(57)【要約】【課題】  乗員の乗り心地を損なうことなく、エンジン回転数全域に亘って、パワープラントから車体に伝達される振動を効果的に低減することができるパワープラントのマウントシステムを提供する。【解決手段】  エンジンマウントのマウントラバーとパワープラントとの間に介装されるステー部材の内部に空隙部９を設け、この空隙部９に空隙部９の各壁との間に隙間を設けて錘１０を配置した。【選択図】      図３
2008069901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワープラントを車体側部材に弾性支持部材を介して支持するパワープラントのマウントシステムにおいて、
前記弾性支持部材は、
前記車体側部材に連結される車体側固定部材と、
前記パワープラントに連結されるパワープラント側固定部材と、
前記車体側固定部材と前記パワープラント側固定部材との間に介装される弾性部材と、
を備え、
前記パワープラント側固定部材は、
前記パワープラント側に突出し、パワープラントと連結されるステー部材と、
このステー部材の内部に設けられた空隙部と、
前記空隙部に、空隙部の壁との間に隙間を設けて配置された質量部材と、
を備えていることを特徴とするパワープラントのマウントシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のパワープラントのマウントシステムにおいて、
前記質量部材の外周と前記空隙部の壁の少なくとも一方に、弾性部を設けたことを特徴とするパワープラントのマウントシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のパワープラントのマウントシステムにおいて、
前記空隙部と前記質量部材との間の隙間で前記パワープラントのクランク軸方向に延在し、空隙部の壁と質量部材とを連結する連結弾性部材を設けたことを特徴とするパワープラントのマウントシステム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパワープラントのマウントシステムにおいて、
前記ステー部材を、断面コの字形状に形成し、
前記質量部材を、前記ステー部材のコの字の凹部内に配置し、
前記ステー部材のコの字の開口縁部を開口面積が小さくなる方向に折り曲げることにより、前記質量部材を凹部内に保持することを特徴とするパワープラントのマウントシステム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパワープラントのマウントシステムにおいて、
前記ステー部材を、断面コの字形状に形成すると共に、コの字の底面から突出して前記質量部材を軸方向移動可能に貫通する突出部材を備え、
前記突出部材が質量部材を貫通した状態で、突出部材の先端をかしめることにより、質量部材を凹部内に保持することを特徴とするパワープラントのマウントシステム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のパワープラントのマウントシステムにおいて、
前記質量部材を、円筒形状に形成し、その軸方向を前記パワープラントのクランク軸方向と平行にして前記空隙部に配置したことを特徴とするパワープラントのマウントシステム。
【請求項７】
パワープラントを車体側部材に弾性支持部材を介して支持するパワープラントのマウントシステムにおいて、
前記パワープラントと前記弾性支持部材とを連結するステー部材にインパクト加振力を作用させ、エンジン振動を低減することを特徴とするパワープラントのマウントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワープラントのマウントシステムの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
質量体が対象物に衝突した際、対象物には瞬間的な衝撃力が入力され、その瞬間的な衝撃力の周波数成分は、広い周波数帯域に分布する。この特性を利用して、質量体を格納箱の中にクリアランスを設けて収容し、格納箱を振動発生体に固定することにより、振動を低減する技術（以降、インパクトダンパと称す。）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５５９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、インパクトダンパは、衝撃力を利用して振動を低減するものであるため、衝撃による音や振動が発生するという課題がある。特に、パワープラントのマウントシステムに適用する場合には、衝撃による音や振動が車体を介して乗員に伝わりやすいため、乗り心地の悪化を招くという問題があった。
【０００４】
本発明は上記課題に対してなされたもので、その目的とするところは、乗員の乗り心地を損なうことなく、エンジン回転数全域に亘って、パワープラントから車体に伝達される振動を効果的に低減することができるパワープラントのマウントシステムを提供することにある。
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、
パワープラントを車体側部材に弾性支持部材を介して支持するパワープラントのマウントシステムにおいて、
前記弾性支持部材は、
前記車体側部材に連結される車体側固定部材と、
前記パワープラントに連結されるパワープラント側固定部材と、
前記車体側固定部材と前記パワープラント側固定部材との間に介装される弾性部材と、
を備え、
前記パワープラント側固定部材は、
前記パワープラント側に突出し、パワープラントと連結されるステー部材と、
このステー部材の内部に設けられた空隙部と、
前記空隙部に、空隙部の壁との間に隙間を設けて配置された質量部材と、
を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のパワープラントのマウントシステムでは、弾性部材よりもパワープラント側に位置するステー部材の内部に空隙部を設け、この空隙部に質量部材を配置することで、ステー部材に質量部材を振動発生体とするインパクトダンパを構成している。すなわち、インパクトダンパを弾性部材よりもパワープラント側に配置することで、エンジン回転数全域に亘ってインパクト加振力によるステー部材の振動低減効果を得つつ、衝撃に伴う音や振動を弾性部材に吸収させ、乗員へ伝わりにくくすることができる。
この結果、乗員の乗り心地を損なうことなく、エンジン回転数全域に亘って、パワープラントから車体に伝達される振動を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、全体構成を説明する。
図１は、本発明のパワープラントのマウントシステムを適用した実施例１のFF車両におけるパワープラントのマウントシステムを示す斜視図である。
実施例１のパワープラント１は、エンジン２とオートマチック（AT）トランスミッション３とから構成されている。エンジン２とAT３は、車体の側面を構成する左右サイドメンバ（車体側部材）４ａ，４ｂに設けられた左右エンジンマウント（弾性支持部材）５，６を介して車体に弾性支持されている。また、エンジン２と車体との間には、エンジンのロール方向の変位および前後方向の変位を規制し、また併せてエンジン側と車体側とで振動絶縁を行うトルクロッド７が介装されている。
【０００９】
図２は、エンジンマウント５の細部構造を示す斜視図である。なお、エンジンマウント５，６は同一構造であるため、エンジンマウント５のみ説明し、エンジンマウント６細部の図示ならびに説明は省略する。
【００１０】
エンジンマウント５は、左サイドメンバ４ａに連結される車体側固定部材５ａと、パワープラント１に連結されるステー部材（パワープラント側固定部材）８と、車体側固定部材５ａとステー部材８との間に介装されるマウントラバー（弾性部材）５ｂと、を備えている。
【００１１】
次に、図３を加えてステー部材８の細部構造について説明する。
ステー部材８の内部には、前後、左右および前後を壁（前壁９ａ，後壁９ｂ，左壁９ｃ，右壁９ｄ，上壁９ｅ，下壁９ｆ）で囲まれた空間である空隙部９が形成され、この空隙部９には、空隙部９の各壁９ａ〜９ｆとの間に隙間を有して円筒形状に形成された錘１０が配置されている。
【００１２】
この錘１０は、質量部材１０ａを弾性膜（弾性部）１０ｂで被覆し、その軸線Ｌをエンジン２のクランク軸の軸線Ｍと平行、すなわち車幅方向に向けた状態で空隙部９に配置されている。また、空隙部９の左右壁９ｃ，９ｄと錘１０との間の隙間には、左右壁９ｃ，９ｄと錘１０とを連結するゴム製の連結弾性部材１１ａ，１１ｂが設けられている。この連結弾性部材１１ａ，１１ｂは、パワープラント１が車幅方向に振動したとき、錘１０と左右壁９ｃ，９ｄとの接触を回避可能な弾性特性に設定されている。
【００１３】
次に、作用を説明する。
［インパクトダンパの制振作用］
実施例１では、ステー部材８に周囲を壁９ａ〜９ｆで囲まれた空隙部９を設け、この空隙部９に錘１０を配置することにより、ステー部材８に錘１０を振動発生体とするインパクトダンパを構成している。
【００１４】
エンジン２の駆動時、パワープラント１がクランク軸の軸線Ｍ回りに振動すると、この振動に応じてステー部材８が振動するため、ステー部材８の内部に配置された錘１０も振動する。ここで、錘１０と空隙部９の各壁９ａ〜９ｆとの間には、隙間が形成されているため、錘１０は空隙部９に対し、振動に応じて相対的に移動する。
【００１５】
この錘１０の空隙部９に対する相対移動により、錘１０が壁に対して離反と衝突とを繰り返す。このときの錘１０の壁に対する衝突によって、ステー部材８の振動が広い周波数帯域に亘って吸収されることで、エンジン２のクランク軸回転を起振力とするステー部材８の複数の振動モードを制御でき、エンジン回転数全域に亘ってステー部材８の振動を低減することができる。ステー部材８は、パワープラント１と直接連結される部材であるため、エンジンマウント５，６の他の部位と比較して、パワープラント１の起振の影響を最も受けて振動する。つまり、ステー部材８の振動を抑制することで、車体側に伝達されるパワープラント１の振動をより効果的に低減することができる。
【００１６】
ここで、錘１０が壁と衝突する際、衝突に伴う衝撃音や振動が発生するが、インパクトダンパは、エンジンマウント５，６のマウントラバー５ｂよりもパワープラント１側のステー部材８に設けられているため、衝撃に伴い発生する音や振動をマウントラバー５ｂに吸収させることができる。よって、乗員に伝わる音や振動が小さく抑えられ、乗員への衝撃の伝達に伴う乗り心地の悪化を抑制することができる。
【００１７】
また、インパクトダンパはステー部材８の内部に設けられるため、インパクトダンパの取付スペースを新たに設けたり、エンジンマウント５，６の設計変更等を強いられたりすることが無く、レイアウト成立性の向上を図ることができる。加えて、ステー部材８の内部は、従来から軽量化を目的として中空に形成されている場合が多いため、空隙部９の形成が容易であり、ステー部材８の大幅な設計変更が強いられないため、実現可能性が高い。
【００１８】
さらに、パワープラント１のエンジン２やAT３に対して形状の小さいステー部材８の振動を抑えるだけで済むため、エンジン２やAT３のケーシングにインパクトダンパを取り付けて制振を行う場合と比較して、マス（質量部材１０ａ）の重量を小さく抑えることができる。つまり、小型化を図りつつ、十分な振動低減効果を得ることができる。
【００１９】
［質量部材の弾性膜被覆作用］
図４は、実施例１のインパクトダンパを示すモデル図であり、図４において、マスは質量部材１０ａ、ゴムは弾性膜１０ｂ、微小クリアランスは空隙部９と錘１０との間の隙間、振動体はステー部材８に対応している。
【００２０】
図４に示すように、実施例１のインパクトダンパは、錘１０は質量部材１０ａを弾性膜１０ｂで被覆して形成しているため、インパクトダンパとしての効果に加えて、ダイナミックダンパとしての制振効果が期待でき、さらに、錘１０と壁との衝突に伴う音や振動をより低減することができる。
【００２１】
［車幅方向の衝撃発生抑制作用］
実施例１では、錘１０と空隙部９の左右壁９ｃ，９ｄとの間に、車幅方向に延びる連結弾性部材１１ａ，１１ｂを介装し、錘１０と左右壁９ｃ，９ｄとをそれぞれ連結することで、連結弾性部材１１ａ，１１ｂの弾性力により錘１０と左右壁９ｃ，９ｄとの衝突を抑制している。
【００２２】
クランク軸の軸線Ｍが車幅方向に配置されるFF車では、車幅方向のエンジン振動は、車両前後方向および車両上下方向のエンジン振動と比較して小さく、車体の振動が乗員に与える影響も僅かである。よって、車幅方向ではインパクトダンパによる不要な衝撃の発生を抑えることで、音や振動の発生をより低減することができる。
【００２３】
［線接触による反力増大作用］
実施例１では、錘１０を円筒形状に形成し、その軸線Ｌの方向を、クランク軸の軸線Ｍの方向と平行にして空隙部９に配置しているため、錘１０が前後壁９ａ，９ｂおよび上下壁９ｅ，９ｆに衝突する際、錘１０と壁とを線接触させることができる。このため、衝突時の反力が出しやすく、制振効果をより高めることができる。
【００２４】
［ダイナミックダンパとの比較］
図５は、インパクトダンパとダイナミックダンパの振動数応答曲線図である。
ダイナミックダンパは、エンジン等の振動体に取り付けられ、振動体に対して新たな振動系を形成する。これにより、共振周波数f1に振動のピークP1が１個だけ存在するベース（制振効果デバイス無し）の状態から、振動のピークP1が分散されて共振周波数ｆ1の高周波数側および低周波数側に反共振周波数f2,f3の振動ピークP2,P3が形成される状態に変化させることができる。インパクトダンパとダイナミックダンパの振動数応答曲線図である。その結果、共振周波数f1における振動レベルを大幅に低減させることが可能となる。
【００２５】
ところが、ダイナミックダンパでは、低減すべき振動周波数に合わせてダイナミックダンパの共振周波数f1を設定することにより、その共振周波数f1の振動レベルを有効に低減することができるものの、その共振周波数f1の高周波数側および低周波数側には反共振が出現し、その反共振周波数域において増幅された振動ピークP2,P3が形成されてしまう状態となる。
【００２６】
すなわち、ダイナミックダンパでは、ある一つの共振周波数付近での極めて狭い周波数域においてのみしか振動レベルを有効に低減できないため、エンジン回転数に応じて振動のピークが変化するパワープラントのマウントシステムに適用した場合、エンジン回転数の全域に亘ってパワープラントから車体に入力される振動を効果的に低減することができない。
【００２７】
これに対し、インパクトダンパでは、小さい質量の重錘で広範囲の周波数域の複数の共振に対して振動減衰効果を得ることができるため、エンジン回転数の全域に亘って、パワープラントから車体に入力される振動を効果的に低減することができる。
【００２８】
図６(a)〜(c)は、実施例１のインパクトダンパの振動減衰効果を示すＺ方向（車両上下方向）のエンジン回転数応答曲線図であり、エンジン回転数の変化に応じてステー部材８からエンジンマウント５，６に伝達される振動の加速度を示している。図６(a)はエンジン回転４次成分、図６(b)はエンジン回転６次成分、図６(c)はエンジン回転８次成分である。
【００２９】
ステー部材８に制振効果デバイスを設けない場合（図６の破線）、エンジン回転数が高回転域（例えば、3,000rpm以上）にある場合には、エンジン回転４次成分の振動が大きくなる。また、エンジン回転数が中回転域（1,000rpm〜3,000rpm）にある場合には、エンジン回転６次成分の振動が大きく、エンジン回転数が低回転域（1,000rpm以下）にある場合には、エンジン回転８次成分の振動が大きくなる。
【００３０】
これに対し、実施例１のインパクトダンパを適用した場合には、ダイナミックダンパ（一点鎖線）を設けた場合と比較して、エンジン回転数４次成分の振動のピーク、６次成分の振動のピーク、８次成分の振動のピークがより効果的に低減されているのがわかる。
【００３１】
次に、効果を説明する。
実施例１のパワープラントのマウントシステムにあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００３２】
(1) エンジンマウント５，６のマウントラバー５ｂとパワープラント１との間に介装されるステー部材８の内部に空隙部９を設け、この空隙部９に空隙部９の各壁９ａ〜９ｆとの間に隙間を設けて質量部材１０ａを配置した。これにより、乗員の乗り心地を損なうことなく、エンジン回転数全域に亘って、パワープラント１から左右サイドメンバ４ａ，４ｂに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【００３３】
(2) 質量部材１０ａの外周に、弾性膜１０ｂを設けたため、ダイナミックダンパとしての制振効果が期待でき、さらに、錘１０と壁との衝突に伴う音や振動をより低減することができる。
【００３４】
(3) 空隙部９と質量部材１０ａとの間の隙間でパワープラント１のクランク軸Ｍ方向に延在し、空隙部９の左壁９ｃ，右壁９ｄと質量部材１０ａとを連結する連結弾性部材１１ａ，１１ｂを設けたため、エンジン振動の小さな車幅方向では、インパクトダンパによる衝撃の発生を抑えることで、衝撃に伴う音や振動の発生をより低減することができる。
【００３５】
(4) 質量部材１０ａを、円筒形状に形成し、その軸Ｌ方向をパワープラント１のクランク軸Ｍ方向と平行にして空隙部９に配置したため、衝突時の反力が出しやすく、制振効果をより高めることができる。
【００３６】
(5) パワープラント１を左右サイドメンバ４ａ，４ｂにエンジンマウント５，６を介して支持するパワープラントのマウントシステムにおいて、パワープラント１とエンジンマウント５，６とを連結するステー部材８にインパクト加振力を作用させ、エンジン振動を低減する。これにより、乗員の乗り心地を損なうことなく、エンジン回転数全域に亘って、パワープラント１から左右サイドメンバ４ａ，４ｂに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【実施例２】
【００３７】
まず、構成を説明する。
図７(b)は、実施例２のステー部材の断面図である。
実施例２では、ステー部材２１を断面コの字形状に形成し、錘１０を、ステー部材２１のコの字の凹部２１ａ内に配置している。錘１０の凹部２１ａからの脱落防止のため、コの字の側面部２１ｂ，２１ｃの先端２１ｄ，２１ｅは、コの字の開口を狭める方向に折り曲げられている。
【００３８】
コの字の凹部の底面は、錘１０と接触する壁の役目をなす第１底面部２１ｆと、この第１底面部２１ｆよりも小径の第２底面部２１ｇとから構成されている。これにより、両側面部２１ｂ，２１ｃの強度剛性が確保されている。
【００３９】
次に、図７(a),(b)を用いて実施例２のインパクトダンパの形成方法を説明する。
まず、鋳型を用いてステー部材２１を断面コの字形状に成型し、コの字の凹部２１ａ内に錘１０を配置する。このとき、錘１０の軸線Ｌは、実施例１と同様、図外のエンジンのクランク軸の軸線Ｍと平行となるように配置する。
【００４０】
次に、側面部２１ｂ，２１ｃの先端２１ｄ，２１ｅを、コの字の開口面積が小さくなる方向にかしめる。
この方法を用いることで、錘１０と空隙部（凹部２１ａ）とからなるインパクトダンパをステー部材２１に簡単に形成することができる。
【００４１】
次に、効果を説明する。
実施例２のパワープラントのマウントシステムにあっては、実施例１の効果に加え、以下に列挙する効果が得られる。
【００４２】
(6) ステー部材２１を、断面コの字形状に形成し、錘１０を、ステー部材２１のコの字の凹部２１ａ内に配置し、ステー部材２１のコの字の開口縁部を開口面積が小さくなる方向に折り曲げることにより、錘１０を凹部２１ａ内に保持する。これにより、簡単な方法でステー部材２１内にインパクトダンパを形成することができる。
【実施例３】
【００４３】
まず、構成を説明する。
図８(b)は、実施例３のステー部材の断面図である。
実施例３では、軸方向中心部に中空部３２ａを形成した錘３２を、断面コの字形状に形成したステー部材３１の突出部（突出部材）３１ａに貫通させ、コの字の凹部３１ｂ内に配置している。錘３２の凹部３１ｂからの脱落防止のため、突出部３１ａの先端３１ｃは、錘３２の中空部３２ａの外径よりも大径のかしめ部３１ｃが形成されている。
【００４４】
コの字の凹部の底面は、錘３２と接触する壁の役目をなす第１底面部３１ｄと、この第１底面部３１ｄよりも小径の第２底面部３１ｅとから構成されている。これにより、両側面部３１ｆ，３１ｇの強度剛性が確保されている。
【００４５】
次に、図８(a),(b)を用いて実施例３のインパクトダンパの形成方法を説明する。
まず、鋳型を用いてステー部材３１を断面コの字形状に成型し、錘３２の中空部３２ａを突出部３１ａに貫通させ、コの字の凹部３１ｂ内に錘３２を配置する。
【００４６】
次に、突出部３１ａの先端部をかしめてかしめ部３１ｃを形成する。
この方法を用いることで、錘３２と空隙部（凹部３１ｂ）とからなるインパクトダンパをステー部材３１に簡単に形成することができる。
【００４７】
次に、効果を説明する。
実施例３のパワープラントのマウントシステムにあっては、実施例１の効果に加え、以下に列挙する効果が得られる。
【００４８】
(7) ステー部材３１を、断面コの字形状に形成すると共に、コの字の第２底面３１ｅから突出して錘３２を軸方向移動可能に貫通する突出部３１ａを備え、突出部３１ａが錘３２を貫通した状態で、突出部３１ａの先端をかしめることにより、錘３２を凹部３１ｂ内に保持する。これにより、簡単な方法でステー部材３１内にインパクトダンパを形成することができる。
【００４９】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１〜３に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５０】
例えば、実施例１では、弾性支持部材のパワープラント側固定部材をステー部材のみとした例を示したが、ステー部材と弾性部材との間に他の剛性部材を設けてもよい。
【００５１】
実施例１〜３では、本発明のパワープラントのマウントシステムをFF車両に適用した例を示したが、FR車両に適用する場合には、クランク軸方向が車両前後方向となるため、質量部材は軸方向を車両前後方向に向けた状態で空隙部に配置する。また、連結弾性部材も車両前後方向で空隙部と質量部材とを連結する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のパワープラントのマウントシステムを適用した実施例１のFF車両におけるパワープラントのマウントシステムを示す斜視図である。
【図２】実施例１のエンジンマウント５の細部構造を示す斜視図である。
【図３】実施例１のステー部材の細部構造を示す模式図である。
【図４】実施例１のインパクトダンパを示すモデル図である。
【図５】インパクトダンパとダイナミックダンパの振動数応答曲線図である。
【図６】実施例１のインパクトダンパの振動減衰効果を示すＺ方向（車両上下方向）のエンジン回転数応答曲線図である。
【図７】実施例２のステー部材の断面図である。
【図８】実施例３のステー部材の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  パワープラント
２  エンジン
３  トランスミッション
４ａ  左サイドメンバ
４ｂ  右サイドメンバ
５，６  エンジンマウント
５ａ  車体側固定部材
５ｂ  マウントラバー
７  トルクロッド
８  ステー部材
９  空隙部
９ａ  前壁
９ｂ  後壁
９ｃ  左壁
９ｄ  右壁
９ｅ  上壁
９ｆ  下壁
１０  錘
１０ａ  質量部材
１０ｂ  弾性膜
【図１】
2008069901.tif 000003
【図２】
2008069901.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008069901.tif 000006
【図５】
2008069901.tif 000007
【図６】
2008069901.tif 000008
【図７】
2008069901.tif 000009
【図８】
2008069901.tif 000010