JP2009078591A - 排気浄化装置の設置構造 - Google Patents
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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
【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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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NO2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。
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)。
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N2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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007247323A JP2009078591A (ja) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | 排気浄化装置の設置構造 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2007
- 2007-09-25 JP JP2007247323A patent/JP2009078591A/ja not_active Withdrawn
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