JP2020196400A - 車両の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンマウントの車両前方にジェネレータを配置した場合に、前突時におけるジェネレータの損傷を低減させる。【解決手段】車両の前突時に衝突物が車両前部空間Ｓに侵入し、衝突物がジェネレータ３２に衝突しジェネレータ３２が車両後方に変位した際に、ジェネレータ３２が衝撃緩衝部材３６を介してエンジンマウント１６にぶつかる。この際、衝撃緩衝部材３６のうち衝撃緩衝性が大きい傾斜部３６１０の基部３６１０Ｂと本体部３６１２（第１箇所）が、車両の後方から見て、ジェネレータ３２の中でも強度、剛性が高い部分であるジェネレータ３２の筐体３２０２の外周部分３２１０の左半部に当接するので、本体部３６１２によりジェネレータ３２から入力する衝撃荷重の大半を確実に緩和し、ジェネレータ３２の損傷を低減させる上で有利となる。【選択図】図４

Description

本発明は車両のジェネレータの保護構造に関する。

ダッシュパネルの前方の車両前部空間に、エンジンと、エンジンの回転駆動力を電力に変換するジェネレータとが配置された車両が提供されている（特許文献１参照）。
多くの場合、エンジンは、車両骨格部材、例えば、サイドフレームに設けられたエンジンマウントによって支持されている。
ところで、車両の小型化を図る観点から、このエンジンマウントの車両前方にジェネレータ（オルタネータ）を配置することが考えられる。

特開２０１２−１３７０４６号公報

しかしながら、エンジンマウントの車両前方にジェネレータを配置した場合、前突時、特にオフセット衝突時には、衝突物が車両前方からエンジンルーム内に侵入してジェネレータにぶつかり、その結果、ジェネレータが車両後方のエンジンマウントにぶつかることになる。
この場合、エンジンマウントは剛性が高い鋼製の部材を含んで構成されていることからジェネレータが損傷することが懸念される。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、エンジンマウントの車両前方にジェネレータを配置した場合に、前突時におけるジェネレータの損傷を低減させる上で有利な車両のジェネレータの保護構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、車両骨格部材に設けられたエンジンマウントの車両前方に配置されるジェネレータの保護構造であって、前記エンジンマウントに、前突時に前記ジェネレータの筐体の外周部分に当接する絶縁性を有する衝撃緩衝部材が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、車両の前突時に車両前部空間に侵入した衝突物がジェネレータに衝突しジェネレータが車両後方に変位した際に、ジェネレータが衝撃緩衝部材を介してエンジンマウントにぶつかる。
この際、衝撃緩衝部材が、ジェネレータの筐体の外周部分に当接するので、衝撃緩衝部材によりジェネレータから入力する衝撃荷重の大半を確実に緩和し、ジェネレータの損傷を低減させる上で有利となる。
この場合、筐体の外周部分は、ジェネレータの中でも強度、剛性が高い部分となっているため、ジェネレータの損傷を低減させる上で有利となる。

実施の形態の車両のジェネレータの保護構造を車両前方から見た正面図である。 実施の形態の車両のジェネレータの保護構造を車両上方から見た平面図である。 実施の形態の車両のジェネレータの保護構造を車幅方向外側から見た側面図である。 図３のＡ矢視図である。 衝撃緩衝部材とエンジンマウントブラケットの斜視図である。 （Ａ）は衝撃緩衝部材の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ矢視図、（Ｄ）は（Ｃ）のＤ−Ｄ線断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
以下の図面において符号ＵＰは車両上方を示し、符号ＦＲは車両前方を示し、ＯＵＴは車幅方向外側を示す。
図１、図２、図３に示すように、ダッシュパネルの車両前方の車両前部空間Ｓの車幅方向両側部に、車両骨格部材を構成する一対のサイドメンバー１０が配置され、エンジン１２は一対のサイドメンバー１０の間で一方のサイドメンバー１０寄りの箇所に配置されている。
エンジン１２は、シリンダブロック１４と、シリンダヘッド（不図示）とを含んで構成され、シリンダブロック１４には後述するジェネレータ３２（図２、図３参照）が設けられている。
エンジン１２は、複数のエンジンマウントを介して車両骨格部材に支持されており、本実施の形態では、シリンダブロック１４の車幅方向の一側の箇所が、サイドメンバー１０に設けられたエンジンマウント１６を介して支持され、シリンダブロック１４の車幅方向の他側の箇所やシリンダブロック１４の車両前後方向両側の箇所が他のエンジンマウントを介して他の車両骨格部材に支持されている。

図１、図２、図３に示すように、サイドメンバー１０に設けられたエンジンマウント１６は、サイドメンバー側支持部材１８と、インシュレータ２０と、エンジンサポートブラケット２２とを含んで構成されている。
図１に示すように、サイドメンバー側支持部材１８は、サイドメンバー１０の車幅方向内側の箇所から車幅方向内側に延在する直線部１８０２と、直線部１８０２の先部から車幅方向内側に至るに連れて上昇する傾斜部１８０４と、傾斜部１８０４の端部に設けられ車幅方向内側で斜め上方を向いた台座部１８０６とを備えている。
インシュレータ２０は、断面矩形状の弾性体で構成され、厚さ方向の一方の面２００２が台座部１８０６に加硫接着され、台座部１８０６から車幅方向内側に至るにつれて上昇する傾斜で設けられ、厚さ方向の他方の面２００４は、車幅方向内側で斜め上方を向いている。
インシュレータ２０は、エンジン１２の運転中に生じる振動等が車体１０に伝わることを抑制する機能を有している。

図１、図２、図３、図５に示すように、エンジンサポートブラケット２２は、本体板部２４と、一対の側板部２６と、連結板部２８と、一対の取付板部３０とを備え、インシュレータ２０から車幅方向内側に延在している。
本体板部２４は矩形板状を呈し、車幅方向外側で斜め下方に向いており、本体板部２４にはインシュレータ２０の厚さ方向の他方の面２００４が加硫接着され、したがって、エンジンサポートブラケット２２とサイドメンバー側支持部材１８とはインシュレータ２０を介在させた状態で連結されている。
一対の側板部２６は、車両前後方向における本体板部２４の両側から起立して設けられ、互いに平行して車幅方向に延在している。
図１に示すように、一対の側板部２６は、車両前方から見て、インシュレータ２０の厚さ方向の他方の面２００４が加硫接着される本体板部２４の面に合致する第１辺２６Ａと、第１辺２６Ａの上端から車幅方向内側に至るにつれて上方に変位する第２辺２６Ｂと、第２辺２６Ｂの上端から車幅方向内側に至るにつれて下方に変位する第３辺２６Ｃと、第１辺２６Ａの下端から車幅方向内側に延在する第４辺２６Ｄと、第３辺２６Ｃの先端と第４辺２６Ｄの先端とを接続する第５辺２６Ｅとを有する五角形で形成されている。
図５に示すように、一対の側板部２６のうち車両前方側に位置する側板部２６には２つのボルト挿通孔２６０２が貫通形成されている。
連結板部２８は、一対の側板部２６の第２辺２６Ｂ間を連結している。
一対の取付板部３０は、一対の側板部２６の各第５辺２６Ｅから屈曲され、図１、図２に示すように、シリンダブロック１４にボルトＮ１で結合されている。
したがって、シリンダブロック１４の車幅方向の一側の箇所は、サイドメンバー１０に設けられたサイドメンバー側支持部材１８、インシュレータ２０、エンジンサポートブラケット２２からなるエンジンマウント１６を介して支持されている。

ジェネレータ３２は、エンジン１２の回転駆動力を電力に変換するものである。
図２、図３、図４に示すように、ジェネレータ３２は、筐体３２０２を備え、筐体３２０２の内部には、回転軸３２０４と、回転軸３２０４と共に回転する回転子と、回転子の径方向外側に周方向に沿って設けられた固定子と、回転子の回転によって発電された電力を交流から直流に変換するレクチファイア（整流器）と、レクチファイア用の冷却フィンなどが収容されている。
筐体３２０２は、その大部分がアルミニウムなどの金属材料で形成され、一部が合成樹脂材料で形成されている。
図４に示すように、筐体３２０２は、回転軸３２０４を中心とする円筒状を呈しており、筐体３２０２の軸方向の一方の端部の両側にボルト挿通孔３２０８が形成されたフランジ３２０６が突設されている。
図２、図３に示すように、筐体３２０２は、回転軸３２０４を車両前後方向に向けた状態で、各フランジ３２０６がシリンダブロック１４から突設された取付部１４０２に、ボルト挿通孔３２０８を挿通したボルトＮ２を介して締結され、これによりジェネレータ３２がエンジンマウント１６の車両前方に配置されている。

図３に示すように、筐体３２０２の車両前部の箇所から回転軸３２０４が突出しており、この突出した部分にジェネレータプーリが取着され、クランク軸に設けられたクランクプーリとジェネレータプーリとの間にベルト３４が掛け回され、エンジン１２の動力によりベルト３４を介してジェネレータ３２の回転軸３２０４が回転されることでジェネレータ３２が発電を行なう。
筐体３２０２の車両後部で回転軸３２０４の径方向において回転軸３２０４に近い内周部寄りの箇所は、上記のレクチファイアや冷却フィンなどの強度、剛性の低い部材が配置されていることから強度、剛性が低い部分となっている。
また、筐体３２０２の車両後部で回転軸３２０４の径方向において回転軸３２０４から離れた外周部寄りの箇所は、筐体３２０２の壁部や冷却フィンを筐体３２０２の壁部に固定する締結部が位置することから強度、剛性が高い部分となっている。
図３に示すように、本実施の形態では、エンジン１２は水平面に対して後傾して配置されており、したがって、エンジン１２に取り付けられたジェネレータ３２の回転軸３２０４は、車両前方に至るにつれて上方に変位している。

図１から図３に示すように、本実施の形態のジェネレータの保護構造は、エンジンマウント１６に設けられた衝撃緩衝部材３６を備えている。
すなわち、車両の前突時に衝突物が車両前部空間Ｓに侵入し、衝突物がジェネレータ３２に衝突しジェネレータ３２が車両後方に変位した際に、ジェネレータ３２が衝撃緩衝部材３６を介してエンジンマウント１６にぶつかることで、ジェネレータ３２の衝撃を衝撃緩衝部材３６で受け止めて緩和し、ジェネレータ３２の損傷を低減させるようにしている。
衝撃緩衝部材３６は、絶縁性を有すると共に衝撃緩衝機能を有する材料で構成されており、このような材料として、例えば、ゴムやウレタンなど従来公知の様々な材料が使用可能である。
また、衝撃緩衝部材３６の硬度は、以下の理由から４０度以上５５度以下の範囲が好ましい。なお、衝撃緩衝部材３６の硬度は、例えばJIS K 6253準拠のタイプAデュロメータで測定される。
衝撃緩衝部材３６の硬度が上記範囲内であると、ジェネレータ３２が衝撃緩衝部材３６に衝突した際に、衝撃緩衝部材３６による衝撃緩衝機能が発揮されジェネレータ３２の損傷を低減する上で有利となる。
衝撃緩衝部材３６の硬度が上記範囲を下回ると、衝撃緩衝部材３６の硬度が低すぎるため、ジェネレータ３２が衝撃緩衝部材３６に衝突した際に、衝撃緩衝部材３６が潰れてジェネレータ３２がエンジンマウント１６に底付きしてしまうおそれがあり、ジェネレータ３２の損傷を低減する上で不利となる。
また、衝撃緩衝部材３６の硬度が上記範囲を上回ると、衝撃緩衝部材３６の硬度が高すぎるため、ジェネレータ３２が衝撃緩衝部材３６に衝突した際に、衝撃緩衝部材３６によってジェネレータ３２が損傷してしまうおそれがあり、ジェネレータ３２の損傷を低減する上で不利となる。

衝撃緩衝部材３６について具体的に説明する。
図１、図２、図３に示すように、衝撃緩衝部材３６は、エンジンサポートブラケット２２の一対の側板部２６のうち車両前方側に位置する側板部２６に取り付けられ、この側板部２６は上述のように車幅方向に延在している。
このように衝撃緩衝部材３６が側板部２６に取り付けられた状態で、図５、図６に示すように、衝撃緩衝部材３６は、側板部２６に合わされる後面３６０２と、車両前方に向いた前面３６０４とを有し、後面３６０２と前面３６０４との間の寸法である衝撃緩衝部材３６の厚さは均一の寸法で形成されている。
図１に示すように、衝撃緩衝部材３６が後面３６０２を側板部２６に合わせて取り付けられた状態で、車両の前方から衝撃緩衝部材３６を見ると、側板部２６の輪郭をなす五角形の内側に収容される三角形状を呈している。
図１、図４，図６に示すように、衝撃緩衝部材３６の車幅方向外側の半部は、車両の前方から衝撃緩衝部材３６を見ると、車幅方向外側に向かうにつれて上下方向の幅を次第に小さくしつつ上方に変位する三角形状の部分である傾斜部３６１０で構成されている。
衝撃緩衝部材３６の車幅方向内側の半部は、車両の前方から衝撃緩衝部材３６を見ると、上下方向の幅が傾斜部３６１０よりも大きい上下方向に縦長の矩形状部分である本体部３６１２で構成されている。
なお、図６（Ａ）において想像線Ｌは傾斜部３６１０と本体部３６１２との堺の箇所を示している。
したがって、傾斜部３６１０は、その先部３６１０Ａに至るにつれて体積が減少するため、傾斜部３６１０の先部３６１０Ａは衝撃緩衝性が小さく、傾斜部３６１０の本体部３６１２寄りの基部３６１０Ｂと本体部３６１２は、傾斜部３６１０の先部３６１０Ａに比べて体積が大きく衝撃緩衝性が大きい。
なお、本実施の形態では、傾斜部３６１０の基部３６１０Ｂと本体部３６１２が特許請求の範囲の第１箇所を構成し、傾斜部３６１０の先部３６１０Ａが特許請求の範囲の第２箇所を構成している。

図５に示すように、本体部３６１２と傾斜部３６１０には、側板部２６のボルト挿通孔２６０２に挿通される雄ねじ３６２０が鋼板３６２２を介して突設されている。
図２、図５に示すように、衝撃緩衝部材３６は、前面３６０４を車両前方に向けた状態で、エンジンサポートブラケット２２の一対の側板部２６のうち車両前方側に位置する側板部２６のボルト挿通孔２６０２に２つ雄ねじ３６２０が挿通され、エンジンサポートブラケット２２の内側から雄ねじ３６２０に螺合されたナットＮ３が締結されることでエンジンサポートブラケット２２を介してシリンダブロック１４に取り付けられている。

図４は、車両後方から衝撃緩衝部材３６とジェネレータ３２を見た状態を示している。
本体部３６１２は、前突時にジェネレータ３２の筐体３２０２の外周部分３２１０の左半部に当接するように設けられている。
傾斜部３６１０の先部３６１０Ａは、前突時にジェネレータ３２の回転軸３２０４の周辺の上部の筐体３２０２箇所に当接するように設けられている。

次に、作用効果について説明する。
車両の前突時に衝突物が車両前部空間Ｓに侵入し、衝突物がジェネレータ３２に衝突しジェネレータ３２が車両後方に変位した際に、ジェネレータ３２が衝撃緩衝部材３６を介してエンジンマウント１６にぶつかる。
この際、衝撃緩衝部材３６のうち衝撃緩衝性が大きい傾斜部３６１０の基部３６１０Ｂと本体部３６１２が、車両の後方から見て、ジェネレータ３２の筐体３２０２の外周部分３２１０の左半部に当接するので、本体部３６１２によりジェネレータ３２から入力する衝撃荷重の大半を確実に緩和し、ジェネレータ３２の損傷を低減させる上で有利となる。
この場合、筐体３２０２の外周部分３２１０は、ジェネレータ３２の中でも強度、剛性が高い部分となっているため、ジェネレータ３２の損傷を低減させる上で有利となる。
また、衝撃緩衝性が大きい傾斜部３６１０の基部３６１０Ｂと本体部３６１２が、ジェネレータ３２の筐体３２０２の外周部分３２１０の左半部に当接することにより、ジェネレータ３２が変位する方向を制御でき、ジェネレータ３２がその周囲の構造物にぶつかって損傷することを低減させる上で有利となる。

また、本実施の形態では、前突時に、ジェネレータ３２の回転軸３２０４の周辺の筐体３２０２箇所に、傾斜部３６１０の基部３６１０Ｂと本体部３６１２に比べて衝撃緩衝性が小さい傾斜部３６１０の先部３６１０Ａが当接する。
したがって、ジェネレータ３２の回転軸３２０４の周辺の筐体３２０２箇所は、傾斜部３６１０の基部３６１０Ｂおよび本体部３６１２と筐体３２０２の外周部分３２１０とで吸収された衝撃荷重の残りの一部を負担することになる。
そのため、ジェネレータ３２の回転軸３２０４の周辺の筐体３２０２箇所は、筐体３２０２の外周部分３２１０に比べて強度、剛性が低いものの、ジェネレータ３２の当該箇所の損傷を低減させる上で有利となる。
また、前突時に、詳細にはジェネレータ３２の回転軸３２０４の周辺の上部の筐体３２０２箇所に、傾斜部３６１０の先部３６１０Ａが当接する。
そのため、前突時に、ジェネレータ３２が上方に跳ね上がるように傾動することを抑制する上で有利となる。

１０ サイドメンバー（車両骨格部材）
１６ エンジンマウント
３２ ジェネレータ
３２０２ 筐体
３２０４ 回転軸
３２１０ 外周部分
３６ 衝撃緩衝部材
３６１０ 傾斜部
３６１０Ａ 先部（第２箇所）
３６１０Ｂ 基部（第１箇所）
３６１２ 本体部（第１箇所）
Ｓ 車両前部空間

Claims (4)

1. 車両骨格部材に設けられたエンジンマウントの車両前方に配置されるジェネレータの保護構造であって、
   前記エンジンマウントに、前突時に前記ジェネレータの筐体の外周部分に当接する絶縁性を有する衝撃緩衝部材が設けられている、
   ことを特徴とする車両のジェネレータの保護構造。
2. 前記衝撃緩衝部材は、第１箇所と、前記第１箇所に比べて衝撃緩衝性が小さい第２箇所とを有し、
   前記第２箇所は、前突時に前記ジェネレータの回転軸の周辺の筐体箇所に当接する、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両のジェネレータの保護構造。
3. 前記衝撃緩衝部材の車幅方向外側の半部は、車幅方向外側に向かうにつれて上下方向の幅を次第に小さくしつつ上方に変位する傾斜部を含んで構成され、
   前記第２箇所は前記傾斜部の先部で構成され、
   前記第１箇所は前記傾斜部の基部と前記衝撃緩衝部材の車幅方向内側の半部で構成されている、
   ことを特徴とする請求項２記載の車両のジェネレータの保護構造。
4. 前記第１箇所は、前突時に前記ジェネレータの筐体の外周部分に当接する、
   ことを特徴とする請求項２または３記載の車両のジェネレータの保護構造。

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