JP2014503050A - 押込回転取付機構を有するアイソレータ - Google Patents

Abstract

弾性アッセンブリを車両の支持構造に設けられた開口部内に配置し、当該弾性アッセンブリが上記開口部内で軸方向に移動可能な第１位置と上記開口部内における軸方向への移動が防止される第２位置との間を移動可能な構成にする。

Description

発明の詳細な説明

〔技術分野〕
本発明は、車両の排気システムの取付方法に関するものである。より具体的には、ブラケット、ボルト、フレームに溶接されたナット、フレームに留められたナットなどを用いることなく車両のフレームあるいは底部に直接取り付けられる排気アイソレータに関するものである。
〔背景技術〕
この欄の記載内容は、本発明の背景技術に関する情報を提供するものであり、先行技術を構成するものではない。

自動車やトラックなどの車両は、典型的には、当該車両の車輪に駆動力を供給するために、少なくとも変速機および差動装置に接続された内燃機関を備えている。内燃機関の排気システムは、典型的には、排気管、触媒コンバータ、マフラ、および放出管を有しており、燃焼工程の静粛化、排気ガスの清浄化、および内燃機関からの燃焼生成物の除去のために内燃機関に取り付けられている。上記排気システムは、当該排気システムとフレーム、底部、あるいは他の車両の支持構造との間に配置された排気システム取付部材あるいはアイソレータによって支持されている。内燃機関の動作および／または振動が車体に伝導してしまうことを防止するために、排気システム取付部材あるいはアイソレータには、車体を排気システムから隔離するための、柔軟性を有する取付部材あるいは弾性懸架部材（サスペンション）が組み込まれている。

典型的な従来技術の排気システム取付部材あるいはアイソレータは、車両のフレームあるいはその他の車体の支持構造に取り付けられた上部ハンガーを有している。上記上部ハンガーは、弾性アイソレータから延びる下部ハンガーを受けて当該弾性アイソレータを適切な位置に位置決めするように、支持構造から排気システムの部材の１つに延びている。上記弾性アイソレータは、上部ハンガーと下部ハンガーとの間の特定の位置に固定されている。典型的には、上部ハンガーは、上部取付部材をフレームあるいは他の支持構造に固定し、弾性アイソレータを上部取付部材に固定するための、打ち抜き型のブラケット、ボルト、フレームに溶接されたナット、フレームに留められたナット、および／または棒状部材などの組立部材を備えている。上記の組立部材は、車両の構築および組立に必要な作業量およびコストを増加させている。
〔発明の概要〕
本明細書では、車体のフレームあるいは車両の他の支持構造に直接取り付けられるエンジン取付部材あるいはアイソレータを開示する。排気システム取付部材あるいはアイソレータを直接取り付けることにより、上部ハンガーおよび全ての関連するハードウェアを省略することができる。排気システム取付部材あるいはアイソレータは、支持構造に形成された開口部に直接取り付けられる。排気システム取付部材あるいはアイソレータの弾性部分は、支持棒あるいは排気システムの部材に取り付けられた下部ハンガーが挿入される穴部を有している。上記支持棒あるいは下部ハンガーは、排気システムの上記部材における所望の位置に形成することができる。排気システム取付部材あるいはアイソレータは、排気システム取付部材あるいはアイソレータを車両に簡単に取り付けるための押込回転取付機構を備えている。

本発明を適用可能な領域は本明細書の記載から明らかになるであろう。明細書の記載および特定の実施例は、単なる例示にすぎず、本発明の範囲を制限するものではない。
〔図面の簡単な説明〕
本明細書に添付する各図面は、全ての実施例ではなく特定の実施例を示すものであり、本発明の範囲を制限するものではない。

図１は、本発明に従って排気アイソレータを有する車両の支持構造に取り付けられた排気システムの透視図である。

図２は、図１に示した排気アイソレータの１つの拡大透視図である。

図３は、図１および図２に示した排気アイソレータの透視図である。

図４Ａ〜図４Ｃは、本発明にかかる排気アイソレータの組み立て方法を示す透視図である。

図５Ａ〜図５Ｂは、本発明にかかる排気アイソレータの挿入部の部分断面図である。

図６は、本発明にかかる排気アイソレータの断面図である。

図７は、本発明にかかる排気アイソレータの挿入部の透視図である。

図８は、本発明にかかる排気アイソレータの挿入部の背面側の透視図である。

図９は、本発明に応じた排気アイソレータの端部を示す図面であり、排気アイソレータの位置決めの特徴を示している。

上記各図面において共通の符号は、共通の部材を示している。
〔詳細な説明〕
本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

以下の説明は、単に典型的な特徴を示したものであり、本発明の開示内容、用途、利用方法を制限するものではない。図１は、本発明の開示に従った排気システム取付機構１０を示している。排気システム取付機構１０は、排気システム１２を車両の支持構造１４に取り付ける。車両は、内燃機関（図示せず）、車輪およびサスペンションシステムを含む非弾性部材（図示せず）、および支持構造１４によって支持される車体を含む弾性部材（図示せず）を備えている。排気システム１２は車両の内燃機関に接続されており、内燃機関の燃焼生成物を車両の後部に送る。内燃機関は変速機および差動装置を介して車輪に動力を供給する。

排気システム１２は、中間パイプ２２、マフラ２４、排気管２６、および複数の排気アイソレータアッセンブリ３０を備えている。中間パイプ２２は、通常、触媒コンバータ（図示せず）に接続されており、触媒コンバータは排気管（図示せず）に接続されており、排気管は車両の内燃機関の構成部材の１つである排気マニホールド（図示せず）に接続されている。上記触媒コンバータは、単一の排気マニホールドに接続された単一の排気管に取り付けられていてもよく、複数の排気マニホールドに接続された分岐排気管に取り付けられていてもよい。また、中間パイプ２２をマフラ２４の手前で枝分かれさせて複数の触媒コンバータに接続してもよい。あるいは、上記車両は、複数の排気管、複数の触媒コンバータ、複数の中間パイプ、および複数のマフラに接続された複数の排気マニホールドを備えていてもよい。なお、本発明は、上述した排気システムだけでなく、この技術分野で知られている他の排気システムにも適用できる。

排気システム１２は、車両の内燃機関から当該車両の後部領域に排気ガスを送るために用いられる。排気ガスが内燃機関から排気システム１２を介して車両の後部まで移動する間に、触媒清浄器が排気ガスを清浄し、マフラ２４が車両の内燃機関の燃焼工程で生じる騒音を低減する。排気アイソレータアッセンブリ３０は、車両の底部で排気システム１２を支持するように備えられており、内燃機関の動作およびその他の振動が車体に伝達されるのを防止するように機能する。排気アイソレータアッセンブリ３０は、排気システム１２の組み立て期間中および車両の動作期間中に、排気システム１２を適切な位置に位置決めして整列させる。

図２〜図８に示すように、排気アイソレータアッセンブリ３０は、弾性アッセンブリ４０とハンガーピン４２とを備えている。弾性アッセンブリ４０は、弾性体４８内に形成された、第１挿入部４４と第２挿入部４６とを備えている。

弾性アッセンブリ４０は、弾性体４８がハンガーピン４２を収容するように設計された穴部５０を有する単一穴剪断ハブ設計である。ハンガーピン４２は排気システム１２の部材の１つに固定されており、弾性アッセンブリ４０は車両のフレームあるいは支持構造１４に取り付けられている。このように、排気システム１２は、弾性アッセンブリ４０を介して車両に固定される。また、弾性アッセンブリ４０の一端側には複数の突出フランジ部（lobe flange）５２が形成され、他端側には六角形断面部５４が形成されている。

弾性体４８には、外周側空隙５６と内周側空隙５８とが形成されている。なお、外周側空隙５６と内周側空隙５８とは穴部５０に対して非対称に描かれているが、対称に設けた構成も本発明の範疇に含まれる。空隙５６および５８の設計により（特にこれら各空隙の厚さの設計により）、空隙５６および５８が閉じられるまでの弾性アッセンブリ４０の移動量が決まる。空隙５６および５８が閉じられるまで、ラジアル荷重によって荷重方向にかかわらず弾性体４８に純粋な剪断応力が作用する。

弾性アッセンブリ４０の荷重方向は、穴部５０まわりのどのラジアル方向であってもよい。空隙５６および５８の環状部分を変更することにより、特定の方向についての調整率および偏差を他の方向と独立して設定することができる。図６に示すように、空隙５６は空隙５８と重畳している。空隙５６と５８との重畳範囲が大きくなるほど、弾性アッセンブリ４０の応力および剛性は低くなる。荷重が最大値に達すると空隙５６および５８が最も狭くなり、ハンガーピン４２、第１挿入部４４、および第２挿入部４６から弾性体４８へ圧縮荷重が作用し始める。図６〜図８に示すように、第１挿入部４４および第２挿入部４６は、弾性体４８の内側および外側に備えられている。空隙５６および５８が最も狭くなって弾性体４８の圧縮が生じると、従来技術のようにスポークや脚部の圧縮断面に応力が作用するのではなく、圧縮応力は分散される。これにより、応力を低減するとともに、応力荷重をより好適な形態に変化させることができる。

ハンガーピン４２は、排気システム１２を取り付けている期間中は、穴部５０に挿入される。ハンガーピン４２は、一端側が穴部５０と軸方向に係合し、他端側が排気システム１２の構成要素に結合して固定された、コンパウンド曲げ部を含む棒状に形成されている。例示したように、各排気アイソレータアッセンブリ３０についてそれぞれ異なるハンガーピン４２が用いられるが、これに限らず、特定の適用例に用いられる一般的な様々なハンガーピン４２を用いた構成も本発明の範疇に含まれる。各ハンガーピン４２の挿入側端部には、当該ハンガーピン４２が穴部５０から抜けにくくするための環状突起部６０が設けられている。

弾性アッセンブリ４０は、車両の支持構造１４に固定された開口フランジ部６６に取り付けられるように設計されている。図３に示すように、開口フランジ部６６は、弾性アッセンブリ４０に備えられる複数の突出フランジ部５２にそれぞれ組み合わされるように設計された複数の突出部（lobe）６８を有している。図４Ａ〜図４Ｃは弾性アッセンブリ４０を示している。まず、図４Ａに示すように、弾性アッセンブリ４０に設けられた複数の突出フランジ部５２と開口部６６の突出部６８とを位置合わせする。開口部６６と弾性アッセンブリ４０との間には、弾性アッセンブリ４０の全周にわたって、弾性アッセンブリ４０を開口部６６に挿入可能にするための隙間（クリアランス）が設けられている。弾性部材４０は、図４Ａに矢印で示すように、開口部６６内を、軸方向に沿って、六角形断面部５４の一部として形成されたフランジ６８まで押し込まれ、開口部６６が備えられた支持構造１４の表面に対向する位置に位置決めされる。次に、図４Ｂ〜図４Ｃに示すように、弾性アッセンブリ４０を、複数の突出部６８と複数の突出フランジ部５２とをずらすように回転させることにより、弾性アッセンブリ４０が支持構造１４に固定される。弾性アッセンブリ４０を最大回転範囲まで回転させると、弾性アッセンブリ４０のストッパ７０が穴部６６の側面に当接する。六角形断面部５４は、弾性アッセンブリ４０の回転を補助するために設けられている。複数の突出フランジ部５２とフランジ６８との間の間隔７２は、穴部６６を規定する支持構造１４のフランジ部に応じて決められる。

弾性アッセンブリ４０は、複数の突出フランジ部５２と複数の突出６８とを接続するときに穴部６６との間に適切なクリアランスが生じるように設計されているが、複数の突出フランジ部２５とフランジ６８との間の径方向外側の表面に形成される間隔７２は、穴部６６の内径部を形成し、当該表面に支持構造１４のフランジ部が当接するように設計されている。このようにして、上記間隔７２に対応する部分で弾性体４８が圧縮されることにより、弾性アッセンブリ４０が穴部６６内における回転されて固定された位置で保持される。

なお、弾性アッセンブリ４０が完全に組み付けられて固定される位置に配置されたときにストッパ７０によってそれが示されるようになっているが、図７に示すように、弾性アッセンブリ４０にインジケータ８０を設けた構成も本発明の範疇に含まれる。インジケータ８０は、弾性アッセンブリ４０が適切な位置に配置されたときに、支持部材１４上のマークあるいはインジケータ（図示せず）と整列する。図７では、インジケータ８０が第２挿入部４６に配置されているが、これに限らず、弾性アッセンブリ４０における弾性体４８を取り付けた後でも視認可能な位置に配置すればよい。また、インジケータ８０が弾性体４８にのみ設けられている構成も本発明の範疇に含まれる。

第１挿入部４４および第２挿入部４６は、樹脂または金属からなり、図７および図８に示されている。第１挿入部４４は、穴部５０を取り囲む円筒部８２と、円筒部８２から径方向外側に延伸するフランジ部８３とを備えている。第２挿入部４６は、第１挿入部４４の周囲に配置されており、インジケータ８０、複数の突出フランジ部８６、およびストッパ８８を備えている。複数の突出フランジ部８６は複数の突出フランジ部５２に対応しており、ストッパ８８はストッパ７０に対応している。複数の突出フランジ部５２およびストッパ７０は、複数の突出フランジ部８６およびストッパ８８を含むように描かれているが、複数の突出フランジ部５２およびストッパ７０のみが弾性体４８から形成されていてもよい。

図６に示したように、第２挿入部４６は、突出フランジ部８６から径方向外側に延びる径方向フランジ９０を備えている。フランジ９０は、それぞれの複数の突出フランジ部５２に備えられている。各フランジ９０は、弾性アッセンブリ４０上に径方向外側に伸びたフランジ９２を備えており、フランジ９２とフランジ６８との間に穴部６６を形成する支持構造１４のフランジ部に係合する。

図９は、本発明の一実施形態を示す図面であり、弾性アッセンブリ４０の穴部６６に対する周方向の方位を規定する構成を示している。周方向の方位は、選択的な方向への調整率および偏差が弾性アッセンブリ４０内に導入されている場合に必要になる。図９に示したように、複数の突出部６８ａのうちの１つおよび複数の突出フランジ部５２ａのうちの１つの径方向の長さを、他の２つの突出部６８ｂ，６８ｃおよび他の２つの突出フランジ部５２ａ，５２ｂよりも長くする。１組の突出部６８ａおよび突出フランジ部５２ａの径方向の長さを他の突出部６８ｂ，６８ｃおよび突出フランジ部５２ｂ，５２ｃよりも長くすることにより、弾性アッセンブリ４０を単一の周方向の方位で穴部６６に挿入することができる。

上述した実施形態は、例示および説明のためのものであり、本発明の全てを網羅することを意図したものでも、本発明を制限することを意図したものでもない。具体的な実施例における個々の要素や特徴は、本発明の実施形態を制限するものではなく、図示や説明がなくても、適宜変更可能である。そのような変更は、本発明から逸脱するものではなく、本発明の範疇に含まれる。

本発明に従って排気アイソレータを有する車両の支持構造に取り付けられた排気システムの透視図である。 図１に示した排気アイソレータの１つの拡大透視図である。 図１および図２に示した排気アイソレータの透視図である。 本発明にかかる排気アイソレータの組み立て方法を示す透視図である。 本発明にかかる排気アイソレータの組み立て方法を示す透視図である。 本発明にかかる排気アイソレータの組み立て方法を示す透視図である。 本発明にかかる排気アイソレータの挿入部the insertsの部分断面図である。 本発明にかかる排気アイソレータの挿入部the insertsの部分断面図である。 本発明にかかる排気アイソレータの断面図である。 本発明にかかる排気アイソレータの挿入部the insertsの透視図である。 本発明にかかる排気アイソレータの挿入部の背面側の透視図である。 本発明に応じた排気アイソレータの端部を示す図面であり、排気アイソレータの位置決めの特徴を示している。

Claims (15)

1. 車両の車体および排気システムの支持構造に組み合わされるアイソレータアッセンブリであって、
   上記支持構造に形成された開口部と、
   上記開口部内に配置される弾性アッセンブリとを備え、
   上記弾性アッセンブリは、当該弾性アッセンブリの上記開口部内における軸方向への移動が許容される第１位置と当該弾性アッセンブリの上記開口部内における軸方向への移動が禁止される第２位置との間を移動可能であることを特徴とするアイソレータアッセンブリ。
2. 上記弾性アッセンブリは、上記第１位置と上記第２位置との間を回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータアッセンブリ。
3. 上記弾性アッセンブリが上記第１位置に配置されているときに、上記開口部と上記弾性アッセンブリとの間に周方向に沿って隙間が存在することを特徴とする請求項１に記載のアイソレータアッセンブリ。
4. 上記開口部には少なくとも１つの突出部が設けられており、
   上記弾性アッセンブリには上記突出部に対応する少なくとも１つの突出フランジ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータアッセンブリ。
5. 上記弾性アッセンブリが上記第１位置に配置されているときに、上記開口部と上記弾性アッセンブリとの間に周方向に沿って隙間が存在することを特徴とする請求項４に記載のアイソレータアッセンブリ。
6. 上記少なくとも１つの突出フランジ部は、上記弾性アッセンブリが上記第２位置に配置されているときに上記弾性アッセンブリが上記開口部内で軸方向に移動することを防止する保持フランジを備えていることを特徴とする請求項４に記載のアイソレータアッセンブリ。
7. 上記弾性アッセンブリは六角形断面部を有していることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータアッセンブリ。
8. 上記弾性アッセンブリに備えられた穴部内に配置されるハンガーピンを備え、
   上記ハンガーピンは上記排気システムに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータアッセンブリ。
9. 上記開口部には複数の突出部が設けられており、
   上記弾性アッセンブリには複数の上記突出部に対応する複数の突出フランジ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータアッセンブリ。
10. 複数の上記突出部のうちの第１突出部は、当該複数の突出部のうちの第２突出部よりも径方向に延伸しており、
    複数の上記突出フランジ部のうちの第１突出フランジ部は、当該複数の突出フランジ部のうちの第２突出フランジ部よりも径方向に延伸していることを特徴とする請求項９に記載のアイソレータアッセンブリ。
11. 上記弾性アッセンブリが上記第１位置に配置されているときに、上記開口部と上記弾性アッセンブリとの間に周方向に沿って隙間が存在することを特徴とする請求項９に記載のアイソレータアッセンブリ。
12. 複数の上記突出フランジ部のうちの少なくとも１つは、上記弾性アッセンブリが上記第２位置に配置されているときに当該弾性アッセンブリが上記開口部内で軸方向に移動することを防止するための保持フランジを有していることを特徴とする請求項９に記載のアイソレータアッセンブリ。
13. 上記弾性アッセンブリは、六角形断面部を有していることを特徴とする請求項９に記載のアイソレータアッセンブリ。
14. 上記弾性アッセンブリは、上記第１位置と上記第２位置との間を回転可能であることを特徴とする請求項９に記載のアイソレータアッセンブリ。
15. 上記弾性アッセンブリに設けられた穴部内に配置されたハンガーピンを備え、
    上記ハンガーピンは、上記排気システムに取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のアイソレータアッセンブリ。

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