(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方にプロペラシャフトを備えるトランスミッション出力部の支持構造において、サイドフレーム間に架け渡されて前記トランスミッション出力部を支持するクロスメンバを閉断面構造とするとともに、前記クロスメンバの両端部におけるサイドフレームへの取付けを同一直線上にない３点に配置された取付ボルトにて取り付けるように構成し、かつ前記クロスメンバの取付ボルト孔を前記取付ボルトによる取付点より車体外側に延長された長孔としたことを特徴とするトランスミッション・クロスメンバ構造。
【請求項２】
前記３点に配置された取付ボルトは、最外端部に配置された１つと、それより車体内側に配置された２つ一対から構成されたことを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション・クロスメンバ構造。
【請求項３】
前記クロスメンバにおける閉断面構造は、少なくとも前記２つ一対の取付ボルト位置を含む車体幅方向内側において形成されたことを特徴とする請求項２に記載のトランスミッション・クロスメンバ構造。
【請求項４】
前記クロスメンバにおけるトランスミッション出力部の支持部を、クロスメンバ両端部におけるサイドフレームへの取付部より上方に屈曲させたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のトランスミッション・クロスメンバ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、万一の衝突時に、エンジンを含むトランスミッションが車体から落下して乗員に危害を与えることを防止したエンジン支持構造におけるトランスミッション・クロスメンバ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両において、万一の衝突時に、エンジンを含むトランスミッションが車体から落下して乗員に危害を与えることを防止したエンジン支持構造におけるトランスミッション・クロスメンバ構造として種々のものが採用され、一般的には、図４および図５に示したような構成が採用されている。
図４に示したものは、エンジン３を前部に有し、後方にプロペラシャフト２を備えるトランスミッション１の出力部が、図示省略のサイドフレーム等間に架け渡されたクロスメンバ２７によって支持されたもので、前記プロペラシャフト２は、トランスミッション１の出力部に連結された第１ジョイント１Ｊと、前部軸２Ａと後部軸２Ｂを連結する第２ジョイント２Ｊと、後輪差動装置に連結された第３ジョイント３Ｊとを有し、第２ジョイント２Ｊ近傍においてブラケット６を介して車体フロアパネル下部に支持されている。
【０００３】
図５（Ａ）に示すように、一般に、クロスメンバ２７は下方が開放されたハット型断面を呈しており、また、図５（Ｂ）に示すように、前記プロペラシャフト２の中間部は、車体前方に開放されたボルト孔６Ａ、６Ｂを設けたブラケット６によって車体に支持され、万一の衝突時において、エンジン等のトランスミッションがクロスメンバ２７から落下する際に、プロペラシャフト２の中間部も前記ブラケット６におけるボルト孔６Ａ、６Ｂが取付ボルトから容易に離脱して落下できるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成が採用されたものにあって、万一の衝突時に、図６に示すように、前記クロスメンバ２７が下方が開放されたハット型断面を呈していることにより、前方から矢印Ｆ１のような衝撃力を受けた場合に、クロスメンバ２７上面を後方へ回転させるようなモーメントＭ１が作用して捩れ易く、したがって、トランスミッション出力部の支持部が図示のように下方に突出するモーメントＭ２が作用し易くなる。これによって、ブラケット６におけるボルト孔６Ａ、６Ｂから離脱する際にプロペラシャフト２の中間部である第２ジョイント２Ｊ部が車体フロアパネル側に突出する力Ｆ２が発生し易くなった。
【０００５】
このようなことから、実公平２−４５０６２号公報や特開平６−１６６３７９号公報に開示されたような、トランスミッション出力部等を支持するクロスメンバを閉断面構造として、万一の衝突時の前方からの衝撃を受けてもクロスメンバを捩れにくくすることによって、エンジン等のトランスミッションを安定して後下方へ移動させることにより、プロペラシャフトも車体フロアパネル側に突き上がることを防止するような構造のものが提案された。
しかしながら、一般に、クロスメンバとサイドフレーム等の車体側との間の支持構造部にあっては、単に取付ボルトによる締結が行われているのみであって、依然としてクロスメンバの変形の予測が困難であり、衝撃荷重に応じた段階的かつ正確に安定してエンジン等のトランスミッションを後下方へ移動させることできず、場合によっては、プロペラシャフトが車体フロアパネル側に突き上がる虞れが解消された訳ではなかった。
【０００６】
そこで本発明では、上記従来のトランスミッション・クロスメンバ構造における諸課題を解決して、万一の衝突時に、衝撃荷重に応じた段階的かつ正確で安定した衝撃吸収によって、エンジンやトランスミッション等パワープラントの後方への移動により、プロペラシャフトの車体フロアパネル側への突上げを防止できるトランスミッション・クロスメンバ構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、後方にプロペラシャフトを備えるトランスミッション出力部の支持構造において、サイドフレーム間に架け渡されて前記トランスミッション出力部を支持するクロスメンバを閉断面構造とするとともに、前記クロスメンバの両端部におけるサイドフレームへの取付けを同一直線上にない３点に配置された取付ボルトにて取り付けるように構成し、かつ前記クロスメンバの取付ボルト孔を前記取付ボルトによる取付点より車体外側に延長された長孔としたことを特徴とするものである。
また本発明は、前記３点に配置された取付ボルトは、最外端部に配置された１つと、それより車体内側に配置された２つ一対から構成されたことを特徴とするものである。
また本発明は、前記クロスメンバにおける閉断面構造は、少なくとも前記２つ一対の取付ボルト位置を含む車体幅方向内側において形成されたことを特徴とするものである。
また本発明は、前記クロスメンバにおけるトランスミッション出力部の支持部を、クロスメンバ両端部におけるサイドフレームへの取付部より上方に屈曲させたことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とするものである。
【０００８】
【実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明のトランスミッション・クロスメンバ構造の１実施の形態を示すもので、図１（Ａ）は車体サイドフレーム等へのクロスメンバの取付支持部を示す平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ断面図、図２はクロスメンバの全体平面図およびそのＡ断面図である。
本発明のトランスミッション・クロスメンバ構造では、図２の全体平面図に示すようなクロスメンバ７が、車体両側において前後方向に延びるサイドフレーム５Ｒ、５Ｌ（図１（Ｂ）には右サイドフレーム５Ｒのみが示されている。）等へこれらと直交して取り付け支持される。
クロスメンバ７の上面のほぼ中央部にはクッションラバー１６が設置され、前述した図４と同様の構成によって後方にプロペラシャフト２を備えるトランスミッション１の出力部が交差して載置支持される。
また、前記クロスメンバ７におけるクッションラバー１６が設置されたトランスミッション出力部の支持部は、クロスメンバ７の両端部におけるサイドフレーム５Ｒ等への取付部より上方に屈曲されて構成される。そして、断面ハット型をしたクロスメンバ７の下部には、図２のＡ断面に示されるようにロアプレート８が添設されて閉断面構造を形成する。
【０００９】
一方、前記クロスメンバ７の両端部におけるサイドフレーム５Ｒ（５Ｌ）等への取付けについては、図１（Ａ）に示すように、同一直線上にない３点に配置された取付ボルト１３、１４Ａおよび１４Ｂ（右側のみ示すが、左側も同様。）にて取り付けられる。
好適には、前記３点に配置された取付ボルト１３、１４Ａおよび１４Ｂは、最外端部に配置された１つの取付ボルト１３と、それより車体内側に配置された車体前後方向に振り分けられた２つ一対の取付ボルト１４Ａおよび１４Ｂとから構成される。
さらに、本発明では、前記各取付ボルト１３、１４Ａおよび１４Ｂに対応するところのクロスメンバ７における取付ボルト孔９Ｒ、１１Ａおよび１１Ｂを前記各取付ボルトによる取付点より車体外側に延長された長孔としたことを特徴とするものである。
【００１０】
そして、本実施の形態では、前記クロスメンバ７における閉断面構造は、少なくとも前記２つ一対の取付ボルト１４Ａ、１４Ｂ位置を含む車体幅方向内側において形成されている。すなわち、図１（Ａ）（Ｂ）および図２に明示されるように、クロスメンバ７の下部に添設されるロアプレート８は、２つ一対の取付ボルト１４Ａ、１４Ｂが挿入される左右の長孔ボルト孔１１Ａ、１１Ｂと１２Ａ、１２Ｂの下部間に渡って設置されているものである。
【００１１】
このように構成されているので、通常の走行時には、路上からの上下方向の振動によるエンジン側への振動や、エンジンからの振動、騒音による車体側への振動、騒音は、図示省略の別途エンジン側マウントと、前記クロスメンバ２におけるクッションラバー１６によって効果的に吸収される。
そして、図３に示すように、万一の衝突事故に遭遇して、車両が障害物１０に衝突した場合には、車両が矢印のように障害物１０方向へ移動して前記クロスメンバ７を支持取り付けているサイドフレーム５が衝撃の大きさに応じて変形していくことになる。
【００１２】
図３（Ａ）は衝突の瞬間であり、車体フロアパネル４に対するエンジン３やトランスミッション１およびプロペラシャフト２等のパワープラントの相対位置関係はずれていない。  図３（Ａ）から図３（Ｂ）に示すような衝撃の第１の所定値までは、サイドフレーム５がある程度変形しつつ車体後方へ移動する。このとき、エンジン３やトランスミッション１は相対的に前方へ移動するような力を受ける。
図３（Ｂ）に示すように、第１の衝撃値を超えると、エンジン３やトランスミッション１も障害物１０に当接し、プロペラシャフト２を後方へ移動させる衝撃力が作用するようになり、前記プロペラシャフト２の中間部の第２ジョイント２Ｊを車体に支持する取付ボルトがブラケット６における開放ボルト孔６Ａ、６Ｂ（図５（Ｂ）参照。）内を相対移動することになる。
その間、前記トランスミッション１の出力部を支持するクロスメンバ７は、少なくとも２つ一対の取付ボルト１４Ａ、１４Ｂ位置を含む車体幅方向内側において形成された閉断面構造によって捩じれることなく、最外端部に配置された１つの取付ボルト１３を中心とした車体後方へ正確に揺動変形していく。
【００１３】
これらのクロスメンバ７の取付ボルト１３を中心とした揺動変形は、各取付ボルト１３、１４Ａおよび１４Ｂが挿入された長孔ボルト孔９Ｒ、１１Ａおよび１１Ｂの存在により、各取付ボルトの長孔ボルト孔内における相対移動によって円滑になされる。
さらに、図３（Ｃ）に示すように、第２の衝撃値を超えると、前記プロペラシャフト２における第２ジョイント２Ｊ部のブラケット６の開放ボルト孔６Ａ、６Ｂが取付ボルトから離脱して落下し、さらに前記クロスメンバ７は後方に変形していく。
そして、図３（Ｄ）に示すように、第３の衝撃値を超えると、クロスメンバ７をサイドフレーム５Ｒに支持している各取付ボルト１３、１４Ａおよび１４Ｂが剪断破壊し、クロスメンバ７とともにエンジン３やトランスミッション１等のパワープラントが脱落する。
このとき、クロスメンバ７の中央部が上方に屈曲して形成されていることにより、クロスメンバ７の上方の中央部は後方に変形した後、左右両端部の取付部を中心に車体下方向に回動して、トランスミッション等を下方に落下させることが促進される。
【００１４】
以上、本発明の各実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、サイドフレーム等車体側部材の形状、クロスメンバの形状およびその閉断面構造および閉断面構造の範囲、クロスメンバのサイドフレーム等への取付形態、その場合の取付ボルトとクロスメンバやサイドフレームとの関連構成（例えば、取付ボルトをフランジ付ボルトとして該フランジとクロスメンバやサイドフレームとの間の摩擦係数を所定値に設定して、衝突時の衝撃力に応じたクロスメンバのサイドフレーム等に対する移動量を調節可能に構成したり、前記フランジに代えて分割されたワッシャを介在させるような構成も採用できる。）、取付ボルトやボルト孔の形状およびそれらの配置等については適宜採用できる。
【００１５】
【発明の効果】
【発明の効果】
以上詳細に述べてきたように、本発明によれば、後方にプロペラシャフトを備えるトランスミッション出力部の支持構造において、サイドフレーム間に架け渡されて前記トランスミッション出力部を支持するクロスメンバを閉断面構造とするとともに、前記クロスメンバの両端部におけるサイドフレームへの取付けを同一直線上にない３点に配置された取付ボルトにて取り付けるように構成し、かつ前記クロスメンバの取付ボルト孔を前記取付ボルトによる取付点より車体外側に延長された長孔としたので、前方からの大きな衝撃を受けてエンジンやトランスミッション等のパワープラントが後方に移動する際に、クロスメンバが同一線上にない３点支持とされていること、および閉断面構造とされていることによって、捩れ変形が起きにくく、しかも、クロスメンバの取付ボルト孔を前記取付ボルトによる取付点より車体外側に延長された長孔により支持されていることにより、クロスメンバは所定の衝撃値の下で安定して内側後方に滑り込むことが可能となり、プロペラシャフトが落下するまでは、該プロペラシャフトを含めてエンジンやトランスミッション等のパワープラントを確実に直線的に後方へ移動することができるので、プロペラシャフトの中間部が車体側に突き上げることが効果的に防止できて安全である。
【００１６】
また、３点に配置された取付ボルトが、最外端部に配置された１つと、それより車体内側に配置された２つ一対から構成された場合は、クロスメンバの前記最外端部に配置された１つの取付ボルトを中心とした揺動変形により、クロスメンバのトランスミッション出力部の支持部を構成する中央部の後方への変形がより円滑になされる。
そして、前記クロスメンバにおける閉断面構造が、少なくとも前記２つ一対の取付ボルト位置を含む車体幅方向内側において形成された場合は、前記クロスメンバの前記最外端部に配置された１つの取付ボルトを中心とした揺動変形の間を通じて、クロスメンバの捩れがなく、安定したパワープラントの確実で直線的な後方への移動を助長する。
【００１７】
さらに、前記クロスメンバにおけるトランスミッション出力部の支持部を、クロスメンバ両端部におけるサイドフレームへの取付部より上方に屈曲させた場合は、クロスメンバの中央部が上方に屈曲して形成されていることにより、クロスメンバの上方の中央部は後方に変形した後、左右両端部の取付部を中心に車体下方向に回動して、トランスミッション等を下方に落下させることがより円滑に促進されることとなる。
このように本発明によれば、万一の衝突時に、衝撃荷重に応じた段階的かつ正確で安定した衝撃吸収によって、エンジンやのトランスミッション等パワープラントの後方への移動により、プロペラシャフトの車体フロアパネル側への突上げを防止できるトランスミッション・クロスメンバ構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のトランスミッション・クロスメンバ構造の１実施の形態を示すもので、図１（Ａ）は車体サイドフレームへのクロスメンバの取付支持部を示す平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ断面図である。
【図２】  本発明のトランスミッション・クロスメンバ構造の１実施の形態を示すもので、クロスメンバの全体平面図およびそのＡ断面図である。
【図３】  本発明のトランスミッション・クロスメンバ構造の１実施の形態を示すもので、衝突時の変形状態を段階的に示す側面図である。
【図４】  一般的なエンジンやトランスミッション等のパワープラントが車体に支持された状態を示す平面図である。
【図５】  従来のクロスメンバおよびプロペラシャフトの支持ブラケットを示す平面図である。
【図６】  従来のクロスメンバにより支持されたパワープラントの衝突時の挙動を示す要部側面図である。
【符号の説明】
１      トランスミッション
２      プロペラシャフト
２Ａ      前部軸
２Ｂ      後部軸
３      エンジン
４      フロアパネル
５      サイドフレーム
５Ｒ      右サイドフレーム
６      ブラケット
６Ａ      開放ボルト孔
６Ｂ      開放ボルト孔
７      クロスメンバ
８      ロアプレート
９      端部長孔ボルト孔
９Ｒ      右部
９Ｌ      左部
１０      障害物
１１      （右側）対長孔ボルト孔
１１Ａ    前部
１１Ｂ    後部
１２      （左側）対長孔ボルト孔
１２Ａ    前部
１２Ｂ    後部
１３      端部取付ボルト
１４      （右側）対取付ボルト
１４Ａ    前部
１４Ｂ    後部
１６      クッションラバー
１Ｊ      第１ジョイント
２Ｊ      第２ジョイント
３Ｊ      第３ジョイント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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