JP2021095900A

JP2021095900A - 管状構造物の支持ブラケット

Info

Publication number: JP2021095900A
Application number: JP2019229052A
Authority: JP
Inventors: 公子大貫; Kimiko ONUKI; 修平長島; Shuhei Nagashima
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-06-24
Also published as: CN115151717A; WO2021125270A1

Abstract

【課題】管状構造物に対するブラケットの保持強度の向上を図る。【解決手段】管状構造物３０の支持ブラケット４０であって、管状構造物３０の外周面のうち、周方向の少なくとも半周以上の部位に接合される第１凹部４２Ａ及び、該第１凹部４２Ａの両端部から延びる一対の第１接合部４３，４４を有する第１分割体４１と、管状構造物３０の外周面のうち、周方向の第１凹部４２Ａが接合されていない残りの部位に接合されて第１凹部４２Ａと対向する第２凹部４６Ａ及び、第２凹部４６Ａの両端部から延びて第１接合部４３，４４に接合される一対の第２接合部４７，４８を有する第２分割体４５と、を備え、第１分割体４１又は第２分割体４５の少なくとも一方を固定体１０に取り付けることにより、管状構造物３０を固定体１０に保持する。【選択図】図３

Description

本開示は、管状構造物の支持ブラケットに関し、特に、エンジンの排気管や吸気管の固定保持に好適な技術に関するものである。

エンジンの周囲には排気管や吸気管が配されており、これら排気管や吸気管はブラケットを介してエンジン本体部や車体フレーム等に取り付けられる。例えば、特許文献１〜３には、管状構造物の外周に沿うように湾曲する鍔部を備え、該鍔部を管外周に溶接することにより、管状構造物を固定するようにしたブラケットが開示されている。

特開２０１０−９６０９７号公報国際公開第２０１７／１３０２８９号国際公開第２０１７／１５４２０６号

上記文献記載のブラケットでは、鍔部を管外周の一部に溶接するのみである。このため、エンジンから伝達される振動や車両走行に伴う振動に対して、十分な保持強度を確保できない可能性がある。

保持強度を確保するには、ブラケットに管外径と略同径の円形穴を穿設し、該円形穴の周縁を管外周に溶接することが考えらえる。しかしながら、排気管や吸気管の管状構造物の両端には、管外径よりも大径のフランジが設けられるのが一般的であり、ブラケットの円形穴に管状構造物を容易に挿入することができないといった課題がある。

本開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、管状構造物に対するブラケットの保持強度の向上を図ることを目的とする。

本開示の技術は、管状構造物の支持ブラケットであって、前記管状構造物の外周面のうち、周方向の少なくとも半周以上の部位に接合される第１凹部及び、該第１凹部の両端部から延びる一対の第１接合部を有する第１分割体と、前記管状構造物の外周面のうち、周方向の前記第１凹部が接合されていない残りの部位に接合されて前記第１凹部と対向する第２凹部及び、該第２凹部の両端部から延びて前記第１接合部に接合される一対の第２接合部を有する第２分割体と、を備え、前記第１分割体又は前記第２分割体の少なくとも一方を固定体に取り付けることにより、前記管状構造物を前記固定体に保持することを特徴とする。

また、前記管状構造物が円筒状に形成されており、前記第１凹部及び前記第２凹部が、前記管状構造物の外周面に沿う半円弧状に形成されており、前記第１接合部と前記第２接合部とを接合すると、前記第１凹部及び前記第２凹部の円弧内周面によって前記管状構造物の外径と同径の円形穴が形成されることが好ましい。

また、前記第１接合部には、前記第１凹部が前記管状構造物の外周面に接合された状態で、該管状構造物の外周面よりも径方向外側に窪む第１切り欠き部が設けられていることが好ましい。

また、前記第２接合部には、前記第２凹部が前記管状構造物の外周面に接合された状態で、該管状構造物の外周面よりも径方向外側に窪む第２切り欠き部が設けられていることが好ましい。

また、前記固定体がエンジンであり、前記管状構造物が前記エンジンの排気を流通させる排気管又は、前記エンジンの吸気を流通させる吸気管であってもよい。

本開示の技術によれば、管状構造物に対するブラケットの保持強度の向上を図ることができる。

本実施形態に係る支持ブラケットを用いてエンジン側部に組み付けられた排気管を示す模式的な斜視図である。本実施形態に係る支持ブラケットの模式的な分解斜視図である。本実施形態に係る支持ブラケットを排気管に取り付けた状態を示す模式的な斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る管状構造物の支持ブラケットを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係る支持ブラケット４０を用いてエンジン側部に組み付けられた排気管（管状構造物）３０を示す模式的な斜視図である。

図１に示すように、エンジン１０は、下側から順に、オイルパン１１、クランクケース１２、シリンダブロック１３、シリンダヘッド１４等を含むエンジン本体部を有する。シリンダブロック１３には、何れも不図示のピストンを往復移動自在に収容するシリンダが設けられている。シリンダヘッド１４には、不図示の排気ポートが設けられており、シリンダヘッド１４の側部には、排気ポートから排出される排気を集合させる不図示の排気マニホールドが設けられている。

排気マニホールドには、過給機２０が設けられている。具体的には、過給機２０は、排気マニホールドに接続されたタービンハウジング２１と、不図示の吸気管が接続されるコンプレッサハウジング２２とを備えている。タービンハウジング２１には、排気管３０（本開示の管状構造物の一例）が接続されている。

排気管３０は、略円筒状の直線状管部３１と、直線状管部３１の上流端に設けられた上流側湾曲管部３２と、直線状管部３１の下流端に設けられた下流側湾曲管部３３とを一体的に備えている。上流側湾曲管部３２の開口縁には、タービンハウジング２１にボルト・ナット等で締結固定される上流端フランジ部３４が設けられている。また、下流側湾曲管部３３の開口縁には、不図示の排気浄化ユニット等にボルト・ナット等で締結固定される下流端フランジ部３５が設けられている。これらフランジ部３４，３５は、管部３１，３２，３３の外径よりも大径に形成されている。

本実施形態の支持ブラケット４０は、排気管３０の固定保持に用いられる。具体的には、支持ブラケット４０は、略半円弧状の第１分割体４１と、略半円弧状の第２分割体４５とを備えている。

第１分割体４１及び、第２分割体４５は、互いに円弧内周面を向かい合わせて接合されることにより、排気管３０の直線状管部３１の管外径と略同径の円形穴を形成する。この円形穴の周縁を直線状管部３１の外周に溶接（例えば、ライン溶接）することにより、支持ブラケット４０は排気管３０に取り付けられる。排気管３０及び支持ブラケット４０は、排気管３０を組み付けるよりも前に、これらを予めプレアッセンブリしておくことが好ましい。

なお、支持ブラケット４０を取り付ける位置は、直線状管部３１に限定されず、上流側湾曲管部３２や下流側湾曲管部３３であってもよい。また、支持ブラケット４０の個数は一個に限定されず、排気管３０の管軸長さに応じて適宜個数とすることができる。

本実施形態において、排気管３０は、エンジン１０の側部に設けられた台座１８（固定体の一例）に支持ブラケット４０を取り付けられることにより固定保持される。具体的には、台座１８には、不図示の雌ネジ穴、又は、不図示のボルト挿通穴の裏面に固定された裏面ナットが設けられている。また、支持ブラケット４０の第１分割体４１には、ボルト挿通穴４９（図２参照）が貫通形成されている。排気管３０は、予めプレアッセンブリされた支持ブラケット４０の第１分割体４１を、台座１８にボルト１９等で締結することにより、エンジン１０の側部に組み付けられるようになっている。

なお、排気管３０の組み付け手順は、支持ブラケット４０を台座１８に固定した後に、上流端フランジ部３４をタービンハウジング２１に固定してもよく、或いは、これらの順序を入れ替えて組み付けてもよい。

また、支持ブラケット４０を固定する箇所は、台座１８に限定されず、シリンダブロック１３やクランクケース１２等に穿設された雌ネジ穴にボルト締結で直接的に固定してもよい。また、支持ブラケット４０を不図示のシャシフレーム等に固定してもよい。また、支持ブラケット４０は、排気管３０の固定に限定されず、不図示の吸気管、排気を吸気系に還流させる排気還流管等、他の管状構造物の固定に適用することも可能である。

以下、支持ブラケット４０の詳細を、図２及び、図３に基づいて説明する。

［支持ブラケット］
図２は、本実施形態に係る支持ブラケット４０の模式的な分解斜視図であり、図３は、本実施形態に係る支持ブラケット４０を排気管３０に取り付けた状態を示す模式的な斜視図である。

第１分割体４１は、半円弧状（半円形状）の第１湾曲凹部４２Ａを有する第１ベース部４２と、一対の第１接合部４３，４４とを備えている。

第１湾曲凹部４２Ａの内周面は、直線状管部３１の外周面と略同一の曲率半径で形成されており、好ましくは、直線状管部３１の外周の略半分の長さで形成されている。第１ベース部４２には、先述のボルト１９を挿通させる一対のボルト挿通穴４９が設けられている。

一対の第１接合部４３，４４は、第１ベース部４２の両端から第１湾曲凹部４２Ａの内周面の略接線方向に向けて延設されている。これら第１接合部４３，４４には、第１湾曲凹部４２Ａの内周面によって定められる仮想円（破線参照）よりも径方向外側に所定深さで窪む切り欠き部４３Ａ，４４Ａがそれぞれ設けられている。

第２分割体４５は、半円弧状（半円形状）の第２湾曲凹部４６Ａを有する第２ベース部４６と、一対の第２接合部４７，４８とを備えている。

第２湾曲凹部４６Ａの内周面は、直線状管部３１の外周面と略同一の曲率半径で形成されており、好ましくは、直線状管部３１の外周の略半分の長さで形成されている。一対の第２接合部４７，４８は、第２ベース部４６の両端から第２湾曲凹部４６Ａの内周面の略接線方向に延設されている。これら第２接合部４７，４８には、第２湾曲凹部４６Ａの内周面によって定められる仮想円（破線参照）よりも径方向外側に所定深さで窪む切り欠き部４７Ａ，４８Ａがそれぞれ設けられている。

支持ブラケット４０は、図３に示すように、第１湾曲凹部４２Ａ及び第２湾曲凹部４６Ａの内周面を対向させた状態で、第１接合部４３，４４と第２接合部４７，４８とを互いに重ね合わせて溶接等で接合すると、これら第１湾曲凹部４２Ａ及び第２湾曲凹部４６Ａの内周面によって直線状管部３１の外周面と略同径の円形穴を形成するように構成されている。なお、図中において、太線Ｌ１，Ｌ２は、第１接合部４３，４４と第２接合部４７，４８とを接合する溶接ラインを示している。図示例においては、第１接合部４３，４４を上側、第２接合部４７，４８を下側としているが、これらの上下関係は入れ替えてもよい。

このように、第１分割体４１の第１湾曲凹部４２Ａと、第２分割体４５の第２湾曲凹部４６Ａとによって、直線状管部３１を接触状態で挟み込んだ状態で、図中太線Ｌ３，Ｌ４で示すように、第１湾曲凹部４２Ａ及び第２湾曲凹部４６Ａの周縁を直線状管部３１の外内周に溶接することにより、支持ブラケット４０が排気管３０に強固に取り付けられるようになっている。

この際、第１接合部４３，４４には切り欠き部４３Ａ，４４Ａがそれぞれ設けられ、第２接合部４７，４８には切り欠き部４７Ａ，４８Ａがそれぞれ設けられているため、不図示の溶接装置の先端を各湾曲凹部４２Ａ，４６Ａの両端部に容易に挿入できるようになっている。すなわち、各湾曲凹部４２Ａ，４６Ａの周縁を直線状管部３１の外周の略全周に亘って周方向に溶接できるように構成されている。

これにより、部分的に溶接する従来技術に比べ、支持ブラケット４０と直線状管部３１との溶接面を効果的に確保できるようになり、結果として、排気管３０の保持強度を確実に向上することが可能になる。

［その他］
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。

例えば、支持ブラケット４０の分割数は、第１分割体４１及び第２分割体４５を備える２個に限定されず、排気管３０の管径に応じて３個以上としてもよい。

また、第１分割体４１及び第２分割体４５は、互いに第１接合部４３，４４と第２接合部４７，４８とを溶接により接合されるものとして説明したが、これらをボルト・ナット等で締結固定してもよい。

また、第１分割体４１及び第２分割体４５は、それぞれ半円弧状の湾曲凹部４２Ａ，４６Ａを有するものとして説明したが、排気管３０の少なくとも一部に直線状の平面部が設けられる場合には、かかる形状に沿うように湾曲凹部４２Ａ，４６Ａの一部を平面状に形成してもよい。

また、本開示の適用は、エンジン１０の排気管３０や吸気管等に限定されず、他の管状構造物の固定にも広く適用することが可能である。

１０エンジン（固定体）
１８台座（固定体）
３０排気管（管状構造物）
３１直線状管部
４０支持ブラケット
４１第１分割体
４２第１ベース部
４２Ａ第１湾曲凹部（第１凹部）
４３，４４第１接合部
４３Ａ，４４Ａ切り欠き部（第１切り欠き部）
４５第２分割体
４６第２ベース部
４６Ａ第２湾曲凹部（第２凹部）
４７，４８第２接合部
４７Ａ，４８Ａ切り欠き部（第２切り欠き部）
４９ボルト挿通穴

Claims

管状構造物の支持ブラケットであって、
前記管状構造物の外周面のうち、周方向の少なくとも半周以上の部位に接合される第１凹部及び、該第１凹部の両端部から延びる一対の第１接合部を有する第１分割体と、
前記管状構造物の外周面のうち、周方向の前記第１凹部が接合されていない残りの部位に接合されて前記第１凹部と対向する第２凹部及び、該第２凹部の両端部から延びて前記第１接合部に接合される一対の第２接合部を有する第２分割体と、を備え、
前記第１分割体又は前記第２分割体の少なくとも一方を固定体に取り付けることにより、前記管状構造物を前記固定体に保持する
ことを特徴とする支持ブラケット。
前記管状構造物が円筒状に形成されており、
前記第１凹部及び前記第２凹部が、前記管状構造物の外周面に沿う半円弧状に形成されており、
前記第１接合部と前記第２接合部とを接合すると、前記第１凹部及び前記第２凹部の円弧内周面によって前記管状構造物の外径と同径の円形穴が形成される
請求項１に記載の支持ブラケット。
前記第１接合部には、前記第１凹部が前記管状構造物の外周面に接合された状態で、該管状構造物の外周面よりも径方向外側に窪む第１切り欠き部が設けられている
請求項１又は２に記載の支持ブラケット。
前記第２接合部には、前記第２凹部が前記管状構造物の外周面に接合された状態で、該管状構造物の外周面よりも径方向外側に窪む第２切り欠き部が設けられている
請求項１から３の何れか一項に記載の支持ブラケット。
前記固定体がエンジンであり、前記管状構造物が前記エンジンの排気を流通させる排気管又は、前記エンジンの吸気を流通させる吸気管である
請求項１から４の何れか一項に記載の支持ブラケット。