JP4533245B2 - 排気系支持部材の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両のエンジンに接続される排気系を支持する排気系支持部材を、車両の車体に取り付けるための排気系支持部材の取付構造に関する。

自動車のエンジンに接続される排気系を、車体の底部に吊り下げるための排気系支持部材（以下、単に「支持部材」という場合がある。）としては、図５に示すように、側面視でＬ字形状となるように折り曲げられたロッドによって構成されたフック状の支持部材５０がある。この支持部材５０では、垂直部５０ａが車体フレーム６０の側面６０ａに溶接され、水平部５０ｂには弾性部材２０を介して排気系の排気管８に接合された取付フック８ａが連結されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−０８２１３９号公報（段落００１７〜００２９、図２）

前記した従来の支持部材５０では、排気管８からの振動が弾性部材２０を介して水平部５０ｂの先端部に伝達し、この伝達された振動の上下方向の成分により、支持部材５０全体に回転モーメントが作用し易くなる。これにより、車体フレーム６０の側面６０ａに対する支持部材５０からの押圧力または引張力によって、車体フレーム６０に変形が生じ易くなっている。

また、車体フレーム６０に変形が生じ易くなることにより、支持部材５０の固有周波数が低くなり、排気管８から弾性部材２０を介して水平部材５０ｂに伝わった振動に対して支持部材５０が共振してしまうため、排気系の振動が車体に伝わり易くなっており、自動車のＮＶ（ノイズ・アンド・バイブレーション）性能、すなわち、振動音および振動の抑制性能が低くなってしまうという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、排気系支持部材の取付剛性および固有周波数を高めて、排気系の振動を車体に伝わり難くすることにより、車両のＮＶ性能を向上させることができる排気系支持部材の取付構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、車両のエンジンに接続される排気系を支持する排気系支持部材を、車両の車体に取り付けるための排気系支持部材の取付構造であって、排気系支持部材は、側面視でコの字形状に折り曲げられたロッドによって構成され、少なくとも垂直部から上側の水平部に基端部が形成され、下側の水平部に先端部が形成されており、基端部は、車体の一部に形成された異なる向きの二面である底面および側面に接合され、先端部には、排気系が連結されている。

このように、本発明の排気系支持部材の取付構造では、排気系支持部材が車体の一部に形成された異なる向きの各面に接合されており、排気系の振動が排気系支持部材に伝わったときに、排気系支持部材から車体に作用する押圧力または引張力が分散されることになる。これにより、排気系支持部材からの押圧力または引張力によって、車体側の取付部位に変形が生じ難くなっており、排気系支持部材の取付剛性および固有周波数を高めることができるため、排気系支持部材の振動を低減することができるとともに、排気系からの振動に対する排気系支持部材の共振を防ぐことができ、排気系から車体に伝わる振動を低減することができる。
また、排気系支持部材を異なる向きの各面に接合することにより、上下方向の振れに対して剛性および固有周波数を高めるだけではなく、前後方向、左右方向の振れに対しても剛性および固有周波数を高めることができる。

なお、排気系支持部材の基端部は、少なくとも一面づつ底面および側面に接合されていればよいが、複数の底面および側面、すなわち、三つ以上の面に接合されていてもよく、この場合には、排気系支持部材から車体に作用する押圧力または引張力が効果的に分散されるため、排気系支持部材の取付剛性および固有周波数を更に高めることができる。
また、車体の一部に形成された底面および側面は、異なる向きに形成されているのであれば、底面が水平または側面が垂直である必要はなく、水平または垂直に対して傾斜していてもよく、さらに、底面の向きと側面の向きとが互いに直交しなくてもよい。

前記した排気系支持部材の取付構造において、排気系支持部材の基端部は、車体の一部に形成された底面および側面に対応させて折り曲げられて構成されていることが望ましい。

このように、排気系支持部材の基端部を、車体の一部に形成された底面および側面に対応させて折り曲げられたロッドによって構成することにより、簡易な構成の排気系支持部材を用いて、排気系から車体に伝わる振動を低減することができる。

前記した排気系支持部材の取付構造において、排気系支持部材の先端部には、弾性部材を介して排気系が連結されていることが望ましい。

このように、排気系支持部材の先端部に、弾性部材を介して排気系を連結することにより、弾性部材の吸振効果によって、排気系支持部材に伝わる振動を減少させることができるため、排気系から車体に伝わる振動を効果的に低減させることができる。

前記した排気系支持部材の取付構造において、車体は、フロアパネルと、フロアパネルの立ち上がり部に接合されたクロスメンバとを備え、底面は、クロスメンバの底面であり、側面が底面から下方に向かって延設されることにより、Ｌ字断面の隅部が形成されており、排気系支持部材の基端部は、隅部の底面および側面に接合されているように構成することもできる。

このように、フロアパネルの立ち上がり部に接合されたクロスメンバの底面に排気系支持部材の基端部が接合されており、地上面から高い位置に強固に固定された排気系支持部材によって、排気系を安定して支持することができる。これにより、フロアパネルの底面で排気系を支持する必要がなくなり、或いは支持箇所を大幅に減少させることができ、排気系をフロアパネルの底面に近づけて配置することができるため、排気系と地上面とのクリアランスを十分に確保することができる。

本発明の排気系支持部材の取付構造によれば、排気系支持部材が、車体の一部に形成された異なる向きの各面に接合されており、排気系の振動が排気系支持部材に伝わったときに、排気系支持部材から車体に作用する押圧力または引張力が分散されることになる。これにより、排気系支持部材からの押圧力または引張力によって、車体側の取付部位に変形が生じ難くなっており、排気系支持部材の取付剛性および固有周波数を高めることができるため、排気系支持部材の振動を低減することができるとともに、排気系からの振動に対する排気系支持部材の共振を防ぐことができる。したがって、排気系から車体に伝わる振動を低減することができ、車両のＮＶ性能を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態における支持部材の取付構造を適用する車体後部の主要部を後方から見た斜視図である。図２は、本実施形態における支持部材の取付構造を後方から見た斜視図である。図３は、本実施形態における支持部材の取付構造を示した側断面図である。
なお、以下の説明において、「前後」、「左右」、「上下」とは、自動車の各方向に対応している（図１参照）。
まず、本実施形態における自動車の車体後部の構成について説明し、その後、支持部材（特許請求の範囲における「排気系支持部材」）の取付構造について説明する。

［車体後部の構成］
自動車の車体後部１は、図１に示すように、車体後部１の左右に配置される一対のリアサイドフレーム２，２と、各リアサイドフレーム２，２の間に架設されたミドルクロスメンバ３およびリアクロスメンバ４とを備え、各リアサイドフレーム２，２の間には、ミドルクロスメンバ３から後方に向かってリアフロアパネル５が延設されている。

ミドルクロスメンバ３は、車体後部１の左右方向に延長された鋼板であり、図３に示すように、後部が垂直に立ち上げられている。また、前端部からは下方に向かって垂直フランジ３ａが延設され、後部の上端部からは後方に向かって水平フランジ３ｂが延設されており、水平フランジ３ｂの上面は、リアフロアパネル５の前端部に接合されている。

リアフロアパネル５は、図１に示すように、前後方向の略中央部に形成された垂直壁部５ａと、この垂直壁部５ａの上端部からミドルクロスメンバ３側に向かって延設され、その途中で斜め下方に傾斜している傾斜壁部５ｂと、垂直壁部５ａの下端部から後方に向かって延設された水平壁部５ｃとが形成されている。そして、垂直壁部５ａの前方側面と、傾斜壁部５ｂの底面とによって構成される隅部には、リアクロスメンバ４が接合されている。
なお、傾斜壁部５ｂはリアシート（図示せず）を取り付けるための床面を構成しており、水平壁部５ｃは荷室の床面を構成している。さらに、水平壁部５ｃの前後方向における略中央部の底面には、各リアサイドフレーム２，２に架設されたクロスメンバ６が接合されている。

また、各リアサイドフレーム２，２の前端部には、車体前部を構成する左右一対のサイドシル９，９が接続されており、このサイドシル９，９の間には、ミドルクロスメンバ３から前方に向かってフロントフロアパネル７が延設されている。
フロントフロアパネル７は、図３に示すように、後部に垂直壁部７ａが立ち上げられており、この垂直壁部７ａは、ミドルクロスメンバ３の垂直フランジ３ａの前方側面３ｃに接合され、垂直壁部７ａの上端部から後方に向かって延設された水平壁部７ｂは、リアフロアパネル５の上面に接合されている。

さらに、車体後部１の底部には、図２および図３に示すように、自動車のエンジン（図示せず）の排気ポートから車体後部１の後端部まで延設されている排気系の排気管８が吊り下げられており、排気管８を支持する支持部材１０（特許請求の範囲における「排気系支持部材」）がミドルクロスメンバ３に接合されている。

支持部材１０は、側面視でコの字形状に折り曲げられた円形断面のロッドによって構成されたフック状の部材であり、上側の水平部１０ａおよび垂直部１０ｂによって基端部１１が構成され、下側の水平部１０ｃによって先端部１２が構成されている。この支持部材１０は、後記するミドルクロスメンバ３への取付部位の形状に対応させてロッドを折り曲げたものであり、簡易な構成となっている。
なお、支持部材１０の材料は限定されるものではないが、ミドルクロスメンバ３に溶接可能な材料を用いる必要がある。

支持部材１０の先端部１２には、弾性部材２０を介して、排気管８の取付フック８ａが連結されている。この排気管８の取付フック８ａは、Ｌ字形状に折り曲げられた円形断面のロッドによって構成されており、その基端部は固定部材８ｂを介して排気管８の外面に固定されている。

弾性部材２０は、長円形状のゴム部材であり、長手方向（上下方向）に一対の取付孔２１ａ，２１ｂが貫通して形成されており、上側に配置された取付孔２１ａには支持部材１０の先端部１２が挿入され、下側に配置された取付孔２１ｂには排気管８の取付フック８ａの先端部８ｃが挿入されている。
なお、支持部材１０の先端部１２の端部、および取付フック８ａの先端部８ｃの端部には、弾性部材２０の取付孔２１ａ，２１ｂよりも拡径された拡径部１２ａ、８ｄが形成されており、この拡径部１２ａ，８ｄが取付孔２１ａ，２１ｂの開口縁に係合することにより、支持部材１０および取付フック８ａの抜け止めの役割を果たしている。

［支持部材の取付構造］
次に、支持部材１０の取付構造について具体的に説明する。
支持部材１０は、図２および図３に示すように、基端部１１の水平部１０ａがミドルクロスメンバ３の底面３ｄに溶接され、基端部１１の垂直部１０ｂがミドルクロスメンバ３の垂直フランジ３ａの後方側面３ｅに溶接されることにより、ミドルクロスメンバ３に接合されている。

ここで、排気管８の振動は、弾性部材２０を介して、支持部材１０の先端部１２に対して伝達され、この伝達された振動の上下方向の成分により、支持部材１０全体に回転モーメントが作用し易くなっている。これにより、支持部材１０の基端部１１からミドルクロスメンバ３に対して押圧力または引張力が作用することになる。

このとき、本実施形態の支持部材１０の取付構造では、支持部材１０の基端部１１が、ミドルクロスメンバ３の底面３ｄ、およびミドルクロスメンバ３の垂直フランジ３ａの後方側面３ｅに接合されており、支持部材１０の基端部１１が異なる向きの二面に接合されている。そのため、支持部材１０からミドルクロスメンバ３への押圧力または引張力が異なる二方向に分散されて作用することになる。

これにより、支持部材１０からの押圧力または引張力によって、ミドルクロスメンバ３に変形が生じ難くなり、支持部材１０の取付剛性および固有周波数を高めることができるため、支持部材１０の振動を低減することができるとともに、排気管８からの振動に対する支持部材１０の共振を防ぐことができる。このようにして、排気管８から車体後部１に伝わる振動を低減することができるため、自動車のＮＶ性能を向上させることができる。
また、支持部材１０を異なる向きの二面に接合することにより、上下方向の振れに対して剛性および固有周波数を高めるだけではなく、前後方向、左右方向の振れに対しても剛性および固有周波数を高めることができる。

さらに、支持部材１０の基端部１１は、フロントフロアパネル７の後部に立ち上げられた垂直壁部７ａの上部に接合されたミドルクロスメンバ３の底面３ｄと、ミドルクロスメンバ３の垂直フランジ３ａの後方側面３ｅとによって形成されたＬ字断面の隅部に接合されており、地上面から高い位置に強固に固定された支持部材１０によって、排気管８を安定して支持している。これにより、フロントフロアパネル７の後部底面７ｃで排気管８を支持する必要がなくなり、排気管８をフロントフロアパネル７の後部底面７ｃに近づけて配置することができるため、排気管８と地上面とのクリアランスを十分に確保することができる。

また、支持部材１０の先端部１２には、弾性部材２０を介して排気管８が連結されているため、弾性部材２０の吸振効果によって、支持部材１０に伝わる振動が減少され、排気管８から車体後部１に伝わる振動が効果的に低減されている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。図４は、本実施形態における支持部材の取付構造の他の構成を示した図で、（ａ）は支持部材がリアクロスメンバに接合された構成の側断面図、（ｂ）は支持部材がミドルクロスメンバの底面および側面に接合された構成の側断面図、（ｃ）は支持部材がミドルクロスメンバの底面、側面、および水平フランジの底面に接合された構成の側断面図である。

例えば、本実施形態では、図３に示すように、ミドルクロスメンバ３に接合される支持部材１０について説明したが、支持部材１０の取付箇所および数は限定されるものではなく、車体の底部に排気系を安定して支持することができるように、排気系の形状や重量配分に応じて複数の支持部材１０を設けることが望ましい。

ここで、図４（ａ）に示すように、リアクロスメンバ４に支持部材１０を接合する構成について説明する。
リアクロスメンバ４は、車体後部１の左右方向に延長された鋼板であり、前部が垂直に立ち上げられている。この前部の上端部からは前方に向かって水平フランジ４ａが延設され、後端部からは下方に向かって垂直フランジ４ｂが延設されている。また、水平フランジ４ａの上面４ｃ、および垂直フランジ４ｂの後方側面４ｄは、リアフロアパネル５に接合されている。
そして、支持部材１０は、基端部１１の水平部１０ａがリアクロスメンバ４の底面４ｅに溶接され、垂直部１０ｂがリアクロスメンバ４の垂直フランジ４ｂの前方側面４ｆに溶接されている。
この構成では、前記本実施形態の構成と同様に、支持部材１０が異なる向きの二面に接合されており、支持部材１０からの押圧力または引張力の作用方向が異なる二方向に分散されるため、支持部材１０の取付剛性および固有周波数を高めることができ、排気管８から車体後部１に伝わる振動を低減することができる。

また、本実施形態では、図３に示すように、支持部材１０は、基端部１１の水平部１０ａがミドルクロスメンバ３の底面３ｄに溶接され、基端部１１の垂直部１０ｂがミドルクロスメンバ３の垂直フランジ３ａの後方側面３ｅに溶接されているが、支持部材１０は、異なる向きの各面に接合されていればよい。例えば、基端部１１の垂直部１０ｂをフロントフロアパネル７の垂直壁部７ａの後方側面に接合してもよい。

また、図４（ｂ）に示すように、基端部１１の垂直部１０ｂをミドルクロスメンバ３の垂直フランジ３ａの後方側面３ｅに接合することなく、水平部１０ａをミドルクロスメンバ３の底面３ｄからミドルクロスメンバ３の後方側面３ｆに沿って延設して形成し、基端部１１をミドルクロスメンバ３の底面３ｄおよび後方側面３ｆに溶接することにより、支持部材１０を異なる向きの二面に接合させることができる。

さらに、支持部材１０は、複数の底面および側面、すなわち、三つ以上の面に接合されていてもよく、図４（ｃ）に示すように、支持部材１０の基端部１１における水平部１０ａを、ミドルクロスメンバ３の底面３ｄからミドルクロスメンバ３の後方側面３ｆおよびミドルクロスメンバ３の水平フランジ３ｂの底面３ｇに沿って延設して形成し、基端部１１をミドルクロスメンバ３の底面３ｄ、後方側面３ｅおよび水平フランジ３ｂの底面３ｇに接合させてもよい。この構成では、支持部材１０からミドルクロスメンバ３に作用する押圧力または引張力が効果的に分散されるため、支持部材１０の取付剛性および固有周波数を更に高めることができる。

また、本実施形態では、支持部材１０を車体後部１に対して溶接しているが、接合手段は限定されるものではなく、ボルト等の固定手段を用いて支持部材１０を車体後部１に接合してもよい。

本実施形態における支持部材の取付構造を適用する車体後部の主要部を後方から見た斜視図である。 本実施形態における支持部材の取付構造を後方から見た斜視図である。 本実施形態における支持部材の取付構造を示した側断面図である。 本実施形態における支持部材の取付構造の他の構成を示した図で、（ａ）は支持部材がリアクロスメンバに接合された構成の側断面図、（ｂ）は支持部材がミドルクロスメンバの底面および側面に接合された構成の側断面図、（ｃ）は支持部材がミドルクロスメンバの底面、側面、および水平フランジの底面に接合された構成の側断面図である。 従来の支持部材の取付構造を示した側断面図である。

符号の説明

１ 車体後部
２ リアサイドフレーム
３ ミドルクロスメンバ
４ リアクロスメンバ
８ 排気管
１０ 支持部材
１１ 基端部
１２ 先端部
２０ 弾性部材

Claims (4)

1. 車両のエンジンに接続される排気系を支持する排気系支持部材を、前記車両の車体に取り付けるための排気系支持部材の取付構造であって、
   前記排気系支持部材は、側面視でコの字形状に折り曲げられたロッドによって構成され、少なくとも垂直部から上側の水平部に基端部が形成され、下側の水平部に先端部が形成されており、
   前記基端部は、前記車体の一部に形成された異なる向きの二面である底面および側面に接合され、前記先端部には、前記排気系が連結されていることを特徴とする排気系支持部材の取付構造。
2. 前記排気系支持部材の基端部は、前記車体の一部に形成された底面および側面に対応させて折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の排気系支持部材の取付構造。
3. 前記排気系支持部材の先端部には、弾性部材を介して前記排気系が連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気系支持部材の取付構造。
4. 前記車体は、フロアパネルと、前記フロアパネルの立ち上がり部に接合されたクロスメンバとを備え、
   前記底面は、前記クロスメンバの底面であり、
   前記側面が前記底面から下方に向かって延設されることにより、Ｌ字断面の隅部が形成されており、
   前記排気系支持部材の基端部は、前記隅部の底面および側面に接合されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の排気系支持部材の取付構造。

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