JP2021187241A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】モータユニット等が搭載可能なマウントフレームと、エンジン搭載車両のエンジンマウントとを共用すること。
【解決手段】車両のパワープラントルーム１４内に配置され、モータユニット２０及び補機１８が搭載されたマウントフレーム１６を有し、パワープラントルーム１４の車幅方向両側部には、各サイドフレーム１２に固定された側部弾性マウント２２がそれぞれ設けられ、マウントフレーム１６は、車幅方向に延びる本体部２４と、本体部２４の車幅方向両端部から車両上方に向かって延びる一組の側壁部２６、２６とを有し、モータユニット２０は、本体部２４の車両下方に取り付けられ、補機１８は、本体部２４の車両上方、且つ、一組の側壁部２６、２６間に取り付けられ、各側壁部２６は、各側部弾性マウント２２にそれぞれ取り付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両における車体構造に関する。

例えば、特許文献１には、部品搭載フレームを、サイドメンバに設けられた車体側ブラケットに対して下方から取り付ける車体構造が開示されている。部品搭載フレームの上方には、コントロールユニットが搭載されると共に、部品搭載フレームの下方には、モータユニットが仮固定されている。

特許文献１に開示された車体構造において、モータユニットは、フレーム側マウントブラケット及び車体側マウントブラケットにそれぞれ取り付けられた側部モータマウントを介して弾性的に支持されている。また、モータユニットは、センタメンバに設けられた前・後モータマウントを介して弾性的に支持されている。

さらに、モータユニットは、フレーム側マウントブラケット及びセンタメンバをそれぞれ固定した後、部品搭載フレームに仮固定していたボルトを外すことで、車両走行時に部品搭載フレーム及びコントロールユニットとそれぞれ分離構成されている。

特開平８−３１０２５２号公報

ところで、小型自動車では、いわゆる吊り下げ式エンジンマウント構造（ペンデュラム式エンジンマウント構造）が採用される場合がある。この吊り下げ式エンジンマウント構造とは、エンジン（内燃機関）を、エンジンルームの左右両側部にそれぞれ設けられた弾性マウントによって吊り下げると共に、エンジン下部から車両前後方向に延びるトルクロッドをエンジンルーム下部（サブフレームを含む）に固定するものである。

しかしながら、電気自動車に搭載されるモータは、エンジンと比較して車両上下方向の寸法が小さいため、モータユニットが搭載可能なマウントフレームと、エンジン搭載車両のエンジンマウントとを共用することが困難である。なお、特許文献１では、モータユニットが搭載可能なマウントフレームと、エンジン搭載車両のエンジンマウントとを共用する点について、何ら開示乃至示唆されていない。

また、特許文献１に開示された車体構造では、車両走行時、モータユニットが部品搭載フレーム及びコントロールユニットとそれぞれ分離されている。このため、特許文献１に開示された車体構造では、質量の小さいモータユニット単体を短いマウント間隔で支持する必要があり、モータの振動を好適に吸収するために、弾性マウントの支持能力を高める必要がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、モータユニット等が搭載可能なマウントフレームと、エンジン搭載車両のエンジンマウントとを共用することが可能な車体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、車両のパワープラントルーム内に配置され、モータユニット及び補機が搭載されたマウントフレームを有する車体構造において、前記パワープラントルームの車幅方向両側部には、車体側部材に固定された側部弾性マウントがそれぞれ設けられ、前記マウントフレームは、車幅方向に延びる本体部と、前記本体部の車幅方向両端部から車両上方に向かって延びる一組の側壁部とを有し、前記モータユニットは、前記本体部の車両下方に取り付けられ、前記補機は、前記本体部の車両上方、且つ、前記一組の側壁部間に取り付けられ、前記各側壁部は、前記側部弾性マウントにそれぞれ取り付けられていることを特徴とする。

本発明では、モータユニット等が搭載可能なマウントフレームと、エンジン搭載車両のエンジンマウントとを共用することが可能な車体構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車体構造が適用された車両の車体前部の模式平面図である。 図１に示す車体前部を車両前方から見た模式正面図である。 車体前部に搭載されるマウントフレーム、側部弾性マウント、及び、下部弾性マウントの分解斜視図である。 左右のサイドフレームに対し、マウントフレーム、側部弾性マウント、及び、下部弾性マウントが配置された状態を示す平面図である。

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。なお、各図において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、車両上下方向（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１０は、車幅方向両端部に位置し車両前後方向に沿って延びる左右一対のサイドフレーム（車体側部材）１２、１２と、パワープラントルーム１４内において、左右一対のサイドフレーム１２、１２の間に配置されるマウントフレーム１６とを備えて構成されている。

図２に示されるように、マウントフレーム１６の車両上方には、例えば、コントロールユニットや、エアコンプレッサ、ヒータ等からなる後記する補機１８が搭載されている。また、マウントフレーム１６の車両下方には、モータユニット２０が取り付けられている。

なお、本実施形態の車両の対象は、モータユニット２０及びエンジン（図示せず）を駆動源として走行するハイブリッド車（ＨＥＶ）、又は、モータユニット２０のみを駆動源として走行する電動自動車等が該当する。

図１及び図２に示されるように、パワープラントルーム１４の車幅方向両側部には、左右一対の側部弾性マウント２２、２２がそれぞれ設けられている。各側部弾性マウント２２は、例えば、フランジ部を介してサイドフレーム１２の上面にそれぞれ固定されるマウントブラケット２３ａと、前記マウントブラケット２３ａに連結される外筒２３ｂと、外筒２３ｂの内径側に設けられる内筒２３ｃと、外筒２３ｂと内筒２３ｃとの間に介装され、外筒２３ｂの内周面と内筒２３ｃの外周面に対してそれぞれ加硫接合されるゴム弾性体（インシュレータ）２３ｄとから構成されている。マウントフレーム１６は、車幅方向に沿って配置された左右一対の側部弾性マウント２２、２２によって弾性支持されている。

マウントフレーム１６は、車両前方から正面して略コ字状を呈し（図２参照）、車幅方向に延びる本体部２４と、この本体部２４の車幅方向両端部から車両上方に向かって延びる一組の側壁部２６、２６とを有している（図３参照）。また、マウントフレーム１６は、本体部２４から車両後方（車両前後方向の一方）、且つ、車両下方に延びる一対の下延部２８を有している（図３参照）。なお、一組の側壁部２６、２６において、一方の側壁部２６の車両上下方向の高さ寸法と、他方の側壁部２６の車両上下方向の高さ寸法は、それぞれ同じであってもよいし、又は、異なるようにしてもよい。

図３に示されるように、各下延部２８は、側面視して略台形状を呈し、車両後方端にいくにつれて上下方向の寸法が小さくなっている。各下延部２８の車両後方端部には、マウント３０の取付孔（貫通孔）が形成されている。また、図４に示されるように、下延部２８の車両後方端は、本体部２４よりも車両後方に向かって突出している。

図２に示されるように、この下延部２８の下部且つ車両後方端部には、下部弾性マウント３０が取り付けられている。下延部２８は、下部弾性マウント３０を介して、例えば、図示しないエンジンが直接固定されるパワープラントルーム１４の下部構成部材や、サブフレーム３２等の他の車体側部材に固定されている。下部弾性マウント３０は、図示しないボルト及びナットを介して、下部構成部材やサブフレーム３２等に取り付けられている。

なお、図１及び図２において、Ｃ１、Ｃ２、及び、Ｃ３は、それぞれ弾性マウントの中心点を示している。また、図１及び図２において、Ｇは、フレームアッシー３３の重心を示している。

モータユニット２０は、本体部２４の車両下方に取り付けられている（図２参照）。補機１８は、本体部２４の車両上方、且つ、一組の側壁部２６、２６間に取り付けられている。各側壁部２６は、各側部弾性マウント２２にそれぞれ取り付けられている。なお、本実施形態では、モータユニット２０及び補機１８を本体部２４に対して直接取り付ける構造を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、本体部２４に対してモータユニット２０及び補機１８を、図示しないブラケットを介して本体部２４に対して取り付けるようにしてもよい。

各側壁部２６は、本体部２４の車幅方向両端部から略鉛直上方向に沿って延びている。図３に示されるように、各側壁部２６の上端部には、側部弾性マウント２２に対して取り付けられる一対の取付部３４、３４が設けられている。各取付部３４は、例えば、スタッドボルト及びナット等によって構成されるとよい。側部弾性マウント２２は、各サイドフレーム１２からパワープラントルーム１４内の中央側に向かって突出する突出部３６を有している（図４参照）。各側壁部２６の一対の取付部３４、３４は、側部弾性マウント２２の突出部３６に取り付けられている。

図３に示されるように、マウントフレーム１６の本体部２４と各側壁部２６との間には、各側壁部２６と本体部２４とを一体的に連結（結合）するリブ３８がそれぞれ設けられている。このリブ３８は、補機１８の一部が固定される固定部４０を有している。ここで、「補機１８の一部」には、補機１８から延びる図示しないハーネスやチューブ等も含まれる。この固定部４０を設けることで、例えば、補機マウントの固定点、ハーネスやチューブの固定点とすることができる。

本実施形態に係る車体構造が適用された車両の車体前部１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態において、マウントフレーム１６は、車幅方向に延びる本体部２４と、この本体部２４の車幅方向両端部から車両上方に向かって延びる一組の側壁部２６、２６とを有している。モータユニット２０は、本体部２４の車両下方に取り付けられ、補機１８は、本体部２４の車両上方、且つ、一組の側壁部２６、２６間に取り付けられている。各側壁部２６は、サイドフレーム１２（車体側部材）に固定された側部弾性マウント２２にそれぞれ取り付けられている。

本実施形態では、各側壁部２６の車両上下方向の寸法を調整することで、モータユニット２０及び補機１８が搭載可能なマウントフレーム１６と、エンジン搭載車両のエンジンマウント（又は、マウント固定部のみ）とを共用することができる。

エンジン搭載車両のエンジンマウントは、例えば、吊り下げ式エンジンマウント（ペンデュラム式エンジンマウント）からなり、図示しないエンジンを上部及び左右２箇所から吊り下げられた状態で車体にマウントされる。

また、本実施形態では、マウントフレーム１６と、モータユニット２０及び補機１８とを併せたフレームアッシー全体の質量を、エンジンと同じ長いマウント間隔で支持することができるため、弾性マウント単体の能力を過度に高めることが不要となる。

さらに、本実施形態では、互いに対向する一組の側壁部２６、２６間の離間スペースを利用して補機１８を車幅方向に沿って搭載することができるため、パワープラントルーム１４内のスペースを効率的に利用することができる。

本実施形態において、マウントフレーム１６は、本体部２４から車両前後方向の一方で、且つ、車両下方に延びる下延部２８と、この下延部２８の下部に取り付けられる下部弾性マウント３０とを有している。下延部２８は、下部弾性マウント３０を介して、他の車体側部材に固定されている。この「他の車体側部材」は、例えば、パワープラントルーム１４の下部構成部材に直接固定される構造や、例えば、サブフレーム３２等を介して固定される構造も含まれる。

本実施形態では、モータユニット２０と無関係に、下延部２８によってフレームアッシー３３の支持点（下部弾性マウント３０の中心点Ｃ３）を設定することができる。これにより、本実施形態では、モータユニット２０の形状（構造）に影響されることなく、フレームアッシー３３全体の重心Ｇを両方の側部弾性マウント２２、２２及び下部弾性マウント３０の中心点（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）に近接するように配置することができる。

本実施形態において、各側壁部２６は、本体部２４の車幅方向両端部から略鉛直上方向に沿って延びている。各側壁部２６の上端部には、側部弾性マウント２２の取付部３４が設けられている。これにより、本実施形態では、本体部２４の車両上方に位置する補機１８の搭載スペースを最大限に確保することができる。

さらに、本実施形態では、モータユニット２０の吊り下げ荷重、及び、モータユニット２０からの上下振動による荷重をそれぞれ受ける方向（車両上下方向、鉛直上下方向）に各側壁部２６が延びているため、本体部２４の車幅方向両端部と側壁部２６の下端部との連結部位（接続部位）に曲げ荷重（車幅方向のモーメント）がかかることを防止することができる。

本実施形態において、側部弾性マウント２２は、各サイドフレーム１２からパワープラントルーム１４内の中央側に向かって突出する突出部３６を有している。側部弾性マウント２２の取付部３４は、突出部３６に取り付けられている。

本実施形態では、左右一対のサイドフレーム１２、１２の間にフレームアッシー３３を車両下方から搭載することができる。また、本実施形態では、補機１８の搭載スペースとして、左右一対のサイドフレーム１２、１２間の車幅方向スペースを最大限活用することができる。

本実施形態では、各側壁部２６と本体部２４とを結合するリブ３８が設けられ、このリブ３８は、補機１８の一部が固定される固定部４０を有している。

これにより、本実施形態では、各側壁部２６と本体部２４との間の倒れ込みをリブ３８で支えることができる。また、本実施形態では、補機１８の一部を固定する部位を別途設けることが不要となり、マウントフレーム１６の構造を簡略化して容易に製造することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、本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で適宜変更可能である。なお、本発明は、本体部２４の車幅方向両端部から車両上方に向かって延びる一組の側壁部２６、２６を有していればよく、実際にマウントを共用している、モータユニット搭載車両及びエンジン搭載車両が実際の製品として現存することを必要とするものではない。

１２ サイドフレーム（車体側部材）
１４ パワープラントルーム
１６ マウントフレーム
１８ 補機
２０ モータユニット
２２ 側部弾性マウント
２４ 本体部
２６ 側壁部
２８ 下延部
３０ 下部弾性マウント
３２ サブフレーム（他の車体側部材）
３４ 取付部
３６ 突出部
３８ リブ
４０ 固定部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 中心点
Ｇ 重心

Claims (5)

1. 車両のパワープラントルーム内に配置され、モータユニット及び補機が搭載されたマウントフレームを有する車体構造において、
   前記パワープラントルームの車幅方向両側部には、車体側部材に固定された側部弾性マウントがそれぞれ設けられ、
   前記マウントフレームは、車幅方向に延びる本体部と、前記本体部の車幅方向両端部から車両上方に向かって延びる一組の側壁部とを有し、
   前記モータユニットは、前記本体部の車両下方に取り付けられ、
   前記補機は、前記本体部の車両上方、且つ、前記一組の側壁部間に取り付けられ、
   前記各側壁部は、前記側部弾性マウントにそれぞれ取り付けられていることを特徴とする車体構造。
2. 請求項１記載の車体構造において、
   前記マウントフレームは、前記本体部から車両前後方向の一方で、且つ、車両下方に延びる下延部と、前記下延部の下部に取り付けられる下部弾性マウントとを有し、
   前記下延部は、前記下部弾性マウントを介して、他の車体側部材に固定されていることを特徴とする車体構造。
3. 請求子１又は請求項２記載の車体構造において、
   前記各側壁部は、前記本体部の車幅方向両端部から略鉛直上方向に沿って延び、
   前記各側壁部の上端部には、前記側部弾性マウントの取付部が設けられていることを特徴とする車体構造。
4. 請求項３記載の車体構造において、
   前記車体側部材は、車幅方向両端部に位置し車両前後方向に沿って延びる左右一対のサイドフレームからなり、
   前記側部弾性マウントは、前記各サイドフレームから前記パワープラントルーム内の中央側に向かって突出する突出部を有し、
   前記取付部は、前記突出部に取り付けられていることを特徴とする車体構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の車体構造において、
   前記各側壁部と前記本体部とを結合するリブが設けられ、
   前記リブは、前記補機の一部が固定される固定部を有することを特徴とする車体構造。

Images