JP4540253B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関が発生する駆動トルクを駆動輪に伝達する車両用動力伝達装置に関し、詳細には、該動力伝達装置に備えられたギヤ機構に伝達される変動トルク成分を吸収して、ギヤ機構での歯打ち音の発生を抑制するためのダンパ機構の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダンパ機構を備えた車両用動力伝達装置として、実開平４−２７３１号公報に開示された動力伝達装置が知られている。この動力伝達装置は、内燃機関の駆動トルクがクラッチを介して伝達される出力軸に連結された出力側チェーンスプロケット、トランスミッションの入力軸に連結された入力側チェーンスプロケット、両スプロケット間に巻装された駆動チェーン、トランスファ、フロントデファレンシャル、およびセンタデファレンシャルを備え、さらに両スプロケットの保持溝内には、ゴム製の弾性部材と金属製の質量部材とを有するトーショナルダンパが収納される。そして、内燃機関の駆動トルクは、出力軸から入力側チェーンスプロケット、駆動チェーンさらに入力側チェーンスプロケットを介して入力軸に伝達されるが、その際、内燃機関の回転トルク変動（または駆動トルクの変動トルク成分）等に起因する出力軸および入力軸の捩り振動がトーショナルダンパにより減衰される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来技術では、トーショナルダンパにより、内燃機関の変動トルク成分等に起因する出力軸および入力軸のねじり振動が減衰されて騒音が低減されるものの、トランスミッションよりも駆動輪側の動力伝達装置から発生する騒音については考慮されていない。そのため、駆動輪側からの変動トルク成分が伝達されると共に、トランスミッションを経た内燃機関の駆動トルクの変動トルク成分が伝達されるギヤ機構、例えば４輪駆動車両のトランスファでは、相互に噛合する駆動ギヤおよび被動ギヤのほかに、トランスファを構成するギヤの間での歯打ち音による騒音が発生する難点があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１ないし請求項５記載の発明は、駆動輪側から伝達される車輪側変動トルク成分および変速機を経た内燃機関の駆動トルクの機関側変動トルク成分を吸収して、車両用動力伝達装置を構成するギヤ機構での歯打ち音の発生を抑制することを共通の目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、変動トルク成分の吸収に好適なダンパ機構を構成すると共に、ダンパ機構が温度変化に対しても安定したダンパ機能を発揮するようにすることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、車両走行時における捩り振動の共振によるギヤ機構での歯打ち音の発生を防止することを目的とし、請求項４載の発明は、さらに、ダンパ機構の耐久性を向上させることを目的とし、請求項５記載の発明は、さらに、ダンパ機構をコンパクトにすることを目的とする。
【０００５】
請求項１に記載の発明は、被動ギヤおよび出力部材を有するギヤ機構と、前記被動ギヤと噛合することで変速機を経て伝達された内燃機関の駆動トルクを前記被動ギヤに伝達する駆動ギヤを有する第１動力伝達機構と、前記被動ギヤを経て前記出力部材に伝達された駆動トルクを駆動輪に伝達する第２動力伝達機構とを備えた車両用動力伝達装置において、前記ギヤ機構を構成する２つの回転部材が、ダンパ機構を介して互に相対回転自在に連結され、前記ダンパ機構は、前記第２動力伝達機構を経て伝達される車輪側変動トルク成分を吸収する第１ダンパと、前記内燃機関の駆動トルクの変動成分である機関側変動トルク成分を吸収する第２ダンパと、第１スリーブ、第２スリーブおよび中間スリーブを有し、前記第１ダンパは、ゴム部材であって、前記中間スリーブと前記第２スリーブとの間に設けられ、前記第２ダンパは、金属性の圧縮コイルスプリングからなるスプリングであって、前記第１スリーブと前記中間スリーブとの間に設けられ、前記スプリングは、前記第１スリーブおよび前記中間スリーブの一方に保持されて両者の間で軸線が径方向を指向するように配置されると共に、前記第１スリーブおよび前記中間スリーブの他方に設けられた案内部の内面に周方向に移動自在に接触する球体形状の接触片を付勢し、前記案内部の周方向の曲率半径は前記接触片の曲率半径よりも大きく、前記接触片が前記案内部内で前記スプリングの付勢力に抗して径方向に移動すると共に周方向に移動することにより、前記機関側変動トルク成分を吸収することを特徴とする車両用動力伝達装置である。
【０００６】
この請求項１記載の発明によれば、ギヤ機構には、第１動力伝達機構を介して内燃機関の機関側変動トルク成分と、駆動輪側からの車輪側変動トルク成分が第２動力伝達機構を介して伝達されるが、ギヤ機構に設けられたダンパ機構の第１ダンパにより第２動力伝達機構を経て伝達される車輪側変動トルク成分が吸収され、第２ダンパにより機関側変動トルク成分が吸収されるので、駆動ギヤと被動ギヤとの間での歯打ち音の発生が抑制される。
また、駆動輪側から第２動力伝達機構を経て伝達される比較的低い振動数の車輪側変動トルク成分は、金属に比べて内部摩擦が大きいゴム部材により急激な捩り変位を伴うことなく吸収され、一方、比較的高い振動数の機関側変動トルク成分は、内部摩擦が小さい金属製のスプリングにより応答性よく吸収されるので、歯打ち音の抑制が効果的になされる。さらに、２つのダンパの一方が金属製のスプリングであることで、そのトルク吸収機能は、一般に極低温時には硬化する傾向があるゴムに比べて温度の影響を受け難いことから、ダンパ機構は、変化する温度環境下での使用の際にも安定した変動トルク成分吸収機能を発揮して、歯打ち音の良好な抑制効果が得られる。
さらに、ダンパ機構は３つのスリーブを有し、そのうちの２つのスリーブ間にスプリングおよびゴム部材が設けられるので、ダンパ機構の組付けが容易になる。
さらにまた、ダンパ機構は３つのスリーブを有し、圧縮コイルスプリングからなるスプリングは、その軸線が径方向を指向するように配置されるので、スプリングの軸線が周方向を指向するものとは異なり、ダンパ機構の径を小さくすることが可能となって、ダンパ機構がコンパクトになる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、前記スプリングのばね定数は、前記ギヤ機構の固有振動数が前記内燃機関のアイドル回転数での前記機関側変動トルク成分の振動数よりも小さくなるように設定されることを特徴とするものである。
【０００８】
この請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、ギヤ機構の固有振動数が内燃機関のアイドル回転数のときの機関側変動トルク成分の振動数よりも小さい値であるので、車両走行時において、ギヤ機構に伝達される機関側変動トルク成分により発生する捩り振動の共振による駆動ギヤと被動ギヤとの間での歯打ち音の発生を防止できて、駆動輪への駆動トルクのスムーズで安定した伝達が可能になる。また、ダンパ機構は２つのダンパを有するので、駆動輪側から伝達されるトルク成分については、両ダンパのうちの一方のダンパであるゴム部材の捩りばね定数を最適に設定したうえで、両ダンパのうちの他方のダンパであるスプリングのばね定数のみの設定により、ギヤ機構の固有振動数が決定されるので、捩り振動の共振による歯打ち音の防止をするための各ダンパの設計が容易になる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の車両用動力伝達装置において、前記第１スリーブおよび前記中間スリーブには、両者の所定角度以上の相対回転を阻止する規制部が設けられ、前記所定角度は前記接触片が前記案内部内に位置する範囲に設定されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３に記載のいずれかの車両用動力伝達装置において、前記中間スリーブおよび前記第２スリーブには、両者の所定角度以上の相対回転を阻止する規制部が設けられることを特徴とするものである。
【００１２】
この請求項４記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、第２スリーブおよび中間スリーブに、両者の所定角度以上の相対回転を阻止する規制部が設けられるので、ゴム部材の過度の捩りが防止されて、ゴム部材の耐久性、ひいてはダンパ機構の耐久性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１〜図８を参照して説明する。
図１に示されるように、本発明に係る動力伝達装置が適用される車両は４輪駆動車両であり、直列４気筒４サイクル内燃機関からなる内燃機関Ｅは、燃焼圧力で往復駆動されるピストンにより回転駆動されるクランク軸１が車体の左右方向を指向する、いわゆる横置き配置で車体に搭載される。内燃機関Ｅが発生する駆動トルクを左右の前輪2L，2Rおよび左右の後輪3L，3Rに伝達する動力伝達装置は、クランク軸１に接続されるクラッチ４と、クラッチ４に接続されるマニュアル式の変速機５と、変速機５に接続される前側差動機構６と、前側差動機構６に接続されるギヤ機構としてのトランスファ７と、トランスファ７に接続されるプロペラ軸８と、プロペラ軸８に接続されると共に駆動トルクの伝達経路に直列に配置される後側差動機構９およびビスカスカップリング10を備える伝達機構Ｔとを備える。
【００１６】
変速機５は、クラッチ４に接続されるメイン軸と、該メイン軸に伝達される内燃機関Ｅの駆動トルクが変速ギヤ群を介して伝達されるカウンタ軸5a（図２参照）とを有する。また、前側差動機構６は、前側の左右の車軸11L，11Rを介して左右の前輪2L，2Rにそれぞれ接続され、後側差動機構９は、後側の左右の車軸12L，12Rを介して左右の後輪3L，3Rにそれぞれ接続される。
【００１７】
図２を参照すると、変速機ケース5bの後部に収納される前側差動機構６は、変速機ケース5bに対して左右１対のボール軸受13，14により回転自在に支持される差動ケース15を備える。差動ケース15の外周には、変速機５のカウンタ軸5aに設けられる終駆動ギヤ16に噛合する終被動ギヤ17と、トランスファ７に内燃機関Ｅの駆動トルクを伝達するトランスファ駆動ギヤ18とが、複数本のボルトB1によって共締めされる。
【００１８】
差動ケース15には、前側左車軸11Lに連結される前側左出力軸19Lと、前側右車軸11Rに連結される前側右出力軸19Rとが相対回転自在に嵌合し、両出力軸19L，19Rの対向端にそれぞれサイドギヤ20がスプライン結合される。前記両出力軸19L，19Rと直交するように差動ケース15の内部にピンで固定されたピニオン軸21に、両サイドギヤ20にそれぞれ噛合する一対のピニオンギヤ22が回転自在に支持される。
【００１９】
さらに、トランスファ７について説明する。トランスファ７のトランスファケース30は、変速機ケース5bの後部からなる左側ケース半体30Lと、トランスファケース30の内部に設けられる円筒状の内ケース31のフランジ部31aを挟んで左側ケース半体30Lに複数のボルトB2で締結される右側ケース半体30Rとから構成される。
【００２０】
トランスファケース30の内部で、車体の左右方向において、内ケース31を介して左側ケース半体30Lと右側ケース半体30Rとに回転自在に支持される入力軸32の左端部には、トランスファ駆動ギヤ18と噛合するトランスファ被動ギヤ33が回転自在に嵌合され、その中間部には、入力軸32とスプライン結合される駆動ハイポイドギヤ34が、間隔保持カラー36およびテーパローラ軸受37を介してナット38により入力軸32の軸方向（以下、単に「軸方向」という。）に移動不能に固定される。入力軸32は、その左端部にてトランスファ被動ギヤ33のボス部33aと内ケース31との間に設けられたローラ軸受39に支持され、その中間部にて駆動ハイポイドギヤ34のボス部34aと内ケース31との間に設けられたローラ軸受40に支持され、その右端部にて右側ケース半体に設けられた前記テーパローラ軸受37に支持される。
【００２１】
トランスファケース30の内部に車体の前後方向に支持されるトランスファ７の出力部材としての出力軸41は、その前端部に駆動ハイポイドギヤ34に噛合する被動ハイポイドギヤ35が一体に形成されるとともに、その後端部にカップリング42がスプライン結合されてナット43で軸方向に固定される。出力軸41は、その前部において右側ケース半体30Rに設けられたテーパローラ軸受44に支持されると共に、その後部において右側ケース半体に設けられたテーパローラ軸受45に支持される。
【００２２】
それゆえ、この実施例では、終被動ギヤ17および該終被動ギヤ17と一体結合されたトランスファ駆動ギヤ18から第１動力伝達機構が構成され、プロペラ軸８および伝達機構Ｔが第２動力伝達機構を構成する。
【００２３】
ところで、車両の走行時、変速機５の終駆動ギヤ16により駆動されるトランスファ駆動ギヤ18と噛合するトランスファ被動ギヤ33からプロペラ軸８に接続される出力軸41に至るギヤ機構としてのトランスファ７には、内燃機関Ｅが発生する駆動トルクのうち、該内燃機関Ｅでの間欠的な燃焼に起因する機関側変動トルク成分がトランスファ駆動ギヤ18を介して伝達される一方で、車両走行状態に起因して後輪3L，3Rに作用する負荷の変動により発生することがあるトルク変動と、後側差動機構９およびビスカスカップリング10を備える伝達機構Ｔに使用されている潤滑油の粘性抵抗の変化により発生するトルク変動とに基づく車輪側変動トルク成分が、プロペラ軸８を介して伝達されるため、これら機関側変動トルク成分および車輪側変動トルク成分が、トランスファ７の入力軸32に捩り振動を発生させる起振力として作用し、トランスファ駆動ギヤ18およびトランスファ被動ギヤ33との間、および駆動ハイポイドギヤ34と被動ハイポイドギヤ35との間で歯打ち音が発生する。
【００２４】
そこで、この歯打ち音の発生を防止するために、いずれもトランスファ７を構成する要素である回転部材としての入力軸32および該入力軸32に回転自在に支持される回転部材としてのトランスファ被動ギヤ33の間には、ダンパ機構Ｄが設けられる。
【００２５】
図３〜図５を併せて参照すると、このダンパ機構Ｄは、トランスファ被動ギヤ33のボス部33aにスプライン結合される第１スリーブ51と、第１ダンパとしての金属製の圧縮コイルスプリングからなるスプリング54と、スプリング54を介して第１スリーブ51と連結される中間スリーブ53と、第２ダンパとしての円筒状のゴム部材55と、ゴム部材55を介して中間スリーブ53と連結されると共に入力軸32にスプライン結合される第２スリーブ52とを有する。ここで、図４に示されるように、中間スリーブ53は、外径が異なる小径部53aと大径部53bとを有し、大径部53bの最大外径は、第１スリーブ51の最大外径よりもやや小さくされる。
【００２６】
図３に示されるように、第１スリーブ51は、トランスファ被動ギヤ33のボス部33aに形成される軸方向での複数の凸部および複数の凹部がそれぞれ対応して嵌合する複数の凹部51aおよび複数の凸部51bを有し、このスプライン結合により、第１スリーブ51はトランスファ被動ギヤ33と一体に回転する。さらに、第１スリーブ51の内周面には入力軸32の周方向（以下、単に「周方向」という。）に等間隔に、かつ径方向に凹んだ複数、例えば４つの凹部51cが形成され、中間スリーブ53の、第１スリーブ51の内周面よりも入力軸32の径方向（以下、単に「径方向」という。）で内方にある小径部53aの外周面には、それら凹部51cと同数であって、該凹部51cにそれぞれ対応して収容され、かつ径方向に突出する突出部53cが形成される。各突出部53cは、基準位置、すなわち第１スリーブ51および中間スリーブ53の間に相対回転が生じていない状態において、対応する凹部51cとの間で、入力軸32の正回転方向および逆回転方向に、それぞれ第１所定角度α、この実施例では３度だけ相対回転ができるように周方向の間隙を形成している。そして、スプリング54に機関側変動トルク成分の最大振幅に対応するトルクを僅かに越えるトルクが作用したとき、突出部53cが基準位置から凹部51cに対して第１所定角度αだけ相対回転し、突出部53cの周方向側面53c1，53c2が、凹部51cの対応する周方向側面51c1，51c2に当接して、両者の相対回転が阻止され、第１スリーブ51および中間スリーブ53は一体に回転する。それゆえ、突出部53cの周方向側面53c1，53c2および凹部51cの周方向側面51c1，51c2は、第１スリーブ51および中間スリーブ53の第１所定角度αを超える相対回転を阻止する規制部を構成する。
【００２７】
さらに、突出部53cには、スプリング54を、その軸線が径方向を指向するように保持するための有底の保持孔56aが形成され、その底壁には空気抜き孔56bが設けられて、スプリング54の伸縮作動による空気圧の変化の影響を排除して、スプリング54が設定された作動特性で作動するようにしている。また、凹部51cの底面には、軸方向に延びる半円柱面形状の内面を有する案内部である案内溝57が形成され、案内溝57には、スプリング54の付勢力に付勢されてその内面に押圧されて接触する接触片である球体58が係合する。スプリング54は、基準位置において、その軸線の方向に荷重が作用しない自然状態にある。そして、案内溝57の内面の曲率半径は球体58の曲率半径よりも大きく、かつ作動角（基準位置からの回転角）当たりの発生トルクが一定になるように設定され、基準位置から両回転方向に第１所定角度αの範囲において、球体58は案内溝57内に位置すると共に、スプリング54の付勢力に抗して案内溝57の内面に沿って周方向に摺動すると同時に径方向で内側に移動自在である。
【００２８】
スプリング54のばね定数は、案内溝57の内面に接触する球体58を通じて、トランスファ被動ギヤ33に伝達される機関側変動トルク成分を吸収して、トランスファ７の捩り振動を減衰させるように設定されると同時に、後述する所定の捩りばね定数を有するゴム部材55が設けられることを前提として、トランスファ７の固有振動数が、内燃機関Ｅがアイドル回転数で運転されるときの機関側変動トルク成分の振動数よりも小さくなるように設定される。
【００２９】
さらに、内燃機関Ｅの駆動トルクの伝達経路においてスプリング54よりも後輪3L，3R側には、図４に示されるように、中間スリーブ53の大径部53bの内周面と、第２スリーブ52の、大径部53bの内周面よりも径方向で内方にある外周面との間に、外側および内側リング59，60に焼付け等により固着されたゴム部材55を有するユニットが圧入される。ゴム部材55は、基準位置において、すなわち第２スリーブ52および中間スリーブ53の間に相対回転が生じていない状態で、トルクが作用しない自然状態にある。そして、図６に示されるように、伝達機構Ｔに使用されている潤滑油、この実施例では後側差動機構９およびビスカスカップリング10に使用されている潤滑油は、油温が低いほどその粘度が大きくなることから、ゴム部材55の捩りばね定数は、潤滑油の低油温において発生し得る最大振幅での車輪側変動トルク成分を吸収できるように設定される。
【００３０】
さらに、図３を参照すると、中間スリーブ53の小径部53aの内周面には、周方向で隣接する突出部53cの間において周方向に等間隔に、かつ径方向に凹んだ４つの凹部53dが形成され、第２スリーブ52には、それら凹部53dにそれぞれ対応して収容され、かつ軸方向に突出する４つの突出部52dが形成される。各突出部52dは、基準位置において、凹部53d内で入力軸32の正回転方向および逆回転方向に、それぞれ第２所定角度β、この実施例では３度だけ相対回転ができるように周方向の間隙を形成している。そして、ゴム部材55に前記最大振幅を越える車輪側変動トルク成分が作用したとき、突出部52dは基準位置から凹部53dに対して第２所定角度βだけ相対回転し、突出部52dの周方向側面52d1，52d2が、凹部53dの対応する周方向側面53d1，53d2に当接して、両者の相対回転が阻止され、中間スリーブ53および第２スリーブ52は一体に回転する。それゆえ、突出部52dの周方向側面52d1，52d2および凹部53dの周方向側面53d1，53d2は、中間スリーブ53および第２スリーブ52の第２所定角度βを超える相対回転を阻止する規制部を構成し、これによってゴム部材55の過度の捩りが防止される。
【００３１】
また、一般にゴムの内部摩擦が金属のそれに比べて著しく大きいため、ゴム部材55の捩りばね定数はヒステリシス特性を有しており、ゴム部材55に作用するトルクの変化に対するゴム部材55の捩り変位の変化は緩慢なものとなるので、比較的低い振動数のトルク成分である車輪側変動トルク成分を吸収するのに好適である。一方、スプリング54に作用するトルクの変化に対するスプリング54の変位の変化は迅速なものとなるので、比較的高い振動数のトルク成分である機関側変動トルク成分を吸収するのに好適である。
【００３２】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
内燃機関Ｅが運転されると、その駆動トルクは、クラッチ４を介して変速機５のメイン軸に伝達され、さらに該メイン軸から変速されてカウンタ軸5aに伝達される。カウンタ軸5aからの駆動トルクは、終駆動ギヤ16から終被動ギヤ17を介して前側差動機構６に達され、さらに左右の前輪2L，2Rの負荷に応じて前側左車軸11Lおよび前側右車軸11Rに伝達される。
【００３３】
また、内燃機関Ｅの駆動トルクは、終駆動ギヤ16と一体結合されたトランスファ駆動ギヤ18により、終駆動ギヤ16から分岐して、トランスファ７のトランスファ被動ギヤ33に伝達され、さらにダンパ機構Ｄ、駆動ハイポイドギヤ34、被動ハイポイドギヤ35および出力軸41を経て、トランスファ７からプロペラ軸８およびビスカスカップリング10を経て後側差動機構９に伝達され、さらに左右の後輪3L，3Rの負荷に応じて後側左車軸12Lおよび後側右車軸12Rに伝達される。
【００３４】
このようにして、車両が走行状態にあるとき、トランスファ７のダンパ機構Ｄにおいては、図７に示されるように、内燃機関Ｅの駆動トルクにより、第１スリーブ51が中間スリーブ53に対して相対回転して、突出部53cの周方向側面53c1が凹部51cの周方向側面51c1に当接しており、中間スリーブ53が第２スリーブ52に対して相対回転して、突出部52dの周方向側面52d1が凹部53dの周方向側面53d1に当接している。
【００３５】
そして、車両の走行状態に起因して、後輪3L，3Rに発生することがあるトルク変動および伝達機構Ｔに使用されている潤滑油の粘性抵抗の変化により発生するトルク変動に基づく車輪側変動トルク成分が、プロペラ軸８を介して出力軸41に伝達され、さらに互いに噛合する被動ハイポイドギヤ35および駆動ハイポイドギヤ34を介して入力軸32に伝達される。しかしながら、車輪側変動トルク成分は、中間スリーブ53と入力軸32と一体に回転する第２スリーブ52との間の第２所定角度β以下の範囲で、ダンパ機構Ｄのゴム部材55により吸収されるため、トランスファ駆動ギヤ18とトランスファ被動ギヤ33との間での歯打ち音、および駆動ハイポイドギヤ34と被動ハイポイドギヤ35との間での歯打ち音の発生が抑制される。
【００３６】
一方、機関側変動トルク成分が、終駆動ギヤ16と噛合する終被動ギヤ17を経てトランスファ駆動ギヤ18、さらには、該トランスファ駆動ギヤ18と噛合するトランスファ被動ギヤ33に伝達される。しかしながら、機関側変動トルク成分は、中間スリーブ53とトランスファ被動ギヤ33と一体に回転する第１スリーブ51との間の第１所定角度α以下の範囲で、ダンパ機構Ｄのスプリング54により吸収されるため、トランスファ駆動ギヤ18とトランスファ被動ギヤ33との間での歯打ち音、および駆動ハイポイドギヤ34と被動ハイポイドギヤ35との間での歯打ち音の発生が抑制される。
【００３７】
このように、トランスファ７に設けられたダンパ機構Ｄのゴム部材55により伝達機構Ｔを経て伝達される車輪側変動トルク成分が吸収され、スプリング54により機関側変動トルク成分が吸収されるので、トランスファ駆動ギヤ18とトランスファ被動ギヤ33との間での歯打ち音、および駆動ハイポイドギヤ34と被動ハイポイドギヤ35との間での歯打ち音の発生が抑制される。
【００３８】
さらに、図８の一点鎖線で示されるように、ダンパ機構Ｄを備えていないトランスファが、アイドル回転数よりも大きな機関回転数のときの機関側変動トルク成分の振動数と一致する固有振動数を有する、すなわちアイドル回転数よりも大きな機関回転域である常用回転域に共振点を有するのに対して、ダンパ機構Ｄを備える本発明のトランスファ７では、スプリング54のばね定数の設定により、図８の実線で示されるように、トランスファ７の固有振動数が、内燃機関Ｅのアイドル回転数での機関側変動トルク成分の振動数ω_０よりも小さくなって、アイドル回転数よりも小さな機関回転域に共振点があるので、車両走行時において、トランスファ７に伝達される機関側変動トルク成分により発生する捩り振動の共振によるトランスファ駆動ギヤ18とトランスファ被動ギヤ33との間での歯打ち音、および駆動ハイポイドギヤ34と被動ハイポイドギヤ35との間での歯打ち音の発生を防止できて、左右の後輪3L，3Rへの駆動トルクのスムーズで安定した伝達が可能になる。
【００３９】
しかも、ダンパ機構Ｄは２つのダンパを有するので、後輪3L，3Rに発生することがあるトルク変動および伝達機構Ｔに使用されている潤滑油の粘性抵抗の変化により発生するトルク変動に基づく車輪側変動トルク成分については、両ダンパのうちの一方のダンパであるゴム部材55の捩りばね定数を最適に設定したうえで、両ダンパのうちの他方のダンパであるスプリング54のばね定数のみの設定により、トランスファ７の固有振動数が決定されるので、捩り振動の共振による歯打ち音の防止をするための各ダンパの設計が容易になる。そのうえ、スプリング54とゴム部材55とが、駆動トルクの伝達経路に関して直列状態で設けられるので、固有振動数を小さくすることが容易になる。
【００４０】
伝達機構Ｔを経て伝達される比較的低い振動数の車輪側変動トルク成分は、金属に比べて内部摩擦が大きいゴム部材55により急激な捩り変位を伴うことなく吸収され、一方、比較的高い振動数の機関側変動トルク成分は、内部摩擦が小さい金属製のスプリング54により応答性よく吸収されるので、歯打ち音の抑制が効果的になされる。さらに、２つのダンパの一方が金属製のスプリング54であることで、その変動トルク成分吸収機能は、極低温時には硬化する傾向があるゴム部材55に比べて温度の影響を受け難いことから、ダンパ機構Ｄは、変化する温度環境下での使用の際にも安定した変動トルク成分吸収機能を発揮して、歯打ち音の良好な抑制効果が得られる。
【００４１】
ダンパ機構Ｄは第１，第２スリーブ52および中間スリーブ53を有し、第１スリーブ51と中間スリーブ53との間にスプリング54が設けられ、第２リーブと中間スリーブ53との間にゴム部材55が設けられるので、ダンパ機構Ｄの組付けが容易になる。しかも、小径部53aと大径部53bとを有する中間スリーブ53の大径部53bの最大外径は、第１スリーブ51の最大外径よりもやや小さくされ、スプリング54は、第１スリーブ51と該第１スリーブ51よりも径方向で内方にある中間スリーブ53の小径部53aとの間に設けられ、ゴム部材55は、中間スリーブ53の大径部53bの内周面と該内周面よりも径方向で内方にある第２スリーブ52の外周面との間に設けられるので、ダンパ機構Ｄの外径が小さくなってダンパ機構Ｄがコンパクトになり、さらに、ダンパ機構Ｄは、入力軸32の軸上でトランスファ被動ギヤ33と駆動ハイポイドギヤ34との軸方向での間に設けられるので、組付けが容易になる。
【００４２】
また、圧縮コイルスプリングからなるスプリング54は、その軸線が径方向を指向するように配置されるので、スプリング54の軸線が周方向（または回転方向）を指向するものとは異なり、ダンパ機構Ｄの外径を小さくすることが可能となって、この点でもダンパ機構Ｄがコンパクトになる。
【００４３】
そして、ゴム部材55に関しては、第２スリーブ52および中間スリーブ53に、両者の第２所定角度β以上の相対回転を阻止する規制部を構成する周方向側面52d1，52d2および周方向側面53d1，53d2が設けられるので、ゴム部材55の過度の捩りが防止されて、ゴム部材55の耐久性、ひいてはダンパ機構Ｄの耐久性が向上する。また、スプリング54に関しては、第１スリーブ51および中間スリーブ53に、両者の第１所定角度α以上の相対回転を阻止する規制部を構成する周方向側面53c1，53c2および周方向側面51c1，51c2が設けられるので、球体58が案内溝57内に確実に位置するようにされて、比較的高い振動数の機関側変動トルク成分を応答性よく吸収することができる。
【００４４】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
前記実施例では、ダンパ機構Ｄのスプリング54およびゴム部材55は、いずれも入力軸32上に設けられたが、内燃機関Ｅの駆動トルクの伝達経路において、スプリング54とゴム部材55が直列に配置されるものであれば、スプリング54およびゴム部材55は同一軸上にある必要はなく、スプリング54およびゴム部材55をトランスファ７の構成要素となる任意の２つの回転部材の間に設けることができ、さらにスプリング54が設けられる２つの回転部材と、ゴム部材55が設けられる２つの部材とは、一部共通の回転部材であってもよいし、全て異なる回転部材であってもよい。また、スプリング54は円筒状のコイルスプリングに限らず、弧状のコイルスプリングなど、いかなるスプリングであってもよい。
【００４５】
また、前記実施例では、案内溝57が第１スリーブ51に設けられ、保持孔56が中間スリーブ53に設けられたが、保持孔が第１スリーブ51に設けられ、案内溝が中間スリーブ53に設けられてもよいが、この場合に、ダンパ機構Ｄの外径を同等に維持するためには、前記実施例に比べて同じ大きさの変動トルク成分を吸収するのにばね定数を大きく設定する必要があるので、コンパクトなダンパ機構Ｄでトランスファ７の固有振動数を小さくする観点からは、前記実施例のようにするのがより好ましい。
【００４６】
前記実施例の車両では、トランスファ駆動ギヤ18は、前側差動機構６の差動ケース15に固定されるものであったが、終駆動ギヤ16と噛合するものであってもよい。さらに、本発明は、トランスファ７が、変速機５の終駆動ギヤ16と前側差動機構６との間に設けられる車両にも適用できる。
【００４７】
ギヤ機構は、前記実施例では４輪駆動車両のトランスファ７であったが、ＦＦ車両において、変速機とプロペラ軸との間に設けられるギヤ機構であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である車両用動力伝達装置を備えた４輪駆動車両の動力伝達系を説明するための概略図である。
【図２】図１の車両用動力伝達装置の要部断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線でのダンパ機構の断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。
【図５】一部を破断して断面で示した図４のＶ矢視図である。
【図６】図１の車両用動力伝達装置の伝達機構の潤滑油の油温に対する車輪側変動トルク成分の最大振幅の変化を示すグラフである。
【図７】車両の走行状態でのダンパ機構の一状態を示す説明図である。
【図８】図２の車両用動力伝達装置のトランスファの共振特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…クランク軸、2L，2R…前輪、3L，3R…後輪、４…クラッチ、５…変速機、６…前側差動機構、７…トランスファ、８…プロペラ軸、９…後側差動機構、10…ビスカスカップリング、11L，11R，12L，12R…車軸、13，14…軸受、15…差動ケース、16…終駆動ギヤ、17…終被動ギヤ、18…トランスファ駆動ギヤ、19L，19R…出力軸、20…サイドギヤ、21…ピニオン軸、22…ピニオンギヤ、
30…トランスファケース、31…内ケース、32…入力軸、33…トランスファ被動ギヤ、34…駆動ハイポイドギヤ、35…被動ハイポイドギヤ、36…カラー、37…軸受、38…ナット、39，40…軸受、41…出力軸、42…カップリング、43…ナット、44，45…軸受、
51〜53…スリーブ、54…スプリング、55…ゴム部材、56…保持孔、57…案内溝、58…球体、59，60…リング、
Ｅ…内燃機関、Ｔ…伝達機構、B1，B2…ボルト、Ｄ…ダンパ機構。

Claims (4)

1. 被動ギヤおよび出力部材を有するギヤ機構と、前記被動ギヤと噛合することで変速機を経て伝達された内燃機関の駆動トルクを前記被動ギヤに伝達する駆動ギヤを有する第１動力伝達機構と、前記被動ギヤを経て前記出力部材に伝達された駆動トルクを駆動輪に伝達する第２動力伝達機構とを備えた車両用動力伝達装置において、
   前記ギヤ機構を構成する２つの回転部材が、ダンパ機構を介して互に相対回転自在に連結され、前記ダンパ機構は、前記第２動力伝達機構を経て伝達される車輪側変動トルク成分を吸収する第１ダンパと、前記内燃機関の駆動トルクの変動成分である機関側変動トルク成分を吸収する第２ダンパと、第１スリーブ、第２スリーブおよび中間スリーブを有し、
   前記第１ダンパは、ゴム部材であって、前記中間スリーブと前記第２スリーブとの間に設けられ、
   前記第２ダンパは、金属性の圧縮コイルスプリングからなるスプリングであって、前記第１スリーブと前記中間スリーブとの間に設けられ、
   前記スプリングは、前記第１スリーブおよび前記中間スリーブの一方に保持されて両者の間で軸線が径方向を指向するように配置されると共に、前記第１スリーブおよび前記中間スリーブの他方に設けられた案内部の内面に周方向に移動自在に接触する球体形状の接触片を付勢し、
   前記案内部の周方向の曲率半径は前記接触片の曲率半径よりも大きく、前記接触片が前記案内部内で前記スプリングの付勢力に抗して径方向に移動すると共に周方向に移動することにより、前記機関側変動トルク成分を吸収することを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記スプリングのばね定数は、前記ギヤ機構の固有振動数が前記内燃機関のアイドル回転数での前記機関側変動トルク成分の振動数よりも小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記第１スリーブおよび前記中間スリーブには、両者の所定角度以上の相対回転を阻止する規制部が設けられ、前記所定角度は前記接触片が前記案内部内に位置する範囲に設定されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用動力伝達装置。
4. 前記中間スリーブおよび前記第２スリーブには、両者の所定角度以上の相対回転を阻止する規制部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３いずれか記載の車両用動力伝達装置。

Images