JP2018114885A - 振動体支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体フレームに対して過大な振動が伝達されることを回避することが可能な振動体支持構造を提供すること。【解決手段】エンジンを含むパワープラントを支持する防振装置１００ｂと、防振装置１００ｂとサブフレーム１２とを連結するマウントブラケット３８と、マウントブラケット３８を弾性的に支持する弾性ブッシュ５８と、マウントブラケット３８とエンジンに連結される排気管２１との間に配置され、排気管２１を弾性的に支持する弾性支持機構６４とを備え、サブフレーム１２に対してエンジン及び排気管２１が二重防振構造となる。【選択図】図２

Description

本発明は、振動体支持構造に関する。

例えば、特許文献１には、排気パイプスティフナの一端をマウントブラケットに接続すると共に、排気パイプスティフナの他端に接続部材を接続し、さらに、この接続部材を排気管に固着して排気管を支持する排気管支持構造が開示されている。

特許第３４５１７７５号公報

ところで、特許文献１に開示された排気管支持構造では、車体フレームに搭載されるマウントブラケットに対して、排気パイプスティフナがボルトを介してリジットに締結されている。このため、マウントブラケットに対し、パワープラントで発生する振動と、排気系で発生する振動の両方の振動が入力される。この結果、特許文献１に開示された排気管支持構造では、マウントブラケットに入力された過大な振動が、車体フレームに伝達されるおそれがある。

また、特許文献１に開示された排気管支持構造では、マウントブラケットと車体フレームとの締結部位（連結部位）に対して、マウントブラケットから入力された振動が集中するおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車体フレームに対して過大な振動が伝達されることを回避することが可能な振動体支持構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車両の駆動源を含むパワープラントを支持する防振装置と、
前記防振装置と車体フレームとを連結する連結ブラケットと、前記連結ブラケットを弾性的に支持する弾性ブッシュと、前記連結ブラケットと前記駆動源に連結される排気管との間に配置され、前記排気管を弾性的に支持する弾性支持機構と、を備えることを特徴とする。

本発明では、車体フレームに対して過大な振動が伝達されることを回避することが可能な振動体支持構造を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る振動体支持構造が適用されたサブフレームの平面図である。 図１に示す弾性支持機構の拡大斜視図である。 図１に示す振動体支持構造の模式図である。 図１に示すサブフレームに搭載された防振装置の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る振動体支持構造が適用されたサブフレームの平面図である。 図５に示す弾性支持機構の拡大斜視図である。 図６の車両前後方向に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態に係る振動体支持構造が適用されたサブフレームの平面図である。 図８の車両前後方向に沿った断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動体支持構造が適用されたサブフレームの平面図である。なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車両左右方向（車幅方向）、「上下」は、鉛直上下方向をそれぞれ示している。

図１に示されるように、車両の車体前部側には、サブフレーム（車体フレーム）１２が搭載されている。このサブフレーム１２は、前部クロスメンバ１４と、後部クロスメンバ１６とから構成されている。前部クロスメンバ１４の車幅方向に沿った両側部には、車両後方に向かって延在する前側左右サイド部１８、１８がそれぞれ対向配置されている。後部クロスメンバ１６の車幅方向に沿った両側部には、車両前方に向かって延在して前側左右サイド部１８、１８と連結される後側左右サイド部２０、２０が設けられている。

なお、本実施形態では、サブフレーム１２として、前側左右サイド部１８、１８及び後側左右サイド部２０、２０を、それぞれ、前部クロスメンバ１４及び後部クロスメンバ１６と一体的に構成した場合を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、前側左サイド部１８と後側左サイド部２０とを一体成形して左サイドメンバ（図示せず）を構成すると共に、前側右サイド部１８と後側右サイド部２０とを一体成形して右サイドメンバ（図示せず）を構成するようにしてもよい。

前部クロスメンバ１４は、車両の車幅方向に沿って延在しパワーユニットＰの前側に配置されている。後部クロスメンバ１６は、車両の車幅方向に沿って延在し、パワーユニットＰの後側に配置されている。前側左サイド部１８及び後側左サイド部２０は、平面視して車両の前後方向に沿って延在し、パワーユニットＰの左側に配置されている。前側右サイド部１８及び後ろ側右サイド部２０は、平面視して車両の前後方向に沿って延在し、パワーユニットＰの右側に配置されている。

サブフレーム１２は、前部クロスメンバ１４、後部クロスメンバ１６の前側及び後側左右サイド部１８、１８、２０、２０同士を、例えば、溶接等によって一体的に固定することで、平面視して略井桁構造を呈している。なお、サブフレーム１２は、略井桁構造に限定されるものではなく、例えば、左右サイドメンバに対して単一のクロスメンバで構成される場合であってもよい。

パワーユニットＰは、例えば、エンジンＥ（動力源、振動発生源）及びトランスミッションが一体的に構成されたユニットからなり、サブフレーム１２によってフローティング支持されている。エンジンＥの排気マニホールド（図示せず）には、図示しないサイレンサに接続される排気管２１が連結されている。図１に示されるように、この排気管２１は、エンジンＥから車両後方に向かって延在するように配置されている。

サブフレーム１２には、エンジンＥをフローティング支持するフローティング機構が配置されている。このフローティング機構は、前部クロスメンバ１４に配置されるフロントマウント２２と、後部クロスメンバ１６の後側左サイド部２０に配置されるサイドマウント２４と、後部クロスメンバ１６に配置されるリヤマウント２６とから構成されている。エンジンＥは、フロントマウント２２、サイドマウント２４、及び、リヤマウント２６からなる３点でフローティング支持されている。

フロントマウント２２には、取付金具２８を介してエンジンＥの車両前側を支持する防振装置１００ａが配置されている。この防振装置１００ａは、複数のボルト３０及びフロントマウントブラケット３２を介して、前部クロスメンバ１４のフロントビームに対してリジットに固定されている。リヤマウント２６には、取付金具３４を介してエンジンＥの車両後側を支持する防振装置１００ｂが配置されている。この防振装置１００ｂは、複数のボルト３６及びマウントブラケット３８を介して、後部クロスメンバ１６に対してフローティング支持されている。サイドマウント２４には、取付金具４０を介してエンジンＥの車幅方向左側を支持する他の防振装置１００ｃが配置されている。他の防振装置１００ｃは、複数のボルトを介して後部クロスメンバ１６の後側左サイド部２０にリジットに固定されている。

フロント側の防振装置１００ａとリヤ側の防振装置１００ｂとは、それぞれ略同一構成からなる。この防振装置の構成については、後記で詳細に説明する。

図２は、図１に示す弾性支持機構の拡大斜視図、図３は、図１に示す振動体支持構造の模式図である。

図２に示されるように、リヤ側の防振装置１００ｂは、マウントブラケット３８によって支持されている。マウントブラケット３８は、防振装置１００ｂとサブフレーム１２とを連結している。このマウントブラケット３８は、支持固定部４２と、２つの脚部とから構成されている。支持固定部４２は、上面に防振装置１００ｂがマウントされるマウント面を有し、固定ボルト４６を介して防振装置１００ｂがマウント面に支持固定されている。

脚部は、支持固定部４２の下方から車両前方に向かって分岐する前方脚部４４ａと、車両後方に向かって分岐する後方脚部４４ｂとから構成されている。前方脚部４４ａ及び後方脚部４４ｂは、それぞれ、後部クロスメンバ１６の上面にフローティング可能に取り付けられている。前方脚部４４ａと後方脚部４４ｂの間には、側面から見て略山形状を呈する開口部４８が形成されている。この開口部４８は、前方脚部４４ａと後方脚部４４ｂの間を車幅方向に沿って貫通するように形成されている。

図２に示されるように、前方脚部４４ａ及び後方脚部４４ｂの下端部には、４つの環状体５４が設けられている。各環状体５４には、上下方向に沿って貫通する貫通孔５６が形成されている。貫通孔５６には、略円筒状を呈しフローティング機能を有する弾性ブッシュ５８が装着（例えば、加硫接着）されている。弾性ブッシュ５８の内径側には円筒状で剛体からなるカラー部材６０が貫通して装着されている。

換言すると、弾性ブッシュ５８の外径側は、環状体５４の内壁に加硫接着されていると共に、弾性ブッシュ５８の内径側も、カラー部材６０の外周面に加硫接着されている。マウントブラケット３８は、サブフレーム１２上にマウントされ、弾性ブッシュ５８を介してカラー部材６０に対しフローティング可能に弾性的に連結されている。このフローティング構造は、４つの環状体５４において全て共通である。

カラー部材６０の内部には、ボルト３６が挿通可能な貫通孔６２が軸方向に沿って形成されている。カラー部材６０の軸方向に沿った上端部及び下端部は、環状体５４の上面及び下面からそれぞれ突出して外部に露出している。カラー部材６０は、貫通孔６２を挿通するボルト３６によってサブフレーム１２に対してリジットに固定（剛体連結、剛体締結）されている。

マウントブラケット３８の後方脚部４４ｂと排気管２１との間には、エンジンＥに連結された排気管２１を弾性的に支持する弾性支持機構６４が配置されている。この弾性支持機構６４は、例えば、ゴム材料等で形成される弾性体（弾性部材）６６と、弾性体６６と後方脚部４４ｂとを連結する第１フック部６８と、弾性体６６と排気管２１とを連結する第２フック部７０とを有する。なお、第１フック部６８及び第２フック部７０を併合した構成体は、平面視して略Ｌ字状を呈し、車両前後方向に延在する排気管２１に対して略直交する車幅方向から連結されている。

第１フック部６８は、後方脚部４４ｂの外壁に連結される連結プレート７２と、後方脚部４４ｂから略水平方向に延出し、平面視して略Ｌ字状に屈曲する第１延出部７４とを有する。図２に示されるように、第１延出部７４は、略平行に並設された一組のロッドで構成されている。略Ｖ字状に屈曲するロッドの一端部７４ａは、連結プレート７２に接合されると共に、ロッドの他端部７４ｂ（後記する図６参照）は、弾性体６６の貫通孔７６を貫通して突出するように接続されている。

前記第２フック部７０は、排気管２１の外周面に装着されたリング部材７８と、排気管２１からマウントブラケット３８側に向かって略水平方向に延出する第２延出部８０とを有する。第２延出部８０は、図２に示されるように、略平行に並設された一組のロッドで構成されている。略Ｌ字状に屈曲するロッドの一端部８０ａは、リング部材７８に接合されていると共に、ロッドの他端部８０ｂは、弾性体６６の貫通孔７６を貫通して突出するように接続されている。上側に位置する第１延出部７４と、その下側に位置する第２延出部８０とは、略平行に延在している。

弾性体６６は、枠体８２の内部に装着され、側面視して略矩形状の板状体からなる。この板状体には、複数の貫通孔７６が形成されている。上側に並設された２つの貫通孔７６、７６には、第１延出部７４の２つのロッドの自由端（他端部７４ｂ）が嵌挿されている。下側に並設された２つの貫通孔７６、７６には、第２延出部８０の２つのロッドの自由端（他端部８０ｂ）が嵌挿されている。

振動発生源である排気管２１は、第１フック部６８、第２フック部７０、及び、弾性体６６を介して、マウントブラケット３８に対して弾性的に連結されている。

なお、本実施形態では、第１延出部７４及び第２延出部８０を、並設された２つのロッドで構成した場合を例示しているが、これに限定されるものではなく、１以上のロッドで構成されていればよい。また、弾性体６６は、側面視して矩形状に限定されるものではなく、例えば、円板状や楕円形等の他の形状であってもよい。弾性体６６に形成される貫通孔７６は、対応するロッドの個数によって配置されるとよい。さらに、第１延出部７４及び第２延出部８０を構成するロッドの軸線と直交する方向（軸直方向）の断面形状は、丸形状に限定されるものではなく、例えば、四角形状や三角形状であってもよい。

次に、防振装置１００ｂ（１００ａ）の構造及びその作用について説明する。
図４は、図１に示すサブフレームに搭載された防振装置の拡大断面図である。
なお、フロント側の防振装置１００ａとリヤ側の防振装置１００ｂは、略同じ構造からなるため、リヤ側の防振装置１００ｂの構造を詳細に説明してフロント側の防振装置１００ａの構造の説明を省略する。また、図４に示す防振装置１００ｂでは、液封式が用いられているが、これに限定されるものではない。

図４に示されるように、防振装置１００ｂは、下部ブラケット１０２と、ハウジング１０４とを備えて構成されている。下部ブラケット１０２は、ボルト４６を介してマウントブラケット３８（サブフレーム１２）に固定されている。ハウジング１０４は、下部ブラケット１０２の中央部に設けられた円筒部１０６の貫通孔内に圧入されている。この防振装置１００ｂは、サブフレーム１２とエンジンＥ（振動発生源）との間に介装されて、エンジンＥからサブフレーム１２に伝達される振動を抑制するものである。

ハウジング１０４には、環状凸部１０８を介して弾性部材１１０が装着されている。弾性部材１１０の上部には、上部ブラケット１１２が搭載されている。上部ブラケット１１２には、上方に向かって延在し、取付金具３４（図２参照）が取り付けられる取付板部１１４が設けられている。また、取付板部１１４の上方には、弓型状を呈し、車幅方向に沿って弾性部材１１０を跨ぐアーム部１１６が懸架されている。このアーム部１１６は、ボルト４６を介して一組の左右取付部１１８に締結されている。

弾性部材１１０の内部には、空間部が形成されている。この空間部は、仕切り部材１２０によって上側の主液室（受圧室）１２２と、下側の副液室（平衡室）１２４とに区画されている。

仕切り部材１２０は、上側仕切り部材１２０ａと下側仕切り部材１２０ｂとによって構成されている。上側仕切り部材１２０ａと下側仕切り部材１２０ｂとの間には、メンブラン（可動隔壁部）１２６が介装されている。また、上側仕切り部材１２０ａ及び下側仕切り部材１２０ｂの外径側には、主液室１２２と副液室１２４とを連通させるオリフィス通路１２８が設けられている。

仕切り部材１２０の下方には、副液室１２４を形成するためのダイヤフラム１３０が設けられている。ダイヤフラム１３０には、外周縁部の内部に対して加硫接合されたリング部材１３２が設けられている。ハウジング１０４の下部側を加締めてリング部材１３２を支持することで、ダイヤフラム１３０は、ハウジング１０４に固定されている。

主液室１２２、副液室１２４、及び、オリフィス通路１２８には、粘性を有する流体（非圧縮流体）が封入されている。防振装置１００ｂに対して荷重（力）が入力されると、主液室１２２及び副液室１２４に封入された流体がオリフィス通路１２８を介して主液室１２２と副液室１２４との間を流動する。この流体の流動によって入力荷重が減衰される。

本実施形態に係る振動体支持構造が適用されたサブフレーム１２は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に図３に示される模式図に基づいてその作用効果について説明する。

本実施形態では、エンジンＥで発生した振動（エンジン振動）がサブフレーム１２に対して伝達される際、マウントブラケット３８からサブフレーム１２に伝達される振動が、弾性ブッシュ５８で低減される。また、エンジンＥに連結された排気管２１の振動は、弾性支持機構６４によって抑制されてマウントブラケット３８に伝達される。これにより、本実施形態では、サブフレーム１２に対して、エンジンＥ（弾性ブッシュ５８）及び排気管２１（弾性支持機構６４）が二重防振構造となるため、サブフレーム１２に対して過大な振動が伝達されることを好適に回避することができる。

また、本実施形態では、サブフレーム１２に対して、マウントブラケット３８が弾性ブッシュ８を介して弾性的に連結（弾性連結、弾性締結）されているため、サブフレーム１２とマウントブラケット３８との締結部位（連結部位）に対して、マウントブラケット３８に入力された振動が集中することを好適に回避することができる。

さらに、本実施形態では、マウントブラケット３８に対して弾性的に連結されるカラー部材６０を、このカラー部材６０を挿通するボルト３６によってサブフレーム１２にリジットに固定している。これにより、本実施形態では、マウントブラケット３８とサブフレーム１２との間において、ボルト３６（カラー部材６０）の軸方向に沿った剛性・強度を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、第１フック部６８、第２フック部７０、及び、弾性体６６からなる簡素な構造によって弾性支持機構６４を構成することで、製造コストを低減することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る振動体支持構造について説明する。なお、第２実施形態以降において、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

図５は、本発明の第２実施形態に係る振動体支持構造が適用されたサブフレームの平面図、図６は、図５に示す弾性支持機構の拡大斜視図、図７は、図６の車両前後方向に沿った断面図である。

図５及び図６に示されるように、第２実施形態に係る振動体支持構造では、排気管２１ａが、エンジンＥから車両後方に向かって延在しマウントブラケット３８の左横を通った後、車幅右方向に向かって略Ｌ字状に屈曲するように配置されている点で第１実施形態と相違している。

第２実施形態では、互いに弾性体６６に対して接続される第１延出部７４と第２延出部８０とを互いに略平行に延在するように配置することで、両者が接続される弾性体６６の形状をできるだけ縮小して弾性体６６の小型・軽量化を図ることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る振動体支持構造について説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係る振動体支持構造が適用されたサブフレームの平面図、図９は、図８の車両前後方向に沿った断面図である。

第１実施形態（図１、図２参照）及び第２実施形態（図５〜図７参照）では、マウントブラケット３８の外部に弾性支持機構６４を配置した場合を例示しているが、これに限定されるものではない。

図８及び図９に示されるように、第３実施形態では、マウントブラケット３８の前方脚部４４ａと後方脚部４４ｂの間の開口部４８に沿って排気管２１ｂを挿通し、マウントブラケット３８の内部である前方脚部４４ａの内壁と排気管２１ｂとの間に弾性支持機構６４を配置している。このように第３実施形態では、排気管２１ｂをマウントブラケット３８の開口部４８を挿通させることで、パワーユニットＰが配置されるエンジンルーム内のスペースの効率化を図ることができる。

１２ サブフレーム（車体フレーム）
２１、２１ａ、２１ｂ 排気管
３６ ボルト（固定部材）
３８ マウントブラケット（連結ブラケット）
４８ 開口部
５８ 弾性ブッシュ
６０ カラー部材
６４ 弾性支持機構
６６ 弾性体（弾性部材）
６８ 第１フック部
７０ 第２フック部
７４ 第１延出部
８０ 第２延出部
１００ｂ 防振装置
Ｅ エンジン（駆動源）
Ｐ パワープラント

Claims (4)

1. 車両の駆動源を含むパワープラントを支持する防振装置と、
   前記防振装置と車体フレームとを連結する連結ブラケットと、
   前記連結ブラケットを弾性的に支持する弾性ブッシュと、
   前記連結ブラケットと前記駆動源に連結される排気管との間に配置され、前記排気管を弾性的に支持する弾性支持機構と、
   を備えることを特徴とする振動体支持構造。
2. 請求項１記載の振動体支持構造において、
   前記弾性支持機構は、
   弾性部材と、
   前記弾性部材と前記連結ブラケットとを連結する第１フック部と、
   前記弾性部材と前記排気管とを連結する第２フック部と、
   を備えることを特徴とする振動体支持構造。
3. 請求項２記載の振動体支持構造において、
   前記第１フック部は、前記連結ブラケットから延出して前記弾性部材に接続される第１延出部を有し、
   前記第２フック部は、前記排気管から延出して前記弾性部材に接続される第２延出部を有し、
   前記第１延出部と前記第２延出部とは、略平行に延在していることを特徴とする振動体支持構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の振動体支持構造において、
   前記連結ブラケットは、貫通孔を有する環状体を備えると共に、リング体からなる前記弾性ブッシュが装着されるカラー部材を備え、
   前記弾性ブッシュは、前記環状体の前記貫通孔と前記カラー部材の外周面との間で固着され、
   前記カラー部材は、固定部材によって前記車体フレームに対してリジットに固定されていることを特徴とする振動体支持構造。

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