JP5231877B2 - 車両用動力源の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、左右のサイドフレーム間に配置された動力源を左右の支持部材を用いて左右のサイドフレームに取り付ける車両用動力源の支持構造に関する。

車両用動力源の支持構造のなかには、左右のサイドフレームに車体前後方向の衝撃荷重が作用したとき、車体から動力源を離して車体後方に移動可能に支持するものが知られている。
車体から動力源を離して車体後方に移動させることで、左右のサイドフレームを車体前後方向に圧縮（圧潰）変形させることが可能である（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−９０９６５号公報

特許文献１によれば、左右のサイドフレーム間に動力源が配置され、動力源に支持部材が設けられ、支持部材の貫通孔にボルトを貫通することで、支持部材がサイドフレームにボルト止めされている。
この支持部材には、貫通孔を車体前方に向けて開口する切欠部が車体前後方向を向いて形成されている。

よって、車体前方向からの衝撃荷重が動力源に作用した場合、貫通孔に差し込まれたボルトに沿って切欠部が車体後方に移動して動力源が車体後方に移動する。
動力源が車体後方に移動することで、左右のサイドフレームを圧縮（圧潰）変形させて衝撃荷重を吸収することが可能であるとされている。

ところで、左右のサイドフレームのなかには、車体前方向からの衝撃荷重が動力源に作用した場合、左右のサイドフレームを圧縮（圧潰）変形するとともに、車体外側に向けて折り曲げるように変形するように形成されたものがある。
左右のサイドフレームを圧縮（圧潰）変形させながら、車体外側に向けて折り曲げるように変形させることで衝撃荷重を効率よく吸収することが可能である。

しかし、特許文献１の車両用動力源の支持構造は、支持部材の切欠部が車体前後方向を向いて形成されている。よって、支持部材の貫通孔に差し込まれたボルトは、支持部材で車体外側に向けて移動しないように拘束されている。
このため、左右のサイドフレームに車体前後方向の衝撃荷重が作用した場合、左右のサイドフレームを車体外側に向けて折り曲げるように変形させることが難しい。

本発明は、左右のサイドフレームに車体前後方向の衝撃荷重が作用した場合、左右のサイドフレームを車体外側に向けて折り曲げるように変形可能な車両用動力源の支持構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、左右のサイドフレーム間に配置した動力源に左右の支持部材が設けられ、前記左右の支持部材の貫通孔に締結部材がそれぞれ貫通され、前記それぞれの締結部材で前記左右の支持部材が前記左右のサイドフレームに取り付けられた車両用動力源の支持構造において、前記サイドフレームは車体前後方向に対して略平行に延出された前半部と、前記前半部から車体後方に向けて湾曲状に延出された後半部とを有し、前記左右の支持部材のうち少なくとも一方の支持部材には、前記サイドフレームに沿って取り付けられる取付部材が含まれ、前記取付部材は締結部材により固定するための貫通孔を車体前後方向に複数有し、複数の貫通孔のうち前側の貫通孔には、車体外側に向けて開口するスリット部が車幅方向を向けて連通され、前記前側の貫通孔が前記前半部と前記後半部との境界部に配置され、前記左右のサイドフレームに車体前後方向の衝撃荷重が作用した場合、前記前側の貫通孔に連通する前記スリット部により、前記前側の貫通孔に差し込まれた締結部材の車幅方向への移動が許容されることを特徴とする。

請求項２は、前記前側の貫通孔に差し込まれた締結部材の移動後も、前記サイドフレームの後半部において、複数の締結部材のうち移動した締結部材を除いた締結部材により前記動力源が前記サイドフレームと連結していることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、左右の支持部材のうち少なくとも一方の支持部材に、サイドフレームに沿って取り付けられる取付部材を含む。取付部材は締結部材により固定するための貫通孔を車体前後方向に複数有する。複数の貫通孔のうち前側の貫通孔には、車体外側に向けて開口するスリット部を車幅方向を向けて連通し、このスリット部で貫通孔を車体外側に向けて開口させた。
よって、前側の貫通孔に差し込まれた締結部材が、車体外側に向けて移動することをスリット部で許容できる。
さらに、前側の貫通孔をサイドフレームの前半部と後半部との境界部に配置した。
これにより、左右のサイドフレームに車体前後方向の衝撃荷重が作用した場合に、左右のサイドフレームを境界部から車体外側に向けて変形させて衝撃荷重を良好に吸収することができる。
また、請求項１に係る発明では、前側の貫通孔をサイドフレームの前半部と後半部との境界部に配置することにより、境界部（すなわち、車体外側に向けて折り曲がるように変形する部位）に対応させてスリット部を設けた。
よって、車体外側に向けて折り曲がるように変形する部位に、動力源を支持する左右の支持部材を取り付けても、その部位をスリット部で円滑に変形することが可能になる。
これにより、衝撃荷重を良好に吸収するために、動力源を支持する左右の支持部材のレイアウトを変える必要がなく、左右の支持部材で動力源を効率よく支持することができる。

請求項２に係る発明では、前側の貫通孔に差し込まれた締結部材の移動後も、サイドフレームの後半部において、複数の締結部材のうち移動した締結部材を除いた締結部材により動力源をサイドフレームに連結させることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は運転者から見た方向にしたがい、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲとして示す。

図１は本発明に係る車両用動力源の支持構造を備えた車体前部構造を示す平面図である。
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の上部に取り付けられたステアリングギヤボックス１８と、フロントサブフレーム１６の前方に配置された動力源２１と、動力源２１を左右のサイドフレーム１１，１２およびフロントサブフレーム１６に取り付ける車両用動力源の支持構造２５とを備えている。

左フロントサスペンション１３のナックルにハブ（図示せず）を介して左前輪２７が取り付けられている。
右フロントサスペンション１４のナックルにハブ（図示せず）を介して右前輪２８が取り付けられている。

図２は本発明に係る車体前部構造の左右のサイドフレームを示す平面図である。
左サイドフレーム１１は、車体前後方向に対して略平行に延出された左前半部３１と、左前半部３１から車体後方に向けて湾曲状に延出された左後半部３２とを有している。
左前半部３１および左後半部３２は一体に連続して形成されている。
左後半部３２の後端部３２ｂは、左サイドフレームリヤエンド３８に連結されている。

右サイドフレーム１２は、車体前後方向に対して略平行に延出された右前半部３４と、右前半部３４から車体後方に向けて湾曲状に延出された右後半部３５とを有している。
右前半部３４および右後半部３５は一体に連続して形成されている。
右後半部３５の後端部３５ｂは、右サイドフレームリヤエンド３９に連結されている。

左後半部３２の前端部３２ａおよび右後半部３５の前端部３５ａ間の距離Ｌ１は、左後半部３２の後端部３２ｂおよび右後半部３５の後端部３５ｂ間の距離Ｌ２より大きく設定されている。
具体的には、左後半部３２は、前端部３２ａから後端部３２ｂまで車体中心３７側に徐々に近づくように湾曲状に延出されている。
同様に、右後半部３５は、前端部３５ａから後端部３５ｂまで車体中心３７側に徐々に近づくように湾曲状に延出されている。

また、左サイドフレーム１１は、左後半部３２の幅寸法Ｗ１が左前半部３１と比較して小さく設定されている。よって、左サイドフレーム１１は、左前半部３１および左後半部３２の左境界部（すなわち、左後半部３２の前端部）３２ａにおいて幅寸法Ｗ１が大きく変化する。

ここで、左サイドフレーム１１に車体前方から衝撃荷重Ｆ１が作用した場合、幅寸法Ｗ１が大きく変化する前端部３２ａに荷重が車体外側に向けて作用する。
よって、左サイドフレーム１１は、左後半部３２の前端部３２ａを車体外側に矢印Ａの如く折れ曲がるように変形させることが可能である。
すなわち、左後半部３２の前端部３２ａは、「車体外側に向けて折り曲がるように変形する部位」である。

また、左サイドフレーム１１は、左後半部３２の前端部３２ａ上部に前取付孔（取付孔）４１が形成され、前取付孔４１と同軸に前溶接ナット（図示せず）が取り付けられ、左後半部３２の略中央に後取付孔４２が形成され、後取付孔４２と同軸に後溶接ナット（図示せず）が取り付けられている。
前後の溶接ナットは、左サイドフレーム１１の上部裏面に溶接で固定されている。

同様に、右サイドフレーム１２は、右後半部３５の幅寸法Ｗ１が右前半部３４と比較して小さく設定されている。よって、右サイドフレーム１２は、右前半部３４および右後半部３５の境界部（すなわち、右後半部３５の前端部）３５ａにおいて幅寸法Ｗ１が大きく変化する。

ここで、右サイドフレーム１２に車体前方から衝撃荷重Ｆ１が作用した場合、幅寸法Ｗ１が大きく変化する前端部３５ａに荷重が車体外側に向けて作用する。
よって、右サイドフレーム１２は、右後半部３５の前端部３５ａを車体外側に矢印Ｂの如く折れ曲がるように変形させることが可能である。
すなわち、右後半部３５の前端部３５ａは、「車体外側に向けて折り曲がるように変形する部位」である。

また、右サイドフレーム１２は、右後半部３５の前端部３５ａから車体前方に向けて距離Ｌ３離れた上部に取付孔４４が形成されている。
そして、取付孔４４と同軸に溶接ナット（図示せず）が取り付けられている。
この溶接ナットは、右サイドフレーム１２の上部裏面に溶接で固定されている。

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４６が左サイドフレーム１１に取り付けられ、右端部４７が右サイドフレーム１２に取り付けられ、上部にステアリングギヤボックス１８が取り付けられている。

ステアリングギヤボックス１８は、ステアリングギヤ（図示せず）などを収容する円筒状のケースである。
このステアリングギヤボックス１８は、左右の取付片５１，５２および中央取付片５３がフロントサブフレーム１６の上部にそれぞれボルト止めされている。

ステアリングギヤボックス１８から延出されたステアリングシャフト５５にステアリングホイール５６（図１参照）が取り付けられている。
ステアリングホイール５６を回転することにより左右の前輪２７，２８（図１参照）の向きを変える。

図１に戻って、動力源２１は、フロントサブフレーム１６の前方に配置されるとともに、左右のサイドフレーム１１，１２間に配置されている。
動力源２１は、エンジン２２とトランスミッション２３とが一体に形成され、左右のサイドフレーム１１，１２間に横向きに配置されたエンジン／トランスミッションユニットである。
この動力源２１は、車両用動力源の支持構造２５で左右のサイドフレーム１１，１２およびフロントサブフレーム１６に支持されている。

車両用動力源の支持構造２５は、トランスミッション２３を左サイドフレーム１１に取り付ける左支持手段（左支持部材）６１と、エンジン２２を右サイドフレーム１２に取り付ける右支持手段（右支持部材）６２と、動力源２１の中央部２１ａをフロントサブフレーム１６に連結する支持ロッド６３とを備えている。

右支持手段６２は、エンジン２２の右端部２２ａに基部６２ａが設けられ、先端部６２ｂが右サイドフレーム１２にボルト止めされている。
具体的には、基部６２ａは、エンジン２２の右端部２２ａに２本のボルト６５で取り付けられている。

また、先端部６２ｂは、ボルト（締結部材）６６を貫通させる貫通孔（図示せず）が形成され、この貫通孔に対して同軸上に防振用ラバー部材（図示せず）が設けられている。
この防振用ラバー部材にボルト６６を貫通させる貫通孔が形成されている。
先端部６２ｂおよび防振用ラバー部材の貫通孔にボルト６６を差し込み、貫通孔から突出されたねじ部が、右サイドフレーム１２の取付孔４４（図２参照）の溶接ナットにねじ結合されることで、先端部６２ｂが右サイドフレーム１２に取り付けられている。

ここで、取付孔４４は、図２で説明したように、右サイドフレーム１２の境界部（すなわち、右後半部３５の前端部３５ａ）から車体前方側に距離Ｌ３離れている。
よって、右サイドフレーム１２に車体前方から衝撃荷重Ｆ１（図２参照）が作用した場合、右サイドフレーム１２は、右後半部３５の前端部３５ａで車体外側に折れ曲がるように変形させることが可能である。

左支持手段６１は、トランスミッション２３の左端部２３ａに設けられた支持ブラケット７１と、支持ブラケット７１に連結されるとともに左サイドフレーム１１に設けられた取付部材７２とを備えている。

図３は図１の３部拡大図、図４は図３の左支持手段を分解した状態を示す平面図である。
支持ブラケット７１は、トランスミッション２３の左端部２３ａに基部７４が３本のボルト７５，７５，７６で取り付けられ、基部７４から一対の支持アーム７７が所定間隔をおいて左サイドフレーム１１に向けて突出されている。

一対の支持アーム７７のうち、前側の支持アーム７７の先端部７７ａに取付孔７８が貫通され、後側の支持アーム７７の先端部７７ａにねじ孔７９が形成されている。
取付孔７８およびねじ孔７９はそれぞれ同軸上に形成されている。
一対の支持アーム７７間に取付部材７２が配置されている。

取付部材７２は、左サイドフレーム１１に基部８１がボルト止めされ、基部８１に防振用ラバー部材８２が設けられ、防振用ラバー部材８２が一対の支持アーム７７にボルト８３を介して連結されている。

具体的には、防振用ラバー部材８２の中央に貫通孔８２ａが形成され、前側の支持アーム７７の取付孔７８および貫通孔８２ａにボルト８３が差し込まれている。
そして、貫通孔８２ａから突出したねじ部８３ａが後側の支持アーム７７のねじ孔７９にねじ結合されている。
これにより、防振用ラバー部材８２が一対の支持アーム７７にボルト８３を介して連結されている。

図５は本発明に係る左支持手段の取付部材を示す平面図である。
取付部材７２の基部８１は、左サイドフレーム１１に沿って設けられている。
この基部８１は、前端部８１ａに前貫通孔（貫通孔）８５が形成されるとともにスリット部８６が形成され、後端部８１ｂに後貫通孔（貫通孔）８８が形成されている。

前貫通孔８５にボルト（締結部材）９１（図４参照）が貫通され、前貫通孔８５から突出したねじ部９１ａ（図４参照）が左サイドフレーム１１の前取付孔４１に差し込まれ、前取付孔４１と同軸上の溶接ナットにねじ結合されている。

また、後貫通孔８８にボルト（締結部材）９２（図４参照）が貫通され、後貫通孔８８から突出したねじ部９２ａ（図４参照）が左サイドフレーム１１の後取付孔４２に差し込まれ、後取付孔４２と同軸上の溶接ナットにねじ結合されている。
これにより、取付部材７２の基部８１が左サイドフレーム１１に取り付けられている。

スリット部８６は、前貫通孔８５から前端部８１ａの外辺８１ｃまでスリット幅Ｗ２で車幅方向に向けて形成された隙間である。
スリット幅Ｗ２は、一例として、前貫通孔８５の直径と同じ寸法に設定されている。
このスリット部８６は、内端部８６ａが前貫通孔８５に開口するとともに、外端部８６ｂが外辺８１ｃに開口されている。
よって、前貫通孔８５は、車体外側に向けて開口されている。

これにより、前貫通孔８５および前取付孔４１にボルト９１が差し込まれ、ねじ部９１ａ（図４参照）が溶接ナットにねじ結合された状態で、ボルト９１がスリット部８６に沿って車体幅方向に移動することができる。
このように、基部８１の前端部８１ａにスリット部８６を形成することで、前貫通孔８５に差し込まれたボルト９１が、車体外側に向けて車体幅方向に移動することをスリット部８６で許容できる。

つぎに、左右のサイドフレーム１１，１２に車体前方側から衝撃荷重が作用した例を図６〜図９に基づいて説明する。
図６は本発明に係る左右のサイドフレームに車体前方側から衝撃荷重が作用する例について説明した図である。
車体前部構造１０の前方から相手車両９５のバンパビーム９６が左右のサイドフレーム１１，１２に衝突する。
左サイドフレーム１１の前端部１１ａに衝撃荷重Ｆ１が矢印の如く作用するとともに、右サイドフレーム１２の前端部１２ａに衝撃荷重Ｆ１が矢印の如く作用する。

図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る左サイドフレームで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、左サイドフレーム１１の前端部１１ａに衝撃荷重Ｆ１が矢印の如く作用することで、図２で説明したように、左サイドフレーム１１の左後半部３２の前端部３２ａにおいて車体外側に向けて荷重Ｆ２が作用する。

ここで、基部８１の前端部８１ａにスリット部８６が形成されている。
よって、前貫通孔８５（図７（ｂ）参照）に差し込まれたボルト９１をスリット部８６に沿わせて車体外側に向けて移動させることができる。
これにより、左サイドフレーム１１は、左後半部３２の前端部３２ａが車体外側に向けて折れ曲がるように変形を開始する。

（ｂ）において、左後半部３２の前端部３２ａが車体外側に向けて折れ曲がるように変形することで、前貫通孔８５に差し込まれたボルト９１がスリット部８６を経て基部８１から外れる。
ボルト９１が基部８１から外れることで、左後半部３２の前端部３２ａが車体外側に向けて円滑に折れ曲がるように変形する。
これにより、左サイドフレーム１１で衝撃荷重Ｆ１を良好に吸収することができる。

図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る右サイドフレームで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、右サイドフレーム１２の前端部１２ａに衝撃荷重Ｆ１が矢印の如く作用することで、図２で説明したように、右サイドフレーム１２が右後半部３５の前端部３５ａにおいて車体外側に向けて荷重Ｆ２が作用する。

ここで、ボルト６６（すなわち、図２に示す取付孔４４）は、図２で説明したように、右後半部３５の前端部３５ａから車体前方側に距離Ｌ３離れている。
よって、右後半部３５の前端部３５ａにおいて車体外側に向けて荷重Ｆ２が作用した場合、右サイドフレーム１２は、右後半部３５の前端部３５ａで車体外側に折れ曲がるように変形を開始する。

（ｂ）において、右後半部３５の前端部３５ａが車体外側に向けて折れ曲がるように変形する。
これにより、右サイドフレーム１２で衝撃荷重Ｆ１を良好に吸収することができる。

図９は本発明に係る左右のサイドフレームで衝撃荷重を吸収する例について説明した図である。
以上説明したように、車両用動力源の支持構造２５によれば、左右のサイドフレーム１１，１２をそれぞれ車体外側に向けて円滑に折れ曲げるように変形させることで、左右のサイドフレーム１１，１２の前端部に作用した衝撃荷重Ｆ１を良好に吸収することができる。

さらに、左右のサイドフレーム１１，１２のうち、車体外側に向けて折り曲がるように変形する部位、すなわち左後半部３２の前端部３２ａに対応させてスリット部８６を設けた。
よって、左後半部３２の前端部３２ａに、動力源２１を支持する左支持手段６１を取り付けても、左支持手段６１をスリット部８６で前端部３２ａから外すことができる。
左支持手段６１を前端部３２ａから外すことで、前端部３２ａを円滑に変形することができる。

これにより、衝撃荷重Ｆ１を良好に吸収するために、動力源２１を支持する左支持手段６１のレイアウトを変える必要がなく、左右の支持手段６１，６２で動力源２１を効率よく支持することができる。

なお、前記実施の形態では、スリット幅Ｗ２を前貫通孔８５の直径と同じ寸法に設定した例について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、スリット幅Ｗ２を前貫通孔８５の直径より小さく設定することも可能である。

また、前記実施の形態では、取付部材７２の前端部８１ａにスリット部８６を形成した例について説明したが、これに限らないで、取付部材７２の前後の端部８１ａ，８１ｂにスリット部８６をそれぞれ形成することも可能である。

さらに、前記実施の形態では、左支持手段６１の取付部材７２にスリット部８６を形成した例について説明したが、これに限らないで、左右の支持手段６１，６２にスリット部８６をそれぞれ形成することも可能である。

また、前記実施の形態では、締結部材としてボルト６６，９１，９２を例示したが、これに限らないで、例えばリベットなどの他の締結部材を用いることも可能である。

さらに、前記実施の形態で示した左支持手段６１や右支持手段６２などは例示した形状に限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明は、左右のサイドフレーム間に配置された動力源を左右の支持部材で左右のサイドフレームに取り付ける車両用動力源の支持構造を備えた自動車への適用に好適である。

本発明に係る車両用動力源の支持構造を備えた車体前部構造を示す平面図である。 本発明に係る車体前部構造の左右のサイドフレームを示す平面図である。 図１の３部拡大図である。 図３の左支持手段を分解した状態を示す平面図である。 本発明に係る左支持手段の取付部材を示す平面図である。 本発明に係る左右のサイドフレームに車体前方側から衝撃荷重が作用する例について説明した図である。 本発明に係る左サイドフレームで衝撃荷重を吸収する例について説明した図である。 本発明に係る右サイドフレームで衝撃荷重を吸収する例について説明した図である。 本発明に係る左右のサイドフレームで衝撃荷重を吸収する例について説明した図である。

符号の説明

１０…車体前部構造、１１…左サイドフレーム、１２…右サイドフレーム、２１…動力源、２５…車両用動力源の支持構造、３１…前半部、３２…後半部、３２ａ…前端部（境界部、車体外側に向けて折り曲がるように変形する部位）、６１…左支持手段（左支持部材）、６２…右支持手段（右支持部材）、６６，９１，９２…ボルト（締結部材）、７２…取付部材、８５…前貫通孔（貫通孔、前側の貫通孔）、８８…後貫通孔（貫通孔）、８６…スリット部、Ｆ１…衝撃荷重。

Claims (2)

1. 左右のサイドフレーム間に配置した動力源に左右の支持部材が設けられ、前記左右の支持部材の貫通孔に締結部材がそれぞれ貫通され、
   前記それぞれの締結部材で前記左右の支持部材が前記左右のサイドフレームに取り付けられた車両用動力源の支持構造において、
   前記サイドフレームは車体前後方向に対して略平行に延出された前半部と、前記前半部から車体後方に向けて湾曲状に延出された後半部とを有し、
   前記左右の支持部材のうち少なくとも一方の支持部材には、
   前記サイドフレームに沿って取り付けられる取付部材が含まれ、
   前記取付部材は締結部材により固定するための貫通孔を車体前後方向に複数有し、
   複数の貫通孔のうち前側の貫通孔には、車体外側に向けて開口するスリット部が車幅方向を向けて連通され、
   前記前側の貫通孔が前記前半部と前記後半部との境界部に配置され、
   前記左右のサイドフレームに車体前後方向の衝撃荷重が作用した場合、
   前記前側の貫通孔に連通する前記スリット部により、前記前側の貫通孔に差し込まれた締結部材の車幅方向への移動が許容されることを特徴とする車両用動力源の支持構造。
2. 前記前側の貫通孔に差し込まれた締結部材の移動後も、前記サイドフレームの後半部において、複数の締結部材のうち移動した締結部材を除いた締結部材により前記動力源が前記サイドフレームと連結している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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