JP2650167B2

JP2650167B2 - 自動車のパワープラント支持装置

Info

Publication number: JP2650167B2
Application number: JP3151273A
Authority: JP
Inventors: 義文下瀬; 康城松浦
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH04372425A; US5740876A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の衝突時に、パ
ワープラントを、車体のエンジンルームと車室とを区画
する縦壁から逃がすように、車体に支持する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車のパワープラント支持装置
としては、特開平２−３８１３５号公報に開示されたも
のがある。これは、図１０に示すように、２ボックスタ
イプまたは３ボックスタイプのフロントエンジン車にお
けるエンジンとトランスミッションとを一体化したパワ
ープラントの支持装置であり、エンジンルーム１と車室
２とが、ダッシュロア３で区画してある。このエンジン
ルーム１において、ダッシュロア３の車幅方向両側から
前方には、エンジンルーム１の上下方向中間部で車体前
後方向（自動車の前面衝突時の衝撃荷重入力方向）に伸
びる骨格部材としてのフロントサイドメンバ４が連設し
てある。このフロントサイドメンバ４のパワープラント
９手前に位置するフロントサイドメンバは図示が省略し
てある。フロントサイドメンバ４の前端下部には、車幅
方向（自動車の前面衝突時の衝撃荷重入力方向と直交す
る方向）に延びる骨格部材としてのフロントクロスメン
バ５が結合してある。このフロントクロスメンバ５と上
記ダッシュロア３とには、エンジンルーム１の下方で車
体前後方向に延びる骨格部材としてのフロントセンタメ
ンバ６が結合してある。このフロントセンタメンバ６上
の前側と後側には、マウント部材７，８が固定してあ
る。これらマウント部材７，８の弾性体７ａ，８ａに
は、パワープラント９の前下部と後下部とに設けられた
ブラケット１０，１１をボルト・ナットのような締結部
材１２，１３で結合してある。このマウント部材７，８
の弾性体７ａ，８ａとブラケット１２，１３との結合に
より、パワープラント９のシリンダブロック９ａが鉛直
方向に向けられて、パワープラント９が車体に支持して
ある。また、フロントセンタメンバ６は、自動車の前面
衝突の衝撃荷重で下方に折曲するように形成してある。
このフロントセンタメンバ６とパワープラント９とに
は、フック１４，１５を設けてある。そして、前面衝突
時において、フロントサイドメンバ４の座屈変形に伴っ
て、フロントセンタメンバ６に大きな衝撃荷重が作用し
た場合、この衝撃荷重によりフロントセンタメンバ６を
積極的に下方に折曲させ、フック１４，１５を係合させ
て、図１１に実線で示すようにパワープラント９を後方
斜め下方に移動させることにより、図１１に点線で示す
下方に移動しない場合に比べて、パワープラント９の移
動量をＤ₁だけ増やして、フロントサイドメンバ４やフ
ロントセンタメンバ６等の潰れ量を増加するようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たパワープラントの支持装置にあっては、フロントサイ
ドメンバ４に入力された車体前方から後方に向く、横向
きの衝撃荷重を、フロントセンタメンバ６の下方への折
曲によって下向きに変換しなけらばならないため、何等
かの原因で下方への変形が起きなかった場合は、パワー
プラント９の下方への移動は困難である。一例として、
フロントセンタメンバ６の折曲により、パワープラント
９を下方に移動させるのに必要な衝撃荷重Ｆを、パワー
プラント９の重量をＭ、下方への移動量をｈ（図１１参
照）、加速度α、として、ｈ＝（１／２）・α・ｔ²、 α＝２・ｈ／ｔ²、Ｆ＝Ｍ・α より試算したところ、表１に示すように、衝突後１５〜
２０ｍｓｅｃの間に、パワープラント９を約１００ｍｍ
下方に移動させるのに必要な衝撃荷重は、６．６〜１
１．７トンであり、前面衝突時のフロントサイドメンバ
４に掛かる力が全て下方に伝達されない限り、パワープ
ラント９の下方への移動を完全に起こすことは困難とな
る可能性がある。

【０００４】

【表１】

【０００５】特に、最近、図１２に示すように、エンジ
ンフードを低くする傾向にあることから、パワープラン
トを傾けて車体に支持することにより、パワープラント
のエンジンルームを占有する上下寸法を小さくしている
ため、前面衝突時に、フロントセンタメンバ６を下方へ
の折曲により、フック１４，１５を係合させて、パワー
プラント９Ａを下方に移動するようにしても、パワープ
ラント９Ａのデファレンシャルギヤ９ｂがダッシュロア
３の下に潜り込む前に、シリンダブロック９ａが仮想線
で示すようにダッシュロア３に当接するので、パワープ
ラント９Ａを一点鎖線で示すように下方に移動させるこ
となく単に後方に移動させた場合と比べて、パワープラ
ント９Ａの後方への移動量には、差がなく、フロントサ
イドメンバ４やフロントセンタメンバ６等の潰れ量が増
加することができない可能性がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、パワープラン
トの重心を挟んで上下にフロントサイドメンバとフロン
トセンタメンバを配置するとともに、該フロントセンタ
メンバに前記パワープラント下部の前後両端をマウント
部材を介してそれぞれ支持し、前記フロントサイドメン
バにパワープラントの上部をマウント部材を介して支持
する一方、該マウント部材は、車体前後方向において前
記パワープラントの下部を支持するマウント部材間に収
まるように配置し、さらに、前記パワープラントの下部
後端を支持するマウント部材には、所定値以上の衝撃荷
重により前記パワープラントとの連結を解除する離脱機
構を付設したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】衝突により、骨格部材であるフロントサイドメ
ンバが潰れるような、所定値以上の衝撃荷重が車体に加
わると、パワープラントの下部後端を支持するマウト部
材に付設した離脱機構が作動して、フロントセンタメン
バとの連結を解除し、フロントサイドメンバの潰れに伴
って、パワープラントがその上部を支持するマウント部
材を中心として衝撃荷重入力方向に回転し、パワープラ
ントがダッシュロアのような縦壁から離れる。

【０００８】

【実施例】この実施例は、本発明を２ボックスタイプま
たは３ボックスタイプのフロントエンジン車に適用した
パワープラント支持装置を図示してある。

【０００９】第１実施例図１および図２において、エンジンルーム２０と車室２
１とがダッシュロア２２で区画してある。このエンジン
ルーム２０において、ダッシュロア２２の車幅方向両側
部前方には、エンジンルーム２０の中間部で車体前後方
向に延びる骨格部材としてのフロントサイドメンバ２
３，２４が連設してある。これらフロントサイドメンバ
２３，２４の前端下部には、車幅方向に延びる車体骨格
部材としてのフロントクロスメンバ２５が結合してあ
る。このフロントクロスメンバ２５とダッシュロア２２
とには、エンジンルーム２０の下方で車体前後方向に延
びる骨格部材としてのフロントセンタメンバ２６が結合
してある。このフロントセンタメンバ２６の前側と後
側、ならびにフロントサイドメンバ２３，２４それぞれ
には、マウント部材２７，２８，２９，３０が固定して
ある。これらマウント部材２７〜３０の弾性体２７ａ，
２８ａ，２９ａ，３０ａには、パワープラント３１の前
下部と後下部と左右方向両側とに設けられた図４に示す
ようなＵ字形のブラケット３２，３３，３４，３５が連
結してある。このマウント部材２７〜３０とブラケット
３２〜３５との連結により、パワープラント３１のシリ
ンダブロック３１ａがダッシュロア２２側に傾けられ、
パワープラント３１が車体に支持されている。このパワ
ープラント３１の支持された状態において、図１に示す
ように、マウント部材２７，２８は、パワープラント３
１の重心より下方に位置し、マウント部材２９，３０
は、パワープラント３１の重心Ｇより上方に位置してい
る。そして、マウント部材２７，２９，３０それぞれに
は、所定値以上の耐衝撃荷重性を有してパワープラント
３１を回転可能に保持する回転機構３６，３７，３８と
しての軸部材を個別に付設してある。

【００１０】具体的には、図２に示すように、軸部材３
６は、パワープラント３１のブラケット３２をマウント
部材２７の弾性体２７ａに外嵌し、ブラケット３２の貫
通孔と弾性体２７ａの貫通孔とに軸部材３６を車幅方向
に挿入し、軸部材３６をブラケット３２に抜け止め装着
することにより、マウント部材２７の弾性体２７ａとブ
ラケット３２とを回転可能に結合している。軸部材３７
は、パワープラント３１のブラケット３４をマウント部
材２９の弾性体２９ａに外嵌し、ブラケット３４の貫通
孔と弾性体２９ａの貫通孔とに軸部材３７を車体前後方
向に挿入し、軸部材３７をブラケット３４に抜け止め装
着することにより、マウント部材２９の弾性体２９ａと
ブラケット３４とを回転可能に結合している。軸部材３
８は、パワープラント３１のブラケット３５をマウント
部材３０の弾性体３０ａに外嵌し、ブラケット３５の貫
通孔と弾性体３０ａの貫通孔とに軸部材３８を車体前後
方向に挿入し、軸部材３８をブラケット３５に抜け止め
装着することにより、マウント部材３０の弾性体３０ａ
とブラケット３５とを回転可能に結合している。また、
軸部材３７の軸心と軸部材３８の軸心とは、図１に示す
ように、車体上下方向の位置が同位置となって車幅方向
に平行に配置してあるとともに、図２に示すように、車
体前後方向の位置が同位置となって車幅方向に平行に配
置してある。

【００１１】一方、マウント部材２８には、後述の離脱
機構３９の軸部材４０とストッパ４２とを付設してあ
る。

【００１２】図３は、上記離脱機構３９を示している。
この離脱機構３９は、所定値以上の衝撃荷重によりパワ
ープラント３１との連結を解除するものであって、軸部
材４０の先端をブラケット３３の一方の貫通孔３３ａか
ら弾性体２８ａの貫通孔２８ｂ内のパイプ４１に通して
ブラケット３３の他方の貫通孔３３ｂに貫通し、軸部材
４０の頭部をブラケット３３の貫通孔３３ａまわりに当
接するとともに、ストッパ４２を軸部材４０の先端部内
に圧入して、軸部材４０の先端部の外径をブラケット３
３の貫通孔３３ｂの孔径より大きい寸法に膨張すること
により、ブラケット３３をマウント部材２８の弾性体２
８ａにパイプ４１を介在させつつ連結するようになって
いる。軸部材４０の頭部には、ワイヤ４３の一端が結合
している。このワイヤ４３の他端は、ローラ４４に巻き
掛けられてインフレータ４５のピストン４６に取り付け
られている。前記ストッパ４２の後端には、ワイヤ４７
の一端が結合している。このワイヤ４７の他端は、ロー
ラ４８，４９，５０に順次巻き掛けられてインフレータ
４５のピストン４６に取り付けられている。インフレー
タ４５は、衝撃センサ５１が所定値以上の衝撃を検知し
た際に出力する解除信号を受け取り、インフレータ４５
に装填されている火薬５２が爆発して、ピストン４６を
シリンダ５３の一端から他端側に移動することにより、
ワイヤ４３，４７をインフレータ４５のシリンダ５３内
に引き込み、軸部材４０とストッパ４２との嵌合を解除
するとともに、軸部材４０をブラケット３３と弾性体２
８ａとから引き抜き、以て、マウント部材２８の弾性体
２８ａとブラケット３３との連結を解除するようになっ
ている。また、インフレータ４５やローラ４４，４８，
４９，５０等は、フロントサイドメンバ２３，２４のい
ずれか一方に取り付けられている。上記所定値とは、衝
撃センサ５１で検知した衝撃力が当該所定値以上のとき
に、フロントサイドメンバ２３，２４やフロントセンタ
メンバ２６が座屈変形を生じ始める基準を示す値であ
る。

【００１３】図４は、離脱機構３９の軸部材４０とスト
ッパ４２とを離脱して、マウント部材２８とブラケット
３３との連結を解除した状態の外観を示している。軸部
材４０の先端部は、ストッパ４２の圧入が可能な筒状に
なっており、この筒状の周壁は、スリット５４で周方向
に分割されている。つまり、この軸部材４０の先端部
は、ブラケット３３とマウント部材２８の弾性体２８ａ
とに跨って嵌合された軸部材４０の筒状の先端部内にス
トッパ４２を圧入した際、スリット５４により、軸部材
４０の先端部の外径がブラケット３３の貫通孔３３ｂの
孔径より大きい寸法に膨張するようになっている。

【００１４】第１実施例の作用を説明する。

【００１５】自動車が前面衝突し、衝撃センサ５１が所
定値以上の衝撃を検知すると、インフレータ４５のワイ
ヤ４３，４７を引き込むという働きにより、ストッパ４
２が軸部材４０から引き抜かれるとともに、軸部材４０
がブラケット３３と弾性体２８ａとから引き抜かれ、ブ
ラケット３３と弾性体２８ａとの連結が解除される。

【００１６】そして、車体前部の変形が進み、図５に示
すように、その衝撃力が、座屈変形されるフロントサイ
ドメンバ２３，２４からフロントセンタメンバ２６にそ
のまま作用する。すると、フロントセンタメンバ２６に
作用する衝撃力Ｆが、マウント部材２７を通ってパワー
プラント３１に伝達される。このとき、マウント部材２
９，３０の弾性体２９ａ，３０ａまわりとパワープラン
ト３１のブラケット３４，３５とに隙間が有り、かつ、
マウント部材２７，２９，３０と軸部材３６，３７，３
８との間に弾性体２７ａ，２９ａ，３０ａが介在してい
るため、弾性体２７ａ，２９ａ，３０ａが弾性変形しつ
つ、パワープラント３１のブラケット３４，３５がフロ
ントサイドメンバ２３，２４のマウント部材２９，３０
に対して傾く。これと並行して、上記衝撃力Ｆによって
パワープラント３１が、軸部材３６，３７，３８を中心
として、仮想線示から実線示のように、反時計方向に所
定の角度θに回転して、パワープラント３１のシリンダ
ブロック３１ａが起き上がる。したがって、パワープラ
ント３１の重心Ｇが重心Ｇ′に移動し、パワープラント
３１のシリンダブロック３１ａがダッシュロア２２から
距離Ｄ₄だけ逃げるとともに、パワープラント３１のデ
ファレンシャルギヤ３１ｂがダッシュロア２２の下に潜
り込むことが可能な位置となり、パワープラント３１が
ダッシュロア２２に当接しなくなるとともに、フロント
サイドメンバ２３，２４の潰れ量を大きくできる。ま
た、上記パワープラント３１の所定の回転角度θは、フ
ロントセンタメンバ２６の折曲位置で調整することがで
きる。

【００１７】しかも、この第１実施例では、軸部材３６
によるマウント部材２７とブラケット３２との回転可能
な連結に加えて、軸部材３７，３８によるマウント部材
２９，３０とブラケット３４，３５との回転可能な連結
も付加してあるので、離脱機構３９の連結解除動作によ
り、マウント部材２８とブラケット３３との連結が解除
されても、パワープラント３１が回転する間、および回
転停止後において、パワープラント３１が上下左右にふ
らつくことがなく、図５に示すように、パワープラント
３１のシリンダブロック３１ａが距離Ｄ₄だけダッシュ
ロア２２から逃げた位置に確実に保持される。

【００１８】そして、フロントサイドメンバ２３，２４
とフロントセンタメンバ２６との座屈変形が進むと、図
６に実線で示すように、シリンダブロック３１ａが起き
上がったパワープラント３１のデファレンシャルギヤ３
１ｂが、軸部材３６，３７，３８によるマウント部材２
７，２９，３０とブラケット３２，３４，３５との連結
が保持されたまま、ダッシュロア２２の下に潜り込む。
このデファレンシャルギヤ３１ｂのダッシュロア２２の
下への潜り込みが、パワープラント３１の後方移動量
を、図６に一点鎖線で示すパワープラント３１のシリン
ダブロック３１ａが起き上がらなかった場合と比較する
と、距離Ｄ₅だけ増加し、フロントサイドメンバ２３，
２４やフロントセンタメンバ２６等の潰れ量も増加する
ので、この潰れ量が増加した分、前面衝突時の衝突エネ
ルギの吸収も向上できる。

【００１９】ここで、上記パワープラント３１を、衝突
後１５〜２０ｍｓｅｃの間に、反時計方向に２０゜回転
させる場合について、パワープラント３１の重量Ｍ＝１
３０ｋｇ、車体減速度β＝１５Ｇ、軸部材３６と軸部材
３７，３８との間の距離Ｌ＝３００ｍｍ、重心Ｇと軸部
材３７，３８との間の距離ｄ＝１３０ｍｍ、パワープラ
ント３１の慣性モーメントＩ＝５００ｋｇｆｓ²ｍｍと
し、パワープラント３１の回転角速度ωと回転時間ｔと
を表２に示すそれぞれの値として、Ｉ・ω＝Ｆ・Ｌ−Ｍ・β・ｄ、 ω＝２・θ／ｔ²、Ｆ＝（Ｉ・ω＋Ｍ・β・ｄ）／Ｌより試算すると、表２のように、３．８〜６．０トンの
衝撃荷重Ｆが必要となるが、この必要な衝撃荷重Ｆは、
前述した従来例での表１に示す必要衝撃荷重６．６〜１
１．７トンの約半分程度と小さいものである。しかも、
この第１実施例での衝撃荷重Ｆは、車体前方から後方に
向く横方向であり、鉛直方向に方向変換されていないの
で、従来例に比べて、フロントサイドメンバ２３，２４
やフロントセンタメンバ２６等の車体前部に十分な潰れ
量を発生することができる。

【００２０】

【表２】

【００２１】また、この第１実施例では、図３に示すよ
うに、マウント部材２８の弾性体２８ａと軸部材３３と
の間にパイプ４１を配置してあるので、軸部材３３を弾
性体２８ａに挿入する際、軸部材３３の先端部がスリッ
ト５４で外側に広がって弾性体２８ａに食い込むことが
なく、挿入作業が容易となる。

【００２２】第２実施例この第２実施例では、図７および図８に示すように、フ
ロントサイドメンバ２３，２４のパワープラント３１の
重心前方部分に衝撃荷重伝達部材６０，６１を、通常時
はパワープラント３１と干渉しないような所定の隙間を
保って設け、図９に示すように、前面衝突時のフロント
サイドメンバ２３，２４の座屈変形に伴って、衝撃荷重
伝達部材６０，６１をパワープラント７の重心Ｇ前部に
当接させるようにしたものである。したがって、この第
２実施例によれば、フロントセンタメンバ２６に衝撃力
Ｆが入力されないオフセット衝突の場合にも、図９に仮
想線で示すように、マウント部材２８とブラケット３３
との連結解除後に、衝撃力Ｆ′をフロントサイドメンバ
２３，２４からパワープラント３１に伝達させ、パワー
プラント３１を軸部材３６，３７，３８それぞれを軸と
して回転させることができる。

【００２３】なお、本発明は前記第１，第２実施例に限
定されるものではなく、例えば、図示は省略するが、イ
ンフレータ４５に火薬５２の爆発力以外の電磁力や油圧
力あるいは空気力等を利用して、軸部材４０とストッパ
４２との固定解除、ならびに軸部材４０をブラケット３
３や弾性体２８ａから引き抜くようにしたり、あるい
は、インフレータ４５やストッパ４２を使用することな
く、軸部材４０自体を所定値以上の衝撃荷重で破壊する
ようにすることも可能である。

【００２４】また、本発明は、ミッドシップ車やリヤエ
ンジン車であっても、前記実施例と同様の効果がある。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パワープ
ラントの占有スペースの上下寸法を少なくするために、
パワープラントを車体に傾けて支持して、パワープラン
トをダッシュロアのような縦壁に近接配置した場合にお
いても、衝突により、骨格部材であるフロントサイドメ
ンバが潰れるような、所定値以上の衝撃荷重が車体に加
わると、パワープラントの下部後端を支持するマウト部
材に付設した離脱機構が作動して、フロントセンタメン
バとの連結を解除し、フロントサイドメンバの潰れに伴
って、衝撃荷重を方向変換するとこなく、パワープラン
トがその上部を支持するマウント部材を中心として衝撃
荷重入力方向に回転し、パワープラントをエンジンルー
ムと車室とを区画するダッシュロアのような縦壁から離
すことができるので、このパワープラントの縦壁から離
れた分だけ、フロントセンタメンバの潰れ量を増やすこ
とができ、車体の衝撃吸収効果を向上することができ
る。さらに、パワープラントの重心を挟んで上下にフロ
ントサイドメンバとフロントセンタメンバを配置すると
ともに、このフロントサイドメンバにパワープラント上
部を支持するマウント部材を、車体前後方向においてパ
ワープラント下部を支持するマウント部材間に収まるよ
うに配置してあるので、パワープラントに衝撃荷重が伝
わり易くなるばかりでなく、モーメントのアーム長も大
きくなり、小さな衝撃荷重でパワープラントを回転させ
ることができる。また、マウト部材にパワープラントと
の連結を解除する離脱機構を付設してあるので、連結解
除動作が所定の衝撃荷重で確実に行われ、装置の信頼性
が向上するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す側面図。

【図２】同第１実施例を示す平面図。

【図３】同第１実施例の離脱機構を示す構成図。

【図４】同第１実施例の離脱機構の軸部材とストッパと
マウント部材まわり分解して示す斜視図。

【図５】同第１実施例の作用説明図。

【図６】同第１実施例の異なる作用説明図。

【図７】本発明の第２実施例を示す側面図。

【図８】同第２実施例を示す平面図。

【図９】同第２実施例の作用説明図。

【図１０】従来のパワープラント支持構造を示す側面
図。

【図１１】同従来例の作用説明図。

【図１２】異なる従来例を示す側面図。

【符号の説明】

２３，２４…フロントサイドメンバ（骨格部材）２６…フロントセンタメンバ（骨格部材）３１…パワープラント２７，２８，２９，３０…マウント部材３６，３７，３８…回転機構（軸部材）３９…離脱機構５１…衝撃センサ６０，６１…衝撃荷重伝達部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パワープラントの重心を挟んで上下にフ
ロントサイドメンバとフロントセンタメンバを配置する
とともに、該フロントセンタメンバに前記パワープラン
ト下部の前後両端をマウント部材を介してそれぞれ支持
し、前記フロントサイドメンバにパワープラントの上部
をマウント部材を介して支持する一方、該マウント部材
は、車体前後方向において前記パワープラントの下部を
支持するマウント部材間に収まるように配置し、さら
に、前記パワープラントの下部後端を支持するマウント
部材には、所定値以上の衝撃荷重により前記パワープラ
ントとの連結を解除する離脱機構を付設したことを特徴
とする自動車のパワープラント支持装置。
【請求項２】車体の衝撃荷重を検出し、この衝撃荷重
が所定値以上のとき、前記離脱機構に解除信号を出力す
る手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載した自
動車のパワープラント支持装置。
【請求項３】前記フロントサイドメンバに、通常時は
パワープラントと所定間隔を保ち、当該メンバの座屈変
形に伴ってパワープラントに当接する衝撃荷重伝達部材
を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載した自動車のパワープラント支持装置。