JP7409185B2 - 車両用差動装置取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用差動装置取付構造に関するものである。

一般に、車両後部の下側には、車両がカーブを曲がるときに左右のホイールの回転差を吸収する差動装置（デファレンシャルギアとも呼称される）が設けられている。差動装置は、比較的大型の装置であって、車両の走行中に荷重を受けるため、車体に対する高い取付剛性が求められている。

例えば、特許文献１の技術では、ディファレンシャル装置１３に対して、前端側を取付部１３ａＬ、１３ａＲを介して第１クロスメンバ５に取り付け、後端側をデフ取付ブラケット２５を介して第２クロスメンバ７に取り付けている。特許文献１によれば、車両の低床化を実現しつつ、互いに車両前後方向に離れた第１クロスメンバ５および第２クロスメンバ７にディファレンシャル装置１３を取り付けることで、デファレンシャル装置１３から車体への振動入力を抑制することが可能であると述べられている。

特開２００９－２７９９９３号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、取付部１３ａＬ、１３ａＲおよびデフ取付ブラケット２５は、第１クロスメンバ５および第２クロスメンバ７それぞれの下面にのみ設置されている。そのため、各取付部の設置剛性の点においては、改良の余地を残している。

本発明は、このような課題に鑑み、差動装置の取付剛性を向上可能な車両用差動装置取付構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用差動装置取付構造の代表的な構成は、車両後部のフロアの下側を車幅方向に延びるクロスメンバと、クロスメンバに設けられて車両の差動装置が取り付けられる取付部とを備える車両用差動装置取付構造において、取付部は、クロスメンバの下面に設けられる１または複数のマウントブラケットと、フロア、クロスメンバの前側または後側の壁面、および１または複数のマウントブラケットの少なくとも１つにわたって接合されるリンフォースとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、差動装置の取付剛性を向上可能な車両用差動装置取付構造を提供することが可能になる。

本発明の実施例に係る車両用差動装置取付構造の概要を示す図である。 図１（ｂ）の取付部の拡大図である。 図２（ａ）の取付部を車両前方から正対して見た図である。 図３の取付部のＡ－Ａ断面図である。 図４の取付部の変形例である。

本発明の一実施の形態にかかる車両用差動装置取付構造の代表的な構成は、車両後部のフロアの下側を車幅方向に延びるクロスメンバと、クロスメンバに設けられて車両の差動装置が取り付けられる取付部とを備える車両用差動装置取付構造において、取付部は、クロスメンバの下面に設けられる１または複数のマウントブラケットと、フロア、クロスメンバの前側または後側の壁面、および１または複数のマウントブラケットの少なくとも１つにわたって接合されるリンフォースとを含むことを特徴とする。

上記構成によれば、リンフォースがフロア、クロスメンバ、およびマウントブラケットを連結することで、取付部の前後左右への変形を抑えることができる。また、リンフォースがクロスメンバの前壁または後壁に接合することで、取付部の上下方向の振動を抑えることができる。これにより、差動装置の取付剛性が向上する。

上記の１または複数のマウントブラケットは、車幅方向に間隔をおいて一対設けられていて、リンフォースは、一対のマウントブラケットに差し渡された状態になっていてもよい。この構成によって、リンフォースは、一対のマウントブラケットを効率よく補強することができ、差動装置の取付剛性がより向上する。

上記のクロスメンバは、断面ハット形状であり、取付部はさらに、クロスメンバの内側に設けられる隔壁部材を含み、隔壁部材は、クロスメンバを介してリンフォースおよび少なくとも１つのマウントブラケットに接合されるとよい。

上記構成によれば、クロスメンバ内に隔壁部材を設けることで、取付部の全体としての剛性をより向上させることが可能になる。

上記の一対のマウントブラケットそれぞれは、クロスメンバの下面よりもリンフォースが位置する車両前後いずれかの側に延びていて、リンフォースは、フロアに接合されるフロア接合部と、クロスメンバの前壁または後壁に接合されるクロスメンバ接合部と、マウントブラケットの上側に接合されるブラケット接合部と、フロア接合部、クロスメンバ接合部およびブラケット接合部をつなぐ脚部とを有してもよい。

上記構成によれば、リンフォースの脚部によって、マウントブラケットの変形や振動を好適に防止することが可能になる。

上記の脚部は、車両前後方向から見て、一対のマウントブラケットの間の範囲に設けられていてもよい。この構成によっても、マウントブラケットを効率よく補強することが可能であり、差動装置の取付剛性がより向上する。

上記のクロスメンバの前壁および後壁は、下方に向かうほど互いに近づくよう傾斜していて、隔壁部材は、リンフォースのクロスメンバ接合部が接合されているクロスメンバの前壁または後壁の内側に接合されているとよい。

上記構成によれば、リンフォースは、隔壁部材の剛性も利用してマウントブラケットを効率よく支え、差動装置の取付剛性がより向上する。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施例に係る車両用差動装置取付構造（以下、取付構造１００）の概要を示す図である。以下、図１その他の本願のすべての図面において、車両前後方向をそれぞれ矢印F(Forward)、B(Backward)、車幅方向の左右をそれぞれ矢印L(Leftward)、R(Rightward)、車両上下方向をそれぞれ矢印U(upward)、D(downward)で例示する。

図１（a）は、当該取付構造１００を実施した車両後部の下側を示した図である。当該取付構造１００は、差動装置１０２を車両のフロア１０４の下側に取り付けるための部材群であり、差動装置１０２の取付剛性の向上を図ることで、走行中のフロアの振動の低減や、各部材の変形の抑制などを図っている。特に、本実施例の取付構造１００は、差動装置１０２の車両前側を支える取付部１０６の剛性向上に着目している。

図１（ｂ）は、図１（a）の差動装置１０２を取り外した状態の図である。クロスメンバ１０８は、車体の骨格となる部材であり、車両後部のフロア１０４の下側を車幅方向に延びている。取付部１０６は、車両後部のうちの前側のクロスメンバ１０８に設けられ、差動装置１０２の前端側が取り付けられる。なお、差動装置１０２の後端側は、後側のクロスメンバ１１０に設けられた複数のブラケット１１２に取り付けられる。

図２は、図１（ｂ）の取付部１０６の拡大図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）の取付部１０６をそのまま拡大している。取付部１０６には、一対のマウントブラケット１１４ａ、１１４ｂ、リンフォース１１６、および一対の隔壁部材１１８ａ、１１８ｂ（図２（ｂ）参照）が含まれている。

マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂは、クロスメンバ１０８の下面１０８ａに車幅方向に間隔をおいて配置されている。マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂそれぞれには接続孔１２０ａ、１２０ｂが設けられていて、差動装置１０２が接続される領域として、接続孔１２０ａ、１２０ｂを中心とした円形の接続領域１２６ａ、１２６ｂが形成されている。差動装置１０２は、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの接続領域１２６ａ、１２６ｂの間に緩衝材等を介して接続される。マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂは、車両後側が連結部１２２（図３（ｂ）参照）によって互いに一体化した状態になっているが、互いに独立した構成であってもよい。

リンフォース１１６は、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂを補強する部材であって、フロア１０４、クロスメンバ１０８の前壁１０８ｂ、およびマウントブラケット１１４ａ、１１４ｂにわたって接合される。リンフォース１１６が各部材を連結して剛性を高めることで、取付部１０６は全体として前後左右および上下への変形や振動を抑えることが可能になっている。そして、取付部１０６は差動装置１０２から入力される荷重をクロスメンバ１０８に効率よく伝えることができ、当該取付構造１００はクロスメンバ１０８も使用して差動装置１０２に由来する振動を防止することが可能になる。

図２（ｂ）は、図２（a）のリンフォース１１６およびクロスメンバ１０８を透過して例示した図である。クロスメンバ１０８は、断面ハット形状（図４参照）であって、フロア１０４との間に閉断面を形成している。このクロスメンバ１０８の内側には、一対の隔壁部材１１８ａ、１１８ｂが設けられる。隔壁部材１１８ａ、１１８ｂは、クロスメンバ１０８の内側に沿った形状で、クロスメンバ１０８を介してリンフォース１１６およびマウントブラケット１１４ａ、１１４ｂそれぞれに接合される。クロスメンバ１０８内に隔壁部材１１８ａ、１１８ｂを設けることで、取付部１０６の全体としての剛性がより向上する。

図３は、図２（ａ）の取付部１０６を車両前方から正対して見た図である。図３（ａ）は、図２（ａ）の取付部１０６を車両前方からそのまま見た図である。リンフォース１１６は、一対のマウントブラケット１１４ａ、１１４ｂに車幅方向に差し渡された状態になっている。特に、リンフォース１１６は、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂよりも車幅方向に広い形状で、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂをまたいでクロスメンバ１０８の前壁１０８ｂに接合される。この構成であれば、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂを効率よく補強し、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの車幅方向への変形や振動を抑えることができる。

再び図２（ａ）を参照する。リンフォース１１６には、２本の脚部１２４ａ、１２４ｂが形成されている。脚部１２４ａ、１２４ｂは、車両前方に向かって突出した柱状の部位であり、上下方向に延びるよう形成されている。脚部１２４ａ、１２４ｂを設けることで、リンフォース１１６の断面二次モーメントが大きくなり、リンフォース１１６は剛性が高まり曲がり難くなる。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のリンフォース１１６およびクロスメンバ１０８を透過した状態の図である。マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの上方には、隔壁部材１１８ａ、１１８ｂが備えられている。隔壁部材１１８ａ、１１８ｂは、車幅方向の寸法がマウントブラケット１１４ａ、１１４ｂよりもやや広い。マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂにかかった荷重は、隔壁部材１１８ａ、１１８ｂにも分散される。

リンフォース１１６の脚部１２４ａ、１２４ｂは、車両前方から見て、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの間の範囲に設けられている。マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの接続領域１２６ａ、１２６ｂは、互いに近づく方向に膨出している。リンフォース１１６の脚部１２４ａ、１２４ｂは、車幅方向外側がマウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの接続領域１２６ａ、１２６ｂそれぞれに隣接するようにして設けられている。この構成によれば、リンフォース１１６は、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの間の範囲において脚部１２４ａ、１２４ｂを利用して荷重を効率よく受け止め、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの振動や変形を好適に防止することができる。

図４は、図３の取付部１０６のＡ－Ａ断面図である。以下、図４を参照してマウントブラケット１１４ａおよび隔壁部材１１８ａの構成を説明するが、同様の構成はマウントブラケット１１４ｂ（図３（ｂ）参照）および隔壁部材１１８ｂも有している。

上述したように、クロスメンバ１０８は、断面ハット形状であって、フロア１０４との間に閉断面を形成している。マウントブラケット１１４ａは、接続領域１２６ａ（図２（ａ）参照）を含む一部が、クロスメンバ１０８の下面１０８ａよりもリンフォース１１６が位置する車両前方に延びている。

リンフォース１１６の各部位を詳しく説明する。フロア接合部１２８は、フロア１０４に接合される部位であり、フロア１０４およびクロスメンバ１０８の前側のフランジに接合している。クロスメンバ接合部１３０は、クロスメンバ１０８の前壁１０８ｂに接合されている。ブラケット接合部１３２は、マウントブラケット１１４ａのクロスメンバ１０８の下面１０８ａから車両前方かつ下方に延びた箇所に対して、その上側に接合される。

なお、当該取付部１０６では、クロスメンバ１０８に対してマウントブラケット１１４ａ、リンフォース１１６および隔壁部材１１８ｂを接合させた後で、このクロスメンバ１０８をフロア１０４に接合している。例えば、図４のリンフォース１１６のフロア接合部１２８では、フロア１０４も含めて最大４つの部材が重なっている。しかしながら、クロスメンバ１０８に対して先にリンフォース１１６やマウントブラケット１１４ａ、および隔壁部材１１８ｂを接合させる構成であれば、最大で３つの部材が重なるのみである。スポット溶接で部材同士を接合する場合、重ねる部品点数は少ないほうが十全な接合が可能になる。そのため、上述したようにクロスメンバ１０８に対して先に各部材を接合させている。なお、クロスメンバ１０８をフロア１０４に接合させるときは、リンフォース１１６の重ならない箇所にてスポット溶接を行うことが好適である。

図２（ａ）のリンフォース１１６の脚部１２４ａ、１２４ｂは、フロア接合部１２８、クロスメンバ接合部１３０およびブラケット接合部１３２をつなぐように直線的に延びた構成になっている。この構成によって、リンフォース１１６は、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂを効率よく補強することが可能になっている。特に、リンフォース１１６は、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂのうちの接続領域１２６ａ、１２６ｂを、脚部１２４ａ、１２４ｂを利用して効率よく支えることができるため、マウントブラケット１１４ａ、１１４ｂの上下および前後方向への変形や振動を効率よく抑えることができる。

再び図４を参照する。クロスメンバ１０８は断面ハット形状であって、前壁１０８ｂおよび後壁１０８ｃが下方に向かうほど互いに近づくよう傾斜している。隔壁部材１１８ａは、クロスメンバ１０８のうち、リンフォース１１６のクロスメンバ接合部１３０が接合した前壁１０８ｂの内側に接合している。この構成によって、隔壁部材１１８ａは、リンフォース１１６およびマウントブラケット１１４ａを共に上方から支える構成となっている。特に、隔壁部材１１８ａは車両前後方向および車幅方向のいずれにおいてもマウントブラケット１１４ａよりも寸法が大きく、マウントブラケット１１４ａは上下方向において隔壁部材１１８ａの範囲内に収まるよう設置されている。これら構成によって、リンフォース１１６は、隔壁部材１１８ａの剛性も利用してマウントブラケット１１４ａを効率よく支えることができる。

（変形例）
図５は、図４の取付部１０６の変形例（取付部２００）である。以下では、既に説明した構成要素と同じものには同じ符号を付していて、これによって既出の構成要素については説明を省略する。また、以下の説明において、既に説明した構成要素と同じ名称のものについては、例え異なる符号を付していても、特に明記しない場合は同じ機能を有しているものとする。

取付部２００では、マウントブラケット２０２は、クロスメンバ１０８の下面１０８ａに対して車両後方に突出している。リンフォース２０４は、クロスメンバの後壁１０８ｃに接合されていて、マウントブラケット２０２を車両後方の上方から支持する構成となっている。この構成においても、図４に示した取付部１０６と同様に、リンフォース２０４を利用してマウントブラケット２０２に係る荷重を効率よく受け止め、マウントブラケット２０２の振動や変形を好適に防止することができる。

なお、上記実施例の他にも、２つのリンフォースを同時に使用することも可能である。例えば、クロスメンバ１０８の下面１０８ａに２つのマウントブラケットが存在し、その車両前側および車両後側のそれぞれにリンフォースを設けることも可能である。また、各リンフォースは、必ずしも２つのマウントブラケットに差し渡して設置する必要はなく、１つのマウントブラケットに対して１つのリンフォースが接合する構成とすることも可能である。また、リンフォースは、車幅方向に複数並べて設置することも可能である。また、マウントブラケットは、車幅方向に並べる構成の他、車両前後方向に一対並べる構成や、上下方向に対になる構成とすることも可能である。いずれの構成のマウントブラケットにおいても、リンフォースによってクロスメンバの前壁や後壁に連結されることによって、剛性を向上させることが可能である。また、これらマウントブラケットおよびリンフォースは、設置するクロスメンバに制限はなく、例えば車両後側のクロスメンバ１１０（図１（ｂ）参照）に設置することも可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両用差動装置取付構造に利用することができる。

１００…取付構造、１０２…差動装置、１０４…フロア、１０６…取付部、１０８…クロスメンバ、１０８ａ…クロスメンバの下面、１０８ｂ…クロスメンバの前壁、１０８ｃ…クロスメンバの後壁、１１０…クロスメンバ、１１４ａ、１１４ｂ…マウントブラケット、１１６…リンフォース、１１８ａ、１１８ｂ…隔壁部材、１２０ａ、１２０ｂ…接続孔、１２２…連結部、１２４ａ、１２４ｂ…脚部、１２６ａ、１２６ｂ…接続領域、１２８…フロア接合部、１３０…クロスメンバ接合部、１３２…ブラケット接合部、２００…変形例の取付部、２０２…変形例のマウントブラケット、２０４…変形例のリンフォース

Claims (6)

1. 車両後部のフロアの下側を車幅方向に延びるクロスメンバと、
   前記クロスメンバに設けられて車両の差動装置が取り付けられる取付部とを備える車両用差動装置取付構造において、
   前記取付部は、
   前記クロスメンバの下面に設けられる１または複数のマウントブラケットと、
   前記フロア、前記クロスメンバの前側または後側の壁面、および前記１または複数のマウントブラケットの少なくとも１つにわたって接合されるリンフォースとを含むことを特徴とする車両用差動装置取付構造。
2. 前記１または複数のマウントブラケットは、車幅方向に間隔をおいて一対設けられていて、
   前記リンフォースは、前記一対のマウントブラケットに差し渡された状態になっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用差動装置取付構造。
3. 前記クロスメンバは、断面ハット形状であり、
   前記取付部はさらに、前記クロスメンバの内側に設けられる隔壁部材を含み、
   前記隔壁部材は、前記クロスメンバを介して前記リンフォースおよび前記マウントブラケットに接合されることを特徴とする請求項２に記載の車両用差動装置取付構造。
4. 前記一対のマウントブラケットそれぞれは、前記クロスメンバの下面よりも前記リンフォースが位置する車両前後いずれかの側に延びていて、
   前記リンフォースは、
   前記フロアに接合されるフロア接合部と、
   前記クロスメンバの前壁または後壁に接合されるクロスメンバ接合部と、
   前記マウントブラケットの上側に接合されるブラケット接合部と、
   前記フロア接合部、前記クロスメンバ接合部および前記ブラケット接合部をつなぐ脚部とを有することを特徴とする請求項３に記載の車両用差動装置取付構造。
5. 前記脚部は、車両前後方向から見て、前記一対のマウントブラケットの間の範囲に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車両用差動装置取付構造。
6. 前記クロスメンバの前壁および後壁は、下方に向かうほど互いに近づくよう傾斜していて、
   前記隔壁部材は、前記リンフォースのクロスメンバ接合部が接合されている前記クロスメンバの前壁または後壁の内側に接合されていることを特徴とする請求項４または５に記載の車両用差動装置取付構造。

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