JP5466967B2 - 変速装置 - Google Patents
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エンジン及び変速機の回転軸を車両の前後方向にほぼ沿って配置する縦置きレイアウトの場合、車両の前方側からエンジン、クラッチ等の発進デバイス、フロントディファレンシャルを順次配列するとともに、フロントディファレンシャルをトランスミッションケースに内蔵した構成が知られている。
しかし、このような構成をとる場合、フロントディファレンシャルの搭載位置がエンジンに対して後退することから、フロントアクスルをエンジンに対して前進させ、ホイールベースを伸ばして走行安定性を向上させることが難しい。また、フロントオーバーハングを長くする必要があることから、車両デザインの自由度が損なわれる。
しかし、この場合、フロントディファレンシャルの配置の設計自由度は高くなるが、構造が複雑となって部品点数も増加し、コストや重量が増加してしまう。
これによれば、フロントディファレンシャルをエンジンに隣接して配置することができるためホイールベースの延長効果は高いが、エンジンのクランク軸と発進デバイスとが離れてしまうため、軸心ズレを許容しながら動力伝達を行ういわゆるフレキシブルプレートの信頼性確保が難しく、コストや質量面で問題が生じる懸念がある。
また、特許文献2には、斜行軸を用いてディファレンシャルを駆動することによって、ディファレンシャルを発進デバイスから径方向にオフセットさせ、エンジン側に寄せて配置することが記載されている。
また、クラッチ等の発進デバイスを収容する空間を確保するため、斜行軸からディファレンシャルに動力を伝達するハイポイドギヤから斜行軸に入力されるラジアル荷重に対する斜行軸の支持剛性を確保することが困難である。
本発明の課題は、メインシャフト及びカウンタシャフトの平行度及び芯間距離の精度を向上するとともに斜行ドライブシャフトの支持剛性を向上した変速装置を提供することである。
請求項1の発明は、出力軸を車両前後方向にほぼ沿わせて配置されるエンジンの出力軸端部に接続される発進デバイスと、前記発進デバイスに接続されたメインシャフトと、前記メインシャフトと平行に配置されたカウンタシャフトと、前記メインシャフトから前記カウンタシャフトへ動力を伝達する複数のギヤ列と、前記発進デバイスの側方に配置され左右車輪へ駆動力を伝達するディファレンシャルと、前記ディファレンシャルの周囲に設けられたドリブンギヤと、前記カウンタシャフトに対して斜行して配置され前記カウンタシャフトの出力を前記ドリブンギヤに伝達するドライブギヤが設けられた斜行ドライブシャフトと、前記メインシャフト、前記カウンタシャフト、前記斜行ドライブシャフトを収容し支持するケースとを備える変速装置であって、前記ケースは、前記メインシャフトの中心軸及び前記カウンタシャフトの中心軸を含む平面で第1半部及び第2半部に分割されるとともに、前記第1半部及び前記第2半部の後部に前記メインシャフトの軸方向に沿って取り付けられるトランスファケースを有し、前記第1半部には、前記メインシャフト及び前記カウンタシャフトをそれぞれ支持する軸受を保持する第1の隔壁と、前記第1の隔壁に対して前記発進デバイスから離れた側に設けられ前記メインシャフト及び前記カウンタシャフトをそれぞれ支持する軸受を保持する第2の隔壁と、前記斜行ドライブシャフトの前記ドライブギヤ側の端部近傍を支持する軸受を保持する軸受保持部とが形成され、前記トランスファケースには、前記カウンタシャフトから前記斜行ドライブシャフトへ動力を伝達するギヤ列が支持される軸受保持部が形成されることを特徴とする変速装置である。
請求項3の発明は、前記発進デバイスと前記第1の隔壁との間に第3の隔壁が設けられ、前記斜行ドライブシャフトの前記ドライブギヤ側の端部近傍には前記ドライブギヤ側から順に第1の軸受及び第2の軸受が設けられ、前記第1の軸受が前記第3の隔壁に保持され、前記第2の軸受が前記第1の隔壁に保持されることを特徴とする請求項2に記載の変速装置である。
請求項4の発明は、前記斜行ドライブシャフトの前記ドライブギヤ側の端部近傍には前記ドライブギヤ側から順に第1の軸受及び第2の軸受が設けられ、前記第2の軸受が前記第1の隔壁に保持されるとともに、前記第1の軸受の保持部と前記第1の隔壁との間に補剛リブが形成されることを特徴とする請求項2に記載の変速装置である。
(1)メインシャフト及びカウンタシャフトがケースの第1半部及び第2半部に挟み込まれるいわゆるモナカ割りのケース構成とすることによって、メインシャフト及びカウンタシャフトそれぞれの複数箇所を支持する軸受の保持部を、共通の部材に同時加工により形成することができる。これによって、メインシャフトとカウンタシャフトの平行度及び芯間距離の精度を向上することができる。
また、メインシャフト及びカウンタシャフトを支持するケースの第1半部に、斜行ドライブシャフトのドライブギヤ側の端部を支持する軸受保持部を形成することによって、この軸受保持部をメインシャフト及びカウンタシャフトのエンジン側端部を支持するケースの強固な箇所に隣接させて配置することが可能となり、斜行ドライブシャフトの支持剛性を向上することができる。
(2)斜行ドライブシャフトを支持する軸受の少なくとも一部が、第1の隔壁によって保持されることによって、簡単な構成によって確実に斜行ドライブシャフトの支持剛性を向上することができる。
(3)発進デバイスと第1の隔壁との間に第3の隔壁が設けられ、斜行ドライブシャフトの第1の軸受が第3の隔壁に保持され、第2の軸受が第1の隔壁に保持されることによって、斜行ドライブシャフトの支持剛性をより向上することができる。
(4)斜行ドライブシャフトの第2の軸受が第1の隔壁に保持されるとともに、第1の軸受の保持部と第1の隔壁との間に補剛リブが形成されることによって、第1の軸受をさらにエンジン側に寄せて配置することができ、ディファレンシャルをよりいっそうエンジン側に寄せることが可能となり、また補剛リブによって第1の軸受の支持剛性を確保することができる。
実施例1の変速装置は、例えば乗用車等の自動車に設けられ、車体前部に縦置き搭載されるエンジンの出力を変速し、AWDトランスファを介して前後ディファレンシャルに伝達するものである。変速装置は、エンジンブロックに結合されるトランスミッションケース内に手動変速機、AWDトランスファ、及び、フロントディファレンシャルを内蔵したトランスアクスルとして構成されている。
図2は、実施例1の変速装置の断面図であって、カウンタシャフト及びドライブピニオンシャフトの中心軸を含む平面で切って見たものである。
図3は、実施例1の変速装置におけるメインケースの右半部の斜視図である。
図4は、図1のIV−IV部矢視断面図である。
変速装置1は、クラッチ10、メインシャフト20、カウンタシャフト30、変速機構部40、アイドラギヤシャフト50、AWDトランスファ60、後輪駆動シャフト70、ドライブピニオンシャフト80、フロントディファレンシャル90等の各機構部分を備えて構成され、さらにこれらを収容するトランスミッションケース100を有する。
クラッチ10は、クランクシャフトに固定されたフライホイール、フライホイールに固定されたクラッチカバー、これらに挟持されるクラッチディスク等を備えて構成されている。
カウンタシャフト30は、メインシャフト20の下方に平行に配置された回転軸である。
メインシャフト20及びカウンタシャフト30には、メインシャフト20からカウンタシャフト30に駆動力を伝達する変速機構部40が設けられている。
カウンタシャフト30は、1速ドリブンギヤの前部に設けられる軸受30a、及び、4速ドリブンギヤと5速ドリブンギヤとの間に設けられる軸受30bによって、メインケース110に支持されている。
軸受20a、30aとしては、例えば、単列の円筒ころ軸受が用いられる。また、軸受20b、30bとしては、例えば、複列の円すいころ軸受が用いられる。
AWDトランスファ60の前部及び後部には、後輪側及び前輪側の出力部である後輪ドライブギヤ61、前輪ドライブギヤ62がそれぞれ設けられている。
後輪駆動シャフト70の前端部には、AWDトランスファ60の後輪ドライブギヤ61と噛合するドリブンギヤ71が設けられている。
軸部81は、ドライブピニオンシャフト80の中間部分を構成する中実円柱状の回転軸であって、両端部にスプライン軸部が形成されている。
ドリブンギヤ82は、スプライン穴が形成され、軸部81のスプライン軸部とスプライン結合されている。
ドリブンギヤ82の後方側及び前方側には、それぞれ軸受82a、82bが設けられている。軸受82a、82bは、それぞれ後述するトランスファカバー140、トランスファケース130に形成された軸受座に保持される。
ドライブギヤ83は、ギヤ部から後方へ突き出した柱状部を有し、この柱状部の中心にはスプライン穴が形成されて軸部81のスプライン軸部とスプライン結合されている。
また、この柱状部には、ドライブギヤ83を支持する軸受83a、83bが、前方側から順次設けられている。
図2に示すように、軸受83a、83bは、例えば単列の円すいころ軸受であって、軸方向に離間して配置されている。
フロントディファレンシャル90の周囲には、ドライブピニオンシャフト80のドライブギヤ83と噛合するリングギヤ91が固定されている。
また、フロントディファレンシャル90の左右出力部には、図示しない前輪ハブへ動力を伝達するドライブシャフトのインボード側ジョイント部が結合される出力軸92がそれぞれ設けられている。
トランスミッションケース100は、エンジン側から順に、メインケース110、トランスファケース130、トランスファカバー140を有して構成されている。
また、メインケース110の前端部には、クラッチ10が収容されるクラッチハウジング、及び、フロントディファレンシャル90が収容されるフロントディファレンシャルハウジングがそれぞれ形成されている。
第1隔壁111Rは、メインケース110の内部に設けられ、メインシャフト20等の中心軸に対してほぼ直交する方向に伸びた平板状に形成されている。
第2隔壁112Rは、メインケース110の後端部(トランスファケース130との合わせ部)に設けられ、メインシャフト20等の中心軸に対してほぼ直交する方向に伸びた平板状に形成されている。
これらの各隔壁は、端面がメインケース110の左半部110Lの対応する隔壁(図4に示す第1隔壁111L等)の端面と当接する合わせ面フランジとして構成されている。
第2隔壁112Rには、メインシャフト20の軸受20b及びカウンタシャフト30の軸受30bの右半部を保持する軸受座116R、117Rが形成されている。
これらの各軸受座は、メインケース110の左半部110Lの対応する隔壁に形成された軸受座(図4に示す軸受座114L、115L等)と協働して各軸受を保持する。
第2隔壁112Rには、ドライブピニオンシャフト80の軸部81が通過する開口119が形成されている。
メインケース110の右半部110Rにおける軸受座121と軸受座118との間には、ドライブピニオンシャフト80が挿入される円柱状の連結部122が一体に形成されている。
これらの軸受座118、121、開口119、連結部122等は、トンネル中子を用いて鋳造した後、機械加工を施すことによって、駄肉の発生を防止して鋳造品質を維持しつつメインケース110の右半部110Rと一体に形成することができる。
トランスファカバー140は、トランスファケース130の後方側に結合され、トランスミッションケース100の後端部を構成するものである。
(1)メインシャフト20の軸受20a、20b、及び、カウンタシャフト30の軸受30a、30bを、胴割構成とされたメインケース110によって保持していることから、各軸受の軸受座を同時加工で形成することができ、メインシャフト20とカウンタシャフト30との平行度、芯間距離の精度を向上することができる。
(2)斜行したドライブピニオンシャフト80をメインケース110の右半部110R内に収容するとともに、ドライブギヤ83側の軸受83a、83bを強固なメインケース110に一体に形成された軸受座121、118によって保持することによって、ドライブピニオンシャフト80の支持剛性を向上し、ハイポイドギヤセットから受けるラジアル方向反力を適切に負担することができる。
(3)ドライブピニオンシャフト80の軸受83bを保持する軸受座118を、メインシャフト20の軸受20a及びカウンタシャフト30の軸受30aを保持する第1隔壁111Rに形成したことによって、肉厚であるボルト穴Hの近傍箇所に軸受座118を配置することができ、ドライブピニオンシャフト80の支持剛性をさらに向上することができる。
(4)ドライブピニオンシャフト80の軸受83aを保持する軸受座121を、クラッチハウジング隔壁113Rと隣接して配置したことによって、軸受83aの支持剛性を高め、ドライブピニオンシャフト80の支持剛性をよりいっそう向上できる。
(5)ドライブピニオンシャフト80のドリブンギヤ82及びドライブギヤ83を、軸部81に対して別部品とし、スプライン結合した構成とすることによって、製造を容易とすることができる。
図5に示すように、実施例2の変速装置2においては、トランスミッションケース200におけるメインケース210の右半部210Rには、実施例1におけるクラッチハウジング隔壁113Rに相当する隔壁が設けられず、また、実施例1の第1隔壁111Rに代えて、軸受座114R、115Rが設けられかつクラッチ10と隣接した第1隔壁211Rが設けられる。
また、ドライブピニオンシャフト80の軸受83aを保持する軸受座121は、第1隔壁211Rの右側端部に形成されている。
図6は、実施例3の変速装置の要部断面図であって、実施例1における図2に相当する断面を示すものである。
図6に示すように、実施例3の変速装置3においては、トランスミッションケース300におけるメインケース310の右半部310Rには、実施例1におけるクラッチハウジング隔壁113Rに相当する隔壁が設けられず、実施例1と実質的に同様の第1隔壁111Rがクラッチハウジング隔壁を兼ねる構成となっている。第1隔壁111Rには、実施例1と実質的に同様の軸受座114R、115R、118が設けられている。
クラッチ10は、第1隔壁110Rの直前まで後退して配置され、その結果、フロントディファレンシャル90がクラッチ10に対して相対的に前進して配置されている。
また、実施例3のメインケース310の右半部310Rには、実施例2と実質的に同様の第3隔壁213Rが設けられている。
本発明は、以上説明した各実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)変速装置の形状、構造、搭載位置、各部材の形状、材質、製法等は各実施例の構成に限定されず、適宜変更することができる。例えば、各実施例の変速装置は手動変速機であったが、本発明は手動変速機と実質的に同様の機構部品をアクチュエータによって駆動するいわゆるAMT等であっても適用することができる。
(2)各実施例では斜行ドライブシャフトのドライブギヤ側端部に2つの軸受を設けて、これらの軸受座の間を円筒状の連結部によって連結しているが、強度が確保されていれば必ずしもこのような筒状の連結部を設けなくてもよい。また、軸受の構成も特に限定されず、例えば単独の軸受によって斜行ドライブシャフトのドライブギヤ側端部を支持するようにしてもよい。
(3)各実施例の変速装置は、フロントエンジンのAWD車用のものであったが、本発明はこれに限らず、フロントエンジンのFWD車、リアエンジンのAWD車及びRWD車、ミッドシップエンジンのRWD車等にも適用することができる。ここで、リアエンジン車の場合には、各実施例の構成に対して前後反転して搭載されることになる。
(4)各実施例の変速装置は、トランスミッションケースのメインケースを左右割りとして右半部に斜交ドライブシャフトを収容しているが、ケースの割り方向やどちらの半部に斜交ドライブシャフトを設けるかは適宜変更することができる。
3 変速装置(実施例3) 10 クラッチ
20 メインシャフト 20a、20b 軸受
30 カウンタシャフト 30a、30b、30c 軸受
40 変速機構部 50 アイドラギヤシャフト
60 AWDトランスファ 61 後輪ドライブギヤ
62 前輪ドライブギヤ
70 後輪駆動シャフト 71 ドリブンギヤ
80 ドライブピニオンシャフト 81 軸部
82 ドリブンギヤ 82a、82b 軸受
83 ドライブギヤ 83a、83b 軸受
90 フロントディファレンシャル 91 リングギヤ
92 出力軸
100 トランスミッションケース 110 メインケース
110R 右半部 110L 左半部
111R 第1隔壁(右半部) 111L 第1隔壁(左半部)
112R 第2隔壁(右半部)
113R クラッチハウジング隔壁(右半部)
114R〜117R 軸受座(右半部) 114L,115L 軸受座(左半部)
118 軸受座 119 開口
120 リセス 121 軸受座
122 連結部
130 トランスファケース 140 トランスファカバー
200 トランスミッションケース 210 メインケース
210R 右半部 211R 第1隔壁
213R 第3隔壁(右半部) 214R 軸受座(右半部)
300 トランスミッションケース 310 メインケース
320 補剛リブ
B ボルト H ボルト穴
Claims (4)
- 出力軸を車両前後方向にほぼ沿わせて配置されるエンジンの出力軸端部に接続される発進デバイスと、
前記発進デバイスに接続されたメインシャフトと、
前記メインシャフトと平行に配置されたカウンタシャフトと、
前記メインシャフトから前記カウンタシャフトへ動力を伝達する複数のギヤ列と、
前記発進デバイスの側方に配置され左右車輪へ駆動力を伝達するディファレンシャルと、
前記ディファレンシャルの周囲に設けられたドリブンギヤと、
前記カウンタシャフトに対して斜行して配置され前記カウンタシャフトの出力を前記ドリブンギヤに伝達するドライブギヤが設けられた斜行ドライブシャフトと、
前記メインシャフト、前記カウンタシャフト、前記斜行ドライブシャフトを収容し支持するケースと
を備える変速装置であって、
前記ケースは、前記メインシャフトの中心軸及び前記カウンタシャフトの中心軸を含む平面で第1半部及び第2半部に分割されるとともに、前記第1半部及び前記第2半部の後部に前記メインシャフトの軸方向に沿って取り付けられるトランスファケースを有し、
前記第1半部には、
前記メインシャフト及び前記カウンタシャフトをそれぞれ支持する軸受を保持する第1の隔壁と、
前記第1の隔壁に対して前記発進デバイスから離れた側に設けられ前記メインシャフト及び前記カウンタシャフトをそれぞれ支持する軸受を保持する第2の隔壁と、
前記斜行ドライブシャフトの前記ドライブギヤ側の端部近傍を支持する軸受を保持する軸受保持部と
が形成され、
前記トランスファケースには、前記カウンタシャフトから前記斜行ドライブシャフトへ動力を伝達するギヤ列が支持される軸受保持部が形成されること
を特徴とする変速装置。 - 前記斜行ドライブシャフトを支持する軸受の少なくとも一部が前記第1の隔壁によって保持されること
を特徴とする請求項1に記載の変速装置。 - 前記発進デバイスと前記第1の隔壁との間に第3の隔壁が設けられ、
前記斜行ドライブシャフトの前記ドライブギヤ側の端部近傍には前記ドライブギヤ側から順に第1の軸受及び第2の軸受が設けられ、前記第1の軸受が前記第3の隔壁に保持され、前記第2の軸受が前記第1の隔壁に保持されること
を特徴とする請求項2に記載の変速装置。 - 前記斜行ドライブシャフトの前記ドライブギヤ側の端部近傍には前記ドライブギヤ側から順に第1の軸受及び第2の軸受が設けられ、前記第2の軸受が前記第1の隔壁に保持されるとともに、前記第1の軸受の保持部と前記第1の隔壁との間に補剛リブが形成されること
を特徴とする請求項2に記載の変速装置。
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