JP2016203963A - パワートレインユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ガード部材の持つ剛性を活用してパワートレインユニットの剛性を向上させる。【解決手段】エンジン２０と、エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置とを備えたパワートレインユニット１０であって、上記動力伝達装置は、エンジンと駆動輪３９Ｔとの間の動力伝達経路に配設された変速機３６を含む。変速機の下方には、オイルパン３５Ｄが設けられる。オイルパンの下方には、オイルパンの少なくとも一部を下方側から覆うガード部材４０が設けられる。ガード部材は、パワートレインユニットのうち、車両前後方向における変速機３６の前方側に位置にする部分に一端が固定され、同方向における変速機３６の後方側に位置する部分に他端が固定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されるパワートレインユニットに関する。

パワートレインユニットの下方には、オイルパンが配置される。オイルパンと路面との接触を防止したり、オイルパンを飛石から保護したりするために、オイルパンの下方にはガード部材が設けられる。国際公開第２０１１／１２１６３８号（特許文献１）には、アンダーガードをクロスメンバ間に設ける旨が開示されている。

国際公開第２０１１／１２１６３８号

ガード部材は、オイルパンを保護するために、所定の剛性を有している。ガード部材がパワートレインユニットから離れた位置に設けられたとする。たとえば、ガード部材がパワートレインユニットの下方に配置されているクロスメンバにのみ固定された場合には、ガード部材の持つ剛性は、パワートレインユニットの剛性向上にはほとんど寄与しない。

本発明は、ガード部材の持つ剛性を活用して剛性を向上させることが可能なパワートレインユニットを提供することを目的とする。

エンジンと、上記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置とを備えたパワートレインユニットであって、上記動力伝達装置は、上記エンジンと上記駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速機を含み、上記変速機の下方には、オイルパンが設けられ、上記オイルパンの下方には、上記オイルパンの少なくとも一部を下方側から覆うガード部材が設けられ、上記ガード部材は、上記パワートレインユニットのうち、車両前後方向における上記変速機の前方側に位置にする部分に一端が固定され、同方向における上記変速機の後方側に位置する部分に他端が固定されている。

上記の構成によれば、ガード部材がパワートレインユニットに固定されるため、ガード部材の持つ剛性を活用してパワートレインユニットの剛性を向上させることができる。

好ましくは、上記ガード部材は、クロスメンバにも固定されている。上記の構成によれば、ガード部材に入力した荷重の一部を、クロスメンバが受けることになり、パワートレインユニットに入力する荷重（衝撃）を軽減することが可能となる。たとえば、パワートレインユニットに回転数センサが組み込まれている場合には、回転数センサに入力する荷重も軽減されるため、回転数センサが、変速機のインプットシャフトやアウトプットシャフトの回転数を誤検知することをも軽減可能となる。これは、パワートレインユニットにレンジポジションセンサや油圧スイッチが設けられている場合についても同様である。

好ましくは、上記ガード部材は、上記クロスメンバの下面に固定されている。上記の構成によれば、ガード部材に作用した荷重は（重力方向の上向きの荷重は）、クロスメンバが直接的に受けることができる。

上記の構成によれば、ガード部材がパワートレインユニットに固定されるため、ガード部材の持つ剛性を活用してパワートレインユニットの剛性を向上させることができる。

実施の形態１におけるパワートレインユニットを示す骨子図である。 実施の形態１におけるパワートレインユニットを示す側面図である。 比較例におけるパワートレインユニットを示す側面図である。 実施の形態２におけるパワートレインユニットを示す側面図である。 実施の形態３におけるパワートレインユニットを示す側面図である。 実施の形態４におけるパワートレインユニットを示す側面図である。 実施の形態５におけるパワートレインユニットを示す側面図である。 実施の形態６におけるパワートレインユニットを示す側面図である。

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１におけるパワートレインユニット１０を示す骨子図である。本実施の形態のパワートレインユニット１０は、ハイブリッド車両１に搭載される。パワートレインユニット１０は、エンジン２０および動力伝達装置３０を備える。

エンジン２０は、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて駆動力を発生する。エンジン２０としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等を用いることができる。動力伝達装置３０は、変速機３６などを含み、エンジン２０の駆動力を駆動輪３９Ｔに伝達する。

本実施の形態の動力伝達装置３０は、ダンパ装置３１、クラッチ３２、回転電機３３、トルクコンバータ３４、オイルポンプ３５、変速機３６、トランスファ３７、プロペラシャフト３８、差動歯車装置３８Ｄおよび車軸３９を含む。ダンパ装置３１、クラッチ３２、回転電機３３、トルクコンバータ３４、オイルポンプ３５、変速機３６、およびトランスファ３７は、ケース１１内に配置される（図２も参照）。

クラッチ３２は、ダンパ装置３１を介してエンジン２０に駆動連結される。駆動連結とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を表し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、あるいは当該２つの回転要素が一または二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念である。

クラッチ３２が係合された場合、エンジン２０の駆動力はダンパ装置３１を介して入力軸３１Ｔに伝達される。入力軸３１Ｔの駆動力は、クラッチ３２を介してトルクコンバータ３４に伝達される。トルクコンバータ３４は、ポンプ翼車３４ａ、タービン翼車３４ｂ、およびロックアップクラッチ３４ｃを有する。トルクコンバータ３４のポンプ翼車３４ａは、エンジン２０からの駆動力を受けることで、軸心回りに回転する。ポンプ翼車３４ａの駆動力は、流体を介して変速機３６（変速機３６の入力軸３６Ｔ）へ伝達される。

トルクコンバータ３４のタービン翼車３４ｂは、変速機３６の入力軸３６Ｔに連結されている。ロックアップクラッチ３４ｃは、ポンプ翼車３４ａとタービン翼車３４ｂとの間に設けられる。トルクコンバータ３４を通して変速機３６の入力軸３６Ｔに入力された駆動力は、トランスファ３７、プロペラシャフト３８、差動歯車装置３８Ｄ、および車軸３９を順次介して、駆動輪３９Ｔへ伝達される。

回転電機３３はクラッチ３２に駆動連結される。変速機３６は、エンジン２０と駆動輪３９Ｔとの間の動力伝達経路に配設され、具体的には、回転電機３３に駆動連結されている。回転電機３３は、電気エネルギーから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能と、機械的なエネルギーから電気エネルギーを発生させる発電機としての機能とを有する。回転電機３３を走行用駆動力源として走行する場合には、クラッチ３２が解放され、回転電機３３の駆動力は、トルクコンバータ３４、変速機３６、トランスファ３７、プロペラシャフト３８、差動歯車装置３８Ｄ、および車軸３９を順次介して、駆動輪３９Ｔへ伝達される。

オイルポンプ３５は、ポンプ翼車３４ａに連結されており、エンジン２０または回転電機３３により回転駆動されることにより作動油圧を発生する。オイルポンプ３５は、バルブボディを介して変速機３６の変速を制御したり、ロックアップクラッチ３４ｃのトルク容量を制御したり、クラッチ３２の係合・解放を制御したり、ハイブリッド車両１の動力伝達経路の各部（変速機３６など）に潤滑用のオイルを供給したりする。これらの制御動作や潤滑用のオイルには、共通のオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）が用いられる。

本実施の形態の動力伝達装置３０は、図示しない電動モータによって駆動される電動式のオイルポンプ３５Ａも備えており、たとえば車両停止時など、オイルポンプ３５が駆動されない場合には、電動式のオイルポンプ３５Ａを補助的に作動させて油圧を発生させる。本実施の形態では、動力伝達装置３０に設けられた油圧制御回路３５Ｃによってオイルポンプ３５，３５Ａの駆動が制御される。なお、オイルポンプ３５，３５Ａは必須の構成ではない。

図２は、パワートレインユニット１０を示す側面図である。図２中の紙面左右方向が、ハイブリッド車両における車両前後方向に相当している。上述のとおり、パワートレインユニット１０は、ケース１１およびエンジン２０を備える。本実施の形態のケース１１は、サブケース１３〜１６を含んでいる。エンジン２０およびサブケース１３〜１６は、互いに連結されており、車両の前方から後方に向かう方向において順に並んで配置されている。本実施の形態のエンジン２０およびサブケース１３〜１６は、いずれもクロスメンバ２２，２４の高さよりも上方に位置している。

図１および図２を参照して、ダンパ装置３１、クラッチ３２および回転電機３３は、サブケース１３の中に収容される。トルクコンバータ３４は、サブケース１４の中に収容される。オイルポンプ３５および変速機３６は、サブケース１５の中に収容される（サブケース１５は、いわゆるトランスミッションケースとして機能する）。トランスファ３７は、サブケース１６の中に収容される（サブケース１６は、いわゆるトランスファケースとして機能する）。

ここで、変速機３６を収容するサブケース１５（トランスミッションケース）の下方には、鉄製のオイルパン３５Ｄが設けられる。オイルパン３５Ｄの中には、バルブボディが収容されているとともに、変速機３６などへ供給されるオイル（制御用の作動流体を含む）が貯留されている。オイルパン３５Ｄの下方には、オイルパン３５Ｄの少なくとも一部を下方側から覆うガード部材４０が設けられている。

ガード部材４０の一端（後述する接続部４１）は、パワートレインユニット１０のうち、車両前後方向における変速機３６（サブケース１５）よりも前方側に位置にする部分に固定される。ガード部材４０の他端（後述する接続部４２）は、パワートレインユニット１０のうち、車両前後方向における変速機３６（サブケース１５）よりも後方側に位置にする部分に固定される。以下、より具体的に説明する。

本実施の形態においては、ガード部材４０が、接続部４１，４２および保護部４３を含んでいる。保護部４３は、板状の形状を有し、鋼板などから構成される。接続部４１は、車両前後方向における保護部４３の前方に配置され、接続部４２は、車両前後方向における保護部４３の後方に配置されている。サブケース１３は、ボス部１３Ｂを有しており、サブケース１６は、ボス部１６Ｂを有している。接続部４１とボス部１３Ｂとの間には、ゴムなどの緩衝具４１Ｒが設けられ、接続部４２とボス部１６Ｂとの間には、ゴムなどの緩衝具４２Ｒが設けられる。

接続部４１，４２は、ボルト４１Ｓ，４２Ｓによってボス部１３Ｂ，１６Ｂにそれぞれ固定されている。すなわち、ガード部材４０の一端（前端）は、パワートレインユニット１０のうち、車両前後方向における変速機３６（あるいはオイルパン３５Ｄ）よりも前方側に位置にする部分に固定されており、ガード部材４０の他端（後端）は、パワートレインユニット１０のうち、車両前後方向における変速機３６（あるいはオイルパン３５Ｄ）よりも後方側に位置にする部分に固定されている。

（作用および効果）
冒頭でも述べたように、ガード部材４０は、オイルパン３５Ｄを保護するために、所定の剛性を有している。ガード部材４０がパワートレインユニット１０に固定されることで、ガード部材４０の持つ剛性を活用して、パワートレインユニット１０の剛性を向上させることが可能となる。

本実施の形態のように、回転電機３３を備えたパワートレインユニット１０においては、変速機３６の車両前後方向における前方側に回転電機３３が配置されることが多い（図１参照）。このような構造が採用された場合、パワートレインユニット１０の車両前後方向における全長が、回転電機３３を備えないパワートレインユニットに比べて長くなりやすい。ケース１１（サブケース１３〜１６）が図示しないフレームやメンバなどに固定されることで剛性の向上を図ることができるが、本実施の形態のように、ガード部材４０の持つ剛性を活用することにより、パワートレインユニット１０の剛性をさらに向上させることができるという従来にはない有利な効果が得られる。ガード部材４０の持つ剛性を活用することにより、パワートレインユニット１０の剛性を増加させるための補強部材が不要となる場合もある。この場合には、部品点数や製造費用を削減することも可能となる。

本実施の形態のように、パワートレインユニット１０の剛性（振動体としての質量）を増加させることで、共振に起因する騒音の発生を抑制することも可能となる。一般的に、四輪駆動車では、エンジン、クラッチ、変速機およびトランスファ等によって構成されるパワートレインユニットの共振周波数が、車両の通常の速度域にあることが多い。エンジンや変速機にはインシュレータが設けられるが、インシュレータのみでは共振に起因する騒音を十分に抑制できない場合がある。パワートレインユニット１０の剛性（振動体としての質量）を増加させることで、共振に起因する騒音を軽減することも可能となる。

［比較例］
図３は、比較例におけるパワートレインユニット１０Ａを示す側面図である。比較例においては、ガード部材４０が、パワートレインユニット１０Ａから離れた位置に配置され、ガード部材４０はボルト４１Ｓ，４２Ｓを用いてクロスメンバ２２，２４にのみ固定されている。この場合には、ガード部材の持つ剛性は、パワートレインユニットの剛性向上にはほとんど寄与せず、上述の実施の形態１で述べたような効果は得られない。

車両の走行安定性を得るために、車両の重心を低くするという設計が行われることがある。この場合、オイルパン３５Ｄの高さ位置も低くなり、オイルパン３５Ｄとガード部材４０との間隙も狭くなる。比較例の構成においては、オイルパン３５Ｄとガード部材４０とが高さ方向（重力方向）において相対移動する。オイルパン３５Ｄとガード部材４０とが互いに接触しないようにするために、高さ方向における間隙を多めに設けておく必要がある。

一方で、上述の実施の形態１（図２参照）の構成においては、ガード部材４０がパワートレインユニット１０に固定されるため、オイルパン３５Ｄとガード部材４０とが高さ方向（重力方向）において相対移動することはほとんどない。したがって、実施の形態１は、比較例（図２）の場合に比べてオイルパン３５Ｄとガード部材４０との間の間隙を小さくすることが可能であり、比較例（図２）の場合に比べて重心を低くすることもできる。

［実施の形態２］
図４は、実施の形態２におけるパワートレインユニット１０Ｂを示す側面図である。本実施の形態は、ガード部材４０の一端（接続部４１）が、エンジン２０に設けられたボス部１２Ｂに固定されているという点において実施の形態１と異なっている。

当該構成においても、ガード部材４０の一端（接続部４１）は、パワートレインユニット１０Ｂのうち、車両前後方向における変速機３６（サブケース１５）よりも前方側に位置にする部分に固定される。ガード部材４０の他端（後述する接続部４２）は、パワートレインユニット１０Ｂのうち、車両前後方向における変速機３６（サブケース１５）よりも後方側に位置にする部分に固定される。したがって、上述の実施の形態１と略同様の作用および効果を得ることができる。

実施の形態１では、ガード部材４０の一端（接続部４１）は、クラッチ３２および回転電機３３を収容するサブケース１３に固定される。実施の形態２では、ガード部材４０の一端は、エンジン２０に固定される。これらの構成に限られず、ガード部材４０の一端は、車両前後方向における変速機３６（サブケース１５）の前方側に位置にする部分であれば、任意の位置に固定できる。たとえば、ガード部材４０の一端は、トルクコンバータ３４を収容するサブケース１４に固定されてもよい。あるいは、ガード部材４０の一端は、オイルパン３５Ｄよりも車両前後方向における前方側の部分であれば、オイルポンプ３５や変速機３６を収容するサブケース１５に固定されてもよい。

実施の形態１，２では、ガード部材４０の他端（接続部４２）は、トランスファ３７を収容するサブケース１６に固定される。これらの構成に限られず、ガード部材４０の他端は、車両前後方向における変速機３６（サブケース１５）の後方側に位置にする部分であれば、任意の位置に固定できる。たとえば、ガード部材４０の他端は、オイルパン３５Ｄよりも車両前後方向における後方側の部分であれば、オイルポンプ３５や変速機３６を収容するサブケース１５に固定されてもよい。サブケース１５とサブケース１６との間にアダプタが設けられる場合には、ガード部材４０の他端は、このアダプタに固定されてもよい。

［実施の形態３］
図５は、実施の形態３におけるパワートレインユニット１０Ｃを示す側面図である。本実施の形態は、ガード部材４０の一端がクロスメンバ２２にも固定され、ガード部材４０の他端がクロスメンバ２４にも固定されているという点において実施の形態１，２と異なっている。

本実施の形態のガード部材４０は、一端側（前方側）に接続部４１ａ，４１ｂを有し、他端側（後方側）に接続部４２ａ，４２ｂを有している。接続部４１ａ，４２ａは、ボルト４１Ｓ，４２Ｓによってボス部１３Ｂ，１６Ｂにそれぞれ固定されている。一方で、接続部４１ｂとクロスメンバ２２との間には、ゴムなどの緩衝具４１Ｑが設けられ、接続部４２ｂとクロスメンバ２４との間には、ゴムなどの緩衝具４２Ｑが設けられる。接続部４１ｂ，４２ｂは、ボルト４１Ｔ，４２Ｔによってクロスメンバ２２，２４の側面にそれぞれ固定されている。

上述の実施の形態１，２（図２，図４参照）の場合には、ガード部材４０に入力した荷重が、パワートレインユニットに直接的に作用することになる。一方で本実施の形態の場合には、ガード部材４０に入力した荷重の一部を、クロスメンバ２２，２４が受けることになる。したがって、パワートレインユニット１０Ｃに入力する荷重（衝撃）を軽減することが可能となり、パワートレインユニット１０Ｃの剛性がさらに向上し、パワートレインユニット１０Ｃに組み込まれているセンサ類の検知精度を向上させるといった効果を得ることも可能となる。本実施の形態では、ガード部材４０の一端（前端）および他端（後端）の双方がクロスメンバに固定されているが、いずれか一方のみがクロスメンバに固定されていても構わない。

［実施の形態４］
図６は、実施の形態４におけるパワートレインユニット１０Ｄを示す側面図である。本実施の形態は、ガード部材４０の一端がクロスメンバ２２の上面に固定され、ガード部材４０の他端がクロスメンバ２４の上面に固定されているという点において実施の形態３と異なっている。当該構成によっても、上述の実施の形態３と同様の作用および効果を得ることができる。

［実施の形態５］
図７は、実施の形態５におけるパワートレインユニット１０Ｅを示す側面図である。本実施の形態は、ガード部材４０の一端がクロスメンバ２２の下面に固定され、ガード部材４０の他端がクロスメンバ２４の下面に固定されているという点において実施の形態４と異なっている。

上述の実施の形態４（図６）では、ガード部材４０に作用した荷重は、ボルト４１Ｔ，４２Ｔを介してクロスメンバ２２，２４に作用する。一方で、本実施の形態（図７）では、接続部４１ｂがクロスメンバ２２の下面に固定され、接続部４２ｂがクロスメンバ２４の下面に固定されている。ガード部材４０に作用した荷重は（重力方向の上向きの荷重は）、クロスメンバ２２，２４が直接的に受けることができる。すなわち、クロスメンバ２２，２４は、車両の荷重を支えられるだけの高い強度を有しており、ガード部材４０に作用した荷重をクロスメンバ２２，２４が直接的に受けることによって、パワートレインユニット１０Ｅに荷重が作用することを軽減可能となる。

本実施の形態では、ガード部材４０の一端（前端）および他端（後端）の双方がクロスメンバの下面に固定されているが、いずれか一方のみがクロスメンバの下面に固定されていても構わない。ガード部材４０の一端（前端）および／または他端（後端）は、クロスメンバの上面、側面、下面のいずれか１つ、２つまたは３つに跨るように固定されていてもよい。

［実施の形態６］
図８は、実施の形態６におけるパワートレインユニット１０Ｆを示す側面図である。上述の実施の形態１〜５におけるパワートレインユニットは、いわゆるハイブリッド車両に適用されるものであり、いずれも回転電機ないしクラッチを備えている。本実施の形態のパワートレインユニット１０Ｆは、回転電機およびクラッチを備えておらず、エンジンのみで走行する車両に適用されるという点において、上述の実施の形態１〜５と相違している。したがってパワートレインユニット１０Ｆは、回転電機３３やクラッチ３２を収容するためのサブケース１３を備えていない。図８に示す構成では、ダンパ装置３１とトルクコンバータ３４とが同一のサブケース１４内に配置されているが、これらは別々のサブケース内に配置されていてもよい。たとえば、ダンパ装置３１は、サブケース１４（トルコンケース）内に配置されていてもよく、サブケース１５（トランスミッションケース）内に配置されていてもよい。ダンパ装置３１の配置のこれらの変形例については、上述の実施の形態１〜５にも適用できるものである。

本実施の形態においても、ガード部材４０の一端（後述する接続部４１）は、パワートレインユニット１０Ｆのうち、車両前後方向における変速機３６（サブケース１５）よりも前方側に位置にする部分に固定される。ガード部材４０の他端（後述する接続部４２）は、パワートレインユニット１０Ｆのうち、車両前後方向における変速機３６（サブケース１５）よりも後方側に位置にする部分に固定される。ガード部材４０がパワートレインユニット１０Ｆに固定されることで、ガード部材４０の持つ剛性を活用して、パワートレインユニット１０Ｆの剛性を向上させることが可能となる。

［他の実施の形態］
上述の実施の形態１〜６におけるパワートレインユニットは、いずれもトランスファ３７を備えているが、トランスファ３７は必須の構成ではない。上述の各実施の形態で開示した技術的思想は、トランスファ３７を備えないパワートレインユニット（すなわち二輪駆動の車両）にも適用することが可能である。

上述の実施の形態１〜５におけるパワートレインユニットは、いずれも１つの回転電機３３を備えているが、上述の各実施の形態で開示した技術的思想は、２つの回転電機を備えたパワートレインユニットにも適用することが可能である。

以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ハイブリッド車両、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ パワートレインユニット、１１ ケース、１２Ｂ，１３Ｂ，１６Ｂ ボス部、１３，１４，１５，１６ サブケース、２０ エンジン、２２，２４ クロスメンバ、３０ 動力伝達装置、３１ ダンパ装置、３１Ｔ，３６Ｔ 入力軸、３２ クラッチ、３３ 回転電機、３４ トルクコンバータ、３４ａ ポンプ翼車、３４ｂ タービン翼車、３４ｃ ロックアップクラッチ、３５，３５Ａ オイルポンプ、３５Ｃ 油圧制御回路、３５Ｄ オイルパン、３６ 変速機、３７ トランスファ、３８ プロペラシャフト、３８Ｄ 差動歯車装置、３９ 車軸、３９Ｔ 駆動輪、４０ ガード部材、４１，４１ａ，４１ｂ，４２，４２ａ，４２ｂ 接続部、４１Ｑ，４１Ｒ，４２Ｑ，４２Ｒ 緩衝具、４１Ｓ，４１Ｔ，４２Ｓ，４２Ｔ ボルト、４３ 保護部。

Claims (3)

1. エンジンと、前記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置とを備えたパワートレインユニットであって、
   前記動力伝達装置は、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速機を含み、
   前記変速機の下方には、オイルパンが設けられ、
   前記オイルパンの下方には、前記オイルパンの少なくとも一部を下方側から覆うガード部材が設けられ、
   前記ガード部材は、前記パワートレインユニットのうち、車両前後方向における前記変速機の前方側に位置にする部分に一端が固定され、同方向における前記変速機の後方側に位置する部分に他端が固定されている、
   パワートレインユニット。
2. 前記ガード部材は、クロスメンバにも固定されている、
   請求項１に記載のパワートレインユニット。
3. 前記ガード部材は、前記クロスメンバの下面に固定されている、
   請求項２に記載のパワートレインユニット。

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