JP2022165330A

JP2022165330A - support member

Info

Publication number: JP2022165330A
Application number: JP2021070667A
Authority: JP
Inventors: 啓一後藤; Keiichi Goto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2022-10-31

Abstract

To provide a support member which is improved in vibration resistance and durability.SOLUTION: A band-shaped support member for supporting an exhaust pipe connected to an engine main body, and having a width along a vertical direction comprises: an extension part having a longitudinal direction which extends so as to intersect with the exhaust pipe; a first fixed part extending along a direction in which the exhaust pipe extends from one end of the extension part in the longitudinal direction, and fixed of a side face of the engine main body; and a second fixed part extending along a direction in which the exhaust pipe extends from the other end of the extension part in the longitudinal direction, and fixed to the exhaust pipe. The width is narrower than a length of the extension part in the longitudinal direction.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、支持部材に関する。 The present invention relates to support members.

一端がエンジン本体に固定され、他端が排気管に固定された支持部材が知られている（例えば特許文献１参照）。 A support member having one end fixed to an engine body and the other end fixed to an exhaust pipe is known (see, for example, Patent Document 1).

特開平１１－２２９８６３号公報JP-A-11-229863

耐振動性を向上させるために、支持部材の剛性を高くすることが考えられる。ここでエンジンの運転状態がアイドリングや低負荷走行中からトーイング等も含めた高負荷走行が繰り返されることにより、排気管の温度が大きく変動する。排気管はこのような温度変化に基づいて、主に排気管が延びている方向に熱伸縮する。しかしながら、支持部材は排気管ほど大きく温度変化はせずに、熱伸縮も小さい。従って、このような支持部材の剛性を高くすると、支持部材は排気管の熱伸縮を拘束しようとして、支持部材の一部に応力が集中して、耐久性が低下するおそれがある。 In order to improve vibration resistance, it is conceivable to increase the rigidity of the support member. Here, the temperature of the exhaust pipe fluctuates greatly when the operating state of the engine is repeated from idling or low-load running to high-load running including towing. Due to such temperature changes, the exhaust pipe thermally expands and contracts mainly in the direction in which the exhaust pipe extends. However, the support member does not change in temperature as much as the exhaust pipe, and the thermal expansion and contraction is also small. Therefore, if the rigidity of such a support member is increased, the support member tries to restrain the thermal expansion and contraction of the exhaust pipe, stress is concentrated on a part of the support member, and there is a possibility that the durability is lowered.

そこで本発明は、耐振動性と耐久性が向上した支持部材を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a support member with improved vibration resistance and durability.

上記目的は、エンジン本体に接続された排気管を支持し、鉛直方向に沿った幅を有した帯状の支持部材であって、前記排気管と交差するように延びた長手方向を有した延在部と、前記延在部の前記長手方向での一端から前記排気管が延びた方向に沿って延び、前記エンジン本体の側面に固定された第１被固定部と、前記延在部の前記長手方向での他端から前記排気管が延びた方向に沿って延び、前記排気管に固定された第２被固定部と、を備え、前記幅は、前記長手方向での前記延在部の長さよりも短い、支持部材によって達成できる。 The above object supports an exhaust pipe connected to an engine body, and is a belt-like support member having a width along the vertical direction, the support member having a longitudinal direction extending so as to intersect the exhaust pipe. a first fixed portion extending along the direction in which the exhaust pipe extends from one end of the extending portion in the longitudinal direction and fixed to the side surface of the engine body; and the longitudinal direction of the extending portion. a second fixed portion extending along the direction in which the exhaust pipe extends from the other end in the direction and fixed to the exhaust pipe, wherein the width is the length of the extending portion in the longitudinal direction This can be achieved with a support member that is shorter than the height.

本発明によれば、耐振動性と耐久性が向上した支持部材を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a support member with improved vibration resistance and durability.

図１は、エンジン本体に接続された排気管周辺の構造の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the structure around an exhaust pipe connected to an engine body. 図２は、エンジン本体に接続された排気管周辺の構造の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the structure around an exhaust pipe connected to the engine body. 図３は、ステーの拡大斜視図である。FIG. 3 is an enlarged perspective view of a stay.

図１及び図２は、エンジン本体１０に接続された排気管３０周辺の構造の説明図である。図１及び図２には、互いに直交する＋Ｘ方向、＋Ｙ方向、及び＋Ｚ方向を示している。＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向は、水平方向を示し、＋Ｚ方向は鉛直上方を示す。＋Ｘ方向は、エンジン本体１０の気筒の配列方向に相当する。エンジン本体１０は、シリンダヘッド１１及びシリンダフロック１２を有している。過給機２０は、シリンダヘッド１１に接続されている。排気管３０は、過給機２０を介してシリンダヘッド１１に接続されている。排気管３０は、過給機２０から－Ｘ方向に延びている。排気管３０には、触媒コンバータ３１と、触媒コンバータ３１に隣接したブラケット３２とが設けられている。 1 and 2 are explanatory diagrams of the structure around an exhaust pipe 30 connected to the engine body 10. FIG. FIGS. 1 and 2 show the +X direction, +Y direction, and +Z direction that are orthogonal to each other. The +X direction and +Y direction indicate the horizontal direction, and the +Z direction indicates the vertically upward direction. The +X direction corresponds to the direction in which the cylinders of the engine body 10 are arranged. The engine body 10 has a cylinder head 11 and cylinder flocks 12 . The supercharger 20 is connected to the cylinder head 11 . The exhaust pipe 30 is connected to the cylinder head 11 via the supercharger 20 . The exhaust pipe 30 extends from the turbocharger 20 in the -X direction. The exhaust pipe 30 is provided with a catalytic converter 31 and a bracket 32 adjacent to the catalytic converter 31 .

ステー４０は、排気管３０を支持するための金属製の部材であり、図１に示すようにコ字状に形成されている。ステー４０は、第１被固定部４１、延在部４３、及び第２被固定部４５を含む。第１被固定部４１は、ステー４０の一端に位置し、排気管３０に対向し、エンジン本体１０のシリンダフロック１２の側面にボルトＢにより固定されている。延在部４３は、排気管３０よりも下方側で排気管３０と交差するように延びている。第２被固定部４５は、ステー４０の他端に位置し、第１被固定部４１とは反対側で排気管３０に対向し、ボルトＢによりブラケット３２に固定されている。ステー４０は支持部材の一例である。ステー４０についてさらに詳細に説明する。 The stay 40 is a metal member for supporting the exhaust pipe 30, and is formed in a U-shape as shown in FIG. The stay 40 includes a first fixed portion 41 , an extension portion 43 and a second fixed portion 45 . The first fixed portion 41 is positioned at one end of the stay 40 , faces the exhaust pipe 30 , and is fixed to the side surface of the cylinder flock 12 of the engine body 10 with a bolt B. As shown in FIG. The extending portion 43 extends to intersect the exhaust pipe 30 below the exhaust pipe 30 . The second fixed portion 45 is located at the other end of the stay 40 , faces the exhaust pipe 30 on the side opposite to the first fixed portion 41 , and is fixed to the bracket 32 with a bolt B. As shown in FIG. The stay 40 is an example of a support member. Further details of the stay 40 will be described.

図３は、ステー４０の拡大斜視図である。図３にも図１及び図２と同様に、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向、及び＋Ｚ方向を示しており、図３はエンジン本体１０に取り付けられた状態でのステー４０を示している。ステー４０は、＋Ｚ方向に沿った幅を有した帯状に形成されている。ステー４０の上方縁４０１及び下方縁４０２は、それぞれ内側に湾曲されている。第１被固定部４１には、２つのボルトＢ用の孔４１ｈが設けられている。第２被固定部４５には、ボルトＢ用の孔４５ｈが設けられている。 FIG. 3 is an enlarged perspective view of the stay 40. FIG. FIG. 3 also shows +X direction, +Y direction, and +Z direction as in FIGS. 1 and 2, and FIG. The stay 40 is formed in a strip shape having a width along the +Z direction. An upper edge 401 and a lower edge 402 of the stay 40 are each curved inward. The first fixed portion 41 is provided with two holes 41h for the bolts B. As shown in FIG. A hole 45 h for the bolt B is provided in the second fixed portion 45 .

延在部４３は、上述したように排気管３０と交差するように延びた長手方向を有している。延在部４３の長手方向は、±Ｙ方向に沿っている。換言すれば、延在部４３は、図２に示すように、第１被固定部４１側からは、斜め下方、即ち、－Ｚ方向と＋Ｙ方向との間の方向に沿って延びており、第２被固定部４５側からは、斜め上方、即ち、＋Ｚ方向と－Ｙ方向との間の方向に沿って延びている。延在部４３には、延在部４３が延びた方向に沿ってリブ部４３ｒが形成されている。リブ部４３ｒは、コ字状のステー４０の内側に***し、ステー４０の外側では溝状に窪んで形成されている。リブ部４３ｒは、第１被固定部４１や第２被固定部４５にまでは延びていない。延在部４３の幅４３ｗは、第１被固定部４１側から第２被固定部４５側にかけて、徐々に狭くなっている。 The extending portion 43 has a longitudinal direction extending so as to intersect the exhaust pipe 30 as described above. The longitudinal direction of the extension part 43 is along the ±Y direction. In other words, as shown in FIG. 2, the extending portion 43 extends obliquely downward from the side of the first fixed portion 41, that is, along a direction between the -Z direction and the +Y direction, From the second fixed portion 45 side, it extends obliquely upward, that is, along the direction between the +Z direction and the −Y direction. A rib portion 43r is formed on the extension portion 43 along the direction in which the extension portion 43 extends. The rib portion 43r protrudes toward the inner side of the U-shaped stay 40, and is recessed like a groove on the outer side of the stay 40. As shown in FIG. The rib portion 43 r does not extend to the first fixed portion 41 and the second fixed portion 45 . A width 43w of the extension portion 43 gradually narrows from the first fixed portion 41 side to the second fixed portion 45 side.

第１被固定部４１は、延在部４３の長手方向の一端から、第１湾曲部４２を介して－Ｘ方向に沿って延びている。第２被固定部４５は、延在部４３の長手方向の他端から、第２湾曲部４４を介して－Ｘ方向に沿って延びている。即ち、第１被固定部４１及び第２被固定部４５は、延在部４３の一端及び他端から－Ｘ方向に沿って延びている。このため、ステー４０は全体でコ字状に形成され、図１に示すように、コ字状のステー４０の開口部が排気管３０の排気ガスの下流方向を向くように配置されている。尚、図２に示すように、第２被固定部４５は、その外側面が斜め上方、詳細には＋Ｚ方向と＋Ｙ方向の間の方向を向いている。第２被固定部４５の外側面にブラケット３２が固定されるがこれに限定されず、第２被固定部４５の内側面にブラケット３２が固定される構成であってもよい。 The first fixed portion 41 extends along the −X direction from one longitudinal end of the extension portion 43 via the first curved portion 42 . The second fixed portion 45 extends from the other longitudinal end of the extension portion 43 via the second curved portion 44 along the -X direction. That is, the first fixed portion 41 and the second fixed portion 45 extend from one end and the other end of the extension portion 43 along the -X direction. For this reason, the stay 40 is generally U-shaped, and as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the outer surface of the second fixed portion 45 faces obliquely upward, specifically, in a direction between the +Z direction and the +Y direction. Although the bracket 32 is fixed to the outer side surface of the second fixed portion 45 , the configuration is not limited to this, and the bracket 32 may be fixed to the inner side surface of the second fixed portion 45 .

図１に示したように、ステー４０に対向した排気管３０の部位では、排気管３０は－Ｘ方向に延びている。このため、ステー４０近傍で排気管３０は主に±Ｘ方向に沿って熱伸縮し、これに伴ってブラケット３２も±Ｘ方向に位置がずれる。ここで上述したように第１被固定部４１及び第２被固定部４５は、延在部４３の一端及び他端から－Ｘ方向に沿って延びている。このため第２被固定部４５が第１被固定部４１に対して相対的に±Ｘ方向に位置がずれるように、ステー４０は撓むことが許容される。詳細には、第１被固定部４１と延在部４３との間の角度が拡大し、且つ延在部４３と第２被固定部４５の間の角度が減少して、第２被固定部４５は第１被固定部４１に対して＋Ｘ方向に位置がずれる。また、第１被固定部４１と延在部４３との間の角度が減少し、且つ延在部４３と第２被固定部４５の間の角度が拡大して、第２被固定部４５が第１被固定部４１に対して－Ｘ方向に位置がすれる。このようにステー４０が撓むことにより、排気管３０の熱伸縮によるブラケット３２の±Ｘ方向での位置ずれを吸収することができる。これによりステー４０の一部に応力が集中することを回避でき、ステー４０の耐久性が向上する。また、これに併せて、ステー４０に固定されたブラケット３２の耐久性も向上する。 As shown in FIG. 1, at the portion of the exhaust pipe 30 facing the stay 40, the exhaust pipe 30 extends in the -X direction. Therefore, in the vicinity of the stay 40, the exhaust pipe 30 thermally expands and contracts mainly along the ±X directions, and accordingly the bracket 32 is displaced in the ±X directions. As described above, the first fixed portion 41 and the second fixed portion 45 extend from one end and the other end of the extension portion 43 along the -X direction. Therefore, the stay 40 is allowed to bend such that the position of the second fixed portion 45 is displaced relative to the first fixed portion 41 in the ±X directions. Specifically, the angle between the first fixed portion 41 and the extension portion 43 increases, the angle between the extension portion 43 and the second fixed portion 45 decreases, and the second fixed portion 45 is displaced in the +X direction with respect to the first fixed portion 41 . Further, the angle between the first fixed portion 41 and the extension portion 43 decreases, and the angle between the extension portion 43 and the second fixed portion 45 increases, so that the second fixed portion 45 The position is shifted in the −X direction with respect to the first fixed portion 41 . By bending the stay 40 in this way, it is possible to absorb positional deviation of the bracket 32 in the ±X directions due to thermal expansion and contraction of the exhaust pipe 30 . Thereby, concentration of stress on a part of the stay 40 can be avoided, and the durability of the stay 40 is improved. Moreover, along with this, the durability of the bracket 32 fixed to the stay 40 is also improved.

また、延在部４３の長手方向の長さ４３ｌは、図１に示したように排気管３０と交差する程度の長さに設定されている。例えば、延在部４３の長さが短いと、第２被固定部４５が第１被固定部４１に対して±Ｘ方向の位置ずれが可能な量が小さくなり、上述したように、排気管３０の熱伸縮によるブラケット３２の±Ｘ方向での位置ずれを吸収することが困難となる。本実施例では延在部４３の長手方向の長さが確保されているため、このようなステー４０が撓むことが確保されている。 In addition, the length 43l of the extension portion 43 in the longitudinal direction is set to a length that intersects the exhaust pipe 30 as shown in FIG. For example, if the length of the extension portion 43 is short, the amount by which the second fixed portion 45 can be displaced in the ±X direction with respect to the first fixed portion 41 is small. It becomes difficult to absorb the positional deviation of the bracket 32 in the ±X direction due to the thermal expansion and contraction of the bracket 30 . In this embodiment, since the length of the extension portion 43 in the longitudinal direction is ensured, it is ensured that the stay 40 is bent.

延在部４３の幅４３ｗは、延在部４３の長手方向の長さ４３ｌよりも短く形成されている。このため延在部４３では、±Ｚ方向での剛性の方が、長手方向での剛性よりも高い。従って、±Ｚ方向の振動であるエンジン本体１０の駆動振動や、エンジン本体１０が搭載された車両の悪路走行時での振動に対しても耐性が確保されている。即ち、ステー４０の耐震性が向上している。 The width 43w of the extension portion 43 is formed shorter than the length 43l of the extension portion 43 in the longitudinal direction. Therefore, the extending portion 43 has higher rigidity in the ±Z directions than in the longitudinal direction. Therefore, resistance to driving vibration of the engine body 10, which is vibration in the ±Z direction, and vibration when the vehicle on which the engine body 10 is mounted is traveling on rough roads is ensured. That is, the earthquake resistance of the stay 40 is improved.

また、延在部４３には上述したようにリブ部４３ｒが形成されている。これにより、延在部４３を通過する＋Ｚ方向に平行な軸線を中心として湾曲することが抑制されている。また、上方縁４０１及び下方縁４０２は内側に湾曲しているため、ステー４０全体の剛性も確保されている。 Further, the extension portion 43 is formed with the rib portion 43r as described above. This suppresses bending about an axis parallel to the +Z direction passing through the extending portion 43 . Further, since the upper edge 401 and the lower edge 402 are curved inward, the rigidity of the stay 40 as a whole is ensured.

また、ステー４０はコ字状であるため、例えば排気管３０が第１被固定部４１と第２被固定部４５との間の空間を通過するように延びていてもよい。即ち、狭いスペースにおいてもステー４０の配置が容易である。 Further, since the stay 40 is U-shaped, for example, the exhaust pipe 30 may extend so as to pass through the space between the first fixed portion 41 and the second fixed portion 45 . That is, the arrangement of the stay 40 is easy even in a narrow space.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.

１０エンジン本体
３０排気管
４０ステー
４１第１被固定部
４３延在部
４５第２被固定部

REFERENCE SIGNS LIST 10 engine body 30 exhaust pipe 40 stay 41 first fixed portion 43 extension portion 45 second fixed portion

Claims

エンジン本体に接続された排気管を支持し、鉛直方向に沿った幅を有した帯状の支持部材であって、
前記排気管と交差するように延びた長手方向を有した延在部と、
前記延在部の前記長手方向での一端から前記排気管が延びた方向に沿って延び、前記エンジン本体の側面に固定された第１被固定部と、
前記延在部の前記長手方向での他端から前記排気管が延びた方向に沿って延び、前記排気管に固定された第２被固定部と、を備え、
前記幅は、前記長手方向での前記延在部の長さよりも短い、支持部材。
A belt-shaped support member that supports an exhaust pipe connected to the engine body and has a width along the vertical direction,
an extension having a longitudinal direction extending to intersect the exhaust pipe;
a first fixed portion extending along the direction in which the exhaust pipe extends from one end of the extending portion in the longitudinal direction and fixed to a side surface of the engine body;
a second fixed portion extending along the direction in which the exhaust pipe extends from the other end of the extending portion in the longitudinal direction and fixed to the exhaust pipe;
A support member, wherein the width is less than the length of the extension in the longitudinal direction.