JP2018193964A - パワープラントの補強構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】設置場所に制約を受け難く、簡素な構成で共振防止を図ることができるパワープラントの補強構造を提供すること。
【解決手段】内燃機関からの駆動力が動力伝達機構部に伝達されるパワープラントの補強構造であって、内燃機関の動力伝達方向下流側端部に形成された接続部と、動力伝達機構部の動力伝達方向上流側端部に形成された被接続部と、接続部及び前記被接続部の少なくとも一部を突き合わせて内燃機関と動力伝達機構部とを接続する接続部材と、補機部品を保持すると共に、内燃機関と、接続部又は被接続部の少なくとも何れか一方とに跨った状態で固定部材を介して固定された補強部材とを備える。
【選択図】図3
【解決手段】内燃機関からの駆動力が動力伝達機構部に伝達されるパワープラントの補強構造であって、内燃機関の動力伝達方向下流側端部に形成された接続部と、動力伝達機構部の動力伝達方向上流側端部に形成された被接続部と、接続部及び前記被接続部の少なくとも一部を突き合わせて内燃機関と動力伝達機構部とを接続する接続部材と、補機部品を保持すると共に、内燃機関と、接続部又は被接続部の少なくとも何れか一方とに跨った状態で固定部材を介して固定された補強部材とを備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、パワープラントの補強構造に関する。
近年の車体全体の吸音又は遮音技術が発達し、内燃機関としてのエンジンを騒音源とする駆動音に起因する騒音レベル(車内・車外)を低く抑えるようになってきている。このため、騒音源の主成分は駆動音よりもむしろ振動伝達音となりつつあり、特に、エンジンからトランスミッションに至る動力伝達系を含むパワープラントの全体振動(共振)が問題となっている。
このような全体振動においては、所定レベル(例えば、500Hz)以下の周波数領域におけるエンジンの振動現象に関して、パワープラントの固有振動が実働時の振動現象における基本特性となる。したがって、この周波数領域におけるエンジンの低振動化を確保することが重要であり、専用の補強部材(スティフナ)を配置して振動を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
しかしながら、このような先行技術文献に開示の専用の補強部材(スティフナ)を配置して振動を抑制する構造にあっては、専用の補強部材を用いているために、その設置場所に制約を受け易く、強度を確保するための構造が複雑化するうえにパワープラントが大型化してしまうという問題があった。
本開示の技術は、設置場所に制約を受け難く、簡素な構成で共振防止を図ることができるパワープラントの補強構造を提供することを目的とする。
本開示の技術は、内燃機関からの駆動力が動力伝達機構部に伝達されるパワープラントの補強構造であって、前記内燃機関の動力伝達方向下流側端部に形成された接続部と、前記動力伝達機構部の動力伝達方向上流側端部に形成された被接続部と、前記接続部及び前記被接続部の少なくとも一部を突き合わせて前記内燃機関と前記動力伝達機構部とを接続する接続部材と、補機部品を保持すると共に、前記内燃機関と、前記接続部又は前記被接続部の少なくとも何れか一方とに跨った状態で固定部材を介して固定された補強部材と、を備えることを特徴とする。
また、前記補強部材は、前記内燃機関の動力伝達方向下流側端部に対して前記動力伝達機構部の動力伝達方向上流側端部が拡径している角部に位置して固定されることが好ましい。
また、前記動力伝達機構部がフライホイールの周囲を覆うフライホイールハウジングを含むフライホイールユニットであり、前記被接続部が前記フライホイールハウジングの動力伝達方向上流側端に形成された接続フランジであってもよい。
また、前記補機部品がオイルフィルタであり、前記補強部材が前記オイルフィルタを保持するスティフナであってもよい。
また、前記補機部品がエアコンプレッサであり、前記補強部材が前記エアコンプレッサのハウジングであってもよい。
本開示の技術によれば、設置場所に制約を受け難く、簡素な構成で共振防止を図ることができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るパワープラントの補強構造について説明する。なお、同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
また、以下の説明において、前後左右上下の各方向は、車両前進走行時における運転者から見た前後左右上下と同じとして説明する。したがって、左右方向は車幅方向と同義である。ただし、前後左右上下方向には、厳密な意味での前後左右上下方向を示すものとは限らず、例えば、前後左右方向は水平面内を基準とするとは限らず、上下方向は鉛直方向を基準とするとは限らず、機能的な意味で各方向を示す場合を含むものとする。
[第一実施形態]
図1(A)に示すように、パワープラント1は、内燃機関としてのエンジン10と、エンジン10の動力伝達方向下流側(以下、単に「出力側」又は「後段」とも称する)に隣接するフライホイールユニット20と、フライホイールユニット20の後段に隣接するクラッチユニット30と、クラッチユニット30の後段に隣接するトランスミッションユニット40と、を備える。また、トランスミッションユニット40の出力側には、動力伝達方向順に、公知のプロペラシャフト、デファレンシャルギヤ、ドライブシャフト、左右の駆動輪、を備えるが、ここではその図示を省略する。
図1(A)に示すように、パワープラント1は、内燃機関としてのエンジン10と、エンジン10の動力伝達方向下流側(以下、単に「出力側」又は「後段」とも称する)に隣接するフライホイールユニット20と、フライホイールユニット20の後段に隣接するクラッチユニット30と、クラッチユニット30の後段に隣接するトランスミッションユニット40と、を備える。また、トランスミッションユニット40の出力側には、動力伝達方向順に、公知のプロペラシャフト、デファレンシャルギヤ、ドライブシャフト、左右の駆動輪、を備えるが、ここではその図示を省略する。
なお、以下の説明において、エンジン10の駆動力をプロペラシャフトに回転力として動力伝達するための、フライホイールユニット20、クラッチユニット30、トランスミッションユニット40、を動力伝達機構部2と総称する。
また、以下の説明において、上述した動力伝達方向下流側とは逆方向である動力伝達方向上流側は、単に「入力側」又は「前段」とも称する。
エンジン10と動力伝達機構部2とは、図示を略すクランクシャフトの回転中心であるエンジン10の駆動力軸線P1と、動力伝達機構部2の入出力軸(例えば、トランスミッションユニット40の図示しないインプットシャフトやアウトプットシャフト)の回転中心である動力伝達軸線P2とが平面視で略同一直線上となるように直列に配置されてシャシフレーム等に固定されている。
図1(B)に示すように、エンジン10は、ピストン・クランクを含む駆動力生成機構(図示せず)を有するシリンダブロック11と、シリンダブロック11に上載されたシリンダヘッド12と、シリンダヘッド12の上面に配置されたシリンダヘッドカバー13と、シリンダブロック11の前面側に配置された冷却ファンユニット14と、シリンダブロック11のクランクケース部11Aの下部に配置されたオイルパン15と、を備えている。
シリンダブロック11には、動力伝達方向下流側端部に後段のフライホイールユニット20を接続するための鍔状の接続フランジ16が接続部として形成されている。なお、シリンダブロック11は、例えば、鋳物で構成されている。
オイルパン15は、内部に潤滑油(図示せず)を貯留している。この潤滑油は、オイルポンプ(図示せず)にて吸引され、シリンダブロック11の外側に配置したオイルクーラ(図示せず)並びに円筒状のオイルフィルタ17を介して、エンジン10の各潤滑部に供給される。各潤滑部に供給された潤滑油は、その後、図示しない巡回経路を介してオイルパン15に戻されるように構成されている。オイルポンプはクランクシャフトの回転によって駆動する。オイルクーラは冷却水にて潤滑油を冷却するためのものである。
フライホイールユニット20は、その内部に回転可能に配置されたフライホイール(図示せず)を含み、略筒状のフライホイールハウジング21によってフライホイールの周囲を覆っている。
図2に示すように、フライホイールハウジング21は、動力伝達方向上流側端部(入力側端部)と出力側端部とに、鍔状の接続フランジ22,23を一体に有する。なお、フライホイールハウジング21は、例えば、アルミで構成されている。また、フライホイールハウジング21の入力側端部に形成された接続フランジ22は、前段のシリンダブロック11の出力側端部に形成された接続フランジ16と突き合わされる被接続部として機能する。
接続フランジ22,23には、その適宜複数個所に前段又は後段との接続のための接続部材としての接続ボルト・ナット3(図1(B)参照)の雄ねじ部分を挿通させる貫通穴22a,23aが形成されている。また、接続フランジ22には、後述する固定部材としての固定ボルト・ナット4A,B(図1参照)の雄ねじ部分を挿通させる貫通穴22bが形成されている。
なお。接続部材としては接続ボルト・ナット3に限定されず、その位置や強度に応じて公知の固定部材(溶接部材など)を適宜用いることができる。また、接続フランジ22,23の形状や厚さ、貫通穴22a,23aの数や場所等は、エンジン10及びフライホイールユニット20の大きさや形状等に応じて任意である。
図1に戻り、クラッチユニット30は、エンジン10からトランスミッションユニット40に入力される回転力を断接する機能を有する。クラッチユニット30は、クラッチケース31と、クラッチケース31の入力側端部と出力側端部とに鍔状の接続フランジ32,33を一体に有する。なお、クラッチユニット30の方式は特に限定されない。また、クラッチケース31は、例えば、アルミで構成されている。
トランスミッションユニット40は、クラッチユニット30からの動力伝達を図示しないインプットシャフトで受けると共に、手動又は自動で変速した状態で図示しないアウトプットシャフトから出力する機能を有する。トランスミッションユニット40は、トランスミッションケース41と、トランスミッションケース41の入力側端部と出力側端部とに鍔状の接続フランジ42,43を一体に有する。なお、トランスミッションユニット40の変速方式は特に限定されない。また、トランスミッションケース41は、例えば、アルミで構成されている。
なお、出力側端部の接続フランジ16と入力側端部の接続フランジ22、出力側端部の接続フランジ23と入力側端部の接続フランジ32、出力側端部の接続フランジ33と入力側端部の接続フランジ42とは、同一平面上にて密着状態で突き合わすことができる。また、各接続フランジ16,22,23,32,33,34,42は、突き合わせ状態で互いに接続ボルト・ナット(例えば、上述した接続ボルト・ナット3と同一又は類似)により接続される。
オイルフィルタ17は、シリンダブロック11(クランクケース部11A)の出力側端の一側部(図示例では左側部)であって、フライホイールユニット20の入力側端部が拡径している角部に補強部材としてのスティフナ50を介して取り付けられている。
スティフナ50は、シリンダブロック11の外壁面に沿う本体側固定部51と、本体側固定部51から略直角に屈曲すると共に、接続フランジ22の入力側面に沿うフランジ側固定部52と、これら本体側固定部51及びフランジ側固定部52の下端を繋ぐ平面視で略長方形状の肉厚の底部53とを有する。また、底部53の入力側端下面には、図示しないボルト等を介してオイルフィルタ17が固定されている。さらに、底部53の内部には、オイルフィルタ17のエレメント17A(図1(B)参照)にオイルを供給する供給油路54及び、該エレメント17Aからオイルを送り出す送出油路55等が形成されている。
本体側固定部51は、シリンダブロック11の外壁面に設けた雌ねじ穴(図示せず)と螺合する固定ボルト5によって固定されている。フランジ側固定部52は、接続フランジ22に固定ボルト4A及び、ナット4Bによって固定されている。これにより、スティフナ50は、互いに略直角に交差する2平面に跨って固定されることによって、剛性を確保している。しかも、スティフナ50は、オイルフィルタ17を保持する補機部品取り付け用のブラケットとしても機能することとなり、オイルフィルタ17の配置スペースを利用することができる。このため、専用の補強部材(スティフナ)をブラケットとは別体に用いる従前の補強構造に比べ、設置スペースの制約等を効果的に低減することができる。
本実施形態において、エンジン10と動力伝達機構部2とを含むパワープラント1は、パワープラント1の前後とその中途部の計3カ所(車体左右で計6点)止めとして図示しないシャシフレーム等に固定されている。
これにより、シリンダブロック11は剛性を有する鋳鉄製とする一方、動力伝達機構部2はアルミ製とすることによって、走行時に発生する車体からの上下左右方向の振動をパワープラント1の全体で許容しながら後段のプロペラシャフトに動力伝達を行うことができる。
しかしながら、パワープラント1の全体振動(共振)は捩じりや曲げモーメントを有しているため、走行時に発生する車体振動にパワープラント1の共振が含まれてしまうと、パワープラント1の強度をさらに確保する必要が発生してしまう。このようなパワープラント1の強度を確保しようとすると、特に走行時の共振により屈曲が生じ易くなる部位に位置する接続フランジ16及び接続フランジ22を厚肉化しなければならず、結果的にパワープラント1の全体の大型化並びに重量増加の要因となってしまう。
そこで、エンジン10に既存の補機部品(本実施形態ではオイルフィルタ17)を取り付ける際、その補機部品をスティフナ50を介してエンジン10に固定するとともに、スティフナ50を交差する2平面に跨って固定することによって剛性を確保している。
すなわち、このような基本構成において、本実施の形態に係るパワープラント1の補強構造は、設置場所に制約を受け難く、簡素な構成で共振防止を図ることができるようにするため、エンジン10からの駆動力が動力伝達機構部2に伝達されるパワープラント1の補強構造であって、エンジン10の動力伝達方向下流側端部に形成された接続フランジ16と、動力伝達機構部2の動力伝達方向上流側端部に形成された接続フランジ22と、接続フランジ16及び接続フランジ22の少なくとも一部を突き合わせてエンジン10と動力伝達機構部2とを接続する接続ボルト・ナット3と、補機部品としてのオイルフィルタ17を保持すると共に、エンジン10と、接続フランジ16又は接続フランジ22の少なくとも何れか一方とに跨った状態で固定ボルト4A・ナット4B及び固定ボルト5を介して固定されたスティフナ50と、を備えたものである。
具体的に、接続フランジ16及び接続フランジ22は、互いに突き合わせたときにその全体が重なり合うように同形状に形成されており、接続フランジ16に形成した貫通穴(図示せず)に接続フランジ22に形成した貫通穴22aを一致させ、接続ボルト・ナット3により接続される。
また、スティフナ50のうち、本体側固定部51を固定ボルト5によってシリンダブロック11の外壁面に固定し、フランジ側固定部52を固定ボルト4A・ナット4Bによって接続フランジ22に固定する(固定順序は逆でもよい)。さらに、オイルフィルタ17を、スティフナ50の下部に固定し、その後、オイルフィルタ17への配管接続を行う。また、オイルフィルタ17をスティフナ50に先に保持させたうえで、エンジン10にスティフナ50を固定してもよい。
このように、スティフナ50は、エンジン10の動力伝達方向下流側端部に対して動力伝達機構部2の動力伝達方向上流側端部が拡径している角部に位置している。これにより、走行時の共振により曲がり易い拡径している角部の強度を確保することを目的としてスティフナ50を配置することができる。また、補機部品としてエンジン10の左側に通常配置しているオイルフィルタ17の配置スペースを効果的に利用することができる。
また、動力伝達機構部2がフライホイールユニット20である場合、エンジン10の出力側端部に対して拡径する傾向にある。このため、その拡径する角部にオイルフィルタ17の配置スペース並びにスティフナ50の固定面を容易に確保することができる。
[第二実施形態]
図3に示す第二実施形態は、上記第一実施形態に補強部材としてのエアコンプレッサ60をさらに備えたものである。なお、エアコンプレッサ60を除く他の構成は、上述した図1〜2に基づいて説明したパワープラント1の構成と同一であるので、パワープラント1の構成と同一の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略し、特有の構成についてのみを説明する。
図3に示す第二実施形態は、上記第一実施形態に補強部材としてのエアコンプレッサ60をさらに備えたものである。なお、エアコンプレッサ60を除く他の構成は、上述した図1〜2に基づいて説明したパワープラント1の構成と同一であるので、パワープラント1の構成と同一の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略し、特有の構成についてのみを説明する。
図3(A)に示すように、パワープラント1は、内燃機関としてのエンジン10と、動力伝達機構部2としてのフライホイールユニット20、クラッチユニット30、トランスミッションユニット40と、を備える。
図3(B)に示すように、エンジン10は、シリンダブロック11、シリンダヘッド12、シリンダヘッドカバー13、冷却ファンユニット14、オイルパン15、を備える。
エアコンプレッサ60は、オイルフィルタ17よりも上方のシリンダブロック11の出力側端の一側部(図示例では左側部)であって、フライホイールユニット20の入力側端部が拡径している角部に配置されている。
また、エアコンプレッサ60は、エアコンプレッサハウジング61の上端側に設けられると共にシリンダブロック11の外壁面に沿う第1本体側固定部62と、エアコンプレッサハウジング61の下端側に設けられると共にシリンダブロック11の外壁面に沿う第2本体側固定部63(図3(B)にのみ示す)と、エアコンプレッサハウジング61の出力側端から各本体側固定部62,63に対して略直角に突出すると共に、接続フランジ16の入力側面に沿うフランジ側固定部64とを備えている。
第1本体側固定部62及び第2本体側固定部63は、シリンダブロック11の外壁面に設けた雌ねじ穴(図示せず)と螺合する固定ボルト5によって固定されている。フランジ側固定部64は、接続フランジ16及び接続フランジ22に固定ボルト4A及び、ナット4Bによって固定されている。これにより、エアコンプレッサハウジング61は、互いに略直角に交差する2平面に跨って固定されることによって、剛性を確保している。しかも、エアコンプレッサハウジング61を補強部材として機能させることにより、エアコンプレッサ60の配置スペースを利用することができる。このため、専用の補強部材(スティフナ)をエアコンプレッサ60とは別体に用いる従前の補強構造に比べ、設置スペースの制約等を効果的に低減することができる。
[その他]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、スティフナ50は、フライホイールハウジング21の接続フランジ22に固定する例を開示したが、接続フランジ16に固定するように構成してもよい。
また、パワープラント1は、動力伝達機構としてエンジン10の後段にフライホイールユニット20の配置した例を示したが、これに限らず、例えば、内部にトルクコンバータを配置したトルコンユニットとしてもよい。また、フライホイールハウジング21の内部に、補機駆動用のギヤユニット等を備えた構成であってもよい。
1 パワープラント
2 動力伝達機構部
3 接続ボルト・ナット(接続部材)
4 固定ボルト・ナット(固定部材)
5 固定ボルト(固定部材)
10 エンジン(内燃機関)
16 接続フランジ(接続部)
17 オイルフィルタ(補機部品)
20 フライホイールユニット(動力伝達機構部)
22 接続フランジ(被接続部)
30 クラッチユニット(動力伝達機構部)
40 トランスミッションユニット(動力伝達機構部)
50 スティフナ(補強部材)
60 エアコンプレッサ(補機部品)
61 エアコンプレッサハウジング(補強部材)
P1 駆動力軸線
P2 動力伝達軸線
2 動力伝達機構部
3 接続ボルト・ナット(接続部材)
4 固定ボルト・ナット(固定部材)
5 固定ボルト(固定部材)
10 エンジン(内燃機関)
16 接続フランジ(接続部)
17 オイルフィルタ(補機部品)
20 フライホイールユニット(動力伝達機構部)
22 接続フランジ(被接続部)
30 クラッチユニット(動力伝達機構部)
40 トランスミッションユニット(動力伝達機構部)
50 スティフナ(補強部材)
60 エアコンプレッサ(補機部品)
61 エアコンプレッサハウジング(補強部材)
P1 駆動力軸線
P2 動力伝達軸線
Claims (5)
- 内燃機関からの駆動力が動力伝達機構部に伝達されるパワープラントの補強構造であって、
前記内燃機関の動力伝達方向下流側端部に形成された接続部と、
前記動力伝達機構部の動力伝達方向上流側端部に形成された被接続部と、
前記接続部及び前記被接続部の少なくとも一部を突き合わせて前記内燃機関と前記動力伝達機構部とを接続する接続部材と、
補機部品を保持すると共に、前記内燃機関の側部と、前記接続部又は前記被接続部の少なくとも何れか一方とに跨った状態で固定部材を介して固定された補強部材と、を備える
ことを特徴とするパワープラントの補強構造。 - 前記補強部材は、前記内燃機関の動力伝達方向下流側端部に対して前記動力伝達機構部の動力伝達方向上流側端部が拡径している角部に位置して固定される
請求項1に記載のパワープラントの補強構造。 - 前記動力伝達機構部がフライホイールの周囲を覆うフライホイールハウジングを含むフライホイールユニットであり、前記被接続部が前記フライホイールハウジングの動力伝達方向上流側端に形成された接続フランジである
請求項1又は請求項2に記載のパワープラントの補強構造。 - 前記補機部品がオイルフィルタであり、前記補強部材が前記オイルフィルタを保持するスティフナである
請求項1から3の何れか一項に記載のパワープラントの補強構造。 - 前記補機部品がエアコンプレッサであり、前記補強部材が前記エアコンプレッサのハウジングである
請求項1から3の何れか一項に記載のパワープラントの補強構造。
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JP2020197175A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | コベルコ建機株式会社 | 建設機械 |
WO2022014637A1 (ja) * | 2020-07-16 | 2022-01-20 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の補機支持構造および内燃機関 |
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Date | Code | Title | Description |
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