JP3943910B2 - 四輪駆動車両のトランスファー構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体前部に搭載したエンジンによって前輪および後輪を駆動する四輪駆動車両に関し、特にそのフロントディファレンシャルギヤとリヤディファレンシャルギヤとの間に設けられるトランスファーの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車両のトランスファー装置は、左右方向に配置されたトランスファー入力軸にフロントディファレンシャルギヤから一対のヘリカルギヤを介して入力された駆動力を、前後方向に配置されたトランスファー出力軸に一対のベベルギヤを介して伝達するもので、それらトランスファー入力軸、トランスファー出力軸および一対のベベルギヤはトランスファーケース本体およびトランスファーカバーを複数本の第１ボルトで結合したトランスファーケースの内部に収納される。そしてサブアセンブリ化されたトランスファーは、トランスミッッションケースに複数本の第２ボルトを介して取り付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでトランスファー入力軸は、トランスファーケース本体およびトランスファーカバーにそれぞれテーパーローラベアリングを介して支持されており、それら一対のテーパーローラベアリングのプリセット荷重は前記第１ボルトによるトランスファーケース本体およびトランスファーカバーの締結力により調整される。しかしながら、サブアセンブリ化されたトランスファーをトランスミッッションケースに複数本の第２ボルトを介して取り付ける際に、その第２ボルトの締結力でトランスファーケース本体およびトランスファーカバーが更に強く締結されてしまい、テーパーローラベアリングのプリセット荷重が過剰に増加して耐久性に悪影響を及ぼす問題がある。
【０００４】
またフロントディファレンシャルギヤからトランスファー入力軸への駆動力の伝達は一対のヘリカルギヤを介して行われ、またトランスファー入力軸からトランスファー出力軸への駆動力の伝達は一対のベベルギヤを介して行われるため、それらの噛合反力が前記一対のベベルギヤの噛み合いを浅くする方向に作用する。従って、一対のベベルギヤを設けたトランスファー入力軸およびトランスファー出力軸を支持するトランスファーケースをの剛性を充分に確保しないと、一対のベベルギヤが噛合不良を起こして異常磨耗や騒音の原因となる問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、四輪駆動車両のトランスファー装置において、外力によりトランスファーケースが変形して発生する不具合を解消することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、トランスファーケース本体の側面開口にトランスファーカバーを複数本の第１ボルトで締結して構成したトランスファーケースの内部に、トランスファーケース本体に支持した第１のテーパーローラベアリングおよびトランスファーカバーに支持した第２のテーパーローラベアリングによってトランスファー入力軸を左右方向に支持するとともに、トランスファーケース本体にトランスファー出力軸を前後方向に支持し、トランスファー入力軸の、トランスファーケース外に突出する一端部に設けたヘリカルギヤにトランスミッションからの駆動力を入力し、トランスファー入力軸に設けた第１ベベルギヤにトランスファー出力軸に設けた第２ベベルギヤを噛合させ、前記トランスファーケースをトランスファーケース本体およびトランスファーカバーを貫通する複数本の第２ボルトでトランスミッションケースの側面に締結し、トランスファーケース本体が、一対のテーパーローラベアリングを介してトランスファー出力軸を支持する部分と、トランスファー入力軸の他端部を覆う部分とを一体に有している四輪駆動車両のトランスファー構造であって、第１ボルト及び第２ボルトは、第１ボルトの締結力の調整により両テーパーローラベアリングのプリセット荷重を設定可能であり且つその設定されたプリセット荷重が第２ボルトの締結力で変化するのを防止し得るように、第２のテーパーローラベアリングの周囲で且つ第１ボルトが第２ボルトよりも該テーパーローラベアリングの半径方向内側に位置するように配置されたことを特徴とする四輪駆動車両のトランスファー構造が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、トランスファーケースのトランスファーケース本体およびトランスファーカバーを締結する第１ボルトを、第２のテーパーローラベアリングの周囲で、且つトランスファーケースをトランスミッションケースに締結する第２ボルトよりも該テーパーローラベアリングの半径方向内側に位置させたので、第１ボルトの締結力の調整により両テーパーローラベアリングのプリセット荷重を設定可能であり、且つその第１ボルトの締結力により設定された両テーパーローラベアリングのプリセット荷重が、第２ボルトの締結力で変化してしまうのを防止することができる。またトランスファー入力軸に設けたヘリカルギヤの噛合反力や第１、第２ベベルギヤの噛合反力でトランスファーケースのトランスファーケース本体およびトランスファーカバーの割り面がトランスファー入力軸の周囲で相互に離反する方向に変形しようとするのを、第２ボルトの半径方向内側に配置した第１ボルトの締結力で抑制し、第１、第２ベベルギヤの噛合部に異常磨耗や騒音が発生するのを防止することができる。
【０００８】
尚、実施例のトランスファードリブンギヤ７２は本発明のヘリカルギヤに対応する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は４輪駆動車両の動力伝達系の概略図、図２は伝動装置のスケルトン図、図３はトランスファーの水平断面図、図４は図３の４−４線矢視図である。
【００１１】
図１に示すように、エンジンＥはクランクシャフト１が車体左右方向を向くように横置きに搭載される。エンジンＥの駆動力を左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達する伝動装置は、クランクシャフト１に接続されたトルクコンバータ２と、トルクコンバータ２に接続されたトランスミッション３と、トランスミッション３に接続されたフロントディファレンシャルギヤ４と、フロントディファレンシャルギヤ４に接続されたトランスファー５と、トランスファー５に接続されたリヤディファレンシャルギヤ６とから構成される。
【００１２】
フロントディファレンシャルギヤ４は、前部左車軸７Ｌおよび前部右車軸７Ｒを介して左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに接続される。トランスファー５にプロペラシャフト８を介して接続されたリヤディファレンシャルギヤ６は、後部左車軸９Ｌおよび後部右車軸９Ｒを介して左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに接続される。
【００１３】
次に、図２を参照してトランスミッション３の構造を説明する。
【００１４】
トランスミッション３は、相互に平行に配置されて車体左右方向に延びるメインシャフトＭＳ、セカンダリシャフトＳＳおよびカウンタシャフトＣＳを備える。
【００１５】
メインシャフトＭＳには、メインドライブギヤ２１が固設されるとともに、３速クラッチＣ３によりメインシャフトＭＳに結合可能なメイン３速ギヤ２２と、一体に形成されて４速−リバースクラッチＣ４ＲによりメインシャフトＭＳに結合可能なメイン４速ギヤ２３およびメインリバースギヤ２４とが回転自在に支持される。
【００１６】
セカンダリシャフトＳＳには、セカンダリドリブンギヤ２５が固設されるとともに、１速クラッチＣ１によりセカンダリシャフトＳＳに結合可能なセカンダリ１速ギヤ２６と、２速クラッチＣ２によりセカンダリシャフトＳＳに結合可能なセカンダリ２速ギヤ２７とが回転自在に支持される。
【００１７】
カウンタシャフトＣＳには、カウンタ２速ギヤ２８とカウンタ３速ギヤ２９とファイナルドライブギヤ３０とが固設されるとともに、カウンタアイドルギヤ３１とカウンタ４速ギヤ３２とカウンタリバースギヤ３３とが回転自在に支持され、更に１速ホールドクラッチＣＬＨを介してカウンタシャフトＣＳに結合可能なカウンタ１速ギヤ３４が回転自在に支持される。メインリバースギヤ２４とカウンタリバースギヤ３３とに、リバースアイドルギヤ３５が噛合する。カウンタ１速ギヤ３４は一方向クラッチＣＯＷを介してカウンタ３速ギヤ２９に結合可能であり、またカウンタ４速ギヤ３２およびカウンタリバースギヤ３３はセレクタ３６を介してカウンタシャフトＣＳに選択的に結合可能である。
【００１８】
メインドライブギヤ２１はカウンタアイドルギヤ３１に噛合し、カウンタアイドルギヤ３１はセカンダリドリブンギヤ２５に噛合しており、エンジンＥのクランクシャフト１の回転はトルクコンバータ２、メインシャフトＭＳ、メインドライブギヤ２１、カウンタアイドルギヤ３１およびセカンダリドリブンギヤ２５を介してセカンダリシャフトＳＳに伝達される。
【００１９】
従って、セカンダリシャフトＳＳに回転自在に支持したセカンダリ１速ギヤ２６を１速クラッチＣ１でセカンダリシャフトＳＳに結合すると、セカンダリシャフトＳＳの回転が１速クラッチＣ１、セカンダリ１速ギヤ２６、一方向クラッチＣＯＷおよびカウンタ３速ギヤ２９を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、１速変速段が確立する。尚、１速クラッチＣ１は２速〜４速変速段の確立時にも係合状態に保持されるが、２速〜４速変速段の確立時には一方向クラッチＣＯＷがスリップする。
【００２０】
セカンダリシャフトＳＳに回転自在に支持したセカンダリ２速ギヤ２７を２速クラッチＣ２でセカンダリシャフトＳＳに結合すると、セカンダリシャフトＳＳの回転が２速クラッチＣ２、セカンダリ２速ギヤ２７およびカウンタ２速ギヤ２８にを介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、２速変速段が確立する。
【００２１】
メインシャフトＭＳに回転自在に支持したメイン３速ギヤ２２を３速クラッチＣ３でメインシャフトＭＳに結合すると、メインシャフトＭＳの回転が３速クラッチＣ３、メイン３速ギヤ２２およびカウンタ３速ギヤ２９を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、３速変速段が確立する。
【００２２】
カウンタシャフトＣＳに相対回転自在に支持したカウンタ４速ギヤ３２をセレクタ３６でカウンタシャフトＣＳに結合した状態で、メインシャフトＭＳに回転自在に支持したメイン４速ギヤ２３を４速−リバースクラッチＣ４ＲでメインシャフトＭＳに結合すると、メインシャフトＭＳの回転が４速−リバースクラッチＣ４Ｒ、メイン４速ギヤ２３、カウンタ４速ギヤ３２およびセレクタ３６を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、４速変速段が確立する。
【００２３】
カウンタシャフトＣＳに回転自在に支持したカウンタリバースギヤ３３をセレクタ３６でカウンタシャフトＣＳに結合した状態で、メインシャフトＭＳに相対回転自在に支持したメインリバースギヤ２４を４速−リバースクラッチＣ４ＲでメインシャフトＭＳに結合すると、メインシャフトＭＳの回転が４速−リバースクラッチＣ４Ｒ、メインリバースギヤ２４、リバースアイドルギヤ３５、カウンタリバースギヤ３３およびセレクタ３６を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、後進変速段が確立する。
【００２４】
１速クラッチＣ１を係合させた状態で１速ホールドクラッチＣＬＨを係合させると、１速ホールド変速段が確立する。強力なエンジンブレーキが必要なときに１速ホールド変速段を確立すれば、一方向クラッチＣＯＷがスリップしても、１速ホールドクラッチＣＬＨを介して後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのトルクをエンジンＥに逆伝達することができる。
【００２５】
次に、図２を参照しながらフロントディファレンシャルギヤ４の構造を説明する。
【００２６】
フロントディファレンシャルギヤ４は回転自在に支持されたディファレンシャルケース４３を備えており、ディファレンシャルケース４３の外周には、カウンタシャフトＣＳに設けたファイナルドライブギヤ３０に噛合するファイナルドリブンギヤ４４と、トランスファー５に動力を伝達するトランスファードライブギヤ４５とが固定される。
【００２７】
而して、トランスミッション３のカウンタシャフトＣＳの回転は、ファイナルドライブギヤ３０およびファイナルドリブンギヤ４４を介してディファレンシャルケース４３に伝達され、ディファレンシャルケース４３の回転は左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの負荷に応じて前部左車軸７Ｌおよび前部右車軸７Ｒに伝達される。
【００２８】
前部左車軸７Ｌに連なる前部左出力軸４７Ｌと、前部右車軸７Ｒに連なる前部右出力軸４７Ｒとがディファレンシャルケース４３に相対回転自在に嵌合し、両出力軸４７Ｌ，４７Ｒの対向端にそれぞれディファレンシャルサイドギヤ４８，４８がスプライン結合される。前記両出力軸４７Ｌ，４７Ｒと直交するようにディファレンシャルケース４３の内部に固定されたピニオンシャフト５０に、前記両ディファレンシャルサイドギヤ４８，４８にそれぞれ噛合する一対のディファレンシャルピニオンギヤ５１，５１が支持される。
【００２９】
次に、図２〜図４を参照しながらトランスファー５の構造を説明する。
【００３０】
トランスミッッションケース６１（正確にはトランスミッッションケースの一部を構成するトルクコンバータケース）の右側面に固定されるトランスファーケース６２は、トランスファーケース本体６３とトランスファーカバー６４とを、ノックピン６５で位置決めした状態で複数本（実施例では５本）の第１ボルト６６…で一体に締結して構成される。サブアセンブリ化されたトランスファー５は、トランスファーケース６２を貫通する複数本（実施例では５本）の第２ボルト６７…でトランスミッッションケース６１締結される。図４から明らかなように、第２ボルト６７…は第１ボルト６６…よりも半径方向外側に位置するように配置される。
【００３１】
車体左右方向に延びるトランスファー入力軸６８は、トランスファーケース本体に設けたテーパーローラベアリング６９と、トランスファーカバー６４に設けたテーパーローラベアリング７０と、トランスファーカバー６４に設けたローラベアリング７１とによって支持されており、その左端には前記トランスファードライブギヤ４５（図２参照）に噛合するトランスファードリブンギヤ７２が一体に形成される。トランスファードライブギヤ４５およびトランスファードリブンギヤ７２はヘリカルギヤから構成されているため、頻度の高い車両の前進走行時に、それらの噛合反力によってトランスファー入力軸６８に図３において矢印Ａ方向のスラスト力が作用する。
【００３２】
トランスファー入力軸６８にスプライン結合された第１ベベルギヤ７３の右側にはカラー７４、シム７５およびテーパーローラベアリング６９のインナーレース７６が順次嵌合し、第１ベベルギヤ７３がトランスファー入力軸６８の段部６８ａに密着するようにナット７７で締結される。テーパーローラベアリング６９のアウターレース７８はトランスファーケース本体６３の段部６３ａに係止される。またテーパーローラベアリング７０のインナーレース７９は第１ベベルギヤ７３の段部７３ａに係止され、アウターレース８０はトランスファーカバー６４の段部６４ａにシム８１を介して係止される。
【００３３】
トランスファーケース本体６３には前後方向に延びるトランスファー出力軸８２が一対のテーパーローラベアリング８３，８４を介して支持されており、その前端に設けた第２ベベルギヤ８５が前記第１ベベルギヤ７３に噛合する。トランスファー出力軸８２の後端にはプロペラシャフト８の前端が結合される継ぎ手８６がスプライン結合されてナット８７で固定される。
【００３４】
次に、本実施例のトランスファー５に対応する従来のトランスファー５の構造を、図５および図６を参照して説明する。実施例の部材に対応する従来例の部材には、実施例の符号と同じ符号を付すことで重複する説明を省略し、相違点を中心にして説明する。
【００３５】
実施例のトランスファー５と従来例のトランスファーとは基本的に同一の構造を有しているが、トランスファー入力軸６８に関する第１ボルト６６…および第２ボルト６７…の位置関係が大きく異なっている。即ち、実施例ではトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する第１ボルト６６…の全てが、テーパーローラベアリング７０の周囲に在って、且つトランスファーケース６２をトランスミッッションケース６１に締結する第２ボルト６７…よりも該テーパーローラベアリング７０の半径方向内側に配置されている。それに対して、従来例ではトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する第１ボルト６６…の一部が、トランスファーケース６２をトランスミッッションケース６１に締結する第２ボルト６７…よりも半径方向外側に配置されている。
【００３６】
上記相違点により実施例は従来例に対して以下の二つの利点を有している。
【００３７】
先ず、第１の利点について説明する。トランスファー５は、内部にトランスファー入力軸６８、トランスファー出力軸８２、第１ベベルギヤ７３および第２ベベルギヤ８５を組み込んだ状態でトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を第１ボルト６６…で締結してサブアセンブリを構成し、このサブアセンブリを第２ボルト６７…でトランスミッッションケース６１に締結するようになっている。
【００３８】
トランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を結合するとき、第１ベベルギヤ７３および第２ベベルギヤ８５のバックラッシュを調整すべく、テーパーローラベアリング６９のインナーレース７６およびカラー７４間のシム７５の厚さと、テーパーローラベアリング７０のアウターレース８０およびトランスファーカバー６４の段部６４ａ間のシム８１の厚さとが調節される。第１ボルト６６…でトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する際に、第１ボルト６６…の締結力を調整することで、両テーパーローラベアリング６９，７０に所定のプリロードを与えるようになっている。そのため、第１ボルト６６…による締結を終えた状態で、トランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐは完全に密着せず、そこに微小な隙間が形成される。
【００３９】
続いて、サブアセンブリ化されたトランスファー５のトランスファーケース６２を第２ボルト６７…でトランスミッッションケース６１に締結するとき、従来例は第２ボルト６７…の一部が第１ボルト６６…よりも半径方向内側に配置されているため（図５参照）、その第２ボルト６７…の締結力でトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐを密着させる方向の荷重が加わってしまい、第１ボルト６６…の締結力により調整済の両テーパーローラベアリング６９，７０のプリロードが変化することで、それらテーパーローラベアリング６９，７０の耐久性に悪影響を及ぼす問題がある。
【００４０】
それに対して、実施例では全ての第２ボルト６７…が第１ボルト６６…よりも半径方向外側に配置されているため（図３参照）、その第２ボルト６７…の締結力でトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐの隙間が変化することがなく、トランスファーケース６２を第２ボルト６７…でトランスミッッションケース６１に締結した後も、両テーパーローラベアリング６９，７０に作用するプリロードの大きさを適切に保持して耐久性を確保することができる。
【００４１】
次に、第２の利点について説明する。トランスファー５を介してエンジンＥの駆動力が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達されるとき、共にヘリカルギヤで構成されたトランスファードライブギヤ４５に噛合するトランスファードリブンギヤ７２によりトランスファー入力軸６８に図３および図５に矢印Ａで示すスラスト力が作用し、かつ第２ベベルギヤ８５から第１ベベルギヤ７３が受ける噛合反力によりトランスファー入力軸６８に同じく矢印Ａで示すスラスト力が作用する。
【００４２】
前記スラスト力でトランスファー入力軸６８が矢印Ａ方向に付勢されると、第１ベベルギヤ７３からテーパーローラベアリング７０を介してトランスファーカバー６４の割り面Ｐ近傍に矢印ａで示す荷重が加わり、また第１ベベルギヤ７３に噛合する第２ベベルギヤ８５が矢印Ｂ方向の噛合反力を受けるため、その矢印Ｂ方向の噛合反力がトランスファーケース本体６３を介して伝達されることで割り面Ｐ近傍に矢印ｂで示す荷重が加わる。前記荷重ａ，ｂはトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐを離反させるように作用するため、第２ボルト６７…の締結力に抗して第１ベベルギヤ７３および第２ベベルギヤ８５が相互に離反し、それらの噛み合いが浅くなって異常磨耗や騒音の原因となる問題がある。
【００４３】
このとき、図５に示す従来例は、トランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する第１ボルト６６…が第２ボルト６７…の半径方向外側に配置されているため、第１ボルト６６…の締結力はトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐの離反を阻止するのに殆ど寄与しない。それに対して、図３に示す実施例は、トランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する第１ボルト６６…が第２ボルト６７…の半径方向内側に配置されているため、第１ボルト６６…の締結力はトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐの接近させる方向に作用し、前記荷重ａ，ｂによりトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４が離反するように変形して第１ベベルギヤ７３および第２ベベルギヤ８５に異常な噛み合い状態が発生するのを効果的防止することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、トランスファーケースのトランスファーケース本体およびトランスファーカバーを締結する第１ボルトを、第２のテーパーローラベアリングの周囲で、且つトランスファーケースをトランスミッションケースに締結する第２ボルトよりも該テーパーローラベアリングの半径方向内側に位置させたので、第１ボルトの締結力の調整により両テーパーローラベアリングのプリセット荷重を設定可能であり、且つその第１ボルトの締結力により設定された両テーパーローラベアリングのプリセット荷重が第２ボルトの締結力で変化してしまうのを防止することができる。またトランスファー入力軸に設けたヘリカルギヤの噛合反力や第１、第２ベベルギヤの噛合反力でトランスファーケースのトランスファーケース本体およびトランスファーカバーの割り面がトランスファー入力軸の周囲で相互に離反する方向に変形しようとするのを、第２ボルトの半径方向内側に配置した第１ボルトの締結力で抑制し、第１、第２ベベルギヤの噛合部に異常磨耗や騒音が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 四輪駆動車両の動力伝達系の概略図
【図２】 伝動装置のスケルトン図
【図３】 トランスファーの水平断面図
【図４】 図３の４−４線矢視図
【図５】 従来のトランスファーの水平断面図
【図６】 図５の６−６線矢視図
【符号の説明】
３ トランスミッッション
６１ トランスミッッションケース
６２ トランスファーケース
６３ トランスファーケース本体
６４ トランスファーカバー
６６ 第１ボルト
６７ 第２ボルト
６８ トランスファー入力軸
６９ 第１のテーパーローラベアリング
７０ 第２のテーパーローラベアリング
７２ トランスファードリブンギヤ（ヘリカルギヤ）
７３ 第１ベベルギヤ
８２ トランスファー出力軸
８３，８４ 一対のテーパーローラベアリング
８５ 第２ベベルギヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体前部に搭載したエンジンによって前輪および後輪を駆動する四輪駆動車両に関し、特にそのフロントディファレンシャルギヤとリヤディファレンシャルギヤとの間に設けられるトランスファーの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車両のトランスファー装置は、左右方向に配置されたトランスファー入力軸にフロントディファレンシャルギヤから一対のヘリカルギヤを介して入力された駆動力を、前後方向に配置されたトランスファー出力軸に一対のベベルギヤを介して伝達するもので、それらトランスファー入力軸、トランスファー出力軸および一対のベベルギヤはトランスファーケース本体およびトランスファーカバーを複数本の第１ボルトで結合したトランスファーケースの内部に収納される。そしてサブアセンブリ化されたトランスファーは、トランスミッッションケースに複数本の第２ボルトを介して取り付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでトランスファー入力軸は、トランスファーケース本体およびトランスファーカバーにそれぞれテーパーローラベアリングを介して支持されており、それら一対のテーパーローラベアリングのプリセット荷重は前記第１ボルトによるトランスファーケース本体およびトランスファーカバーの締結力により調整される。しかしながら、サブアセンブリ化されたトランスファーをトランスミッッションケースに複数本の第２ボルトを介して取り付ける際に、その第２ボルトの締結力でトランスファーケース本体およびトランスファーカバーが更に強く締結されてしまい、テーパーローラベアリングのプリセット荷重が過剰に増加して耐久性に悪影響を及ぼす問題がある。
【０００４】
またフロントディファレンシャルギヤからトランスファー入力軸への駆動力の伝達は一対のヘリカルギヤを介して行われ、またトランスファー入力軸からトランスファー出力軸への駆動力の伝達は一対のベベルギヤを介して行われるため、それらの噛合反力が前記一対のベベルギヤの噛み合いを浅くする方向に作用する。従って、一対のベベルギヤを設けたトランスファー入力軸およびトランスファー出力軸を支持するトランスファーケースをの剛性を充分に確保しないと、一対のベベルギヤが噛合不良を起こして異常磨耗や騒音の原因となる問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、四輪駆動車両のトランスファー装置において、外力によりトランスファーケースが変形して発生する不具合を解消することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、トランスファーケース本体の側面開口にトランスファーカバーを複数本の第１ボルトで締結して構成したトランスファーケースの内部に、トランスファーケース本体に支持した第１のテーパーローラベアリングおよびトランスファーカバーに支持した第２のテーパーローラベアリングによってトランスファー入力軸を左右方向に支持するとともに、トランスファーケース本体にトランスファー出力軸を前後方向に支持し、トランスファー入力軸の、トランスファーケース外に突出する一端部に設けたヘリカルギヤにトランスミッションからの駆動力を入力し、トランスファー入力軸に設けた第１ベベルギヤにトランスファー出力軸に設けた第２ベベルギヤを噛合させ、前記トランスファーケースをトランスファーケース本体およびトランスファーカバーを貫通する複数本の第２ボルトでトランスミッションケースの側面に締結し、トランスファーケース本体が、一対のテーパーローラベアリングを介してトランスファー出力軸を支持する部分と、トランスファー入力軸の他端部を覆う部分とを一体に有している四輪駆動車両のトランスファー構造であって、第１ボルト及び第２ボルトは、第１ボルトの締結力の調整により両テーパーローラベアリングのプリセット荷重を設定可能であり且つその設定されたプリセット荷重が第２ボルトの締結力で変化するのを防止し得るように、第２のテーパーローラベアリングの周囲で且つ第１ボルトが第２ボルトよりも該テーパーローラベアリングの半径方向内側に位置するように配置されたことを特徴とする四輪駆動車両のトランスファー構造が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、トランスファーケースのトランスファーケース本体およびトランスファーカバーを締結する第１ボルトを、第２のテーパーローラベアリングの周囲で、且つトランスファーケースをトランスミッションケースに締結する第２ボルトよりも該テーパーローラベアリングの半径方向内側に位置させたので、第１ボルトの締結力の調整により両テーパーローラベアリングのプリセット荷重を設定可能であり、且つその第１ボルトの締結力により設定された両テーパーローラベアリングのプリセット荷重が、第２ボルトの締結力で変化してしまうのを防止することができる。またトランスファー入力軸に設けたヘリカルギヤの噛合反力や第１、第２ベベルギヤの噛合反力でトランスファーケースのトランスファーケース本体およびトランスファーカバーの割り面がトランスファー入力軸の周囲で相互に離反する方向に変形しようとするのを、第２ボルトの半径方向内側に配置した第１ボルトの締結力で抑制し、第１、第２ベベルギヤの噛合部に異常磨耗や騒音が発生するのを防止することができる。
【０００８】
尚、実施例のトランスファードリブンギヤ７２は本発明のヘリカルギヤに対応する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は４輪駆動車両の動力伝達系の概略図、図２は伝動装置のスケルトン図、図３はトランスファーの水平断面図、図４は図３の４−４線矢視図である。
【００１１】
図１に示すように、エンジンＥはクランクシャフト１が車体左右方向を向くように横置きに搭載される。エンジンＥの駆動力を左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達する伝動装置は、クランクシャフト１に接続されたトルクコンバータ２と、トルクコンバータ２に接続されたトランスミッション３と、トランスミッション３に接続されたフロントディファレンシャルギヤ４と、フロントディファレンシャルギヤ４に接続されたトランスファー５と、トランスファー５に接続されたリヤディファレンシャルギヤ６とから構成される。
【００１２】
フロントディファレンシャルギヤ４は、前部左車軸７Ｌおよび前部右車軸７Ｒを介して左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに接続される。トランスファー５にプロペラシャフト８を介して接続されたリヤディファレンシャルギヤ６は、後部左車軸９Ｌおよび後部右車軸９Ｒを介して左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに接続される。
【００１３】
次に、図２を参照してトランスミッション３の構造を説明する。
【００１４】
トランスミッション３は、相互に平行に配置されて車体左右方向に延びるメインシャフトＭＳ、セカンダリシャフトＳＳおよびカウンタシャフトＣＳを備える。
【００１５】
メインシャフトＭＳには、メインドライブギヤ２１が固設されるとともに、３速クラッチＣ３によりメインシャフトＭＳに結合可能なメイン３速ギヤ２２と、一体に形成されて４速−リバースクラッチＣ４ＲによりメインシャフトＭＳに結合可能なメイン４速ギヤ２３およびメインリバースギヤ２４とが回転自在に支持される。
【００１６】
セカンダリシャフトＳＳには、セカンダリドリブンギヤ２５が固設されるとともに、１速クラッチＣ１によりセカンダリシャフトＳＳに結合可能なセカンダリ１速ギヤ２６と、２速クラッチＣ２によりセカンダリシャフトＳＳに結合可能なセカンダリ２速ギヤ２７とが回転自在に支持される。
【００１７】
カウンタシャフトＣＳには、カウンタ２速ギヤ２８とカウンタ３速ギヤ２９とファイナルドライブギヤ３０とが固設されるとともに、カウンタアイドルギヤ３１とカウンタ４速ギヤ３２とカウンタリバースギヤ３３とが回転自在に支持され、更に１速ホールドクラッチＣＬＨを介してカウンタシャフトＣＳに結合可能なカウンタ１速ギヤ３４が回転自在に支持される。メインリバースギヤ２４とカウンタリバースギヤ３３とに、リバースアイドルギヤ３５が噛合する。カウンタ１速ギヤ３４は一方向クラッチＣＯＷを介してカウンタ３速ギヤ２９に結合可能であり、またカウンタ４速ギヤ３２およびカウンタリバースギヤ３３はセレクタ３６を介してカウンタシャフトＣＳに選択的に結合可能である。
【００１８】
メインドライブギヤ２１はカウンタアイドルギヤ３１に噛合し、カウンタアイドルギヤ３１はセカンダリドリブンギヤ２５に噛合しており、エンジンＥのクランクシャフト１の回転はトルクコンバータ２、メインシャフトＭＳ、メインドライブギヤ２１、カウンタアイドルギヤ３１およびセカンダリドリブンギヤ２５を介してセカンダリシャフトＳＳに伝達される。
【００１９】
従って、セカンダリシャフトＳＳに回転自在に支持したセカンダリ１速ギヤ２６を１速クラッチＣ１でセカンダリシャフトＳＳに結合すると、セカンダリシャフトＳＳの回転が１速クラッチＣ１、セカンダリ１速ギヤ２６、一方向クラッチＣＯＷおよびカウンタ３速ギヤ２９を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、１速変速段が確立する。尚、１速クラッチＣ１は２速〜４速変速段の確立時にも係合状態に保持されるが、２速〜４速変速段の確立時には一方向クラッチＣＯＷがスリップする。
【００２０】
セカンダリシャフトＳＳに回転自在に支持したセカンダリ２速ギヤ２７を２速クラッチＣ２でセカンダリシャフトＳＳに結合すると、セカンダリシャフトＳＳの回転が２速クラッチＣ２、セカンダリ２速ギヤ２７およびカウンタ２速ギヤ２８にを介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、２速変速段が確立する。
【００２１】
メインシャフトＭＳに回転自在に支持したメイン３速ギヤ２２を３速クラッチＣ３でメインシャフトＭＳに結合すると、メインシャフトＭＳの回転が３速クラッチＣ３、メイン３速ギヤ２２およびカウンタ３速ギヤ２９を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、３速変速段が確立する。
【００２２】
カウンタシャフトＣＳに相対回転自在に支持したカウンタ４速ギヤ３２をセレクタ３６でカウンタシャフトＣＳに結合した状態で、メインシャフトＭＳに回転自在に支持したメイン４速ギヤ２３を４速−リバースクラッチＣ４ＲでメインシャフトＭＳに結合すると、メインシャフトＭＳの回転が４速−リバースクラッチＣ４Ｒ、メイン４速ギヤ２３、カウンタ４速ギヤ３２およびセレクタ３６を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、４速変速段が確立する。
【００２３】
カウンタシャフトＣＳに回転自在に支持したカウンタリバースギヤ３３をセレクタ３６でカウンタシャフトＣＳに結合した状態で、メインシャフトＭＳに相対回転自在に支持したメインリバースギヤ２４を４速−リバースクラッチＣ４ＲでメインシャフトＭＳに結合すると、メインシャフトＭＳの回転が４速−リバースクラッチＣ４Ｒ、メインリバースギヤ２４、リバースアイドルギヤ３５、カウンタリバースギヤ３３およびセレクタ３６を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、後進変速段が確立する。
【００２４】
１速クラッチＣ１を係合させた状態で１速ホールドクラッチＣＬＨを係合させると、１速ホールド変速段が確立する。強力なエンジンブレーキが必要なときに１速ホールド変速段を確立すれば、一方向クラッチＣＯＷがスリップしても、１速ホールドクラッチＣＬＨを介して後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのトルクをエンジンＥに逆伝達することができる。
【００２５】
次に、図２を参照しながらフロントディファレンシャルギヤ４の構造を説明する。
【００２６】
フロントディファレンシャルギヤ４は回転自在に支持されたディファレンシャルケース４３を備えており、ディファレンシャルケース４３の外周には、カウンタシャフトＣＳに設けたファイナルドライブギヤ３０に噛合するファイナルドリブンギヤ４４と、トランスファー５に動力を伝達するトランスファードライブギヤ４５とが固定される。
【００２７】
而して、トランスミッション３のカウンタシャフトＣＳの回転は、ファイナルドライブギヤ３０およびファイナルドリブンギヤ４４を介してディファレンシャルケース４３に伝達され、ディファレンシャルケース４３の回転は左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの負荷に応じて前部左車軸７Ｌおよび前部右車軸７Ｒに伝達される。
【００２８】
前部左車軸７Ｌに連なる前部左出力軸４７Ｌと、前部右車軸７Ｒに連なる前部右出力軸４７Ｒとがディファレンシャルケース４３に相対回転自在に嵌合し、両出力軸４７Ｌ，４７Ｒの対向端にそれぞれディファレンシャルサイドギヤ４８，４８がスプライン結合される。前記両出力軸４７Ｌ，４７Ｒと直交するようにディファレンシャルケース４３の内部に固定されたピニオンシャフト５０に、前記両ディファレンシャルサイドギヤ４８，４８にそれぞれ噛合する一対のディファレンシャルピニオンギヤ５１，５１が支持される。
【００２９】
次に、図２〜図４を参照しながらトランスファー５の構造を説明する。
【００３０】
トランスミッッションケース６１（正確にはトランスミッッションケースの一部を構成するトルクコンバータケース）の右側面に固定されるトランスファーケース６２は、トランスファーケース本体６３とトランスファーカバー６４とを、ノックピン６５で位置決めした状態で複数本（実施例では５本）の第１ボルト６６…で一体に締結して構成される。サブアセンブリ化されたトランスファー５は、トランスファーケース６２を貫通する複数本（実施例では５本）の第２ボルト６７…でトランスミッッションケース６１締結される。図４から明らかなように、第２ボルト６７…は第１ボルト６６…よりも半径方向外側に位置するように配置される。
【００３１】
車体左右方向に延びるトランスファー入力軸６８は、トランスファーケース本体に設けたテーパーローラベアリング６９と、トランスファーカバー６４に設けたテーパーローラベアリング７０と、トランスファーカバー６４に設けたローラベアリング７１とによって支持されており、その左端には前記トランスファードライブギヤ４５（図２参照）に噛合するトランスファードリブンギヤ７２が一体に形成される。トランスファードライブギヤ４５およびトランスファードリブンギヤ７２はヘリカルギヤから構成されているため、頻度の高い車両の前進走行時に、それらの噛合反力によってトランスファー入力軸６８に図３において矢印Ａ方向のスラスト力が作用する。
【００３２】
トランスファー入力軸６８にスプライン結合された第１ベベルギヤ７３の右側にはカラー７４、シム７５およびテーパーローラベアリング６９のインナーレース７６が順次嵌合し、第１ベベルギヤ７３がトランスファー入力軸６８の段部６８ａに密着するようにナット７７で締結される。テーパーローラベアリング６９のアウターレース７８はトランスファーケース本体６３の段部６３ａに係止される。またテーパーローラベアリング７０のインナーレース７９は第１ベベルギヤ７３の段部７３ａに係止され、アウターレース８０はトランスファーカバー６４の段部６４ａにシム８１を介して係止される。
【００３３】
トランスファーケース本体６３には前後方向に延びるトランスファー出力軸８２が一対のテーパーローラベアリング８３，８４を介して支持されており、その前端に設けた第２ベベルギヤ８５が前記第１ベベルギヤ７３に噛合する。トランスファー出力軸８２の後端にはプロペラシャフト８の前端が結合される継ぎ手８６がスプライン結合されてナット８７で固定される。
【００３４】
次に、本実施例のトランスファー５に対応する従来のトランスファー５の構造を、図５および図６を参照して説明する。実施例の部材に対応する従来例の部材には、実施例の符号と同じ符号を付すことで重複する説明を省略し、相違点を中心にして説明する。
【００３５】
実施例のトランスファー５と従来例のトランスファーとは基本的に同一の構造を有しているが、トランスファー入力軸６８に関する第１ボルト６６…および第２ボルト６７…の位置関係が大きく異なっている。即ち、実施例ではトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する第１ボルト６６…の全てが、テーパーローラベアリング７０の周囲に在って、且つトランスファーケース６２をトランスミッッションケース６１に締結する第２ボルト６７…よりも該テーパーローラベアリング７０の半径方向内側に配置されている。それに対して、従来例ではトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する第１ボルト６６…の一部が、トランスファーケース６２をトランスミッッションケース６１に締結する第２ボルト６７…よりも半径方向外側に配置されている。
【００３６】
上記相違点により実施例は従来例に対して以下の二つの利点を有している。
【００３７】
先ず、第１の利点について説明する。トランスファー５は、内部にトランスファー入力軸６８、トランスファー出力軸８２、第１ベベルギヤ７３および第２ベベルギヤ８５を組み込んだ状態でトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を第１ボルト６６…で締結してサブアセンブリを構成し、このサブアセンブリを第２ボルト６７…でトランスミッッションケース６１に締結するようになっている。
【００３８】
トランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を結合するとき、第１ベベルギヤ７３および第２ベベルギヤ８５のバックラッシュを調整すべく、テーパーローラベアリング６９のインナーレース７６およびカラー７４間のシム７５の厚さと、テーパーローラベアリング７０のアウターレース８０およびトランスファーカバー６４の段部６４ａ間のシム８１の厚さとが調節される。第１ボルト６６…でトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する際に、第１ボルト６６…の締結力を調整することで、両テーパーローラベアリング６９，７０に所定のプリロードを与えるようになっている。そのため、第１ボルト６６…による締結を終えた状態で、トランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐは完全に密着せず、そこに微小な隙間が形成される。
【００３９】
続いて、サブアセンブリ化されたトランスファー５のトランスファーケース６２を第２ボルト６７…でトランスミッッションケース６１に締結するとき、従来例は第２ボルト６７…の一部が第１ボルト６６…よりも半径方向内側に配置されているため（図５参照）、その第２ボルト６７…の締結力でトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐを密着させる方向の荷重が加わってしまい、第１ボルト６６…の締結力により調整済の両テーパーローラベアリング６９，７０のプリロードが変化することで、それらテーパーローラベアリング６９，７０の耐久性に悪影響を及ぼす問題がある。
【００４０】
それに対して、実施例では全ての第２ボルト６７…が第１ボルト６６…よりも半径方向外側に配置されているため（図３参照）、その第２ボルト６７…の締結力でトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐの隙間が変化することがなく、トランスファーケース６２を第２ボルト６７…でトランスミッッションケース６１に締結した後も、両テーパーローラベアリング６９，７０に作用するプリロードの大きさを適切に保持して耐久性を確保することができる。
【００４１】
次に、第２の利点について説明する。トランスファー５を介してエンジンＥの駆動力が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達されるとき、共にヘリカルギヤで構成されたトランスファードライブギヤ４５に噛合するトランスファードリブンギヤ７２によりトランスファー入力軸６８に図３および図５に矢印Ａで示すスラスト力が作用し、かつ第２ベベルギヤ８５から第１ベベルギヤ７３が受ける噛合反力によりトランスファー入力軸６８に同じく矢印Ａで示すスラスト力が作用する。
【００４２】
前記スラスト力でトランスファー入力軸６８が矢印Ａ方向に付勢されると、第１ベベルギヤ７３からテーパーローラベアリング７０を介してトランスファーカバー６４の割り面Ｐ近傍に矢印ａで示す荷重が加わり、また第１ベベルギヤ７３に噛合する第２ベベルギヤ８５が矢印Ｂ方向の噛合反力を受けるため、その矢印Ｂ方向の噛合反力がトランスファーケース本体６３を介して伝達されることで割り面Ｐ近傍に矢印ｂで示す荷重が加わる。前記荷重ａ，ｂはトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐを離反させるように作用するため、第２ボルト６７…の締結力に抗して第１ベベルギヤ７３および第２ベベルギヤ８５が相互に離反し、それらの噛み合いが浅くなって異常磨耗や騒音の原因となる問題がある。
【００４３】
このとき、図５に示す従来例は、トランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する第１ボルト６６…が第２ボルト６７…の半径方向外側に配置されているため、第１ボルト６６…の締結力はトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐの離反を阻止するのに殆ど寄与しない。それに対して、図３に示す実施例は、トランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４を締結する第１ボルト６６…が第２ボルト６７…の半径方向内側に配置されているため、第１ボルト６６…の締結力はトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４の割り面Ｐの接近させる方向に作用し、前記荷重ａ，ｂによりトランスファーケース本体６３およびトランスファーカバー６４が離反するように変形して第１ベベルギヤ７３および第２ベベルギヤ８５に異常な噛み合い状態が発生するのを効果的防止することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、トランスファーケースのトランスファーケース本体およびトランスファーカバーを締結する第１ボルトを、第２のテーパーローラベアリングの周囲で、且つトランスファーケースをトランスミッションケースに締結する第２ボルトよりも該テーパーローラベアリングの半径方向内側に位置させたので、第１ボルトの締結力の調整により両テーパーローラベアリングのプリセット荷重を設定可能であり、且つその第１ボルトの締結力により設定された両テーパーローラベアリングのプリセット荷重が第２ボルトの締結力で変化してしまうのを防止することができる。またトランスファー入力軸に設けたヘリカルギヤの噛合反力や第１、第２ベベルギヤの噛合反力でトランスファーケースのトランスファーケース本体およびトランスファーカバーの割り面がトランスファー入力軸の周囲で相互に離反する方向に変形しようとするのを、第２ボルトの半径方向内側に配置した第１ボルトの締結力で抑制し、第１、第２ベベルギヤの噛合部に異常磨耗や騒音が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 四輪駆動車両の動力伝達系の概略図
【図２】 伝動装置のスケルトン図
【図３】 トランスファーの水平断面図
【図４】 図３の４−４線矢視図
【図５】 従来のトランスファーの水平断面図
【図６】 図５の６−６線矢視図
【符号の説明】
３ トランスミッッション
６１ トランスミッッションケース
６２ トランスファーケース
６３ トランスファーケース本体
６４ トランスファーカバー
６６ 第１ボルト
６７ 第２ボルト
６８ トランスファー入力軸
６９ 第１のテーパーローラベアリング
７０ 第２のテーパーローラベアリング
７２ トランスファードリブンギヤ（ヘリカルギヤ）
７３ 第１ベベルギヤ
８２ トランスファー出力軸
８３，８４ 一対のテーパーローラベアリング
８５ 第２ベベルギヤ
Claims (1)
- トランスファーケース本体（６３）の側面開口にトランスファーカバー（６４）を複数本の第１ボルト（６６）で締結して構成したトランスファーケース（６２）の内部に、トランスファーケース本体（６３）に支持した第１のテーパーローラベアリング（６９）およびトランスファーカバー（６４）に支持した第２のテーパーローラベアリング（７０）によってトランスファー入力軸（６８）を左右方向に支持するとともに、トランスファーケース本体（６３）にトランスファー出力軸（８２）を前後方向に支持し、トランスファー入力軸（６８）の、トランスファーケース（６２）外に突出する一端部に設けたヘリカルギヤ（７２）にトランスミッション（３）からの駆動力を入力し、トランスファー入力軸（６８）に設けた第１ベベルギヤ（７３）にトランスファー出力軸（８２）に設けた第２ベベルギヤ（８５）を噛合させ、前記トランスファーケース（６２）をトランスファーケース本体（６３）およびトランスファーカバー（６４）を貫通する複数本の第２ボルト（６７）でトランスミッションケース（６１）の側面に締結し、トランスファーケース本体（６３）が、一対のテーパーローラベアリング（８３，８４）を介してトランスファー出力軸（８２）を支持する部分と、トランスファー入力軸（６８）の他端部を覆う部分とを一体に有している四輪駆動車両のトランスファー構造であって、
第１ボルト（６６）及び第２ボルト（６７）は、第１ボルト（６６）の締結力の調整により両テーパーローラベアリング（６９，７０）のプリセット荷重を設定可能であり且つその設定されたプリセット荷重が第２ボルト（６７）の締結力で変化するのを防止し得るように、第２のテーパーローラベアリング（７０）の周囲で且つ第１ボルト（６６）が第２ボルト（６７）よりも該テーパーローラベアリング（７０）の半径方向内側に位置するように配置されたことを特徴とする、四輪駆動車両のトランスファー構造。
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