がインシュレータ６２の下面に接続されると共に、他方の端部がＡＴＳ６０の排出口下部に接続されている。このように、インシュレータ６２は、２つの上側接続部材６３と下側接続部材６４とにより、ＡＴＳ６０に接続されている。

インシュレータ６２は、ＡＴＳ６０からテールパイプ６１が脱落した場合に、ＡＴＳ６０から排出される排ガスの向きを直角に曲げるための湾曲部６５が形成されている。すなわち、湾曲部６５は、ＡＴＳ６０から車両１の後方に向けて排出される排ガスを、車幅方向外側に誘導する形状であり、排ガスがインシュレータ６２内を通過する場合に排ガスの流れを妨げないよう滑らかな曲面で形成されている。

また、図３(ａ)に示されるように、インシュレータ６２には、インシュレータ６２の後方の面、すなわち背面の車幅方向外側の部分を切り欠いた背面切欠き部６６が形成されている。背面切欠き部６６は、図２(ａ)のようにインシュレータ６２内にテールパイプ６１が配置されている状態において、テールパイプ６１の排ガス排出側端部が車両１の斜め後方に向く形状をテールパイプ６１が阻害しないようするために設けられている。

さらに、図３(ｂ)に示されるように、インシュレータ６２は、インシュレータ６２の下面のうち、車幅方向外側に相当する部分において、下面切欠き部６７が形成されている。下面切欠き部６７は、図２(ａ)のようにインシュレータ６２内にテールパイプ６１が配置されている状態において、テールパイプ６１の排ガス排出側端部が車両１の斜め下方に向く形状を阻害しないようにするために設けられている。これは、車両１の車高が高い仕様において、テールパイプ６１の排ガス排出側端部を低い位置に設定する場合にも、インシュレータ６２の設計を変更することなく対応するためである。

以上のように、本発明に係るテールパイプ６１のフェイルセーフ構造は、テールパイプ６１とインシュレータ６２とがＡＴＳ６０にそれぞれ独立して接続されている。そして、万が一、ＡＴＳ６０からテールパイプ６１が脱落したとしても、ＡＴＳ６０に接続されているインシュレータ６２は、テールパイプ６１が形成していた排気流路の少なくとも一部と同じ排気流路を形成できるように、その形状が設計されている。そのため、ＡＴＳ６０から排出される排ガスは、ＡＴＳ６０の周辺に搭載された周辺機器に熱害を及ぼすことなく車外に排出されることになる。従って、例えば車体振動等でボルト緩みが発生しＡＴＳ６０からテールパイプ６１が外れた場合であっても、テールパイプ６１周辺の車載機器への熱害を防ぐことができる。

１ 車両
１０ フレーム
５０ エンジン
６０ ＡＴＳ
６１ テールパイプ
６２、６８ インシュレータ

Claims (1)

1. 車両のフレームの側方に配置され、前記車両の内燃機関から排出される排ガスの後処理を行う排ガス後処理装置と、
   前記排ガス後処理装置から排出される排ガスの排気流路を形成し、車外に放出するテールパイプと、
   前記テールパイプの少なくとも一部を覆うように設けられる断熱部材と、を含み、
   前記断熱部材は、前記排ガス後処理装置に固定され、前記テールパイプがない場合であっても、前記排ガス後処理装置より排出される排ガスの排気流路を、前記テールパイプが形成する前記排気流路の少なくとも一部と同じ流路とする形状を備えることを特徴とするテールパイプのフェイルセーフ構造。
   

Images