JP6809207B2

JP6809207B2 - 車両の熱害防止構造

Info

Publication number: JP6809207B2
Application number: JP2016248656A
Authority: JP
Inventors: 琢也藤井
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: JP2018100654A

Description

本発明は、車両の熱害防止構造に関する。

エンジンを駆動源とする車両では、エンジンの気筒（シリンダ）内での燃焼反応により生成される排気ガスを大気へ排出するために排気管が車両の前後方向に延在して配設される。この排気管には、排気ガス浄化処理装置やサイレンサーが配設されている。

また、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）をエンジンの燃料とする車両では、排気管より車両の車幅方向外側で、かつ、サイレンサーの近傍に燃料タンクが配設される。この燃料タンクは、排気管と燃料タンクの間に車両の前後方向に延在して配設される車体フレームにブラケット等の接続部材を介して接続される。

上記の燃料タンクでは、エンジンから排出される高温の排気ガスの熱により高温化した排気管やサイレンサーからの輻射熱（特にサイレンサーからの輻射熱）による熱害を受ける虞がある。

これに関連して、ＣＮＧ燃料をエンジンの燃料とするものではないが、エンジンの排気マニホールドに連結されたマフラとガソリンタンクとの間に、鋼板等をＬ字形に曲成してなる上下方向の遮熱板がクロスパイプに固設されて配置されているマフラの遮熱構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６２−０１８３２２号公報

ところで、上記のマフラの遮熱構造では、マフラからの輻射熱を受けて遮熱板が高い温度になり、遮熱板の放熱が不十分であると、この遮熱板からの輻射熱がガソリンタンクに伝達されてしまい、遮熱板による防熱効果が不十分になる虞がある。

本発明の目的は、車両の排気管に配設したサイレンサー等の熱源部材と燃料タンクの間に設けられている熱伝達部材の放熱を促進して、熱源部材の熱の伝達により燃料タンクが熱害を受けるのを防止できる車両の熱害防止構造を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の車両の熱害防止構造は、車両の上下方向から見て燃料タンクと前記車両の動力源である内燃機関の排気ガスによって加熱される熱源部材との間に配置された熱伝達部材が前記熱源部材により直接的にまたは間接的に受熱し、受熱した熱を前記燃料タンクへ放熱する構成である車両の熱害防止構造において、前記熱伝達部材に、前記車両の上下方向に形成される貫通孔部を有した対流放熱機構を備え、前記対流放熱機構による煙突効果で生じた該貫通孔部の下方向から上方向に抜ける上昇気流に対流伝熱することにより当該熱伝達部材の熱を放熱する構成である。

本発明の車両の熱害防止構造によれば、排気管やサイレンサー等の熱源部材と燃料タンクの間の熱伝達部材に備えた対流放熱機構により、熱伝達部材の熱を貫通孔部の下方向から上方向に抜ける上昇気流に対流伝熱するので、熱伝達部材の熱を上昇気流に伝熱して、熱伝達部材が高い温度になるのを抑制できるので、熱源部材から燃料タンクへの熱伝達を大幅に低減することができる。

その結果、車両の排気管に配設したサイレンサー等の熱源部材と燃料タンクの間に設けた熱伝達部材の放熱を促進して、熱源部材の熱の伝達により燃料タンクが熱害を受けるのを防止できる。

本発明の車両の熱害防止構造を車両の前方から見た模式図である。図１をＡ方向から見た車両の熱害防止構造の上面図である。図１をＢ方向から見た車両の熱害防止構造の側面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の車両の熱害防止構造について、図面を参照しながら説明する。なお、図１〜図３に示す、Ｘ方向は車両の前後方向（正方向が車両の前方方向）を示し、Ｙ方向は車両の幅方向（車幅方向、正方向が車両の外側から内側への方向）を示し、Ｚ方向は車両の上下方向（正方向が車両の上方向）を示している。また、図３では、後述する燃料タンク３０、プロペラシャフト２０及びセンターベアリング２１の図示を省略している。

図１、図２に示すように、本発明の車両の熱害防止構造を備える車両では、排気管１０と、サイレンサー（熱源部材）１１と、遮熱板１２と、プロペラシャフト２０と、センターベアリング２１を備えている。排気管１０は、車両の動力源であるエンジン（内燃機関、図示しない）の排気マニホールドに接続されて、エンジンの気筒（シリンダ）内から排気マニホールドに流出した排気ガスＧを大気へ排出するための装置である。この排気管１０は、プロペラシャフト２０より車両の車幅方向外側（Ｙ方向負側）かつ下側（Ｚ方向負側）で、車両の前後方向（Ｘ方向）に延在して配設される。

また、排気管１０には、排気ガス浄化処理装置（図示しない）やサイレンサー１１が配設される。サイレンサー１１は、排気ガスＧが排気管１０を通過する際の排気音を消音する装置である。また、サイレンサー１１とプロペラシャフト２０の間には、サイレンサー１１からの輻射熱がプロペラシャフト２０に伝達されるのを防止するために遮熱板１２が備えられる。遮熱板１２は、アルミニウム等の遮熱性の高い材料で構成される板形状の部材である。

プロペラシャフト２０は、エンジンの動力を伝達されたトランスミッションに接続されて、エンジンの動力を、ドライブシャフト（図示しない）等を介して各車輪（図示しない）に伝達する装置である。このプロペラシャフト２０は、車両の車幅方向（Ｙ方向）中央で、かつ、車両の前後方向（Ｘ方向）に延在して配設され、サイレンサー１１と平行に配置される。また、プロペラシャフト２０にはセンターベアリング２１が配設される。このセンターベアリング２１は、サイレンサー１１より車両の後方（Ｘ方向負側）に配設される。

また、図１〜図３に示すように、排気管１０より車両の車幅方向外側（Ｙ方向負側）に車体フレーム３１を車両の前後方向（Ｘ方向）に延在して配設するとともに、この車体フレーム３１より車両の車幅方向外側（Ｙ方向負側）で、かつ、サイレンサー１１の近傍に燃料タンク３０を配設する。この燃料タンク３０は、車両の前後方向（Ｘ方向）に延在して配設される、圧縮天然ガス燃料を貯蓄する大小の第１燃料ボンベ３０Ａ、第２燃料ボンベ３０Ｂを各一個ずつ備える装置で、車体フレーム３１にブラケット等の接続部材３２を介して接続されている。また、サイレンサー１１から燃料タンク３０への熱移動を防止する遮熱板（遮蔽部材）３４が、サイレンサー１１と燃料タンク３０の間で、車両の前後方向（Ｘ方向）に延在し、かつ、車両の上下方向（Ｚ方向）でサイレンサー１１を覆う形状で、車体フレーム３１に備えられる。

そして、本発明の車両の熱害防止構造では、図１〜図３に示すように、車体フレーム（熱伝達部材）３１において、燃料タンク３０に面する部分に、車両の上下方向（Ｚ方向）に形成される貫通孔部を有する対流放熱機構３３を備える。この対流放熱機構３３は、貫通孔部の下方向から上方向に抜ける上昇気流に対流伝熱することにより、この車体フレーム３１の熱を放熱する。より詳細には、図１、図３に示すように、サイレンサー１１の底部（Ｚ方向の最下端）と同じ高さまたは底部より下側から、燃料タンク３０の上部（Ｚ方向の最上端）と同じ高さまたは上部より上側に至るまで、貫通孔部が形成されるように構成する。すなわち、サイレンサー１１の熱Ｈで加熱された車体フレーム３１の熱を、貫通孔部の煙突効果により上昇気流ＲＡを形成して、この熱伝達された空気を車両上下方向上側（Ｚ方向上側）の空間に排出するように、対流放熱機構３３を構成する。

図１〜図３では、対流放熱機構３３をＸ−Ｙ平面でハット形状のブラケットとして構成している。また、対流放熱機構３３は、サイレンサー１１から燃料タンク３０へのＹ方向の熱の移動を防止するために、車体フレーム３１に遮熱板３４と車両の前後方向（Ｘ方向）で隣接して配置する。対流放熱機構３３と遮熱板３４は、アルミニウム等の遮熱性の高い材料で構成される。

なお、貫通孔部のＸ−Ｙ平面での断面の形状は、四角形でも円形でもよく、特に限定されないが、この断面の面積（断面積）については、貫通孔部で上昇気流が発生し易いように、貫通孔部を通過する気体の流量に応じた面積に設定する必要がある。また、本実施形態では、対流放熱機構３３と遮熱板３４を隣接して配置しているが、遮熱板３４を熱伝達部材としてこの遮蔽板３４に対流放熱機構３３を設けてもよい。また、単一の貫通孔部では不十分な場合は、貫通孔部を複数備えた対流放熱機構３３としてもよい。

また、本発明の車両の熱害防止構造では、図１〜図３に示すように、車体フレーム３１と燃料タンク３０を接続する接続部材（熱伝達部材）３２の構造の一部を、対流放熱機構３３と同様の構造及び機能を備えるように構成してもよい。すなわち、接続部材３２に、対流放熱機構３３の貫通孔部と同様の第２貫通孔部を形成して、この形成した第２貫通孔部に第２上昇気流ＲＡ２を形成するようにしてもよい。この場合は、２つの上昇気流ＲＡ、ＲＡ２により、サイレンサー１１からの熱Ｈにより高温化された熱伝達部材の熱をサイレンサー１１及び燃料タンク３０より車両上下方向上側の空間に排出することができるので、サイレンサー１１周辺で高温化された熱伝達部材の熱が燃料タンク３０に伝達されることを抑制することができる。

なお、接続部材３２に形成した第２貫通孔部で発生させる第２上昇気流ＲＡ２のみで、サイレンサー１１周辺での高温の空気の滞留を十分に防止できるのであれば、新たに、対流放熱機構３３を設ける必要はなく、対流放熱機構３３を配置する予定のスペースまで遮熱板３４を拡張してもよい。

以上より、本発明の車両の排熱遮蔽構造によれば、サイレンサー１１と燃料タンク３０の間の車体フレーム３１に備えた対流放熱機構３３により、車体フレーム３１の熱を貫通孔部の下方向から上方向に抜ける上昇気流に対流伝熱するので、車体フレーム３１の熱を上昇気流に伝熱して、車体フレーム３１が高い温度になるのを抑制できるので、サイレンサー１１から燃料タンク３０への熱伝達を大幅に低減することができる。

その結果、車両の排気管１０に配設したサイレンサー１１と燃料タンク３０の間に設けた車体フレーム３１の放熱を促進して、サイレンサー１１の熱の伝達により燃料タンク３０が熱害を受けるのを防止できる。

１０排気管
１１サイレンサー
１２プロペラシャフト側の遮熱板
２０プロペラシャフト
２１センターベアリング
３０燃料タンク
３０Ａ第１燃料ボンベ
３０Ｂ第２燃料ボンベ
３１車体フレーム
３２接続部材（ブラケット）
３３対流放熱機構
３４燃料タンク側の遮熱板
ＲＡ上昇気流
ＲＡ２第２上昇気流
Ｈサイレンサーからの熱
Ｇ排気ガス

Claims

車両の上下方向から見て燃料タンクと前記車両の動力源である内燃機関の排気ガスによって加熱される熱源部材との間に配置された熱伝達部材が前記熱源部材により直接的にまたは間接的に受熱し、受熱した熱を前記燃料タンクへ放熱する構成である車両の熱害防止構造において、
前記熱伝達部材に、前記車両の上下方向に形成される貫通孔部を有した対流放熱機構を備え、前記対流放熱機構による煙突効果で生じた該貫通孔部の下方向から上方向に抜ける上昇気流に対流伝熱することにより当該熱伝達部材の熱を放熱する構成である車両の熱害防止構造。
前記熱源部材が排気管に設けたサイレンサーである場合に、前記対流放熱機構は、前記車両の上下方向から見て前記燃料タンクを支持する接続部材と前記熱伝達部材における前記サイレンサーに対向する部分との間に配設されている請求項１に記載の車両の熱害防止構造。
前記熱伝達部材として車体フレーム、前記車体フレームに接続されて前記燃料タンクを支持する接続部材、および、前記車体フレームに備えられて前記熱源部材から前記燃料タンクへの輻射熱を遮蔽する遮蔽部材が前記車両の上下方向からみて前記燃料タンクと前記熱源部材との間に配置された場合に、前記車体フレーム、前記接続部材、および、前記遮蔽部材のうちの少なくとも一つに前記対流放熱機構を備える請求項１または２に記載の車両の熱害防止構造。