特開 2024-14359 吸気配管、作業車両及び吸気配管の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014359

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】吸気配管、作業車両及び吸気配管の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/10 20060101AFI20240125BHJP

   F16L 11/08 20060101ALI20240125BHJP

   F16L 33/00 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

F02M35/10 101K

F02M35/10 101L

F16L11/08 B

F16L33/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117129

(22)【出願日】2022-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 知浩

(72)【発明者】

【氏名】田代 毅之

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 富一

【テーマコード（参考）】

3H017

3H111

【Ｆターム（参考）】

3H017BA01

3H111AA02

3H111BA15

3H111CB28

3H111CC18

3H111DB11

3H111DB20

3H111EA02

(57)【要約】

【課題】他の装置との接続部において、吸気配管の変形を抑えること。
【解決手段】作業車両に搭載されたエアクリーナ装置とターボチャージャとを接続する吸気配管であって、樹脂製の本体部２と、本体部３の先端に配置され、エアクリーナ装置又はターボチャージャと接続される接続部３と、接続部３の外周を周方向に覆って配置された金属製のカラー４と、を備え、接続部３は、他の装置との接続配管１２１に挿入して接続され、接続部３とカラー４とは、一体に成型されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業車両に搭載されたエアクリーナ装置とターボチャージャとを接続する吸気配管であって、
樹脂製の本体部と、
前記本体部の先端に配置され、前記エアクリーナ装置又は前記ターボチャージャと接続される接続部と、
前記接続部の外周を周方向に覆って配置された金属製のカラーと、
を備え、
前記接続部は、他の装置との接続配管に挿入して接続され、
前記接続部と前記カラーとは、一体に成型されている、
吸気配管。

【請求項2】

前記接続部は、外周の周方向の全周において径方向外側に膨らんだ凸部、を備え、
前記カラーにおける前記他の装置との接続配管への挿入方向の一方の端部は、前記凸部まで到達する、
請求項１に記載の吸気配管。

【請求項3】

前記カラーにおける前記他の装置との接続配管への挿入方向の他方の端部は、前記他の装置との接続配管から露出する、
請求項２に記載の吸気配管。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の吸気配管と、
エアクリーナ装置と、
ターボチャージャと、
を備える、作業車両。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の吸気配管の製造方法であって、
前記接続部は、回転成型型の内側に前記カラーを装着して回転成型により成型され、
前記回転成型型は、前記接続部の挿入方向の一方の端部に対応する部分の径は、前記カラーの外径より大きい、
吸気配管の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、吸気配管、作業車両及び吸気配管の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両のエンジンの吸気系ダクトにおいて、吸気系ダクトの両端部が他の機器のそれぞれの接続部へ締付バンドにより固定させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平０８－００００６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術では、吸気配管を他の装置に接続する際に、締付バンドによって締め付ける。このため、締結力が高過ぎると、吸気配管が変形するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に従えば、作業車両に搭載されたエアクリーナ装置とターボチャージャとを接続する吸気配管であって、樹脂製の本体部と、前記本体部の先端に配置され、前記エアクリーナ装置又は前記ターボチャージャと接続される接続部と、前記接続部の外周を周方向に覆って配置された金属製のカラーと、を備え、前記接続部は、他の装置との接続配管に挿入して接続され、前記接続部と前記カラーとは、一体に成型されている、吸気配管が提供される。

【0006】

本開示に従えば、上記の吸気配管の製造方法であって、前記接続部は、回転成型型の内側に前記カラーを装着して回転成型により成型され、前記回転成型型は、前記接続部の挿入方向の一方の端部に対応する部分の径は、前記カラーの外径より大きい、吸気配管の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、他の装置との接続部において、吸気配管の変形を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る吸気配管がエアクリーナ装置及びターボチャージャに接続された状態を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る吸気配管を示す斜視図である。

【図3】図３は、実施形態に係る吸気配管の接続部を示す断面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る吸気配管の接続部が接続配管に挿入された状態を示す断面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る吸気配管の接続部の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、実施形態に係る吸気配管の接続部の製造方法を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0010】

［実施形態］
図１は、実施形態に係る吸気配管がエアクリーナ装置及びターボチャージャに接続された状態を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る吸気配管を示す斜視図である。吸気配管１は、例えば、ダンプトラックなどの作業車両に搭載された他の装置であるエアクリーナ装置１００とターボチャージャ１１０とを接続する。

【0011】

エアクリーナ装置１００は、作業車両の外部の空気を図示しない外気導入口から導入し、導入された空気からダストを取り除く。エアクリーナ装置１００によってダストが取り除かれた空気が、吸気配管１へ流入する。

【0012】

作業車両に搭載されるエアクリーナ装置１００の数は限定されない。本実施形態では、エアクリーナ装置１００_１、エアクリーナ装置１００_２及びエアクリーナ装置１００_３の３台を備える。エアクリーナ装置１００_１、エアクリーナ装置１００_２及びエアクリーナ装置１００_３の区別を特に要しない場合、エアクリーナ装置１００という。

【0013】

ターボチャージャ１１０は、吸気配管１から流入した空気を圧縮して、図示しないエンジンへ供給する。

【0014】

作業車両に搭載されるターボチャージャ１１０の数は限定されない。本実施形態では、ターボチャージャ１１０_４及びターボチャージャ１１０_５の２台を備える。ターボチャージャ１１０_４及びターボチャージャ１１０_５の区別を特に要しない場合、ターボチャージャ１１０という。

【0015】

接続配管１２１は、樹脂材料で形成されている。本実施形態では、接続配管１２１_１、接続配管１２１_２、接続配管１２１_３、接続配管１２１_４及び接続配管１２１_５を備える。接続配管１２１_１、接続配管１２１_２、接続配管１２１_３、接続配管１２１_４及び接続配管１２１_５の区別を特に要しない場合、接続配管１２１という。

【0016】

接続配管１２１は、エアクリーナ装置１００又はターボチャージャ１１０と吸気配管１とを接続する。接続配管１２１は、締付バンド１２２によって吸気配管１と固定される。接続配管１２１は、締付バンド１２３によってエアクリーナ装置１００又はターボチャージャ１１０と固定される。

【0017】

本実施形態では、接続配管１２１_１は、エアクリーナ装置１００_１と吸気配管１とを接続する。接続配管１２１_１は、空気の流れ方向の下流側の端部が締付バンド１２２_１によって吸気配管１と固定される。接続配管１２１_１は、空気の流れ方向の上流側の端部が締付バンド１２３_１によってエアクリーナ装置１００_１と固定される。接続配管１２１_２は、エアクリーナ装置１００_２と吸気配管１とを接続する。接続配管１２１_２は、空気の流れ方向の下流側の端部が締付バンド１２２_２によって吸気配管１と固定される。接続配管１２１_２は、空気の流れ方向の上流側の端部が締付バンド１２３_２によってエアクリーナ装置１００_１と固定される。接続配管１２１_３は、エアクリーナ装置１００_３と吸気配管１とを接続する。接続配管１２１_３は、空気の流れ方向の下流側の端部が締付バンド１２２_３によって吸気配管１と固定される。接続配管１２１_３は、空気の流れ方向の上流側の端部が締付バンド１２３_３によってエアクリーナ装置１００_３と固定される。接続配管１２１_４は、ターボチャージャ１１０_４と吸気配管１とを接続する。接続配管１２１_４は、空気の流れ方向の上流側の端部が締付バンド１２２_４によって吸気配管１と固定される。接続配管１２１_４は、空気の流れ方向の下流側の端部が締付バンド１２３_４によってターボチャージャ１１０_４と固定される。接続配管１２１_５は、ターボチャージャ１１０_５と吸気配管１とを接続する。接続配管１２１_５は、空気の流れ方向の上流側の端部が締付バンド１２２_５によって吸気配管１と固定される。接続配管１２１_５は、空気の流れ方向の下流側の端部が締付バンド１２３_５によってターボチャージャ１１０_５と固定される。

【0018】

＜吸気配管＞
吸気配管１は、本体部２、接続部３及びカラー４を備える。本体部２、接続部３及びカラー４は、一体に形成されている。

【0019】

本体部２は、樹脂材料で形成されている。本体部２は、内部を空気が通過する中空状に形成されている。本実施形態では、本体部２は、ボックス部２１、ボックス部２２、分岐部２３及び分岐部２４を備える。ボックス部２１、ボックス部２２、分岐部２３及び分岐部２４は、一体に形成されている。ボックス部２１、ボックス部２２、分岐部２３及び分岐部２４は空気が通過可能に接続されている。

【0020】

ボックス部２１は、中空のボックス状に形成されている。ボックス部２１の空気の流れ方向の下流側には、ボックス部２２が接続されている。ボックス部２２は、中空のボックス状に形成されている。ボックス部２２の空気の流れ方向の下流側から分岐して、分岐部２３及び分岐部２４が接続されている。分岐部２３及び分岐部２４は、中空のボックス状に形成されている。エアクリーナ装置１００から流入した空気は、ボックス部２１からボックス部２２を通過して、分岐部２３及び分岐部２４からターボチャージャ１１０へ供給される。

【0021】

本体部２の内部を通過する空気の流れ方向の上流側及び下流側の端部には、接続部３が配置されている。より詳しくは、ボックス部２１には、エアクリーナ装置１００と接続するための接続部３が配置されている。分岐部２３及び分岐部２４には、ターボチャージャ１１０と接続するための接続部３が配置されている。

【0022】

図３は、実施形態に係る吸気配管の接続部を示す断面図である。図４は、実施形態に係る吸気配管の接続部が接続配管に挿入された状態を示す断面図である。接続部３は、樹脂材料で形成されている。接続部３は、内部を空気が通過する中空状に形成されている。接続部３は、本体部２の内部を通過する空気の流れ方向の上流側及び下流側の端部に配置されている。接続部３は、接続配管１２１を介してエアクリーナ装置１００又はターボチャージャ１１０と接続される。接続部３は、エアクリーナ装置１００又はターボチャージャ１１０の接続配管１２１に挿入される。

【0023】

接続部３は、エアクリーナ装置１００との接続用、及び、ターボチャージャ１１０との接続用にそれぞれ１つ以上配置されている。本実施形態では、接続部３_１、接続部３_２、接続部３_３、接続部３_４及び接続部３_５を備える。接続部３_１、接続部３_２、接続部３_３、接続部３_４及び接続部３_５の区別を特に要しない場合は、接続部３として説明する。

【0024】

接続部３_１、接続部３_２及び接続部３_３は、エアクリーナ装置１００との接続用である。接続部３_１、接続部３_２及び接続部３_３は、ボックス部２１の空気の流れ方向に離間して配置されている。接続部３_１は、エアクリーナ装置１００と接続するための接続配管１２１_１に挿入されている。接続部３_２は、エアクリーナ装置１００と接続するための接続配管１２１_２に挿入されている。接続部３_３は、エアクリーナ装置１００と接続するための接続配管１２１_３に挿入されている。

【0025】

接続部３_４及び接続部３_５は、ターボチャージャ１１０との接続用である。接続部３_４は、分岐部２３の空気の流れ方向の下流側に配置されている。接続部３_４は、ターボチャージャ１１０と接続するための接続配管１２１_４に挿入されている。接続部３_５は、分岐部２４の空気の流れ方向の下流側に配置されている。接続部３_５は、ターボチャージャ１１０と接続するための接続配管１２１_５に挿入されている。

【0026】

接続部３は、本体部３１、先端部３２及び凸部３３を備える。本体部３１、先端部３２及び凸部３３は、一体に形成されている。本体部３１は、軸方向の両端部が開口した円筒状に形成されている。本体部３１は、外周にカラー４が配置されている部分である。先端部３２は、本体部３１のうち凸部３３より挿入方向の一方側に配置されている。凸部３３は、本体部３１の外周の周方向の全周において径方向外側に膨らんだ部分である。凸部３３は、本体部３１と先端部３２との間に配置されている。

【0027】

接続部３の本体部３１の外周には、カラー４が配置されている。接続部３とカラー４とは、一体に成型されている。接続部３の先端部３２及び凸部３３の外周には、カラー４が配置されていない。

【0028】

カラー４は、接続部３の本体部３１の外周を周方向に覆って配置されている。カラー４は、接続部３を構成する樹脂材料より高い剛性を有する金属材料で構成されている。カラー４は、円環状に形成されている。カラー４の挿入方向の長さは、接続部３の挿入方向の長さより短い。

【0029】

カラー４の接続配管１２１への挿入方向の一方の端部４ａは、凸部３３の挿入方向の他方の端部まで到達する。

【0030】

カラー４の接続配管１２１への挿入方向の他方の端部４ｂは、接続配管１２１から露出する。

【0031】

＜製造方法＞
図５は、実施形態に係る吸気配管の接続部の製造方法を模式的に示す断面図である。図６は、実施形態に係る吸気配管の接続部の製造方法を模式的に示す平面図である。接続部３は、回転成型型２００及び回転成型型２１０を用いて、回転成型型２００及び回転成型型２１０の内側にカラー４を装着した状態で、回転成型により成型される。回転成型型２００及び回転成型型２１０は、接続部３の成型型である。回転成型型２００及び回転成型型２１０は、分割線Ｌを中心にして線対称な形状である。回転成型型２００と回転成型型２１０とを、分割線Ｌを中心に向かい合わせて回転成型を行う。

【0032】

回転成型型２００は、接続部３の周方向の半分の外形を規定する金型である。回転成型型２００は、本体部２０１、フランジ部２０２及び凹部２０３を備える。本体部２０１、フランジ部２０２及び凹部２０３は、一体に形成されている。本体部２０１は、回転成型において、接続部３の外形を規定する中空形状である。本体部２０１は、半円筒形状である。本体部２０１は、軸方向の一方の端部が開口し、他方の端部が閉塞されている。フランジ部２０２は、本体部２０１の開口している側の端部から、径方向の外側に延在する。フランジ部２０２は、リング状に形成されている。本体部２０１の軸方向の中間部には、凹部２０３が配置されている。凹部２０３は、接続部３の凸部３３の外形を規定する。凹部２０３は、本体部２０１の内周面より、径方向外側に凹んでいる。

【0033】

回転成型型２００は、接続部３の挿入方向の一方の端部である先端部３２に対応する部分の径Ｒ２は、カラー４の外径Ｒ１より大きい。

【0034】

回転成型型２１０は、回転成型型２００と同様に形成されているので、説明を省略する。

【0035】

回転成型型２００と回転成型型２１０とを、分割線Ｌを中心に向かい合わせる。回転成型型２００と回転成型型２１０とで囲まれた空間Ｓに、カラー４を挿入する。カラー４は、固定部材２０５及び２１５によって、回転成型型２００及び回転成型型２１０の内周面に固定される。

【0036】

本体部２は、回転成型型２００と回転成型型２１０とは別体の回転成型型３００と回転成型型３１０とによって成型される。回転成型型３００と回転成型型３１０とは、本体部２の成型型である。図５においては、回転成型型３００と回転成型型３１０の全体の形状は図示を省略している。図５には、回転成型型３００のフランジ部３０２と本体部３０１の一部と、回転成型型３１０のフランジ部３１２と本体部３１１の一部とが図示されている。回転成型型３００と回転成型型３１０は、分割線Ｌを中心にして線対称な形状である。

【0037】

このように構成された、回転成型型２００、回転成型型２１０、回転成型型３００及び回転成型型３１０を、分割線Ｌを中心に向かい合わせて固定した状態で回転成型を行う。本実施形態では、フランジ部２０２とフランジ部２１２とを回転成型型３００のフランジ部３０２と回転成型型３１０のフランジ部３１２とに固定して一体化する。

【0038】

一体化された回転成型型２００、回転成型型２１０、回転成型型３００及び回転成型型３１０によって囲まれた内部の空間Ｓを含む空間に接続部３の材料となる樹脂材料の粉体を投入し、回転成型を行う。回転成型の工程において、空間に樹脂材料が投入された回転成型型２００、回転成型型２１０、回転成型型３００及び回転成型型３１０が、加熱された状態で回転される。所定時間、加熱及び回転を継続する。回転成型型２００及び回転成型型２１０の内部の空間Ｓにおいては、カラー４、回転成型型２００及び回転成型型２１０の内周面を覆って樹脂材料が膜状に付着する。回転成型型３００及び回転成型型３１０の内部の空間においては、回転成型型３００及び回転成型型３１０の内周面を覆って樹脂材料が膜状に付着する。その後、冷却されて、回転成型型２００、回転成型型２１０、回転成型型３００及び回転成型型３１０から、一体化された本体部２、接続部３及びカラー４が取り出される。

【0039】

回転成型型２００及び回転成型型２１０の内部の空間Ｓにおいて、凹部２０３及び凹部２１３に対してフランジ部２０２及びフランジ部２１２側の径Ｒ１は、凹部２０３及び凹部２１３に対してフランジ部２０２及びフランジ部２１２側と反対側の径Ｒ２より小さい。径Ｒ１は、接続部３の本体部３１に対応する径である。径Ｒ２は、接続部３の挿入方向の一方の端部である先端部３２に対応する径である。径Ｒ２は、カラー４の外径Ｒ１より大きい。径Ｒ２が径Ｒ１より長くなっていることにより、接続部３の樹脂材料が冷却時に熱収縮により収縮する影響を軽減することができる。

【0040】

このようにして一体化された本体部２、接続部３及びカラー４が成型されて、吸気配管１が製造される。

【0041】

＜作用＞
このように構成された吸気配管１は、接続部３が、エアクリーナ装置１００及びターボチャージャ１１０の接続配管１２１に挿入される。カラー４の挿入方向の他方の端部４ｂは、接続配管１２１から露出する。接続部３が接続配管１２１に挿入された状態で、接続配管１２１の外周が、締付バンド１２２によって締め付けられる。締付バンド１２２によって締め付けられる部分には、カラー４が位置する。これにより、締付バンド１２２の締結力が高過ぎても、高い剛性を有するカラー４によって、接続部３の変形が抑えられる。

【0042】

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態では、外周にカラー４が配置された接続部３が、接続配管１２１に挿入された状態で、接続配管１２１の外周が、締付バンド１２２によって締め付けられる。本実施形態によれば、締付バンド１２２の締結力が高過ぎても、高い剛性を有するカラー４によって、接続部３の変形を抑えることができる。このように、本実施形態によれば、他の装置であるエアクリーナ装置１００とターボチャージャ１１０との接続部３における、吸気配管１の変形を抑えることができる。

【0043】

本実施形態では、カラー４の挿入方向の一方の端部４ａは、接続部３の凸部３３まで到達する。本実施形態によれば、回転成型時に、カラー４の外周面と接続部３の外周面とに段差が生じることを抑えることができる。

【0044】

本実施形態では、カラー４の挿入方向の他方の端部４ｂは、接続配管１２１から露出する。本実施形態によれば、締付バンド１２２によって締め付けられる位置に、カラー４を配置することができる。カラー４の挿入方向の他方の端部４ｂが、接続配管１２１から露出しない場合、つまり締付バンド１２２によって締め付けられる位置に、他方の端部４ｂが配置される場合と比較して、接続部３又は接続配管１２１の変形を抑えることができる。

【0045】

本実施形態では、接続部３の先端部３２及び凸部３３の外周には、カラー４が配置されていない。本実施形態は、接続部３の挿入方向の一方にはカラー４が配置されていない。本実施形態によれば、接続部３を接続配管１２１へ挿入する際に、接続部３が弾性変形可能であるので、スムースに挿入することができる。

【0046】

本実施形態では、回転成型に用いる回転成型型２００及び回転成型型２１０の空間Ｓにおいて、凹部２０３及び凹部２１３に対してフランジ部２０２及びフランジ部２１２側の径Ｒ１は、凹部２０３及び凹部２１３に対してフランジ部２０２及びフランジ部２１２側と反対側の径Ｒ２より小さい。本実施形態は、回転成型時に、接続部３を構成する樹脂材料の冷却時に熱収縮による影響を適切に低減することができる。

【符号の説明】

【0047】

１…吸気配管、２…本体部、３…接続部、４…カラー、２１…ボックス部、２２…ボックス部、２３…分岐部、２４…分岐部、３１…本体部、３２…先端部、３３…凸部、１００…エアクリーナ装置、１１０…ターボチャージャ、１２１…接続配管、１２２…締付バンド、１２３…締付バンド、２００…回転成型型、２０１…本体部、２０２…フランジ部、２０３…凹部、２０５…固定部材、２１０…回転成型型、２１１…本体部、２１２…フランジ部、２１３…凹部、２１５…固定部材、３００…回転成型型、３０１…本体部、３０２…フランジ部、３１０…回転成型型、３１１…本体部、３１２…フランジ部、Ｌ…分割線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】