特開 2024-155496 排ガス誘導構造

(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】P2024155496

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】排ガス誘導構造

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/00 20100101AFI20241024BHJP

   F01N 13/14 20100101ALI20241024BHJP

   B60K 13/04 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

F01N13/00 Z

F01N13/14

B60K13/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070257

(22)【出願日】2023-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】521537852

【氏名又は名称】ダイムラー トラック エージー

(74)【代理人】

【識別番号】110003937

【氏名又は名称】弁理士法人前川知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】関根 一久

【テーマコード（参考）】

3D038

3G004

【Ｆターム（参考）】

3D038BA07

3D038BA11

3D038BB03

3D038BC20

3G004AA01

3G004DA21

3G004EA05

3G004EA06

(57)【要約】

【課題】排ガスによる車両部品への熱害を抑制する排ガス誘導構造を提供する。
【解決手段】車両のエンジンから排出される排ガスを誘導するための排ガス誘導構造は、車両の車長方向に設けられるサイドフレームと、エンジンからの排ガスを排出口から排出する排ガスパイプと、取付部材を介してサイドフレームに支持され、排ガスパイプの排出口近傍に配設される遮熱板と、を備え、排ガスパイプの排出口には、車両の後方、及び下方に向けて傾斜された第１整流部が設けられ、遮熱板は、第１整流部に沿って排出された排ガスに沿って傾斜された第２整流部、第２整流部に沿った排ガスを車両下方へ誘導可能に、第２整流部から車両下方へ延在された第３整流部を有し、第２整流部は、排出口より車両後方且つ下方に位置し、第２整流部及び第３整流部の車幅方向内側端部と、第１整流部の車幅方向内側端部が略同一平面上に配置されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のエンジンから排出される排ガスを誘導するための排ガス誘導構造において、
前記車両の車長方向に設けられるサイドフレームと、
前記エンジンからの排ガスを排出口から排出する排ガスパイプと、
取付部材を介して前記サイドフレームに支持され、前記排ガスパイプの排出口近傍に配設される遮熱板と、を備え、
前記排ガスパイプの排出口には、前記車両の後方、及び下方に向けて傾斜された第１整流部が設けられ、
前記遮熱板は、
前記第１整流部に沿って排出された排ガスに沿って傾斜された第２整流部、前記第２整流部に沿った排ガスを車両下方へ誘導可能に、前記第２整流部から車両下方へ延在された第３整流部を有し、
前記第２整流部は、前記排出口より車両後方且つ下方に位置し、
前記第２整流部及び前記第３整流部の車幅方向内側端部と、前記第１整流部の車幅方向内側端部が略同一平面上に配置されている、
ことを特徴とする排ガス誘導構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排ガス誘導構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エンジンを備える車両は、そのエンジンからの排ガスを外部に排出するための排気通路が備えられる。排気通路の端部には、テールパイプと呼ばれる排気パイプが取り付けられている。例えば、特許文献１には、排ガスを浄化するための排ガス後処理装置（ＡＴＳ：After Treatment System）にテールパイプが取り付けられた構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１０３８２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、テールパイプから排出される排ガスは、高温であるため、テールパイプの周辺に車両部品を配置する場合、排ガスによる熱害を考慮する必要がある。

【0005】

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、排ガスによる車両部品への熱害を抑制する排ガス誘導構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様、又は適用例として実現することができる。

【0007】

本適用例に係る排ガス誘導構造は、車両のエンジンから排出される排ガスを誘導するための排ガス誘導構造において、前記車両の車長方向に設けられるサイドフレームと、前記エンジンからの排ガスを排出口から排出する排ガスパイプと、取付部材を介して前記サイドフレームに支持され、前記排ガスパイプの排出口近傍に配設される遮熱板と、を備え、前記排ガスパイプの排出口には、前記車両の後方、及び下方に向けて傾斜された第１整流部が設けられ、前記遮熱板は、前記第１整流部に沿って排出された排ガスに沿って傾斜された第２整流部、前記第２整流部に沿った排ガスを車両下方へ誘導可能に、前記第２整流部から車両下方へ延在された第３整流部を有し、前記第２整流部は、前記排出口より車両後方且つ下方に位置し、前記第２整流部及び前記第３整流部の車幅方向内側端部と、前記第１整流部の車幅方向内側端部が略同一平面上に配置されている、ことを特徴とする。

【0008】

本適用例によれば、排ガスが排ガスパイプの排出口から排出される際に、まず第１整流部に沿って車両後方、及び下方に誘導され、続いて同様に傾斜した遮熱板の第２整流部に誘導され、第３整流部により車両下方に誘導される。このように排ガスを誘導することで、排ガスパイプの後方に位置する車両部品が排ガスに直接晒されるのを抑制することができる。これにより排ガスによる車両部品への熱害を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の排ガス誘導構造を有する車両の構成を示す概略図である。

【図2】図１の一部を拡大した概略図である。

【図3】遮熱板の周辺を車幅方向に沿って車両の内側から見た概略図である。

【図4】遮熱板の周辺を車両の前方内側から見た斜視図である。

【図5】遮熱板の周辺を車両の後方外側から見た斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

１．車両の構成
図１は、本実施形態の排ガス誘導構造１００を有する車両１０の構成を示す概略図である。図２は、図１の一部を拡大した概略図である。図２は、具体的に、後述する遮熱板９０の周辺を拡大した概略図である。以下、図１、及び図２を参照して車両１０の構成について説明する。なお、車両１０の各種コンポーネントに関し、任意の方向での内側とは、その方向において車両１０の中心に近い側を指し、任意の方向での外側とは、その方向において、車両１０の中心から遠い側を指す。

【0011】

車両１０は、エンジン式のトラックである。そして、車両１０は、フレーム２０、キャブ３０、荷箱４０、及び複数の車輪５０等を備える。

【0012】

また、車両１０は、駆動系の構成として、駆動源である内燃機関のエンジン６０を有し、そのエンジン６０の駆動力を車輪５０に伝達するトランスミッション６２、プロペラシャフト６４、及びディファレンシャル６６を備える。

【0013】

フレーム２０は、左サイドフレーム２２、右サイドフレーム２４、及び複数のクロスメンバ２６を含む。左サイドフレーム２２、及び右サイドフレーム２４は、車両１０の車長方向（Ｘ方向）に延在し、互いに車幅方向（Ｙ方向）に対して平行に配置される。

【0014】

複数のクロスメンバ２６は、それぞれ車幅方向に延在し、左サイドフレーム２２と、右サイドフレーム２４とを連結する。これら左サイドフレーム２２、右サイドフレーム２４、及び複数のクロスメンバ２６により、ラダー型のフレーム２０を構成する。そして、フレーム２０は、キャブ３０、荷箱４０、及びエンジン６０等に加え、車両１０に搭載されるその他の重量物を支持する。

【0015】

キャブ３０は、運転席を含む構造体（図示は省略）であり、車両１０の前方において、フレーム２０の上部に設けられている。荷箱４０は、荷物等が積載される構造体（図示は省略）であり、車両１０の後方において、フレーム２０の上部に設けられている。

【0016】

車輪５０は、左右一対の前輪が操舵輪、左右一対の後輪が駆動輪である。また、車輪５０は、アクスル５２（車軸）を介してフレーム２０に懸架され、車両１０の重量を支持する。

【0017】

エンジン６０は、車両１０の走行用動力源としてのディーゼルエンジンであり、キャブ３０の下部に配置されている。エンジン６０で発生した駆動力は、トランスミッション６２、プロペラシャフト６４、及びディファレンシャル６６等を介し、アクスル５２の内部に伝えられ、車輪５０を駆動させる。エンジン６０には、吸気のための吸気通路と、排気のための排気通路が接続されている。

【0018】

本実施形態の車両１０は、上記した構成要素に加え、エンジン６０から排出される排ガスを浄化する排ガス後処理装置（ＡＴＳ：After Treatment System）７０を備える。ＡＴＳ７０は、本実施形態では右サイドフレーム２４の車幅方向外側に設けられる。また、ＡＴＳ７０は、排気通路を構成する排気管７２を介して、エンジン６０と接続される。そのため、ＡＴＳ７０には、排気管７２を介してエンジン６０からの排ガスが供給される。

【0019】

ＡＴＳ７０は、図示しないディーゼル微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）、及びＳＣＲ触媒（選択触媒還元：Selective Catalytic Reduction：）を含む。そして、ＡＴＳ７０は、ＤＰＦにより排ガス中の炭素等からなるパティキュレートマター（ＰＭ）を捕集すると共に、ＳＣＲ触媒排ガスに含まれるＮＯｘを無害なＮ_２に還元することによって、エンジン６０から供給される排ガスを浄化する。

【0020】

また、車両１０は、エンジン６０からの排ガスを車両１０の外へ排出するテールパイプ８０（排ガスパイプ）を備える。また、テールパイプ８０は、マフラーとしての役割も担う。テールパイプ８０の一端は、ＡＴＳ７０の排ガス出口部分と接続される。テールパイプ８０の他端は、排ガスを外部に排出する排出口８２（図３～図４参照）としての役割を担う。つまり、テールパイプ８０からは、ＡＴＳ７０により浄化された排ガスが車両１０の外へ排出される。

【0021】

さらに、車両１０は、遮熱板９０を備える。遮熱板９０は、取付部材９２（図５参照）を介して右サイドフレーム２４に支持され、テールパイプ８０の排出口８２近傍、具体的には、排出口８２から排出される排ガスに晒される位置に設けられる。図１、及び図２に示す例では、遮熱板９０は、車長方向において、テールパイプ８０よりも後方に設けられる。

【0022】

なお、本実施形態では、テールパイプ８０、及び遮熱板９０は、エンジン６０の排ガスを誘導するための排ガス誘導構造１００に含まれる。

【0023】

２．排ガス誘導構造について
図３は、遮熱板９０周辺を車幅方向に沿って車両１０の内側から見た概略図である。図４は、遮熱板９０の周辺を車両１０の前方内側から見た斜視図である。図５は、遮熱板９０の周辺を車両１０の後方外側から見た斜視図である。なお、図３、及び図４において、破線は、排ガスの流れを示す。以下、図２に加え、図３～図５も参照して、排ガス誘導構造１００、及びそれに関連する構成、具体的には、ＡＴＳ７０、テールパイプ８０、遮熱板９０、及び取付部材９２について説明する。

【0024】

ＡＴＳ７０は、取付部材（図示は省略）により、右サイドフレーム２４の車幅方向での外側に支持される。また、テールパイプ８０は、ＡＴＳ７０の側面、具体的には、車幅方向内側面、つまり右サイドフレーム２４と対向する側面（左側面）から、車幅方向での内側へ延びつつ、途中で湾曲して車長方向に沿って車両１０の後方へ延びる。つまり、テールパイプ８０は、車高方向（Ｚ方向）から見た場合に略Ｌ字状であり、ＡＴＳ７０と、右サイドフレーム２４との間に位置する。

【0025】

さらに、テールパイプ８０の排出口８２には、第１整流部８４が設けられる。第１整流部８４は、第１整流部８４自体の傾きに応じて、排ガスの排出方向を設定する。

【0026】

排ガスは、高温であるため、空気中において上昇する傾向にある。本実施形態では、排ガスが排出口８２から排出された直後に、空気中で上昇するのを防止するよう、第１整流部８４は、排出口８２の上部から車両１０の後方、及び下方に向けて傾斜している。これらのことから、排出口８２から排出される排ガスは、第１整流部８４に沿って車両１０の後方、及び下方へ流れる。

【0027】

遮熱板９０は、取付部材９２により、右サイドフレーム２４の車幅方向の外側に支持される。また、取付部材９２は、右サイドフレーム２４において、ＡＴＳ７０よりも車両後方側の側面に締結部材９０ａ（例えばボルト及びナット）により固定される。取付部材９２は、下方に延び、下部が車幅方向外側に屈曲している。そのため、取付部材９２は、車長方向に沿って見た場合、略Ｌ字である。

【0028】

遮熱板９０は、取付部材９２の下部の前面にて、締結部材９０ｂ（例えばボルト及びナット）を介して固定されている。このように遮熱板９０は、取付部材９２により、テールパイプ８０の排出口８２の近傍に設けられる。そのため、上述したように、遮熱板９０は、排出口８２から排出される排ガスに晒されるよう、車長方向において、排出口８２よりも後方、かつ下方に位置される。

【0029】

また、遮熱板９０の車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一のＸＺ平面（車長方向の鉛直面）上に配置される。言い換えると、車幅方向に沿って見た場合、遮熱板９０の車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一平面上に配置される。なお、遮熱板９０と取付部材９２は、一体的に形成されてもよい。

【0030】

遮熱板９０は、少なくとも第２整流部９４ａ、及び第３整流部９４ｂを含む。本実施形態の遮熱板９０は、第２整流部９４ａ、及び第３整流部９４ｂに加えて、第４整流部９４ｃ、及び第５整流部９４ｄを含む。

【0031】

第２整流部９４ａは、板状部材である。第２整流部９４ａは、取付部材９２の前面から前方に延びつつ、車両１０の上方に向かって延びる。第２整流部９４ａは、ＺＹ平面（車幅方向の鉛直面）に沿って延びる板状部材の上方端部が下方端部よりも前方に位置するように傾いたものである。

【0032】

また、第２整流部９４ａは、テールパイプ８０の排出口８２よりも後方、かつ、下方に位置する。なお、第２整流部９４ａについては、テールパイプ８０の排出口８２に対して、所定の間隔を有して後方に位置する。さらに、第２整流部９４ａに関し、車幅方向から見た場合に、テールパイプ８０の第１整流部８４の延長方向と、第２整流部９４ａの延長方向とが、略同一直線上にある。つまり、車幅方向から見た場合、第１整流部８４の延長方向と、第２整流部９４ａの延長方向とが重なる。

【0033】

さらに、第２整流部９４ａに関し、その第２整流部９４ａの車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一のＸＺ平面（車長方向の鉛直面）上に配置される。本実施形態においては図１、２に示すように車高方向に沿って見た場合、第２整流部９４ａの車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一平面上に配置される。また、第２整流部９４ａの車幅方向外側端部は、テールパイプ８０よりも車両１０の車幅方向外側に位置する。

【0034】

第３整流部９４ｂは、第２整流部９４ａと同様に板状部材であって、ＺＹ平面（車幅方向の鉛直面）に沿って延びる。また、第３整流部９４ｂの上方端部は、第２整流部９４ａの下方端部と接続されている。つまり、第３整流部９４ｂについては、第２整流部９４ａの下方端部から屈曲して車両１０の下方へと延在していると言える。なお、第３整流部９４ｂは、テールパイプ８０の排出口８２よりも後方、かつ、下方に位置する。また、車幅方向から見た場合、第２整流部９４ａと、第３整流部９４ｂとが成す角は、鈍角である。

【0035】

さらに、第３整流部９４ｂに関しても、その第３整流部９４ｂの車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一のＸＺ平面（車長方向の鉛直面）上に配置される。つまり、第２整流部９４ａと同様に、本実施形態においては、図１、２に示すように車高方向に沿って見た場合、第３整流部９４ｂの車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一平面上に配置される。また、第３整流部９４ｂの車幅方向外側端部は、テールパイプ８０よりも車両１０の車幅方向外側に位置する。

【0036】

遮熱板９０は、傾いている第２整流部９４ａにより、第１整流部８４に沿って流れる排ガスを受け、その排ガスを第３整流部９４ｂへと誘導することができる。また、第２整流部９４ａによる誘導により排ガスが、車両１０の上方に流れるのを抑制することができる。さらに、第３整流部９４ｂによれば、第２整流部９４ａにより誘導された排ガスを車両１０の下方へ誘導することができる。

【0037】

第４整流部９４ｃは、板状部材であって、ＸＺ平面（車長方向の鉛直面）に延びる。第４整流部９４ｃの後方端部は、第２整流部９４ａ、及び第３整流部９４ｂの車幅方向での内側端部と接続される。第４整流部９４ｃによれば、車幅方向において、排ガスが車両１０の車幅方向内側に流れるのを抑制することができる。また、第４整流部９４ｃは、第２整流部９４ａから第３整流部９４ｂのそれぞれの車幅方向内側端部にかけて接続されていることで遮熱板９０の強度を向上させることができる。

【0038】

さらに、第４整流部９４ｃに関しても、その第４整流部９４ｃの車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一のＸＺ平面（車長方向の鉛直面）上に配置される。つまり、第２整流部９４ａと同様に、本実施形態においては、図１、２に示すように車高方向に沿って見た場合、第４整流部９４ｃの車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一平面上に配置される。

【0039】

第５整流部９４ｄは、板状部材であって、ＸＹ平面（水平面）に沿って延びる。第５整流部９４ｄの後方端部は、第３整流部９４ｂの下方端部と接続される。また、第５整流部９４ｄに関し、その第５整流部９４ｄの車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一のＸＺ平面（車長方向の鉛直面）上に配置される。つまり、図１、２に示すように車高方向に沿って見た場合、第５整流部９４ｄの車幅方向内側端部と、テールパイプ８０の第１整流部８４の車幅方向内側端部とは、略同一平面上に配置される。

【0040】

また、車高方向から見て、第５整流部９４ｄの第３整流部９４ｂに対する車両１０の前方への突出量は、第２整流部９４ａよりも少ない。第５整流部９４ｄによれば、排ガスが車両１０の下方に過度に流れるのを抑制することができる。

【0041】

第２整流部９４ａ、第３整流部９４ｂ、第４整流部９４ｃ、及び第５整流部９４ｄによれば、図２～図４に示すように、排ガスを車両１０下方に誘導しつつ、車両１０の外側に誘導することができる。

【0042】

このような、排ガス誘導構造１００によれば、遮熱板９０により排ガスを誘導することでテールパイプ８０の排出口８２よりも後方にある車両部品、例えば、車輪５０（右後輪）が排ガスに直接晒されるのを抑制することができる。すなわち、排ガス誘導構造１００によれば、排ガスによる車両部品への熱害を抑制することができる。

【0043】

また、遮熱板９０が、第２整流部９４ａ、第３整流部９４ｂに加えて、第４整流部９４ｃ、及び第５整流部９４ｄを含む場合、遮熱板９０が、第２整流部９４ａ、第３整流部９４ｂだけを含む場合と比べて、排ガスをより拡散させることができる。つまり、特定の車両部品に排ガスが集中して当たることをより回避することができ、これにより車両部品の熱害をより抑制することができる。例えば、図２～図４に示すように、排ガスを車両１０下方に誘導した後、車両１０の内側に誘導するのであれば、車輪５０への熱害をより抑制することができる。なお、図２～図４に示すように、排ガスを車両１０の外側に誘導する場合、第２整流部９４ａ、及び第３整流部９４ｂの車幅方向外側端部は、車幅方向において、車両１０の備える他の部品よりもその車両１０の外側に位置するのが好ましい。

【0044】

また、遮熱板９０の第２整流部９４ａについては、テールパイプ８０に対して所定の間隔を設けて後方に位置している。そのため、例えば、排ガスの一部がその隙間から上方に流れたとしても、ＡＴＳ７０が、その排ガスに晒されるため、排ガスの有する熱をＡＴＳ７０に対して利用することができる。具体的には、排ガスの有する熱をＡＴＳ７０における触媒活性に利用することができる。

【0045】

なお、本実施形態で示した具体的な構成は、一例であり、本発明の態様は、本実施形態に示した構成に限定されるものではない。例えば、排出口８２と、第２整流部９４ａとの間に設けられる隙間を省略し、第１整流部８４と第２整流部９４ａとをより近づけてもよい。

【0046】

また、第４整流部９４ｃについては、後方端部が、第２整流部９４ａ、及び第３整流部９４ｂの車幅方向での外側端部と接続されてもよい。この場合、排ガスは、車両１０の下方へ誘導された後に、車両１０の内側に向かって誘導される。

【0047】

さらに、遮熱板９０については、第２整流部９４ａ、及び第３整流部９４ｂに加え、第４整流部９４ｃ、及び第５整流部９４ｄの一方を含むような構成であってもよい。

【0048】

また、第２整流部９４ａ、第３整流部９４ｂ、第４整流部９４ｃ、及び第５整流部９４ｄの各々の接続箇所については、流線形とすることで、これらの境目を無くしもよい。このことによれば、排ガスの対流が防止され、効率的に排ガスを誘導することができる。

【0049】

なお、テールパイプ８０のような構成を備えるような従来の車両に対して、別途、遮熱板９０を設けるだけでも、排ガスによる車両部品への熱害が生じるのを防ぐことができる。遮熱板９０については、例えば、金属製の板状部材み合わせることで作成することができるため、安価に部品への熱害対策を講じることができる。

【符号の説明】

【0050】

１０ 車両
６０ エンジン
８０ テールパイプ（排ガスパイプ）
８２ 排出口
８４ 第１整流部
９０ 遮熱板
９２ 取付部材
９４ａ 第２整流部
９４ｂ 第３整流部
９４ｃ 第４整流部
９４ｄ 第５整流部
１００ 排ガス誘導構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】