多用途车辆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及多用途车辆，特别是涉及车辆的排气系统用的支撑结构。在至少包括如下部分的车辆的排气系统中：发动机；传动装置，其配置在发动机的车辆行驶方向上的后侧；排气管，其连接到发动机并排出废气；以及排气消声器，其连接到排气管的下游端部，排气消声器由排气消声器支撑构件弹性地支撑于传动装置，排气消声器支撑构件配置在传动装置和排气消声器之间。
【专利说明】多用途车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多用途车辆，特别涉及多用途车辆的排气系统用的支撑结构。
【背景技术】
[0002]车辆的示例具有排气系统支撑结构，在排气系统支撑结构中，通过多个安装到车体的挂钩(hanger)悬挂和支撑连接到发动机排气管的排气消声器(例如，参见日本特开第2009-13826号公报)。日本特开第2009-13826号公报中描述的排气系统支撑结构包括:车体侧挂钩支架，其通过焊接固定到车体的后侧骨架；消声器侧挂钩支架，其通过焊接固定到排气消声器；以及安装橡胶，其位于两个挂钩支架之间并且由这些挂钩支架支撑。
[0003]此外，在美国专利第2012/0160588A1号公报中公开的多用途车辆用的排气系统支撑结构中，通过安装到车体骨架的发动机支撑位于排气消声器的排气上游侧的排气管，通过车体的后侧骨架支撑排气消声器。在车辆行驶期间，通常，车体骨架和发动机以相互不同的相位振动。因而，由后侧骨架支撑的排气消声器以与发动机的振动相位不同的相位振动。同时，在与行驶在如草地、砂石地和沙地以及未铺砌的山道、穿过树林的未铺砌道路、泥道和岩场等的越野环境下的多用途车辆类似的车辆中，车体骨架和发动机以较大的幅度振动。因而，在类似多用途车辆的车辆中，迫切需要实现排气消声器与发动机以大致相同的相位振动的情况的排气系统用的支撑结构。
【发明内容】
[0004]考虑到上述问题，已设计出本发明。本发明的目标是提供一种排气系统用的支撑结构，该排气系统用的支撑结构实现在车辆行驶期间排气消声器与发动机以大致相同相位振动的情况。
[0005]为了实现上述目标，本发明提供一种车辆的排气系统用的支撑结构，在至少包括如下部分的车辆的排气系统中采用所述支撑结构:发动机；传动装置，其配置在所述发动机的车辆行驶方向上的后侧；排气管，其连接到所述发动机并且用于排放废气；以及排气消声器，其连接到所述排气管的下游端部，其中所述排气消声器由排气消声器支撑构件弹性地支撑于所述传动装置，所述排气消声器支撑构件配置在所述传动装置和所述排气消声器之间。
[0006]根据本发明的构造，排气管和排气消声器与传动装置以大致相同的相位振动。这样减小了排气管和排气消声器的相对振幅。
[0007]在本发明中，优选地，所述排气消声器支撑构件包括:支撑柱，所述支撑柱以从下侧支撑所述排气消声器的方式安装到所述排气消声器，所述支撑柱具有从所述支撑柱的后端部朝向车辆行驶方向上后侧延伸的支撑端部；弹性筒状体，所述弹性筒状体在车辆行驶方向上延伸并且具有插入孔，所述支撑柱的支撑端部插入到所述插入孔中；以及传动装置安装支架，所述传动装置安装支架安装到所述传动装置并且具有用于保持所述弹性筒状体的保持部。[0008]根据上述构造，通过弹性筒状体的厚度吸收上下方向上的振动，通过支撑柱的支撑端部插入到弹性筒状体的插入孔吸收车辆行驶方向上的振动。
[0009]在本发明中，优选地，所述排气管的排气上游端连接到排气歧管的排气下游端并且由所述排气下游端支撑，所述排气歧管连接到所述发动机的排气端口。
[0010]根据上述构造，通过必要的最少材料的支撑构件实现排气管的支撑。这样减小了必要安装部件的数量。
[0011]在本发明中，优选地，所述发动机经由连接构件以一体化的方式连接到所述传动
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[0012]根据上述构造，排气管和排气消声器与发动机和传动装置以大致相同的相位振动。与将排气管和排气消声器安装到车体骨架的情况相比，这样相对地减小了排气管和排气消声器的振幅。
[0013]在本发明中，优选地，所述排气管沿着配置在所述发动机和所述传动装置的侧方的V型带式无级变速器的上部延伸，以使所述排气管不与所述V型带式无级变速器干涉。
[0014]根据上述构造，排气管配置在高处。这样避免水从外侧进入，并进一步允许在适当确保排气管长度的状态下对排气系统进行适当配置。
[0015]在本发明中， 优选地，所述发动机是并列多气缸发动机，在所述发动机中，多个气缸在车辆宽度方向上排列。
[0016]根据上述构造，在并列多气缸发动机中的排气管紧凑地配置。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明的多用途车辆的车体骨架从右后方观察的立体图；
[0018]图2是安装在图1中示出的车体骨架上的动力单元和排气系统的平面图；
[0019]图3是图2中示出的动力单元和排气系统的左视图；
[0020]图4是图2中示出的动力单元和排气系统的从左后方观察的立体图；
[0021]图5是图2中示出的排气系统的排气歧管的从左前方观察的立体图；
[0022]图6是图5中示出的排气歧管在单体状态下的立体图；
[0023]图7是图6中示出的排气歧管在单体状态下的平面图；
[0024]图8是图6中示出的排气歧管在单体状态下的左视图；
[0025]图9是图6中示出的排气歧管在单体状态下的右视图；
[0026]图10是图6中示出的排气歧管在单体状态下的后视图；
[0027]图11是部分以截面图示出的排气消声器和排气管的左视图；
[0028]图12是图11中示出的排气消声器和排气管的平面图；
[0029]图13是图2中示出的排气消声器的从右后方观察的立体图；
[0030]图14是沿着图3中的线XIV-XIV截取的截面图；
[0031]图15是示出排气消声器用的支撑结构的变形例的左视图；
[0032]图16是示出排气消声器用的支撑结构的变形例的后视图；
[0033]图17是具有根据变形例的排气消声器用的支撑结构的排气系统和动力单元的从左右方观察的立体图；以及
[0034]图18是示出根据变形例的排气消声器用的支撑结构的、沿着图17中的线XVII1-XVI11截取的截面图。
【具体实施方式】
[0035]图1至图14示出采用根据本发明的排气系统40的多用途车辆I的示例。以下参考这些附图描述本发明的实施方式。这里，为了便于给出以下描述，相对于车辆行驶方向的前后方向分别被用作发动机20和其他组件的前后方向。此外，在车辆宽度方向上，由车辆上的乘车人员观察到的左右方向(也就是，从车辆的后方观察到的左右方向)分别被用作车辆、发动机20和其他组件的左右方向。
[0036](多用途车辆I的整体结构)
[0037]图1是多用途车辆I的车体骨架F的从右后方观察的立体图。多用途车辆I主要用于在如草地、砂石地和沙地以及未铺砌的山道、穿过树林的未铺砌道路、泥道和岩场的越野环境下行驶。在车体骨架F的后部，以一体化的方式设置用于发动机安装和载重车箱(truck box)支撑的后骨架2。在后骨架2的内侧,配置具有发动机20和齿轮式传动装置(transmission) 24的动力单元P。通过后骨架2的下骨架构件2a等支撑动力单元P。动力单元P位于车辆宽度方向上的大致中央部。在车体骨架F的上部，围绕乘车空间S形成ROPS (翻车防护结构)。在乘车空间S的前半部设置前座椅支撑部7。然后在前座椅支撑部7上配置前部乘车人员用的前座椅(未示出)。在前座椅下方配置存物箱(未示出)。在本实施方式中，在乘车空间S的后半部中的前部空间SI中，后部乘客用的后座椅(未示出)配置在后骨架2的前侧。
[0038]图2是动力单元P和排气系统40的平面图。图3是动力单元P和排气系统40的左视图。图4是动力单元P和排气系统40的从左后方观察的立体图。在图2中，发动机20是并列三缸发动机，在三缸发动机中，三个气缸Cl、C2和C3在车辆宽度方向上排列。齿轮式传动装置24是设置有变速装置的手动操作的传动装置。齿轮式传动装置24配置在发动机20的后侧。然后，发动机20和齿轮式传动装置24通过沿着前后方向配置在发动机20和齿轮式传动装置24之间的连接支架26彼此刚性连接。此外，动力单元P设置有从发动机20的左侧延伸到齿轮式传动装置24的左侧的V型带式无级变速器22。通过V型带式无级变速器22无级地改变发动机20的曲轴(具有轴线01)的转动，然后将转动传递到齿轮式传动装置24的变速输入轴(gear change input shaft)。这里,在V型带式无级变速器22中，出于冷却滑轮、V型带等的目的，前端部设置有冷却空气进气管22a，后端部设置有排气管22b，通过排气管22b排放已用于冷却的空气。
[0039]根据本发明的排气系统40包括:排气歧管30，其以可拆卸地固定的方式安装到发动机20的气缸盖21的前端表面21a ;排气管42，其连接到排气歧管30的排气下游端；以及排气消声器45，其连接到排气管42的排气下游端。
[0040]在图3中，动力单元P设置有:前安装机构23a，其具有设置在发动机20的前下端部的阻尼器；后安装机构23b，其具有设置在齿轮式传动装置24的后端部的阻尼器；以及中间安装机构23c，其具有设置于连接支架26 (图2中示出)的阻尼器。于是，动力单元P由三个安装机构23a、23b和23c支撑在后骨架2的下骨架构件2a上。这里，优选地，前安装机构、后安装机构和中间安装机构23a、23b和23c大致配置在沿着关于车辆行驶方向的前后方向上延伸的直线上。[0041](排气歧管30的结构)
[0042]图5是排气系统40的排气歧管30的从左前方观察的立体图。图6是排气歧管30在单体状态下的立体图。图7是排气歧管30在单体状态下的平面图。图8是排气歧管30在单体状态下的左视图。图9是排气歧管30在单体状态下的右视图。图10是排气歧管30在单体状态下的后视图。在图7中，在发动机20的气缸盖21的前端表面21b，以车辆宽度方向上的大致相等的间隔开有分别用于气缸C1、C2和C3的三个排气端口 25a、25b和25c。然后将上述排气歧管30安装到这里。排气歧管30的内侧设置有:分别与气缸盖21的三个排气端口 25a、25b和25c流体连通的三个排气通路32a、32b和32c ；以及集合三个排气通路32a、32b和32c并且几乎水平地向左延伸的集合排气通路32e。
[0043]在图6和图10中，排气歧管30具有以一体化的方式形成于后端部的凸缘32f。在凸缘32f中形成多个螺栓插入孔32g。
[0044]另一方面，在图5中，在气缸盖21的前端，旋拧了向前突出的多个柱螺栓(studbolt) 35。接着，柱螺栓35被插入到排气歧管30的各螺栓插入孔32g (在图10中示出)，接着，将螺母36拧到各柱螺栓35上，以使排气歧管30安装到气缸盖21的前端表面21b。
[0045]在图7中，排气歧管30的包含集合排气通路32e的主体部33是由以下部件构造的:具有右端排气通路32c的第一弯曲部33a ;第一直线部33b，其从第一弯曲部33a开始几乎水平的向左延伸，接着到达中央排气通路32b ;第二弯曲部33c，其从第一直线部33b略微向前弯曲；以及第二直线部33d(在图6中示出)，其以从第二弯曲部33c略微向上倾斜的方式向左延伸。
[0046]在图6中，在第二直线部33d的排气下游端部(左端部)形成用于排气管连接的凸缘31。接着，在凸缘31中形成上下一对内螺纹孔31b。此外，在第一弯曲部33a的附近和第二直线部33d中，热屏蔽盖安装用的凸部34a和34b分别朝向前方安装。在第一直线部33b中，热屏蔽盖安装用的凸部34c朝向上方安装。接着，凸部34a、34b和34c分别设置有内螺纹孔。如图5中虚线示出的，用于覆盖排气歧管30的前侧和上下侧的热屏蔽盖37安装到上述凸部34a、34b和34c。
[0047](排气消声器45的结构)
[0048]图11是部分以截面图示出的排气消声器45和排气管42的左视图。图12是图11中示出的排气消声器45和排气管42的平面图。图13是图2中示出的排气消声器45的从右后方观察的立体图。图14是沿着图3中的线XIV-XIV截取的截面图。在图11中，排气管42的排气下游的端部经由锥形连接管46连接到催化剂安装管47a。在催化剂安装管47a的内侧，一对催化剂主体(例如，蜂巢结构的主体)47以在前后方向上相隔一定间隙的方式配置。锥形连接管46设置有用于安装氧传感器(未示出)的安装凸部46a。
[0049]排气消声器45的内侧通过隔壁48划分为前膨胀室45a和后膨胀室45b。前膨胀室45a和后膨胀室45b通过贯穿隔壁48的连通管48a彼此流体连通。尾管49安装到排气消声器45的后壁。尾管49从后膨胀室45b的前端部附近向后延伸，接着贯穿后壁，然后在排气消声器45的外侧向下倾斜。于是，后端向外侧开口。
[0050]排气管42的后端部的催化剂安装管47a从前侧插入到排气消声器45的前膨胀室45a。催化剂安装管47的前端部与连接管46的后端部一起通过焊接等以一体化的方式固定到排气消声器45的前端部。因而，排气管42和排气消声器45是以排气系统40的装配形式构成的。
[0051]在包含具有上述构造的排气消声器45和排气管42的排气系统40中，通过排气歧管30支撑排气管42的排气上游端部，通过支撑机构50在齿轮式传动装置24上支撑排气消声器45。S卩，通过动力单元P在由排气管42的前端部42a和排气消声器45构成的两个位置支撑包含排气管42和排气消声器45的排气系统40。
[0052]以下详细描述上述两个支撑位置。在图11中，在排气管42中，前端部42a设置有凸缘41。凸缘41具有上下一对螺栓插入孔41a。如图5示出的,排气管42的前端部42a的凸缘41与排气歧管30的凸缘31对准，然后将插入到螺栓插入孔41a (图11中示出)的上下一对螺栓38拧到凸缘31的螺纹孔31b (图6至图8中示出)，使得排气管42的前端部42a连接到排气歧管30并且由排气歧管30支撑。
[0053](排气消声器45用的支撑结构50)
[0054]在图13中示出的排气消声器45用的支撑结构50中，当从左后方观察时，几乎跨越排气消声器45的车辆宽度方向上的全部宽度延伸的盘状支撑柱51在排气消声器45的前端部的下方配置。因而，支撑柱51的左右上端部通过焊接等固定到排气消声器45的左右侧面。
[0055]大致水平向后延伸的左右支撑管(支撑端部)52、52通过焊接等分别固定到支撑柱51的下端部的左右端部。另一方面，在齿轮式传动装置24的后端的左端部，向左突出的前后一对凸部53与齿轮式传动装置24 —体化地形成。从后方观察为反L形状的安装支架54利用螺栓固定到安装凸部53。从后方观察为盘形状的安装板55通过焊接等固定到安装支架54的几乎水平的上壁。因而，在该安装板55的左右端部中，左右一对保持管56、56通过焊接等分别以与左右支撑管52、52对应的节距固定。
[0056]在图14中，由橡胶等制成的弹性筒状体组成的左右阻尼器衬套57、57通过热处理(热压着)等分别固定到保持管56、56的内周面。左右阻尼器衬套57、57的各插入孔58、58的内径比各左右支撑管52、52的外径小适当的压配合余裕。因而，支撑管52、52分别压配合到阻尼器衬套57、57的插入孔58、58。在这种状态下，左右支撑管52、52能够抵抗左右阻尼器衬套57、57的弹性力相对于左右保持管56、56在前后方向上移动预定距离。
[0057](排气管42的整体形状和配置位置)
[0058]在图2中，排气管42包括:前端部42a，其具有凸缘41 ;第一弯曲部42b，其从前端部42a向后弯曲；第一直线部42c，其从第一弯曲部42b开始大致水平地向后延伸，接着在V型带式无级变速器22的上方通过，然后沿着发动机20和齿轮式传动装置24的左侧面行进；第二弯曲部42d，其从第一直线部42c的后端部朝向右后方弯曲；第二直线部42e，其从第二弯曲部42d向右后方倾斜地延伸；以及第三弯曲部42f，其从第二直线部42e的后端大致向后弯曲。连接管46连接到第三弯曲部42f的后端。
[0059]在图3中，排气管42的第一直线部42c几乎水平地配置。相反地，第一弯曲部42b从排气歧管30 (图5中示出)的凸缘31 (图5中示出)在向左的方向上略微向上倾斜。此夕卜，第二直线部42e在向后的方向上略微向下倾斜。
[0060](排气消声器45用的支撑结构60的变形例)
[0061]以下参考图15至图18描述排气消声器45用的支撑结构60的变形例。图15是示出排气消声器45用的支撑结构60的变形例的左视图。图16是示出排气消声器45用的支撑结构60的变形例的后视图。图17是具有根据变形例的排气消声器45用的支撑结构60的排气系统40和动力单元P的从左右方观察的立体图。图18是示出根据变形例的排气消声器45用的支撑结构60的、沿着图17中的线XVII1-XVIII截取的截面图。
[0062]如图17所不，动力单兀P和排气系统40的基本构造与图4等不出的基本构造相同。根据变形例的排气消声器45用的支撑结构60与根据上述实施方式的排气消声器45用的支撑结构50不同。因而，以下主要描述不同点。这里，在示出变形例的图17中，表示诸如动力单元P和排气系统40的各个组件的附图标记指示上述实施方式中描述的相同的组件。因而，省略详细的描述。
[0063]如图15和图16示出的，在根据变形例的排气消声器45用的支撑结构60中，以稍短于排气消声器45的车辆宽度方向上的长度的距离、用于支撑排气消声器45的盘状支撑柱61配置在排气消声器45的前端部的下方。因而，支撑柱61的左右上端部通过焊接等固定到排气消声器45的左右侧面。
[0064]如图15所示，大致水平向后延伸的一个支撑管(支撑端部)62通过焊接等固定到支撑柱61的下端部的端部。与上述实施方式相同地，在齿轮式传动装置24 (图17中示出)的后端的左端部，向左突出的前后一对凸部(未示出)与齿轮式传动装置24 —体化地形成。因而，从后方观察为反L形的安装支架64利用螺栓69固定到安装凸部。如图18所示，一个保持管66通过焊接等固定在安装支架64的几乎水平的上壁上。
[0065]在图18中，由橡胶等制成的弹性筒状体组成的一个阻尼器衬套67通过热处理(热压着)等固定到保持管66的内周面。阻尼器衬套67的插入孔68的内径比支撑管62的外径小适当的压配合余裕。因而，支撑管62压配合到阻尼器衬套67的插入孔68内。在这种状态下，支撑管62能够抵抗阻尼器衬套67的弹性力相对于保持管66在前后方向上移动预定距离。
[0066]这样，根据变形例的排气消声器45用的支撑结构60包括一个支撑管62、一个保持管66和一个阻尼器衬套67。因而，根据这种构造，减少了构成支撑结构60的组件的数量，也减少了通过焊接等固定的点的数量。
[0067](实施方式的作用效果)
[0068](I)通过齿轮式传动装置24支撑一体化连接到排气管42的排气消声器45。因而，排气管42和排气消声器45与齿轮式传动装置24以大致相同的相位振动。这样减小了排气管42和排气消声器45的相对振幅。
[0069](2)通过阻尼器衬套57、57 (67)的径向上的厚度吸收上下方向上的振动。同时，通过压配合到阻尼器衬套57、57 (67)的支撑管52、52 (62)在关于车辆行驶方向的前后方向上的相对前后运动吸收关于车辆行驶方向的前后方向上的振动。
[0070](3)通过固定到发动机20的气缸盖21的排气歧管30支撑排气管42的前端部42。因而，通过必要的最少材料的支撑构件实现排气管42的支撑。这样减小了必要安装部件的数量。
[0071](4)通过发动机20和齿轮式传动装置24彼此刚性连接的动力单元P支撑排气消声器45和排气管42彼此一体化连接的排气系统40。因而，排气消声器45和排气管42与发动机20和齿轮式传动装置24的一体化单元以大致相同的相位振动。这样减小了排气管42和排气消声器45的相对振幅。[0072](5)排气管42是以沿着V型带式无级变速器22的上部延伸的方式配置的，因此排气管42的位置位于高处。这样避免了水从外侧进入排气管42，进一步允许在适当确保排气管42的长度的状态下的排气系统40的适当配置。
[0073](6)发动机20是并列多气缸发动机，在发动机20中，多个气缸Cl、C2和C3在车辆宽度方向上排列。因而，在具有这种结构的发动机中，排气管42紧凑地配置。
[0074]这里，本发明不限于上述实施方式的具体构造，可以包括不脱离权利要求中描述的范围的各种变形例。
【权利要求】
1.一种车辆的排气系统用的支撑结构，在至少包括如下部分的车辆的排气系统中采用所述支撑结构:发动机；传动装置，其配置在所述发动机的车辆行驶方向上的后侧；排气管，其连接到所述发动机并且用于排放废气；以及排气消声器，其连接到所述排气管的下游端部，其中 所述排气消声器由排气消声器支撑构件弹性地支撑于所述传动装置，所述排气消声器支撑构件配置在所述传动装置和所述排气消声器之间。
2.根据权利要求1所述的车辆的排气系统用的支撑结构，其特征在于， 所述排气消声器支撑构件包括: 支撑柱，所述支撑柱以从下侧支撑所述排气消声器的方式安装到所述排气消声器，所述支撑柱具有从所述支撑柱的后端部朝向车辆行驶方向上后侧延伸的支撑端部； 弹性筒状体，所述弹性筒状体在车辆行驶方向上延伸并且具有插入孔，所述支撑柱的支撑端部插入到所述插入孔中；以及 传动装置安装支架，所述传动装置安装支架安装到所述传动装置并且具有用于保持所述弹性筒状体的保持部。
3.根据权利要求1所述的车辆的排气系统用的支撑结构，其特征在于， 所述排气管的排气上游端连接到排气歧管的排气下游端并且由所述排气下游端支撑，所述排气歧管连接到所述发动机的排气端口。
4.根据权利要求1所述的车辆的排气系统用的支撑结构，其特征在于， 所述发动机经由连接构件以一体化的方式连接到所述传动装置。
5.根据权利要求1所述的车辆的排气系统用的支撑结构，其特征在于， 所述排气管沿着配置在所述发动机和所述传动装置的侧方的V型带式无级变速器的上部延伸，以使所述排气管不与所述V型带式无级变速器干涉。
6.根据权利要求1所述的车辆的排气系统用的支撑结构，其特征在于， 所述发动机是并列多气缸发动机，在所述发动机中，多个气缸在车辆宽度方向上排列。
【文档编号】F01N13/00GK103895496SQ201310733973
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】高桥敬二, 吉田敦哉, 高马裕二 申请人:川崎重工业株式会社