JP2010143412A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの上昇を抑制しつつ、エンジン出力やカップリングトルクの増加に対応できる車両の動力伝達装置を提供する。
【解決手段】プロペラ軸１３から最も離れ、かつ該プロペラ軸１３の中心を通る軸延長線Ｃに最も近い位置に配置された１つの締結部材３７のミッションケース８とトランスファケース１１との接触座面８ｉ，１１ｉは、該１つの締結部材３７よりプロペラ軸１３側に偏在し、かつ拡大するように形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、変速機が収容されたミッションケースと、該ミッションケースに複数の締結部材により締結固定され、エンジン動力を前輪と後輪とに分配するトランスファが収容されたトランスファケースと、該トランスファの出力軸に車両後方に延びるよう接続されたプロペラ軸とを備えた車両用動力伝達装置に関する。

この種の動力伝達装置では、車両衝突時の衝撃力吸収機能を高めるために、トランスファケースの上部のみを３本の締結ボルトによりミッションケースに締結固定し、車両衝突時にトランスファケースの上部と下部との境界部分を破損させることにより、下部の変形を誘発させる構造を採用する場合がある（例えば、特許文献１参照）。

一方、最近の自動車では、できるだけ既存の動力伝達装置をそのまま利用して、例えばエンジン出力やカップリングの後輪へのトルクを大きくする場合がある。
特開平１０−１３８７７６号公報

ところで、前記従来の動力伝達装置をそのまま利用して、エンジン出力やカップリングトルクを大きくすると、プロペラ軸からの過大な起振力によりトランスファケースの締結部分に応力が集中し易くなるという懸念がある。特に、プロペラ軸の中心軸線に近く、かつプロペラ軸から最も離れた位置にある締結ボルトに応力が集中し易く、強度基準を満足しなくなるおそれがある。

このような締結ボルトへの応力集中を抑制するには、締結ボルトを追加して締結点を増やすことが考えられるが、このようにするとトランスファケースを含め、ミッションケースをＡ／Ｔ車，ＣＶＴ車，Ｍ／Ｔ車に対応して新たに設計製造する必要があり、コストが大幅に上昇するという問題が生じる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、コストの上昇を抑制しつつ、エンジン出力やカップリングトルクの増加に対応できる車両の動力伝達装置を提供することを課題としている。

本発明は、車体の前部に横置きに配置され、エンジン動力を所定の変速比に変速して出力する変速機が収容されたミッションケースと、該ミッションケースの車幅方向一側面に複数の締結部材により締結固定され、前記変速機からのエンジン動力を前輪と後輪とに分配するトランスファが収容されたトランスファケースと、前記トランスファの出力軸に車両後方に延びるよう接続されたプロペラ軸とを備えた車両用動力伝達装置であって、前記締結部材は、その全てが前記プロペラ軸の中心を通る軸線の延長線より上方に位置するよう配置され、かつ前記締結部材のうち１つの締結部材は、残りの締結部材より前記プロペラ軸から最も離れ、かつ前記延長線に最も近い位置に配置されており、前記１つの締結部材の前記ミッションケースとトランスファケースとの接触座面は、該１つの締結部材より前記プロペラ軸側に向けて拡大し、かつ偏在するように形成されていることを特徴としている。

本発明に係る動力伝達装置によれば、全ての締結部材をプロペラ軸の中心を通る軸延長線より上方に位置するよう配置し、該締結部材のうち、プロペラ軸から最も離れ、かつ前記軸延長線に最も近い位置に配置された１つ締結部材のミッションケースとトランスファケースとの接触座面を、該締結部材よりプロペラ軸側に向けて拡大するように偏在させたので、車両衝突時の衝撃力吸収機能を確保しつつ、１つの締結部材に応力が集中するのを抑制できる。即ち、プロペラ軸の起振力により最も応力が集中する１つの締結部材に、プロペラ軸側に拡大して延びる接触座面を設けたので、該接触座面が応力の一部を受けて負担することから、前記１つの締結部材への応力集中が軽減されることとなる。これにより、締結部材を追加することによるコスト上昇の問題を招くことなく、動力伝達装置をそのまま利用してエンジン出力やカップリングトルクの増加に対応できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図７は、本発明の一実施形態による車両用動力伝達装置を説明するための図であり、図１は動力伝達装置のトランスファケースの左側面図、図２はトランスファケースの背面図、図３はトランスファケースの断面図（図１のIII-III線断面図）、図４はトランスファケースの締結部の左側面図、図５はミッションケースの右側面図、図６はミッションケースの左側面図、図７は平面から見た動力伝達装置の概略図である。なお、本実施形態で前後，左右という場合は、車両前方に向かって見た場合の前後，左右を意味する。

図において、１は自動車の車体２の前部に搭載されたクランク軸横置きタイプのエンジンを示しており、該エンジン１には、該エンジン動力を左，右の前輪３，３及び後輪４，４に伝達する動力伝達装置５が接続されている。

この動力伝達装置５は、前記エンジン１の車幅方向左側方に横置きに配置され、エンジン動力を所定の変速比に切り換えて出力する自動変速機又は手動変速機（不図示）が収容されたミッションケース８と、該ミッションケース８の車幅方向右側面に締結固定され、前記変速機からのエンジン動力を左，右の前輪３と後輪４とに分配して出力するトランスファ１０が収容されたトランスファケース１１と、前記トランスファ１０の後輪出力軸１２に車両後方に延びるように接続されたプロペラ軸１３とを備えている。該プロペラ軸１３には、複数のユニバーサルジョイント１４が介設されている。

前記プロペラ軸１３には、ビスカスカップリング１５を介して後輪差動歯車装置１６が接続され、さらに該差動歯車装置１６に接続された左，右の後輪車軸１７，１７を介して前記後輪４が接続されている。前記ビスカスカップリング１５は、例えば、前輪３が何らかの原因でスリップすると、前輪３と後輪４との回転数の差に応じて後輪４に回転力を伝達する。

前記トランスファ１０は、前記トランスファケース１１内に、軸受２０，２０を介して支持された第１回転軸２１と、該第１回転軸２１と平行に配置され、軸受２２，２２を介して支持された第２回転軸２３と、該第２回転軸２３と直角方向に配置され、軸受２４，２４を介して支持された前記後輪出力軸１２とを収容した構造を有する。該後輪出力軸１２の後端部にはフランジ１８がロックナット１９により結合されており、該フランジ１８に前記プロペラ軸１３が取り付けられている。

前記第１回転軸２１にははすば歯車２１ａが一体に形成されており、前記第２回転軸２３には前記はすば歯車２１ａに噛合するはすば歯車２３ａが一体に形成されている。

また前記第２回転軸２３には傘歯車２５が共に回転するようスプライン嵌合され、該傘歯車２５には前記後輪出力軸１２に一体に形成された傘歯車１２ａが噛合している。

前記第１回転軸２１の軸芯穴には前輪出力軸２７が同軸をなすよう挿入され、該前輪出力軸２７は第１回転軸２１に共に回転するようスプライン嵌合されている。この前輪出力軸２７はトランスファケース１１から外側方に突出しており、該前輪出力軸２７の右側端部には前輪車軸２８が接続され、左端部には前輪差動歯車装置２９を介在させて前輪出力軸２６が接続されている。この左，右の前輪出力軸２６，２７にユニバーサルジョイント３１，３１を介して前輪車軸２８，２８が接続されており、該左，右の前輪車軸２８に前記前輪３が接続されている。

前記差動歯車機構２９は、前記ミッションケース８に後方に膨出形成されたデフキャリア８ａに軸受３０，３０を介して支持されたデフケース２９ａと、該デフケース９ａ内に収容され、前輪出力軸２６，２７が接続された差動歯車機構２９ｂとを有する。前記デフケース２９ａにはデフギヤ（不図示）が配置され、該デフギヤには前記変速機の出力ギヤ（不図示）が噛合している。

エンジン動力は、変速機から前輪差動歯車装置２９を介して左，右の前輪出力軸２６，２７及び第１回転軸２１に伝達され、該左，右の前輪出力軸２６，２７から前輪車軸２８を介して前輪３に伝達される。一方、前記第１回転軸２１の回転力は、該第１回転軸２１から第２回転軸２３を介して後輪出力軸１２に伝達され、該後輪出力軸１２からプロペラ軸１３、後輪差動歯車装置１６、左，右の後輪車軸１７を介して後輪４に伝達される。

前記トランスファケース１１は、ケース本体３３と、該ケース本体３３の車幅方向右側方に複数のボルト３５により結合された蓋ケース３４と、前記ケース本体３３の後端面に車両後方に延びるよう複数のボルト３６により結合された円筒ケース部３２とを有する。該円筒ケース部３２内に前記後輪出力軸１２が収容されている。

前記ケース本体３３及び蓋ケース３４は、車両側方から見ると、前記第１回転軸２１及び前輪出力軸２７が収容された上ケース部１１ａと、該上ケース部１１ａに続いて車両後下方に延びるよう一体に形成され、前記第２回転軸２３，傘歯車２５，１２ａが収容された下ケース部１１ｂとを有する。

前記トランスファケース１１の上ケース部１１ａには、ボルト挿通穴１１ｈを有する第１，第２，第３締結座面１１ｃ，１１ｄ，１１ｅが形成されている。この第１〜第３締結座面１１ｃ〜１１ｅは、ボルト挿通穴１１ｈを囲むようにリング状に形成されている。

前記第１締結座面１１ｃは、前記前輪出力軸２７の中心を通る垂直線Ａより前方に位置するよう配置され、第２，第３締結座面１１ｄ，１１ｅは、前記垂直線Ａより後方に位置するよう配置されている。また第１締結座面１１ｃは、前輪出力軸２７の中心を通る水平線Ｂより下方に位置するよう配置され、前記第２，第３締結座面１１ｄ，１１ｅは、前記水平線Ｂより上方に位置するよう配置されている。

前記ミッションケース８のデフキャリア８ａの前記第１〜第３締結座面１１ｃ〜１１ｅに対応する部分には、それぞれボルト締結穴８ｈを有する第１，第２，第３締結座面８ｃ，８ｄ，８ｅが形成されている。この第１〜第３締結座面８ｃ〜８ｅは、ボルト締結穴８ｈを囲むようにリング状に形成され、前記前記第１〜第３締結座面１１ｃ〜１１ｅに当接している。

前記上ケース部１１ａの第３締結座面１１ｅの前側には、リング状の位置決め座面１１ｆが形成され、デフキャリア８ａの位置決め座面１１ｆに対応する部分には位置決め座面８ｆが形成されている。この両座面１１ｆ，８ｆに挿入されたロックピン４０によりトランスファケース１１はミッションケース８に位置決めされている。

前記トランスファケース１１は、上ケース部１１ａの第１〜第３締結座面１１ｃ〜１１ｅをデフキャリア８ａの第１〜第３締結座面８ｃ〜８ｅに当接させた状態で、車幅方向右側方から挿入された第１，第２，第３締結ボルト（締結部材）３７，３８，３９を締め付けることによりミッションケース８に固定されている。これによりトランスファケース１１は、上ケース部１１ａのみミッションケース８に片持ち支持されている。

前記第１〜第３締結ボルト３７〜３９は、何れも前記プロペラ軸１３の中心を通る軸延長線Ｃより上方に位置するよう配置されている。これにより下ケース部１１ｂは、上ケース部１１ｂに比べて強度，剛性が低くなっている。

前記第１締結ボルト３７は、第２，第３締結ボルト３８，３９より前記プロペラ軸１３から最も離れ、かつ前記軸延長線Ｃに最も近い位置に配置されている。

前記第１締結ボルト３７により締結された前記ミッションケース８の第１締結座面８ｃ及びトランスファケース１１の第１締結座面１１ｃには、それぞれ接触座面８ｉ，１１ｉが形成されている。この接触座面８ｉ，１１ｉは、第１締結ボルト３７より前記プロペラ軸１３側に向かって拡大するように偏在させて形成されている。

前記トランスファケース１１の接触座面１１ｉは、第１締結座面１１ｃと連続面をなすよう形成され、該第１締結座面１１ｃに続いて上下方向に拡がりながら車両後方に延びている。前記接触座面１１ｉの中央部には肉抜き穴１１ｇが形成されている。

前記ミッションケース８の接触座面８ｉは、第１締結座面８ｃと連続面をなすよう形成され、該第１締結座面８ｃに続いて車両前方及び後方に拡がりながら延びており、前記接触座面１１ｉの大略２倍程度の面積を有する。前記接触座面８ｉの前記肉抜き穴１１ｇに対応する部分には肉抜き穴８ｇが形成されている。

本実施形態によれば、トランスファケース１１の上ケース部１１ａを第１〜第３締結ボルト３７〜３９によりミッションケース８に固定し、該第１〜第３締結ボルト３７〜３９を全てプロペラ軸１３の中心を通る軸延長線Ｃより上方に位置するよう配置したので、下ケース部１１ｂはミッションケース８に対して前後方向にフリーとなる。これにより車両衝突時に下ケース部１１ｂが上ケース部１１ａとの境界部を起点にして変形し易くなり、それだけ衝撃力吸収機能を高めることができる。

本実施形態では、前記プロペラ軸１３から最も離れ、かつ前記軸延長線Ｃに最も近い位置に配置された第１締結ボルト３７により締結されたミッションケース８とトランスファケース１１との第１締結座面８ｃ，１１ｃに接触座面８ｉ，１１ｉを連続面をなすよう形成し、該接触座面８ｉ，１１ｉをプロペラ軸１３側に向かって拡開するように偏在させたので、第１締結ボルト３７に応力が集中するのを抑制できる。

即ち、プロペラ軸１３の起振力により最も応力が集中する第１締結ボルト３７に、プロペラ軸１３側に拡大して延びる接触座面８ｉ，１１ｉを設けたので、該接触座面８ｉ，１１ｉが応力の一部を負担することとなり、第１締結ボルト３７への応力集中が軽減されることとなる。これにより、締結ボルトを追加することによるコスト上昇の問題を招くことなく、動力伝達装置５をそのまま利用して排気量の大きいエンジン１の搭載を可能にできるとともに、カップリング１５の後輪４へのトルクを大きくすることができる。

なお、前記実施形態では、接触座面８ｉ，１１ｉを、第１締結座面８ｃ，１１ｃと連続面をなすように形成した場合を説明したが、本発明の接触座面は、第１締結座面からプロペラ軸側に離れた位置に独立させて形成してもよい。この場合にも、前記実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の一実施形態による車両用動力伝達装置のトランスファケースの側面図である。 前記トランスファケースの背面図である。 前記トランスファケースの断面図（図１のIII-III線断面図）である。 前記トランスファケースの要部の側面図である。 前記動力伝達装置のミッションケースの右側面図である。 前記ミッションケースの左側面図である。 平面から見た前記動力伝達装置の概略図である。

符号の説明

３ 前輪
４ 後輪
５ 動力伝達装置
８ ミッションケース
８ｉ 接触座面
１０ トランスファ
１１ トランスファケース
１１ｉ 接触座面
１２ 後輪出力軸
１３ プロペラ軸
３７〜３９ 締結ボルト（締結部材）
Ｃ プロペラ軸の軸延長線

Claims (1)

1. 車体の前部に横置きに配置され、エンジン動力を所定の変速比に変速して出力する変速機が収容されたミッションケースと、該ミッションケースの車幅方向一側面に複数の締結部材により締結固定され、前記変速機からのエンジン動力を前輪と後輪とに分配するトランスファが収容されたトランスファケースと、前記トランスファの出力軸に車両後方に延びるよう接続されたプロペラ軸とを備えた車両用動力伝達装置であって、
   前記締結部材は、その全てが前記プロペラ軸の中心を通る軸線の延長線より上方に位置するよう配置され、
   かつ前記締結部材のうち１つの締結部材は、残りの締結部材より前記プロペラ軸から最も離れ、かつ前記延長線に最も近い位置に配置されており、
   前記１つの締結部材の前記ミッションケースとトランスファケースとの接触座面は、該１つの締結部材より前記プロペラ軸側に向けて拡大し、かつ偏在するように形成されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。

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