JP2009078591A - 排気浄化装置の設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】搭載物の設置スペースに対して何ら制限を及ぼすことなく排気浄化装置を設置でき、排気浄化装置の搭載レイアウトを共用化する要請にも十分に対応できる排気浄化装置の設置構造を提供する。
【解決手段】下流側ケーシング２４を十分な剛性を有するように製作して左右のサイドフレーム２間に配設し、下流側ケーシング２４の左右両端をブラケット２８を介して左右のサイドフレーム２に対して連結してクロスメンバとして機能させる。
【選択図】図３

Description

本発明は排気浄化装置の設置構造に係り、詳しくは車体フレームを備えた車両における排気浄化装置の設置構造に関するものである。

近年、車両には大気汚染の防止を目的とした種々の排気浄化装置が搭載されており、燃料タンクやスペアタイヤ等の設置を妨げることなく、これらの排気浄化装置のための新たな設置スペースを確保することが難しくなりつつある。例えばトラック等の車体フレームを採用した車両では、乗用以外の用途を目的としたダンプの架装リンクやパワーゲートの駆動機構等を搭載する必要があることも相俟って、特に車体の前後長が短い小型トラック等では、車体フレーム上に新たに排気浄化装置の設置スペースを確保することが一層困難となり、その対策として、例えば特許文献１の技術が提案されている。

上記特許文献１では、左右一対のサイドフレームを複数のクロスメンバにより相互に連結して車体フレームを構成し、一方のサイドフレームを挟んだ左右両側にマフラと触媒装置とを並列配置することにより、マフラと触媒装置との間の排気管長さの短縮化を図っている。
実開平６−６３８１８号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、ホイールベースの短いトラック等に適合するように、マフラと触媒装置との間の排気管長さを短縮しただけであり、サイドフレームの一側に触媒装置の設置スペースを確保する必要があることに相違ない。結果として排気浄化装置の設置スペースの確保に関して何ら解決してはおらず、逆に言えば、触媒装置を設置することにより、燃料タンクやスペアタイヤ等、或いはダンプ架装リンクやパワーゲートの駆動機構等の搭載物の設置スペースが制限されてしまう問題が発生した。

この問題は、排気浄化装置の搭載レイアウトの共用化を妨げる要因にもなる。例えば、ダンプ車両とパワーゲート付き車両とで排気浄化装置の搭載レイアウトを共用化した場合、ダンプ架装リンクを設置すべきスペースとパワーゲート駆動機構を設置すべきスペースとを共に空きスペースとして確保する必要があることから、車体フレーム上に必要な搭載物の設置スペースが一層拡大し、その上で排気浄化装置を設置した場合には、何れかの搭載物のための設置スペースが制限されてしまう場合がある。このような理由から、排気浄化装置の搭載レイアウトの共用化を実現することが困難となり、ひいては車両の製造コストを高騰させる要因にもなっていた。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、搭載物の設置スペースに対して何ら制限を及ぼすことなく排気浄化装置を設置でき、排気浄化装置の搭載レイアウトを共用化する要請にも十分に対応することができる排気浄化装置の設置構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、車両の前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、両サイドフレーム間において左右方向に延びるように配設されて両サイドフレームを相互に連結し、サイドフレームと協調して車体フレームを構成するクロスメンバと、車体フレーム上に配設され、エンジンから排出される排ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた車両において、排気浄化装置のケーシングはクロスメンバの位置で左右方向に延びるように配設され、ケーシングにより両サイドフレームを相互に連結したものである。

従って、排気浄化装置のケーシングが左右のサイドフレームを連結するクロスメンバとしての機能を奏するため、新たに排気浄化装置を設置するためのスペースを特に確保する必要がなくなり、排気浄化装置や各種搭載物を車体フレーム上に設置する際の自由度が拡大される。
つまり、排気浄化装置の搭載レイアウトを複数車種で共用化した場合でも、本来の排気浄化装置が設置されていたスペースを各車種で要求される搭載物の設置に活用できることから、その要請に十分に対応可能となる。

請求項２の発明は、車両の前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、両サイドフレーム間において左右方向に延びるように配設されて両サイドフレームを相互に連結し、サイドフレームと協調して車体フレームを構成するクロスメンバと、車体フレーム上に配設され、エンジンから排出される排ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた車両において、クロスメンバは内部に空間を形成する断面形状をなし、空間内に上記排気浄化装置を収容したものである。

従って、排気浄化装置のケーシングが左右のサイドフレームを連結するクロスメンバの空間内に収容されるため、新たに排気浄化装置を設置するためのスペースを特に確保する必要がなくなり、排気浄化装置や各種搭載物を車体フレーム上に設置する際の自由度が拡大される。
つまり、排気浄化装置の搭載レイアウトを複数車種で共用化した場合でも、本来の排気浄化装置が設置されていたスペースを各車種で要求される搭載物の設置に活用できることから、その要請に十分に対応可能となる。

請求項３の発明は、請求項２において、排気浄化装置の外側面とクロスメンバの内側面との間に断熱材が介装されたものである。
従って、断熱材により排気浄化装置からクロスメンバへの放熱が防止されるため、排気浄化装置は常に良好な浄化作用を奏する温度域に保持される。
請求項４の発明は、請求項２において、クロスメンバが、一側方に開口する断面略コ字状をなして内部の空間内に排気浄化装置を収容したものである。

従って、クロスメンバは一側方へのみ開口しているため、十分な剛性を有して車体フレームの剛性低下が抑制され、また、クロスメンバの一側方への開口部から排気浄化装置を内部に収容可能なため、車体組付作業が簡略化される。
請求項５の発明は、請求項２において、クロスメンバがエンジンよりも車両後方位置に配設され、車両後方に開口する断面略コ字状をなして内部の空間内に排気浄化装置を収容すると共に、車両前方に向けて開口する挿通孔が貫設され、排気浄化装置が、車両前方に向けて開口する排ガス導入部、及び車両後方に向けて開口する排ガス排出部を備え、排ガス導入部がクロスメンバの挿通孔を介してエンジン側の排気通路と接続されてエンジンからの排ガスが導入される一方、排ガス排出部がクロスメンバ内から車両後方に向けて露出して排ガスを外部に排出するものである。

従って、クロスメンバは車両後方へのみ開口しているため、十分な剛性を有して車体フレームの剛性低下が抑制され、また、クロスメンバの車両後方への開口部から排気浄化装置を内部に収容可能なため、車体組付作業が簡略化される。
一方、排気浄化装置は、エンジンからの排ガスを車両前方から排ガス導入部に導入し、内部を流通させた後に排ガス排出部から車両後方に排出するため、一般的な排気系のレイアウトを大幅に変更することなく実現可能となる。また、排気浄化装置の前側、上側及び下側がクロスメンバにより覆われているため、車両走行時においても排気浄化装置は走行風に直接晒されることはなく温度低下が抑制される。

以上説明したように請求項１の発明の排気浄化装置の設置構造によれば、排気浄化装置のケーシングが左右のサイドフレームを連結するクロスメンバとしての機能を奏するため、搭載物の設置スペースに対して何ら制限を及ぼすことなく排気浄化装置を設置でき、排気浄化装置の搭載レイアウトを共用化する要請にも十分に対応することができる。
請求項２の発明の排気浄化装置の設置構造によれば、排気浄化装置のケーシングが左右のサイドフレームを連結するクロスメンバの空間内に収容されるため、搭載物の設置スペースに対して何ら制限を及ぼすことなく排気浄化装置を設置でき、排気浄化装置の搭載レイアウトを共用化する要請にも十分に対応することができる。

請求項３の発明の排気浄化装置の設置構造によれば、請求項２に加えて、排気浄化装置を常に良好な浄化作用を奏する温度域に保持でき、もって浄化性能を向上することができる。
請求項４の発明の排気浄化装置の設置構造によれば、請求項２に加えて、車体フレームの剛性低下を抑制して車両性能を構造できると共に、クロスメンバ内に排気浄化装置を容易に収容可能として車体組付作業を簡略化することができる。

請求項５の発明の排気浄化装置の設置構造によれば、請求項２に加えて、車体フレームの剛性低下を抑制して車両性能を構造できると共に、クロスメンバ内に排気浄化装置を容易に収容可能として車体組付作業を簡略化でき、さらに一般的な排気系のレイアウトを大幅に変更することなく低コストで実現でき、且つ、排気浄化装置の温度低下を抑制して浄化性能を向上することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明をトラックに搭載された排気浄化装置の設置構造に具体化した第１実施形態を説明する。
図１は第１実施形態の排気浄化装置の設置構造が適用されたトラックを示す正面図、図２は同じくトラックを示す平面図である。なお、以下の説明では、車両を基準として前後方向及び左右方向を表す。

トラックの車体フレーム１は、前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム２、及び両サイドフレーム２間において前後方向の複数箇所に配設されて両サイドフレーム２を相互に連結する複数のクロスメンバ３により、所謂ラダーフレームとして構成されている。車体フレーム１は図示しないサスペンション機構を介して前輪４及び後輪５により支持され、車体フレーム１上には運転席を備えたキャビン６が架装されると共に、エンジン７、変速機８、ディファレンシャル機構９等の走行用パワープラントが搭載され、このパワープラントにより後輪５が駆動されて車両が走行する。

エンジン７の排気系には、排ガスを浄化するための排気浄化装置が設けられており、当該排気浄化装置の構成については後述する。
車体フレーム１上には、燃料タンク、スペアタイヤ、変速機８を自動変速するための変速ユニット、オイルクーラ、オイルフィルタ等のように、車両を走行させる上で必要な搭載物１１（以下、一般搭載物と称する）が設置されている。また、本実施形態のトラックは、荷台を架装した一般的なトラックの他に、ダンプ車両、パワーゲート車両、冷凍車等と車体フレーム１を共用化しており、必然的に車体フレーム１上に架装される排気浄化装置の搭載レイアウトも共用化している。なお、図１，２では、冷凍車として車体フレーム２上にコンテナ１２を架装した場合を示している。

従って、車体フレーム１上には、上記一般搭載物１１の設置スペースとは別に、各車両の用途に応じた搭載物１３（以下、用途別搭載物と称する）を設置するためのスペースが確保されている。具体的には、ダンプ車両として製作する場合を想定してダンプ架装リンクを搭載するためのスペースが確保され、パワーゲート車両として製作する場合を想定してパワーゲート駆動機構を搭載するためのスペースが確保され、冷凍車等として製作する場合を想定して冷凍機を搭載するためのスペースが確保されている。

これらの一般搭載物１１及び用途別搭載物１３の設置のために、車体フレーム１上の有効スペースはほとんど費やされ、結果としてエンジン７の排気浄化装置には十分なスペースを割り当てることができない状況となっている。そこで、本実施形態では、排気浄化装置の一部を車体フレーム１のクロスメンバ３として機能させることにより、全体としての排気浄化装置の設置に要するスペースを縮小して、その縮小分を上記した一般搭載物１１や用途別搭載物１３の設置スペースに割り当てており、以下、排気浄化装置を含めたエンジン７の排気系の構成について説明する。

エンジン７の排気マニホールド１８には排気管１９（排気通路）が接続され、エンジン７から排出された排ガスが排気マニホールド１８により集合して排気管１９により案内される。排気管１９は後方に向けて延設され、右側サイドフレーム２の内側に位置する上流側ケーシング２０に接続されている。上流側ケーシング２０内の上流側には前段酸化触媒２１が収容され、上流側ケーシング２０内の下流側にはＤＰＦ（ディーセルパティキュレートフィルタ）２２が収容され、排気管１９を経て上流側ケーシング２０内に導入された排ガスは前段酸化触媒２１及びＤＰＦ２２を順次流通する。

ＤＰＦ２２はハニカム型のセラミック担体からなる所謂ウォールスルー式フィルタとして構成され、排ガスを流通させながら排ガス中のパティキュレートを捕集する。なお、捕集されたパティキュレートは、前段酸化触媒２１が活性温度以上のときに排ガス中のＮＯから生成するＮＯ_２を利用して酸化され（連続再生）、また、排気温度が低いエンジン運転状態により連続再生が期待できないときには、エンジン制御により主噴射後のポスト噴射が実行され、これによりＤＰＦ２２上に供給した未燃燃料を燃焼させてパティキュレートが焼却除去される（強制再生）。

図３はクロスメンバ３として機能する下流側ケーシングを示す斜視図、図４は同じく下流側ケーシングの取付状態を示す図３のIV−IV線断面図である。
上流側ケーシング２０の後側には下流側ケーシング２４が配設され、この下流側ケーシング２４はＳＣＲ触媒（選択還元型ＮＯx触媒）２５及び後段酸化触媒２６（２５，２６共に排気浄化装置）を収容する機能を果たすと共に、左右のサイドフレーム２を連結するクロスメンバ３としても機能している。

即ち、下流側ケーシング２４は左右方向に延びる円筒状をなして左右のサイドフレーム２間に配設され、その左端部及び右端部の前後両側面は平坦に形成されて、それぞれ四角状の鋼板からなるベース板２７が溶接されている。各ベース板２７の位置にはブラケット２８がそれぞれ配設され、各ブラケット２８は、四角状の鋼板からなる一対のブラケット板２８ａを直交するように溶接して一対のリブ２８ｂで補強して構成され、全体としてＬ字状をなしている。各ブラケット２８の一方のブラケット板２８ａは下流側ケーシング２４のベース板２７上に重ねられ、各ブラケット２８の他方のブラケット板２８ａは、左右のサイドフレーム２の内側に溶接された四角状の鋼板からなるベース板２９上に重ねられている。

各ブラケット２８のブラケット板２８ａ上の４箇所には、それぞれに重なるベース板２７，２９を貫通するようにボルト孔３０が形成され、各ボルト孔３０にはボルト３１が挿通されて反対側よりナット３２が螺合している。これによりブラケット２８の一方のブラケット板２８ａは下流側ケーシング２４のベース板２７上に固定され、ブラケット２８の他方のブラケット板２８ａはサイドフレーム２のベース板２９上に固定されている。結果として下流側ケーシング２４の右側は、前後一対のブラケット２８を介して右側サイドフレーム２に連結され、下流側ケーシング２４の左側は、前後一対のブラケット２８を介して左側サイドフレーム２に連結されている。

ここで、図４に示すように、下流側ケーシング２４は十分な厚さ及び強度を有する鋼板で製作されているため、構造材であるクロスメンバ３として要求される剛性を十分に備えている。従って、下流側ケーシング２４はクロスメンバ３として機能し、他のクロスメンバ３と共に左右のサイドフレーム２を強固に連結している。
一方、下流側ケーシング２４の左端部の下面には排気管３４（排気通路）の一端が接続され、排気管３４の他端は上記した上流側ケーシング２０の後端部の左側面に接続され、上流側ケーシング２０内を流通後の排ガスが排気管３４を経て下流側ケーシング２４内に導入される。なお、排気管３４を下流側ケーシング２４の下面に接続しているのは、排気管３４とブラケット２８との干渉を回避するためである（後述する排気管３５についても同様）。

下流側ケーシング２４内の上流側には上記ＳＣＲ触媒２５が収容され、下流側ケーシング２４内の下流側には上記後段酸化触媒２６が収容され、下流側ケーシング２４内に導入された排ガスはＳＣＲ触媒２５及び後段酸化触媒２６を順次流通する。図示はしないが、一般的な触媒を収容するケーシングと同様に、ＳＣＲ触媒２５及び後段酸化触媒２６の外周面と下流側ケーシング２４の内周面との間にはグラスウール等の断熱材３６が介装され、これにより各触媒２５，２６の保温を図っている。

ＳＣＲ触媒２５は、アンモニアを還元剤として排ガス中のＮＯｘを選択還元して浄化する機能を奏する。より詳しくは、排気管３４に設けられた図示しない噴射ノズルから尿素水が供給されると、その尿素水が排ガスの熱で加水分解して生成されたアンモニアがＳＣＲ触媒２５に供給され、ＳＣＲ触媒２５上では、供給されたアンモニアを排ガス中のＮＯxと脱硝反応させて無害なＮ_２に変換し、これによりＮＯx浄化作用を奏する。なお、後段酸化触媒２６は、このときの余剰アンモニアや上記強制再生時に発生するＣＯを浄化する機能を奏する。

下流側ケーシング２４の右側端の下面には排気管３５（排気通路）の一端が接続され、排気管３５は後方に延設されて図示しない消音器を介して車両後部に開口している。
以上のように本実施形態の排気浄化装置の設置構造では、ＳＣＲ触媒２５及び後段酸化触媒２６を収容する下流側ケーシング２４に十分な剛性を付与し、この下流側ケーシング２４により左右のサイドフレーム２を連結することでクロスメンバ３として機能させている。即ち、下流側ケーシング２４の前後位置には、元々左右のサイドフレーム２を連結するクロスメンバ３を設ける必要があるが、このクロスメンバ３として下流側ケーシング２４が機能することにより、新たに下流側ケーシング２４を設置するためのスペースを確保する必要がなくなる。

換言すれば、本来は車体フレーム１上の別の位置に配設するはずの下流側ケーシング２４の設置スペースを節約でき、その節約分を、一般搭載物１１や用途別搭載物１３の搭載のために割り当てることができる。結果として下流側ケーシング２４を含めた排気浄化装置、及び一般搭載物１１や用途別搭載物１３を車体フレーム１上に設置する際の自由度を拡大でき、もってその搭載性を向上させることができる。

また、本実施形態のように車体フレーム１と共に排気浄化装置の搭載レイアウトを複数車種で共用化した場合には、車種毎に異なる全ての用途別搭載物１３の設置スペースを車体フレーム１上に確保する必要があるが、上記したように本来の下流側ケーシング２４の設置スペースを用途別搭載物１３の設置スペースとして活用できることから、その要請にも十分に対応でき、これによるコスト低減の効果を得ることができる。
［第２実施形態］
次に、本発明を別の排気浄化装置の設置構造に具体化した第２実施形態を説明する。本実施形態の排気浄化装置の設置構造は、第１実施形態のものと比較して左右のサイドフレーム２に対する下流側ケーシング２４の取付状態、及び下流側ケーシング２４に対する排気管３４，３５の取り回しが相違するだけであり、全体的な構成は図１，２に基づいて説明した第１実施形態のものと共通する。従って、第１実施形態との相違点を重点的に説明し、共通する箇所は同一部材番号を付して説明を省略する。

図５は第２実施形態のクロスメンバ３として機能する下流側ケーシング２４を示す斜視図、図６は同じく下流側ケーシング２４の取付状態を示す図５のVI−VI線断面図である。
第１実施形態と同様に下流側ケーシング２４には断熱材３６を介してＳＣＲ触媒２５及び後段酸化触媒２６が収容されており、下流側ケーシング２４の左端部及び右端部の上下両面には平坦なベース面４１が形成されている。左端部及び右端部の上面側のベース面４１は、図５に示すように車両外側に向けて下方に傾斜して左右のサイドフレーム２の上面と段差なく連続し、図示はしないが、左端部及び右端部の下面側のベース面４１は、車両外側に向けて上方に傾斜して左右のサイドフレーム２の下面と段差なく連続している。

図６に示すように、下流側ケーシング２４の各ベース面４１には前後一対のスタッドボルト４２が立設され、スタッドボルト４２の基端はケーシング２４内で溶接されている。ベース面４１と対応する前後位置において、左右のサイドフレーム２の上面２ａ及び下面には前後一対のスタッドボルト４３が立設され、スタッドボルト４３の基端はサイドフレーム２内で溶接されている。

下流側ケーシング２４の各ベース面４１及びこれと連続するサイドフレーム２の上面２ａまたは下面には、鋼板製のブラケット４４が配設されている。ブラケット４４は、ベース面４１と上面２ａまたは下面との交差角度に対応して折曲され、ベース面４１及び上面２ａまたは下面のスタッドボルト４２，４３は、ブラケット４４上の４箇所に貫設されたボルト孔４４ａに挿入されて反対側よりナット４５が螺合し、これにより下流側ケーシング２４のベース面４１とサイドフレーム２の上面２ａまたは下面とがブラケット４４を介して連結されている。

結果として下流側ケーシング２４の右側は、上下一対のブラケット４４を介して右側サイドフレーム２に連結され、下流側ケーシング２４の左側は、上下一対のブラケット４４を介して左側サイドフレーム２に連結され、下流側ケーシング２４を介して左右のサイドフレーム２が連結される。なお、ブラケット４４のボルト孔４４ａに対して角度の相違するスタッドボルト４２．４３を挿入可能とするために、ベース面４１側のスタッドボルト４２と対応するボルト孔４４ａは左右方向に延びる長孔状に形成されている。

下流側ケーシング２４には、上流側ケーシング２０側からの排気管３４及び消音器側からの排気管３５が接続されるが、本実施形態では下流側ケーシング２４の上下にブラケット４４が配置されているため、これらの排気管３４，３５はブラケット４４を迂回することなく下流側ケーシング２４の前面や後面に直接的に接続されている。
そして、図６に示すように、本実施形態においても下流側ケーシング２４は十分な厚さ及び強度を有する鋼板で製作されており、左右のサイドフレーム２を連結するクロスメンバとして機能している。従って、重複する説明はしないが、第１実施形態で述べた車体フレーム１への搭載性や排気浄化装置の搭載レイアウトの共用化等に関する種々の利点を得ることができる。
［第３実施形態］
次に、本発明を別の排気浄化装置の設置構造に具体化した第３実施形態を説明する。第１，２実施形態では排気浄化装置の下流側ケーシング２４をクロスメンバ３として機能させたが、本実施形態では車体フレーム１を構成するクロスメンバ５１内に下流側ケーシング５２を収容している点が相違する。全体的な構成としては、図１，２に基づいて説明した第１実施形態のものと共通するため、第１実施形態との相違点を重点的に説明し、共通する箇所は同一部材番号を付して説明を省略する。

図７は第３実施形態のクロスメンバ５１に収容された下流側ケーシング５２を示す断面図、図８は同じく下流側ケーシング５２の収容状態を示す図７のＡ矢視図である。
図７に示されたクロスメンバ５１は、図２における下流側ケーシング２４に代えて同様の前後位置に設置されたものである。クロスメンバ５１は左右方向全体に亘って同一形状の後方に開口する断面略コ字状をなし、その左右両端を左右のサイドフレーム２に結合することにより両サイドフレーム２を連結している。一般的なクロスメンバが上下幅をサイドフレーム２と一致させているのに対し、本実施形態のクロスメンバ５１は下流側ケーシング５２を収容可能とするために、その上下幅が拡大されると共に、前後幅に関しても拡大されている。勿論、クロスメンバ５１は構造材として機能するように、他のクロスメンバ３やサイドフレーム２と同様に十分な厚さ及び強度を有する鋼板で製作されている。

クロスメンバ５１の内部に形成された空間Ｓ内には下流側ケーシング５２が収容され、下流側ケーシング５２の左右両端部はＵボルト５８及びナット５９によりクロスメンバ５１の前壁５１ａに対して固定されている。下流側ケーシング５２の外周面とクロスメンバ５１の内側面、即ちクロスメンバ５１を構成する前壁５１ａ、上壁５１ｂ及び下壁５１ｃの内側面との間には、グラスウール等の断熱材５３が介装され、この断熱材５３を介してクロスメンバ５１内の所定位置に下流側ケーシング５２が保持されている。なお、下流側ケーシング５２の左右にも断熱材を介装してもよい。

下流側ケーシング５２の内部構造は一般的な触媒を収容するケーシングと同様であり、内部の上流側にＳＣＲ触媒５４が収容され、下流側に後段酸化触媒５５（５４，５５共に排気浄化装置）が収容され、図示はしないが、これらの触媒５４，５５の外周面と下流側ケーシング５２の内周面との間には断熱材が介装されている。但し、上記のようにクロスメンバ５１内にも断熱材５３が介装されているため、下流側ケーシング５２内の断熱材を省略することもできる。また、下流側ケーシング５２の厚さ及び強度に関しても、高剛性が要求される構造材としての役割を考慮した第１，２実施形態とは異なり、一般的なケーシングと同等に設定されている。

上流側ケーシング２０及び消音器の構成は上記第１，２実施形態と同様であり、第２実施形態と同じく上流側ケーシング２０側からの排気管３４は下流側ケーシング５２の左端部の前面に接続され（以下、この排気管３４の接続箇所を排ガス導入部５６と称する）、消音器側からの排気管３５は下流側ケーシング５２の右端部の後面に接続されている（以下、この排気管３５の接続箇所を排ガス排出部５７と称する）。下流側ケーシング５２の排ガス導入部５６と対応するように、クロスメンバ５１の前壁５１ａには排気管３４より若干大径の挿通孔６０が貫設され、この挿通孔６０を介して排ガス導入部５６は排気管３４により上流側ケーシング２０と接続されている。また、クロスメンバ５１は後方に向けて開口しているため、下流側ケーシング５２の排ガス排出部５７はクロスメンバ５１内から後方に露出しており、排ガス排出部５７からの排気管３５はそのまま後方に延設されて消音器と接続されている。

以上のように本実施形態の排気浄化装置の設置構造では、ＳＣＲ触媒５４及び後段酸化触媒５５を収容する下流側ケーシング５２をクロスメンバ５１内に形成された空間Ｓ内に収容しているため、新たに下流側ケーシング５２を設置するためのスペースを確保する必要がなくなる。
換言すれば、本来は車体フレーム１上の別の位置に配設するはずの下流側ケーシング５２の設置スペースを節約でき、その節約分を、一般搭載物１１や用途別搭載物１３の搭載のために割り当てることができる。結果として下流側ケーシング５２を含めた排気浄化装置、及び一般搭載物１１や用途別搭載物１３を車体フレーム１上に設置する際の自由度を拡大でき、もってその搭載性を向上させることができる。

また、本実施形態のように車体フレーム１と共に排気浄化装置の搭載レイアウトを複数車種で共用化した場合には、車種毎に異なる全ての用途別搭載物１３の設置スペースを車体フレーム１上に確保する必要があるが、上記したように本来の下流側ケーシング５２が設置されていたスペースを用途別搭載物１３の設置スペースとして活用できることから、その要請にも十分に対応でき、これによるコスト低減の効果を得ることができる。

また、クロスメンバ５１は構造材として機能するように材質面が考慮されているだけでなく、下流側ケーシング５２を収容可能としながらも、後方へのみ開口する剛性面で有利な断面形状をなしているため、構造材として要求される剛性を十分に確保している。よって、他のクロスメンバ３と共に左右のサイドフレーム２を強固に連結して車体フレーム１の剛性低下を抑制でき、ひいては車両性能の向上を達成することができる。なお、クロスメンバ５１の開口部に蓋を脱着可能に閉塞してもよく、この場合にはクロスメンバ５１の剛性をさらに向上できる。

また、このクロスメンバ５１の断面形状によれば、車体組付作業の際に、後方よりクロスメンバ５１の開口部を介して内部に下流側ケーシング５２を収容できるため、その作業を簡略化できるという利点も得られる。なお、クロスメンバ５１を下方に開口する断面略コ字状に形成してもよく、この場合でも下方より下流側ケーシング５２を収容できるため、同様の効果を得ることができる。

一方、上記説明から明らかなように、下流側ケーシング５２は、エンジン７からの排ガスを前方から排ガス導入部５６に導入し、内部を流通させた後に排ガス排出部５７から後方に排出している。この排ガスの流通方向は、車体フレーム１上において前方にエンジン７を配置し、後方に消音器を経て排ガスを排出する一般的な排気系のレイアウトと合致するため、排気系のレイアウトを変更せずに実現でき、この要因もコスト低減に貢献する。

一方、下流側ケーシング５２の外周面とクロスメンバ５１の内側面との間に断熱材５３が介装されているため、下流側ケーシング５２からクロスメンバ５１への放熱が防止され、内部のＳＣＲ触媒５４や後段酸化触媒５５の温度低下が抑制される。また、下流側ケーシング５２の前側、上側及び下側がクロスメンバ５１により覆われているため、車両走行時においても下流側ケーシング５２は走行風に直接晒されることはなく、この要因も、内部のＳＣＲ触媒５４や後段酸化触媒５５の温度低下の抑制に貢献する。従って、ＳＣＲ触媒５４や後段酸化触媒５５を常に良好な浄化作用を奏する温度域に保持でき、もってＮＯx浄化性能を向上することができる。

また、下流側ケーシング５２からクロスメンバ５１への放熱の防止は、車体フレーム１の温度上昇を抑制することにも繋がり、例えば冷凍車では、荷室を所定低温域に維持するための運転コストを低減できるという効果もある。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、車体フレーム１と共に排気浄化装置の搭載レイアウトを複数車種で共用化したトラックに具体化したが、適用対象はこれに限定されるものではなく、例えばバス等に適用してもよいし、排気浄化装置の搭載レイアウトを共用化せずに、単一の車種に対して適用してもよい。

また、上記第１，２実施形態では、排気浄化装置としてＳＣＲ触媒２５及び後段酸化触媒２６を収容した下流側ケーシング２４をクロスメンバ３として機能させ、第３実施形態では、排気浄化装置としてＳＣＲ触媒５４及び後段酸化触媒５５を収容した下流側ケーシング５２をクロスメンバ５１内の空間Ｓに収容したが、排気浄化装置としてはこれらに限ることはなく、例えば上記前段酸化触媒２１及びＤＰＦ２２を収容した上流側ケーシング２０をクロスメンバ３として機能させたり、或いはクロスメンバ５１内の空間Ｓに収容したりしてもよい。

本発明の排気浄化装置の設置構造が適用されたトラックを示す正面図である。 同じくトラックを示す平面図である。 第１実施形態のクロスメンバとして機能する下流側ケーシングを示す斜視図である。 同じく下流側ケーシングの取付状態を示す図３のIV−IV線断面図である。 第２実施形態のクロスメンバとして機能する下流側ケーシングを示す斜視図である。 同じく下流側ケーシングの取付状態を示す図５のVI−VI線断面図である。 第３実施形態のクロスメンバに収容された下流側ケーシングを示す断面図である。 同じく下流側ケーシングの収容状態を示す図７のＡ矢視図である。

符号の説明

１ 車体フレーム
２ サイドフレーム
３,５１ クロスメンバ
７ エンジン
２４ 下流側ケーシング
２５,５４ ＳＣＲ触媒（排気浄化装置）
２６,５５ 後段酸化触媒（排気浄化装置）
５３ 断熱材
５６ 排ガス導入部
５７ 排ガス排出部
６０ 挿通孔
Ｓ 空間

Claims (5)

1. 車両の前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、
   上記両サイドフレーム間において左右方向に延びるように配設されて両サイドフレームを相互に連結し、該サイドフレームと協調して車体フレームを構成するクロスメンバと、
   上記車体フレーム上に配設され、エンジンから排出される排ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた車両において、
   上記排気浄化装置を収容したケーシングが上記クロスメンバの位置で左右方向に延びるように配設され、該ケーシングにより上記両サイドフレームを相互に連結したことを特徴とする排気浄化装置の設置構造。
2. 車両の前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、
   上記両サイドフレーム間において左右方向に延びるように配設されて両サイドフレームを相互に連結し、該サイドフレームと協調して車体フレームを構成するクロスメンバと、
   上記車体フレーム上に配設され、エンジンから排出される排ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた車両において、
   上記クロスメンバは内部に空間を形成する断面形状をなし、該空間内に上記排気浄化装置を収容したことを特徴とする排気浄化装置の設置構造。
3. 上記排気浄化装置の外側面と上記クロスメンバの内側面との間に断熱材が介装されたことを特徴とする請求項２記載の排気浄化装置の設置構造。
4. 上記クロスメンバは、一側方に開口する断面略コ字状をなして内部の空間内に上記排気浄化装置を収容したことを特徴とする請求項２記載の排気浄化装置の設置構造。
5. 上記クロスメンバは上記エンジンよりも車両後方位置に配設され、車両後方に開口する断面略コ字状をなして内部の空間内に上記排気浄化装置を収容すると共に、車両前方に向けて開口する挿通孔が貫設され、
   上記排気浄化装置は、車両前方に向けて開口する排ガス導入部、及び車両後方に向けて開口する排ガス排出部を備え、上記排ガス導入部が上記クロスメンバの挿通孔を介して上記エンジン側と接続されて該エンジンからの排ガスが導入される一方、上記排ガス排出部が上記クロスメンバ内から車両後方に向けて露出して排ガスを外部に排出することを特徴とする請求項２記載の排気浄化装置の設置構造。

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