JP5449360B2 - 車両用振動源取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のサブフレームに振動源をマウントする振動源取付構造に関する。

振動源取付構造において、防振装置は、エンジン等の振動源が発生する振動を吸収することで、振動がサブフレームに伝達されないようにする。このような振動源取付構造は、例えば特許文献１で提案されているように知られている。

特許文献１に開示されている振動源取付構造は、車体の前後方向に延びる車体フレームと、車体フレームの下方に配置されたサブフレームと、サブフレーム上に防振装置を介して取り付けられたエンジンとを備えている。防振装置は、防振装置のフランジ（エンジンマウントブラケット）をサブフレームに設けられている取付ベースの上に載せて、フランジを取付ベースにボルト止めすることによって、サブフレームに取り付けられている。

このような構成であるから、防振装置の保守、点検、交換をする整備作業の工数のうち、車体フレームに対するサブフレームの脱着作業を行う工数が多いので、整備作業性の改善が求められている。

また、取付ベース及びフランジを備えているので、その分、サブフレーム及び防振装置の重量が増すとともに、振動源の振動によるサブフレームの共振を極力抑制する上で不利である。サブフレームから車体フレームに伝達された振動は、車室内へ伝わる。乗員の乗り心地性や快適性を高めるためには、車室内へ伝わる振動や騒音を極力抑制することが好ましい。

特開２００６−５２７４０公報

本発明の課題は、防振装置を整備する作業性を高め、サブフレーム及びその周りの共振及び振動増幅を抑制することができる技術を提供することにある。

本発明の一局面によれば、車体フレームと、該車体フレームの下方に配置され、前記車体フレームに取り付けられたサブフレームと、前記サブフレーム上に防振装置を介して取り付けられたエンジン等の振動源とを備えている振動源取付構造であって、前記防振装置は、前記振動源に取付ける第１取付部と、前記サブフレームに取付ける第２取付部と、これらの第１・第２取付部間を連結する弾性体とを備えており、前記サブフレームは、該サブフレームの上下方向に貫通可能な嵌合孔を有しており、前記第２取付部は、前記嵌合孔に対して、取り外し可能な圧入によって取り付けられている振動源取付構造か提供される。

好ましくは、前記第２取付部には、防振装置の外周方向に折れ曲がり、前記嵌合孔に圧入するときに、前記サブフレームに対する圧入方向の位置決めをするための位置決めストッパを有している。

好ましくは、前記サブフレームは、前記嵌合孔に圧入された前記第２取付部を、前記圧入方向とは逆方向への抜け止めをするための、取り外し可能な抜止めストッパを有している。
好ましくは、前記ストッパが前記サブフレームの前記嵌合孔に形成される段差部に当接することにより位置決めがなされる。

本発明の振動源取付構造における防振装置は、サブフレームに取付けるための第２取付部を、サブフレームの上下方向に形成された嵌合孔に対し、上又は下から取り外し可能な圧入によって取り付ける。このように、サブフレームの嵌合孔に第２取付部を、直接に圧入によって取り付けるだけであるから、防振装置の保守、点検、交換をする整備作業の工数のうち、車体フレームに対するサブフレームの脱着作業を行う工数が少なくてすむ。この結果、防振装置を整備する作業性を高めることができる。

さらには、サブフレームの嵌合孔に第２取付部を、直接に圧入によって取り付けるだけであるから、サブフレームには、防振装置を取り付けるための取付ベースが不要である。また、第２取付部には、前記取付ベースにボルト止めによって取付けるためのフランジ（振動源マウントブラケット）が不要である。その分、サブフレーム及び防振装置の軽量化を図ることができる。

しかも、このように、取付ベース及びフランジを廃止したので、これらの部材が共振や振動増幅の要因には、なり得ない。このため、振動源が発生した振動に対する、サブフレーム及びその周りの共振及び振動増幅を極力抑制することができる。

第２取付部は、予め設定されている一定位置まで嵌合孔に圧入されたときに、サブフレームに対して位置決めストッパが接する。この結果、サブフレームに対して、第２取付部の圧入方向の位置決めがなされる。作業者は、第２取付部を嵌合孔に圧入するときに、サブフレームに対する圧入方向の位置に注意を払う必要がない。このため、防振装置を整備する作業性を、より高めることができる。

嵌合孔に対して第２取付部が圧入方向とは逆方向へ抜け出ることを、抜止めストッパによって防止している。このため、振動源が発生する振動や車両の走行時の振動によって、嵌合孔から第２取付部が抜け出ることはない。サブフレームに対する防振装置の取付け状態を、より一層長期間にわたって維持することができる。

実施例１による防振装置を備えた車両の前部の斜視図である。 図１に示された防振装置の斜視図である。 図２の３−３線に沿った拡大断面図である。 本発明の実施例２による防振装置周の断面図である。

以下、本発明の好ましい幾つかの実施例について、添付図に基づいて説明する。

図１に示すように、車両１０における車体１１の前部は、車体フレーム２０と、この車体フレーム２０の前部に取付けたサブフレーム３０とからなる。

車体フレーム２０の前部は、車体前部の両側で車体前後に延びた左右のフロントサイドフレーム２１，２１と、これらのフロントサイドフレーム２１，２１の車幅方向外側で且つ上方で車体前後に延びた左右のアッパフレーム２２，２２と、フロントサイドフレーム２１，２１とアッパフレーム２２，２２との間に掛け渡した左右のダンパハウジング２３，２３と、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前部及び左右のアッパフレーム２２，２２の前部に結合したフロントバルクヘッド２４とを備えている。車体前部は、モノコックボディである。

このような車体フレーム２０は、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前部と、このフロントサイドフレーム２１，２１の後端から後方へ延びる左右のフロアフレーム２５，２５（左側のみ図示）の前端部とに、前後左右４個の防振用弾性ブッシュ（図示せず）を介して、サブフレーム３０を吊り下げた構成をしている。つまり、サブフレーム３０は、車体フレーム２０に吊り下げられるように取り付けられている。

このサブフレーム３０は平面視略四角形状の枠からなる。サブフレーム３０の前半部には縦置きエンジン４１（動力源４１）がマウントされ、後半部にはトランスミッション４２がマウントされている。エンジン４１及びトランスミッション４２は、複数の防振装置５０（図では１個だけを示す。）を介してサブフレーム３０上に取り付けられている。これらのエンジン４１及びトランスミッション４２は、振動源の一種である。

図２に示すように、防振装置５０を取り付ける取付台３０ａは、サブフレーム３０の側部に一体に形成されている。取付台３０ａは、サブフレーム３０の一部であるため、以下、「サブフレーム３０」というときには、取付台３０ａを含むものとする。防振装置５０は取付台３０ａに取り付けられる。エンジン４１のエンジンブラケット４１ａは、防振装置５０の上端部に取り付けられている。このエンジンブラケット４１ａは、エンジン４１に対して一体に形成されるか、または別部材として取り付けられる。以下、エンジン４１というときには、エンジンブラケット４１ａを含む。

図３に示すように、防振装置５０は、エンジン４１に取付けられる第１取付部５１と、サブフレーム３０に取付けられる第２取付部５２と、これらの第１・第２取付部５１，５２間を連結する弾性体５３とを有している。これらの第１・第２取付部５１，５２及び弾性体５３は、防振装置５０における上下方向の軸心ＣＬ（中心）上に配列されている。

以下、防振装置５０の構成について詳細に説明する。
第１取付部５１は、エンジン４１のエンジンブラケット４１ａに取付けられている。第２取付部５２は、弾性体５３を連結した円筒状の部材である。これらの第１・第２取付部５１，５２は、鋼材やアルミニウム合金材等の金属材料からなる。弾性体５３は、第１取付部５１と第２取付部５２との間で伝達される振動を、弾性変形することにより吸収するゴムブロックであり、概ね下開放のカップ状に形成されている。

第２取付部５２と弾性体５３とによって防振装置５０の下部に形成された空間には、例えば液封構造６０が設けられる。液封構造６０は、周知の構成でよいが、一例を挙げると次の通りである。つまり、液封構造６０は、第２取付部５２の下端の開口を塞ぐダイヤフラム６１と、弾性体５３及びダイヤフラム６１により区画された液室６２と、液室６２を弾性体５３側の主液室６２ａ及びダイヤフラム６１側の副液室６２ｂの上下２室に仕切る仕切部材６３と、主液室６２ａと副液室６２ｂを連通するように仕切部材６３に設けたオリフィス通路６４と、仕切部材６３に設けられて液圧変動を吸収する弾性可動薄膜６５とからなる。主液室６２ａ及び副液室６２ｂは作動液Ｌｑを封入する。

次に、防振装置５０を介してサブフレーム３０にエンジン４１を取付ける構造について詳しく説明する。

サブフレーム３０は、防振装置５０を取付ける位置に、嵌合孔３１を有している。この嵌合孔３１は、サブフレーム３０の上下方向に貫通している。

さらに、嵌合孔３１は、サブフレーム３０の下側に形成されている大径孔３１ａと、サブフレーム３０の上側に形成されている小径孔３１ｂとからなる。大径孔３１ａの孔径は小径孔３１ｂの孔径よりも大きい。このため、大径孔３１ａと小径孔３１ｂとの境には段差部３１ｃを有する。以下、この段差部３１ｃのことを「位置決め段差部３１ｃ」という。この位置決め段差部３１ｃは、第２取付部５２の挿入深さを決める。サブフレーム３０の下面３２に対する、位置決め段差部３１ｃの位置（深さ）は、予め設定されている。

第２取付部５２は、嵌合孔３１に取り外し可能な圧入によって取り付けられる。具体的には、第２取付部５２は、嵌合孔３１における大径孔３１ａに、サブフレーム３０の下方から圧入される。

ここで、「取り外し可能な圧入によって取り付けられる」とは、工具を用いることによって、嵌合孔３１に対して第２取付部５２を取り付け、取り外しが可能な程度の嵌め合いであることをいう。つまり、外部からサブフレーム３０に伝わった振動程度では、嵌合孔３１から第２取付部５２が脱落することなく、自己保持可能な程度の嵌め合いである。このように、嵌合孔３１に第２取付部５２を圧入によって取付けるための荷重は、嵌合孔３１から第２取付部５２を取り外すことが可能な程度の荷重である。

さらに、第２取付部５２は、上端に位置決めストッパ５２ａを有している。この位置決めストッパ５２ａは、第２取付部５２を嵌合孔３１に圧入するときに、サブフレーム３０に対する圧入方向（上方向）の位置決めをするものであり、例えば、第２取付部５２の上縁に一体に形成される。位置決めストッパ５２ａが位置決め段差部３１ｃに接することによって、サブフレーム３０に対する第２取付部５２の取付け位置が決まる。

サブフレーム３０は、嵌合孔３１の下側開口及び防振装置５０の下端全体を塞ぐことが可能なカバー３５を有している。このカバー３５は、サブフレーム３０の下面３２に複数のボルト３６によって、取り外し可能に取り付けられる、概ね皿状の部材である。サブフレーム３０に取り付けられたカバー３５の内面は、第２取付部５２の下端に近接している。このようなカバー３５は、嵌合孔３１に圧入された第２取付部５２を、圧入方向とは逆方向（下方向）への抜け止めをする以下、カバー３５のことを「抜止めストッパ３５」という。

このように、嵌合孔３１に対して第２取付部５２が圧入方向とは逆方向へ抜け出ることを、抜止めストッパ３５によって防止している。このため、エンジン４１が発生する振動や車両１０の走行時の振動によって、嵌合孔３１から第２取付部５２が抜け出ることはない。従って、サブフレーム３０に対する防振装置５０の取付け状態を、より一層長期間にわたって維持することができる。

第１取付部５１は、サブフレーム３０の上に突出し、その上端面にスタッドボルト５４の一端部は埋め込まれている。このスタッドボルト５４は、防振装置５０の軸心ＣＬ上に位置するとともに、上方へ向けて延びている。第１取付部５１に重ねられたエンジン４１（より具体的にはエンジンブラケット４１ａ）は、スタッドボルト５４とナット５５によって、第１取付部５１に取り外し可能に取付けられる。

図３において、想像線によって表された部材３８は、第１取付部５１のための横振れストッパである。この横振れストッパ３８は、車両１０（図１）の急加速時や急減速時において、第１取付部５１が水平方向に変位する変位量を規制するものであり、例えばサブフレーム３０の上に取り付けられる。

次に、防振装置５０の整備手順の一例を説明する。
図３に示すように、サブフレーム３０は防振装置５０を介してエンジン４１をマウントしている状態にある。この状態の防振装置５０を整備するには、先ず、スタッドボルト５４からナット５５を外すとともに、サブフレーム３０から横振れストッパ３８を外す。次に、サブフレーム３０から抜止めストッパ３５を外す。次に、嵌合孔３１から第２取付部５２を下方へ引き抜く。この結果、嵌合孔３１から防振装置５０を取り外すことができる。

その後、防振装置５０を保守、点検をした上で、再び嵌合孔３１に戻す、または、新たな防振装置５０に交換する。具体的な手順は、先ず、嵌合孔３１に対し、サブフレーム３０の下から防振装置５０を挿入し、大径孔３１ａに第２取付部５２を圧入する。嵌合孔３１に対し、第２取付部５２を予め設定されている一定位置まで圧入したときに、サブフレーム３０の位置決め段差部３１ｃに対して、位置決めストッパ５２ａが接する。この結果、図３に示すように、サブフレーム３０に対して、第２取付部５２の圧入方向の位置決めがなされる。作業者は、第２取付部５２を嵌合孔３１に圧入するときに、サブフレーム３０に対する圧入方向の位置に注意を払う必要がない。このため、防振装置５０を整備する作業性を、より高めることができる。

サブフレーム３０に対し、エンジン４１の位置は元のままで、変わっていない。このため、サブフレーム３０に対して、第２取付部５２の圧入方向の位置決めがなされたときには、エンジンブラケット４１ａのボルト孔にスタッドボルト５４の上端部が嵌る。次に、サブフレーム３０に横振れストッパ３８を取付けるとともに、スタッドボルト５４にナット５５をねじ込むことによって、第１取付部５１にエンジンブラケット４１ａを取付ける。その後、サブフレーム３０に抜止めストッパ３５を取付けて、一連の整備作業を終了する。

以上の説明をまとめると、次の通りである。
防振装置５０は、サブフレーム３０に取付けるための第２取付部５２を、サブフレーム３０の上下方向に形成された嵌合孔３１に対し、下から取り外し可能な荷重の圧入によって取り付けられる。このように、サブフレーム３０の嵌合孔３１に第２取付部５２を、直接に圧入によって取り付けるだけであるから、防振装置５０の保守、点検、交換をする整備作業の工数のうち、車体フレーム２０に対するサブフレーム３０の脱着作業を行う工数が少なくてすむ。この結果、防振装置５０を整備する作業性を高めることができる。

さらには、サブフレーム３０の嵌合孔３１に第２取付部５２を、直接に圧入によって取り付けるだけであるから、サブフレーム３０には、防振装置５０を取り付けるための取付ベースが不要である。また、第２取付部５２には、前記取付ベースにボルト止めによって取付けるためのフランジ（振動源マウントブラケット）が不要である。その分、サブフレーム３０及び防振装置５０の軽量化を図ることができる。しかも、このように、取付ベース及びフランジを廃止したので、これらの部材が共振や振動増幅の要因には、なり得ない。このため、エンジン４１（振動源）が発生した振動に対する、サブフレーム３０及びその周りの共振及び振動増幅を極力抑制することができる。

車両１０（図１）の急加速時や急減速時において、エンジン４１は上下方向、つまり防振装置５０の軸心ＣＬに沿った方向へ、大きく変位し得る。変位量が過大になると、エンジンブラケット４１ａの下面は、防振装置５０の上面に当たることが、あり得る。当たったときには、エンジンブラケット４１ａから防振装置５０へ下向きの荷重が作用する。この下向き荷重は、防振装置５０をサブフレーム３０の嵌合孔３１から下方へ抜き出す方向の力である。

これに対し、図３に示すように、横振れストッパ３８の上面とエンジンブラケット４１ａの下面との間には、一定の隙間δを有して緩衝材３９を配置することが好ましい。この緩衝材３９は、例えば横振れストッパ３８の上面に取り付けられたラバーからなる。なお、この緩衝材３９は、サブフレーム３０の上面とエンジンブラケット４１ａの下面との間に配置した構成であってもよい。

隙間δの大きさや緩衝材３９の厚さについては、下向き荷重によって、エンジンブラケット４１ａの下面が防振装置５０の上面に当たることなく、下向き荷重を緩衝材３９によって受け止めることが可能なように設定される。このため、下向き荷重は、緩衝材３９によって緩和されるとともに、横振れストッパ３８またはサブフレーム３０によって受け止められる。従って、エンジン４１が防振装置５０へ向かって大きく変位した場合に、エンジンブラケット４１ａが防振装置５０の上面に当たることによって、下向き荷重が防振装置５０の上面に作用することはない。防振装置５０は、サブフレーム３０の嵌合孔３１から下方へ抜き出ない。サブフレーム３０に対する防振装置５０の取付け状態を、より一層長期間にわたって維持することができる。

次に、実施例２について図４に基づき説明する。実施例１と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。図４は、本発明に係る防振装置（実施例２）周りを示しており、上記図３に対応するよう示している。但し、図３に示してある横振れストッパ３８、エンジンブラケット４１ａ及びナット５５については省略した。

実施例２は、上記実施例１に対して実質的に同じ構成であるが、次の点で相違する。つまり、上記図３に示す実施例１は、嵌合孔３１に第２取付部５２を「下から」取り付ける構成である。これに対して、図４に示す実施例２は、嵌合孔３１Ａに第２取付部５２Ａを、「上から」取り外し可能な荷重の圧入によって取り付ける構成である点で相違する。以下、相違点を詳しく説明する。

図４に示す実施例２の嵌合孔３１Ａは、図３に示す実施例１の嵌合孔３１に相当する。実施例１の嵌合孔３１は、大径孔３１ａと小径孔３１ｂと段差部３１ｃからなる段差状の孔であった。これに対して、実施例２の嵌合孔３１Ａは、段差の無いストレート状に上下貫通した貫通孔である。嵌合孔３１Ａの孔径は、実施例１の大径孔３１ａの孔径と同一に設定されている。

さらに、図４に示す実施例２の第２取付部５２Ａは、図３に示す実施例１の第２取付部５２に相当する。第２取付部５２Ａの外径は、実施例１の第２取付部５２の外径と同一に設定されている。

実施例１において、第２取付部５２に有している位置決めストッパ５２ａは、嵌合孔３１の位置決め段差部３１ｃに接することによって、サブフレーム３０に対する第２取付部５２の取付け位置が決まる。位置決めストッパ５２ａの外径は、大径孔３１ａの孔径よりも若干小さい。

これに対して、実施例２では、第２取付部５２Ａの上縁に有している、位置決めストッパ５２ａは、サブフレーム３０の上面３３に接することによって、サブフレーム３０に対する第２取付部５２Ａの取付け位置が決まる。実施例２の位置決めストッパ５２ａの外径は、嵌合孔３１Ａの孔径よりも大きく設定されている。

このように、嵌合孔３１Ａに対して上から下方向に向けて、第２取付部５２Ａを予め設定されている一定位置まで圧入したときに、サブフレーム３０の上面３３に対して、位置決めストッパ５２ａが接する。この結果、図４に示すように、サブフレーム３０に対して、第２取付部５２Ａの圧入方向（下方向）への位置決めがなされる。作業者は、第２取付部５２Ａを嵌合孔３１Ａに圧入するときに、サブフレーム３０に対する圧入方向の位置に注意を払う必要がない。このため、防振装置５０を整備する作業性を、より高めることができる。

実施例２の位置決めストッパ５２ａは、サブフレーム３０から下方への脱落を防止する抜止めストッパの役割を兼ねる。サブフレーム３０の上面３３に位置決めストッパ５２ａが接しているので、第２取付部５２Ａが嵌合孔３１Ａから下方へ脱落することは、より確実に規制される。このため、図３に示す抜止めストッパ３５を設ける必要はない。

上述したように、実施例２の防振装置５０は、サブフレーム３０に取付けるための第２取付部５２Ａを、サブフレーム３０の上下方向に形成された嵌合孔３１Ａに対し、上から取り外し可能な圧入によって取り付ける。このように、サブフレーム３０の嵌合孔３１Ａに第２取付部５２Ａを、直接に圧入によって取り付けるだけであるから、防振装置５０の保守、点検、交換をする整備作業の工数のうち、車体フレーム２０に対するサブフレーム３０の脱着作業を行う工数が少なくてすむ。この結果、防振装置５０を整備する作業性を高めることができる。

さらには、サブフレーム３０の嵌合孔３１Ａに第２取付部５２Ａを、直接に圧入によって取り付けるだけであるから、サブフレーム３０には、防振装置５０を取り付けるための取付ベースが不要である。また、第２取付部５２Ａには、前記取付ベースにボルト止めによって取付けるためのフランジ（振動源マウントブラケット）が不要である。その分、サブフレーム３０及び防振装置５０の軽量化を図ることができる。しかも、このように、取付ベース及びフランジを廃止したので、これらの部材が共振や振動増幅の要因には、なり得ない。このため、エンジン４１（振動源）が発生した振動に対する、サブフレーム３０及びその周りの共振及び振動増幅を極力抑制することができる。

本発明では、車体１１は、車体フレーム２０の後部にサブフレーム３０を取付ける構成であってもよい。

また、振動源は、走行用の動力を発生するものであればよく、エンジン４１やトランスミッション４２の他に例えば電動モータであってもよい。

本発明の振動源取付構造は、車体フレーム２０に対して下方から取り付けられるサブフレーム３０に、防振装置５０を介してエンジン４１等の振動源を取付けるようにした、自動車に用いるのに好適である。

１０…車両、２０…車体フレーム、３０…サブフレーム、３１，３１Ａ…嵌合孔、３１ｃ…位置決め段差部、３２…下面、３３…上面、３５…抜止めストッパ、４１…振動源（エンジン）、４１ａ…エンジンブラケット、５０…防振装置、５１…第１取付部、５２，５２Ａ…第２取付部、５２ａ…位置決めストッパ、５３…弾性体、Ｕｐ，Ｄｗ…圧入方向。

Claims (2)

1. 車体フレームと、該車体フレームの下方に配置され、前記車体フレームに取り付けられたサブフレームと、前記サブフレーム上に防振装置を介して取り付けられたエンジン等の振動源とを備えている振動源取付構造であって、
   前記防振装置は、前記振動源に取付ける第１取付部と、前記サブフレームに取付ける第２取付部と、これらの第１・第２取付部間を連結する弾性体とを備えており、
   前記第２取付部には、前記防振装置の外周方向に折れる位置決めストッパが形成され、
   前記サブフレームは、該サブフレームの上下方向に形成され、
   前記防振装置が下側方向に貫通可能な嵌合孔を有しており、
   前記第２取付部は、前記嵌合孔に対して、下から取り外し可能な圧入によって取り付けられ、
   前記ストッパが前記サブフレームの前記嵌合孔に形成される段差部に当接することにより位置決めがなされる、
   ことを特徴とする振動源取付構造。
2. 前記サブフレームは、前記嵌合孔に圧入された前記第２取付部を、前記圧入方向とは逆方向への抜け止めをするための、取り外し可能な抜止めストッパを有している、請求項１に記載の振動源取付構造。

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