JP4214936B2 - Power plant support structure - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン等のパワープラントを車体に支持するのに用いて好適な、パワープラント支持構造に関するものである。 The present invention relates to a power plant support structure suitable for use in supporting a power plant such as an engine on a vehicle body.
一般的に、車両のエンジンやトランスミッション(以下、これらをまとめてパワープラントという)は、車両の前後方向に延在する一対のサイドメンバや、この一対のサイドメンバの間を接続するクロスメンバなどの車体に対してマウント等の弾性体を介して取り付けられている。このように、パワープラントを車体に固定する構造の一般的な例のひとつとして、以下の特許文献1の技術が知られている。
しかし、パワープラントは稼働に伴い振動やロールが生じるため、このパワープラントを支持するメンバにはパワープラントの振動やロールによって発生する荷重に耐えうる剛性が要求される。この場合、メンバを構成する部材の板厚を厚くするなどして剛性を増大させる手法も考えられるが、この手法では車重の増大を招いてしまうという課題が生じる。また、メンバを構成する部材の材質をより剛性の高いものに変更するという手法も考えられるが、比強度の高い部材はコストが高いという課題もある。 However, since the power plant generates vibrations and rolls during operation, the members that support the power plant are required to have rigidity that can withstand the loads generated by the vibrations and rolls of the power plant. In this case, a method of increasing the rigidity by increasing the thickness of the member constituting the member may be considered, but this method causes a problem that the vehicle weight increases. Moreover, although the method of changing the material of the member which comprises a member into the thing with higher rigidity is also considered, the member with high specific strength also has the subject that cost is high.
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、簡素な構成で、車両に搭載されたパワープラントを確実に支持することができる、パワープラント支持構造を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a power plant support structure that can reliably support a power plant mounted on a vehicle with a simple configuration.
上記目的を達成するため、本発明のパワープラント支持構造(請求項1)は、パワープラントを車体に支持するためのパワープラント支持構造であって、車両の前後方向に延在する一対のサイドフレームと、該車両の幅方向に配設されて該一対のサイドフレームに両端が固定されたクロスメンバと、該パワープラントと該クロスメンバとを接続するよう該車両の前後方向に配設されて該パワープラントの回転数上昇時に圧縮加重が作用するロッドメンバとをそなえ、該クロスメンバは、該ロッドメンバを介して入力される荷重方向に対して凸形状となるよう平面視において該パワープラントが配設されている方向に対して凸形状に形成されていることを特徴としている。 To achieve the above object, a power plant support structure according to the present invention (Claim 1) is a power plant support structure for supporting a power plant on a vehicle body, and a pair of side frames extending in the front-rear direction of the vehicle. A cross member disposed in the width direction of the vehicle and fixed at both ends to the pair of side frames, and disposed in the front-rear direction of the vehicle so as to connect the power plant and the cross member. A rod member to which a compression load is applied when the rotational speed of the power plant is increased , and the power plant is arranged in a plan view so that the cross member has a convex shape with respect to a load direction inputted through the rod member. It is characterized by being formed in a convex shape with respect to the installed direction .
また、請求項1記載の内容において、正面視において、該クロスメンバが、上方向に凸形状となるように形成されていることを特徴としている。(請求項2)
また、請求項1または2に記載の内容において、該パワープラントは、該パワープラントの該ロッドメンバが接続される箇所が該クロスメンバの配設されている方向にロールするようなロールモードを有していることを特徴としている。(請求項3)
Further, in the context of
Further, in the content described in
本発明のパワープラント支持構造によれば、クロスメンバを直線状に形成した場合に比べて入力される荷重に対する剛性を大幅に向上させることができ、簡素な構成で、車両のパワープラントを確実に車体に支持することができる。
また、平面視において、クロスメンバがパワープラントの配設されている方向に対して凸形状となるよう平面視において該パワープラントが配設されている方向に対して凸形状に形成されているので、このクロスメンバはパワープラントからクロスメンバに向けて入力される荷重に耐えることができる剛性を得ることが可能となる。(請求項1)
また、正面視において、クロスメンバが上方向に凸形状となるように形成されているので、クロスメンバの下に部品などが配置されても車両の地上高を確保することができる。(請求項2)
また、パワープラントのロールによって生じた荷重はクロスメンバに対し、ロッドメンバを介してクロスメンバの凸方向から入力され、このクロスメンバは入力された荷重に耐えることができる。(請求項3)
According to the power plant support structure of the present invention, it is possible to significantly improve the rigidity against load input in comparison with the case of forming a click Rosumenba linearly, with a simple configuration, to ensure the power plant of the vehicle It can be supported on the car body .
Moreover, since the cross member is formed in a convex shape with respect to the direction in which the power plant is disposed in a plan view so that the cross member has a convex shape in the direction in which the power plant is disposed in a plan view. The cross member can obtain rigidity capable of withstanding a load input from the power plant toward the cross member. (Claim 1 )
In addition, since the cross member is formed so as to have a convex shape in the upward direction when viewed from the front, the ground clearance of the vehicle can be ensured even if parts or the like are arranged under the cross member. (Claim 2 )
The load generated by the roll of the power plant is input to the cross member from the convex direction of the cross member via the rod member, and the cross member can withstand the input load. (Claim 3 )
以下、図1〜図3を用いて、本発明のパワープラント支持構造について説明すると、図1はその模式的な下面図、図2はその模式的な正面図、図3(a)〜(c)は荷重が入力されたクロスメンバを説明するための模式図である。
図1に示すように、車両の前後方向には、一対のサイドフレーム1,1が延在し、また、車両の幅方向にはクロスメンバ2が配設され、このクロスメンバ2の両端は、上記のサイドフレーム1,1に固定されている。そして、左右のサイドフレーム1,1の間であって且つクロスメンバ2の後方には、エンジン3およびトランスミッション4から成るパワープラント5が設けられている。また、クロスメンバ2とパワープラント5との間にはロールロッド(ロッドメンバ)6が介装され、このロールロッド6によりパワープラント5とクロスメンバ2とが接続されている。
Hereinafter, the power plant support structure of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic bottom view thereof, FIG. 2 is a schematic front view thereof, and FIGS. ) Is a schematic diagram for explaining a cross member to which a load is input.
As shown in FIG. 1, a pair of
このうち、一対サイドフレーム1,1は、図2に示すように、正面視においてそれぞれ上方が開口した略U字の断面形状をした部材であって車体の両側を形成している。
また、クロスメンバ2には、その両端にボルト穴7,7が穿設されるとともに、サイドフレーム1,1内の上記ボルト穴7,7に対応する位置には、それぞれボルト(ウェルドボルト)9,9が溶着されており、ボルト穴7,7に挿入されたボルト9,9に対してナット8,8を螺合させることによって、クロスメンバ2がサイドメンバ1,1に固定されるようになっている。
Among these, as shown in FIG. 2, the pair of
The
また、このクロスメンバ2の下面には、ロールロッド6を回動可能に保持するロールロッドマウント10が下方に突出して設けられている。
ロールロッド6は、図1に示すように、その一端6aがクロスメンバ2のロールロッドマウント10にゴムブッシュなどの弾性体を介して回動可能に接続されるとともに、他端6bがパワープラント5に固定されたロールロッドブラケット11(パワープラントのロッドメンバが接続される箇所)を介してパワープラント5に対して回動可能に接続されている。また、図示はしないが、パワープラント5の両側は、エンジンマウントおよびトランスミッションマウント(以下、これらをまとめて「パワープラントマウント」という)により弾性支持されている。
A
As shown in FIG. 1, one
そして、クロスメンバ2は、図1に示すような平面視において、パワープラント5が配設されている方向(即ち、本実施形態においては、車両の後方)に対して凸形状となるように形成されるとともに、図2に示すような正面視において、上方向に凸形状となるように形成されている。なお、クロスメンバ2を車両の後方に対して凸形状としたのは以下の理由による。
The
一般的に、エンジン(又はパワープラント)は、ドライバによるアクセルペダルの踏み込みに応じて(即ち、回転数の上昇に応じて)所定の方向に揺動(ロール)する。この場合、エンジン(パワープラント)の揺動中心はエンジンの特性や諸元以外にも、パワープラントマウントの配設位置やバネ定数等により異なる。したがって、エンジンの諸元やパワープラントマウントの特性等をチューニングすることでロール量を最小化することは可能であるが、一般に、エンジンやパワープラントマウントには出力特性や減衰特性等が優先されるため、ロール量を最小化するような設定とはなっていない。また、仮にロール量を最小化するように各部材を設定したとしても、エンジンロールを完全に無くすことはできない。 Generally, an engine (or a power plant) swings (rolls) in a predetermined direction in response to depression of an accelerator pedal by a driver (that is, in response to an increase in rotational speed). In this case, the oscillation center of the engine (power plant) differs depending on the position of the power plant mount, the spring constant, etc., in addition to the characteristics and specifications of the engine. Therefore, it is possible to minimize the roll amount by tuning the engine specifications and the characteristics of the power plant mount, but in general, the output characteristics and damping characteristics have priority over the engine and power plant mount. Therefore, it is not set to minimize the roll amount. Even if each member is set so as to minimize the roll amount, the engine roll cannot be completely eliminated.
そこで、上述のようなエンジンロールを抑制するべく、本実施形態では、クロスメンバ2とパワープラントマウント5とをロールロッド6により接続し、エンジン3のロールを抑制(規制)するようにしている。
しかしながら、このように構成した場合には、エンジンロール時にはロールロッド6にエンジンロールのモーメント量に応じた圧縮荷重又は引張荷重が作用することとなる。
Therefore, in order to suppress the engine roll as described above, in the present embodiment, the
However, in such a configuration, a compression load or a tensile load corresponding to the moment amount of the engine roll acts on the roll rod 6 during the engine roll.
なお、本実施形態においては、エンジン3は回転数上昇時にパワープラント5に固定されたロールロッドブラケット11の位置が前方に変位するようなロールモードとなっており、これにより、ロール時にはロールロッド6に対して圧縮荷重(図1の矢印A参照)が作用することとなる。
ここで、図3(a)〜(c)を用いて、一般的な直線状のクロスメンバ102に荷重Wが入力された場合、この直線状のクロスメンバ102に生じるモーメントと、本実施形態における凸形状のクロスメンバ2に対して荷重Wが入力された場合、この凸形状のクロスメンバ2に生じるモーメントの違いについて説明する。
In the present embodiment, the
Here, when a load W is input to a general
まず、図3(a)および(c)に示すように、一般的な直線状のクロスメンバ102に集中荷重Wが入力されると、この一般的なクロスメンバ102には、集中荷重Wの作用点で最大となるモーメントM1が作用する。これに対して、図3(b)および(c)に示すように、本実施形態の凸形状のクロスメンバ2に集中荷重W(ロールロッド6を介して入力された荷重に相当)が作用すると、集中荷重Wの作用点において最大となるモーメントM2が作用するが、モーメントM1の最大値M1MAXに比べてモーメントM2の最大値M2MAXはモーメントM1MAXより小さくなる。
First, as shown in FIGS. 3A and 3C, when a concentrated load W is input to a general
これは、凸形状のクロスメンバ2を支持する支点R2,R2(クロスメンバ2のサイドメンバ1,1に対する取付け点に相当)から凸形状クロスメンバ2に対して支点反力F,Fがそれぞれクロスメンバ2の中心方向へ作用することにより、キャンセルモーメントM3が生じることによるものである。
つまり、荷重Wの入力方向に対して凸形状となるようにクロスメンバ2を形成することによって、サイドメンバ1,1に対するクロスメンバ2の取付け点において、が支点反力が生じ、これにより、クロスメンバ2に作用するモーメントを低減することができるのである。なお、これは、クロスメンバ2のキャンセルモーメントが作用し、クロスメンバ2の入力荷重に対する剛性を向上させるということと等価である。
This is because the fulcrum reaction forces F and F are applied to the
That is, by forming the
換言すれば、図1に示すように、パワープラント5からロッドメンバ6に入力される荷重が圧縮荷重であり、且つ、図1に示すような平面視において、クロスメンバ2をパワープラント5が配設されている方向に対して凸形状となるように形成することによって、クロスメンバ2の剛性を大幅に向上させることができるのである。
以上が、クロスメンバを車両後方に凸形状となるように形成した理由である。
In other words, as shown in FIG. 1, the load input from the
The above is the reason why the cross member is formed to have a convex shape behind the vehicle.
なお、本実施形態において、クロスメンバ2の左右中心よりもわずかに車両の右側にオフセットしてロールロッドマウント10がクロスメンバ2に設けられ、同様に、パワープラント5の左右の中心よりもわずかに車両の右側にオフセットしてパワープラント5とロールロッド6とが接続されるようになっているが、これは、パワープラント5のロール特性およびパワープラント5の重心が車両の左右中心よりも右側にオフセットしていることを考慮したためである。したがって、パワープラント5のロール特性や重心位置に応じて、クロスメンバ2とロールロッド6との接続点(即ち、ロールロッドマウント10の配設位置)や、ロールロッド6とパワープラント5との接続点(即ち、ロールロッドブラケット11の配設位置)を適宜変更してもよい。
In this embodiment, the
本実施形態に係る車体構造は上述のように構成されているので、以下のような作用・効果を奏する。
まず、図1に示すような平面視において、パワープラント5がロールして、クロスメンバ2に対してロールロッド6の軸線方向に圧縮荷重が作用すると、このクロスメンバ2にはモーメントが作用するが、このクロスメンバ2は荷重の入力方向に対して凸となるように形成されているので、図3(b)および(c)に示すように、クロスメンバ2を支持する点R2,R2(即ち、サイドメンバ1,1の両端部)に支点反力F,Fが生じるので、クロスメンバ2にはキャンセルモーメントM3が作用する。したがって、荷重方向に対して凸形状となるように形成されたクロスメンバ2は、直線形状のクロスメンバよりも大幅に高い剛性を得ることができ、簡素な構成で、車両に搭載されたパワープラントを確実に支持することができる。
Since the vehicle body structure according to the present embodiment is configured as described above, the following operations and effects are achieved.
First, in a plan view as shown in FIG. 1, when the
また、ロールロッド6には、ロールロッド6の軸線方向に圧縮荷重が作用し、且つ、平面視において、クロスメンバ2が、パワープラント5が配設されている方向に対して凸形状となるように形成されているので、クロスメンバ2は十分な剛性を得ることができ、パワープラント5から入力される荷重に対して確実に耐えることができる。
また、正面視において、クロスメンバ2が上方向に凸形状となるように形成されているので、例えば、本実施形態のように、クロスメンバ2の下方へロールロッドマウント10などを配しても車両の地上高を確保することができる。
In addition, a compressive load is applied to the roll rod 6 in the axial direction of the roll rod 6, and the
Further, since the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、クロスメンバ2を、平面視においてパワープラント5の配設されている方向に対して凸形状となるように形成するとともに、正面視において上方に凸形状となるように形成したが、これは上述した実施形態のエンジン3(又はパワープラント5)のロールモードに対応させたためであり、エンジンのロールモードが本実施形態と異なる場合には、ロールモードに合わせてクロスメンバを形成してもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
即ち、少なくともエンジンロールに起因する力が入力される方向に対して凸形状となるようにクロスメンバ2を形成すればよい。
That is, the
1 サイドメンバ(車体)
2 クロスメンバ(車体)
3 エンジン(パワープラント)
4 トランスミッション(パワープラント)
5 パワープラント
6 ロールロッド(ロッドメンバ)
11 ロールロッドブラケット(パワープラントのロッドメンバが接続される箇所)
1 Side member (vehicle body)
2 Cross member (car body)
3 Engine (power plant)
4 Transmission (power plant)
5 Power plant 6 Roll rod (rod member)
11 Roll rod bracket (where the power plant rod member is connected)
Claims (3)
車両の前後方向に延在する一対のサイドフレームと、
該車両の幅方向に配設されて該一対のサイドフレームに両端が固定されたクロスメンバと、
該パワープラントと該クロスメンバとを接続するよう該車両の前後方向に配設されて該パワープラントの回転数上昇時に圧縮加重が作用するロッドメンバとをそなえ、
該クロスメンバは、該ロッドメンバを介して入力される荷重方向に対して凸形状となるよう平面視において該パワープラントが配設されている方向に対して凸形状に形成されている
ことを特徴とする、パワープラント支持構造。 A power plant support structure for supporting the power plant on the vehicle body,
A pair of side frames extending in the longitudinal direction of the vehicle;
A cross member disposed in the width direction of the vehicle and having both ends fixed to the pair of side frames;
A rod member that is disposed in the longitudinal direction of the vehicle so as to connect the power plant and the cross member and that is subjected to compression load when the rotational speed of the power plant is increased ;
The cross member is formed in a convex shape with respect to the direction in which the power plant is disposed in a plan view so as to have a convex shape with respect to a load direction inputted through the rod member. Power plant support structure.
該クロスメンバが、上方向に凸形状となるように形成されている
ことを特徴とする、請求項1記載のパワープラント支持構造。 In front view,
The power plant support structure according to claim 1, wherein the cross member is formed in a convex shape upward .
ことを特徴とする、請求項1または2記載のパワープラント支持構造。 The power plant has a roll mode in which a portion to which the rod member of the power plant is connected rolls in a direction in which the cross member is disposed . The power plant support structure according to claim 1 or 2 .
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