JP4054172B2 - エンジンマウント - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンマウントに関し、特に、車両の衝突時に衝突エネルギーを吸収することができるエンジンマウントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車のエンジン支持構造は、例えば、フロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車（以下「ＦＦ車」という。）においては、図２または図４に示すような構造が挙げられる。
【０００３】
図２（ａ）はＦＦ車の一例のエンジルームＡの要部を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の縦断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すエンジン支持構造は、エンジンとトランスミッションとが一体に構成されたパワーユニット１２が、サイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌに対して、各々エンジンマウント１Ｒとパワーユニット１２側に取り付けられたパワーユニット側ブラケット１４、およびパワーユニット１２側に取り付けられたエンジンマウント１Ｌと車体側に取り付けられた車体側ブラケット１３、さらにサブメンバ１１、１１に対して防振ストッパ１５を介して支持される構造となっている。
【０００４】
このようにサブメンバ１１、１１、１１，１１を有するエンジン支持構造（以下「サブメンバ支持構造」という。）における衝突時の力の作用について考察すると、衝突時にパワーユニット１２はまず慣性により車両前方へ移動する力を受け、次に衝突対象物に押されて車両後方へ移動する力を受ける。一方、過大な衝突荷重が車体前部に作用すると、まず前記慣性力と前記衝突荷重によってサイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌにおけるエンジンマウントよりも前の部分が変形し、次にサイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌ全体が変形することで衝突エネルギーを吸収するようになっている。
【０００５】
このように衝突時のエネルギーをより効率的かつ充分に吸収するための構造設計は極めて重要であり、この概念は車体の構造部材や個々の部品にまで広く及んでいる。一般的には衝突時のエネルギーをより充分に吸収するべく、サイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌの長さや板厚を適切化する、サイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌの一部に前記衝突エネルギーを吸収する部材として強化プラスチックを付加する、等の方策が採られている。
【０００６】
しかるにこれらの方策では、コストパフォーマンスや質量パフォーマンスが悪いため、比較的低価格かつ軽量性が要求される、いわゆる中級車や大衆車と呼ばれているジャンルに属する各種の乗用車には不向きであった。そこで、該乗用車に好適な、より低コスト、かつ、より軽量な構成で効率的に衝突エネルギーを吸収する方策が種々考案されている。
【０００７】
例えば、前記サイドメンバ支持構造における衝突エネルギー吸収手段として、車体前部に衝突エネルギーを吸収する部分を車体の一部に設けることにより、自動車の車体前部に車体後方に向かう衝突荷重が加わった際にキャビンへの衝撃を吸収する方策が考えられている。
【０００８】
特開平７−１６４８９４号公報において、車体前後方向に沿って長手状に延びるようにエンジンルーム内に配設されるサイドメンバにてパワーユニットを支持し、このパワーユニットが過大な衝突荷重にて移動されるのに伴い、このサイドメンバによるエンジンの支持状態が解除されるように構成するエンジン支持構造が提案されている。
【０００９】
この構造で、車体前部に車体後方に向かう過大な衝突荷重が加わった場合に、パワーユニットが下方に沈み込むことにより、エンジンがブレーキブースタやカウル等にぶつかるのを回避できるとともに、エンジンルーム内のつぶれ代を多くし得て衝突エネルギーの吸収量を多くでき、しかもカウルの後退によるフロントピラーの折れの発生を防止することができる。
【００１０】
また、特開平５−２４０２８３号公報において、パワーユニットを支持するエンジンマウントを車体に固定するブラケットを備えるエンジン支持構造において、前記ブラケットに、衝突時に車体に対してパワーユニットが前方へ変位し易く、かつ、後方への変位を起こり難くさせるような変位規制手段を設けた自動車のエンジン支持構造が提案されている。このエンジン支持構造により、パワーユニットの質量を有効活用して衝突時に乗員に対する衝撃を吸収することができる。
【００１１】
さらに、特開平９−２６３１４１号公報において、車体の前部において前後方向に延びる左右のサイドメンバ間を連結して２本のサブメンバが前後方向に特定の間隔を設けて取り付けられ、この両サブメンバ間のサイドメンバ部分に剛性部材が取り付けられてなる自動車の前部構造において、前記剛性部材が、前面衝突時における前記両サブメンバ間のサイドメンバ部分の潰れ変形を阻害しない態様で前記サイドメンバ部分に取り付けられてなる自動車の前部構造が提案されている。
【００１２】
この自動車の前部構造によって、前面衝突時における潰れスペースを前記両サブメンバ間のサイドメンバ部分に拡大し、衝突エネルギーを吸収することができる。そして、前記サイドメンバ、または、前記サブメンバの取付部には「折れビード」と呼ばれる脆弱部を形成して、前面衝突時の衝突荷重によってこの脆弱部を変形させるように構成されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして衝突エネルギーを吸収する構成では、エンジン支持構造が複雑化して質量が増加する、またはコストが高くなるといった問題がある。したがって、本発明の課題は、従来と同等の衝突エネルギー吸収を、より軽量かつより低コストで、しかもエンジンルームのレイアウト性に影響することなく実現できるエンジンマウントを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意研究した結果、自動車の前面衝突時にエンジンマウントに含まれるブラケットに塑性変形または破壊を生じさせることによってサイドメンバの変形を起き易くし、さらにパワーユニットを下方に沈み込ませて、車体前方から後方に向かう衝突エネルギーを効果的に吸収できることを見い出し本発明を創作するに至った。
【００１５】
前記課題を解決するために、請求項１に係るエンジンマウントは、車体およびパワーユニットのいずれか一方の側に係合する第１係合部材と、前記車体および前記パワーユニットのいずれか他方の側に係合する第２係合部材と、前記第１係合部材と第２係合部材との間に介在する弾性体と、を備えるエンジンマウントにおいて、前記第１係合部材は、前記第２係合部材を前記弾性体を介して外側から保持する本体部と、前記車体または前記パワーユニットに対し、締結部材を介して取り付けられる複数の取付部と、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第１ノッチ部と、を有し、前記第１ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に、前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って形成されて成ることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、エンジンマウントに含まれる第１係合部材、または第２係合部材の塑性変形が容易に発生して、衝突エネルギーを効果的に吸収するエンジンマウントを具現化できる。
【００１７】
また、かかる構成によれば、弾性体を介して前記第１係合部材と前記第２係合部材との間に作用する方向の所定以上の入力に対して安定してノッチ部を塑性変形させ、衝突エネルギーを効果的に吸収するエンジンマウントを具現化できる。
【００１８】
さらに、かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点とする塑性変形をより確実に生じさせることができるエンジンマウントを具現化できる。
【００１９】
請求項２に係るエンジンマウントは、請求項１において、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第２ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に加えて、前記第１係合部材の本体部で前記取付部の近傍に位置する部分に形成されて成ることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が略上下方向に作用した場合、前記第１係合部材の本体部で前記取付部の近傍に位置する部分を起点とした塑性変形が、より安定して生じるエンジンマウントを具現化できる。
【００２０】
請求項３に係るエンジンマウントは、請求項１において、前記ノッチ部が、前記第１係合部材の本体部で前記弾性体と相対向する側面部と反対側の側面部に形成されて成ることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点とする塑性変形がより容易に生じるエンジンマウントを比較的低コストで具現化できる。
【００２１】
請求項４に係るエンジンマウントは、請求項１において、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第３ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に加えて、前記第１係合部材の取付部と本体部との間で少なくとも１箇所に形成されて成ることを特徴とする。かかる構成によれば、エンジンマウントの形状と衝突荷重の入力方向とにより、前記取付部と前記本体部との間に応力が集中する場合、安定してノッチ部を塑性変形させ、衝突エネルギーを効果的に吸収できるエンジンマウントを具現化できる。
【００２３】
請求項５に係るエンジンマウントは、請求項１から請求項４のいずれか１項において、前記第２係合部材は、締結部材を介して前記車体および前記パワーユニットのいずれか一方に取り付けられる環状部材から構成されることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記第２係合部材から前記第１係合部材への入力荷重の伝達効率を一層よくしたエンジンマウントを比較的低コストで具現化できる。
【００２４】
請求項６に係るエンジンマウントは、請求項１から請求項５のいずれか１項において、前記ノッチ部は、切欠溝から構成されることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点として生じる塑性変形をより確実に生じさせるエンジンマウントを具現化できる。
【００２５】
請求項７に係るエンジンマウントは、請求項１から請求項６のいずれか１項において、前記ノッチ部は、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると破壊の起点となることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、一層多くの衝突エネルギーをより確実に吸収するエンジンマウントを具現化できる。
【００２６】
なお、本発明において、「前面衝突」とは、車体前部から後方に向かう衝突荷重が作用することを意味し、「衝突荷重」とは、自動車の前面衝突によって車体前部から後方に向かって作用する荷重を意味し、「衝突エネルギー」とは、自動車の前面衝突によって車両で吸収されるべきエネルギーを意味し、また「入力荷重」とは、パワーユニットの支持部に作用する荷重を意味し、さらに「塑性変形または破壊荷重」とは、パワーユニットの支持部へ作用する入力荷重のうち前記エンジンンマウントに含まれるブラケットを塑性変形または破壊させる荷重を意味し、さらにまた「ノッチ部」とは、前記エンジンマウントに含まれるブラケットに設けられた単体の切欠（断面がＶ字またはＵ字形のもの）、複数の細孔、複数の切欠（断面がＶ字またはＵ字形のもの）、連続する凹溝等の断面凹形状を有し、前記塑性変形または破壊荷重によって生じる物理的変形の起点となる部位を意味する。
【００２７】
また、本発明のエンジンマウントは、パワーユニット等の支持構造について特に限定するものではなく、パワーユニットをサイドメンバ等に係合させてパワーユニット等を支持させる構造を有するものであれば適用可能である。
また、本発明に係るエンジンマウントは、エンジンルームに前方から衝突する場合であれば、フルフラップ・オフセット等の衝突範囲を問わず、また斜め前方から衝突する場合でも本発明に係るエンジンマウントは効果を発揮することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図３を参照して説明する。なお、本発明はこの実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて適宜に変形することが可能である。
図１（ａ）は本発明に係るエンジンマウント１の構成の一例を示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すエンジンマウント１に含まれるノッチ部５の断面図である。また、図２（ａ）は本発明に係るエンジンマウント１が配設されたＦＦ車のエンジンルームＡの要部の正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の縦断面図である。
【００２９】
そして、図３（ａ）は、図２（ａ）、（ｂ）に示すエンジンルームＡを有するＦＦ車がバリアに正面衝突した際に、該ＦＦ車のパワーユニットとキャビンが受ける衝撃の様子を、衝突の比較的初期の段階である衝突前半と衝突の比較的後期の段階である衝突後半に分けて模式的に示した模式図であり、図３（ｂ）は該正面衝突によってパワーユニット１２の左側支持部（エンジンマウント１L）に作用する入力荷重の経時変化の一例を３次元的に分解して示したグラフである。
なお、図２（ａ）、（ｂ）、および、図３（ａ）、（ｂ）に示すＸ、Ｙ、Ｚは、各々パワーユニット１２の左右、前後、上下方向を示す。
【００３０】
［エンジンマウントの構成］
図１（ａ）に示すように、本発明に係るエンジンマウント１は、本体部２と本体部２の外周縁の一部より突出するフランジ部３とを有する第１係合部材であるブラケット９と、第２係合部材である内筒６と、弾性体であるインシュレータ７とから構成される。ブラケット９は、本体部２の内面でインシュレータ７を保持し、インシュレータ７の略中心には、図２（ａ）に示すサイドメンバ１０Ｌに配設された車体側ブラケット１３に図示しないボルトを介して支持固定するための内筒６が備えられている。
【００３１】
また、フランジ部３には、ボルトを介して相手部品へ取り付けるための取付穴４を有する取付部８が設けられ、エンジンマウント１はこの取付穴４に挿通されるボルトによって図２（ａ）に示すパワーユニット１２に連結される。なお、インシュレータ７の材質は所定の弾性を備えているものであれば特に限定されるものではないが、エネルギーの吸収効果とコストとの両方を満足させるために、通常、天然ゴム、スチレン―ブタジエン系ゴム、シリコーン系ゴム、またはフッ素系ゴム等の弾性体で構成することができる。
【００３２】
そして、本体部２の略頭頂部に幅方向の一端から他端に渡ってノッチ部５が形成されている。このノッチ部５の断面形状は、図１（ｂ）に示すように、断面Ｕ字形に形成されている。
【００３３】
また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、エンジンマウント１Ｒは、エンジンとトランスミッションとが一体に組み合わされて成るパワーユニット１２の右側に配設されたサイドメンバ１０Ｒ上に固定され、パワーユニット１２に配設されたパワーユニット側ブラケット１４を、ボルト１６を介して連結されてパワーユニット１２を支持している。
【００３４】
［前面衝突によってパワーユニット１２の支持部に作用する荷重］
つぎに、このようなパワーユニット１２の支持構造とエンジンマウント１を備えるＦＦ車の前面衝突のシミュレーションを行った結果の一例について、図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。なお、本実施の形態における前面衝突は、静的物体への前面衝突、および、動的物体への前面衝突のいずれの場合も含む。
【００３５】
ＦＦ車の前面衝突のシミュレーションは、図３（ａ）に示すように、図２（ａ）、（ｂ）に示すパワーユニット支持構造を有するＦＦ車が所定の強度以上に形成された障害物（以下「バリア」という。）に前面衝突して前部から車体後方に向かう過大な衝突荷重が作用した場合を想定し、衝突に関するパラメータ（衝突車速等）を所定の初期値に設定してパワーユニット１２の支持部に作用する荷重（以下「入力荷重」という。）の作用方向を３次元的に分解して分析することができる。その左側支持部の結果を図３（ｂ）に示す。
【００３６】
図３（ｂ）は、前記シミュレーションとして、前面衝突に関するパラメータの初期値を所定の値に設定し、パワーユニット１２の左側支持部に作用する入力荷重を縦軸にとり、経時時間を横軸にとって、入力荷重をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向（図３（ａ）参照）に分けてそれぞれの経時変化の一例を示すものである。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、前記シミュレーションにおいてパワーユニット１２の左右方向をＸ軸（車体前方に向かって右側方向を正）、その前後方向をＹ軸（車体前方に向かう方向を正）、その上下方向をＺ軸（上方向を正）とし、またノッチ部５を設けていない同種のエンジンマウントに上下方向入力で破壊を生じさせる破壊荷重の大きさを１００とする。そして、Ｙ軸方向に作用する入力荷重が０となる時点を基準にとって、ＦＦ車のエンジンルームＡの衝突段階を衝突前半と衝突後半とに分けることができる。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、ＦＦ車の前面衝突によって、パワーユニット１２の支持部に対して、パワーユニットの慣性により車両前方へ向かう荷重が作用し、つぎに衝突対象物にパワーユニットが押されて車両後方へ向かう荷重が作用する。この例では、衝突後、時間ｔ2を境界として、このような衝突前半と衝突後半とに分けることができる。
【００３９】
また、図３（ｂ）において、Ｚ軸方向（パワーユニット１２の上下方向）に作用する入力荷重の変化量に着目すると、時間ｔ1〜ｔ2、および時間ｔ2〜ｔ3にかけて、前記入力荷重が、それぞれＥ2〜Ｅ5、およびＥ5〜Ｅ1へと急激に変化していることがわかる。このようにエンジンマウントのＺ軸方向で前記入力荷重が急激に変化する領域に注目し、エンジンマウント１ＬのＺ軸方向の目標破壊荷重の設定範囲について分析を行った。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、パワーユニット１２の左側支持部のＺ軸方向に作用する荷重を表わす曲線（以下「Ｚ曲線」という。）において、このＺ曲線がピークに到達する前の段階でＺ曲線の変曲点を含む領域である領域（Ｉ）の範囲内の力でエンジンマウント１に破壊が生じるように設定すれば、前面衝突したときに効率的にエンジンマウント１の破壊が生じ、パワーユニット１２をより効果的に下方に沈み込ませることができると考えられる。
【００４１】
すなわち、エンジンマウント１の破壊が生じる前記入力荷重は、Ｅ3〜Ｅ4であることが望ましい。したがって、ノッチ部を備えるエンジンマウント１に破壊を生じさせる入力荷重であるＰnotchは、Ｅ3≦Ｐnotch≦Ｅ4となるように設定すればよい。
【００４２】
一方、図３（ｂ）に示す領域（ＩＩ）、すなわちＺ軸方向に作用する力のピーク値を含む領域内の力でエンジンマウント１が破壊するように設定した場合には、前面衝突時の挙動の微妙な違いによってエンジンマウント１の破壊が起きる場合と破壊が起きない場合とがあることが考えられる。また、エンジンマウント１の破壊を生じさせる入力荷重をＥ3未満に設定すると、パワーユニット１２がエンジンマウント１に支持されたままの状態で衝突エネルギーを吸収することが充分可能な低速度領域で衝突した場合にも破壊が生じてしまい、比較的軽度の衝突や、急発進・急加速・悪路走行等の走行条件によっても敏感にエンジンマウント１の破壊が生じるようになり好ましくない。
【００４３】
本発明は、図２に示すようなパワーユニット１２の支持構造において、前記したようにＦＦ車の前面衝突時に特定以上の衝突荷重が作用すると、パワーユニット１２が効率的に切り離されて自重により下方に沈み込み、サイドメンバ１０Ｌの変形が起き易くなるようにすることで前記衝突エネルギーを効果的に吸収することが可能な構造として、従来公知のエンジンマウントの構造を改良して適用することについて種々検討した。そのために、エンジンマウント１を所定の入力エネルギーを材料に作用させる試験機の試験台上に固定してブラケット９にエネルギーを連続的に所定の割合で増加させて入力することによってブラケット９が塑性変形または破壊されるときのエネルギーを測定する台上強度試験を行った。
【００４４】
まず、ノッチ部を設けていない従来のブラケット９を、その取付部８の取付穴４にボルトを挿通して前記台上強度試験の試験台上に固定し、このノッチ部を設けていないブラケット９を破壊させる入力荷重（Ｐmaxとする）を測定した。
【００４５】
続いて、このＰmaxより小さな入力荷重（Ｐnotchとする）で破壊を生じるようなノッチ部５を備えるブラケット９の試験部品を各種作製した。なお、この試験部品は、前記ノッチ部の形状・寸法を適宜に変えることによって、Ｐnotchの水準を適宜に設けて作製した。これらの試験部品に対し、従来のブラケットと同様の前記台上強度試験を実施した。
【００４６】
その結果、例えば、図１（ａ）に示すようにエンジンマウント１の本体部２に、図１（ｂ）に示すように断面形状がＵ字形であるノッチ部５を形成することでエンジンマウント１を図３（ｂ）に示された領域（Ｉ）の範囲内で、ばらつきなく効果的に破壊できることが判明した。
【００４７】
［ノッチ部の位置］
エンジンマウント１に形成されるノッチ部５の位置は、特に限定されるものではなく、所定の破壊荷重以上の荷重が作用した場合のみに確実に破壊される部位であればよい。ノッチ部５がエンジンマウント１に形成される位置は、第１係合部材であるブラケット９および第２係合部材である内筒６の両方、またはいずれか一方とすることができる。
【００４８】
このノッチ部５の位置は、エンジンマウント１が破壊される破壊荷重の大きさと関係しており、後記する第１係合部材または第２係合部材の肉厚とこのノッチ部５の位置とを適宜に設定することによって、破壊荷重の方向と大きさとを所望の値とすることができる。
【００４９】
例えば、ノッチ部５の位置を、図１に示すようにエンジンマウント１の本体部２で円弧状を有する上面の略頭頂部とすれば、エンジンマウント１の塑性変形、または破壊を、入力荷重の方向が略上下方向の場合に、比較的容易に生じさせることができる。また、図５に示すように、ノッチ部５ａの位置をエンジンマウント１ａの取付部８と本体部２との間、あるいは図７に示すようにノッチ部５ｋの位置をエンジンマウント１ｃの取付部８とすれば、エンジンマウント１ａ、１ｃの形状と衝突荷重の方向とにより、それぞれ取付部８と本体部２との間に応力が集中する場合、あるいは取付部８に応力が集中する場合に、安定して塑性変形または破壊を生じさせることができる。
【００５０】
［ノッチ部の形態］
また、エンジンマウント１に形成されるノッチ部５の形態は、特に限定されるものではなく、前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って形成されたものでもよい。例えば、後記するような前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って連続的に形成され断面がＵ字形またはＶ字形の形態であっても、あるいは図１２に示すような前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って不連続に形成され断面がＵ字形の形態であってもいずれの形態でもよい。
【００５１】
また、ノッチ部５は、溝の幅、溝の深さ、略円形部の半径等の形状にかかる構成について特に限定されるものではなく、本体部２の肉厚、所定の前面衝突条件で塑性変形または破壊を生じさせるためにあらかじめ設定される破壊荷重、およびエンジンマウント１を構成する材質の強度等によって適宜に設定することができる。
【００５２】
［エンジンマウントのブラケットを構成する材料］
本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９に用いられる材料は特に限定されるものではなく、所要の強度（引張強度、延び性）を備える金属材料でればよい。このような金属材料としては、主に生産性、軽量性の観点から、アルミニウム合金、例えば、ＪＩＳで規定されているＡＣ４ＣＨアルミニウム合金を使用することができる。
【００５３】
該ＡＣ４ＣＨアルミニウム合金の化学組成は、Ｓｉ（シリコン）：６．５〜７．５質量％、Ｆｅ（鉄）：０．２０質量％、Ｃｕ（銅）：０．２０質量％、Ｍｎ（マンガン）：０．１０質量％、Ｍｇ（マグネシウム）：０．２５〜０．４５質量％、Ｚｎ（亜鉛）：０．１０質量％、Ｎｉ（ニッケル）：０．０５質量％、Ｔｉ（チタン）：０．２０質量％、Ｐｂ（鉛）：０．０５質量％、Ｓｎ（錫）：０．０５質量％、Ｃｒ（クロム）：０．０５質量％、残部がＡｌ（アルミニウム）と不可避的不純物である。すなわち主成分として銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含有し、残部がアルミニウム（Ａｌ）と不可避的不純物とから構成されるアルミニウム合金である。
【００５４】
［エンジンマウントのブラケットを作製する方法］
また、本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９を作製する方法は、ブラケット９が前記したようなアルミニウム合金から構成される場合には、当該技術分野で従来公知の鋳造法を用いることができる。例えば、まず通常の溶製法にて溶解したアルミニウム合金を砂型を用いて高圧鋳造し、その後、所定の熱処理（溶体化、水冷）を施すことによって本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９を作製することができる。
【００５５】
また、本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９は、前記アルミニウム合金の鋳造によって作製する他に、アルミニウム合金の押し出し成形加工や鋼のプレス成形加工、または鋼の鋳造成形によって作製することも可能である。
【００５６】
［エンジンマウントのブラケットの機械的性質］
さらに、本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９の機械的性質としては、前面衝突による入力エネルギーを効果的に吸収するために所要の機械的性質を備えるように構成することができる。例えば、引張強さ：３００ＭＰａ以上、耐力：２００ＭＰａ以上、伸び：１．０％以上の機械的性質を備えるようにすることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態を、図２（ａ）、（ｂ）に示すようなパワーユニット１２の支持構造を例にとって説明したが、この他に、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すようなパワーユニット１２の支持構造に対しても好適である。図４（ａ）は、ＦＦ車の一例のエンジルームＢの要部を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の縦断面図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すエンジン支持構造は、エンジンとトランスミッションとが一体に構成されたパワーユニット１２が、サイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌに対して、エンジンマウント１Ｒとパワーユニット側ブラケット１４、およびパワーユニット１２側に取り付けられたエンジンマウント１Ｌと車体側ブラケット１３、さらにセンターメンバ１７に対して防振ストッパ１５を介して支持される構造を示すものである。
【００５８】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。また、この実施例では、図１、図５および図６に示すような形態のエンジンマウント１、および１ａ、１ｂの中から選別して前面衝突による試験を行い、衝突エネルギーの吸収性についてしらべた。表１にエンジンマウント１、および１ａ〜１ｆの構成を示す。
【００５９】
表１において、番号１は図１に示すように、ノッチ部５を本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って鋳造成形により形成したエンジンマウント１である（参考：請求項１、３、５、６、７（実施例））。
番号２は図５に示すように、ノッチ部５ａを本体部２と取付部８との間の部分に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って合計４箇所に鋳造成形により形成したエンジンマウント１ａである。
【００６０】
表１中の番号３は図６に示すように、ノッチ部５ｂを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、本体部２で前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って機械加工により形成したエンジンマウント１ｂである（参考：請求項１、５、６、７（実施例））。
表１中の番号４は図７に示すように、各々、ノッチ部５ｃを本体部２の取付部８の近傍部分で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｃである。
表１中の番号５は図７に示すように、ノッチ部５ｄを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｃである（参考：請求項１、３、５、６、７（実施例））。
また、表１中の番号６は図７に示すように、ノッチ部５ｋを取付部８に幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｃである。
【００６１】
また、表１中の番号７は図８に示すように、ノッチ部５ｅを本体部２の取付部８の近傍部分で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｄである。
表１中の番号８は図８に示すように、ノッチ部５ｆを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｄである（参考：請求項１、３、５、６、７（実施例））。
【００６２】
表１中の番号９は図９に示すように、ノッチ部５ｇを本体部２の取付部８の近傍部分で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｅである。
表１中の番号１０は図９に示すようにノッチ部５ｈを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｅである（参考：請求項１、５、６、７（実施例））。
【００６３】
表１中の番号１１は図１０に示すように、ノッチ部５ｉを本体部２の取付部８の近傍部分で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｆである。
表１中の番号１２は図１０に示すように、ノッチ部５ｊを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｆである（参考：請求項１、５、６、７（実施例））。
【００６４】
これらの表１中の番号１から番号１２のエンジンマウント１、および１ａ〜１ｆはいずれも、本体部２と、この本体部２の外周縁の一部より突出するフランジ部３とを備えている。また、本体部２の内面でインシュレータ７が保持され、このインシュレータ７の略中心には、エンジン（図示省略）またはサイドメンバ（図示省略）に配設されたブラケット９にボルトで支持固定するための内筒６（第２係合部材である環状部材に相当する）が形成されている。
【００６５】
そして、図１、および図５〜図１０に示すように、各々のフランジ部３には、相手部品への取付部８に取付穴４が設けられ、この取付穴４に挿通されるボルトにより図示しない相手部材に連結される。また、各々の本体部２の円弧状の上面等にはノッチ部５、および５ａ〜５ｋが形成され、所定の入力荷重が入力すると破壊が生じるように構成されている。これらのノッチ部のうち、ノッチ部５の拡大図を図１（ｂ）に示す。
【００６６】
表１中の番号１から番号１２はいずれも、所定の破壊荷重がエンジンマウント１、および１ａ〜１ｆに作用すると各々のブラケット９がノッチ部５、および５ａ〜５ｋを起点として破壊が生じるように設定した。
【００６７】
ここで、本発明の有用性を確認するために、一例として、番号１（図１参照）、番号２（図５参照）、番号３（図６参照）を取り上げ、これらに対する比較例として、図１でノッチ部を設けていない番号１３を作製した。
【００６８】
なお、以上の番号１から番号３、及び番号１３のブラケット９は、前記化学組成から構成されるＪＩＳのＡＣ４ＣＨアルミニウム合金で作製した。
【００６９】
つぎに、このように構成された番号１から番号３および番号１３で以下に示す（１）〜（７）の手順に従って、衝突のシミュレーション、作製した各試験部品を用いた台上試験、車両による衝突実験を行った。
（１）衝突のシミュレーション結果に基づいて、所望の破壊方向と目標破壊荷重（図３（ｂ）のＺ軸方向の領域（Ｉ）に相当する。）とを決定する。
（２）ノッチ部が設けられていない前記番号１３を用いて台上静的強度試験を行い、前記比較例の破壊荷重（前記領域（Ｉ）を上回るものとなる。）を測定する。
（３）前記（１）のシミュレーション結果に基づいて決定された破壊方向と、前記（２）の前記比較例の台上静的強度試験から求めた前記番号１３の破壊荷重における前記領域（Ｉ）の上回り代とに基づいて前記番号１から番号３のノッチ部の形態（形状や深さ等）を適宜に水準を設けて複数の試験例を作製する。
（４）このようにノッチ部の形態（形状や深さ等）を適宜に水準を設けて作製した複数の試験例の破壊荷重を台上静的試験で測定する。
（５）このようにして求めた前記複数の試験例の破壊荷重の中から前記（１）で求めた前記目標破壊荷重と同程度のものを１種類選別する。
（６）このようにして選別された前記各試験例を車両に組み付けて、所定の衝突荷重をこの車両の前部の所定位置に作用させて衝突試験を実施する。
（７）前記衝突試験において、選別された前記試験例のエンジンマウントブラケットが破壊されてパワーユニットが下方に沈み込み、衝突エネルギーが吸収される状況を観測する。
【００７０】
以上より、本発明に係るエンジンマウント１は、特定以上の入力荷重によってエッジ部５を起点として確実に破壊が生じ、パワーユニット１２を下方に沈み込ませて、サイドメンバ１０Ｌ、１０Ｒが力学的に変形され易い構造を導き、効果的に衝突エネルギーを吸収させるとともに、キャビンへのエンジンの突入を防ぐ効果を付与していることが確認された。
【００７１】
なお、前記番号１〜１２には、つぎのような適用例が考えられる。番号１、２および３はエンジンマウントのレイアウトが略同一のもので、図２に示すパワーユニット１２に含まれるトランスミッション上に配置されたエンジンマウント１Ｌにおいて、番号１は図１に示す内筒６の上方向への入力によってノッチ部５を起点としてブラケット９を破壊したい場合であり、番号２は図５に示す前記内筒６の軸心方向の入力によって相手側ブラケットによってノッチ部５ａを起点としてブラケット９を破壊したい場合であり、番号３は番号１と同様の場合で、図６に示す内筒６と相対向する本体部２の側面部に形成されたノッチ部５ｂを起点としてブラケット９を破壊したい場合である。
【００７２】
番号４、５、６、９および１０はエンジンマウントのレイアウトが略同一であるが前記番号１〜３のエンジンマウントとはレイアウトが異なるものであり、例えば、図２あるいは図４に示すサイドメンバ１０Ｒ上に配置されたエンジンマウント１Ｒ、またはセンターメンバ１７上に配置された防振ストッパ１５において、番号４は図７に示すブラケット９の下方向への入力によってノッチ部５ｃを起点としてブラケット９を破壊したい場合、番号５は前記番号４と同様の場合、または図７に示す内筒６の軸心と垂直な水平方向への入力によってノッチ部５ｄを起点としてブラケット９を破壊したい場合、番号６は番号４と同様の場合、あるいは図７に示す内筒６の軸心方向の入力によって５ｋを起点としてブラケット９を破壊したい場合である。また、番号９および１０は、例えば前記エンジンマウント１Ｒ、またはエンジンマウント１Ｌ、または防振ストッパ１５において、各々、番号４、５と同様の入力によって、図９に示す内筒６と相対向する本体部２の側面部に形成されたノッチ部５ｇ、５ｈを起点としてブラケット９を破壊したい場合である。
【００７３】
番号７、８、１１および１２はエンジンマウントのレイアウトが略同一であるが前記番号１〜３のエンジンマウントとはレイアウトが異なるものであり、例えば、図２あるいは図４に示すサブメンバ１１上、またはセンターメンバ１７上に配置された防振ストッパ１５において、番号７は図８に示すブラケット９の下方向への入力、または内筒６の軸心と垂直な水平方向からの入力によってノッチ部５ｅを起点としてブラケット９を破壊したい場合、番号８はブラケット９の下方向への入力によってノッチ部５ｆを起点としてブラケット９を破壊したい場合、番号１１および１２は、例えば、前記防振ストッパ１５において、各々、番号７、８と同様の入力によって、図１０に示す内筒６と相対向する本体部２の側面部に形成されたノッチ部５ｉ、５ｊを起点としてブラケット９を破壊したい場合である。
【００７４】
【表１】
【００７５】
以上、本発明の一実施例につき説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形または変更が可能である。例えば、この実施例で使用した図１、および図５〜図１０に示すエンジンマウント１の他にも、図１１に示すような形状で、本体部２と本体部２の外周縁の一部より突出するフランジ部３とを有し、ノッチ部５ｌを本体部２と取付部８との間の部分に、取付部８の幅方向の一端から他端に渡って形成した第１係合部材としてのブラケット９と、第２係合部材としての内筒６と、それらの間に介在する弾性体７とから構成されるエンジンマウント１ｇを用いることもできる。
【００７６】
また、ノッチ部の形状は、図１の５、および図５〜図１０の５ａ〜５ｃ、５ｅ、５ｇ〜５ｋに示すように本体部２または取付部８の幅方向の一端から他端に渡って連続的かつ断面がＵ字形に形成されたノッチ部の他に、図７、および、図８の５ｄ、５ｆに示すように、図１２に示すような不連続的かつ断面がＵ字形に形成されたノッチ部としてもよい。さらに、ノッチ部の断面形状はＵ字形の他に、例えば、Ｖ字形としてもよい。
【００７７】
さらにまた、この実施例ではフロントエンジン・フロントドライブ式自動車（ＦＦ車）について本発明を適用したが、フロントエンジン・リアドライブ式自動車（ＦＲ車）等にも本発明を適用することが可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように構成される本発明は以下のような効果を奏する。本発明の請求項１に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が略上下方向に作用した場合、前記第２係合部材の上方に位置するノッチ部に作用すると、エンジンマウントに含まれる部材の塑性変形がこのノッチ部を起点として発生して衝突エネルギーを効果的に吸収するエンジンマウントを提供することができる。
【００８１】
請求項２に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が略上下方向に作用した場合、前記第１係合部材の本体部で前記取付部の近傍に位置する部分を起点とした塑性変形が、より安定して生じるエンジンマウントを提供することができる。
【００８２】
請求項３に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点とする塑性変形がより容易に生じるエンジンマウントを比較的低コストで提供することができる。
【００８３】
請求項４に係る発明によれば、エンジンマウントの取付部と本体部との間に応力が集中する場合、安定してノッチ部を塑性変形させ、衝突エネルギーを効果的に吸収できるエンジンマウントを提供することができる。
【００８５】
請求項５に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記第２係合部材から前記第１係合部材への入力荷重の伝達効率を一層よくしたエンジンマウントを比較的低コストで提供することができる。
【００８６】
請求項６に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点として生じる塑性変形をより確実に生じさせるエンジンマウントを提供することができる。
【００８７】
請求項７に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、一層多くの衝突エネルギーをより確実に吸収するエンジンマウントを提供することができる。
【００８８】
以上の効果を有する本発明に係るエンジンマウントによれば、エンジン支持構造の設計を大幅に変更することなく、コストをより低廉に抑えて従来と同等の衝突エネルギー吸収を行うことができる。また、本発明に係るエンジンマウントは、コンパクトに構成されるため、軽量性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明に係るエンジンマウントの斜視図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すノッチ部の断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係るエンジンマウントを、一例のフロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車に適用したもののエンジンルームの要部を示す平面図である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）の縦断面図である。
【図３】図３（ａ）は、フロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車で前面衝突が発生した場合のエンジンの挙動を説明するための模式図である。
図３（ｂ）は、フロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車で前面衝突が発生した場合にエンジンに作用する入力エネルギーを３次元的に分解し、経時変化を示したグラフである。
【図４】図４（ａ）は、本発明に係るエンジンマウントを、他の例のフロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車に適用したものの車体前部の要部を示す平面図である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）の縦断面図である。
【図５】本発明に係るエンジンマウントの一例で、ノッチ部が第１係合部材の本体部と取付部との間に設けられたものの斜視図である。
【図６】本発明に係るエンジンマウントの一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と同じ側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方に設けられたものの斜視図である。
【図７】本発明に係るエンジンマウントの他の一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と反対側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方、または取付部の近傍に設けられたものと、第１係合部材の取付部に設けられたものの斜視図である。
【図８】本発明に係るエンジンマウントのその他の一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と反対側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方、または取付部の近傍に設けられたものの斜視図である。
【図９】本発明に係るエンジンマウントの他の一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と同じ側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方、または取付部の近傍に設けられたものの斜視図である。
【図１０】本発明に係るエンジンマウントのその他の一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と同じ側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方、または取付部の近傍に設けられたものの斜視図である。
【図１１】本発明に係るエンジンマウントの別の一例で、ノッチ部が第１係合部材の本体部と取付部との間に設けられたものの斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明に係るエンジンマウントに含まれる別の一例のノッチ部の正面拡大図である。
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＹ矢視図である。
【符号の説明】
１Ｒ 右側エンジンマウント、１Ｌ 左側エンジンマウント、２ 本体部、３フランジ部、４ 取付穴、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｇ、５ｈ、５ｉ、５ｊ、５ｋ、５ｌ ノッチ部、６ 内筒、７ インシュレータ、８ 取付部、９ ブラケット、１０Ｌ サイドメンバ、１０Ｒ サイドメンバ、１１ サブメンバ、１２ パワーユニット、１３ 車体側ブラケット、１４ パワーユニット側ブラケット、１５ 防振ストッパ、１６ ボルト、１７ センターメンバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンマウントに関し、特に、車両の衝突時に衝突エネルギーを吸収することができるエンジンマウントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車のエンジン支持構造は、例えば、フロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車（以下「ＦＦ車」という。）においては、図２または図４に示すような構造が挙げられる。
【０００３】
図２（ａ）はＦＦ車の一例のエンジルームＡの要部を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の縦断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すエンジン支持構造は、エンジンとトランスミッションとが一体に構成されたパワーユニット１２が、サイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌに対して、各々エンジンマウント１Ｒとパワーユニット１２側に取り付けられたパワーユニット側ブラケット１４、およびパワーユニット１２側に取り付けられたエンジンマウント１Ｌと車体側に取り付けられた車体側ブラケット１３、さらにサブメンバ１１、１１に対して防振ストッパ１５を介して支持される構造となっている。
【０００４】
このようにサブメンバ１１、１１、１１，１１を有するエンジン支持構造（以下「サブメンバ支持構造」という。）における衝突時の力の作用について考察すると、衝突時にパワーユニット１２はまず慣性により車両前方へ移動する力を受け、次に衝突対象物に押されて車両後方へ移動する力を受ける。一方、過大な衝突荷重が車体前部に作用すると、まず前記慣性力と前記衝突荷重によってサイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌにおけるエンジンマウントよりも前の部分が変形し、次にサイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌ全体が変形することで衝突エネルギーを吸収するようになっている。
【０００５】
このように衝突時のエネルギーをより効率的かつ充分に吸収するための構造設計は極めて重要であり、この概念は車体の構造部材や個々の部品にまで広く及んでいる。一般的には衝突時のエネルギーをより充分に吸収するべく、サイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌの長さや板厚を適切化する、サイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌの一部に前記衝突エネルギーを吸収する部材として強化プラスチックを付加する、等の方策が採られている。
【０００６】
しかるにこれらの方策では、コストパフォーマンスや質量パフォーマンスが悪いため、比較的低価格かつ軽量性が要求される、いわゆる中級車や大衆車と呼ばれているジャンルに属する各種の乗用車には不向きであった。そこで、該乗用車に好適な、より低コスト、かつ、より軽量な構成で効率的に衝突エネルギーを吸収する方策が種々考案されている。
【０００７】
例えば、前記サイドメンバ支持構造における衝突エネルギー吸収手段として、車体前部に衝突エネルギーを吸収する部分を車体の一部に設けることにより、自動車の車体前部に車体後方に向かう衝突荷重が加わった際にキャビンへの衝撃を吸収する方策が考えられている。
【０００８】
特開平７−１６４８９４号公報において、車体前後方向に沿って長手状に延びるようにエンジンルーム内に配設されるサイドメンバにてパワーユニットを支持し、このパワーユニットが過大な衝突荷重にて移動されるのに伴い、このサイドメンバによるエンジンの支持状態が解除されるように構成するエンジン支持構造が提案されている。
【０００９】
この構造で、車体前部に車体後方に向かう過大な衝突荷重が加わった場合に、パワーユニットが下方に沈み込むことにより、エンジンがブレーキブースタやカウル等にぶつかるのを回避できるとともに、エンジンルーム内のつぶれ代を多くし得て衝突エネルギーの吸収量を多くでき、しかもカウルの後退によるフロントピラーの折れの発生を防止することができる。
【００１０】
また、特開平５−２４０２８３号公報において、パワーユニットを支持するエンジンマウントを車体に固定するブラケットを備えるエンジン支持構造において、前記ブラケットに、衝突時に車体に対してパワーユニットが前方へ変位し易く、かつ、後方への変位を起こり難くさせるような変位規制手段を設けた自動車のエンジン支持構造が提案されている。このエンジン支持構造により、パワーユニットの質量を有効活用して衝突時に乗員に対する衝撃を吸収することができる。
【００１１】
さらに、特開平９−２６３１４１号公報において、車体の前部において前後方向に延びる左右のサイドメンバ間を連結して２本のサブメンバが前後方向に特定の間隔を設けて取り付けられ、この両サブメンバ間のサイドメンバ部分に剛性部材が取り付けられてなる自動車の前部構造において、前記剛性部材が、前面衝突時における前記両サブメンバ間のサイドメンバ部分の潰れ変形を阻害しない態様で前記サイドメンバ部分に取り付けられてなる自動車の前部構造が提案されている。
【００１２】
この自動車の前部構造によって、前面衝突時における潰れスペースを前記両サブメンバ間のサイドメンバ部分に拡大し、衝突エネルギーを吸収することができる。そして、前記サイドメンバ、または、前記サブメンバの取付部には「折れビード」と呼ばれる脆弱部を形成して、前面衝突時の衝突荷重によってこの脆弱部を変形させるように構成されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして衝突エネルギーを吸収する構成では、エンジン支持構造が複雑化して質量が増加する、またはコストが高くなるといった問題がある。したがって、本発明の課題は、従来と同等の衝突エネルギー吸収を、より軽量かつより低コストで、しかもエンジンルームのレイアウト性に影響することなく実現できるエンジンマウントを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意研究した結果、自動車の前面衝突時にエンジンマウントに含まれるブラケットに塑性変形または破壊を生じさせることによってサイドメンバの変形を起き易くし、さらにパワーユニットを下方に沈み込ませて、車体前方から後方に向かう衝突エネルギーを効果的に吸収できることを見い出し本発明を創作するに至った。
【００１５】
前記課題を解決するために、請求項１に係るエンジンマウントは、車体およびパワーユニットのいずれか一方の側に係合する第１係合部材と、前記車体および前記パワーユニットのいずれか他方の側に係合する第２係合部材と、前記第１係合部材と第２係合部材との間に介在する弾性体と、を備えるエンジンマウントにおいて、前記第１係合部材は、前記第２係合部材を前記弾性体を介して外側から保持する本体部と、前記車体または前記パワーユニットに対し、締結部材を介して取り付けられる複数の取付部と、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第１ノッチ部と、を有し、前記第１ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に、前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って形成されて成ることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、エンジンマウントに含まれる第１係合部材、または第２係合部材の塑性変形が容易に発生して、衝突エネルギーを効果的に吸収するエンジンマウントを具現化できる。
【００１７】
また、かかる構成によれば、弾性体を介して前記第１係合部材と前記第２係合部材との間に作用する方向の所定以上の入力に対して安定してノッチ部を塑性変形させ、衝突エネルギーを効果的に吸収するエンジンマウントを具現化できる。
【００１８】
さらに、かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点とする塑性変形をより確実に生じさせることができるエンジンマウントを具現化できる。
【００１９】
請求項２に係るエンジンマウントは、請求項１において、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第２ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に加えて、前記第１係合部材の本体部で前記取付部の近傍に位置する部分に形成されて成ることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が略上下方向に作用した場合、前記第１係合部材の本体部で前記取付部の近傍に位置する部分を起点とした塑性変形が、より安定して生じるエンジンマウントを具現化できる。
【００２０】
請求項３に係るエンジンマウントは、請求項１において、前記ノッチ部が、前記第１係合部材の本体部で前記弾性体と相対向する側面部と反対側の側面部に形成されて成ることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点とする塑性変形がより容易に生じるエンジンマウントを比較的低コストで具現化できる。
【００２１】
請求項４に係るエンジンマウントは、請求項１において、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第３ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に加えて、前記第１係合部材の取付部と本体部との間で少なくとも１箇所に形成されて成ることを特徴とする。かかる構成によれば、エンジンマウントの形状と衝突荷重の入力方向とにより、前記取付部と前記本体部との間に応力が集中する場合、安定してノッチ部を塑性変形させ、衝突エネルギーを効果的に吸収できるエンジンマウントを具現化できる。
【００２３】
請求項５に係るエンジンマウントは、請求項１から請求項４のいずれか１項において、前記第２係合部材は、締結部材を介して前記車体および前記パワーユニットのいずれか一方に取り付けられる環状部材から構成されることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記第２係合部材から前記第１係合部材への入力荷重の伝達効率を一層よくしたエンジンマウントを比較的低コストで具現化できる。
【００２４】
請求項６に係るエンジンマウントは、請求項１から請求項５のいずれか１項において、前記ノッチ部は、切欠溝から構成されることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点として生じる塑性変形をより確実に生じさせるエンジンマウントを具現化できる。
【００２５】
請求項７に係るエンジンマウントは、請求項１から請求項６のいずれか１項において、前記ノッチ部は、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると破壊の起点となることを特徴とする。かかる構成によれば、前記あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、一層多くの衝突エネルギーをより確実に吸収するエンジンマウントを具現化できる。
【００２６】
なお、本発明において、「前面衝突」とは、車体前部から後方に向かう衝突荷重が作用することを意味し、「衝突荷重」とは、自動車の前面衝突によって車体前部から後方に向かって作用する荷重を意味し、「衝突エネルギー」とは、自動車の前面衝突によって車両で吸収されるべきエネルギーを意味し、また「入力荷重」とは、パワーユニットの支持部に作用する荷重を意味し、さらに「塑性変形または破壊荷重」とは、パワーユニットの支持部へ作用する入力荷重のうち前記エンジンンマウントに含まれるブラケットを塑性変形または破壊させる荷重を意味し、さらにまた「ノッチ部」とは、前記エンジンマウントに含まれるブラケットに設けられた単体の切欠（断面がＶ字またはＵ字形のもの）、複数の細孔、複数の切欠（断面がＶ字またはＵ字形のもの）、連続する凹溝等の断面凹形状を有し、前記塑性変形または破壊荷重によって生じる物理的変形の起点となる部位を意味する。
【００２７】
また、本発明のエンジンマウントは、パワーユニット等の支持構造について特に限定するものではなく、パワーユニットをサイドメンバ等に係合させてパワーユニット等を支持させる構造を有するものであれば適用可能である。
また、本発明に係るエンジンマウントは、エンジンルームに前方から衝突する場合であれば、フルフラップ・オフセット等の衝突範囲を問わず、また斜め前方から衝突する場合でも本発明に係るエンジンマウントは効果を発揮することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図３を参照して説明する。なお、本発明はこの実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて適宜に変形することが可能である。
図１（ａ）は本発明に係るエンジンマウント１の構成の一例を示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すエンジンマウント１に含まれるノッチ部５の断面図である。また、図２（ａ）は本発明に係るエンジンマウント１が配設されたＦＦ車のエンジンルームＡの要部の正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の縦断面図である。
【００２９】
そして、図３（ａ）は、図２（ａ）、（ｂ）に示すエンジンルームＡを有するＦＦ車がバリアに正面衝突した際に、該ＦＦ車のパワーユニットとキャビンが受ける衝撃の様子を、衝突の比較的初期の段階である衝突前半と衝突の比較的後期の段階である衝突後半に分けて模式的に示した模式図であり、図３（ｂ）は該正面衝突によってパワーユニット１２の左側支持部（エンジンマウント１L）に作用する入力荷重の経時変化の一例を３次元的に分解して示したグラフである。
なお、図２（ａ）、（ｂ）、および、図３（ａ）、（ｂ）に示すＸ、Ｙ、Ｚは、各々パワーユニット１２の左右、前後、上下方向を示す。
【００３０】
［エンジンマウントの構成］
図１（ａ）に示すように、本発明に係るエンジンマウント１は、本体部２と本体部２の外周縁の一部より突出するフランジ部３とを有する第１係合部材であるブラケット９と、第２係合部材である内筒６と、弾性体であるインシュレータ７とから構成される。ブラケット９は、本体部２の内面でインシュレータ７を保持し、インシュレータ７の略中心には、図２（ａ）に示すサイドメンバ１０Ｌに配設された車体側ブラケット１３に図示しないボルトを介して支持固定するための内筒６が備えられている。
【００３１】
また、フランジ部３には、ボルトを介して相手部品へ取り付けるための取付穴４を有する取付部８が設けられ、エンジンマウント１はこの取付穴４に挿通されるボルトによって図２（ａ）に示すパワーユニット１２に連結される。なお、インシュレータ７の材質は所定の弾性を備えているものであれば特に限定されるものではないが、エネルギーの吸収効果とコストとの両方を満足させるために、通常、天然ゴム、スチレン―ブタジエン系ゴム、シリコーン系ゴム、またはフッ素系ゴム等の弾性体で構成することができる。
【００３２】
そして、本体部２の略頭頂部に幅方向の一端から他端に渡ってノッチ部５が形成されている。このノッチ部５の断面形状は、図１（ｂ）に示すように、断面Ｕ字形に形成されている。
【００３３】
また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、エンジンマウント１Ｒは、エンジンとトランスミッションとが一体に組み合わされて成るパワーユニット１２の右側に配設されたサイドメンバ１０Ｒ上に固定され、パワーユニット１２に配設されたパワーユニット側ブラケット１４を、ボルト１６を介して連結されてパワーユニット１２を支持している。
【００３４】
［前面衝突によってパワーユニット１２の支持部に作用する荷重］
つぎに、このようなパワーユニット１２の支持構造とエンジンマウント１を備えるＦＦ車の前面衝突のシミュレーションを行った結果の一例について、図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。なお、本実施の形態における前面衝突は、静的物体への前面衝突、および、動的物体への前面衝突のいずれの場合も含む。
【００３５】
ＦＦ車の前面衝突のシミュレーションは、図３（ａ）に示すように、図２（ａ）、（ｂ）に示すパワーユニット支持構造を有するＦＦ車が所定の強度以上に形成された障害物（以下「バリア」という。）に前面衝突して前部から車体後方に向かう過大な衝突荷重が作用した場合を想定し、衝突に関するパラメータ（衝突車速等）を所定の初期値に設定してパワーユニット１２の支持部に作用する荷重（以下「入力荷重」という。）の作用方向を３次元的に分解して分析することができる。その左側支持部の結果を図３（ｂ）に示す。
【００３６】
図３（ｂ）は、前記シミュレーションとして、前面衝突に関するパラメータの初期値を所定の値に設定し、パワーユニット１２の左側支持部に作用する入力荷重を縦軸にとり、経時時間を横軸にとって、入力荷重をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向（図３（ａ）参照）に分けてそれぞれの経時変化の一例を示すものである。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、前記シミュレーションにおいてパワーユニット１２の左右方向をＸ軸（車体前方に向かって右側方向を正）、その前後方向をＹ軸（車体前方に向かう方向を正）、その上下方向をＺ軸（上方向を正）とし、またノッチ部５を設けていない同種のエンジンマウントに上下方向入力で破壊を生じさせる破壊荷重の大きさを１００とする。そして、Ｙ軸方向に作用する入力荷重が０となる時点を基準にとって、ＦＦ車のエンジンルームＡの衝突段階を衝突前半と衝突後半とに分けることができる。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、ＦＦ車の前面衝突によって、パワーユニット１２の支持部に対して、パワーユニットの慣性により車両前方へ向かう荷重が作用し、つぎに衝突対象物にパワーユニットが押されて車両後方へ向かう荷重が作用する。この例では、衝突後、時間ｔ2を境界として、このような衝突前半と衝突後半とに分けることができる。
【００３９】
また、図３（ｂ）において、Ｚ軸方向（パワーユニット１２の上下方向）に作用する入力荷重の変化量に着目すると、時間ｔ1〜ｔ2、および時間ｔ2〜ｔ3にかけて、前記入力荷重が、それぞれＥ2〜Ｅ5、およびＥ5〜Ｅ1へと急激に変化していることがわかる。このようにエンジンマウントのＺ軸方向で前記入力荷重が急激に変化する領域に注目し、エンジンマウント１ＬのＺ軸方向の目標破壊荷重の設定範囲について分析を行った。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、パワーユニット１２の左側支持部のＺ軸方向に作用する荷重を表わす曲線（以下「Ｚ曲線」という。）において、このＺ曲線がピークに到達する前の段階でＺ曲線の変曲点を含む領域である領域（Ｉ）の範囲内の力でエンジンマウント１に破壊が生じるように設定すれば、前面衝突したときに効率的にエンジンマウント１の破壊が生じ、パワーユニット１２をより効果的に下方に沈み込ませることができると考えられる。
【００４１】
すなわち、エンジンマウント１の破壊が生じる前記入力荷重は、Ｅ3〜Ｅ4であることが望ましい。したがって、ノッチ部を備えるエンジンマウント１に破壊を生じさせる入力荷重であるＰnotchは、Ｅ3≦Ｐnotch≦Ｅ4となるように設定すればよい。
【００４２】
一方、図３（ｂ）に示す領域（ＩＩ）、すなわちＺ軸方向に作用する力のピーク値を含む領域内の力でエンジンマウント１が破壊するように設定した場合には、前面衝突時の挙動の微妙な違いによってエンジンマウント１の破壊が起きる場合と破壊が起きない場合とがあることが考えられる。また、エンジンマウント１の破壊を生じさせる入力荷重をＥ3未満に設定すると、パワーユニット１２がエンジンマウント１に支持されたままの状態で衝突エネルギーを吸収することが充分可能な低速度領域で衝突した場合にも破壊が生じてしまい、比較的軽度の衝突や、急発進・急加速・悪路走行等の走行条件によっても敏感にエンジンマウント１の破壊が生じるようになり好ましくない。
【００４３】
本発明は、図２に示すようなパワーユニット１２の支持構造において、前記したようにＦＦ車の前面衝突時に特定以上の衝突荷重が作用すると、パワーユニット１２が効率的に切り離されて自重により下方に沈み込み、サイドメンバ１０Ｌの変形が起き易くなるようにすることで前記衝突エネルギーを効果的に吸収することが可能な構造として、従来公知のエンジンマウントの構造を改良して適用することについて種々検討した。そのために、エンジンマウント１を所定の入力エネルギーを材料に作用させる試験機の試験台上に固定してブラケット９にエネルギーを連続的に所定の割合で増加させて入力することによってブラケット９が塑性変形または破壊されるときのエネルギーを測定する台上強度試験を行った。
【００４４】
まず、ノッチ部を設けていない従来のブラケット９を、その取付部８の取付穴４にボルトを挿通して前記台上強度試験の試験台上に固定し、このノッチ部を設けていないブラケット９を破壊させる入力荷重（Ｐmaxとする）を測定した。
【００４５】
続いて、このＰmaxより小さな入力荷重（Ｐnotchとする）で破壊を生じるようなノッチ部５を備えるブラケット９の試験部品を各種作製した。なお、この試験部品は、前記ノッチ部の形状・寸法を適宜に変えることによって、Ｐnotchの水準を適宜に設けて作製した。これらの試験部品に対し、従来のブラケットと同様の前記台上強度試験を実施した。
【００４６】
その結果、例えば、図１（ａ）に示すようにエンジンマウント１の本体部２に、図１（ｂ）に示すように断面形状がＵ字形であるノッチ部５を形成することでエンジンマウント１を図３（ｂ）に示された領域（Ｉ）の範囲内で、ばらつきなく効果的に破壊できることが判明した。
【００４７】
［ノッチ部の位置］
エンジンマウント１に形成されるノッチ部５の位置は、特に限定されるものではなく、所定の破壊荷重以上の荷重が作用した場合のみに確実に破壊される部位であればよい。ノッチ部５がエンジンマウント１に形成される位置は、第１係合部材であるブラケット９および第２係合部材である内筒６の両方、またはいずれか一方とすることができる。
【００４８】
このノッチ部５の位置は、エンジンマウント１が破壊される破壊荷重の大きさと関係しており、後記する第１係合部材または第２係合部材の肉厚とこのノッチ部５の位置とを適宜に設定することによって、破壊荷重の方向と大きさとを所望の値とすることができる。
【００４９】
例えば、ノッチ部５の位置を、図１に示すようにエンジンマウント１の本体部２で円弧状を有する上面の略頭頂部とすれば、エンジンマウント１の塑性変形、または破壊を、入力荷重の方向が略上下方向の場合に、比較的容易に生じさせることができる。また、図５に示すように、ノッチ部５ａの位置をエンジンマウント１ａの取付部８と本体部２との間、あるいは図７に示すようにノッチ部５ｋの位置をエンジンマウント１ｃの取付部８とすれば、エンジンマウント１ａ、１ｃの形状と衝突荷重の方向とにより、それぞれ取付部８と本体部２との間に応力が集中する場合、あるいは取付部８に応力が集中する場合に、安定して塑性変形または破壊を生じさせることができる。
【００５０】
［ノッチ部の形態］
また、エンジンマウント１に形成されるノッチ部５の形態は、特に限定されるものではなく、前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って形成されたものでもよい。例えば、後記するような前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って連続的に形成され断面がＵ字形またはＶ字形の形態であっても、あるいは図１２に示すような前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って不連続に形成され断面がＵ字形の形態であってもいずれの形態でもよい。
【００５１】
また、ノッチ部５は、溝の幅、溝の深さ、略円形部の半径等の形状にかかる構成について特に限定されるものではなく、本体部２の肉厚、所定の前面衝突条件で塑性変形または破壊を生じさせるためにあらかじめ設定される破壊荷重、およびエンジンマウント１を構成する材質の強度等によって適宜に設定することができる。
【００５２】
［エンジンマウントのブラケットを構成する材料］
本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９に用いられる材料は特に限定されるものではなく、所要の強度（引張強度、延び性）を備える金属材料でればよい。このような金属材料としては、主に生産性、軽量性の観点から、アルミニウム合金、例えば、ＪＩＳで規定されているＡＣ４ＣＨアルミニウム合金を使用することができる。
【００５３】
該ＡＣ４ＣＨアルミニウム合金の化学組成は、Ｓｉ（シリコン）：６．５〜７．５質量％、Ｆｅ（鉄）：０．２０質量％、Ｃｕ（銅）：０．２０質量％、Ｍｎ（マンガン）：０．１０質量％、Ｍｇ（マグネシウム）：０．２５〜０．４５質量％、Ｚｎ（亜鉛）：０．１０質量％、Ｎｉ（ニッケル）：０．０５質量％、Ｔｉ（チタン）：０．２０質量％、Ｐｂ（鉛）：０．０５質量％、Ｓｎ（錫）：０．０５質量％、Ｃｒ（クロム）：０．０５質量％、残部がＡｌ（アルミニウム）と不可避的不純物である。すなわち主成分として銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）を含有し、残部がアルミニウム（Ａｌ）と不可避的不純物とから構成されるアルミニウム合金である。
【００５４】
［エンジンマウントのブラケットを作製する方法］
また、本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９を作製する方法は、ブラケット９が前記したようなアルミニウム合金から構成される場合には、当該技術分野で従来公知の鋳造法を用いることができる。例えば、まず通常の溶製法にて溶解したアルミニウム合金を砂型を用いて高圧鋳造し、その後、所定の熱処理（溶体化、水冷）を施すことによって本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９を作製することができる。
【００５５】
また、本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９は、前記アルミニウム合金の鋳造によって作製する他に、アルミニウム合金の押し出し成形加工や鋼のプレス成形加工、または鋼の鋳造成形によって作製することも可能である。
【００５６】
［エンジンマウントのブラケットの機械的性質］
さらに、本発明に係るエンジンマウント１のブラケット９の機械的性質としては、前面衝突による入力エネルギーを効果的に吸収するために所要の機械的性質を備えるように構成することができる。例えば、引張強さ：３００ＭＰａ以上、耐力：２００ＭＰａ以上、伸び：１．０％以上の機械的性質を備えるようにすることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態を、図２（ａ）、（ｂ）に示すようなパワーユニット１２の支持構造を例にとって説明したが、この他に、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すようなパワーユニット１２の支持構造に対しても好適である。図４（ａ）は、ＦＦ車の一例のエンジルームＢの要部を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の縦断面図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すエンジン支持構造は、エンジンとトランスミッションとが一体に構成されたパワーユニット１２が、サイドメンバ１０Ｒ、１０Ｌに対して、エンジンマウント１Ｒとパワーユニット側ブラケット１４、およびパワーユニット１２側に取り付けられたエンジンマウント１Ｌと車体側ブラケット１３、さらにセンターメンバ１７に対して防振ストッパ１５を介して支持される構造を示すものである。
【００５８】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。また、この実施例では、図１、図５および図６に示すような形態のエンジンマウント１、および１ａ、１ｂの中から選別して前面衝突による試験を行い、衝突エネルギーの吸収性についてしらべた。表１にエンジンマウント１、および１ａ〜１ｆの構成を示す。
【００５９】
表１において、番号１は図１に示すように、ノッチ部５を本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って鋳造成形により形成したエンジンマウント１である（参考：請求項１、３、５、６、７（実施例））。
番号２は図５に示すように、ノッチ部５ａを本体部２と取付部８との間の部分に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って合計４箇所に鋳造成形により形成したエンジンマウント１ａである。
【００６０】
表１中の番号３は図６に示すように、ノッチ部５ｂを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、本体部２で前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って機械加工により形成したエンジンマウント１ｂである（参考：請求項１、５、６、７（実施例））。
表１中の番号４は図７に示すように、各々、ノッチ部５ｃを本体部２の取付部８の近傍部分で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｃである。
表１中の番号５は図７に示すように、ノッチ部５ｄを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｃである（参考：請求項１、３、５、６、７（実施例））。
また、表１中の番号６は図７に示すように、ノッチ部５ｋを取付部８に幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｃである。
【００６１】
また、表１中の番号７は図８に示すように、ノッチ部５ｅを本体部２の取付部８の近傍部分で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｄである。
表１中の番号８は図８に示すように、ノッチ部５ｆを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と接する側面部と反対側の側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｄである（参考：請求項１、３、５、６、７（実施例））。
【００６２】
表１中の番号９は図９に示すように、ノッチ部５ｇを本体部２の取付部８の近傍部分で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｅである。
表１中の番号１０は図９に示すようにノッチ部５ｈを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｅである（参考：請求項１、５、６、７（実施例））。
【００６３】
表１中の番号１１は図１０に示すように、ノッチ部５ｉを本体部２の取付部８の近傍部分で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｆである。
表１中の番号１２は図１０に示すように、ノッチ部５ｊを本体部２のインシュレータ７の略上方部で、前記弾性体から構成されるインシュレータ７と相対向する側面部に、本体部２の幅方向の一端から他端に渡って形成したエンジンマウント１ｆである（参考：請求項１、５、６、７（実施例））。
【００６４】
これらの表１中の番号１から番号１２のエンジンマウント１、および１ａ〜１ｆはいずれも、本体部２と、この本体部２の外周縁の一部より突出するフランジ部３とを備えている。また、本体部２の内面でインシュレータ７が保持され、このインシュレータ７の略中心には、エンジン（図示省略）またはサイドメンバ（図示省略）に配設されたブラケット９にボルトで支持固定するための内筒６（第２係合部材である環状部材に相当する）が形成されている。
【００６５】
そして、図１、および図５〜図１０に示すように、各々のフランジ部３には、相手部品への取付部８に取付穴４が設けられ、この取付穴４に挿通されるボルトにより図示しない相手部材に連結される。また、各々の本体部２の円弧状の上面等にはノッチ部５、および５ａ〜５ｋが形成され、所定の入力荷重が入力すると破壊が生じるように構成されている。これらのノッチ部のうち、ノッチ部５の拡大図を図１（ｂ）に示す。
【００６６】
表１中の番号１から番号１２はいずれも、所定の破壊荷重がエンジンマウント１、および１ａ〜１ｆに作用すると各々のブラケット９がノッチ部５、および５ａ〜５ｋを起点として破壊が生じるように設定した。
【００６７】
ここで、本発明の有用性を確認するために、一例として、番号１（図１参照）、番号２（図５参照）、番号３（図６参照）を取り上げ、これらに対する比較例として、図１でノッチ部を設けていない番号１３を作製した。
【００６８】
なお、以上の番号１から番号３、及び番号１３のブラケット９は、前記化学組成から構成されるＪＩＳのＡＣ４ＣＨアルミニウム合金で作製した。
【００６９】
つぎに、このように構成された番号１から番号３および番号１３で以下に示す（１）〜（７）の手順に従って、衝突のシミュレーション、作製した各試験部品を用いた台上試験、車両による衝突実験を行った。
（１）衝突のシミュレーション結果に基づいて、所望の破壊方向と目標破壊荷重（図３（ｂ）のＺ軸方向の領域（Ｉ）に相当する。）とを決定する。
（２）ノッチ部が設けられていない前記番号１３を用いて台上静的強度試験を行い、前記比較例の破壊荷重（前記領域（Ｉ）を上回るものとなる。）を測定する。
（３）前記（１）のシミュレーション結果に基づいて決定された破壊方向と、前記（２）の前記比較例の台上静的強度試験から求めた前記番号１３の破壊荷重における前記領域（Ｉ）の上回り代とに基づいて前記番号１から番号３のノッチ部の形態（形状や深さ等）を適宜に水準を設けて複数の試験例を作製する。
（４）このようにノッチ部の形態（形状や深さ等）を適宜に水準を設けて作製した複数の試験例の破壊荷重を台上静的試験で測定する。
（５）このようにして求めた前記複数の試験例の破壊荷重の中から前記（１）で求めた前記目標破壊荷重と同程度のものを１種類選別する。
（６）このようにして選別された前記各試験例を車両に組み付けて、所定の衝突荷重をこの車両の前部の所定位置に作用させて衝突試験を実施する。
（７）前記衝突試験において、選別された前記試験例のエンジンマウントブラケットが破壊されてパワーユニットが下方に沈み込み、衝突エネルギーが吸収される状況を観測する。
【００７０】
以上より、本発明に係るエンジンマウント１は、特定以上の入力荷重によってエッジ部５を起点として確実に破壊が生じ、パワーユニット１２を下方に沈み込ませて、サイドメンバ１０Ｌ、１０Ｒが力学的に変形され易い構造を導き、効果的に衝突エネルギーを吸収させるとともに、キャビンへのエンジンの突入を防ぐ効果を付与していることが確認された。
【００７１】
なお、前記番号１〜１２には、つぎのような適用例が考えられる。番号１、２および３はエンジンマウントのレイアウトが略同一のもので、図２に示すパワーユニット１２に含まれるトランスミッション上に配置されたエンジンマウント１Ｌにおいて、番号１は図１に示す内筒６の上方向への入力によってノッチ部５を起点としてブラケット９を破壊したい場合であり、番号２は図５に示す前記内筒６の軸心方向の入力によって相手側ブラケットによってノッチ部５ａを起点としてブラケット９を破壊したい場合であり、番号３は番号１と同様の場合で、図６に示す内筒６と相対向する本体部２の側面部に形成されたノッチ部５ｂを起点としてブラケット９を破壊したい場合である。
【００７２】
番号４、５、６、９および１０はエンジンマウントのレイアウトが略同一であるが前記番号１〜３のエンジンマウントとはレイアウトが異なるものであり、例えば、図２あるいは図４に示すサイドメンバ１０Ｒ上に配置されたエンジンマウント１Ｒ、またはセンターメンバ１７上に配置された防振ストッパ１５において、番号４は図７に示すブラケット９の下方向への入力によってノッチ部５ｃを起点としてブラケット９を破壊したい場合、番号５は前記番号４と同様の場合、または図７に示す内筒６の軸心と垂直な水平方向への入力によってノッチ部５ｄを起点としてブラケット９を破壊したい場合、番号６は番号４と同様の場合、あるいは図７に示す内筒６の軸心方向の入力によって５ｋを起点としてブラケット９を破壊したい場合である。また、番号９および１０は、例えば前記エンジンマウント１Ｒ、またはエンジンマウント１Ｌ、または防振ストッパ１５において、各々、番号４、５と同様の入力によって、図９に示す内筒６と相対向する本体部２の側面部に形成されたノッチ部５ｇ、５ｈを起点としてブラケット９を破壊したい場合である。
【００７３】
番号７、８、１１および１２はエンジンマウントのレイアウトが略同一であるが前記番号１〜３のエンジンマウントとはレイアウトが異なるものであり、例えば、図２あるいは図４に示すサブメンバ１１上、またはセンターメンバ１７上に配置された防振ストッパ１５において、番号７は図８に示すブラケット９の下方向への入力、または内筒６の軸心と垂直な水平方向からの入力によってノッチ部５ｅを起点としてブラケット９を破壊したい場合、番号８はブラケット９の下方向への入力によってノッチ部５ｆを起点としてブラケット９を破壊したい場合、番号１１および１２は、例えば、前記防振ストッパ１５において、各々、番号７、８と同様の入力によって、図１０に示す内筒６と相対向する本体部２の側面部に形成されたノッチ部５ｉ、５ｊを起点としてブラケット９を破壊したい場合である。
【００７４】
【表１】
以上、本発明の一実施例につき説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形または変更が可能である。例えば、この実施例で使用した図１、および図５〜図１０に示すエンジンマウント１の他にも、図１１に示すような形状で、本体部２と本体部２の外周縁の一部より突出するフランジ部３とを有し、ノッチ部５ｌを本体部２と取付部８との間の部分に、取付部８の幅方向の一端から他端に渡って形成した第１係合部材としてのブラケット９と、第２係合部材としての内筒６と、それらの間に介在する弾性体７とから構成されるエンジンマウント１ｇを用いることもできる。
【００７６】
また、ノッチ部の形状は、図１の５、および図５〜図１０の５ａ〜５ｃ、５ｅ、５ｇ〜５ｋに示すように本体部２または取付部８の幅方向の一端から他端に渡って連続的かつ断面がＵ字形に形成されたノッチ部の他に、図７、および、図８の５ｄ、５ｆに示すように、図１２に示すような不連続的かつ断面がＵ字形に形成されたノッチ部としてもよい。さらに、ノッチ部の断面形状はＵ字形の他に、例えば、Ｖ字形としてもよい。
【００７７】
さらにまた、この実施例ではフロントエンジン・フロントドライブ式自動車（ＦＦ車）について本発明を適用したが、フロントエンジン・リアドライブ式自動車（ＦＲ車）等にも本発明を適用することが可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように構成される本発明は以下のような効果を奏する。本発明の請求項１に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が略上下方向に作用した場合、前記第２係合部材の上方に位置するノッチ部に作用すると、エンジンマウントに含まれる部材の塑性変形がこのノッチ部を起点として発生して衝突エネルギーを効果的に吸収するエンジンマウントを提供することができる。
【００８１】
請求項２に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が略上下方向に作用した場合、前記第１係合部材の本体部で前記取付部の近傍に位置する部分を起点とした塑性変形が、より安定して生じるエンジンマウントを提供することができる。
【００８２】
請求項３に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点とする塑性変形がより容易に生じるエンジンマウントを比較的低コストで提供することができる。
【００８３】
請求項４に係る発明によれば、エンジンマウントの取付部と本体部との間に応力が集中する場合、安定してノッチ部を塑性変形させ、衝突エネルギーを効果的に吸収できるエンジンマウントを提供することができる。
【００８５】
請求項５に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記第２係合部材から前記第１係合部材への入力荷重の伝達効率を一層よくしたエンジンマウントを比較的低コストで提供することができる。
【００８６】
請求項６に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、前記ノッチ部を起点として生じる塑性変形をより確実に生じさせるエンジンマウントを提供することができる。
【００８７】
請求項７に係る発明によれば、あらかじめ設定した設定荷重以上の衝突荷重が作用した場合に、一層多くの衝突エネルギーをより確実に吸収するエンジンマウントを提供することができる。
【００８８】
以上の効果を有する本発明に係るエンジンマウントによれば、エンジン支持構造の設計を大幅に変更することなく、コストをより低廉に抑えて従来と同等の衝突エネルギー吸収を行うことができる。また、本発明に係るエンジンマウントは、コンパクトに構成されるため、軽量性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明に係るエンジンマウントの斜視図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すノッチ部の断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係るエンジンマウントを、一例のフロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車に適用したもののエンジンルームの要部を示す平面図である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）の縦断面図である。
【図３】図３（ａ）は、フロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車で前面衝突が発生した場合のエンジンの挙動を説明するための模式図である。
図３（ｂ）は、フロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車で前面衝突が発生した場合にエンジンに作用する入力エネルギーを３次元的に分解し、経時変化を示したグラフである。
【図４】図４（ａ）は、本発明に係るエンジンマウントを、他の例のフロントエンジン・フロントドライブ方式の自動車に適用したものの車体前部の要部を示す平面図である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）の縦断面図である。
【図５】本発明に係るエンジンマウントの一例で、ノッチ部が第１係合部材の本体部と取付部との間に設けられたものの斜視図である。
【図６】本発明に係るエンジンマウントの一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と同じ側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方に設けられたものの斜視図である。
【図７】本発明に係るエンジンマウントの他の一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と反対側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方、または取付部の近傍に設けられたものと、第１係合部材の取付部に設けられたものの斜視図である。
【図８】本発明に係るエンジンマウントのその他の一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と反対側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方、または取付部の近傍に設けられたものの斜視図である。
【図９】本発明に係るエンジンマウントの他の一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と同じ側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方、または取付部の近傍に設けられたものの斜視図である。
【図１０】本発明に係るエンジンマウントのその他の一例で、ノッチ部が第１係合部の第２係合部に相対向する側面部と同じ側の側面部、かつ、第１係合部材の本体部で第２係合部材の略上方、または取付部の近傍に設けられたものの斜視図である。
【図１１】本発明に係るエンジンマウントの別の一例で、ノッチ部が第１係合部材の本体部と取付部との間に設けられたものの斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明に係るエンジンマウントに含まれる別の一例のノッチ部の正面拡大図である。
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＹ矢視図である。
【符号の説明】
１Ｒ 右側エンジンマウント、１Ｌ 左側エンジンマウント、２ 本体部、３フランジ部、４ 取付穴、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｇ、５ｈ、５ｉ、５ｊ、５ｋ、５ｌ ノッチ部、６ 内筒、７ インシュレータ、８ 取付部、９ ブラケット、１０Ｌ サイドメンバ、１０Ｒ サイドメンバ、１１ サブメンバ、１２ パワーユニット、１３ 車体側ブラケット、１４ パワーユニット側ブラケット、１５ 防振ストッパ、１６ ボルト、１７ センターメンバ
Claims (7)
- 車体およびパワーユニットのいずれか一方の側に係合する第１係合部材と、
前記車体および前記パワーユニットのいずれか他方の側に係合する第２係合部材と、
前記第１係合部材と第２係合部材との間に介在する弾性体と、
を備えるエンジンマウントにおいて、
前記第１係合部材は、
前記第２係合部材を前記弾性体を介して外側から保持する本体部と、
前記車体または前記パワーユニットに対し、締結部材を介して取り付けられる複数の取付部と、
あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第１ノッチ部と、を有し、
前記第１ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に、前記第１係合部材の幅方向の一端から他端に渡って形成されて成ることを特徴とするエンジンマウント。 - あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第２ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に加えて、前記第１係合部材の本体部で前記取付部の近傍に位置する部分に形成されて成る請求項１に記載のエンジンマウント。
- 前記ノッチ部は、前記第１係合部材の本体部で前記弾性体と相対向する側面部と反対側の側面部に形成されて成る請求項１に記載のエンジンマウント。
- あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると塑性変形の起点となる第３ノッチ部が、前記第２係合部材の上方に位置する前記第１係合部材の本体部の部分に加えて、前記第１係合部材の取付部と本体部との間で少なくとも１箇所に形成されて成る請求項１に記載のエンジンマウント。
- 前記第２係合部材は、締結部材を介して前記車体および前記パワーユニットのいずれか一方に取り付けられる環状部材から構成される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエンジンマウント。
- 前記ノッチ部は、切欠溝から構成される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエンジンマウント。
- 前記ノッチ部は、あらかじめ設定した設定荷重以上の荷重が作用すると破壊の起点となる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエンジンマウント。
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