JP2006117075A - 車両用動力伝達装置および四輪駆動車用動力伝達装置 - Google Patents

車両用動力伝達装置および四輪駆動車用動力伝達装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 横置型のエンジン、変速機、その変速機からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪へ伝達する差動歯車装置を一体的に備える動力伝達装置において、その軸方向寸法を短縮して可及的に小型に構成した動力伝達装置を提供する。
【解決手段】 横置型のエンジン１４と、そのエンジン１４の出力が入力される変速機２４と、その変速機２４からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪５０、５０へ伝達する差動歯車装置３０とを備え、車両前後方向Ａにおいてその差動歯車装置３０がエンジン１４よりも駆動輪５０側に配置された車両において、差動歯車装置３０のリングギヤ２８から上記変速機２４の出力軸２５に結合された出力ギヤ２６までの動力伝達要素が、車両前後方向Ａに一列に配置されていることから、車幅方向すなわち軸心方向の寸法が短縮される。
【選択図】 図１

Description

本発明はエンジン横置型の車両用或いは四輪駆動車用動力伝達装置に係り、特に、その軸方向寸法を短縮する技術に関するものである。
エンジンのクランク軸と同心に位置する変速機の入力軸の軸心方向に直交する径方向、すなわち横置型エンジンを有する車両では車両前後方向の一方の側に差動歯車装置およびトランスファが設けられた形式の車両がある。このような車両では、エンジンとそれに固定されたトランスアクスルとはエンジンマウントなどによって弾性的に支持されているが、クランク軸回りの重量が不均一であることから、振動やノイズが発生し易くなり、所謂ＮＶ性能が低下するという問題があった。
これに対し、特許文献１に記載されているように、差動歯車装置をエンジンよりも前方側に位置させる一方で、トランスファ（動力分配装置）をエンジンよりも後方側に位置させることで、上記クランク軸回りの重量配分を平均化した四輪駆動車の動力伝達装置が提案されている。
特開平３−２８４４２７号公報
ところで、上記のような従来の四輪駆動車の動力伝達装置は、差動歯車装置を駆動する動力を取り出すための第１中間ドライブ歯車が変速機出力軸に固定されるとともに、トランスファを駆動する動力を取り出すためのトランスファドライブ歯車もその変速機出力軸に並列的に固定され、差動歯車装置を駆動するための動力伝達経路とトランスファを駆動するための動力伝達経路とが変速機出力軸から複列に設けられるため、動力伝達装置の小型化に関して改善の必要があった。また、上記従来の四輪駆動車の動力伝達装置は、変速機の入力軸と出力軸とがクランク軸と同心となるように構成されているので、たとえば平行２軸形式に代表されるの手動変速機には適合できないという不都合があった。
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、横置型のエンジンとそのエンジンの出力が入力される変速機とその変速機からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪へ伝達する差動歯車装置とを一体的に備える動力伝達装置において、その軸方向寸法を短縮して可及的に小型に構成した動力伝達装置を提供することにある。
かかる目的を達成するための請求項１に係る発明の要旨とするところは、横置型のエンジンと、そのエンジンの出力が入力される変速機と、その変速機からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪へ伝達する差動歯車装置とを備え、車両前後方向においてその該差動歯車装置が前記エンジンよりも駆動輪側に配置された車両において、前記差動歯車装置のリングギヤから上記変速機の出力軸に結合された出力ギヤまでの動力伝達要素を、車両前後方向に一列に配置したことにある。
また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、前記請求項１に係る発明において、前記出力ギヤは前記差動歯車装置のリングギヤと直接噛み合うものであることにある。
また、前記目的を達成するための請求項３に係る発明の要旨とするところは、横置型のエンジンと、そのエンジンの出力が入力される変速機と、その変速機からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪へ伝達する差動歯車装置と、他の駆動輪へ伝達するための車両前後方向の伝達軸に上記変速機からの出力を伝達する動力分配装置とを備え、車両前後方向においてその変速機が上記差動歯車装置とその動力分配装置との間に配置された形式の四輪駆動車用動力伝達装置において、前記差動歯車装置のリングギヤから前記動力分配装置に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤまでの動力伝達要素を、車両前後方向において一列に配置したことにある。
また、請求項４に係る発明の要旨とするところは、前記請求項３に係る発明において、前記差動歯車装置のリングギヤと、前記動力分配装置に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤと、前記変速機の出力軸に結合された出力ギヤとが、車両前後方向において一列に配置されていることにある。
また、請求項５に係る発明の要旨とするところは、前記請求項４に係る発明において、前記出力ギヤは、前記差動歯車装置のリングギヤと直接噛み合うとともに、前記トランスファドライブギヤと中間ギヤを介して噛み合うように配設されていることにある。
また、請求項６に係る発明の要旨とするところは、前記請求項４に係る発明において、前記出力ギヤは、前記トランスファドライブギヤと中間ギヤを介して噛み合い、該トランスファドライブギヤは、トランスファドライブシャフトを介して前記動力分配装置に連結されていることにある。
請求項１に係る発明によれば、横置型のエンジンと、そのエンジンの出力が入力される変速機と、その変速機からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪へ伝達する差動歯車装置とを備え、車両前後方向においてその差動歯車装置が前記エンジンよりも駆動輪側に配置された車両において、前記差動歯車装置のリングギヤから上記変速機の出力軸に結合された出力ギヤまでの動力伝達要素が、車両前後方向に一列に配置されていることから、車幅方向すなわち軸心方向の寸法が短縮される。
また、請求項２に係る発明によれば、前記出力ギヤは、前記差動歯車装置のリングギヤと直接噛み合うように配設されているので、差動歯車装置を駆動するための中間歯車や中間軸が不要となるので部品点数が少なくなり、動力伝達装置が小型となる。
また、請求項３に係る発明によれば、横置型のエンジンと、そのエンジンの出力が入力される変速機と、その変速機からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪へ伝達する差動歯車装置と、他の駆動輪へ伝達するための車両前後方向の伝達軸に上記変速機からの出力を伝達する動力分配装置とを備え、車両前後方向においてその変速機が上記差動歯車装置とその動力分配装置との間に配置された形式の四輪駆動車用動力伝達装置において、前記差動歯車装置のリングギヤから前記動力分配装置に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤまでの動力伝達要素が、車両前後方向において一列に配置されていることから、車幅方向すなわち軸心方向の寸法が短縮される。
また、請求項４に係る発明によれば、前記差動歯車装置のリングギヤと、前記動力分配装置に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤと、前記変速機の出力軸に結合された出力ギヤとが、車両前後方向において一列に配置されているので、一層、車幅方向すなわち軸心方向の寸法が短縮される。
また、請求項５に係る発明によれば、前記出力ギヤは、前記差動歯車装置のリングギヤと直接噛み合うとともに、前記トランスファドライブギヤと中間ギヤを介して噛み合うように配設されているので、差動歯車装置を駆動するための中間歯車や中間軸が不要となるので部品点数が少なくなり、動力伝達装置が小型となる。
また、請求項６に係る発明によれば、前記出力ギヤは、前記トランスファドライブギヤと中間ギヤを介して噛み合い、該トランスファドライブギヤは、トランスファドライブシャフトを介して前記動力分配装置に連結されていることから、その動力分配装置は、軸心方向において前記出力ギヤの位置に拘わらず所望の位置に配置されるので、プロペラシャフトを始めとする駆動系全体の設計自由度が高められる利点がある。
ここで、前記請求項１に係る発明思想は、車両前後方向において差動歯車装置がエンジンよりも駆動輪側に配置された車両において、前記差動歯車装置のリングギヤから前記変速機の出力軸に結合された出力ギヤまでの動力伝達要素を、車両前後方向に一列に配置したことを特徴とするであることから、車両用動力伝達装置は、四輪駆動車用動力伝達装置のみならず、二駆動車用動力伝達装置にも適用される。たとえば、エンジン前置きの前輪駆動（フロントエンジン・フロントドライブ、ＦＦ）車両、エンジン後置きの後輪駆動（リヤエンジン・リヤドライブ、ＲＲ）車両、エンジン中置きの後輪駆動（ミッドシップエンジン・リヤドライブ、ＭＲ）車両などに適用される。これらの車両は、差動歯車装置がエンジンよりも駆動輪側すなわち車両前端側或いは後端側に配置された車両であればよく、たとえば、ＦＦ車両では差動歯車装置がエンジンよりも前方駆動輪側であり、ＲＲ車両では、差動歯車装置がエンジンよりも後方駆動輪側であるからである。この場合、駆動輪とは、主駆動輪、或いはトランスアクスルに一体的に設けられた差動歯車装置により駆動される駆動輪である。
前記エンジンは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンに代表される内燃機関である。前記変速機は、手動操作力により変速が行われる手動変速機、自動的に変速が行われる有段式遊星歯車型自動変速機、或いはベルト式無段変速機などの何れであってもよい。
前記動力伝達要素は、回転軸間で動力を伝達する機械要素、たとえば歯車、伝動チェイン、伝動ベルトなどである。前記車両前後方向に一列に配置とは、回転軸の径方向に一列という意味であり、平面図において、車両前後方向に１直線上に上記動力伝達要素が配列している状態である。
請求項１の差動歯車装置のリングギヤから前記変速機の出力軸に結合された出力ギヤまでの動力伝達要素とは、そのリングギヤと出力ギヤとが直接噛み合う場合はそれらの２つのギヤであるが、そのリングギヤと出力ギヤとが中間歯車や伝動チェイン或いは伝動ベルトを介して差動的に連結される場合は、差動歯車装置のリングギヤおよび出力ギヤの他に、中間歯車、伝動チェイン或いは伝動ベルトなどが含まれる。
請求項３の差動歯車装置のリングギヤから前記動力分配装置に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤまでの動力伝達要素とは、それらリングギヤおよびトランスファドライブギヤだけでなく、それらの間に介挿される出力ギヤおよび中間歯車が含まれるとともに、上記の同様に、場合によっては伝動チェイン或いは伝動ベルトなどが含まれる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である四輪駆動車両１０に搭載された動力伝達装置１２の要部を示す平面図である。この動力伝達装置１２は、長手方向が車幅方向となるように搭載された横置型エンジン１４と、そのエンジン１４の１端面に一体的に固定されたトランスアクスル１６とを備えている。このトランスアクスル１６は、入力軸１８がクラッチ２０を介してエンジン１４のクランク軸２２に連結された変速機２４と、その変速機２４の出力軸２５に固定された出力ギヤ２６と噛み合う大径のリングギヤ２８を有する差動歯車装置３０と、出力ギヤ２６からの動力が中間歯車３２を介して入力されるトランスファドライブギヤ３４と、そのトランスファドライブギヤ３４が一端部に固定されたトランスファ駆動軸３６の回転を車両前後方向Ａの回転軸心を有する後方出力軸３８の回転に変換する動力分配機（トランスファ）４０とを備えている。
上記クランク軸２２とクラッチ２０と入力軸１８は同心に配置されている。また、前記動力分配機４０は、トランスファ駆動軸３６の他端部と後方出力軸３８の軸端にそれぞれ固定された、互いに噛み合うハイポイドギヤを有する一対の傘歯車４２と４４から構成されている。
一対の前方駆動輪５０、５０は、一対の車軸５２、５２を介して上記差動歯車装置３０に連結され、一対の後方駆動輪５４、５４は一対の車軸５６、５６、後方差動歯車装置５８、プロペラシャフト６０を介して前記動力分配機４０に連結されている。これにより、エンジン１４のクランク軸２２から出力された回転は、クラッチ２０、変速機２４、差動歯車装置３０を介して一対の前方駆動輪５０、５０へ伝達されるとともに、上記クラッチ２０、変速機２４、動力分配機４０、プロペラシャフト６０、後方差動歯車装置５８、一対の車軸５６、５６を介して一対の後方駆動輪５４、５４へ伝達されるようになっている。
図２は、上記トランスアクスル１６の要部を拡大して示す図である。図２は軸心間においてその軸心を通過する断面を示す展開図であるが、変速機２４内はほぼ垂直方向の断面であり、変速機２４とエンジン１４との間はほぼ水平方向の断面を示している。図２の上下方向は車両前後方向Ａであり、図２の左右方向は車幅方向である。図３は、上記変速機２４内の構成をトランスアクスル１６のほぼ垂直方向の断面で説明する骨子図である。
本実施例では、上記変速機２４は、良く知られた平行２軸式の常時噛合型同期歯車式手動変速機であり、ハウジング７８により回転可能に支持された、互いに平行な入力軸１８および出力軸２５を備えている。図３に詳しく示すように、これら入力軸１８および出力軸２５には、ギヤ比（歯数比）が順次異なり且つ互いに噛み合う６対のギヤ８０ａおよび８０ｂ、８２ａおよび８２ｂ、８４ａおよび８４ｂ、８６ａおよび８６ｂ、８８ａおよび８８ｂ、９０ａおよび９０ｂが設けられ、３つの同期装置９２、９４、９６のいずれかの操作に応じて選択的された１つのギヤ対が入力軸１８および出力軸２５を作動的に連結し、そのギヤ対に応じた６種類のいずれかの変速比γ（＝入力軸１８の回転速度／出力軸２５の回転速度）で動力を伝達する。
前記差動歯車装置３０も、良く知られたものであり、リングギヤ２８とともに回転する容器状の回転体１００内には、回転軸心に対して直交する方向の軸心回りに一対のピニオン１０２がピン１０４によって回転可能に支持され、その回転軸心まわりに回転可能に設けられた一対のサイドギヤ１０６がそれらピニオン１０２にそれぞれ噛み合わされている。それら一対のサイドギヤ１０６は、前記一対の車軸５２の軸端にそれぞれスプライン嵌合されることにより連結されるようになっている。
図４は、動力伝達装置１２が車両１０に搭載された状態における回転軸およびギヤの相対位置関係説明するための図であり、エンジン１４と変速機２４との間の切断断面における各動力伝達要素の位置関係の要部を変速機２４側から見た図を示している。図４において、エンジン１４とそれに固定されたトランスアクスル１６とを備える動力伝達装置１２は、ダッシュパネル１１０、フロントフード１１２、図示しない一対のフロントフェンダーなどにより囲まれたエンジンルーム１１４内に収容される。
図１乃至図４に示すように、本実施例の動力伝達装置１２では、差動歯車装置３０が車両前後方向Ａにおいてエンジン１４或いは変速機２４よりも主駆動輪として機能する前方駆動輪５０側に配置されている。換言すれば、車両前後方向Ａにおいて、エンジン１４或いは変速機２４が差動歯車装置３０と動力分配装置４０との間に配置されている。回転軸心の相対関係で言えば、車両前後方向Ａでは、リングギヤ２８、出力ギヤ２６、中間ギヤ３２、トランスファドライブギヤ３４の順で車両の前部から後部へ向かって位置させられており、上下方向では、リングギヤ２８は出力ギヤ２６と中間ギヤ３２との間に位置させられ、トランスファドライブギヤ３４も出力ギヤ２６と中間ギヤ３２との間に位置させらてている。リングギヤ２８は中間ギヤ３２よりも大径であるので、これにより最低地上高が確保されている。
また、図１乃至図４に示すように、クランク軸２２、入力軸１８、出力軸２５に固定された出力ギヤ２６、差動歯車装置３０のリングギヤ２８、中間ギヤ３２、トランスファ駆動軸３６に固定されたトランスファドライブギヤ３４は、互いに平行な車幅方向の回転軸心まわりに回転させられるように配置されている。また、リングギヤ２８と、それに噛み合う出力ギヤ２６と、それに噛合う中間ギヤ３２と、それに噛み合うトランスファドライブギヤ３４は、車両前後方向Ａすなわち図において上記回転軸心に直交する（径）方向において、一直線に沿って一列に配置されている。
上述のように、本実施例によれば、横置型のエンジン１４と、そのエンジン１４の出力が入力される変速機２４と、その変速機２４からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪５０、５０へ伝達する差動歯車装置３０とを備え、車両前後方向Ａにおいてその差動歯車装置３０がエンジン１４よりも駆動輪５０側に配置された車両において、差動歯車装置３０のリングギヤ２８から上記変速機２４の出力軸２５に結合された出力ギヤ２６までの動力伝達要素が、車両前後方向Ａに一列に配置されていることから、車幅方向すなわち軸心方向の寸法が短縮される。また、差動歯車装置３０がエンジン１４よりも駆動輪側に配置されているので、差動歯車装置３０が変速機２４の下側に配置される場合などに比較して動力伝達装置１２の全高が低くなり、エンジンルーム１１４内への収容が容易となる。
また、本実施例によれば、出力ギヤ２６は、差動歯車装置３０のリングギヤ２８と直接噛み合うように配設されているので、差動歯車装置３０を駆動するための中間歯車や中間軸が不要となるので部品点数が少なくなり、動力伝達装置１２が小型となる。
また、本実施例によれば、横置型のエンジン１４と、そのエンジン１４の出力が入力される変速機２４と、その変速機２４からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪５０、５０へ伝達する差動歯車装置３０と、他の駆動輪５４、５４へ伝達するための車両前後方向Ａの後方出力軸（伝達軸）３８に上記変速機２４からの出力を伝達する動力分配装置４０とを備え、車両前後方向Ａにおいてその変速機２４が上記差動歯車装置３０とその動力分配装置４０との間に配置された形式の四輪駆動車用動力伝達装置１２において、差動歯車装置３０のリングギヤ２８から動力分配装置４０に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤ３４までの動力伝達要素が、車両前後方向Ａにおいて一直線に沿って一列に配置されていることから、車幅方向すなわち軸心方向の寸法が短縮される。また、差動歯車装置がエンジンよりも駆動輪側に配置されているので、差動歯車装置３０が変速機２４の下側に配置される場合などに比較して動力伝達装置の全高が低くなり、エンジンルーム内への収容が容易となる。
また、本実施例によれば、差動歯車装置３０のリングギヤ２８と、動力分配装置４０に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤ３４と、変速機２４の出力軸２５に固定された出力ギヤ２６とが、車両前後方向Ａにおいて一列に配置されているので、一層、車幅方向すなわち軸心方向の寸法が短縮される。
また、本実施例によれば、出力ギヤ２６は、トランスファドライブギヤ３４と中間ギヤ３２を介して噛み合い、そのトランスファドライブギヤ３４は、トランスファドライブシャフト３６を介して動力分配装置４０の入力側傘歯車４２に連結されているので、その動力分配装置４０は、軸心方向において出力ギヤ２６の位置に拘わらず所望の位置に配置される利点がある。
図５は、変速機２４の出力軸２５の位置が前述の実施例とは異なる他の実施例の回転軸およびギヤの相対位置関係を、図４と同様に示している。本実施例の変速機２４は、たとえばベルト式無段変速機で構成されるものであり、その出力軸２５は差動歯車装置３０の回転軸心の上方且つクランク軸１８の回転軸心の前方に位置している。また、中間ギヤ３２は差動歯車装置３０のリングギヤ２８を介して出力ギヤ２６と作動的に連結されている。したがって、変速機２４の出力は、出力ギヤ２６、リングギヤ２８、中間ギヤ３２、トランスファドライブギヤ３４、トランスファドライブシャフト３６を介して動力分配装置４０の入力側傘歯車４２に伝達される。本実施例においても、差動歯車装置３０のリングギヤ２８と、動力分配装置４０に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤ３４と、変速機２４の出力軸２５に固定された出力ギヤ２６とが、車両前後方向Ａにおいて一列に配置されているので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
なお、前記図４或いは図５の実施例において、トランスファドライブギヤ３４を除去すると同時に、中間ギヤ３２のシャフトに上記動力分配装置４０の入力側傘歯車４２を設けてもよい。この実施例は、中間ギヤ３２を除去すると同時に、トランスファドライブギヤ３４を直接リングギヤ２８とかみ合わせることにより構成したということもできる。このような場合には、リングギヤ２８が直接トランスファドライブシャフト３６を回転駆動することになって一層部品点数が少なくなり、動力伝達装置が小型となる。また、リングギヤ２８と噛み合う第１のカウンタギヤが第２、第３のカウンタギヤを介してトランスファドライブギヤ３４を駆動するようにしてもよい。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。すなわち、上述したのはあくまでも本発明の一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
本発明の一実施例である車両用動力伝達装置を備えた車両要部の概略をしめす平面図である。 図１の車両用動力伝達装置の要部を拡大して説明する図である。 図２の変速機内の歯車の構成を説明する骨子図である。 図１の動力伝達装置の断面における回転軸およびギヤの相対位置関係を説明する断面図である。 本発明の他の実施例の動力伝達装置の断面における回転軸およびギヤの相対位置関係を説明する断面図であって、図４に相当する図である。
符号の説明
１２：動力伝達装置
１４：エンジン
２４：変速機
２５：出力軸
２６：出力ギヤ（動力伝達要素）
２８：リングギヤ（動力伝達要素）
３０：差動歯車装置
３２：中間ギヤ（動力伝達要素）
３４：トランスファドライブギヤ（動力伝達要素）
３６：トランスファドライブシャフト
４０：動力分配装置

Claims (6)

  1. 横置型のエンジンと、該エンジンの出力が入力される変速機と、該変速機からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪へ伝達する差動歯車装置とを備え、車両前後方向において該差動歯車装置が該エンジンよりも駆動輪側に配置された車両において、
    前記差動歯車装置のリングギヤから前記変速機の出力軸に結合された出力ギヤまでの動力伝達要素を、車両前後方向に一列に配置したことを特徴とする車両用動力伝達装置。
  2. 前記出力ギヤは前記差動歯車装置のリングギヤと直接噛み合うものである請求項１の車両用動力伝達装置。
  3. 横置型のエンジンと、該エンジンの出力が入力される変速機と、該変速機からの出力を差動を許容しつつ左右一対の駆動輪へ伝達する差動歯車装置と、他の駆動輪へ伝達するための車両前後方向の伝達軸に該変速機からの出力を伝達する動力分配装置とを備え、車両前後方向において該変速機が該差動歯車装置と該動力分配装置との間に配置された形式の四輪駆動車用動力伝達装置において、
    前記差動歯車装置のリングギヤから前記動力分配装置に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤまでの動力伝達要素を、車両前後方向において一列に配置したことを特徴とする四輪駆動車用動力伝達装置。
  4. 前記差動歯車装置のリングギヤと、前記動力分配装置に動力を伝達するためのトランスファドライブギヤと、前記変速機の出力軸に結合された出力ギヤとが車両前後方向において一列に配置されていることを特徴とする請求項３の四輪駆動車用動力伝達装置。
  5. 前記出力ギヤは前記差動歯車装置のリングギヤと直接噛み合うとともに、前記トランスファドライブギヤと中間ギヤを介して噛み合うものである請求項４の四輪駆動車用動力伝達装置。
  6. 前記出力ギヤは、前記トランスファドライブギヤと中間ギヤを介して噛み合い、該トランスファドライブギヤは、トランスファドライブシャフトを介して前記動力分配装置に連結されている請求項４の四輪駆動車用動力伝達装置。
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