JP5162201B2 - 車両用動力源の支持構造 - Google Patents
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Description
車体は、フロントサブフレームの前方にエンジン(以下、動力源という)が配置され、動力源をフロントサブフレームに連結する支持構造を備えている。
この車両用動力源の支持構造は、動力源を支持部材を用いてフロントサブフレームの略中央に連結するように構成されている(例えば、特許文献1参照。)。
よって、動力源を支持部材を介してフロントサブフレームで支えることができる。
しかし、通常の車体は、一般に、フロントサブフレームと動力源との間の距離が小さく抑えられている。
このため、上下のブラケットを変形させて衝撃荷重を効率よく吸収することは難しい。
また、コンパクトな車両用動力源の支持構造においては、荷重入力方向(作用方向)や荷重の大きさなどを考慮して脆弱部を設定するスペースの確保が難しい。
このように、支持ブラケットを第1、第2の締結部で2段階に破断させることで、車体前方から後方に向けて作用した衝撃荷重を支持ブラケットで効率よく吸収することができるとともに、動力源をスムーズに車体後方に移動させることが可能となる。
よって、上支え部を締結する第2締結部材が第3締結部材の上方に設けられ、横アームを締結する第1締結部材が第3締結部材に対して車体後方に設けられている。
一方、支持ブラケットは、横アームが第1締結部材で動力源に取り付けられ、上支え部が第2締結部材で動力源に取り付けられている。
さらに、支持ブラケットは、支えアームが第3締結部材で支持ロッドの前端部に取り付けられている。よって、第3締結部材は静止状態に保たれる。
また、第2締結部材による反力が、第3締結部材および第2締結部材を結ぶ線上において第3締結部材に向いて作用する。よって、上支え部に圧縮力が作用する。
よって、動力源23に衝撃荷重Fが矢印の如く作用した場合、まず横アームが破断する。
よって、上支え部に作用していた圧縮力が引張力に変化して上支え部が破断する。
これにより、まず横アームを破断させ、つぎに上支え部を破断させることができる。したがって、上支え部を締結する第2締結部材を第3締結部材の上方に設け、横アームを締結する第1締結部材を第3締結部材に対して車体後方に設けるという簡単な構成で、支持ブラケットを横アーム、上支え部で2段階に破断させることができる。
車体前部構造10は、車体前後方向に向けて配置された左右のサイドフレーム11,12と、左サイドフレーム11の外側に設けられた左フロントサスペンション13と、右サイドフレーム12の外側に設けられた右フロントサスペンション14と、左右のサイドフレーム11,12の下方に取り付けられたフロントサブフレーム16と、フロントサブフレーム16の上部16aに取り付けられたステアリングギヤボックス18とを備える。
右フロントサスペンション14のナックル27(図2参照)にハブを介して右前輪26が取り付けられている。
フロントサブフレーム16は、平面視で略矩形状に形成され、左端部に左前取付部36および左後取付部37が設けられるとともに、右端部に右前取付部38および右後取付部39が設けられ、左前取付部36の近傍に左アーム取付部41が設けられ、右前取付部38の近傍に右アーム取付部42が設けられ、上部16aにステアリングギヤボックス18が取り付けられている。
左前取付部36および左後取付部37がボルト51,51で左サイドフレーム11にそれぞれ取り付けられている。
右前取付部38および右後取付部39がボルト52,52で右サイドフレーム12にそれぞれ取り付けられている。
これにより、フロントサブフレーム16は、左右のサイドフレーム11,12の下側に取り付けられている。
左アーム取付部41に、図1に示す左フロントサスペンション13の一部を構成する左ロアアーム21の基部21aがボルト53で上下方向に回動自在に取り付けられている。
左ロアアーム21の先端部に左ナックル(図示せず)が回動自在に設けられている。この左ナックルにハブを介して左前輪25(図1参照)が取り付けられている。
右アーム取付部42に、図1に示す右フロントサスペンション14の一部を構成する右ロアアーム22の基部22aがボルト54で上下方向に回動自在に取り付けられている。
右ロアアーム22の先端部22bに右ナックル27が回動自在に設けられている。この右ナックル27にハブを介して右前輪26(図1参照)が取り付けられている。
よって、左右のアーム取付部41,42を左右のサイドフレーム11,12で補強することができ、左右のアーム取付部41,42の剛性を確保することができる。
このステアリングギヤボックス18は、左右の取付片56,57および中央取付片58がそれぞれのボルト61,62,63でフロントサブフレーム16の上部16aに車体幅方向を向いて取り付けられている。
ステアリングホイール67を回転することにより左右のタイロッド68,69が車幅方向に移動する。左右のタイロッド68,69を車幅方向に移動することで、左右のナックル27(右ナックルのみを図示する)が回動して左右の前輪25,26(図1参照)の向きを変える。
中央支え部位16dに、ステアリングギヤボックス18の中央取付片58がボルト63で取り付けられている。
以下、車両用動力源の支持構造20の構成を図3〜図4に基づいて詳しく説明する。
車両用動力源の支持構造20は、フロントサブフレーム16の上部16aに設けられた連結部48と、動力源23に取り付けられた支持ブラケット34と、連結部48および支持ブラケット34に連結された支持ロッド33とを備える。
上部16aに上取付ブラケット71を設けることで、上部16aおよび上取付ブラケット71で収納空間72が形成されている。収納空間72は、支持ロッド33のロッド後端部(後端部)33aを収容する空間である。
連結部48に支持ロッド33のロッド後端部33aが取り付けられている。
この支持ブラケット34は、一例として、アルミニウム鋳造品である。
一対のアーム部46,47のうち、動力源23の壁面23aから離れた側のアーム部46の下端部46aに取付孔81が形成され、壁面23aに近い側のアーム部47の下端部47aにねじ孔82が形成されている。
支持ロッド33はロッド前端部33bから車体後方に延出され、後端に設けられたロッド後端部33aが連結部48に取り付けられている。
具体的には、一対のアーム部46,47間にロッド前端部33bが配置され、アーム部46の取付孔81、およびロッド前端部33bの取付孔74に第3ボルト83が差し込まれ、第3ボルト83のねじ部83aがアーム部47のねじ孔82にねじ結合されている。
この横アーム43は、動力源23に沿って配置され、図4に示すように、アーム部47から車体後方に向けて幅が徐々に狭くなるように側面視先細状に形成されている。
横アーム43に交差するように支えアーム35が配置されている(図4参照)。
第1取付孔84に第1ボルト(第1締結部材)85が差し込まれ、第1ボルト85のねじ部85aが動力源23の第1ねじ孔86にねじ結合されている。
第2取付孔87に第2ボルト(第2締結部材)88が差し込まれ、第2ボルト88のねじ部88aが動力源23の第2ねじ孔89にねじ結合されている。
これにより、連結部48の収納空間72に支持ロッド33のロッド後端部33aが収容された状態で、ロッド後端部33aがボルト75を介して連結部48に取り付けられている。
これにより、一対のアーム部46,47間に、支持ロッド33のロッド前端部33bが第3ボルト83で取り付けられている。
よって、動力源23を支持ロッド33を介してフロントサブフレーム16の前部16c中央で支えることができる。
支持ブラケット34は、横アーム43の後端部43aが第1ボルト85で動力源23の壁面23aに取り付けられ、上支え部44が第2ボルト88で動力源23の壁面23aに取り付けられている。
さらに、支持ブラケット34は、支えアーム35の下端部46a,47aに支持ロッド33のロッド前端部33bが第3ボルト83で取り付けられている。
支持ロッド33のロッド後端部33aは、連結部48にボルト75で取り付けられている。
図5(a),(b)は本発明に係る支持ブラケットの横アームを破断させて衝撃荷重を吸収する例について説明した図である。
(a)において、車体前方側から後方に向けて衝撃荷重がかかることにより、動力源23に衝撃荷重Fが矢印の如く作用する。
さらに、支持ブラケット34は、支えアーム35が第3ボルト83でロッド前端部33bに取り付けられている。よって、第3ボルト83は支持ロッド33で静止状態に保たれる。
よって、支持ブラケット34の横アーム43(図3に示す第1取付孔84)に引張力が作用する。
よって、支持ブラケット34の上支え部44(図3に示す第2取付孔87)に圧縮力が作用する。
一方、一例として、反力F3は反力F1の略1/5の大きさである(すなわち、F3≒0.2×F1)。
また、第3ボルト83は、図3に示すように一対のアーム部46,47に両端支持されている。
これにより、横アーム43の後端部43aに第1取付孔84(図3参照)から亀裂が生じ、後端部43aが破断線91から破断する。
横アーム43の後端部43aが破断することで、第1ボルト85による横アーム43の後端部43aの締結が解除され、支持ブラケット34は第2ボルト88を軸にして矢印A方向に回動する。
よって、動力源23は車体後方に向けて矢印Bの如く衝撃荷重Fと平行に移動することができる。
(a)において、動力源23が車体後方に向けて矢印Bの如く継続して移動することで、支持ブラケット34が第2ボルト88を軸にして矢印A方向に継続して回動する。
よって、第2ボルト88による反力F3が、ボルト83および第2ボルト88を結ぶ線上に矢印の如く作用する。よって、上支え部44の第2取付孔87(図3参照)に引張力が作用する。
これにより、上支え部44に第2取付孔87から亀裂が生じ、上支え部44が破断線93から破断する。
上支え部44が破断線93から破断することで、第2ボルト88による上支え部44の締結が解除される。
Claims (2)
- フロントサブフレームの前方に設けられた動力源を前記フロントサブフレームに支持する車両用動力源の支持構造であって、
前記動力源の下部において前記動力源に取り付けられた支持ブラケットと、
前記支持ブラケットに前端部が連結されるとともに車体後方に延出され、延出された後端部が前記フロントサブフレームに連結された支持ロッドと、を備え、
前記支持ブラケットには前記動力源に取り付けられる第1、第2の締結部と、
前記支持ロッドの前端部に取り付けられる第3締結部と、が形成され、
前記第1締結部は前記支持ロッドに沿って前記動力源に第1締結部材で取り付けられ、
前記第2締結部は前記支持ブラケットにおいて前記第1締結部の前方かつ上方に位置し、前記動力源に前記第2締結部材で取り付けられ、
前記第3締結部は前記支持ブラケットにおいて前記第1締結部より前方で、かつ前記第2締結部より下方に位置し、
前記支持ブラケットは、前記動力源に車体前方側から衝撃荷重が作用したとき、まず前記第1締結部が破断して前記第1締結部材による締結が解除され、つぎに前記第2締結部が破断して前記第2締結部材による締結が解除されるように形成されていることを特徴とする車両用動力源の支持構造。 - 前記第1締結部は横アーム、前記第2締結部は上支え部、第3締結部は支えアームであり、
前記支持ブラケットは、
前記支持ロッドに沿って車両前後方向に延びる横アームが前記動力源に第1締結部材で取り付けられ、
前記横アームと車体幅方向に交差させて前記支えアームが配置され、
前記支えアームの下端部が前記第1締結部材の前方かつ下方に配置されて前記支持ロッドの前端部に第3締結部材で連結され、
前記支えアームの上端部に前記上支え部が設けられ、前記上支え部が前記動力源に前記第2締結部材で取り付けられたことを特徴とする請求項1記載の車両用動力源の支持構造。
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