特許 7375700 排気浄化装置の取付構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】排気浄化装置の取付構造

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/28 20060101AFI20231031BHJP

   F01N 13/08 20100101ALI20231031BHJP

   F01N 13/18 20100101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

F01N3/28 301V

F01N13/08 E

F01N13/18

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020126368

(22)【出願日】2020-07-27

(65)【公開番号】P2022023428

(43)【公開日】2022-02-08

【審査請求日】2023-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(74)【代理人】

【識別番号】100183689

【弁理士】

【氏名又は名称】諏訪 華子

(72)【発明者】

【氏名】黒木 友和

(72)【発明者】

【氏名】松永 礼俊

【審査官】小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００２２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１７５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第１９３０５６６（ＥＰ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２２７０４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／２８

Ｆ０１Ｎ １３／０８

Ｆ０１Ｎ １３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気通路に介装される排気浄化装置の取付構造であって、
前記内燃機関から排出される排ガスを浄化する浄化部と、
前記浄化部から延びて前記排気通路に接続される通路部と、
前記排気通路と前記通路部との接合箇所において前記排ガスの流通方向に対して交差する方向に展開した形状に形成された一対のフランジとを備え、
前記一対のフランジが、前記一対のフランジの一方に固定される軸状の締結具と、前記一対のフランジの他方において前記締結具と係合し前記浄化部側に向かって開放された鉤形に形成された鉤形部とを有する
ことを特徴とする、排気浄化装置の取付構造。

【請求項2】

前記浄化部が、前記フランジの下方に位置し、
前記鉤形部は、下方側が開放された鉤形に形成される
ことを特徴とする、請求項１記載の排気浄化装置の取付構造。

【請求項3】

前記鉤形部の開放方向は、前記排気浄化装置を前記排気通路に取り付けた状態において、鉛直方向に対して傾斜した方向である
ことを特徴とする、請求項１または２記載の排気浄化装置の取付構造。

【請求項4】

前記排気通路は、前記内燃機関の後方に位置し、
前記通路部は、車幅方向に延びて前記排気通路に接合され、
前記フランジは、その面が車幅方向を向き、
前記鉤形部の開放方向は、前記排気浄化装置を前記排気通路に取り付けた状態において、下方側ほど前記内燃機関に近づくように傾斜した方向である
ことを特徴とする、請求項３記載の排気浄化装置の取付構造。

【請求項5】

複数の前記鉤形部が、前記一対のフランジの他方に設けられる
ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の排気浄化装置の取付構造。

【請求項6】

前記複数の前記鉤形部の開放方向が、平行である
ことを特徴とする、請求項５記載の排気浄化装置の取付構造。

【請求項7】

前記一対のフランジに穿孔され、前記一対のフランジを締結する第二締結具が挿通される締結孔を備え、
前記鉤形部が、前記締結孔と比較して前記浄化部の近くに配置される
ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の排気浄化装置の取付構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の排気通路に介装される排気浄化装置の取付構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関の排気通路と排気浄化装置との接合箇所にフランジを形成し、フランジ同士を突き合せた状態で締結具を用いて固定する取付構造が知られている。例えば、片方のフランジにスタッドボルトを立設させて他方のフランジの挿通孔に通し、ナットをスタッドボルトに螺合させることで締結固定する構造がある。また、挿通孔の代わりにスタッドボルトと係合する切り欠きを形成し、フランジを円弧状に回転させながら正しい位置まで誘導できるようにした構造も提案されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2019-002295号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方、排気浄化装置で発生する熱によって、締結具による固定箇所に熱変形や緩みが生じ、取付状態が不安定になることがある。特に、排ガスを浄化する触媒装置やフィルターなどがフランジに近接して配置される場合には、締結具への熱の影響が大きくなり、取付状態を安定させることが困難となる場合がある。

【0005】

本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、簡素な構成で排気浄化装置の取付状態を改善できるようにした排気浄化装置の取付構造を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

開示の構造は、内燃機関の排気通路に介装される排気浄化装置の取付構造であって、内燃機関から排出される排ガスを浄化する浄化部と、浄化部から延びて排気通路に接続される通路部と、排気通路と通路部との接合箇所において排ガスの流通方向に対して交差する方向に展開した形状に形成された一対のフランジとを備える。一対のフランジは、一対のフランジの一方に固定される軸状の締結具と、一対のフランジの他方において締結具と係合し浄化部側に向かって開放された鉤形に形成された鉤形部とを有する。

【発明の効果】

【0007】

開示の排気浄化装置の取付構造によれば、簡素な構成で取付状態を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例としての排気浄化装置の取付構造を示す模式図である。

【図2】図１に示す排気浄化装置の上部を拡大して示す模式図である。

【図3】図１に示す排気浄化装置の下部を拡大して示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［１．構成］
図１に示す排気浄化装置１は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関１０の排気通路に介装される。図１に示すように、内燃機関１０は、その下部よりも上部を車両後方へ傾斜させた姿勢（後傾姿勢）で、車両のエンジンルーム内に搭載される。排気浄化装置１は、内燃機関１０よりも車両後方に配置される。

【0010】

排気浄化装置１には、浄化部３と通路部４，１４とが設けられる。浄化部３は、内燃機関１０から排出される排ガスを浄化する触媒装置やフィルターなどが内蔵される部位である。通路部４，１４は、浄化部３から延びて排気通路２，１２に接続される管状の部位である。図１では、浄化部３よりも上方に通路部４が延設され、浄化部３よりも下方に別の通路部１４が延設されている。排ガスは、内燃機関１０から排気通路２及び通路部４を通って浄化部３に導入され、その後、通路部１４及び排気通路１２を通る。本実施形態では、排気通路１２は排ガスを吸気通路に導入するEGR通路であり、排気浄化装置１の浄化部３よりも下方における通路から分岐したEGR通路部１４と反対側には、排ガスを車両外部へと排出する通路１９が接続される。

【0011】

浄化部３よりも上方側の構造に関して、通路部４は、車幅方向から排気通路２に接合される。図２に示すように、排気通路２と通路部４との接合箇所には、一対のフランジ５が形成される。一対のフランジ５の一方は排気通路２側に設けられ、他方は通路部４側に設けられる。これらのフランジ５は、接合箇所を排ガスの流通方向に対して垂直な方向に展開した面状に形成され、互いのフランジ５同士を突き合せた状態で固定される。一対のフランジ５の向きは、その面が車幅方向を向くように設定される。なお、これらのフランジ５の間には、排ガスの漏洩を防止するためのガスケットやシール部材が介装されうる。

【0012】

一対のフランジ５の一方には、軸状の締結具６が固定される。締結具６は、例えばボルト，スタッドボルト，全ネジなど、外周面に螺合溝を有する円筒状又は円柱状の部材である。これに対して、一対のフランジ５の他方には、締結具６と係合する鉤形部７が設けられる。鉤形部７の形状は、図１，図２に示すように、浄化部３側に向かって開放された鉤形（Ｕ字状）に形成される。鉤形部７の形状は、締結具６が挿通される孔の周囲の一部分をフランジ５の外縁まで切り欠いた形状に準えられる。このように、浄化部３に近い側が開放された鉤形にすることで、フランジ５の熱変形や締結具６の緩みが生じにくくなり、排気浄化装置１の取付状態が良好となる。

【0013】

図２に示す鉤形部７は、締結具６の軸心を基準として、下方側が開放された鉤形に形成される。浄化部３は、フランジ５の下方に配置される。また、鉤形部７の開放方向は、排気浄化装置１を排気通路２に取り付けた状態において、鉛直方向に対して傾斜した方向に設定される。図２に示すように、締結具６の軸心からの鉛直下方向を基準として鉤形部７の開放角度θを定義すれば、開放角度θは０～９０度の範囲内の角度となる。また、鉤形部７の開放方向は、排気浄化装置１を排気通路２に取り付けた状態において、下方側ほど内燃機関１０に近づくように傾斜した方向（内燃機関１０の後傾姿勢に沿った方向）となる。

【0014】

図２に示すフランジ５には、二つの締結具６が設けられるとともに、各々の締結具６と係合する二つの鉤形部７が設けられる。各々の鉤形部７の開放角度θは、同一値に設定される。したがって、二つの鉤形部７の開放方向は平行である。排気浄化装置１を排気通路２と接続する際には、排気浄化装置１を鉤形部７の開放方向に沿って移動させることで、二つの鉤形部７を同時に締結具６と係合させる操作が容易となる。鉤形部７と係合した締結具６にはナット１１が取り付けられ、一対のフランジ５が締結固定される。

【0015】

また、一対のフランジ５の少なくともいずれか一方には、第二締結具８が挿通される締結孔９が穿孔される。第二締結具８は、例えばボルト，スタッドボルト，全ネジなどである。第二締結具８は、締結具６と同じように一対のフランジ５の一方に固定してもよい。あるいは、一対のフランジ５の一方にも締結孔９を穿孔して第二締結具８を挿通させ、一対のフランジ５を両側からナット１１で締め付けて固定してもよい。

【0016】

図１に示すように、第二締結具８及び締結孔９は、締結具６及び鉤形部７と比較して、浄化部３から最も離れた位置に配置される。言い換えれば、鉤形部７は締結孔９と比較して浄化部３の近くに配置される。このように、浄化部３に近い側が開放された鉤形部７を浄化部３に近接するように配置することで、第二締結具８及び締結孔９に対する熱の影響が小さくなり、排気浄化装置１の取付状態が良好となる。

【0017】

浄化部３よりも下方側の構造に関して、通路部１４は、車幅方向に延びて排気通路１２に接合される。図３に示すように、排気通路１２と通路部１４との接合箇所には、一対のフランジ１５が形成される。一対のフランジ１５の一方は排気通路１２側に設けられ、他方は通路部１４側に設けられる。これらのフランジ１５は、接合箇所を排ガスの流通方向に対して略垂直に交差する方向に展開した面状に形成され、互いのフランジ１５同士を突き合せた状態で固定される。

【0018】

一対のフランジ１５の一方には、軸状の締結具１６が二本固定される。これに対して、一対のフランジ１５の他方には、締結具１６と係合する二つの鉤形部１７が設けられる。鉤形部１７の形状は、図１，図３に示すように、浄化部３側に向かって開放された鉤形（Ｕ字状）に形成される。本実施形態では、鉤形部１７は内燃機関１０側、すなわち車両前方側に向かって開放されており、内燃機関１０に車両前方から外力が作用した場合に、締結具１６と鉤形部１７との係合が外れにくくなっている。このように、浄化部３に近い側が開放された鉤形にすることで、フランジ１５の熱変形や締結具１６の緩みが生じにくくなり、排気浄化装置１の取付状態が良好となる。鉤形部１７と係合した締結具１６にはナット１８が取り付けられ、一対のフランジ１５が締結固定される。

【0019】

［２．作用，効果］
（１）上記の実施例に係る排気浄化装置１の取付構造では、締結具６，１６と係合する鉤形部７，１７の形状が浄化部３側に向かって開放された鉤形に形成される。つまり、鉤形部７，１７の形状は、締結具６，１６の周囲のうち、浄化部３から伝達される熱の影響を最も被りやすい部分が切除された形状となっている。このような構成により、浄化部３で発生した熱による締結具６，１６の浄化部３側におけるフランジ５，１５の熱変形を抑制することができ、フランジ５，１５の熱変形により締結具６，１６の弛みを抑制することができる。

【0020】

したがって、排気浄化装置１の取付状態を改善することができる。また、例えばフランジ５を締結固定する際には、フランジ５をスライド移動させるだけで二つの鉤形部７を同時に締結具６と係合させることができ、正しく位置決めをすることができる。したがって、排気浄化装置１の取付作業性を向上させることができ、取付作業の時間を短縮できるとともに、作業難易度を下げることができる。

【0021】

（２）上記の実施例では、排気浄化装置１の浄化部３がフランジ５の下方に位置している。また、フランジ５の鉤形部７は、浄化部３が位置する下方側が開放された鉤形に形成されている。このような構成により、排気浄化装置１の自重を利用して、鉤形部７を締結具６に対して容易に引っ掛けることができ、排気浄化装置１の取付作業性をさらに向上させることができる。また、浄化部３から放射される輻射熱の影響だけでなく、空気を介して伝達される対流熱の影響を受けにくくすることができる。したがって、締結具６に対する熱の影響を小さくすることができ、排気浄化装置１の取付状態を安定させることができる。

【0022】

また、締結具６に対して鉤形部７がフックのように引っかかった状態で固定されることから、例えば排気浄化装置１に外力が作用したとしても、締結具６と鉤形部７との係合が外れにくくなる。したがって、車両衝突時に排気浄化装置１の位置をずれにくくすることができ、内燃機関１０やその周囲に配置される補機類との接触，干渉を防止することができる。したがって、排気浄化装置１や内燃機関１０の損傷や変形を抑制して保護性能を高めることができる。さらに、排気浄化装置１を取り付ける際のスライド方向が内燃機関１０の後面側に沿った方向となることから、取付作業時の作業空間が小さくて済み、排気浄化装置１の取付作業性をさらに向上させることができる。

【0023】

（３）上記の実施例では、鉤形部７の開放方向が排気浄化装置１を排気通路２に取り付けた状態において、鉛直方向に対して傾斜した方向に設定される。例えば、図２に示す鉤形部７の開放角度θは「０＜θ＜９０[度]」の範囲内で設定される。このような構成により、鉤形部７の開放方向を鉛直方向にした場合と比較して、鉛直上下方向の車体振動に対する排気浄化装置１の安定性を向上させることができる。また、鉤形部７の開放方向を車両前後方向にした場合と比較しても、車両前後方向の車体振動に対する排気浄化装置１の安定性を向上させることができる。したがって、車体振動に対する排気浄化装置１の取付状態を安定させることができる。

【0024】

（４）上記の実施例では、排気通路２が内燃機関１０の後方に位置している。通路部４は車幅方向から排気通路２に取り付けられ、フランジ５はその面が車幅方向を向いている。また、鉤形部７の開放方向は、排気浄化装置１を排気通路２に取り付けた状態において、下方側ほど内燃機関１０に近づくように傾斜した方向となっている。このような構成により、例えば鉤形部７の開放方向が下方側ほど内燃機関１０から離れるように傾斜している場合と比較して、排気浄化装置１の取付作業性を向上させることができる。また、内燃機関１０に車両前方から外力が作用した場合には、締結具６が鉤形部７の奥へと移動しようとすることになり、締結具６と鉤形部７との係合が外れにくくなる。したがって、車両前突時における排気浄化装置１の取付状態を安定させることができる。

【0025】

（５）上記の実施例では、図２に示すように、複数の鉤形部７が設けられる。このような構成により、鉤形部７の数が一つである場合と比較して、鉤形部７を締結具６に引っ掛けたときの排気浄化装置１の回転移動を抑制することができ、鉤形部７を締結具６に引っ掛けたときの排気浄化装置１の姿勢を正しい位置に固定することができる。したがって、例えばナット１１を締結する際の作業性を向上させることができる。

【0026】

（６）上記の実施例では、図２に示すように、複数の鉤形部７の開放方向が平行になっている。このような構成により、排気浄化装置１を鉤形部７の開放方向に沿って移動させて、複数の鉤形部７を同時に締結具６と係合させる操作が容易となる。したがって、排気浄化装置１の取付作業性をさらに向上させることができる。

【0027】

（７）上記の実施例では、図２に示すように、フランジ５に締結孔９が設けられる。また、鉤形部７は、締結孔９と比較して浄化部３の近くに配置される。このように、熱の影響を受けやすい浄化部３の近傍に鉤形部７を配置し、浄化部３から離れた位置に締結孔９を配置することで、締結具６に対する熱の影響を減少させつつ、第二締結具８による締結力を確保することができ、排気浄化装置１の取付状態を安定させることができる。また、締結孔９のようにフランジ５の外縁まで切り欠かれていないボルト孔を形成することで、第二締結具８を外れにくくすることができ、排気浄化装置１の取付状態をさらに安定させることができる。

【0028】

［３．変形例］
上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。

【0029】

例えば、上述の実施例では、車両に搭載される内燃機関１０の排気浄化装置１について詳述したが、上記の排気浄化装置１が適用される内燃機関１０の搭載対象は車両に限定されず、船舶や工業施設に設置される内燃機関１０に上記の排気浄化装置１を適用してもよい。また、締結具６，１６や第二締結具８の個数や配置を変更してもよいし、鉤形部７，１７の形状や位置を変更してもよいし、フランジ５，１５の形状を変更してもよい。少なくとも、排気浄化装置１の浄化部３側に向かって開放された鉤形の鉤形部７，１７を設けることで、上述の実施例と同様の作用，効果を獲得できる。

【符号の説明】

【0030】

１ 排気浄化装置
２ 排気通路
３ 浄化部
４ 通路部
５ フランジ
６ 締結具
７ 鉤形部
８ 第二締結具
９ 締結孔
１０ 内燃機関
１１ ナット
１２ 排気通路
１４ 通路部（EGR通路）
１５ フランジ
１６ 締結具
１７ 鉤形部
１８ ナット
１９ 通路

【図1】

【図2】

【図3】