JP5444708B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、プロペラシャフトに伝達される駆動力を減速して、左右の車輪に伝達する装置に関する。

従来、エンジンにより駆動される入力軸の駆動力を、ハイポイドギヤおよび左右のクラッチを介して、左右の車輪に伝達する装置が知られている（特許文献１参照）。
特開平１０−１９４００３号公報

しかしながら、従来の技術では、ハイポイドギヤの左右に、クラッチを設けるため、車両の左右軸方向の寸法が長くなるという問題があった。

本発明による車両用動力伝達装置は、プロペラシャフトに伝達される駆動力を減速して、左右の車輪に伝達する車両用動力伝達装置であって、プロペラシャフトと結合されたハイポイドピニオンギヤと、ハイポイドピニオンギヤと噛み合って回転するハイポイドリングギヤと、ハイポイドリングギヤに伝達される駆動力を減速して、ハイポイドリングギヤの回転軸とは異なる軸であるクラッチ入力軸に伝達する減速装置と、クラッチ入力軸に伝達された駆動力を左右の車輪に任意の割合で伝達するクラッチとを備え、ハイポイドピニオンギヤおよびハイポイドリングギヤを潤滑するためのハイポイドギヤオイルと、少なくともクラッチを潤滑するためのクラッチオイルとを分離するために、ハイポイドリングギヤと、減速装置との間にシール部材を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ハイポイドギヤの回転軸とは異なるクラッチ入力軸にクラッチが設けられるので、車両の左右軸方向の寸法を短縮することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

−第１の実施の形態−
図１は、第１の実施の形態における車両用動力伝達装置が適用される車両の主要構成を示す全体システム図である。この車両は、前輪駆動ベースの四輪駆動車である。

いわゆる横置きエンジンであるエンジン１の駆動力は、トランスミッション２を介して、トランスファー３に伝達される。トランスファー３は、図示しない駆動力配分クラッチを備え、エンジン１の駆動力を、駆動力配分クラッチの締結力に応じて、前輪４ａ，４ｂおよび後輪５ａ，５ｂにそれぞれ配分する。

左右の前輪４ａ，４ｂへは、トランスミッション２およびトランスファー３を介して、駆動力が伝達される。また、左右の後輪５ａ，５ｂへは、プロペラシャフト６、ファイナルドライブ７、および、後輪ドライブシャフト８ａ，８ｂを介して、駆動力が伝達される。

コントロールユニット１０は、トランスファー３が備える駆動力配分クラッチの締結力指令を出すとともに、ファイナルドライブ７が備える左右クラッチのクラッチ締結力指令を出す。

ファイナルドライブ７は、回転速度を減速する減速装置としての機能とともに、駆動力を左右の後輪５ａ，５ｂに配分する駆動力配分装置としての機能を有する動力伝達装置である。

図２は、ファイナルドライブ７の詳細な構成を示す図である。ファイナルドライブ７は、ハウジング２０内に、ハイポイドピニオンギヤ２１と、ハイポイドリングギヤ２２と、リングギヤ軸２３と、ドライブギヤ２４と、ドリブンギヤ２５と、左クラッチ２６と、右クラッチ２７とを備える。

ハイポイドピニオンギヤ２１は、プロペラシャフト６と結合されており、エンジン１の駆動力をハイポイドリングギヤ２２に伝達する。すなわち、プロペラシャフト６の回転とともに、ハイポイドピニオンギヤ２１が回転し、これにより、ハイポイドピニオンギヤ２１と噛み合うハイポイドリングギヤ２２が回転する。ハイポイドリングギヤ２２は、プロペラシャフト６と略直交するリングギヤ軸２３と結合されており、ハイポイドリングギヤ２２の回転とともに、リングギヤ軸２３が回転する。

ドライブギヤ２４およびドリブンギヤ２５は、それぞれの回転軸が平行である平行軸ギヤセットを構成する。ドライブギヤ２４は、リングギヤ軸２３と結合されており、リングギヤ軸２３の回転とともに回転する。ドリブンギヤ２５は、回転するドライブギヤ２４と噛み合って回転する。

ドリブンギヤ２５は、ドリブンギヤ２５の左右に設けられたクラッチ２６，２７の入力軸であるクラッチ入力軸２８と結合している。ドリブンギヤ２５に伝えられた駆動力は、クラッチ入力軸２８を介して、左クラッチ２６および右クラッチ２７の締結力に応じて、左後輪５ａおよび右後輪５ｂにそれぞれ伝達される。

すなわち、ファイナルドライブ７は、ハイポイドピニオンギヤ２１およびハイポイドリングギヤ２２から構成されるハイポイドギヤセットと、ドライブギヤ２４およびドリブンギヤ２５から構成される平行軸ギヤセットの２段階の減速機構を有する。

図２に示すように、ハウジング２０は、シール材３１，３２により、ハイポイドギヤセットおよび平行軸ギヤセットが設けられている部屋、左クラッチ２６が設けられている部屋、および、右クラッチ２７が設けられている部屋の３つの部屋に分けられている。

ハイポイドギヤセットおよび平行軸ギヤセットが設けられている部屋には、大気と通ずるブリーザー３３、ハイポイドギヤオイルを入れるためのフィラープラグ３４、および、ハイポイドギヤオイルを抜くためのドレーンプラグ３５が設けられている。ハイポイドギヤオイルは、ハイポイドギヤセットおよび平行軸ギヤセットを潤滑・冷却するためのオイルである。

また、左クラッチ２６が設けられている部屋には、大気と通ずるブリーザー３６、クラッチオイルを入れるためのフィラープラグ３７、および、クラッチオイルを抜くためのドレーンプラグ３８が設けられている。同様に、右クラッチ２７が設けられている部屋には、ブリーザー３９、クラッチオイルを入れるためのフィラープラグ４０、および、クラッチオイルを抜くためのドレーンプラグ４１が設けられている。クラッチオイルは、クラッチ機構を潤滑・冷却するためのオイルである。

上述したように、ファイナルドライブ７の構成を、ハイポイドギヤセットと、平行軸ギヤセットの２段階の減速構成としたので、ハイポイドギヤセットのみで減速する構成とした場合に比べて、車両搭載性が向上する。すなわち、ハイポイドギヤセットのみで減速する構成とした場合には、動力伝達装置を構成するクラッチ機構をハイポイドギヤセットの左右に設ける構造となるため、ハイポイドギヤセット下のスペースがデッドスペースとなり、後輪ドライブシャフト８ａ，８ｂの軸方向の寸法が長くなっていた。しかしながら、図２に示すように、ファイナルドライブ７の構成を、ハイポイドギヤセットと、平行軸ギヤセットの２段階の減速構成とした場合には、平行軸ギヤセットのドリブンギヤ２５の左右に、左クラッチ２６および右クラッチ２７を設ける構成となるため、ハイポイドギヤセット下のデッドスペースが無くなり、後輪ドライブシャフト８ａ，８ｂの軸方向の寸法を短縮することができるため、車両搭載性が向上する。

また、ハイポイドギヤセットのみで減速する構成とした場合、ハイポイドリングギヤの径によって、左右のクラッチの径の大きさが制限されてしまうため、必要なクラッチトルクを確保するためには、クラッチ枚数が増加し、後輪ドライブシャフト８ａ，８ｂの軸方向の寸法が大きくなってしまう。しかし、第１の実施の形態における車両用動力伝達装置によれば、ハイポイドギヤセットと、平行軸ギヤセットの２段階の減速構成とするので、左右のクラッチ２６，２７の径がハイポイドリングギヤ２２の径に制限されることはない。従って、ハイポイドギヤセットのみで減速する構成とした場合に比べて、クラッチ枚数を少なくすることができる。

さらに、ハイポイドギヤセットのみで減速する構成とした場合、ファイナルギヤ比を変更するためには、ハイポイドギヤセットを交換しなくてはならず、コストおよび納期の負担が大きくなる。しかし、第１の実施の形態における車両用動力伝達装置によれば、ハイポイドギヤセットを交換する必要はなく、平行軸ギヤセットの変更でファイナルギヤ比を変更できるので、コスト低減および納期短縮を実現することができる。

また、ハイポイドギヤセットのみで減速する構成とした場合、車両搭載時に、ファイナルドライブ７の車両高さ方向（Ｚ方向）の位置を変更するためには、ハイポイドピニオンギヤ２１とハイポイドリングギヤ２２との間のオフセット量を変更する必要がある。しかし、第１の実施の形態における車両用動力伝達装置によれば、ハイポイドピニオンギヤ２１とハイポイドリングギヤ２２との間のオフセット量を変更せずに、平行軸ギヤセットを構成しているドライブギヤ２４およびドリブンギヤ２５が噛み合う位置を変更することにより、ファイナルドライブ７の車両高さ方向の位置を変更することができる。

図３（ａ）は、真横から見たハイポイドギヤセットおよび平行軸ギヤセットの位置関係を示す図であり、図３（ｂ）は、ドライブギヤ２４とドリブンギヤ２５とが噛み合う位置を変更する様子を示す図である。図３（ｂ）に示すように、ドライブギヤ２４とドリブンギヤ２５とが噛み合う位置を変更することにより、ファイナルドライブ７の車両高さ方向の位置を任意の位置に変更することができる。すなわち、ファイナルドライブ７の車両高さ方向の位置を変更する際に、ハイポイドギヤセットの設計を変更する必要がないため、コスト低減および納期短縮を実現することができる。

−第２の実施の形態−
図４は、第２の実施の形態におけるファイナルドライブ７の詳細な構成を示す図である。第２の実施の形態におけるファイナルドライブ７では、ハイポイドギヤセットと平行軸ギヤセットとの間に、シール部材５０を設けている。すなわち、ハウジング２０は、ハイポイドギヤセットが設けられている部屋と、平行軸ギヤセット、左クラッチ２６、および、右クラッチ２７が設けられている部屋の２つの部屋に分けられている。

ハイポイドギヤセットが設けられている部屋には、大気と通ずるブリーザー３３、ハイポイドギヤオイルを入れるためのフィラープラグ３４、および、ハイポイドギヤオイルを抜くためのドレーンプラグ３５が設けられている。また、平行軸ギヤセット、左クラッチ２６、および、右クラッチ２７が設けられている部屋には、大気と通ずるブリーザー５１、クラッチオイルを入れるためのフィラープラグ５２、および、クラッチオイルを抜くためのドレーンプラグ５３が設けられている。

第２の実施の形態におけるファイナルドライブ７の構成によれば、第１の実施の形態におけるファイナルドライブ７の構成に対して、シール部材５０の数を少なくすることができる。また、ハウジング２０を区切る部屋の数を減らすことができるので、各部屋に設けられるブリーザー、フィラープラグ、および、ドレーンプラグの数を減らすことができる。

第１の実施の形態におけるファイナルドライブ７では、左クラッチ２６および右クラッチ２７が設けられている部屋がそれぞれ独立しているので、それぞれの部屋に入れられているクラッチオイルの温度に差が生じる場合がある。例えば、旋回時等において、右クラッチ２７の使用頻度が左クラッチ２６の使用頻度よりも高い場合、右クラッチ２７が設けられている部屋のオイルの温度の方が高くなる。この場合、クラッチトルクの温度依存性により、車両の直進時に、左右の後輪５ａ、５ｂに伝達されるトルクにトルク差が生じる可能性がある。

しかし、第２の実施の形態におけるファイナルドライブ７では、左クラッチ２６および右クラッチ２７が同一の部屋内に設けられているので、左右のクラッチが別々の部屋に設けられている場合のようなトルク差が生じることはない。また、左クラッチ２６および右クラッチ２７を１つの部屋内に設けることにより、左右のクラッチを別々の部屋に設ける場合に比べて、１つの部屋内に満たすクラッチオイルの量が増えるので、放熱性も向上する。

本発明は、上述した第１および第２の実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した実施の形態では、ハイポイドリングギヤ２２に伝達される駆動力を減速して、ハイポイドリングギヤの回転軸（リングギヤ軸２３）とは異なる軸であるクラッチ入力軸２８に伝達する減速装置として、ハイポイドピニオンギヤ２１およびハイポイドリングギヤ２２を備えた平行軸ギヤセットを例に挙げた。しかし、この平行軸ギヤセットの代わりに、チェーンまたはベルトを備えた既知の減速装置を用いても良い。

上述した実施の形態では、車両用動力伝達装置を前輪駆動ベースの四輪駆動車に適用した例を挙げて説明したが、後輪駆動ベースの四輪駆動車や、フロントエンジン・リアドライブ方式（ＦＲ）の二輪駆動車に適用することもできる。

図５は、車両用動力伝達装置を、フロントエンジン・リアドライブ方式の二輪駆動車に適用した場合の全体システム図である。図１に示す構成と、同一の構成については、同一の符号を付している。この場合でも、ファイナルドライブ７の内部の構成は、図１に示す前輪駆動ベースの四輪駆動車の構成と同じである。

図６は、車両用動力伝達装置を、後輪駆動ベースの四輪駆動車に適用した場合の全体システム図である。図１に示す構成と、同一の構成については、同一の符号を付している。いわゆる縦置きエンジンであるエンジン１の駆動力は、トランスミッション２を介して、トランスファー３に伝達される。トランスファー３は、図示しない駆動力配分クラッチを備え、エンジン１の駆動力を、駆動力配分クラッチの締結力に応じて、プロペラシャフト６ａ、６ｂにそれぞれ分配する。

左右の後輪５ａ，５ｂへは、プロペラシャフト６ｂ、ファイナルドライブ１１および後輪ドライブシャフト８ａ，８ｂを介して、駆動力が伝達される。また、左右の前輪４ａ，４ｂへは、プロペラシャフト６ａ、ファイナルドライブ７、および、前輪ドライブシャフト１２ａ，１２ｂを介して、駆動力が伝達される。この場合も、ファイナルドライブ７の内部の構成は、図１に示す前輪駆動ベースの四輪駆動車の構成と同じである。

左クラッチ２６および右クラッチ２７は、湿式クラッチとして説明したが、乾式クラッチであってもよい。また、クラッチを作動させるアクチュエータも、電磁コイル式、油圧式、モータ式など、どのような方式のものでもよい。

第１の実施の形態における車両用動力伝達装置を搭載した車両の主要構成を示す全体システム図である。 ファイナルドライブ７の詳細な構成を示す図である。 図３（ａ）は、真横から見たハイポイドギヤセットおよび平行軸ギヤセットの位置関係を示す図であり、図３（ｂ）は、ドライブギヤとドリブンギヤとが噛み合う位置を変更する様子を示す図である。 第２の実施の形態におけるファイナルドライブ７の詳細な構成を示す図である。 車両用動力伝達装置を、フロントエンジン・リアドライブ方式の二輪駆動車に適用した場合の全体システム図である。 車両用動力伝達装置を、後輪駆動ベースの四輪駆動車に適用した場合の全体システム図である。

符号の説明

１…エンジン
２…トランスミッション
３…トランスファー
４ａ，４ｂ…左右の前輪
５ａ，５ｂ…左右の後輪
６…プロペラシャフト
７…ファイナルドライブ
８ａ，８ｂ…後輪ドライブシャフト
１０…コントロールユニット
１１…ファイナルドライブ
２０…ハウジング
２１…ハイポイドピニオンギヤ
２２…ハイポイドリングギヤ
２３…リングギヤ軸
２４…ドライブギヤ
２５…ドリブンギヤ
２６…左クラッチ
２７…右クラッチ
２８…クラッチ入力軸
３１，３２，５０…シール部材
３３，３６，３９，５１…ブリーザー
３４，３７，４０，５２…フィラープラグ
３５，３８，４１，５３…ドレーンプラグ

Claims (3)

1. プロペラシャフトに伝達される駆動力を減速して、左右の車輪に伝達する車両用動力伝達装置であって、
   前記プロペラシャフトと結合されたハイポイドピニオンギヤと、
   前記ハイポイドピニオンギヤと噛み合って回転するハイポイドリングギヤと、
   前記ハイポイドリングギヤに伝達される駆動力を減速して、前記ハイポイドリングギヤの回転軸とは異なる軸であるクラッチ入力軸に伝達する減速装置と、
   前記クラッチ入力軸に伝達された駆動力を左右の車輪に任意の割合で伝達するクラッチと、
   を備え、
   前記ハイポイドピニオンギヤおよび前記ハイポイドリングギヤを潤滑するためのハイポイドギヤオイルと、少なくとも前記クラッチを潤滑するためのクラッチオイルとを分離するために、前記ハイポイドリングギヤと、前記減速装置との間にシール部材を設けたことを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
   前記減速装置は、前記ハイポイドリングギヤの回転と同期して回転する第１のギヤと、前記第１のギヤと回転方向が反対であり、前記第１のギヤと噛み合って回転する第２のギヤとを有し、前記第２のギヤは前記クラッチ入力軸と結合されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
3. 請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
   前記減速装置は、チェーンまたはベルトを備え、前記ハイポイドリングギヤに伝達される駆動力を減速して、前記クラッチ入力軸に伝達することを特徴とする車両用動力伝達装置。

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