JP6837605B2 - 車両安全のための低剛性部を有するブラケットを含む自動車用の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、排気ガス再循環バルブ（以下、「ＥＧＲバルブ」）を自動車のエンジンシリンダヘッドに接続するための取付構造に関する。より詳細には、本発明は、前面衝突が発生したときにブラケットが低剛性部で破断することによって、ＥＧＲバルブがブレーキブースター及びマスタシリンダアセンブリ（以下、「ブレーキブースター」）を自動車の車室に押し込んで運転者を負傷させることを防ぐ、低剛性部を有するブラケットに関する。

内燃機関を備えた従来の自動車は、一般に、シリンダヘッドと、内燃機関からの排気ガスの一部をエンジンシリンダに再循環させることによって窒素酸化物の排出を低減させるＥＧＲバルブと、ＥＧＲバルブをシリンダヘッドに接続するためのブラケットと、ブレーキブースターなどのブレーキシステム構成要素とを含む。

エンジンスペースを効率的に利用するために、従来の自動車のいくつかでは、ＥＧＲバルブはブレーキブースターの前に配置され、自動車の前後方向においてブレーキブースターと整列している。したがって、ブレーキブースターは、自動車の前後方向において、ＥＧＲバルブと自動車の車室との間に配置されている。

従来のブラケットは、高い剛性及び信頼性のために、金属で形成されている。しかしながら、金属製のブレーキブースターが自動車の前後方向においてＥＧＲバルブと自動車の車室との間に配置されていることに起因して、予期しない問題が存在した。このような構成を有する自動車が前面衝突に関与した場合、衝突による衝撃力によってエンジンが後方に移動し、シリンダヘッドに接続されたＥＧＲバルブがブラケットを介してエンジンとともに移動する。ＥＧＲバルブがブレーキブースターに衝突すると、ブレーキブースターがＥＧＲバルブとともに移動し、車室内の運転者に衝突して運転者に大きな損傷を負わせる。

したがって、ブレーキブースターが車室に侵入して運転者に大きな損傷を負わせることを防ぐために、破断しやすいブラケットが考案された。破断しやすいブラケットを形成する試みで、ＥＧＲバルブを固定する樹脂製ブラケット部、樹脂製ブラケット部を固定するアルミニウム製ブラケット部、及びアルミニウム製ブラケットを固定する金属製ブラケット部からブラケットが形成されているハイブリッドブラケットが形成された。前面衝突が発生すると、ＥＧＲバルブはエンジンとともに後方に移動する。ＥＧＲバルブがブレーキブースターと衝突した後、ブレーキブースターはＥＧＲバルブに衝撃荷重を加える。衝撃荷重がＥＧＲバルブからハイブリッドブラケットに伝達されて樹脂製のブラケット部が破断し、これによりブレーキブースターが車室内に侵入することが防止された。しかしながら、ハイブリッドブラケットの製造コストは高額であり、したがって、コスト効率のより高い設計が必要であった。

したがって、本発明の目的は、前面衝突によって発生した衝撃力を吸収することによってブレーキブースターが車室内に侵入して運転者に大きな損傷を負わせることを防ぎ、製造コストを削減できる採算性のよい設計のブラケットを形成することである。

本実施形態では、コスト効率を高めるために、全体が樹脂で形成されたブラケットが提供される。ブラケットは、車両の衝突中に確実に破断して、ブレーキブースターが自動車の車室に入ることを防ぐ。より具体的には、ブラケットの本体部は、シリンダヘッドに取り付けられた第１部分と、ＥＧＲバルブに取り付けられた第２部分と、第１部分と第２部分との間に配置された低剛性部とを含む。低剛性部は、ブラケットの本体部の残りの部分よりも剛性が低い。ＥＧＲバルブがブレーキブースターなどの車両部品から衝撃荷重を受けると、本体部は低剛性部で破断する。

このような構成によれば、ブラケットは自動車の通常の運転中に破断することはないが、衝突によって低剛性部で破断して衝撃荷重を吸収することにより、ブレーキブースターが車室に侵入して運転者が負傷することを防止する。より具体的には、ブラケットは、最も条件の厳しいエンジンの固有振動数よりも大きい共振振動数を有するように形成され、低剛性部は、１５ｋＮより大きい力が加えられると破断するように形成される。

本実施形態の他の特徴は、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

本実施形態のブラケットの斜視図である。 本実施形態のブラケットの別の斜視図である。 本実施形態のブラケットの右側面図である。 本実施形態のブラケットの正面図である。 ＥＧＲバルブが取り付けられた本実施形態のブラケットの右側面図である。 破断状態の本実施形態のブラケットの右側面図である。 破断状態の本実施形態のブラケットの平面図である。 ブレーキブースターと、シリンダヘッド及びＥＧＲバルブに取り付けられた本実施形態のブラケットとの位置関係を、通常運転時の斜視図から示す図である。 ブレーキブースターと、シリンダヘッド及びＥＧＲバルブに取り付けられた本実施形態のブラケットとの位置関係を、通常運転時の平面視で示す図である。

以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。説明では、方向を示す用語は、方向キーで示される方向に従う。ただし、本実施形態に係るブラケットの配置は、上記の方向に限定されない。

本実施形態のブラケット１００は、図７及び図８に示すように、自動車のシリンダヘッド１００Ａに取り付けられ、ＥＧＲバルブ１００Ｂを支持している。ブラケット１００の本体部１は、全体が樹脂で形成されている。図１‐３及び図７に示すように、本体部１は、シリンダヘッド１００Ａに接続するメインシリンダヘッド接続部３（第１部分）と、ＥＧＲバルブ１００Ｂに接続するＥＧＲバルブ接続部５（第２部分）と、メインシリンダヘッド接続部３とＥＧＲバルブ接続部５との間に形成された低剛性部７とを含む。図７及び８は、本体部１の右側に接続されたＥＧＲバルブ１００Ｂ、及び本体部１の左側に接続されたシリンダヘッド１００Ａを示している。

図１に示すように、メインシリンダヘッド接続部３は、本体部１の下部に配置されている。メインシリンダヘッド接続部３は、シリンダヘッド１００Ａへの接続のための第１開口部３１を有する。より具体的には、本実施形態では、メインシリンダヘッド接続部３は、互いに離間した３つの第１開口部３１を有し、２つの第１開口部３１Ａは本体部１の前部に配置され、１つの第１開口部３１Ｂは本体部１の後部に配置されている。１つの第１開口部３１Ｂは、本体部１の右側に向かって突出する後方突出部３３に形成されている。本体部１は、ボルトなどの締結具を用いて、３つの第１開口部３１を介してシリンダヘッド１００Ａに接続されている。

図１に示すように、ＥＧＲバルブ接続部５は、ブラケット１００の本体部１の上部に配置されている。ＥＧＲバルブ接続部５は、ＥＧＲバルブ１００Ｂを、図５に示す本体部１の右側に接続するための第２開口部５１を有する。より具体的には、本実施形態では、図１に示すように、ＥＧＲバルブ接続部５は３つの第２開口部５１を有し、２つの第２開口部５１ＡはＥＧＲバルブ接続部５の比較的中央の部分に形成され、１つの第２開口部５１ＢはＥＧＲバルブ接続部５の上部に形成され、２つの第２開口部５１Ａから離間して配置されている。

図１に示すように、２つの第２開口部５１Ａは、本体部１の右側に向かって突出する中央突出部５２に形成されている。第２開口部５１Ｂは、本体部１の右側に向かって本体部１から突出する上部突出部５３に形成されている。

図１に示すように、上部突出部５３と中央突出部５２との間には、ＥＧＲバルブリブ部５７が形成されている。ＥＧＲバルブリブ部５７は、ＥＧＲバルブ接続部５の剛性を高めるために形成されており、図１及び５に示すように、ＥＧＲバルブ１００Ｂに適合する凹形状を有している。

ＥＧＲバルブ接続部５の剛性をさらに高めるために、円弧状リブ部５５と径方向リブ部５６が形成されている。円弧状リブ部５５は、上部突出部５３からＥＧＲバルブ接続部５の下部まで延在している。径方向リブ部５６は、中央突出部５２から円弧状リブ部５５まで延在している。

また、ＥＧＲバルブ接続部５は、左側に従来の真空ポンプ（図示せず）を収容するように形成されている。図２に示すように、ＥＧＲバルブ接続部５には、真空ポンプを収容するために、ＥＧＲバルブ接続部５の左側に真空ポンプ空間Ｓ１が形成されている。

さらに、図１−３に示すように、真空ポンプのファスナヘッドのためのクリアランスを設けるべく、複数のファスナ収容部５４がＥＧＲバルブ接続部５に形成されている。より具体的には、本実施形態では、５つのファスナ収容部５４がＥＧＲバルブ接続部５に形成され、５つのファスナ収容部５４のうちの１つは中央突出部５２と一体に形成され、図１−３に示すように本体部１の右側からは見えない。真空ポンプのファスナヘッドの収容に加えて、複数のファスナ収容部５４は、ＥＧＲバルブ接続部５の剛性を高める。

図１及び４は、シリンダヘッド１００Ａの上部に接続するための、本体部１の左に向かって延在するセカンダリシリンダヘッド接続部５８を含むＥＧＲバルブ接続部５の上側を示している。セカンダリシリンダヘッド接続部５８は、本体部１をシリンダヘッド１００Ａに接続するための、ボルトなどの締結具を受け入れる貫通孔５８１を含む。図６Ｂに示すように、セカンダリシリンダヘッド接続部５８は、衝突が発生すると破断するように構成されている。

図１に示すように、ＥＧＲバルブ接続部５の上側には、本体部１の右側に向かって延在するフック部５９も設けられている。図７及び８に示すように、フック部５９は、騒音及び振動の伝達を低減するためにクーラント膨張リザーバ１００Ｄなどの別の部品と係合するように構成されている。

図１−５に示すように、ＥＧＲバルブ接続部５の周辺部には複数の係合部９が備えられており、クリップ部材などのファスナが係合部９に係合してセンサ用のワイヤを支持する。

図１及び３を参照すると、メインシリンダヘッド接続部３とＥＧＲバルブ接続部５との間には低剛性部７が形成されており、これにより、前面衝突が発生すると本体部１が低剛性部７で破断することによって衝撃力を吸収し、ブレーキブースター１００Ｃが自動車の車室に侵入することを防止する。

衝突時に低剛性部７が確実に破断するように、低剛性部７の厚さは、本体部１の残りの部分の厚さよりも薄く、低剛性部７の剛性は、本体部１の残りの部分の剛性よりも低い。換言すれば、低剛性部７は、メインシリンダヘッド接続部３とＥＧＲバルブ接続部５との境界に沿って延在する溝である。低剛性部７は、図１、３、及び５に示す破線に沿って形成されている。

低剛性部７は剛性を有するように形成されており、自動車の通常運転時には破断しないが、車両衝突時に特定の衝撃荷重で破断することによって車室内の運転者の負傷を回避する。より具体的には、低剛性部７は、１５ｋＮを超える力が加えられたときに破断するように形成されている。

さらに、図３に示すように、本体部１が衝撃荷重によって最初に破断する初期破断部７１が本体部１に形成されている。より具体的には、初期破断部７１は、図３に示すように、ＥＧＲバルブ接続部５と後方突出部３３との間の後部において、本体部１の縁部に、低剛性部７に連続して形成されたノッチである。

図６Ａ及び図６Ｂは、前面衝突後のブラケット１００の状態を示す一例として提供されている。図６Ａに示すように、ブラケット１００は、低剛性部７に実質的に沿って破断することにより、前面衝突による衝撃力を吸収する。図６Ｂに示すように、ＥＧＲバルブ接続部５のセカンダリシリンダヘッド接続部５８も破断している。

したがって、前面衝突が発生すると、衝突による衝撃力によってシリンダヘッド１００Ａが後方に移動し、シリンダヘッド１００Ａに接続されたＥＧＲバルブ１００Ｂもブラケット１００を介して後方に移動する。ＥＧＲバルブ１００Ｂは、ブレーキブースター１００Ｃに衝突し、ＥＧＲバルブ１００Ｂからの衝撃力に抗して、ブレーキブースター１００ＣからＥＧＲバルブ１００Ｂに衝撃荷重が加わる。衝撃荷重は、ブラケット１００に伝達される。ブラケット１００は、衝撃荷重を受け、セカンダリシリンダヘッド接続部５８及び本体部１の低剛性部７を破断させる。ＥＧＲバルブ１００Ｂは壊れてブラケット１００から離れ、ブレーキブースター１００Ｃが自動車の車室内に進入することを防止する。したがって、自動車の運転者の負傷が防止される。

上記の説明は、本発明の原理を単に例示するものである。さらに、当業者には多数の修正及び変更が可能であり、本発明はこれまでに例示及び説明した正確な構成及び用途に限定されず、対応するすべての修正例及び均等物が、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される本発明の範囲内にあるとみなされる。

例えば、上記の実施形態では、ＥＧＲバルブ接続部５が単一の径方向リブ部５６を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ＥＧＲバルブ接続部５は、剛性を高めるために任意の数の径方向リブ部５６を有していてもよい。

上記の実施形態では、メインシリンダヘッド接続部３が３つの第１開口部３１を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、メインシリンダヘッド接続部３は、シリンダヘッド１００Ａに接続するための任意の数の第１開口部３１を有していてもよい。同様に、ＥＧＲバルブ接続部５は、ＥＧＲバルブ１００Ｂに接続するための任意の数の第２開口部５１を有していてもよい。

Claims (7)

1. 自動車用の取付構造であって、
   シリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドに隣接して配置されたＥＧＲバルブと、
   ブラケットであって、
   前記シリンダヘッドに取り付けられた第１部分と、
   前記ＥＧＲバルブに取り付けられた第２部分と、
   前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、かつ前記ブラケットの残りの部分よりも低い剛性を有する低剛性部とを含む、該ブラケットと、
   前記ＥＧＲバルブに隣接して配置された車両部品とを含み、
   前記低剛性部は、前記ＥＧＲバルブが前記車両部品から衝撃荷重を受けたときに破断するように構成されていることを特徴とする取付構造。
2. 請求項１に記載の取付構造であって、
   前記ブラケットは、前記衝撃荷重によって前記ブラケットが最初に破断する初期破断部をさらに含むことを特徴とする取付構造。
3. 請求項２に記載の取付構造であって、
   前記初期破断部は、前記低剛性部に連続して形成されたノッチであることを特徴とする取付構造。
4. 請求項３に記載の取付構造であって、
   前記低剛性部は溝であることを特徴とする取付構造。
5. 請求項４に記載の取付構造であって、
   前記車両部品は、前記自動車のブレーキブースターであることを特徴とする取付構造。
6. 請求項５に記載の取付構造であって、
   前記ブラケットは、前記低剛性部で破断するように構成され、前記シリンダヘッドと前記ＥＧＲバルブとの間の距離が変化することにより前記ブレーキブースターからの前記衝撃荷重を吸収することを特徴とする取付構造。
7. 請求項１に記載の取付構造であって、
   前記ブラケットは、樹脂で形成されていることを特徴とする取付構造。

Images