JP2002274195A - 車両用サブフレーム支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パワーユニットの振動伝達力がサブフレームを
介して車体に伝達するのを低減してサブフレームの共振
によるこもり音等の騒音の低減を実現する車両用サブフ
レーム支持装置を提供する。 【解決手段】車幅方向にサブフレーム２を２分する線を
中心線Ｌｐとし、この中心線Ｌｐを境として車幅方向の
右側を右側サブフレーム領域ＲＳとし、車幅方向の左側
を、左側サブフレーム領域ＬＳとする。そして、横向き
にしたエンジンを３個のインシュレータ１４、１６、１
８を介して連結すると、右側サブフレーム領域ＲＳが、
２個のインシュレータ１４、１６を介してエンジンから
の振動伝達力が大きい側となる。そこで、右側サブフレ
ーム領域ＲＳに配設した２個のマウント部６、８の車両
上下方向剛性の総和を、左側サブフレーム領域ＬＳに配
設した２個のマウント部１０、１２の車両上下方向剛性
の総和より大きく設定する。

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、パワーユニット
が搭載されたサブフレームを車体に弾性支持するように
した車両用サブフレーム支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーユニットが搭載されたサブフレー
ムを車体で弾性支持する際に、サブフレームと車体との
間に配設した弾性体の車両上下方向剛性をマウント位置
で変化させる例として、例えば特開平７−２７７００７
号公報に記載されている技術が知られている。

【０００３】この技術は、サブフレームのコーナ部４点
に設定された弾性体のいずれか一つの弾性体または対角
線上に位置する２つの弾性体のはね定数を他の弾性体の
ばね定数と異なる値に設定し、サブフレームのバウンス
共振モードを純粋なバウンスモードから捩じりを含んだ
モードに変更することで車体への振動伝達力の位相を変
え、車体に対して捩じり方向の入力とすることにより、
同相入力で起きる室内容積変化を回避してこもり音を低
減するとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、車体への伝達
力を捩じり入力に変更することで位相をコントロールす
るようにしても、主に車体の特性が原因で、サブフレー
ムの共振によるこもり音が必ずしも低減するとはかぎら
ないという問題がある。例えば、車体の振動伝達特性が
同相入力でない捩じり方向の入力に対して悪い場合もあ
り、かえってこもり音を悪化させることも考えられる。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、こもり音等の発生の起振源であるパワーユニット
の振動がサブフレームへ伝達する振動伝達力に着目し、
この振動伝達力に対するサブフレーム振動感度が鈍くな
るようにサブフレームの共振モードをうまくコントロー
ルすることで、この振動伝達力が車体に伝達するのを低
減してサブフレームの共振に起因するこもり音等の騒音
の低減を実現する車両用サブフレーム支持装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の車両用サブフレーム支持装置は、パ
ワーユニットをマウントするパワーユニットマウントの
うち、少なくとも１つのパワーユニットマウントがサブ
フレーム上に設置された車両用サブフレーム支持装置に
おいて、前記サブフレームは弾性体を介して２点以上で
車体に支持されており、前記サブフレームの平面領域を
略対称に二分割する線を中心線とし、この中心線を境と
して一方側に位置する前記弾性体の車両上下方向剛性の
総和と、他方側に位置する前記弾性体の車両上下方向剛
性の総和のうち、前記パワーユニットマウントを介して
前記サブフレームに伝達される該パワーユニットからの
振動伝達力が大きい側の車両上下方向剛性の総和を大と
した装置である。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の車両用サブフレーム支持装置において、前記一方側
に位置する前記弾性体の車両前後方向剛性の総和と、前
記他方側に位置する前記弾性体の車両前後方向剛性の総
和を略同等とした装置である。また、請求項３記載の発
明は、請求項１又は２記載の車両用サブフレーム支持装
置において、前記サブフレーム上に設置されたパワーユ
ニットマウントのうち、少なくとも１つのパワーユニッ
トマウントは車幅方向の右側、または左側に片寄って配
置され、前記中心線が車両前後方向に延在しており、前
記一方側を車幅方向の左側位置とし、前記他方側を車幅
方向の右側位置とした装置である。

【０００８】さらに、請求項４記載の発明は、請求項請
求項１乃至３の何れかに記載の車両用サブフレーム装置
において、前記サブフレーム上の一方側と他方側とに配
置されたパワーユニットマウントの数が同じであり、前
記パワーユニットはエンジンを有し、前記中心線は前記
一方側がエンジンフロント側、前記他方側がエンジンリ
ヤ側となるような線であり、前記エンジンのエンジンフ
ロント側に位置する前記弾性体の車両上下方向剛性の総
和を、前記エンジンのエンジンリヤ側に位置する前記弾
性体の車両上下方向剛性の総和より大とした装置であ
る。

【０００９】

【発明の効果】上述した請求項１の発明によると、パワ
ーユニットからの振動伝達力が大きいサブフレームの一
方側或いは他方側の弾性体の車両上下方向剛性の総和を
大とすることにより、サブフレームの振動モードを、パ
ワーユニットからの振動伝達力が大きい側のサブフレー
ムの振動を抑制したモードとすることができる。その結
果としてパワーユニットからの振動伝達力によるサブフ
レーム振動感度が鈍くなり、サブフレーム全体の振動を
低減することができる。これにより、弾性体を介して車
体に伝わる振動伝達力を低減でき、こもり音等の振動・
騒音を低減できる。

【００１０】また、請求項２の発明によると、請求項１
の効果を得ることができるとともに、サブフレームの一
方側及び他方側に位置する弾性体の車両前後方向剛性の
総和を略同等にすることで、車両の制動時等にサブフレ
ームがバランス良く変位することになり、車両をより安
定させることができる。また、請求項３の発明による
と、請求項１又は２記載の効果を得ることができるとと
もに、右パワーユニットマウントと左パワーユニットマ
ウントの少なくとも１点がサブフレーム上に配置された
マウントシステムに対し、有効にこもり音等の振動・騒
音を低減できる。

【００１１】さらに、請求項４の発明によると、請求項
１乃至３記載の効果を得ることができるとともに、前記
エンジンのエンジンフロント側に位置する前記弾性体の
車両上下方向剛性の総和を、前記エンジンのエンジンリ
ヤ側に位置する前記弾性体の車両上下方向剛性の総和よ
り大とすることで、エンジンフロント側とエンジンリヤ
側にパワーユニットマウントが設置され、それらがサブ
フレーム上に配置されたマウントシステムに対し、こも
り音等の振動・騒音を低減できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は、１実施形態のサブフレーム
２を斜視図で示したものであり、図７は、このサブフレ
ーム２を組み込んだ車両を車幅方向左側から示したもの
であり、図８は、図７のＡ線方向からの矢視図である。

【００１３】本実施形態のサブフレーム２は、図１に示
すように、井桁メンバで形成したフレーム体であり、フ
レーム体で囲まれた井桁空間を略二分する位置にセンタ
ーメンバ４が架け渡されている。そして、このサブフレ
ーム２は、図７に示すように、センターメンバ４が車両
前後方向に延在するように、フロントエンジンルーム３
０内に配置されている。

【００１４】なお、サブフレーム２を車幅方向の右側と
左側とに２分する直線を中心線Ｌｐと称し、この中心線
Ｌｐを境として車幅方向の右側のサブフレーム平面領域
を、右側サブフレーム平面領域ＲＳと称し、中心線Ｌｐ
を境として車幅方向の左側のサブフレーム平面領域を、
左側サブフレーム平面領域ＬＳと称する。サブフレーム
２の各コーナ部には、４個のマウント部（弾性体）６、
８、１０、１２が配設されており、すなわち、２個のマ
ウント部６、８が右側サブフレーム領域ＲＳに配設さ
れ、残り２個のマウント部１０、１２が左側サブフレー
ム領域ＬＳに配設されている。そして、サブフレーム２
は、各マウント部６、８、１０、１２を介して車体３２
に支持されている。

【００１５】右側サブフレーム平面領域ＲＳには、２個
のインシュレータ（パワーユニットマウント）１４、１
６が配設されており、左側サブフレーム平面領域ＬＳに
も１個のインシュレータ（パワーユニットマウント）１
８が配設されている。この３個のインシュレータのう
ち、右側の２個のインシュレータ１４、１６が主マウン
ト（パワーユニットの質量の大部分を受けるマウント）
となっているため、左側のインシュレータ１８に比べ
て、車両上下方向の剛性がはるかに大きく設定されてい
る。

【００１６】そして、図７及び図８に示すように、エン
ジン３４に対して車幅方向の左側（エンジンリヤ側３４
ｂ）にトランスミッション３８が連結し、これらエンジ
ン３４及びトランスミッション３８によりパワーユニッ
ト３６が構成されており、車幅方向を向いたパワーユニ
ット３６のブラケットに前述した３個のインシュレータ
１４、１６、１８を連結することで、横置き形式のエン
ジン３４がサブフレーム２上に搭載されている。

【００１７】ここで、右側サブフレーム平面領域ＲＳに
配設した２個のマウント部６、８の車両上下方向剛性の
総和は、左側サブフレーム平面領域ＬＳに配設した２個
のマウント部１０、１２の車両上下方向剛性の総和より
大きく設定されている。また、右側サブフレーム平面領
域ＲＳの２個のマウント部６、８の車両前後方向剛性の
総和は、左側サブフレーム平面領域ＬＳの２個のマウン
ト部１０、１２の車両前後方向剛性の総和と同等の値と
なるように設定されている。

【００１８】このような各マウント部６、８、１０、１
２の車両上下方向剛性及び車両前後方向剛性の設定は、
弾性体の形状等を変更することで所定の剛性にチューニ
ングされる。次に、本実施形態のサブフレーム２の作用
効果について、図２及び図３を参照して説明する。これ
らの図において、右側サブフレーム平面領域ＲＳに位置
している２個のインシュレータ１４、１６のうち、車両
前方側のインシュレータ１４の位置をＰ点で示し、車両
後方側のインシュレータ１６の位置をＱ点で示し、左側
サブフレーム平面領域ＬＳに位置しているインシュレー
タ１８の位置をＲ点で示している。また、図２及び図３
の破線で示している部分は、サブフレームのバウンスモ
ードから捩じりを含んだモードに変更するようにした従
来サブフレームを示している。

【００１９】図２を参照してバウンス共振モードについ
て説明すると、従来サブフレームは、エンジンからサブ
フレームのバウンス共振周波数領域の振動伝達力が入力
すると、破線で示しているような非対称モードで振動す
る。これに対して、本実施形態のサブフレーム２は、Ｐ
点及びＱ点が位置している右側サブフレーム平面領域Ｒ
Ｓの２個のマウント部６、８の車両上下方向剛性の総和
を、Ｒ点が位置している左側サブフレーム平面領域ＬＳ
の２個のマウント部１０、１２の車両上下方向剛性の総
和より大きく設定しているので、実線で示しているよう
な、サブフレーム２の右側が振動しにくい振動モードと
なる。その結果、エンジン３４からのサブフレーム２へ
の振動伝達力が大きいＰ点、Ｑ点のうち、少なくとも１
点（図２ではＰ点）は、パワーユニット３６からの振動
伝達力に対するサブフレーム振動感度が従来サブフレー
ムよりも鈍くなる。それゆえ、エンジン３４からサブフ
レーム２のバウンス共振周波数領域の振動伝達力がＰ
点、Ｑ点、Ｒ点に入力しても、バウンス共振が励起され
にくくなる。これは、共振時に共振モードの振幅の大き
い点に入力するより、振幅の小さい点に入力する方が、
共振を励起しにくいことを利用している。これにより、
エンジン３４からサブフレーム２のバウンス周波数領域
の振動伝達力がＰ点、Ｑ点、Ｒ点に入力しても、マウン
ト部６、８、１０、１２から車体３２への振動伝達力が
減少するので、こもり音等の振動・騒音を低減すること
ができる。

【００２０】また、図３を参照してピッチング共振モー
ドについて説明すると、従来サブフレームは、エンジン
からサブフレーム２のピッチング共振周波数領域の振動
伝達力が入力すると、破線で示したような非対称モード
になるが、本実施形態のサブフレーム２は、右側サブフ
レーム平面領域ＲＳが、左側サブフレーム平面領域ＬＳ
に比べ、ピッチング共振の際も従来サブフレームより振
動しにくい特性となり、ピッチング共振が励起されにく
くなる。これにより、エンジン３４からサブフレーム２
のピッチング周波数領域の振動伝達力がＰ点、Ｑ点、Ｒ
点に入力しても、マウント部６、８、１０、１２から車
体３２への振動伝達力が減少するので、こもり音等の振
動・騒音を低減することができる。

【００２１】また、本実施形態のサブフレーム２は、右
側サブフレーム平面領域ＲＳの２個のマウント部６、８
の車両前後方向剛性の総和を、左側サブフレーム平面領
域ＬＳの２個のマウント部１０、１２の車両前後方向剛
性の総和と同等にしてあるので、制動時や急加速時等に
サブフレーム２の揺動が左右で同等となり、左右のサス
ペンションの挙動に余計な差異を発生させることがな
く、車両を安定させることができる。

【００２２】次に、図４に、本実施形態のサブフレーム
２を採用した車両のこもり音に対する効果を計算で求め
た結果を示す。計算では、先ず、サブフレーム２を車体
支持するマウント部（弾性体）の伝達力を、従来例と本
実施形態の２ケースで求めた。次にそれらの伝達力に、
車体への振動伝達力が入力する弾性体の設定位置４点
（サブフレーム２の各コーナ部）について、別に実施し
た車体加振実験の音圧特性を乗ずることでこもり音を計
算した。

【００２３】この図４の結果から、本実施形態のサブフ
レーム２を採用することで、最大で約１０ｄＢを超える
低減効果が得られるとともに、少なくとも２つの共振ピ
ークを低減することができることが明らかになった。な
お、本発明の請求項１に記載されているパワーユニット
ユニットからの振動伝達力の大きい側とは、インシュレ
ータからサブフレームへ伝達される伝達力が、サブフレ
ームのバウンス及びピッチング共振モードを励起する度
合いの大きい側を意味している。

【００２４】本実施形態では前述のように、右側インシ
ュレータ（パワーユニットマウント）１４、１６の車両
上下方向の剛性が左側インシュレータ（パワーユニット
マウント）１８に比べてはるかに大きい。したがって、
右側インシュレータ１４、１６の位置が、左側インシュ
レータ１８の位置に比べてサブフレーム２の左右方向内
側にあるものの、右側インシュレータ１４、１６の方が
車両上下方向の剛性が大きく、且つ、エンジン３４から
の振動伝達力が２点でサブフレーム２に入力することか
ら、右側サブフレーム平面領域ＲＳが、エンジン３４か
らの振動伝達力が大きい側となっている。ここで、例え
ば図５に示すように、左側サブフレーム平面領域ＬＳの
みにインシュレータ２０を配置したサブフレーム２２を
採用すると、本発明の請求項１に記載されているパワー
ユニットユニットからの振動伝達力の大きい側は、左側
サブフレーム平面領域ＬＳを意味する。また、図６に示
すように、右側サブフレーム平面領域ＲＳ及び左側サブ
フレーム平面領域ＬＳにインシュレータ２４、２６が１
点ずつ中心線Ｌｐを境として対称の位置に配置されてい
て、それらインシュレータ２４、２６の特性が略同一で
あるサブフレーム２８を採用すると、エンジンが配置さ
れている側、例えば図８のように、エンジン３４が車両
右側に配置されたＦＦ横置きエンジン車であれば、エン
ジンフロント側３４ａが車両右側、エンジンリヤ側３４
ｂが車両左側となり、エンジン３４の振動起振源が中心
線Ｌｐに対してエンジンフロント側３４ａ、すなわち車
両右側にあることから、エンジン３４からサブフレーム
２８への振動伝達力は、左側インシュレータ２６に比べ
て右側インシュレータ２４を介して入力する方が大きく
なる。したがって、本発明の請求項１に記載されている
パワーユニットユニットからの振動伝達力の大きい側
は、右側サブフレーム領域ＲＳを意味する。

【００２５】また、インシュレータ１４、１６、１８か
らサブフレーム２へ伝達される伝達力が、サブフレーム
２のバウンス及びピッチング共振モードを励起する度合
いを判断するのが難しい場合は、実験や計算から求める
ことも可能である。例えば実験で求める場合には、サブ
フレームのバウンスまたはピッチング共振周波数領域に
エンジン回転数を合わせ、その時のパワーユニット３６
のインシュレータ取り付け点の振動を測定し、例えばＦ
Ｆ横置きエンジン車の場合であれば、右側にあるインシ
ュレータのみにその測定した振動を入力した場合と、左
側にあるインシュレータのみに測定した振動を入力した
場合のサブフレームのマウント部の振動レベルを比較
し、その総和等の大小によって、共振モードを励起する
度合いの大小とすることができる。

【００２６】また、図１に示した実施形態ではサブフレ
ーム２が井桁メンバの場合を想定したが、本発明はそれ
に限る物ではない。例えば、センターメンバのような車
両前後方向に配置されたサブフレーム上の、中央より車
両後ろ寄りにエンジンマウントが配置されている場合
は、サブフレームを車体に支持するマウント部（弾性
体）のうち、後ろ側のマウント部の車両上下方向の剛性
を大きくすることで同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用サブフレーム支持装置を示
す斜視図である。

【図２】図１に示した装置のバウンス共振モードを示す
図である。

【図３】図１に示した装置のピッチング共振モードを示
す図である。

【図４】本発明のサブフレーム支持装置を採用した車両
のこもり音に対する効果を示すグラフである。

【図５】他の構成の車両用サブフレーム支持装置を示す
斜視図である。

【図６】図５と異なる他の構成の車両用サブフレーム支
持装置を示す斜視図である。

【図７】本発明のサブフレームを組み込んだ車両を車幅
方向左側から示した図である。

【図８】図７のＡ線方向からの矢視図である。

【符号の説明】

２ サブフレーム ４ センターメンバ Ｌｐ 中心線 ＲＳ 右側サブフレーム平面領域（サブフレームの平面
領域） ＬＳ 左側サブフレーム平面領域（サブフレームの平面
領域） ６、８、１０、１２ マウント部（弾性体） １４、１６、１８ インシュレータ（パワーユニットマ
ウント） ３０ フロントエンジンルーム ３２ 車体 ３４ エンジン ３４ａ エンジンフロント側 ３４ｂ エンジンリヤ側 ３６ パワーユニット ３８ トランスミッション

フロントページの続き (72)発明者 長谷川 昭彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 村上 一志 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D035 CA01 CA11 CA19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワーユニットをマウントするパワーユ
   ニットマウントのうち、少なくとも１つのパワーユニッ
   トマウントがサブフレーム上に設置された車両用サブフ
   レーム支持装置において、前記サブフレームは弾性体を
   介して２点以上で車体に支持されており、前記サブフレ
   ームの平面領域を略対称に二分割する線を中心線とし、
   この中心線を境として一方側に位置する前記弾性体の車
   両上下方向剛性の総和と、他方側に位置する前記弾性体
   の車両上下方向剛性の総和のうち、前記パワーユニット
   マウントを介して前記サブフレームに伝達される該パワ
   ーユニットからの振動伝達力が大きい側の車両上下方向
   剛性の総和を大としたことを特徴とする車両用サブフレ
   ーム支持装置。
2. 【請求項２】 前記一方側に位置する前記弾性体の車両
   前後方向剛性の総和と、前記他方側に位置する前記弾性
   体の車両前後方向剛性の総和を、略同等としたことを特
   徴とする請求項１記載の車両用サブフレーム支持装置。
3. 【請求項３】 前記サブフレーム上に設置されたパワー
   ユニットマウントのうち、少なくとも１つのパワーユニ
   ットマウントは車幅方向の右側、または左側に片寄って
   配置され、前記中心線が車両前後方向に延在しており、
   前記一方側を車幅方向の左側位置とし、前記他方側を車
   幅方向の右側位置としたことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の車両用サブフレーム支持装置。
4. 【請求項４】 前記サブフレーム上の一方側と他方側と
   に配置されたパワーユニットマウントの数が同じであ
   り、前記パワーユニットはエンジンを有し、前記中心線
   は前記一方側がエンジンフロント側、前記他方側がエン
   ジンリヤ側となるような線であり、前記エンジンのエン
   ジンフロント側に位置する前記弾性体の車両上下方向剛
   性の総和を、前記エンジンのエンジンリヤ側に位置する
   前記弾性体の車両上下方向剛性の総和より大としたこと
   を特徴とする請求項請求項１乃至３の何れかに記載の車
   両用サブフレーム装置。