JP6885113B2 - 排気管構造 - Google Patents
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Description
排気管は排気ガスの熱により高温となるため、例えば、プロペラシャフトのジョイントを構成する合成樹脂製の部品などのような耐熱温度の低い部品が排気管の近傍に配置される場合には、ヒートプロテクタで排気管の放射熱を遮蔽することが必要となる。
従来、このようなヒートプロテクタを備えた排気管構造が提供されている(特許文献1参照)。
上記排気管構造では、ヒートプロテクタを車体側に取り付けている。そのため排気管およびヒートプロテクタの双方を車体側に別々に取り付ける必要があり、排気管およびヒートプロテクタの取り付け作業の簡単化を図る上で不利がある。
また、ヒートプロテクタを車体側に取り付けた場合、ヒートプロテクタを車体側に取り付けた箇所から排気管と耐熱温度の低い部品との間にわたって延在させる必要があるため、ヒートプロテクタが必要以上に大きくならざるを得ない。
一方、排気管には、排気管を車体に取り付けるハンガーゴムを取着するブラケットが突設され、また、酸素濃度や温度を検出する検出部を取り付けるためのボス部が突設されている。
ヒートプロテクタを排気管に取り付ける構造とした場合、それらブラケットやボス部が突設される箇所において、ヒートプロテクタにはそれらブラケットやボス部を露出させる切り欠きが必要となる。
ヒートプロテクタにこのような切り欠きを設けた場合、切り欠きが設けられたヒートプロテクタの部分は他の部分に比べ剛性が低下する。
そのため切り欠きが設けられたヒートプロテクタの部分は排気管を介して内燃機関の振動に共振しやすくなり、共振により応力が作用することで亀裂が発生するなど、ヒートプロテクタの耐久性が低下することが懸念される。
また、本発明は、前記ヒートプロテクタの前記排気管への取り付けは、前記ヒートプロテクタの延在方向の複数箇所において前記ヒートプロテクタを前記排気管に締め付ける締め付け部でなされ、前記弾性体が配置される箇所は、前記締め付け部の近傍に位置する前記ヒートプロテクタの箇所であることを特徴とする。
また、本発明は、前記ヒートプロテクタは、前記排気管の周方向で分割され前記排気管に沿って延在する2つの分割体で構成され、前記弾性体が配置される箇所は、前記2つの分割体のうちの一方の分割体の箇所であることを特徴とする。
また、本発明は、前記締め付け部を除いた前記2つの分割体の箇所に、前記排気管の半径方向外側に離れた箇所で前記排気管の周方向において互いに合わされるフランジが前記分割体の延在方向に沿って延在形成され、前記弾性体が配置される箇所は、前記分割体の周方向において前記フランジが形成されている箇所であることを特徴とする。
また、本発明は、前記弾性体が配置される箇所は、前記フランジが有る箇所と無い箇所との境目近傍の箇所であることを特徴とする。
また、本発明は、前記2つの分割体は、一方の分割体が他方の分割体の上方に配置され、前記弾性体が配置される箇所は、前記一方の分割体の箇所であることを特徴とする。
また、本発明は、前記弾性体は前記ヒートプロテクタに予め取着されることで配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記排気管から突出された突出部は、更に、前記排気管から突設され検出部を取り付けるボス部を含み、前記ブラケットと前記ボス部は前記排気管の延在方向に離れており、前記切り欠きは単一で、前記ブラケットから前記ボス部にわたって延在していることを特徴とする。
また、本発明によれば、共振しやすいヒートプロテクタの箇所の振動を弾性体が吸収することでヒートプロテクタの共振が抑制され、ヒートプロテクタの耐久性の向上を図る上でより有利となる。
また、本発明によれば、必要最小限の容積の弾性体でヒートプロテクタの共振を抑制することができ、部品コストの削減化を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、共振しやすいヒートプロテクタの箇所の振動を弾性体が吸収することでヒートプロテクタの共振が抑制され、ヒートプロテクタの耐久性の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、応力が集中しやすい箇所の振動を弾性体が吸収することで応力の集中が緩和され、ヒートプロテクタの耐久性の向上を図る上でより有利となる。
また、本発明によれば、内燃機関の振動に共振しやすいヒートプロテクタの箇所が上分割体の箇所となっている場合、上分割体の箇所と排気管との間に弾性体を配置すれば足り、必要最小限の容積の弾性体でヒートプロテクタの共振を抑制する上で有利となる。
また、本発明によれば、弾性体を所望の箇所に正確に簡単に配置する上で有利となる。
また、本発明によれば、ブラケットとボス部を露出させる切り欠きが単一で済むため、ヒートプロテクタの構成の簡素化を図りつつヒートプロテクタの共振を抑制する上で有利となる。
なお、以下の図面において、矢印FRは車両の前方を示し、矢印RHは車幅方向を示し、矢印UPは車両の上方を示している。
図3に示すように、排気管構造は、排気管10と、ヒートプロテクタ12と、弾性体14とを含んで構成されている。
排気管10は、内燃機関のエキゾーストマニホールドに接続され、内燃機関から排出される排気ガスを導いて大気中に放出させるものである。
図1に示すように、排気管10は、車両の下方で車両の前後方向に延在するセンターパイプ16を含んで構成され、排気ガスの流れの上流側であるセンターパイプ16の前部に、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置18が設けられ、排気ガス浄化装置18の下流側のセンターパイプ16の部分にヒートプロテクタ12が取り付けられている。
図3に示すように、ヒートプロテクタ12が取り付けられるセンターパイプ16の部分すなわち排気管10の部分は、排気ガス浄化装置18に続く前直線部10Aと後直線部10Bとを備え、前直線部10Aの後端と後直線部10Bの前端とは、後直線部10Bの前端に至るにつれて次第に下方に変位する中間部10Cで接続されている。
ヒートプロテクタ12の排気管10への取り付けは、ヒートプロテクタ12の延在方向の複数箇所が排気管10に締め付けられることでなされている。
図1、図2に示すように、本実施の形態では、ヒートプロテクタ12の前直線部12Aの前端が第1の締め付け部20Aにより排気管10の前直線部10Aの前端に締め付けられている。
また、ヒートプロテクタ12の中間部12Cの延在方向の中間部が第2の締め付け部20Bにより排気管10の中間部10Cの延在方向の中間部に締め付けられている。
また、ヒートプロテクタ12の後直線部12Bの後端が第3の締め付け部20Cにより排気管10の後直線部10Bの後端に締め付けられている。
すなわち、第1〜第3の締め付け部20A、20B、20Cが設けられる箇所を除いたヒートプロテクタ12の前直線部12A、中間部12C、後直線部12Bは、排気管10の前直線部10A、中間部10C、後直線部10Bの断面に対応した形状で、排気管10の前直線部10A、中間部10C、後直線部10Bよりも大きな断面形状を有している。
排気管10の径方向外側に突出する突出部22は、本実施の形態では、排気管10に取着されたブラケット24と、排気管10に設けられたボス部26であり、それらブラケット24とボス部26とは、後直線部10Bの延在方向に離れた箇所に位置している。
ブラケット24は、排気管10の後直線部10Bを車体に取り付けるハンガーゴムを取着するためのものであり、図6に示すように、排気管10のねじ孔に排気管10の外周面との間に筒状のボス部材2401を介在させた状態でボルトで取着されるボルト挿通孔2402が形成された取り付け板部2404と、ハンガーゴムが支持される支持板部2406とを有している。ハンガーゴムは、ブラケット24の支持板部2406と、フロアパネルに取着された車体側のブラケットとの間で支持される。
ボス部26は、排気ガスの状態、例えば、酸素濃度や温度を検出する検出部を排気管10の後直線部10Bに取り付けるためのものである。ボス部26の中心には排気管10の内部に連通する孔が設けられており、検出部は孔に挿入された状態でボス部26に取り付けられる。
切り欠き28は単一で、図1、図2に示すように、ブラケット24からボス部26にわたってヒートプロテクタ12の後直線部12Bの延在方向に延在している。
より詳細に説明すると、本実施の形態では、ヒートプロテクタ12は、排気管10の周方向で分割され排気管10の前直線部10A、中間部10C、後直線部10Bに沿って延在する2つの分割体で構成されている。
2つの分割体のうちの一方の分割体は、他方の分割体の上方に配置される上分割体12Xであり、他方の分割体は上分割体12Xの下方に配置される下分割体12Yである。
上分割体12Xと下分割体12Yとによりヒートプロテクタ12の前直線部12A、中間部12C、後直線部12Bが構成され、それら分割体12X,Yは第1〜第3の締め付け部20A、20B、20Cにより排気管10の前直線部10A、中間部10C、後直線部10Bに締め付けられ、切り欠き28は、ヒートプロテクタ12の後直線部12Bを構成する上分割体12Xと下分割体12Yの箇所にそれぞれ設けられた欠部が合されることで形成されている。
そして、上分割体12Xの前直線部12Aの半円筒部1202と。下分割体12Yの前直線部12Aの半円筒部1204とが上ブラケット30A、下ブラケッ30Bを介在させた状態でそれらの両側がボルトB1、ナットN1により締結され、排気管10の外周面に締め付けられている。
第2、第3の締め付け部20B、20Cは、中間部12Cの延在方向の中間部と、後直線部12Bの後端において、それぞれ上下の分割体12X、12Yの半円筒部1206,1208の外周面に架け渡された金属製バンド32と、それら金属製のバンド32を締結するボルトB2、ナットN2を含んで構成され、それら上下の分割体12X、12Yの半円筒部1206,1208の内周面が排気管10の外周面に締め付けられている。
上分割体12Xのフランジ34は、図2(B)、図4(C)に示すように、排気管10の半径方向外側に位置する上分割体12Xの湾曲状の本体板部1220の周方向の両端から本体板部1220の径方向外側に延在する上第1フランジ部34Aと、上第1フランジ部34Aの先端から下分割体12Y側に折曲された上第2フランジ部34Bとを備えている。
下分割体12Yのフランジ36は、図2(B)、図5(C)に示すように、排気管10の半径方向外側に位置する下分割体12Yの湾曲状の本体板部1222の周方向の両端から本体板部の径方向外側に延在する下第1フランジ部36Aを備えている。
上分割体12Xと下分割体12Yとが排気管10に組み付けられた状態で、上第1フランジ部34Aは下第1フランジ部36Aの上方に離れた箇所で下第1フランジ部36Aに沿って延在し、上第2フランジ部34Bは、下第1フランジ部36Aの先端よりも排気管10から離れた箇所に位置し下第1フランジ部36Aに沿って延在している。
このように上分割体12Xと下分割体12Yとに互いに対向する上第1フランジ部34A、下第1フランジ部36Aを設けることで、ヒートプロテクタ12の剛性向上が図られている。
また、上分割体12Xに上第2フランジ部34Bを設けることで、ヒートプロテクタ12の剛性向上および遮熱性向上が図られている。
より詳細に説明すると、上分割体12Xの本体板部1220に上第1フランジ部34A、上第2フランジ部34Bを設けることで、本体板部1220と上第1フランジ部34Aとの境の箇所および上第1、上第2フランジ部34A、34Bの境の箇所に折れ部が設けられ、上分割体12X、ヒートプロテクタ12の剛性向上が図られている。
下分割体12Yの本体板部1222に下第1フランジ部36Aを設けることで、本体板部1222と下第1フランジ部36Aとの境の箇所に折れ部が設けられ、下分割体12Y、ヒートプロテクタ12の剛性向上が図られている。
また、上第2フランジ部34Bは、上分割体12Xと下分割体12Yの端縁との間にできた隙間を覆って配置されるので、当該隙間から排気の熱が逃げることを防ぐことができ、ヒートプロテクタ全体の遮熱性を向上する上で有利となる。
本実施の形態では、排気管10の後直線部10Bを挟んで切り欠き28と反対に位置するヒートプロテクタ12の箇所で第2の締め付け部20Bの近傍の箇所が、排気管10を介して内燃機関の振動に共振しやすい箇所となっている。
そこでヒートプロテクタ12の共振を抑制するため弾性体14が設けられている。
このような弾性体14としてステンレスメッシュなどのような従来公知の様々な弾性体が採用可能である。
弾性体14は、排気管10の延在方向に沿った所定の幅と、排気管10の周方向に沿った所定の長さを有している。
弾性体14は、ヒートプロテクタ12と排気管10の後直線部10Bの双方に弾接した状態でヒートプロテクタ12と排気管10の延在方向および周方向に移動不能に配置されている。
弾性体14は、排気管10の後直線部10Bを挟んで切り欠き28と反対に位置するヒートプロテクタ12の内周面の箇所にスポット溶接で取着され、ヒートプロテクタ12と反対に位置する弾性体14の箇所は、排気管10の後直線部10Bに弾接している。
このように弾性体14をヒートプロテクタ12に予め取着することで、ヒートプロテクタ12を排気管10に取り付ける際に弾性体14も同時に配置されることになり、取り付け作業の簡単化が図られている。
すなわち、弾性体14が配置される箇所は、上分割体12Xの周方向の一端にフランジ34が形成されている箇所である。
また、言い換えると、弾性体14が配置される箇所は、上下の分割体12X、12Yが排気管10の外周面に締め付けられる第2の締め付け部20Bの近傍に位置するヒートプロテクタ12の箇所でもある。
ここで第2の締め付け部20Bにはフランジ34が設けられていないことから、弾性体14が配置される箇所は、フランジ34が有る箇所と無い箇所との境目近傍の箇所であるということもできる。
本実施の形態によれば、ヒートプロテクタ12を排気管10に予め取り付けることができるので、排気管10およびヒートプロテクタ12の双方を車体側に別々に取り付ける場合に比べ、排気管10およびヒートプロテクタ12の車体側への取り付け作業の簡単化、ヒートプロテクタ12の小型化、軽量化を図る上で有利となる。
また、切り欠き28が設けられ剛性が低下し排気管10を介して内燃機関の振動に共振しやすいヒートプロテクタ12の箇所に弾性体14が配置されている。
すなわち、排気管10を挟んで切り欠き28と反対に位置するヒートプロテクタ12の箇所と、このヒートプロテクタ12の箇所に対向する排気管10の箇所との間に、排気管10とのヒートプロテクタ12の共振を抑制する弾性体14が配置されている。
したがって、内燃機関の振動に共振しやすいヒートプロテクタ12の箇所の振動を弾性体14が弾性変形することにより吸収し、ヒートプロテクタ12の共振が抑制される。
そのため、共振による応力集中を低減でき、ヒートプロテクタ12の耐久性の向上を図る上で有利となる。
したがって、共振しやすいヒートプロテクタ12の箇所の振動を弾性体14が吸収することでヒートプロテクタ12の共振が抑制され、ヒートプロテクタ12の耐久性の向上を図る上でより有利となる。
また、本実施の形態では、弾性体14が配置される箇所は、2つの分割体12X、12Yのうちの一方の分割体12Xの箇所である。
したがって、必要最小限の容積の弾性体14でヒートプロテクタ12の共振を抑制することができ、部品コストの削減化を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、弾性体14が配置される箇所は、湾曲状の本体板部1220の周方向の一端から本体板部1220の径方向外側に突出するフランジ34を備える箇所であり、フランジ34が無い箇所に比べて高い剛性を有する箇所となっているものの、本体板部1220の半径方向外側に突出するフランジ34を備えることから共振しやすくなっている。
したがって、共振しやすいヒートプロテクタ12の箇所の振動を弾性体14が吸収することでヒートプロテクタ12の共振が抑制され、ヒートプロテクタ12の耐久性の向上を図る上で有利となる。
したがって、応力が集中しやすい箇所の振動を弾性体14が吸収することで応力の集中が緩和され、ヒートプロテクタ12の耐久性の向上を図る上でより有利となる。
また、本実施の形態では、排気管10を介して内燃機関の振動に共振しやすいヒートプロテクタ12の箇所は、排気管10を挟んで切り欠き28と反対に位置するヒートプロテクタ12の箇所であり、上分割体12Xの箇所となっている。
したがって、このような上分割体12Xの箇所と排気管10との間に弾性体14を配置すれば足り、必要最小限の容積の弾性体14でヒートプロテクタ12の共振を抑制する上で有利となる。
また、弾性体14は、ヒートプロテクタ12の内周面に予め取着されているので、弾性体14を、共振を抑制すべきヒートプロテクタ12の所望の箇所に正確に簡単に配置する上で有利となり、また、ヒートプロテクタ12を排気管10に取り付ける際に弾性体14も同時に配置されることになり、取り付け作業の簡単化を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、ヒートプロテクタ12の切り欠き28は単一で、切り欠き28は排気管10の延在方向に離れて排気管10に取着されたブラケット24からボス部26にわたって延在している。
したがって、ブラケット24とボス部26を露出させる切り欠き28が単一で済むため、ヒートプロテクタ12の構成の簡素化を図りつつヒートプロテクタ12の共振を抑制する上で有利となる。
12 ヒートプロテクタ
12X 上分割体
12Y 下分割体
14 弾性体
20A、20B、20C 第1〜第3の締め付け部
22 突出部
24 ブラケット
26 ボス部
28 切り欠き
34、36 フランジ
Claims (8)
- 内燃機関の排気ガスを外部に導く排気管と、この排気管を覆うヒートプロテクタとを備えた排気管構造であって、
前記ヒートプロテクタは前記排気管に取り付けられ、
前記ヒートプロテクタは前記排気管から突出された突出部を前記ヒートプロテクタから露出させる切り欠きを備え、
前記排気管を挟んで前記切り欠きと反対に位置する前記ヒートプロテクタの箇所と、このヒートプロテクタの箇所に対向する前記排気管の箇所との間に、弾性体が配置されており、
前記突出部は、前記排気管を車体に取り付けるハンガーゴムを取着するブラケットであり、
前記切り欠きは、前記車体の前後方向に延びる排気管に対して前記車体の車幅方向に向けて開口を開くよう形成される
ことを特徴とする排気管構造。 - 前記ヒートプロテクタの前記排気管への取り付けは、前記ヒートプロテクタの延在方向の複数箇所において前記ヒートプロテクタを前記排気管に締め付ける締め付け部でなされ、
前記弾性体が配置される箇所は、前記締め付け部の近傍に位置する前記ヒートプロテクタの箇所である、
ことを特徴とする請求項1記載の排気管構造。 - 前記ヒートプロテクタは、前記排気管の周方向で分割され前記排気管に沿って延在する2つの分割体で構成され、
前記弾性体が配置される箇所は、前記2つの分割体のうちの一方の分割体の箇所である、
ことを特徴とする請求項2記載の排気管構造。 - 前記締め付け部を除いた前記2つの分割体の箇所に、前記排気管の半径方向外側に離れた箇所で前記排気管の周方向において互いに合わされるフランジが前記分割体の延在方向に沿って延在形成され、
前記弾性体が配置される箇所は、前記分割体の周方向において前記フランジが形成されている箇所である、
ことを特徴とする請求項3記載の排気管構造。 - 前記弾性体が配置される箇所は、前記フランジが有る箇所と無い箇所との境目近傍の箇所である、
ことを特徴とする請求項4記載の排気管構造。 - 前記2つの分割体は、一方の分割体が他方の分割体の上方に配置され、
前記弾性体が配置される箇所は、前記一方の分割体の箇所である、
ことを特徴とする請求項3から5の何れか1項記載の排気管構造。 - 前記弾性体は前記ヒートプロテクタに予め取着されることで配置されている、
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項記載の排気管構造。 - 前記排気管から突出された突出部は、更に、前記排気管から突設され検出部を取り付けるボス部を含み、
前記ブラケットと前記ボス部は前記排気管の延在方向に離れており、
前記切り欠きは単一で、前記ブラケットから前記ボス部にわたって延在している、
ことを特徴とする請求項1から7の何れか1項記載の排気管構造。
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