産業車両用排気処理装置の管継手構造
【課題】産業車両用排気処理装置において、管継手部分に外気導入用の隙間を形成しつつ、外力を吸収でき、隙間の微調整を容易に行える管継手構造を提供する。
【解決手段】ディーゼル・パティキュレート・フィルター（排気処理装置）に排気管５を設け、排気管５のテーパー状の先端部５ａをテールパイプ４の開口部４ａに挿入して、排気管５の先端部５ａとテールパイプ４の開口部４ａとの間に断面テーパー状の隙間を形成する。排気管５が第１のブラケット部材１１、１１’を有し、テールパイプ４が第２のブラケット部材１２を有しており、第１、第２のブラケット部材に取付ボルト１３、１３’が挿通している。第１、第２のブラケット部材間において取付ボルト１３、１３’の外周には、コイルスプリング１５、１５’が介装されている。この構成により、排気管５の先端部５ａがテールパイプ４の開口部４ａに対して管長手方向に弾性支持されている。
【解決手段】ディーゼル・パティキュレート・フィルター（排気処理装置）に排気管５を設け、排気管５のテーパー状の先端部５ａをテールパイプ４の開口部４ａに挿入して、排気管５の先端部５ａとテールパイプ４の開口部４ａとの間に断面テーパー状の隙間を形成する。排気管５が第１のブラケット部材１１、１１’を有し、テールパイプ４が第２のブラケット部材１２を有しており、第１、第２のブラケット部材に取付ボルト１３、１３’が挿通している。第１、第２のブラケット部材間において取付ボルト１３、１３’の外周には、コイルスプリング１５、１５’が介装されている。この構成により、排気管５の先端部５ａがテールパイプ４の開口部４ａに対して管長手方向に弾性支持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業車両用排気処理装置の管継手構造に関し、詳細には、管継手部分に外気導入用の隙間を形成しつつ、外力を吸収でき、隙間の微調整を容易に行えるようにするための構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業車両の排気装置においては、マフラーの吐出側先端と当該先端が挿入されるテールパイプとの間に隙間を形成することにより、ベンチュリ効果を利用して、マフラーからの排ガスの排出時に当該隙間からテールパイプ内に外気を吸引して導入できるようにした構造が知られている（実開平４−８３８２６号公報の第１図、特開２０００−３４７４２号公報の図４参照）。
【０００３】
その一方、第４次排出ガス規制に適合させる必要から、産業車両メーカーとしては、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集してこれを排気ガス中から除去するためのディーゼル・パティキュレート・フィルター（Diesel Particulate Filter）等の排気処理装置をエンジンの排気系に設置することが要求されている。
【０００４】
ディーゼル・パティキュレート・フィルターで捕集された粒子状物質は、当該ディーゼル・パティキュレート・フィルターに導入される高温の排気ガスを用いて燃焼させることが可能であるが、このとき、排ガス温度が非常に高温（約６００℃）となる。そこで、従来の排気装置において利用されてきたベンチュリ効果による外気導入構造をこのディーゼル・パティキュレート・フィルターの排気部分にも適用することで、排ガス温度を低減させることが考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、近年、メンテナンス性の便宜を図る観点から、テールパイプをエンジンの上方に向けて配設するとともに、エンジンルームを上方から覆う開閉可能なカバーを設け、テールパイプの下端を当該カバーに取り付けることが行われている。この場合、カバーの開閉作業がしづらいという問題がある。そこで、テールパイプを車両本体側の部材（例えばヘッドガード等）に固定するようにして、カバーの開閉作業を容易にすることも考えられるが、この場合には、エンジンルーム内のディーゼル・パティキュレート・フィルター側と車両本体側とでは振動系が異なるために、とくにディーゼル・パティキュレート・フィルターの排気管がテールパイプに溶接等で固定されていると、振動により接続個所が破損する恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、排ガス温度を低減できるとともに、管継手部分に隙間を形成しつつ外力を吸収でき、しかも隙間の微調整を容易に行える産業車両用排気処理装置の管継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る産業車両用排気処理装置の管継手構造は、排気処理装置に排気管を設け、排気管の先端部をテールパイプの開口部に挿入するとともに、テールパイプの開口部との間で断面テーパー状の隙間を形成するように、排気管をテールパイプに対して管長手方向に弾性支持している（請求項１参照）。
【０００８】
本発明によれば、排気処理装置の排気管の先端部がテールパイプの開口部に挿入されており、排気管の先端部とテールパイプの開口部との間に隙間が形成されているので、排気処理装置から排気管へ排気される際には、ベンチュリ効果により、外気がテールパイプ内に導入され、これにより、排ガス温度を低減できる。しかも、この場合には、排気管の先端部がテールパイプの開口部に対して管長手方向に弾性支持されているので、管継手部分に隙間を形成しつつ、管継手部分に作用する外力を吸収できる。その結果、排気管側とテールパイプ側とが異なる振動系を有している場合でも、排気管の先端部およびテールパイプの開口部が振動により破損するのを回避できる。
【０００９】
さらに、本発明によれば、排気管がテールパイプに対して管長手方向に弾性支持されていることで、排気管先端部とテールパイプ開口部とのオーバラップ量を可変にすることができ、これにより、排気管先端部とテールパイプ開口部との間に形成される隙間が断面テーパー状であることと相俟って、排気管先端部とテールパイプ開口部との間の隙間を容易に調整でき、テールパイプ内に導入される外気の量を容易に調整できるようになる。
【００１０】
また、本発明では、排気処理装置の排気管が第１のブラケット部材を有するとともに、テールパイプが第２のブラケット部材を有しており、第１、第２のブラケット部材に取付ボルトが挿通するとともに、第１、第２のブラケット部材間において取付ボルトの外周に第１の弾性部材が介装されている（請求項２参照）。この場合には、第１、第２のブラケット部材間で第１の弾性部材が挟持されることで、排気管の先端部がテールパイプの開口部に対して管長手方向に弾性支持されている。なお、第１の弾性部材は、例えばコイルスプリングから構成されている（請求項３参照）。
【００１１】
本発明では、取付ボルトの頭部が第１のブラケット部材との間に間隔を隔てて配置されるとともに、頭部および第１のブラケット部材間において取付ボルトの外周に第２の弾性部材が装着されている（請求項４参照）。この場合には、第１の弾性部材に加えて第２の弾性部材を設けることで、排気管およびテールパイプ間の弾性支持における支持剛性を高めることができるとともに、排気管をテールパイプに対して管長手方向の前方および後方の双方向に対して弾性支持させることができ、これにより、外力に対するフレキシビリティをさらに向上できる。なお、第２の弾性部材は、例えばコイルスプリングから構成されている（請求項５参照）。また、第１、第２のブラケット部材は、半径方向に張り出す部材である（請求項６参照）。
【００１２】
本発明では、第１のブラケット部材が、排気管の円周上の全周にわたってではなくその一部に設けられているので（請求項７参照）、テールパイプへの外気の導入時に、第１のブラケット部材が外気の流れを妨げるのを防止できる。
【００１３】
本発明では、取付ボルトが、第１、第２のブラケット部材の円周上の全周囲にではなくそのうちの２個所の位置に設けられているので（請求項８参照）、管継手部分に外力が作用した際に、テールパイプに対する排気管の軸線の倒れ（つまり角変位）を鉛直面内および水平面内のみならず、多数の面内で許容できる。
【００１４】
本発明では、排気管の先端部が、先端に向かうにしたがい徐々に小径となるテーパー状に形成されていることにより（請求項９参照）、排気管の先端部とテールパイプの開口部との間にテーパー状の隙間が形成されている。
【００１５】
本発明では、テールパイプが車体側に固定されている（請求項１０参照）。この場合であっても、排気管の先端部がテールパイプの開口部に対して管長手方向に弾性支持されていることにより、管継手部分に作用する外力を吸収でき、排気管の先端部およびテールパイプの開口部が振動により破損するのを防止できる。
【００１６】
本発明では、排気処理装置がディーゼル・パティキュレート・フィルターである（請求項１１参照）。ディーゼル・パティキュレート・フィルターの場合、捕集した粒子状物質は、当該ディーゼル・パティキュレート・フィルターに導入した高温の排気ガスを用いて燃焼処理されるが、このとき、排ガス温度が非常に高温（約６００℃）となるため、本発明のように、ディーゼル・パティキュレート・フィルターの排気管先端部とテールパイプ開口部との間に隙間を形成することにより、排気管への排気時に外気をテールパイプ内に導入でき、これにより、排ガス温度を効果的に低減できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、排気処理装置の排気管の先端部をテールパイプの開口部に挿入し、排気管の先端部とテールパイプの開口部との間に隙間を形成するようにしたので、排気処理装置から排気管への排気の際に、ベンチュリ効果を利用して、外気をテールパイプ内に導入でき、これにより、排ガス温度を低減できる。しかも、排気管の先端部をテールパイプの開口部に対して管長手方向に弾性支持させるようにしたので、管継手部分の隙間を維持しつつ、管継手部分に作用する外力を吸収できる。その結果、排気管側とテールパイプ側とが異なる振動系を有している場合でも、排気管の先端部およびテールパイプの開口部が振動により破損するのを回避できる。
【００１８】
さらに、排気管がテールパイプに対して管長手方向に弾性支持されていることで、排気管先端部とテールパイプ開口部とのオーバラップ量を可変にすることができ、これにより、排気管先端部とテールパイプ開口部との間に形成される隙間が断面テーパー状であることと相俟って、排気管先端部とテールパイプ開口部との間の隙間を容易に調整でき、テールパイプ内に導入される外気の量を容易に調整できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例による管継手構造が採用された産業車両用ディーゼル・パティキュレート・フィルターおよびその周辺部分の側面概略図である。
【図２】前記管継手構造（図１）の斜視拡大図である。
【図３】前記管継手構造（図１）の側面拡大図である。
【図４】図３の縦断面図である。
【図５】前記管継手構造が上下方向にオフセットした状態を示す側面概略図である。
【図６】前記管継手構造が横方向にオフセットした状態を示す平面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例による管継手構造が適用されたフォークリフト用ディーゼル・パティキュレート・フィルターを示している。同図に示すように、ディーゼル・パティキュレート・フィルター（Diesel Particulate Filter）１は、架台２を介してエンジンルーム内に取り付けられている。ディーゼル・パティキュレート・フィルター１は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集してこれを排気ガス中から除去するための装置である。ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気ガス導入側には、エンジンから排出された排気ガスが導入される排気管３が接続されており、排気ガス導出側には、テールパイプ４に向かって延びる排気管５が接続されている。テールパイプ４は、上方に向かって延設されている。排気管５とテールパイプ４との間に、本実施例による管継手構造１０が設けられている。
【００２１】
図２ないし図４に示すように、ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気管５の先端部５ａは、テールパイプ４の開口部４ａ内に挿入されている。これにより、排気管５の先端部５ａは、テールパイプ４の開口部４ａとの間で横断面テーパー状の隙間を形成している（図４参照）。
【００２２】
排気管５の外周面上において先端部５ａの近傍位置には、第１のブラケット部材１１、１１’が取り付けられている。第１のブラケット１１、１１’はいずれもその一部が半径方向外方に張り出すＬ字状の取付金具であって、この例では、円周上に１８０度離れた２個所の位置に配置されている。
【００２３】
一方、テールパイプ４の外周面上において開口部４ａの近傍位置には、第２のブラケット部材１２が取り付けられている。第２のブラケット部材１２は、この例では、テールパイプ４の外周面の全周に沿って延設されており、第１のブラケット部材１１、１１’と対向する位置に、半径方向外方に張り出す張出部１２Ａ、１２Ａ’をそれぞれ有している。
【００２４】
第１のブラケット部材１１および張出部１２Ａ、ならびに第１のブラケット部材１１’および張出部１２Ａ’には、取付ボルト１３、１３’がそれぞれ挿通している。各取付ボルト１３、１３’はいずれも段付ボルトであって、その大径部分１３Ａ、１３Ａ’が、第１のブラケット部材１１、１１’にそれぞれ形成された貫通孔を挿通しており、また小径部分１３Ｂ、１３Ｂ’が、張出部１２Ａ、１２Ａ’にそれぞれ形成された貫通孔を挿通している。各小径部分１３Ｂ、１３Ｂ’にはネジ部が螺設されており、これらのネジ部にそれぞれナット１４、１４’が螺合している。また、取付ボルト１３、１３’の各頭部１３Ｈ、１３Ｈ’は、それぞれ第１のブラケット部材１１、１１’から離れて配置されている。
【００２５】
第１のブラケット部材１１および張出部１２Ａ間において、取付ボルト１３の大径部分１３Ａの外周には、第１のコイルスプリング１５が装着されており、同様に、第１のブラケット部材１１’および張出部１２Ａ’間において、取付ボルト１３’の大径部分１３Ａ’の外周には、第１のコイルスプリング１５’が装着されている。
【００２６】
また、取付ボルト１３の頭部１３Ｈおよび第１のブラケット部材１１間において、取付ボルト１３の大径部分１３Ａの外周には、第２のコイルスプリング１６が装着されており、同様に、取付ボルト１３’の頭部１３Ｈ’および第１のブラケット部材１１’間において、取付ボルト１３’の大径部分１３Ａ’の外周には、第２のコイルスプリング１６’が装着されている。
【００２７】
なお、第１のブラケット部材１１の前後方向（図３左右方向）両側において、取付ボルト１３の大径部分１３Ａの外周には、ワッシャー１７、１８が装着されており、取付ボルト１３の頭部１３Ｈには、ワッシャー１９が装着されている。同様に、第１のブラケット部材１１’の前後方向（図３左右方向）両側において、取付ボルト１３’の大径部分１３’Ａの外周には、ワッシャー１７’、１８’が装着されており、取付ボルト１３’の頭部１３Ｈ’には、ワッシャー１９’が装着されている。
【００２８】
第１のコイルスプリング１５の一端は張出部１２Ａに圧接しかつ他端はワッシャー１７に圧接しており、同様に、第１のコイルスプリング１５’の一端は張出部１２Ａ’に圧接しかつ他端はワッシャー１７’に圧接している。また、第２のコイルスプリング１６の一端はワッシャー１８に圧接しかつ他端はワッシャー１９に圧接しており、同様に、第２のコイルスプリング１６’の一端はワッシャー１８’に圧接しかつ他端はワッシャー１９’に圧接している。
【００２９】
上記構成により、排気管５は、テールパイプ４の開口部４ａに対して、管長手方向に弾性支持されている。
【００３０】
このように本実施例によれば、ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気管５の先端部５ａがテールパイプ４の開口部４ａに挿入されて、排気管５の先端部５ａとテールパイプ４の開口部４ａとの間に隙間が形成されているので（図４参照）、ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気管５からテールパイプ４に排気される際には、ベンチュリ効果により、外気がテールパイプ４内に導入され（同図矢印参照）、これにより、排ガス温度を低減できる。
【００３１】
ディーゼル・パティキュレート・フィルターの場合、捕集した粒子状物質は、当該ディーゼル・パティキュレート・フィルターに導入した高温の排気ガスを用いて燃焼処理されるが、このとき、排ガス温度が非常に高温（約６００℃）となるため、本実施例のように、ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとの間に隙間を形成することにより、排気管５からテールパイプ４への排気時に外気をテールパイプ４内に導入でき、これにより、排ガス温度を効果的に低減できるようになる。
【００３２】
また、この場合、排気管５の先端部５ａが先端に向かうにしたがい徐々に小径となるテーパー状（つまりノズル状）に形成されていることにより、排気管５からの排気時に管継手部分の負圧を高めることができ、これにより、テールパイプ４内への外気の導入量を増加させることができる。
【００３３】
さらに、この場合、排気管５の外周面に取り付けられた第１のブラケット部材１１、１１’が排気管５の円周上の全周にわたってではなくその一部に設けられているので、排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとの間の隙間が第１のブラケット部材１１、１１’により塞がれないようにして（図２参照）、テールパイプ開口部４ａへの外気の流れを確保している。
【００３４】
しかも、この場合には、排気管５の先端部５ａがテールパイプ４の開口部４ａに対して管長手方向に弾性支持されているので、管継手部分に隙間を形成しつつ、管継手部分に作用する外力を吸収できる。これを図５、図６を用いて説明する。
【００３５】
図５は管継手構造１０を横から見た側面概略図であり、図６は管継手構造１０を上から見た平面概略図である。図５では、外力の作用により、排気管５の軸線５Ｃがテールパイプ４の軸線４Ｃに対して上下方向に倒れてオフセットした状態が示されており、図６では、外力の作用により、排気管５の軸線５Ｃがテールパイプ４の軸線４Ｃに対して横方向に倒れてオフセット（つまり角変位）した状態が示されている。
【００３６】
排気管５に取り付けられた第１のブラケット部材１１、１１’は、取付ボルト１３、１３’上で第１、第２のコイルスプリング１５、１６；１５’、１６’の弾性反発力により弾性支持されているので、図５、図６に示すように、排気管５の軸線５Ｃがテールパイプ４の軸線４Ｃに対して上下方向および横方向の何れの方向に変位した場合でも、このような変位を各スプリングの伸縮により吸収できる。その結果、テールパイプ４が車両本体側に固定されていることで排気管５側とテールパイプ４側とが異なる振動系を有している場合でも、排気管５の先端部５ａおよびテールパイプ４の開口部４ａが振動により破損するのを回避できる。
【００３７】
また、この場合、第１のコイルスプリング１５、１５’に加えて第２のコイルスプリング１６、１６’を設けたことにより、排気管５およびテールパイプ４間の弾性支持における支持剛性を高めることができるとともに、排気管５をテールパイプ４に対して管長手方向の前方および後方の双方向に対して弾性支持させることができ、これにより、外力に対するフレキシビリティをさらに向上できる。
【００３８】
さらに、本実施例によれば、第１のコイルスプリング１５、１５’および第２のコイルスプリング１６、１６’のそれぞれの弾性反発力が釣り合った位置で、排気管５がテールパイプ４に対して管長手方向に弾性支持されている。したがって、第１、第２のコイルスプリング１５、１６；１５’、１６’の各バネ力を適宜選択することで、排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとのオーバラップ量を可変にすることができ、これにより、排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとの間に形成される隙間が断面テーパー状であることと相俟って、排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとの間の隙間を容易に調整でき、テールパイプ４内に導入される外気の量を容易に調整できるようになる。
【００３９】
ところで、特開２０００−２９１８６２号公報および特開２００２−２６７０６２号公報には、第１、第２の導管を接続する管継手において、第１、第２の導管の合わせ面に環状シールリングを介在させるとともに、コイルスプリングのバネ力により、第１の導管を第２の導管の側に付勢して、環状シールリングを各導管の合わせ面に圧着させるようにした構造が記載されているが（各公報の図２参照）、これらの場合は、環状シールリングを介して第１、第２の導管の合わせ面を気密状態で密着させることにより、合わせ面から流体が漏れないようにすることを主眼としており、本願発明のように、一方の管を他方の管に対して管長手方向に弾性支持させることにより、接続される各管の間に調整可能な外気導入用の隙間を形成しつつ、管継手部分への外力を吸収できるようにしたものとは、その目的および構成が全く異なっている。
【００４０】
なお、本発明による管継手構造が適用される排気処理装置としては、上述したディーゼル・パティキュレート・フィルターに限らず、その他の処理装置でもよい。
【００４１】
また、本発明による管継手構造は、フォークリフト以外の他の産業車両にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明は、ディーゼル・パティキュレート・フィルター等の産業車両用排気処理装置に有用であり、とくに、管継手部分に隙間を形成しつつ外力の吸収を要求されるものに適している。
【符号の説明】
【００４３】
１： ディーゼル・パティキュレート・フィルター（排気処理装置）
４： テールパイプ
４ａ： 開口部
５： 排気管
５ａ： 先端部
１０： 管継手構造
１１、１１’： 第１のブラケット部材
１２： 第２のブラケット部材
１３、１３’： 取付ボルト
１３Ｈ、 １３Ｈ’： 頭部
１５、１５’： 第１のコイルスプリング
１６、１６’： 第２のコイルスプリング
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】実開平４−８３８２６号公報（第１図参照）
【特許文献２】特開２０００−３４７４２号公報（図４参照）
【特許文献３】特開２０００−２９１８６２号公報（図２参照）
【特許文献４】特開２００２−２６７０６２号公報（図２参照）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業車両用排気処理装置の管継手構造に関し、詳細には、管継手部分に外気導入用の隙間を形成しつつ、外力を吸収でき、隙間の微調整を容易に行えるようにするための構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業車両の排気装置においては、マフラーの吐出側先端と当該先端が挿入されるテールパイプとの間に隙間を形成することにより、ベンチュリ効果を利用して、マフラーからの排ガスの排出時に当該隙間からテールパイプ内に外気を吸引して導入できるようにした構造が知られている（実開平４−８３８２６号公報の第１図、特開２０００−３４７４２号公報の図４参照）。
【０００３】
その一方、第４次排出ガス規制に適合させる必要から、産業車両メーカーとしては、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集してこれを排気ガス中から除去するためのディーゼル・パティキュレート・フィルター（Diesel Particulate Filter）等の排気処理装置をエンジンの排気系に設置することが要求されている。
【０００４】
ディーゼル・パティキュレート・フィルターで捕集された粒子状物質は、当該ディーゼル・パティキュレート・フィルターに導入される高温の排気ガスを用いて燃焼させることが可能であるが、このとき、排ガス温度が非常に高温（約６００℃）となる。そこで、従来の排気装置において利用されてきたベンチュリ効果による外気導入構造をこのディーゼル・パティキュレート・フィルターの排気部分にも適用することで、排ガス温度を低減させることが考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、近年、メンテナンス性の便宜を図る観点から、テールパイプをエンジンの上方に向けて配設するとともに、エンジンルームを上方から覆う開閉可能なカバーを設け、テールパイプの下端を当該カバーに取り付けることが行われている。この場合、カバーの開閉作業がしづらいという問題がある。そこで、テールパイプを車両本体側の部材（例えばヘッドガード等）に固定するようにして、カバーの開閉作業を容易にすることも考えられるが、この場合には、エンジンルーム内のディーゼル・パティキュレート・フィルター側と車両本体側とでは振動系が異なるために、とくにディーゼル・パティキュレート・フィルターの排気管がテールパイプに溶接等で固定されていると、振動により接続個所が破損する恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、排ガス温度を低減できるとともに、管継手部分に隙間を形成しつつ外力を吸収でき、しかも隙間の微調整を容易に行える産業車両用排気処理装置の管継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る産業車両用排気処理装置の管継手構造は、排気処理装置に排気管を設け、排気管の先端部をテールパイプの開口部に挿入するとともに、テールパイプの開口部との間で断面テーパー状の隙間を形成するように、排気管をテールパイプに対して管長手方向に弾性支持している（請求項１参照）。
【０００８】
本発明によれば、排気処理装置の排気管の先端部がテールパイプの開口部に挿入されており、排気管の先端部とテールパイプの開口部との間に隙間が形成されているので、排気処理装置から排気管へ排気される際には、ベンチュリ効果により、外気がテールパイプ内に導入され、これにより、排ガス温度を低減できる。しかも、この場合には、排気管の先端部がテールパイプの開口部に対して管長手方向に弾性支持されているので、管継手部分に隙間を形成しつつ、管継手部分に作用する外力を吸収できる。その結果、排気管側とテールパイプ側とが異なる振動系を有している場合でも、排気管の先端部およびテールパイプの開口部が振動により破損するのを回避できる。
【０００９】
さらに、本発明によれば、排気管がテールパイプに対して管長手方向に弾性支持されていることで、排気管先端部とテールパイプ開口部とのオーバラップ量を可変にすることができ、これにより、排気管先端部とテールパイプ開口部との間に形成される隙間が断面テーパー状であることと相俟って、排気管先端部とテールパイプ開口部との間の隙間を容易に調整でき、テールパイプ内に導入される外気の量を容易に調整できるようになる。
【００１０】
また、本発明では、排気処理装置の排気管が第１のブラケット部材を有するとともに、テールパイプが第２のブラケット部材を有しており、第１、第２のブラケット部材に取付ボルトが挿通するとともに、第１、第２のブラケット部材間において取付ボルトの外周に第１の弾性部材が介装されている（請求項２参照）。この場合には、第１、第２のブラケット部材間で第１の弾性部材が挟持されることで、排気管の先端部がテールパイプの開口部に対して管長手方向に弾性支持されている。なお、第１の弾性部材は、例えばコイルスプリングから構成されている（請求項３参照）。
【００１１】
本発明では、取付ボルトの頭部が第１のブラケット部材との間に間隔を隔てて配置されるとともに、頭部および第１のブラケット部材間において取付ボルトの外周に第２の弾性部材が装着されている（請求項４参照）。この場合には、第１の弾性部材に加えて第２の弾性部材を設けることで、排気管およびテールパイプ間の弾性支持における支持剛性を高めることができるとともに、排気管をテールパイプに対して管長手方向の前方および後方の双方向に対して弾性支持させることができ、これにより、外力に対するフレキシビリティをさらに向上できる。なお、第２の弾性部材は、例えばコイルスプリングから構成されている（請求項５参照）。また、第１、第２のブラケット部材は、半径方向に張り出す部材である（請求項６参照）。
【００１２】
本発明では、第１のブラケット部材が、排気管の円周上の全周にわたってではなくその一部に設けられているので（請求項７参照）、テールパイプへの外気の導入時に、第１のブラケット部材が外気の流れを妨げるのを防止できる。
【００１３】
本発明では、取付ボルトが、第１、第２のブラケット部材の円周上の全周囲にではなくそのうちの２個所の位置に設けられているので（請求項８参照）、管継手部分に外力が作用した際に、テールパイプに対する排気管の軸線の倒れ（つまり角変位）を鉛直面内および水平面内のみならず、多数の面内で許容できる。
【００１４】
本発明では、排気管の先端部が、先端に向かうにしたがい徐々に小径となるテーパー状に形成されていることにより（請求項９参照）、排気管の先端部とテールパイプの開口部との間にテーパー状の隙間が形成されている。
【００１５】
本発明では、テールパイプが車体側に固定されている（請求項１０参照）。この場合であっても、排気管の先端部がテールパイプの開口部に対して管長手方向に弾性支持されていることにより、管継手部分に作用する外力を吸収でき、排気管の先端部およびテールパイプの開口部が振動により破損するのを防止できる。
【００１６】
本発明では、排気処理装置がディーゼル・パティキュレート・フィルターである（請求項１１参照）。ディーゼル・パティキュレート・フィルターの場合、捕集した粒子状物質は、当該ディーゼル・パティキュレート・フィルターに導入した高温の排気ガスを用いて燃焼処理されるが、このとき、排ガス温度が非常に高温（約６００℃）となるため、本発明のように、ディーゼル・パティキュレート・フィルターの排気管先端部とテールパイプ開口部との間に隙間を形成することにより、排気管への排気時に外気をテールパイプ内に導入でき、これにより、排ガス温度を効果的に低減できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、排気処理装置の排気管の先端部をテールパイプの開口部に挿入し、排気管の先端部とテールパイプの開口部との間に隙間を形成するようにしたので、排気処理装置から排気管への排気の際に、ベンチュリ効果を利用して、外気をテールパイプ内に導入でき、これにより、排ガス温度を低減できる。しかも、排気管の先端部をテールパイプの開口部に対して管長手方向に弾性支持させるようにしたので、管継手部分の隙間を維持しつつ、管継手部分に作用する外力を吸収できる。その結果、排気管側とテールパイプ側とが異なる振動系を有している場合でも、排気管の先端部およびテールパイプの開口部が振動により破損するのを回避できる。
【００１８】
さらに、排気管がテールパイプに対して管長手方向に弾性支持されていることで、排気管先端部とテールパイプ開口部とのオーバラップ量を可変にすることができ、これにより、排気管先端部とテールパイプ開口部との間に形成される隙間が断面テーパー状であることと相俟って、排気管先端部とテールパイプ開口部との間の隙間を容易に調整でき、テールパイプ内に導入される外気の量を容易に調整できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例による管継手構造が採用された産業車両用ディーゼル・パティキュレート・フィルターおよびその周辺部分の側面概略図である。
【図２】前記管継手構造（図１）の斜視拡大図である。
【図３】前記管継手構造（図１）の側面拡大図である。
【図４】図３の縦断面図である。
【図５】前記管継手構造が上下方向にオフセットした状態を示す側面概略図である。
【図６】前記管継手構造が横方向にオフセットした状態を示す平面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例による管継手構造が適用されたフォークリフト用ディーゼル・パティキュレート・フィルターを示している。同図に示すように、ディーゼル・パティキュレート・フィルター（Diesel Particulate Filter）１は、架台２を介してエンジンルーム内に取り付けられている。ディーゼル・パティキュレート・フィルター１は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集してこれを排気ガス中から除去するための装置である。ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気ガス導入側には、エンジンから排出された排気ガスが導入される排気管３が接続されており、排気ガス導出側には、テールパイプ４に向かって延びる排気管５が接続されている。テールパイプ４は、上方に向かって延設されている。排気管５とテールパイプ４との間に、本実施例による管継手構造１０が設けられている。
【００２１】
図２ないし図４に示すように、ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気管５の先端部５ａは、テールパイプ４の開口部４ａ内に挿入されている。これにより、排気管５の先端部５ａは、テールパイプ４の開口部４ａとの間で横断面テーパー状の隙間を形成している（図４参照）。
【００２２】
排気管５の外周面上において先端部５ａの近傍位置には、第１のブラケット部材１１、１１’が取り付けられている。第１のブラケット１１、１１’はいずれもその一部が半径方向外方に張り出すＬ字状の取付金具であって、この例では、円周上に１８０度離れた２個所の位置に配置されている。
【００２３】
一方、テールパイプ４の外周面上において開口部４ａの近傍位置には、第２のブラケット部材１２が取り付けられている。第２のブラケット部材１２は、この例では、テールパイプ４の外周面の全周に沿って延設されており、第１のブラケット部材１１、１１’と対向する位置に、半径方向外方に張り出す張出部１２Ａ、１２Ａ’をそれぞれ有している。
【００２４】
第１のブラケット部材１１および張出部１２Ａ、ならびに第１のブラケット部材１１’および張出部１２Ａ’には、取付ボルト１３、１３’がそれぞれ挿通している。各取付ボルト１３、１３’はいずれも段付ボルトであって、その大径部分１３Ａ、１３Ａ’が、第１のブラケット部材１１、１１’にそれぞれ形成された貫通孔を挿通しており、また小径部分１３Ｂ、１３Ｂ’が、張出部１２Ａ、１２Ａ’にそれぞれ形成された貫通孔を挿通している。各小径部分１３Ｂ、１３Ｂ’にはネジ部が螺設されており、これらのネジ部にそれぞれナット１４、１４’が螺合している。また、取付ボルト１３、１３’の各頭部１３Ｈ、１３Ｈ’は、それぞれ第１のブラケット部材１１、１１’から離れて配置されている。
【００２５】
第１のブラケット部材１１および張出部１２Ａ間において、取付ボルト１３の大径部分１３Ａの外周には、第１のコイルスプリング１５が装着されており、同様に、第１のブラケット部材１１’および張出部１２Ａ’間において、取付ボルト１３’の大径部分１３Ａ’の外周には、第１のコイルスプリング１５’が装着されている。
【００２６】
また、取付ボルト１３の頭部１３Ｈおよび第１のブラケット部材１１間において、取付ボルト１３の大径部分１３Ａの外周には、第２のコイルスプリング１６が装着されており、同様に、取付ボルト１３’の頭部１３Ｈ’および第１のブラケット部材１１’間において、取付ボルト１３’の大径部分１３Ａ’の外周には、第２のコイルスプリング１６’が装着されている。
【００２７】
なお、第１のブラケット部材１１の前後方向（図３左右方向）両側において、取付ボルト１３の大径部分１３Ａの外周には、ワッシャー１７、１８が装着されており、取付ボルト１３の頭部１３Ｈには、ワッシャー１９が装着されている。同様に、第１のブラケット部材１１’の前後方向（図３左右方向）両側において、取付ボルト１３’の大径部分１３’Ａの外周には、ワッシャー１７’、１８’が装着されており、取付ボルト１３’の頭部１３Ｈ’には、ワッシャー１９’が装着されている。
【００２８】
第１のコイルスプリング１５の一端は張出部１２Ａに圧接しかつ他端はワッシャー１７に圧接しており、同様に、第１のコイルスプリング１５’の一端は張出部１２Ａ’に圧接しかつ他端はワッシャー１７’に圧接している。また、第２のコイルスプリング１６の一端はワッシャー１８に圧接しかつ他端はワッシャー１９に圧接しており、同様に、第２のコイルスプリング１６’の一端はワッシャー１８’に圧接しかつ他端はワッシャー１９’に圧接している。
【００２９】
上記構成により、排気管５は、テールパイプ４の開口部４ａに対して、管長手方向に弾性支持されている。
【００３０】
このように本実施例によれば、ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気管５の先端部５ａがテールパイプ４の開口部４ａに挿入されて、排気管５の先端部５ａとテールパイプ４の開口部４ａとの間に隙間が形成されているので（図４参照）、ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気管５からテールパイプ４に排気される際には、ベンチュリ効果により、外気がテールパイプ４内に導入され（同図矢印参照）、これにより、排ガス温度を低減できる。
【００３１】
ディーゼル・パティキュレート・フィルターの場合、捕集した粒子状物質は、当該ディーゼル・パティキュレート・フィルターに導入した高温の排気ガスを用いて燃焼処理されるが、このとき、排ガス温度が非常に高温（約６００℃）となるため、本実施例のように、ディーゼル・パティキュレート・フィルター１の排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとの間に隙間を形成することにより、排気管５からテールパイプ４への排気時に外気をテールパイプ４内に導入でき、これにより、排ガス温度を効果的に低減できるようになる。
【００３２】
また、この場合、排気管５の先端部５ａが先端に向かうにしたがい徐々に小径となるテーパー状（つまりノズル状）に形成されていることにより、排気管５からの排気時に管継手部分の負圧を高めることができ、これにより、テールパイプ４内への外気の導入量を増加させることができる。
【００３３】
さらに、この場合、排気管５の外周面に取り付けられた第１のブラケット部材１１、１１’が排気管５の円周上の全周にわたってではなくその一部に設けられているので、排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとの間の隙間が第１のブラケット部材１１、１１’により塞がれないようにして（図２参照）、テールパイプ開口部４ａへの外気の流れを確保している。
【００３４】
しかも、この場合には、排気管５の先端部５ａがテールパイプ４の開口部４ａに対して管長手方向に弾性支持されているので、管継手部分に隙間を形成しつつ、管継手部分に作用する外力を吸収できる。これを図５、図６を用いて説明する。
【００３５】
図５は管継手構造１０を横から見た側面概略図であり、図６は管継手構造１０を上から見た平面概略図である。図５では、外力の作用により、排気管５の軸線５Ｃがテールパイプ４の軸線４Ｃに対して上下方向に倒れてオフセットした状態が示されており、図６では、外力の作用により、排気管５の軸線５Ｃがテールパイプ４の軸線４Ｃに対して横方向に倒れてオフセット（つまり角変位）した状態が示されている。
【００３６】
排気管５に取り付けられた第１のブラケット部材１１、１１’は、取付ボルト１３、１３’上で第１、第２のコイルスプリング１５、１６；１５’、１６’の弾性反発力により弾性支持されているので、図５、図６に示すように、排気管５の軸線５Ｃがテールパイプ４の軸線４Ｃに対して上下方向および横方向の何れの方向に変位した場合でも、このような変位を各スプリングの伸縮により吸収できる。その結果、テールパイプ４が車両本体側に固定されていることで排気管５側とテールパイプ４側とが異なる振動系を有している場合でも、排気管５の先端部５ａおよびテールパイプ４の開口部４ａが振動により破損するのを回避できる。
【００３７】
また、この場合、第１のコイルスプリング１５、１５’に加えて第２のコイルスプリング１６、１６’を設けたことにより、排気管５およびテールパイプ４間の弾性支持における支持剛性を高めることができるとともに、排気管５をテールパイプ４に対して管長手方向の前方および後方の双方向に対して弾性支持させることができ、これにより、外力に対するフレキシビリティをさらに向上できる。
【００３８】
さらに、本実施例によれば、第１のコイルスプリング１５、１５’および第２のコイルスプリング１６、１６’のそれぞれの弾性反発力が釣り合った位置で、排気管５がテールパイプ４に対して管長手方向に弾性支持されている。したがって、第１、第２のコイルスプリング１５、１６；１５’、１６’の各バネ力を適宜選択することで、排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとのオーバラップ量を可変にすることができ、これにより、排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとの間に形成される隙間が断面テーパー状であることと相俟って、排気管先端部５ａとテールパイプ開口部４ａとの間の隙間を容易に調整でき、テールパイプ４内に導入される外気の量を容易に調整できるようになる。
【００３９】
ところで、特開２０００−２９１８６２号公報および特開２００２−２６７０６２号公報には、第１、第２の導管を接続する管継手において、第１、第２の導管の合わせ面に環状シールリングを介在させるとともに、コイルスプリングのバネ力により、第１の導管を第２の導管の側に付勢して、環状シールリングを各導管の合わせ面に圧着させるようにした構造が記載されているが（各公報の図２参照）、これらの場合は、環状シールリングを介して第１、第２の導管の合わせ面を気密状態で密着させることにより、合わせ面から流体が漏れないようにすることを主眼としており、本願発明のように、一方の管を他方の管に対して管長手方向に弾性支持させることにより、接続される各管の間に調整可能な外気導入用の隙間を形成しつつ、管継手部分への外力を吸収できるようにしたものとは、その目的および構成が全く異なっている。
【００４０】
なお、本発明による管継手構造が適用される排気処理装置としては、上述したディーゼル・パティキュレート・フィルターに限らず、その他の処理装置でもよい。
【００４１】
また、本発明による管継手構造は、フォークリフト以外の他の産業車両にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明は、ディーゼル・パティキュレート・フィルター等の産業車両用排気処理装置に有用であり、とくに、管継手部分に隙間を形成しつつ外力の吸収を要求されるものに適している。
【符号の説明】
【００４３】
１： ディーゼル・パティキュレート・フィルター（排気処理装置）
４： テールパイプ
４ａ： 開口部
５： 排気管
５ａ： 先端部
１０： 管継手構造
１１、１１’： 第１のブラケット部材
１２： 第２のブラケット部材
１３、１３’： 取付ボルト
１３Ｈ、 １３Ｈ’： 頭部
１５、１５’： 第１のコイルスプリング
１６、１６’： 第２のコイルスプリング
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】実開平４−８３８２６号公報（第１図参照）
【特許文献２】特開２０００−３４７４２号公報（図４参照）
【特許文献３】特開２０００−２９１８６２号公報（図２参照）
【特許文献４】特開２００２−２６７０６２号公報（図２参照）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業車両用排気処理装置の管継手構造において、
前記排気処理装置に排気管が設けられ、前記排気管の先端部がテールパイプの開口部に挿入されるとともに、
前記排気管の前記先端部が前記テールパイプの前記開口部との間で断面テーパー状の隙間を形成しつつ前記テールパイプの前記開口部に対して管長手方向に弾性支持されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記排気管が第１のブラケット部材を有しかつ前記テールパイプが第２のブラケット部材を有しており、前記第１、第２のブラケット部材に取付ボルトが挿通するとともに、前記第１、第２のブラケット部材間において前記取付ボルトの外周に第１の弾性部材が介装されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の弾性部材がコイルスプリングである、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項４】
請求項２において、
前記取付ボルトの頭部が前記第１のブラケット部材との間に間隔を隔てて配置されるとともに、前記頭部および前記第１のブラケット部材間において前記取付ボルトの外周には第２の弾性部材が介装されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項５】
請求項４において、
前記第２の弾性部材がコイルスプリングである、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項６】
請求項２において、
前記第１、第２のブラケット部材が半径方向に張り出している、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１のブラケット部材が前記排気管の円周上の一部に設けられている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造
【請求項８】
請求項２において、
前記取付ボルトが前記第１、第２のブラケット部材の円周上の２個所に設けられている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項９】
請求項１において、
前記排気管の前記先端部が、先端に向かうにしたがい徐々に小径となるテーパー状に形成されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項１０】
請求項１において、
前記テールパイプが車体側に固定されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項１１】
請求項１において、
前記排気処理装置がディーゼル・パティキュレート・フィルターである、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項１】
産業車両用排気処理装置の管継手構造において、
前記排気処理装置に排気管が設けられ、前記排気管の先端部がテールパイプの開口部に挿入されるとともに、
前記排気管の前記先端部が前記テールパイプの前記開口部との間で断面テーパー状の隙間を形成しつつ前記テールパイプの前記開口部に対して管長手方向に弾性支持されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記排気管が第１のブラケット部材を有しかつ前記テールパイプが第２のブラケット部材を有しており、前記第１、第２のブラケット部材に取付ボルトが挿通するとともに、前記第１、第２のブラケット部材間において前記取付ボルトの外周に第１の弾性部材が介装されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の弾性部材がコイルスプリングである、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項４】
請求項２において、
前記取付ボルトの頭部が前記第１のブラケット部材との間に間隔を隔てて配置されるとともに、前記頭部および前記第１のブラケット部材間において前記取付ボルトの外周には第２の弾性部材が介装されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項５】
請求項４において、
前記第２の弾性部材がコイルスプリングである、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項６】
請求項２において、
前記第１、第２のブラケット部材が半径方向に張り出している、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１のブラケット部材が前記排気管の円周上の一部に設けられている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造
【請求項８】
請求項２において、
前記取付ボルトが前記第１、第２のブラケット部材の円周上の２個所に設けられている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項９】
請求項１において、
前記排気管の前記先端部が、先端に向かうにしたがい徐々に小径となるテーパー状に形成されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項１０】
請求項１において、
前記テールパイプが車体側に固定されている、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【請求項１１】
請求項１において、
前記排気処理装置がディーゼル・パティキュレート・フィルターである、
ことを特徴とする産業車両用排気処理装置の管継手構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１９２９１（Ｐ２０１３−１９２９１Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２３９０（Ｐ２０１１−１５２３９０）
【出願日】平成２３年７月９日（２０１１．７．９）
【出願人】（０００００３２４１）ＴＣＭ株式会社 (319)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月９日（２０１１．７．９）
【出願人】（０００００３２４１）ＴＣＭ株式会社 (319)
【Ｆターム（参考）】
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