JP2007090965A - パワーユニットの支持構造 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図４

Description

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。

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。

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。
特開２０００−１０８６８８号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

パワーユニットの支持構造を示す概略平面図である。 車体前部の概略側面図である。 図１のIII−III断面図である。 サイドマウントの斜視図である。 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。 マウントブラケットの変形例を示す説明図である。 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

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

Claims (2)

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。
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。
   

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