DE112011101139T5

DE112011101139T5 - Antriebsstrangsystem für ein Kraftfahrzeug und dasselbe aufweisende untere Kraftfahrzeugstruktur

Info

Publication number: DE112011101139T5
Application number: DE112011101139T
Authority: DE
Inventors: Masaya Hiramatsu; Fumitaka Andou; Toshihide Koyama; Hiroaki Takeshita
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-01-17
Also published as: US8794370B2; CN103619630A; WO2011122013A1; US20130008735A1; CN103619630B; JP5488117B2; JP2011207343A

Abstract

Ein Antriebsstrangsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Antriebseinheit (2), ein Differentialmodul (3) und eine Gelenkwelle (4), die sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung einer Fahrzeugkarosserie erstreckend vorgesehen ist, um Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu dem Differentialmodul (3) zu übertragen. Die Gelenkwelle (4) ist mittels eine dritten Kreuzgelenks (43) in ein vorderes Wellensegment (4a) ein hinteres Wellensegment (4b) unterteilt und ausgelegt, um so verkürzt zu werden, dass das vordere Wellensegment (4a) über einen verkürzbaren Bereich D1 zusammen mit einem Teil des dritten Kreuzgelenks (43) in ein Ende des hinteren Wellensegments (4b) geschoben wird. Das Differentialmodul (3) weist einen Modulkörper (31) und einen hinteren Lagerungsabschnitt (33) auf, der den Modulkörper (31) lagert, um ein schwenkbares Bewegen eines vorderen Teil des Modulkörpers (31) nach unten zu ermöglichen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Antriebsstrangsystem, das ausgelegt ist, um Antriebskraft von einer Antriebseinheit, die einen Motorkörper umfasst und in einem vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist, mittels einer Kraftübertragungswelle, wie etwa einer Gelenkwelle, zu einem hinteren Differentialmodul zu übertragen, sowie eine untere Kraftfahrzeugstruktur, die das Antriebsstrangsystem aufweist.
Stand der Technik
Bisher ist ein Kraftfahrzeug verbreitet bekannt, bei dem ein eine Antriebseinheit bildender Motor in einem vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und eine Antriebskraft des Motors mittels einer entlang einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie angeordneten Gelenkwelle zu einem hinteren Differentialmodul und anderen, die in einem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, übertragen wird, wie etwa ein Vierradantrieb-Kraftfahrzeug oder ein sogenanntes FR-Kraftfahrzeug (Frontmotor, Hinterradantrieb).
Im Allgemeinen ist ein Kraftfahrzeug so ausgelegt, dass im Fall eines Aufpralls, bei dem in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung einer Fahrzeugkarosserie eine Anprallkraft übertragen wird, zum Beispiel bei einem Frontalaufprall, die Anprallkraft absorbiert wird, indem man einen vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie zusammenschieben oder zusammendrücken lässt, während man einen in dem vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie angeordneten Motor nach hinten verlagern lässt. Auch wenn das vorstehende Kraftfahrzeug, das eine Kraftübertragungswelle wie etwa eine Gelenkwelle aufweist, auch ausgelegt ist, um ein Zusammendrücken des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie zuzulassen, während ein Verlagern des Motors nach hinten zugelassen wird, wird die Verlagerung des Motors nach hinten wahrscheinlich behindert, da der Motor von einer hinteren Seite desselben durch die Gelenkwelle (in einem verspannten Zustand) gelagert wird. Bei dieser Art von Antriebsstrangsystem wurden somit verschiedene Anstrengungen unternommen, um den verspannten Zustand zu lockern, der andernfalls während eines Aufpralls durch die Gelenkwelle verursacht werden würde.
Zum Beispiel offenbart die folgende Patentschrift 1 ein Antriebsstrangsystem, das eine Gelenkwelle umfasst, die eine erste Welle und eine zweite Welle aufweist, die durch ein Zwischengelenk miteinander gekoppelt sind, wobei die Gelenkwelle ausgelegt ist, um bei Ausüben einer axialen Kraft in einer axialen Richtung derselben, zum Beispiel während eines Aufpralls in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung einer Fahrzeugkarosserie, axial in solcher Weise verkürzt zu werden, dass ein distales Ende der zweiten Welle in ein Basisende der ersten Welle eingeschoben wird. Bei dem in der Patentschrift 1 offenbarten Antriebsstrangsystem kann beruhend auf dem axialen Verkürzen der Gelenkwelle ein Motor um nur so viel nach hinten verlagert werden, dass es möglich wird, den verspannten Zustand zu lockern.
Die folgende Patentschrift 2 offenbart ein Antriebsstrangsystem, das einen in einem vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie vorgesehenen Motor, ein in einem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie vorgesehenes Differentialmodul und eine Gelenkwelle zum Übertragen von Antriebskraft des Motors zu dem Differentialmodul umfasst. Das Differentialmodul weist einen vorderen Lagerungsabschnitt und einen hinteren Lagerungsabschnitt auf, die einen vorderen Teil und einen hinteren Teil desselben jeweils an der Fahrzeugkarosserie lagern. Der vordere Lagerungsabschnitt ist ausgelegt, um während eines Frontalaufpralls zu zerbrechen, und der hintere Lagerungsabschnitt ist ausgelegt, um das Differentialmodul während des Aufpralls in einer schwenkbaren Weise zu lagern. Bei diesem Antriebsstrangsystem bewirkt eine während eines Frontalaufpralls in die Gelenkwelle eingeleitete Anpralllast ein Brechen des vorderen Lagerungsabschnitts des Differentialmoduls, an dem die Gelenkwelle angekoppelt ist, und bei Brechen wird der vordere Teil des Differentialmoduls schwenkbar nach unten bewegt, so dass es möglich wird, den verspannten Zustand zu lockern, der ansonsten durch die Gelenkwelle bewirkt werden würde.
Liste der Anführungen
Patentliteratur

PTL1: JP5-215120A
PTL 2: JP 2001-171373A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Auch wenn das in der Patentschrift 1 offenbarte Antriebsstrangsystem ausgelegt ist, um eine Verlagerung des Motors nach hinten gemäß dem Verkürzen der Gelenkwelle zuzulassen, ist ein verkürzbarer Bereich der Gelenkwelle auf einen gewissen Betrag beschränkt. Somit ist es als Voraussetzung für das Sicherstellen einer ausreichenden Verlagerung des Motors nach hinten erforderlich, die Gelenkwelle in eine größere Anzahl von Wellensegmenten zu unterteilen und eine verkürzbare Struktur in jedem der geteilten Bereiche zu bilden, was zwangsweise einen Anstieg der Herstellungskosten bewirkt.
Das in der Patentschrift 2 offenbarte Antriebsstrangsystem ist ausgelegt, um während eines Frontalaufpralls eine Verlagerung des Motors nach hinten derart zuzulassen, dass beruhend auf einem vorderen Kippen des Differentialmoduls, das durch eine Abwärtsschwenkbewegung des vorderen Teils des Differentialmoduls bewirkt wird, ein hinteres Ende der Gelenkwelle nach hinten verlagert wird. Diese Verlagerung ist aber ebenfalls auf einen gewissen Betrag beschränkt.
Jedes der in der Patentschrift 1 und 2 offenbarten Antriebsstrangsysteme ist wie vorstehend während eines Aufpralls in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung einer Fahrzeugkarosserie bezüglich eines Betrags der Verlagerung eines Motors nach hinten unbefriedigend und beinhaltet das Problem, dass der Betrag der Verlagerung nach hinten ohne Steigerung der Herstellungskosten nicht ausreichend sichergestellt werden kann.
Im Hinblick auf das vorstehende übliche Problem besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Antriebsstrangsystem für ein Kraftfahrzeug, das einen Betrag der Verlagerung einer einen Motor umfassenden Antriebseinheit nach hinten während eines Aufpralls in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung einer Fahrzeugkarosserie ausreichend sicherstellen kann, um eine den Kollisionsaufprall dämpfende Wirkung ausreichend zu erhalten, während ein Anstieg der Herstellungskosten unterbunden wird, sowie eine das Antriebsstrangsystem aufweisende untere Kraftfahrzeugstruktur vorzusehen.
Lösung des Problems
Um das vorstehende Problem zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Antriebsstrangsystem für ein Kraftfahrzeug vor, das eine in einem vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie vorgesehene Antriebseinheit, ein in einem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie vorgesehenes Differentialmodul und eine Kraftübertragungswelle umfasst, die so vorgesehen ist, dass sie sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, um Antriebskraft der Antriebseinheit auf das Differentialmodul zu übertragen. Das Antriebsstrangsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass: die Kraftübertragungswelle mittels eines Kreuzgelenks in ein vorderes Wellensegment und ein hinteres Wellensegment unterteilt ist und ausgelegt ist, um während einer relativen Verlagerung zwischen der Antriebseinheit und dem Differentialmodul in einer Annäherungsrichtung zusammen mit einer Verformung der Fahrzeugkarosserie so verkürzt zu werden, dass eines von vorderem und hinterem Wellensegment über einen vorgegebenen Bereich zusammen mit mindestens einem Teil des Kreuzgelenks in ein Ende des anderen Wellensegments geschoben wird; und das Differentialmodul einen Modulkörper und einen hinteren Lagerungsabschnitt, der einen hinteren Teil des Modulkörpers an einer Stelle über einem Kopplungsabschnitt zum Koppeln zwischen dem Modulkörper und der Kraftübertragungswelle lagert, aufweist, um ein Lagern des Modulkörpers in solcher Weise zu ermöglichen, dass ein vorderer Teil des Modulkörpers während der relativen Verlagerung in der Annäherungsrichtung schwenkbar nach unten bewegt wird.
Bei dem Antriebsstrangsystem der vorliegenden Erfindung ist die Kraftübertragungswelle mittels des Kreuzgelenks in das vordere und hintere Wellensegment unterteilt und ausgelegt, um während einer relativen Verlagerung zwischen der Antriebseinheit und dem Differentialmodul in einer Annäherungsrichtung, zum Beispiel während eines Aufpralls des Kraftfahrzeugs, so verkürzt zu werden, dass eines von vorderem und hinterem Wellensegment über einen vorgegebenen Bereich in ein Ende des anderen Wellensegments geschoben wird, so dass ein Verlagernlassen der Antriebseinheit während eines Frontalaufpralls gemäß dem Verkürzen der Kraftübertragungswelle nach hinten möglich wird. Ferner weist das Differentialmodul den Modulkörper und den hinteren Lagerungsabschnitt auf, der den hinteren Teil des Modulkörpers an einer Stelle über dem Kopplungsabschnitt zum Koppeln zwischen dem Modulkörper und der Kraftübertragungswelle lagert, so dass es möglich wird, den vorderen Teil des Modulkörpers gemäß einem Biegemoment, das in dem Modulkörper bei Einleiten einer Last von der Kraftübertragungswelle in den Modulkörper auftritt, schwenkbar nach unten bewegen zu lassen. Zusammen mit der Schwenkbewegung wird der Kopplungsabschnitt zum Koppeln zwischen der Kraftübertragungswelle und dem Modulkörper nach hinten verlagert. Dies ermöglicht es, einen Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten durch einen einfachen Mechanismus zu vergrößern. Ferner lagert der hintere Lagerungsabschnitt während der Schwenkbewegung den hinteren Teil des Modulkörpers. Dies macht es möglich, ein Heben des hinteren Teils des Modulkörpers nach oben aufgrund des vorderen Kippens des Differentialmoduls, das durch die Abwärtsschwenkbewegung des vorderen Teils des Modulkörpers bewirkt wird, effektiv zu verhindern und einen Eingriff zwischen dem Modulkörper und einer anderen Komponente um diesen herum effektiv zu unterbinden.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrangsystem kann wie vorstehend der Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten in einfacher Weise vergrößert werden. Ferner wird die Vergrößerung des Betrags der Verlagerung nach hinten durch einen einfachen Mechanismus erreicht, der auf einer Verbesserung der Lagerungsstruktur für den hinteren Lagerungsabschnitt des Differentialmoduls beruht, statt nur auf den Mechanismus zum Verkürzen der Kraftübertragungswelle zu bauen, so dass es möglich wird, einen Anstieg der Herstellungskosten maximal zu unterbinden.
Bei dem Antriebsstrangsystem der vorliegenden Erfindung kann die Kraftübertragungswelle so ausgelegt sein, dass nur in Längsrichtung entgegengesetzte Enden derselben gelagert sind, oder kann so ausgelegt sein, dass ein in Längsrichtung mittlerer Teil derselben ebenfalls drehbar an der Fahrzeugkarosserie gelagert wird. Zum Beispiel kann das erfindungsgemäße Antriebsstrangsystem weiterhin einen mittleren Lagerungsabschnitt umfassen, der ein Ende des vorderen Wellensegments an der Seite des Kreuzgelenks drehbar an der Fahrzeugkarosserie lagert. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der mittlere Lagerungsabschnitt ausgelegt ist, bei Einleiten einer axialen externen Kraft mit einem vorbestimmten Wert oder höher von dem vorderen Wellensegment in diesen aus einem mit der Fahrzeugkarosserie eingerückten Zustand gelöst wird. In diesem Fall ist die Anzahl der mittleren Lagerungsabschnitte nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann der mittlere Lagerungsabschnitt zusätzlich zu dem vorderen Wellensegment auch an dem hinteren Wellensegment vorgesehen werden.
Gemäß diesem Merkmal wird die Kraftübertragungswelle von dem mittleren Lagerungsabschnitt an einer mittleren Stelle derselben gelagert, so dass es möglich wird, die Kraftübertragungswelle stabil zu drehen. Ferner wird als Reaktion auf ein Einleiten einer axialen externen Kraft mit einem vorgegebenen Wert oder höher der eingerückte Zustand zwischen dem mittleren Lagerungsabschnitt und der Fahrzeugkarosserie (ein die Fahrzeugkarosserie bildendes Element, wie etwa ein Querträger) gelöst, so dass es möglich wird, während eines Aufpralls in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie ein gleichmäßiges Verlagern der Antriebseinheit nach hinten zuzulassen, ohne das Verkürzen der Kraftübertragungswelle und das vordere Kippen des Differentialmoduls zu behindern.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrangsystem ist zwar eine Struktur zum Lagern des Differentialmoduls nicht besonders beschränkt, es ist aber bevorzugt, dass das Differentialmodul zusätzlich zu dem hinteren Lagerungsabschnitt ferner einen vorderen Lagerungsabschnitt, der den Modulkörper an einem hinteren Element der Fahrzeugkarosserie lagert, an einer Frontseite der Fahrzeugkarosserie bezüglich des hinteren Lagerungsabschnitts aufweist. In diesem Fall umfasst der vordere Lagerungsabschnitt vorzugsweise einen Lagerungswinkel, der sich von dem Modulkörperhin zum hinteren Element der Fahrzeugkarosserie erstreckt, wobei ein Ende des Lagerungswinkels ausgelegt ist, um bei relativem Verlagern des Differentialmoduls bezüglich der Antriebseinheit in der Annäherungsrichtung mit dem hinteren Element der Fahrzeugkarosserie von der Seite des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie in Kontakt gebracht zu werden und während einer relativen Bewegung zwischen der Antriebseinheit und dem Modulkörper in einer Annäherungsrichtung zerbrochen zu werden.
Gemäß diesem Merkmal wird ein Ende des Lagerungswinkels von der Seite des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie mit dem hinteren Element des Kraftfahrzeugs in Kontakt gebracht, so dass verglichen mit einer Struktur, bei der der Lagerungswinkel dem hinteren Element der Fahrzeugkarosserie in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie durch ein dämpfendes Element wie etwa eine Gummihalterung zugewandt ist, während eines Frontalaufpralls eine große Anpralllast wahrscheinlicher sofort auf den Lagerungswinkel ausgeübt wird. Während eines Aufpralls, wie etwa eines Frontalaufpralls, kann somit der Lagerungswinkel leicht zerbrechen, verbunden mit der Funktion des Zulassens seines Zerbrechens während der relativen Bewegung zwischen der Antriebseinheit und dem Modulkörper in der Annäherungsrichtung, so dass es möglich wird, unabhängig von einer Höhe, bei der der vordere Lagerungsabschnitt das Differentialmodul lagert, in relativ einfacher Weise den Modulkörper in eine nach vorne kippende Stellung zu verschieben.
In den Fällen, da das Antriebsstrangsystem den mittleren Lagerungsabschnitt umfasst, ist der mittlere Lagerungsabschnitt ausgelegt, um wie vorstehend erwähnt unter einer vorgegebenen Bedingung aus dem eingerückten Zustand mit der Fahrzeugkarosserie gelöst zu werden. Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrangsystem ist zwar eine spezifische Struktur zum Lösen des eingerückten Zustands nicht besonders beschränkt, doch ist es bevorzugt, dass das vordere Wellensegment Ausrückmittel aufweist, die ausgelegt sind, um innerhalb eines verkürzbaren Bereichs der Kraftübertragungswelle mit dem mittleren Lagerungsabschnitt in Eingriff zu treten, um den eingerückten Zustand zwischen dem mittleren Lagerungsabschnitt und der Fahrzeugkarosserie zu lösen.
Gemäß diesem Merkmal kann der eingerückte Zustand zwischen dem mittleren Lagerungsabschnitt und der Fahrzeugkarosserie von dem Ausrückmittel relativ einfach gelöst werden, so dass es möglich wird, während eines Aufpralls in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie, wie etwa während eines Frontalaufpralls, die Antriebseinheit gleichmäßiger nach hinten verlagern zu lassen.
Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrangsystem die Kraftübertragungswelle mit einem Einschiebbeschränkungsmittel versehen, das ausgelegt ist, um das Einschieben des einen von vorderem und hinterem Wellensegment in das Ende des anderen Wellensegments zu beschränken, um einen verkürzbaren Bereich desselben zu begrenzen.
Gemäß diesem Merkmal kann der verkürzbare Bereich der Kraftübertragungswelle in einfacher Weise beschränkt werden. Beruhend auf dem Verwenden des Einschiebbeschränkungsmittels kombiniert mit dem vorderen Lagerungsabschnitt des Differentialmoduls kann eine Anpralllast zum Bewirken eines Brechens des vorderen Lagerungsabschnitts effektiv durch die Kraftübertragungswelle übertragen werden, um den vorderen Lagerungsabschnitt zu einem adäquaten Zeitpunkt zu zerbrechen.
Die vorliegende Erfindung sieht auch eine untere Kraftfahrzeugstruktur vor, welche umfasst: das Antriebsstrangsystem, wie es in einem der vorstehend erwähnten Absätze beschrieben ist; einen Bodentunnelteil, der sich entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt und darin die Kraftübertragungswelle des Antriebsstrangsystems entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie aufnimmt; und einen Tunnelquerträger, der in der Fahrzeugkarosserie derart vorgesehen ist, dass er sich in einer Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie quer über den Bodentunnelteil an einer Stelle unter der Kraftübertragungswelle erstreckt, wobei der Tunnelquerträger derart mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, dass er unter einer abwärts gerichteten Last von der Fahrzeugkarosserie ausrückbar ist.
Die untere Kraftfahrzeugstruktur der vorliegenden Erfindung ist mit dem Tunnelquerträger versehen, so dass es möglich wird, die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie in der Breitenrichtung zu verbessern. Ferner ist der Tunnelquerträger derart mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, dass er unter einer abwärts gerichteten Last von der Fahrzeugkarosserieausrückbar ist. Wenn somit ein Weg der Kraftübertragungswelle aufgrund des vorderen Kippens des Differentialmoduls nach unten bewegt wird, wird die Kraftübertragungswelle mit dem Tunnelquerträger in Eingriff gebracht, um einen eingerückten Zustand des Tunnelquerträgers als Verstärkungselement mit der Fahrzeugkarosserie zu lösen, so dass es möglich wird, die Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten während eines Frontalaufpralls zuverlässig sicherzustellen.
Vorzugsweise weist bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrangsystem die Fahrzeugkarosserie einen eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum auf, der zwischen der Antriebseinheit und einer horizontal hinter der Antriebseinheit angeordneten Spritzwand ausgebildet ist, wobei die Antriebseinheit ausgelegt ist, um während der relativen Verlagerung in der Annäherungsrichtung über ihren vorgegebenen Bereich zulässiger Verlagerung nach hinten horizontal nach hinten verlagerbar zu sein.
Somit wird die Antriebseinheit während der Verlagerung zuerst in den eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum bewegt und somit nach hinten verlagert, so dass die Kraftübertragungswelle zuverlässig und gleichmäßig verkürzt werden kann, bevor die Kraftübertragungswelle aufgrund der Schwenkbewegung des Modulkörpers, die durch eine folgende Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten bewirkt wird, um das Kreuzgelenk gebogen wird.
Bevorzugter ist die Kraftübertragungswelle bei dem vorstehenden Antriebsstrangsystem mit einem Einschiebbeschränkungsmittel versehen, das ausgelegt ist, um das Einschieben eines von vorderem und hinterem Wellensegment in das Ende des anderen Wellensegments zu beschränken, um einen verkürzbaren Bereich derselben zu begrenzen, wobei der verkürzbare Bereich der Kraftübertragungswelle so festgelegt ist, dass er kürzer als der Bereich der nach hinten zulässigen Verlagerung der Antriebseinheit ist.
Gemäß diesem Merkmal kann die Antriebseinheit nach Beenden des Verkürzens der Kraftübertragungswelle weiter horizontal nach hinten verlagert werden, um es dem Modulkörper des Differentialmoduls zu ermöglichen, gemäß der verbleibenden horizontalen Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten schwenkbar nach unten zu der vorderen Kippstellung bewegt zu werden. Dieses Merkmal macht es mit anderen Worten möglich, das Verkürzen der Kraftübertragungswelle und die Abwärtsschwenkbewegung des Differentialmoduls in abgestufter Weise gleichmäßig zu bewirken, um den Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten zuverlässig und gleichmäßig zu erhöhen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine untere Kraftfahrzeugstruktur vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: das vorstehende Antriebsstrangsystem, wobei das Antriebsstrangsystem einen Motorkörper als Teil der Antriebseinheit umfasst; eine hinter der Antriebseinheit des Antriebsstrangsystems angeordnete Spritzwand; und eine Auslassvorrichtung, die mit der Antriebseinheit verbunden und in dem eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum angeordnet ist, wobei die Spritzwand einen Spritztunnelteil aufweist, der in einer Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie konkav geformt ist, und die Auslassvorrichtung so angeordnet ist, dass sie dem Spritztunnelteil in einer Beziehung vorne-hinten zugewandt ist.
Bei dieser erfindungsgemäßen unteren Kraftfahrzeugstruktur ist die Auslassvorrichtung in dem eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum angeordnet, so dass es möglich wird, eine Anordnung in dem vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie abzuändern. Während der relativen Verlagerung zwischen der Antriebseinheit und dem Differentialmodul in der Annäherungsrichtung wird ferner zusammen mit der Verformung der Fahrzeugkarosserie aufgrund eines Aufpralls etc. die Auslassvorrichtung in den Spritztunnelteil bewegt, während sie von der Antriebseinheit geschoben wird, so dass es möglich wird, den eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum sicherzustellen. Die vorstehende untere Kraftfahrzeugstruktur der vorliegenden Erfindung macht es mit anderen Worten möglich, den Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten ausreichend sicherzustellen, während der eine Verlagerung nach hinten zulassende Raum effektiv genutzt wird.
Gemäß einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine untere Kraftfahrzeugstruktur vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: das vorstehende Antriebsstrangsystem, wobei das Antriebsstrangsystem einen Motorkörper als Teil der Antriebseinheit umfasst; einen Ansaugkrümmer zum Einleiten von Frischluft in den Motorkörper, wobei der Motorkörper ein Quermotor ist, der so eingebaut ist, dass sich eine Kurbelwelle desselben in einer Richtung quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs erstrecken kann; und wobei der Ansaugkrümmer vor einem oberen Teil des Motorkörpers angeordnet ist.
Bei dieser unteren Kraftfahrzeugstruktur der vorliegenden Erfindung ist der Ansaugkrümmer vor dem oberen Teil des Motorkörpers angeordnet, so dass es möglich wird, eine Anprallkraft aufgrund eines Aufpralls durch eine von dem Motorkörper und dem Ansaugkrümmer gebildete Fläche aufzunehmen, um ein horizontales Verlagern der Antriebseinheit nach hinten in zuverlässiger und gleichmäßiger Weise zuzulassen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrangsystem kann der Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten in einfacher Weise vergrößert werden. Ferner wird die Vergrößerung des Betrags der Verlagerung nach hinten durch einen einfachen Mechanismus beruhend auf einer Verbesserung einer Lagerungsstruktur für den hinteren Teil des Differentialmoduls erreicht, so dass es möglich wird, einen Anstieg der Herstellungskosten maximal zu unterbinden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht, die schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrangsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines vorderen Bereichs einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs von 1 zeigt.
3 ist eine Seitenschnittansicht, die die Struktur des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie von 2 zeigt.
4 ist eine Ansicht teils im Schnitt, die vergrößert ein drittes Kreuzgelenk und ein mittleres Lager zeigt.
5 ist eine Unteransicht, die schematisch eine Befestigungsstruktur für einen ersten Tunnelquerträger in Vergrößerung zeigt.
6 ist eine Unteransicht, die schematisch eine Befestigungsstruktur für einen zweiten Tunnelquerträger in Vergrößerung zeigt.
7 ist eine Unteransicht, die einen hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie, der ein hinteres Differentialmodul umfasst, zeigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht des hinteren Differentialmoduls.
9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX von 7.
10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X von 7.
11 ist eine Seitenansicht, die schematisch das Kraftfahrzeug während eines Frontalaufpralls desselben zeigt.
12 ist eine Seitenschnittansicht, die die Struktur des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie während des Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs zeigt.
13 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen Teil des Antriebsstrangsystems während des Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs zeigt.
14A veranschaulichte ein Beispiel einer Abwandlung der Struktur von 9.
14B ist eine vordere Schnittansicht einer Montagehülse von 14A.
Beschreibung von Ausführungsformen
Unter Bezug auf die Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung nun beruhend auf einer Ausführungsform derselben beschrieben. 1 ist eine Seitenansicht, die schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrangsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Auch wenn diese Ausführungsform beruhend auf einem Beispiel beschrieben wird, bei dem das Kraftfahrzeug mit dem Antriebsstrangsystem ein FR-Schrägheckfahrzeug ist, ist das Kraftfahrzeug nicht auf eine bestimmte Art beschränkt, sondern kann eine beliebige Art sein, die zum Übertragen von Antriebskraft von einer in einem vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie angeordneten Antriebseinheit durch eine Kraftübertragungswelle zu einen hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie ausgelegt ist, wie etwa eine FR-Limousine, ein FR-Sportwagten oder ein FR-Minivan.
Das Antriebsstrangsystem 1 nach dieser Ausführungsform umfasst eine Antriebseinheit 2, die in einem vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, ein hinteres Differentialmodul 3, das in einem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und eine Gelenkwelle (äquivalent zu einer Kraftübertragungswelle) 4, die so angeordnet ist, dass sie sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, um die Antriebseinheit 2 und das hintere Differentialmodul 3 miteinander zu koppeln.
Wie in 2 gezeigt umfasst die Antriebseinheit 2 einen Motorkörper 2a, der ausgelegt ist, um Antriebskraft zu erzeugen, und ein Getriebe 2b, das zwischen dem Motorkörper 2a und der Gelenkwelle 4 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 2 ist an dem vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie durch Einbaumittel wie etwa eine Motorlagerung eingebaut.
2 ist eine Draufsicht, die eine Struktur des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie zeigt, und 3 ist eine Seitenansicht, die die Struktur des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie zeigt. Unter Bezug auf 2 und 3 zusätzlich zu 1 wird zuerst der vordere Bereich der Fahrzeugkarosserie beschrieben.
Der vordere Bereich der Fahrzeugkarosserie ist mit einem Paar aus einem rechten und linken vorderen Seitenrahmen 5 und einer Stoßfängerverstärkung 6 versehen, die zwischen jeweiligen vorderen Rändern der vorderen Seitenrahmen 5 überbrückt, und ein im Allgemeinen rechteckförmiger vorderer Unterrahmen 7 ist unter den vorderen Seitenrahmen 5 angeordnet.
Wie in 3 deutlich gezeigt ist, weist jeder der vorderen Seitenrahmen 5 einen hinteren Teil auf, der in der Rückwärtsrichtung schräg nach unten geneigt ist, um eine Steilstufe 5a zu bilden, und ein hinteres Ende der Steilstufe 5a ist mit einem Bodenrahmen 8 verbunden (der in 1 nicht dargestellt ist). Ein Bodenblech 9 ist mit dem Bodenrahmen 8 verbunden, und ein vorderer Rand des Bodenblechs 9 ist mit einer Spritzwand 10 verbunden, die zwischen einem Motorraum und einem Fahrgastraum trennt. Das Bodenblech 9 weist einen Bodentunnelabschnitt 9a auf, der in einem in Breitenrichtung mittleren Bereich (mittlerer Bereich in einer Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie) desselben vorgesehen ist, um sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie zu erstrecken, während er nach oben ragt. Die Gelenkwelle 4 ist in dem Bodentunnelteil 9a entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie aufgenommen. Der Bodentunnelteil 9a ist mit einem Spritztunnelteil 10a verbunden, der in einem in Breitenrichtung mittleren Bereich der Spritzwand 10 vorgesehen ist. Der Spritztunnelteil 10a ist durch hinten konkaves Ausbilden des in Breitenrichtung mittleren Bereichs der Spritzwand 10 gebildet. An einer in Breitenrichtung inneren Seite jeweiliger der Bodenrahmen 8 und an jeweiligen von beiden Seiten des Bodentunnelteils 9a sind ein Paar von Tunnelrahmen 11 vorgesehen, um sich entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie zu erstrecken, um den Bodentunnelteil 9a zu verstärken. Weiterhin sind ein Paar von Seitenleisten 12 an einer in Breitenrichtung äußeren Seite jeweiliger der Bodenrahmen 8 vorgesehen.
An einer oberen Fläche des Bodenblechs 9 ist ein Bodenquerträger 13 so vorgesehen, dass er sich zwischen dem Bodentunnelteil 9a und jeder der Seitenleisten 12 in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt. An einer gegenüberliegenden Seite des Bodenquerträgers 13 ist sind ein Paar eines rechten und linken mittleren Querträgers 14 quer über dem Bodenblech 9 so vorgesehen, dass sie sich in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie zu dem Bodentunnelteil 9a erstrecken. Mehrere der Paare (in dieser Ausführungsform zwei Paare) von rechten und linken mittleren Querelementen 14 sind Seite an Seite entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie vorgesehen. In einem Bereich zwischen jedem der zwei Paare von rechten und linken mittleren Querträgern 14 ist ein Tunnelquerträger 15 so vorgesehen, dass er sich in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie quer über den Bodentunnelteil 9a an einer Stelle unter der Gelenkwelle 4 erstreckt, und ein Tunnelverstärkungselement 20 ist entlang einer Innenwandfläche des Bodentunnelteils 9a vorgesehen (siehe 1). Die Steifigkeit des Bodentunnelteils 9a und die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie in der Breitenrichtung derselben werden durch die Tunnelquerträger 15 und die Tunnelverstärkungselemente 20 verbessert.
Jeder der Tunnelquerträger 15 ist als steifes Element ausgebildet, das in der Schnittansicht einen oder mehrere gebogene Teile aufweist. Ein mittleres Lager 16 zum drehbaren Lagern der Gelenkwelle 4 ist an einem (nachstehend erwähnten Tunnelquerträger 15a) der zwei Tunnelquerträger 15 befestigt, der bezüglich der anderen Tunnelquerträger an der vorderen Seite der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Eine Struktur zum Befestigen des Tunnelquerträgers 15 an den mittleren Querträgern 14 wird später in Verbindung mit der Beschreibung des mittleren Lagers 16 beschrieben.
Die Stoßfängerverstärkung 6 überbrückt zwischen jeweiligen vorderen Randflächen der vorderen Seitenrahmen 5 durch ein Paar von rechten und linken Quetschdosen 61 (die jeweils als dämpfendes Element dienen), die jeweils in einer in Seitenschnittansicht des Kraftfahrzeugs im Allgemeinen winkelförmigen C-Form ausgebildet und darin vorgesehen sind.
Der vordere Unterrahmen 7 ist ein verformbarer Umfangsunterrahmen, ein sogenannter Umfangsrahmen, der ausgelegt ist, um eine Übertragung von Erschütterung an dem in dem Motorraum vorgesehenen Motorkörper 2a zu unterbinden und während eines Frontalaufpralls eine Anpralllast zu verteilen und zu absorbieren. Unter Bezug auf 2 und 3 wird der vordere Unterrahmen 7 kurz beschrieben.
Der vordere Unterrahmen 7 umfasst: ein Paar von rechten und linken Seitenunterrahmen 71, die jeweils so vorgesehen sind, dass sie sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstrecken; einen vorderen Unterquerträger 72, der zwischen jeweiligen vorderen Enden der Seitenunterrahmen 71 überbrückt; einen hinteren Unterquerträger 73, der zwischen jeweiligen hinteren Enden der Seitenunterrahmen 71 überbrückt; und ein Paar von rechten und linken Quetschdosen 74, die jeweils an einem vorderen Rand eines jeweiligen der Seitenunterrahmen 71 nach vorne ragend vorgesehen sind. Der vordere Unterrahmen 7 ist als Ganzes in einer im Allgemeinen rechteckigen Form, insbesondere einer im Allgemeinen trapezoiden Form, mit einer Breite ausgebildet, die hin zur vorderen Seite der Fahrzeugkarosserie zunimmt.
Ferner weist der vordere Unterrahmen 7 mehrere Rahmenlagerungseinrichtungen 75 bis 77 auf, die an jedem der Seitenunterrahmen 71 Seite an Seite entlang einer Längsrichtung des Seitenunterrahmens 71 vorgesehen sind. Der vordere Unterrahmen 7 ist durch die Rahmenlagerungseinrichtungen 75 bis 77 an vorgegebenen Stellen von jeweiligen unteren Flächen der vorderen Seitenrahmen 5 und der jeweils darüber angeordneten Tunnelrahmen 11 befestigt. Mindestens ein Teil der Rahmenlagerungseinrichtungen 75 bis 77, zum Beispiel jede der rechten und linken mittleren Rahmenlagerungseinrichtungen 76 und jede der rechten und linken hinteren Rahmenlagerungseinrichtungen 77, sind ausgelegt, um während eines Aufpralls des Kraftfahrzeugs bei Einleiten einer Anpralllast in den vorderen Unterrahmen 7 von dem vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie, der etwa einem der vorderen Seitenrahmen 5 oder der Tunnelrahmen 11 entspricht, ausrückbar zu sein. Im Einzelnen ist in dieser Ausführungsform der vordere Unterrahmen 7 so aufgebaut, dass als Reaktion auf ein Einleiten einer Anpralllast in diesen die mittlere Rahmenlagerungseinrichtung 76 und die hintere Rahmenlagerungseinrichtung 77 in dieser Reihenfolge ausgerückt werden.
Im Einzelnen umfasst die mittlere Rahmenlagerungseinrichtung 76 einen rohrförmigen Befestigungsteil 76a, der sich in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung erstreckt, und eine Schraube 76b, die in den rohrförmigen Befestigungsteil 76a von unten eingeführt wird, um eine untere Wand des vorderen Seitenrahmens 5 zu durchsetzen, und mit einer rohrförmigen Schweißmutter 76c verschraubt wird. Wie vorstehend ist die mittlere Rahmenlagerungseinrichtung 76 so ausgebildet, dass sie den rohrförmigen Befestigungsteil umfasst, so dass es in dem rohrförmigen Befestigungsteil zu einer dreidimensionalen Torsion kommt, was verglichen mit den verbleibenden Rahmenlagerungseinrichtungen 75, 77 ein einfaches Brechen der mittleren Rahmenlagerungseinrichtung 76 zulässt.
Jede von rechter und linker hinterer Rahmenlagerungseinrichtung 77 ist dagegen dafür ausgelegt, den vorderen Unterrahmen 7 an einem vorderen Element (das die Tunnelrahmen 11 einschließt) der Fahrzeugkarosserie so zu lagern, dass der vordere Unterrahmen 7 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs in die Rückwärtsrichtung verlagert werden kann. Dies verhindert, dass die hintere Rahmenlagerungseinrichtung 77 von dem vorderen Element der Fahrzeugkarosserie vor der mittleren Rahmenlagerungseinrichtung 76 abgelöst wird. Im Einzelnen umfasst die hintere Rahmenlagerungseinrichtung 77 eine so genannte Gummihülse 77a und eine Schraube 77b, die in die Gummihülse 77a eingeführt ist, um eine untere Wand des Tunnelrahmens 11 zu durchsetzen, und die mit einer rohrförmigen Schweißmutter 77c verschraubt ist. Die Gummihülse 77a ist so ausgebildet, dass sie ohne eine Gleitbewegung in einem nicht geschmierten Zustand beruhend auf einer Struktur, bei der ein axial zusammengedrückter Gummi zwischen Innen- und Außenzylindern angeordnet ist, schwenkbar ist.
Bezüglich der hinteren Rahmenlagerungseinrichtung 77 kann an Stelle der Gummihülse eine andere geeignete Struktur genutzt werden, die den vorderen Unterrahmen 7 verlagerbar lagern kann. Zum Beispiel kann der vordere Unterrahmen 7 durch ein rohrförmiges Element, in das die Schraube 77b locker eingeführt wird, befestigt werden. Jeder von rechtem und linkem Seitenunterrahmen 71 weist an einer Stelle vor der hinteren Rahmenlagerungseinrichtung 77 eine in einer oberen Fläche desselben so ausgebildete, nach unten konkav ausgeformte Sicke 78 auf, dass sie sich entlang der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt. Die Sicke 78 lässt ein einfaches Biegen des Seitenunterrahmens 71 nach unten zu.
Die Antriebseinheit 2 ist so zusammengebaut, dass rechte und linke Enden eines vorderen oberen Teils derselben an einem jeweiligen von rechtem und linkem vorderen Seitenrahmen 5 in dem Motorraum, der vor der Spritzwand 10 ausgebildet ist, durch ein Paar rechter und linker vorderer Motorlagerungen 2c montiert sind, und ein in etwa mittlerer Bereich eines hinteren unteren Teils davon ist an dem vorderen Unterrahmen 7 (im Einzelnen dem hinteren Unterquerträger 73) durch eine hintere Motorlagerung 2d montiert. Wenn die mittleren Rahmenlagerungseinrichtungen 76 und die hinteren Rahmenlagerungseinrichtungen 77 des vorderen Unterrahmens 7 von dem vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie, wie etwa den vorderen Seitenrahmen 5, aufgrund eines Frontalaufpralls abgelöst werden, wird somit ein hinterer Teil der Antriebseinheit 2 schwenkbar nach unten bewegt und das Ausmaß der Neigung der Antriebseinheit 2 wird dadurch größer. Wenn in diesem Zustand eine Anpralllast weiter in den vorderen Unterrahmen 7 eingeleitet wird, wird jede der vorderen Motorlagerungen 2c verformt oder zerbrochen und dadurch wird die Antriebseinheit 2 abgesenkt, d. h. nach unten verlagert. In dem vorstehenden zusammengebauten Zustand der Antriebseinheit 2 befindet sich der hintere Unterquerträger 73 des vorderen Unterrahmens 7 hinter dem unteren Teil der Antriebseinheit 2.
Der die Antriebseinheit 2 bildende Motorkörper 2a ist ein Verbrennungsmotor und ist als Mehrzylinder-Benzinreihenmotor ausgebildet. Der Motorkörper 2a ist ein so genannter Quermotor, der an dem vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie so eingebaut ist, dass eine Kurbelwelle als Ausgangswelle desselben in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie ausgerichtet ist. Wie in 1 und 3 deutlich gezeigt ist, ist der Motorkörper 2a in einer nach hinten geneigten Stellung angeordnet, in der ein oberer Teil desselben nach hinten geneigt ist.
Der Motorkörper 2a nutzt ein vorderes Einlass-/hinteres Auslasssystem, die ausgelegt sind, um von der Seite einer vorderen Fläche desselben Frischluft einzuleiten und von der Seite einer hinteren Fläche desselben Abgas auszustoßen. Somit ist ein Ansaugkrümmer 25 vor dem oberen Teil des Motorkörpers 2a angeordnet, um Frischluft in den Motorkörper 2a einzuleiten, und eine Auslassvorrichtung 26, wie etwa ein Abgaskrümmer, eine Abgasturbine und ein Hochtemperaturkatalysator, ist hinter der Antriebseinheit 2 angeordnet.
Im Einzelnen ist der Ansaugkrümmer 25 über einem unteren Teil und vor dem oberen Teil des in der nach hinten geneigten Stellung angeordneten Motorkörpers 2a angeordnet. Somit wird durch den Ansaugkrümmer 25 und den Motorkörper 2a eine in etwa ebene Fläche gebildet, und eine Anpralllast von einem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie kann von der in etwa ebenen Fläche aufgenommen werden, so dass es möglich wird, während eines Frontalaufpralls beruhend auf dem Zusammenwirken zwischen dem Ansaugkrümmer 25 und dem Motorkörper 2a ein horizontales Verlagern des Motorkörpers 2a nach hinten zuzulassen, während die nach hinten geneigte Stellung beibehalten wird.
Die Auslassvorrichtung 26 ist so ausgebildet, dass sie einen Abgaskrümmer, eine Abgasturbine und einen Hochtemperaturkatalysator umfasst, und ist in einem eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum 1a an einer Stelle hinter einem in Breitenrichtung in etwa mittleren Teil der Antriebseinheit 2 angeordnet. Ein eine Verlagerung nach hinten zulassender Raum 1a ist mit anderen Worten horizontal hinter der Antriebseinheit 2 und zwischen der Antriebseinheit 2 und der Spritzwand 10 ausgebildet, und die Auslassvorrichtung 26 ist in dem eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum 1a angeordnet. Die Elemente der Auslassvorrichtung 26 sind verteilt angeordnet, während im Hinblick auf eine Notwendigkeit des Sicherstellens von Ventilation um diese herum zur Kühlung ein Spalt dazwischen vorgesehen ist. Somit werden die Elemente der Auslassvorrichtung 26 zusammen mit der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten allmählich kompaktiert, so dass es möglich wird, einen Raum zum Sicherstellen der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten zu erzeugen. Im Einzelnen bedeutet der eine Verlagerung nach hinten zulassende Raum 1a einen Raum zum Sicherstellen einer horizontalen Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten, zum Beispiel während eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs, und umfasst einen Raum, der zwischen der Antriebseinheit 2 und der Spritzwand 10 ausgebildet ist, wobei kein Element darin vorgesehen ist oder ein Element so darin vorgesehen ist, dass die Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten zum Beispiel so zugelassen wird, dass es zusammen mit der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten zusammengepresst (und kompaktiert) wird oder nach hinten verlagert wird, d. h. es spielt keine Rolle, ob in dem Raum ein Element angeordnet ist oder nicht.
Im Einzelnen ist die Auslassvorrichtung 26 vor dem Spritztunnelteil 10a in dem eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum 1a angeordnet. Die Auslassvorrichtung 26 ist mit anderen Worten so angeordnet, dass sie dem Spritztunnelteil 10a in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie zugewandt ist. Daher wird während eines Frontalaufpralls gemäß der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten die Auslassvorrichtung 26 in den Spritztunnelteil 10a geschoben, während sie zusammengepresst und kompaktiert wird, so dass es möglich wird, den eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum 1a für die Antriebseinheit 2 sicherzustellen. Um einen Abgasstrom gleichmäßig zu machen, ist die Auslassvorrichtung 26 so vorgesehen, dass sie sich von dem Motorkörper 2a in der Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie und schräg nach unten erstreckt, und ein Auspuffrohr 17 ist mit einem hinteren Ende der Auslassvorrichtung 26 verbunden. Das Auspuffrohr 17 ist so konstruiert, dass es sich in der Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie entlang einer unteren Fläche des Bodenblechs 9 erstreckt, und ist mit einem Schalldämpfer 18 verbunden, der unter dem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist.
Nachstehend wird die Gelenkwelle 4 beschrieben. Die Gelenkwelle 4 weist ein vorderes Ende, das durch ein erstes Kreuzgelenk 41 mit einer Ausgangswelle 2e des Getriebes 2b gekoppelt ist, und ein hinteres Ende, das durch ein zweites Kreuzgelenk 42 mit einer Eingangswelle 3a des hinteren Differentialmoduls 3 gekoppelt ist, auf. Die Gelenkwelle 4 ist in Bezug auf vorne/hinten in ein vorderes Wellensegment 4a und ein hinteres Wellensegment 4b unterteilt, und das vordere und das hintere Wellensegment 4a, 4b sind durch ein drittes Kreuzgelenk 43 miteinander gekoppelt. In dieser Ausführungsform ist das vordere Wellensegment 4a so ausgebildet, dass es kürzer als das hintere Wellensegment 4b ist.
4 ist eine Ansicht teils im Schnitt, die das dritte Kreuzgelenk 43 und das mittlere Lager 16 vergrößert zeigt.
Das dritte Kreuzgelenk 43 ist ein Schwenk-Kreuzgelenk konstanter Geschwindigkeit, das ein rohrförmiges Außenelement und ein wellenförmiges Innenelement umfasst, das ausgelegt ist, um Drehmoment zu übertragen, während eine Winkelverschiebung bezüglich des rohrförmigen Außenelement zugelassen wird, wobei es bei Einleiten einer vorgegebenen Last in einer axialen Richtung der Gelenkwelle 4 ausgelegt ist, ein relatives Verlagern des wellenförmigen Innenelements bezüglich des rohrförmigen Außenelements in der axialen Richtung zuzulassen, wodurch das vordere und hintere Wellensegment 4a, 4b, die jeweils mit einem jeweiligen von dem wellenförmigen Innenelement und dem rohrförmigen Außenelement gekoppelt sind, in einer Annäherungsrichtung oder Trennrichtung verlagert werden. Die Gelenkwelle 4 ist mit anderen Worten dafür ausgelegt, bei Einleiten einer Last in diese in der axialen Richtung verlängerbar oder verkürzbar zu sein. In dieser Ausführungsform wird ein Doppelversatz-Kreuzgelenk als drittes Kreuzgelenk 43 genutzt. Alternativ kann ein beliebiges anderes Schwenk-Kreuzgelenk konstanter Geschwindigkeit, das in der axialen Richtung verlängerbar und verkürzbar ist, wie etwa eine Querrillen- oder Dreifachanschluss-Art, genutzt werden.
Im Einzelnen ist das dritte Kreuzgelenk 43 ein Doppelversatz-Kreuzgelenk, welches umfasst: einen mit dem vorderen Wellensegment 4a gekoppelten Innenring 431; einen mit dem hinteren Wellensegment 4b gekoppelten Außenring 432; eine zwischen dem Innenring 431 und dem Außenring 432 angeordnete Kugel 433, um zwischen dem Innen- und Außenring 431, 432 Drehmoment zu übertragen; und einen zwischen einer Außenumfangsfläche des Innenrings 431 und einer Innenumfangsfläche des Außenrings 432 angeordneten Käfig 434, um die Kugel 433 zu halten, wobei er dafür ausgelegt ist, eine Winkelverschiebung zwischen dem vorderen und hinteren Wellensegment 4a, 4b zuzulassen. In diesem Fall entspricht eine Baugruppe aus dem Innenring 431, der Kugel 433 und dem Käfig 434 dem wellenförmigen Innenelement, und der Außenring 432 entspricht dem rohrförmigen Außenelement.
Das dritte Kreuzgelenk 43 ist ein herkömmliches Doppelversatz-Kreuzgelenk mit einer Spurrille 431a und einer Spurrille 432a, die jeweils in einem jeweiligen von Innenring 431 und Außenring 432 ausgebildet sind. Daher wird auf dessen ausführliche Beschreibung verzichtet. Diese Ausführungsform weist aber ein Merkmal in einer Anordnungsbeziehung zwischen dem dritten Kreuzgelenk 43 und jedem von vorderem und hinterem Wellensegment 4a, 4b auf. Daher wird dieses Merkmal kurz beschrieben.
Der Innenring 431 des dritten Kreuzgelenks 43 ist an einem durchmesserreduzierten Ende (hinteren Ende) einer trichterförmigen Welle 4c, die an einem hinteren Ende (einem Ende gegenüber dem hinteren Wellensegment 4b) des vorderen Wellensegments 4a vorgesehen ist, so angebracht und damit gekoppelt, dass er zusammen mit der trichterförmigen Welle 4c gedreht wird. Die trichterförmige Welle 4c ist mit einem durchmesserreduzierten Teil 4e, der an dem hinteren Ende eines Wellenkörpers 4d des vorderen Wellensegments 4a vorgesehen ist, gekoppelt. Der Außenring 432 ist dagegen so in das hintere Wellensegment 4b an einer bezüglich eines vorderen Rands des hinteren Wellensegments 4b nach hinten versetzten Stelle eingesetzt und mit diesem gekoppelt, dass er zusammen mit dem hinteren Wellensegment 4b gedreht wird. Der Außenring 432 ist in der vorstehenden Weise in dem hinteren Wellensegment 4b in der nach hinten versetzten Stelle vorgesehen. Dies soll ein Einschieben des durchmesserreduzierten Teils 4e des vorderen Wellensegments 4a in einen durch den einen Versatz nach hinten erzeugten Raum während des Verkürzens der Gelenkwelle 4 ermöglichen.
Wenn somit eine Last in der axialen Richtung in das vordere Wellensegment 4a eingeleitet wird, zum Beispiel während eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs, wird das wellenförmige Innenelement, das aus dem Innenring 431, der Kugel 433 und dem Käfig 434 besteht, bezüglich des Außenrings 432 (rohrförmiges Außenelement) in der axialen Richtung (der in 4 durch den Pfeil gezeigten Richtung) relativ verlagert, so dass das vordere Wellensegment 4a bezüglich des hinteren Wellensegments 4b relativ verlagert wird und in das hintere Wellensegment 4b eingeschoben wird. In einer früheren Phase der Einschiebverlagerung wird im Einzelnen die trichterförmige Welle 4c des vorderen Wellensegments 4a zusammen mit dem Innenring 431, der Kugel 433 und dem Käfig 434 in das hintere Wellensegment 4b eingeschoben. Anschließend wird der durchmesserreduzierte Teil 4e des vorderen Wellensegments 4a in das hintere Wellensegment 4b geschoben.
Das vordere und hintere Wellensegment 4a, 4b sind so ausgelegt, dass in einem Zustand nach dem Einschieben des vorderen Wellensegments 4a in das hintere Wellensegment 4b um einen vorgegebenen Betrag (vorgegebene Strecke) ein durchmesservergrößerter Stufenteil 4f des vorderen Wellensegments 4a an einem vorderen Ende des durchmesserreduzierten Teils 4e mit einer vorderen Randfläche des hinteren Wellensegments 4b in Eingriff kommt (damit in Kontakt kommt), wie in 4 durch die Strichlinie mit zwei Punkten gezeigt ist, um ein Beschränken der Einschiebverlagerung zuzulassen. Beruhend auf dem Vorsehen des durchmesservergrößerten Stufenteils 4f in dem vorderen Wellensegment 4a, um als Einschiebbeschränkungsmittel zu dienen, das ausgelegt ist, um das Einschieben des vorderen Wellensegments 4a in das hintere Wellensegment 4b über den vorgegebenen Betrag hinaus zu beschränken, wird somit ein verkürzbarer Bereich D1 der Gelenkwelle 4 begrenzt. Bei einem oberen Grenzwert des verkürzbaren Bereichs verliert das dritte Kreuzgelenk 43 dann seine Funktion und die Winkelverschiebung zwischen dem vorderen und dem hinteren Wellensegment 4a, 4b wird deaktiviert, so dass das vordere und hintere Wellensegment 4a, 4b als Einstabelement fungieren.
Eine Strecke zwischen dem vorderen Rand des hinteren Wellensegments 4b und der nach hinten versetzten Position des Außenrings 432 wird so festgelegt, dass sie größer als eine Länge des durchmesserreduzierten Teils 4e des vorderen Wellensegments 4a ist.
Eine Strecke zwischen einem hinteren Rand des durchmesserreduzierten Teils 4e des vorderen Wellensegments 4a und dem vorderen Rand des hinteren Wellensegments 4b ist in einem normalen Zustand so festgelegt, dass sie kleiner als ein Takt der Spurrille 432a des Außenrings 432 des dritten Kreuzgelenks 43 ist. Wenn das vordere Wellensegment 4a in der axialen Richtung verlagert wird, wird ein Verlagerungsweg des vorderen Wellensegments 4a somit durch das dritte Kreuzgelenk 43 so geführt, dass der durchmesserreduzierte Teil 4e des vorderen Wellensegments 4a in ein vorderes Ende des hinteren Wellensegments 4b zuverlässig eingeschoben werden kann. Ferner ist der verkürzbare Bereich D1 der Gelenkwelle 4 kürzer als ein Bereich einer zulässigen Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten (eine Strecke zwischen der Antriebseinheit 2 und der Spritzwand 10 oder eine Länge des eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raums 1a in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie). Somit wird eine durch die Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten bewirkte axiale Last auch direkt auf das hintere Wellensegment 4b übertragen.
Das Ende des vorderen Wellensegments 4a an der Seite des dritten Kreuzgelenks 43 wird von dem mittleren Lager 16 drehbar gelagert. Das mittlere Lager 16 ist eine Art, welche umfasst: einen Lagerinnenring 161; einen Lageraußenring 162; ein Rollelement 163, wie etwa eine Kugel oder eine Rolle, die zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring 161, 162 angeordnet ist; eine Halterung 164, die das Rollelement 163 zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring 161, 162 angeordnet hält; und einen Winkel 165, der an dem Lageraußenring 162 angebracht ist, um den Lageraußenring 162 zu halten. Das mittlere Lager 16 ist durch ein Befestigungsmittel 19 bestehend aus einer Schraube und einer Mutter durch den Winkel 165 an einem ersten Tunnelquerträger 15a angebracht. Der erste Tunnelquerträger 15a ist einer von den zwei Tunnelquerträgern 16, der bezüglich des anderen Tunnelquerträgers an der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Eine Kombination aus dem ersten Tunnelquerträger 15a, dem mittleren Lager 16 und dem Befestigungsmittel 19 entspricht einem mittleren Lagerungsabschnitt, der ein Ende des vorderen Wellensegments 4a an der Fahrzeugkarosserie (den mittleren Querträgern 14) lagert.
Unter Bezug auf 4 und 5 wird eine Befestigungsstruktur für den ersten Tunnelquerträger 15a mit dem mittleren Lager 16 beschrieben. 5 ist eine Unteransicht, die schematisch die Befestigungsstruktur für den ersten Tunnelquerträger in Vergrößerung zeigt. In 5 wird auf das zwischen den mittleren Querträgern 14 vorgesehene Tunnelverstärkungselement 20 (siehe 1) verzichtet.
Wie in 4 deutlich gezeigt ist, weist der erste Tunnelquerträger 15a zwei gebogene Teile 15c auf, die in jeweiligen von vorderen und hinteren Enden desselben vorgesehen sind, um nach oben zu ragen, und das mittlere Lager 16 ist an einer Stelle zwischen den gebogenen Teilen 15c an einer oberen Fläche des ersten Tunnelquerträgers 15a angebracht. Wie in 5 deutlich gezeigt ist, ist jedes von gegenüberliegenden Enden des ersten Tunnelquerträgers 15a in einer Längsrichtung desselben (der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie) mit einem (nicht gezeigten) Schraubenloch zum Einführenlassen einer Schraube 151 in dieses und einem Schlitz 152 ausgebildet, der mit dem Schraubenloch kommuniziert und sich von dem Schraubenloch zu einem vorderen Rand des ersten Tunnelquerträgers 15a in einer Richtung entgegen einer Richtung einer während eines Frontalaufpralls einzuleitenden Last (der Rückwärtsrichtung) erstreckt, d. h. in der Vorwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie. Eine Breite des Schlitzes 152 ist so festgelegt, dass sie schmäler als ein Durchmesser des Schraubenlochs ist, und ist so festgelegt, dass sie schmäler als ein Durchmesser eines Schafts der Schraube 151 ist. Der erste Tunnelquerträger 15a ist an einem Paar aus einem rechtem und linkem ersten mittleren Querträger 14a angebracht, das eines der Paare der mittleren Querträger 14 ist, die in einer überbrückenden Weise angeordnet sind, so dass sie sich über eine Öffnung an einem unteren Ende des Bodentunnelteils 9a erstrecken.
Bei einem Einleiten einer Last mit einem vorgegebenen Wert oder höher in der Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie wird somit der erste Tunnelquerträger 15a bezüglich der ersten mittleren Querträger 14a relativ nach hinten verlagert, und dadurch wird jede der Schrauben 151 durch einen jeweiligen der Schlitze 152 von dem ersten Tunnelquerträger 15a abgelöst. Der erste Tunnelquerträger 15a und das mittlere Lager 16 ist mit anderen Worten in dem in den beigefügten Ansprüchen dargelegten mittleren Lagerungsabschnitt enthalten, der ausgelegt ist, um bei einem Einleiten einer externen Kraft mit einem vorgegebenen Wert oder höher in einer axialen Rückwärtsrichtung der Gelenkwelle 4 von einem eingerückten Zustand mit den die Fahrzeugkarosserie bildenden ersten mittleren Querträgern 14a gelöst (von diesen ausgerückt) zu werden.
Um eine externe Kraft auf den die ersten Tunnelquerträger 15a und das mittlere Lager 16 umfassenden mittleren Lagerungsabschnitt in der axialen Richtung auszuüben, weist das vordere Wellensegment 4a ferner einen Presserflansch (äquivalent zu dem Ausrückmittel) 44 auf, der an einer vorderen Seite einer Stelle vorgesehen ist, an der der Wellenkörper 4d des vorderen Wellensegments 4a von dem mittleren Lager 16 gelagert wird. Wie in 4 gezeigt ist eine Strecke zwischen dem Presserflansch 44 und dem mittleren Lager 16 so festgelegt, dass sie kürzer als der verkürzbare Bereich D1 der Gelenkwelle 4 ist, um es dem Presserflansch 44 zu ermöglichen, auf den den ersten Tunnelquerträger 15a und das mittlere Lager 16 umfassenden mittleren Lagerungsabschnitt während des Verlaufs des Verkürzens der Gelenkwelle 4 zu pressen.
Auch wenn ein zweiter Tunnelquerträger 15b, der ein hinterer der zwei Tunnelquerträger 15 ist, ausgelegt ist, um wie bei dem ersten Tunnelquerträger 15a ausrückbar zu sein, unterscheidet er sich von dem ersten Tunnelquerträger 15a bezüglich einer Struktur für das Ausrücken. Dieser Unterschied wird nachstehend beschrieben. 6 ist eine Unteransicht, die schematisch eine Befestigungsstruktur für den zweiten Tunnelquerträger 15b zeigt. In 6 wird auf das zwischen den mittleren Querträgern 14 vorgesehene Tunnelverstärkungselement 20 (siehe 1) verzichtet.
Der zweite Tunnelquerträger 15b ist ebenfalls als steifes Element ausgebildet, das wie beim ersten Tunnelquerträger 15a an seinen Vorder- und Hinterseiten in Schnittansicht gebogene Teile aufweist. Wie in 6 deutlich gezeigt ist, ist jedes von gegenüberliegenden Enden des zweiten Tunnelquerträgers 15b in seiner Längsrichtung (der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie) mit einem (nicht gezeigten) Schraubenloch zum Einführenlassen einer Schraube 153 in dieses und einem Schlitz 154 ausgebildet, der mit dem Schraubenloch kommuniziert und sich von dem Schraubenloch zu jedem von rechtem und linken Rand des zweiten Tunnelquerträgers 15b in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie nach außen erstreckt. Eine Breite des Schlitzes 154 ist so festgelegt, dass sie schmäler als ein Durchmesser des Schraubenlochs ist, und ist so festgelegt, dass sie schmäler als ein Durchmesser eines Schafts der Schraube 153 ist. Der zweite Tunnelquerträger 15b ist an einem Paar eines rechten und linken zweiten mittleren Querträgers 14b angebracht, das ein hinteres der zwei Paare der mittleren Querträger 14 ist, um sich an dem unteren Ende des Bodentunnelteils 9a quer über die Öffnung zu erstrecken
Somit wird bei einem Einleiten einer abwärts gerichteten Last mit einem vorgegebenen Wert oder höher der zweite Tunnelquerträger 15b bezüglich der zweiten mittleren Querträger 14b relativ nach unten verlagert, und dadurch wird jede der Schrauben 153 durch einen jeweiligen der Schlitze 154 von dem zweiten Tunnelquerträger 15b gelöst. Der zweite Tunnelquerträger 15b ist mit anderen Worten ausgelegt, um unter einer vorgegebenen abwärts gerichteten Last aus einem eingerückten Zustand mit den zweiten mittleren Querträgern 14b, die die Fahrzeugkarosserie bilden, gelöst und ausgerückt zu werden.
Nachstehend werden das an einem hinteren Ende des hinteren Wellensegments 4b angebrachte hintere Differentialmodul 3 und eine Struktur zum Anbringen des hinteren Differentialmoduls 3 an der Fahrzeugkarosserie beschrieben. 7 ist eine Unteransicht, die den hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie, der das hintere Differentialmodul umfasst, zeigt, und 8 ist eine perspektivische Ansicht des hinteren Differentialmoduls. 9 und 10 sind Schnittansichten entlang der Linie IX-IX bzw. der Linie X-X von 7.
Das hintere Differentialmodul 3 umfasst einen Modulkörper 31, ein Paar eines rechten und linken vorderen Lagerungsabschnitts 32, das einen vorderen Teil des Modulkörpers 31 an der Fahrzeugkarosserie lagert, und einen hinteren Lagerungsabschnitt 33, der einen hinteren Teil des Modulkörpers 31 an der Fahrzeugkarosserie lagert. Das hintere Differentialmodul 3 ist mit anderen Worten an drei Punkten in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie an dem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie gelagert.
Zuerst wird der hintere Bereich der Fahrzeugkarosserie, an dem das hintere Differentialmodul 3 gelagert ist, kurz beschrieben.
Ein hinteres Element in dem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie umfasst: ein Paar eines rechten und linken hinteren Seitenrahmens 21, die sich jeweils in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstrecken, während sie sich in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie nach innen biegen; einen ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22, der zwischen den hinteren Seitenrahmen 21 entlang der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie überbrückt; einen zweiten Hinterradaufhängungsrahmen 23, der zwischen den hinteren Seitenrahmen 21 entlang der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie und an einer Stelle hinter dem ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22 überbrückt; und ein Paar eines rechten und linken Aufhängungsrahmenverstärkungselements 24, die jeweils zwischen dem ersten und zweiten Hinterradaufhängungsrahmen 22, 23 überbrücken, während sie sich in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie allmählich schräg nach innen hin zur Rückwärtsrichtung neigen. Obere Enden von mehreren Komponenten einer (nicht gezeigten) Mehrlenker-Hinterradaufhängung sind mit dem ersten und zweiten Hinterradaufhängungsrahmen 22, 23 verbunden. Wie in 14A gezeigt ist der erste Hinterradaufhängungsrahmen 22 praktisch als geteilte Struktur ausgebildet, die aus einem vorderen Blech 22A und einem hinteren Blech 22B besteht.
Unter dem Bodenblech 9 und über der Gelenkwelle 4 ist ein Kraftstofftank 29 als eine Kraftfahrzeugkomponente angeordnet. Der Kraftstofftank 29 ist vor und schräg über dem hinteren Differentialmodul 3 angeordnet und ist in Draufsicht an einer rechten (lateralen) Seite der Gelenkwelle 4 angeordnet, aber nicht gezeigt.
Im Einzelnen ist der Modulkörper 31 ausgelegt, um Antriebskraft von der Antriebseinheit 2 zu einem rechten und linken Antriebsrad zu verteilen. Der Modulkörper 31 ist unter dem ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22 angeordnet, so dass der erste Hinterradaufhängungsrahmen 22 als Mittel zum Verhindern einer Aufwärtsverlagerung des Modulkörpers 31 dient. Ferner ist der Modulkörper 31 durch Verbinden der vorderen Lagerungsabschnitte 32 mit dem ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22 an dem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie und durch Verbinden des hinteren Lagerungsabschnitts 33, der hinter den vorderen Lagerungsabschnitten 32 angeordnet ist, mit dem zweiten Hinterradaufhängungsrahmen 23 gelagert.
Jeder der vorderen Lagerungsabschnitte 32 umfasst einen vorderen Befestigungswinkel 35, der sich in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie von dem Modulkörper 31 hin zu dem ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22 nach außen erstreckt, und eine vordere Differentialhalterung 36, die an einem distalen Ende (einem Ende an der Seite des ersten Hinterradaufhängungsrahmens) des vorderen Befestigungswinkels 35 vorgesehen ist. Beruhend auf dieser Struktur lagert jeder der vorderen Lagerungsabschnitte 32 den Modulkörper 31 an einer Stelle vor dem hinteren Lagerungsabschnitt 33.
Wie in 8 deutlich gezeigt ist, ist der vordere Befestigungswinkel 35 ein flaches, hohles plattenförmiges Element mit einer in Vorderansicht im Allgemeinen dreieckigen Form und ist so angeordnet, dass er sich in einer Richtung rechts-links senkrecht zu der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt. Der vordere Befestigungswinkel 35 weist ein an dem Modulkörper 31 durch eine Schraube 37 angebrachtes Basisende auf. Wie in 9 gezeigt ist die vordere Differentialhalterung 36 in dem distalen Ende eines jeweiligen der vorderen Befestigungswinkel 35 aufgenommen, und eine Hinterwandfläche des vorderen Befestigungswinkels 35 steht mit einer Vorderwandfläche des ersten Hinterradaufhängungsrahmens 22 in direktem Kontakt. Der vordere Befestigungswinkel 35 steht mit anderen Worten mit der Vorderwandfläche des ersten Hinterradaufhängungsrahmens 22 von der Seite des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie in Kontakt. Der vordere Befestigungswinkel 35 weist einen mittleren Teil auf, der mit einem Gewichtsreduzierungsloch 351 ausgebildet ist, das den mittleren Teil in einer Breitenrichtung desselben durchsetzt, um eine Reduzierung des Gewichts zu erleichtern.
Die vordere Differentialhalterung 36 ist ausgelegt, um durch einen nachstehend erwähnten Montagegummi 362 Erschütterungen in der Aufwärts-Abwärts-Richtung und der Rechts-Links-Richtung zu absorbieren, wenngleich sie keine Erschütterungen in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie absorbieren kann. Im Einzelnen umfasst die vordere Differentialhalterung 36: ein Außengehäuse 361 mit einer Öffnung, die in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie ausgerichtet ist; einen Montagegummi 362, der in dem Außengehäuse 361 aufgenommen ist; ein Innengehäuse 363, das in einem mittleren Loch 362a des Montagegummis 362 eingesetzt ist (eine Achse des Innengehäuses 363 erstreckt sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie); eine Befestigungsschraube 364, die in das Innengehäuse 363 eingeführt ist, um den vorderen Befestigungswinkel 33 an der Vorderwandfläche des ersten Hinterradaufhängungsrahmens 22 zu befestigen; und eine Abdeckung 365, die einen Kopf 364a der Befestigungsschraube 364 abdeckt, wobei das Innengehäuse 363 lose in ein in dem vorderen Befestigungswinkel 35 vorgesehenes Montageloch eingesetzt ist. Beruhend auf dieser Struktur kann die vordere Differentialhalterung 36 durch den Montagegummi 362 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung und der Rechts-Links-Richtung der Fahrzeugkarosserie Erschütterungen absorbieren. In 9 zeigt das Bezugszeichen 366 einen Befestigungsschrauben-Lagerungsabschnitt an, der in dem ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22 vorgesehen ist, um ein vorderes Ende der Befestigungsschraube 362 zu lagern, und das Bezugszeichen 221 zeigt ein Verstärkungselement an, das in dem ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22 vorgesehen ist.
Wie vorstehend erstreckt sich der vordere Befestigungswinkel 35 in dieser Ausführungsform in einer Richtung senkrecht zu der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie, und das distale Ende desselben steht mit der Vorderwandfläche des ersten Hinterradaufhängungsrahmens 22 in direktem Kontakt. Wenn eine Anpralllast entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie in das hintere Differentialmodul 3 eingeleitet wird, zum Beispiel während eines Frontalaufpralls, wird die Anpralllast somit als Scherkraft oder Biegemoment direkt auf den vorderen Befestigungswinkel 35 ausgeübt, ohne von dem Montagegummi 362 gedämpft zu werden. Dies ermöglicht es, ein Zerbrechen des vorderen Befestigungswinkels 35 herbeizuführen. Der vordere Befestigungswinkel 35 ist mit anderen Worten ausgelegt, um als Reaktion auf ein Einleiten einer Anpralllast entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie zerbrochen zu werden.
Ferner ist der vordere Befestigungswinkel 35 in dieser Ausführungsform als flaches, hohles, plattenförmiges Element ausgebildet, und das Gewichtreduzierungsloch 351 ist in dem mittleren Teil desselben ausgebildet, was eine Struktur vorsieht, die das Brechen bei Einleiten einer Anpralllast entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie von dem hinteren Differentialmodul 3 mittels der Gelenkwelle 4 aufgrund einer Verlagerung der Antriebseinheit 3 nach hinten zum Beispiel während eines Frontalaufpralls leichter herbeiführen kann.
Der hintere Lagerungsabschnitt 33 umfasst einen hinteren Befestigungswinkel 38, der sich von dem Modulkörper 31 hin zur hinteren Seite der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und eine hintere Differentialhalterung 39, die an einem distalen Ende (einem Ende an der Seite des zweiten Hinterradaufhängungsrahmens) des hinteren Befestigungswinkels 38 vorgesehen ist. Der hintere Befestigungswinkel 38 ist ausgelegt, um bei Einleiten einer Anpralllast von dem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie in das hintere Differentialmodul 3, zum Beispiel während eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs, bezüglich der hinteren Differentialhalterung 39 relativ nach hinten verlagert zu werden und bezüglich der hinteren Differentialhalterung 39 drehbar zu sein. Auch wenn der hinteren Lagerungsabschnitt 33 in dieser Ausführungsform nur einen Lagerungspunkt aufweist, kann er mit zwei oder mehr Lagerungspunkten ausgelegt sein. Der hintere Teil des Modulkörpers kann mit anderen Worten an mehreren Punkten gelagert sein.
Der hintere Befestigungswinkel 38 lagert den Modulkörper 31 an einer Stelle über einem Kopplungsabschnitt, der mit dem hinteren Wellensegment 4b gekoppelt ist (Stelle, die dem zweiten Kreuzgelenk 42 entspricht). Der hintere Befestigungswinkel 38 lagert mit anderen Worten den Modulkörper 31 an einer Stelle an dem zweiten Hinterradaufhängungsrahmen 23, die höher als eine Höhe (in 10 durch die Strichlinie L mit einem Punkt gezeigt) des mit dem hinteren Wellensegments 4b gekoppelten Kopplungsabschnitts ist.
Im Einzelnen umfasst der hintere Befestigungswinkel 38: einen plattenförmigen Verbindungsteil 381 für die Verbindung mit dem Modulkörper 31; einen Lagerungswellenteil 382, der sich von einer Stelle des Verbindungsteils 381, die in der Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie eingezogen ist (Stelle, die in der Richtung nach links versetzt ist), nach hinten erstreckt; und eine eine Vorwärtsverlagerung beschränkende, einem Herausziehen entgegenwirkende Abdeckung 383, die durch eine Schraube 384 an einem distalen Ende (hinteren Ende) des Lagerungswellenteils 382 fixiert ist.
Der hintere Lagerungsabschnitt 33 weist einen abstehenden Teil 385 auf, der integral mit dem Verbindungsteil 381 vorgesehen ist, um von einem oberen Bereich einer hinteren Fläche desselben hinter dem Verbindungsteil 381 an einer Stelle, die einem in Breitenrichtung mittleren Teil des hinteren Differentialmoduls 3 entspricht, nach hinten zu ragen. Der abstehende Teil 385 ist ausgelegt, um bei Verlagern des Modulkörpers 31 nach hinten, zum Beispiel während eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs, mit einer Vorderfläche des zweiten Hinterradaufhängungsrahmens 23 in Eingriff zu treten, um dem Modulkörper 31 ein Biegemoment zu verleihen, was ein Bewegen des vorderen Teils des Modulkörpers 32 schwenkbar nach unten bewirkt. Wie in 7 und 8 gezeigt ist der abstehende Teil 385 in Draufsicht in einer im Allgemeinen rechteckigen blockartigen Form ausgebildet, und ein Überstandsbetrag desselben ist so festgelegt, dass er den abstehenden Teil 385 in einem Zustand nach dem Montieren des hinteren Differentialmoduls 3 an dem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie im Wesentlichen in Kontakt mit (oder in einer leicht beabstandeten, gegenüberliegenden Beziehung zu) der Vorderfläche des zweiten Hinterradaufhängungsrahmens 23 stehen lässt.
Der Lagerungswellenteil 382 ist in einer länglichen stabartigen Form ausgebildet, in der ein der hinteren Differentialhalterung 39 entsprechender Bereich in einer radialen Richtung desselben nach außen erhaben ist. Der erhabene Bereich 382a ist ausgelegt, um in einen nachstehend erwähnten Montagegummi 392 der hinteren Differentialhalterung 39 gedrückt zu werden, um in dem normalen Zustand in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie durch den nachstehend erwähnten Montagegummi 392 in gewissem Maße Erschütterungen zu absorbieren.
Die einem Herausziehen entgegenwirkende Abdeckung 383 ist ausgelegt, um ein Herausziehen des hinteren Befestigungswinkels 38 nach vorne zu verhindern, und ist zu einer kreisförmigen Stumpfkegelform ausgebildet.
Die hintere Differentialhalterung 39 ist ausgelegt, um durch den nachstehend erwähnten Montagegummi 392 in gewissem Maße Erschütterungen in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie sowie Erschütterungen in der Aufwärts-Abwärts-Richtung und der Rechts-Links-Richtung zu absorbieren. Im Einzelnen umfasst die hintere Differentialhalterung 39 ein hinteres Außengehäuse 391 mit einer Öffnung, die in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie ausgerichtet ist, und einen Montagegummi 392, der in dem hinteren Außengehäuse 391 aufgenommen ist, wobei der Lagerungswellenteil 382 des hinteren Befestigungswinkels 38 in ein mittiges Loch 392a des Montagegummis 392 eingesetzt ist. Das hintere Außengehäuse 391 ist an einem Lagerungsloch 231, das so ausgebildet ist, dass es den zweiten Hinterradaufhängungsrahmen 23 entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie durchsetzt, passgenau angebracht.
Wie vorstehend wird in dem hinteren Lagerungsabschnitt 33 in dieser Ausführungsform bei Einleiten einer Anpralllast in der Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie, zum Beispiel während eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs, der hintere Befestigungswinkel 38 bezüglich der hinteren Differentialhalterung 39 relativ nach hinten verlagert, und dadurch wird ein eingerückter Zustand zwischen dem erhabenen Bereich 382a und dem Montagegummi 392 gelöst. Während des vorstehenden Vorgangs lagert der hintere Befestigungswinkel 38 den Modulkörper 31 an einer Stelle über dem Kopplungsabschnitt, der mit dem hinteren Wellensegment 4b gekoppelt ist, so dass es möglich wird, auf den Modulkörper 31 zuverlässig ein Biegemoment auszuüben, was als Reaktion auf ein Einleiten der Anpralllast ein schwenkbares Bewegen des Modulkörpers 31 nach unten bewirkt.
Unter Bezug auf 11 bis 13 wird ein Arbeiten des vorstehenden Antriebsstrangsystems 1 und der unteren Kraftfahrzeugstruktur mit dem Antriebsstrangsystem während eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs beschrieben. 11 ist eine Seitenansicht, die das Kraftfahrzeug während eines Frontalaufpralls desselben schematisch zeigt, und 12 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die die vordere Struktur der Fahrzeugkarosserie während des Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs zeigt. 13 ist eine Seitenansicht, die schematisch die Gelenkwelle und das hintere Differentialmodul während des Frontalaufpralls zeigt. In 13 zeigt die Strichlinie mit zwei Punkten die Gelenkwelle und anderes vor dem Aufprall, und die durchgehende Linie zeigt die Gelenkwelle und anderes nach dem Aufprall.
Im Fall eines Frontalaufpralls eines Kraftfahrzeugs ist es erforderlich, einen zusammendrückbaren Betrag in einem vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie sicherzustellen, um eine Anprallkraft gegen einen Insassen zu reduzieren. Wie in 11 gezeigt wird zu diesem Zweck ein vorderes Endblech A in der Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie geschoben, und dann werden die jeweiligen Quetschdosen 61, 74 der vorderen Seitenrahmen 5 und des vorderen Unterrahmens 7 (siehe 1 und 2) nacheinander in der Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie zerquetscht oder zusammengedrückt, um den Anprall zu absorbieren. Wenn das geschobene vordere Endblech A die Antriebseinheit 2 erreicht, wird von einer in etwa ebenen Fläche der Antriebseinheit 2 und des Ansaugkrümmers 25 eine Anpralllast aufgenommen. Somit beginnt die Antriebseinheit 2 horizontal nach hinten verlagert zu werden (ein gewisses Fehlermaß kann enthalten sein). Der eine Verlagerung nach hinten zulassende Raum 1a ist zwischen der Antriebseinheit 2 und der Spritzwand 10, die sich horizontal hinter der Antriebseinheit 2 befindet, ausgebildet. Während des vorstehenden Prozesses kann die Antriebseinheit 2 somit zuverlässig nur nach hinten verlagert werden (horizontal nach hinten).
In Verbindung mit dem Beginn der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten werden die mittleren Rahmenlagerungseinrichtungen 76 des vorderen Unterrahmens 7 zuerst zerbrochen und anschließend werden die hinteren Rahmenlagerungseinrichtungen 77 des vorderen Unterrahmens 7 zerbrochen (siehe 12). Während dieses Prozesses wird der vordere Unterrahmen 7 entlang der Sicken 78 nach unten geboten und die Antriebseinheit 2 wird weiter nach hinten geneigt.
Die Antriebseinheit 2 wird von hinten durch die Gelenkwelle 4 gelagert, und die Gelenkwelle 4 ist mit dem hinteren Differentialmodul 3 gekoppelt, so dass die Gelenkwelle 4 als Verspannungsstange dient. Bei dem Antriebsstrangsystem nach dieser Ausführungsform ist die Gelenkwelle 4 in einer verkürzbaren Struktur ausgebildet und das hintere Differentialmodul 3 wird so an der Fahrzeugkarosserie gelagert, dass der vordere Teil des Modulkörpers 31 schwenkbar nach unten bewegt werden kann, so dass es möglich wird, einen Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten zuverlässig sicherzustellen.
Bei Beginn der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten wird im Einzelnen zunächst eine Anpralllast in die Gelenkwelle 4, insbesondere das vordere Wellensegment 4a, in der axialen Richtung derselben eingeleitet, und dadurch wird das vordere Wellensegment 4a nach hinten verlagert, während das mittlere Lager 16 zerbrochen wird. Während dieses Prozesses kann die Antriebseinheit 2 horizontal nach hinten hin zu dem eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum 1a verlagert werden, so dass es möglich wird, die Last entlang der axialen Richtung der Gelenkwelle 4, insbesondere des vorderen Wellensegments 4a, zuverlässig zu übertragen.
Zusammen mit der Verlagerung des vorderen Wellensegments 4a nach hinten wird das wellenförmige Innenelement, das aus dem Innenring 431, der Kugel 433 und dem Käfig 434 besteht, in dem dritten Kreuzgelenk 43 in der axialen Richtung bezüglich des Außenrings 432 relativ verlagert, und dadurch wird das vordere Wellensegment 4a bezüglich des hinteren Wellensegments 4b relativ verlagert und in das hintere Wellensegment 4b eingeführt. Eine spezifische Wirkweise wurde bereits beschrieben und auf deren Beschreibung wird hier verzichtet.
Ferner wird zusammen mit der Verlagerung des vorderen Wellensegments 4a nach hinten der Presserflansch 44 des vorderen Wellensegments 4a nach hinten verlagert, um mit dem mittleren Lager 16 in Eingriff zu treten, und dadurch wird die hintere Last in den mittleren Lagerungsabschnitt, der das mittlere Lager 16 und den ersten Tunnelquerträger 15a umfasst, eingeleitet. Wenn diese Last auf einen vorgegebenen Wert oder höher erhöht wird, wird der erste Tunnelquerträger 15a bezüglich der ersten mittleren Querträger 14a relativ nach hinten verlagert, und dadurch wird der erste Tunnelquerträger 15a aus dem eingerückten Zustand mit den ersten mittleren Querträgern 14a gelöst (ausgerückt). Wie vorstehend ist der mittlere Lagerungsabschnitt, der das mittlere Lager 16 und den ersten Tunnelquerträger 15a umfasst, ausgelegt, um von der Fahrzeugkarosserie (ersten mittleren Querträgern 14a) ausgerückt zu werden, so dass dies ermöglicht, eine Situation zu vermeiden, bei der, wenn das hintere Differentialmodul 3 hin zu der vorne kippenden Stellung verschoben wird, wie später beschrieben wird, die Gelenkwelle 4 von den ersten mittleren Querträgern 15a gegriffen wird und dadurch an einem vorderen Kippen gehindert wird, um so der Antriebseinheit 2 während eines Frontalaufpralls ein gleichmäßiges Verlagern nach hinten zu ermöglichen.
Dann beginnt das Verkürzen der Gelenkwelle 4. Somit wird der durchmesserreduzierte Teil 4e des vorderen Wellensegments 4a in das distale Ende des hinteren Wellensegments 4b eingeschoben und der durchmesservergrößerte Stufenteil 4f tritt mit der vorderen Randfläche des hinteren Wellensegments 4b in Eingriff, um ein tieferes Einschieben zu beschränken. Nach dem Verkürzen dient die Gelenkwelle 4 als einstöckige Welle. Der verkürzbare Bereich der Gelenkwelle 4 ist kürzer als der Bereich zulässiger Verlagerung nach hinten der Antriebseinheit 2, der durch den eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum 1a bestimmt wird, so dass selbst nach Beenden des Verkürzens der Gelenkwelle 4 gemäß einer Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten eine Last weiter in das hintere Differentialmodul 3 eingeleitet werden kann. Selbst in einem vollständig verkürzten Zustand der Gelenkwelle 4 wird eine Last nach hinten weiterer eingeleitet und wird schließlich mittels der Gelenkwelle 4 in das hintere Differentialmodul 3 eingeleitet.
Bei dem Einleiten der Anpralllast in das hintere Differentialmodul 3 werden die Befestigungswinkel 35 des vorderen Differentials der rechten und linken vorderen Lagerungsabschnitte 32 zerbrochen und dadurch wird der erhabene Bereich 382a des Lagerungswellenteils 382 des hinteren Lagerungsabschnitts 33 von der hinteren Differentialhalterung 39 nach hinten herausgeschoben. In diesem Zustand wird die Last kontinuierlich von der Gelenkwelle 4 eingeleitet, und der abstehende Teil 385 tritt mit dem zweiten Hinterradaufhängungsrahmen 23 in Eingriff, so dass in dem Modulkörper 31 ein Biegemoment erzeugt wird, das eine Abwärtsschwenkbewegung des vorderen Teils des Modulkörpers 31 herbeiführt. Daher wird der vordere Teil des Modulkörpers 31 schwenkbar nach unten bewegt und eine Stellung des Modulkörpers 31 wird hin zu der vorne kippenden Stellung geändert. Zusammen mit der Abwärtsschwenkbewegung wird ferner der Kopplungsabschnitt (Stelle, die dem zweiten Kreuzgelenk 42 entspricht), der mit der Gelenkwelle 4 gekoppelt ist, ebenfalls in der Vorn-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie nach hinten verlagert. Somit wird eine Lagerungsstelle des hinteren Endes der Gelenkwelle 4 nach hinten verlagert und der Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten wird um nur so viel vergrößert.
Zusammen mit der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten wird ferner die Auslassvorrichtung 26, die dahinter angeordnet ist, durch die Antriebseinheit 2 geschoben und dadurch nach hinten verlagert, während sie zusammengedrückt und kompaktiert wird. Zusammen mit dieser Bewegung nach hinten wird die Auslassvorrichtung 26 in den Spritztunnelteil 10a geschoben, da sie ursprünglich so vorgesehen ist, dass sie dem Spritztunnelteil 10a in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie zugewandt ist. Der eine Verlagerung nach hinten zulassende Raum 1a kann somit zusammen mit der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten sichergestellt werden, wenngleich die Auslassvorrichtung 26 anfangs in dem eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum 1a angeordnet ist. Wie vorstehend ermöglicht das Antriebsstrangsystem gemäß dieser Ausführungsform ein zuverlässiges Verlagern der Antriebseinheit 2 nach hinten, während die Auslegungsflexibilität für die Auslassvorrichtung 26 beibehalten wird.
Die Schwenkbewegung des hinteren Differentialmoduls 3 bewirkt indessen wahrscheinlich einen Eingriff zwischen der Gelenkwelle 4 und dem zweiten Tunnelquerträger 15b. Bei einer unteren Kraftfahrzeugstruktur ist aber in dieser Ausführungsform der zweite Tunnelquerträger 15b mit den Schlitzen 154 ausgebildet, so dass er derart mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, dass er unter einer abwärts gerichteten Last davon ausrückbar ist. Selbst wenn der Weg der Gelenkwelle 4 aufgrund des vorderen Kippens des hinteren Differentialmoduls 3 nach unten verschoben wird, wird somit der eingerückte Zustand zwischen dem zweiten Tunnelquerträger 15b und jedem der zweiten mittleren Querträger 14b durch eine Last gelöst, die auftritt, wenn die Gelenkwelle 4 mit dem zweiten Tunnelquerträger 15b in Eingriff kommt. Dies ermöglicht es, während eines Frontalaufpralls ein zuverlässiges Verlagern der Antriebseinheit 2 nach hinten zuzulassen, während er zweite Tunnelquerträger 15b vorgesehen wird, um die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie zu verbessern.
Wie vorstehend beschrieben kann bei dem Antriebsstrangsystem 1 gemäß der vorstehenden Ausführungsform neben dem Sicherstellen des Betrags D1 der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten durch den Mechanismus zum Zulassen eines Verkürzens der Gelenkwelle 4 ein zusätzlicher Betrag D2 der Verlagerung nach hinten durch einen einfachen Mechanismus sichergestellt werden, der auf einer Verbesserung der Lagerungsstruktur für den Modulkörper 31 des hinteren Differentialmoduls 3 beruht. Ein Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit nach hinten: D3 > (D1 + D2) kann somit ausreichend sichergestellt werden, während ein Anstieg der Herstellungskosten maximal unterbunden wird.
Wenn der Betrag der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten in 13 D3 erreicht, wird die Antriebseinheit 2 von einer Hinterseite derselben durch die Gelenkwelle 4 gelagert und daher an einem weiteren Verlagern nach hinten gehindert. Somit wird es möglich, ein Verlagern der Antriebseinheit 2 übermäßig weit nach hinten, so dass sie in den Fahrgastraum eindringt, effektiv zu verhindern. Der Betrag D3 der Verlagerung der Antriebseinheit 2 nach hinten wird mit anderen Worten so festgelegt, dass er kürzer als der Abstand zwischen der Antriebseinheit 2 und der Spritzwand 10 ist.
Sowohl das vorstehend erwähnte Antriebsstrangsystem 1 als auch die vorstehend erwähnte untere Kraftfahrzeugstruktur mit dem Antriebsstrangsystem 1 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und in der spezifischen Ausführungsform können verschiedene Änderungen und Abwandlungen in geeigneter Weise vorgenommen werden, ohne vom Wesen und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Nachstehend werden einige Beispiele für die Änderung/Abwandlung beschrieben.

(1) In der vorstehenden Ausführungsform ist zum Ermöglichen eines einfachen Zerbrechens des vorderen Befestigungwinkels 35 der vordere Befestigungswinkel 35 so ausgebildet (ausgelegt), dass 1) er sich in einer Richtung senkrecht zur Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt, 2) er mit der Vorderwandfläche des ersten Hinterradaufhängungsrahmens 22 in direktem Kontakt steht, 3) ist als flaches hohles plattenförmiges Element ausgebildet und 4) ist in seinem mittleren Teil mit dem Gewichtungsreduzierungsloch 351 ausgebildet. Eine spezifische Struktur/Auslegung für die einfache Zerbrechbarkeit ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein brüchiger Teil, wie etwa ein dünnwandiger Abschnitt oder ein gebogener Abschnitt, in dem vorderen Befestigungswinkel vorgesehen werden. Diese Elemente können kombiniert oder unabhängig verwendet werden. 14A ist eine Vorderansicht im Schnitt, die ein Beispiel einer Abwandlung der Struktur von 9 zeigt. Wie in 14 gezeigt kann der vordere Befestigungswinkel 35 aus einem Gusselement (wie etwa Gussaluminiumlegierung) mit einer relativ hohen Härte und einer Zähfestigkeit unter der des ersten Hinterradaufhängungsrahmens 22 ausgebildet sein. In diesem Zustand wird es möglich, sowohl Steifigkeit in einem normalen Zustand als auch leichte Zerbrechbarkeit während eines Aufpralls zu erfüllen. Im Einzelnen ist in der vorstehenden Ausführungsform der vordere Befestigungswinkel 35 in direktem Kontakt mit der Vorderwandfläche des ersten Hinterradaufhängungsrahmens 22 angeordnet, um ein einfaches Zerbrechen des vorderen Befestigungswinkels 35 zu ermöglichen. In der in 14A veranschaulichten Abwandlung ist ein vorderer Befestigungswinkel 35A so angeordnet, dass er einem hinteren Element der Fahrzeugkarosserie von der Seite des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie durch eine bestimmte Gummimontagehülse 36A zugewandt ist, welche umfasst: ein Innengehäuse 363A; ein Außengehäuse 361A; ein Montageelement 362A, das als elastischer Körper ausgebildet und zwischen dem Innen- und Außengehäuse in nicht gleitender Weise vorgesehen ist. Wie in 14B gezeigt ist der Montagegummi 362A in der Vorderansicht mit vier Schlitzen 367 (Hohlräumen) an der oberen, unteren, rechten und linken Seite ausgebildet und ausgelegt, um in relativ einfacher Weise innerhalb eines Bereichs der Schlitze 367 elastisch in Aufwärts-Abwärts-Richtung und Rechts-Links-Richtung verformt zu werden. Das Außengehäuse 361A ist in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung kürzer als das Innengehäuse 363A ausgebildet und wird in einem lastfreien Zustand von dem Montagegummi 362A in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie an einer mittleren Stelle des Innengehäuses 363A gelagert. Unter einer Bedingung, bei der das Innengehäuse 363A zwischen der Vorderfläche des ersten Hinterradaufhängungsrahmens 22, der als hinteres Element der Fahrzeugkarosserie dient, und einem Befestigungsschrauben-Lagerungsabschnitt 366A eingespannt ist, wird das Innengehäuse 363A dann durch eine Schraube 364A und eine Mutter 3646, die in dem ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22 befestigt ist, an dem ersten Hinterradaufhängungsrahmen 22 und dem Befestigungsschrauben-Lagerungsabschnitt 366A befestigt. Eine Abdeckung 365A ist zwischen einem Schraubenkopf der Schraube 364A und dem Befestigungsschrauben-Lagerungsabschnitt 366A eingespannt. In der Gummimontagehülse 36A ist der Montagegummi 364A somit ausgelegt, um in dem normalen Zustand elastisch verformt zu werden, um ein Verlagern des Außengehäuses 361A und eines vorderen Befestigungswinkels 35A, der mit dem Außengehäuse 361A verbunden ist, in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie bezüglich des hinteren Bereichs der Fahrzeugkarosserie in einem Maße zu ermöglichen, dass das Außengehäuse 361A frei von Kollision mit dem hinteren Element der Fahrzeugkarosserie ist und Erschütterungen des Differentialmoduls 3 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung gedämpft werden. In Fällen, da sich das Antriebsaggregat 2 während eines Aufpralls des Kraftfahrzeugs dem Differentialmodul 3 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung nähert, wird dagegen der vordere Befestigungswinkel 35A gegen den elastischen Widerstand des Montagegummis 362A nach hinten verlagert und mit dem hinteren Element 22 der Fahrzeugkarosserie in direkte Kollision gebracht, um eine sofort hohe Anpralllast zu bewirken. Der Schlitz 367 des Montagegummis 362A ist in geeigneter Weise vorgesehen, um zum Beispiel Erschütterungen des Fahrgastraums während einer normalen Fahrtbedingung zu unterbinden. Der Schlitz 367 ist kein wesentliches Element der vorliegenden Erfindung und es kann auf ihn verzichtet werden. In diesem Fall wird der elastische Widerstand des Montagegummis 362A in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie niedriger. Dies ist aber im Hinblick auf eine Zunahme und das Auftreten einer sofortigen Spitze der Anpralllast bei direktem Kollidieren des vorderen Befestigungswinkels 35A mit dem hinteren Element 22 der Fahrzeugkarosserie wünschenswert.
(2) Auch wenn die vorstehende Ausführungsform beruhend auf einem Beispiel beschrieben wurde, bei dem die Antriebseinheit 2 den Benzinmotor 2a umfasst, ist die Antriebseinheit nicht darauf beschränkt. Sie kann zum Beispiel einen Wasserstoffmotor umfassen oder kann im Fall eines Elektrofahrzeugs oder eines Brennstoffzellenfahrzeugs einen Elektromotor umfassen.
(3) In der vorstehenden Ausführungsform ist ein hinteres Ende des vorderen Unterrahmens 7 mit dem Tunnelrahmen 11 verbunden. Alternativ kann bei einem Kraftfahrzeug, dem der Tunnelrahmen 11 fehlt, das hintere Ende des vorderen Unterrahmens 7 mit einem anderen Fahrzeugkarosserieelement, wie etwa den Bodenrahmen 8, verbunden werden.

Gewerbliche Anwendbarkeit
Es ist möglich, ein Antriebsstrangsystem für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, das einen Betrag der Verlagerung einer Antriebseinheit nach hinten während eines Aufpralls einer Fahrzeugkarosserie in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung ausreichend sicherstellen kann, um eine Wirkung des Reduzierens der Übertragung der Anprallwirkung auf einen Insassen ausreichend zu erhalten, sowie eine das Antriebsstrangsystem aufweisende untere Kraftfahrzeugstruktur vorzusehen.

Claims

Antriebsstrangsystem für ein Kraftfahrzeug, welches umfasst: eine Antriebseinheit, die in einem vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist, ein Differentialmodul, das in einem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist, und eine Kraftübertragungswelle, die so vorgesehen ist, dass sie sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, um eine Antriebskraft der Antriebseinheit auf das Differentialmodul zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kraftübertragungswelle ein vorderes Wellensegment und ein hinteres Wellensegment umfasst, die in der Beziehung vorne-hinten mittels eines Kreuzgelenks geteilt sind, wobei die Kraftübertragungswelle ausgelegt ist, während einer relativen Verlagerung zwischen der Antriebseinheit und dem Differentialmodul in einer Annäherungsrichtung zusammen mit einer Verformung der Fahrzeugkarosserie so verkürzt zu werden, dass eines von vorderem und hinterem Wellensegment über einen vorgegebenen Bereich in ein Ende des anderen Wellensegments zusammen mit mindestens einem Teil des Kreuzgelenks eingeschoben wird; und das Differentialmodul einen Modulkörper, einen Kopplungsabschnitt zum Koppeln zwischen dem Modulkörper und der Kraftübertragungswelle und einen hinteren Lagerungsabschnitt für die Lagerung an der Fahrzeugkarosserie aufweist, wobei der hintere Lagerungsabschnitt in einem hinteren Teil des Modulkörpers und über dem Kopplungsabschnitt angeordnet ist und ausgelegt ist, um während der relativen Verlagerung in der Annäherungsrichtung den Modulkörper an der Fahrzeugkarosserie derart zu lagern, dass ein vorderer Teil des Modulkörpers schwenkbar nach unten bewegt werden kann.
Antriebsstrangsystem nach Anspruch 1, welches weiterhin einen mittleren Lagerungsabschnitt umfasst, der ein Ende des vorderen Wellensegments an der Seite des Kreuzgelenks an der Fahrzeugkarosserie drehbar lagert, wobei der mittlere Lagerungsabschnitt ausgelegt ist, bei Einleiten einer axialen externen Kraft mit einem vorgegebenen Wert oder höher von dem vorderen Wellensegment in diesen von einem mit der Fahrzeugkarosserie eingerückten Zustand gelöst zu werden.
Antriebsstrangsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialmodul weiterhin einen vorderen Lagerungsabschnitt, der den Modulkörper an einem hinteren Element der Fahrzeugkarosserie lagert, bezüglich des hinteren Lagerungsabschnitts an einer vorderen Seite der Fahrzeugkarosserie aufweist, wobei der vordere Lagerungsabschnitt einen Lagerungswinkel umfasst, der sich von dem Modulkörper hin zum hinteren Element der Fahrzeugkarosserie erstreckt, wobei ein Ende des Lagerungswinkels so angeordnet ist, dass es dem hinteren Element der Fahrzeugkarosserie in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie von der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie zugewandt ist und ausgelegt ist, um während der relativen Verlagerung zwischen der Antriebseinheit und dem Differentialmodul in der Annäherungsrichtung mit dem hinteren Element der Fahrzeugkarosserie von der Seite des vorderen Bereichs der Fahrzeugkarosserie in Kontakt gebracht zu werden und während einer relativen Bewegung zwischen der Antriebseinheit und dem Modulkörper in einer Annäherungsrichtung zerbrochen zu werden.
Antriebsstrangsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Wellensegment ein Ausrückmittel aufweist, das ausgelegt ist, um mit dem mittleren Lagerungsabschnitt in einem verkürzbaren Bereich der Kraftübertragungswelle in Eingriff zu treten, um den eingerückten Zustand zwischen dem mittleren Lagerungsabschnitt und der Fahrzeugkarosserie zu lösen.
Antriebsstrangsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungswelle mit einem Einschiebbeschränkungsmittel versehen ist, das ausgelegt ist, um das Einschieben eines von vorderem und hinterem Wellensegment in das Ende des anderen Wellensegments über einen vorgegebenen Betrag hinaus zu beschränken, um einen verkürzbaren Bereich desselben zu begrenzen.
Untere Kraftfahrzeugstruktur, welche umfasst: das Antriebsstrangsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5; einen Bodentunnelteil, der sich entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt und darin die Kraftübertragungswelle des Antriebsstrangsystems entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie aufnimmt; und einen Tunnelquerträger, der in der Fahrzeugkarosserie derart vorgesehen ist, dass er sich in einer Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie quer über den Bodentunnelteil an einer Stelle unter der Kraftübertragungswelle erstreckt, wobei der Tunnelquerträger derart mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, dass er unter einer abwärts gerichteten Last von der Fahrzeugkarosserie ausrückbar ist.
Antriebsstrangsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkarosserie einen eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum aufweist, der zwischen der Antriebseinheit und einer horizontal hinter der Antriebseinheit angeordneten Spritzwand ausgebildet ist, wobei die Antriebseinheit ausgelegt ist, um während der relativen Verlagerung in der Annäherungsrichtung über ihren vorgegebenen Bereich zulässiger Verlagerung nach hinten horizontal nach hinten verlagerbar zu sein.
Antriebsstrangsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungswelle mit einem Einschiebbeschränkungsmittel versehen ist, das ausgelegt ist, um das Einschieben des einen von vorderem und hinterem Wellensegment in das Ende des anderen hinteren Wellensegments über einen vorgegebenen Betrag hinaus zu beschränken, um einen verkürzbaren Bereich derselben zu begrenzen, und wobei der verkürzbare Bereich der Kraftübertragungswelle kürzer als der Bereich zulässiger Verlagerung nach hinten der Antriebseinheit ist.
Untere Kraftfahrzeugstruktur, welche umfasst: das Antriebsstrangsystem nach Anspruch 8, wobei das Antriebsstrangsystem umfasst: einen Motorkörper als Teil der Antriebseinheit; eine hinter der Antriebseinheit des Antriebsstrangsystems angeordnete Spritzwand; und eine Auslassvorrichtung, die mit der Antriebseinheit verbunden und in dem eine Verlagerung nach hinten zulassenden Raum angeordnet ist, wobei die Spritzwand einen Spritztunnelteil aufweist, der in einer Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie konkav geformt ist, und die Auslassvorrichtung so angeordnet ist, dass sie dem Spritztunnelteil in einer Beziehung vorne-hinten zugewandt ist.
Untere Kraftfahrzeugstruktur, welche das Antriebsstrangsystem nach Anspruch 8 umfasst, wobei das Antriebsstrangsystem umfasst: einen Motorkörper als Teil der Antriebseinheit; und einen Ansaugkrümmer zum Einleiten von Frischluft in den Motorköper, wobei der Motorkörper eine Querausführung ist, die eingebaut ist, um ein Ausrichten einer Kurbelwelle desselben in einer Richtung quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs zuzulassen, und wobei der Motorkörper so angeordnet ist, dass ein oberer Teil desselben nach hinten geneigt ist, und der Ansaugkrümmer vor dem oberen Teil des Motorkörpers angeordnet ist.