(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン用の車両排気アセンブリであって、前記車両排気アセンブリは、排気システムおよび前記排気システムを取り付けるための排気取り付けアセンブリを含み、前記排気システムが、前記内燃エンジンに接続するためのインレット部と、前記インレット部に接続される中間部と、前記内燃エンジンからのガスを排気するためのアウトレット部と、前記インレット部から前記中間部を減結合するための１つ以上の排気減結合器を含み、前記排気取り付けアセンブリが、前記排気システムの前記中間部の縦方向の動きを弾性的に拘束し、前記排気システムの前記中間部の横方向の動きを少なくとも実質的に禁止する１つ以上の第一の防振装置と、前記排気システムの前記アウトレット部の横方向の動きを弾性的に拘束し、前記排気システムの前記アウトレット部の縦方向の動きを少なくとも実質的に禁止する１つ以上の第二の防振装置を含む、車両排気アセンブリ。
【請求項２】
前記１つ以上の第一の防振装置が、励振周波数最大１８０ヘルツまでにおいて、６０ニュートン／ミリメートル以下の前記縦方向の動的軸剛性を有する、請求項１に記載の車両排気アセンブリ。
【請求項３】
前記１つ以上の第二の防振装置が、励振周波数最大１８０ヘルツまでにおいて、６０ニュートン／ミリメートル以下の前記横方向の動的軸剛性を有する、請求項１または２に記載の車両排気アセンブリ。
【請求項４】
前記１つ以上の第一の防振装置が、エラストマ材料から型成形された第一の弾性防振要素を含む、及び／又は、前記１つ以上の第二の防振装置が、エラストマ材料から型成形された第二の弾性防振要素を含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項５】
前記１つ以上の第一の防振装置が、第一の硬いハウジングを含み、前記第一の弾性防振要素が、前記第一の硬いハウジングの中に型成形され、及び／又は、前記１つ以上の第二の防振装置が、第二の硬いハウジングを含み、前記第二の弾性防振要素が、前記第二の硬いハウジングの中に型成形された、請求項４に記載の車両排気アセンブリ。
【請求項６】
前記１つ以上の第一の防振装置が、垂直方向によりも縦方向により高い弾性で前記中間部を拘束する、及び／又は、前記１つ以上の第二の防振装置が、垂直方向によりも横方向に、より高い弾性で前記アウトレット部を拘束する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項７】
前記１つ以上の第一の防振装置が、少なくとも実質的に垂直方向の動きを弾性無しで拘束して、前記中間部を垂直方向に支持するように構成される、及び／又は、前記１つ以上の第二の防振装置が、少なくとも実質的に垂直方向の動きを弾性無しで拘束して、前記アウトレット部を垂直方向に支持するように構成される、請求項６に記載の車両排気アセンブリ。
【請求項８】
前記排気取り付けアセンブリが、前記第一の防振装置１つのみを含む、請求項１〜７のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項９】
前記排気取り付けアセンブリが、前記第二の防振装置１つのみを含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１０】
前記排気取り付けアセンブリが、前記第二の防振装置２つのみを含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１１】
前記排気減結合器が１８０ミリメートル以上の長さを有する、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１２】
５００ヘルツ以下の励振周波数において、前記排気減結合器が、前記中間部の励振振幅を０．１８ミリメートル未満に減らすように構成される、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１３】
前記１つ以上の排気減結合器が、それぞれ励振周波数最大１６０ヘルツまでにおいて、５０ニュートン／ミリメートル以下の動的軸剛性を有する、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１４】
前記１つ以上の排気減結合器が、それぞれ励振周波数最大１８０ヘルツまでにおいて、６０ニュートン／ミリメートル以下の横方向動的剛性を有する、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１５】
前記１つ以上の排気減結合器が、それぞれ、曲げやすい管、回旋状のチューブ、およびブレードホース（編組金属管）のうちの１つ以上を含む、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１６】
前記中間部が１つ以上の第二の排気減結合器を含む、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１７】
前記排気システムが前記排気減結合器１つのみを含む、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１８】
前記排気システムが０．４ミリメートルと０．７ミリメートルの間のゲージ厚を有する金属板で作られる、請求項１〜１７のいずれかに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項１９】
前記排気システムの前記中間部が後処理装置を含む、請求項１〜１８のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項２０】
前記排気システムの前記アウトレット部、及び／又は、前記中間部が、横壁を有する１つ以上の音響消音装置を含む、請求項１〜１９のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項２１】
前記１つ以上の音響消音装置の前記横壁のゲージ厚が、前記アウトレット部および前記中間部のうちの少なくとも１つの管のゲージ厚よりも小さい、請求項２０に記載の車両排気アセンブリ。
【請求項２２】
前記１つ以上の音響消音装置の前記横壁が構造合成物を有する、請求項２０または２１に記載の車両排気アセンブリ。
【請求項２３】
前記排気システムの前記アウトレット部が、少なくとも１つの能動的音響制御装置含む、請求項１〜２２のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリ。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１つに記載の車両排気アセンブリを含む車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願開示は、車両排気アセンブリ、および車両排気アセンブリを含む車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンを有する自動車は、しばしば排気ガスを排出するための排気システムを車両の後部に備える。排気システムは通常、１つ以上のテールパイプに内燃エンジンからの排気ガスを運ぶための１つ以上の管を含む。排気システムはまた、排気ガス中に浮遊する粒子を捕獲するための触媒変換器、および排気騒音を低減するための１つ以上の消音装置等の、後処理装置を含む。道路車両用の通常の排気システムは１．２ミリメートルまたは１．５ミリメートルのゲージ厚を有するステンレス鋼で作られ、そのためにかなり重い。
【０００３】
排気システムの重量を軽減するために、ステンレス鋼以外の材料を使うことが知られている。例えば、排気システムはチタンから製造可能であるが、通常これには特殊な製造技術が要求されるから製造はコストが高い。排気システムの重量軽減には他にも障壁がある。注目されるものとしては、次第に厳しくなっていく排気ガス規制に準拠するために、より大きく、より複雑な後処理装置が必要となることが挙げられる。さらに、音響出力を減らしたい、及び／又は、車両内の音環境を改善するように音響出力を調整したいという継続的な要望がある。これらの要件は、通常排気システムをより大きく、より複雑にする結果となってしまう。
【０００４】
このような背景に対して本願発明が考案された。少なくともいくつかの実施形態において、本願発明は、先行技術のシステムよりも低い重量を有するように構成された排気システムに関する。
【発明の概要】
【０００５】
本願発明の態様は、車両排気アセンブリ、および車両排気アセンブリを含む車両に関する。
【０００６】
本願発明のさらなる態様によれば、内燃エンジン用の車両排気アセンブリが提供され、前記車両排気アセンブリは、排気システムと前記排気システムを取り付けるための排気取り付けアセンブリを含み、前記排気システムは、前記内燃エンジンと接続するためのインレット部と、前記インレット部に接続された中間部と、前記内燃エンジンからのガスを排気するためのアウトレット部と、前記インレット部から前記中間部を減結合（decouple、振動を分離しつつ流路を確保する結合）するための１つ以上の排気減結合器（exhaust decoupler）を含み、前記排気取り付けアセンブリは、前記排気システムの前記中間部の縦方向の動きを弾性的に制限する１つ以上の第一の防振（isolation、振動の隔離）装置と、前記排気システムの前記アウトレット部の横方向の動きを弾性的に制限する１つ以上の第二の防振装置を含む、車両排気アセンブリである。
【０００７】
走行中、排気システムには二つの主要励振源、すなわち内燃エンジンおよび走行路面から振動が伝達される。排気システムは、それが取り付けられている内燃エンジンや車体よりも可動性が高いために、これらの励振は、排気システムにモーダルファッション（典型的な様式）による応答をさせる、すなわち排気システム全体に片持ち梁のような負荷を与える原因となる。本願発明の車両排気アセンブリのいくつかの実施形態によれば、排気システムにかかる機械的負荷が軽減できる。特に、排気取り付けアセンブリは、機械的負荷を軽減するために排気システムを支持するように構成される。少なくともいくつかの実施形態によれば、これにより排気システムの質量を軽減できる。例えば、排気システムにかかる機械的負荷の軽減や削除ができた場合、排気システムを形成するための材料のゲージを小さくできる。
【０００８】
１つ以上の第一の防振装置は、第一の弾性防振要素を含み得る。第一の弾性防振要素は、例えば、エラストマ材料から型成型されてもよい。エラストマ材料は、例えばオーバーモールド技術（over-moulding technique、複合製品射出技術）を使って、硬いハウジングもしくはフレームの中に型成形されてもよい。代わりの構成によれば、第一の防振装置は、第一の振り子防振装置の形態であってもよい。第一の振り子防振装置は、２つ以上のピンにより吊り下げられてもよい。排気システムにおいて、他のタイプの防振装置の使用も有効である。
【０００９】
１つ以上の第一の防振装置は、励振周波数最大１８０ヘルツ（Ｈｚ）までにおいて、６０ニュートン／ミリメートル（Ｎ／ｍｍ）以下の前記縦方向の動的軸剛性（axial dynamic stiffness）を有し得る。１つ以上の第一の防振装置は、垂直方向によりも縦方向に、より高い弾性で中間部を拘束してもよい。１つ以上の第一の防振装置は、中間部の横方向の動きを少なくとも実質的に禁止してもよい。１つ以上の第一の弾性防振装置は、垂直方向によりも縦方向に、より高い弾性で拘束するように構成してもよい。１つ以上の第一の防振装置は、垂直方向の動きを少なくとも実質的に弾性無しで拘束して、中間部を垂直方向に支持するように構成してもよい。
【００１０】
１つ以上の第二の防振装置は、第二の弾性防振要素を含み得る。第二の弾性防振要素は、例えばエラストマ材料を型成型したものでもよい。第二の弾性防振要素は、例えば、エラストマ材料から型成型されてもよい。エラストマ材料は、例えば外側被覆技術を使って、硬いハウジングもしくはフレームに型成型されてもよい。代わりの構成によれば、第二の防振装置は、第二の振り子防振装置の形態であってもよい。第二の振り子防振装置は、２つ以上のピンにより吊り下げられてもよい。排気システムにおいて、他のタイプの防振装置の使用も有効である。
【００１１】
第一の防振装置および１つ以上の第二の防振装置は、似た構成であってもよい。例えば、同様の防振要素を第一および第二の弾性防振装置において使用することが可能である。
【００１２】
その１つ以上の第二の防振装置は、励振周波数最大１８０ヘルツ（Ｈｚ）までにおいて、６０ニュートン／ミリメートル以下の前記横方向の動的軸剛性を有し得る。第二の防振装置は、後部において垂直方向によりも横方向に、より高い弾性で拘束してもよい。第二の防振装置は、後部において縦方向の動きを少なくとも実質的に禁止してもよい。第二の弾性防振装置は、垂直方向によりも横方向に、より高い弾性で拘束するように構成してもよい。第二の防振装置は、垂直方向の動きを少なくとも実質的に弾性無しで拘束して、中間部を垂直方向に支持するように構成してもよい。
【００１３】
排気取り付けアセンブリは、第一の防振装置１つだけを含み得る。そのような実施形態によれば、その１つの第一防振装置の位置決めおよび動的剛性は、そのような装置１つで、中間部を支持し、縦方向の動きを弾性的に制限できるように設計される。その１つの第一防振装置は、中間部の重心の近傍、例えば消音装置の近くに配置されてもよい。必要な第一防振装置は１つだけであるという理由から、排気アセンブリの重量は最低限ですむ。
【００１４】
排気取り付けアセンブリは、第二の防振装置１つだけを含み得る。そのような実施形態によれば、その１つの第二防振装置の位置決めおよび動的剛性は、そのような装置１つで、アウトレット部を支持し、横方向の動きを弾性的に制限できるように設計される。その１つの第二防振装置は、アウトレット部の重心の近傍、例えば消音装置の近く、に配置されてもよい。そのような実施形態は単一テールパイプのみによる排気アセンブリにおいて特に有効である。必要な第二防振装置は１つだけであるから、排気アセンブリの重量は最低限ですむ。
【００１５】
排気取り付けアセンブリは、第二の防振装置２つだけを含み得る。そのような実施形態によれば、その２つの第二防振装置の位置決めおよび動的剛性は、そのような装置２つで、アウトレット部を支持し、横方向の動きを弾性的に制限できるように設計される。２つの第二防振装置は、例えばアウトレット部のそれぞれの消音装置の近くに配置されてもよい。そのような実施形態は第一および第二のテールパイプを含む両側排気アセンブリにおいて特に有効である。必要な第二防振装置は２つだけであるから、排気アセンブリの重量は最低限ですむ。
【００１６】
排気システムは、複数の排気減結合器を含んでもよい。排気減結合器は直列構成で配置されてもよい。代わりに、排気減結合器は並列構成で配置されてもよい。インレット部は、内燃エンジンとつながるための複数の管を含み得て、各管が排気減結合器を１つ含む。
【００１７】
１つ以上の排気減結合器は、それぞれ曲げやすい管を含み得る。１つ以上の排気減結合器は、密封された流体管を形成する回旋状のチューブを含み得る。代わりに、もしくは加えて、１つ以上の排気減結合器は、それぞれ曲げやすいブレードホース（編組金属管）を含み得る。ブレードホースが、外スリーブを形成してもよい。外スリーブは、動的制振性（dynamic damping）を提供する、及び／又は、束縛機能を制限するように作動可能である。その１つ以上の排気減結合器は、１８０ミリメートル以上の長さであり得る。排気減結合器は、２００ミリメートルの長さであり得る。その１つ以上の排気減結合器は、５００ヘルツ以下の周波数において、中間部の励振振幅を０．１８ミリメートル以下に減らすように構成されてもよい。その１つ以上の排気減結合器は、それぞれ励振周波数最大１６０ヘルツまでにおいて、５０ニュートン／ミリメートル以下の動的軸剛性を有し得る。その１つ以上の排気減結合器は、それぞれ励振周波数最大１８０ヘルツまでにおいて、６０ニュートン／ミリメートル以下の横方向動的剛性を有し得る。
【００１８】
少なくともいくつかの実施形態によれば、排気システムは、１つ以上の第二の排気減結合器を含んでもよい。例えば、１つ以上の第二の排気減結合器は、前記中間部、及び／又は、前記アウトレット部に設置されてもよい。１つ以上の第二の排気減結合器は、中間部をアウトレット部から減結合するように提供されてもよい。第二の排気減結合器を、後処理システムの一部として、及び／又は、後処理装置と音響消音装置との間において排気システムに設置してもよい。後処理装置と音響消音装置とは互いに減結合され得る。
【００１９】
排気システムに含まれる排気減結合器は１つだけであり得る。そのような実施形態によれば、その１つの排気減結合器の位置決めおよび動的剛性は、そのような装置１つが、中間部をアウトレット部から減結合させることに十分であるように設計されてもよい。
【００２０】
排気システムは、０．４ミリメートルと０．７ミリメートルの間のゲージ厚を有する金属シートで作られてもよい。排気システムは、ステンレス鋼で作られてもよい。
【００２１】
排気システムの中間部は、触媒変換器等の後処理装置を含んでもよい。中間部は、１つ以上の中間管を含んでもよい。後処理装置は、複数の面外形状を含み得る外壁を有する。特に、外壁は似た形状の複数の凹みの繰り返しパターンを含み得る。凹みは、内向きに突出してもよく、規則的なパターンで配置、もしくは、（例えばコンピュータ支援エンジニアリングで作った）不規則なパターンで配置されてもよい。例えば、凹みは、６角形の凹みのインターロックパターンとして配置されてもよい。
【００２２】
排気システムのアウトレット部、及び／又は、中間部は、１つ以上の音響消音装置を含み得る。それぞれの音響消音装置は、例えば複数の面外形状を含む構造合成物を有する横壁を含んでもよい。例えば、横壁は複数の外向きの突起物を含んでもよい。外向きの突起物は、パターンの繰り返しで配置されてもよい。例えば、構造板材はインターロックパターンで配置された多角形の突起物の配列を含んでもよい。
【００２３】
１つ以上の音響消音装置の横壁のゲージ厚は、中間部とアウトレット部のうちの少なくとも１つの管のゲージ厚よりも小さくてもよい。
【００２４】
排気システムのアウトレット部は、少なくとも１つの能動的音響制御装置（active acoustic control device）を含んでもよい。
【００２５】
本件特許出願の範囲において上記の段落、請求項、及び／又は下記の説明及び図面で示す種々の態様、実施形態、例、及び代替案、そして特にそれらの個々の特徴は、独自に又は任意の組み合わせで解釈され得ることが明白に意図されている。すなわち、全ての実施形態及び／又はいずれかの実施形態の特徴は、その特徴が非互換性ではない限り、あらゆる方法及び／又は組み合わせで結合可能である。出願人は最初に提出した任意の請求項の変更又は任意の新規請求項の提出の権利をも保有し、最初に提出した任意の請求項も変更し、最初にそのように請求されていなくても、任意の他の請求項の任意の特徴にも従属及び／又は組み込ませる権利も含む。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本願発明の１つ又はそれ以上の実施形態を、例示の目的のみで、図を参照しながら説明する。
【００２７】
【図１】図１は、本願発明の一実施形態による車両排気アセンブリを組み入れた車両を示す。
【図２】図２は、図１の車両排気アセンブリの斜視図を示す。
【図３】図３は、図１の車両排気アセンブリの略図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、図１の車両排気アセンブリの排気減結合器の動的軸剛性を示すグラフ１およびグラフ２を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１の車両排気アセンブリの排気減結合器の径方向動的剛性を示すグラフ３およびグラフ４を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、車両排気アセンブリの防振装置の弾性防振要素を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの弾性防振要素の剛性を示すグラフ５を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本願発明の一実施形態に係る車両排気アセンブリ１を、添付図面を参照して説明する。本実施形態に係る車両排気アセンブリ１は、内燃エンジン（図示せず）から排気ガスを排出するために車両２において使用される。車両２の内燃エンジンは車両前部に搭載され、車両排気アセンブリ１は、図１の略図で示されているとおり、車両２の車体の下に延在する。本実施形態における自動車は車両２であるが、ここで説明される技術および装置は、他のタイプの車両にも適用できる。
【００２９】
車両の参照座標系は、縦軸Ｘ、横軸Ｙ、および垂直軸Ｚからなる。ここから車両排気アセンブリ１は、車両の参照座標系を使って説明される。「縦」、「横」、および「垂直」の用語（およびそれらの派生語）は、車両の参照座標系に対応する。
【００３０】
図２Ａで示すとおり、車両排気アセンブリ１は、排気システム３および排気取り付けアセンブリ４を含む。排気システム３は、内燃エンジンからの排気ガスを車両２の後部に送る。排気システム３は、インレット部５、中間部６、およびアウトレット部７を含む。インレット部５は、排気減結合器８およびインレット管９を含む。図２Ｂで示すとおり、排気減結合器８は、柔らかい連結部であり（非常に柔らかい連結要素を提供し）、減結合器インレット１０、減結合器アウトレット１１、および減結合器横壁１２を含む。排気減結合器８は、排気システム３の中間部６への振動の伝達を軽減するために柔らかい管を形成する。本実施形態の減結合器横壁１２は、柔らかい編組メタル（metal braid）により形成される。インレット管９は、６５ミリメートルの直径を有するステンレス鋼のパイプであり、内燃エンジンの排気ポートに接続される。インレット管９は、実質的に硬く（すなわち曲げられず）、減結合器インレット１０に接続される。使用時の振動は、内燃エンジン、及び／又は、走行路面という形態をとる二つの主励振源に起因する。排気減結合器８は、一般に円筒形であり、１８０ミリメートルの長さ（中心縦軸に沿って測定）を有する。減結合器アウトレット１１は、６０ミリメートルの直径を有し、排気システム３の中間部６に接続される。いくつかの構成においては、インレット部５に１つ以上の排気減結合器８が備えられ得る。
【００３１】
中間部６は、消音装置１３、および、第一および第二の中間管１４−１、１４−２を含む。消音装置１３は、１つのインレット１５、第一および第二のアウトレット１６−１、１６−２、および横壁１７を備える。消音装置１３のインレット１５は、減結合器アウトレット１１と接続され、第一および第二の中間管１４−１、１４−２は、第一および第二のアウトレット１６−１、１６−２それぞれに接続される。随意に、排気減結合器が、第一および第二の中間管１４−１、１４−２それぞれに提供されてもよい。第一および第二の中間管１４−１、１４−２はそれぞれ７０ミリメートルの直径を有し、０．５ミリメートル（またはそれ以下）のゲージ厚を有するステンレス鋼から作られる。第一および第二の中間管１４−１、１４−２は実質的に硬い（すなわち曲がらない）。
【００３２】
アウトレット部７は、第一および第二の排気消音装置１８−１、１８−２、ならびに第一および第二のテールパイプ１９−１、１９−２を含む。第一および第二の中間管１４−１、１４−２は、第一および第二の排気消音装置１８−１、１８−２それぞれに接続される。第一および第二のテールパイプ１９−１、１９−２は、排気システム３からの排気ガスを排気するために車両２の後部に配置される。
【００３３】
排気取り付けアセンブリ４は、車両２の車体の下で排気システム３を支えるために、半固定の構造を提供する。排気取り付けアセンブリ４は、排気システム３の中間部６を取り付けるための第一の取り付けアセンブリ２０を含む。第一の取り付けアセンブリ２０は、車体にしっかり固定された取り付けプレート２１に固定された第一および第二の対向する防振装置２０−１、２０−２を含む。図２Ｃで示されているとおり、第一の防振装置２０−１は、第一のハウジング２２−１および第一の弾性防振要素２３−１を含む。第一のハウジング２２−１は、硬い金属フレームの中に第一の弾性防振要素２３−１がオーバーモールド成形された形態である。第一の弾性防振要素２３−１は、第一の取り付けピン２５−１を支える第一の中央穴２４−１を有する。第二の防振装置２０−２は、第二のハウジング２２−２および第二の弾性防振要素２３−２を含む。第二のハウジング２２−２は、硬い金属フレームの中に第二の弾性防振要素２３−２がオーバーモールド成形された形態である。第二の弾性防振要素２３−２は、第二の取り付けピン（隠れている）を支える第二の中央穴（隠れている）を有する。第一および第二の取り付けピン２５−１、２５−２は、第一のブラケット２６−１と第二のブラケット（隠れている）にそれぞれ接続される。第一および第二のブラケット２６−１は、第一および第二の中間管１４−１、１４−２に、例えば溶接、ブレージング、または機械的留め具によりしっかりと固定される。第一および第二の弾性防振要素２３−１、２３−２は、排気システム３の中間部６に、半固定の取り付け設備を提供する。第一および第二の弾性防振要素２３−１、２３−２は、それにより取り付けプレート２１、ならびに第一および第二の中間管１４−１、１４−２の間の局部的な部品接点を形成する。代わりに、または加えて、中間部６を取り付けるために、金属製の保持帯または保持環を消音装置の外周りに配置してもよい。さらに付加的な支持を提供するために、１つ以上の取り付けブラケットを、例えば第一および第二の中間管１４−１、１４−２の長さに沿う中間点に備えてもよい。第一および第二の取り付けピン２５−１、２５−２は、第一および第二の弾性防振要素２３−１の外面と当接する第一のヘッド２７−１および第二のヘッド（隠れている）を有する。第一および第二の防振装置２０−１、２０−２は、第一および第二の中間管１４−１、１４−２の、両側に配置される。第一および第二の防振装置２０−１、２０−２は、同軸上に配置され、第一および第二の中央穴２４−１は車両２の横軸Ｙと平行な横軸上に配置される。第一および第二の中央穴２４−１の中で、第一および第二の取り付けピン２５−１、２５−２は、横方向に延在する。
【００３４】
図２Ｃおよび図３で示されているとおり、第一および第二の弾性防振要素２３−１、２３−２は、たとえば車両２の動的な加速／減速の結果のシャント（shunt、分岐）負荷による第一および第二の取り付けピン２５−１、２５−２の縦方向（すなわち、車両２の縦軸Ｘに平行）の動きを弾性的に拘束するように構成される。縦方向の動きを拘束することにより、第一および第二の防振装置２０−１、２０−２は、伸びすぎおよび縮みすぎから排気減結合器８を保護する。第一および第二の弾性防振要素２３−１、２３−２は、励振周波数最大１８０ヘルツまでにおいて、６０ニュートン／ミリメートル以下の軸方向動的軸剛性を有し得る。第一および第二の弾性防振要素２３−１、２３−２はまた、第一および第二の取り付けピン２５−１、２５−２の垂直方向（すなわち、車両２の垂直軸Ｚに平行）の動きを拘束または禁止し得る。第一および第二の弾性防振要素２３−１、２３−２は、垂直方向によりも縦方向により高い弾性で中間部６を拘束できる。第一および第二の弾性防振要素２３−１、２３−２は、第一および第二の取り付けピン２５−１、２５−２の横方向（すなわち、車両２の横軸Ｙに平行）の動きを少なくとも実質的に禁止できる。
【００３５】
排気取り付けアセンブリ４は、第一の排気消音装置１８−１を取り付けるための第一の消音装置取り付けアセンブリ２８−１、および第二の排気消音装置１８−２を取り付けるための第二の消音装置取り付けアセンブリ２８−２を含む。図２Ｄで示されているとおり、第一の消音装置取り付けアセンブリ２８−１は、車両本体にしっかり固定された第一のハンガ２９−１に固定された第三の防振装置２０−３を含む。第三の防振装置２０−３は、第三のハウジング２２−３および第三の弾性防振要素２３−３を含む。第三のハウジング２２−３は、硬い金属フレームの中に第三の弾性防振要素２３−３をオーバーモールド加工した形態である。第三の弾性防振要素２３−３は、第三の取り付けピン２５−３の位置決めをする第三の中央穴２４−３を有する。第三の取り付けピン２５−３は、第一の排気消音装置１８−１に固定される。第三の取り付けピン２５−３は、第三の弾性防振要素２３−３の外面と当接する第三のヘッド（隠れている）を有する。図２Ｄおよび図３で示されているとおり、第三の弾性防振要素２３−３は、第三の取り付けピン２５−３の横方向（すなわち、車両２の横軸Ｙに平行）の動きを拘束するように構成される。第三の弾性防振要素２３−３はまた、第三の取り付けピン２５−３の垂直方向（すなわち、車両２の垂直軸Ｚに平行）、及び／又は、縦方向（すなわち、車両２の縦軸Ｘに平行）の動きを拘束または禁止するように構成され得る。第三の弾性防振要素２３−３は、第一のテールパイプ１９−１の位置制御を向上させ得る。周りのバンパ等の外装との調和による第一のテールパイプ１９−１の見栄えが改善され得る。
【００３６】
第二の消音装置取り付けアセンブリ２８−２は、車両本体にしっかり固定された第二のハンガ２９−２に固定された第四の防振装置２０−４を含む。第四の防振装置２０−４は、第四のハウジング（隠れている）および第四の弾性防振要素２３−４を含む。第四のハウジングは、硬い金属フレームの中に第四の弾性防振要素２３−４をオーバーモールド加工した形態である。第四の弾性防振要素２３−４は、第四の取り付けピン２５−４の位置決めをする第四の中央穴（隠れている）を有する。第四の取り付けピン２５−４は、第一の排気消音装置１８−１に固定される。第四の取り付けピン２５−４は、第四の弾性防振要素２３−４の外面と当接する第四のヘッド（隠れている）を有する。車両排気アセンブリ１は、図３に第二の排気消音装置１８−２を明確性のために省いて模式的に示されている。
【００３７】
図３で示されているとおり、第四の弾性防振要素２３−４は、第四の取り付けピン２５−４の横方向（すなわち、車両２の横軸Ｙに平行）の動きを弾性的に拘束するように構成される。第四の弾性防振要素２３−４は、励振周波数最大１８０ヘルツまでにおいて、横方向の動的軸剛性が、６０ニュートン／ミリメートル以下であるように構成される。第四の弾性防振要素２３−４はまた、第四の取り付けピン２５−４を垂直方向（すなわち、車両２の垂直軸Ｚに平行）に支持する。第四の弾性防振要素２３−４は、垂直方向によりも横方向に、より高い弾性で拘束してもよい。第四の弾性防振要素２３−４は、第四の取り付けピン２５−４の縦方向（すなわち、車両２の縦軸Ｘに平行）の動きを少なくとも実質的に禁止できる。第四の弾性防振要素２３−４は、第一のテールパイプ１９−２の位置制御を向上させ得る。周りのバンパ等の外装との調和による第一のテールパイプ１９−２の見栄えが改善され得る。
【００３８】
排気取り付けアセンブリ４は、排気システム３の構造の軽量化を促進させる。この機能を提供する排気取り付けアセンブリ４の機械的特性をここで説明する。上で概略を述べたとおり、排気減結合器８は、インレット部５から中間部６へ振動の伝達を減らすために１８０ミリメートルの長さを有する。排気減結合器８は、例えば２００ミリメートルのように、より長くてもよい。排気減結合器８の軸方向機械的特性は、図４Ａの第一および第二のグラフ１００、１０５に図解される。第一のグラフ１００は、励振振幅０．２ミリメートルにおける動的軸剛性（ニュートン／ミリメートル）対周波数（ヘルツ）を示し、第二のグラフ１０５は、励振振幅０．１ミリメートルおよび０．２ミリメートルにおける動的軸剛性（ニュートン／ミリメートル）対周波数（ヘルツ）を示す。第二のグラフ１０５の第一のプロット１０６は、軸方向励振振幅０．１ミリメートルの場合の動的軸剛性を示し、第二のプロット１０７は、軸方向励振振幅０．２ミリメートルの場合の動的軸剛性を示す。第一および第二のグラフ１００、１０５に破線で示されているとおり、励振周波数最大１６０ヘルツまでにおいて、排気減結合器８の動的軸剛性は、５０ニュートン／ミリメートル未満である。排気減結合器８は、５００ヘルツ以下の励振周波数において、励振振幅を０．１８ミリメートル未満に減らすように構成される。排気減結合器８の横および径方向の機械的特性は、図４Ｂの第三および第四のグラフ１１０、１１５で示されている。第三のグラフ１１０は、励振振幅０．２ミリメートルにおける横方向動的剛性（ニュートン／ミリメートル）対周波数（ヘルツ）を示し、第四のグラフ１１５は、励振振幅０．１ミリメートルおよび０．２ミリメートルにおける径方向動的剛性（ニュートン／ミリメートル）対周波数（ヘルツ）を示す。第四のグラフ１１５の第一のプロット１１６は、径方向励振振幅０．１ミリメートルの場合の径方向動的剛性を示し、第二のプロット１１７は、径方向励振振幅０．２ミリメートルの場合の径方向動的剛性を示す。第三および第四のグラフ１１０、１１５に破線で示されているとおり、励振周波数１８０ヘルツまで、排気減結合器８の動的剛性は、６０ニュートン／ミリメートル未満である。
【００３９】
第一、第二、第三、および第四の弾性防振要素２３−１、２３−２、２３−３、２３−４は、ゴム化合物等のエラストマ材料から作られる。第一、第二、第三、および第四の弾性防振要素２３−１、２３−２、２３−３、２３−４は、同じ、又は異なる機械的特性を有し得る。弾性防振要素２３は、例として図５Ａに示されている。本実施形態に係る弾性防振要素２３は入手可能であり、その品番はＣ２Ｐ１３２１３である。弾性防振要素２３は、ＹＺ−平面に置いて図解され、Ｚ軸の機械的特性を図解する第五のグラフ１２０が図５Ｂに示されている。Ｙ方向については、弾性防振要素２３からハウジング２２へ、負荷が直接伝達される。Ｚ方向については、弾性防振要素２３のせん断負荷は、エアギャップ内を自由に動けるという理由により、防振性能を向上させる。したがって弾性防振要素２３の設置によりＹ方向とＺ方向で異なる機械的特性がもたらされる。弾性防振要素２３は、Ｘ方向の剛性挙動（すなわち面外剛性）を打ち消すように構成される。弾性防振要素は、励振周波数最大１８０ヘルツまでにおいて、６０ニュートン／ミリメートル以下のＺ軸に沿う動的軸剛性を有する。第五のグラフ１２０の第一のプロット１２５は、予備負荷４０Ｎの場合の弾性防振要素の動的軸剛性を示し、第二のプロット１３０は、予備負荷８０Ｎの場合の弾性防振要素の動的軸剛性を示す。第二のプロット１３０は、Ｚ軸に沿った動的軸剛性が、破線で示されているとおり６０ニュートン／ミリメートル未満であることを示す（励振周波数最大１８０ヘルツまで）。少なくともいくつかの実施形態によれば、局部的な接触点剛性は、垂直方向の動的剛性の１０倍以上である必要がある。
【００４０】
図５Ａで示されている弾性防振要素２３は、第一、第二、第三、および第四の弾性防振要素２３−１、２３−２、２３−３、２３−４の代表例である。しかし、弾性防振要素２３の相対的な向きが、用途に応じて変わることは明らかである。防振要素２３−１、２３−２、２３−３の方位は、車両の動的挙動における重心の拘束に影響する。第一および第二の弾性防振要素２３−１、２３−２として装備される場合、弾性防振要素２３は、ＸＺ−平面に配置され、Ｘ軸に沿った動的軸剛性が、６０ニュートン／ミリメートル以下である（励振周波数最大１８０ヘルツまで）。第三および第四の弾性防振要素２３−３、２３−４として装備される場合、弾性防振要素２３は、ＹＺ−平面に配置され、Ｙ軸に沿った動的軸剛性が、６０ニュートン／ミリメートル以下である（励振周波数最大１８０ヘルツまで）。
【００４１】
本願発明の少なくともいくつかの実施形態によれば、車両排気アセンブリ１は、約５０％（１０キログラム−１５キログラム）の重量軽減ができる。さらに、車両排気アセンブリ１は、騒音、振動、粗さ（ＮＶＨ、noise, vibration, harshness）に対処するための振動緩和構造を不要とすることができる。
【００４２】
排気システム３は、ステンレス鋼で作られているように説明された。いくつかの実施形態によれば、インコネル（Ｒ）等、ステンレス鋼以外も排気システム３の製造に使用できる。ステンレス鋼のかわりにチタン又はその他の金属を使用できることは明らかである。
【００４３】
本発明の範囲から逸脱せずに、上記の車両排気アセンブリ１に種々な変更および修正を加えることが可能であることは明らかである。例えば、種々の管の直径は、ここで特定された値から変更可能である。同様に、管を形成するために使われる材料のゲージ厚も、ここで特定された値から変更可能である。さらに、車両排気アセンブリ１の寸法形状が、例えば異なる車両や、異なるパワートレイン構成に適するように変更可能であることは明らかである。
【００４４】
排気システム３は、インレット部５に配置された１つの排気減結合器８を含むように説明されてきた。別の構成によれば、排気システム３は、１つ以上の排気減結合器８を含んでもよい。インレット部５は、インレット管９に直列で配置された１つ以上の排気減結合器８を含んでもよい。代わりに、インレット部５は、複数のインレット管９を含んでもよい。１つ以上の排気減結合器８が、インレット管９それぞれに配置されてもよい。代わりに、又は加えて、中間部６は、１つ以上の排気減結合器８を含み得る。たとえば、第一および第二の中間管１４−１、１４−２はそれぞれ、１つ以上の排気減結合器を含み得る。排気減結合器は、消音装置１３ならびに第一および第二の中間管１４−１、１４−２の間、及び／又は、第一および第二の中間管１４−１、１４−２ならびに第一および第二の排気消音装置１８−１、１８−２の間に配置可能である。代わりに、又は加えて、アウトレット部７は、１つ以上の排気減結合器を含み得る。
【図１】
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【図２Ａ−２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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