(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームから排気管を支持するための支持用部材であり、中空構造のパイプ状部材により構成され、前記車体フレームに対して溶接により固設される排気管支持用ブラケットであって、
該排気管支持用ブラケットにおける前記車体フレームに対して溶接される部位である溶接部が、
該溶接部の長さ方向に直交する断面視において略三角形の形状に形成される、
ことを特徴とする排気管支持用ブラケット。
【請求項２】
前記溶接部は、
前記略三角形の一辺に対応する部位を前記車体フレームに対面させるとともに、
前記一辺に隣接する二つの頂部に対応する部位において、前記車体フレームに溶接される、
ことを特徴とする請求項１記載の排気管支持用ブラケット。
【請求項３】
前記略三角形の形状は、
三角形の各辺に対応する部位が、
該三角形の外側に向けて円弧状に膨出される、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気管支持用ブラケット。
【請求項４】
略円環状の断面形状を有するパイプ状部材を、
該パイプ状部材の軸心方向に対して平行な三方に配置される各プレス面によって押圧して、
略三角形状の断面形状を有する中空構造の前記溶接部を形成する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配管支持用ブラケットの製造方法であって、
前記各プレス面の前記パイプ状部材を押圧する部位において、
円弧状の凹部を形成しておき、
前記パイプ状部材を前記各プレス面によって押圧して前記溶接部を形成する際に、
前記溶接部の前記略三角形の形状における各辺部を、
三角形の外側に向けて円弧状に膨出させる、
ことを特徴とする排気管支持用ブラケットの製造方法。
【請求項５】
前記略三角形状における各頂部と、
各頂部に隣接する各辺部に対応する各プレス面と、
の間に隙間を設定する、
ことを特徴とする請求項４記載の排気管支持用ブラケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の排気管を支持するための支持用ブラケットの技術に関し、より詳しくは、支持用ブラケットの車体フレームへの溶接部の構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気管を支持するための支持用ブラケットは、エンジンから排気管に伝達される振動が車体フレームに伝わるのを防止するべく、以下の示す特許文献１や特許文献２で提案されているような構造が一般的に採用されている。
【０００３】
特許文献１および特許文献２に開示されている従来の支持用ブラケットは、中実の棒状部材により構成されており、該支持用ブラケットを車体フレームに対して溶接により固定する構成としている。
そして、支持用ブラケットの途中にゴム等からなる弾性部材を設けることによって、エンジンの振動が車体フレームに伝達されることを防止する構成としている。
このような構成により、車両に対して堅固に支持用ブラケットを取り付けるとともに、車両の振動低減を実現させている。
【０００４】
近年、車両の更なる軽量化を図ることを目的として、中空構造のパイプ状部材を用いた構成の支持用ブラケットが採用されるに至っている。
そして従来、車体フレーム等に対して中空構造のパイプ状部材を溶接する場合には、該パイプ状部材を軸心方向視において略半円状に成形して、その略半円状の形状における平面状の部位を車体等に向けて配置するとともに、略半円状の形状における円弧状の部位と前記平面状の部位との境界部近傍のコーナー部を溶接することによって、車体フレーム等に対して支持用ブラケットを堅固に固定する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平７−１５４０４号公報
【特許文献２】特開２００６−３２７５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、略半円状の断面形状を有する支持用ブラケットでは、円弧状の部位の曲率半径が比較的大きいために、溶接不良が発生しやすい。そのため、溶接品質を満たさず廃棄されるワークが増加して、生産コストの増大を招く一因となっていた。
【０００７】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、中空構造のパイプ状部材を用いて支持用ブラケットを構成する場合において、従来と同等の支持強度を確保しつつ、溶接不良の発生を抑制することができる支持用ブラケットおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、車体フレームから排気管を支持するための支持用部材であり、中空構造のパイプ状部材により構成され、前記車体フレームに対して溶接により固設される排気管支持用ブラケットであって、該排気管支持用ブラケットにおける前記車体フレームに対して溶接される部位である溶接部が、該溶接部の長さ方向に直交する断面視において略三角形の形状に形成されるものである。
【００１０】
請求項２においては、前記溶接部は、前記略三角形の一辺に対応する部位を前記車体フレームに対面させるとともに、前記一辺に隣接する二つの頂部に対応する部位において、前記車体フレームに溶接されるものである。
【００１１】
請求項３においては、前記略三角形の形状は、三角形の各辺に対応する部位が、該三角形の外側に向けて円弧状に膨出されるものである。
【００１２】
請求項４においては、略円環状の断面形状を有するパイプ状部材を、該パイプ状部材の軸心方向に対して平行な三方に配置される各プレス面によって押圧して、略三角形状の断面形状を有する中空構造の前記溶接部を形成する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配管支持用ブラケットの製造方法であって、前記各プレス面の前記パイプ状部材を押圧する部位において、円弧状の凹部を形成しておき、前記パイプ状部材を前記各プレス面によって押圧して前記溶接部を形成する際に、前記溶接部の前記略三角形の形状における各辺部を、三角形の外側に向けて円弧状に膨出させるものである。
【００１３】
請求項５においては、前記略三角形状における各頂部と、各頂部に隣接する各辺部に対応する各プレス面と、の間に隙間を設定するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
請求項１においては、排気管支持用ブラケットを中空構造とする場合において、従来と同等の支持強度を確保しつつ、溶接不良の発生を抑制することができる。
【００１６】
請求項２においては、排気管支持用ブラケットを中空構造とする場合において、従来と同等の支持強度を確保しつつ、溶接不良の発生を抑制することができる。
【００１７】
請求項３においては、排気管支持用ブラケットを中空構造とする場合において、排気管支持用ブラケットを、座屈させることなく容易に、略三角形状に形成することができる。
【００１８】
請求項４においては、排気管支持用ブラケットを中空構造とする場合において、溶接部を、座屈させることなく容易に、略三角形状に形成することができる。
【００１９】
請求項５においては、排気管支持用ブラケットを中空構造とする場合において、各頂部の曲率半径をより小さく、かつ、揃えて形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気管の支持用ブラケットを示す模式図。
【図２】中空構造のパイプ状部材により構成される排気管の支持用ブラケットを示す模式図、（ａ）本発明の一実施形態に係る支持用ブラケットを示す模式図、（ｂ）従来の支持用ブラケットを示す模式図。
【図３】中空構造のパイプ状部材により構成する支持用ブラケットの取り付け状況を示す模式図、（ａ）本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット（略三角形状）の取り付け状況を示す模式図、（ｂ）従来の支持用ブラケット（略半円状）の取り付け状況を示す模式図。
【図４】溶接条件による溶接品質の変化を示す模式図、（ａ）本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット（略三角形状）における溶接条件による溶接品質の変化を示す模式図、（ｂ）従来の支持用ブラケット（略半円状）における溶接条件による溶接品質の変化を示す模式図、（ｃ）溶接トーチの狙い位置および隙間の規定状況を示す模式図。
【図５】略三角形状である溶接部を形成するためのプレス装置を示す模式図。
【図６】略三角形状である溶接部の形成方法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る排気管支持用ブラケットの構成について、図１〜図３を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１は、自動車の車体を構成するフレーム５（例えば、サスペンションメンバー等）により排気管３を支持するために、フレーム５から突設される支持用部材である。
【００２２】
支持用ブラケット１は、フレーム５に対して溶接により固定される第一部材１ａと、排気管３に対して固定される第二部材１ｂと、第一部材１ａと第二部材１ｂを連結するための部材である連結部材１ｃ等により構成されている。
【００２３】
第一部材１ａには、該第一部材１ａをフレーム５（より詳しくは、フレーム５に形成された被溶接部６）に対して溶接するための部位である溶接部１ｄを備えており、該溶接部１ｄを被溶接部６に溶接することにより、フレーム５に対して第一部材１ａを堅固に固定する構成としている。
尚、溶接部１ｄはその長さ方向に向けてビード２を形成する態様で、被溶接部６に対して溶接される。
【００２４】
また第一部材１ａは、中空構造のパイプ状部材により構成されており、第一部材１ａにおける溶接部１ｄは、図２（ａ）に示すように、その断面形状を略三角形としている。
また、第一部材１ａにおける溶接部１ｄ以外の部位は、その断面形状を略円環状としている。
【００２５】
尚、本実施形態でいう「略三角形」とは、三角形における三つの各頂点に相当する部位（以下、頂部７・８・９と呼ぶ）が、三角形の外側に向けて円弧状に膨出されており（即ち、明確な頂点がない）、かつ、三角形における三つの各辺部に相当する部位（以下、辺部１０・１１・１２と呼ぶ）が、三角形の外側に向けて頂部７・８・９の円弧よりも曲率半径の大きな円弧状に膨出されている（即ち、各辺部が直線状ではない）形状であり、三角形ではないが、外観上三角形に似た形状として認識されるような形状を意味している。
【００２６】
図１に示す如く、第二部材１ｂは、排気管３に固定される部位であって、排気管３に付設される支持部材４に対して、ボルト・ナット等を用いて固定される構成としている。また、第二部材１ｂも、第一部材１ａと同様に、中空構造のパイプ状部材により構成されている。
【００２７】
連結部材１ｃは、排気管３から第二部材１ｂに伝達された振動を、第一部材１ａに伝達される前に減衰させるための部位であり、例えば、ゴム等の弾性体からなる弾性部材１ｅを介して、各部材１ａ・１ｂを連結する構成としている。
【００２８】
ここで、第一部材１ａにおける溶接部１ｄの形状を、従来の支持用ブラケットにおける溶接部の形状と比較して説明をする。
図２（ｂ）に示す如く、従来の支持用ブラケット２１では、溶接部２１ｄの断面形状を略半円状としている。
そして、本実施形態で示す従来の支持用ブラケット２１では、その断面形状における幅Ａ２を約１３ｍｍ程度とし、高さＢ２を約１０ｍｍ程度とした場合において、二つのコーナー部２７・２８の各曲率半径Ｒ２を約４Ｒ（半径約４ｍｍ）程度としている。
そして溶接部２１ｄは、図３（ｂ）に示すように、略半円状の形状のうち平面部２９を被溶接部６に対面させた状態で配置され、各コーナー部２７・２８において、溶接部２１ｄの長さ方向に向けてビード２２を形成するようにして、被溶接部６に溶接される。
【００２９】
一方、図２（ａ）に示す如く、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１では、溶接部１ｄの断面形状を略三角形状としている。
そして、本実施形態で示す支持用ブラケット１では、従来の支持用ブラケット２１と同程度の曲げ強度を確保するように設計がなされており、溶接部１ｄの略三角形状の断面形状における幅Ａ１を約１４ｍｍ程度、高さＢ１を約１１ｍｍ程度として、三つの頂部７・８・９の各曲率半径Ｒ１を約２Ｒ（半径約２ｍｍ）程度としている。
そして溶接部１ｄは、図３（ａ）に示すように、略三角形の一辺に対応する部位である辺部１０を被溶接部６に対面させた状態で配置され、各頂部７・８において、溶接部１ｄの長さ方向に向けてビード２を形成するようにして、被溶接部６に溶接される。
【００３０】
このように本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１では、溶接部１ｄの断面形状を略三角形とすることによって、従来の溶接部２１ｄにおける溶接部位（各コーナー部２７・２８）の曲率半径Ｒ２（本実施形態における従来の支持用ブラケット２１では約４ｍｍ）に比して、溶接部１ｄにおける溶接部位（各頂部７・８）の曲率半径Ｒ１（本実施形態における支持用ブラケット１では約２ｍｍ）の低減を図っている。
【００３１】
次に、フレームに対して支持用ブラケット（第一部材）を溶接する際の、溶接条件と溶接品質の関係について、図３および図４を用いて説明をする。
ここでは、図４（ｃ）に示すように、溶接条件を決定するパラメータとして、溶接トーチの狙い位置のズレ量と、被溶接部６に対する各第一部材１ａ・２１ａの隙間Ｄを用いている。
そして、これらの各パラメータを変化させた場合における支持用ブラケット１の溶接品質の変化を図４（ａ）にまとめており、従来の支持用ブラケット２１の溶接品質の変化を図４（ｂ）にまとめている。
尚、図４（ａ）（ｂ）中における「○印」は、その溶接条件において、各支持用ブラケット１・２１の溶接品質が良好（規格内）であることを示しており、「×印」は、溶接品質が不良である（規格外）であることを示している。
【００３２】
図４（ａ）（ｂ）を比較すると、フレーム５の被溶接部６に対して、図３（ａ）に示すような態様で、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１を溶接した場合のほうが、図３（ｂ）に示すような態様で従来の支持用ブラケット２１を溶接した場合に比して、良好な溶接品質が得られる条件の範囲（図４（ａ）（ｂ）中に示す斜線部分）が拡大していることが判る。
尚、ここでは、四隅の各点全てが「○印」である範囲を、良好な溶接品質が得られる条件の範囲と規定して、その範囲の面積を比較して溶接品質の評価をしているが、「○印」の点数においても、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１を用いるほうが、従来の支持用ブラケット２１を用いる場合に比して多くなっており、この点からも、支持用ブラケット１を用いることにより、良好な溶接品質を得やすくなることが判る。
【００３３】
即ち、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１を用いれば、溶接トーチの狙い位置が多少ズレたり、あるいは、支持用ブラケット１の配置が多少ズレたりしたときに、そのままの状態で溶接したとしても、良好な溶接品質を得ることができるようになって、溶接不良として廃棄処分等される製品を少なくすることができる。
これは、溶接部１ｄを略三角形状とすることによって、溶接トーチと溶接部１ｄの離間距離が従来に比して確保しやすくなるため、溶接トーチから放出されるアークが安定することに起因しているものと考えられる。
【００３４】
即ち、本発明の一実施形態に係る排気管３の支持用ブラケット１は、フレーム５から排気管３を支持するための支持用部材であり、中空構造のパイプ状部材により構成され、フレーム５（より詳しくは被溶接部６）に対して溶接により固設されるものであって、支持用ブラケット１における被溶接部６に対して溶接される部位である溶接部１ｄが、該溶接部１ｄの長さ方向に直交する断面視において略三角形の形状に形成されるものである。
【００３５】
また、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１において、溶接部１ｄは、略三角形の一辺に対応する部位である辺部１０をフレーム５（より詳しくは、被溶接部６）に対面させるとともに、辺部１０に隣接する二つの頂部に対応する部位である頂部７・８において、被溶接部６に溶接されるものである。
このような構成により、排気管３の支持用ブラケット１を中空構造とする場合において、従来と同等の支持強度を確保しつつ、溶接不良の発生を抑制することができる。
【００３６】
次に、支持用ブラケット１の製造方法（より詳しくは、支持用ブラケット１における溶接部１ｄの形成方法）について、図５および図６を用いて説明をする。
支持用ブラケット１（第一部材１ａ）における、中空構造を有し、略三角形状の断面形状を有する溶接部１ｄは、図５に示すようなプレス装置３１を用いることで、容易かつ精度良く、形成することができる。
【００３７】
プレス装置３１は、可動型たる上型３２と、固定型たる下型３３とを備えており、上型３２と下型３３を型閉めすることによって、溶接部１ｄを形成するための型が形成される。
【００３８】
上型３２側の型部３２ａは、略Ｖ字型に各プレス面３２ｂ・３２ｃを配置する構成としており、各プレス面３２ｂ・３２ｃが、それぞれ溶接部１ｄの各辺部１２・１１（図２（ａ）参照）に対応している。そして、各プレス面３２ｂ・３２ｃの各辺部１２・１１に対応する部位には、それぞれ円弧状の各凹部３２ｄ・３２ｅが形成されている。
【００３９】
また、下型３３側の型部３３ａには、略平面状のプレス面３３ｂが形成されており、該プレス面３３ｂの辺部１０（図２（ａ）参照）に対応する部位には、円弧状の凹部３３ｃが形成されている。
【００４０】
そして、図６に示す如く、このような構成のプレス装置３１の所定位置にプレス成形前の略円環状の溶接部１ｆを配置するとともに、上型３２を下降させてプレス成形することによって、略円環状の断面形状の溶接部１ｆから略三角形状の断面形状の溶接部１ｄを成形することができる。
【００４１】
そして、プレス装置３１では、各辺部１０・１１・１２に対応する各プレス面３３ｂ・３２ｂ・３２ｃに円弧状の各凹部３３ｃ・３２ｄ・３２ｅが形成されているため、溶接部１ｄにおける各辺部１０・１１・１２を、略三角形の外側に向けて所定の曲率半径で膨出させた形状として形成することができる。
尚、本実施形態では、溶接部１ｄの各辺部１０・１１・１２における曲率半径が、約１００Ｒ（半径約１００ｍｍ）となるように、円弧状の各凹部３３ｃ・３２ｄ・３２ｅの曲率半径を調整している。
【００４２】
このように、溶接部１ｄの断面形状を、各辺部１０・１１・１２において所定の曲率半径で外側に向けて膨出させる形状とすることによって、溶接部１ｄをプレス装置３１で成形をするときに、ダイレス加工（即ち、中空構造である溶接部１ｆの内部に型を設けない加工）としても、各頂部７・８・９や各辺部１０・１１・１２を座屈させることなく、略三角形状の溶接部１ｄを容易に形成することが可能になる。
【００４３】
即ち、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１において、略三角形の形状は、三角形の各辺に対応する部位である各辺部１０・１１・１２が、該三角形の外側に向けて円弧状（本実施形態ではＲ１００）に膨出されるものである。
【００４４】
また、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１の製造方法は、略円環状の断面形状を有するパイプ状部材（溶接部１ｆ）を、該溶接部１ｆの軸心方向に対して平行な三方に配置される各プレス面３３ｂ・３２ｂ・３２ｃによって押圧して、略三角形状の断面形状を有する中空構造の溶接部１ｄを形成するものであって、各プレス面３３ｂ・３２ｂ・３２ｃの溶接部１ｆを押圧する部位において、円弧状の各凹部３３ｃ・３２ｄ・３２ｅを形成しておき、溶接部１ｆを各プレス面３３ｂ・３２ｂ・３２ｃによって押圧して溶接部１ｄを形成する際に、溶接部１ｄの略三角形の形状における各辺部１０・１１・１２を、三角形の外側に向けて円弧状に膨出させるものである。
このような構成により、排気管３の支持用ブラケット１を中空構造とする場合において、溶接部１ｄを、座屈させることなく容易に、略三角形状に形成することができる。
【００４５】
また、プレス装置３１では、上型３２と下型３３を型閉めした状態において、各頂部７・８・９・・・に対応する部位に空隙部たる隙間３４・３４・３４を設ける構成としている。
【００４６】
例えば、図６に示すように、プレス装置３１により略三角形状の溶接部１ｄを成形するときに、頂部７の周囲に隙間３４を設けることによって、頂部７を完全に上型３２および下型３３の各プレス面３２ｂ・３３ｂで拘束してしまわない型構造とすることによって、頂部７をより小さい曲率半径（本実施形態では約Ｒ２）で形成するとともに、かつ、頂部７の曲率半径のばらつきを抑制することが可能になる。
尚、ここでは、頂部７を取り上げて説明をしているが、プレス装置３１においては、その他の各頂部８・９の周囲においても隙間３４と同様の隙間を確保する構成としている。
【００４７】
即ち、本発明の一実施形態に係る支持用ブラケット１の製造方法は、略三角形状における各頂部７・８・９と、各頂部７・８・９に隣接する各辺部１０・１１・１２に対応する各プレス面３３ｂ・３２ｂ・３２ｃと、の間に隙間３４・３４・３４を設定するものである。
このような構成により、排気管３の支持用ブラケット１を中空構造とする場合において、各頂部７・８・９の曲率半径をより小さく、かつ、揃えて形成することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１      支持用ブラケット
１ａ    第一部材
１ｂ    第二部材
１ｄ    溶接部
３      排気管
５      フレーム
７      頂部
８      頂部
９      頂部
１０    辺部
１１    辺部
１２    辺部
３１    プレス装置
３２    上型
３２ｂ  プレス面
３２ｃ  プレス面
３３    下型
３３ｂ  プレス面
３４    隙間
【図１】
0005617699.tif 000002
【図２】
0005617699.tif 000003
【図３】
0005617699.tif 000004
【図４】
0005617699.tif 000005
【図５】
0005617699.tif 000006
【図６】
0005617699.tif 000007