KR100213590B1 - 차량용 파워트레인의 배치구조 - Google Patents

Abstract

엔진과 엔진으로부터 출력되는 구동력을 전륜차축에 전달하는 트랜스축이 각각의 축선을 차폭방향으로 향해서 차체 전방측의 엔진룸내에 설치되고 또한 전륜을 보존하는 로어아암이 차량의 전후방향에서 2곳에서 지지된 차량의 파워트레인의 설치구조이다. 엔진과 트랜스축에 있어서 강체부분의 차량전후방향에서의 최전단부 위치가 로어아암과 차량 전후 방향에서의 최전단부 위치와 거의 일치하고 또한 엔진과 트랜스축에 있어서 강체부분의 차량의 전후방향에서 최후단부 위치가 로어아암의 차량전후 방향에서의 최후단 위치와 거의 일치하는 것을 특징으로 하는 것으로서, FF차의 파쇄 스트로크를 충분히 확보하면서 엔진룸을 단축화 할수가 있다.

Description

차량용 파워 트레인의 배치구조

엔진과 클러치나 토크 컨버터등의 계수장치와 변속단을 설정하기 위한 변속장치와 좌우의 전륜의 차동을 하기 위한 차동장치로 형성되는 파워 트레인의 전부를 한정된 공간인 엔진 룸내에 수용하는 차량으로서 FF차(프론트엔진 . 프론트 드라이브차)나 RR차(리어엔진 . 리어 드라이브차)가 알려져 있다. 그것의 배치 방법에 따라서는 차량의 특성에 여러가지 영향이 나타나는 일이 있다.

예를 들자면 일본국 특개평 2-231228호 공보에 기재되어 있는 발명에서는 엔진 및 변속기 및 차동장치가 차량의 전방쪽에서 후방쪽으로 차례로 어긋나게 배치되어 있고 또한 엔진이 후방쪽으로 경사져서 배치되어 있다. 이와 같은 구조라면 파워 트레인의 중심이 후방측에 설정이 되므로 전륜에 대한 하중배분이 경감된다. 또한 차체가 낮아지기 때문에 공력특성이 향상된다. 다시 엔진이 가장 앞 부분에 있어서 여기에서의 후방으로 경사져 있으므로 차실 공간이 삭감되지 아니하는 등의 이점이 있다.

그런데 차체의 전방혹은 후방부분은 충돌시에 파쇄되어서 충돌에너지를 흡수하는 중요한 기능을 다하는 부분이기도 하다. 위의 공보에 기재된 발명에서는 파워트레인이 차량의 전후방향으로 긴 것으로 되기 때문에 엔진 룸을 전후 방향으로 길게하지 아니하면 충돌을 위한 파쇄스트로크를 확보하는 일이 어려워 진다. 그 결과 차체의 전체 길이가 길어져서 차량이 대형화할 가능성이 있었다.

즉 상술한 종래의 구조에 있어서는 암륜의 중심 축선에 접근해서 배치되는 차동장치의 축심에 대해서 변속기 및 엔진이 차례로 차체의 앞편측에 배열된다. 그 때문에 엔진이 전륜의 중심 축선에 대해서 크게 전방측으로 어긋나서 위치하게 된다. 이에 대해서 전륜을 지지하고 있는 로어아암은 전륜의 중심축선 근처의 전후 2곳에서 서스펜션 멤버에 연결되므로 로어아암의 후단은 파워 트레인의 일부를 이루는 차동장치의 후단 위치 보다 뒤쪽에 위치하게 된다.

이들 파워트레인 및 로어아암은 강성이 높은 부재이고 기본적으로 앞면 충돌시에 파쇄되는 일이 없으므로 이들이 앞면 충돌시의 에너지를 흡수하는 일은 거의 없다. 따라서 이들의 전후 방향에서의 치수를 제외한 길이가 파쇄 스트로크로된다. 그 때문에 위의 종래 구조에서는 엔진의 선단으로부터 로어아암의 후단까지가 앞면 충돌시의 에너지를 흡수할 수 없는 치수로 된다. 이에 더해서 차체가 파쇄하는 파쇄스트로크를 확보할 필요가 있으므로 엔진룸에 요구되는 전후 방향의 길이가 길어진다. 그 때문에 차체전체로서의 길이가 길어지는 불합리함을 일으킨다.

본 발명은 주목적은 파쇄 스트로크를 확보하면서 차량 전체 길이의 단축화를 도모할 수 있는 파워 트레인의 배치구조를 제공하는 일이다.

본 발명은 승용차 등의 차량에 있어서 파워 트레인의 배치구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 혹은 모터등의 추진장치 및 전동장치와 이들에 부속되는 기기의 배치구조에 관한것이다.

제1도는 본 발명의 한실시예를 도시하는 개략적인 평면도.

제2도는 제1도에 도시된 각부재의 차량 전후방향에서의 상대위치를 설명하기 위한 개략도.

제3도는 엔진을 수평 대향형 사이드 밸브식 엔진으로 한 예를 도시하는 도면으로서 제2도와 유사한 개략도.

제4도는 본 발명의 제2의 실시예에 있어서 각 부재의 전후방향에서의 마주하는 위치를 설명하기 위한 개략도.

제5도는 제4도에 도시된 파워트레인이 대시패널까지 이동한 상태를 도시하는 개략도.

제6도는 본 발명의 제 3의 실시예에 있어서 각부재의 전후방향에서의 상대 위치를 설명하기 위한 개략도.

제7도는 제6도에 도시된 파워트레인이 대시패널까지 이동한 상태를 도시하는 개략도.

제8도는 제6도에 도시된 로어아암 및 서스펜션 멤버의 프레임으로의 설치구조의 한 예를 도시하는 단면도.

제9도는 본 발명의 제 4의 실시예에 있어서 각 부재의 전후 방향에서의 상대 위치를 설명하기 위한 개략도.

제10도는 제9도에 도시된 파워트레인이 대시패널까지 이동한 상태를 도시하는 개략도.

제11도는 로어아암중 후단측의 설치부가 강체부분보다 후방측으로 연장되고 또한 서스펜션 멤버에 대한 설치부가 취약구조로된 예를 모식적으로 도시하는 개략도.

제12도는 본 발명의 제 5의 실시예에 있어서 각 부재의 전후방향에서의 상대위치를 설명하기 위한 개략도.

제13도는 제12도에 도시된 파워트레인이 대시패널까지 이동한 상태를 도시하는 개략도.

본 발명은 추진장치와 추진장치로부터 출력되는 동력을 차축에 전달하는 전동장치가 차실로부터 전방축과 후방축의 어느 한편에 설치된 추진장치 탑재실내에 각각의 축선을 차폭방향으로 향해서 배치되고 또한 차륜을 보존하는 로어아암(lower arms)이 차량의 전후 방향에서의 2곳에서 지지된 차량의 파워트레인의 배치구조를 대상으로 하고 있다. 따라서 본 발명의 파워트레인의 배치구조는 차량 전후 방향에서의 차실과는 단부위치가 로어아암의 차량 전후 방향에서의 차실측과는 반대쪽의 끝부분 위치를 차실과는 반대측을 넘지 아니하는 위치에 설정되고 또한 차실측의 끝부분 위치가 로어아암의 차량 전후방향에서의 차실측의 끝부분 위치를 차실측을 넘지 아니하는 위치에 설정한 추진장치와 전동장치에 있어서 강체부분을 구비하고 있다.

또한 여기에서 강체부분은 엔진블록 이나 실린더 헤드 혹은 트랜스축의 보디 부분, 전기 자동차에 있어서 모터 등의 일체화된 고강도부분 뿐만 아니고 금속제의 인흡기 매니폴드나 배기 매니폴드등을 포함하고 나아가서는 교류 발전기등의 실질적으로 이동이 불가능하게 설치된 고강도의 액세서리를 포함한다.

따라서, 강도상, 불가피한 비파쇄영역 즉 데드 스트로크(dead stroke)범위 내에 추진장치나 전동 장치등의 강체 부분이 배치되어 있으므로 전후방향에서의 충돌에 따라 파쇄되지 아니하는 영역을 최소한으로 억제할 수가 있고, 그 결과 충돌시의 에너지 흡수의 영역으로서 기능을 하는 파쇄스트로크(충돌에 의해 파쇄하는 영역)를 충분히 확보하면서 추진장치 탑재실을 단축화 하고 나아가서는 차량의 소형 경량화를 도모할 수가 있다.

또한 본 발명에 있어서는 추진 장치와 추진 장치에서 출력되는 추진력을 차축에 전달하는 전동장치가 격벽부재에 의해 차실로부터 구획이 되어서 차체 전방측 혹은 후방측에 형성된 추진장치 탑재실내에 각각의 축선을 차폭 방향으로 향해서 배치된 차량의 파워 트레인의 배치구조에 있어서 추진장치가 전동장치 보다 위쪽에 배치됨과 함께 그것의 추진 장치에 있어서 강체 부분의 차량 전후 방향에서의 차실과는 반대측의 끝부분 위치가 전동장치에 있어서 강체부분의 차량 전후 방향에서의 차실과는 반대측의 끝부분 위치에 대해서 차실측과는 반대 방향으로 넘지아니하는 위치에 설정이 되고 또한 격벽부재의 아래측 부분이 차실측으로 후퇴하고 있음과 함께 추진장치에 있어서 강체 부분의 차실측의 끝부분 위치와 격벽부재와의 수평방향에서의 거리가 전동장치에 있어서 강체부분의 차실측의 끝부분 위치와 격벽부재와의 수평방향에서의 거리 이상으로 설정되어 있다.

따라서 격벽부재의 하측부분에 있는 공간을 유효하게 이용해서 파쇄스트로크를 크게 취할수가 있게 된다. 또한 후진장치 및 전동장치의 차실과는 반대측의 공간을 파쇄스트로크로서 크게 작용할 수 있고 그 결과 차량전체로서의 파쇄스트로크를 충분히 확보해서 추진장치 탑재설을 적게 할수 있고 그에 수반하여 차량의 소형 경량화를 도모할 수가 있다.

또한 본 발명에서는 차륜을 지지하는 로어아암이 서스펜션 멤버에 설치되고 그것의 서스펜션 멤버의 실부 혹은 서스펜션 멤버의 차체로의 설치 장소의 최소한 어떤것에 취약부가 설치되어 있으므로 충돌시에 로어아암을 설치시킨 서스펜션 멤버가 용이하게 절손 혹은 탈락하므로 서스펜션 멤버 혹은 이것에 설치시켜져 있는 로어아암의 전후방향의 길이에 해당하는 범위가 충돌에 대한 데스스트로크로 되지 아니하는 위에 파쇄 스트로크로서 이용이 가능하게 되기 때문에 이들이 차실내에 칩입함을 미연에 방지할 수가 있다.

또한 본 발명에 있어서는 추진 장치와 추진장치로부터 출력되는 추진력을 차축에 전달하는 전동 장치가 격벽 부재에 의해 차실로부터 구획이 되어서 차체 전방측 혹은 후방측에 형성된 추진 장치 탑재 실내에 각가의 축선을 차축방향으로 향해서 배치되고 또한 좌우의 차륜이 이들 추진장치 및 전동장치를 낀 좌우양측에 설치되고 다시 격벽부재의 좌우양측에 차량의 전후방향에 있어서 차륜의 림의 외주면과 마주하는 강도부재가 배치된 차량의 파워트레인의 배치구조에 있어서 추진 장치와 전동장치에 있어서 강체 부분의 차량전후 방향에서의 차실측의 단부분위치가 전후륜 중 추진장치 탑재 실측의 차륜의 림으로부터 차실측으로 돌출하고 또한 강도부재의 끝과 림의 차실측 끝과의 수평방향의 거리가 강체부분의 차실측단 부분위치와 격벽부재와의 수평방향에서의 거리이하로 설정되어 있다.

따라서, 충돌 때에 전동장치등과 함께 차륜이 차량 전후방향에서 차실측으로 이동하면 추진 장치나 전동장치의 강체부분에 있어서 차실측단이 추진 장치 탑재실과 차실사이의 격벽부재에 맞대임과 동시에 혹은 그것에 선행해서 차륜의 림이 격벽부재의 좌우 양측에서 그것의 전방 혹은 후방에 돌출하고 있는 로커 패널(사이드 실, side sills)등의 강도부재에 맞대이고 이 강도부재가 추진장치나 전동장치등의 파워트레인 이격부재에 맞대이기 이전에 충돌하중을 받아서 변형하고 충돌에너지를 흡수한다. 그 결과 충돌하중이 차실에 영향을 미치기 이전에 충돌 에너지를 흡수하는 부재가 많아지고 몸체 각부의 내력을 유효하게 활용 할수 있으므로 경량인 구조로 차량의 충돌안전성을 확보할 수가 있다.

다음에 본 발명을 실시예에 의거해서 설명한다. 제1도는 본 발명의 1실시예를 도시하는 배치도이고 FF차(프론트 엔진 . 프론트 드라이브차)의 엔진룸 Ec을 위에서 본 상태를 도시하고 있다. 좌우의 사이드 멤버(1,2)가 서로 평행하고 차량의 전후방향을 따라서 직선형상으로 배치가 되어 있다. 그것의 사이드 멤버(1,2)의 엔진룸 Ec 내에 위치하는 부분의 전후 2곳에 차폭방향을 따르는 1 쌍의 크로스멤버(서스펜션멤버)(3,4)가 연결되어 있다. 그래서 이들 사이드멤버(1,2) 및 크로스 멤버(3,4)에 의해 평행 열십자형 프레임이 형성되어 있다.

좌우의 전륜(5)의 각각은 로어아암(6)에 의해 지지되어 있다. 또한 도 1에서는 한편의 로어아암(6)만을 도시하고 있다. 이 로어아암(6)은 기단의 전후 2곳에 차체로의 설치부(7)를 설치한 것이다. 앞측의 설치부(7)는 전방의 크로스멤버(3)에 부시를 거쳐서 연결되고 또 뒤측의 설치부(7)는 후방측의 크로스멤버(4)에 부시를 거쳐서 연결되어 있다. 엔진(8)과 전동장치인 트랜스축(9)은 이 로어아암(6)의 전후단부에서 차량의 전부방향으로 돌출하지 아니하도록 설치되어 있다.

즉 엔진(8) 및 트랜스 액셀(9)은 그것의 중심축선을 차폭방향으로 향해서 설치되어 있다. 엔진(8)은 그것의 강체부분이 로어아암(6)의 선단과 후단 사이에 수습되도록 사이드 멤버(1) 및 크로스멤버(3,4)에 엔진 마운트(도시아니함)를 거쳐서 보존되어 있다. 여기에서 엔진(8)의 강체 부분은 앞면 충돌시에 파쇄하지 아니하는 것을 전제로 제조되어 있는 부분이고 엔진블록 및 실린더 헤드외에 금속제 주조품인 흡입 매니폴드(10)나 배기 매니폴드(12)를 포함하고 또 교류 발전기(13)등의 액세서리를 포함한다. 또한 예를들자면 합성수지제의 흡입 매니폴드 등과 같이 파쇄를 허용 하도록 구성되어 있는 부품은 비록 엔진(8)과 일체화 되어 있어서 강체부분으로부터는 제외되고 이들 부품이 로어아암(6)의 전후단으로부터 전후 어떤것에 돌출하고 잇는 경우도 있다.

이것은 비교적 연약한 브라켓(도시아니함)에 의해 유지된 액세서리에 대해서도 갖고 그것의 브라켓이 변형하는 것에 의한 차량전후 방향의 이동허용치수 이하의 치수로 로어아암(6)의 전후단으로부터 전후 어떤것에 돌출해서 설치되는 일도 있다. 이와 같은 구조에서는 매니폴드나 브라켓 등의 파쇄되어 엔진(8)에 일체화 하도록 수검한 상태로 그들의 매니폴드나 브라켓 등의 전후단이 로어아암(6)의 전후단으로부터 전후 어느것에도 돌출하지 아니한다.

트랜스축(9)은 클러치 혹은 토크 컨버터 등의 계수장치(14)와 변속기(15)와 차동장치(16)를 일체화한 전동장치이고 그것의 중심축선이 차폭 방향을 따르도록 설치된 상태에서 엔진(8)에 연결되어 있다. 도 2는 엔진(8)과 트랜스축(9)과의 차량 전후 방향에서의 위치관계를 도시하고 있다.

계수장치(14)의 중심축선과 엔진(8)의 크랭크샤프트(도시아니함)의 중심축선 Oe 이동일축선위에 일치하고 있다. 그것의 가장 외경 위치는 엔진(8)의 강체부분의 최후단 보다 후방으로 또한 로어아암(6)의 후단보다 전방에 위치하고 있다. 변속기(15)에 있어서 출력축(도시아니함)의 중심축선은 부호 Omm(자동 변속기의 경우)및 부호 Oma(수동 변속기의 경우)로 표시되어 있다. 자동변속기 및 수동변속기의 어느것이라도 그것의 중심축선은 계수장치(14)의 중심축선으로부터 차량전방측에 위치하고 있다. 다시 차동장치(16)는 엔진(8)및 계수장치(14)및 변속기(15)보다 전방 하부에 설치되어 있다. 그것의 중심축선의 위치를 부호 Od로 표시하고 있다. 이 차동장치(16)의 가장 외경위치는 엔진(8)의 강체부분의 앞단에 차량전후 방향에서 거의 일치하고 또한 로어아암(6)의 선단으로부터 전방으로 돌출하지 아니하는 위치에 설정되어 있다.

또한 제2도에 있어서 부호(18)는 전륜(5)의 림을 도시하고 이들의 중심 축선 위치는 부호 Oh로 표시되어 있다. 이 전륜(5)에 차동장치(16)에서 차축(19)을 거쳐서 동력이 전달된다. 또한 전륜(1,2)을 조타하기 위한 스티어링 기어 박스(20)가 엔진(8)의 하측에서 또 엔진(8)의 중심부에서 후방으로 약간 벗어난 위치에 설치되어 있다.

따라서 파쇄강도가 높기 때문에 앞면충돌시에 블록으로 되어 후방으로 이동하는 엔진(8)이나 트랜스축(9)등의 강체부분의 최전단 위치 Fb가 로어아암(6)의 최전단 위치 Fa에 거의 일치하고 혹은 로어아암(6)의 최전단부위치Fa보다 약간 후방에 위치하고 있다. 또한 엔진(8)이나 트랜스축(9)등의 강체부분의 최후단 위치 Rb가 로어아암(6)의 최후단부위치 Ra 보다 전방측에 위치하고 있다. 즉 엔진(8)이나 트랜스축(9)혹은 스티어링 기어 박스(20)는 실질적으로 강체로서 이들이 전후방향의 치수가 긴 로어아암(6)의 전후단 사이의 내측에 설치되어 있다.

상술한 엔진(8)이나 트랜스축(9)을 수용하고 있는 엔진룸 Ec은 대시패널(21)에 의해 차실로부터 구획되어 있고 그것의 대시패널(21)의 가장앞면 위치와 강체부분의 최후단 위치 Rb 사이에 소정의 틈 사이가 설치되어 있다. 또한 이 엔진룸 Ec의 내부에는 다른 액세서리가 설치되어 있다.

예를들자면 공조용 컴프레서(22)가 트랜스축(9)의 상측에 교류 발전기(13)와 정열하여 설치되어 있다. 그래서 이 컴프레서(22)의 최후단 위치는 계수장치(14)의 가장 외경위치로부터 대시패널(21)측으로 돌출하지 아니하는 위치에 설정되어 있다.

또한 ABS(안티록 . 브레이크 . 시스템)용의 액츄에이터(23)는 우측의 사이드멤버(1)로부터 차폭방향으로 외측으로 어긋난 위치에 설치되어 있다. 그것의 차량의 전후방향에서의 위치는 로어아암(6)의 전후단 사이이다.

또한 도 1에 있어서 부호(24)는 라디에이터, 부호(25)는 밧테리, 부호(26)은 접속 박스, 부호(27)은 브레이크 부스터를 각각 표시한다.

따라서 상술한 배치구조면 앞면 충돌시에 파쇄하지 아니하는 영역(데드 스트로크)로 되어 버리는 로어아암(6)의 앞단과 후단 사이에 엔진(8)이나 트랜스축(9)등의 강체부분이 설치되어 있으므로 데드스트로크가 로어아암(6)의 전후단 사이의 치수에 한정되고 그 이상으로 커지는 일이 없다.

환언하면 위의 구조에서는 앞면충돌때 파쇄하는 일이 없는 데드스트로크를 불가피적인 최소 칫수로 설정할 수가 있다. 그 결과 파쇄에 의해 충돌에너지를 흡수하는 파쇄 스트로크를 흡수하는 파쇄스트로크를 충분히 크게 확보하면서 엔진룸 Ec 의 전장을 단축할 수 있다. 또한 위의 구성에서는 로어아암(6)으로부터 전방측의 부분이 충돌시에 파쇄하는 영역 즉 파쇄스트로크이고 이것이 차체의 전방측에 집중하므로 사이드 멤버(1,2)는 꺾이는 일 없이 안정되어 축선방향으로 압축된다. 그때문에 충돌에너지의 흡수량을 크게 할 수가 있게 된다.

상술된 도 1 및 도 2에 도시하는 예는 예를들자면 OHC(오우버 . 헤드 . 캠 샤프트)식의 엔진(8)을 사용한 예이고 그것의 엔진(8)의 차량 전후방향에서의 칫수를 짧게하기 위해 엔진(8)은 세워서 설치되어 있다. 본 발명에서는 이같은 종류의 엔진에 대신해서 수평대향형의 엔진을 사용할 수가 있고 그 예를 도 3에 도시하고 있다. 상술한바와 같이 본 발명에서는 엔진은 그것의 강체 부분이 로어아암(6)의 앞단과 후단 사이에 수습되도록 설치되므로 수평 대향형의 엔진(8A)으로서는 실린더 헤드를 소형화한 사이드 밸브식의 엔진이 바람직하다. 또한 도 3에 있어서 도 2와 동일한 부호는 동일한 부재를 도시 한다.

그런데 앞면 충돌시에 파쇄 스트로크는 트랜스축 등의 전동장치나 엔진등의 강체 부분으로부터의 전방축의 공간 길이와 이들의 강체부분과 대시 패널 사이의 공간의 칫수에 의해 결정된다. 거기에서 도 4 및 도 5에 도시하는 예에서는 엔진 및 전동장치가 다음에 상술하는 바와 같이 설치되므로서 파쇄 스트로크(충돌에 의해 파쇄하는 영역)가 확보되어 있다.

전동장치는 클러치 또는 토크 컨버트등의 계수장치(14)와 변속기(15)와 최종감속기인 차동장치(16)로 이루어지는 트랜스축(9)에 의해 구성되어 있다.

이 트란스액설(9)은 그것의 축선이 차폭방향을 따르도록 설치되어 있다.

이들의 계수장치(14) 및 변속기(15) 및 차동장치(16)의 출력축의 중심위치가 차량의 전후방향으로 서로 어긋나져 있다. 따라서 계수장치(14)의 가장 외경위치가 최전단 위치 Fb를 규정하고 또한 차동장치(16)의 최외경 위치가 최후단 위치 Rb를 규정하고 있다. 또한 차동장치(16)는 트랜스축(9)에 있어서 가장 하측에 위치하고 또한 차량 후방측에 돌출하고 있다.

엔진(8)은 위의 트랜스축(9)보다 높은 위치에 차폭방향으로 향해서 설치되어 있고 또한 계수장치(14)에 연결되어 있다. 이 엔진(8)은 예를들자면 OHC 식의 엔진으로서 차량후방으로 향해서 약간 경사져서 설치되어 있다.

그 흡입 매니폴드(10)는 금속제의 주조품으로서 그것의 최전단 위치가 계수장치(14)와 최외경 위치에 의해 규정되는 최전단부 위치 Fb와 거의 일치하고 혹은 약간 후방측에 위치하고 있다. 또한 이 흡입 매니폴드(10)가 합성수지 등의 강성이 낮은 소재에 의해 구성되어 있는 경우에는 그것의 최전단부 위치는 계수장치(14)에 의해 규정되는 최전단 위치 Fb 로부터 전방으로 돌출 되어져 있어도 좋다. 또한 엔진(8)의 후방측 부분에 접속되어 있는 배기 매니폴드(12)는 금속제의 주조품이고 엔진 룸내에서의 그것의 최후단 위치는 차동장치(16)에 의해 규정되는 강체부분의 최후단 위치 Rb로부터 전방측에 위치하고 있다. 즉 엔진(8)은 트랜스축(9)의 강체부분의 최전단 위치와 최후단 위치와의 사이에 수습되도록 설치되어 있다.

또한 상기 도 4 및 도 5에 도시하는 예에 있어서도 교류발전기(13)나 공조용 컴프레서(22)혹은 ABS 용 액츄에이터(23)등의 액세서리도 엔진(8)과 같이 트랜스축(9)의 전후칫수 사이에 설치되어 있다.

따라서 트랜스축(9)이 엔진(8)보다 하측에 위치함과 함께 트랜스축(9)의 최후단부 위치가 엔진(8)의 최후단 위치 보다 후방측에 돌출하고 있다.

이것에 대해서 대시패널(21)의 하측 부분이 차량 후방으로 향해서 후퇴하도록 만곡되어 있다. 그래서 대시패널(21)의 앞면과 엔진(8)의 최후단부와의 간격(수평방향에서의 거리) S1이 대시패널(21)의 앞면과 트랜스축(9)의 최후단부와의 간격(수평방향에서의 거리) S2 이상에 설정되어 있다.

도 4는 통상의 상태를 도시하고 또한 도 5는 앞면 충돌에 의해 엔진(8) 및 트랜스축(9)이 후퇴이동한 상태를 도시하고 있다. 이들의 도면에 도시하는 바와 같이 엔진(8)이 대시패널(21)에 대해서 트랜스축(9) 보다도 전방측에 위치하고 있으므로 엔진(8)이 트랜스축(9) 보다도 먼저 대시패널(21)을 변형시켜서 차실내에 돌입하는 일은 없다. 환언하면 대시 패널(21)의 하측에 차량 후방으로 향해서 연장되도록 형성된 공간이 파쇄 스트로크로서 유효하게 이용되어 있다. 또한 상술한 각 간격 S1,S2 를 같게하면 파쇄 스트로크가 가장 길어진다.

따라서 도 4 및 도 5에 도시하는 구성이면 엔진(8)과 트랜스축(9)과의 각각의 강체부분의 최전단 위치가 서로 거의 일치되어 있으므로 그것의 전방측을 파쇄 스트로크로서 이용된다. 이것에 가해서 이들의 강체부분의 후방측을 최대한 유효하게 이용해서 파쇄 스트로크 할 수가 있다. 그때문에 전체로서의 파쇄 스트로크를 충분히 확보한 상태에서 엔진룸의 단축화를 도모할 수가 있다.

상술한 바와 같이 전륜(5)을 지지하고 있는 로어아암(6)은 엔진(8) 및 트런스 액설(9)의 근처에 설치되어 있고, 또한 이 로어아암(6)은 서스펜션 멤버에 설치되고 다시 서스펜션 멤버가 후레임에 설치되어 있다. 이들 로어아암(6)이나 서스펜션 멤버는 강도가 높은 부재이므로 앞면 충돌시에 엔진(8) 및 트랜스축(9)이 후퇴이동한 경우에는 이들과 함께 로어아암(6)이나 서스펜션 멤버가 후퇴 이동하는 일이 있다. 따라서 로어아암(6)이나 서스펜션 멤버가 엔진(8)이나 트랜스축(9)의 강체 부분에 대해서 차량의 전후방향으로 어긋나 설치되어 있는 경우에는 파쇄에 따라 충격을 흡수하는 파쇄스트로크로되지 아니하는 데드 스트로크가 중대하게 된다. 이것을 피하기위해 도 6 및 도 7에 도시하는 예에서는 충격 하중에 따라 서스펜션 멤버가 후레임 으로부터 벗어나도록 구성되어 있다.

즉 도 6 및 도 7에 도시하는 예에서는 엔진(8) 및 트랜스축(9)이 상술한 도 4에 도시하는 바와 같이 설치되어 있고 이것에 대해서 로어아암(6)이 트랜스축(9)로부터 차량 후방측으로 어긋나게 설치되어 있다. 이 로어아암(6)은 그것의 전후 양단을 서스펜션 멤버(28)에 부시(도시아니함)를 거쳐서 연결되어 있다. 또한 이 서스펜션 멤버(28)는 그것의 전후 2곳에서 사이드 멤버(1,2)에 고정되어 있다.

제8도는 그것의 고정부분 중 뒷측의 고정부의 구조의 한예를 도시하고 있다.

로어아암(6)의 단에는 원통형상의 부시(29)가 부착되어 있다. 또한 서스펜션 멤버(28)중 로어아암(6)을 부착시키는 곳은 U자형상 단면으로 형성되어 있고 여기에 부시(29)가 삽입되어 있다. 또한 부시(29)의 내부에는 두꺼운 원통형상 부재인 칼러(30)가 끼워맞추어져 있고 이 칼러(30)의 양단에 차양이 부착된 스페이서(31)가 끼워맞추어져 있다. 그래서 이들의 스페이서(31)가 서스펜션 멤버(28)에 끼워맞추어져서 부착되어 있다. 즉 로어아암(6)은 부시(29) 및 칼러(30)와 스페이서(31)를 거쳐서 서스펜션 멤버(28)에 연결되어 있다. 또한 칼러(30)에는 그것의 한편의 단으로부터 소경의 볼트(32)가 삽입되어 있고 그것의 선단은 프론트 사이드 멤버(1,2)에 있어서 부착되는 부분을 관통하고 그것의 내면에 고정이 되어 있는 너트(33)에 나사맞춤 되어 있다. 따라서 서스펜션 멤버(28)는 볼트(32)에 의해 프레임의 일부인 프론트 사이드 멤버(1,2)에 고정되어 있다.

따라서 위의 구조에서는 로어아암(6)과 서스펜션 멤버(28)가 주로 두꺼운 칼러(30)에 의해 연결되어 있는데에 대해서 서스펜션 멤버(28)와 사이드 멤버(1,2)가 소경의 볼트(32)에 의해 연결되어 있다. 그 때문에 상기 볼트(32)가 실질적으로 취약부로 되어 있다. 따라서 앞면 충돌에 따라서 서스펜션 멤버(28)와 엔진(8)및 트랜스축(9)에 의해 후방측으로 눌려진 경우 그것의 볼트(32)가 파단되어 후레임에서 벗어난다. 그 상태를 도 7에 도시하고 있고 강도 부재인 서스펜션 멤버(28)가 충격력을 후레임에 전달하거나 차실에 침입하거나 하는일이 방지되므로 실질적인 파쇄 스트로크가 증가한다.

또한 서스펜션 멤버(28)에 있어서 취약부는 위와 같은 후레임으로의 연결부일 필요는 없고 예를 들자면 도 9에 도시하는 바와 같이 구성한 것이라도 좋다. 즉 도 9에 도시하는 서스펜션 멤버(28)는 중앙이 약간 하측으로 만곡한 형상이고 그것의 중앙에 잘라낸 부분(34)이 형성되어 있어 이 부분이 취약부로 되어 있다. 따라서 이 서스펜션 멤버(28)에 앞면충돌에 의한 전후 방향의 하중에 작용한 경우 도 10에 도시하는 바와 같이 그것의 잘라낸부분(34)의 근처에서 서스펜션 멤버(28)가 하측으로 꺾어진다. 그때문에 도 6 및 도 7에 도시하는 구조와 같이 강도부재인 서스펜션 멤버(28)가 충격력을 후레임에 전달하거나 하는 것이 방지되므로 실질적인 파쇄 스트로크가 증가한다.

상술한 취약부는 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 차량전후 방향에서 로어아암의 칫수범위 내에 파워트레인을 수용한 구조에 있어서도 채용할 수가 있다. 도 11은 그것의 한예를 도시하고 있고 로어아암(6)의 후단은 엔진(8)이나 트랜스축(9)등의 강체 부분의 최후단 위치 Rb로부터 차량 후방측으로 연장되어 있다. 또한 이것과 병행해서 후방측의 크로스멤버(서스펜션 멤버)(4)가 엔진(8)이나 트랜스축(9)등의 강체 부분의 최후단 위치 Rb로부터 차량후방측에 설치되어 있다. 그래서 이 로어아암(6)의 후단과 크로스멤버(4)와의 부착부분이 상술한 도 8에 도시하는 구조와 같이 취약 구조로 되어 있다.

이와 같은 구조면 충돌하중에 의해 로어아암(6)의 후단측이 부착부분이 크로스멤버(4)로부터 벗어나서 탈락하므로 엔진(8)이나 트랜스축(9)등의 강체 부분이 대시패널(21)에 맞대이기 이전에 로어아암(6)이 대시패널(21)에 맞대이는 것을 미연에 방지할 수가 있다. 환언하면 엔진(8)이나 트랜스축(9)등의 강체 부분과 대시 패널(21) 사이에 설치되어 있는 공간부분이 파쇄 스트로크로서 유효하게 기능한다.

차량의 충돌 안전성을 경량인 구조로 확보하기 위해서는 엔진(8)이나 트랜스축(9)등이 차실에 침입하기 이전에 가급적 다수의 구조부재로 충돌하중을 멈추게 하여 그것의 구조부재를 변형시켜서 에너지를 흡수하는 일이 바람직하다. 도 12 및 도 13에 도시하는 예는 이와 같은 관점에서 차체의 좌우에 설치되어 있는 강도부재인 로커 패널(사이드실)에 앞면 충돌시의 하중을 작용 시키도록 구성한 것이다.

도 12 및 도 13에 있어서 엔진(8)이나 트랜스축(9) 혹은 로어아암(6)등은 상술한 도 1 및 도 2에 도시하는 배치상태와 같이 설치되어 있고 따라서 파워트레인의 최후단 즉엔진(8)의 강체부분에 있어서 최후단 위치 Rb가 림(18)의 최후단 위치 Rr로부터 소정칫수 S3 만큼 후방으로 돌출하고 있다.

한편 대시패널(21)의 좌우 양측에는 차체의 골격을 형성하는 부재인 로커 패널(사이드 실)(35)이 설치되어 있고 그 선단이 상기한 림(18)에 마주함과 함께 강체 부분의 최후단 위치 Rb와 림(18)의 최후단부위치 Rr와의 전후방향에서의 칫수차 S3이상의 칫수 S4 만큼 대시 패널(21)의 앞면에서 전방측으로 돌출되어 있다.

따라서 도 12에 도시하는 구조에서는 앞면 충돌에 의해 전륜(5)이 엔진(8)이나 트랜스축(9)등과 함께 후방으로 이동하면 도 13에 도시하는 바와 같이 엔진(8)의 최후단 부분이 대시패널(21)에 맞대이기 이전에 림(18)이 로커 패널(35)의 선단부에 맞대인다. 그때문에 충돌하중의 일부는 엔진(8)이나 트랜스축(9)등으로 형성되는 파워 트레인이 대시 패널(21)을 변형시키기 이전에 로커 패널(35)이나 이것과 일체의 차체구조부재에 의해 멈추어진다. 또한 그것의 변형에 의해 충돌하중의 일부가 흡수되므로 대시 패널(21)의 변형이나 그것에 수반하는 차실로의 영향을 저감할 수가 있다.

상술한 각 실시예에서 표시한 바와 같이 본 발명에서는 엔진을 차폭방향으로 향해서 설치하므로서(가로로 놓는다)그것의 축선 방향에서의 길이가 제한된다. 따라서 4 기통 정도의 엔진을 사용하는 것이 바람직하다. 또 그것의 엔진 형식으로서 직열형, 수평마주형, V형, 협각V형등을 채용할 수 있다. 또한 직열 4기통 엔진을 차량 전방측에 크게 경사시켜서 설치하는 경우에는 스티어링 기어 박스를 엔진의 상측에 설치하게 된다. 또 수평 마주형의 엔진을 사용하는 경우 차량 전후 방향에서의 칫수를 짧게하기 때문에 사이드 밸브식의 엔진으로 하는 일이 바람직하다. 다시 V형 엔진에서는 가로로 놓으면 차량 전후 방향에서의 칫수가 커지기가 쉬우므로 이 경우도 사이드 밸브식의 엔진으로 하는 것이 바람직하다. 협각 V형 엔진에서는 가로로 놓아도 차량 전후방향에서의 칫수는 직열형 엔진에 가까운것으로 되므로 OHC식의 엔진으로 할수가 있으나 차량 전방으로 향해서 크게 경사시키는 경우에는 직열형의 경우와 같이 스티어링 기어 박스를 엔진의 상측에 설치하는 일이 필요한 경우가 있다.

또한 위의 실시예는 가솔린 등의 화석연료를 사용하는 엔진을 탑재한 차량을 대상으로 해서 설명을 하였으나, 본 발명은 모터 등의 다른 추진 장치를 탑재한 차량에도 적용되는 것이고 따라서 이 발명에 있어서 추진장치는 엔진 및 그의 액세서리 뿐만 아니라 모터등을 포함한다.

또 본 발명은 위의 실시예에서 상술한 FF차 이외에 RR차에도 적용이 되는 것이고 따라서 RR차를 대상으로 하는 경우에는 위의 실시예에서 표시한 대시패널은 차실과 추진 장치 탑재실 사이의 간격부재에 고쳐놓을 수가 있다.

또한 차량의 전후방향에서의 앞단부 혹은 선단부는 차실과는 반대측의 단부에 후단부는 차실측의 단부에 각각 바꾸어놓을 수가 있다.

이상의 설명에서 명백한 바와 같이 본 발명에서는 강도상 불가피한 비파쇄영역 즉 데드 스트로크의 범위내에 추진장치나 전동장치 등의 강체부분이 설치되어 있으므로 전후방향에서의 충돌에 의해 파쇄하지 아니한 영역을 최소한으로 억제할 수가 있다. 그결과 충돌시의 에너지 흡수의 영역으로서 기능을 하는 파쇄스트로크를 충분히 확보하면서 추진장치 탑재실을 단축화 할 수 있고 나아가서는 차량의 소형경량화를 도모할 수가 있다.

또한 본 발명에서는 추진장치와 전동장치의 강체 부분의 차실과는 반대측의 단부분 위치가 서로 거의 일치됨과 함께 추진장치가 전동장치 보다 높은 위치에 설치되고 다시 추진장치의 차실측의 단부분 위치와 격벽부재와의 간격이 전동장치의 차실측의 단부분 위치와 격벽 부재와의 간격 이상이므로 격벽부재의 하측부분에 있는 공간을 유효하게 이용해서 파쇄스트로크를 크게 취할수가 있게 된다. 또한 추진 장치 및 전동장치의 차실과는 반대측의 공간을 파쇄 스트로크로서 크게 이용되고 그 결과 차량 전체로서의 파쇄스트로크를 충분히 확보해서 추진장치 탑재실을 적게할 수 있고 그것에 수반하여 차량의 소형 경량화를 도모할수가 있다.

또한 본 발명에서는 충돌시에 서스펜션 멤버가 용이하게 절손 혹은 탈락하므로 서스펜션멤버 혹은 이것에 부착되어 있는 로어아암의 전후방향의 길이에 해당하는 범위가 충돌에 대한 데드스트로크로 되지아니하므로 이들이 차실내에 침입하는 일이 미연에 방지된다.

그래서 본 발명에서는 충돌시의 휠의 차실측으로의 이동에 수반하여 림이 차체의 강도부재에 맞대이고 추진장치나 전동장치 등의 파워트레인이 격벽 부재에 맞대이기 이전에 충돌하중을 그것의 강도 부재에 작용시키도록 구성한 것으로 충돌하중이 차실에 영향을 미치기 이전에 충돌 에너지를 흡수하는 부재가 많아진다. 그 때문에 몸체 각부의 내력을 유효하게 활용할 수 있으므로 경량인 구조로 차량의 충돌 안전성을 확보할 수가 있다.

Claims (21)

1. 추진장치와 추진장치로부터 출력되는 동력을 차축에 전달하는 전동장치가 차실로부터 전방측과 후방측의 어느 한편에 설치된 추진장치 탑재 실내에 각각의 축선을 차폭방향으로 향해서 설치하고 또한 차륜을 보존하는 로어아암이 차량의 전후 방향에서의 2곳에서 지지되는 차량용 파워트레인의 배치 구조에 있어서, 차량전후 방향에서의 차실과는 반대측의 단부 위치가 로어아암의 차량 전후방향에서의 차실측과는 반대측의 단부위치를 차실과는 반대측을 넘지아니하는 위치에 설정되고 또한 차실측의 단부위치가 로어아암의 차량전후 방향에서의 차실측의 단부 위치를 차실측을 넘지아니하는 위치에 설정한 추진장치와 전동장치에 있어서 강체부분을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 로어아암의 차실과는 반대측의 단부에 의해 차실과는 반대측에 형성된 충돌에 의해 파쇄하는 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 추진장치는 연료를 연소해서 동력을 발생하는 엔진을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
4. 제 3항에 있어서, 상기 엔진은 오우버헤드 캠 샤프트형 엔진을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
5. 제 3항에 있어서, 상기 엔진은 사이드 밸브식 수평대향형 엔진을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
6. 제 1항에 있어서, 상기 추진장치는 전기에 의해 동작해서 동력을 발생하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
7. 제 1항에 있어서, 상기 전동장치는 계수장치 및 변속기와 차동장치중 최소한 1개를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
8. 제 7항에 있어서, 상기 계수장치는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
9. 제 7항에 있어서, 상기 계수장치는 토크 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
10. 제 1항에 있어서, 차량 전후 방향에서 로어아암의 전후양단간에 설치된 액세서리를 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
11. 제 10항에 있어서, 상기 액세서리는 교류 발전기 및 공조용 컴프레서와 안티록 브레이크시스템용 액츄에이터중 최소한 어느 1개를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
12. 제 1항에 있어서, 상기 로어아암이 설치된 서스펜션 멤버와, 상기 서스펜션 멤버의 일부 혹은 서스펜션 멤버의 차체로의 부착 장소중 최소한 어느곳에 설치된 취약부를 부가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
13. 제 1항에 있어서, 상기 차실과 탑재실을 구획하는 격벽부재와 외주단이 강체부분의 격벽 부재측의 단부 보다도 격벽부재와는 반대측으로 후퇴하여 위치하는 차륜용 림과 그것의 림과 차량의 전후방향에서 마주하는 강도부재를 부가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워 트레인의 배치구조.
14. 제13항에 있어서, 상기 강도부재의 단부가 격벽부재 보다도 림측으로 돌출하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
15. 제14항에 있어서, 상기 강도 부재의 단부와 림의 차실측 단부와의 수평방향에서의 거리가 강체 부분의 차실측 단부 위치와 격벽부재와의 수평방향에서의 거리 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
16. 제13항에 있어서, 상기 강도부재가 차체의 골격을 형성하고 있는 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
17. 차체의 전방측과 후방측중 최소한 어느 한편에 격벽부재에 의해 차실로부터 구획된 탑재실을 설치한 차량용 파워트레인의 배치구조에 있어서, 축선을 차체의 폭방향으로 향해서 탑재실이 배치된 추진장치와 축선을 차체의 폭방향으로 향해서 추진장치의 위측에 설치된 추진장치가 출력되는 동력을 차축에 전달하는 전동장치를 구비하고, 그의 추진장치에 있어서 강체 부분의 차량 전후방향에서의 차실과는 반대측의 단부 위치가 전동장치에 있어서 강체부분의 차량전후 방향에서의 차실과는 반대방향으로 넘지아니하는 위치에 설정되고 또한 상기 간격부재의 하측의 부분이 차실측으로 후퇴됨과 동시에, 추진장치에 있어서 강체부분의 차실측의 단부 위치와 격벽부재와의 수평방향에서의 거리이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
18. 제17항에 있어서, 상기 추진장치의 후단과 격벽부재사이 및 전동장치의 후단과 격벽부재사이에 형성된, 충돌에 의해 파쇄하는 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
19. 제17항에 있어서, 상기 전동장치는 계수장치 및 변속기와 차동장치를 갖추고, 차동장치가 계수장치 및 변속기 보다 아래쪽에 설치되고 또한 계수장치 및 변속기로부터 차체의 후방측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
20. 제18항에 있어서, 상기 추진장치는 오우버헤드 캠 샤프트 형의 엔진을 포함하고, 상기 엔진이 차체의 후방측으로 경사져서 설치되고 또한 상기 엔진의 앞단이 계수장치의 앞단을 차체전방측으로 넘지 아니하는 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.
21. 제17항에 있어서, 상기 차륜을 지지하고 또한 차체의 좌우 양측으로 설치된 로어아암과 상기 로어아암이 부착된 서스펜션 멤버와 서스펜션 멤버의 일부 혹은 서스펜션 멤버의 차체로의 설치 장소중 최소한 어떤것에 설치된 취약부를 부가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인의 배치구조.