(57)【要約】【課題】  構造が簡単、しかも低コストで、組立性、信頼性が高く、かつ、内燃機関の駆動により発生する大きな振動振幅に対して排気管相互の変位の吸収性が極めて高い内燃機関を搭載した車両に用いることができる排気構造を提供する。【解決手段】その中間部にベローズを有するベローズ管の一端側直管部に内燃機関側排気管あるいはマフラー側排気管のいずれかを挿入すると共に、挿入された内燃機関側排気管あるいはマフラー側排気管の外周部とベローズ管の一端側直管部の端面部とを全周で溶着し、かつ、円周方向にスリットを設けたベローズ管の他端側直管部にマフラー側排気管あるいは内燃機関側排気管のいずれかを挿入すると共に、円周方向にスリットを設けたベローズ管の他端側直管部の外周部にクランプを装着して該クランプにより前記挿入したマフラー側排気管あるいは内燃機関側排気管の外周部にベローズ管の他端側直管部に設けたスリット部を締着する。【選択図】        図１
2005076536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その中間部にベローズを有するベローズ管の一端側直管部に内燃機関側排気管あるいはマフラー側排気管のいずれかを挿入すると共に、挿入された内燃機関側排気管あるいはマフラー側排気管の外周部とベローズ管の一端側直管部の端面部とを全周で溶着し、かつ、円周方向にスリットを設けたベローズ管の他端側直管部にマフラー側排気管あるいは内燃機関側排気管のいずれかを挿入すると共に、円周方向にスリットを設けたベローズ管の他端側直管部の外周部にクランプを装着して該クランプにより前記挿入したマフラー側排気管あるいは内燃機関側排気管の外周部にベローズ管の他端側直管部に設けたスリット部を締着するようにしたことを特徴とする内燃機関を搭載した車両の排気構造。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関を搭載した車両の排気構造において、
ベローズ管のスリットを設けた他端側直管部は、ベローズ管のスリットを設けていない一端側直管部より長いことを特徴とする内燃機関を搭載した車両の排気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を搭載した車両の排気構造に係り、特に、タイヤ式車両あるいは無限軌道式車両に搭載したディーゼルエンジンあるいはガソリンエンジンの排気管の相互変位をベローズ管により吸収する排気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関を搭載した車両では、例えば特許文献１に提案されているように、内燃機関は、その振動がなるべく車体に伝播しないように防振ゴムで支持され、車体フレームに取着されている。この内燃機関の排気ガスはマフラーを経て大気中に排出されるが、マフラーがブラケット等により車体に取着されているため、内燃機関とマフラーとの間の距離が振動に伴い変化している。
これに伴って、内燃機関に接続される内燃機関側排気管とマフラーに接続されるマフラー側排気管との相互に変位が生じており、この相互の変位を吸収するために内燃機関側排気管とマフラー側排気管との間にはその中間部にベローズを有するベローズ管よりなるフレキシブルチューブ部が配設されている。
【０００３】
この一例として特許文献２が提案されている。同公報によれば、フレキシブルチューブ部は、両端部が両排気管に接続され、両排気管間の相互の変位を吸収するベローズ管と、ベローズ管の外周部を覆う筒状に形成され、一端部をベローズ管に固定されたアウタカバーと、ベローズ管の他端に接続されたプロテクタと、アウタカバーの自由端部とプロテクタとの間に介装され、バネ両端部をそれぞれアウタカバーとプロテクタに固定結合されたコイルバネとから構成されている。
【０００４】
また、他の従来技術の例として、フレキシブルチューブ部を簡単にした図３に示す構造が一般的に用いられている。フレキシブルチューブ部３１は、ベローズ管３５、接続拡大管３２およびクランプ３７により形成され、ベローズ管３５の一端部３５ａには内燃機関側排気管３４が挿入され、また、ベローズ管３５の他端部３５ｃには接続拡大管３２の小径部が３２ａ挿入される。
そして、ベローズ管３５の一端部３５ａの端面部３５ｅは内燃機関側排気管３４の外周部に全周溶着されている。
【０００５】
また、接続拡大管３２は、パイプの一端部をフレア加工にて拡張して直径の異なる小径部３２ａと大径部３２ｂに形成するとともに、大径部３２ｂにはスリット３９を設けている。接続拡大管３２の小径部３２ａはベローズ管３５の他端部３５ｃに挿入しており、また大径部３２ｂにはマフラー側排気管３６が挿入されている。接続拡大管３２の小径部３２ａの外周部にベローズ管３５の他端部３５ｃの端面部３５ｆが溶着され、また、接続拡大管３２の大径部３２ｂのスリット３９部にクランプ３７が装着され、このクランプ３７により接続拡大管３２をマフラー側排気管３６に締着する。
【特許文献１】実用新案公報  第２５１３２４３号
【特許文献２】特開平１０−２５９７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２のフレキシブルチューブ部は、ベローズ管の両端部がそれぞれ内燃機関側およびマフラー側の排気管に溶着されているため、車体への装着が困難な場合がある。また、ベローズ管は両端部で溶着されているため剥離等が生じ易く、かつ、溶接箇所が多いため信頼性が低下している。また、特許文献２のフレキシブルチューブ部は、部品点数が多くなり、高コストになっている。
【０００７】
図３におけるフレキシブルチューブ部は、特許文献２に比べると、追加した接続拡大管をマフラー側排気管に挿入し、クランプで締着しているため組立が容易になっている。しかしながら、追加した接続拡大管にはフレア加工およびスリットが設けられているため、複雑な加工が必要になるとともに、その複雑な加工の部品点数が増加して高コストになっている。
また、接続拡大管は管が肉厚になっており可撓性の悪いスリット部をクランプで締めてマフラー側排気管に締着しているため、より強固のクランプと、より大きな締着力が必要となり、シール性および組み付け性が悪化している。ベローズ管は特許文献２と同様に両端部を溶着しているため溶接箇所の信頼性も問題となる。
【０００８】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、特に、構造が簡単、しかも低コストで、組立性、信頼性が高く、かつ、内燃機関の駆動により発生する大きな振動振幅に対して排気管相互の変位の吸収性が極めて高い内燃機関を搭載した車両に用いることができる排気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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関を搭載した車両の排気構造の発明では、その中間部にベローズを有するベローズ管の一端側直管部に内燃機関側排気管あるいはマフラー側排気管のいずれかを挿入すると共に、挿入された内燃機関側排気管あるいはマフラー側排気管の外周部とベローズ管の一端側直管部の端面部とを全周で溶着し、かつ、円周方向にスリットを設けたベローズ管の他端側直管部にマフラー側排気管あるいは内燃機関側排気管のいずれかを挿入すると共に、円周方向にスリットを設けたベローズ管の他端側直管部の外周部にクランプを装着して該クランプにより前記挿入したマフラー側排気管あるいは内燃機関側排気管の外周部にベローズ管の他端側直管部に設けたスリット部を締着するような構造にしている。
【発明の効果】
【００１０】
これにより、上記の車両の排気構造は、従来の構造の図３に比べると接続拡大管が用いられておらず、その中間部にベローズを有するベローズ管の他端側が直に、例えばマフラー側排気管に挿入されているため、構造が簡単でかつ低コストになるとともに、組立性が向上している。
また、ベローズ管は片側の端面部のみで溶着されているため剥離等が生じ難くなり、かつ、溶接箇所が少ないため高い信頼性が得られる。
【００１１】
また、接続拡大管が廃止されるため、その分、ベローズ管を長くすることができる。ベローズ管が長くなると、ベローズ管のベローズの山数を更に増すことができる。このためベローズ管は更に柔軟性が増すことになり、内燃機関の駆動により大きな振動振幅が発生し排気管相互が大きく変位したとしても、この山数を更に増したベローズ管により十分に吸収されてマフラーへの振動は大幅に軽減される。その結果マフラーから取付けブラケットを介して車体へ伝播される振動を防止できる。
この山数を更に増したベローズ管より構成された排気構造により、振動振幅が大きいディーゼルエンジンが搭載されている車両、そのなかでも振動振幅が特に大きい無限軌道式車両に用いても高い効果が得られる。また、このベローズ管のベローズをより長くした排気構造は、ベローズ自体の伸縮により振動防止および騒音防止においても効果を発揮する。
【００１２】
また、その中間部にベローズを有するベローズ管は、その長さと山数を同じにすると、接続拡大管が廃止されている分だけ、フレキシブルチューブ部の排気構造の長さが短くなり、排気構造を小型に出来る。特に、振動が少ないタイヤ式車両に用いると、排気構造の全体が小型になり車両全体を小型にできるという効果が得られる。
【００１３】
ベローズ管は、スリットが設けられている他端側直管部をクランプで排気管に締着している。クランプは、従来の接続拡大管よりも肉厚が薄いベローズ管をクランプにより排気管に締着しているため、ベローズ管が排気管に枢密に接してシール性が向上する。また、ベローズ管は、薄い、可撓性の良いスリット部をクランプにより締着しているため、従来のものより締着力を小さく出来て、クランプ全体を小型にすることができる。
また、ベローズ管の他端側直管部を長く形成しているため、他端側にスリットを設けても排気管に接する長さを確実に確保することができて、排気管の外周面にベローズ管の端面部を溶着しなくても十分シール性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る内燃機関を搭載した車両の排気構造の最良の形態について図面を参照して説明する。
図１、図２を参照して、本発明に係る内燃機関を搭載した車両の排気構造について説明する。
図１は本発明に係る内燃機関を搭載した車両の排気構造の側面図である。本発明に係る内燃機関を搭載した車両の排気構造の側面図、図２は本発明に係る内燃機関を搭載した車両の排気構造を構成するフレキシブルチューブ部のベローズ管を示す側面図である。なお、図１および図２は中心線より上方を断面としている。また、従来例の図３と同一の部品は同一符番を付してある。
【００１５】
図１、図２に示す排気構造１は、フレキシブルチューブ部３、内燃機関側排気管３４およびマフラー側排気管３６で形成し、フレキシブルチューブ部３はベローズ管５とクランプ７により形成している。
フレキシブルチューブ部３は、内燃機関１１の排気ガスを該内燃機関１１に接続される内燃機関側排気管３４から受け、マフラー側排気管３６を経てマフラー１３に送出している。マフラー１３は排気ガスを消音して大気用排気管１３ａから大気中に排出している。
【００１６】
内燃機関側排気管３４は、車体フレーム１７に防振ゴム等の緩衝手段１９を介して支持される内燃機関１１に直接あるいは図示しない排気管支持ブラケットにより支持され、これを介して接続されている。
また、マフラー側排気管３６は、車体フレーム１７にブラケット２１を介して支持されるマフラー１３に直接あるいは図示しない排気管を介して接続されている。
上記の排気構造に伴って内燃機関１１が駆動し、該内燃機関１１が緩衝手段１９を起点にして振動等により変位すると、内燃機関側排気管３４とマフラー側排気管３６との間の相互の位置が変位する。この両排気管３４，３６間の相互の位置の変位はフレキシブルチューブ部３のベローズ管５により吸収され、マフラーへの振動は大幅に軽減される。その結果マフラーから取付けブラケットを介して車体へ伝播される振動を防止できる。
【００１７】
ベローズ管５は、ステンレス鋼等の薄い板材により形成されており、一端側直管部５ａ、中間部のベローズ５ｂ、他端側直管部５ｃよりなっている。一端側直管部５ａと、他端側直管部５ｃとは同じ直径にされている。
なお、図１においては、内燃機関側排気管３４と，マフラー側排気管３６の直径が同じであるため、ベローズ管５の一端側直管部５ａと他端側直管部５ｃとは等しい直径にされているが、内燃機関側排気管３４と，マフラー側排気管３６の直径が異なるときには、当然、ベローズ管５の一端側直管部５ａと他端側直管部５ｃとは異なる直径となる。
【００１８】
また、図２に示すように、ベローズ管５は、他端側直管部５ｃには円周方向の均等位置に複数個のスリット９（図示例では４個）が設けられている。このスリット９は、ベローズ管５の他端側直管部５ｃの端部５ｄより所定の長さＬｄだけ内側にベローズ管５の他端側直管部５ｃが切り欠かれてスリット部９ａが形成されている。このスリット９の長さＬｄは、ベローズ管５の肉厚と材質による可撓性、スリット９の個数、スリット９の形成後の足の締付力等により設定している。ベローズ管５の他端側直管部５ｃの長さＬｃは、マフラー側排気管３６の外径とベローズ管５の直管部５ｃの内径と間で、排気ガスのシール性を考慮してその長さＬｍを設定し、その長さＬｍとスリット９の所定の長さＬｄを加算して設定している。中間部のベローズ５ｂには、両端部に接続される排気管３４、３６の相互変位量に応じて山数Ｎ（図1,２においては山の数が５つある）が選択され、これに伴って、ベローズ管５の全長Ｌ(図2参照)が設定されている。
【００１９】
ベローズ管５の一端側直管部５ａには内燃機関側排気管３４が挿入されると共に、ベローズ管５の端面部５ｅが内燃機関側排気管３４の外周部の全周に渡って溶接され、固着されている。また、中間部にベローズ５ｂを有するベローズ管５の他端側直管部５ｃにマフラー側排気管３６を挿入した後、クランプ７がベローズ管５の他端側直管部５ｃのスリット部９ａの外周に装着され、このクランプ７によりベローズ管５の他端側直管部５ｃはマフラー側排気管３６に締着される。ベローズ管５は、その肉厚が従来の接続拡大管３２よりも薄いため可撓性が良くなり、クランプ７による弱い締付力でも緊密に締着することができるとともに、そのシール性を向上することができる。また、ベローズ管５は、片側の１箇所のみで溶着されているために高い信頼性が得られている。
【００２０】
なお、上記の図１においては、その中間部にベローズ５ｂを有するベローズ管５の一端側直管部５ａに内燃機関側排気管３４を挿入すると共に、挿入された内燃機関側排気管３４の外周部とベローズ管５の一端側直管部５ａの端面部５ｅとを全周で溶着し、そして、円周方向にスリット９を設けたベローズ管５の他端側直管部５ｃにマフラー側排気管３６を挿入すると共に、挿入されたマフラー側排気管３６の外周部と円周方向にスリット９を設けたベローズ管５の他端側直管部５ｃとをクランプ７で締着している例を説明しているが、これを、フレキシブルチューブ部３を反転させて、円周方向にスリット９を設けるとともにその中間部にベローズ５ｂを有するベローズ管５の他端側直管部５ｃに内燃機関側排気管３４を挿入すると共に、挿入された内燃機関側排気管３４の外周部と円周方向にスリット９を設けたベローズ管５の他端側直管部５ｃとをクランプ７で締着し、そして、ベローズ管５の一端側直管部５ａにマフラー側排気管３６を挿入すると共に、挿入されたマフラー側排気管３６の外周部とベローズ管５の一端側直管部５ａの端面部５ｅとを全周で溶着するようにしてもよい。
【００２１】
上記の内燃機関を搭載した車両の排気構造１についてその作用を説明する。
内燃機関１１が駆動されるとそれによる振動が発生する。該内燃機関１１の駆動による振動振幅は緩衝手段１９によりそれなりに吸収されるが、該内燃機関１１は緩衝手段１９を起点にして上下方向および／または左右方向等に変位し、これに伴い内燃機関１１に接続している内燃機関側排気管３４も上下方向および／または左右方向等に変位する。
【００２２】
一方、マフラー１３は、車体フレーム１７にブラケット２１を介して支持固定されているため、内燃機関１１が駆動されてもマフラー１３は車体フレーム１７と共に振動振幅を受けることはあるものの、車体フレーム１７に支持固定されているためその変位は比較的少なく、このマフラーに接続しているマフラー側排気管の変位も同様に少ない。しかしながら、変位は少ないもののマフラー側排気管３６はブラケット２１を起点にして上下方向および／または左右方向等に変位する。従って、このような状況の下に、内燃機関側排気管３４とマフラー側排気管３６とは相互に変位することになる。この内燃機関側排気管３４とマフラー側排気管３６との相互の変位はフレキシブルチューブ部３のベローズ管５により吸収され、マフラーへの振動は大幅に軽減される。そ結果マフラーから取り付けブラケットを介して車体へ伝播される振動を防止できる。
【００２３】
このとき、上記の内燃機関を搭載した車両の排気構造１では、図３の従来の構造に比べると接続拡大管３２が用いられていないため、ベローズ管５の全長Ｌを同じにすると接続拡大管３２の長さ分だけフレキシブルチューブ部３を短くすることができて、より小型にすることができる。
また、フレキシブルチューブ部３の長さを図3の従来の構造と同じ長さにすると、ベローズ管の全長Ｌを長くすることができて、その分だけベローズ管５の山数Ｎを増すことが出来る。これにより、ベローズ管５は、柔軟性が更に増すことになり、内燃機関の大きな駆動により振動振幅が更に増して排気管３４，３６の相互の変位が大きくなっても、フレキシブルチューブ部３の前記ベローズ管５により十分吸収することができる。
【００２４】
ベローズ管５の全長を長くしてその分だけベローズ管５の山数Ｎを増すと、柔軟性が更に良くなり、ベローズ管５は排気管３４，３６の変位に対する吸収量がさらに大きくなる。このため、振動振幅が比較的少ないガソリンエンジンで、かつ振動が少ないタイヤ式車両の場合は勿論のこと、振動振幅が大きいディーゼルエンジンで駆動する無限軌道式車両の場合でもこの排気構造を用いることができる。
【００２５】
本発明に係る排気構造は、内燃機関(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン)を搭載する車両、すなわち、乗用車、トラック、ホイール式建設機械(ホイールローダ、グレーダ等)、産業車両(フォークリフト)、無限軌道式建設機械(油圧ショベル、ブルドーザ等)、無限軌道式農業機械等に用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る内燃機関を搭載した車両の排気構造の側面図である。
【図２】車両の排気構造を構成するフレキシブルチューブ部のベローズ管を示す側面図である。
【図３】従来の内燃機関を搭載した車両の排気構造の側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…車両の排気構造
３…フレキシブルチューブ部
５…ベローズ管
５ａ…一端側直管部
５ｂ…ベローズ
５ｃ…他端側直管部
５ｄ…端部
５ｅ…一端側直管部の端面部
７…クランプ
９…スリット
９ａ…スリット部
１１…内燃機関
１３…マフラー
１７…車体フレーム
１９…緩衝手段
２１…ブラケット
３４…内燃機関側排気管
３６…マフラー側排気管
【図１】
2005076536.tif 000003
【図２】
2005076536.tif 000004
【図３】
2005076536.tif 000005