JP2005133758A

JP2005133758A - 車両用動力伝達装置

Info

Publication number: JP2005133758A
Application number: JP2003367567A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Nakajima; 紳一郎中島; Makoto Nishichi; 誠西地
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2005-05-26
Also published as: EP1527933A2; US20050090356A1; EP1527933A3

Abstract

【課題】ツインデフの仕様を共通化するとともに、オイルの種類による影響を避け、常に一定の性能を得られるようにする。
【解決手段】ハウジング１０内にプラネタリギヤ式のセンタデフ１４とベベルギヤ式のフロントデフ１２が収容されたツインデフタイプの差動歯車装置２を、トランスミッション４のギヤボックス６から分離して、ＰＴＯ（パワートランスファーオフ）８内に設置した。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用動力伝達装置に係り、特に、センターデフと左右車輪用のデフとを一体化したツインデフ、例えば、プラネタリギヤ式センターデフとベベルギヤ式フロントデフとを一体にした構造を有するツインデフから成る差動歯車装置を備えた車両用動力伝達装置に関するものである。

従来の車両用動力伝達装置は、図５および図６に示すように、ベベルギヤ式フロントデフ１１２とプラネタリギヤ式センターデフ１１４とを一体にした構造を有するツインデフタイプの車両用差動歯車装置１０２を、通常は、トランスミッション１０４と一体のギヤボックス１０６内に収容した構成になっている（例えば、特許文献１参照）。

前記ベベルギヤ式フロントデフ１１２は、一般に、２個または４個のピニオンギヤ１２８と、これらピニオンギヤ１２８に噛み合う一対のサイドギヤ１３０とを備えている。前記ピニオンギヤ１２８は、ピニオンピン１２６によってデフケース１２４に取付けられており、これらピニオンギヤ１２８に一対のサイドギヤ１３０が噛み合っている。これら両サイドギヤ１３０は、それぞれスプラインにより左右両側のアクスルシャフト１４２、１４４（図５参照）に結合される。

前記ベベルギヤ式フロントデフ１１２は、自動車が平坦路を直進するような場合は、左右の駆動ホイールの回転抵抗が等しいので、左右のサイドギヤ１３０は同じ回転数でピニオンギヤ１２８の公転に従って一体的に回転する。一方、コーナリング時等には、ピニオンギヤ１２８が自転をすることにより左右の駆動ホイールの回転差を補正するようになっている。

また、プラネタリギヤ式センターデフ１１４は、ハウジング１１０内に回転自在に収容されたインターナルギヤ１１６と、このインターナルギヤ１１６の内周側の同心円上に配置されたサンギヤ１１８と、前記インターナルギヤ１１６とサンギヤ１１８との間に配置され、これら両ギヤ１１６、１１８に噛み合う複数のプラネットギヤ１２２と、これらプラネットギヤ１２２を保持して、前記インターナルギヤ１１６およびサンギヤ１１８の回転軸線Ｌ１を中心に公転させるとともに、各プラネットギヤ１２２の自転を許容するプラネタリキャリア１２０とを備えている。

前記構成の車両用動力伝達装置は、トランスミッション１０４の出力が、ギヤボックス１０６内に収容された差動歯車装置１０２のハウジング１１０に入力され、ベベルギヤ式フロントデフ１１２からは、前述のように両サイドギヤ１３０を介して左右両側のアクスルシャフト１４２、１４４に出力され、一方、プラネタリギヤ式センターデフ１１４からは、インターナルギヤ１１６に連結された出力部材１４６からＰＴＯ（パワートランスファーオフ）１０８に伝達され、このＰＴＯ１０８を介してリヤ側に伝えられる。
ＥＰ１２３９１８８Ａ１号公報（第４−５頁、図３）

前記従来の構成では、差動歯車装置１０２がギヤボックス１０６内に設置されているため、ギヤボックス１０６の構造に応じてそれぞれ設計する必要があり、コスト高である。また、ギヤボックス１０６内のオイル（ギヤオイル、ＡＴＦ、ＣＶＴオイル）によって差動制限機能が影響を受けるため、オイルの種類によって性能が一定にならないという問題がある。さらに、ギヤボックス１０６内のオイルが、AＴＦやＣＶＴオイルの場合には、摩耗粉が発生するおそれがあり、この磨耗粉が他の部品に悪影響を及ぼす等の問題があった。

本発明は、センターデフと左右輪用のデフを一体化してハウジング内に収容した差動歯車装置を、ＰＴＯの内部に設置したことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載した発明は、前記差動歯車装置は、プラネタリギヤ式センターデフとベベルギヤ式フロントデフから成るツインデフであることを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載した発明は、前記差動歯車装置のハウジングに設けたリングギヤを介して前記ＰＴＯに出力を伝達することを特徴とするものである。

また、請求項４に記載した発明は、前記差動歯車装置からカウンターシャフトを介して前記ＰＴＯに出力を伝達することを特徴とするものである。

差動歯車装置をトランスミッションのギヤボックスから分離して、ＰＴＯ（パワートランスファーオフ）内に設置したので、ギヤボックスごとに設計を変更する必要がなく、仕様の共通化が容易になる。また、ギヤボックス内に設置した場合には、トランスミッションの種類によって異なるオイルが使用されるため、使用されるオイルによって影響を受けてしまうが、本発明では、常にギヤオイルなので、オイルの影響を受けず常に一定の性能を得ることができる。さらに、ＰＴＯに設置した場合には、磨耗粉の悪影響を最小限に抑えることができる。

センターデフと左右車輪用のデフをハウジング内に一体的に収容したツインデフを、トランスミッションのギヤボックスから分離して、ＰＴＯ内に設置するという簡単な変更だけで、差動歯車装置の仕様の共通化を図るとともに、トランスミッションの種類による影響を避けるという目的を達成することができる。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る車両用動力伝達装置の全体の構成を簡略化して示す概略構成図、図２は前記車両用動力伝達装置に設けられている車両用差動歯車装置の縦断面図である。この実施例では、車両用差動歯車装置がベベルギヤ式フロントデフとプラネタリギヤ式センターデフとを一体にした構造を有するツインデフであり、この差動歯車装置（全体として符号２で示す）を、従来のようなトランスミッション４のギヤボックス６内ではなく、ＰＴＯ（パワートランスファーオフ）８の内部に設けている。

前記ツインデフタイプの車両用差動歯車装置２は、図２に示すように、第１ハウジング１０Ａと第２ハウジング１０Ｂとを突き合わせて構成されたハウジング１０の内部に、ベベルギヤ式のフロントデフ１２とプラネタリギヤ式のセンターデフ１４とが一体的に組み付けられている。

前記ハウジング１０の内部に、内周面にギヤ１６ａが形成されたインターナルギヤ１６が収容されている。このインターナルギヤ１６の外周面の一部にスプライン１６ｂが形成され、一方、前記ハウジング（第１ハウジング１０Ａ）の内周面にスプライン１０Ａａが形成されており、インターナルギヤ１６のスプライン１６ｂがこのスプライン１０Ａａに係合して、インターナルギヤ１６とハウジング１０とが一体的に回転するようになっている。インターナルギヤ１６の内周側に、インターナルギヤ１６の回転軸線Ｌ１と同一軸線を中心に回転するサンギヤ１８が配置されている。このサンギヤ１８は、外周面にギヤ１８ａが形成された外歯歯車である。

さらに、前記インターナルギヤ１６とサンギヤ１８との間に、プラネタリキャリア２０に保持された複数のプラネットギヤ２２が配置されてこれらインターナルギヤ１６およびサンギヤ１８に噛み合っている。プラネットギヤ２２は、プラネタリキャリア２０に円周方向等間隔で形成された複数の保持空間（図示せず）内にそれぞれ保持されており、その歯先が保持空間の内面に摺接する。

プラネタリキャリア２０は、前記インターナルギヤ１６およびサンギヤ１８の回転軸線Ｌ１を中心に回転し、このプラネタリキャリア２０に保持されているプラネットギヤ２２は、プラネタリキャリア２０の回転によって、その中心軸線Ｌ２が前記プラネタリキャリア２０の回転軸線Ｌ１を中心に回転、つまり公転するとともに、プラネタリキャリア２０の保持空間内で、自らの軸線Ｌ２を中心に回転（自転）できるようになっている。この実施の形態では、これらインターナルギヤ１６、サンギヤ１８およびプラネットギヤ２２はいずれも捩れ歯を有しており、各プラネットギヤ２２がそれぞれ外周側のインターナルギヤ１６と、内周側のサンギヤ１８に噛み合っている。

前記サンギヤ１８の内周面にスプライン１８ｂが形成され、このスプライン１８ｂに、カップリング２４の小径部の外周面に形成されたスプライン２４ａが嵌合している。このカップリング２４のサンギヤ１８から外方（図の右方）に伸びた部分２４ｂが大径になっており、この大径部２４ｂに、壁面を直径方向に貫通する２つの円孔２４ｃが形成されており、これら円孔２４ｃに前記サンギヤ１８およびインターナルギヤ１６の回転軸線Ｌ１と直交する方向を向いたピニオンピン２６の両端が挿入されている。

ピニオンピン２６の両端部寄りの外周に、それぞれピニオンギヤ２８が嵌合している。これら一対のピニオンギヤ２８は、前記プラネタリギヤ式デフ１４のインターナルギヤ１６およびサンギヤ１８の回転軸線Ｌ１を中心として、左右両側に配置された一対のサイドギヤ３０に噛み合っている。前記カップリング２４の円孔２４ｃに挿通されたピニオンピン２６、このピニオンピン２６に固定された一対のピニオンギヤ２８および左右両側に配置されてピニオンギヤ２６に噛み合う一対のサイドギヤ３０等によりベベルギヤ式のフロントデフ１２が構成されており、この実施例では、左右のサイドギヤ３０がそれぞれフロント側の左右車軸に接続される。

フロントデフ１２とセンターデフ１４とを一体化した構成の前記車両用差動歯車装置２は、例えば、トランスミッション４の出力軸３２に前記プラネタリキャリア２０が接続されて、エンジンの駆動力がプラネタリキャリア２０に入力されると、このプラネタリキャリア２０に保持されている複数のプラネットギヤ２２を介して、前記インターナルギヤ１６およびサンギヤ１８が前記回転軸線Ｌ１を中心に回転する。インターナルギヤ１６の外周部は、スプライン１６ｂを介してハウジング１０に連結されており、このハウジング１０の外面に固定されたリングギヤ３４（図１参照）を介して、インターナルギヤ１６の回転がＰＴＯ８に出力され、リヤ側に伝達される。

また、前記サンギヤ１８およびカップリング２４の回転によりピニオンピン２６が回転すると、このピニオンピン２６に嵌合されている２個のピニオンギヤ２８が、前記インターナルギヤ１６およびサンギヤ１８の回転軸線（フロントの左右両車軸の中心軸線）Ｌ１を中心に回転（公転）する。自動車が平坦路を直進するような場合には、左右の駆動ホイールの回転抵抗が等しいので、左右のサイドギヤ３０は同じ回転数でピニオンギヤ２８の公転に従って動き、全体が一つのブロックとなって回転する。また、コーナリング時等には、両ピニオンギヤ２８がピニオンピン２６を中心に回転（自転）することにより、左右両ホイールつまり左右両サイドギヤ３０の回転差を補正する。

この実施例に係る車両用動力伝達装置では、差動歯車装置２が、前記従来の構成と異なり、トランスミッション４と一体のギヤボックス６から分離されて、ＰＴＯ（パワートランスファーオフ）８内に設置されている。従って、ギヤボックス６の構造に制約されることがなく、仕様を共通化することができる。また、差動歯車装置２の潤滑は、トランスミッション４の種類によらず常にギヤオイルなので、一定の性能を得ることができる。さらに、摩耗粉による悪影響も最小限に押さえることができる。

図３および図４は、第２の実施例に係る車両用動力伝達装置およびこの車両用動力伝達装置に設けられている差動歯車装置をそれぞれ示す図であり、この実施例の差動歯車装置は、前記第１実施例の差動歯車装置と内部の構成は同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、相違する部分についてだけ説明する。

この実施例の構成では、差動歯車装置２からの出力を、カウンターシャフト３８を介してＰＴＯ８に伝達するようになっている。つまり、差動歯車装置２のハウジング１０の外周に形成した出力ギヤ１０Ｂａに、ＰＴＯ８のカウンターシャフト３８に設けられたギヤ３８ａが噛み合っており、プラネタリギヤ式デフ１４のインターナルギヤ１６からの出力を、このカウンターシャフト３８のベベルギヤ３８ｂを介してＰＴＯ８に伝達するようになっている。

この実施例でも、車両用差動歯車装置２を、従来のようなトランスミッションのギヤボックス内ではなく、ＰＴＯ８内に設置しているので、前記第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。

車両用動力伝達装置の全体の構成を簡略化して示す概略構成図である。（実施例１）前記車両用動力伝達装置に設けられた差動歯車装置の縦断面図である。車両用動力伝達装置の全体の構成を簡略化して示す概略構成図である。（実施例２）前記車両用動力伝達装置に設けられた差動歯車装置の縦断面図である。従来の車両用動力伝達装置の構成を簡略化して示す概略構成図である。前記車両用動力伝達装置に設けられた差動歯車装置の縦断面図である。

符号の説明

４トランスミッション
６ギヤボックス
８ＰＴＯ（パワートランスファーオフ）
１０ハウジング
１２左右輪用のデフ（ベベルギヤ式フロントデフ）
１４センターデフ（プラネタリギヤ式センターデフ）

Claims

センターデフと左右輪用のデフを一体化してハウジング内に収容した差動歯車装置を、ＰＴＯの内部に設置したことを特徴とする車両用動力伝達装置。
前記差動歯車装置は、プラネタリギヤ式センターデフとベベルギヤ式フロントデフとを一体化したツインデフであることを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
前記差動歯車装置のハウジングに設けたリングギヤを介して前記ＰＴＯに出力を伝達することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
前記差動歯車装置からカウンターシャフトを介して前記ＰＴＯに出力を伝達することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用動力伝達装置。