JP2010265821A - オイルパン一体化デファレンシャルの配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ロアケースに結合するオイルパンの結合保持力及びオイルパンに結合するデフキャリアの結合保持力を確保し、『デフキャリアで発生する駆動反力によるパワートレーン変形』を低減し得るとともに、『デフキャリアで発生する振動の伝達』を低減し得るオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造を実現することを目的としている。
【解決手段】このため、オイルパンの車体幅側方向両側の側面に前輪のドライブシャフトが通る貫通孔を設け、オイルパンの側面に前輪のドライブシャフトを駆動するデフキャリアを取り付けたエンジンのパワートレーン構造において、シリンダブロックとオイルパンの間にクランク軸ベアリングの下半分を有するロアケースを設け、エンジンマウントブラケットを取り付けるボスの半数以上をロアケースに設けている。
【選択図】図１

Description

この発明はオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造に係り、特にロアケースとオイルパンとデフキャリアとの結合保持力を確保し、『デフキャリアで発生する駆動反力によるパワートレーン変形』の低減、及び『デフキャリアで発生する振動の伝達』の低減を図るオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造に関するものである。

車両において、車両の軽量化や居住空間の確保などにより、エンジンルームは狭くなる方向で開発が進んでいる。
そして、エンジンは４輪を有する車両の車体の前方もしくは後方に搭載され、このエンジンを搭載した方の車輪をドライブシャフトにより駆動している。

特開平０１−１５６１３３号公報 特開２００８−１２８０８８号公報

ところで、従来の４輪を有する車両において、この車両の車体の前方もしくは後方にエンジンを搭載し、このエンジンを搭載した方の車輪を駆動するためにドライブシャフトを設ける場合、前記エンジンルームが狭いとドライブシャフトの配置に苦慮するとともに、シャフト懸架の剛性確保にも苦慮することとなる。
例えば、車体前方のエンジンルーム内に縦置き状態に多気筒のエンジンを搭載し、このエンジンの後方にミッションを縦置き状態に配置し、車体前方に第１のドライブシャフトを出して前輪駆動用のデファレンシャル（単に「デフ」ともいう。）に装着し、このデファレンシャルから車幅方向（「車体幅側方向」ともいう。）に第２のドライブシャフトを出して左右の前輪を駆動するような場合に、レイアウトが困難となるという不都合がある。
このとき、前記エンジンルームの前後方向に余裕があれば、エンジンの前方に前記デファレンシャルを配置し、このデファレンシャルから車幅方向に第２のドライブシャフトを出して左右の前輪を駆動することが可能であるが、エンジンルームが狭い場合には、オイルパンの下などを車幅方向の第２のドライブシャフトが通ることとなり、以下のような不都合がある。
（１）第２のドライブシャフトの高さが地上と接近してしまう。
（２）オイルパンの上下の長さを抑えるとオイルパン容量が減少し、ストレーナの空気吸いの原因となる。
（３）前輪駆動用のデファレンシャルの懸架剛性を確保することができない。

上記の不都合を解消するための方策としては、例えば、前記特許文献１がある。
この特許文献１には、前輪駆動用のデファレンシャルをオイルパンと一体化し、車幅方向に第２のドライブシャフト（特許文献１のアクスルシャフトに該当する。）がオイルパンを貫通するようにした技術が開示されている。
しかし、前記特許文献１の開示する技術においては、前輪駆動用のデファレンシャルをオイルパンと一体化したことで、以下のような不都合がある。
（１）デファレンシャルの駆動反力や振動をエンジン本体が請け負う。
（２）図１５及び図１６に示す如く、急発進時や急後退時にパワートレイン１０３全体の振動反力によって変形が生じる。
つまり、パワートレイン１０３の長手方向の中心線をＬＣとするとともに、パワートレイン１０３の縦方向の中心線をＬＴとした際に、図１５（ａ）及び図１６（ａ）に示す如く、パワートレイン１０３が長手方向において変形し、長手方向の中心線ＬＣの中心部位が上方及び下方に湾曲した状態となる。
また、前記パワートレイン１０３の長手方向における変形に際して、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）に示す如く、パワートレイン１０３の縦方向の中心線ＬＴが車体幅側方向両側に傾斜した状態となる。
（３）パワートレイン全体の振動制御を行う必要がある。
（４）パワートレイン全体に変形が生じた際に、シリンダブロックとオイルパンとの接合面に隙間が発生することとなり、この隙間によってオイルの染み・漏れが生じる。
この結果、前記特許文献１の開示する技術においては、上記（１）〜（４）までの不都合を解消するために、剛性向上を図る必要があり、改善が望まれていた。

この発明の目的は、ロアケースに結合するオイルパンの結合保持力及びオイルパンに結合するデフキャリアの結合保持力を確保し、『デフキャリアで発生する駆動反力によるパワートレーン変形』を低減し得るとともに、『デフキャリアで発生する振動の伝達』を低減し得るオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造を実現することにある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、オイルパンの車体幅側方向両側の側面に前輪のドライブシャフトが通る貫通孔を設け、前記オイルパンの側面に前記前輪のドライブシャフトを駆動するデフキャリアを取り付けたエンジンのパワートレーン構造において、シリンダブロックと前記オイルパンの間にクランク軸ベアリングの下半分を有するロアケースを設け、エンジンマウントブラケットを取り付けるボスの半数以上を前記ロアケースに設けたことを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの発明によれば、オイルパンの車体幅側方向両側の側面に前輪のドライブシャフトが通る貫通孔を設け、オイルパンの側面に前輪のドライブシャフトを駆動するデフキャリアを取り付けたエンジンのパワートレーン構造において、シリンダブロックとオイルパンの間にクランク軸ベアリングの下半分を有するロアケースを設け、エンジンマウントブラケットを取り付けるボスの半数以上をロアケースに設けた。
従って、剛性向上部材であるロアケースに結合するオイルパンの結合保持力を確保するとともに、オイルパンに結合するデフキャリアの結合保持力を確保することができ、『デフキャリアで発生する駆動反力によるパワートレーン変形』を低減することができるとともに、ロアケースを中心にエンジンを車体にマウントしたので『デフキャリアで発生する振動の伝達』を低減することができる。
また、従来のロアケースの機能である、エンジンの中心であるクランクシャフト周りの剛性向上により
エンジン全体の剛性向上、クランクシャフト周りの振動低減、ミッションケースとの結合剛性向上によるパワートレーン全体の剛性向上効果が得られる。

図１は車両のエンジンルームに搭載されるエンジンの概略断面図である。（実施例） 図２は車両のエンジンルームの概略斜視図である。（実施例） 図３はパワートレインの右側面図である。（実施例） 図４はパワートレインの正面図である。（実施例） 図５はエンジンの右側面図である。（実施例） 図６はシリンダブロックとロアケースを後部右側上方から視た状態の概略斜視図である。（実施例） 図７はシリンダブロックとロアケースを前部左側上方から視た状態の概略斜視図である。（実施例） 図８はロアケースを後部右側上方から視た状態の概略斜視図である。（実施例） 図９はロアケースを前部左側上方から視た状態の概略斜視図である。（実施例） 図１０はロアケースの拡大右側面図である。（実施例） 図１１はロアケースとオイルパンの背面図である。（実施例） 図１２はオイルパンの平面図である。（実施例） 図１３はオイルパンの右側面図である。（実施例） 図１４はクランクシャフトの概略図である。（実施例） 図１５はこの発明の従来技術の急発進時のパワートレインの変形を示し、（ａ）はパワートレインの概略右側面図、（ｂ）はパワートレインの概略正面図である。 図１６は急後退時のパワートレインの変形を示し、（ａ）はパワートレインの概略右側面図、（ｂ）はパワートレインの概略正面図である。 図１７はクランクシャフトの概略図である。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図１４はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は車両、２は車両１の前部に形成されるエンジンルーム、３は車両１のエンジンルーム２内に搭載されるパワートレインである。

前記車両１のエンジンルーム２は、図２に示す如く、各種の部材によって車体４を構成する際に、前記車両１の前部において、前側のフードロックメンバ５やフロントアッパメンバ６、フロントバンパメンバ７、ヘッドランプレフトメンバ８、ヘッドランプライトメンバ９及び後側のダッシュパネル１０、そして左右側のフェンダエプロンレフトパネル１１やフェンダエプロンライトパネル１２などによって囲まれた空間に形成される。

また、前記パワートレイン３は、図３に示す如く、エンジン１３とこのエンジン１３の車体４の後方側で取り付けられるミッション１４とを備える。
このとき、前記エンジン１３は、図１及び図３〜図５に示す如く、シリンダブロック１５と、このシリンダブロック１５の上面に取り付けられるシリンダヘッド１６と、前記シリンダブロック１５の下面に取り付けられるロアケース１７と、このロアケース１７の下面に取り付けられるオイルパン１８とを備えている。

前記車両１の車体４は、図１に示す如く、車両両側下部において車両前後方向に延びるレフトサイドメンバ１９とライトサイドメンバ２０とを備えている。
また、前記車両１のエンジンルーム２内に前記パワートレイン３を搭載する際に、図１に示す如く、前記レフトサイドメンバ１９とライトサイドメンバ２０とに、エンジンマウントブラケット２１を介して前記エンジン１３を取り付ける。
このとき、エンジンマウントブラケット２１は、前記車体４側に取り付けられる第１左側エンジンマウントブラケット２２及び第１右側エンジンマウントブラケット２３と、前記エンジン１３側に取り付けられる第２左側エンジンマウントブラケット２４及び第２右側エンジンマウントブラケット２５とを備えている。
そして、前記レフトサイドメンバ１９にレフトサスフレ（「レフトサスペンションフレーム」ともいう。）２６と車体４側の第１左側エンジンマウントブラケット２２とが夫々締結されるとともに、前記ライトサイドメンバ２０にはライトサスフレ（「ライトサスペンションフレーム」ともいう。）２７と車体４側の第１右側エンジンマウントブラケット２３とが夫々締結される。
更に、図１に示す如く、前記車体４側の第１左側エンジンマウントブラケット２２に左側エンジンマウント２８を介して前記エンジン１３側の第２左側エンジンマウントブラケット２４が取り付けられるとともに、前記車体４側の第１右側エンジンマウントブラケット２３には右側エンジンマウント２９を介して前記エンジン１３側の第２右側エンジンマウントブラケット２５が取り付けられている。
前記パワートレイン３のエンジン１３は、図１に示す如く、前記車体４側の第１左側エンジンマウントブラケット２２や左側エンジンマウント２８、前記エンジン１３側の第２左側エンジンマウントブラケット２４及び前記車体４側の第１右側エンジンマウントブラケット２３や右側エンジンマウント２９、前記エンジン１３側の第２右側エンジンマウントブラケット２５によって、前記車両１のエンジンルーム２内に搭載される。

前記パワートレイン３は、図３〜図５及び図１３に示す如く、前記オイルパン１８の車体幅側方向両側の側面に図示しない前輪のドライブシャフト（なお、符号３０はドライブシャフトが通る筒状部材である。）が通る貫通孔３１を設け、図１及び図３、図４に示す如く、前記オイルパン１８の側面に前記前輪のドライブシャフトを駆動するデフキャリア３２を取り付けた前記エンジン１３のパワートレーン構造としている。
このとき、前記車体４の前方に延びた後述するクランクシャフト４１からの回転は、前記デフキャリア３２部分で車幅方向の前記ドライブシャフトの回転に変換される。
そして、前記オイルパン１８に、図１１〜図１３に示す如く、前記デフキャリア３２の一部を収容するための凹部３３を形成し、この凹部３３の中心部位に車体幅側方向両側に延びる前記貫通孔３１を設けるものである。

そして、前記シリンダブロック１５と前記オイルパン１８の間にクランク軸ベアリング３４の下半分を有する前記ロアケース１７を設け、前記エンジンマウントブラケット２１を取り付けるボス３５の半数以上を前記ロアケース１７に設ける構成とする。
詳述すれば、前記ロアケース１７は、図４〜図１１に示す如く、前記シリンダブロック１５と前記オイルパン１８の間に配設されるとともに、前記ロアケース１７は、図６〜図９に示す如く、前記クランク軸ベアリング３４の下半分を有している。
また、前記ロアケース１７には、図１０及び図１１に示す如く、前記エンジンマウントブラケット２１を取り付ける半数以上の前記ボス３５が設けられている。
つまり、ボス３５は、例えば片側４個からなり、前記シリンダブロック１５側に図示しない２個の第１、第２ボスを設けるとともに、前記ロアケース１７側には半数以上となる２個の第３、第４ボス３６、３７を設けるものである。
これにより、剛性向上部材であるロアケース１７に結合する前記オイルパン１８の結合保持力を確保するとともに、オイルパン一体化デファレンシャル構造を実現してオイルパン１８に結合する前記デフキャリア３２の結合保持力を確保することができ、『デフキャリア３２で発生する駆動反力によるパワートレーン変形』を低減することができるとともに、ロアケース１７を中心に前記エンジン１３を車体４にマウントしたので『デフキャリア３２で発生する振動の伝達』を低減することができる。
また、従来のロアケースの機能である、エンジンの中心であるクランクシャフト周りの剛性向上により、前記エンジン１３全体の剛性向上、クランクシャフト周りの振動低減、ミッションケースとの結合剛性向上による前記パワートレイン３全体の剛性向上効果が得られる。

また、前記オイルパン１８には、前輪のドライブシャフト３０が通る貫通孔３１を前記エンジン１３の幅方向中央付近に設ける構成とする。
つまり、このエンジン１３の幅方向中央を通過する線分をＣとした際に、図５に示す如く、線分Ｃ上に前記デフキャリア３２の一部を収容するための凹部３３の中心部位が位置するとともに、デフキャリア３２がオイルパン１８の中央に位置し、前記凹部３３の中心部位に形成した前記貫通孔３１の中心部位も位置する。
このとき、貫通孔３１の形成される前記オイルパン１８には、図１２に示す如く、前記デフキャリア３２の食い込み部分である凹部３３によって、オイルパン１８の内側に突出する凸部３８が現出されるとともに、この凸部３８にはオイルとの円筒壁３９が形成される。
また、前記オイルパン１８の貫通孔３１近傍においては、図１３に示す如く、ボス周囲の強化を行うリブ４０が形成される。
これにより、駆動トルクの反力軸が前記エンジン１３の幅方向中心と同じになり、ロアケース１７・シリンダブロック１５全体で反力を受け止め易くなるので、反力軸がエンジン１３の幅方向中心より前方に有る場合に比べて、反力モーメントを吸収し易くなるとともに、反力による変形で発生するロアケース１７とオイルパン１８の接合面の隙間を低減できる。
また、前記デフキャリア３２がオイルパン１８の中央になるので、オイルパン１８とデフキャリア３２の結合剛性を確保し易い。
更に、前記デフキャリア３２の上端が中央でロアケース１７に近くなるので、オイルパン１８の剛性をデフキャリア３２が補強するため、変形によるロアケース１７とオイルパン１８の接合面の隙間発生を低減できる。

前記ロアケース１７に設けるエンジンマウントブラケット２１を前記エンジン１３の幅方向中央付近に設ける。
つまり、図６及び図７に示す如く、前記エンジンマウントブラケット２１の前記エンジン１３側に夫々取り付けられる第２左側エンジンマウントブラケット２４及び第２右側エンジンマウントブラケット２５をエンジン１３の幅方向中央付近に取り付けるものである。
従って、前記エンジンマウントブラケット２１、つまり前記エンジン１３側に夫々取り付けられる第２左側エンジンマウントブラケット２４及び第２右側エンジンマウントブラケット２５による中央部分の剛性向上により、また、前記デフキャリア３２の上端が中央でロアケース１７に近くなる場所にエンジンマウントブラケット２１も位置するので相互の剛性向上効果があり、変形によるロアケース１７とオイルパン１８の接合面の隙間発生を低減できる。
また、駆動トルクの反力を抑えるマウント位置と反力軸が同じ線上に有るので、上述したロアケース１７・シリンダブロック１５全体で反力を受け止めようとする作用に、前記エンジンマウントブラケット２１が協調して剛性向上を図るため、反力モーメントを吸収し易くなる。
これにより、反力による変形で発生するロアケース１７とオイルパン１８の接合面の隙間を低減できる。
更に、前記エンジンマウントブラケット２１周辺の剛性向上が得られるので、前記車体４へのエンジンマウント剛性が確保される。

前記エンジン１３は直列の偶数気筒である。
つまり、図１４に示す如く、前記エンジン１３を直列の偶数気筒、例えば４気筒とする。
これにより、クランクシャフト４１の「クランク半径＋コンロッドの干渉」の高さを「Ｈ１」とし、クランクピン４２側クランクウェブ４３の高さを「Ｈ２」とするとともに、クランクピン４２と反対側クランクウェブ４４の高さを「Ｈ３」とした際に、
Ｈ１≧Ｈ２＞Ｈ３
とすることができるため、中央がジャーナルになるのでシャフト位置（図１４の丸部分の符号４５参照。）を『クランク半径＋コンロッドの干渉』の高さ「Ｈ１」より上側に設定できる。
つまり、前記エンジンを直列の奇数気筒、例えば３気筒とすると、図１７に示す如く、クランクシャフト１４１の中央はクランクピン１４２が回転するので、「クランク半径＋コンロッドの干渉」の高さ「Ｈ１」よりもクランクピン１４２側クランクウェブ１４３の高さ「Ｈ２」が低く、つまり
Ｈ１＞Ｈ２
の関係となってしまうため、『クランク半径＋コンロッドの干渉』の高さ「Ｈ１」より下側にシャフト関連（図１７の丸部分の符号１４５参照。）を設置しなければならないからである。

前記エンジンマウントブラケット２１の車体４側の第１左側エンジンマウントブラケット２２及び第１右側エンジンマウントブラケット２３をサイドメンバ、つまり前記レフトサイドメンバ１９とライトサイドメンバ２０とに夫々締結し、このレフトサイドメンバ１９及びライトサイドメンバ２０、左側エンジンマウント２８及び右側エンジンマウント２９、ロアケース１７を同一水平線上に配置する。
つまり、前記車両１のエンジンルーム２内に前記パワートレイン３のエンジン１３を搭載する際に、図１に示す如く、両側に位置するレフトサイドメンバ１９及びライトサイドメンバ２０と、エンジン１３のシリンダブロック１５及びロアケース１７とを、左側エンジンマウント２８及び右側エンジンマウント２９を介して、前記エンジンマウントブラケット２１により接続し、左側エンジンマウント２８及び右側エンジンマウント２９の中心をロアケース１７と水平方向でオーバラップさせる。
そして、前記レフトサイドメンバ１９及びライトサイドメンバ２０、左側エンジンマウント２８及び右側エンジンマウント２９、ロアケース１７の各配設高さ位置を同一水平線上、つまりほぼ同一高さ位置とするものである。
従って、前記エンジンルーム２で最も剛性の高いレフトサイドメンバ１９及びライトサイドメンバ２０に、ロアケース１７からレフトサイドメンバ１９及びライトサイドメンバ２０まで高さオフセットすることなくマウント構造を配置でき、車体に伝達する反力トルクや振動を低減することができる。

１ 車両
２ エンジンルーム
３ パワートレイン
４ 車体
１０ ダッシュパネル
１３ エンジン
１４ ミッション
１５ シリンダブロック
１６ シリンダヘッド
１７ ロアケース
１８ オイルパン
１９ レフトサイドメンバ
２０ ライトサイドメンバ
２１ エンジンマウントブラケット
２２ 第１左側エンジンマウントブラケット
２３ 第１右側エンジンマウントブラケット
２４ 第２左側エンジンマウントブラケット
２５ 第２右側エンジンマウントブラケット
２６ レフトサスフレ（「レフトサスペンションフレーム」ともいう。）
２７ ライトサスフレ（「ライトサスペンションフレーム」ともいう。）
２８ 左側エンジンマウント
２９ 右側エンジンマウント
３１ 貫通孔
３２ デフキャリア
３４ クランク軸ベアリング
３５ ボス
３６、３７ 第３、第４ボス
４１ クランクシャフト

Claims (5)

1. オイルパンの車体幅側方向両側の側面に前輪のドライブシャフトが通る貫通孔を設け、前記オイルパンの側面に前記前輪のドライブシャフトを駆動するデフキャリアを取り付けたエンジンのパワートレーン構造において、シリンダブロックと前記オイルパンの間にクランク軸ベアリングの下半分を有するロアケースを設け、エンジンマウントブラケットを取り付けるボスの半数以上を前記ロアケースに設けたことを特徴とするオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造。
2. 前記前輪のドライブシャフトが通る貫通孔をエンジンの幅方向中央付近に設けたことを特徴とする請求項１に記載のオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造。
3. 前記ロアケースに設けるエンジンマウントブラケットをエンジンの幅方向中央付近に設けたことを特徴とする請求項１ないし２に記載のオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造。
4. 前記エンジンは直列の偶数気筒であることを特徴とする請求項２に記載のオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造。
5. 車体側のエンジンマウントブラケットをサイドメンバに締結し、このサイドメンバとエンジンマウント、ロアケースを同一水平線上に配置したことを特徴とする請求項３に記載のオイルパン一体化デファレンシャルの配置構造。

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