JP2007030667A - 駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動システムの全体的なコンパクト化を図り、駆動システムのバランスを向上することを可能とする。
【解決手段】 エンジン３と減速機構とフロントデフ７とエンジン３からの車軸１７，１９へ伝達される駆動トルクを断続するクラッチ９とを備えた駆動システム１であって、フロントデフ７とクラッチ９とを車幅方向に並列配置し、フロントデフ７とクラッチ９の一方とエンジン３とを半径方向に臨んで配置し、エンジン３と半径方向に臨んで配置されるクラッチ９は、支持キャリヤに対して分割固定されるカバー部材内に配置したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の駆動システムに関する。

従来、原動機（電動モータ）と減速機構（減速ギヤ）とデフ（デファレンシャル装置）と原動機からデフへ伝達される駆動トルクを断続するクラッチからなる駆動システムが開示されている。この駆動システムでは、デフとクラッチとが車軸上に配置され、クラッチ切断時の減速機構の連れ回りが防止されている。

しかし、デフとクラッチとが半径方向にオーバーラップしているので、システムが大径になっていた。また、モータがでデフ及びクラッチから軸方向に突出配置されるので、車幅方向のバランスが良くなかった。

特開２００３−８０９６２号公報

解決しようとする問題点は、システムが大径になり、また車幅方向のバランスが良くないという点である。

本発明は、駆動システムの全体的なコンパクト化を図り、駆動システムのバランスを向上するため、デファレンシャル装置とクラッチとを車幅方向に並列配置し、デファレンシャル装置とクラッチの一方と原動機とを半径方向に臨んで配置したことを最も主要な特徴とする。

本発明の駆動システムは、デファレンシャル装置とクラッチとを車幅方向に並列配置し、デファレンシャル装置とクラッチの一方と原動機とを半径方向に臨んで配置したため、デフ（デファレンシャル装置）とクラッチを車幅方向に並列配置することで、外径側への張り出しを抑制することができる。また、デフとクラッチの一方と原動機とを半径方向に臨んで配置することで、原動機のみを車幅方向に張り出すことを抑制し、駆動システムの取付バランスを向上することができる。さらに、トルク伝達装置を車幅方向にコンパクトに配置できる。

駆動システムの全体的なコンパクト化を図り、駆動システムのバランスを向上するという目的を、各部の配置を工夫して実現した。

図１，図２は、本発明の実施例１に係り、図１は、ＦＦ（フロントエンジン、フロントドライブ）二輪駆動車のスケルトン平面図、図２は、トルク伝達装置のスケルトン断面図である。

図１のように、本発明の実施例１に係る駆動システム１は、原動機としてのエンジン３と減速機構５とフロントデフ（デファレンシャル装置）７とエンジン３から車軸１７，１９へ伝達される駆動トルクを断続するクラッチ９とを備えている。前記減速機構５とデフ７とクラッチ９とは、トルク伝達装置１１として構成されている。前記トルク伝達装置１１は、前輪１３，１５側の車軸１７，１９間に配置されている。

そして、フロントデフ７とクラッチ９とを車幅方向に並列配置し、フロントデフ７とクラッチ９の一方、本実施例ではクラッチ９と原動機であるエンジン１とを半径方向に臨んで配置している。

前記エンジン３の駆動トルクは、トランスミッション２１を介してトルク伝達装置１１へ入力されるようになっている。なお、後輪２３，２５は、従動車輪となっている。

従って、エンジン３から出力されたトルクは、トランスミッション２１からトルク伝達装置１１へ伝達される。トルク伝達装置１１からは、クラッチ９の接続状態に応じて左右の車軸１７，１９を介して左右の前輪１３，１５へトルク伝達が行われる。

図２のように、前記トルク伝達装置１１は、支持キャリヤ２７内に、減速機構５とフロントデフ７とクラッチ９とを収容支持している。減速機構５、フロントデフ７、及びクラッチ９は、協働作用によってトランスミッション２１から一対の車軸１７，１９へトルク伝達を行うものである。

前記支持キャリヤ２７は、フロントデフ７側のキャリヤ本体２９と、クラッチ９側のカバー部材であるキャリヤカバー部３１との構成になっている。

前記キャリヤ本体２９は、トランスミッション２１のケース３３側に締結固定され、キャリヤカバー部３１は、キャリヤ本体２９に締結固定される構成となっている。キャリヤ本体２９内に空間３５が形成され、例えばギヤオイルが収容されている。キャリヤカバー部３１内には、空間３７が形成され、例えばトランスミッションオイルが収容されている。

前記キャリヤ本体２９の隔壁３９には軸支持部４１が一体に設けられている。前記キャリヤカバー部３１は、前記軸支持部４１の外周側で隔壁３９にボルトなどにより締結固定されている。

前記フロントデフ７は、前記空間３５内に配置され、外殻を形成するデフケース４３の左右ボス部４５，４７がテーパーローラーベアリング４９，５１によって、キャリヤ本体２９側に回転自在に支持されている。

前記ボス部４７には、結合中空軸部５３が延長して一体に設けられている。結合中空軸部５３は、軸支持部４１を貫通して、空間３７側に延出している。結合中空軸部５３と軸支持部４１との間には、シール５５が介設されている。

前記デフケース４３には、平歯車のリングギヤ５７が設けられている。リングギヤ５７は、ピニオンギヤ５９に噛み合って減速機構５を構成し、ピニオンギヤ５９は入力回転部材である伝動軸６１に設けられている。伝動軸６１は、軸受６３などによって回転自在に支持され、フロントデフ７の回転軸心に平行に配置されている。

前記デフケース４３内には、ピニオンシャフト６５によってピニオンギヤ６７が回転自在に支持されている。ピニオンギヤ６７には、左右サイドギヤ６９，７１が噛み合っている。

前記サイドギヤ６９には、車軸１７の結合軸７３の一端部がスプライン結合されている。結合軸７３は、前記キャリヤ本体２９外から挿入されている。結合軸７３は、キャリヤ本体２９外から挿入できるようにサイドギヤ６９のスプライン結合部に向かって漸次小径となる段付き状に形成されている。結合軸７３には、フランジ部７５が設けられ、フランジ部７５は車軸７の本体側に等速ジョイントを介して結合されている。

前記サイドギヤ７１には、車軸１９の結合軸７７の一端部がスプライン結合されている。サイドギヤ７１には、結合軸７７の端部において、シールが嵌め込まれ、サイドギヤ７１のボス部とデフケース４３のボス部４７との間には、シール７９が介設されている。

前記結合軸７７は、前記結合軸７３よりも長く形成され、前記キャリヤカバー部３１側から挿入されている。結合軸７７は、キャリヤカバー部３１側から挿入できるようにサイドギヤ７１のスプライン結合部に向かって漸次小径となる段付き状に形成されている。結合軸７７には、フランジ部８１が設けられ、フランジ部８１は車軸１９の本体側に等速ジョイントを介して結合されている。

前記結合軸７３及びキャリヤ本体２９間、前記結合軸７７及びキャリヤカバー部３１間に、シール８３，８５がそれぞれ介設されている。シール８３，８５の外側に隣接して、結合軸７３，７７にダストカバーが取り付けられている。

前記クラッチ９は、例えばアクチュエータ８６として電磁ソレノイドを用いた電磁カップリングで構成され、前記フロントデフ７の差動制限機構となり、デフケース４３及び結合軸７７間の差動制限をする構成となっている。

前記クラッチ９は、カップリングケース８７を備えている。前記カップリングケース８７は、一端側ボス部８９が、前記デフケース４３の結合中空軸部５３端部にスプライン係合している。

前記アクチュエータ８６は、前記キャリヤカバー部３１側に嵌合支持されている。アクチュエータ８６の内周と、前記結合軸７７の外周との間には、ボールベアリング９１が介設されている。アクチュエータ８６は、キャリヤカバー部３１側に回転不能に係合し、車体側の電源及びコントローラに対して、ハーネスを介し電気的に接続されている。

前記カップリングケース８７及びクラッチハブ９３間に、前記アクチュエータ８６で締結制御されるクラッチ機構が備えられている。

前記減速機構５側からトルクが入力されると、デフケース４３からピニオンシャフト６５、ピニオンギヤ６７を介して、サイドギヤ６９，７１に等しくトルク伝達が行われる。サイドギヤ６９，７１からは、左右車軸１７，１９の結合軸７３，７７にトルク出力が行われ、左右車軸１７，１９から左右前輪１３，１５へトルク伝達が行われる。

左右前輪１３，１５間に差動回転を生じると、左右車軸１７，１９の結合軸７３，７７間に差動回転を生じ、この差動回転が左右サイドギヤ６９，７１を介して、ピニオンギヤ６７に伝達され、ピニオンギヤ６７の自転によって差動回転が許容される。

従って、デフケース４３から左右車軸１７，１９へ差動回転を許容しながら、トルク伝達を行うことができる。

悪路走行などにおいては、アクチュエータ８６の制御によって、クラッチ９を締結制御すると、カップリングケース８７、クラッチハブ９３を介して、デフケース４３、結合軸７７間の相対回転を制限することができる。この相対回転の制限によって、結合軸７３，７７間の差動回転が制限され、左右前輪１３，１５間の差動制限を行うことができる。

前記フロントデフ７は、空間３５側においてリングギヤ５７等と共にギヤオイルの潤滑環境にある。すなわち、デフケース４３、リングギヤ５７の回転によって飛散するギヤオイルが、デフケース４３の開口等からデフケース４３内部に浸入し、サイドギヤ６９，７１、ピニオンギヤ６７等を潤滑する。

前記クラッチ９は、空間３７内において、トランスミッションオイルによる潤滑環境となっている。従って、カップリングケース８７が回転することに起因して各部を潤滑することができる。

以上、本発明の実施例１では、フロントデフ７とクラッチ９とを車幅方向に並列配置し、フロントデフ７とクラッチ９の一方、例えばクラッチ９とエンジン３とを半径方向に臨んで配置したため、フロントデフ７とクラッチ９を車幅方向に並列配置することで、外径側への張り出しを抑制することができる。また、フロントデフ７とクラッチ９の一方であるクラッチ９とエンジン３とを半径方向に臨んで配置することで、エンジン３のみを車幅方向に張り出すことを抑制し、駆動システム１の取付バランスを向上することができる。さらに、トルク伝達装置１１を車幅方向にコンパクトに配置できる。

また、前記エンジン３と半径方向に臨んで配置されるクラッチ９は、支持キャリヤ２７に対して分割固定されるキャリヤカバー部３１内に配置されたため、内部の機構（クラッチ９）の組み付け又は分解交換が容易な構造を採用できる。

なお、フロントデフ７とクラッチ９の一方であるフロントデフ７とエンジン３とを半径方向に臨んで配置することもできる。この場合、キャリヤカバー部３１内にフロントデフ７を配置することができ、フロントデフ７の組み付け又は分解交換が容易な構造を採用できる。

図３，図４は、実施例２に係り、図３は四輪駆動車のスケルトン平面図、図４はトルク伝達装置のスケルトン断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、実施例１と共通または対応する構成部分には同符号または同符号にＡを付して説明する。

本実施例では、クラッチ９Ａを断続機構として構成したものである。まず、図３のように、エンジン３は、左右の前輪１３，１５を駆動し、電動モータ９５が左右の車軸２４，２６を介して後輪２３，２５を駆動する構成となっている。

前記エンジン３の出力はトランスミッション２１を介して、フロントデフ７に入力されるようになっている。フロントデフ７には、左右の車軸１７，１９を介して、前輪１３，１５が連動連結されている。

前記電動モータ９５は、駆動システム１Ａの原動機として構成されている。駆動システム１Ａの支持キャリヤ２７Ａは、キャリヤ本体２９Ａと、キャリヤカバー部３１Ａとからなっている。

前記キャリヤ本体２９Ａは、第１のキャリヤ本体部９７、第２のキャリヤ本体部９９との分割構成であり、第１，第２のキャリヤ本体部９７，９９が相互にボルトナット等によって締結固定されている。第２のキャリヤ本体部９９には、キャリヤカバー部３１Ａ側に連通する開口１０１が設けられている。キャリヤカバー部３１Ａは、第２のキャリヤ本体部９９に対して、ボルト等によって締結固定されている。キャリヤ本体２９Ａ側に、空間３５Ａが形成され、キャリヤカバー部３１Ａ側に、空間３７Ａが形成されている。

前記キャリヤ本体２９Ａには、第１，第２の伝動軸１０３，１０５が配置され、第１の伝動軸１０３は、軸受１０７，１０９によって、キャリヤ本体２９Ａに回転自在に支持されている。軸受１０９の外側において、第１の伝動軸１０３と第２のキャリヤ本体部９９との間に、シール１１１が設けられている。第２の伝動軸１０５は、軸受１１３，１１５によって、キャリヤ本体２９Ａに回転自在に支持されている。

前記第１の伝動軸１０３には、減速機構５Ａの第１のギヤ１１７が設けられ、第２の伝動軸１０５には、第１のギヤ１１７よりも小径の同第２のギヤ１１９が設けられ、第２のギヤ１１９は第１のギヤ１１７及び減速機構５Ａを構成するリングギヤ１２１に噛み合っている。

前記電動モータ９５は、第２のキャリヤ本体部９９に対してボルト等によって締結固定され、第１の伝動軸１０３に連動連結されている。

従って、電動モータ９５を駆動すると、第１の伝動軸１０３によって第１のギヤ１１７が回転し、第１のギヤ１１７に噛み合う第２のギヤ１１９を介して、リングギヤ１２１にトルク伝達が行われる。

前記クラッチ９Ａは、カップリングケース８７Ａがボールベアリング９１Ａ，１２３によってキャリヤ本体２９Ａに回転自在に支持され、クラッチハブ９３Ａがカップリングケース８７Ａの内周側に相対回転可能に支持されている。

前記クラッチハブ９３Ａとカップリングケース８７Ａとの間には、シール１２５，１２７が介設され、クラッチ９Ａは、単体で密閉構造となっている。この密閉構造により、クラッチ９Ａ内部が空間３５Ａ，３７Ａから区画されている。空間３５Ａ，３７Ａは、前記開口１０１によって連通し、同一の潤滑環境状態となっている。空間３５Ａ及び３７Ａ内には、ギヤオイルが収容されている。

そして、本実施例２では、リヤデフ（デファレンシャル装置）１２９とクラッチ９Ａの一方であるリヤデフ１２９と原動機である電動モータ９５とを半径方向に臨んで配置させるとともに、減速機構５Ａとリヤデフ１２９とクラッチ９Ａの他方とが半径方向に臨んで配置され、リヤデフ１２９と連結する一方の車軸２４の結合軸７３が、クラッチ９Ａの軸心部を貫通している。

前記電動モータ９５は、コントローラ１３１によって制御されるようになっている。コントローラ１３１には、４ＷＤスイッチ、車速センサ、加速度センサ、ブレーキセンサ、スロットル開度センサ、左右回転輪差検出センサ、前後輪回転差検出センサ、操舵角センサなどの各種センサからの検出信号を入力するようになっている。

前記電動モータ９５には、コントローラ１３１を介し、モータジェネレータ（あるいはジェネレータ）１３３から給電されるようになっている。モータジェネレータ１３３は、ジェネレータとして発電によって電動モータ９５へ電力を供給し、またモータとしてエンジン３をアシスト駆動する。

通常走行時には、コントローラ１３１の制御により、電動モータ９５の駆動を停止して、後輪２３，２５側へのトルク伝達は行われない。エンジン３の駆動によってトランスミッション２１を介し、フロントデフ７にトルクが伝達される。

フロントデフ７からは、左右の車軸１７，１９を介して、左右の前輪１３，１５にトルク伝達が行われ、二輪駆動状態で走行することができる。

車両発進走行、車両加速走行時など、大きな駆動力が必要となるときは、コントローラ１３１により電動モータ９５が駆動される。従って、電動モータ９５の出力トルクが第１の伝動軸１０３、第１のギヤ１１７、第２のギヤ１１９、リングギヤ１２１を介して、クラッチ９Ａに入力される。

前記クラッチ９Ａのアクチュエータ８６が制御され、クラッチ９Ａが接続状態であるときは、カップリングケース８７Ａからクラッチハブ９３Ａへトルク伝達が行われ、クラッチハブ９３Ａからリヤデフ１２９のデフケース４３へトルク伝達が行われる。前記リヤデフ１２９からは、左右の車軸２４，２６の結合軸７３，７７へトルクが出力され、左右の車軸２４，２６から左右後輪２３，２５へトルク伝達が行われる。

従って、電動モータ９５のアシスト駆動によって、左右の後輪２３，２５へ差動回転を許容しながらトルク伝達を行うことができ、前輪１３，１５、後輪２３，２５での四輪駆動状態で発進走行等を行うことができる。

そして、本実施例でも、リヤデフ（デファレンシャル装置）１２９とクラッチ９Ａの一方であるリヤデフ１２９と原動機である電動モータ９５とを半径方向に臨んで配置させるとともに、減速機構５Ａとリヤデフ１２９とクラッチ９Ａの他方とが半径方向に臨んで配置されているため、トルク伝達装置１１Ａを車幅方向及び車両前後方向にコンパクト（スクエア状）に配置できる。従って、半径方向の大型化及び軸方向の大型化が抑制できるとともに、車両における駆動システムの搭載・配置のバランスが向上することで、車両走行時の振動を抑制することができる。

また、リヤデフ１２９と連結する一方の車軸２４の結合軸７３が、クラッチ９Ａの軸心部を貫通した構成となっているめ、他の伝達軸をデフ軸と平行して設けることがなく、車輪側へのトルク伝達ができる。

二輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 駆動システムのスケルトン断面図である（実施例１）。 四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例２）。 駆動システムのスケルトン断面図である（実施例２）。

符号の説明

１，１Ａ 駆動システム
３ エンジン（原動機）
５，５Ａ 減速機構
７ フロントデフ（デファレンシャル装置）
９，９Ａ クラッチ
９５ 電動モータ（原動機）
１２９ リヤデフ（デファレンシャル装置）

Claims (4)

1. 原動機と減速機構とデファレンシャル装置と原動機からの車軸へ伝達される駆動トルクを断続するクラッチとを備えた駆動システムであって、
   デファレンシャル装置とクラッチとを車幅方向に並列配置し、デファレンシャル装置とクラッチの一方と原動機とを半径方向に臨んで配置した
   ことを特徴とする駆動システム。
2. 請求項１記載の駆動システムであって、
   前記原動機と半径方向に臨んで配置されるデファレンシャル装置又はクラッチは、支持キャリヤに対して分割固定されるカバー部材内に配置された
   ことを特徴とする駆動システム。
3. 原動機と減速機構とデファレンシャル装置と原動機からの車軸へ伝達される駆動トルクを断続するクラッチとを備えた駆動システムであって、
   デファレンシャル装置とクラッチの一方と原動機とを半径方向に臨んで配置されるとともに、減速機構とデファレンシャル装置とクラッチの他方とが半径方向に臨んで配置された
   ことを特徴とする駆動システム。
4. 請求項３記載の駆動システムであって、
   前記デファレンシャル装置と連結する一方の車軸が、クラッチの軸心部を貫通する
   ことを特徴とする駆動システム。
   

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