JP2006199222A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力軸２２を支持する第１ケース部４１と、この第１ケース部４１とは別体に形成されて出力軸２９を支持する第２ケース部４２とを備えた車両用動力伝達装置２０において、第１ケース部４１と第２ケース部４２との間の結合面の結合剛性を向上させ、結合面のずれを抑えてその悪影響を防止する。
【解決手段】右側ジョイントシャフト９をジョイントシャフト用軸受５２を介して支持するジョイントシャフト軸受ケース５１を設ける。そのフランジ部５１ｂの軸受ケース側合わせ面５１ａを、結合された第１ケース部４１の第１合わせ面４１ｃ及び第２ケース部４２の第２合わせ面４２ｃに当接させた状態で連結する。
【選択図】図３

Description

本発明は、四輪駆動車用の動力伝達装置に関するものである。

従来より、エンジンからの動力が入力されるトランスアクスルと、このトランスアクスルの出力部に設けた差動装置と、車両横方向に配置されて差動装置からの動力が伝達されるジョイントシャフトと、このジョイントシャフトに連結されて左右車輪のうち差動装置から遠い方の車輪を駆動するドライブシャフトと、上記ジョイントシャフトが挿通して上記差動装置からの動力が入力される筒状の入力軸と、この入力軸に直交するように車両縦方向に延びる出力軸とを備えた車両用動力伝達装置は知られている。

この種の車両用動力伝達装置として、例えば、特許文献１には、入力軸を支持する第１ケース部と、この第１ケース部とは別体に形成されて出力軸を支持する第２ケース部とを備えたものが示されている。このものでは、第１ケース部と第２ケース部とが車両前後方向に区切られた結合面で複数のボルトによって互いに結合されている。

上記車両用動力伝達装置では、入力軸上に該入力軸と共に回転するように設けられたドライブギヤと、第２ケース部に支持されて入力軸に平行なアイドル軸と、上記ドライブギヤと噛み合いアイドル軸上に該アイドル軸と共に回転するように設けられたアイドルギヤと、ジョイントシャフトを軸受を介して支持するジョイントシャフト軸受ケースとを備えている。そして、このジョイントシャフト軸受ケースは、第１軸受ケース部にジョイントシャフトの軸方向に沿って挿入されて嵌合により固定されている。
特開２００２−２１９９５５号公報

しかしながら、上記特許文献１の車両用動力伝達装置では、入力軸に伝えられたトランスアクスル出力の動力をドライブギヤに噛み合うアイドルギヤに伝達する際に、各ギヤの噛み合い部の接線方向に反力が発生する。この反力によって、第１ケース部と第２ケース部との間の結合面には、互いの結合面をずらそうとするずれ方向の力が発生する。

特に、車両急発進などの際には、トランスアクスル出力に大きなショックトルクが発生する。例えば、トランスアクスルが最低速ギヤ比に設定され、エンジン負荷が全開の状態で、クラッチを急ミートさせることで大きなショックトルクが発生することがある。このような場合には、第１ケース部と第２ケース部とを結合する複数のボルトだけでは、上記ずれ方向の力を抑えきれず結合面のずれが発生し、ドライブギヤとアイドルギヤの噛み合いギヤノイズの発生あるいはこれらのギヤの破損に至るおそれがあるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ジョイントシャフト軸受ケースの固定方法に工夫を加えることで、特別な補強部材を追加することなく効果的に第１ケース部と第２ケース部との間の結合面の結合剛性を向上させて、結合面のずれを抑えてその悪影響を防止することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、ジョイントシャフト軸受ケースにフランジ部を設け、このフランジ部の合わせ面を第１ケース部と第２ケース部との双方に当接させるようにした。

具体的には、第１の発明では、エンジンからの動力が入力されるトランスアクスルと、該トランスアクスルの出力部に設けた差動装置と、車両横方向に配置されて差動装置からの動力が伝達されるジョイントシャフトと、該ジョイントシャフトに連結されて左右車輪のうち差動装置から遠い方の車輪を駆動するドライブシャフトと、上記ジョイントシャフトが挿通して上記差動装置からの動力が入力される筒状の入力軸と、該入力軸に直交するように車両縦方向に延びる出力軸と、上記入力軸を支持する第１ケース部と、該第１ケース部とは別体に形成されて上記出力軸を支持する第２ケース部とを備え、該第１ケース部と第２ケース部とが互いに結合されている車両用動力伝達装置を対象とする。

そして、上記車両用動力伝達装置は、上記ジョイントシャフトを軸受を介して支持するジョイントシャフト軸受ケースを有し、該ジョイントシャフト軸受ケースは結合のための軸受ケース側合わせ面が形成されたフランジ部を備え、上記第１ケース部には、上記軸受ケース側合わせ面に当接する第１合わせ面が設けられると共に、上記第２ケース部には、上記軸受ケース側合わせ面に当接する第２合わせ面が設けられ、上記ジョイントシャフト軸受ケースが、結合された第１及び第２ケース部の第１及び第２合わせ面に当接した状態で連結されている。

すなわち、エンジンからの動力はトランスアクスルに入力され、このトランスアクスルの差動装置からの動力がジョイントシャフトに伝達され、ドライブシャフトが駆動されると共に、差動装置からの動力が入力軸に伝達され、この入力軸に直交する出力軸が駆動される。このとき、入力軸の回転駆動力が出力軸に伝達されるときに、特に入力軸の接線方向の力が発生し、第１ケース部と第２ケース部との間の結合面に互いの結合面をずらそうとするずれ方向の力が発生する。

しかしながら、本発明では、ジョイントシャフト軸受ケースが、そのフランジ部の軸受ケース側合わせ面を、結合された第１及び第２ケース部の第１及び第２合わせ面のいずれにも当接させた状態で連結されるので、第１ケース部と第２ケース部との間の結合面のずれ方向に対する結合剛性が向上し、結合面がずれることが効果的に抑制される。

第２の発明では、第１の発明の構成を前提として、上記入力軸上に該入力軸と共に回転するように設けられたドライブギヤと、上記第２ケース部に支持されて入力軸に平行なアイドル軸と、上記ドライブギヤと噛み合い、アイドル軸上に該アイドル軸と共に回転するように設けられたアイドルギヤとを備え、上記第１ケース部と第２ケース部との結合面が上記入力軸とアイドル軸との間に設けられている。

上記の構成によると、差動装置から入力軸に伝えられたトランスアクスル出力は、入力軸のドライブギヤから入力軸に平行なアイドル軸のアイドルギヤに伝達される。このとき、ドライブギヤとアイドルギヤとの噛み合いによる反力によって、入力軸とアイドル軸との間に設けられた第１ケース部と第２ケース部との結合面をずらそうと、ずれ方向の力が発生する。しかし、軸受ケース側合わせ面が、結合された第１及び第２ケース部の第１及び第２合わせ面のいずれにも当接した状態で連結されるので、上記ずれ方向の力に対する結合剛性を有効に向上させることができ、結合面がずれることが効果的に抑制される。

第３の発明では、第１の発明又は第２の発明の構成を前提として、上記第１ケース部と第２ケース部とが仮組状態で、第１合わせ面と第２合わせ面とが平面加工されている。

上記の構成によると、第１ケース部と第２ケース部とを仮組した後、軸受ケース側合わせ面に当接する第１合わせ面と第２合わせ面とが共加工されるので、第１合わせ面と第２合わせ面との間の微小な段差の発生が防止され、第１合わせ面と第２合わせ面との平面精度は高いものとなる。そのため、軸受ケース側合わせ面と第１合わせ面あるいは第２合わせ面との間の微小な隙の発生が防止され、軸受ケース側合わせ面を、結合された第１及び第２ケース部の第１及び第２合わせ面のいずれにも当接した状態で連結する際の剛性低下が防止されることになり、結合面がずれることが効果的に抑制される。

以上説明したように、本願の発明の車両用動力伝達装置は、ジョイントシャフトを軸受を介して支持するジョイントシャフト軸受ケースのフランジ部を備え、その軸受ケース側合わせ面を結合された第１ケース部の第１合わせ面及び第２ケース部の第２合わせ面に当接させた状態で連結している。このため、特別な補強部材を追加することなく、効果的に車両急発進などの際のショックトルクに対する第１ケース部と第２ケース部との間の結合面のずれ方向に対する結合剛性を向上させることができる。したがって、結合面のずれを抑えてギヤノイズ発生などの悪影響を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に概略的に示す四輪駆動車において、符号１は車体、２は前輪、３は後輪である。車体１の前部にエンジン４が、そのクランクシャフト（図示せず）が車両横方向に延びる、いわゆる横置きに配置されている。図２にも示すように、この四輪駆動車の車両用動力伝達装置２０は、エンジン４の左方及び後方にわたって設けられている。そして、エンジン４からの動力が入力されるトランスアクスル装置５と、このトランスアクスル装置５の出力部に設けた差動装置としてのフロントデフ８とを備えている。また、トランスアクスル装置５から動力が供給されて後輪に駆動力を伝えるトランスファ装置７が設けられている。

そして、上記フロントデフ８には、車両横方向に延びる左右のジョイントシャフト９，１９が結合されている。左右のジョイントシャフト９，１９には、それぞれ左右のドライブシャフト６，１０が結合されている。このことで、右側のジョイントシャフト９は、フロントデフ８から遠い方の右側の車輪２を駆動し、左側のジョイントシャフト１９は、近い方の左側の車輪２を駆動するように構成されている。

一方、上記トランスファ装置７の後方には、プロペラシャフト１１を介してリヤデフ１２が連結され、このリヤデフ１２に後輪３を回転させる左右の後側ジョイントシャフト１３が連結され、この後側ジョイントシャフト１３に左右の後側ドライブシャフト１４が結合されている。シャフト同士は等速ジョイント２１によって連結されている。

トランスアクスル装置５は、エンジン４に直列に結合されて該エンジン４の左横に配置されたトランスアクスルケース１５を備え、このケース１５に流体トルクコンバータ及びトランスアクスル（トランスミッション及びフロントデフ８）が収容されている。

上記トランスファ装置７は、トランスアクスルケース１５に結合されてエンジン４の後側に該エンジン４と並列に設けられたトランスファケース１６を備え、このトランスファケース１６にトランスファ１７が収容されている。

図３及び図４に示すように、トランスファ１７は、フロントデフ８から動力が供給されて回転する入力軸２２と、該入力軸２２と共に回転するドライブギヤ２３と、該ドライブギヤ２３と噛み合い該ドライブギヤ２３の回転駆動力を後輪３に伝えるアイドルギヤ２４を有するアイドル軸２８とを備えている。入力軸２２とアイドル軸２８とはいずれも軸心が車両横方向になるように平行に配置されている。入力軸２２は筒状であって、この入力軸２２を右側ジョイントシャフト９が貫通して、入力軸２２と右側ジョイントシャフト９とは同心に設けられている。ドライブギヤ２３は入力軸２２に嵌められてスプライン結合している。

さらに、トランスファ１７は、アイドル軸２８に結合されたハイポイド型ピニオンギヤ２５と、このハイポイド型ピニオンギヤ２５に噛み合うハイポイド型リングギヤ２６を備えた出力軸２９とを備えている。この出力軸２９は軸心が入力軸２２に直交するように前後方向に延びていて、この出力軸２９のシャフト部分にジョイント部材２７がスプライン結合されている。このジョイント部材２７には、プロペラシャフト１１が結合されている。左右のジョイントシャフト９，１９は、フロントデフ８のサイドギヤ３１，３２にそれぞれ結合されている。

入力軸２２は、その一端がフロントデフ８の右側のデフケース３４にスプライン結合している。左側のデフケース３５にはファイナルギヤ３６が取り付けられ、このファイナルギヤ３６はトランスミッションのカウンタギヤ（図示せず）に噛み合っている。

トランスファケース１６は、入力軸２２を支持する前側の第１ケース部４１と、出力軸２９を支持する後側の第２ケース部４２とを備えている。この両ケース部４１，４２は、図５に示す互いの外側へ張り出したフランジ４１ａ，４２ａをボルトで結合することによって、入力軸２２とアイドル軸２８との軸間の結合面４４で合わされている。

第１ケース部４１は、車両横方向に長く延びていて、左端は筒状に形成され、中間部は後側に向かって開口している。この第１ケース部４１の左端にはトランスアクスルケース１５に向かって車両横方向に突出した筒状延長部４３が形成され、この延長部４３の先端がトランスアクスルケース１５の接続孔に嵌められている。

ドライブギヤ２３は、シャフト部と、該シャフト部の中間に形成されたギヤ部とを備え、このギヤ部の両側が第１ケース部４１内に固定された軸受４９，５０によって回転自在に支持されている。

右側ジョイントシャフト９は、上述の如く一端がフロントデフ８のサイドギヤ３１に結合されて、第１ケース部４１を貫通し、該第１ケース部４１のトランスアクスル装置５とは反対側に設けた軸受装置４７に他端が回転自在に支持されている。したがって、右側ジョイントシャフト９は、軸受装置４７を介して上記トランスファケース１６の端部に間接的に支持されていることになる。

入力軸２２は、上述の如く一端がフロントデフ８のデフケース３４に結合され、第１ケース部４１のフロントデフ８側の筒部及びドライブギヤ２３を貫通して、他端が第１ケース部４１のフロントデフ８とは反対側の軸受装置４７が固定される右端部付近まで延びて第１延設部４１ｂが形成されている。入力軸２２外面と第１ケース部４１の筒状延長部４３内面との間にはシール４８が設けられている。また、入力軸２２外面と第１ケース部４１の第１延設部４１ｂ内面との間には、シール５３が設けられている。さらに、右側ジョイントシャフト９外面と第１ケース部４１の第１延設部４１ｂ内面との間には、シール５４が設けられている。

したがって、入力軸２２はドライブギヤ２３と共に上記軸受４９，５０によって第１ケース部４１に回転自在に支持されていることになる。また、右側ジョイントシャフト９は入力軸２２及びドライブギヤ２３を介して第１ケース部４１に間接的に支持されていることになる。

第２ケース部４２は、その前側にアイドル軸２８の収容部が形成され、この収容部に続いて後側に出力軸２９の収容部が形成されている。前側収容部は前方に開口し、後側収容部は後方に開口している。

トランスファ１７のアイドル軸２８は、そのシャフト部の両端部が第２ケース部４２の軸受５７，５８によって回転自在に支持されている。出力軸２９は第２ケース部４２の後側収容部に軸受６１，６２によって回転自在に支持されている。ジョイント部材２７と後側収容部の開口部位との間にはシール６３が設けられている。

第２ケース部４２のトランスアクスルケース１５側の面にはボス６４が突出していて、このボス６４にボルト及びナットを適用することによって、トランスアクスルケース１５とトランスファケース１６とが結合されるようになっている。

右側ジョイントシャフト９の軸受装置４７は、円筒状のジョイントシャフト軸受ケース５１にジョイントシャフト用軸受５２の外輪を取り付けてなり、右側ジョイントシャフト９をジョイントシャフト用軸受５２を介して支持している。また、ジョイントシャフト軸受ケース５１の軸受５２よりも外方へ突出した部分にはダストシール５５が嵌められている。

なお、第２ケース部４２における出力軸２９の軸受６１，６２の直上方には、オイルクーラ７０が設けられている。また、第２ケース部４２におけるアイドル軸２８の同心位置の右側には、オイルクーラ７０に潤滑油を供給するオイルポンプ８０が設けられている。このオイルポンプ８０が、アイドル軸２８の回転によって潤滑油をオイルクーラ７０に供給し、オイルクーラ７０で冷却された潤滑油を軸受６１，６２近傍に供給するよう構成されている。

そして、本発明の特徴として、図４，図５及び図７に示すように、上記ジョイントシャフト軸受ケース５１は結合のための軸受ケース側合わせ面５１ａが形成されたフランジ部５１ｂを有している。このフランジ部５１ｂは、第１ケース部４１と第２ケース部４２との双方にわたる大きさとなっている。一方、図６に示すように、第１ケース部４１の第１延設部４１ｂには、軸受ケース側合わせ面５１ａに対応する第１合わせ面４１ｃが設けられている。また、第２ケース部４２における軸受ケース側合わせ面５１ａに当接する部分は右側へ延設されて第２延設部４２ｂが形成され、この第２延設部４２ｂに第２合わせ面４２ｃが設けられている。

上記第１合わせ面４１ｃと第２合わせ面４２ｃとは、上記第１ケース部４１と第２ケース部４２とが仮組された状態で、第１及び第２延設部４１ｂ，４２ｂが平面加工されることによって、第１合わせ面４１ｃと第２合わせ面４２ｃとの間の微小な段差の発生を防止して、高い平面度で形成されている。

そして、上記ジョイントシャフト軸受ケース５１の軸受ケース側合わせ面５１ａが、結合された第１及び第２ケース部４１，４２の第１及び第２合わせ面４１ｃ，４２ｃに当接された状態でボルトによって連結されている。

−運転動作−
次に、本実施形態にかかる車両用動力伝達装置の作動について説明する。

まず、エンジン４からの動力はトランスアクスル装置５に入力され、このトランスアクスル装置５のフロントデフ８からの動力が右側ジョイントシャフト９に伝達され、ドライブシャフト６が駆動される。

同時に、図８に示すように、フロントデフ８からの動力が入力軸２２に伝達され、この入力軸２２に伝えられたエンジン４の動力は、入力軸２２のドライブギヤ２３から入力軸２２に平行なアイドル軸２８のアイドルギヤ２４に伝達される。

さらに、アイドル軸２８のハイポイド型ピニオンギヤ２５からハイポイド型リングギヤ２６に伝達され、出力軸２９が回転駆動される。

この入力軸２２の回転駆動力が出力軸２９に伝達されるときには、図９に示すように、各ギヤ間に反力が発生する。

具体的には、入力軸２２のドライブギヤ２３とアイドル軸２８のアイドルギヤ２４との間には、ラジアル方向反力Ｒ１と接線方向反力Ｔ１とが発生する。これらの反力Ｒ１，Ｔ１の合力Ｆ１は、第１ケース部４１と第２ケース部４２との間の結合面４４にほぼ沿う方向となっている。この合力Ｆ１は、第１ケース部４１と第２ケース部４２との間で互いの結合面４４をずらそうとするように働く。

しかし、ジョイントシャフト軸受ケース５１が、そのフランジ部５１ｂの軸受ケース側合わせ面５１ａを結合された第１及び第２ケース部４１，４２の第１及び第２合わせ面４１ｃ，４２ｃのいずれにも当接させた状態でボルトで連結されているので、この結合力が作用し、この結合面４４がずれることはない。

−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかる車両用動力伝達装置２０では、右側ジョイントシャフト９をジョイントシャフト用軸受５２を介して支持するジョイントシャフト軸受ケース５１にフランジ部５１ｂを設け、その軸受ケース側合わせ面５１ａを結合された第１ケース部４１の第１合わせ面４１ｃ及び第２ケース部４２の第２合わせ面４２ｃに当接した状態で連結している。このため、特別な補強部材を追加することなく、効果的に車両急発進などの際のショックトルクに対する第１ケース部４１と第２ケース部４２との間のずれ方向に対する結合面４４の結合剛性を向上させることができる。したがって、結合面４４のずれを抑えてギヤノイズ発生などの悪影響を防止することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、エンジン４を車両の前方に配置したが、車両の後方に配置してもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、横置きエンジンを備えた四輪駆動車用の動力伝達装置について有用である。

四輪駆動車の概略平面図である。 エンジンに設けられた車両用動力伝達装置の側面図である。 本発明の実施形態にかかる車両用動力伝達装置の水平断面図である。 入力軸、アイドル軸及びその周辺を拡大して示す水平断面図である。 車両用動力伝達装置の側面図である。 軸受装置を取り外したときの図５相当図である。 軸受装置及びその周辺構造を拡大して示す斜視図である。 トランスファケース内のギヤ同士の噛み合いを示す概略斜視図である。 トランスファケース内のギヤ間に発生する荷重を示す概略図である。

符号の説明

４ エンジン
５ トランスアクスル装置
６ ドライブシャフト
８ フロントデフ（差動装置）
９ 右側ジョイントシャフト
２０ 車両用動力伝達装置
２２ 入力軸
２３ ドライブギヤ
２４ アイドルギヤ
２５ ハイポイド型ピニオンギヤ（ピニオンギヤ）
２６ ハイポイド型リングギヤ（リングギヤ）
２８ アイドル軸
２９ 出力軸
４１ 第１ケース部
４１ｃ 第１合わせ面
４２ 第２ケース部
４２ｃ 第２合わせ面
４４ 結合面
５１ ジョイントシャフト軸受ケース
５１ａ 軸受ケース側合わせ面
５１ｂ フランジ部
５２ ジョイントシャフト用軸受

Claims (3)

1. エンジンからの動力が入力されるトランスアクスルと、該トランスアクスルの出力部に設けた差動装置と、車両横方向に配置されて差動装置からの動力が伝達されるジョイントシャフトと、該ジョイントシャフトに連結されて左右車輪のうち差動装置から遠い方の車輪を駆動するドライブシャフトと、上記ジョイントシャフトが挿通して上記差動装置からの動力が入力される筒状の入力軸と、該入力軸に直交するように車両縦方向に延びる出力軸と、上記入力軸を支持する第１ケース部と、該第１ケース部とは別体に形成されて上記出力軸を支持する第２ケース部とを備え、該第１ケース部と第２ケース部とが互いに結合されている車両用動力伝達装置であって、
   上記ジョイントシャフトを軸受を介して支持するジョイントシャフト軸受ケースを有し、該ジョイントシャフト軸受ケースは結合のための軸受ケース側合わせ面が形成されたフランジ部を備え、
   上記第１ケース部には、上記軸受ケース側合わせ面に当接する第１合わせ面が設けられると共に、上記第２ケース部には、上記軸受ケース側合わせ面に当接する第２合わせ面が設けられ、
   上記ジョイントシャフト軸受ケースが、結合された第１及び第２ケース部の第１及び第２合わせ面に当接した状態で連結されている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、
   上記入力軸上に該入力軸と共に回転するように設けられたドライブギヤと、
   上記第２ケース部に支持されて入力軸に平行なアイドル軸と、
   上記ドライブギヤと噛み合い、アイドル軸上に該アイドル軸と共に回転するように設けられたアイドルギヤとを備え、
   上記第１ケース部と第２ケース部との結合面が上記入力軸とアイドル軸との間に設けら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又は２に記載の車両用動力伝達装置において、
   上記第１ケース部と第２ケース部とが仮組状態で、第１合わせ面と第２合わせ面とが平面加工されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。

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