JP2008110748A - ４輪駆動車の動力伝達構造 - Google Patents

Abstract

【課題】中間軸のセンタリング支持のための構造を簡単にすることを可能とする。
【解決手段】駆動入力を受け一対の前輪車軸２１，２３に差動回転可能に駆動力伝達を行うフロント・デファレンシャル装置１１と、フロント・デファレンシャル装置１１と前輪車軸２３との間を接続しフロント・デファレンシャル装置１１の駆動力出力を前輪車軸２３に伝達する中間軸３と、中間軸３の外周に配置されフロント・デファレンシャル装置１１への駆動入力を分配する動力分配機構１とを備え、中間軸３を、軸受け機構２５により車体側に支持したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、４輪駆動車の動力伝達構造に関する。

従来、４輪駆動車の動力伝達構造、特に動力分配機構周辺の構造として、特許文献１に記載のようなものがある。

この構造では、動力分配機構がフロント・デファレンシャル装置の一方のサイド・ギヤと一方の前輪車軸とを連結する中間軸の外周に配置され、中間軸が動力分配機構の分配ハウジングに対してセンタリング支持されていた。

このため、前記センタリング支持のためのハウジング構造や潤滑構造が複雑になるという問題があった。

特開２００５−２３３３７４号公報

解決しょうとする問題点は、中間軸のセンタリング支持のための構造が複雑になるという点である。

本発明は、中間軸のセンタリング支持のための構造を簡単にするため、駆動入力を受け一対の車軸に差動回転可能に駆動力伝達を行うデファレンシャル装置と、前記デファレンシャル装置と車軸との間を接続しデファレンシャル装置の駆動力出力を車軸に伝達する中間軸と、前記中間軸の外周に配置され前記デファレンシャル装置への駆動入力を分配する動力分配機構とを備え、前記中間軸を、軸受け機構により車体側に支持したことを最も主要な特徴とする。

本発明の４輪駆動車の動力伝達構造では、駆動入力を受け一対の車軸に差動回転可能に駆動力伝達を行うデファレンシャル装置と、前記デファレンシャル装置と車軸との間を接続しデファレンシャル装置の駆動力出力を車軸に伝達する中間軸と、前記中間軸の外周に配置され前記デファレンシャル装置への駆動入力を分配する動力分配機構とを備え、前記中間軸を、軸受け機構により車体側に支持したため、中間軸のセンタリング支持のための構造を簡単にすることができる。

中間軸のセンタリング支持のための構造を簡単にするという目的を、中間軸を、軸受け機構により車体側に支持することで実現した。

［４輪駆動車］
図１は、４輪駆動車のスケルトン平面図、図２は、動力分配装置の配置を示す要部概略平面図である。

図１，図２のように、動力分配機構１は、前輪側の一方の中間軸３の外周に配置されている。動力分配機構１の分配ハウジング５は、トランスミッション７側のベル・ハウジング９に取り付けられている。

ベル・ハウジング９内には、デファレンシャル装置としてフロント・デファレンシャル装置１１が支持されている。フロント・デファレンシャル装置１１は、トランスミッション７を介して駆動入力を受ける。この駆動入力は、リング・ギヤ１５を介しデフ・ケース１７に対して行われる。

フロント・デファレンシャル装置１１の出力部である左右のサイド・ギヤには、中間軸１９，３がそれぞれ結合されている。この各中間軸１９，３が車軸である左右の前輪車軸２１，２３に結合され、フロント・デファレンシャル装置１１と前輪車軸２１，２３との間を接続する。従って、各中間軸１９，３によりフロント・デファレンシャル装置１１の駆動力出力を前輪車軸２１，２３に伝達する。

動力分配機構１は、フロント・デファレンシャル装置１１への駆動入力を後輪側へ分配するものである。動力分配機構１の分配ハウジング５を貫通して前記中間軸３が貫通配置されている。中間軸３は、分配ハウジング５から前輪車軸２３側へ突出し、軸受け機構２５により分配ハウジング５外でエンジン１３側に支持されている。前輪車軸２１，２３は、左右の前輪２７，２９にそれぞれ連動連結されている。

分配ハウジング５内には、フロント・デファレンシャル装置１１のデフ・ケース１７にスプライン結合された連結中空軸３１が延設されている。連結中空軸３１は、中間軸３の外周に遊嵌し、この連結中空軸３１に、ベベル・ギヤで形成されたドライブ・ギヤ３３が取り付けられ、後輪側出力軸３５のベベル・ギヤで形成されたドリブン・ギヤ３７に噛み合っている。

後輪側出力軸３５には、ユニバーサル・ジョイント３９を介してプロペラ・シャフト４１が結合されている。プロペラ・シャフト４１には、ユニバーサル・ジョイント４３、トルク伝達カップリング４５を介してドライブ・ピニオン・シャフト４７が結合されている。ドライブ・ピニオン・シャフト４７のベベル・ギヤで形成されたドライブ・ピニオン・ギヤ４９は、リヤ・デファレンシャル装置５１のベベル・ギヤで形成されたリング・ギヤ５３に噛み合っている。リヤ・デファレンシャル装置５１には、左右の後輪車軸５５，５７を介して左右の後輪５９，６１が連動連結されている。

従って、エンジン１３からトランスミッション７を介してフロント・デファレンシャル装置１１のリング・ギヤ１５にトルクが入力されると、一方では中間軸１９，３及び前輪車軸２１，２３を介して左右の前輪２７，２９へトルク伝達が行われる。他方では、デフ・ケース１７、連結中空軸３１、ドライブ・ギヤ３３とドリブン・ギヤ３７とを介して後輪側出力軸３５へトルク伝達が行われる。

後輪側出力軸３５からは、ユニバーサル・ジョイント３９、プロペラ・シャフト４１、ユニバーサル・ジョイント４３、トルク伝達カップリング４５、ドライブ・ピニオン・シャフト４７、ドライブ・ピニオン・ギヤ４９を介して、リヤ・デファレンシャル装置５１のリング・ギヤ５３にトルク伝達が行われる。リヤ・デファレンシャル装置５１からは、左右の後輪車軸５５，５７を介して、左右の後輪５９，６１へトルク伝達が行われる。

このトルク伝達により、前後輪２７，２９、５９，６１によって、４輪駆動状態で走行することができる。

［動力分配機構］
図３は、動力分配機構に係る拡大断面図である。

図３のように、フロント・デファレンシャル装置１１のデフ・ケース１７は、左右のテーパー・ローラ・ベアリング６３（但し、図３では一方のみ示す）を介してベル・ハウジング９に支持されている。

中間軸３は、一端がサイド・ギヤ６５にスプライン係合している。サイド・ギヤ６５には、中間軸３の端部を閉止するシール６７が取り付けられている。サイド・ギヤ６５とデフ・ケース１７との間、及びデフ・ケース１７とベル・ハウジング９との間にもシール６９，７１が介設されている。

中間軸３の他端側は、前記のように軸受け機構２５で回転自在に支持され、端部が等速ジョイント７３の一側にスプライン結合されている。等速ジョイント７３の他側には前輪車軸２３がスプライン結合されている。

軸受け機構２５は、軸受け部７５と取付ベース部７７とを備えている。

軸受け部７５は、筒状の軸受けハウジング７９内にボール・ベアリング８１が備えられ、ボール・ベアリング８１が中間軸３を回転自在に支持している。ボール・ベアリング８１の両側にはシール８３，８５が備えられ、中間軸３に密接している。シール８３，８５で密閉された軸受けハウジング７９内には、グリスが充填されている。シール８３，８５の軸方向外側には、中間軸３に支持されたダスト・カバー８６，８７が設けられている。

取付ベース部７７は、ボルト８８によりエンジン１３側に締結固定されている。

連結中空軸３１は、テーパー・ローラ・ベアリング８９，９１により分配ハウジング５に支持されている。

テーパー・ローラ・ベアリング８９，９１の軸方向に隣接して連結中空軸３１と分配ハウジング５との間にシール９３，９５が介設されている。一方のシール９５の軸方向外側に隣接して中間軸３と分配ハウジング５との間に、シール９７が介設されている。シール９７の軸方向外側には、中間軸３に取り付けられたダスト・カバー９９が設けられている。

シール９７が摺接する中間軸３の一部である大径部６は、連結中空軸３１の端部８外に隣接し連結中空軸３１の内周側に位置する中間部４に対し段差部１００をもって径を拡大して大径に形成され連結中空軸３１の端部８に対して軸方向に対向するように配置されている。

また、中間軸３の外周と連結中空軸３１の内周との間には、空間が形成され、シール７１，９３間の空間部１４、デフ・ケース１７と連結中空軸３１とが連結するスプライン部１８、連結中空軸３１の一方の端部と中間軸の外周との間の隙間１６、連結中間軸３１の他方の端部８と中間軸３の中間部４外周との間の隙間１０、及びシール９５，９７で区画された空間部１２が連通し且つ外部から区画されている。

なお、中間軸３とサイド・ギヤ６５との間は、スプライン部２０により連結され、このスプライン部２０には、スプライン部１８と共にグリスが塗布されている。

後輪側出力軸３５は、テーパー・ローラ・ベアリング１０１，１０３により分配ハウジング５に支持されている。後輪側出力軸３５の端部側は、ユニバーサル・ジョイント３９側の部材１０５にスプライン嵌合し、部材１０５と分配ハウジング５端部との間に、シール１０７が介設されている。シール１０７の軸方向外側には、部材１０５に取り付けられたダスト・カバー１０９が設けられている。

シール９３，９５，１０７で密閉された分配ハウジング５内には、潤滑オイルが収容されている。

中間軸３の回りは、特に摺動部分はないので、シール６７，６９，７１，９３，９５，９７により密閉され、流動性オイルによる潤滑環境にはない。つまり、オイルの流れを考慮して中間軸３や連結中立軸３１の形状を設定せずに済む。

なお、端部８の軸方向端面と大径部６の軸方向端面との間には、微小隙間２２を備えているが、中間軸３を組み付けるときには、両端部が当接して中間軸３が軸方向一方へ移動することを規制できる。これは、スプライン部２０の軸方向連結位置を規制するのに有用である。

［動力伝達］
フロント・デファレンシャル装置１１のデフ・ケース１７へ入力された駆動力は、左右サイド・ギヤへ伝達されると共に、連結中空軸３１、ベベル・ギヤ３３，３７、後輪側出力軸３５へと分配される。

フロント・デファレンシャル装置１１のサイド・ギヤ６５からは、中間軸３を介して前輪車軸２３へ駆動出力の伝達が行われる。

［実施例の効果］
本発明実施例では、駆動入力を受け一対の前輪車軸２１，２３に差動回転可能に駆動力伝達を行うフロント・デファレンシャル装置１１と、前記フロント・デファレンシャル装置１１と前輪車軸２１，２３との間を接続しフロント・デファレンシャル装置１１の駆動力出力を前輪車軸２３に伝達する中間軸３と、前記中間軸３の外周に配置され前記フロント・デファレンシャル装置１１への駆動入力を分配する動力分配機構１とを備え、前記中間軸３を、軸受け機構２５により車体側に支持したため、中間軸３のセンタリング支持等のための構造を簡単にすることができる。

つまり、従来では中間軸３のセンタリング支持を動力分配機構１の分配ハウジング５側で行っていたため、中間軸３を、連結中空軸３１の内周で摺動支持する構成となり、流動性オイルによる摺動部の潤滑構造も必要としていた。これに対し、中間軸３を軸受け機構２５により分配ハウジング５外で支持したことにより、分配ハウジング５のセンタリング支持構造や潤滑構造が必要なくなる。また、分配ハウジング５のセンタリング支持等のための構造を簡単にすることができるので分配ハウジング５に中間軸３の支持強度を持たせずに済み、分配ハウジング５自体の小型、軽量化が可能となる。

前輪車軸２１，２３を容易に等長とすることができ、いわゆるトルク・ステアの発生を防止することが可能となる。

２輪駆動車の設計との互換性が生じ易くなるので、動力分配機構１を取り外せば、容易に２輪駆動車として適用することができる。従って、車両組立時にエンジン・ルーム内での検討時間を短縮することができる。

車両組立時に動力分配機構１の有無で４輪駆動車と２輪駆動車との切換ができるため、組立ラインの構成を簡素化することができる。

分配ハウジング５に、中間軸３からの径方向の荷重が入らず、ベアリング支持構造及び分配ハウジング５を小型化することができる。

図４〜図６は本発明の実施例２に係り、図４は、動力分配機構の要部拡大断面図、図５（ａ）は、シールとダスト・カバーとの関係を示す要部拡大断面図、（ｂ）は、シールと中間軸の段付き部との関係を示す要部拡大断面図、図６は、中間軸組み込み時における動力分配機構の要部拡大断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には、同符号又は同符号にＡを付し、重複説明は省略する。

本実施例の動力分配機構１Ａは、組み付け時においてシール９７を損傷しないように寸法設定をした。

前記連結中空軸３１の端部８と中間軸３の中間部４Ａとを、隙間ｘで嵌合させ、前記シール９７の内径と段差部１００の突き当たり面外径との半径を、それぞれｒｓ，ｒｅとする。なお、大径部６の外径における半径をｒｏとしたとき、上述した半径ｒｓ，ｒｅとの関係は、ｒｏ＜ｒｓ＜ｒｅが成り立つように各寸法が設定されている。

前記フロント・デファレンシャル装置１１に対する中間軸３の支持点Ｃ１から前記連結中空軸３１の端部８の基準位置Ｃ２までの距離と該端部８の基準位置Ｃ２から前記軸受け機構２５による中間軸３の支持点Ｃ３までの距離を、それぞれＬａ，Ｌｂとし、前記軸受け機構２５の支持中心軸ＣＬ１と前記連結中空軸３１の軸心ＣＬ２との支持点Ｃ３上での心ずれ量をｙとする。

そして、これらの寸法関係を、
ｙ×｛Ｌａ／（Ｌａ＋Ｌｂ）｝＜ｘ＜ｒｓ−ｒｅ
とした。

ここに、フロント・デファレンシャル装置１１に対する中間軸３の支持点Ｃ１は、図３で示すサイド・ギヤ６５に対する中間軸３のスプライン部２０による結合において、回転軸心上スプライン部２０の軸方向中央の点としている。なお、中間軸３の支持点Ｃ１は、中間軸３を組み付けるとき、スプライン部２０に対して中間軸３が嵌合し始める端部での点とすることもできる。

前記連結中空軸３１の端部８の基準位置Ｃ２は、端部８の軸方向中央の位置である。但し、この基準位置Ｃ２は端部８及びその近辺であれば良く、シール９７のリップ位置に対応させることもできる。

図７は、上記寸法関係を備えない比較例に係る構造の動力分配機構の要部拡大断面図、図８（ａ）は、同シールとダスト・カバーとの関係を示す要部拡大断面図、（ｂ）は、同シールと中間軸の段付き部との関係を示す要部拡大断面図である。

先ず、図７の構造について組付を説明する。組み付け時には、動力分配機構１を分配ハウジング５においてベル・ハウジング９に取り付け、中間軸３が、シール９７側から差し込まれ、連結中空軸３１の端部８から内周を通されてフロント・デファレンシャル装置１１のサイド・ギヤ６５にスプライン部２０により結合される。

ついで、軸受け機構２５の取付ベース部７７をボルト８８によりエンジン１３側に締結固定し、組付を完了し、中間軸３１をフロント・デファレンシャル装置１１側と軸受け機構２５とで支持させることができる。

しかし、この組み付け途中において、動力分配機構１には、中間軸３１をセンタリングする構造がなく、図７のように連結中空軸３１の端部８に対して中間軸３が心ずれすると、図８のようにシール９７にダスト・カバー９９が接触したり、中間軸３の段差部１００がシール９７のリップを引っかけて損傷する恐れがある。

また、端部８及び中間軸３の中間部４との間の隙間と軸受け機構２５の動力分配機構１に対する心ずれとの関係も考慮されておらず、組み付け後に中間軸３の中間部４が連結中空軸３１の端部８内周に接触する恐れもある。

これに対し、実施例２のような寸法設定により、中間軸３を前記のようにして組み付けるとき、図６のように連結中空軸３１の端部８に対して中間軸３が心ずれすると、隙間ｘだけ並進移動するものの中間部４Ａが端部８に接触することになる。

このため、ｘ＜ｒｓ−ｒｅにより、図５のように、ダスト・カバー９９は、シール９７の外周囲に位置し、中間軸３の段差部１００は、シール９７の内周囲に位置した状態を保持することができる。この位置関係により、中間軸３を軸方向に差し込んで組み付けても、シール９７が損傷を受けることがない。

さらに、ｙ×｛Ｌａ／（Ｌａ＋Ｌｂ）｝＜ｘの設定により、組み付け後は、中間軸３の中間部４Ａが連結中空軸３１の端部８内周に接触せず、異音等のない的確な動力伝達を行わせることができる。
［その他］
本発明の４輪駆動車の動力伝達構造は、後輪車軸側にも適用することができる。

中間軸の支持は、エンジン以外の車体側とすることも可能である。

軸受け機構２５による支持は、分配ハウジング５外に係わらず、軸受け機構２５の軸受け部７５を分配ハウジング５の一部で覆う構成にすることもできる。

４輪駆動車のスケルトン平面図である。（実施例１） 動力分配装置の配置を示す要部概略平面図である。（実施例１） 動力分配機構に係る拡大断面図である。（実施例１） 動力分配機構の要部拡大断面図である。（実施例２） （ａ）は、シールとダスト・カバーとの関係を示す要部拡大断面図、（ｂ）は、シールと中間軸の段付き部との関係を示す要部拡大断面図である。（実施例２） 中間軸組み込み時における動力分配機構の要部拡大断面図である。（実施例２） 実施例２の寸法関係を備えない構造の動力分配機構の要部拡大断面図である。（比較例） （ａ）は、シールとダスト・カバーとの関係を示す要部拡大断面図、（ｂ）は、シールと中間軸の段付き部との関係を示す要部拡大断面図である。（比較例）

符号の説明

１，１Ａ 動力分配機構
３ 中間軸
４Ａ 中間部
５ 分配ハウジング
８ 連結中空軸の端部
１１ フロント・デファレンシャル装置（デファレンシャル装置）
１３ エンジン（車体側）
２３ 前輪車軸（車軸）
２５ 軸受け機構
３１ 連結中空軸
１００ 段差部
Ｃ１ フロント・デファレンシャル装置に対する中間軸の支持点
Ｃ２ 連結中空軸の端部の基準位置
Ｃ３ 軸受け機構による中間軸の支持点
ＣＬ１ 軸受け機構の支持中心軸
ＣＬ２ 連結中空軸の軸心
Ｌａ フロント・デファレンシャル装置に対する中間軸の支持点から連結中空軸の端部の基準位置までの距離
Ｌｂ 端部の基準位置から軸受け機構による中間軸の支持点までの距離
ｒｅ シールの内径の半径
ｒｓ 段差部の突き当たり面外径の半径
ｘ 連結中空軸の端部と中間軸の中間部との隙間
ｙ 軸受け機構の支持中心軸と連結中空軸の軸心との支持点上での心ずれ量

Claims (4)

1. 駆動入力を受け一対の車軸に差動回転可能に駆動力伝達を行うデファレンシャル装置と、
   前記デファレンシャル装置と車軸との間を接続しデファレンシャル装置の駆動出力を車軸に伝達する中間軸と、
   前記中間軸の外周に配置され前記デファレンシャル装置への駆動入力を分配する動力分配機構とを備え、
   前記中間軸を、軸受け機構により車体側に支持した、
   ことを特徴とする４輪駆動車の動力伝達構造。
2. 請求項１記載の４輪駆動車の動力伝達構造であって、
   前記一対の車軸は、前輪車軸であり、
   前記動力分配機構は、後輪側へ駆動入力を分配し、
   前記中間軸を、エンジン側に支持した、
   ことを特徴とする４輪駆動車の動力伝達構造。
3. 請求項１又は２記載の４輪駆動車の動力伝達構造であって、
   前記中間軸は、前記動力分配機構のハウジングから突出し、
   前記軸受け機構は、前記ハウジング外で中間軸を支持した、
   ことを特徴とする４輪駆動車の動力伝達構造。
4. 請求項３記載の４輪駆動車の動力伝達構造であって、
   前記動力分配機構は、前記デファレンシャル装置を介して伝達される駆動力を後輪側へ分配するための連結中空軸を前記ハウジングに回転自在に支持させ、
   前記連結中空軸に、前記中間軸を貫通配置し、
   前記中間軸に、前記連結中空軸の端部外に隣接し連結中空軸の内周側に位置する中間部に対し段差部をもって径を拡大した大径部を設け、
   前記ハウジングと前記中間軸の大径部との間にシール部材を介設し、
   前記連結中空軸の端部と前記中間軸の中間部とを、隙間ｘで嵌合させ、
   前記シール部材の内径と前記段差部の外径との半径を、それぞれｒｓ，ｒｅとし、
   前記デファレンシャル装置に対する前記中間軸の支持点から前記連結中空軸の端部側の基準位置までの距離と該基準位置から前記軸受け機構による中間軸の支持点までの距離を、それぞれＬａ，Ｌｂとし、
   前記軸受け機構の支持中心軸と前記連結中空軸の軸心との心ずれ量をｙとし、
   ｙ×｛Ｌａ／（Ｌａ＋Ｌｂ）｝＜ｘ＜ｒｓ−ｒｅ
   とした、
   ことを特徴とする４輪駆動車の動力伝達構造。

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