説明

エンジン支持構造

【課題】アイドル時のエンジンから車体へ振動伝達の抑制と、加速時の乗り心地の改善との両立を行うことのできるエンジン支持構造を提供する。
【解決手段】パワープラント6は、ロール方向慣性主軸の上方の、パワープラント重心Gを通る鉛直線VLを挟んで慣性主軸の方向に互いに離れた一対の支持点にそれぞれ配置されたエンジンマウントLH、RHを介して支持されるとともに、重心Gより下方に配置されたトルクロッドTRによりエンジンのロール方向の動きを抑制するように構成されていて、エンジン1のロール方向の動きを抑えるロールストッパRSが、トルクロッドTRの他に設けられ、このロールストッパRSは、一対のエンジンマウントLH、RHのうち重心Gより遠い側のエンジンマウントLHより下側に配置するとともに、ロールストッパRSのバネ定数を、トルクロッドより、低歪み時では大きく、高歪み時では小さくした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロール方向慣性主軸の向きが車両の略左右方向となるよう配置されたFF横置きエンジンとその車両左右いずれかに連結されたトランスミッションとよりなるパワープラントを、ロール方向慣性主軸の上方の、エンジン重心を通る鉛直線を挟んで慣性主軸方向に互いに離れた一対の支持点に配置されたエンジンマウントを介して支持するとともに、エンジンのロール方向の動きを、重心より下方に配置されたトルクロッドにより抑制するよう構成されたペンデュラム式のエンジン支持構造に関し、特に、アイドル時の振動と、加速時(高負荷時)の振動との両方をバランスよく抑えることができるものに関する。
【背景技術】
【0002】
上記のようなエンジン支持構造は、ペンデュラム式(ペンデュラム懸架式ともいう)と呼ばれ、この支持方式は、エンジン支持構造の設計において重要課題とされている、アイドル時のエンジンから車体へ振動伝達の抑制と、走行時の乗り心地の改善との両立を比較的行い易いため、最近、よく用いられるようになってきている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
しかしながら、アイドル時のエンジンから車体へ振動伝達の抑制と、乗り心地の改善との両立は、まだまだ十分とは言えず、その点における改善が求められていた。
【0004】
図1および図2は、従来のペンデュラム式のエンジン支持構造のエンジンマウントの配置と、弾性主軸の位置とを示す模式図であり、図1は、パワープラントを上方より見た平面図、図2は、これを後方より見た後方側面図であり、エンジン1とトランスミッション5とよりなるパワープラント6は、エンジンロール方向慣性主軸の向きを、車両の略左右方向に合わせて配置されている。パワープラント6は、ロール方向慣性主軸の上方の、パワープラント重心Gを通る鉛直線GLを挟んで慣性主軸の方向に互いに離れた一対の支持点にそれぞれ配置されたエンジンマウントLH、RHを介して支持されるとともに、重心Gより下方に配置されたトルクロッドTRによりエンジンのロール方向の動きを抑制するように構成されている。
【0005】
FF横置きエンジンにおいては、パワープラント6のトランスミッションが左側に、エンジンが右側に配置されるのが一般的であり、したがって、この場合、図示したように、左側エンジンマウントLHは、パワープラント6のトランスミッション側を支持し、右側エンジンマウントRHは、エンジン側を支持することになる。
【0006】
このように配置されたパワープラント6を弾性支持したときの、ロール方向の回転中心をロール方向弾性主軸というが、図1、2において、この弾性主軸をRCで示す。一般的に、エンジンマウントが弾性主軸の近くにある場合、エンジンで発生した低周波の振動を効果的に抑えることができるが、弾性主軸まわりの高トルクを支持することはむつかしくなる。これに対して、エンジンマウントと弾性主軸との距離が離れると、低周波の振動抑制効果は低下するものの、大トルクを支持することができる。したがって、アイドル時はトルクが低く、しかも、特に直列3気筒エンジンで顕著なように周波数は低いため、弾性主軸RCが、エンジン側エンジンマウントRHの近くを通るような位置RCdにくるようにエンジンマウントやその位置を設計するのが好ましいとされる。
【0007】
一方、加速時においては、大きなロール方向の力が発生するので、弾性主軸が、エンジンマウントやトルクロッドなどの弾性支持体のどれからも離れているように、位置RCaに配置されるようにするのが好ましい。このように、弾性主軸RCは、アイドル時にはRCdの位置に、加速時にはRCaの位置に、それぞれ配置するようにするのが好ましい。しかし、実際には、アイドル時と加速時とで弾性主軸の位置を上記のようなエンジンマウントRH、LH、およびトルクロッドTRの構成だけで大きく変えることは難しい。そのため、従来、弾性主軸RCは、この両方の中間的な位置RCvに配置されることとなり、結局、アイドル時と加速時とのどちらの場合にも必要とされる制振特性を十分満足することが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2005−59806号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、アイドル時のエンジンから車体へ振動伝達の抑制と、加速時の乗り心地の改善との両立を行うことのできるエンジン支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
<1>は、ロール方向慣性主軸の向きが車両の略左右方向となるよう配置されたFF横置きエンジンとその左右いずれかに連結されたトランスミッションとよりなるパワープラントを、エンジンマウントを介して、ロール方向慣性主軸の上方の、パワープラント重心を通る鉛直線を挟んで慣性主軸方向に互いに離れた一対の支持点で支持するとともに、エンジンのロール方向の動きを、前記重心より下方に配置されたトルクロッドにより抑えるよう構成されたペンデュラム式のエンジン支持構造において、
エンジンのロール方向の動きを抑えるロールストッパを、前記トルクロッドの他に設け、このロールストッパを、前記一対のエンジンマウントのうち前記重心より遠い側のエンジンマウントより下側に配置するとともに、ロールストッパのバネ定数を、トルクロッドより、低歪み時では大きく、高歪み時では小さくしたことを特徴とするエンジン支持構造である。
【0011】
<2>は、<1>において、前記ロールストッパを、前記重心に関して、車両前後方向のトルクロッドと同じ側に配置したことを特徴とするエンジン支持構造である。
【0012】
<3>は、<1>又は<2>において、前記ロールストッパを、パワープラント側に剛性連結された第1剛性部材と車体側に剛性連結された第2剛性部材と、これらの剛性部材を直接的に弾性連結するゴム部材とで構成したことを特徴とするのエンジン支持構造である。
【0013】
<4>は、<1>〜<3>のいずれかにおいて、前記エンジンが直列3気筒であるエンジン支持構造である。
【発明の効果】
【0014】
<1>によれば、エンジンのロール方向の動きを抑えるロールストッパを、前記トルクロッドの他に設け、このロールストッパを、前記一対のエンジンマウントのうち前記重心より遠い側のエンジンマウントより下側に配置するとともに、ロールストッパのバネ定数を、トルクロッドより、低歪み時では大きく、高歪み時では小さくしたので、詳細を後述するように、アイドル時は、弾性主軸がエンジン側のマウントRHの支持位置を通過し、加速時には、弾性主軸を慣性主軸の近くに位置させることができるので、アイドル時のエンジンから車体へ振動伝達の抑制と、加速時の乗り心地の改善との両立が極めてやり易くなる。
【0015】
<2>によれば、前記外筒部材を、前記ロールストッパを、前記重心に関して、車両前後方向のトルクロッドと同じ側に配置したので、車両前後方向のトルクロッドと反対側のスペースがまとめて空けることができそのスペースを有効活用することができる。
【0016】
<3>によれば、前記ロールストッパを、パワープラント側に剛性連結された第1剛性部材と車体側に剛性連結された第2剛性部材と、これらの剛性部材を直接的に弾性連結するゴム部材とで構成したので、構造が簡単で安価なものとすることができ、逆に、もし、これを、トルクロッドのように、第1、第2の剛性部材に連結されるゴム部材と、それらのゴム部材を連結する剛性ロッドとを具えるよう構成した場合には、ロールストッパがトルクロッドに対比して制振上支配的となる低周波領域において共振しやすくなってしまう。
【0017】
<4>によれば、このエンジン支持構造を、アイドル振動が特に大きい直列3気筒のエンジンに適用するので、<1>について説明した前述の効果を際だたせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】従来のペンデュラム式エンジン支持構造におけるマウント配置と弾性主軸の位置とを示す平面図である。
【図2】従来のペンデュラム式エンジン支持構造におけるマウント配置と弾性主軸の位置とを示す後方側面図である。
【図3】本発明の実施形態のペンデュラム式エンジン支持構造におけるマウント配置と弾性主軸の位置とを示す平面図である。
【図4】アイドル時の、ペンデュラム式エンジン支持構造のマウント配置と弾性主軸の位置とを示す後方側面図である。
【図5】加速時の、ペンデュラム式エンジン支持構造のマウント配置と弾性主軸の位置とを示す後方側面図である。
【図6】トルクロッドを示す斜視図および平面図である。
【図7】ロールストッパを示す斜視図および平面図である。
【図8】ロールストッパおよびトルクロッドのバネ特性をグラフで示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明に係る実施形態のペンデュラム式エンジン支持構造について図を参照して以下に説明する。図3は、実施形態のペンデュラム式エンジン支持構造におけるマウント配置と弾性主軸の位置とを示す平面図、図2は、アイドル時におけるその後方側面図、そして、図5は、加速時におけるその後方側面図であり、エンジン1とトランスミッション5とよりなるパワープラント6は、先に説明したのと同様に、エンジンロール方向慣性主軸の向きを、車両の略左右方向に合わせて配置され、パワープラント6は、ロール方向慣性主軸の上方の、パワープラント重心Gを通る鉛直線GLを挟んで慣性主軸の方向に互いに離れた一対の支持点にそれぞれ配置されたエンジンマウントLH、RHを介して支持されるとともに、重心Gより下方に配置されたトルクロッドTRによりエンジンのロール方向の動きを抑制するように構成され、一般的には、図示のように、左側エンジンマウントLHが、パワープラント6のサスペンション側を支持し、右側エンジンマウントRHが、エンジン側を支持している。
【0020】
本発明のエンジン支持構造は、その特徴として、エンジンのロール方向の動きを抑えるロールストッパRSを、トルクロッドTRの他に設け、このロールストッパRSを、一対のエンジンマウントRH、LHのうち重心Gより遠い側、すなわち、サスペンション側のエンジンマウントLHの下に配置するとともに、ロールストッパRSのバネ定数を、トルクロッドTRより、低負荷時では大きく、高負荷時では小さくなるように構成する。
【0021】
アイドル時は、負荷が比較的小さいのでロール方向歪みは小さく、加速走行時には、負荷が大きく、従って、ロール方向歪みは大きくなる。そして、エンジンマウントRH、LHによって吊り下げられたパワープラント6のロール方向の変位を抑制するように機能するトルクロッドTRとロールストッパRSとのうち、ロール方向歪みが小さいアイドル時においては、ロールストッパRSのバネ常数がトルクロッドTRのそれを上回るので、弾性主軸RCは、ロールストッパRSに大きく引き寄せられ、しかも、トルクロッドTRのバネ定数が小さきことから、従来の位置RCvに対して、下側に平行移動するというようりむしろ、ロールストッパRSに対応する車両左右位置では低く、右側エンジンマウントRHに対応する車両左右位置では高くなるように傾斜角度が大きくなり、その結果、右側エンジンマウントRHの極めて近くを通る位置RCdに近づけることができ、したがって先に説明したように、アイドル時の振動を効果的に抑制することができる。
【0022】
これに対して、ロール方向歪みの大きい加速走行時は、ロールストッパRSよりトルクロッドTRの方がバネ定数が大きいので、トルクロッドTRの方がロール方向の制振には支配的となり、その結果、弾性主軸RCは、従来の位置RCvに対して、全体的に下側に平行移動し、その結果、加速時に好ましいとされた位置RCa、もしくはこれに極めて近い位置に移動することができる。
【0023】
ここで、ロールストッパRSの、これを上記のように機能させるための車両左右方向の位置は、上記の説明からも明かなように、トルクロッドよりも左側エンジンマウントLH側に寄せる必要があり、好ましくは、左側エンジンマウントLHの真下又はそこから極めて近い車両左右方向位置に設けるのがよい。
【0024】
次に、ロールストッパRSのバネ定数を、トルクロッドTRより、低負荷時では大きく、高負荷時では小さくなるようにするにはどうすればよいか、その構成について説明する。
【0025】
図6は、トルクロッドTRの一例を示す図であり、図6(a)は斜視図、図6(b)は平面図である。トルクロッドTRは、エンジン側に取り付けられる筒状の第1剛性部材11と、車体側に取り付けられる筒状の第2剛性部材12と、これらの剛性部材11、12を、ゴム部材13、14を介して連結するロッド部材15とで構成される。ロッド部材15の両端には、筒状部15a、15bが形成され、それぞれの筒状部15a、15b内に、第1、第2の剛性部材11、12が同心状に配置され、ゴム部材13は、第1剛性部材11とロッド部材15の筒状部15aとを弾性連結し、また、ゴム部材14は、第2剛性部材12とロッド部材15の筒状部15bとを弾性連結する。ゴム部材13、14の少なくとも一方(図示の場合は、ゴム部材13だけ)は、筒状部15aと剛性部材11との間の空間を全部埋めるのではなく、半径方向内外に延在するように構成され、また、ゴム部材13の延在方向と直交する方向における筒状部15aの内面には、弾性ストッパ16、17が設けられる。なお、図示の場合、ゴム部材14は、筒状部15bと第2剛性部材12との間の空間の大部分を埋めるように設けられている。
【0026】
トルクロッドTRは、以上のような構成により、ゴム部材13の延在方向と直交する方向に動きやすくなっているがその方向の変位が所定の大きさを超えようとした場合には、第1剛性部材11が弾性ストッパ16、17に当たってこの方向の変位が制限される。そして、トルクロッドTRにおいて、ゴム部材13は、その延在方向と直交する方向がロール方向と合致するように向けて配置される。
【0027】
このようなトルクロッドTRのロール方向のバネ特性は、横軸に変位を縦軸に荷重をとってグラフで表す図8において、ラインTで模式的に示される。ラインTにおいて、直線の傾きがθ1からθ2に変化する点に対応する歪みδtは、弾性ストッパ16、17の少なくとも一方に第1、第2剛性部材11、12の対応する部材が当たる時の歪みを表す。
【0028】
図7は、ロールストッパRSを示す斜視図および平面図であり、図7(a)は斜視図、図7(b)は平面図である。ロールストッパRSは、エンジン側および車体側の一方に取り付けられる筒状の第1剛性部材21と、エンジン側および車体側の他方に取り付けられ、第1剛性部材21の外周側に配置される筒状の第2剛性部材22と、これらの剛性部材21、22を弾性連結するゴム部材23とで構成される。ゴム部材23は、第1、第2剛性部材21、22の間の空間を全部埋めるのではなく、半径方向内外に延在するように構成され、また、ゴム部材23の延在方向と直交する方向における第2剛性部材22の内面には、弾性ストッパ26が設けられる。
【0029】
ロールストッパRSは、以上のような構成により、ゴム部材23の延在方向と直交する方向に動きやすくなっているが、その方向の変位が所定の大きさを超えようとした場合には、第1剛性部材21が弾性ストッパ26に当たってこの方向の変位が制限される。そして、ロールストッパRSも、第1、第2の剛性部材11、12を鉛直に向けた姿勢で取り付けられ、また、ゴム部材23、その延在方向と直交する方向がロール方向と合致するように向けて配置される。そして、重要なことは、ロールストッパRSのゴム部材23のロール方向のバネ定数は、トルクロッドTRのゴム部材12のロール方向のバネ定数より大きく設定されていることである。
【0030】
このようなロールストッパRSのロール方向のバネ特性は、先の図8において、ラインRで模式的に示される。ラインRにおいて、直線の傾きがθ3からθ4に変化する点に対応する歪みδrは、弾性ストッパ26に第1剛性部材22が当たる時の歪みを表す。この歪みδrは、トルクロッドTRに対応する歪みδtよりも大きい。
【0031】
そして、本願発明の重要な構成として、弾性主軸RCがアイドル時には、RCdの位置にあり、加速時にはRCaに位置するためには、先に説明したように、低歪み領域におけるバネ定数を、ロールストッパRSで大きくトルクロッドTRで小さく、逆に、高歪み領域においては、バネ定数を、ロールストッパRSで小さくトルクロッドTRで大きくする必要があり、そのため、低歪み領域では、ラインRの勾配がラインTの勾配より大きく、一方、高歪み領域では、ラインRの勾配がラインTの勾配より小さいのが特徴である。
【0032】
以上まとめると、上記の構成により、アイドル時には、ロール方向に振動を抑制する際の抑制手段として、歪みδrに達する前のロールストッパRSのバネ定数(勾配θ3)をトルクロッドTRのバネ定数(勾配θ1)より大きくすることにより、ロールストッパRSを支配的に効かせて、弾性主軸RCの位置をRCdとし、アイドル時のエンジン振動の車体への伝搬を効果的に防止することができる。
【0033】
一方、加速時には、歪みがδtに達した時点で、トルクロッドTRでは、弾性ストッパ16、17の少なくとも一方に第1、第2剛性部材11、12の対応する部材が当たってそのバネ定数の勾配はθ1からθ2に高なっていて、θ2は、ロールストッパRSの勾配θ3より遙かに大きく、従って、トルクロッドTRに対応するラインTと、ロールストッパRSに対応するラインRとが交わる点に対応する歪みδaより大きい歪み領域では、トルクロッドTRが支配的な役目を担い、このことによって、RCdにあった弾性主軸RCの位置をRCaとし、加速時のロール方向の共振を効果的に防止することができる。
【0034】
さらに、歪みが大きくなってこれがδrを超えると、ロールストッパRSにおいても、第1剛性部材21が弾性ストッパ26に当たり、これ以上の歪み領域においては、バネ定数は、トルクロッドTRとロールストッパRSにおいて弾性ストッパ16、26が効いたときのバネ定数を加算し合ったものになり極めて大きな力でロール方向の揺動を抑制することができる。
【符号の説明】
【0035】
1 エンジン
5 トランスミッション
6 パワープラント
11 第1剛性部材
12 第2剛性部材
13、14 ゴム部材
15 ロッド部材
15a、15b ロッド部材の筒状部
16、17 弾性ストッパ
21 第1剛性部材
22 第2剛性部材
23 ゴム部材
26 弾性ストッパ
G パワープラントの重心
LH 左側エンジンマウント
RC 弾性主軸
RCa、RCd、RCv 弾性主軸の位置
RH 右側エンジンマウント
RS ロールストッパ
TR トルクロッド
GL 鉛直線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロール方向慣性主軸の向きが車両の略左右方向となるよう配置されたFF横置きエンジンとその左右いずれかに連結されたトランスミッションとよりなるパワープラントを、エンジンマウントを介して、ロール方向慣性主軸の上方の、パワープラント重心を通る鉛直線を挟んで慣性主軸方向に互いに離れた一対の支持点で支持するとともに、エンジンのロール方向の動きを、前記重心より下方に配置されたトルクロッドにより抑えるよう構成されたペンデュラム式のエンジン支持構造において、
エンジンのロール方向の動きを抑えるロールストッパを、前記トルクロッドの他に設け、このロールストッパを、前記一対のエンジンマウントのうち前記重心より遠い側のエンジンマウントより下側に配置するとともに、ロールストッパのバネ定数を、トルクロッドより、低歪み時では大きく、高歪み時では小さくしたことを特徴とするエンジン支持構造。
【請求項2】
前記ロールストッパを、前記重心に関して、車両前後方向のトルクロッドと同じ側に配置したことを特徴とする請求項1に記載のエンジン支持構造。
【請求項3】
前記ロールストッパを、パワープラント側に剛性連結された第1剛性部材と車体側に剛性連結された第2剛性部材と、これらの剛性部材を直接的に弾性連結するゴム部材とで構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジン支持構造。
【請求項4】
前記エンジンが直列3気筒である請求項1〜3のいずれかに記載のエンジン支持構造。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2011−93447(P2011−93447A)
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−249927(P2009−249927)
【出願日】平成21年10月30日(2009.10.30)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】