JP2007030560A - マウント構造 - Google Patents

Abstract

【課題】マウント用のボルトに十分な強度を持たせつつ、衝突時にマウントしている付加構造物の脱落を可能とするマウント構造を提供する。
【解決手段】車体衝突の際に、パワートレーン１０がマウントメンバ２に向けて移動可能となっている。マウントメンバ２は、車体パネル４にボルト３を介して車体に支持されている。車体パネル４にナット５が当接して固定されていると共に、ボルト３の軸部は、車体パネルから離れる方向に延びる。そして、車体衝突の際の衝撃力を、ボルトの軸部の側面に入力することで、ナット５に上下方向のモーメントを作用させて車体パネル４を面外方向に破断する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、付加構造物を車体に支持させる際のマウント構造であって、車体衝突時の挙動に特徴を有するマウント構造に関する。

車体衝突時の挙動を考慮して、車体にエンジンをマウントするマウント構造としては、たとえば特許文献１に記載されているものがある。この特許文献１に記載されている構造は、モノコック構造の車体後部に、弾性体を介してエンジンをマウント用のボルトで締結することで当該エンジンを搭載すると共に、車体に車両前端からエンジン搭載部に亘って延在するサブフレームを、フレームマウントを介して取り付け、該サブフレームの後部に車体に対するサブフレームの後方への相対移動でエンジンを後方に突き動かす突き押し部を設けている。
そして、車体衝突時に、エンジンに大きな衝突エネルギーが入力されると、上記マウント用のボルトの軸部を破断することで、エンジンを脱落する構成が開示されている（段落番号００１１，００１２参照）。
特開平０８-２４４６４７号公報

エンジンマウントの締結部（マウント用のボルト及びナット）の強度は、パワートレーン（エンジン＋トランスミッション）により発生する静的荷重、動的荷重の支持から要求される強度や、車両の静粛性のために必要十分な剛性等から決定されるため、上記マウント用のボルトを、必ずしも衝突時の衝突入力で破断される強度以下に設定することができないなど、上記従来の構成を採用するには制限がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、マウント用のボルトに十分な強度を持たせつつ、衝突時にマウントしている付加構造物の脱落を可能とするマウント構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車体に対し軸部材を介して付加構造物を支持するマウント構造において、
上記軸部材は、車体の取付け面に当接して当該取付け面へ一体的に固定される固定部、及びその固定部に連続し当該取付け面から離れる方向に延びる軸部を備え、
車体衝突の際の衝撃力を、上記取付け面から上下方向のオフセットした位置で、上記軸部の側面に入力することで、上記固定部に上下方向のモーメントを作用させて当該固定部が当接する取付け面を面外方向に破断可能とすることを特徴とするものである。

本発明によれば、マウント用の軸部材に十分な強度を持たせつつ、衝突の際に車体にマウントしている付加構造物を脱落することが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本実施形態を説明する概要平面図、図２は拡大側面図である。
図１に示すように、左右に対をなして車両前後方向に延びる左右のサイドメンバ１（車体）間に、付加構造物を構成するマウントメンバ２が架け渡されている。すなわち、車両幅方向に延在するマウントメンバ２の左右両端部がそれぞれ、２本のマウント用のボルト３、３３によってサイドメンバ１に支持されている。

車体へのマウントメンバ２のマウント構造は、図２及び図３に示すように、サイドメンバ１の取付け面（以下、車体パネル４と呼ぶ）に下側側からマウントメンバ２を当接しボルト締結によって、上記車体パネル４の下側にマウントメンバ２がボルト３、３３を介して支持されている。すなわち、マウントメンバ２及び車体パネル４に同軸に挿通孔が開口していると共に、車体パネル４の上面にナット５が溶着等によって固定されている。そして、下側からマウントボルト３が両挿通孔を貫通し上記ナット５に螺合することで、マウントメンバ２は、マウントボルト３を介して車体に支持される。

本実施形態では、前側の取付け点について、図３のように、上記車体パネル４よりも下側に位置するボルト３の頭部３ａとマウントメンバ２下面との間に、介在物として、筒部材６及び衝突干渉部材７が介装されている。
すなわち、上記筒部材６は、図３に示すように、軸を上下に向けたキャップ状の筒部材であって、ボルト３の軸部３ｂを貫通させ、上端面をマウントメンバ２下面に当接すると共に、下端面を衝突干渉部材７を介してボルト３の頭部３ａに当接することで、車体パネル４から下方にボルト３の軸部３ｂが突出した状態とし、車体パネル４に対しボルト３の頭部３ａを下方にオフセットさせている。さらに、上記筒部材６の下端とボルト３の頭部３ａとの間に衝突干渉部材７が介挿されている。この衝突干渉部材７は、車幅方向に延びる干渉部本体７ａと、その干渉部本体７ａの両側に連続してそれぞれ後方に延びる足部７ｂとから構成され、該足部７ｂに開口した挿通孔を介して上記のようにボルト３の軸部３ｂにおける頭部３ａ側に取り付けられる。これによって、衝突干渉部材７は、車体パネル４から下方に所定量だけオフセットした位置でボルト３の軸部３ｂの側面から車両前後方向前方に突出した状態になっている。

ここで、上記ボルト３及びナット５は軸部材を構成している。
さらに、上記車体を構成する左右のサイドメンバ１の間にエンジン及びトランスミッションからなるパワートレーン１０が配置され、その後端部が図１のように上記マウントメンバ２の中央部に弾性支持されている。このとき、トランスミッションの下部が、図２に示すように、車両前後方向において、上記衝突干渉部材７の干渉部本体７ａと所定間隔を開けて対向配置するように設定されている。
なお、本実施形態は、図４のように、車室の前側にパワートレーン１０が配置される場合、つまりエンジン１０ａが前置きの車両である。また、パワートレーン１０の前側についても直接若しくは別のマウント部材などを介して車体に弾性支持されている。

次に、上記構成の動作や作用・効果について説明する。
車両前方の障害物に車両が衝突すると、不図示の車体前側の車体部分（エンジンルームなど）が変形して上記衝突エネルギーの一部を吸収すると共に、衝突エネルギーによって、パワートレーン１０が車両前後方向後方に移動する。

パワートレーン１０が後方に移動するにつれてトランスミッションが衝突干渉部材７に衝突し、図５のように、衝突干渉部材７を介してボルト３の頭部３ａ側の軸部３ｂの側面を後方に押す。これによって、ボルト３には車体パネル４との取付け点を支点とし、その支点にあるナット５に対し衝突干渉部材７の取付け位置（車体パネル４）までのオフセット量（筒部材６の長さ分）を腕としたモーメントが作用し、パワートレーン１０が後方（車室側）に移動するほど、ナット５外縁の角から車体パネル４に対して面外方向（上下方向）の荷重が作用し、もって車体パネル４を上下方向に破断する。これによって、パワートレーン１０が後方に向かうほど、マウントメンバ２における左右取付け点の支持力が弱くなり、マウントメンバ２が脱落しやすくなる。続けて、パワートレーン１０が後方へ移動若しくはパワートレーン１０が直接マウントメンバ２の中央部に衝突することで、マウントメンバ２が脱落する。マウントメンバ２が脱落するとパワートレーン１０の後部も下方に落下し、パワートレーン１０は斜め下方に向けて移動するようになって、当該車両前後方向後方に向かうパワートレーン１０が、車室側に向かうことを回避できる。また、パワートレーン１０が脱落することで、車体が受け持つのは車体の重量による衝突エネルギーだけになる。

以上のように、本実施形態では、マウント用のボルト３の軸部３ｂを破断することなく付加構造物であるマウントメンバ２を脱落可能とすることが出来る。すなわち、マウント用のボルト３、３３の強度は、パワートレーン１０により発生する静的荷重、動的荷重の要件からきまる十分な強度を確保したまま、衝突入力により付加構造物を車体から脱落させることが可能となる。

しかも、車体パネル４から下方にオフセットした位置にボルト３の軸部３ｂに衝突干渉部材７を、トランスミッション１０ｂ側（パワートレーン１０側）に向けて前方に張り出させて近づけて配置するという簡単な構造によって、衝突力を、車体パネル４との取付け点を支点としたモーメントに変換させることが可能となる。
また、本実施形態の衝突干渉部材７は、車幅方向に延在して、左右のボルト３間に架設、つまり左右のサイドメンバ１を連結する構造となるので、車体剛性を補強するという効果がある。

また、上記実施形態では、ボルト３と一体になって車体の車体パネル４に当接するナット５について、図３に示すように、車両前後方向に角部つまり鋭角部５ａを配置するように設定している。上記鋭角部５ａは、例えば、車体パネル４との当接部に有ればよい。上記のように車両前方からの衝突の際に、ボルト３の軸部３ｂに車両前後方向の荷重が衝突干渉部材７を介して入力されることで、車体パネル４に対するナット５の荷重の押し付けは車両前後方向の端部で大きくなるが、ナット５の車両前後方向端部に鋭角部５ａを設けることで車体パネル４は、同じ衝突時の荷重であっても、鋭角部５ａに応力集中が発生して破断しやすくなる。

また、上記実施形態では、ボルト３に衝突干渉部材７を設けた場合を例示しているが、衝突干渉部材７をトランスミッション１０ｂ側に設けても良い。すなわち、図６〜図９に示すように、マウント用のボルト３の頭部３ａを、筒部材６を介して車体パネル４の下面に当接することで、ボルト３の頭部３ａを車体パネル４から下方にオフセットさせておき、トランスミッション１０ｂに対し、上記ボルト３の軸部３ｂと車両前後方向で対向するように、車幅方向外方に且つ後方に張り出す張出部からなる衝突干渉部材２０を設ける。この場合も上記実施形態と同様な作用・効果を得ることが出来る。

次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品等については同一の符号を付して説明する。
図１０〜図１３は、第２実施形態のマウント構造を説明する図である。
本実施形態では、マウントメンバ２の左右両端部、及び衝突干渉部材７の左右両端部を、それぞれ２本のボルト３で締結すると共に、車体に対しボルト３を介してマウントメンバ２を弾性支持させる構造を採用する。

すなわち、マウントメンバ２に設ける挿通孔を、筒部材６が遊挿可能な大径の孔とし、筒部材６の上端面を直接車体パネル４の下面に当接すると共に、筒部材６とマウントメンバ２との間に、筒状の弾性体からなるブッシュ２１を配置したものである。そのブッシュ２１の外径面には、上記マウントメンバ２の挿入孔を嵌め込む環状溝が周方向に沿って設けられ、その環状溝にマウントメンバ２を嵌め込むことで、マウントメンバ２は、ブッシュ２１、筒状部材、及びボルト３を介して車体側部材の車体パネル４に支持された構造となる。

本実施形態では、車体パネル４の上下の面をナット５と筒上部材の上端面とで挟み込むことで、ボルト３は車体パネル４に固定された状態となっている。
その他については、上記第１実施形態と同様である。
本実施形態でも、衝突干渉部材７に車両後方に向かう衝突力が入力されると、左右の各２本のボルト３軸部３ｂの頭部３ａ側の側面が後方に押されることで、ナット５位置に上下方向のモーメントが作用してナット５が当接している車体パネル４が上下に破断してマウント部材が衝突時に脱落しやすくなる。また、このとき、ナット５に対し車両前後方向に向く鋭角部５ａを設けておくことで、衝突力を左右それぞれ２本のボルト３に入力する構成であっても、ナット５によって車体パネル４が破断しやすくなる。
また、本実施形態では、パワートレーン１０の後部を弾性支持するマウントメンバ２がブッシュ２１を介して車体に弾性支持されることで、当該マウントメンバ２が支持するパワートレーン１０の振動が車体に伝達することを回避できる結果、実施形態１に比べて騒音振動を大幅に低減することが出来る。

また、前述の背景技術に開示した従来技術では、付加構造物自身の変位により、付加構造物と車体の連結点に加わる力でマウントボルト３を破断して付加構造物を脱落する構造になっているため、付加構造物と車体の間に弾性体を介装すると、付加構造物の変位がマウントボルト３に伝達される効率が低下する結果、マウントボルト３を破断させにくいという問題があり、従来技術では、付加構造物を弾性支持することが困難である。これに対して、本実施形態では、衝突入力付加装置を利用してマウントボルト３に加わる力を、直接マウントボルト３と車体との連結部にモーメントとして作用させる構造になっているため、付加構造物を車体に弾性支持しても、ボルト３と車体の車体パネル４とを固定すれば、車体パネル４を破断させる効率は低下しない。

ここで、上記各実施形態では、パワートレーンが前置きで且つ前方からの衝突の対応を考慮したものであるが、パワートレーンが車室よりも後方を後置きで且つ後方からの衝突を考慮する場合には、パワートレーンの前側をマウントするためのマウントメンバに対して、上記構造を採用すればよい。
また、上記実施形態では、ボルトの軸部側面に衝突時の荷重を入力する部品（衝突時変位部品）としてパワートレーン自体を挙げているが、別の部品であっても良い。例えば、車体に支持され且つ車両前後方向に延在して衝突時に変形してエネルギー吸収を行うサブメンバ等を衝突時変位部品としても良い。

本発明に基づく第１実施形態に係るマウント構造を示す平面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るマウント構造を説明する側面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るマウント構造を説明する分解斜視図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るパワートレーンを示す側面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る作用を説明する側面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るマウント構造の別例を示す側面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るマウント構造の別例を示す平面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るマウント構造の別例を示す斜視図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るマウント構造の別例を説明する分解斜視図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るマウント構造を示す平面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るマウント構造を示す断面側面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るナットを示す平面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るマウント構造を説明する分解斜視図である。

符号の説明

１ サイドメンバ（車体）
２ マウントメンバ（付加構造物）
３ マウント用のボルト
３ａ 頭部
３ｂ 軸部
４ 車体パネル（取付け面）
５ ナット
５ａ 鋭角部
６ 筒部材
７ 衝突干渉部材
１０ パワートレーン（衝突時変位部品）
１０ｂ トランスミッション

Claims (11)

1. 車体に対し軸部材を介して付加構造物を支持するマウント構造において、
   上記軸部材は、車体の取付け面に当接して当該取付け面へ一体的に固定される固定部、及びその固定部に連続し当該取付け面から離れる方向に延びる軸部を備え、
   車体衝突の際の衝撃力を、上記取付け面から上下方向にオフセットした位置で、上記軸部の側面に入力することで、上記固定部に上下方向のモーメントを作用させて当該固定部が当接する取付け面を面外方向に破断可能とすることを特徴とするマウント構造。
2. 車体衝突の際に、車両幅方向から見て、上記付加構造物に向けて移動する衝突時変位部品を備える車両に採用されるマウント構造において、
   車体衝突の際に、上記移動する衝突時変位部品から上記軸部の側面に衝撃力を入力することで、上記固定部が当接する取付け面に対し面外方向の荷重を負荷することを特徴とする請求項１に記載したマウント構造。
3. 上記軸部に支持されると共に上記衝突時変位部品に向けて突出し且つ当該衝突時変位部品の移動方向で該衝突時変位部品と所定の間隙を開けて対向する衝突干渉部材を備えることを特徴とする請求項２に記載したマウント構造。
4. 上記付加構造物は、車幅方向左右に位置する車体のサイドメンバにそれぞれ上記軸部材を介して支持されることで、その左右のサイドメンバ間に横架され、
   上記衝突干渉部材は、車両幅方向に延在し、その両端部がそれぞれ軸部材の軸部側面に固定されていることを特徴とする請求項３に記載したマウント構造。
5. 上記衝突時変位部品は、パワートレーンであり、且つ上記左右のサイドメンバ間に配置されることを特徴とする請求項４に記載したマウント構造。
6. 上記衝突時変位部品から軸部に向けて突出し該衝突時変位部品の移動方向で上記軸部側面と所定の間隙を開けて対向する衝突干渉部材を備えることを特徴とする請求項２に記載したマウント構造。
7. 上記取付け面に当接する固定部は、１又は２以上の鋭角部を備え、そのうちの少なくとも１つの鋭角部は、衝撃が入力された際に衝突時変位部品の移動方向若しくはその反対方向に向いていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載したマウント構造。
8. 付加構造物は、車体に対し弾性体を介挿した状態で支持されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載したマウント構造。
9. 上記付加構造物は、上記衝突時変位部品を弾性支持することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載したマウント構造。
10. 上記付加構造物は、パワートレーンを支持することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載したマウント構造。
11. 上記付加構造物は、車室の前側に配置されると共に、パワートレーンの後部を支持することを特徴とする請求項１０に記載したマウント構造。

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