JP2004237806A

JP2004237806A - Power train structure for vehicle

Info

Publication number: JP2004237806A
Application number: JP2003027233A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Koyama; 敏秀小山
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power train structure for a vehicle capable of preventing the fatigue of a power plant frame. <P>SOLUTION: In this power train structure for a vehicle, a power unit 6 arranged on a front part of a vehicle body and a differential 8 arranged on a rear part of the vehicle body are connected by a propeller shaft 12, and the power unit and the differential are integrally connected by the power plant frame 14. A connection part 24 of the power plant frame and the power unit is connected through a vibration cutoff elastic member 44. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のパワートレイン支持構造に関し、特に、車体前方に配置されたパワーユニットと車体後方に配置されたデファレンシャルがパワープラントフレームにより一体的に連結される車両のパワートレイン構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両の前部に配置されたパワーユニット（エンジン及びトランスミッション）と、車両の後部に配置されたリアデファレンシャルとを、パワープラントフレームで一体的に連結した車両のパワートレイン構造が知られている。
このパワープラントフレームを用いたパワートレイン構造では、パワーユニットとリアデファレンシャルを含むパワートレインが、全体として剛性のある構造体として構成されるので、リアデファレンシャルのワインドアップ振動を抑制して、アクセル操作に対するタイヤの駆動力の応答性を向上させることができる。
このパワープラントフレームは、一般に、コの字状の断面形状を有し、コの字の内方にプロペラシャフトを通し、フロアトンネル内に配置されている。
【０００３】
このパワープラントフレームを用いた車両のパワートレイン構造の一例として、特許文献１に、パワープラントフレームの性能及び剛性を確保しつつ衝突安全性の向上を図るため、衝突時に、パワープラントフレームの中間部を車幅方向に変位させることができるような構造が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５１１４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、このパワープラントフレームを、パワーユニットとリアデファレンシャルとの距離が長い車両、例えばホイールベースが長い車両のパワートレインに採用すると、パワープラントフレームが長くなるため剛性が低下するので振動が増大してしまい、この振動によりパワープラントフレームの疲労が増大するため好ましくない。
そこで、この振動を低減させるために、コの字状のパワープラントフレームの肉厚を増大させて剛性を高める必要があるが、これでは、重量が増加するので好ましくない。
一方、剛性を高めるためにパワープラントフレームをコの字状の開断面構造から閉断面構造へ変更することも可能であるが、この場合には、パワープラントフレームが閉断面構造であるため、コの字状の内方にプロペラシャフトを通す配置が採用出来ず、車幅方向のオフセット量が大きくなる。しかし、フロアトンネルの空間の車幅方向の寸法が限られているため、車幅方向の寸法を大きくとることが出来ず必要な剛性が確保できないため、閉断面構造の場合でも、剛性を高めて車幅方向の曲げ振動を低減させるために肉厚を増大させると重量が増加するので、好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、重量の増加を抑えつつその疲労を防止することができる車両のパワートレイン構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、車体前方に配置されたパワーユニットと車体後方に配置されたデファレンシャルがプロペラシャフトにより連結されると共にパワーユニットとデファレンシャルがパワープラントフレームにより一体的に連結される車両のパワートレイン構造であって、パワープラントフレームとパワーユニットの連結部を振動遮断用弾性部材を介して連結するように構成したことを特徴としている。
このように構成した本発明においては、パワープラントフレームとパワーユニットの連結部を振動遮断用弾性部材を介して連結するようにしているので、パワープラントフレームの曲げ振動を抑制することができ、重量の増加を抑えつつ、パワープラントフレームが曲げ振動により疲労することを防止できる。
【０００８】
本発明は、車体前方に配置されたパワーユニットと車体後方に配置されたデファレンシャルがプロペラシャフトにより連結されると共にパワーユニットとデファレンシャルがパワープラントフレームにより一体的に連結される車両のパワートレイン構造であって、パワープラントフレームは、第１のフレームと第２のフレームとからなり、これらの第１のフレームと第２のフレームとの連結部を振動遮断用弾性部材を介して連結するように構成したことを特徴としている。
このように構成された本発明においては、パワープラントフレームは、第１のフレームと第２のフレームとからなり、これらの第１のフレームと第２のフレームとの連結部を振動遮断用弾性部材を介して連結するようにしているので、パワープラントフレームの曲げ振動を抑制することができ、重量の増加を抑えつつ、パワープラントフレームが曲げ振動により疲労することを防止できる。
【０００９】
本発明においては、好ましくは、振動遮断用弾性部材は、パワープラントフレームに差し込まれた筒状のブッシュ部材であり、パワープラントフレームとパワーユニットとがブッシュ部材を介してボルトで連結されている。
本発明においては、好ましくは、振動遮断用弾性部材は、車幅方向の変位を許容し且つ減衰させるように構成されている。
このように構成された本発明においては、パワープラントフレームの曲げ振動を効果的に抑制すると共に減衰させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の車両のパワートレイン構造の第１実施形態を示す平面図である。
図１に示すように、車両のパワートレイン構造１は、車両前部に配設されたエンジン２とトランスミッション４とからなるパワーユニット６と、車両後部に配設されたデファレンシャル８と、パワーユニット６とデファレンシャル８をユニバーサルジョイント１０を介して連結するプロペラシャフト１２を有する。
パワートレイン構造１は、さらに、パワーユニット６とデファレンシャル８とを連結するパワープラントフレーム１４を有する。ここで、パワープラントフレーム１４は、プロペラシャフト１２と干渉しないようにプロペラシャフト１２に対し車幅方向にオフセットしてプロペラシャフト１２に並設して取り付けられている。
この結果、パワートレイン構造１のパワーユニット６、デファレンシャル８及びパワープラントフレーム１４は、全体として剛性のある一体構造物として構成され、この一体構造物が、エンジン２の左右両側に設けられた一対のパワーユニットマウント１６と、デファレンシャルの左右両側に設けられた一対のデファレンシャルマウント１８の合計４つのマウントにより、車体に取り付けられ且つ支持されている。
【００１１】
パワープラントフレーム１４は、デファレンシャル８のワインドアップを防止するように車体上下方向の曲げに対する剛性が高められると共に、エンジン２のロール力がデファレンシャル８に伝達されてリアサスペンション２０が上下方向に動かされてしまうのを防止するように長手方向軸線周りのねじり剛性は一定に抑えられている。このパワープラントフレーム１４は、断面が矩形の中空の剛性部材で構成されているので、断面がコの字状のものに比べ、大幅な重量の増加なしにそれらの剛性が確保されている。
【００１２】
図２は、パワープラントフレーム１４及びプロペラシャフト１２のフロアトンネル２２内における配置を模式的に示す車幅方向の断面図である。
図２に示すように、パワープラントフレーム１４とプロペラシャフト１２とは、フロアトンネル２２内に併設され、パワープラントフレーム１４は、プロペラシャフト１２及びフロアトンネル２２と干渉しないようにその車幅方向の寸法が決められている。特に、本実施形態のパワープラントフレーム１４は断面が矩形の閉断面を構成していることから、従来のような断面コの字状のパワープラントフレームの内側にプロペラシャフトを通すような構造を採用することができず、その結果として、車幅方向の寸法をあまり大きくとることができない。
【００１３】
次に、図３及び図４に示すように、第１実施形態では、上記パワープラントフレーム１４と上記パワーユニット６の連結部２４（図１参照）を振動遮断用弾性部材を介して連結するように構成している。より詳しく説明すると、パワープラントフレーム１４とパワーユニット６は、それらの第１連結部２４において、振動遮断用弾性部材である２つのブッシュ部材４４をそれぞれ有する連結部材３０及び３６を介して連結されている。
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見たパワーユニット６とパワープラントフレーム１４との連結部２４を示す拡大断面図である。図３に示すように、パワープラントフレーム１４はこの連結部２４においては開断面となっている。連結部２４において、パワープラントフレーム１４の上方の端部１４ａは、トランスミッション４の外壁から車幅方向に外方に延びるフランジ４ａに連結部材３０を介して連結され、さらに、パワープラントフレーム１４の下方の端部１４ｂは、トランスミッション４の下方部分４ｂに連結部材３６を介して連結されている。
【００１４】
次に、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿って見た連結部２４の上方部を示す部分拡大断面図である。図４に示すように、パワープラントフレーム１４の上方の端部１４ａとトランスミッション４のフランジ４ａとは、パワープラントフレーム１４の長手方向に沿って２つの連結部材３０を介して連結されている。一方、図示しないが、連結部２４の下方部分においても、パワープラントフレーム１４の下方の端部１４ｂとトランスミッション４の下方部分４ｂとは、パワープラントフレーム１４の長手方向に沿って２つの連結部材３６を介して連結されている。各連結部材３０及び３６は、その基本構造は同じであるため、以下において、連結部材３０の構造を詳細に説明する。
【００１５】
連結部材３０は、ボルト４０と、ナット４２と、振動遮断用弾性部材である２つのブッシュ部材４４とを有する。ブッシュ部材４４は、ボルト通孔が中央に開けられたゴム部材４６と、ボルト通孔が中央に開けられ、ゴム部材４６を保持するための一対の保持部材４８からなる。トランスミッション４のフランジ４ａと、パワープラントフレーム１４の上方の端部１４ａには、ボルト通孔が設けられており、パワープラントフレーム１４の端部１４ａのボルト通孔は、車幅方向に細長いスロット形状を有している。
また、図４に示すように、トランスミッション４とパワープラントフレーム１４とは、一方のブッシュ部材４４が、上方の端部１４ａとフランジ４ａとの間に挟まれ、他方のブッシュ部材３８が、上方の端部１４ａとナット４２との間に挟まれ、さらに、連結部材３０は、各ブッシュ部材４４が上下方向に圧縮された状態となるように、ボルト４０及びナット４２により締結されている。
なお、連結部２４の下方部分においても、トランスミッション４とパワープラントフレーム１４とは、ほぼ同様の構成で連結されている。
【００１６】
次に第１実施形態の作用を説明する。先ず、パワープラントフレーム１４は、デファレンシャル８のワインドアップを抑制するように、その車両上下方向の曲げ変形に対して剛性が高められている。本実施形態では、このパワープラントフレーム１４が有する、デファレンシャル８のワインドアップを抑制する機能を損なわないように、連結部２４にて、パワープラントフレーム１４の上方端部１４ａ及び下方端部１４ｂのそれぞれにおいて、各ブッシュ部材４４が上下方向に予め圧縮された状態で締結され、且つ、パワープラントフレーム１４の長手方向に沿って間隔をおいた２点で締結されている。このようにして、連結部２４においては、各ブッシュ部材４４が上下方向に予め圧縮された状態で締結されることで連結部２４の車両上下方向の剛性が高められると共に、パワープラントフレーム１４の長手方向に沿って間隔をおいた２点で締結されることによって、パワープラントフレーム１４の車両上下方向の運動が抑制されるようになっている。
その結果、本実施形態のパワープラントフレーム１４は、車両上下方向の剛性が高めるられると共に、パワーユニット６との連結部２４において車両上下方向の剛性が高められるので、デファレンシャル８のワインドアップを抑制することができる。
【００１７】
一方、連結部２４の各ブッシュ部材４４は、パワープラントフレーム１４の車幅方向の曲げ及びねじりにより変形し、また、２つのブッシュ部材４４が互いにずれるように相対的に動くことから、パワープラントフレーム１４の車幅方向の変位をある程度許容すると共に、車幅方向の曲げ振動を抑制し且つ減衰させることができる。
このため、本実施形態では、連結部２４に設けたブッシュ部材４４により、パワープラントフレーム１４の車幅方向の曲げ振動を効果的に抑制することができるので、パワープラントフレーム１４が振動により疲労することを防止できる。また、パワープラントフレーム１４に必要な剛性が曲げ振動を抑制した分だけ低減されるので、剛性を高めるために必要な重量の増大を抑制することも可能となる。
また、ブッシュ部材４４によってパワープラントフレームの振動が抑制されるので、パワープラントフレームからの放射音が抑制され、車室内の騒音の増大を防止できる。
さらに、パワープラントフレーム１４とトランスミッション４とは、ブッシュ部材４４を介して連結されているので、パワーユニット６の振動がパワープラントフレーム１４に伝わり難くなっている。
連結部２４の下方部分も同様であり、合計４つの締結部材３０及び３６により、パワープラントフレーム１４の車幅方向の曲げ振動及びねじり振動を有効に抑制することができる。
【００１８】
次に、図５により、第１実施形態の連結部材の変形例を説明する。図５は図４に対応する第１実施形態の変形例の部分拡大断面図である。図５に示すように、この連結部材５０は、ボルト５２と、ナット５４と、筒状のブッシュ部材５６と、ストッパ部材５８と、を有する。ブッシュ部材５６は、中央にボルト通孔を有し且つ断面Ｌ字状の形状でそのボルト通孔の周りに円環状に延びるゴム部材６０と、このゴム部材６０のＬ字に沿って延びてゴム部材６０を保持する保持部材６２とからなる。ストッパ部材５８は、円環状に延びるゴム部材６６と、それを支持する円板６８とからなる。パワープラントフレーム１４の上方端部１４ａには、ブッシュ部材５６と嵌め合わされるようになっているスリーブ６４がパワープラントフレーム１４と一体に設けられ、このスリーブ６４に、ブッシュ部材５６が圧入により差し込まれている。
図５に示すように、トランスミッション４とパワープラントフレーム１４とは、ブッシュ部材５６が上下方向に圧縮された状態となるように、ボルト５２及びナット５４により締結されている。なお、連結部２４の他の連結部材も同様である。
【００１９】
次に、図６乃至図８により、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態では、図６に斜視図で示すように、パワープラントフレームは、第１のフレーム７２と第２のフレーム７４とからなり、これらの第１のフレーム７２と第２のフレーム７４との連結部を振動遮断用弾性部材を介して連結するように構成している。より詳しく説明すると、パワープラントフレーム１４は、第１のパワープラントフレーム７２と第２のパワープラントフレーム７４とを有し、それらが互いに連結され、その連結部７０において、ブッシュ部材８０によって、パワープラントフレーム１４の車両の車幅方向の曲げ振動及びねじり振動が抑制されるようにしている。なお、第２実施形態では、パワープラントフレーム１４とパワーユニット６との連結部２４は、ブッシュ部材を備えない連結部材により連結すればよい。
【００２０】
具体的に説明すると、第１のパワープラントフレーム７２及び第２のパワープラントフレーム７４は、長手方向のほぼ全長に亘って断面が矩形の閉断面を有し、第１のパワープラントフレーム７２の長手方向の車両後方側端部には、断面コの字状の第１の連結体７２ａが形成され、第２のパワープラントフレーム７４の長手方向の車両前方側端部には、断面コの字状の第２の連結体７４ａが形成されている。これらの連結体７２ａ及び７４ａは、連結部７０を構成し、この連結部７０は、パワープラントフレーム１４の長手方向のほぼ中央に設けられている。なお、各パワープラントフレーム７２及び７４は、矩形断面の長辺が車両上下方向に延び、その短辺が車幅方向に延びるように取り付けられている。
図７に示すように、第１の連結体７２ａと第２の連結体７４ａは、共に断面がコの字状であり、第１の連結体７２ａのコの字状の内側に、第２の連結体７４ａが同じ向きで設けられている。第１の連結体７２ａ及び第２の連結体７４ａの間には、断面コの字状のブッシュ部材８０が設けられている。
【００２１】
次に、図８により、この連結部７０の組付け構造について説明する。図８は、第２実施形態の連結部を構成する部品の展開図である。第１の連結体７２ａの側面には、４つの貫通孔８２が設けられ（図６参照）、第２の連結体７４ａの側面にも、４つの貫通孔８４が設けられている。
ブッシュ部材８０は、断面コの字状のゴム部材８６と、ゴム部材８６の外側面に沿って設けられた断面コの字状の第１の保持部材８８と、ゴム部材８６の内側面に沿って設けられた断面コの字状の第２の保持部材９０と、を有する。ゴム部材８６は、各保持部材８８及び９０に接着されている。
第１の保持部材８８には、第１の連結体７２ａの４つの貫通孔８２に対応した位置に、その外側面から垂直に外方に延びる４つの第１の雄ねじ部９２が設けられ、第２の保持部材９０には、第２の連結体７４ａの４つの貫通孔８４に対応した位置に、その内側面から垂直に内方に延びる４つの第２の雄ねじ部９４が設けられている。第１の雄ねじ部９２は、第１の連結体７２ａに組合わされたときに各貫通孔８２から突出する長さを有し、第２の雄ねじ部９４も同様に、第２の連結体７４ａから突出する長さを有する。
組付けは、第１の連結体７２ａ、ブッシュ部材８０及び第２の連結体７４ａを互いに組合せ、各連結体７２ａ、７４ａの各貫通孔８２、８４から突出した各雄ねじ部９２、９４が計８つのナット９６で締結して行われる。
【００２２】
次に第２実施形態の作用を説明する。第２実施形態では、連結部７０のブッシュ部材８０が、曲げ振動及びねじり振動により変形して、パワープラントフレーム１４の曲げ変形及びねじり変形を抑制し、且つ、振動を減衰させるようにしている。
このため、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、連結部７０に設けたブッシュ部材７０により、パワープラントフレーム１４が振動により疲労することを防止でき、また、パワープラントフレーム１４に必要な剛性が曲げ振動を抑制した分だけ低減されるので、剛性を高めるために必要な重量の増大を抑制することも可能となる。さらに、パワープラントフレームからの放射音が抑制され、車室内の騒音の増大を防止できる。
また、ブッシュ部材８０は、各連結体７２ａ及び７４ａの全面に設けられているので、振動を受ける面積が大きく、また、各パワープラントフレーム７２及び７４の振動は、ブッシュ部材８０を介して互いに伝わるので、振動を有効に抑制し且つ減衰させることができる。
【００２３】
次に、図９及び図１０により、第２実施形態の連結部の変形例について説明する。図９は、第１のパワープラントフレーム７２の第１の連結体７２ｂと、第２のパワープラントフレーム７４の第２の連結体７４ｂとが非連結の状態を示す斜視図である。図９に示すように、第２の連結体７４ｂには、２つのブッシュ部材１０４がパワープラントフレーム１４の長手方向に一定間隔をおいて設けられている。第１の連結体７２ｂには、それらのブッシュ部材１０４に対応した位置にボルト通孔１０６が設けられている。
【００２４】
図１０は、連結体７２ｂ及び７４ｂを互いに組付けた状態での第２実施形態の連結部（ブッシュ部材１０４）の断面図である。図１０に示すように、ブッシュ部材１０４は、底部を有する円筒状の接続部材１０８と、この接続部材１０８の外周に沿って延びる筒状のゴム部材１１０と、このゴム部材１１０の外周に沿って延びる筒状の保持部材１１２と、を有する。ゴム部材１１０は、接続部材１０８及び保持部材１１２に接着されている。接続部材１０８の中心軸線上には、ボルト通孔が設けられている。第２の連結体７４ｂには、ブッシュ部材１０４と嵌め合わされるスリーブ１０６が設けられ、このスリーブ１０６にブッシュ部材１０４が圧入されている。各連結体７２ｂ及び７４ｂは、第１の連結体７２ｂの内方の側面と、接続部材１０８の底部の端面とが当接し、ボルト・ナット１１４により連結される。
【００２５】
この第２実施形態の連結部の変形例によれば、第１及び第２のパワープラントフレーム７２及び７４は、ゴム部材１１０を介して連結されることになり、また、ブッシュ部材１０４は、パワープラントフレーム１４の長手方向に間隔をおいて２つ設けられていることから、パワープラントフレーム１４の曲げ振動及びねじり振動を抑制し、且つ、減衰させることができる。
【００２６】
次に、図１１及び図１２により、本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態は、図１１に示すように、パワープラントフレーム１４を、中空円筒形状の第１のパワープラントフレーム１２０及び第２のパワープラントフレーム１２２で構成し、その連結部１２４において、振動遮断用弾性部材であるブッシュ部材１２６を介して第１及び第２のパワープラントフレーム１２０及び１２２を連結している。この第３の実施形態では、パワープラントフレーム１４の内部に空間が形成されるため、この内部空間にプロペラシャフト１２を配置するようにしても良い。
【００２７】
図１２は、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。図１１及び図１２に示すように、第１のパワープラントフレーム１２０の外径は、第２のパワープラントフレーム１２２の内径より小さく、連結部１２４では、第１のパワープラントフレーム１２０の長手方向の車両後方側端部が、第２のパワープラントフレーム１２２の長手方向の車両前方側端部の内側に差し込まれている。この連結部１２４において、第１のパワープラントフレーム１２０と第２のパワープラントフレーム１２２との間には、２つのゴム製のブッシュ部材１２６が長手方向に間隔をおいて設けられている。図１２に示すように、このブッシュ部材１２６は、第１のパワープラントフレーム１２０の外周と第２のパワープラントフレーム１２２の内周とに沿って円環状に延びる筒形状を有しており、第１のパワープラントフレーム１２０の外周及び第２のパワープラントフレーム１２２の内周のそれぞれに接着されている。
【００２８】
第３の実施形態によれば、連結部１２４のブッシュ部材１２６は、円環状に連結部の全周に延びて設けられ、また、パワープラントフレームの長手方向に２つ設けられているため、パワープラントフレーム１４の曲げ振動及びねじり振動を抑制し、且つ、減衰させることができる。
【００２９】
このため、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、連結部１２４に設けたブッシュ部材１２６により、パワープラントフレーム１４が振動により疲労することを防止でき、また、パワープラントフレーム１４に必要な剛性が曲げ振動を抑制した分だけ低減されるので、剛性を高めるために必要な重量の増大を抑制することも可能となる。さらに、パワープラントフレームからの放射音が抑制され、車室内の騒音の増大を防止できる。
なお、ブッシュ部材１２６は、連結部１２４の長手方向に亘って全面に一体に構成されていても良い。
【００３０】
第３実施形態の変形例として、図１３に示すように、第１のパワープラントフレーム１２８及び第２のパワープラントフレーム１３０を断面矩形の閉断面とし、第１のパワープラントフレーム１２８の外寸が、第２のパワープラントフレーム１３０の内寸より小さくなるように構成し、その間にブッシュ部材１３２を配置して構成しても良い。
上記第２実施形態、第３実施形態及びそれらの変形例では、連結部をパワープラントフレーム１４の長手方向のほぼ中央に設けているが、他の位置に設けてもよく、また、複数の連結部を設けても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パワープラントフレームの重量の増加を抑えつつその疲労を防止することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両のパワートレイン構造の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるパワープラントフレーム及びプロペラシャフトのフロアトンネル内における配置を模式的に示す車幅方向の断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見たパワーユニットとパワープラントフレームとの連結部を示す拡大断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿って見た連結部の上方部を示す部分拡大断面図である。
【図５】図５は図４に対応する第１実施形態の変形例の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の車両のパワートレイン構造の連結部を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態の連結部を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の連結部を構成する部品の展開図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の変形例の車両のパワートレイン構造の連結部を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の変形例の連結部を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の車両のパワートレイン構造の連結部を示す側面図である。
【図１２】図１１におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である
【図１３】本発明の第３の実施形態の変形例の連結部を示す断面図である。
【符号の説明】
１パワートレイン構造
２エンジン
４トランスミッション
６パワーユニット
８デファレンシャル
１２プロペラシャフト
１４パワープラントフレーム
１６パワーユニットマウント
１８デファレンシャルマウント
２２フロアトンネル
４４ブッシュ部材
５６ブッシュ部材
７２第１のパワープラントフレーム
７４第２のパワープラントフレーム
８０ブッシュ部材
１０４ブッシュ部材
１２０第１のパワープラントフレーム
１２２第２のパワープラントフレーム
１２６ブッシュ部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a powertrain support structure for a vehicle, and more particularly to a powertrain structure for a vehicle in which a power unit disposed on the front of a vehicle body and a differential disposed on the rear of the vehicle body are integrally connected by a powerplant frame.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a power train structure of a vehicle is known in which a power unit (engine and transmission) disposed at a front portion of a vehicle and a rear differential disposed at a rear portion of the vehicle are integrally connected by a power plant frame. .
In the powertrain structure using this powerplant frame, the powertrain including the power unit and the rear differential is configured as a rigid structure as a whole, so that windup vibration of the rear differential is suppressed, and the tire for accelerator operation is controlled. Responsiveness of the driving force can be improved.
This power plant frame generally has a U-shaped cross-section, and is disposed in a floor tunnel through a propeller shaft inward of the U-shape.
[0003]
As an example of a power train structure of a vehicle using the power plant frame, Patent Document 1 discloses an intermediate portion of a power plant frame at the time of a collision in order to improve collision safety while securing performance and rigidity of the power plant frame. Is described that can be displaced in the vehicle width direction.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-151143 A
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, if this power plant frame is used for a power train of a vehicle having a long distance between the power unit and the rear differential, for example, a vehicle having a long wheelbase, the power plant frame becomes longer and the rigidity decreases, so that vibration increases. However, this vibration is not preferable because fatigue of the power plant frame increases.
Therefore, in order to reduce this vibration, it is necessary to increase the thickness of the U-shaped power plant frame to increase the rigidity, but this is not preferable because the weight increases.
On the other hand, it is also possible to change the power plant frame from a U-shaped open cross-sectional structure to a closed cross-sectional structure in order to increase rigidity, but in this case, since the power plant frame has a closed cross-sectional structure, Therefore, it is not possible to adopt an arrangement in which the propeller shaft is passed inward of the U-shape, and the offset amount in the vehicle width direction increases. However, because the dimensions of the space in the floor tunnel in the vehicle width direction are limited, the dimensions in the vehicle width direction cannot be increased and the required rigidity cannot be secured. It is not preferable to increase the wall thickness in order to reduce the bending vibration in the vehicle width direction because the weight increases.
[0006]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a vehicle powertrain structure that can prevent an increase in weight while preventing fatigue. I have.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a power unit arranged in front of a vehicle body and a differential arranged in rear of the vehicle body are connected by a propeller shaft, and the power unit and the differential are integrally connected by a power plant frame. A power train structure for a vehicle, wherein a connecting portion between a power plant frame and a power unit is connected via an elastic member for vibration isolation.
In the present invention configured as described above, since the connecting portion between the power plant frame and the power unit is connected via the vibration isolating elastic member, the bending vibration of the power plant frame can be suppressed, and the weight of the power plant frame can be reduced. It is possible to prevent the power plant frame from being fatigued by bending vibration while suppressing the increase.
[0008]
The present invention is a power train structure of a vehicle in which a power unit arranged in front of the vehicle body and a differential arranged in rear of the vehicle body are connected by a propeller shaft, and the power unit and the differential are integrally connected by a power plant frame, The power plant frame includes a first frame and a second frame, and a connecting portion between the first frame and the second frame is configured to be connected via an elastic member for vibration isolation. Features.
In the present invention configured as described above, the power plant frame includes the first frame and the second frame, and a connecting portion between the first frame and the second frame is formed by an elastic member for vibration isolation. , The bending vibration of the power plant frame can be suppressed, and the power plant frame can be prevented from being fatigued by the bending vibration while suppressing an increase in weight.
[0009]
In the present invention, preferably, the vibration-blocking elastic member is a tubular bush member inserted into the power plant frame, and the power plant frame and the power unit are connected by a bolt via the bush member.
In the present invention, preferably, the vibration-blocking elastic member is configured to allow and attenuate displacement in the vehicle width direction.
In the present invention configured as described above, the bending vibration of the power plant frame is effectively suppressed and attenuated.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a vehicle power train structure of the present invention.
As shown in FIG. 1, a power train structure 1 of a vehicle includes a power unit 6 including an engine 2 and a transmission 4 disposed at a front portion of the vehicle, a differential 8 disposed at a rear portion of the vehicle, a power unit 6 and a differential 8 has a propeller shaft 12 connecting the universal joint 8 via a universal joint 10.
The power train structure 1 further has a power plant frame 14 that connects the power unit 6 and the differential 8. Here, the power plant frame 14 is mounted side by side with the propeller shaft 12 so as to be offset from the propeller shaft 12 in the vehicle width direction so as not to interfere with the propeller shaft 12.
As a result, the power unit 6, the differential 8, and the power plant frame 14 of the power train structure 1 are configured as a rigid integrated structure as a whole, and the integrated structure is a pair of power units provided on the left and right sides of the engine 2. A total of four mounts, a mount 16 and a pair of differential mounts 18 provided on both left and right sides of the differential, are mounted and supported on the vehicle body.
[0011]
The power plant frame 14 has increased rigidity against bending in the vertical direction of the vehicle body so as to prevent the wind-up of the differential 8, and the roll force of the engine 2 is transmitted to the differential 8 to move the rear suspension 20 in the vertical direction. The torsional stiffness around the longitudinal axis is kept constant to prevent this. Since the power plant frame 14 is formed of a hollow rigid member having a rectangular cross section, its rigidity is secured without a significant increase in weight as compared with a U-shaped cross section.
[0012]
FIG. 2 is a cross-sectional view in the vehicle width direction schematically illustrating an arrangement of the power plant frame 14 and the propeller shaft 12 in the floor tunnel 22.
As shown in FIG. 2, the power plant frame 14 and the propeller shaft 12 are provided in a floor tunnel 22. The power plant frame 14 has dimensions in the vehicle width direction so as not to interfere with the propeller shaft 12 and the floor tunnel 22. Is decided. In particular, since the power plant frame 14 of the present embodiment has a rectangular closed cross section, a structure in which the propeller shaft is passed through the inside of the conventional power plant frame having a U-shaped cross section is employed. As a result, the size in the vehicle width direction cannot be made too large.
[0013]
Next, as shown in FIGS. 3 and 4, in the first embodiment, the power plant frame 14 and the connecting portion 24 (see FIG. 1) of the power unit 6 are connected via a vibration-blocking elastic member. Make up. More specifically, the power plant frame 14 and the power unit 6 are connected to each other at the first connecting portion 24 via connecting members 30 and 36 each having two bush members 44 that are elastic members for vibration isolation. .
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the connecting portion 24 between the power unit 6 and the power plant frame 14 as viewed along the line III-III in FIG. As shown in FIG. 3, the power plant frame 14 has an open cross section at the connecting portion 24. In the connecting portion 24, an upper end 14 a of the power plant frame 14 is connected to a flange 4 a extending outward in the vehicle width direction from an outer wall of the transmission 4 via a connecting member 30, and further, below the power plant frame 14. Is connected to the lower portion 4b of the transmission 4 via a connecting member 36.
[0014]
Next, FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing an upper portion of the connecting portion 24 taken along the line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, the upper end 14 a of the power plant frame 14 and the flange 4 a of the transmission 4 are connected via two connecting members 30 along the longitudinal direction of the power plant frame 14. On the other hand, although not shown, also in the lower part of the connecting part 24, the lower end 14 b of the power plant frame 14 and the lower part 4 b of the transmission 4 are connected by two connecting members 36 along the longitudinal direction of the power plant frame 14. Are connected via Since the basic structure of each of the connecting members 30 and 36 is the same, the structure of the connecting member 30 will be described in detail below.
[0015]
The connection member 30 includes a bolt 40, a nut 42, and two bush members 44 that are elastic members for vibration isolation. The bush member 44 includes a rubber member 46 having a bolt through hole formed at the center and a pair of holding members 48 having a bolt through hole formed at the center and holding the rubber member 46. Bolt through holes are provided in the flange 4a of the transmission 4 and the upper end 14a of the power plant frame 14, and the bolt through holes of the end 14a of the power plant frame 14 have a slot shape elongated in the vehicle width direction. have.
As shown in FIG. 4, the transmission 4 and the power plant frame 14 have one bush member 44 sandwiched between the upper end 14a and the flange 4a, and the other bush member 38 The connection member 30 is sandwiched between the end portion 14a and the nut 42, and furthermore, is fastened by the bolt 40 and the nut 42 so that each bush member 44 is compressed in the vertical direction.
Note that the transmission 4 and the power plant frame 14 are also connected in substantially the same configuration below the connection portion 24.
[0016]
Next, the operation of the first embodiment will be described. First, the rigidity of the power plant frame 14 against bending deformation in the vehicle vertical direction is increased so as to suppress windup of the differential 8. In the present embodiment, each of the upper end portion 14a and the lower end portion 14b of the power plant frame 14 is connected at the connecting portion 24 so as not to impair the function of the power plant frame 14 for suppressing windup of the differential 8. In the above, each bush member 44 is fastened in a state where it is compressed in advance in the vertical direction, and is fastened at two points spaced along the longitudinal direction of the power plant frame 14. In this way, in the connecting portion 24, the rigidity of the connecting portion 24 in the vehicle vertical direction is increased by fastening the bush members 44 in a state where the bush members 44 are compressed in advance in the vertical direction. By fastening at two points spaced along the direction, the vertical movement of the power plant frame 14 in the vehicle is suppressed.
As a result, in the power plant frame 14 of the present embodiment, the rigidity in the vertical direction of the vehicle is increased, and the rigidity in the vertical direction of the vehicle at the connecting portion 24 with the power unit 6 is increased, so that windup of the differential 8 is suppressed. Can be.
[0017]
On the other hand, each bush member 44 of the connecting portion 24 is deformed by bending and torsion of the power plant frame 14 in the vehicle width direction, and the two bush members 44 relatively move so as to be shifted from each other. 14 can be allowed to some extent in the vehicle width direction, and bending vibration in the vehicle width direction can be suppressed and attenuated.
Therefore, in the present embodiment, the bending vibration in the vehicle width direction of the power plant frame 14 can be effectively suppressed by the bush member 44 provided on the connecting portion 24, and the power plant frame 14 becomes fatigued by the vibration. Can be prevented. Further, since the rigidity required for the power plant frame 14 is reduced by the amount corresponding to the suppression of the bending vibration, it is possible to suppress an increase in the weight required for increasing the rigidity.
Further, since the vibration of the power plant frame is suppressed by the bush member 44, the sound radiation from the power plant frame is suppressed, and an increase in noise in the vehicle interior can be prevented.
Further, since the power plant frame 14 and the transmission 4 are connected via the bush member 44, the vibration of the power unit 6 is not easily transmitted to the power plant frame 14.
The same applies to the lower portion of the connecting portion 24, and the total of four fastening members 30 and 36 can effectively suppress bending vibration and torsional vibration of the power plant frame 14 in the vehicle width direction.
[0018]
Next, a modified example of the connecting member of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of a modification of the first embodiment corresponding to FIG. As shown in FIG. 5, the connecting member 50 includes a bolt 52, a nut 54, a cylindrical bush member 56, and a stopper member 58. The bush member 56 includes a rubber member 60 having a bolt through hole in the center and having an L-shaped cross section and extending annularly around the bolt through hole, and a rubber member extending along the L shape of the rubber member 60 and having a rubber shape. And a holding member 62 for holding the member 60. The stopper member 58 includes a rubber member 66 extending in an annular shape and a disk 68 supporting the rubber member 66. At the upper end 14a of the power plant frame 14, a sleeve 64 adapted to be fitted with the bush member 56 is provided integrally with the power plant frame 14, and the bush member 56 is inserted into this sleeve 64 by press fitting. ing.
As shown in FIG. 5, the transmission 4 and the power plant frame 14 are fastened by bolts 52 and nuts 54 so that the bush member 56 is compressed in the vertical direction. The same applies to other connecting members of the connecting portion 24.
[0019]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, as shown in a perspective view in FIG. 6, the power plant frame includes a first frame 72 and a second frame 74, and the first frame 72 and the second frame 74. It is configured to connect the connecting portion with the connecting member 74 via a vibration-blocking elastic member. More specifically, the power plant frame 14 has a first power plant frame 72 and a second power plant frame 74, which are connected to each other, and at a connection portion 70 thereof, the power plant frame Bending vibration and torsional vibration of the frame 14 in the vehicle width direction of the vehicle are suppressed. In the second embodiment, the connecting portion 24 between the power plant frame 14 and the power unit 6 may be connected by a connecting member without a bush member.
[0020]
More specifically, the first power plant frame 72 and the second power plant frame 74 have a rectangular closed cross section over substantially the entire length in the longitudinal direction. A first connector 72a having a U-shaped cross section is formed at the vehicle rear side end in the direction, and a U-shaped cross section at the vehicle front end in the longitudinal direction of the second power plant frame 74. Is formed. These connecting bodies 72a and 74a constitute a connecting portion 70, and the connecting portion 70 is provided substantially at the center of the power plant frame 14 in the longitudinal direction. Each of the power plant frames 72 and 74 is mounted such that the long side of the rectangular cross section extends in the vehicle up-down direction and the short side extends in the vehicle width direction.
As shown in FIG. 7, each of the first connector 72a and the second connector 74a has a U-shape in cross section, and the second connector 72a has a second U-shape inside the first connector 72a. The connecting bodies 74a are provided in the same direction. A bush member 80 having a U-shaped cross section is provided between the first connector 72a and the second connector 74a.
[0021]
Next, an assembly structure of the connecting portion 70 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an exploded view of components constituting a connecting portion according to the second embodiment. Four through holes 82 are provided on the side surface of the first connector 72a (see FIG. 6), and four through holes 84 are also provided on the side surface of the second connector 74a.
The bush member 80 includes a rubber member 86 having a U-shaped cross section, a first holding member 88 having a U-shaped cross section provided along an outer surface of the rubber member 86, and an inner surface of the rubber member 86. And a second holding member 90 having a U-shaped cross section. The rubber member 86 is bonded to each of the holding members 88 and 90.
The first holding member 88 is provided with four first male screw portions 92 extending vertically outward from the outer surface thereof at positions corresponding to the four through holes 82 of the first connecting body 72a. The second holding member 90 is provided with four second male screw portions 94 that extend vertically inward from the inner surface thereof at positions corresponding to the four through holes 84 of the second connector 74a. The first male screw portion 92 has a length protruding from each through hole 82 when combined with the first connector 72a, and the second male screw portion 94 similarly has a length protruding from the second connector 74a. It has a protruding length.
The first connector 72a, the bush member 80, and the second connector 74a are combined with each other, and a total of eight male screw portions 92, 94 protruding from the through holes 82, 84 of the respective connectors 72a, 74a are assembled. It is performed by fastening with two nuts 96.
[0022]
Next, the operation of the second embodiment will be described. In the second embodiment, the bush member 80 of the connecting portion 70 is deformed by bending vibration and torsional vibration, thereby suppressing bending deformation and torsional deformation of the power plant frame 14 and attenuating the vibration.
For this reason, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the bush member 70 provided on the connecting portion 70 can prevent the power plant frame 14 from being fatigued by vibration, and the power plant frame 14 Since the rigidity is reduced by the amount corresponding to the suppression of the bending vibration, it is also possible to suppress an increase in weight required for increasing the rigidity. Further, radiation noise from the power plant frame is suppressed, and increase in noise in the vehicle interior can be prevented.
Further, since the bush member 80 is provided on the entire surface of each of the coupling bodies 72a and 74a, the area receiving vibration is large, and the vibration of each of the power plant frames 72 and 74 is transmitted to each other via the bush member 80. Therefore, vibration can be effectively suppressed and attenuated.
[0023]
Next, a modification of the connecting portion of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a perspective view showing a state where the first connector 72b of the first power plant frame 72 and the second connector 74b of the second power plant frame 74 are not connected. As shown in FIG. 9, two bush members 104 are provided on the second connector 74 b at regular intervals in the longitudinal direction of the power plant frame 14. The first coupling body 72b is provided with a bolt through hole 106 at a position corresponding to the bush member 104.
[0024]
FIG. 10 is a cross-sectional view of the connecting portion (the bush member 104) of the second embodiment in a state where the connecting bodies 72b and 74b are assembled together. As shown in FIG. 10, the bush member 104 includes a cylindrical connecting member 108 having a bottom, a cylindrical rubber member 110 extending along the outer periphery of the connecting member 108, and a cylindrical rubber member 110 extending along the outer periphery of the rubber member 110. And a cylindrical holding member 112 extending. The rubber member 110 is bonded to the connection member 108 and the holding member 112. A bolt through hole is provided on the center axis of the connection member 108. The second connector 74b is provided with a sleeve 106 fitted with the bush member 104, and the bush member 104 is press-fitted into the sleeve 106. Each of the connecting bodies 72b and 74b abuts on the inner side surface of the first connecting body 72b and the end face of the bottom of the connecting member 108, and is connected by the bolt / nut 114.
[0025]
According to the modification of the connecting portion of the second embodiment, the first and second power plant frames 72 and 74 are connected via the rubber member 110, and the bush member 104 is Since two are provided at intervals in the longitudinal direction of the plant frame 14, bending vibration and torsional vibration of the power plant frame 14 can be suppressed and attenuated.
[0026]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, as shown in FIG. 11, the power plant frame 14 is constituted by a first power plant frame 120 and a second power plant frame 122 each having a hollow cylindrical shape. The first and second power plant frames 120 and 122 are connected via a bush member 126 which is a blocking elastic member. In the third embodiment, since a space is formed inside the power plant frame 14, the propeller shaft 12 may be arranged in this internal space.
[0027]
FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG. As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the outer diameter of the first power plant frame 120 is smaller than the inner diameter of the second power plant frame 122, and the connecting portion 124 extends in the longitudinal direction of the first power plant frame 120. The rear end of the vehicle is inserted inside the longitudinal front end of the second power plant frame 122. In the connecting portion 124, two rubber bush members 126 are provided between the first power plant frame 120 and the second power plant frame 122 at intervals in the longitudinal direction. As shown in FIG. 12, the bush member 126 has a cylindrical shape extending annularly along the outer periphery of the first power plant frame 120 and the inner periphery of the second power plant frame 122. The outer periphery of the first power plant frame 120 and the inner periphery of the second power plant frame 122 are bonded to each other.
[0028]
According to the third embodiment, the bush member 126 of the connecting portion 124 is provided extending in a ring shape around the entire circumference of the connecting portion, and two bush members 126 are provided in the longitudinal direction of the power plant frame. Bending vibration and torsional vibration of the plant frame 14 can be suppressed and attenuated.
[0029]
For this reason, in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the bush member 126 provided on the connecting portion 124 can prevent the power plant frame 14 from being fatigued by vibration, and the power plant frame 14 has Since the rigidity is reduced by the amount corresponding to the suppression of the bending vibration, it is also possible to suppress an increase in weight required for increasing the rigidity. Further, radiation noise from the power plant frame is suppressed, and increase in noise in the vehicle interior can be prevented.
Note that the bush member 126 may be integrally formed over the entire surface of the connecting portion 124 in the longitudinal direction.
[0030]
As a modification of the third embodiment, as shown in FIG. 13, the first power plant frame 128 and the second power plant frame 130 have rectangular closed cross sections, and the outer dimensions of the first power plant frame 128 are , May be configured to be smaller than the inner size of the second power plant frame 130, and the bush member 132 may be disposed therebetween.
In the second and third embodiments and their modifications, the connecting portion is provided substantially at the center of the power plant frame 14 in the longitudinal direction. However, the connecting portion may be provided at another position. A part may be provided.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent an increase in the weight of a power plant frame while preventing its fatigue.
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a vehicle power train structure according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view in a vehicle width direction schematically illustrating an arrangement of a power plant frame and a propeller shaft in a floor tunnel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a connection portion between the power unit and the power plant frame, taken along line III-III in FIG. 1;
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing an upper portion of a connecting portion taken along line IV-IV in FIG. 1;
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of a modification of the first embodiment corresponding to FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a connecting portion of a power train structure of a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a connecting portion according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exploded view of components constituting a connecting portion according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a connecting portion of a powertrain structure of a vehicle according to a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a connecting portion according to a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side view showing a connecting portion of a power train structure of a vehicle according to a third embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG. 11; FIG. 13 is a cross-sectional view showing a connecting portion according to a modified example of the third embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 power train structure 2 engine 4 transmission 6 power unit 8 differential 12 propeller shaft 14 power plant frame 16 power unit mount 18 differential mount 22 floor tunnel 44 bush member 56 bush member 72 first power plant frame 74 second power plant frame 80 bush Member 104 Bush member 120 First power plant frame 122 Second power plant frame 126 Bush member

Claims

A power train structure of a vehicle in which a power unit arranged in front of the vehicle body and a differential arranged in rear of the vehicle body are connected by a propeller shaft and the power unit and the differential are integrally connected by a power plant frame,
A power train structure for a vehicle, wherein a connecting portion between the power plant frame and the power unit is connected via an elastic member for vibration isolation.

A power train structure of a vehicle in which a power unit arranged in front of the vehicle body and a differential arranged in rear of the vehicle body are connected by a propeller shaft and the power unit and the differential are integrally connected by a power plant frame,
The power plant frame includes a first frame and a second frame, and a connecting portion between the first frame and the second frame is configured to be connected via a vibration isolation elastic member. A vehicle power train structure characterized by the following.

The said vibration isolation elastic member is a cylindrical bush member inserted in the said power plant frame, The said power plant frame and the said power unit are connected by the said via bush member with the bolt. Vehicle powertrain.

The vehicle train structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the vibration-blocking elastic member is configured to allow and attenuate displacement in a vehicle width direction.