JP6939309B2 - エンジンマウントの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンマウントの取付構造に関し、特に、ボルト止めにより車両フレームにエンジンマウントを取り付ける構造に関する。

従来、車両にはエンジンマウントが設けられている。エンジンマウントとは、エンジンと車両との間に設けられ、両者を連結する部品である。エンジンマウントは、エンジンの振動が車体に伝わるのを抑制する機能（防振・制振機能）、あるいは、トルク反力や路面入力などによるエンジンの移動を規制しつつエンジンの重量を支える機能（支持機能）を発揮する。

エンジンマウントは、通常、車両フレームにボルト止めによって取り付けられる。具体的には、エンジンマウントは取付け用部材であるブラケットを有しており、当該ブラケットと車両フレームがボルト止めされる。例えば、特許文献１には、複数のボルトによって、車両フレームにエンジンマウントを取り付ける構造が開示されている。また、特許文献２には、エンジンの支持剛性を向上させるべく、ボルト位置を互いに結ぶ直線が三角形を形成する３本のボルトによって、車両フレームにエンジンマウントを取り付ける構造が開示されている。

特開２０１１−９８６４５公報 特開２００９−２３５９７公報

車両フレームにエンジンマウントをボルト止めする場合、ボルトは、車両フレーム及びエンジンマウントのブラケットに設けられたボルト孔に挿通された上でナットを用いて締め付けられる。図９に、車両フレームとエンジンマウントのブラケットがボルトで締結された状態の断面図が示されている。

車両フレームとブラケットのボルト孔の径は、ボルトが余裕をもって挿通できるように、ボルトの径よりも少し大きくなっている。したがって、図９に示すように、ボルト締結状態において、車両フレームとブラケットのボルト孔の内側面とボルトの外側面との間に隙間が生じることになる。

この状態において、車両フレームとブラケットの接触面と平行な方向に、車両フレームとブラケットとの間の最大静止摩擦力を超える力が加えられた場合、車両フレームとブラケットが、接触面に平行な方向に相対的に移動する（ずれる）ことになる。このような、ボルト止めされた被締結物間の接触面方向へのずれは「すべり」と呼ばれる。

特に、図９に示すように、車両フレームの鉛直面に設けられたボルト孔、及び、ブラケットの鉛直面に設けられたボルト孔にボルトが挿通されて固定されている場合、すなわち、ボルトが水平方向に締め付けられている場合においては、路面入力によって、車両フレーム及びエンジンマウントは、特に鉛直方向（すなわち接触面に平行な方向）に大きな力を受けることになる。したがって、ボルトが水平方向に締め付けられている場合は、特に、車両フレームとブラケットとの間のすべりが生じやすいといえる。

車両フレームとブラケットとの間にすべりが生じると、それにより車両フレーム又はブラケットと、ボルト又はナットとの間にすべりが生じることで、ボルト又はナットの座面に、ボルトを緩める方向へのトルクが発生する。したがって、車両フレームとエンジンマウントとの間のすべりが繰り返し生じることによって、ボルトが緩んでくるという問題が生じる。ボルトの緩みにより、車両フレームに対するエンジンマウントの固定が不十分になり、エンジンマウントの機能が十分に発揮されず、車両の振動あるいは騒音といった問題が生じ得る。

本発明の目的は、車両フレームにエンジンマウントを取り付けるための水平方向に締め付けられたボルトの緩みを抑制することにある。

本発明は、複数のボルトを水平方向に締め付けることによって、車両フレームにエンジンマウントを取り付けるエンジンマウントの取付構造であって、前記車両フレームの鉛直な面であって前記エンジンマウントとの接触面に設けられたフレーム側ピン孔と、前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面に設けられたエンジンマウント側ピン孔と、前記フレーム側ピン孔及び前記エンジンマウント側ピン孔に挿通され、前記車両フレームと前記エンジンマウントとの間の、両者の接触面に平行な方向への相対的な位置ずれを抑制するための、前記複数のボルトとは別に設けられた位置ずれ抑制ピンと、を備えることを特徴とするエンジンマウントの取付構造である。

上記構成によれば、位置ずれ抑制ピンにより、車両フレームとエンジンマウントとの間のすべりが抑制されるから、当該すべりにより生じるボルトを緩める方向へのトルクの発生が抑制される。これにより、ボルトの緩みが抑制される。

望ましくは、前記フレーム側ピン孔、前記エンジンマウント側ピン孔、及び前記位置ずれ抑制ピンは、それぞれ複数設けられる、ことを特徴とする。

路面入力によって、車両フレーム及びエンジンマウントに複数の方向への力が加わる場合に、位置ずれ抑制ピンが１つのみだとすると、車両フレームとエンジンマウントとの間で、両者の接触面において位置ずれ抑制ピンを中心とした回転方向へのすべりが生じる場合があるところ、位置ずれ抑制ピンを複数設けることで、このような回転方向へのすべりを抑制することができる。

望ましくは、前記ボルトの頭部座面と、前記ボルトに組み合わされるナットとの間にスペーサが設けられる、ことを特徴とする。

ボルトの頭部座面とナットとの間の距離が大きい程、ボルトが軸弾性変形しやすくなる（撓みやすくなる）。ボルトの軸弾性変形によって、被締結物間におけるすべりの影響を吸収して、ボルト又はナットの被締結物との間に生じるすべりを抑制することができ、ゆるみトルクの発生を抑制することができる。したがって、ボルトの頭部座面とナットとの間にスペーサを設けることで、ボルトの頭部座面とナットとの間の距離をより大きし、ボルトをより軸弾性変形しやすくすることで、車両フレームとエンジンマウントとの間においてすべりが生じてしまった場合であっても、当該すべりによるボルトの緩みを抑制することができる。

また、本発明は、複数のボルトを水平方向に締め付けることによって、車両フレームにエンジンマウントを取り付けるエンジンマウントの取付構造であって、前記車両フレームの鉛直な面であって前記エンジンマウントとの接触面、及び、前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面の一方に形成されたピン孔と、前記車両フレームの鉛直な面であって前記エンジンマウントとの接触面、及び、前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面の他方に形成され、前記ピン孔に挿通され、前記車両フレームと前記エンジンマウントとの間の、両者の接触面に平行な方向への相対的な位置ずれを抑制するための位置ずれ抑制ピンと、を備えることを特徴とするエンジンマウントの取付構造である。
また、本発明は、ボルトを水平方向に締め付けることによって、車両フレームにエンジンマウントを取り付けるエンジンマウントの取付構造であって、前記車両フレームの鉛直な面であって前記エンジンマウントとの接触面に設けられた円形のフレーム側ピン孔と、前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面に設けられた円形のエンジンマウント側ピン孔と、前記フレーム側ピン孔及び前記エンジンマウント側ピン孔に挿通され、前記車両フレームと前記エンジンマウントとの間の、両者の接触面に平行な方向への相対的な位置ずれを抑制するための、前記複数のボルトとは別に設けられた位置ずれ抑制ピンと、を備えることを特徴とするエンジンマウントの取付構造である。
また、本発明は、中空の車両フレームの対向する鉛直な面の両面をボルトで水平方向に締め付けることによって、前記車両フレームにエンジンマウントを取り付けるエンジンマウントの取付構造であって、前記車両フレームの鉛直な面の一方であって前記エンジンマウントとの接触面に設けられたフレーム側ピン孔と、前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面に設けられたエンジンマウント側ピン孔と、前記フレーム側ピン孔及び前記エンジンマウント側ピン孔に挿通され、前記車両フレームと前記エンジンマウントとの間の、両者の接触面に平行な方向への相対的な位置ずれを抑制するための、前記複数のボルトとは別に設けられた位置ずれ抑制ピンと、を備えることを特徴とするエンジンマウントの取付構造である。

本発明によれば、車両フレームにエンジンマウントを取り付けるための水平方向に締め付けられたボルトの緩みを抑制することができる。

本実施形態に係るエンジンマウントの取付構造の斜視図である。 ボルト位置におけるＸＺ断面図である。 位置ずれ抑制ピン位置におけるＸＺ断面図である。 位置ずれ抑制ピンの変形例を示す図である。 位置ずれ抑制ピンが複数設けられた場合の位置ずれ抑制ピン位置におけるＸＺ断面図である。 位置ずれ抑制ピンが複数設けられた場合における車両フレームの側面図である。 ボルトの軸弾性変形により、ボルト及びナットの座面に生じるすべりが抑制される様子を示す図である。 位置ずれ抑制ピンに加え、さらにスペーサが設けられた場合のボルト位置におけるＸＺ断面図である。 ボルト孔の内側面とボルトの外側面との間に隙間が生じる様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係るエンジンマウントの取付構造の斜視図である。本実施形態においては、車両フレームの一部であるフロントサイドフレーム１０にエンジンマウント１２が取り付けられている。実際には、左右のフロントサイドフレームに対して複数のエンジンマウント１２が取り付けられているが、図１には、そのうち１つのエンジンマウント１２が示されている。なお、本明細書の図面においては、車体の幅方向をＸ軸とし、車体の前後方向をＹ軸（前方向がＹ軸正の方向）とし、鉛直方向をＺ軸としている。

フロントサイドフレーム１０は、Ｙ軸方向、すなわち車両の前後方向に伸びる金属フレームであり、そのＸＺ断面の外形は略矩形であり、内部は中空となっている。したがって、フロントサイドフレーム１０は、鉛直な面である外側面１０ａと、同じく鉛直な面である内側面１０ｂを有している。

エンジンマウント１２は、本体部１２ａと、金属で構成された鉛直な面であるブラケット面１２ｂを含むブラケットを有している。ブラケットは、エンジンマウント１２をフロントサイドフレーム１０に取り付けるための部材である。図１に示されるように、ブラケット面１２ｂがフロントサイドフレーム１０に複数（本実施形態では４本）のボルト１４によって締結されることで、エンジンマウント１２がフロントサイドフレーム１０に固定される。

図２には、ボルト１４の位置におけるフロントサイドフレーム１０及びエンジンマウント１２のＸＺ断面図が示されている。

図２に示される通り、フロントサイドフレーム１０の外側面１０ａには複数のボルト孔２０ａが設けられ、同様に、内側面１０ｂには複数のボルト孔２０ｂが設けられ、さらに、ブラケット面１２ｂにも複数のボルト孔２２が設けられる。各ボルト１４は、ボルト孔２０ａ、２０ｂ、及び２２に挿通された上でナット２４により締結される。なお、図２の符号２６はワッシャである。

ボルト孔２０ａ、２０ｂ、及び２２は、鉛直な面である、外側面１０ａ、内側面１０ｂ、及びブラケット面１２ｂに設けられていることから、それらに挿通される各ボルト１４は水平方向に締め付けられる。すなわち、各ボルト１４は、水平方向に延伸した状態で固定された状態となる。

図２にも示されている通り、ボルト孔２０ａ、２０ｂ、及び２２の径は、ボルト１４の径よりも大きくなっており、ボルト孔２０ａ、２０ｂ、及び２２の内側面と、ボルト１４の外側面との間には隙間が空いている。

図１に戻り、本実施形態に係るエンジンマウントの取付構造においては、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間の、両者の接触面（ＹＺ面）に平行な方向への相対的な位置ずれ（すなわち「すべり」）を抑制するための位置ずれ抑制ピン１６が設けられる。

図３には、位置ずれ抑制ピン１６の位置におけるフロントサイドフレーム１０及びエンジンマウント１２のＸＺ断面図が示されている。

図３に示される通り、フロントサイドフレーム１０の鉛直な面であって、且つ、ブラケット面１２ｂとの接触面である内側面１０ｂに、フレーム側ピン孔３０が設けられる。また、エンジンマウント１２の鉛直な面であって、且つ、フロントサイドフレーム１０（内側面１０ｂ）との接触面であるブラケット面１２ｂに、エンジンマウント側ピン孔３２が設けられる。フレーム側ピン孔３０及びエンジンマウント側ピン孔３２のＹＺ断面の形状は円形となっている。

位置ずれ抑制ピン１６は、フレーム側ピン孔３０及びエンジンマウント側ピン孔３２に挿通される。位置ずれ抑制ピン１６のＹＺ断面の形状も円形となっている。位置ずれ抑制ピン１６により、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂの、接触面方向への相対的な移動が抑制される。すなわち、両者間のすべりが抑制される。

フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間のすべりを抑制する観点からは、位置ずれ抑制ピン１６は、フレーム側ピン孔３０及びエンジンマウント側ピン孔３２に圧入あるいは締まり嵌めされるのが望ましい。すなわち、位置ずれ抑制ピン１６の外側面と、フレーム側ピン孔３０の内側面及びエンジンマウント側ピン孔３２の内側面との間の距離が０であるのが望ましい。

しかしながら、フロントサイドフレーム１０からエンジンマウント１２を取り外すことを考慮すると、フレーム側ピン孔３０の内側面及びエンジンマウント側ピン孔３２の内側面と、位置ずれ抑制ピン１６の外側面との間に多少の隙間があってもよい。この場合は、当該隙間は、ボルト孔２０ａ、２０ｂ、及び２２の内側面と、ボルト１４の外側面との間の隙間より小さくすることで、位置ずれ抑制ピン１６を用いない場合に比して、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間のすべりを抑制することができる。

図４には、位置ずれ抑制ピン１６の変形例が示されている。図４に示される通り、位置ずれ抑制ピン１６’は、ブラケット面１２ｂと一体になっており、ブラケット面１２ｂから内側面１０ｂへの方向に突出するように形成されていてもよい。そして、当該位置ずれ抑制ピン１６’がフレーム側ピン孔３０に挿通されるようにしてもよい。あるいは、位置ずれ抑制ピン１６’が、内側面１０ｂと一体となっており、内側面１０ｂからブラケット面１２ｂへの方向に突出するように形成されていてもよい。そして、当該位置ずれ抑制ピン１６’がエンジンマウント側ピン孔３２に挿通されるようにしてもよい。

位置ずれ抑制ピン１６は、複数設けられてもよい。図５には、位置ずれ抑制ピン１６が２つ設けられた場合における、フロントサイドフレーム１０及びエンジンマウント１２のＸＺ断面図が示されている。

位置ずれ抑制ピン１６が複数設けられる場合には、フロントサイドフレーム１０の内側面１０ｂには複数のフレーム側ピン孔３０が設けられ、ブラケット面１２ｂには複数のエンジンマウント側ピン孔３２が設けられる。そして、各位置ずれ抑制ピン１６は、各フレーム側ピン孔３０及びエンジンマウント側ピン孔３２にそれぞれ挿通される。

図６には、エンジンマウント１２が取り付けられたフロントサイドフレーム１０の側面図（図１のＸ方向の負方向から正方向を見た図）が示されている。図６には、外側面１０ａに固定された複数のボルト１４（及びワッシャ２６）が示されている。さらに、図６には、内側面１０ｂに形成された２つのフレーム側ピン孔３０に挿通された２つの位置ずれ抑制ピン１６Ａ及びＢの位置が示されている。

フロントサイドフレーム１０及びブラケット面１２ｂに１方向（例えば鉛直方向）への力のみが加えられる場合には、１つの位置ずれ抑制ピン１６のみでフロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間のすべりを抑制することが可能である。しかしながら、フロントサイドフレーム１０及びブラケット面１２ｂに、両者の接触面に平行な方向であって複数の方向への力が加わる場合に、位置ずれ抑制ピン１６が１つのみ（ここでは位置ずれ抑制ピン１６Ａとする）だとすると、図６に示すように、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間で、両者の接触面において位置ずれ抑制ピン１６Ａを中心とした回転方向へのすべりが生じる場合がある。

位置ずれ抑制ピン１６を複数設けることで、上述のような回転方向へのすべりを抑制することができる。例えば、図６に示すように、位置ずれ抑制ピン１６Ｂによって、位置ずれ抑制ピン１６Ａを中心とした回転方向へのすべりが抑制される。あるいは、位置ずれ抑制ピン１６Ａによって、位置ずれ抑制ピン１６Ｂを中心とした回転方向へのすべりが抑制されるということもできる。

以上説明したように、位置ずれ抑制ピン１６により、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間のすべりが抑制される。これにより、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂと、これらを締結するボルト１４又はナット２４との間のすべりが抑制され、ボルト緩み方向へのトルクが低減される。このように、本実施形態によれば、簡易な構造によって、フロントサイドフレーム１０にエンジンマウント１２を取り付けるためのボルト１４の緩みが抑制される。

ところで、ボルトの頭部座面とナットとの間の距離が大きい程、被締結物間におけるすべりが生じてもボルトが緩みにくくなる。図７を用いてこれについて説明する。

図７には、上記実施形態と同様に、フロントサイドフレーム１０にブラケット面１２ｂがボルト１４で固定された状態の断面図が示されている。例えば、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂの間にすべりが生じて、ブラケット面１２ｂが相対的に図７の上側に移動した場合を考える。フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間ですべりが生じ、ナット２４がブラケット面１２ｂと共に上側に移動したときに、ボルト１４が軸弾性変形する（すなわち撓む）ことで、ボルト１４の頭部座面（及びワッシャ２６）の外側面１０ａに対する移動量が抑制される。

このように、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間ですべりが生じても、ボルト１４の軸弾性変形により、ボルト１４の頭部座面と外側面１０ａとの間の滑りが抑制され、すなわちボルト１４の頭部座面に生じるトルクが低減される。

ここで、ボルト１４の頭部座面とナット２４との間の距離が大きい程、ボルト１４が撓みやすくなる。よって、ボルト１４の頭部座面とナット２４との間の距離が大きい程、被締結物間におけるすべりが生じても、ボルト１４又はナット２４の座面が被締結物に対してすべりにくくなる。すなわち、ボルト１４が緩みにくくなる。

したがって、本実施形態において、ボルト１４の頭部座面とナット２４との間の距離をより大きくすべく、ボルト１４の頭部座面と、当該ボルト１４に組み合わされるナット２４との間にスペーサを設けるようにしてもよい。

図８には、ボルト１４の頭部座面とナット２４との間にスペーサ４０が設けられた場合の、ボルト１４の位置におけるフロントサイドフレーム１０のＸＺ断面図が示されている。スペーサ４０を設けることで、ボルト１４の頭部座面からナット２４までの距離Ｄがより大きくなっている。これにより、フレーム側ピン孔３０の内側面及びエンジンマウント側ピン孔３２の内側面と、位置ずれ抑制ピン１６の外側面との間（図３参照）に多少の隙間が生じている場合に、フロントサイドフレーム１０とブラケット面１２ｂとの間に多少のすべりが生じた場合であっても、よりボルト１４が撓みやすくなっていることで、ボルト１４の緩みを抑制することができる。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ フロントサイドフレーム、１０ａ 外側面、１０ｂ 内側面、１２ エンジンマウント、１２ａ 本体部、１２ｂ ブラケット面、１４ ボルト、１６，１６’ 位置ずれ抑制ピン、２０ａ，２０ｂ，２２ ボルト孔、２４ ナット、２６ ワッシャ、３０ フレーム側ピン孔、３２ エンジンマウント側ピン孔、４０ スペーサ。

Claims (6)

1. 複数のボルトを水平方向に締め付けることによって、車両フレームにエンジンマウントを取り付けるエンジンマウントの取付構造であって、
   前記車両フレームの鉛直な面であって前記エンジンマウントとの接触面に設けられたフレーム側ピン孔と、
   前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面に設けられたエンジンマウント側ピン孔と、
   前記フレーム側ピン孔及び前記エンジンマウント側ピン孔に挿通され、前記車両フレームと前記エンジンマウントとの間の、両者の接触面に平行な方向への相対的な位置ずれを抑制するための、前記複数のボルトとは別に設けられた位置ずれ抑制ピンと、
   を備えることを特徴とするエンジンマウントの取付構造。
2. 前記フレーム側ピン孔、前記エンジンマウント側ピン孔、及び前記位置ずれ抑制ピンは、それぞれ複数設けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンマウントの取付構造。
3. 前記ボルトの頭部座面と、前記ボルトに組み合わされるナットとの間にスペーサが設けられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンマウントの取付構造。
4. 複数のボルトを水平方向に締め付けることによって、車両フレームにエンジンマウントを取り付けるエンジンマウントの取付構造であって、
   前記車両フレームの鉛直な面であって前記エンジンマウントとの接触面、及び、前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面の一方に形成されたピン孔と、
   前記車両フレームの鉛直な面であって前記エンジンマウントとの接触面、及び、前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面の他方に形成され、前記ピン孔に挿通され、前記車両フレームと前記エンジンマウントとの間の、両者の接触面に平行な方向への相対的な位置ずれを抑制するための位置ずれ抑制ピンと、
   を備えることを特徴とするエンジンマウントの取付構造。
5. ボルトを水平方向に締め付けることによって、車両フレームにエンジンマウントを取り付けるエンジンマウントの取付構造であって、
   前記車両フレームの鉛直な面であって前記エンジンマウントとの接触面に設けられた円形のフレーム側ピン孔と、
   前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面に設けられた円形のエンジンマウント側ピン孔と、
   前記フレーム側ピン孔及び前記エンジンマウント側ピン孔に挿通され、前記車両フレームと前記エンジンマウントとの間の、両者の接触面に平行な方向への相対的な位置ずれを抑制するための、前記複数のボルトとは別に設けられた位置ずれ抑制ピンと、
   を備えることを特徴とするエンジンマウントの取付構造。
6. 中空の車両フレームの対向する鉛直な面の両面をボルトで水平方向に締め付けることによって、前記車両フレームにエンジンマウントを取り付けるエンジンマウントの取付構造であって、
   前記車両フレームの鉛直な面の一方であって前記エンジンマウントとの接触面に設けられたフレーム側ピン孔と、
   前記エンジンマウントの鉛直な面であって前記車両フレームとの接触面に設けられたエンジンマウント側ピン孔と、
   前記フレーム側ピン孔及び前記エンジンマウント側ピン孔に挿通され、前記車両フレームと前記エンジンマウントとの間の、両者の接触面に平行な方向への相対的な位置ずれを抑制するための、前記複数のボルトとは別に設けられた位置ずれ抑制ピンと、
   を備えることを特徴とするエンジンマウントの取付構造。

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