JP2018149838A - 車両のトランスファ構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】ダンパの追加により燃費を悪化させることなく歯打ち音を抑制し、かつダンパの耐久性の向上を図りながら、トランスファ装置の大型化を抑制する。
【解決手段】車両のトランスファ装置は、後輪用出力軸１２上に、カップリング２０とドライブギヤ１４とダンパ３０とが備えられ、カップリング２０の入力側連結部２２ｂがダンパ３０の内周部に第１スプライン嵌合部Ｓ１を介して連結されると共に、ダンパ３０からドライブギヤ１４に動力を伝達する動力伝達部材８１がカップリング２０の入力側連結部２２ｂに第２スプライン嵌合部Ｓ２を介して所定角度の相対回転を許容して連結される。第１スプライン嵌合部Ｓ１と第２スプライン嵌合部Ｓ２とが後輪用出力軸１２上の軸方向に隣接させて設けられることで、ダンパ３０からドライブギヤ１４への動力伝達構造と、第２スプライン嵌合部Ｓ２とが、動力伝達部材８１の軸方向の反対側に振り分けて配置できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、四輪駆動車に搭載されるトランスファ構造に関する。
四輪駆動車として、車体前部にエンジンなどの駆動源と変速機とを軸心が車体前後方向に延びるように配置し、変速機の出力部から伝達される駆動源の出力トルクを車体後方に延びる後輪用プロペラシャフト及び後輪用差動装置を介して主駆動輪としての後輪に出力すると共に、補助駆動輪としての前輪に出力するトルクを取り出すトランスファ装置を設け、該トランスファ装置によって取り出した駆動源の出力トルクを車体前方に延びる前輪用プロペラシャフト及び前輪用差動装置を介して前輪に出力し、後輪に加えて前輪も駆動可能に構成したものが知られている。
この種の四輪駆動車では、トランスファ装置に前輪用のトルクを取り出すカップリングが配設され、該カップリングを完全に締結することで駆動源の出力トルクが前輪と後輪に均等に伝達される四輪駆動状態になり、カップリングを完全に解放することで駆動源の出力トルクが後輪のみに伝達される二輪駆動状態になり、カップリングの完全締結と完全解放との中間では締結状態に応じて前輪に出力されるトルクの配分が調整される。
例えば特許文献１には、このようなトランスファ装置として、変速機の出力部から駆動源の出力トルクが伝達される入力軸に前輪用のトルクを取り出すカップリングを配設し、該カップリングによって取り出した駆動源の出力トルクを、入力軸上に設けられたドライブスプロケットと、入力軸に平行に設けられた前輪用出力軸に設けられたドリブンスプロケットと、両スプロケットに巻きかけられたチェーンとでなる伝動機構を介して前記前輪用出力軸に伝達し、後輪に加えて前輪も駆動可能に構成したトランスファ装置が開示されている。
このようにして構成されるトランスファ装置が搭載された四輪駆動車では、特に動力源がエンジンの場合に、その出力トルクの変動が変速機を介してトランスファ装置に伝達され、カップリングによって取り出された前輪に出力するトルクがゼロもしくは比較的小さい場合、前輪側の駆動系がエンジンのトルク変動に共振して該駆動系の振動が大きくなり、この振動に起因して駆動系に設けられたギヤ間の歯打ち音が生じて騒音を引き起こし得る。
この振動に対しては、前輪側駆動系がエンジンの出力トルクのトルク変動に共振する運転領域で、カップリングによる前輪へのトルク配分を増加させ、該駆動系に負荷を与えて前輪に伝達するトルクを増加させることで、前述した歯打ち音を抑制することが考えられるが、駆動ロスを増加させて燃費を悪化させることになるので、前輪へのトルク配分を増加させることなく前輪側駆動系の共振に起因した歯打ち音を抑制することが望まれる。
これに対し、例えば、変速機からの入力軸上に設けられたカップリングと、補助駆動輪用出力軸にトルクを出力する伝動機構のスプロケットやギヤ等の駆動側伝動部材との間にダンパを配置することが考えられるが、カップリングからダンパを介して前記伝動機構へ高トルクが頻繁に伝達されると、該ダンパの弾性部材が劣化し、ダンパの耐久性が問題となる。このダンパの耐久性の改善のために、ダンパの弾性部材の剛性を高くすることが考えられるが、駆動系の振動を良好に減衰させることができなくなり、歯打ち音の問題が効果的に解決できない。
そこで本願出願人は、先の出願（特願２０１５−１９１８２７）において、カップリングとドライブギヤとの間にダンパを設けることで、燃費を悪化させることなく駆動系におけるギヤ間の歯打ち音を抑制すると共に、ダンパの耐久性を向上させたトランスファ装置の発明を提案している。
ここで、前記発明におけるトランスファ装置について、図８を用いて説明する。この発明におけるトランスファ装置は、カップリングＣによって取り出されて前輪に出力されるトルクが比較的小さい場合に駆動系に設けられたギヤ間の歯打ち音が生じやすいことに着目し、カップリングＣから取り出されたトルクが、低トルク時にのみダンパＤを介して伝動機構のドライブギヤＧへ動力を伝達し、高トルク時にはダンパＤを介さずに、カップリングＣから直接ドライブギヤＧへ動力を伝達する構成とされている。
具体的には、変速機からの入力軸Ｏ上にドライブギヤＧとカップリングＣとが備えられ、ドライブギヤＧとカップリングＣとの間にダンパＤが設けられたトランスファ装置において、前記カップリングＣの出力部材である本体部Ｃ１にドライブギヤＧ側に延びる円筒状の第１連結部Ｃ２と、該第１連結部Ｃ２からさらにドライブギヤＧ側に延びる同じく円筒状の第２連結部Ｃ３とが設けられ、前記第１連結部Ｃ２の外周面と前記ダンパＤの内筒部材Ｄ１の内周面とが第１スプライン嵌合部Ｓ１を介して連結されていると共に、前記ドライブギヤＧにはカップリングＣ側に延びる延設部Ｇ１が設けられ、この延設部Ｇ１の内周面と前記カップリングＣの第２連結部Ｃ３の外周面とが第２スプライン嵌合部Ｓ２を介して連結されている。
また、ダンパＤの外筒部材Ｄ２には動力伝達部材Ｐが結合され、該動力伝達部材Ｐに設けられてドライブギヤＧ側に延びる円筒部Ｐ１が、該ドライブギヤＧの前記延設部Ｇ１の外周面に嵌合されて結合されている。
ここで、第１スプライン嵌合部Ｓ１を構成するカップリングＣの第１連結部Ｃ２の外周面における歯と、ダンパＤの内筒部材Ｄ１の内周面における歯との間のバックラッシュは、相対回転がゼロもしくはほぼゼロになるように、小さく設定されている。一方、第２スプライン嵌合部Ｓ２を構成するカップリングＣの第２連結部Ｃ３の外周面における歯と、ドライブギヤＧの延設部Ｇ１の内周面における歯と、カップリングＣの第２連結部Ｃ３の外周面における歯との間のバックラッシュは、カップリングＣとドライブギヤＧとが所定回転角度内で相対回転が許容されるように、大きく設定されている。
このような構成により、このトランスファ装置によれば、カップリングＣによって取り出された前輪用のトルクが所定値以下の場合は、ダンパＤの弾性部材Ｄ３の変形が小さく、内筒部材Ｄ１に対する外筒部材Ｄ２の相対回転か小さいため、バックラッシュの大きな第２スプライン嵌合部Ｓ２では、ドライブギヤＧの延設部Ｇ１側の歯とカップリングＣの第２連結部Ｃ３側の歯とが当接せず、トルクを伝達しない。したがって、前輪用のトルクは、カップリングＣから第１スプライン嵌合部Ｓ１、ダンパＤ、動力伝達部材Ｐを介してドライブギヤＧに伝達される。
一方、カップリングＣによって取り出された前輪用のトルクが所定値を超える場合は、ダンパＤの弾性部材Ｄ３の変形が大きく、外筒部材Ｄ２に対する内筒部材Ｄ１の相対回転が大きいため、バックラッシュの大きな第２スプライン嵌合部Ｓ２においても前記延設部Ｇ１の内周面に設けられた歯と第２連結部の外周面に設けられた歯とが当接し、トルクを伝達する。したがって、前輪用のトルクは、カップリングＣから第１スプライン嵌合部Ｓ１、ダンパＤ、動力伝達部材Ｄ３を介してドライブギヤＧに伝達されると共に、一部はカップリングＣに設けられた連結部Ｃ１とドライブギヤＧのスプライン嵌合部である第２スプライン嵌合部Ｓ２を介してドライブギヤＧに伝達される。
このとき、カップリングＣの連結部Ｃ３とドライブギヤＧの延接部Ｇとのスプライン嵌合部である第２スプライン嵌合部Ｓ２は、ダンパＤの外筒部材Ｄ２に対する内筒部材Ｄ１の相対回転量を規制するストッパ機構として機能し、所定値以上の大きなトルクがダンパＤにかかることが回避される。これにより、燃費の悪化を抑制しながら歯打ち音を抑制するという課題と、ダンパの耐久性を確保するという課題が両立する。
特開２００９−２５７４３２号公報
しかしながら、図８に示すトランスファ装置では、前記第２スプライン嵌合部Ｓ２がドライブギヤＧ側に設けられるので、前記カップリングＣの第２連結部Ｃ３をドライブギヤＧの近傍まで延ばす必要があり、そのために、入力軸ＯにおけるダンパＤとドライブギヤＧとの間に、ダンパＤの外筒部材Ｄ２とドライブギヤＧとを動力伝達部材Ｐを用いて結合する構造に加えて、前記第２連結部Ｃ３を径方向に重ねて配置する多重構造となる。その結果、トランスファ装置が径方向に大型化する虞があり、当該車両の車載性や居住性の観点からトランスファ装置のコンパクト化を図ることが望まれる。
そこで、本発明では、四輪駆動車に搭載される車両のトランスファ構造において、ダンパの追加により燃費を悪化させることなく歯打ち音を抑制し、かつダンパの耐久性の向上を図りながら、トランスファ装置の大型化を抑制することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明にかかる車両のトランスファ構造は、次のように構成したことを特徴とする。
まず、本願の請求項１に記載の発明は、
駆動源側からのトルクを入力し、該トルクを主駆動輪に出力する主駆動輪用出力軸と、
前記主駆動輪用出力軸と平行に設けられた補助駆動輪用出力軸と、
前記主駆動輪用出力軸上に設けられ、前記駆動源の出力トルクを取り出して前記補助駆動輪用出力軸に伝動機構を介して出力するカップリングとを備えた車両のトランスファ構造であって、
前記主駆動輪用出力軸上において前記カップリングと前記伝動機構との間にダンパが備えられ、
前記カップリングに、前記伝動機構側に延びて前記ダンパの内周部に第１スプライン嵌合部を介して連結される円筒状の入力側連結部が設けられていると共に、
前記ダンパの外周部に結合されて前記伝動機構における駆動側伝動部材に動力を伝達する動力伝達部材に、前記カップリング側に延びて該カップリングの前記入力側連結部に所定角度の相対回転を許容する第２スプライン嵌合部を介して連結される円筒状の出力側連結部が設けられ、
前記第１スプライン嵌合部と前記第２スプライン嵌合部とは、前記ダンパの内周側において、前記主駆動輪用出力軸の軸方向に隣接させて設けられていることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の車両のトランスファ構造において、
前記動力伝達部材は、前記伝動機構側に延びる円筒部を有し、
該円筒部の先端部が、前記伝動機構の駆動側伝動部材に設けられてカップリング側に延びる円筒状の入力部に連結されていると共に、
前記円筒部の基端部側に、トランスファケースに取り付けられたシール部材が配置されていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は前記請求項２に記載の車両のトランスファ構造において、
前記動力伝達部材は、前記ダンパの外周部にボルトを用いて結合されていることを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の車両のトランスファ構造において、
前記ダンパの内周部を構成する内筒部材には外側に突出する内筒側突起部が設けられ、
前記ダンパの外周部を構成する外筒部材には内側に突出する外筒側突起部が設けられていると共に、
前記内筒側突起部と、前記外筒側突起部との間に弾性部材が挟持されており、
前記外筒側突起部に、前記ダンパの外周部と前記動力伝達部材とを結合するボルトの締結部が設けられていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から前記請求項４に記載の車両のトランスファ構造において、
前記第１スプライン嵌合部及び前記第２スプライン嵌合部と前記ダンパの内周部との間に、前記第１スプライン嵌合部及び前記第２スプライン嵌合部側から前記ダンパ側への潤滑油の浸入を防止するためのシール部材が設けられていることを特徴とする。
本願の請求項１に記載の発明によれば、主駆動輪用出力軸上に備えられたカップリングと伝動機構との間にダンパが備えられ、前記カップリングに設けられた入力側連結部が前記ダンパの内周部に第１スプライン嵌合部を介して連結されると共に、ダンパの外周部に結合されて前記伝動機構に動力を伝達する動力伝達部材に設けられた出力側連結部が前記カップリングの入力側連結部に第２スプライン嵌合部を介して所定角度の相対回転を許容して連結される。
したがって、カップリングから伝動機構側に伝達されるトルクが小さいときは、該トルクが、前記カップリングに設けられた入力側連結部から第１スプライン嵌合部、ダンパ及び動力伝達部材を介して伝達されると共に、前記トルクが大きいときは、ダンパ３０の内周部と外周部との間の相対回転の角度が大きくなることにより、第２スプライン嵌合部がトルク伝達が可能な状態となり、前記トルクの一部が、ダンパを介することなく、カップリングに設けられた入力側連結部から第２スプライン嵌合部を介して動力伝達部材に設けられた出力側連結部に直接伝達されることになる。
即ち、第２スプライン嵌合部は、ダンパの相対回転量を規制するストッパ機構として機能することになり、前記ダンパへの所定値以上のトルクの入力が抑制される。
これにより、ダンパによって燃費を悪化させることなく歯打ち音を抑制しながら、該ダンパ３０の耐久性が確保されることになる。
そして、特に本発明によれば、第１スプライン嵌合部と第２スプライン嵌合部とが主駆動輪用出力軸上において軸方向に隣接させて設けられるので、ダンパの外周部と伝動機構の駆動側伝動部材とを結合してダンパから伝動機構へのトルクを伝達する構造と、第２スプライン嵌合部を構成する構造とが、前記動力伝達部材の軸方向の反対側に振り分けて配置されることになり、ダンパと伝動機構の駆動側伝動部材との間が簡素化されている。これにより、２つの構造がダンパ径方向に重複することによる径方向の大型化が抑制され、トランスファ装置の小型化が図れる。特にダンパと伝動機構との間に例えばオイルシールやベアリング等が配置される場合に効果が顕著になる。
また、請求項２に記載の発明によれば、前述のように、前記第１スプライン嵌合部と第２スプライン嵌合部とが、前記ダンパの内周側において軸方向に隣接させて設けられることで、ダンパと伝動機構の駆動側伝動部材との間には、互いに連結される動力伝達部材の円筒部と前記駆動側伝動部材の入力部のみが存在することになり、このうちの動力伝達部材の円筒部における入力部が連結されない基端部にシール部材が配置されるので、該シール部材の円筒部に接するリップ先端の半径が抑制され、該リップ部に対する摺接速度が低減されることになる。これにより、前記シール部材の耐久性が向上する。
また、請求項３に記載の発明によれば、前記ダンパの前記外周部と前記動力伝達部材とがボルトによって連結されることにより、前記外周部と前記動力伝達部材とをスプライン等で連結する場合に比して、がたつきが抑制されてダンパの制振性能が向上し、前記駆動系におけるギヤ間の歯打ち音がより確実に抑制される。
また、請求項４の記載の発明によれば、前記ダンパの弾性部材は、前記内筒側突起部及び前記外筒側突起部との間に挟持され、前記外筒側突起部に、前記ダンパの外周部と前記動力伝達部材とを締結するボルトの締結部が設けられている。これにより、前記ダンパの外周部と前記動力伝達部材とは、前記ダンパの外周部の前記内側突起部を利用して連結されるため、前記ダンパの外周部と前記動力伝達部材とを連結するための連結部等を別途設ける必要がない。
また、請求項５に記載の発明によれば、前記第１スプライン嵌合部及び前記第２スプライン嵌合部と前記ダンパの前記内周部との間に、前記第１スプライン嵌合部及び前記第２スプライン嵌合部側から前記ダンパ側への潤滑油の浸入を防止するためのシール部材が設けられている。これにより、前記第１スプライン嵌合部及び前記第２スプライン嵌合部と前記弾性部材との間でシール機能を持たせることになり、潤滑が必要なスプライン嵌合部には潤滑油を供給しつつ、前記弾性部材を潤滑油からシールできるので、前記弾性部材が潤滑油に触れることがなく、前記弾性部材は材質の制約を受けない。
本発明の実施形態に係るトランスファ装置が搭載された四輪駆動車の動力伝達機構を示す概略図である。 前記トランスファ装置を示す断面図である。 前記トランスファ装置の要部拡大図である。 図３のＡ−Ａ断面におけるカップリングとダンパのスプライン嵌合部の断面図である。 第２実施形態における前記トランスファ装置の要部拡大図である。 図５のＢ−Ｂ断面におけるダンパの断面図である。 第３実施形態における前記トランスファ装置の要部拡大図である。 先行発明における前記トランスファ装置の要部拡大図である。
以下、本発明に係る車両のトランスファ装置の詳細を実施形態毎に説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、本発明の実施形態に係るトランスファ装置が搭載された四輪駆動車１は、フロントエンジン・リアドライブ車ベースの四輪駆動車であり、車体前部に駆動源としてのエンジン２と変速機３とが軸心が車体前後方向に延びるように配置されている。
前記変速機３の車体後方には、該変速機３の出力部から伝達されるエンジン２の出力トルクを車体後方に延びる後輪用プロペラシャフト及び後輪用差動装置を介して主駆動輪としての後輪に出力すると共に補助駆動輪としての前輪に出力するトルクを取り出すトランスファ装置１０が設けられている。
前記トランスファ装置１０は、前記エンジン２の出力トルクが軸方向一方側である車体前方側から入力される入力軸１１と、該入力軸１１の軸方向他方側である車体後方側に設けられて前記エンジン２の出力トルクを後輪に出力する後輪用出力軸１２と、該後輪用出力軸１２と平行に設けられて前記エンジン２の出力トルクを前輪に出力する前輪用出力軸１３とを備えている。本実施形態では、前記後輪用出力軸１２は、前記入力軸１１と同一軸線上に設けられると共に、該入力軸１１に連結されて前記エンジン２の出力トルクを後輪に出力するように形成されている。
前記トランスファ装置１０はまた、前記後輪用出力軸１２上に設けられて、該後輪用出力軸１２に連結されたカップリング２０と、該カップリング２０の車体前方側に設けられて、前記カップリング２０から取り出されたエンジンの出力トルクを前輪用出力軸１３に伝達する伝動機構を構成する駆動側伝動部材としてのドライブギヤ１４と、前記カップリング２０と前記ドライブギヤ１４との間に設けられているダンパ３０とが備えられている。また、前記前輪用出力軸１３上に設けられると共に、前記ドライブギヤ１４と嵌合されて、前記伝動機構を構成する被駆動側伝動部材としてのドリブンギヤ１５が設けられている。
この実施形態においては、カップリング２０は、電磁式のカップリングが用いられ、エンジン２の出力トルクのうち前輪に出力するトルクを取り出すようになっている。カップリング２０によって取り出されたエンジン２の出力トルクは、ドライブギヤ１４に噛み合うドリブンギヤ１５を介して前輪用出力軸１３に伝達される。
前記前輪用出力軸１３は、自在継手４０を介して車体前方に延びる前輪用プロペラシャフト５０に連結されている。該前輪用プロペラシャフト５０は、自在継手６０を介して前輪用差動装置７０の入力軸７１に連結され、該入力軸７１は、左右の前輪にそれぞれ連結された車軸７２、７２に連結されている。
これにより、前記カップリング２０によって取り出されたエンジン２の出力トルクは、前記ドライブギヤ１４及び前記ドリブンギヤ１５を介して前記前輪用出力軸１３に伝達され、該前輪用出力軸１３から前記前輪用プロペラシャフト５０及び前記前輪用差動装置７０を介して前輪に伝達される。四輪駆動車１では、カップリング２０は、前輪と後輪とのトルク配分を前輪：後輪＝０：１００〜５０：５０の範囲で可変できるようになっている。なお、カップリング２０の作動は、図示しない制御ユニットによって制御される。
次に、本発明の実施形態に係るトランスファ装置１０について、図２及び図３を参照しながらさらに詳細に説明する。
前記トランスファケース５１内には、変速機３からの入力軸１１に連結された後輪用出力軸１２と、該後輪用出力軸１２と平行に設けられた前輪用出力軸１３とが回転可能に支持されている。
前記後輪用出力軸１２は、車体前方側の端部である前端部１２ａに凹部１２ｂが形成され、凹部１２ｂ内に挿入された前記変速機３からの入力軸１１とスプライン嵌合され、該入力軸１１と共に回転するようになっている。前記後輪用出力軸１２は、後端部１２ｃが後輪用プロペラシャフトに連結される連結部材７にスプライン嵌合されて連結されると共に、軸受６１、６２を介して前記カップリング２０及びトランスファケース５１に回転自在に支持されている。
また、前記ドライブギヤ１４は、車体前方側及び車体後方側にそれぞれ延びる前方側延設部１４ａ及び後方側延設部１４ｂを備えると共に、軸受６３、６４を介してトランスファケース５１に回転可能に支持されている。
前記ドライブギヤ１４に噛み合う前記ドリブンギヤ１５は、前輪用出力軸１３上に設けられると共に、軸受６５、６６を介して前記トランスファケース５１に回転可能に支持されている。なお、前記トランスファケース５１は、車体前方側から順に配置される第１ケース部材５２、第２ケース部材５３及び第３ケース部材５４によって分割して構成されている。
前記ドリブンギヤ１５は、前輪用出力軸１３とスプライン嵌合されて連結されている。前輪用出力軸１３は、自在継手４０を介して前輪用プロペラシャフト５０に連結され、動力を伝達することができるようになっている。
また、前記カップリング２０は、後輪用出力軸１２と、ドラム部２１と、後輪用出力軸１２とドラム部２１との間に配置されて後輪用出力軸１２とドラム部２１とに交互にスプライン嵌合された複数の摩擦板２３とを備えており、前記カップリング２０のドラム部２１の車体後方側の先端にはカバー部材２４が設けられており、前記複数の摩擦板２３と前記カバー部材２４との間には、前記複数の摩擦板２３を締結するカム機構２５と、外部から磁力を受けてカム機構２５を作動させるクラッチ機構２６とが備えられている。
前記カップリング２０は、前記カバー部材２４の車体後方側にソレノイド２７を備え、該ソレノイド２７に対する前記制御ユニットによる通電制御によって、前記クラッチ機構２６及び前記カム機構２５を介して前記複数の摩擦板２３の締結状態を制御し、これによって、エンジン２の出力トルクのうち前輪に出力するトルクを可変制御して取り出すようになっている。
前記ソレノイド２７は、該ソレノイド２７を支持する筒状の支持部材２８を介してトランスファケース５１に固定されており、前記カップリング２０の後方側は軸受２９を介してトランスファケース５１に回転自在に支持されている。
図３に示すように、前記ダンパ３０は、該ダンパ３０の外周部を形成する円筒状の外筒部材３１と、前記ダンパ３０の内周部を形成する円筒状の内筒部材３２と、前記外筒部材３１と前記内筒部材３２との間に設けられると共に結合される弾性部材３３とを備えている。
前記ダンパ３０の前記カップリング２０側の側面には、前記ダンパ３０の外筒部材３１と内筒部材３２との間に収納された弾性部材３３の飛び出し防止のため飛び出し防止部材３４が設けられ、該飛び出し防止部材３４と前記ダンパ３０の外筒部材３１の前記カップリング２０側の端部は、スナップリング３５によって、前記外筒部材３１に対する前記飛び出し防止部材３４の抜けが防止されている。
前記ダンパ３０によって、カップリング２０からドライブギヤ１４、ドリブンギヤ１５、前輪用出力軸１３、前輪用プロペラシャフト５０及び前輪用差動装置７０を介して前輪に至る前輪側の駆動系がエンジン２のトルク変動に共振する共振周波数をエンジン２の実用領域下に低下させるように形成されている。
ここで、前記カップリング２０と前記ダンパ３０と前記ドライブギヤ１４との連結構造及び、前記カップリング２０と前記ドライブギヤ１４との連結構造について説明する。
前記カップリング２０のドラム部２１には、前記ドライブギヤ１４側に延びる円筒状の入力側連結部２２が設けられており、該入力側連結部材２２と前記ダンパ３０の内筒部材３２とは、第１スプライン嵌合部Ｓ１を介して連結される。
また、前記ダンパ３０の外筒部材３１の前記ドライブギヤ１４側の端部には、動力伝達部材８１がくし歯もしくはスプラインによって嵌合されると共に、スナップリング８２によって、前記外筒部材３１に対する前記動力伝達部材８１の抜けが防止されている。
そして、前記動力伝達部材８１の内周側には前記ドライブギヤ１４側に延びて、該ドライブギヤ１４の入力部を構成する後方側延設部１４ｂの内周側にスプライン嵌合される円筒部８１ａが設けられていると共に、前記カップリング２０側に延びて該カップリング２０に設けられた入力側連結部２２に所定角度の相対回転を許容する第２スプライン嵌合部Ｓ２を介して連結される円筒状の出力側連結部８１ｂが設けられている。
ここで、第１スプライン嵌合部Ｓ１及び第２スプライン嵌合部Ｓ２について詳しく説明する。
前記第１スプライン嵌合部Ｓ１においては前記カップリング２０の入力側連結部２２の外周面に設けられたスプライン歯と、前記ダンパ３０の内筒部材３２の内周面に設けられたスプライン歯との間のバックラッシュは、前記カップリング２０と前記ダンパ３０の内筒部材３２との相対回転がゼロもしくはほぼゼロになるように、小さく設定されている。
一方、前記第２スプライン嵌合部Ｓ２においては、図４に示すように前記カップリング２０の入力側連結部２２の外周面に設けられたスプライン歯２２’と、前記動力伝達部材８１の出力側連結部８１ｂの内周面に設けられたスプライン歯８１ｂ’との間のバックラッシュは、前記カップリング２０と前記動力伝達部材８１とが所定回転角度内での相対回転が許容されるように、大きく設定されている。
具体的には、前記動力伝達部材８１の出力側連結部８１ｂの隣り合うスプライン歯８１ｂ’間と、前記カップリング２０の入力側連結部２２の隣り合うスプライン歯２２’との間の関係は、互いに嵌合される前記出力側連結部８１ｂのスプライン歯８１ｂ’と前記入力側連結部２２のスプライン歯２２’とは、前記入力側連結部２２のスプライン歯２２’の歯面の時計回り方向Ｆ側、即ち、トルクが前記カップリング２０の入力側連結部２２から前記動力伝達部材８１の出力側連結部８１ｂへ伝達される前進駆動時の回転方向Ｆ前方側に、大きなバックラッシュＬが形成されており、これにより前進駆動時における出力側連結部８１ｂと入力側連結部２２とが所定角度内での相対回転を許容するように形成されている。
なお、前記カップリング２０の入力側連結部２２の外周側に設けられた前記第１スプライン嵌合部Ｓ１及び前記第２スプライン嵌合部Ｓ２は、前記ダンパ３０の内周側において、前記後輪用出力軸１２の軸方向に隣接させて設けられており、前記ダンパ３０の内筒部材３２の内周側のスプライン歯３２’と、前記動力伝達部材の出力側連結部８１ｂのスプライン歯８１ｂ’とは、前記カップリング２０の入力側連結部２２のスプライン歯２２’を共有して噛み合って配置されている。
このような構成により、カップリング２０によって取り出された前輪用のトルクが所定値以下の場合、前記ダンパ３０の弾性部材３３の変形が小さく、前記ダンパ３０の外筒部材３１に対する前記ダンパ３０の内筒部材３２の相対回転か小さいため、バックラッシュの大きな前記第２スプライン嵌合部Ｓ２では、前記動力伝達部材の出力側連結部８１ｂの内周面に設けられたスプライン歯８１ｂ’と前記入力側連結部２２の外周面に設けられたスプライン歯２２’とが当接せず、トルクを伝達しない。したがって、前記トルクは、前記カップリング２０から前記第１スプライン嵌合部Ｓ１、前記ダンパ３０、前記動力伝達部材８１を介して前記ドライブギヤ１４に伝達される。
一方、カップリング２０によって取り出された前輪用のトルクが所定値を超える場合、前記ダンパ３０の弾性部材３３の変形が大きく、前記外筒部材３１に対する前記内筒部材３２の相対回転が大きいため、バックラッシュの大きな前記第２スプライン嵌合部Ｓ２においても前記動力伝達部材の出力側連結部８１ｂの内周面に設けられたスプライン歯８１ｂ’と前記カップリング２０の入力側連結部２２の外周面に設けられたスプライン歯２２’とが当接し、トルクを伝達する。したがって、前記トルクは、前記カップリング２０から前記第１スプライン嵌合部Ｓ１、前記ダンパ３０、前記動力伝達部材８１を介して前記ドライブギヤ１４に伝達されると共に、前記動力伝達部材８１の円筒部８１ａを介してドライブギヤ１４に伝達される。
このとき、前記カップリング２０の入力側連結部２２前記と前記動力伝達部材の出力側連結部８１ｂとのスプライン嵌合部である前記第２スプライン嵌合部Ｓ２は、前記ダンパ３０の相対回転量を規制するストッパ機構として機能し、所定値以上のトルクが前記ダンパ３０にかかることが回避される。
ここで、第２実施形態を示す図６を用いて前記ダンパの構造をさらに詳しく説明する。
前記ダンパ３０の外筒部材３１の内周側にはダンパ３０の内側に向かって、周方向に等間隔で複数の外筒側突起部３１ａ…３１ａが設けられており、前記ダンパ３０の内筒部材３２の外周側には前記ダンパ３０の外側に向かって、周方向に等間隔で複数の内筒側突起部３２ａ…３２ａが設けられている。
前記ダンパ３０の弾性部材３３は、ゴム等の弾性材料を用いて形成され、前記ダンパ３０の外筒部材３１に設けられた外筒側突起部３１ａ…３１ａと前記ダンパ３０の内筒部材３２に設けられた内筒側突起部３２ａ…３２ａとの間に分断されて挟持されている。また、カップリング２０によって取り出されたトルクが前記ダンパ３０の内筒部材３２から前記ダンパ３０の弾性部材３３を介して前記ダンパ３０の外筒部材３１に向かって伝達される前進駆動時の回転方向は図に示す矢印Ｆ方向であり、このような前進駆動時に前記内筒部材の内筒側突起部３２ａ…３２ａの回転方向前方側に配置されている第１弾性部材３３ａ…３３ａは、回転方向後方側に配置されている第２弾性部材３３ｂ…３３ｂよりも大きな容量を有するように設けられている。即ち、車両の走行時に頻度の高い前進駆動時に圧縮される側である第１弾性部材３３ａ…３３ａにおける振動吸収能力が高くなるように設定されている。
ところで、トランスファ装置には、潤滑を必要とする伝動機構、軸受、スプライン嵌合部等が備えられており、これらの潤滑のための潤滑油がトランスファ装置１０の外部及び、トランスファケース５１内に設けられた電装部品等へ漏出することを防止するためのシール部材９１、９２、９３が設けられている。
図３に示すように、前記トランスファ装置１０は、潤滑が必要な伝動機構を収納する空間と、前記カップリング２０及び前記ダンパ３０を収納すると共に、前記トランスファケース５１から外部へ繋がる電磁部品等を備える空間とが設けられている。これらの空間は、潤滑油が前者の空間から後者の空間側に漏出することを防止するためのオイルシール９１によって仕切られている。
前記トランスファケース５１に取り付けられた前記オイルシール９１は、前記動力伝達部材の円筒部８１ａの前記ドライブギヤの入力部１４ｂとの連結部８１ａ’よりもカップリング２０側に配置されている。即ち、後輪用出力軸１２上には、前記動力伝達部材の円筒部８１ａのみが存在することになるので、前記オイルシール９１の前記円筒部８１ａに接するリップ先端９１ａの半径が抑制され、該リップ部９１ａに対する摺接速度が低減されることになる。これにより、前記オイルシール９１の耐久性が向上する。
前記ダンパ３０の内筒部材３２と前記カップリング２０の入力側連結部２２との間に設けられた前記第１スプライン嵌合部Ｓ１と、前記動力伝達部材の出力側連結部８１ｂと前記カップリング２０の入力側連結部２２との間に設けられた前記第２スプライン嵌合部Ｓ２との間には、前記内筒部材３２に取り付けられたリップシール９２が、前記出力側連結部８１ｂのカップリング２０側の側面に当接して設けられている。これにより、前記出力側連結部８１ｂの外周側と前記ダンパ３０の内筒部材３２の内周側との連結されていない空間に潤滑油が浸入することを防止できるので、前記第１スプライン嵌合部Ｓ１及び前記第２スプライン嵌合部Ｓ２には潤滑油を供給しつつ、前記ダンパ３０の弾性部材３３への潤滑油の浸入を防止することを両立している。
さらに、前記第１スプライン嵌合部Ｓ１よりもカップリング２０側の内筒部材３２と前記カップリング２０の入力側連結部２２との間には、オーリング９３が挟み込まれて固定されており、該オーリング９３によって、前記第１スプライン嵌合部Ｓ１には潤滑油を供給しつつ、前記弾性部材３３側への潤滑油の漏出及び前記カップリングが収納された空間側への潤滑油の漏出を防止することを両立している。
このようにして構成されるトランスファ装置１０では、入力軸１１に入力されるエンジン２の出力トルクは後輪用出力軸１２に伝達されて、二輪駆動状態では後輪用出力軸１２から後輪にのみ出力され、四輪駆動状態では後輪用出力軸１２から後輪に出力されると共にカップリング２０によって前輪に出力するトルクが取り出されて前輪にも出力される。
その際に、カップリング２０によって取り出された前輪用のトルクは所定値以下の場合、カップリング２０からダンパ３０を介してドライブギヤ１４に伝達され、ドライブギヤ１４からドリブンギヤ１５、前輪用出力軸１３、前輪用プロペラシャフト５０及び前輪用差動装置７０を介して前輪に出力される。
このとき、ダンパ３０によって、カップリング２０からドライブギヤ１４、ドリブンギヤ１５、前輪用出力軸１３、前輪用プロペラシャフト５０及び前輪用差動装置７０を介して前輪に至る前輪側の駆動系がエンジン２のトルク変動に共振する共振周波数がエンジン２の実用領域下に低下され、カップリング２０によって取り出された前輪に出力するトルクが比較的小さい場合に生じ得るドライブギヤ１４とドリブンギヤ１５との間などのギヤ間の歯打ち音を抑制することができる。
また、本実施形態に係るトランスファ装置１０では、カップリング２０からドライブギヤ１４側に伝達されるトルクが小さいときは、該トルクが、カップリング２０に設けられた入力側連結部２２ｂから第１スプライン嵌合部Ｓ１、ダンパ３０及び動力伝達部材８１を介して伝達されると共に、前記トルクが大きいときは、ダンパ３０の外筒部材３１に対する内筒部材３２の相対回転の角度が大きくなることにより、第２スプライン嵌合部Ｓ２がトルクの伝達が可能な状態となり、前記トルクの一部が、ダンパ３０を介することなく、カップリング２０に設けられた入力側連結部２２から第２スプライン嵌合部Ｓ２を介して動力伝達部材８１に設けられた出力側連結部８１ｂに直接伝達されることになる。
これにより、第２スプライン嵌合部Ｓ２は、ダンパ３０の相対回転量を規制するストッパ機構として機能することになり、前記ダンパ３０への所定値以上のトルクの入力が抑制され、ダンパ３０によって燃費を悪化させることなく歯打ち音を抑制しながら、該ダンパ３０の耐久性が確保されることになる。
そして、前記第１スプライン嵌合部Ｓ１と前記第２スプライン嵌合部Ｓ２とが後輪用出力軸１２上において、軸方向に隣接させて設けられているので、前記ダンパ３０の外周部と前記ドライブギヤ１４とを結合する前記ダンパ３０からドライブギヤ１４への動力伝達部材８１の円筒部８１ａと、第２スプライン嵌合部Ｆ２を構成する出力側連結部８１ｂとが、前記動力伝達部材８１の軸方向の反対側に振り分けて配置されており、前記ダンパ３０と前記ドライブギヤ１４との間が簡素化されている。これにより、前記カップリング２０からトルクが伝達される機能と、前記トルクをドライブギヤ１４へ伝達する機能の２つの機能がダンパ３０径方向に重複することによる大型化が抑制され、トランスファ装置１０の小型化が図れ、ダンパ３０の追加により燃費を悪化させることなく歯打ち音を抑制しながら、トランスファ装置の大型化を抑制することができる。
［第２実施形態］
図５を参照しながら、第２実施形態に係る車両のトランスファ構造について説明する。なお、図３に示す第１実施形態と同様の構成要素については図５において同一の符号を用いると共に、その説明を省略する。
第２実施形態では、ダンパ１３０の外筒部材１３１と動力伝達部材１８１との連結の構成と、外筒部材１３１と弾性部材飛び出し防止部材１３４との連結の構成とが第１実施形態と異なる。なお、その他の構成は第１実施形態と同様の構成であり、第１実施形態同様の効果が得られる。
第２実施形態に係るトランスファ装置は、第１実施形態同様に、後輪用出力軸上１２に備えられたカップリング２０と伝動機構との間にダンパ１３０が備えられ、前記カップリング２０に設けられた入力側連結部２２が前記ダンパ１３０の内筒部材１３２に第１スプライン嵌合部Ｓ１’を介して連結されると共に、前記ダンパ１３０の外周部材１３１に結合されて前記伝動機構に動力を伝達する動力伝達部材１８１に設けられた出力側連結部１８１ｂが前記カップリング１２０の入力側連結部１２２ｂに第２スプライン嵌合部Ｓ２’を介して所定角度の相対回転を許容して連結される。
また、前記第１スプライン嵌合部Ｓ１’と第２スプライン嵌合部Ｓ２’とは、第１実施形態同様に、前記後輪用出力軸１２上の軸方向に隣接させて設けられることで、前記ダンパ１３０から前記ドライブギヤ１４への動力伝達構造と、前記第２スプライン嵌合部Ｓ２’とが、前記動力伝達部材１８１の軸方向の反対側に振り分けて配置されている。
そして、第２実施形態では、ダンパ１３０の外筒部材１３１に結合された動力伝達部材１８１と、ダンパ１３０のカップリング２０側の側面に設けられた弾性部材飛び出し防止のための飛び出し防止部材１３４とが、それぞれ前記ダンパ１３０の外筒部材１３１に設けられた外筒側突起部１３１ａ…１３１ａに備えられた締結部１３１ａ’…１３１ａ’にボルト１３１ｂ…１３１ｂ、１３４ａ…１３４ａで締結されている。
このような構成により、第１実施形態の同様に、四輪駆動車に搭載される車両のトランスファ構造において、ダンパの追加により燃費を悪化させることなく歯打ち音を抑制しながら、トランスファ装置の大型化を抑制する効果が得られる。
また特に、第２実施形態においては、前記ダンパ１３０の外筒部材１３１と動力伝達部材１８１とをスプラインやくし歯等で嵌合する場合に比して、ダンパ１３０のがたつきを抑制することができ、ダンパ性能をより確実に確保することができると共に、前記ボルト１３１ｂ…１３１ｂ、１３４ａ…１３４ａは、前記ダンパ１３０の外筒部材１３１に設けられた外筒側突起部１３１ａ…１３１ａに締結されるので、締結のための締結部を別途設ける必要がない。
［第３実施形態］
図７を参照しながら、第３実施形態に係る車両のトランスファ構造について説明する。なお、図３に示す第１実施形態と同様の構成要素については図７において同一の符号を用いると共に、その説明を省略する。
第３実施形態では、ダンパ２３０の外筒２３１と動力伝達部材２８１との連結の構成と、カップリング２２０とダンパ２３０の連結部及びシール部の構成とが第１実施形態と異なる。なお、その他の構成は第１実施形態と同様の構成であり、第１実施形態同様の効果が得られる。
図７に示すように、第３実施形態にかかるトランスファ装置は、第１実施形態同様に、後輪用出力軸上１２に備えられたカップリング２２０との間にダンパ１３０が備えられ、前記カップリング２２０のドラム部２２１からドライブギヤ１４側に延びる第１入力側連結部２２２ａの外周側とダンパ２３０の内筒部材２３２とが第１スプライン嵌合部Ｓ１”を介して連結され、前記カップリング２２０の第１入力側連結部２２２ａよりもドライブギヤ１４側でかつ径の小さな第２入力側連結部２２２ｂの外周側は、第２スプライン嵌合部Ｓ２”を介して、前記ダンパ２３０の外筒部材２３１に設けられた内側突起部２３１ａの締結部２３１ａ’にボルト２３１ｂで結合された動力伝達部材２８１の内周側からカップリング２２０側へ延びる出力側連結部２８１ｂと連結されると共に、前記ドライブギヤ１４側に延びて、該ドライブギヤ１４の入力部を構成する後方側延設部１４ｂの内周側にスプライン嵌合される円筒部８１ａが設けられている。なお、第１スプライン嵌合部Ｓ１”には、前記カップリング２２０に対して前記ダンパ２３０の抜け止めとして、スナップリング２３２ａが設けられている。
また、前記内筒部材２３２の内周部に取り付けられたシール部材２９２の両側がそれぞれ、カップリング２２０の第１入力側連結部２２２ａの縦壁部２２２ａ’と、動力伝達部材２８１の出力側連結部２８１ｂの側面部２８１ｂ’とに当接して設けられている。
このような構成により、第１実施形態の同様に、四輪駆動車に搭載される車両のトランスファ構造において、ダンパの追加により燃費を悪化させることなく歯打ち音を抑制しながら、トランスファ装置の大型化を抑制することができる。
また特に、第３実施形態においては、潤滑が必要な第２スプラインＳ２”に潤滑油を供給しつつ、第２スプラインＳ２”から前記ダンパ２３０の弾性部材２３３への潤滑油の浸入が防止され、また、第１スプライン嵌合部Ｓ１”を介して弾性部材２３３への潤滑油の浸入も防止されている。さらに、第１スプライン嵌合部Ｓ１”と第２スプライン嵌合部Ｓ２”とを、前記カップリング２２０の第１入力側連結部２２２ｂ及び第２入力側連結部２２２ｃにそれぞれ設けることで、シール部材を１つに集約することができ、ダンパの構成を簡素化することができ、トランスファ装置のコンパクト化が図れる。
なお、本発明における伝動機構は、ギヤを用いたものに限らず、巻き掛け伝動機構でも良く、その場合、伝動部材として、ドライブギヤ及びドリブンギヤに代え、スプロケットやプーリが備えられる。
本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。
以上のように、本発明によれば、四輪駆動車に搭載されるトランスファ装置において、四輪駆動車に搭載される車両のトランスファ構造において、ダンパの追加により燃費を悪化させることなく歯打ち音を抑制しながら、トランスファ装置の大型化を抑制することが可能となるから、この種の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
１ 四輪駆動車
２ エンジン
３ 変速機
１０ トランスファ装置
１１ 入力軸
１２ 後輪用出力軸（主駆動輪用出力軸）
１３ 前輪用出力軸（補助駆動輪用出力軸）
１４ ドライブギヤ（駆動側伝動部材）
１４ｂ 入力部
１５ ドリブンギヤ
２０ カップリング
２２ 入力側連結部
３０ ダンパ
３１ 外筒部材
３１ａ 外筒側突起部
３２ 内筒部材
３２ａ 内筒側突起部
３３ 弾性部材
５１ トランスファケース
８１ 動力伝達部材
８１ａ 円筒部
８１ｂ 出力側連結部
９１ オイルシール
９２ リップシール
９３ オーリング
Ｓ１ 第１スプライン嵌合部
Ｓ２ 第２スプライン嵌合部

Claims (5)

  1. 駆動源側からのトルクを入力し、該トルクを主駆動輪に出力する主駆動輪用出力軸と、
    前記主駆動輪用出力軸と平行に設けられた補助駆動輪用出力軸と、
    前記主駆動輪用出力軸上に設けられ、前記駆動源の出力トルクを取り出して前記補助駆動輪用出力軸に伝動機構を介して出力するカップリングとを備えた車両のトランスファ構造であって、
    前記主駆動輪用出力軸上において前記カップリングと前記伝動機構との間にダンパが備えられ、
    前記カップリングに、前記伝動機構側に延びて前記ダンパの内周部に第１スプライン嵌合部を介して連結される円筒状の入力側連結部が設けられていると共に、
    前記ダンパの外周部に結合されて前記伝動機構における駆動側伝動部材に動力を伝達する動力伝達部材に、前記カップリング側に延びて該カップリングの前記入力側連結部に所定角度の相対回転を許容する第２スプライン嵌合部を介して連結される円筒状の出力側連結部が設けられ、
    前記第１スプライン嵌合部と前記第２スプライン嵌合部とは、前記ダンパの内周側において、前記主駆動輪用出力軸の軸方向に隣接させて設けられていることを特徴とする車両のトランスファ構造。
  2. 前記動力伝達部材は、前記伝動機構側に延びる円筒部を有し、
    該円筒部の先端部が、前記伝動機構の駆動側伝動部材に設けられてカップリング側に延びる円筒状の延設部に連結されていると共に、
    前記円筒部の基端部側に、トランスファケースに取り付けられたシール部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両のトランスファ構造。
  3. 前記動力伝達部材は、前記ダンパの外周部にボルトを用いて結合されていることを特徴としている請求項１又は請求項２に記載の車両のトランスファ構造。
  4. 前記ダンパの内周部を構成する内筒部材には外側に突出する内筒側突起部が設けられ、
    前記ダンパの外周部を構成する外筒部材には内側に突出する外筒側突起部が設けられていると共に、
    前記内筒側突起部と、前記外筒側突起部との間に弾性部材が挟持されており、
    前記外筒側突起部に、前記ダンパの外周部と前記動力伝達部材とを結合するボルトの締結部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両のトランスファ構造。
  5. 前記第１スプライン嵌合部及び前記第２スプライン嵌合部と前記ダンパの内周部との間に、前記第１スプライン嵌合部及び前記第２スプライン嵌合部側から前記ダンパ側への潤滑油の浸入を防止するためのシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両のトランスファ構造。
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