JP2000230605A - 自動車用パワーユニットの支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】緩衝ゴムを用いたパワーユニットの支持装置
は、ゴムのヒステリシス作用のため、周波数が高くなる
と動的バネ定数が大きくなり、車室への振動伝達が充分
に制御できないという問題がある。 【解決手段】上述の問題を解決するために、圧縮コイル
スプリング２９を主体にした構造を採用し、それにショ
ックアブソーバ２６を組み合わせることを基本構成とし
ている。ショックアブソーバ２６は車体静止部材４とパ
ワーユニット１のブラケット３との間に設置され、圧縮
コイルスプリング２９はショックアブソーバ２６の車体
静止部材４に結合されている部分とパワーユニット１側
のブラケット３との間に介在させてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンあるい
はエンジンと変速機からなる自動車用パワーユニットの
支持装置に関しており、パワーユニットの荷重支持用の
支持ユニットに工夫を凝らしたものである。

【０００２】

【従来の技術】図５にしたがって従来技術を説明する。
本発明におけるパワーユニットは、エンジン単体または
エンジンに変速機が一体化されたのもを総称している。
しかしながら、添付図面においては、エンジン単体だけ
を図示している。パワーユニットであるエンジン１はそ
のクランク軸線が同図の紙面に対して垂直に配置されて
いる。エンジン１のアイドリング運転時の振動やトルク
変動などでエンジンが大きく揺動するときの中心、すな
わち慣性主軸はクランク軸線とほぼ同じ方向に貫通して
おり、それは慣性主軸を示すマーク２で表してある。ブ
ラケット３はエンジン１の側面に結合され、車体静止部
材４にも車体側のブラケット５が固定されている。両ブ
ラケット３と４の間に緩衝ゴム６が配置されている。こ
の緩衝ゴム６については、後述の図６において構造説明
を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような緩衝ゴム
６でパワーユニットの荷重を支持しつつ振動を吸収する
方式においては、ゴム材料の一般的な特質面から次のよ
うな問題がある。すなわち、ゴム材料にはヒステリシス
現象があるため、周波数が高くなると動的バネ定数が大
きくなってしまい、車体への振動伝達を吸収することが
不十分となり、室内騒音の面で不利である。本願発明
は、パワーユニットの荷重支持機能を果たしつつ、パワ
ーユニットの振動を合理的に吸収することを目的にして
いる。

【０００４】ところが、パワーユニットの荷重支持機能
と振動吸収機能とを分離した形式のものにおいて、特開
昭５９−１５６８２１号公報に開示された技術がある。
それの要点を簡略的に示したものが、図６である。同図
において図５と同じ符号を記載した部材は図５のものと
同じ機能を果たしているので、詳細な説明は省略してあ
る。緩衝ゴム６は、外筒７と中心軸８との間にゴム９が
加硫接着されているもので、外筒はブラケット３に溶接
され、中心軸８は車体側のブラケット５に結合されてい
る。同様な緩衝ゴム６がエンジン１の左側の側面にも、
二点鎖線図示のように配置されている。

【０００５】このような緩衝ゴム６で弾性的にエンジン
の荷重を支持しているのであるが、それに加えて振動吸
収機能のための吸収制御ユニット１０が設置されてい
る。これの基本的な構成は、空気バネと流体式のショッ
クアブソーバを直列的に配置したものである。このユニ
ット１０について詳しく説明すると、エンジン１の側面
に結合したブラケット１１に円筒状の保持筒１２を貫通
させた状態で固定し、その内部にゴム製の細長いドーナ
ツ状の空気バネ１３が収容されている。空気バネ１３に
はショックアブソーバ１４のピストンロッド１５が貫通
させられ、抜け止め用のフランジ１６、１７がピストン
ロッド１５に固定してある。空気バネ１３の内圧を制御
するために、制御弁１８が設置してある。制御弁１８
は、アイドリング運転状態や急加速の状態の信号を受け
て、空気バネ１３の内圧を加減するものであり、そこか
らの導管１９は空気バネ１３内に連通している。なお、
符号２０は空気ポンプである。

【０００６】ショックアブソーバ１４は一般的な液体封
入式のものであり、シリンダ２１内にピストン２２が挿
入され、それからピストンロッド１５が伸びている。な
お、ピストン２２が上下動をすると、液体がピストン２
２の上下に移動するのであるが、それに必要な制御バル
ブの構造は、周知のものなので、図示を省略している。
シリンダ２１の底部に円筒２３を溶接で結合し、その内
部に挿入した中心軸２４と円筒２３との間にゴム２５が
加硫接着で設置され、中心軸２４が車体４に結合されて
いる。

【０００７】この先行技術の作動を説明すると、全体的
には空気バネ１３とショックアブソーバ１４との複合特
性で振動吸収を果たしている。いま、エンジンアイドリ
ング時、定常走行時、緩加減速時等の小振動変位時に
は、制御弁１８の作動で空気バネ１３のバネ定数を低下
させて、この周波数領域の振動が車体へ伝わりにくくし
ている。また、急加減速変速時、クラッチ急接続時の大
入力・衝撃入力時には、それらをセンサーで検出して、
制御弁１８から高圧空気を空気バネ１３内に供給して、
該バネのバネ定数を高く設定する。したがって、大入力
等の作用時には、それに適したバネ定数で振動伝達を少
なくしている。

【０００８】以上、図６の吸収制御ユニット１０は、荷
重支持用の緩衝ゴム６と併用するときには、それなりの
機能を発揮するが、このユニットに荷重支持の機能を期
待することはできない。また、空気バネの特性を変化さ
せるために、振動状態を検知してそれを空気圧に応答さ
せることが必須であるから、センサー、制御コンピュー
タ、制御弁の機械的構造などにおいて、複雑な構成を採
用する必要があり、構造簡素化や原価低減の面で不利で
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段とその作用】本願発明は、
前述の緩衝ゴム特有の問題や図６の関連技術の問題点を
解決するために提供されたもので、請求項１の発明は、
エンジンまたはそれと一体の変速機によってパワーユニ
ットが形成され、このパワーユニットの一部に結合され
たブラケットと車体静止部材との間に設置される荷重支
持用のものであって、ブラケットと車体静止部材との間
にショックアブソーバが設置され、ショックアブソーバ
の車体静止部材に結合されている部分とブラケットとの
間に圧縮コイルスプリングが設置されていることを特徴
としている。したがって、パワーユニットの振動は、ヒ
ステリシス作用のない圧縮コイルスプリングによって吸
収されるので、車室への振動伝達は効果的に減少され
る。すなわち、振幅が小さくて周波数が比較的高いエン
ジンアイドリングや定常走行のときには、動的バネ定数
の低い圧縮コイルスプリングで支持するため、振動伝達
率が小さくなり車体への振動伝達が低減される。このよ
うな微小振動のときには、ショックアブソーバによる減
衰はほとんどなされることがない。また、急激なトルク
変動で振幅の大きな振動が発生したときには、圧縮コイ
ルスプリングが大きく撓んで振動吸収を行い、車体への
振動伝達が最小化される。そして、このような大きな撓
みのときには、ショックアブソーバの減衰機能が複合さ
れて効果的な振動吸収がなされる。パワーユニットの荷
重や大振動による大きな力に対しては、圧縮コイルスプ
リングが支配的に作用して、車体への振動伝達を最小化
する。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１において、シ
ョックアブソーバは圧縮コイルスプリングの内側を貫通
させた状態で配置されていることを特徴とするもので、
全体構造としては、圧縮コイルスプリングの内側にショ
ックアブソーバがコンパクトに格納されている状態とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１から図４の実施形態に
したがって本願発明を詳しく説明する。この実施形態に
おいて、図５で説明した部材と同じ機能を果たす部材に
は、同じ符号を図中に記載して、詳細な説明は省略して
ある。まず、図４にしたがって概略的に説明すると、シ
ョックアブソーバ２６はパワーユニット側のブラケット
３と車体静止部材４との間に設置されている。ショック
アブソーバ２６は、主として車体静止部材４側に結合さ
れている部分であるシリンダ２７と、シリンダ２７内か
ら伸びているピストンロッド２８から構成されている。
そして、シリンダ２７とブラケット３との間に圧縮コイ
ルスプリング２９が介在させてある。

【００１２】図１にしたがって細かく説明すると、シリ
ンダ２７に円盤形の受け板３０が溶接され、他方、ブラ
ケット３の下面に同様な受け板３１が固定され、両受け
板３０と３１の間に圧縮コイルスプリング２９が配置し
てある。ピストンロッド２８の上部にはフランジ３２と
ネジ部３３が形成され、ネジ部３３を受け板３１とブラ
ケット３に貫通させてナット３４で締めつけてある。こ
うすることによって、ショックアブソーバ２６の上部が
ブラケット３に結合されると共に、受け板３１がブラケ
ット３にしっかりと固定される。

【００１３】車体静止部材４の形態は種々な変形がなさ
れるが、ここではサイドメンバ３５の上面に窪み３６を
形成し、その周囲に円形の環状ブラケット３７を載置し
てボルト３８で固定してある。断面円形のカップ形状を
した支持部材３９は、環状ブラケット３７にすっぽりと
嵌め込まれて溶接してある。符号４０は、その溶接部で
ある。支持部材３９の底部には突出部４１が形成され、
その内側に中心軸４２が架設してあり、ボルト４３で固
定されている。シリンダ２７の下端には外筒４４がしっ
かりと溶接で結合され、その中央部に前記の中心軸４２
が貫通し、緩衝用のゴム４６を外筒４４と中心軸４２に
加硫接着で設置してある。なお、本発明において、「車
体静止部材」なる表現は、サイドメンバ３５、環状ブラ
ケット３７、支持部材３９のように車体側の部材で静止
しているものを総括的に意味している。

【００１４】ショックアブソーバ２６と車体静止部材４
との間、図１の場合ではシリンダ２７と支持部材３９の
内面との間に圧縮コイルスプリング４７、４８が介挿さ
れている。図示のものではコイルスプリングは２個だけ
図示されているが、これら４７、４８の軸線４９に直交
する向きにも設置され、都合４個のコイルスプリングが
配置されている。

【００１５】なお、ゴム４６を設置している個所を、ボ
ールジョイントやユニバーサルジョイントに変更するこ
とも可能である。また、圧縮コイルスプリング４７、４
８に代えて図２のような４個の緩衝用のゴム５０ａ、５
０ｂ、５１ａ、５１ｂを設置してもよい。さらに、ショ
ックアブソーバ２６の内部構造は、図６の説明において
触れたようなものと同じである。

【００１６】以上に説明した実施形態の作動を説明す
る。エンジン１の静的荷重は圧縮コイルスプリング２９
から受け板３０、シリンダ２７、緩衝ゴム４６、中心軸
４２、支持部材３９を経て車体側に受け止められる。エ
ンジン１の振動は、慣性軸線２を中心にしたものであ
り、この振動はヒステリシス作用のない圧縮コイルスプ
リング２９によって吸収されるので、車室への振動伝達
は効果的に減少される。すなわち、振幅が小さくて周波
数が比較的高いエンジンアイドリングや定常走行のとき
には、動的バネ定数の低い圧縮コイルスプリングで支持
するため、振動伝達率が小さくなり車体への振動伝達が
低減される。このような微小振動のときには、ショック
アブソーバによる減衰はほとんどなされることがない。
また、急激なトルク変動で振幅の大きな振動が発生した
ときには、圧縮コイルスプリングが大きく撓んで振動吸
収を行い、車体への振動伝達が最小化される。そして、
このような大きな撓みのときには、ショックアブソーバ
の減衰機能が複合されて効果的な振動吸収がなされる。
パワーユニットの荷重や大振動による大きな力に対して
は、圧縮コイルスプリングが支配的に作用して、車体へ
の振動伝達を最小化する。

【００１７】慣性軸線２を中心にしてエンジンが揺れる
と、それに伴ってショックアブソーバ２６の上部は図１
の左右方向に揺れることになる。このときに圧縮コイル
スプリング４７、４８が軸線４９の方向に配置してある
ので、ショックアブソーバ２６の揺れを抑制することに
なる。図２のゴム５０ａ、５０ｂであっても同じ抑制機
能が果たされる。さらに、図３のように支持部材３９の
上方に延長部５２を形成し、この内面に緩衝ゴム５３、
５４を接着して、受け板３０の周縁をゴム５３、５４に
当てるようにしてもよい。

【００１８】請求項としては掲げていないが、次の構成
は、有利な作用効果が発揮されている。すなわち、シリ
ンダ２７の下端に緩衝ゴム４６を配置することによっ
て、圧縮コイルスプリング２９との複合されたバネ特性
が得られ、バネ定数の高いコイルスプリング２９の衝撃
性を緩和することが可能になる。また、この緩衝ゴム４
６によって、ショックアブソーバ全体の傾き動作に対す
る反力を少なくしているので、ショックアブソーバ内部
のピストンやピストンロッドの摺動部分に作用する摩擦
抵抗を小さくすることができ、ショックアブソーバの作
動をスムーズにし、しかも耐久性の向上に有利である。
支持部材３９をカップ状の形にすることによって、ショ
ックアブソーバ２６の下方を包囲し、走行中の石跳ねな
どからショックアブソーバを保護するのに有効である。
ショックアブソーバの車体静止部材に結合されている部
分、すなわち、シリンダ２７に受け板３０を溶接で固定
し、そこにコイルスプリング２９を着座させてから、コ
イルスプリングをまとまりよく配置することができる。
ショックアブソーバと車体静止部材との間にバネ部材が
設置され、このバネ部材の伸縮方向はパワーユニットの
慣性主軸と直交または直角に食い違って配置されている
ことによって、ショックアブソーバの倒れ挙動を抑制す
ることができる。

【００１９】

【発明の効果】本願発明によれば、パワーユニット側の
ブラケットと車体静止部材との間にショックアブソーバ
が設置され、ショックアブソーバの車体静止部材に結合
されている部分とブラケットとの間に圧縮コイルスプリ
ングが設置されているので、パワーユニットの荷重支持
と振動吸収が上述のように首尾よく果たされる。すなわ
ち、振幅が小さくて周波数が比較的高いエンジンアイド
リングや定常走行のときには、動的バネ定数の低い圧縮
コイルスプリングで支持するため、振動伝達率が小さく
なり車体への振動伝達が低減される。このような微小振
動のときには、ショックアブソーバによる減衰はほとん
どなされることがない。また、急激なトルク変動で振幅
の大きな振動が発生したときには、圧縮コイルスプリン
グが大きく撓んで振動吸収を行い、車体への振動伝達が
最小化される。そして、このような大きな撓みのときに
は、ショックアブソーバの減衰機能が複合されて効果的
な振動吸収がなされる。パワーユニットの荷重や大振動
による大きな力に対しては、圧縮コイルスプリングが支
配的に作用して、車体への振動伝達を最小化する。すな
わち、パワーユニットの振動はヒステリシス作用のない
圧縮コイルスプリングによって吸収されるので、車室へ
の振動伝達は効果的に減少される。さらに、圧縮コイル
スプリングの一端は、ショックアブソーバの車体静止部
材に結合されている部分に受け止められているので、該
スプリングは実質的にブラケットと車体静止部材との間
に設置されていることとなり、したがって、緩衝ゴムと
は異なった圧縮コイルスプリングのばね特性を忠実に発
揮させるのに有効である。

【００２０】ショックアブソーバは、圧縮コイルスプリ
ングに包囲されたような状態で配置されているので、ユ
ニットとしてのまとまりが非常にコンパクトになる。

【００２１】ショックアブソーバと車体静止部材との間
にバネ部材が設置され、その伸縮方向はパワーユニット
の慣性軸線と直交または直角に食い違うように設定して
あるので、ショックアブソーバの揺れ運動を抑制するこ
とが効果的になされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態を示す縦断正面図である。

【図２】バネ部材の配置の変形例を示す横断平面図であ
る。

【図３】バネ部材の他の配置例を示す縦断側面図であ
る。

【図４】本願発明を適用したパワーユニットの簡略的な
正面図である。

【図５】従来例の簡略的な正面図である。

【図６】先行文献に開示されている関連構造を示す縦断
正面図である。

【符号の説明】

１ エンジン（パワーユニット） ３ ブラケット ４ 車体静止部材 ２６ ショックアブソーバ ２９ 圧縮コイルスプリング ４７、４８、５０、５１、５３、５４ バネ部材 ２ 慣性主軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンまたはそれと一体の変速機によ
   ってパワーユニットが形成され、このパワーユニットの
   一部に結合されたブラケットと車体静止部材との間に設
   置される荷重支持用のものであって、ブラケットと車体
   静止部材との間にショックアブソーバが設置され、ショ
   ックアブソーバの車体静止部材に結合されている部分と
   ブラケットとの間に圧縮コイルスプリングが設置されて
   いることを特徴とする自動車用パワーユニットの支持装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、ショックアブソーバ
   は圧縮コイルスプリングの内側を貫通させた状態で配置
   されていることを特徴とする自動車用パワーユニットの
   支持装置。