JP5351743B2 - トランスファ用プラネタリギヤ式副変速機 - Google Patents

Description

本発明は、プラネタリギヤ式副変速機に関し、特に、トランスファ用プラネタリギヤ式副変速機に関する。

特許文献１には、四輪駆動車において、変速機から出力されたトルクを前輪と後輪に分配するトランスファ、特に、スリーブのシフトにより、ハイレンジとローレンジの二段の変速比を達成するトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機が開示されている。

図４は、特許文献１に開示されているような、従来例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機のギヤトレーン図である。図４を参照すると、従来例に係るプラネタリギヤ式トランスファは、入力軸１１と、入力軸１１と一体回転するサンギヤ１２ｓと、サンギヤ１２ｓと一体回転するサンギヤピース１２ａと、サンギヤ１２ｓと噛合するプラネタリギヤ１２ｐと、プラネタリギヤ１２ｐと噛合するリングギヤ１２ｒと、プラネタリギヤ１２ｐを支承するキャリヤ１２ｃと、キャリヤ１２ｃと一体回転するローギヤピース１２ｂと、入力軸１１の軸方向に沿ってシフト自在なスリーブ１３と、スリーブ１３がシフト自在にスプライン嵌合するアウトプットハブ１４と、アウトプットハブ１４と一体回転する出力軸１５と、スリーブ１３に結合され、アウトプットハブ１４に常時スプライン嵌合すると共に、スリーブ１３のハイレンジ側へのシフトにより、サンギヤピース１２ａにスプライン嵌合するハイギヤ１３ａと、スリーブ１３に結合され、スリーブ１３のローレンジ側へのシフトにより、ローギヤピース１２ｂにスプライン嵌合自在なローギヤ１３ｂと、を有している。

図４に示したトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機によれば、入力軸１１に、サンギヤ１２ｓ及びサンギヤピース１２ａが一体回転するよう結合されている。

特開２００８−８７６０７号公報

図４に示した従来例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機によれば、ハイ（Ｈｉｇｈ）レンジにおいて、入力軸１１及びサンギヤ１２ｓと一体回転するサンギヤピース１２ａと、スリーブ１３に結合されたハイギヤ１３ａが噛合しているため、サンギヤ１２ｓと噛合しているプラネタリギヤ１２ｐが、トルク伝達フロー上にないにもかかわらず、回転させられる。これによって、トルク伝達効率の低下が発生する。

本発明の目的は、トルク伝達効率が向上されるトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機を提供することである。

本発明は、第１の視点において、入力軸と、前記入力軸と一体回転するインプットピースと、前記入力軸上に遊嵌されるサンギヤと、前記サンギヤと一体回転するサンギヤピースと、前記サンギヤと噛合するプラネタリギヤと、前記プラネタリギヤと噛合するリングギヤと、前記プラネタリギヤを支承するキャリヤと、前記キャリヤと一体回転するローギヤピースと、前記入力軸の軸方向に沿ってシフト自在なスリーブと、前記スリーブがシフト自在にスプライン嵌合するアウトプットハブと、前記アウトプットハブと一体回転する出力軸と、前記スリーブに遊嵌され、該スリーブのローレンジ側へのシフトにより、前記サンギヤピース及び前記インプットピースとスプライン嵌合し、該スリーブのハイレンジ側へのシフトにより、前記インプットピース及び前記アウトプットハブとスプライン嵌合するハイギヤと、前記スリーブに結合され、該スリーブのローレンジ側へのシフトにより、前記ローギヤピース及び前記アウトプットハブにスプライン嵌合し、該スリーブのハイレンジ側へのシフトにより、前記ローギヤピース及び前記アウトプットハブとのスプライン嵌合が解除されるローギヤと、を有する、トランスファ用プラネタリギヤ式副変速機を提供する。

本発明によれば、サンギヤは、入力軸及びインプットピースから切り離されて設けられている。これによって、スリーブがハイレンジ側にシフトされた際、入力軸に入力されたトルクは、インプットピース及びスリーブのハイギヤを介して、アウトプットハブに伝達されるが、入力軸及びインプットピースから分離されているサンギヤにはトルクが伝達されない。したがって、サンギヤと噛合しているプラネタリギヤは、完全に回転しない。これによって、サンギヤとプラネタリギヤの間の摩擦損失ないし噛合い損失が低減され、駆動トルクの伝達効率が向上される。

本発明の一実施例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機のギヤトレーン図である。 図１に示したトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機のハイレンジにおけるトルクフロー図である。 図１に示したトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機のローレンジにおけるトルクフロー図である。 従来例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機のギヤトレーン図である。

本発明の好ましい実施の形態に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機は、前記入力軸と前記サンギヤの半径方向間に配置されて、該サンギヤを該入力軸に対して回転自在に支承するベアリングを有する。このベアリングによって、サンギヤは、入力軸及びインプットピースから切り離される。

本発明の好ましい実施の形態に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機は、前記スリーブ上に設けられ、前記ハイギヤと該スリーブ間の直接的なトルク伝達を切断するハイギヤ支持機構を有する。このハイギヤ支持機構は、特に、ローレンジにおいて、ハイギヤから、スリーブ及びそれに結合されたローギヤへの直接的なトルク伝達を切断する。なお、ハイレンジにおいては、このハイギヤ支持機構は、ハイギヤとスリーブを解放可能に直結してもよい。

本発明の好ましい実施の形態において、前記スリーブ上に、シフト方向に沿って前記ハイギヤ及び前記ローギヤが配置され、前記ローギヤの外周側が、前記ローギヤピースとスプライン嵌合自在に形成され、前記ローギヤの内周側が、前記アウトプットハブとスプライン嵌合自在に形成され、前記ハイギヤの内周側が、前記インプットピースとスプライン嵌合するよう形成されると共に、前記サンギヤピース及び前記アウトプットハブとスプライン嵌合自在に形成される。

本発明の好ましい実施の形態によれば、本発明のトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機が出力するトルクを分配するため、出力軸に対して、スプロケット及びそれに懸回されるベルト、多板クラッチなどの同期装置を設ける。

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。本発明の一実施例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機は、入力されたトルクを分配するトランスファに組み込まれ、該入力されたトルクをローレンジ（Ｌｏｗ）又はハイレンジ（Ｈｉｇｈ）に変速して伝達する装置である。図１は、本発明の一実施例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機のギヤトレーン図である。

図１を参照すると、本発明の一実施例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機は、入力軸１と、入力軸１と一体回転するインプットピース１ａと、入力軸１上に遊嵌されるサンギヤ２ｓと、サンギヤ２ｓと一体回転するサンギヤピース２ａと、サンギヤ２ｓと噛合するプラネタリギヤ２ｐと、プラネタリギヤ２ｐと噛合するリングギヤ２ｒと、プラネタリギヤ２ｐを支承するキャリヤ２ｃと、キャリヤ２ｃと一体回転するローギヤピース２ｂと、入力軸１の軸方向に沿ってシフト自在なスリーブ３と、スリーブ３がシフト自在にスプライン嵌合するアウトプットハブ４と、スリーブ３に結合自在に遊嵌され、スリーブ３のローレンジ側へのシフトにより、サンギヤピース２ａ及びインプットピース１ａとスプライン嵌合し、スリーブ３のハイレンジ側へのシフトにより、インプットピース１ａ及びアウトプットハブ４とスプライン嵌合するハイギヤ３ａと、スリーブ３に結合され、スリーブ３のローレンジ側へのシフトにより、ローギヤピース２ｂ及びアウトプットハブ４にスプライン嵌合するローギヤ３ｂと、を有している。

さらに、本発明の一実施例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機は、スリーブ３上に設けられ、ハイギヤ３ａとスリーブ３間の直接的なトルク伝達を切断するハイギヤ支持機構６を有する。ハイギヤ支持機構６には、ハイギヤ３ａを回転自在に支持する軸受、或いは、ハイギヤ３ａをスリーブに直結自在なクラッチなどを採用することができる。

スリーブ３上には、シフト方向に沿って、ハイギヤ３ａ及びローギヤ３ｂが配置されている。ローギヤ３ｂの外周側が、ローギヤピース２ｂとスプライン嵌合自在に形成されている。ローギヤ３ｂの内周側が、アウトプットハブ４とスプライン嵌合自在に形成されている。ハイギヤ３ａの内周側が、インプットピース１ａとスプライン嵌合するよう形成されると共に、サンギヤピース２ａ及びアウトプットハブ４とスプライン嵌合自在に形成されている。

入力軸１の一側には、不図示のハウジング等に対して入力軸１を回転自在に支持する第１のベアリング７が配置されている。入力軸１とサンギヤ２ｓの半径方向間には、サンギヤ２ｓを入力軸１に対して回転自在に支承する第２のベアリング８が配置されている。出力軸５の一側には、不図示のハウジング等に対して出力軸５を回転自在に支持する第３のベアリング９が配置されている。

以上説明した本発明の一実施例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機の動作を説明する。

［ハイレンジ（Ｈｉｇｈ）］
図２は、図１に示したトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機のハイレンジにおけるトルクフロー図である。

図２を参照して、スリーブ３がハイレンジ（Ｈｉｇｈ）側（図２中右方）にシフトされると、インプットギヤピース１ａと常時スプライン嵌合しているハイギヤ３ａは、さらに、アウトプットハブ４とスプライン嵌合する。一方、ローギヤ３ｂと、ローギヤピース２ｂ及びアウトプットハブ４とのスプライン嵌合は解除される。かくして、入力軸１に入力されたトルクは、太線で示すように、インプットピース１ａ及びハイギヤ３ａを介して、アウトプットハブ４、さらに、出力軸５に伝達される。

［ローレンジ（Ｌｏｗ）］
図３は、図１に示したトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機のローレンジにおけるトルクフロー図である。

図３を参照すると、スリーブ３がローレンジ（Ｌｏｗ）側（図３中左方）にシフトされると、ハイギヤ３ａは、インプットギヤピース１ａとのみ、スプライン嵌合している状態となる。一方、ローギヤ３ｂは、ローギヤピース２ｂ及びアウトプットハブ４の両方とスプライン嵌合している状態となる。かくして、入力軸１に入力されたトルクは、太線で示すように、インプットピース１ａ、ハイギヤ３ａ、サンギヤピース２ａ、サンギヤ２ｓ、プラネタリギヤ２ｐ、キャリヤ２ｃ、ローギヤピース２ｂ及びローギヤ３ｂを介して、アウトプットハブ４、さらに、出力軸５に伝達される。

以上説明した本発明の一実施例に係るトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機の効果を説明する。ハイレンジ側シフト時、入力軸１及びインプットピース１ａから分離されているサンギヤ２ａにはトルクが伝達されない。したがって、サンギヤ２ａと噛合しているプラネタリギヤ２ｐは、完全に回転しない。これによって、サンギヤ２ａとプラネタリギヤ２ｐの間の摩擦損失ないし噛合い損失が低減され、本実施例のトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機における駆動トルクの伝達効率が向上される。

本発明のプラネタリギヤ式副変速機は、四輪駆動車等のトランスファに好適に利用される。

１ 入力軸
１ａ インプットピース１ａ
２ｓ サンギヤ
２ａ サンギヤピース
２ｐ プラネタリギヤ
２ｒ リングギヤ
２ｃ キャリヤ
２ｂ ローギヤピース
３ スリーブ
３ａ ハイギヤ
３ｂ ローギヤ
４ アウトプットハブ
５ 出力軸
６ ハイギヤ支持機構
７ 第１のベアリング
８ 第２のベアリング
９ 第３のベアリング

Claims (4)

1. 入力軸と、
   前記入力軸と一体回転するインプットピースと、
   前記入力軸上に遊嵌されるサンギヤと、
   前記サンギヤと一体回転するサンギヤピースと、
   前記サンギヤと噛合するプラネタリギヤと、
   前記プラネタリギヤと噛合するリングギヤと、
   前記プラネタリギヤを支承するキャリヤと、
   前記キャリヤと一体回転するローギヤピースと、
   前記入力軸の軸方向に沿ってシフト自在なスリーブと、
   前記スリーブがシフト自在にスプライン嵌合するアウトプットハブと、
   前記アウトプットハブと一体回転する出力軸と、
   前記スリーブに遊嵌され、該スリーブのローレンジ側へのシフトにより、前記サンギヤピース及び前記インプットピースとスプライン嵌合し、該スリーブのハイレンジ側へのシフトにより、前記インプットピース及び前記アウトプットハブとスプライン嵌合するハイギヤと、
   前記スリーブに結合され、該スリーブのローレンジ側へのシフトにより、前記ローギヤピース及び前記アウトプットハブにスプライン嵌合し、該スリーブのハイレンジ側へのシフトにより、前記ローギヤピース及び前記アウトプットハブとのスプライン嵌合が解除されるローギヤと、
   を有する、ことを特徴とするトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機。
2. 前記入力軸と前記サンギヤの半径方向間に配置されて、該サンギヤを該入力軸に対して回転自在に支承するベアリングを有する、ことを特徴とする請求項１記載のトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機。
3. 前記スリーブ上に設けられ、前記ハイギヤと該スリーブ間の直接的なトルク伝達を切断するハイギヤ支持機構を有する、ことを特徴とする請求項１又は２記載のトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機。
4. 前記スリーブ上に、シフト方向に沿って前記ハイギヤ及び前記ローギヤが配置され、
   前記ローギヤの外周側が、前記ローギヤピースとスプライン嵌合自在に形成され、
   前記ローギヤの内周側が、前記アウトプットハブとスプライン嵌合自在に形成され、
   前記ハイギヤの内周側が、前記インプットピースとスプライン嵌合するよう形成されると共に、前記サンギヤピース及び前記アウトプットハブとスプライン嵌合自在に形成される、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一記載のトランスファ用プラネタリギヤ式副変速機。

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