JP5054950B2

JP5054950B2 - 車両用パワーユニット

Info

Publication number: JP5054950B2
Application number: JP2006241802A
Authority: JP
Inventors: 薫小田; 泰介森田; 泉高木
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: US7878285B2; US20080060867A1; JP2008062757A

Description

本発明は、低速走行するゴルフカート等の車両に搭載されるパワーユニットに関するものである。

従来、ゴルフカート等の車両において減速ギアとディファレンシャルギアと車軸とを一体化したトランスアクスルが搭載されたものが知られている。例えば、特許文献１に記載のゴルフカートでは、車軸を左右に向けて配置したトランスアクスルと、該トランスアクスルの前側に配置されたエンジンとが、パイプフレーム等により支持された状態で車体に搭載されている。また、特許文献２に記載の車両では、側面視でＬ字型に屈曲した板状の支持部材によりエンジンが下方から保持されており、エンジンの後側に配置されたトランスアクスルは支持部材のリアパネル部にボルトで締結されている。
米国特許第４，８２１，８２７号公報米国特許第５，９１５，４９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、１本のパイプフレームを屈曲させて取り回すのは難しいため、複数のパイプフレームを互いに溶接する必要が生じて生産性が良くないと共に、部品点数も多くなる傾向がある。さらに、パイプフレームは隙間が多くなるため、エンジン及びトランスアクスルを保護する役目も十分に果たすことができない。

また、特許文献２に記載の構成では、板状の支持部材はエンジンの下方にしか存在せず、トランスアクスルの下方は開放されているため、車両走行中における下方からの障害物等がトランスアクスルの下面に接触してトランスアクスルが保護されず、耐久性が良いとはいえない。

そこで、本発明は、エンジン及びトランスアクスルを有するパワーユニットの耐久性及び生産性を改善することを目的としている。

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る車両用パワーユニットは、車両の駆動源となるエンジンと、駆動輪に接続されるトランスアクスルと、前記エンジンと前記トランスアクスルとの間に連結され、前記エンジンから出力される回転動力を前記トランスアクスルに伝達する動力伝達装置と、前記エンジン及び前記トランスアクスルの両方の下面を覆った状態で、前記エンジン及び前記トランスアクスルに固定されるベースプレートと、前記エンジンからの動力で発電するジェネレータと、前記エンジン、前記トランスアクスル及び前記ベースプレートに側方から固定されるサイドプレートと、を備え、前記エンジンの出力軸と前記トランスアクスルの入力軸は同方向の側方に突出しており、前記サイドプレートは前記出力軸及び前記入力軸がそれぞれ挿通される挿通部を有し、前記エンジンの出力軸のプーリーと、前記ジェネレータの入力軸のプーリーとに伝達ベルトが巻き掛けられており、前記ジェネレータは、前記エンジンと前記トランスアクスルとを連結するジェネレータブラケットと、前記サイドプレートとに固定されていることを特徴とする。

このようにすると、エンジンとトランスアクスルを一体的に固定するためにパイプフレームではなく板状のベースプレートを用いるため、生産性が良好となる。さらに、板状のベースプレートは、エンジンの下面だけでなくトランスアクスルの下面も覆っているので、車両走行中における下方からの障害物等がトランスアクスルの下面に触れることがなく、耐久性も良好となる。また、エンジンとトランスアクスルとベースプレートとがサイドプレートにより互いに連結されることとなるので、パワーユニット全体の剛性を向上することができる。さらに、エンジンの出力軸とトランスアクスルの入力軸との軸間距離がサイドプレートにより位置合わせされるので、出力軸及び入力軸に対して動力伝達装置を容易かつ確実に取り付けることができる。また、エンジンとトランスアクスルとがジェネレータブラケットを介して連結されていると共に、そのジェネレータブラケットに固定されるジェネレータがサイドプレートに固定されているので、パワーユニット全体として剛性を高めることができる。

前記ベースプレートは、前記エンジン及び前記トランスアクスルの下面を覆う平面状の底壁部と、該底壁部の両端部からそれぞれ上方に突出する側壁部とを有していてもよい。

このようにすると、底壁部と各側壁部とによりベースプレートが断面凹形状となるため、単なる平板に比べてベースプレートの剛性を向上することができる。

前記サイドプレートは打抜加工された平板であってもよい。

このようにすると、サイドプレートは平板であり打抜加工により簡単に製作することができるので、製造コストを低減することができる。かつ、サイドプレートは平板状であるため、サイドプレートの平面方向（面に平行な方向）についてパワーユニットの剛性を高めることができる。

前記ジェネレータは、前記ジェネレータブラケットと前記サイドプレートとに同一軸線上で回動可能に枢支されており、前記伝達ベルトに張力が加わる方向に前記軸線を支点として前記ジェネレータを回動させるように付勢するテンショナーをさらに備えていてもよい。

前記テンショナーは、前記サイドプレート及び前記エンジンに連結されたサイドブラケットと、前記サイドブラケットから伸縮調節可能に突出する伸縮ロッドとを有し、前記伸縮ロッドは前記ジェネレータに接続され、前記伸縮ロッドの伸縮により前記ジェネレータが回動する構成であってもよい。

このようにすると、伸縮ロッドのサイドブラケットからの突出量を調節するだけで、ジェネレータが回動してエンジンの出力軸とジェネレータの入力軸との間の距離が変わるので、容易に伝達ベルトの張力を調節することができる。

車体フレームと連結するために前記ベースプレートに固定されるジョイントブラケットをさらに備え、前記ジョイントブラケットは、左右一対の前記各側壁部を連結するように設けられていてもよい。

このようにすると、ベースプレートの左右の側壁部がジョイントブラケットにより連結されるので、ベースプレートの剛性を高めることができる。かつ、ジョイントブラケットはベースプレートと別体であり、車体フレーム側の構造・位置等に変更があってもジョイントブラケットのみを変更すれば対応できるので、設計変更等に対するフレキシビリティも向上する。

前記エンジンにエキゾーストパイプを介して接続されるマフラーをさらに備え、前記マフラーはマフラーブラケットで前記ベースプレート及び／又は前記トランスアクスルに連結されており、前記マフラーブラケットはバネ性を有する屈曲形状に形成されていてもよい。

このようにすると、排気ガスの熱によりエキゾーストパイプが熱変形を起こしても、マフラーをベースプレート及び／又はトランスアクスルに連結するマフラーブラケットがバネ性を有するので、マフラーブラケットで負荷が吸収され、エキゾーストパイプに過度な負荷が掛かることを防止することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、エンジンとトランスアクスルを一体的に固定するために板状のベースプレートを用いるため、生産性が良好となる。さらに、板状のベースプレートは、エンジンの下面だけでなくトランスアクスルの下面も覆っているので、車両走行中における下方からの障害物等がトランスアクスルの下面に触れることがなく、耐久性も良好となる。また、エンジンとトランスアクスルとベースプレートとがサイドプレートにより互いに連結されることとなるので、パワーユニット全体の剛性を向上することができる。さらに、エンジンの出力軸とトランスアクスルの入力軸との軸間距離がサイドプレートにより位置合わせされるので、出力軸及び入力軸に対して動力伝達装置を容易かつ確実に取り付けることができる。また、エンジンとトランスアクスルとがジェネレータブラケットを介して連結されていると共に、そのジェネレータブラケットに固定されるジェネレータがサイドプレートに固定されているので、パワーユニット全体として剛性を高めることができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態に係る車両用パワーユニット１の斜視図である。図２は図１に示す車両用パワーユニット１の平面図である。図３は図１に示す車両用パワーユニット１の右側面図である。図４は図１に示す車両用パワーユニット１の左側面図である。図１乃至図４に示すように、ゴルフカート等の低速走行車両（図示せず）に搭載されるパワーユニット１は、車両の駆動源となるエンジン２と、駆動輪（図示せず）に接続されるトランスアクスル３と、エンジン２とトランスアクスル３との間に連結されてエンジン２から出力される回転動力をトランスアクスル３に伝達する動力伝達装置である無段変速機（ＣＶＴ）４とを備えている。

エンジン２は、出力軸（クランクシャフト）１０が右側方に突出したクランクケース６と、クランクケース６から斜め前方に突出したシリンダブロック７と、シリンダブロック７の上部に設けられたシリンダヘッド８と、シリンダヘッド８の上部に設けられたヘッドカバー９とを備えている。

トランスアクスル３は、入力軸１４がエンジン２の出力軸１０と同方向の右側方に突出したギアボックス１１と、ギアボックス１１から左右側方に突出する車軸管１２と、車軸管１２の中を通る車軸１２’と、車軸１２’の先端に設けられて駆動輪（図示せず）に接続されるブレーキユニット１３とを備え、エンジン２の後方に配置されている。ギアボックス１１には、入力軸１４に連結された減速ギア（図示せず）と、減速ギアの回転動力を車軸１２’に伝達するディファレンシャルギア（図示せず）とが内蔵されている。

無段変速機４は、エンジン２の出力軸１０に取り付けられた駆動プーリー１７と、トランスアクスル３の入力軸１４に取り付けられた従動プーリー１８と、駆動プーリー１７と従動プーリー１８に巻き掛けられた伝達ベルト１９とを備え、エンジン２からの回転動力を変速してトランスアクスル３に伝達する構成となっている。

トランスアクスル３のギアボックス１１及びエンジン２には、金属製の板状のベースプレート５がトランスアクスル３のギアボックス１１とエンジン２の両方の下面を覆った状態で、ボルトＢ１，Ｂ２で固定されている。

図５は図１に示す車両用パワーユニット１のベースプレート５の斜視図である。図５に示すように、ベースプレート５は、エンジン２及びトランスアクスル３のギアボックス１１の下面を覆う平面状の底壁部５ａと、底壁部５ａの左端の前部から上方に突出する第１左側壁部５ｂ１と、底壁部５ａの左端の後部から上方に突出する第２左側壁部５ｂ２と、底壁部５ａの右端の全長にわたって上方に突出する右側壁部５ｃとを有している。底壁部５ａには、エンジン２をボルト固定するためのボルト孔５ｆと、開口５ｊ，５ｋとが設けられている。右側壁部５ｃの前部には、後述するサイドプレート３２を固定するための一対の長穴であるボルト孔５ｈが設けられている。右側壁部５ｃの後部及び第２左側壁部５ｂ２には、トランスアクスル３を固定するためのボルト孔５ｇが設けられている。また、第２左側壁部５ｂ２には後述する第１マフラーブラケット４４（図９）を固定するための長穴であるボルト孔５ｉが設けられている。右側壁部５ｃ及び第１左側壁部５ｂ１の前端部には、互いに近接する方向に折り曲げ加工された取付部５ｄ，５ｅが形成されており、その取付部５ｄ，５ｅには後述するジョイントブラケット３４を固定するためのボルト孔５ｍ，５ｎが設けられている。なお、一方のボルト孔５ｍは寸法公差吸収用の長穴となっている。

図１乃至図５に示すように、車体フレーム（図示せず）と連結するための金属製のジョイントブラケット３４がベースプレート５の取付部５ｄ，５ｅにボルトＢ９で固定されている。ジョイントブラケット３４は、右側壁部５ｃの取付部５ｅと、第１左側壁部５ｂ１の取付部５ｄとを連結するようにボルト固定される垂直板部３４ａと、垂直板部３４ａの上端中央より水平方向前方に突出する連結板部３４ｂとを有している。

また、エンジン２とトランスアクスル３との間の領域の上方にはスタータモータを兼ねたジェネレータ２１が設けられている。ジェネレータ２１は、その右側方に突出する入力軸２２に第２の従動プーリー２３が設けられている。また、エンジン２の出力軸１０には第２の駆動プーリー２０が設けられている。そして、第２の駆動プーリー２０と第２の従動プーリー２３には伝達ベルト２４が巻き掛けられて、エンジン２からの回転動力の一部がジェネレータ２１に伝達される構成となっている。

エンジン２のシリンダヘッド８には第１エキゾーストパイプ２８の上流端が接続されており、左側の車軸管１２の前方であってベースプレート５の後部の左側に縦配置されたマフラー２９の上面に第１エキゾーストパイプ２８の下流端が接続されている。そして、マフラー２９の上面には第２エキゾーストパイプ３０の上流端が接続されており、その下流端がマフラー２９の下部近傍まで延設されている。また、エンジン２の左側には空冷ファン３６（図４）が設けられている。

図６は図１に示す車両用パワーユニットの無段変速機４及びジェネレータ２１を外した状態の斜視図である。図６に示すように、打抜加工された金属製の平板状のサイドプレート３２が、エンジン２、トランスアクスル３及びベースプレート５に右側方から固定されている。サイドプレート３２は、ベースプレート５の右側壁部５ｃの前部にボルトＢ３で固定されており、その固定位置からトランスアクスル３に向けて斜め上後方に延在している。サイドプレート３２は、エンジン２の出力軸１０を遊びをもたせた状態で挿通し且つ位置合わせする貫通穴（挿通部）３２ａと、トランスアクスル３の入力軸１４を遊びをもたせた状態で挿通し且つ位置合わせする切欠部（挿通部）３２ｂを有している。

貫通穴３２ａの周囲の４箇所がボルトＢ４でエンジン２の右側壁に固定されており、切欠部３２ｂの周囲の２箇所がスタッドＢ５及びナットでトランスアクスル３の右側壁に固定されている。即ち、エンジン２、トランスアクスル３及びベースプレート５のうちサイドプレートがボルト固定される各被固定部（ボルト取付部）が同一平面上に配置されている。

エンジン２とトランスアクスル３との間の左上側において、エンジン２の上部とトランスアクスル３の上部とを連結する金属製のジェネレータブラケット３８が設けられている。ジェネレータブラケット３８は、ボルトＢ６でエンジン２と固定されていると共にボルトＢ７でトランスアクスル３のギアボックス１１と固定されている。ジェネレータ２１は、ジェネレータブラケット３８にボルトＢ８で回動可能に固定されていると共に、サイドプレート３２にボルトＢ９で回動可能に固定されている。その際、ボルトＢ８とボルトＢ９とは左右方向の同一軸線上に配置されており、ジェネレータ２１はジェネレータブラケット３８とサイドプレート３２とに同一軸線上で回動可能に枢支されている。

また、エンジン２とトランスアクスル３との間の右上側において、サイドプレート３２とエンジン２とを連結する金属製のサイドブラケット４０が設けられている。サイドブラケット４０は、その一端部がボルトＢ１０によりサイドプレート３２の前後方向中央の上部に固定されていると共に、他端部がボルトＢ１１によりエンジン２に固定されている。サイドブラケット４０には、ダブルナット４２により伸縮調節可能に突出するＬ字状の伸縮ロッド４１が取り付けられており、伸縮ロッド４１の先端部がジェネレータ２１に接続されている。即ち、サイドブラケット４０と伸縮ロッド４１とダブルナット４２とでテンショナー３９が構成されており、伸縮ロッド４１を伸長させることにより、ジェネレータ２１が回動して、伝達ベルト２４に張力が付与される。

図７は図１に示す車両用パワーユニット１のジェネレータ２１及びテンショナー３９を表す右側面図である。図８は図１に示す車両用パワーユニットのジェネレータ及びテンショナーを表す正面図である。図７及び図８に示すように、ジェネレータ２１は、その左右両側面に下方に突出する支持フランジ２５を有している。左側の支持フランジ２５がボルトＢ８によりジェネレータブラケット３８に回動可能に固定されており、右側の支持フランジ２５がボルトＢ９によりサイドプレート３２に回動可能に固定されている。また、ジェネレータ２１の右側面には前方に突出する突出部２６が設けられており、その突出部２６にテンショナー３９の伸縮ロッド４１が接続されている。

詳しくは、テンショナー３９は、サイドブラケット４０と、伸縮ロッド４１と、ダブルナット４２とを備えている。サイドブラケット４０は、サイドプレート３２に固定するためのボルト孔４０ｄを有する垂直板部４０ａと、垂直板部４０ａの上端から左右方向内側に突出して長孔４０ｅを有する水平板部４０ｂと、水平板部４０ｂの内端部から斜め前上方に突出してエンジン２に固定するための長穴のボルト孔４０ｆを有する垂直板部４０ｃとを備えている。伸縮ロッド４１は、垂直棒部４１ａと、垂直棒部４１ａの上端から左右方向の外側に突出した水平棒部４１ｂとを有しており、垂直棒部４１ａの下端側の外周面には雄ネジ部４１ｃが刻設されている。伸縮ロッド４１の垂直棒部４１ａは、サイドブラケット４０の水平板部４０ｂの長孔４０ｅに挿入された状態で、その雄ネジ部４１ｃにダブルナット４２が螺着されている。また、伸縮ロッド４１の水平棒部４１ｂの先端は、ジェネレータ２１の突出部２６に固定されている。よって、ダブルナット４２を回して伸縮ロッド４１のサイドブラケット４０からの上方への突出量を調節させることで、ジェネレータ２１がボルトＢ８，Ｂ９を支点として回動し、伝達ベルト２４に張力を付与することが可能となる。

図９は図１に示す車両用パワーユニット１の主にマフラー２９及びベースプレート５を表す斜視図である。図１０は図１に示す車両用パワーユニット１の主にマフラー２９を表す斜視図である。図９及び図１０に示すように、マフラー２９は円筒状であり、ベースプレート５の後部の左側において、長手方向が上下方向となるように（中心線が上下方向に向くように）縦配置されている。マフラー２９の上面には、第１エキゾーストパイプ２８の下流端と、第２エキゾーストパイプ３０の上流端が接続されており、第２エキゾーストパイプ３０の排出口となる下流端がマフラー２９の下部近傍まで延設されている。マフラー２９は、下側の金属製の第１マフラーブラケット４４でベースプレート５の第２左側壁部５ｂ２のボルト孔５ｉにボルトＢ１２で締結されている。また、マフラー２９は、上側の金属製の第２マフラーブラケット４５でトランスアクスル３のギアボックス１１にボルトＢ１３で締結されている。

第１マフラーブラケット４４は、マフラー２９とベースプレート５との間で余長をもたせるように平面視で略Ｕ字状に屈曲しており、バネ性を有する形状となっている。第２マフラーブラケット４５は、マフラー２９とトランスアクスル３のギアボックス１１との間で余長をもたせるように平面視で若干屈曲していると共に、その先端側が側面視で略Ｕ字形状となっており、バネ性を有する形状となっている。なお、マフラー２９は、第１・第２マフラーブラケット４４，４５により、ベースプレート５とトランスアクスル２の両方に固定しているが、いずれか一方にのみ固定してもよい。

以上の構成とすれば、エンジン２とトランスアクスル３を一体的に固定するためにパイプフレームではなく板状のベースプレート５を用いるため、生産性が良好となる。さらに、板状のベースプレート５は、エンジン２の下面だけでなくトランスアクスルのギアボックス１１の下面も覆っているので、車両走行中における下方からの障害物等がトランスアクスル３のギアボックス１１の下面に触れることがなく、耐久性も良好となる。

また、ベースプレート５は、底壁部５ａと各側壁部５ｂ１，５ｂ２，５ｃとによりベースプレート５が断面凹形状となるため、単なる平板に比べてベースプレート５の剛性が向上する。

さらに、エンジン２とトランスアクスル３とベースプレート５とがサイドプレート３２により互いに連結されているので、パワーユニット１全体の剛性が向上する。かつ、エンジン２の出力軸１０とトランスアクスル３の入力軸１４との軸間距離がサイドプレート３２により位置合わせされるので、出力軸１０及び入力軸１４に対して無段変速機４を容易かつ確実に取り付けることができる。そして、サイドプレート３２は平板であるので、打抜加工により簡単に製作することができるので、製造コストを低減できると共に、サイドプレート３２の平面方向についてパワーユニット１全体の剛性が向上する。

また、エンジン２とトランスアクスル３とがジェネレータブラケット３８を介して連結されていると共に、そのジェネレータブラケット３８に固定されるジェネレータ２１がサイドプレート３２に固定されているので、パワーユニット１全体の剛性が向上する。

さらに、ベースプレート５の左右の側壁部５ｂ１，５ｃがジョイントブラケット３４により連結されるので、ベースプレート５の剛性がさらに向上する。かつ、ジョイントブラケット３４はベースプレート５と別体であり、車体フレーム側の構造・位置等に変更があってもジョイントブラケット３４のみを変更すれば対応できるので、設計変更等に対するフレキシビリティも向上する。

また、排気ガスの熱によりエキゾーストパイプ２８が熱変形を起こしても、マフラー２９をベースプレート５及びトランスアクスル３に連結するマフラーブラケット４４，４５がバネ性を有しているので、マフラーブラケット４４，４５で負荷が吸収され、エキゾーストパイプ２８に過度な負荷が掛かることが防止される。

以上のように、本発明に係る車両用パワーユニットは、生産性及び耐久性が良好となる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるゴルフカート等の低速走行車両等に広く適用することができる。

本発明の実施形態に係る車両用パワーユニットの斜視図である。図１に示す車両用パワーユニットの平面図である。図１に示す車両用パワーユニットの右側面図である。図１に示す車両用パワーユニットの左側面図である。図１に示す車両用パワーユニットのベースプレートの斜視図である。図１に示す車両用パワーユニットの無段変速機及びジェネレータを外した状態の斜視図である。図１に示す車両用パワーユニットのジェネレータ及びテンショナーを表す右側面図である。図１に示す車両用パワーユニットのジェネレータ及びテンショナーを表す正面図である。図１に示す車両用パワーユニットの主にマフラー及びベースプレートを表す斜視図である。図１に示す車両用パワーユニットの主にマフラーを表す斜視図である。

符号の説明

１車両用パワーユニット
２エンジン
３トランスアクスル
４無段変速機（動力伝達装置）
５ベースプレート
５ａ底壁部
５ｂ、５ｃ側壁部
１０出力軸
１４入力軸
２０駆動プーリー
２１ジェネレータ（兼スタータ）
２３従動プーリー
２４伝達ベルト
２８エキゾーストパイプ
２９マフラー
３２サイドプレート
３４ジョイントブラケット
３８ジェネレータブラケット
３９テンショナー
４０サイドブラケット
４１伸縮ロッド
４４，４５マフラーブラケット

Claims

車両の駆動源となるエンジンと、
駆動輪に接続されるトランスアクスルと、
前記エンジンと前記トランスアクスルとの間に連結され、前記エンジンから出力される回転動力を前記トランスアクスルに伝達する動力伝達装置と、
前記エンジン及び前記トランスアクスルの両方の下面を覆った状態で、前記エンジン及び前記トランスアクスルに固定されるベースプレートと、
前記エンジンからの動力で発電するジェネレータと、
前記エンジン、前記トランスアクスル及び前記ベースプレートに側方から固定されるサイドプレートと、を備え、
前記エンジンの出力軸と前記トランスアクスルの入力軸は同方向の側方に突出しており、前記サイドプレートは前記出力軸及び前記入力軸がそれぞれ挿通される挿通部を有し、
前記エンジンの出力軸のプーリーと、前記ジェネレータの入力軸のプーリーとに伝達ベルトが巻き掛けられており、
前記ジェネレータは、前記エンジンと前記トランスアクスルとを連結するジェネレータブラケットと、前記サイドプレートとに固定されていることを特徴とする車両用パワーユニット。
前記ベースプレートは、前記エンジン及び前記トランスアクスルの下面を覆う平面状の底壁部と、該底壁部の両端部からそれぞれ上方に突出する側壁部とを有している請求項１に記載の車両用パワーユニット。
前記ジェネレータは、前記ジェネレータブラケットと前記サイドプレートとに同一軸線上で回動可能に枢支されており、
前記伝達ベルトに張力が加わる方向に前記ジェネレータを前記軸線を支点として回動させるように付勢するテンショナーをさらに備えている請求項１又は２に記載の車両用パワーユニット。