JP2019015192A - パワープラント - Google Patents

Abstract

【課題】車体側に伝わる振動を低減可能なパワープラントを提供すること。【解決手段】本発明のパワープラントでは、パワープラントの内燃機関１ｅｂと変速機２ｔｃとを、内燃機関と変速機との取付け面とは異なる箇所で連結する剛性部材１０を、剛性部材を連結する前のパワープラントの振動の節Ｑ１，Ｑ２よりもマウント１ａ，２ａに近い側に配置した。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関と変速機を備えたパワープラントに関する。

従来、エンジンとトランスミッションとの結合部における曲げ剛性を改善すべく、エンジンとトランスミッションとの間を、ダンパを備えた補強部材で連結する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平６−１７９３２７号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、パワープラントを車体側に取り付けるマウントの位置と、補強部材との位置関係を考慮しておらず、車体側に伝わる振動を十分に低減できないおそれがあった。
本発明では、車体側に伝わる振動を低減可能なパワープラントを提供することにある。

本発明のパワープラントでは、パワープラントの内燃機関と変速機とを、内燃機関と変速機との取付け面とは異なる箇所で連結する剛性部材を、剛性部材で連結する前のパワープラントの振動の節よりもマウントに近い側に配置した。

よって、剛性部材で連結する前のパワープラントの振動の節よりもマウントに近い側の剛性が上がるため、振動の節がマウントに近づくことで、マウントを介して車体側に伝わる振動を抑制できる。

実施例１のパワープラントの概略構成図である。 パワープラントの作用を表すモデル図である。 パワープラントの振動成分を表す特性図である。

〔実施例１〕
図１は、実施例１のパワープラントの概略構成図である。パワープラントPPは、内燃機関であるエンジン１と、変速機２と、を有する。エンジン１は、シリンダブロック１ｅｂと、シリンダブロック１ｅｂの上面に取り付けられたシリンダヘッド１ｅｈとを有する。シリンダブロック１ｅｂは、内部に複数のピストン、クランクシャフト等を収容する。シリンダヘッド１ｅｈは、ピストン室の頂面を形成すると共にインテークマニホールド及びエキゾーストマニホールドを有する。また、エンジン１は排気ガスを導入して吸入空気を圧縮するターボチャージャー（図示せず）を備え、ターボチャージャーにより圧縮された空気は、インタークーラ３で冷却された後、インテークマニホールドに供給される。シリンダブロック１ｅｂの車載時下方には、マグネシウム合金製のオイルパン４が取り付けられている。マグネシウム合金製のオイルパン４は、鉄やアルミ系材料から形成されるオイルパンに比べて剛性が低く、軽量である。

変速機２は、トルクコンバータを収装すると共にシリンダブロック１ｅｂに取り付けられる取り付け面を有するコンバータケース201と、コンバータケース201の取り付け面と反対側に取り付けられ、複数のギヤもしくは一対のプーリ等が組み込まれたトランスミッションケース202と、トランスミッションケース202のコンバータケース201と反対側を閉塞するトランスミッションカバー203と、を有する。これら各ケースを組み合わせたケースを総称して変速機ケーシング２ｔｃと記載する。変速機２は、エンジン１のクランクシャフトから伝達される回転数を適宜変速し、図外の駆動輪に出力する。シリンダブロック１ｅｂの変速機２が取り付けられる側面と反対側であって、車載時上方には、パワープラントPPを車体に取り付けるための第１マウント１ａを有する。変速機ケーシング２ｔｃのエンジン１が取り付けられる側面と反対側であって、車載時上方には、パワープラントPPを車体に取り付けるための第２マウント２ａを有する。以下、第１マウント１ａ及び第２マウント２ａを総称して単にマウントとも記載する。

エンジン１の車載時上下方向高さは、変速機２の車載時上下方向高さよりも高く形成されている。エンジン１と変速機２との段差部分であって、変速機２の上方位置には、剛性部材１０が設けられている。剛性部材１０の一方には、エンジンブロック１ｅｂの側面に対してボルトで固定されるエンジン側固定部１４を有し、他方には、変速機ケーシング２ｔｃの上面であって、特にエンジン取り付け面よりも遠い側に対してボルトで固定される変速機側固定部１３を有する。言い換えると、剛性部材１０は、エンジン１と変速機２の取り付け面よりもエンジン１から遠い位置との間を接続する部材である。剛性部材１０の作用については後述する。

また、エンジン１と変速機２との段差部分には、インタークーラ３が設置されている。インタークーラ３のブラケット３ａは、剛性部材１０の軸方向延在部１２に対してボルトで固定されている。また、剛性部材１０には、エンジン１の外周に配策される各種ハーネス２０を固定するためのハーネス用ブラケット１１が固定されている。

図２は、パワープラントの作用を表すモデル図である。図２（Ａ）は、剛性部材１０を備えていない比較例のモデル図であり、図２（Ｂ）は、剛性部材１０を備えた実施例１のモデル図である。図３は、パワープラントの振動特性を表す特性図である。横軸が振動数、縦軸はパワープラントの中で最も振幅が大きい場所における振動加速度成分の大きさ（ｄＢ)、すなわち振動の大きさを表す。図３中の点線が比較例の振動特性であり、図３中の実線が実施例１の振動特性である。

図２（Ａ）の比較例に示すように、剛性部材１０を備えていない場合、加速時にパワープラントに振動が発生すると、一点鎖線で示す高さ位置にパワープラント曲げモードの節Ｑ１，Ｑ２が現れる。この節Ｑ１，Ｑ２の車載時上下方向における高さ位置は、第１マウント１ａ及び第２マウント２ａから下方に向けて離れた位置にあるため、振幅の大きな振動がマウントを介して車体側に入力されやすい（図３の点線で示す特性参照）。すなわち、節Ｑ１と節Ｑ２との間の曲げが上に凸で最大のときの曲線をＷ１、下に凸で最大のときの曲線をＷ２とする。節Ｑ１におけるＷ１の接線に対する垂線をＷ１１，節Ｑ１におけるＷ２の接線に対する垂線をＷ２１とすると、第１マウント１ａ付近での曲げに伴う変位量は、ｙ１で表される。ｙ１は、節Ｑ１から距離が離れるほど大きくなる。

これに対し、図２（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）で示す節Ｑ１，Ｑ２の位置よりもマウントに近い側に剛性部材１０を追加することで、図２（Ａ）で示す節Ｑ１，Ｑ２の位置よりもマウントに近い側の剛性が向上し、節Ｑ１，Ｑ２の位置がマウントに近くなる。剛性部材１０の追加により節Ｑ１，Ｑ２が車載時上下方向の上方に変位する量をｘとすると、第１マウント１ａ付近での曲げに伴う変位量は、ｙ２で表される。ｙ２は、ｙ１となる節Ｑ１との距離に比べてｘだけ近づくため、ｙ２＜ｙ１となる。この関係は、節Ｑ２と第２マウント２ａ付近での曲げに伴う変位量についても同様である。

尚、仮に、従来技術のように、節Ｑ１，Ｑ２よりもマウントから遠い側に剛性部材を設けた場合、節Ｑ１，Ｑ２は、マウントから離れる側に移動し、第１マウント１ａ付近での曲げに伴う変位は、ｙ２よりも大きな値となるおそれがあるため、剛性部材に要求される強度等を非常に大きくする必要がある。しかしながら、実施例１のように、剛性部材１０が、単に節Ｑ１，Ｑ２の位置を変更することを目的とする場合には、剛性部材１０自体の強度等をさほど大きくする必要はない。

また、図３に示すように、比較例のパワープラント曲げ固有値に比べて、実施例１のパワープラント曲げ固有値は高周波数側に移動するため、車体側への不快となりやすい大きな振動の入力を回避できる。また、特に、実施例１のパワープラント曲げ固有値よりも低振動数側における振動の大きさを効果的に抑制でき、マウントを介して車体側に伝わる振動を抑制できる。言い換えると、起振源の振動が同じ大きさであっても、節の位置をマウントに近づけることで、マウントを介して車体側に伝わる不快な振動を抑制できる。

加えて、剛性部材１０をインタークーラ３の固定用ブラケットやハーネス用ブラケット１１の部材とすることで、既存の固定部材を剛性部材１０として機能させることができる。また、実施例１のパワープラントは、オイルパン４を剛性の低いマグネシウム合金から形成している。すなわち、図２に示すように、オイルパン４はエンジンブロック１ｅｂの下方、特にパワープラント曲げモードの節よりもマウントから遠い側に位置する。よって、オイルパン４の剛性を下げると、相対的にパワープラント曲げモードの節よりもマウントに近い側の剛性が向上する。よって、パワープラント曲げモードの節を更にマウントに近づけることができ、車体側への振動の入力を効果的に抑制できる。

以上説明したように、実施例１にあっては以下の作用効果を奏する。
（１）エンジン１（内燃機関）と、エンジン１に取り付け面を介して連結された変速機２とを有し、マウントを介して車体に固定されるパワープラントPPであって、エンジン１と変速機２とを取付け面とは異なる箇所で連結する剛性部材１０を有し、剛性部材１０は、剛性部材１０で連結する前のパワープラントPPの振動の節Ｑ１，Ｑ２よりもマウントに近い側に位置する。
よって、剛性部材１０で連結する前のパワープラントPPの振動の節Ｑ１，Ｑ２よりもマウントに近い側の剛性が上がるため、振動の節Ｑ１，Ｑ２がマウントに近づくこととなり、マウントを介して車体側に伝わる振動を抑制できる。

（２）剛性部材１０は、パワープラントPPに取り付けられるインタークーラ３やハーネス２０（補機及び／又はハーネス）のブラケットを兼ねる。
よって、従来から設置されている部材に剛性部材１０としての機能を持たせることで、パワープラントPPの重量増加を抑えつつ振動抑制効果が得られる。

（３）エンジン１の下方であって、剛性部材１０を連結する前のパワープラントPPの振動の節よりもマウントから遠い側にオイルパン４を有し、オイルパン４は、マグネシウム合金製である。
よって、オイルパン４の剛性を下げると、相対的にパワープラント曲げモードの節よりもマウントに近い側の剛性が向上する。よって、パワープラント曲げモードの節を更にマウントに近づけることができ、車体側への振動の入力を効果的に抑制できる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、ターボチャージャーを備えたエンジンを示したが、ターボチャージャーのような過給機を備えていない自然吸気エンジンでもよい。また、実施例では、エンジン横置きタイプの前輪駆動車の例を示したが、エンジン縦置きタイプの後輪駆動車でもよい。また、インタークーラ３に限らず、他の補機類を保持するブラケット類を剛性部材１０として使用してもよい。

１ エンジン
１ａ 第１マウント
１ｅｂ エンジンブロック
２ 変速機
２ａ 第２マウント
２ｔｃ 変速機ケーシング
３ インタークーラ
３ａ ブラケット
４ オイルパン
１０ 剛性部材
１１ ハーネス用ブラケット
１２ 軸方向延在部
１３ 変速機側固定部
１４ エンジン側固定部
２０ ハーネス
PP パワープラント

Claims (3)

1. 内燃機関と、該内燃機関に取り付け面を介して連結された変速機とを有し、マウントを介して車体に固定されるパワープラントであって、
   前記内燃機関と前記変速機とを前記取付け面とは異なる箇所で連結する剛性部材を有し、
   前記剛性部材は、前記剛性部材で連結する前のパワープラントの振動の節よりも前記マウントに近い側に位置することを特徴とするパワープラント。
2. 請求項１に記載のパワープラントにおいて、
   前記剛性部材は、前記パワープラントに取り付けられる補機及び／又はハーネスのブラケットを兼ねることを特徴とするパワープラント。
3. 請求項１または２に記載のパワープラントにおいて、
   前記内燃機関の下方であって、前記剛性部材を連結する前のパワープラントの振動の節よりも前記マウントから遠い側にオイルパンを有し、
   前記オイルパンは、マグネシウム合金製であることを特徴とするパワープラント。

Images