JP4055309B2

JP4055309B2 - 自動車の動力伝達構造

Info

Publication number: JP4055309B2
Application number: JP33421699A
Authority: JP
Inventors: 朋典益田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2019-11-25
Also published as: JP2000343972A; US6394215B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車の動力伝達構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車前部のエンジンルーム内に配置されたエンジンの動力は、フロアトンネル内に配されたプロペラシャフトを介して、車体後部のファイナルドライブに伝えられ、そこで後輪を駆動させる（類似技術として、特開平９−３００９９６号公報参照）。この種のプロペラシャフトは、円滑な動力伝達を可能にするため、途中にジョイント部を有し、そのジョイント部付近をセンタベアリング（軸受）により回転自在に支持している。このセンタベアリングはブラケットを介してフロアトンネルの左右側壁に取付けられている。従って、このセンタベアリングのブラケットにより、フロアトンネルにおける左右側壁同士が連結された状態となり、フロアトンネルの開き方向への変形が防止される。
【０００３】
このような動力伝達構造を有する自動車では、前面衝突時におけるプロペラシャフトの詰まり量（エンジンの後退量）が大きくなるほど、エンジンルーム後半の潰れ量が大きくなることが知られている。エンジンルーム後半の潰れ量が大きくなれば、そこで衝突エネルギーが吸収されて、車室内にいる乗員の保護性能が高まる。そのため、従来は、プロペラシャフトのジョイント部に断面変形部を設け、この断面変形部の座屈によりプロペラシャフトを折り、プロペラシャフトの詰まり量を増大させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように、プロペラシャフトをジョイント部に設けた断面変形部から折るようにした構造では、ジョイント部の折れ方向が安定せず、折れ方向によってはプロペラシャフトの折れ端が上側のフロアトンネルと干渉して、十分なプロペラシャフトの詰まり量が得られない場合がある。また、プロペラシャフトの折れ端がフロアトンネルに干渉すると、周辺のフロアが盛り上がり、フロアに設定されたシートベルトの止め点の位置が変動するため、シートベルトによる乗員拘束性に影響を与えるおそれがある。従って、従来は、折れたプロペラシャフトが干渉してもフロアが盛り上がらないようにするため、フロアの板厚を上げる必要があり、車体重量の増加を招いている。
【０００５】
また、フロアトンネルの開き方向への変形は、通常走行時においては、前述のようにセンタベアリングのブラケットにより防止されているが、前面衝突時には、このブラケットも破断してしまうため、フロアトンネルが開き方向へ変形してしまうおそれがある。このようなフロアトンネルの開きによっても、前記シートベルトの止め点は位置が変動するため、この点に対処するためにも、フロアトンネルを含むフロア全体の板厚を上げる必要があり、車体重量の増加を招くことになる。
【０００６】
この発明はこのような従来の技術に着目してなされたものであり、前面衝突時におけるプロペラシャフトの詰まり量の増大と、フロアトンネルの開き防止を図ることができる自動車の動力伝達構造を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、途中にジョイント部を有するプロペラシャフトをフロアトンネル内に配し、エンジンの動力をプロペラシャフトを介してファイナルドライブに伝達する自動車の動力伝達構造において、前記フロアトンネルの上部にプロペラシャフトよりも上方の側壁同士を連結して前記フロアトンネルを補強するステーを、前記プロペラシャフトから離して設定すると共に、前記プロペラシャフトのジョイント部付近に、センタベアリング及びそれを車体に支持するブラケットからなる大径部を設け、前記ステーの設定位置を、車両衝突によるプロペラシャフトの後退時に前記大径部の上端と干渉し得る位置とし、前記大径部のブラケットの上端に、前記後退時に、前記ステーと干渉し得る後向きの延長部を形成した。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の自動車の動力伝達構造において、前記フロアトンネルの内面にレインフォースが接合され、該レインフォースに対してセンタベアリング支持用のブラケットを取付けた。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の自動車の動力伝達構造において、前記ステーをレインフォースと一体で形成した。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車の動力伝達構造において、前記ステーをフロアトンネルの上壁から離間した状態で設定した。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車の動力伝達構造において、ステーの一部に前後方向で貫通する切欠き又は開口を形成した。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ステーによりフロアトンネルの側壁同士を連結するため、フロアトンネルの開きを防止することができる。このステーはプロペラシャフトを直接支持するものでないため、衝突時にプロペラシャフトが後退しても破断せず、フロアトンネルの開きを確実に防止する。また、衝突時にプロペラシャフトが後退すると、ジョイント部付近に設けられた大径部の上端が前記ステーに干渉するため、大径部はこの干渉により下方へ押され、プロペラシャフトがジョイント部から下向きに折れることになる。プロペラシャフトの下側には折れを邪魔するものがないため、プロペラシャフトは大きな角度で折れ、プロペラシャフトの詰まり量が増大する。プロペラシャフトの詰まり量が増大すると、エンジンルーム後半の潰れ量が大きくなり、衝突エネルギーが吸収されて、乗員の保護性能が高まる。更に、プロペラシャフトが上方のフロアトンネルと干渉して、周辺のフロアを盛り上げることもないため、シートベルトによる乗員拘束性に影響を与えない。
【００１４】
また、請求項１記載の発明によれば、プロペラシャフトに予め設けられているセンタベアリング及びそのブラケットを大径部として利用するため、大径部を特別に設ける必要がなく、プロペラシャフトの設計変更が不要である。
【００１５】
さらに、請求項１記載の発明によれば、センタベアリングを支持するブラットの上端に、ステーと干渉し得る後向きの延長部を形成したため、車体構造の都合により、センタベアリングとステーとの間が多少離れていても、衝突時に、ブラケットの上端（延長部）が確実にステーと干渉する。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、ブラケットをフロアトンネルの内面に接合したレインフォースに取付けているため、ブラケットによるセンタベアリングの支持剛性が向上する。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、ステーをレインフォースと一体で形成したため、部品点数の低減を図ることができると共に、レインフォースの取付けと同時にステーの位置決めを行うことができる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、ステーをフロアトンネルの上壁から離間した状態で設定したため、フロアトンネル内に配策されるワイヤケーブルやハーネス等の取り回しが容易で、配策経路を単純化できる。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、ステーの一部に前後方向で貫通する切欠き又は開口が形成されているため、この切欠き又は開口に、フロアトンネル内に配策されるワイヤケーブルやハーネス等を通すことで、それらの取り回しが容易になり、配策経路を単純化できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は、この発明の参考例を示す図である。この参考例はＦＲ型の自動車に関するもので、エンジン１は車体前部のエンジンルーム内に配置されている。このエンジン１の後部にはトランスミッション２が設けられており、トランスミッション２からフロントジョイント部３を介して、プロペラシャフト４が後方へ延びている。
【００２２】
このプロペラシャフト４は、フロア５から上向きに膨出形成したフロアトンネル６内に位置しており、後端はリヤジョイント部７を介して車体後部に配置されたファイナルドライブ８に連結されている。従って、エンジン１の動力はプロペラシャフト４を介してファイナルドライブ８に伝達され、ファイナルドライブ８で、後輪の車軸９を駆動するようになっている。尚、図１及び図２中の１０はファーストクロスメンバで、１１はリヤクロスメンバを示している。
【００２３】
また、プロペラシャフト４の途中にもジョイント部１２が設けられており、このジョイント部１２の前側近接部位がセンタベアリング１３により回転自在に支持されている。このセンタベアリング１３は、上下一対のブラケット１４、１５により挟まれた状態で、フロアトンネル６の内面に接合したレインフォース１６に取付けられている。レインフォース１６には左右両側に水平な段部１６ａが形成されて、ここにブラケット１４、１５の両端部をボルトボルト・ナット手段１７（図５R>５参照）により取付けるようになっている。このように、ブラケット１４、１５をフロアトンネル６の内面に接合したレインフォース１６に取付けているため、ブラケット１４、１５によるセンタベアリング１３の支持剛性が向上する。
【００２４】
更に、ジョイント部１２の後側近接部位には、「大径部」としてのガイドフランジ１８が形成されている。このガイドフランジ１８はプロペラシャフト４の一部を大径に形成したものである。そして、このガイドフランジ１８の若干後方にはステー１９が設けられている。このステー１９は、フロアトンネル６の上部におけるプロペラシャフト４よりも上方の側壁同士を連結するもので、左右両端部が側壁に溶接されている（ボルト・ナットによる取付けでも可）。また、ステー１９には、後端が下がった傾斜部１９ａが設けられており、この傾斜部１９ａが、車両衝突によるプロペラシャフト４の後退時に、前記ガイドフランジ１８の上端と干渉するようになっている。つまり、ガイドフランジ１８の上端の若干後方で且つ上端と同じ高さに位置している。更に、ステー１９はフロアトンネル６の上壁から離間した状態で取付けられ、フロアトンネル６の上壁との間に隙間Ｓが形成されている。従って、この隙間Ｓに、フロアトンネル６内に前後方向で配策されるパーキングブレーキケーブル（図示せず）を通すことにより、該パーキングブレーキケーブルの取り回しが容易になり、配策経路を単純化できる。
【００２５】
更に、図５に示すように、前記センタベアリング１３付近におけるフロアトンネル６の左右両側には、スライドレール２０を介してフロントシート２１が前後動自在に支持されている。そして、フロントシート２１にはバックル２２が固定されており、そこにシートベルト２３に挿通したタング２４を係合できるようになっている。従って、シートベルト２３に加わる荷重はバックル２２を介してフロントシート２１に伝達され、そこで受け止められるようになっている。
【００２６】
次に、自動車がバリア面Ｇへ前面衝突した場合の作用を説明する。自動車がバリア面Ｇへ前面衝突すると、エンジン１が後側へ押され、プロペラシャフト４が後退する。プロペラシャフト４が後退すると、ブラケット１４、１５が破断して、センタベアリング１３部分がフリーになると共に、ガイドフランジ１８の上端がステー１９の傾斜部１９ａに干渉する。ガイドフランジ１８の上端が傾斜部１９ａに干渉すると、ガイドフランジ１８は傾斜部１９ａに案内されながら、下方へ押される。ガイドフランジ１８が下方へ押されると、プロペラシャフト４の突っ張り力がなくなるため、プロペラシャフト４はジョイント部１２から下向きに折れる。プロペラシャフト４の下側には折れを邪魔するものがないため、プロペラシャフト４は大きな角度で折れ、プロペラシャフト４の詰まり量が増大する。
従って、エンジンルーム後半の潰れ量が大きくなり、衝突エネルギーが吸収されて、車室内にいる乗員の保護性能が高まる。
【００２７】
また、プロペラシャフト４の折れ方向が下向きに限定され、折れたプロペラシャフト４がフロアトンネル６と干渉して、周辺のフロア５を盛り上げることもないため、シートベルト２３の止め点であるバックル２２の位置に変動がなく、シートベルト２３による乗員拘束性に影響がない。
【００２８】
そして、ブラケット１４、１５が破断しても、ステー１９によりフロアトンネル６の側壁同士を連結しているため、フロアトンネル６の開きが防止される。すなわち、このステー１９はプロペラシャフト４を直接支持するものでないため、衝突時にプロペラシャフト４が後退しても破断せず、フロアトンネル６の開きを確実に防止することができる。従って、フロアトンネル６が開き方向へ変形しないため、この点においても、バックル２２の変動が防止され、シートベルト２３による乗員拘束性に影響を与えない。また、この実施形態では、プロペラシャフト４の任意の位置に設けたガイドフランジ１８をステー１９と干渉させているため、ガイドフランジ１８とステー１９の位置を変えることにより、両者の干渉点の位置を自由に設定することができる。従って、プロペラシャフト４を下側に折るのに有効な位置及びフロアトンネル６の開きを防止するのに有効な位置を選んで干渉点を設定することができる。更に、ステー１９によりフロアトンネル６の左右の側壁を連結するため、側壁の振動が抑制され、音振上も有利となる。
【００２９】
以下、この発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図６〜図８は、この発明の第１実施形態を示す図である。この第１実施形態では、ガイドフランジを廃止し、センタベアリング２５をジョイント部１２の後側近接部位に移し、センタベアリング２５及びブラケット２６、２７を「大径部」として利用するものである。また、上側のブラケット２６には、後向きの延長部２６ａが形成されている。
【００３１】
そして、センタベアリング２５から後方へ若干離れた位置にはステー１９が設けられている。ステー１９がセンタベアリング２５から若干離れているのは、フロアトンネル６の内面にレインフォース１６が設けられているからである。このレインフォース１６を避けた後方位置にステー１９を取付けている。このステー１９の傾斜部１９ａと、前記ブラケット２６に形成した延長部２６ａとは同じ高さ位置になっており、車両衝突によるプロペラシャフト４の後退時に、該延長部２６ａと傾斜部１９ａとが干渉し得る位置関係になっている。
【００３２】
従って、この第１実施形態では、センタベアリング２５とステー１９とが若干離れていても、上側のブラケット２６に延長部２６ａが形成されているため、衝突時に、ブラケット２６の上端に位置する延長部２６ａが、確実にステー１９の傾斜部１９ａと干渉し、センタベアリング２５及びブラケット２６、２７を下方へ案内する。従って、プロペラシャフト４はジョイント部１２から下向きに折れ、プロペラシャフト４の詰まり量が増大する。
【００３３】
この第１実施形態では、プロペラシャフト４に予め設けられている既存のセンタベアリング２５及びそのブラケット２６、２７を「大径部」として利用するため、参考例のように大径部を特別に設ける必要がなく、プロペラシャフト４の設計変更が不要である。
【００３４】
尚、この第１実施形態では、レインフォース１６とステー１９とを別体にしたが、図８中に二点鎖線で示した接続部２８も形成して、ステー１６とレインフォース１９とを一体に形成しても良い。そうすると、部品点数の低減を図ることができると共に、レインフォース１６の取付けと同時にステー１９の位置決めを行うことができる。
【００３５】
その他の構成及び作用効果は参考例と同様につき、共通部分に同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３６】
尚、以上の実施形態では、ステー１９側に傾斜部１９ａを形成したが、「大径部」であるガイドフランジ１８や、センタベアリング２５及びブラケット２６側に、傾斜部を形成しても良い。
【００３７】
図９〜図１１は、この発明の他の参考例を示す図である。この参考例では、プロペラシャフト４におけるジョイント部１２の後側近接部位に連結部２９が形成されている場合の構造を示す。連結部２９は一対の円形の連結フランジ２９ａ、２９ｂを複数のボルト３０により結合した構造で、この実施形態の場合は、前側の連結フランジ２９ａの方が大きく形成された「大径部」となっている。
【００３８】
一方、この連結部２９の後方で、「大径部」たる連結フランジ２９ａに干渉し得る位置にステー３１が設定されている。このステー３１は、フロアトンネル６の上部に相当する断面形状の接合部３１ａと、この接合部３１ａの上部を塞ぐように形成された垂直部３１ｂと、該垂直部３１ｂの下端から形成された傾斜部３１ｃとから構成されている。接合部３１ａは、フロアトンネル６の側壁だけでなく上壁にも溶接される。そして、傾斜部３１ｃと垂直部３１ｂの幅方向中央部には、下側から形成されて垂直部３１ｂの途中位置まで至る切欠き３２が設けられている。
【００３９】
フロアトンネル６の上壁における前記ステー３１よりも前方位置には挿通孔３３が形成され、該挿通孔３３からパーキングブレーキケーブル３４がフロアトンネル６内に挿入され、そのままフロアトンネル６の上部に沿って後輪のブレーキ機構まで配策されている。このパーキングブレーキケーブル３４の配策経路の途中にはステー３１が存在するが、パーキングブレーキケーブル３４は切欠き３２を通ってステー３１を通過できるため、パーキングブレーキケーブル３４の取り回しが容易になり、配策経路を単純化できる。
【００４０】
また、この参考例によれば、プロペラシャフト４に設けられた連結部２９における一方の連結フランジ２９ａを大径化することで大径部が形成されているため、大径部を特別に設ける必要がなく、プロペラシャフト４の大幅な設計変更が不要となる。
【００４１】
尚、この参考例では、ステー３１に切欠き３２を形成したが、切欠き３２に代えて、パーキングブレーキケーブル３４が貫通可能な開口を形成しても良い。また、ステー３１の切欠き３２等に通されるものは、パーキングブレーキケーブル３４等に限定されず、ハーネス等が通される場合もある。
【００４２】
その他の構成及び作用効果は先の実施形態と同様につき、共通部分に同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４３】
更に、以上の実施形態および参考例ではＦＲ型の自動車を例にしたが、エンジン１とファイナルドライブ８の間にプロペラシャフト４をもつ４ＷＤ型の自動車であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の参考例に係るプロペラシャフトの通常状態を示す側面図。
【図２】プロペラシャフトの衝突状態を示す側面図。
【図３】センタベアリング部分を示すフロアトンネルの斜視図。
【図４】ガイドフランジ及びステー部分を示すフロアトンネルの斜視図。
【図５】センタベアリング部分を示すフロアトンネルの断面図。
【図６】この発明の第１実施形態に係るプロペラシャフトの通常状態を示す側面図。
【図７】プロペラシャフトの衝突状態を示す側面図。
【図８】センタベアリング部分を示すフロアトンネルの斜視図。
【図９】この発明の他の参考例に係るプロペラシャフトの通常状態を示す側面図。
【図１０】連結部を示すフロアトンネルの斜視図。
【図１１】連結部を示すフロアトンネルの断面図。

Claims

途中にジョイント部を有するプロペラシャフトをフロアトンネル内に配し、エンジンの動力をプロペラシャフトを介してファイナルドライブに伝達する自動車の動力伝達構造において、
前記フロアトンネルの上部にプロペラシャフトよりも上方の側壁同士を連結して前記フロアトンネルを補強するステーを、前記プロペラシャフトから離して設定すると共に、
前記プロペラシャフトのジョイント部付近に、センタベアリング及びそれを車体に支持するブラケットからなる大径部を設け、
前記ステーの設定位置を、車両衝突によるプロペラシャフトの後退時に前記大径部の上端と干渉し得る位置とし、
前記大径部のブラケットの上端に、前記後退時に、前記ステーと干渉し得る後向きの延長部を形成したことを特徴とする自動車の動力伝達構造。
前記フロアトンネルの内面にレインフォースが接合され、該レインフォースに対してセンタベアリング支持用のブラケットを取付けたことを特徴とする請求項１記載の自動車の動力伝達構造。
前記ステーをレインフォースと一体で形成したことを特徴とする請求項２記載の自動車の動力伝達構造。
前記ステーをフロアトンネルの上壁から離間した状態で設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車の動力伝達構造。
ステーの一部に前後方向で貫通する切欠き又は開口を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車の動力伝達構造。