(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ラテラルロッドの周辺には、マフラーや燃料タンク等の部材が配置されている。ダイナミックダンパを別体としてラテラルロッド等に取り付ける場合に、当該ダンパを取り付けるスペースを確保することも難しいことがある。また、当該ダンパを取り付けることにより、駆動部構造の重量が増加してしまう。
【0007】
また、上記例のようなダイナミックダンパをラテラルロッドに取り付ける場合には、重量増に対して、デファレンシャルギアから伝わる上記振動を低減する効果が十分でない場合がある。すなわち、重量増に対して期待するほどの振動抑制効果を得られないことがある。当該振動の抑制効果が低くなると、車両室内のこもり音の発生を効率よく抑制することができない可能性がある。
【0008】
一方で、車両の燃費性能向上や動力性能向上のために、車体の軽量化の重要性が近年増している。このような状況で、駆動部構造の重量増加を抑制しつつ、振動を抑制させる必要がある。
【0009】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ラテラルロッドに別体のダイナミックダンパを取り付けずに、車両室内のこもり音を低減できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため本発明に係る車両駆動部構造は、少なくとも後輪に駆動が伝達される車両の車両下部には、プロペラシャフトが配置され、前記駆動は、前記プロペラシャフトからデファレンシャルギアを介してリアアクスルに伝達され、車幅方向に延びるラテラルロッドの一方端がブッシュを介して
前記リアアクスルに連結され、該ラテラルロッドの他方端は、ブッシュを介して
車両下方に延出するブラケットに連結され、前記ブラケットはサイドメンバーに連結され前記サイドメンバーはフロアパネルに連結されている車両
駆動部構造において、前記デファレンシャルギアの車両上下方向の振動の共振周波数に対して、前記ラテラルロッドの上下曲げ振動の共振周波数を合わせるように、前記ラテラルロッド
に溶接された質量
体が設定されており、
車両後方視において、デファレンシャルギアの車幅方向の範囲に前記溶接された質量体が配置され、前記リアアクスル側の前記ブッシュをばね要素及びダンパ要素とし、前記ラテラルロッド及び前記ブッシュによりダイナミックダンパを構成
し、前記ラテラルロッドには、前記ラテラルロッドのロッド軸から偏心するように、前記溶接された質量体が設けられ、前記デファレンシャルギアの車両上下方向の振動の共振周波数に対して、前記ラテラルロッドの上下曲げ振動の共振周波数を合わせるように、前記溶接された質量体の質量が設定されている。
また、本発明に係る車両駆動部構造は、少なくとも後輪に駆動が伝達される車両の車両下部には、プロペラシャフトが配置され、前記駆動は、前記プロペラシャフトからデファレンシャルギアを介してリアアクスルに伝達され、車幅方向に延びるラテラルロッドの一方端がブッシュを介して前記リアアクスルに連結され、該ラテラルロッドの他方端は、ブッシュを介して車両下方に延出するブラケットに連結され、前記ブラケットはサイドメンバーに連結され前記サイドメンバーはフロアパネルに連結されている車両駆動部構造において、前記ラテラルロッドに溶接された質量体が設定されており、車両後方視において、デファレンシャルギアの車幅方向の範囲に前記溶接された質量体が配置されている。
【0011】
また、本発明に係る車両駆動部構造の一態様では、
前記溶接された質量体は前記ラテラルロッドのロッド軸に対して車両後方に配置される。
また、本発明に係る車両駆動部構造の一態様では、前記溶接された質量体は前記ラテラルロッドのロッド軸に対して車両下側に配置される。
また、本発明に係る車両駆動部構造の一態様では、前記質量体は、前記ラテラルロッドのロッド軸に対して取付ブラケットを介して溶接されている。
【発明の効果】
【0012】
ラテラルロッドは車幅方向に延びる棒状であり、上下方向の外部入力に対して1次曲げモードを伴う特性がある。本発明によれば、デファレンシャルギアの車両上下方向の振動の共振周波数に対して、ラテラルロッドの上下曲げ振動の共振周波数を合わせるように、ラテラルロッドの質量を設定することで、積極的にラテラルロッドを上下方向に曲げ振動させることができる。これにより、ラテラルロッド及びブッシュが、ダイナミックダンパの機能を備え、デファレンシャルギアの振動を低減することができる。さらに、ラテラルロッドの車幅方向中央部が振動の腹となり、ラテラルロッドの端部が振動の節となるため、リアフロアパネルへの振動伝達を抑制できる。さらに、重量増、部品点数増が少ないので、デファレンシャルギアに取り付けられているデフ用ダイナミックダンパと併用して振動抑制することも可能である。
【0013】
また、本発明の一態様によれば、ラテラルロッドの車両上下方向の曲げに対応する質量体を設けて、デファレンシャルギアの車両上下方向の振動の共振周波数に対して、ラテラルロッドの上下曲げ振動の共振周波数を合わせるようにしているため、ラテラルロッドのねじり振動に対しても効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】本発明に係る車両駆動部構造の一実施形態の下面図である。
【
図2】
図1のリアアクスルの左側部の拡大斜視図で、フロアパネルよりもやや上方で車幅方向外側から見たとみの状態を示している。
【
図3】
図1の車両駆動部構造を車両下方から見たときの斜視図である。
【
図4】
図3のラテラルロッドを示しており、(a)は上面図で、(b)は正面図を示している。
【
図5】ラテラルロッドの振動特性を示すグラフであり、実線はダイナミックダンパ機能を有しないラテラルロッドの振動特性を示し、破線は
図1のラテラルロッドの振動特性を示している。
【
図6】デファレンシャルギアの振動レベルを示すグラフで、実線はダイナミックダンパ機能を有しないラテラルロッドを取り付けたときの振動レベルを示し、破線は
図1のラテラルロッドを取り付けたときの振動レベルを示している。
【
図7】車両室内の後席のこもり音の騒音レベルを示すグラフで、実線はダイナミックダンパ機能を有しないラテラルロッドを取り付けたときの騒音レベルを示し、破線は
図1のラテラルロッドを取り付けたときの騒音レベルを示している。
【
図8】
図4のラテラルロッドの変形例を示す図で、(a)は上面図を示し、(b)は(b)は正面図を示し、(c)は側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る車両駆動部構造の一実施形態について、図面(
図1〜
図8)を参照しながら説明する。本実施形態の車両は、4輪駆動車両または後輪駆動車両である。この例では、前輪の駆動についての説明は省略している。
【0016】
本実施形態の車両駆動部構造は、
図1に示すように、フロアパネル6の車両下方に配置されているプロペラシャフト1、デファレンシャルギア2、リアアクスル3、ラテラルロッド10等により構成されている。ラテラルロッド10やリファレンシャルギア2の周辺には、燃料タンク21やマフラー22等が配置され、車体を構成する部材が密集している領域である。以下、各構成部材について説明する。
【0017】
フロアパネル6は、車両室内のフロアを構成するためのパネル状の部材である。フロアパネル6の車両下面には、ラテラルロッド10が接続されるブラケット7が取り付けられている。当該ブラケット7は、
図3に示すように、フロアパネル6の車両下面から車両下方に延びる部材である。
【0018】
プロペラシャフト1は、フロアパネル6の車両下方に配置され、車両前後方向に延びる金属製の部材である(
図1)。当該プロペラシャフト1は、車両前部に配置されているエンジン(図示せず)に対して駆動軸が離れている4輪駆動車や後輪駆動車において、エンジンで発生する駆動力を駆動軸(後輪)に伝達するための部材である。なお、後輪の図示は省略している。プロペラシャフト1の車両前部はエンジンに回転可能に接続され、車両後部はデファレンシャルギア2に接続され、回転可能に軸支されている。
【0019】
プロペラシャフト1は、長尺部材であるため、たわみやすい構造である。また、駆動力を伝達するように回転すると、当該たわみは振動を引き起こす。これは、上述したように、車両室内にこもり音を発生する要因となり、静寂性を低下させる可能性がある。
【0020】
デファレンシャルギア2は、
図1及び
図3に示すように、フロアパネル6の車両下方に配置される装置で、上述したように当該装置の車両後部には、プロペラシャフト1が接続されている。デファレンシャルギア2の車両後部は、リアアクスル3のアクスルケース3aに接続されている。
【0021】
デファレンシャルギア2は、車両が旋回する時に、コーナーの外側の車輪が走る距離と内側の車輪が走る距離が異なることにより発生する左右駆動輪の回転差を吸収し、車両を滑らかに旋回させるための装置である。デファレンシャルギア2の外壁となるデファレンシャルキャリア2aの車両前部には、軸支部2cが設けられ、該軸支部2cには、プロペラシャフト1が回転可能に接続されている。デファレンシャルギア2には、プロペラシャフト1からの入力(駆動力)が伝達される。この例のデファレンシャルギア2には、
図1及び
図3に示すように、デファレンシャルギア2の振動を抑制するためにデフ用ダイナミックダンパ2bが取り付けられている。この例のデフ用ダイナミックダンパ2bは、軸支部2cの車両後部に配置されている。
【0022】
リアアクスル3は、車輪(後輪)が取り付けられる部材であり、アクスルケース3aとアクスルシャフト等を備えている。アクスルシャフトの図示は省略しているが、当該アクスルシャフトは、アクスルケース3aの中に配置されている。アクスルケース3aの車幅方向端には、軸受(図示せず)が設けられておアクスルシャフトは、当該軸受によって回転可能に支持されている。アクスルケース3aの車幅方向両側部には、車体骨格を構成するフレーム25等に接続されている(
図1)。なお、
図3では、フレーム25の図示は省略しており、アクスルケース3aと後輪との関係等の構造について詳細な説明は省略する。
【0023】
リアアクスル3の車幅方向外側の端部には、
図2に示すように、ブラケット4が配置されている。ブラケット4の上部には、スプリング台座5が載置されている。該スプリング台座5は、コイルスプリング23の下端を支持している。コイルスプリング23の車両上部は、サイドメンバ24に接続されている。なお、
図3では、コイルスプリング23の図示は省略している。
【0024】
ブラケット4の車両後部には、
図2に示すように、車両後方に突出する突出部4aが設けられている。この突出部4aには、ラテラルロッド10の後述するアクスル側接続部12が接続される。突出部4aと、ラテラルロッド10のアクスル側接続部12との関係は、後で説明する。
【0025】
ラテラルロッド10は、車幅方向に延びる部材で、一方端(
図1における右方端、
図3における左方端)がリアアクスル3に接続され、他方端(
図1における左方端、
図3における右方端)がフロアパネル6のブラケット7に接続されている。すなわち、ラテラルロッド10は、リアアクスル3とフロアパネル6とを連結している部材である。
【0026】
ラテラルロッド10は、
図4に示すように、車幅方向に延びるロッド本体部11と、アクスル側接続部12と、フロアパネル側接続部13とを備えている。ロッド本体部11は、円筒状で車幅方向に延びている。ロッド本体部11の一方端に、アクスル側接続部12が設けられ、他方端にフロアパネル側接続部13が設けられている。この例では、
図4における左側の端部にアクスル側接続部12が設けられ、
図4における右側にフロアパネル側接続部13が設けられている。
【0027】
図4に示すように、アクスル側接続部12は、車幅方向に垂直な方向(この例では、車両前後方向)を中心軸とする貫通孔12aが形成されて円環状である。この例のアクスル側接続部12は、ロッド本体部11と一体に形成されているが、別体でもよい。別体の場合には、ロッド本体部11にねじ穴を設けて、アクスル側接続部12の端部にねじ部を設けて接続すればよい。
【0028】
図4に示すように、アクスル側接続部12の貫通孔12aには、ブッシュ15が嵌めこまれている。該ブッシュ15は、貫通孔15aが形成された円環状の部材で、樹脂材料により形成されている。ブッシュ15の貫通孔15aは、アクスル側接続部12の貫通孔12aと同軸になるように形成されている。ブッシュ15は、アクスル側接続部12の貫通孔12aに嵌めこまれている状態で、ばね要素及びダンパ要素としての機能を備えている。
【0029】
ブッシュ15の貫通孔15aには、リアアクスル3に設けられているブラケット4の突出部4aが挿入される。図示は省略しているが、当該突出部4aの端部には、ねじ部が形成されている。ブッシュ15及びアクスル側接続部12は、ブッシュ15の貫通孔15aに突出部4aが挿入された状態で、上記のねじ部にナット19やワッシャー20を取り付けることでブッシュ15等が締め付けられて、ブラケット4に固定されている。すなわち、ラテラルロッド10は、ブッシュ15を介在してリアアクスル3に接続されている。また、当該突出部4aの端部に、ねじ穴を設け、このねじ穴にボルト等を挿入することでブッシュ15を締め付けて、ブッシュ15を固定してもよい。
【0030】
フロアパネル側接続部13は、アクスル側接続部12と同様に、ブッシュ15を介して、フロアパネル6のブラケット7に接続されている。フロアパネル側接続部13と、ブラケット7との接続についての詳細な図示は省略している。
【0031】
この例では、ラテラルロッド10は、フロアパネル側接続部13がアクスル側接続部12よりも車両上方に配置されているため、車両前後方向視で傾斜した状態である。ラテラルロッド10は、車高が車両上下方向に変化すると、水平方向に対する傾斜角度が変化するように構成されている。
【0032】
ここで、本実施形態のラテラルロッド10の振動特性について説明する。ラテラルロッド10の主にロッド本体部11の質量は、デファレンシャルギア2の車両上下方向の振動の共振周波数に対して、ラテラルロッド10の上下曲げ振動の共振周波数を合わせるように設定されている。当該質量の設定は、ラテラルロッド10のロッド本体部11の材質や、直径(太さ)等により設定されている。
【0033】
上述したように、ラテラルロッド10のアクスル側接続部12に取り付けられたブッシュ15は、ばね要素及びダンパ要素の機能を備えている。これらの要素の機能を備えたブッシュ15と、ラテラルロッド10により、ダイナミックダンパを構成している。すなわち、ブッシュ15を伴うラテラルロッド10そのものが、ダイナミックダンパとして機能する。
【0034】
ラテラルロッド10は車幅方向に延びる両端支持の棒状(長尺)の部材であり、上下方向の外部入力に対して1次曲げモードを伴う特性がある。上記のように、ラテラルロッド10及びブッシュ15でダイナミックダンパを構成することにより、積極的にラテラルロッド10を上下曲げ振動させることができる。これにより、デファレンシャルギア2の振動を低減させることができる。さらに、ラテラルロッド10の車幅方向中央部が振動の腹となり、ラテラルロッド10の端部が振動の節となるため、フロアパネル6への振動伝達を抑制できる。さらに、重量増、部品点数増が少ないので、デファレンシャルギア2に取り付けられているデフ用ダイナミックダンパ2bと併用して振動抑制することも可能である。
【0035】
続いて、ラテラルロッド10を上述のような振動特性を備えるように構成した効果について説明する。
【0036】
先ず、デファレンシャルギア2の上下振動の固有値(共振周波数)について説明する。デファレンシャルギア2の共振周波数は、デファレンシャルギア2を車両に組み付けた状態で加振して、デファレンシャルキャリア2aの車両前部における車両上下方向の振動を測定した。この例におけるデファレンシャルギア2の固有振動数は、60Hzであった。これに対して、ラテラルロッド10の共振周波数は、ラテラルロッド10を車両に組み付けた状態で加振して、ロッド本体部11の車幅方向中央部の振動を測定した。
【0037】
図5は、共振周波数を示すグラフであり、実線は、ラテラルロッド10がダイナミックダンパ機能を有していない構造の固有振動数を示しており、破線は、ラテラルロッド10がダイナミックダンパ機能を有している構造(本実施形態の構造)の固有振動数を示している。実線では100Hz付近でピークとなり、破線では60Hz付近にピークが存在している。すなわち、破線で示すように、本実施形態のラテラルロッド10は、デファレンシャルギア2の固有振動数(60Hz)に合わせるように、ラテラルロッド10の質量が調整されている。
【0038】
続いて、本実施形態のラテラルロッド10の振動抑制効果について説明する。
図6は、デファレンシャルギア2の振動レベルを示すグラフで、横軸はエンジン回転数で、縦軸は振動レベルを示している。グラフ中の実線は、ラテラルロッド10がダイナミックダンパ機能を有していない構造の振動レベルを示しており、破線はラテラルロッド10がダイナミックダンパ機能を有している構造(本実施形態の構造)の振動レベルを示している。このグラフから、エンジン回転数が、仮想線の枠で示されているように、2500rpm前後で、破線で示される振動レベルが、実線で示されている振動レベルよりも低減していることがわかる。すなわち、本実施形態のラテラルロッド10を用いることで、デファレンシャルギア2の振動を抑制することが可能となる。
【0039】
図7は、車両室内の後席こもり音の騒音レベルを示すグラフである。横軸はエンジン回転数で、縦軸は騒音レベルを示している。グラフ中の実線は、ラテラルロッド10がダイナミックダンパ機能を有していない構造の騒音レベルを示しており、破線はラテラルロッド10がダイナミックダンパ機能を有している構造の騒音レベルを示している。
【0040】
エンジン回転数が、
図7における仮想線の枠で示されているように、2500rpm前後で、破線で示される騒音レベルが、実線で示されている騒音レベルよりも低減していることがわかる。この結果より、ラテラルロッド10が備えるダイナミックダンパ機能が有効に作用し、デファレンシャルギア2の振動を抑制すると共に、デファレンシャルギア2の振動がフロアパネル6に伝達されることを抑制していることが明らかである。この2500rpmでは、例えば、ギア4速での全開加速しているときの車両室内のこもり音を抑制させることができる。
【0041】
また、本実施形態の変形例として、
図8に示すように、ラテラルロッド10のロッド本体部11に、ロッド軸に偏心するように、オフセット質量体30が設けられてもよい。この例では、オフセット質量体30は、ロッド本体部11の車幅方向中央に配置され、溶接されており、ロッド軸に対して車両後方にオフセットしている。
【0042】
詳細は省略しているが、ロッド本体部11に溶接される部分は、例えば、2本の棒材として、これらの棒材に、オフセット質量体30を溶接等により取り付けてもよい。この場合、棒材の長さにより、オフセット質量体30のオフセット量(ロッド軸からオフセット質量体30の重心までの距離)を調整することができる。
【0043】
このように構成する場合には、オフセット質量体30の質量を、デファレンシャルギア2の車両上下方向の振動の共振周波数に対して、ラテラルロッド10の上下曲げ振動の共振周波数を合わせるように設定すればよい。
【0044】
上記のように周波数を合わせたオフセット質量体30は、ラテラルロッド10の車両上下方向の曲げに対応することができ、ラテラルロッド10のねじり振動に対しても効果的に抑制できる。
【0045】
オフセット質量体30は、ラテラルロッド10のロッド本体部11の中心から車両前後方向に離れていることで、ラテラルロッド10に作用するモーメントが大きくなる。このため、オフセット質量体30のオフセット量により周波数を変化させることができる。
【0046】
以上の説明からわかるように本実施形態によれば、ラテラルロッド10のロッド本体部11に別体のダイナミックダンパを取り付けずに、車両室内のこもり音を低減できるようにすることが可能となる。
【0047】
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【0048】
例えば、本実施形態では、ラテラルロッド10のロッド本体部11の直径は、車幅方向にわたりほぼ一定であるが、これに限らない。例えば、車幅方向中央部の直径を大きくして、質量を調整することも可能である。中央を太くした状態で、上記変形例のように、オフセット質量体30を取り付けてもよい。