特開 2025-17516 排気パイプ

(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】P2025017516

(43)【公開日】2025-02-06

(54)【発明の名称】排気パイプ

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/08 20100101AFI20250130BHJP

   F01N 13/10 20100101ALI20250130BHJP

【ＦＩ】

F01N13/08 F

F01N13/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023120595

(22)【出願日】2023-07-25

(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】小坂 秀信

【テーマコード（参考）】

3G004

【Ｆターム（参考）】

3G004AA01

3G004DA21

3G004EA03

(57)【要約】

【課題】フレキシブルチューブを既定のサイズに簡単に設定することができる排気パイプを提供する。
【解決手段】車両に備えられる内燃機関の排ガスを排出する、フレキシブルチューブを備えた排気パイプであって、フレキシブルチューブの両端からそのフレキシブルチューブの半径方向外側へ延出し、当該半径方向外側の端部に切欠部を備える、一対のブラケットを備え、切欠部のそれぞれに係合させつつ、一対のブラケットのそれぞれを挟持し、一対のブラケットを連接することで、フレキシブルチューブの両端部の動きを抑制する治具が、一対のブラケットに取り付け可能である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に備えられる内燃機関の排ガスを排出する、フレキシブルチューブを備えた排気パイプであって、
前記フレキシブルチューブの両端から前記フレキシブルチューブの半径方向外側へ延出し、当該半径方向外側の端部に切欠部を備える、一対のブラケットを備え、
前記切欠部のそれぞれに係合させつつ、前記一対のブラケットのそれぞれを挟持し、前記一対のブラケットを連接することで、前記フレキシブルチューブの両端部の動きを抑制する治具が、前記一対のブラケットに取り付け可能である、排気パイプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気パイプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

エンジン車両、特に、トラック等の商用車は、エンジン、及び排気浄化装置を備え、これらは、フレキシブルチューブを備える排気パイプで接続される。フレキシブルチューブは、柔軟性を有する管であって、エンジンと、排気浄化装置との相対的な動きを吸収する。下記特許文献１では、フレキシブルチューブを備えた排気システムの一例が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１９３５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、フレキシブルチューブは、蛇腹状であって柔軟性を有することから、車両製造時や整備時にフレキシブルチューブを既定の長さや形状で車両に取り付けるには、定規等で長さを測りながらの調整等が必要とされる。

【0005】

このように、排気パイプのフレキシブルチューブを車両に取り付ける際には、余計な手間が生じ、結果的に、取り付け作業に多くの時間を要する。例えば、フレキシブルチューブの取り付けに不慣れな者は、取り付け作業により多くの時間を要する。

【0006】

本発明は上記実情を鑑みてされたものであり、フレキシブルチューブを既定のサイズに簡単に設定することができる排気パイプ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】

【0007】

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。

【0008】

本適用例に係る排気パイプは、車両に備えられる内燃機関の排ガスを排出する、フレキシブルチューブを備えた排気パイプであって、前記フレキシブルチューブの両端から前記フレキシブルチューブの半径方向外側へ延出し、当該半径方向外側の端部に切欠部を備える、一対のブラケットを備え、前記切欠部のそれぞれに係合させつつ、前記一対のブラケットのそれぞれを挟持し、前記一対のブラケットを連接することで、前記フレキシブルチューブの両端部の動きを抑制する治具が、前記一対のブラケットに取り付け可能である。

【0009】

本適用例によれば、治具が一対のブラケットに取り付けられると、一対のブラケットの相対的な位置が固定され、それに合わせて、フレキシブルチューブの両端部の相対的な位置も固定される。これにより、フレキシブルチューブを既定のサイズに簡単に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】車両の構成を示す概略図である。

【図2】排気パイプの構成を示す概略断面図である。

【図3】排気パイプの構成を示す概略斜視図である。

【図4】治具の構成を示す概略斜視図である。

【図5】一対のブラケットに治具を取り付けた様子を示す概略断面図である。

【図6】一対のブラケットに治具を取り付けた様子を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．車両の構成
初めに、図１を参照して、車両１０の具体的な構成について説明する。図１は、車両１０の構成を示す概略図である。

【0012】

なお、以下の記載において、車両１０の車長方向をＸ方向、又は前後方向と記載することがある。また、以下の記載において、車両１０の車高方向をＺ方向、上下方向、又は鉛直方向と記載することがある。さらに、以下の記載において、車両１０の車幅方向をＹ方向、又は左右方向と記載することがある。

【0013】

また、以下の記載において、水平面をＸＹ平面として記載することがある。また、以下の記載において、車両１０の車長方向、及び車高方向を含む平面をＸＺ平面として記載することがある。さらに、以下の記載において、車両１０の車幅方向、及び車高方向を含む平面をＹＺ平面として記載することがある。

【0014】

また、以下の記載において、排気の流れに沿って上流、及び下流を記載する。

【0015】

車両１０は、車体フレーム２０、エンジン３０、車輪４０、排気後処理装置（ＡＴＳ：After Treatment System）５０、及び排気パイプ６０等を備える。

【0016】

車体フレーム２０は、ラダー型の車体フレームであって、左サイドレール２２、右サイドレール２４、及び複数のクロスメンバ２６を含む。左サイドレール２２、及び右サイドレール２４は、車両１０の車長方向に延在し、互いに車幅方向に対して平行に配置される。複数のクロスメンバ２６は、それぞれ車幅方向に延在し、左サイドレール２２と、右サイドレール２４とを連結する。

【0017】

車体フレーム２０には、車両１０の各種コンポーネントが支持される。車体フレーム２０には、例えば、エンジン３０、排気後処理装置（ＡＴＳ：After Treatment System）５０、及び排気パイプ６０等が支持される。

【0018】

車両１０は、エンジン式の車両であって、駆動系の構成として、駆動源である内燃機関のエンジン３０に加え、そのエンジン３０の駆動力を車輪４０に伝達するトランスミッション３２、プロペラシャフト３４、及びディファレンシャル３６等を備える。

【0019】

エンジン３０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、そのエンジン３０で発生した駆動力は、トランスミッション３２、プロペラシャフト３４、及びディファレンシャル３６等を介し、車軸４２に伝えられ、車輪４０を駆動させる。

【0020】

車輪４０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。車輪４０は、アクスルを介して車体フレーム２０に懸架され、車両１０の重量を支持する。

【0021】

ＡＴＳ５０は、エンジン３０から排出される排気を浄化する。ＡＴＳ５０は、排気通路を構成する排気パイプ６０を介して、エンジン３０と接続される。そのため、ＡＴＳ５０には、排気パイプ６０を介してエンジン３０からの排気が供給される。

【0022】

ＡＴＳ５０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。

【0023】

ＡＴＳ５０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３０から供給される排ガスを浄化する。ＡＴＳ５０で浄化された排ガスは、そのＡＴＳ５０から排出される。

【0024】

排気パイプ６０は、エンジン３０の排気をＡＴＳ５０に排出するための流路である。そのため、排気パイプ６０のうちエンジン３０側が上流であり、ＡＴＳ側が下流である。

【0025】

排気パイプ６０は、一方の端部がエンジン３０と接続され、他方の端部がＡＴＳ５０と接続される。具体的に、排気パイプ６０は、上流側端部がエンジン３０と接続され、下流側端部がＡＴＳ５０と接続される。

【0026】

また、排気パイプ６０の両端部のそれぞれは、接続先に対して着脱可能である。例えば、エンジン３０のメンテナンス等により、そのエンジン３０が一時的に車両１０から取り外される場合、排気パイプ６０の上流側端部と、エンジン３０との接続が解除される。

【0027】

２．排気パイプの構成
次に、図２、及び図３を参照して、排気パイプ６０の具体的な構成について説明する。図２は、排気パイプ６０の構成を示す概略断面図である。図３は、排気パイプ６０の構成を示す概略斜視図である。

【0028】

排気パイプ６０は、上流側パイプ６２、フレキシブルチューブ６４、及び下流側パイプ６６を備える。上流側パイプ６２は、フレキシブルチューブ６４よりも上流側に位置するパイプであって、上流側端部は、エンジン３０と接続され、下流側端部は、フレキシブルチューブ６４の上流側端部と連結される。

【0029】

フレキシブルチューブ６４は、蛇腹状に形成されるパイプであって、柔軟性を有する。フレキシブルチューブ６４は、その両端部（上流側端部、及び下流側端部）が相対的に動作することで、そのフレキシブルチューブ６４自体が変形する。フレキシブルチューブ６４の変形には、軸線方向に対する曲がり、伸縮、及び捻じれ等が含まれる。

【0030】

また、フレキシブルチューブ６４は、フレキシブルチューブ６４自体の変形に対する復元力を有する。そのため、フレキシブルチューブ６４は、そのフレキシブルチューブ６４自体の変形を吸収する。つまりフレキシブルチューブ６４は弾性体とも言える。

【0031】

下流側パイプ６６は、フレキシブルチューブ６４よりも下流側に位置するパイプであって、上流側端部は、フレキシブルチューブ６４の下流側端部と連結され、下流側端部は、ＡＴＳ５０と接続される。

【0032】

また、排気パイプ６０は、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄを備える。一対のブラケット７０ｕ、７０ｄは、それぞれフレキシブルチューブ６４の両端に設けられる。具体的に、一方のブラケット７０ｕは、フレキシブルチューブ６４の上流側端部に設けられ、他方のブラケット７０ｄは、フレキシブルチューブ６４の下流側端部に設けられる。

【0033】

また、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄは、フレキシブルチューブ６４の両端からフレキシブルチューブ６４の半径方向外側へ延出する。

【0034】

一方のブラケット７０ｕは、具体的に、周方向に延びる環状部７２ｕと、環状部７２ｕの外周面の一部分から、そのフレキシブルチューブ６４の半径方向外側に延出する板状の延出部７４ｕとを有し、これらは、一体的に形成される。

【0035】

また、一方のブラケット７０ｕの延出部７４ｕは、板状であって、その先端部には、切欠部７６ｕが形成される。切欠部７６ｕは、延出部７４ｕにおいて、排気の流れ方向に対して一周方向に向けて開口したＵ字状の切欠形状をなしている。

【0036】

他方のブラケット７０ｄは、具体的に、周方向に延びる環状部７２ｄと、環状部７２ｕの外周面の一部分から、そのフレキシブルチューブ６４の半径方向外側に延出する板状の延出部７４ｄとを有し、これらは、一体的に形成される。

【0037】

また、他方のブラケット７０ｄの延出部７４ｄは、板状であって、その先端部には、切欠部７６ｄが形成される。切欠部７６ｄは、延出部７４ｄにおいて、排気の流れ方向に対して一周方向に向けて開口したＵ字状の切欠形状をなしている。

【0038】

本実施形態では、一方の切欠部７６ｕと他方の切欠部７６ｄは同じ切欠形状をなしている。

【0039】

これらのことから、一方のブラケット７０ｕは、フレキシブルチューブ６４の上流側端部と同様に動き、他方のブラケット７０ｄは、フレキシブルチューブ６４の下流側端部と同様に動く。また、言い換えると、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄの動きを抑制すれば、フレキシブルチューブ６４の両端部の動きも抑制される。

【0040】

３．治具の構成
図４は、治具８０の構成を示す概略斜視図である。排気パイプ６０の一対のブラケット７０ｕ、７０ｄには、必要に応じて治具８０が取り付けられる。次に、治具８０の具体的な構成について、図４を参照して説明する。

【0041】

治具８０は、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄの動きを抑制することで、フレキシブルチューブ６４の両端部の動きを抑制する。治具８０は、ロッド部８２、第１挟持部８４、及び第２挟持部８６を備える。ロッド部８２は、直線状の棒部材である。

【0042】

第１挟持部８４は、ロッド部８２の軸線上に設けられ、一方のブラケット７０ｕを挟持する。第１挟持部８４は、一対の第１係合部８４ｏ、８４ｉを含み、一方の第１係合部８４ｏは、他方の第１係合部８４ｉよりもロッド部８２の外側に設けられる。つまり、他方の第１係合部８４ｉは、一方の第１係合部８４ｏよりもロッド部８２の内側（中心側）に設けられる。

【0043】

また、一対の第１係合部８４ｏ、８４ｉに関し、相対的な距離は変更可能である。具体的に、ロッド部８２には、ネジが切られており雄ネジとしての機能を有し、一方の第１係合部８４ｏは、ナットであり雌ネジとしての機能を有する。そのため、一方の第１係合部８４ｏは、周方向に回転させることでロッド部８２の軸線上において移動可能である。他方の第１係合部８４ｉは、円環状をなし、ロッド部８２の所定位置に、例えば溶接等により固定されている。一対の第１係合部８４ｏ、８４ｉは、それぞれ切欠部７６ｄよりも外形が大きい。

【0044】

第２挟持部８６は、ロッド部８２の軸線上に設けられ、他方のブラケット７０ｄを挟持する。第２挟持部８６は、一対の第２係合部８６ｏ、８６ｉを含み、一方の第２係合部８６ｏは、他方の第２係合部８６ｉよりもロッド部８２の外側に設けられる。つまり、他方の第２係合部８６ｉは、一方の第２係合部８６ｏよりもロッド部８２の内側（中心側）に設けられる。

【0045】

また、一対の第２係合部８６ｏ、８６ｉに関し、相対的な距離は変更可能である。具体的に、ロッド部８２には、ネジが切られており雄ネジとしての機能を有し、一方の第２係合部８６ｏは、ナットであり雌ネジとしての機能を有する。そのため、一方の第２係合部８６ｏは、周方向に回転させることでロッド部８２の軸線上において移動可能である。他方の第２係合部８６ｉは、円環状をなし、ロッド部８２の所定位置に、例えば溶接等により固定されている。一対の第２係合部８６ｏ、８６ｉは、それぞれ切欠部７６ｄよりも外形が大きい。

【0046】

なお、第１挟持部８４、及び第２挟持部８６は、ロッド部８２の軸線上において、互いに異なる位置に設けられる。それぞれがロッド部８２の内側に位置している第１係合部８４ｉ及び第２係合部８６ｉの固定位置は、取付時のフレキシブルチューブ６４の長さに対応している。

【0047】

４．治具の取り付け
次に、図５、及び図６を参照して、治具８０の一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに対する取付方法を説明する。図５は、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに治具８０を取り付けた様子を示す概略断面図である。図６は、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに治具８０を取り付けた様子を示す概略斜視図である。

【0048】

フレキシブルチューブ６４を上流側パイプ６２と下流側パイプ６６との間に取り付ける際には、治具８０を一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに取り付ける。この治具８０が一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに取り付けられる際、配置工程、挟持工程の順に各種工程が実施される。

【0049】

また、治具８０が一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに取り付けられる際、一対の第２係合部８６ｏ、８６ｉ間の距離は、予め一方のブラケット７０ｕの厚みよりも大きく設定され、一対の第２係合部８６ｏ、８６ｉ間の距離は、予め他方のブラケット７０ｄの厚みよりも大きく設定される。

【0050】

配置工程は、治具８０を一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに配置する工程である。詳しくは、配置工程では、ロッド部８２を一対の切欠部７６ｕ、７６ｄに挿通させる。このとき、ロッド部８２に固定されている内側の第１係合部８４ｉ、及び第２係合部８６ｉがそれぞれ対応するブラケット７０ｕ、７０ｄの延出部７４ｕ、７４ｕに接触するように、ロッド部８２を配置する。このような配置工程が実施されると、治具８０は、切欠部７６ｕ、７６ｄを介して、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに配置される。

【0051】

また、治具８０が一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに配置された状態では、ロッド部８２は、切欠部７６ｕ、及び切欠部７６ｄの両方に挿通される。

【0052】

さらに、この状態では、他方の第１係合部８４ｉ、及び他方の第２係合部８６ｉは、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄより内側（中央側）にそれぞれ位置する。

【0053】

さらにまた、この状態では、切欠部７６ｕ、及び切欠部７６ｄは、ロッド部８２の周面に係止され、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄの回転は、防止される。そのため、フレキシブルチューブ６４の両端部は、ロッド部８２の軸線と平行な軸線上に存在し、そのフレキシブルチューブ６４は、撓むことなく直線状とされる。

【0054】

挟持工程は、第１挟持部８４で一方のブラケット７０ｕを挟持し、第２挟持部８６で他方のブラケット７０ｄを挟持する工程である。

【0055】

挟持工程が実施されると、一方の第１係合部８４ｏが、ロッド部８２の内側（中心側）に移動することで、一対の第１係合部８４ｏ、８４ｉが近接し、図５、及び図６に示すように、一対の第１係合部８４ｏ、８４ｉは、切欠部７６ｕと係合しつつ、一方のブラケット７０ｕを挟持する。

【0056】

また、挟持工程が実施されると、一方の第２係合部８６ｏが、ロッド部８２の内側（中心側）に移動することで、一対の第２係合部８６ｏ、８６ｉが近接し、図５、及び図６に示すように、一対の第２係合部８６ｏ、８６ｉは、切欠部７６ｄと係合しつつ、他方のブラケット７０ｄを挟持する。

【0057】

さらに、第１挟持部８４で一方のブラケット７０ｕが挟持され、かつ、第２挟持部８６で他方のブラケット７０ｄが挟持された状態では、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄは、治具８０のロッド部８２により連接される。

【0058】

また、この状態では、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄの相対的な位置が固定され、それに併せて、フレキシブルチューブ６４の両端部の相対的な位置も固定される。そのため、この状態では、フレキシブルチューブ６４は、直線状に保持され、そのフレキシブルチューブ６４の軸線方向の長さは、他方の第１係合部８４ｉと、他方の第２係合部８６ｉとの間の距離と同様に保持される。

【0059】

このような、排気パイプ６０によれば、治具８０を一対のブラケット７０ｕ、７０ｄを取り付けるだけで、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄの相対的な位置が固定され、それに合わせて、フレキシブルチューブ６４の両端部の相対的な位置も固定される。

【0060】

具体的に、このような、排気パイプ６０によれば、フレキシブルチューブ６４を直線状に保ちつつ、そのフレキシブルチューブ６４軸線方向の長さを、他方の第１係合部８４ｉと、他方の第２係合部８６ｉとの間の距離と同様に設定することができる。

【0061】

つまり、このような、排気パイプ６０によれば、治具８０を一対のブラケット７０ｕ、７０ｄを取り付けるだけで、フレキシブルチューブ６４を既定のサイズに簡単に設定することができる。

【0062】

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。

【0063】

例えば、第１挟持部８４は、一方のブラケット７０ｕを係合しつつ、挟持することが可能であれば、形状は特に限定されない。また、第２挟持部８６は、他方のブラケット７０ｄを係合しつつ、挟持することが可能であれば、形状は特に限定されない。

【0064】

また、例えば、ロッド部８２は、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに対して配置することができ、第１挟持部８４で、一方のブラケット７０ｕを挟持し、第２挟持部８６で、他方のブラケット７０ｄを挟持することが可能であれば、そのロッド部８２の形状は直線状に限定されない。

【0065】

さらに、例えば、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄに関して、切欠部７６ｕ、及び切欠部７６ｄの代わりに貫通孔が設けられてもよい。

【0066】

また、例えば、一方の第１係合部８４ｏの代わりに、他方の第１係合部８４ｉがロッド部８２の軸線上において、移動可能であってもよいし、その両方がロッド部８２の軸線上において、移動可能であってもよい。

【0067】

さらに、例えば、一方の第２係合部８６ｏの代わりに、他方の第２係合部８６ｉがロッド部８２の軸線上において、移動可能であってもよいし、その両方がロッド部８２の軸線上において、移動可能であってもよい。

【0068】

また、例えば、各種係合部をロッド部８２の軸線上において移動させる移動機構は、特に限定されない。

【0069】

さらに、例えば、各種係合部は、ロッド部８２に対して着脱可能であってもよい。また、このとき、各種係合部をロッド部８２に対して着脱可能とする着脱機構は、特に限定されない。

【0070】

また、これらのことから、排気パイプ６０は、フレキシブルチューブ６４を既定サイズに設定するサイズ設定構造を備え、そのサイズ設定構造は、一対のブラケット７０ｕ、７０ｄと、治具８０とを備えるとも言える。

【0071】

また、一方のブラケット７０uは、延出部７４uのみを備え、環状部７２uを備えなくても良い。この場合、延出部７４uは、フレキシブルチューブ６４の上流側端部の外周面の一部分から、そのフレキシブルチューブ６４の半径方向外側に延出する。また、この場合であっても、治具８０を一方のブラケット７０ｕに取り付けることができる。

【0072】

同じように、他方のブラケット７０ｄは、延出部７４ｄのみを備え、環状部７２ｄを備えなくても良い。この場合、延出部７４ｄは、フレキシブルチューブ６４の下流側端部の外周面の一部分から、そのフレキシブルチューブ６４の半径方向外側に延出する。また、この場合であっても、治具８０を他方のブラケット７０ｄに取り付けることができる。

【0073】

また、一方のブラケット７０ｕは、上流側パイプ６２の下流側、具体的には、下流側端部に設けられてもよい。さらに、他方のブラケット７０ｄは、下流側パイプ６６の上流側、具体的には、上流側端部に設けられてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１０ 車両
３０ エンジン
６０ 排気パイプ
６４ フレキシブルチューブ
７０ｕ ブラケット
７０ｄ ブラケット
７２ｕ 環状部
７２ｄ 環状部
７４ｕ 延出部
７４ｄ 延出部
７６ｕ 切欠部
７６ｄ 切欠部
８０ 治具
８２ ロッド部
８４ 第１挟持部
８４ｏ 第１係合部
８４ｉ 第１係合部
８６ 第２挟持部
８６ｏ 第２係合部
８６ｉ 第２係合部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】