JP2014061843A - パワーユニットのマウント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単、かつコスト的に安価な構造で、車両の衝突時、衝突早期にピン部が筒部内から抜け出るのを抑えられるパワーユニットのマウント装置を提供する。
【解決手段】インシュレータ１１の筒部１４に圧入されるピン部１８の先端部に、当該ピン部１８が筒部１４内に圧入された状態で、筒部１４より車幅方向外側に位置するように爪形状部２５を形成し、同爪形状部２５を、車両の衝突時、ピン部１８とインシュレータ１１とが離間する方向へ相対変位したとき、筒部１４の車幅方向外側の端縁部と係止する構成とした。同構成により、車両の衝突時、ピン部１８とインシュレータとが離間する方向へ相対変位すると、ピン部１８に形成されている爪形状部２５が筒部１４の車幅方向外側の端縁部と係止し、ピン部１８が筒部１４内から早期に抜けるのを抑制し、衝突早期にパワーユニットが脱落するのを抑制する。
【選択図】図７

Description

本発明は、車両のパワーユニットを弾性支持するマウント装置の構造に関する。

乗用車など車両の多くは、車両の車室前方の領域にエンジンルームを形成し、同エンジンルーム内に横置きで、パワーユニットを収容させている。
パワーユニットの多くは、例えばエンジンとトランスミッションとなどを車幅方向に直結（連結）した構造物で構成されるため、パワーユニットのマウントには、エンジンやトランスミッションからの振動が車体へ伝わるのを抑える構造が求められる。そのため、インシュレータを用いたマウント構造で、エンジンルームの車幅方向側部に配置されるエンジン前部やトランスミッション後部を、エンジンルームを構成する車体構成部材、例えば車体の前後方向に沿って延びるサイドフレーム部材などに弾性支持させて、エンジンやトランスミッションからの振動が車体へ伝わるのを抑えている。

こうしたインシュレータを用いたマウント装置の多くは、エンジン前部やトランスミッション後部といったパワーユニットの車幅方向両端部に、車幅方向外方へ突き出るピン部を据付け、エンジンルームの車幅方向両側のサイドフレーム部材にインシュレータを据付け、同インシュレータに形成してある車幅方向に貫通する筒部内に、上記ピン部を圧入させて、パワーユニット端を支持させる構造が用いられる（特許文献１，２を参照）。つまり、インシュレータで、ピン部を伝わる振動を吸収して、パワーユニットからの振動が車体側（サイドフレーム部材）へ伝わるのを抑えた状態で、パワーユニットをエンジンルーム内に支持させている。

ところで、車幅方向両端部で支持されるパワーユニットは、オフセット前面衝突時（オフセット衝突時）、車体の車幅方向片側から衝突荷重が加わると、押されて車体の後方側（車室側）に回転しながら変位する。つまり、オフセット前面衝突では、パワーユニットの車幅方向片側が後方に押されるため、非衝突側のマウント部分を中心に回転しながら、後方の車室側へ向かって回転変位される。そして、パワーユニットの衝突側の端部とインシュレータとが互いに離れる方向に相対変位するため、パワーユニットの衝突側のピン部も、このパワーユニットの回転方向の動きに追従して、インシュレータの筒部から抜ける方向へ変位する。

このため、圧入に依存して、ピン部と筒部とを固定しただけでは、オフセット前面衝突時、衝突早期の段階でピン部が筒部内から抜け出してしまうおそれがある。ピン部が抜け出ると、パワーユニットの端部がエンジンルーム（車体）から脱落することになるが、衝突早期の段階でパワーユニットが脱落してしまうと、パワーユニットに作用する衝突荷重をサイドフレーム部材で吸収できなくなるため、荷重をコントロールできず、パワーユニットが室内側へ干渉してしまう可能性が大きくなる。

そこで、この対策として、従来、特許文献１、２にも開示されているようにピン部材の先端部に抜止具、例えばピン部材の外径より大きい外径のボルト部材やナット部材を組み付けて、同部品を抜け止めとして、ピン部材がインシュレータの筒部内から抜け出るのを防止している。これにより、パワーユニットが衝突早期に脱落しないようコントロールしている。

特開平 ３−１８２８３７号公報 特開平１０−２９９８３３号公報

ところが、別途、ボルト部材やナット部材を抜止具として用いる構造は、ボルト部材やナット部材を別途、用意するだけでなく、ピン部を筒部内に挿通させた後にナット部材やボルト部材をピン部にねじ込む作業が必要になるなど、ピン部材の抜けを抑える体制になるまでに、多くの工数を要する。このため、かなりコスト的な負担が強いられる難点があった。

そこで、本発明の目的は、簡単、かつコスト的に安価な構造で、車両の衝突時、ピン部が筒部内から衝突早期に抜け出るのを抑えられるようにしたパワーユニットのマウント装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、インシュレータの筒部に圧入されるピン部の先端部に、当該ピン部が筒部内に圧入された状態で、筒部より車幅方向外側に位置するように爪形状部を形成し、同爪形状部を、車両の衝突時に、ピン部とインシュレータとが離間する方向へ相対変位したとき、筒部の車幅方向外側の端縁部と係止するように構成したことにある。
同構成によると、車両の衝突時、加わる荷重により、ピン部とインシュレータとが離間する方向へ相対変位すると、ピン部に形成されている爪形状部が筒部の車幅方向外側の端縁部と係止し、ピン部が筒部から早期に抜けるのを抑制する。

請求項２に記載の発明は、ピン部の筒部内への挿入しやすさも併せて確保されるよう、爪形状部は、ピン部の径方向断面の範囲内で、先端部を前記車体前後方向へ突き出させてなるものとした。
請求項３に記載の発明は、簡単な構造ですむよう、爪形状部は、ピン部の先端部において、ピン部の径方向断面の範囲内で、車体前後方向へ突き出るように形成される突起部と、同突起部の基部の車幅方向内側の部位に形成され、突起部に向かうにしたがって次第に深さが深くなる凹部とを有する構成を採用した。

請求項４に記載の発明は、ピン部の筒部への挿入性が損なわれないよう、ピン部の先端部外形を、先端に向かうにしたがい径が小さくなるテーパ形状に形成し、突起部の外面および凹部の内面は、テーパ形状と連続するように形成するものとした。

請求項１の発明によれば、車両の衝突時、ピン部とインシュレータとが離間する方向へ相対変位すると、ピン部の爪形状部が筒部の車幅方向外側の端縁部と係止し、ピン部が筒部から早期に抜けるのが抑えられる。
したがって、別途、部品を用意したり、同部品の組み付ける作業を必要としたりせず、ピン部の先端部に爪形状部を形成するだけで、ピン部が筒部内から衝突早期に抜け出るのを抑えることができ、衝突早期にパワーユニットが脱落するのを抑制でき、パワーユニットの脱落のタイミングをコントロールすることができる。

請求項２の発明によれば、ピン部の筒部内への挿入しやすさも確保できる。
請求項３の発明によれば、爪形状部は、ピン部に突起部や凹部を形成するだけの簡単な構造ですむ。
請求項４の発明によれば、テーパ形状がもたらしているピン部の筒部への挿入性を損なうことなく、ピン部の抜けを抑えることができる。

本発明の一実施形態に係るパワーユニットのマウント装置を示す平面図。 同パワーユニットのエンジンを支えるマウント装置の構造を示す斜視図。 同マウント装置の各部の構造を示す分解斜視図。 車両のオフセット前面衝突時におけるマウンド装置の挙動を説明する平面図。 同オフセット前面衝突時においてピン部の抜けが抑えられる状況を示す平面図。 ピン部の先端部に形成されている爪形状部を示す図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図。 オフセット前面衝突時、爪形状部と筒部の端縁部とが係止する状況を説明する図５中のＢ部を拡大した断面図。

以下、本発明を図１ないし図７に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は、車両、例えば乗用車の車体前部を平面から見た図を示している。同車体前部の概要を説明すると、同図１中１ａ、１ｂは、車体２を構成する一対のサイドフレーム部材（車体前後方向に延びる部材）、３は同サイドフレーム部材１ａ，１ｂの前端部間を交差するように設けられたクロスメンバ部材（車幅方向に延びる部材）を示している。

また車体２の最前部のクロスメンバ部材３から、車体中央の車室Ｔを区画しているダッシュボードまでの、車室Ｔの前方の領域には、エンジンルーム４（収容領域）が形成されている。
このエンジンルーム４内には、車両走行用のパワーユニット５が収容されている。パワーユニット５は、例えば多気筒レシプロ式のエンジン６の出力部にトランスミッション７を直列に連結して構成してある。このパワーユニット５全体が、エンジンルーム４の車幅方向一側にエンジン６を配置し、反対側の車幅方向他側にトランスミッション７を配置した横向きの姿勢で、エンジンルーム４内に収められている（横置き）。

このパワーユニット５のうち車幅方向両端部は、それぞれエンジン側マウント装置１０ａ，トランスミッション側マウント装置１０ｂ（いずれも本願のマウント装置に相当）を介して、車体２に据付けられている。ちなみに、パワーユニット５の中間部は、ロールを抑えるロールロッド部材１１を介して、車体２に固定される。
エンジン側マウント装置１０ａとトランスミッション側マウント装置１０ｂは、共に同じ構造をしており、ここでは、エンジン側マウント装置１０ａを例に挙げて構造を説明する。

エンジン側マウント装置１０ａは、図２および図３に示されるように、サイドフレーム部材１ａに設置される車体側マウント部１６と、エンジン６の車幅方向外側の端部（パワーユニット５のエンジン６側の車幅方向端部）に設置されるエンジン側マウント部２０とを備え、この両者を組み合わせた構成とされている。
車体側マウント部１６は、例えば外筒１２と内筒１４（本願の筒部に相当）との間にゴム等の弾性体１３を介在させた筒形のインシュレータ１１と、外筒１２に設けられてサイドフレーム部材１ａに固定される車体据付座１５とを有している。内筒１４は、角形状に形成されており、その内周面には、ゴム等の樹脂材料による内張り１４ａが施してある。車体据付座１５は、エンジン６の車幅方向外側の端部と車幅方向で隣接するサイドフレーム１ａの上面に、ボルト部材２２で固定されている。そして、インシュレータ１１は、その軸心が車幅方向に向く姿勢に配置されている。すなわち、内筒１４の通孔が車幅方向へ貫通する向きとなるようインシュレータ１１が設置されている。ちなみに、外筒１２からはステー部材２３が延び、このステー部材２３の延出端部（図示しない）が、エンジンルーム４の周壁をなすパネル部材（図示しない）に固定されている。

エンジン側マウント部２０は、内筒１４に圧入可能な角形のピン部１８と、同ピン部１８をエンジン６に支持するＬ形のエンジン据付座１９とを有してなる。エンジン据付座１９は、ピン部１８の基端部に一体で形成され、エンジン６の車幅方向外側の端部の端面に形成されたフランジ形の支持座６ａに、ボルト部材２１で固定される。これで、ピン部１８は、エンジン６の車幅方向外側の端部からエンジンルーム４の車幅方向外側へ向って突き出るように設置される。

そして、車体側マウント部１６のインシュレータ１１の内筒１４にエンジン側マウント部２０のピン部１８を圧入することで、エンジン６の車幅方向外側の端部、すなわちパワーユニット５のエンジン６側の端部がインシュレータ１１を介してサイドフレーム部材１ａに弾性支持される仕組みとなっている。
なお、ピン部１８の先端部は、先端に向かうにしたがい外径が小さくなるテーパ形状で形成されており、ピン部１８を、インシュレータ１１の内筒１４内に圧入しやすい形状にしている。

また、トランスミッション側マウント装置１０ｂにも、エンジン側マウント装置１０ａと同じ構造が用いられ、トランスミッション７側の端部をサイドフレーム部材１ｂに弾性支持させてある。これで、パワーユニット５全体を各マウント装置１０ａ，１０ｂで車体２に弾性支持させている。
さらに、これら各マウント装置１０ａ，１０ｂには、オフセット前面衝突（車体２の前後方向端部の片側からの衝突：オフセット衝突）時に、内筒１４内からピン部１８が抜け出るのを抑える抜止め構造が設けられている。

例えば、パワーユニット５のエンジン６側がオフセット前面衝突した場合、パワーユニット５のエンジン６側に片寄って衝突荷重が作用するため、パワーユニット５がトランスミッション７側のマウント装置１０ｂを支点にして車体後方の車室Ｔ側へ回転変位される（図５参照）。このとき、パワーユニット５のエンジン６側の端部とインシュレータ１１とが互いに離れる方向に相対変位するので、これに伴ってピン部１８がインシュレータ１１の内筒１４から抜けて、衝突早期の段階でパワーユニット５が脱落してしまう場合がある。これに対して、本実施形態は、ピン部１８の形状を工夫した抜止め構造を用いて、ピン部１８の内筒１４からの抜けを抑制し、パワーユニット５の衝突早期での脱落を防止している。

以下に、本実施形態の抜止め構造について、詳細に説明する。
図２および図３に示されるようにピン部１８の先端部には、爪形状部２５が形成されている。爪形状部２５は、ピン部１８が内筒１４内に圧入された状態で、内筒１４よりも車幅方向外側に位置するよう形成されている。そして、この爪形状部２５には、ピン部１８の径方向断面（角形断面）の範囲内で、ピン部１８の先端部から、衝撃荷重が入力される方向と同方向、すなわち車体２の後方側（ここでは車室Ｔ側）へ突き出せた爪部を形成する構造が用いられている。

具体的には爪形状部２５は、図２、図３、図６および図７にも示されるようにピン部１８の先端部に形成された突起部２７と、突起部２７の基端部の車幅方向内側に形成された凹部２８とを有した爪部、すなわちピン部１８と一体な爪部から構成されている。詳しくは突起部２７は、例えばピン部１８を内筒１４を貫通するまで延長させ、その内筒１４を貫通したピン部１８の延長端部の一部に、同ピン部１８の径方向断面（角形断面）の範囲内で、車体後方側（車室Ｔ側）へ向け突き出るようＬ形の加工を施した構造が用いられる。また凹部２８は、ピン部１８の突起部２７の基端部の車幅方向内側に位置する車体後方向に臨む面に、同面を抉るように円弧形の凹みを形成してなる。この円弧形の凹みは、突起部２７側に向かうにしたがって次第に深さが深くなるように形成されている。そして、オフセット前面衝突によるパワーユニット５の回転変位に伴い、ピン部１８が図７に示されるように内筒１４筒内から抜ける方向へ変位すると、内筒１４の車幅方向外側の端部の端縁部を凹部２８内で受け入れ（進入）、同内筒１４の端縁部を、突起部２７の車幅方向内側の面と重なり合う地点へ導けるようにしている。これで、内筒１４の外側の端縁部が、突起部２７の車幅方向内側の面と突き当たる構造にしている。

つまり、オフセット前面衝突時、パワーユニット５側のピン部１８とサイドフレーム部材１ａ側のインシュレータ１１とが互いに離れる方向に相対変位された際に、内筒１４の端縁部に突起部２７が係止される構成となっている。これにより、内筒１４内からピン部１８が抜け出るのを抑制している。
なお、突起部２７の外面、凹部２８の内面は、ピン部１８の内筒１４への挿入性が損なわれないよう、ピン部１８の先端側のテーパ形状部１８ａのテーパ面の形状（テーパ形状）と連続するように形成され、ピン部１８の抜止め機能とピン部１８の挿入性とを両立させている。

こうした爪形状部２５により、ピン部１８を内筒１４内に圧入させただけの状態から、ピン部材１８の抜止めが行える。
次に、オフセット前面衝突時におけるエンジン側マウント装置１０ａの抜止め構造の作用について詳細に説明する。
図１に示されるように例えばバリアＸに車両の前面片側、パワーユニット５のエンジン６側（図面右側）が衝突したとする（オフセット前面衝突）。

すると、図４に示されるように車体２の前部片側から加わる衝撃荷重Ｆを受けて、最前部のクロスメンバ部材３は曲りなど変形を生じ、サイドフレーム部材１ａの前端部は座屈変形を起こす。座屈変形が進むと、変形するクロスメンバ部材３にて、エンジン６（パワーユニット５の片側）は押される。すると、パワーユニット５では、図５中の矢印αのようにトランスミッション側マウント１０ｂを支点として、車体後方側（車室Ｔ側）へ回転する動きが誘発される。

このパワーユニット５の回転方向の動き（回転変位）を受けて、エンジン側マウント１０ａのピン部１８は、図７に示されるように車体後方へ傾きながら、内筒１４内から抜け出る方向へ変位する。このとき、エンジンマウント１０ａの各部、すなわち内筒１４やインシュレータ１１は、このピン部１８の動きを受けて変形する。
そして、内筒１４内を抜けるピン部１８の動きに追従して、ピン部１８の先端部に有る突起部２７および凹部２８は、内筒１４の車幅方向外側の端縁部へ接近する。さらにこのときの傾くピン部１８の動きを受けて、図７に示されるように内筒１４の車幅方向外側の端縁部は、凹部２８内へ導入され、同内筒１４の車幅方向外側の端縁部を、突起部２７の車幅方向内側の面と重なり合う地点、すなわち突起部２７の車幅方向内側の面と突き当たる地点へ導く。

すると、突起部２７が、内筒１４の車幅方向外側の端縁部と係止し、ピン部１８が内筒１４内から抜け出るのを抑える。この規制により、衝突早期におけるパワーユニット５のエンジン６側の端部の脱落は抑えられ、パワーユニット５の脱落のタイミングをコントロールすることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、ピン部１８の先端部に爪形状部２５を形成するという構造だけで、別途、部品を用意したり、同部品の組み付ける作業を必要としたりせず、ピン部１８を内筒１４に圧入させたそのままの姿勢から、ピン部材１８の抜けを抑える体制が整うから、簡単、かつコスト的な負担が少ない安価な構造で、オフセット前面衝突時、早期にピン部材１８が抜けるのを抑制することができる。

したがって、衝突早期にパワーユニット５が脱落することを防止することが可能となり、パワーユニット５の脱落のタイミングをコントロールすることができる。特に爪形状部２５は、ピン部１８の径方向断面の範囲内で、先端部を車体中央側へ突き出させてあるから、ピン部１８と共に、筒部１４内へは挿入しやすい。
しかも、爪形状部２５は、ピン部１８の先端部に、ピン部１８の径方向断面の範囲内で、突起部２７を形成し、突起部２７の基端部の車幅方向内側に凹部２８を形成するだけの簡単な構造ですむ。

そのうえ、突起部２７の外面および凹部２８の内面は、ピン部１８の先端部外形を形成しているテーパ形状と連続してあるので、ピン部１８のテーパ形状がもたらしている筒部１４への挿入性を損なわずにすみ、ピン部１８の抜止めは、ピン部１８の挿入性と両立できる。
特に爪形状部２５を用いたピン部１８の抜止め構造は、図５中の二点鎖線Ｓに示されるようにサイドフレーム１ａの座屈変形に伴い、インシュレータ１１の車体後側が車体前側よりも大きく車幅方向に変位する場合（エンジン側マウント部２０とインシュレータ１１との間が、車体前側では小さく、車体後側ではそれよりも大きく離れる場合）には、有効である。

なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した一実施形態では、角形のピン部の先端部に、爪形の突起部、円弧形の凹部を形成したが、これに限らず、他の形状のピン部、突起部、凹部で形成しても構わない。また一実施形態では、車室の前方の領域にパワーユニットを収めた構造の車両に本発明を適用したが、これに限らず、車室の後方の領域にパワーユニットを収めた構造の車両に本発明を適用してもよい。もちろん、パワーユニットも、一実施形態のようなエンジンとトランスミッションとを組み合わせた構造でなく、モータやエンジンとモータとを組み合わせた構造でも構わない。

２ 車体
４ エンジンルーム（収容領域）
５ パワーユニット
１０ａ エンジン側マウント装置（パワーユニットのマウント装置）
１１ インシュレータ
１２ 外筒
１３ 弾性部材
１４ 内筒（筒部）
１８ ピン部
１８ａ テーパ形状部
２５ 爪形状部
２７ 突起部
２８ 凹部

Claims (4)

1. 車両の車室の前方または後方の領域に収容されるパワーユニットの車幅方向両端部を車体側に弾性支持するパワーユニットのマウント装置であって、
   前記パワーユニットの車幅方向端部に設置されて、同端部から車幅方向外側へ突き出るピン部と、前記パワーユニットの車幅方向端部と隣合う位置で車体側に設置されて、前記ピン部を弾性支持するインシュレータとを備え、
   前記インシュレータには、車幅方向に貫通するよう形成されて前記ピン部が圧入される筒部が設けられ、
   前記ピン部の先端部には、当該ピン部が前記筒部内に圧入された状態で、当該筒部より車幅方向外側に位置するように爪形状部が形成され、
   前記爪形状部は、前記車両の衝突時に、前記ピン部と前記インシュレータとが離間する方向へ相対変位したとき、前記筒部の車幅方向外側の端縁部と係止するように構成されている
   ことを特徴とするパワーユニットのマウント装置。
2. 前記爪形状部は、前記ピン部の径方向断面の範囲内で、先端部を前記車体前後方向へ突き出させてな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マウント装置。
3. 前記爪形状部は、
   前記ピン部の先端部において、前記ピン部の径方向断面の範囲内で、前記車体前後方向へ突き出るように形成される突起部と、
   同突起部の基部の車幅方向内側の部位に形成され、前記突起部に向かうにしたがって次第に深さが深くなる凹部とを有して構成される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワーユニットのマウント装置。
4. 前記ピン部の先端部外形は、先端に向かうにしたがい径が小さくなるテーパ形状に形成され、
   前記突起部の外面および前記凹部の内面は、前記テーパ形状と連続するように形成されることを特徴とする請求項３に記載のパワーユニットのマウント装置。

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