JP6068180B2 - パワートレーン補機の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両のパワートレーンから突出して取り付けられるパワートレーン補機の取付構造に関し、特に衝突時にパワートレーン補機を確実に脱落させて衝突性能への悪影響を防止したものに関する。

例えば乗用車等の自動車に搭載されるトランスミッション、エンジン等のパワートレーンには、外部に各種の補機が取り付けられる。
例えば、特許文献１には、自動変速機のＡＴオイルクーラを、車体前部に設けられるフロントエンドモジュールに取付けることが記載されている。
特許文献１においては、オイルクーラは変形可能プレートを介してブラケットに取り付けられ、衝突時には変形可能プレートが変形するよう構成している。
また、特許文献２には、変速機のオイルとエンジン冷却水との間で熱交換を行う熱交換器を、ブラケットを介してシリンダブロックに取付けることが記載されている。

特開２００７− ３８９４７号公報 特開２００２− ４７９３５号公報

トランスミッションやエンジン等のパワートレーンの外部に突出した状態で補機を取付けた場合、車両の衝突時にパワートレーンが車体に対して相対変位した際に、車体や他部品と干渉して衝突性能に悪影響を与える場合がある。
例えば、トランスミッションから突出して設けられたフルードウォーマが、トランスミッションの後退に伴い車室前部の隔壁であるトーボードに衝突した場合、トランスミッションの後退を妨げて車体の加速度を悪化させたり、トーボードに損傷を与えることが懸念される。
これに対し、補機を固定しているブラケットを破壊することによってパワートレーンから補機を脱落させることが考えられるが、一般的な板金製のブラケットでは相当大きな入力を受けなければ破断に至らず、確実に補機を脱落させることが困難である。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、衝突時にパワートレーン補機を確実に脱落させることが可能なパワートレーン補機の取付構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、車両のパワートレーンに設けられる基部と、前記パワートレーンから突出して設けられ車両の衝突時における前記パワートレーンの車体に対する相対変位に伴い前記車体又は他部品と干渉するパワートレーン補機と、前記パワートレーンと前記パワートレーン補機とを接続するブラケットとを備えるパワートレーン補機の取付構造であって、前記ブラケットは、前記パワートレーンに固定されるパワートレーン固定部と、前記パワートレーン補機に固定されるパワートレーン補機固定部と、前記パワートレーン固定部と前記パワートレーン補機固定部とを連結するとともに、前記パワートレーン補機が前記車体又は他部品と干渉した際に生じる回転モーメントの中心軸と実質的に平行な直線にほぼ沿って配置され、脆性を有する材料によって前記直線と実質的に同心の柱状に形成された一対の脆弱部とを有することを特徴とするパワートレーン補機の取付構造である。

請求項２に係る発明は、前記脆弱部は、前記回転モーメントによってせん断破壊することによって前記パワートレーン固定部と前記パワートレーン補機固定部とを切り離すことを特徴とする請求項１に記載のパワートレーン補機の取付構造である。

請求項３に係る発明は、前記基部は自動変速機のトランスミッションケースであって、前記パワートレーン補機は自動変速機のフルードを加熱するフルードウォーマであること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパワートレーン補機の取付構造である。

本発明によれば、パワートレーン補機が車体又は他部品と干渉した際に生じる回転モーメントによって、脆弱部が捻り方向の力を受け、せん断力によって破断する。
これによって、パワートレーン補機がパワートレーンから確実に脱落するため、パワートレーン補機が車体や他部品に損傷を与えたり、パワートレーンの車体に対する相対移動を妨げて衝突性能に悪影響を及ぼすことを防止できる。

本発明を適用したパワートレーン補機の取付構造の実施例であるＣＶＴフルードウォーマ取付部を車幅方向外側から見た図である。 図１のＣＶＴフルードウォーマ取付部を上方から見た図である。 図１のＣＶＴフルードウォーマ取付部に設けられるブラケットを上方から見た図である。 図３のブラケットを車両後方から見た図である。 図３のブラケットを車幅方向外側から見た図である。 図３のブラケットを車両前方から見た図である。 図３のブラケットを車幅方向内側（トランスミッション側）から見た図である。 図３のブラケットを下方から見た図である。 衝突後におけるＣＶＴフルードウォーマ取付部を上方から見た図である。 衝突後におけるＣＶＴフルードウォーマ取付部を車両後方から見た図である。

本発明は、衝突時にパワートレーン補機を確実に脱落させることが可能なパワートレーン補機取付構造を提供する課題を、衝突時に車体等との干渉によってパワートレーン補機に生じるモーメントの中心軸と平行な直線（荷重入力方向に対して垂直な直線と平行な直線）にほぼ沿って配置された一対の脆弱部を有するブラケットを用い、脆弱部をせん断力によって破断させてパワートレーン補機をパワートレーンから脱落させることによって解決した。

以下、本発明を適用したパワートレーン補機の取付構造の実施例について説明する。
実施例のパワートレーン補機の取付構造は、一例として、乗用車等の自動車に搭載され、エンジンの出力を増減速する無段変速機（ＣＶＴ）のＣＶＴフルードウォーマを、トランスミッションケースの側面部から突出して取り付けるものである。
図１は、実施例のＣＶＴフルードウォーマ取付部を車幅方向外側から見た図（図２のI−I部矢視図）である。
図２は、図１のＣＶＴフルードウォーマ取付部を上方から見た図（図１のII−II部矢視図）である。

実施例のＣＶＴフルードウォーマ取付部は、トランスミッション１０に、ＣＶＴフルードウォーマ２０を、ブラケット１００を介して取り付けて構成されている。
トランスミッション１０は、図示しないエンジンの回転出力を変速して駆動輪に伝達するものである。
トランスミッション１０は、一例として、入出力軸が車両前後方向にほぼ沿うように縦置き搭載されるチェーン式の無段変速機（ＣＶＴ）である。
トランスミッション１０は、例えばアルミニウム系合金を鋳造して形成されたトランスミッションケースの内部に、トルクコンバータ、ＣＶＴのバリエータ、ＡＷＤトランスファ、フロントディファレンシャル等を収容して構成されている。
エンジンは、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関であって、シリンダヘッド、シリンダブロック等に冷却水を循環させて冷却を行う水冷式のものである。
トランスミッション１０の筐体であるトランスミッションケースは、車両前後方向にほぼ沿って延びた柱状に形成され、その前端部にはエンジンのシリンダブロック後端部が結合される。

トランスミッション１０の前端部近傍における側面部は、クレードルフレーム１１によって支持され、車体に接続されている。
クレードルフレーム１１は、車体下部に設けられた図示しないサブフレームのトランスミッションクロスメンバから上方へ突き出した柱状の部材である。
クレードルフレーム１１の後縁部は、上方が下方に対して前進するよう傾斜して形成されている。

ＣＶＴフルードウォーマ２０は、トランスミッション１０の作動油及び潤滑油を兼ねた流体であるＣＶＴフルードと、エンジンの冷却水との熱交換を行い、暖気運転時にＣＶＴフルードを所定の温度まで早期に昇温し、運転に適切な粘度まで軟化させる熱交換器である。
ＣＶＴフルードウォーマ２０は、実質的に円筒状に形成され、トランスミッション１０の前端部近傍における上部の右側側面部から突出して取り付けられている。
図１及び図２に示すように、ＣＶＴフルードウォーマ２０は、中心軸が車幅方向に対して外側（右側）がやや高くなるように傾斜して配置されている。

ＣＶＴフルードウォーマ２０の前面部は、クレードルフレーム１１の後縁部と車両前後方向に対向して配置されている。
ＣＶＴフルードウォーマ２０の後面部は、車室前端部に設けられ車室とエンジンルームとを区画する隔壁であるトーボードＴと対向して配置されている。
ＣＶＴフルードウォーマ２０の車幅方向外側（トランスミッション１０から遠い側）の端部２１には、エンジン冷却水の注入及び排出、ＣＶＴフルードの抽出及び排出を行うホースがそれぞれ接続される。

また、ＣＶＴフルードウォーマ２０の車幅方向内側（トランスミッション１０側）の端部２２には、上側取付面部２３（図２参照）、下側取付面部２４（図１参照）が設けられている。
上側取付面部２３、下側取付面部２４は、端部２２におけるＣＶＴフルードウォーマ２０の外周面から外径側に突き出して形成された面部である。
上側取付面部２３、下部取付２４には、ブラケット１００との締結に用いられるボルトが挿入される開口が形成されている。
図２に示すように、上側取付面部２３は、ＣＶＴフルードウォーマ２０の端部２２の上端部からやや前進した位置に設けられている。
図１に示すように、下側取付面部２４は、ＣＶＴフルードウォーマ２０の端部２２の下端部からやや後退した位置に設けられている。

ブラケット１００は、本体部１１０、上側締結部１２０、下側締結部１３０等を、例えばアルミニウム系合金等の脆性を有する金属材料の鋳造によって一体に形成したものである。
図３は、ブラケット１００を上方から見た図（他図におけるIII−III部矢視図）である。
図４は、ブラケット１００を車両後方から見た図（他図におけるIV−IV部矢視図）である。
図５は、ブラケット１００を車幅方向外側から見た図（他図におけるＶ−Ｖ部矢視図）である。
図６は、ブラケット１００を車両前方から見た図（他図におけるVI−VI部矢視図）である。
図７は、ブラケット１００を車幅方向内側から見た図（他図におけるVII−VII部矢視図）である。
図８は、ブラケット１００を下方から見た図（他図におけるVIII−VIII部矢視図）である。

本体部１１０は、トランスミッション１０のケースに固定されるとともに、ＣＶＴフルードウォーマ２０の車幅方向内側の端部２２の端面と隙間を隔てて対向して配置される部分である。
本体部１１０は、例えば、補剛用の凹凸が適宜形成されたプレート状に形成されている。
本体部１１０は、前側締結部１１１、下側締結部１１２を備えている。
前側締結部１１１は、本体部１１０の前側下方に突出して形成され、ボルトが挿入される開口が形成されている。
後側締結部１１２は、本体部１１０の後側下方に突き出して形成され、ボルトが挿入される開口が形成されている。
前側締結部１１１、後側締結部１１２は、それぞれトランスミッション１０のケースに形成されたナット部（基部）に、ボルトで締結されることによって、本体部１１０をトランスミッション１０に固定するものである。
前側締結部１１１及び後側締結部１１２は、後述する上側ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１２２に対して、車両の衝突時に実質的に破壊されないよう十分に強固に形成されている。

上側締結部１２０、下側締結部１３０は、本体部１１０の上方、下方にそれぞれ設けられ、ＣＶＴフルードウォーマ２０の上側取付面部２３、下側取付面部２４が、ボルトによってそれぞれ締結されるナット部が形成されている。
上側締結部１２０、下側締結部１３０は、ナット部の軸心と実質的に同心の円筒状に形成されている。
図５等に示すように、上側締結部１２０は、下側締結部１３０に対して、車両前方側にオフセットして配置されている。
また、図６等に示すように、上側締結部１２０は、下側締結部１３０に対して、車幅方向内側にオフセットして配置されている。
上側締結部１２０の中心及び下側締結部１３０の中心を結んだ直線は、ＣＶＴフルードウォーマ２０に衝突時に発生するモーメントＭ（図９参照）の中心軸とほぼ平行（荷重入力方向に対して垂直な直線とほぼ平行）に配置されている。

上側締結部１２０、下側締結部１３０は、本体部１１０に、上側ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１３１を介してそれぞれ接続されている。
上側ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１３１は、モーメントＭの中心軸とほぼ平行な直線に沿って配列され、それぞれこの直線と実質的に同心の円柱状に形成されている。
上側ヒューズ軸部１２１の上端部、及び、下側ヒューズ軸部１３１の下端部は、それぞれ上側締結部１２０、下側締結部１３０の外周面部にこれらの径方向に沿って接続されている。
上側ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１３１は、ブラケット１００の他部に対して脆弱となるように形成されている。
上側ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１３１は、本体部１１０と上側締結部１２０、下側締結部１３０とをそれぞれ連結する部分の一部を、局所的に細く（上述した直線と直交する面内における断面積を小さく）することによって構成されている。
本体部１１０の上側ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１３１との接続部近傍の領域は、ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１３１の径に対して肉厚に形成されている。
また、上側ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１３１は、トーボードＴからの荷重入力方向と垂直な直線と平行な直線にほぼ沿って配置されている。

以下、本実施例のＣＶＴフルードウォーマの取付部における車両の前面衝突時の挙動について説明する。
図９、図１０は、それぞれ衝突後におけるＣＶＴフルードウォーマ取付部を上方及び車両後方から見た図である。
また、図９は図１０のIX−IX部矢視図、図１０は図９のＸ−Ｘ部矢視図である。
前面衝突時には、エンジン、トランスミッション１０等の車両のパワートレーンは、車体前部におけるクラッシャブルストロークを確保するため、車体下方へ落下しつつ車体に対して後方側へ相対変位するように構成されている。
トランスミッション１０は、トーボードＴの中央部に形成されたフロアトンネル内に入り込むようにして後退するが、ＣＶＴフルードウォーマ２０は、フロアトンネル内には入らない程度にトランスミッション１０から突出している。
このとき、ＣＶＴフルードウォーマ２０の後面部は、トーボードＴと衝突して車両前方側へ押され、図９に矢印で示すように、車幅方向外側の端部２１が車幅方向内側の端部２２に対して前進する方向に回転モーメントＭが発生する。

上述したモーメントＭによって、上側ヒューズ軸部１２１、下側ヒューズ軸部１３１には、ねじり方向の荷重が負荷され、最終的にはその中央部（図９、図１０に破線円で示す領域）において、せん断応力によって脆性破壊し破断する。
これによって、ＣＶＴフルードウォーマ２０はトランスミッション１０から脱落し、クレードルフレーム１１の後縁部に沿って駆け上がるようにしてトーボードＴの直前から退避する。
これによって、ＣＶＴフルードウォーマ２０がトーボードＴを切り裂きあるいは突き破って車室内に入り込んだり、トランスミッション１０の後退が妨げられることを防止できる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例では、パワートレーン補機は、一例としてトランスミッションに取り付けられるＣＶＴフルードウォーマであったが、本発明はこれに限らず、それ以外の補機類の取付構造にも適用することが可能である。また、取付箇所もトランスミッションに限らず、エンジンや電動車両のモータ、ＡＷＤ車両のトランスファケース、ディファレンシャルケース等であってもよい。
（２）ブラケットの形状、構造、材質、製法等は、上述した実施例に限らず適宜変更することが可能である。
例えば、実施例においては脆弱部はモーメントの回転中心軸と実質的に平行な中心軸を有する円柱状としたが、これ以外の形状であってもせん断力によって脆性破壊が生じる形状であればよい。
（３）実施例では、ブラケットをパワートレーン（トランスミッション）、パワートレーン補機（ＣＶＴフルードウォーマ）と別部品である構成としたが、ブラケットをいずれかと一体に形成してもよい。
また、ブラケットにおける一対の脆弱部をそれぞれ別部品として構成してもよい。

１０ トランスミッション １１ クレードルフレーム
２０ ＣＶＴフルードウォーマ ２１ 端部
２２ 端部 ２３ 上側取付面部
２４ 下側取付面部
１００ ブラケット １１０ 本体部
１１１ 前側締結部 １１２ 後側締結部
１２０ 上側締結部 １２１ 上側ヒューズ軸部
１３０ 下側締結部 １３１ 下側ヒューズ軸部
Ｔ トーボード

Claims (3)

1. 車両のパワートレーンに設けられる基部と、前記パワートレーンから突出して設けられ車両の衝突時における前記パワートレーンの車体に対する相対変位に伴い前記車体又は他部品と干渉するパワートレーン補機と、前記パワートレーンと前記パワートレーン補機とを接続するブラケットとを備えるパワートレーン補機の取付構造であって、
   前記ブラケットは、
   前記パワートレーンに固定されるパワートレーン固定部と、
   前記パワートレーン補機に固定されるパワートレーン補機固定部と、
   前記パワートレーン固定部と前記パワートレーン補機固定部とを連結するとともに、前記パワートレーン補機が前記車体又は他部品と干渉した際に生じる回転モーメントの中心軸と実質的に平行な直線にほぼ沿って配置され、脆性を有する材料によって前記直線と実質的に同心の柱状に形成された一対の脆弱部とを有すること
   を特徴とするパワートレーン補機の取付構造。
2. 前記脆弱部は、前記回転モーメントによってせん断破壊することによって前記パワートレーン固定部と前記パワートレーン補機固定部とを切り離すこと
   を特徴とする請求項１に記載のパワートレーン補機の取付構造。
3. 前記基部は自動変速機のトランスミッションケースであって、前記パワートレーン補機は自動変速機のフルードを加熱するフルードウォーマであること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパワートレーン補機の取付構造。
   

Images