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発明の名称 パワーユニットの支持構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−90965(P2007−90965A)
公開日 平成19年4月12日(2007.4.12)
出願番号 特願2005−280534(P2005−280534)
出願日 平成17年9月27日(2005.9.27)
代理人 【識別番号】100076233
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 進
発明者 大野 隆宗 / 池田 和生 / 根本 顕弘 / 副島 雄治
要約 課題
車両の通常運転時においては充分な剛性でパワーユニットを支持すると共に、車両の前面衝突時においてはサイドフレームの変形を阻害することがないパワーユニットの支持構造を提供する。

解決手段
サイドフレーム1とサブフレーム2との間に連結されるサイドエンジンマウント10により、パワーユニット3を支持する。サイドエンジンマウント10のマウントブラケット11は、マウントブラケット11に形成された貫通孔21に挿通されるボルト31を介してサイドフレーム1に連結される。貫通孔21の車両前方側に、サイドフレーム1とマウントブラケット11との連結を所定以上の荷重において解離するための、解離促進部である切欠部21aを形成する。
特許請求の範囲
【請求項1】
車体の前後方向へ延在する一対のサイドフレームと、該サイドフレームの下方に配設されると共に該サイドフレームに連結されるサブフレームと、該サブフレームにマウント部材を介して支持されるパワーユニットとを備えるパワーユニットの支持構造において、
上記マウント部材を上記サイドフレームと上記サブフレームとの双方に連結し、
上記マウント部材に、車体前後方向からの衝撃により上記サイドフレームが変形する際に変形することによって上記サイドフレームとの連結を解離する解離促進部が形成されていることを特徴とするパワーユニットの支持構造。
【請求項2】
前記マウント部材と前記サイドフレームとは軸体を介して連結され、
前記解離促進部は、前記軸体が挿通される前記マウント部材に形成された貫通孔の車体前方側において形成されることを特徴とする請求項1に記載のパワーユニットの支持構造。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のサイドフレームとサブフレームとの双方にマウント部材を介してパワーユニットを支持させたパワーユニットの支持構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、エンジン、トランスミッション、モータ等のパワーユニットを車体に対して支持する方式として、例えば特開2000−108688号公報に開示されているように、パワーユニットを車体前後方向に沿って延在する左右のサイドフレーム間に架設されたサスペンションクロスメンバ(サブフレームに相当する)に、エンジンマウントを介して支持する方式が知られている。
【0003】
パワーユニットをサイドフレーム間に架設されたサブフレームに、エンジンマウントを介して支持する方式においては、パワーユニットの支持剛性を高めるために、サイドフレームとサブフレームとの取付剛性を高めなければならない。このため、サイドフレームとサブフレームの双方にエンジンマウントを連結させる技術が知られている。
【特許文献1】特開2000−108688号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、剛体であるパワーユニットがエンジンマウントを介してサイドフレームに支持される場合、車両の前面衝突時においてパワーユニットに車両後方への衝撃荷重が加わると、その荷重がエンジンマウントを介してサイドフレームに伝わるため、サイドフレームがエンジンマウントとの連結部において変形してしまう。すなわち、車両の前面衝突時において車両前方から徐々に圧潰することにより衝撃を吸収するサイドフレームの変形を阻害してしまう虞がある。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両の通常運転時においては充分な剛性でパワーユニットを支持すると共に、車両の前面衝突時においてはサイドフレームの変形を阻害することがないパワーユニットの支持構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、車体の前後方向へ延在する一対のサイドフレームと、該サイドフレームの下方に配設されると共に該サイドフレームに連結されるサブフレームと、該サブフレームにマウント部材を介して支持されるパワーユニットとを備えるパワーユニットの支持構造において、上記マウント部材を上記サイドフレームと上記サブフレームとの双方に連結し、上記マウント部材に、車体前後方向からの衝撃により上記サイドフレームが変形する際に変形することによって上記サイドフレームとの連結を解離する解離促進部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0007】
本発明のパワーユニットの支持構造によれば、車両の前面衝突時においてはサイドフレームの変形を阻害することがなく、車両の通常運転時においては充分な剛性でパワーユニットを支持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は本実施形態のパワーユニットの支持構造を示す概略平面図、図2は車体前部の概略側面図である。
【0009】
図1及び図2に示すように、車両前部に設けられたエンジンルーム100において、車幅方向左右両側において車両前後方向に延在するサイドフレーム1が配設されている。また、左右両サイドフレーム1の下方に枠状に形成されたサブフレーム2が配設されている。サブフレーム2は、その四隅の結合部4において、サイドフレーム1の下辺に結合され支持されている。
【0010】
一方、エンジンルーム100の内部において、左右両側のサイドフレーム1間の略中央でありサブフレーム2の上方に、パワーユニット3が配設されている。パワーユニット3は、エンジン3aと、エンジン3aの車両後方側に接続されて車両後方に延在するトランスミッション3bとにより構成されている。パワーユニット3は、トランスミッション3bの基部において左右に結合される一対のマウント部材であるサイドエンジンマウント10と、エンジン3aの車両前方側に結合されるフロントエンジンマウント20とによって、3点において支持されている。
【0011】
サイドエンジンマウント10は、サイドフレーム1とその下方に位置するサブフレーム2との双方に連結されており、ゴム製のブッシュ等の弾性体を介してパワーユニット3を支持している。また、フロントエンジンマウント20は、サブフレーム2の車両前端部に結合されており、ゴム製のブッシュ等の弾性体を介してパワーユニット3を支持している。なお、パワーユニット3は、エンジン3aとトランスミッション3bとによる構成に限らず、エンジン3aを電動機に置き換えた構成や、エンジン3aをエンジンと電動機とを組み合わせたものに置き換えた構成としてもよい。また、トランスミッション3bはパワーユニット3には含まれない構成としてもよい。
【0012】
以下に、本実施形態に係るマウント部材であるサイドエンジンマウント10について図面を参照して詳細に説明する。図3は図1におけるIII−III断面図であり、図4はサイドエンジンマウント10の斜視図である。
【0013】
サイドエンジンマウント10は、マウントブラケット11、サブフレーム側ブラケット12及びマウント13を具備している。サブフレーム側ブラケット12は、略矩形状の鋼板に曲げ加工を施すことにより断面略ハット型形状に形成した板金部材である。サブフレーム側ブラケット12は、略矩形状の上面部12aの対向する2辺から、上面部12aに略直交して同方向に延出する側面部12cを有する断面略コ字形状部と、該コ字形状部の開口縁から側面部12cに略直交して互いに逆方向に延出するサブフレーム取付部である一対のフランジ部12bを有する。サブフレーム側ブラケット12は、上面部12aを車両上方に向けて、フランジ部12bに形成された貫通孔12dを介して、サブフレーム2の上面にボルトにより連結される。
【0014】
マウントブラケット11は、鋼板に曲げ加工を施すことにより断面略Z状に形成した板金部材である。マウントブラケット11は、略矩形状の側面部11cの対向する2辺から、側面部11cに略直交して互いに逆方向に延出するサイドフレーム取付部11bとマウント取付部11aを有する。マウントブラケット11は、マウント取付部11aを車両下側にして、側面部11cの表面が車両前後方向と略平行となるように、サブフレーム側ブラケット12の上面部12a上に配設される。マウントブラケット11は、マウント取付部11aの下面部をフレーム側ブラケット12の上面部12aと接して、フレーム側ブラケット12に結合される。マウントブラケット11とフレーム側ブラケット12とは、ボルト締結もしくは溶接により結合される。また、マウントブラケット11は、サイドフレーム取付部11bに形成された貫通孔21を介して、サイドフレーム取付部11bの上面部がサイドフレーム1の下面部に接して、軸体であるボルト31によりサイドフレーム1に連結される。サイドフレーム1とマウントブラケット11との連結は、ボルト31に限らず、リベット等のピン結合によって行われてもよい。
【0015】
マウント13は、ゴム状弾性材製の弾性体13cと、弾性体13cを介して接続された一方の取付部13aと他方の取付部13bとを具備して構成される。取付部13a及び13bには、それぞれ取付用ボルトが設けられている。マウント13は、取付部13bを車両下側として、マウントブラケット11のマウント取付部11aの上面に取付用ボルトにより固定される。なお、マウント13は、内部に粘性流体が封入される液体封入式マウントでもよい。
【0016】
上記の構成を有するサイドエンジンマウント10のマウント13の取付部13aの上面において、パワーユニット3に結合されたマウントアーム14を介して、パワーユニット3が支持される。すなわち、サイドフレーム1とサブフレーム2との双方に連結されたマウント部材であるサイドエンジンマウント10によりパワーユニット3が支持されている。
【0017】
本実施形態においては、マウントブラケット11は、貫通孔21に挿通されるボルト31により、車体骨格であるサイドフレーム1に連結される。このため、車体に対してマウント13を位置精度良く取り付けることが可能となり、サブフレーム上のみにおいてパワーユニットを支持する方式に対し、通常運転時における車体に対するエンジン3の取付位置精度を向上させることが可能となる。
【0018】
ここで、マウントブラケット11の図4におけるV方向矢視図を図5に示す。マウントブラケット11のサイドフレーム取付部11bには、軸体であるボルト31を挿通するための貫通孔21が形成されている。また、貫通孔21の、マウントブラケット11がサイドフレーム1に連結された状態における車両前方側に、貫通孔21の孔径よりも小さい幅を有する解離促進部である切欠部21aが形成されている。切欠部21aは貫通孔21に挿通されるボルト31のネジ部外径よりも小さい幅を有し、車両前方に延びるスリット孔であり、マウントブラケット11の外縁まで達している。すなわち、貫通孔21は、切欠部21aによって車両前方端に開口を有する。
【0019】
上記の構成を有する、本発明に係るマウント部材であるサイドエンジンマウント10を備えたパワーユニットの支持構造の、車両の前面衝突時における作用を以下に説明する。
【0020】
走行中の車両が被衝突物に前面衝突すると、車両の前面から車体内に衝撃荷重が入力される。この衝撃荷重が、サイドフレーム1の車両前方側先端に入力されると、サイドフレーム1の先端部分が、車両前方から車両後方へと順に圧潰していく。
【0021】
サイドフレーム1の圧潰領域がパワーユニット3の車両前方側先端部にまで達すると、パワーユニット3に対して、車両後方への荷重が入力される。さらに、サイドフレーム1の圧潰領域が車両後方へ進行すると、ほぼ剛体であるパワーユニット3は、車両後方への荷重の入力により、圧潰することなくサイドフレーム1に対して相対的に後方へと移動し始める。
【0022】
パワーユニット3がサイドフレーム1に対して相対的に車両後方へ移動することにより、パワーユニット3を支持するサイドエンジンマウント10に対し、車両後方への過大な荷重が加えられる。サイドエンジンマウント10に車両後方への過大な荷重が入力されると、サイドフレーム1とマウントブラケット11とを連結するための、ボルト31が挿通された貫通孔21の車両前方側に形成された解離促進部である切欠部21aが、拡開するように変形する。この切欠部21aの変形により、ボルト31が貫通孔21から抜けるように外れるため、サイドエンジンマウント10とサイドフレーム1との連結が解離される。より詳細には、サイドエンジンマウント10に対し加えられる荷重が、ボルト31とサイドフレーム1とマウントブラケット11との間における摩擦力を超えると、サイドフレーム1に対して、マウントブラケット11が車両後方へと移動する。マウントブラケット11がサイドフレーム1に対して車両後方に移動すると、貫通孔21の車両前方に形成された切欠部21aは、ボルト31が存在することにより、切欠幅が車両左右方向に押し広げられるように変形する。このため、マウントブラケット11の、サイドフレーム1に対するボルト31による締結による連結が、解離されるのである。
【0023】
パワーユニット3を支持するサイドエンジンマウント10と、サイドフレーム1との連結が解離されることにより、サイドフレーム1とパワーユニット3との相対的な移動が許容される。
【0024】
なお、本実施形態において、どの程度のパワーユニット3に対する荷重が、サイドフレーム1とマウントブラケット11との連結を解離させるかは、ボルト31とサイドフレーム1とマウントブラケット11との間における摩擦力やマウントブラケット11の形状及び材料の材質等から算出することが可能である。したがって、サイドフレーム1とマウントブラケット11との連結は、車両の通常走行時においてパワーユニット3に対して入力される荷重によっては解離されないだけの強度を有して行われることは言うまでもない。
【0025】
本発明に係るマウント部材であるサイドエンジンマウント10を備えたパワーユニットの支持構造によれば、以下のような効果を有する。車両の通常運転時において、サイドエンジンマウント10は、サイドフレーム1とサブフレーム2との双方に連結されて、パワーユニット3を支持するため、サブフレーム2上のみにおいてエンジンを支持する方式に対し、より高剛性にパワーユニット3を支持することが可能となる。このため、パワーユニットの支持構造による、車両の通常運転時におけるパワーユニット3に対する制振性能が向上する。
【0026】
また、車両の前面衝突時においては、サイドエンジンマウント10とサイドフレーム1との連結が解離されるため、パワーユニット3は、サイドフレーム1に対して無理な荷重を及ぼすことなく相対的に車両後方へ移動する。このため、パワーユニット3の移動によって、サイドフレーム1の変形が阻害されることがない。また、パワーユニット3は、サイドフレーム1に対して相対的に後方へ移動するため、サイドフレーム1が衝撃を吸収するために圧潰する領域として、通常運転時においてはパワーユニット3の前端よりも後方である領域を使用することが可能となる。よって、衝撃荷重に応じてサイドフレーム1を所望の形状に圧潰させることが可能となり、車両の前面衝突時における良好な衝撃吸収性能を実現することが可能となる。
【0027】
なお、本実施形態においては、サイドフレーム1とサイドエンジンマウント10とのボルト31による連結を、前面衝突による後方への過大な荷重によって解離させるために、解離促進部としての切欠部21aをマウントブラケット11に形成しているが、これは別の構成によっても実現できる。解離促進部の異なる構成を変形例として図6に示す。例えば、図6(a)に示すマウントブラケット111のように、貫通孔21の車両前方側において、解離促進部である薄肉部21bを形成してもよい。この構成においては、車両の前面衝突時におけるパワーユニット3の後方への移動により、マウントブラケット111の薄肉部21bが破断することによって、マウントブラケット111とサイドフレーム1との連結が解離される。
【0028】
また例えば、図6(b)に示すマウントブラケット112のように、サイドフレーム1とマウントブラケット112とを結合するためのボルト31aを挿通する貫通孔121を、車両前後方向に並べて複数形成する場合、全ての貫通孔において切欠部をマウントブラケット112の外縁にまで連通させて形成することは不可能であるが、次のような構成の解離促進部を形成すればよい。貫通孔121の車両前方側において、ボルト31aの頭部の外径よりも大きい径を有する第2の貫通孔121bを形成する。また、この第2の貫通孔121bと貫通孔121とは、長孔状のスリット121aにより連通される。この構成によれば、車両の前面衝突時におけるパワーユニット3の後方への移動により、マウントブラケット112の解離促進部であるスリット121aが拡開するように変形し、ボルト31aが第2の貫通孔121bまで相対的に移動する。第2の貫通孔121bはボルト31aの頭部の外径よりも大きな径を有するため、マウントブラケット112とサイドフレーム1との連結が解離される。
【0029】
また、図6(c)に示すマウントブラケット113のように、サイドフレーム取付部113bとマウント取付部113aとの間に、解離促進部であるスリット123を形成することにより脆弱な部位を形成してもよい。この構成においては、車両の前面衝突時におけるパワーユニット3の後方への移動により、マウントブラケット113がスリット123により形成された脆弱部において破断する。このため、マウントブラケット113のマウント取付部113a上においてマウント13を介して支持されるパワーユニット3とサイドフレーム1との連結が解離される。
【0030】
なお、本実施形態においては、マウント部材であるサイドエンジンマウント10を構成するマウントブラケット11とサブフレーム側ブラケット12とが、それぞれサイドフレーム1とサブフレーム2とに連結しているが、例えば、図7の部分断面図に示すように、マウントブラケット130がサイドフレーム1とサブフレーム2の双方に連結される構成としてもよい。このような構成によれば、一体の部材であるマウントブラケット130が、サイドフレーム1とサブフレーム2の双方に連結されてパワーユニット3を支持するため、車体に対するパワーユニット3の取付位置精度がより向上するという効果を有する。
【0031】
また、上記の本実施形態においては、車両左方側のサイドエンジンマウント10についてのみ説明しているものであるが、車両右方側のサイドエンジンマウント10についても同様の内容において本発明が実施されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】パワーユニットの支持構造を示す概略平面図である。
【図2】車体前部の概略側面図である。
【図3】図1のIII−III断面図である。
【図4】サイドマウントの斜視図である。
【図5】マウントブラケットの図4におけるV方向矢視図である。
【図6】マウントブラケットの変形例を示す説明図である。
【図7】マウントブラケットの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【0033】
1 サイドフレーム、 2 サブフレーム、 3 エンジン、 10 サイドエンジンマウント、 11 マウントブラケット、 11a マウント取付部、 11b サイドフレーム取付部、 11c 側面部、 12 サブフレーム側ブラケット、 12a 側面部、 12b フランジ部、 12c 上面部、 13 マウント、 13a 取付部、 13b 取付部、 13c 弾性体、 14 マウントアーム、 21 貫通孔、 21a 切欠部、 31 ボルト




 

 


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