JP4673490B2 - 四輪駆動車用トランスファ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四輪駆動車用トランスファ装置に関し、特に、プラネタリギヤ式の四輪駆動車用トランスファ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の四輪駆動車用トランスファ装置のギヤトレーン図である。図６を参照すると、この従来のトランスファ装置は、減速作用を発揮する第１のプラネタリギヤ機構６０、すなわち副変速部と、センターディファレンシャル機能を発揮する第２のプラネタリギヤ機構６１、すなわちセンターディファレンシャル部の双方を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のトランスファ装置によれば、トランスファ装置に要求される二つの機能（減速機能とセンターディファレンシャル機能）を、二組のプラネタリギヤ機構により実現しているため、構造が複雑となり、装置重量の増大及び高コストを招いている。
【０００４】
本発明の目的は、構造が簡素化された四輪駆動車用トランスファ装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による四輪駆動車用トランスファ装置は、入力軸と同軸に配置された第１の出力軸と、入力軸と一体回転するリングギヤと、リングギヤに噛合された第１のピニオンと、第１のピニオンと常時噛合された第２のピニオンと、第１の出力軸と一体回転されると共に、第１及び第２のピニオンを軸支するキャリアと、第１の出力軸の軸方向に沿ってシフトされ、第１のピニオン及び前記第２のピニオンのいずれか一方と選択的に噛合されるサンギヤと、サンギヤを固定するための係脱手段と、第１の出力軸と平行に配置され、第１の出力軸及び前記サンギヤのいずれか一方から選択的にトルクが伝達される第２の出力軸と、を有することを特徴とする。さらに、トランスファ装置は、第１の出力軸上にこれと相対又は一体に回転可能に配された駆動ギヤを有し、駆動ギヤをサンギヤ、又は第１の出力軸と一体（同期）回転させるための同期手段を備える。
【０００６】
このようなトランスファ装置の動作の一例を説明する。すなわち、第１の出力軸にはキャリアを介してトルクが伝達される。一方、サンギヤが他側にシフトされて第２のピニオンと噛合され、第２の出力軸にはサンギアを介してトルクが伝達される。このようにしてハイポジションが実現される。
【０００７】
また、第１の出力軸にはキャリアを介してトルクが伝達される。一方、サンギヤが一側にシフトされて第１のピニオンと噛合されると共に、係脱手段によってサンギヤが固定され、第２の出力軸には第１の出力軸を介してトルクが伝達される。このようにしてローポジションが実現される。
【０００８】
さらに、これらリングギヤ、キャリヤ、第１及び第２のピニオン及びサンギヤから構成される一組のプラネタリギヤ機構によって、第１及び第２の出力軸にそれぞれ連結される前後車軸の回転数差が吸収される。また、本発明によれば、ハイポジションにおいても、例えばスリーブにより、駆動ギヤを第１の出力軸上に回転方向に関して係合することにより、第１及び第２の出力軸を直結状態にすることが可能な、トランスファ装置を提供することができる。
【０００９】
以上のように本発明のトランスファ装置によれば、一組のプラネタリギヤセットにより、減速機能とセンターディファレンシャル機能の双方を実現することができる。すなわち、本発明によればトランスファ装置の構造が簡素化され、軽量かつ低コストのトランスファ装置を提供することができる。
【００１０】
本発明の第２の視点によれば、下記のトランスファ装置が提供される。即ち、その装置は、入力軸と、前記入力軸と同軸に配置された第１の出力軸と、前記入力軸と一体回転するリングギヤと、前記リングギヤと噛合する第１のピニオンと、前記第１のピニオンと常時噛合された第２のピニオンと、前記第１及び第２のピニオンを共に軸支するキャリアと、前記出力軸の軸方向に沿って延在され、且つ操作に応じて摺動されることにより、その一側が前記第１のピニオン及び第２のピニオンのいずれか一方と選択的に噛合されるサンギヤと、前記サンギヤの一側が前記第１のピニオンと噛合される位置にあるとき、該サンギヤの他側を固定可能なブレーキと、前記サンギヤの一側が前記第２のピニオンと噛合される位置にあるとき、前記サンギヤの他側と噛合される駆動ギヤと、前記第１の出力軸上に回転方向に係合されかつ軸方向にシフト可能に装着され、シフトされて前記駆動ギヤを該第１の出力軸上に回転方向に関して係合可能なスリーブと、前記第１の出力軸と平行に配置された第２の出力軸と、前記第２の出力軸上に一体回転するよう設けられ、かつ前記駆動ギヤから動力が伝達される被動ギヤと、を有することを特徴とする。
トランスファ装置において、
ハイポジションにおいては、前記サンギヤが前記第２のピニオン及び前記駆動ギヤと噛合されることにより、トルクが該サンギヤを介して前記駆動ギヤ、さらに前記第２の出力軸へ伝達されること、
ローポジションにおいては、前記サンギヤが前記第１のピニオンと噛合されると共に前記ブレーキによって固定され、かつ前記スリーブによって前記駆動ギヤが前記第１の出力軸に回転方向に関して係合されることにより、トルクが前記第１の出力軸を介して前記駆動ギヤ、さらに前記第２の出力軸へ伝達されること、
を特徴とする。
また、ハイポジションにおいても、前記スリーブにより前記駆動ギヤを前記第１の出力軸上に回転方向に関して係合することにより、前記第１及び第２の出力軸を直結状態にすることができることを特徴とする。
本発明のその他の視点及び特徴は、各請求項に記載のとおりであり、その引用をもってその重複記載を省略する。よって、各請求項の各特徴は、ここに記載されているものとみなされる。なお、従属項はそれぞれ、各独立項に記載された発明の原理に反しない限り、各独立項に適用され得、又従属項は他の従属項に適用され得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、第１の出力軸が後輪側に接続され、第２の出力軸が前輪側に接続される。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、第１のピニオンの軸方向長が第２のピニオンの軸長より長くされ、第１のピニオンはその軸方向両側に互いに離間した噛合部を有する。そして、第１のピニオンの一側（主変速機側）がサンギヤと噛合可能とされ、第１のピニオンの他側と第２のピニオンが常時噛合される。
【００１４】
別の好ましい実施の形態においては、第２のピニオンの軸方向長が第１のピニオンの軸長より長くされ、第２のピニオンはその軸方向両側に互いに離間した噛合部を有する。そして、第２のピニオンの他側がサンギヤと噛合可能とされ、第２のピニオンの一側と第１のピニオンが常時噛合される。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、サンギヤ並びに第１及び第２のピニオンの噛合部にそれぞれ面取りが施されている。
【００１６】
【実施例】
以上説明した本発明の好ましい実施の形態をさらに明確化するために、以下図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
【００１７】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本発明の一実施例に係る四輪駆動車用トランスファ装置のギヤトレーン図であり、図１（Ａ）はハイポジション、図１（Ｂ）はローポジションにおける、プラネタリギヤ機構の作動状態をそれぞれ示している。
【００１８】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照すると、変速機（主変速機）から出力されるトルクが入力される入力軸１と同軸に第１の出力軸２が配置され、第１の出力軸２と平行に第２の出力軸９が配置されている。第１の出力軸２上（半径方向外方）には、入力軸１と一体回転するリングギヤｒ１が配置されている。リングギヤｒ１には、第１のピニオンｐ１の一側が噛合されている。第１のピニオンｐ１は、第１の出力軸２の軸方向に沿って他側へ延在し、その軸方向両側に軸方向に沿って互いに離間した噛合部を有している。第１のピニオンｐ１の他側には、第２のピニオンｐ２が常時噛合されている。第１のピニオンｐ１の軸長は、第２のピニオンｐ２の軸長より長く形成されている。第１の出力軸２の一側には、キャリアｃ１が一体回転するよう固定されている。第１及び第２のピニオンｐ１，ｐ２は、キャリアｃ１に軸支され、キャリアｃ１に対して自由に回転可能である。第１の出力軸２上、第１及び第２のピニオンｐ１，ｐ２の内周側には、サンギヤｓ１が配置されている。サンギヤｓ１は、第１の出力軸２の軸方向に沿って延在している。サンギヤｓ１は、操作により第１の出力軸２に沿って摺動されることにより、第１のピニオンｐ１の一側及び第２のピニオンｐ２のいずれか一方と選択的に噛合される。これらのリングギヤｒ１、第１及び第２のピニオンｐ１，ｐ２、サンギヤｓ１及びキャリアｃ１から、一組のプラネタリギヤ機構３が構成される。
【００１９】
さらに、サンギヤｓ１の中間部外周側には、サンギヤｓ１の一側が第１のピニオンｐ１と噛合する位置にあるとき、サンギヤｓ１の他側をケースに固定可能なブレーキ（係脱手段）４が配置されている。
【００２０】
第１の出力軸２の他側上には、相対及び（又は）一体回転可能に駆動ギヤ６が装着されている。駆動ギヤ６は、これに一体のリングギヤ６（サンギヤとの同期手段）を備える。駆動ギヤ６は、サンギヤｓ１が第２のピニオンｐ２と噛合する位置にあるとき、リングギヤ６ａを介してサンギヤｓ１の他側と（同期）噛合する。第１の出力軸２の他側上には、第１の出力軸２と回転方向に係合しかつ軸方向にシフト可能なスリーブ（同期装置）５が装着されている。スリーブ５は、サンギヤｓ１が第１のピニオンｐ１と噛合する位置にあるとき、シフトされて駆動ギヤ６を第１の出力軸２に回転方向に関して（同期）係合する。サンギヤｓ１との同期手段は、サンギヤｓ１と同期をとる手段であればリングギヤ６ａ以外のもの（例えばスリーブ形式）にもできるが、リングギヤ６ａが一番簡単な構造となる。
【００２１】
一方、前記第２の出力軸９には、一体回転するよう被動ギヤ７が固定されている。駆動ギヤ６と被動ギヤ７間には、チェーン８が縣回されている。
【００２２】
続いて、以上説明したトランスファ装置の動作を説明する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）中、矢線はトルクフローを示している。また、図２（Ａ）及び図３（Ａ）はハイポジション、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）はローポジションにおけるプラネタリギヤ機構の作動状態をそれぞれ示している。
【００２３】
［Ｈｉｇｈ：ハイポジション］
まず、このトランスファ装置のハイポジションにおける動作を説明する。図１（Ａ）、図２（Ａ）及び図３（Ａ）を参照すると、ハイポジションにおいて、サンギヤｓ１は、図１（Ａ）中右方にシフトされており、サンギヤｓ１の一側は第２のピニオンｐ２と噛合され、サンギヤｓ１の他側は駆動ギヤ６と噛合される。ブレーキ４は開放される。よって、変速機から伝達されるトルクは、［出力１］：入力軸１、リングギヤｒ１、第１のピニオンｐ１及びキャリアｃ１を介して第１の出力軸２へ伝達されると共に、［出力２］：入力軸１、リングギヤｒ１、第１のピニオンｐ１、第２のピニオンｐ２、サンギヤｓ１、駆動ギヤ６、チェーン８及び被動ギヤ７を介して第２の出力軸９へ伝達される。なお、このハイポジションにおける減速比は「１」である。また、スリーブ５により、駆動ギヤ６を第１の出力軸２上に回転方向に関して係合することにより、ハイポジションにおいても、第１及び第２の出力軸２，９を互いに直結状態にすることができる
【００２４】
［Ｌｏｗ：ローポジション］
次に、このトランスファ装置のローポジションにおける動作を説明する。図１（Ｂ）、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）を参照すると、ローポジションにおいて、サンギヤｓ１は、図１（Ａ）中左方にシフトされており、サンギヤｓ１の一側は第１のピニオンｐ１の一側と噛合され、同サンギヤｓ１の他側はブレーキ４によってケースに固定される。よって、変速機から伝達されるトルクは、［出力１］：入力軸１、リングギヤｒ１、第１のピニオンｐ１及びキャリアｃ１を介して第１の出力軸２へ伝達されると共に、［出力２］：入力軸１、リングギヤｒ１、第１のピニオンｐ１、キャリアｃ１、第１の出力軸２、スリーブ５、駆動ギヤ６、チェーン８及び被動ギヤ７を介して第２の出力軸９へ伝達される。なお、このローポジションにおける減速比は、「１＋Ｚｓ(サンギヤｓ１の歯数)／Ｚｒ(リングギヤｒ１の歯数)」である。
【００２５】
図４は、第１及び第２のピニオン並びにサンギヤの各噛合部の好適な形状を示す図である。再度図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照して、シフト操作され、第１及び第２のピニオンｐ１，ｐ２の噛合部Ｍ並びにこれらと摺動ないし噛合されるサンギヤｓ１の噛合部Ｍは、図４に示すように、先端に向かって収束する複数の錐面から構成されるよう、面取りされていることが好ましい。
【００２６】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、この実施例の説明においては、主として前記実施例との相違点について述べることとし、両者が同様の構成及び機能を有する点については、適宜前記実施例の記載を参照することができるものとする。
【００２７】
図５は、本発明の他の実施例に係るトランスファ装置の要部ギヤトレーン図である。図５を参照すると、このトランスファ装置においては、第２のピニオンｐ２の軸長が第１のピニオンｐ１の軸長より長くされ、第２のピニオンｐ２はその軸方向両側に軸方向に沿って互いに離間した噛合部を有する。そして、第２のピニオンｐ２の他側がサンギヤｓ１と噛合可能とされ、第２のピニオンｐ２の一側は図５中左方（主変速機側）へ延在されている。第１のピニオンｐ１と第２のピニオンｐ２の一側が、主変速機側で常時噛合されている。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、トランスファ装置の構造が簡素化され、軽量かつ低コストのトランスファ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施例に係る四輪駆動車用トランスファ装置のギヤトレーン図であり、（Ａ）はこの装置のハイポジション、（Ｂ）は同装置のローポジションにおける作動状態をそれぞれ示している。
【図２】（Ａ）はハイポジション、（Ｂ）はローポジションにおける、上記トランスファ装置のプラネタリギヤ機構のトルクフロー図である。
【図３】（Ａ）はハイポジション、（Ｂ）はローポジションにおける、上記トランスファ装置のプラネタリギヤ機構の作動状態をそれぞれ示している。
【図４】本発明の一実施例に係るトランスファ装置の第１及び第２のピニオン並びにサンギヤに形成される各噛合部の好適な形状を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例に係るトランスファ装置の要部ギヤトレーン図である。
【図６】従来の四輪駆動車用トランスファ装置のギヤトレーン図である。
【符号の説明】
１ 入力軸
２ 第１の出力軸
３ プラネタリギヤセット
４ ブレーキ（係脱装置）
５ スリーブ（同期装置）
６ 駆動ギヤ
７ 被動ギヤ
８ チェーン
９ 第２の出力軸
ｃ１ キャリア
ｐ１ 第１のピニオン
ｐ２ 第２のピニオン
ｒ１ リングギヤ
ｓ１ サンギヤ
Ｍ 第１及び第２のピニオン並びにサンギヤの噛合部
Ｈｉｇｈ サンギヤのハイポジション
Ｌｏｗ サンギヤのローポジション

Claims (10)

1. 入力軸と、
   前記入力軸と同軸に配置された第１の出力軸と、
   前記入力軸と一体回転するリングギヤと、
   前記リングギヤに噛合された第１のピニオンと、
   前記第１のピニオンと常時噛合された第２のピニオンと、
   前記第１の出力軸と一体回転されると共に、前記第１及び第２のピニオンを軸支するキャリアと、
   前記第１の出力軸の軸方向に沿ってシフトされ、前記第１のピニオン及び前記第２のピニオンのいずれか一方と選択的に噛合されるサンギヤと、
   前記サンギヤを固定するための係脱手段と、
   前記第１の出力軸と平行に配置され、前記第１の出力軸及び前記サンギヤのいずれか一方から選択的にトルクが伝達される第２の出力軸と、
   を有することを特徴とする四輪駆動車用トランスファ装置。
2. さらに第１の出力軸と一体に又は相対的に回転可能に第１の出力軸上に配された駆動ギヤと、該駆動ギヤを前記サンギヤ又は第１の出力軸と一体回転させる同期手段とを有することを特徴とする、請求項１記載のトランスファ装置。
3. 入力軸と、
   前記入力軸と同軸に配置された第１の出力軸と、
   前記入力軸と一体回転するリングギヤと、
   前記リングギヤと噛合する第１のピニオンと、
   前記第１のピニオンと常時噛合された第２のピニオンと、
   前記第１及び第２のピニオンを共に軸支するキャリアと、
   前記出力軸の軸方向に沿って延在され、且つ操作に応じて摺動されることにより、その一側が前記第１のピニオン及び第２のピニオンのいずれか一方と選択的に噛合されるサンギヤと、
   前記サンギヤの一側が前記第１のピニオンと噛合される位置にあるとき、該サンギヤの他側を固定可能なブレーキと、
   前記サンギヤの一側が前記第２のピニオンと噛合される位置にあるとき、前記サンギヤの他側と噛合される駆動ギヤと、
   前記第１の出力軸上に回転方向に係合されかつ軸方向にシフト可能に装着され、シフトされて前記駆動ギヤを該第１の出力軸上に回転方向に関して係合可能なスリーブと、
   前記第１の出力軸と平行に配置された第２の出力軸と、
   前記第２の出力軸上に一体回転するよう設けられ、かつ前記駆動ギヤから動力が伝達される被動ギヤと、
   を有することを特徴とする四輪駆動車用トランスファ装置。
4. ハイポジションにおいては、前記サンギヤが前記第２のピニオン及び前記駆動ギヤと噛合されることにより、トルクが該サンギヤを介して前記駆動ギヤ、さらに前記第２の出力軸へ伝達されること、
   ローポジションにおいては、前記サンギヤが前記第１のピニオンと噛合されると共に前記ブレーキによって固定され、かつ前記スリーブによって前記駆動ギヤが前記第１の出力軸に回転方向に関して係合されることにより、トルクが前記第１の出力軸を介して前記駆動ギヤ、さらに前記第２の出力軸へ伝達されること、
   を特徴とする請求項３記載の四輪駆動車用トランスファ装置。
5. ハイポジションにおいても、前記スリーブにより前記駆動ギヤを前記第１の出力軸上に回転方向に関して係合することにより、前記第１及び第２の出力軸を直結状態にすることができることを特徴とする請求項４記載の四輪駆動車用トランスファ装置。
6. 入力軸と、
   前記入力軸と同軸に配置された第１の出力軸と、
   前記入力軸と一体回転するリングギヤと、
   前記リングギヤに噛合された第１のピニオンと、
   前記第１のピニオンと常時噛合された第２のピニオンと、
   前記第１の出力軸と一体回転されると共に、前記第１及び第２のピニオンを軸支するキャリアと、
   前記第１の出力軸の軸方向に沿ってシフトされ、前記第１のピニオン及び前記第２のピニオンのいずれか一方と選択的に噛合されるサンギヤと、
   前記サンギヤを固定するための係脱手段と、
   前記第１の出力軸と平行に配置され、前記第１の出力軸及び前記サンギヤのいずれか一方から選択的にトルクが伝達される第２の出力軸と、
   第１の出力軸と一体に又は相対的に回転可能に第１の出力軸上に配された駆動ギヤと、
   該駆動ギヤを前記サンギヤ又は第１の出力軸と一体回転させる同期手段と、
   を有することを特徴とする、四輪駆動車用トランスファ装置。
7. 前記第１のピニオンは、そのギヤ歯が該サンギヤ及び前記第２のピニオンと噛合するよう配されることを特徴とする、請求項１−６の一に記載のトランスファ装置。
8. 前記第２のピニオンは、そのギヤ歯が該サンギヤ及び前記第１のピニオンと噛合するよう配されることを特徴とする、請求項１−６の一に記載のトランスファ装置。
9. 前記係脱手段は、該サンギヤが前記第１のピニオンと噛合し前記第２のピニオンとは噛合しないとき、該サンギヤを固定することを特徴とする、請求項１又は２に記載のトランスファ装置。
10. 前記同期手段は、該サンギヤが前記第１のピニオンと噛合するとき、前記駆動ギヤを前記第１の出力軸と一体回転させ、そして、該サンギヤが前記第２のピニオンと噛合するとき前記駆動ギヤを該サンギヤと一体回転させることを特徴とする、請求項２に記載のトランスファ装置。

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