(57)【要約】【課題】衝突時に車両内に居る乗員の安全性向上を達成可能な、車両の排ガス装置を支持する支持ユニットを提供する。【解決手段】車両の排ガス装置を支持する支持ユニットであって、第１の結合要素２６と、第２の結合要素２８と、第１の結合要素を第２の結合要素に連結する連結部材３０とを備え、連結部材に対応配置されて、第１の結合要素に第１の連結部材貫通開口３８が、第２の結合要素に第２の連結部材貫通開口４０が、それぞれ設けられており、連結部材は、第１の連結部材貫通開口と第２の連結部材貫通開口とを貫通し、少なくとも第１の結合要素において、第１の連結部材貫通開口の第１の長さ領域Ｌ１に連結部材クランプ領域４２が、第１の連結部材貫通開口の第２の長さ領域Ｌ２に連結部材クランプ解放領域４４が、それぞれ設けられており、連結部材クランプ領域は、連結部材クランプ解放領域より大きな厚さを有するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の排ガス装置を支持する支持ユニットであって、
第１の結合要素（２６）と、
第２の結合要素（２８）と、
前記第１の結合要素（２６）を前記第２の結合要素（２８）に連結する少なくとも１つの連結部材（３０）と、
を備え、前記少なくとも１つの連結部材（３０）に対応配置されて、前記第１の結合要素（２６）に第１の連結部材貫通開口（３８）が、前記第２の結合要素（２８）に第２の連結部材貫通開口（４０）が、それぞれ設けられており、前記少なくとも１つの連結部材（３０）は、当該連結部材（３０）に対応配置される前記第１の連結部材貫通開口（３８）と前記第２の連結部材貫通開口（４０）とを貫通し、少なくとも前記第１の結合要素（２６）において、少なくとも１つの第１の連結部材貫通開口（３８）の第１の長さ領域（Ｌ１）に連結部材クランプ領域（４２）が、当該第１の連結部材貫通開口（３８）の第２の長さ領域（Ｌ２）に連結部材クランプ解放領域（４４）が、それぞれ設けられており、前記連結部材クランプ領域（４２）は、前記連結部材クランプ解放領域（４４）より大きな厚さを有することを特徴とする支持ユニット。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第１の連結部材貫通開口（３８）は、長穴であり、前記第１の長さ領域（Ｌ１）及び前記第２の長さ領域（Ｌ２）は、前記長穴の長手方向で連続する、請求項１記載の支持ユニット。
【請求項３】
前記第１の結合要素（２６）は、前記連結部材クランプ領域（４２）において前記連結部材クランプ解放領域（４４）におけるより大きな材料厚さを有して形成されている、請求項１又は２記載の支持ユニット。
【請求項４】
前記第１の結合要素（２６）は、前記連結部材クランプ領域（４２）を提供すべく少なくとも１回折り返されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の支持ユニット。
【請求項５】
前記第１の結合要素（２６）に、折り返しにより第１の連結部材貫通開口（３８）の横に位置決めされる少なくとも１つの折り返し区分（５０，５２，５４）が、前記連結部材クランプ領域（４２）を提供すべく設けられている、請求項４記載の支持ユニット。
【請求項６】
前記第１の結合要素（２６）に複数の第１の連結部材貫通開口（３８）が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の支持ユニット。
【請求項７】
前記複数の第１の連結部材貫通開口（３８）は、前記連結部材クランプ領域（４２）から前記連結部材クランプ解放領域（４４）への連結部材移動方向（Ｂ）に関して隣り合うように配置されている、請求項６記載の支持ユニット。
【請求項８】
少なくとも２つの第１の連結部材貫通開口（３８）間に１つの折り返し区分（５２）が位置決めされている、請求項５及び請求項７記載の支持ユニット。
【請求項９】
少なくとも前記第１の結合要素（２６）は、金属薄板部材として提供されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の支持ユニット。
【請求項１０】
内燃機関（１４）を有する駆動ユニット（１２）と、前記内燃機関（１４）の燃焼排ガスを導出する排ガス装置（１８）とを備え、さらに、請求項１から９までのいずれか１項記載の少なくとも１つの支持ユニット（２０）を備える、車両用の駆動システム。
【請求項１１】
少なくとも１つの支持ユニット（２０）は、前記排ガス装置（１８）を前記内燃機関（１４）に対して支持するように配置されている、又は／かつ前記駆動ユニット（１２）は、ギヤボックス（１６）を有し、少なくとも１つの支持ユニット（２０）は、前記排ガス装置（１８）を前記ギヤボックス（１６）に対して支持するように配置されている、又は／かつ少なくとも１つの支持ユニット（２０）は、前記排ガス装置（１８）の第１の領域を前記排ガス装置（１８）の第２の領域に対して支持するように配置されている、請求項１０記載の駆動システム。
【請求項１２】
少なくとも１つの支持ユニット（２０）において、前記連結部材クランプ領域（４２）から前記連結部材クランプ解放領域（４４）への連結部材移動方向（Ｂ）は、前記駆動システム（１０）を有する車両の車両長手方向に実質的に相当する、請求項１０又は１１記載の駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の排ガス装置を車両、特に車両の駆動ユニットに対して支持あるいは担持可能な支持ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、車両の駆動システム１０の原理図である。駆動システム１０は、内燃機関１４と、内燃機関１４に連結されるギヤボックス１６とを有する駆動ユニット１２を有している。内燃機関１４の燃焼運転中に生成される燃焼排ガスは、全般に符号１８を付した排ガス装置により内燃機関１４から導出される。排ガス装置１８は、例えば内燃機関１４に接続される排ガスマニホールドを有している、あるいは排ガスマニホールドを介して内燃機関１４に接続されていることができる。
【０００３】
特にフロントエンジン型の車両の場合、駆動ユニット１２は、排ガス装置１８あるいはその一部とともに走行方向で見て、車両内室をエンジンルームから隔離する端壁２４の前に配置されている。その際、排ガス装置１８は、前側の車両領域で複数の支持ユニット２０により駆動ユニット１２、ひいては残りの車両に対して支持、すなわち駆動ユニット１２あるいは車両に担持されている。また、排ガス装置１８自体の様々な領域も、単数又は複数のこの種の支持ユニット２０により互いに対して支持されていることができ、これにより、排ガス装置１８自体の補強あるいは安定性向上を達成することができる。その際、排ガス装置１８は、例えば、一部において湾曲して延びる複数の排ガス管あるいは触媒領域又は／及びサイレンサ領域等を有していることができる。
【０００４】
車両、特に車両のフロント領域に向かう矢印Ｐ１方向での障害物２２の衝突時、障害物２２は、駆動ユニット１２に負荷を加え、駆動ユニット１２を端壁２４に向かう方向に移動させる。排ガス装置１８が駆動ユニット１２に支持ユニット２０を介して実質的に剛結されていることに基づいて、排ガス装置１８、特に排ガス装置１８の、エンジンルーム内に配置されている領域も、矢印Ｐ２方向で端壁２４に向かって移動する。一般に使用される支持ユニット２０は、鋼薄板材料から構成されているため、駆動ユニット１２により端壁２４に向かう方向で連行される排ガス装置１８が、端壁２４に陥没あるいは端壁２４を貫通し、これにより、かなりの損害及び損傷を車両内室内に引き起こす恐れが、本質的に存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、衝突時に車両内に居る乗員の安全性向上を達成可能な、車両の排ガス装置を支持する支持ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明により上記課題は、車両の排ガス装置を支持する支持ユニットであって、第１の結合要素と、第２の結合要素と、第１の結合要素を第２の結合要素に連結する少なくとも１つの連結部材と、を備え、少なくとも１つの連結部材に対応配置されて、第１の結合要素に第１の連結部材貫通開口が、第２の結合要素に第２の連結部材貫通開口が、それぞれ設けられており、少なくとも１つの連結部材は、当該連結部材に対応配置される第１の連結部材貫通開口と第２の連結部材貫通開口とを貫通し、少なくとも第１の結合要素において、少なくとも１つの第１の連結部材貫通開口の第１の長さ領域に連結部材クランプ領域が、当該第１の連結部材貫通開口の第２の長さ領域に連結部材クランプ解放領域が、それぞれ設けられており、連結部材クランプ領域は、連結部材クランプ解放領域より大きな厚さを有する支持ユニットにより解決される。
【０００７】
本発明により構成される支持ユニットにおいて、少なくとも１つの連結部材の、連結部材を収容する少なくとも１つの連結部材貫通開口内での可動性に基づいて、両結合要素は、互いに対して相対移動する可能性を有している。これにより、力が作用したとき、例えば障害物に衝突して力が作用したとき、単数又は複数のこの種の支持ユニットにより担持される排ガス装置は、例えば車両の駆動ユニットから連結解除可能であり、その結果、排ガス装置が車両内室の領域内に進入する恐れは軽減される。
【０００８】
両結合要素の相対的な可動範囲を可及的大きく構成することができるように、少なくとも１つの第１の連結部材貫通開口が、長穴であり、第１の長さ領域及び第２の長さ領域が、長穴の長手方向で連続することを提案する。
【０００９】
連結部材クランプ領域と連結部材クランプ解放領域との間の厚さ変化は、第１の結合要素が、連結部材クランプ領域において連結部材クランプ解放領域におけるより大きな材料厚さを有して形成されていることにより簡単に実現可能である。
【００１０】
材料厚さ変化は、第１の結合要素が、連結部材クランプ領域を提供すべく少なくとも１回折り返されていることにより特に簡単に達成可能である。
【００１１】
折り返しにより材料厚さ変化を提供する際に、厚さの厚い領域から薄い領域への移行部を少なくとも１つの連結部材貫通開口の横に提供することができるように、第１の結合要素に、折り返しにより第１の連結部材貫通開口の横に位置決めされる少なくとも１つの折り返し区分が、連結部材クランプ領域を提供すべく設けられていることを提案する。
【００１２】
より大きな負荷にも好適な両結合要素間の連結強さは、第１の結合要素に複数の第１の連結部材貫通開口が設けられており、好ましくは、複数の第１の連結部材貫通開口が、連結部材クランプ領域から連結部材クランプ解放領域への連結部材移動方向に関して隣り合うように配置されていることにより保証可能である。この場合、特に、少なくとも２つの第１の連結部材貫通開口間に１つの折り返し区分が位置決め可能である。
【００１３】
本発明に係る支持ユニットは、少なくとも第１の結合要素が、金属薄板部材として提供されていることにより特に簡単かつ安価に製造可能である。
【００１４】
さらに本発明は、内燃機関を有する駆動ユニットと、内燃機関の燃焼排ガスを導出する排ガス装置とを備え、さらに、本発明により構成される少なくとも１つの支持ユニットを備える、車両用の駆動システムに関する。
【００１５】
この場合、単数又は複数の支持ユニットを可及的多様に使用することができるように、少なくとも１つの支持ユニットが、排ガス装置を内燃機関に対して支持するように配置されている、又は／かつ駆動ユニットが、ギヤボックスを有し、少なくとも１つの支持ユニットが、排ガス装置をギヤボックスに対して支持するように配置されている、又は／かつ少なくとも１つの支持ユニットが、排ガス装置の第１の領域を排ガス装置の第２の領域に対して支持するように配置されていることを提案する。
【００１６】
さらに、障害物への車両の衝突時の力の作用方向は、しばしば、車両長手方向に実質的に方向付けられているので、少なくとも１つの支持ユニットにおいて、連結部材クランプ領域から連結部材クランプ解放領域への連結部材移動方向が、駆動システムを有する車両の車両長手方向に実質的に相当することを提案する。こうして、本発明により構成される支持ユニットにおいて提供される可動範囲は、極めて効率的に利用可能である。
【００１７】
以下に本発明について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両の駆動システムの原理図である。
【図２】図１に示した駆動システムの排ガス装置用の支持ユニットの断面図である。
【図３】図２の支持ユニットの第１の結合要素のブランクの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図２及び図３を参照しながら、排ガス装置を車両の駆動ユニットに対して支持可能な本発明に係る支持ユニットの構造について詳細に説明する。この種の支持ユニットが使用可能な車両あるいは駆動システムの構造については、先に図１を参照しながら詳細に説明したため、本発明に係る支持ユニットが組み込み可能なシステム全体については、図１に対して加えたシステムに関する説明を参照されたい。
【００２０】
図２は、本発明に係る支持ユニット２０を示している。支持ユニット２０は、主要なシステム構成要素として第１の結合要素２６及び第２の結合要素２８を有している。両結合要素２６，２８は、本実施の形態ではボルト頭部３４を有するボルト３２及びこれに螺合されるナット３６、例えばケージナットとして構成される連結部材３０により互いに結合されている。第１の結合要素２６には、長穴として形成される第１の連結部材貫通開口３８が形成されている。第２の結合要素２８には、第２の連結部材貫通開口４０が形成されている。
【００２１】
第１の結合要素２６には、連結部材クランプ領域４２が形成されており、連結部材クランプ領域４２において第１の結合要素２６は、連結部材クランプ領域４２に続く連結部材クランプ解放領域４４におけるより大きな厚さを有している。以下にさらに説明するように、厚い連結部材クランプ領域４２は、第１の結合要素２６のための図３に示すブランク４６を折り線Ｆにて折り畳むことで提供可能である。長穴として形成される第１の連結部材貫通開口３８は、第１の長さ領域Ｌ１でもって連結部材クランプ領域４２内を延在し、第２の長さ領域Ｌ２でもって連結部材クランプ解放領域４４内を延在している。
【００２２】
図２に示す連結状態において、連結部材３０は、第２の結合要素２８に設けられた第２の連結部材貫通開口４０を実質的にクリアランスなしに貫通するとともに、第１の結合要素２６に設けられた第１の連結部材貫通開口３８を第１の結合要素２６の連結部材クランプ領域４２において貫通する。ナット３６を締めることで、両結合要素２６，２８は、互いに固く圧接される。結合要素２６，２８が互いに当接する領域に形成される摩擦力結合（Ｒｅｉｂｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｓｓ：摩擦力による束縛）と、ナット３６が第１の結合要素２６に当接する領域に形成される摩擦力結合とに基づいて、両結合要素２６，２８は、原則として互いに固く結合されている。この状態で例えば排ガス装置１８を駆動ユニット１２に対して固く保持することができるように、例えば第１の結合要素２６は、ねじ止め、締め付け又は素材結合（Ｍａｔｅｒｉａｌｓｃｈｌｕｓｓ：分子間力等の化学結合による束縛）、例えば溶接により排ガス装置１８に固定可能である。第２の結合要素２８は、相応に例えばギヤボックス１６又は内燃機関１４に固定可能である。支持ユニット２０が排ガス装置１８自体の安定化に使用される場合、両結合要素２６，２８は、それぞれ、排ガス装置１８の異なる領域に固定され得る。この場合、図１に示すように、例えば結合要素２６，２８の少なくとも一方が、別の支持ユニット２０の一方の結合要素に係合することも可能である。
【００２３】
こうして構成された駆動システム１０が障害物２２に衝突し、その際に質量慣性に基づいて力が駆動ユニット１２と排ガス装置１８との間で発生すると、先に言及した摩擦力結合を克服して、両結合要素２６，２８は、互いに対して相対移動可能であり、このとき、当初、連結部材３０は、第１の連結部材貫通開口３８の、連結部材クランプ領域４２内に位置する第１の長さ領域Ｌ１内を延在している。連結部材３０が連結部材クランプ解放領域４４に到達すると、連結部材３０により形成されるクランプ力は、完全に解消され、両結合要素２６，２８は、実質的に力を要さず互いに対してさらに相対移動可能である。これにより排ガス装置１８は、連結部材クランプ領域４２から連結部材クランプ解放領域４４への移動方向Ｂで見て、第１の連結部材貫通開口３８の長手延在長さに相当する範囲内で、駆動ユニット１２に対して移動可能である。排ガス装置が排ガスマニホールドを介して内燃機関１４に直接結合されている領域でのみ、連結は残されている。しかし、排ガスマニホールドの湾曲した構成に基づいて、排ガスマニホールドは、比較的容易に変形可能である。
【００２４】
駆動ユニット１２が端壁２４に向かって移動するとき、これにより、駆動ユニット１２からの排ガス装置１８の連結解除に基づいて、排ガス装置１８が車両内室２４内に進入することは、回避可能である。この進入の回避には、排ガス装置１８自体を支持し、これにより排ガス装置１８を補強している単数又は複数の支持ユニット２０が同様に連結解除され、その結果、排ガス装置１８自体の安定性がやはり減少し、端壁２４への排ガス装置１８の衝突時、排ガス装置１８自体が変形することによって、エネルギの大きな部分が導出されることも、貢献する。
【００２５】
主として予想され得る力導入方向において、駆動ユニット１２に対する排ガス装置１８の最大の移動行程が達成されるように、第１の連結部材貫通開口３８が駆動システム１０内で方向付けられていると、有利である。特に、第１の連結部材貫通開口３８の、実質的に移動方向Ｂに相当する長手延在方向が車両長手方向に方向付けられているように、一支持ユニット２０あるいは各支持ユニット２０が車両内で方向付けられると、有利である。
【００２６】
図３には、第１の結合要素２６のための例えば金属薄板構成部材として形成されるブランク４６において、２つの第１の連結部材貫通開口３８が移動方向Ｂに関して互いに並んで位置するように設けられていることが、看取可能である。ブランク４６の一方の端部領域４８には、移動方向Ｂに関してそれぞれ第１の連結部材貫通開口３８の側方に、折り返し区分５０，５２，５４が形成されている。折り線Ｆでブランク４６を折り返すとき、折り返し区分５０，５２，５４は、それぞれ第１の連結部材貫通開口３８の横あるいは第１の連結部材貫通開口３８の間に位置決めされているように位置決めされる。折り返し区分５０，５２，５４は、第１の連結部材貫通開口３８より短いので、連結部材クランプ領域４２を提供すべく、折り返し区分５０，５２，５４が移動方向Ｂで第１の連結部材貫通開口３８の一部部分領域のみを覆い、これにより、この部分領域にのみ第１の結合要素２６の厚さの厚い部分が形成されるようになった、図２に看取可能な構成が得られる。連結部材クランプ解放領域４４と比較してさらに大きな厚さ変化を形成することができるように、折り返し区分５０，５２，５４は、複数回折り返されてもよい。
【００２７】
第２の端部領域５６においてブランク４６は、互いに連結すべきシステム領域の１つ、つまり例えば排ガス装置１８又は内燃機関１４又はギヤボックス１６に結合可能であるように成形あるいは構成可能である。
【００２８】
支持ユニット２０の前述の構造により、排ガス装置１８を駆動ユニット１２に結合あるいは排ガス装置１８自体を安定化するとともに、それにもかかわらず、障害物２２への衝突時に駆動ユニット１２との強制連結により引き起こされる車両内室内への排ガス装置１８の進入を回避すべく、動きの連結解除を提供することが、簡単に、それにもかかわらず高い信頼性をもって可能となる。
【００２９】
既に説明したように、結合要素は、鋼材料、例えば鋼薄板材料から構成されていてもよい。アルミニウムも構造材料として使用可能である。この場合、連結部材クランプ領域４２から連結部材クランプ解放領域４４への移行部を提供する厚さ変化を有する第１の結合要素２６は、中実の構成部材として例えば鋳造法にて製造可能である。
【００３０】
結合要素２６，２８を腐食あるいは熱負荷からも保護するために、結合要素２６，２８は、基本的にコーティングされていない構成に対して択一的に、コーティングにより被覆されていてもよい。もちろん、結合要素２６，２８は、１つの部分から一体成形されていても、複数の部分から構成されていてもよい。本発明に係る支持ユニット２０の構造要素を過度の温度負荷から保護するために、構造要素同士の境界領域に、例えば熱絶縁性の要素５６、例えばマイカシート、熱絶縁性の材料又は繊維複合材料からなるマット又はプレートが設けられていてもよい。この種の材料による複数ある構造要素の個々の又は複数の構造要素の被覆も、可能である。改善された腐食防止を提供するために、本発明に係る支持ユニット２０の複数ある構造要素の個々の又は複数の構造要素は、例えばテフロン又はプラスチック材料によりコーティングされていてもよい。表面処理、例えばプラズマ処理、陽極酸化処理、電気めっき処理も、可能である。原則、構造要素は、防食性の合金により被覆されてもよい。防食性の層、例えばマイカ材料又はゴム材料からなる層の介装も、可能である。
【００３１】
最後に付言しておくと、図面に示した前述の支持ユニットにおいて種々異なる変化形態が実現可能である。例えば両結合要素を連結するために２つより多い又は少ない連結部材が使用されてもよい。また結合要素の両方が前述の第１の結合要素のように構成されていてもよい。そして連結状態において、両連結部材クランプ領域が互いにオーバラップするように位置決めされる。この種の構成の主な利点は、第２の連結部材貫通開口も長穴として構成されていることができ、これにより、駆動ユニットに対する排ガス装置のさらに大きな移動行程、ひいては衝突時のより良好な連結解除が保証されることにある。
【符号の説明】
【００３２】
１０  駆動システム、  １２  駆動ユニット、  １４  内燃機関、  １６  ギヤボックス、  １８  排ガス装置、  ２０  支持ユニット、  ２２  障害物、  ２４  端壁、  ２６  第１の結合要素、  ２８  第２の結合要素、  ３０  連結部材、  ３２  ボルト、  ３４  ボルト頭部、  ３６  ナット、  ３８  第１の連結部材貫通開口、  ４０  第２の連結部材貫通開口、  ４２  連結部材クランプ領域、  ４４  連結部材クランプ解放領域、  ４６  ブランク、  ４８  第１の端部領域、  ５０，５２，５４  折り返し区分、  ５６  第２の端部領域、  ５６  熱絶縁性の要素、  Ｂ  移動方向、  Ｆ  折り線、  Ｌ１  第１の長さ領域、  Ｌ２  第２の長さ領域、  Ｐ１，Ｐ２  方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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