JP2004034877A - Power unit supporting structure of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のパワーユニット支持構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンジン及びトランスミッション等よりなる車両のパワーユニットは、通常その前部の左右部を左右のサイドフレームに左右のフロントマウントにより支持され、重心部又は後方部を左右のサイドフレーム間に掛け渡されたクロスメンバにリヤマウントにより支持された状態でエンジンルーム内に搭載されるのが普通である。
【0003】
このような車両のパワーユニットの搭載構造において、近年、車両の安全対策の一つとして、前面衝突によりパワーユニットが後方へ移動した場合、パワーユニット後部を下方に変位させて、パワーユニット後部の車室内への侵入を回避するようにしたものが種々開発され、例えば特開平8−104254号公報や特開2000−1126号公報等にて公開されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
車両の前面衝突時にパワーユニット後部を下方に変位させる方策としては、衝突による車体前面の潰れ変形によりパワーユニットが後方へ変位した場合、パワーユニット後部を支持しているクロスメンバを車体(左右のサイドフレーム)から切り離し脱落させる(上記特開2000−1126号公報参照)のが一般的である。
【0005】
しかし、衝突荷重の入力によってクロスメンバを車体から切り離し自重にて脱落させるというだけでは、狙い通りの安定した脱落軌跡が得られにくい、という課題を有している。
【0006】
又、前面衝突時の前部車体の圧潰にてパワーユニットの前部を上向きに押上げるよう構成することにより、パワーユニット後部に下向きの回転モーメントを与え、これによりパワーユニット後部の車室内への侵入を回避するというもの(上記特開平8−104254号公報参照)も従来よりあるが、この場合はパワーユニットの後部支持部をパワーユニットの重心位置近傍に位置させなければならないので、通常時のパワーユニットの後部支持が不安定となる上に、衝突時の前部車体の圧潰変形の予測が困難で、パワーユニット前端部に上向きの力を確実に付与すべき車体前部構造の設定が難しい、という課題を有している。
【0007】
本発明は上記のような従来の課題を解決することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パワーユニットを支持するクロスメンバとして、左右の前側取付点と左右の後側取付点との左右前後4箇所で左右の車体(例えばサイドフレーム)に取付ボルト等で取付けられるクロスメンバであって、上記左右の後側取付点を結ぶ線より前方にパワーユニット支持点を有し、且つ上記左右の後側取付点間で上記パワーユニット支持点の後側に切欠きを有するもの、例えば平面形状がほぼX字形をなすクロスメンバを用いたことにより、通常時におけるパワーユニットの例えば後部マウント部として高い支持剛性が確保され、走行時の慣性力等の入力に対するパワーユニットの揺れ等を最小限に抑えることができるようにすると共に、このクロスメンバの上記左右前後の4箇所の取付点のうち、左右の前側取付点の少なくとも一方の脱落荷重を左右の後側取付点の脱落荷重より低く設定したことにより、前面衝突荷重の入力時は左右の前側取付点が左右の後側取付点より先に破断脱落し、クロスメンバは左右の後側取付点を結ぶ線或はその近傍付近を中心として下向きに回動し、パワーユニット後部も上記クロスメンバ後部の切欠きに嵌りながらコントロールされた回動軌跡に沿って下方へと確実に変位し、パワーユニットの後方移動による車室内への侵入は的確に回避されるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に付き、図面を参照して説明する。
【0010】
図1(A)は本発明の一実施例を示す概略側面図であり、1はエンジン及びトランスミッション等よりなるパワーユニットで、該パワーユニット1の前部は左右のサイドフレーム2にフロントマウント3により支持される。尚、該フロントマウント3は従来より公知の任意の構成のものを採用できるので、詳しい図示及び説明は省略する。
【0011】
パワーユニット1の後部は、左右のサイドフレーム2,2に掛け渡された平面形状がほぼX字型をなすX型クロスメンバ4のほぼ中央の支持部4aに結合支持される。
【0012】
X型クロスメンバ4は、図1(A)及び(B)に示すように、ほぼ中央の支持部4aの左右両側に、左右の前側腕部4b,4bと左右の後側腕部4c,4cとが延設された構造のほぼX型の平面形状に構成され、前側腕部4b,4bと後側腕部4c,4cの各左右端部で左右のサイドフレーム2,2に取付ボルト5b,5cにて締付固定される。上記X型クロスメンバ4は箱形断面部材にて一体に構成される。
【0013】
このX型クロスメンバ4の左右サイドフレーム2,2への前側左右の取付点をb,bとし、後側左右の取付点をc,cとし、X型クロスメンバ4のパワーユニット1後部の支持点をaとすると、支持点aはX型クロスメンバ4の後側取付点c−cより距離dだけ前方に位置するよう構成される。又、支持点aは前側取付点b−bより距離d′だけ後方に位置し、上記距離dとd′はd≧d′となるよう設定することが望ましい。
【0014】
上記前側取付点b,bと後側取付点c,cとの左右前後4点のサイドフレーム2,2への取付点において、破壊脱落する荷重すなわち脱落荷重は、前側取付点b,bの脱落荷重が後側取付点c,cの脱落荷重より低く設定され、前面衝突荷重の入力により前部車体が圧潰変形しパワーユニット1が後方へ変位するような場合、その荷重により前側取付点b,bが後側取付点c,cよりも先に脱落するするよう構成される。
【0015】
前側取付部b,bの脱落荷重を後側取付点c,cより低く設定するための具体的手段としては、前側取付部4bを車体(サイドフレーム2)へ締付固定する前側取付ボルト5bの破断強度を、後側取付部4cの締付固定用の後側取付ボルト5cの破断強度より弱くする。そのためには、例えば、前側取付ボルト5bのボルト径を後側取付ボルト5cのボルト径より小さいものとするとか、或は前側取付ボルト5bに部分的な切欠き等を設けて剪断し易い構造とすることが考えられる。
【0016】
上記取付ボルト5bの破断強度を弱くする代わりに、X型クロスメンバ4の前側腕部4bの前側取付ボルト5bによる締付固定部の板厚強度を後側腕部4cの締付固定部の板厚強度より弱くして、荷重入力により前側腕部4bの締付固定部が後側腕部4cより先に破断して脱落する構造としてもよい。
【0017】
又、図3(A)に示すように、前側腕部4bの取付ボルト穴4b′の逃げ穴の径を後側腕部4cのもの4c′より大きくするとか、或は図3(B)に示すように、前側腕部4bの取付ボルト穴4b′部に切欠部4b″を設けておくことにより、前面衝突荷重入力にて前側腕部4bの取付ボルト穴4b′部が後側腕部4cより先に破断して脱落する構成としても良い。
【0018】
尚、図1において、6はエンジンルームと車室とを仕切るトーボード、7はフロントフロアであり、パワーユニット1はエンジンルーム内からフロントフロア7の中央部に形成したセンタトンネル部7aの下側にかけて配置搭載されるものであり、前記X型クロスメンバ4はセンタトンネル部7aの下側を跨ぐように配設される。
【0019】
上記の構成において、前面衝突時以外の通常時は、パワーユニット1の後部はX型クロスメンバ4の左右の前側取付点b,bと左右の後側取付点c,cとの4点で左右の車体(サイドフレーム)に支持され、前後の取付点b−c間に充分大きな距離をもたせることができるので、高い支持剛性が確保され、走行時の慣性力等の入力に対するパワーユニット1の揺れ等を最小限に抑えることができる。
【0020】
前面衝突時の荷重入力により前部車体が圧潰変形しパワーユニット1が後方へ変位すると、その荷重により先ず前側取付点b,bの締結が破断する。すると、後側取付点cより前方に位置する支持点aにパワーユニット1後部の重量がかかっているので、図4に示すように、X型クロスメンバ4は後側取付点c−cまわりに下向きに回動し、パワーユニット1の後部はX型クロスメンバ4の左右の後側腕部4cと4cとの間に形成される切欠き4d内に嵌り込みつつ支持点aの回動軌跡に沿って下方へ変位し、パワーユニット1の後方移動による車室内への侵入は的確に回避される。
【0021】
後側取付点c,cの具体的構成として、後側腕部4cの先端部分をサイドフレーム2の下面部に直接又は他部材を介して接合し、それを後側取付ボルト5cで締付固定する構成を採用した場合は、前側取付点b,bが破断するとX型クロスメンバ1は後側腕部の先端の接合部分近傍で屈折変形して下向きに回動するが、図2に示すように、後側腕部4c,4cを左右の後側取付点を結ぶ線c−cに一致する回動軸51で回動可能なるようサイドフレーム2,2に取り付けた構造とすれば、前記のように前側取付点b,bが破断するとX側クロスメンバ4は上記回動軸51,51を中心としてスムーズに下向きに回動し、パワーユニット1後部の車室内への侵入はより的確に回避される。
【0022】
図2において、(A)はX型クロスメンバの後側腕部4cの端部を回動軸51により直接軸着する例を示し、(B)は後側腕部4cの端部の回動軸51による軸着部にゴムブッシュ52を介装した例を示している。
【0023】
尚、本発明において、X型クロスメンバ4は、図1及び図2の形状・構造に限定されることなく、例えば図5に示すように、左側及び右側で前後の腕部が分岐せずに一体に形成された平面形状のものも本発明のX型クロスメンバ4のなかに含むものとする。
【0024】
図5において、図1と同一の符号は図1と同じ部分を表すものであり、aはパワーユニット1の支持点、b,bは左右の前側取付点、c,cは左右の後側取付点を示し、上記前側取付点b,bと後側取付点c,cとの左右前後4点のサイドフレーム2,2への取付点において、前側取付点b,bの脱落荷重が後側取付点c,cの脱落荷重より低く設定され、前面衝突荷重の入力により前部車体が圧潰変形しパワーユニット1が後方へ変位するような場合、その荷重により前側取付点b,bが後側取付点c,cよりも先に脱落し、X型クロスメンバ4は後側取付点c−cまわりに下向きに回動し、パワーユニット1の後部も切欠き4dに嵌り込みつつ支持点aの回動軌跡に沿って下方へ変位し、パワーユニット1の後方移動による車室内への侵入は的確に回避されるという作用,効果においても上記図1〜3の実施例と同じである。
【0025】
更に本発明では、上記のような平面形状がほぼX字形をなすX型クロスメンバ4に限らず、左右の前側取付点b,bと左右の後側取付点c,cとの左右前後4箇所で左右の車体に取付ボルト等で取付けられるクロスメンバであって、上記左右の後側取付点を結ぶ線c−cより前方にパワーユニット支持点aを有し、且つ上記左右の後側取付点c,c間で上記パワーユニット支持点aの後側に、前側取付点b,bの脱落時にパワーユニットの後部が嵌りながら下方へ変位するための切欠き4dを有する任意形状のクロスメンバを用いることができる。
【0026】
又、上記実施例では、左右の前側支持点b,bの脱落荷重を左右の後側支持点c,cの脱落荷重より低くした例を示しているが、左右の前側支持点b,bのうちの何れか一方の脱落荷重のみをその他の支持点の脱落荷重より低くした構成としても良い。
【0027】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、パワーユニット支持用のクロスメンバとして、左右の前側取付点と左右の後側取付点との左右前後4箇所で左右の車体(例えばサイドフレーム)に取付ボルト等で取付けられるクロスメンバであって、上記左右の後側取付点を結ぶ線より前方にパワーユニット支持点を有し、且つ上記左右の後側取付点間で上記パワーユニット支持点の後側に切欠きを有するもの、例えば平面形状がほぼX字型をなすクロスメンバを用いたことにより、通常時においてはパワーユニットの支持部として高い支持剛性及び耐久性が確保され、走行時の慣性力等の入力に対するパワーユニットの揺れ等を最小限に抑えることができる。
【0028】
更に、上記クロスメンバの左右の前側取付点と左右の後側取付点との左右前後の4箇所の取付点のうち、左右の前側取付点の少なくとも一方の脱落荷重を左右の後側取付点の脱落荷重より低く設定したことにより、前面衝突荷重の入力時は左右の前側取付点が先に破断脱落し、上記クロスメンバは左右の後側取付点を結ぶ線或はその近傍付近を中心として下向きに回動し、パワーユニット後部も上記クロスメンバ後部の切欠きに嵌り込みつつコントロールされた回動軌跡に沿って下方へと確実に変位し、パワーユニットの後方移動による車室内への侵入は的確に回避されるもので、構造簡単でコスト低廉なることと相俟って、実用上多大の効果をもたらし得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すもので、(A)は一部を断面にて示すパワーユニット支持構造の概略側面図、(B)はX型クロスメンバを斜め上方より見た斜視図である。
【図2】(A)及び(B)はX型クロスメンバの後側取付点の具体的構造例をそれぞれ示す斜視図である。
【図3】(A)及び(B)はX型クロスメンバの前側取付点と後側取付点の他の実施例をそれぞれ示す平面図である。
【図4】車両の前面衝突時のパワーユニットの後部支持部の脱落態様を説明する側面概略図である。
【図5】X型クロスメンバの他の例を示す平面説明図である。
【符号の説明】
1 パワーユニット
2 サイドフレーム
3 フロントマウント
4 X型クロスメンバ
4a 支持部
4b 前側腕部
4c 後側腕部
4d 切欠き
5b 前側取付ボルト
5c 後側取付ボルト
6 トーボード
7 フロントフロア
7a センタトンネル部
51 回動軸
52 ゴムブッシュ
a パワーユニットの支持点
b 前側取付点
c 後側取付点[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power unit support structure for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
A power unit of a vehicle including an engine, a transmission, etc. is a cross member in which the left and right front portions are normally supported by left and right front mounts on the left and right side frames, and the center of gravity or the rear portion is bridged between the left and right side frames. It is usually mounted in the engine room while being supported by the rear mount.
[0003]
In recent years, in such a vehicle power unit mounting structure, as one of the safety measures of the vehicle, when the power unit moves rearward due to a frontal collision, the rear of the power unit is displaced downward, and the rear of the power unit enters the passenger compartment. A variety of methods have been developed to avoid this problem, and are disclosed in, for example, JP-A-8-104254 and JP-A-2000-1126.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As a measure to displace the rear part of the power unit downward at the time of a frontal collision of the vehicle, when the power unit is displaced rearward due to the crushing deformation of the front of the vehicle body due to the collision, the cross member supporting the rear part of the power unit is moved from the vehicle body (left and right side frames) It is common to separate and drop (see JP-A-2000-1126).
[0005]
However, there is a problem that it is difficult to obtain a desired stable trajectory only by separating the cross member from the vehicle body by its own weight by inputting the collision load.
[0006]
In addition, by configuring the front of the power unit to be pushed upward by the crush of the front body at the time of a frontal collision, a downward turning moment is given to the rear of the power unit, thereby preventing the rear of the power unit from entering the passenger compartment. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-104254), however, in this case, the rear support of the power unit must be located near the position of the center of gravity of the power unit. In addition to being unstable, it is difficult to predict the crushing deformation of the front vehicle body at the time of collision, and it is difficult to set the vehicle body front structure that should reliably apply an upward force to the front end of the power unit. I have.
[0007]
An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a cross member which is mounted on a left and right vehicle body (for example, a side frame) at four positions on the left and right sides of a front mounting point on the left and right and a rear mounting point on the left and right with mounting bolts as a cross member for supporting the power unit. A power unit supporting point in front of a line connecting the left and right rear mounting points, and a notch on the rear side of the power unit supporting point between the left and right rear mounting points, for example, a planar shape. By using a cross member having an almost X shape, a high support rigidity is secured as a rear mount portion of the power unit in a normal state, for example, and it is possible to minimize the swing of the power unit with respect to an input such as an inertia force during traveling. And at least one of the left and right front mounting points among the four mounting points on the left, right, front and rear of the cross member. By setting the falling load to be lower than the falling load at the left and right rear mounting points, when a frontal collision load is input, the left and right front mounting points break before the left and right rear mounting points, and the cross members are left and right. The power unit rotates downward around the line connecting the rear mounting point or the vicinity thereof, and the rear part of the power unit is also displaced downward along the controlled rotation trajectory while fitting in the notch at the rear part of the cross member. The intrusion into the passenger compartment due to the rearward movement of the power unit is properly avoided.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1A is a schematic side view showing one embodiment of the present invention.
[0011]
The rear portion of the
[0012]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
[0013]
The left and right attachment points of the
[0014]
At the four attachment points to the
[0015]
As a specific means for setting the falling load of the front mounting portions b, b lower than the rear mounting points c, c, a
[0016]
Instead of weakening the breaking strength of the
[0017]
Also, as shown in FIG. 3A, the diameter of the clearance hole of the mounting
[0018]
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a toe board for separating an engine room and a passenger compartment, 7 denotes a front floor, and the
[0019]
In the above-described configuration, in a normal state other than the time of a frontal collision, the rear portion of the
[0020]
When the front vehicle body is crushed and deformed by a load input at the time of a frontal collision and the
[0021]
As a specific configuration of the rear mounting points c, c, the distal end portion of the
[0022]
2A shows an example in which the end of the
[0023]
In the present invention, the
[0024]
5, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts as those in FIG. 1, a is a support point of the
[0025]
Further, the present invention is not limited to the
[0026]
Further, in the above embodiment, an example is shown in which the left and right front support points b, b are lower in dropping load than the left and right rear support points c, c. A configuration may be adopted in which only one of the falling loads is lower than the falling loads of the other support points.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, as a cross member for supporting the power unit, the mounting bolts or the like are attached to the left and right vehicle bodies (for example, side frames) at four locations on the left, right, front and rear between the left and right front mounting points and the left and right rear mounting points. A cross member to be attached, having a power unit support point in front of a line connecting the left and right rear attachment points, and a notch behind the power unit support point between the left and right rear attachment points. For example, by using a cross member having a substantially X-shaped planar shape, a high support rigidity and durability are secured as a support portion of the power unit in a normal state, and the power unit responds to an input such as an inertia force during traveling. Shaking and the like can be minimized.
[0028]
Further, of the four mounting points on the left and right and front and rear between the left and right front mounting points and the left and right rear mounting points of the cross member, at least one of the left and right front mounting points is dropped by the left and right rear mounting points. By setting it lower than the drop-off load, when a frontal collision load is input, the left and right front mounting points break and fall off first, and the cross member faces downward around the line connecting the left and right rear mounting points or its vicinity. The rear of the power unit fits into the notch at the rear of the cross member, and is securely displaced downward along the controlled rotation trajectory, preventing the power unit from moving backwards into the passenger compartment. In addition to the simple structure and the low cost, it is possible to bring a great effect in practical use.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a schematic side view of a power unit supporting structure partially shown in cross section, and FIG. 1B is a perspective view of an X-shaped cross member viewed from obliquely above. It is.
FIGS. 2A and 2B are perspective views each showing a specific structure example of a rear attachment point of an X-shaped cross member.
FIGS. 3A and 3B are plan views showing another embodiment of a front mounting point and a rear mounting point of an X-shaped cross member, respectively.
FIG. 4 is a schematic side view illustrating a manner in which a rear support portion of a power unit is dropped when a frontal collision of the vehicle occurs.
FIG. 5 is an explanatory plan view showing another example of the X-shaped cross member.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
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