JP3505975B2 - 4輪駆動車の駆動力伝達装置 - Google Patents
4輪駆動車の駆動力伝達装置Info
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Description
ン・フロントドライブ方式をベースとした4輪駆動車の
動力伝達装置に関する。
ば特開昭63−162334号公報に記載した技術が知
られている。この技術(以下、従来技術1と称する。)
は、図5に示すようにエンジン横置きFF(フロントエ
ンジン・フロントドライブ)方式をベースとした4輪駆
動車に適用したものであり、符号2は機関としてのエン
ジン、符号Tfl、Tfrは前左右輪、符号Trl、T
rrは後左右輪、符号4は各車輪Tfl、Tfr、Tr
l、Trrへの駆動力配分比を変更する駆動力伝達系を
示す。
力を所定の変速比で変速する自動変速機6と、この自動
変速機6からの駆動力を前輪Tfl、Tfr側に前輪側
駆動トルクとして、後輪Trl、Trr側に後輪側駆動
トルクとして分割するトランスファ8とを備えており、
前輪側駆動トルクは、前輪側ドライブシャフト10を介
して前輪Tfl、Tfrに駆動力として伝達されるとと
もに、後輪側駆動トルクは、プロペラシャフト12、リ
ヤディファレンシャル装置32を介して後輪Trl、T
rrに駆動力として伝達される。また、トランスファ8
は、自動変速機6の出力ギヤ6aから駆動トルクが伝達
されるセンタディファレンシャル装置16と、このセン
タディファレンシャル装置16に接続して前輪側駆動力
を前輪Tfl、Tfrに伝達するフロントディファレン
シャル装置18と、差動制御クラッチ20、制御装置2
2、各種入力系24を備えている。
から入力した情報に応じて制御装置22が所定のデュー
ティ比のパルス信号を与えることによって作動し、デュ
ーティ比に応じた大きさのグリップ力がディファレンシ
ャルケース16aと後輪出力用サイドギヤ16bとの間
に発生すると、前輪出力用サイドギヤ16cと後輪出力
用サイドギヤ16bとの間に生じていた差動が、グリッ
プ力に応じて抑え込まれ、回転の早い側から遅い側への
トルク伝達が行われるようになっている。
ドギヤ16bと連結するトランスファリングギヤ、符号
32aは、リヤディファレンシャル装置32のリヤデフ
リングギヤであり、プロペラシャフト12の前端に形成
した入力ギヤ12aがトランスファリングギヤ30に噛
み合い、プロペラシャフト12の後端に形成した出力ギ
ヤ12bがリヤデフリングギヤ32aに噛み合っている
が、トランスファリングギヤ30の歯数を42、入力ギ
ヤ12aの歯数を12、出力ギヤ12bの歯数を12、
リヤデフリングギヤ32aの歯数を41にそれぞれ設定
し、センタディファレンシャル装置16の前輪側である
前輪出力用サイドギヤ16cの方が、後輪側である後輪
出力用サイドギヤ16bよりも常に2.4%だけ速く回
転することになる。
置16の前輪側と後輪側との間で、車両走行中に相対回
転(差動)が生じるように構成したため、この差動を差
動制御クラッチ20によりどの程度のクリップ力で抑え
込むかによって回転の速い側から遅い側へと伝達される
トルク量を制限することができる。即ち、前後輪間に生
じている差動を弱い力で抑え込んだ場合にはこの弱い力
に相当する分のみのトルクを速い側から遅い場合へと伝
達することができ、逆に強い力で抑え込んだ場合には、
多量のトルクを速い側から遅い側へと伝達することがで
きるので、前後輪のトルク配分比を任意に設定すること
ができる。
しないFF方式の4輪駆動車として、前輪側に配置した
トランスファから後輪側のリヤディファレンシャル装置
へ駆動力を伝達するプロペラシャフトに、差動制限装置
としてビスカスカップリングを直列に接続した装置も知
られている(以下、従来技術2と称する。)。
た従来技術1は、トランスファリングギヤ30に噛み合
っているプロペラシャフト12の入力ギヤ12aと、リ
ヤデフリングギヤ32aに噛み合っているプロペラシャ
フト12の入力ギヤ12aとを同一の歯数(12枚)で
形成しているので、プロペラシャフト12が回転すると
入力ギヤ12a側と出力ギヤ12b側が同一の歯当たり
状態となり、ギヤノイズが増幅する場合がある。
リングを直列に接続した従来技術2も、プロペラシャフ
トのトランスファ側のギヤに噛み合う第1ギヤと、リヤ
ディファレンシャル装置側のギヤに噛み合う第2ギヤを
同一の歯数に設定した場合、インナープレート及びアウ
タプレートが相対回転する程度にビスカスカップリング
が作動すると、第1ギヤ側及び第2ギヤ側の回転数差が
僅かにずれた状態となり、第1ギヤ側のギヤノイズと第
2ギヤノイズとが唸り現象のように重なり合ってビート
音が発生する場合がある。
トランスファリングギヤ30(歯数:42)と入力ギヤ
12a(歯数:12)とのギヤ比を3.500(42/
12)とし、リヤディファレンシャル装置32側のリヤ
デフリングギヤ32a(歯数:41)と出力ギヤ12b
(歯数:12)とのギヤ比を3.417(41/12)
として、トランスファ8側とリヤディファレンシャル装
置32側のギヤ比差を大きな値(3.500−3.41
7=0.083)に設定しているが、このように大きな
ギヤ比差に設定すると、車両走行中にセンタディファレ
ンシャル装置16の内部部品が常にスリップした状態で
回転し、装置内に充填している潤滑油の温度が上昇しや
すいので、センタディファレンシャル装置16の耐久性
に影響を与えてしまう。
あり、第1の目的として駆動力伝達ギヤ部のギヤノイズ
を低減し、第2の目的として潤滑油の温度上昇を抑制し
て作動装置の耐久性に影響を与えない4輪駆動車の駆動
力伝達装置を提供することを目的としている。
ために、請求項1記載の発明は、車両の前置きとしたエ
ンジンに主変速機を介してトランスファを連結し、前記
主変速機に、前後輪の差動を制限する流体カップリング
を結合したセンタデファレンシャル装置を設け、前記ト
ランスファに前記センタデファレンシャル装置と連結す
るフロントデファレンシャル装置を設け、後輪側に、車
両前後方向に延在するプロペラシャフトを介して前記ト
ランスファと連結する前記リヤデファレンシャル装置を
設け、前記エンジンの駆動トルクを前記後輪側に伝達す
る前記トランスファ側の後輪出力ギヤに、前記プロペラ
シャフトの一端に形成した入力ギヤが噛合し、前記リヤ
ディファレンシャル装置のリヤデフギヤに、前記プロペ
ラシャフトの他端に形成した出力ギヤが噛合している4
輪駆動車の駆動力伝達装置において、前記プロペラシャ
フトの入力ギヤ及び出力ギヤを、互いに異なる歯数に設
定するとともに、前記後輪出力ギヤ及び前記入力ギヤの
ギヤ比を第1ギヤ比とし、前記リヤデフギヤ及び前記出
力ギヤのギヤ比を第2ギヤ比とすると、前記第1ギヤ比
と前記第2ギヤ比とのギヤ比差を、0.01以下の値に
設定した。
置きとしたエンジンに主変速機を介してトランスファを
連結し、前記主変速機にフロントデファレンシャル装置
を設け、後輪側に、車両前後方向に延在するプロペラシ
ャフトを介して前記トランスファと連結する前記リヤデ
ファレンシャル装置を設け、前記プロペラシャフトに、
前後輪の差動を制限する流体カップリングを直列に接続
し、前記エンジンの駆動トルクを前記後輪側に伝達する
前記トランスファ側の後輪出力ギヤに、前記プロペラシ
ャフトの一端に形成した入力ギヤが噛合し、前記リヤデ
ィファレンシャル装置のリヤデフギヤに、前記プロペラ
シャフトの他端に形成した出力ギヤが噛合している4輪
駆動車の駆動力伝達装置において、前記プロペラシャフ
トの入力ギヤ及び出力ギヤを、互いに異なる歯数に設定
するとともに、前記後輪出力ギヤ及び前記入力ギヤのギ
ヤ比を第1ギヤ比とし、前記リヤデフギヤ及び前記出力
ギヤのギヤ比を第2ギヤ比とすると、前記第1ギヤ比と
前記第2ギヤ比とのギヤ比差を、0.01以下の値に設
定した。
又は2記載の4輪駆動車の駆動力伝達装置において、前
記入力ギヤの歯数を8〜20に設定し、当該入力ギヤと
前記後輪出力ギヤとを、互い素となる歯数に設定すると
ともに、前記出力ギヤの歯数を8〜20に設定し、当該
出力ギヤと前記リヤデフギヤとを、互い素となる歯数に
設定した。
プロペラシャフトの入力ギヤと出力ギヤとを互いに異な
る歯数に設定しているので、プロペラシャフトが回転す
る際に入力ギヤ側と出力ギヤ側が同一の歯当たり状態と
ならず、ギヤノイズが増幅するおそれがない。また、第
1ギヤ比(後輪出力ギヤ及び前記入力ギヤのギヤ比)
と、第2ギヤ比(リヤデフギヤ及び出力ギヤのギヤ比)
とのギヤ比差を0.01以下の小さな値に設定したの
で、センタデファレンシャル装置や、フロントデファレ
ンシャル装置の内部部品がほとんどスリップ状態で回転
せず潤滑油の温度上昇を抑制するとともに、センタデフ
ァレンシャル装置に結合した流体カップリングの内部部
品がほとんどスリップ状態で回転せず作動流体の温度上
昇を抑制するので、差動装置の耐久性に影響を与えるこ
とがない。
ロペラシャフトの入力ギヤと出力ギヤを互いに異なる歯
数に設定しているので、プロペラシャフトに直列に接続
した流体カップリングが僅かに作動しても、入力ギヤ側
と出力ギヤ側のギヤ噛み合い次数が大きく異なり、入力
ギヤ側のギヤノイズと出力ギヤ側のギヤノイズとが唸り
現象のように重なり合うことがなく、ビート音を防止す
ることができる。また、第1ギヤ比(後輪出力ギヤ及び
前記入力ギヤのギヤ比)と、第2ギヤ比(リヤデフギヤ
及び出力ギヤのギヤ比)とのギヤ比差を0.01以下の
小さな値に設定したので、フロントデファレンシャル装
置の内部部品がほとんどスリップ状態で回転せず潤滑油
の温度上昇を抑制するとともに、プロペラシャフトに直
列に接続した流体カップリングの内部部品がほとんどス
リップ状態で回転せず作動流体の温度上昇を抑制するの
で、差動装置の耐久性に影響を与えることがない。
異なることによってプロペラシャフトへの駆動トルクが
断続的に伝達されても、本発明では小さなギヤ比差を設
定しているので、後輪出力ギヤ及び入力ギヤの歯面どう
しが互いに押しつけ合い、出力ギヤ及びリヤデフギヤの
歯面どうしも互いに押しつけ合うので、ガーガー音等の
ギヤの歯打ちによるフローティングノイズを防止するこ
とができる。
力ギヤ、出力ギヤの歯数を、8〜20の範囲に設定した
ので、後輪出力ギヤ、リヤデフギヤとの正常な噛み合わ
せが可能となるとともに、歯の肉厚を適正値に設定して
耐久性が向上したギヤを提供することができる。また、
入力ギヤと後輪出力ギヤとを互い素となる歯数に設定
し、出力ギヤとリヤデフギヤとを互い素となる歯数に設
定したので、同一の歯どうしが当たる回数が低減し、歯
面の耐久性を向上させることができる。
ついて図面を参照しながら説明する。図1は、エンジン
横置きのFF(フロントエンジン・フロントドライブ)
車をベースとしたフルタイム式4輪駆動車の動力伝達装
置を示すものである。
に、ビスカスカップリング46付きセンタディファレン
シャル装置48を内蔵したトランスミッション42を直
結し、このトランスミッション42に組付いたトランス
ファ44内にフロントディファレンシャル装置50を内
蔵している。
リングギヤ(後輪出力ギヤ)44aに、プロペラシャフ
ト52の入力ギヤ52aが噛み合い、プロペラシャフト
52の出力ギヤ52bに、リヤディファレンシャル装置
54のリヤデフリングギヤ54aが噛み合っている。そ
して、走行中に前輪及び後輪間に回転数差が生じると、
その差が小さい場合にはセンタディファレンシャル装置
48が差動を行い、回転数差が大きい場合にはビスカス
カップリング46が働いて差動を制限して前後輪に適当
にトルク配分を行う。また、前後輪のいずれかが空転す
るほどの大きな回転数差が生じると、ビスカスカップリ
ング46のインナープレート及びアウタプレートが圧着
して前後輪が直結状態となって前後輪に均等に駆動トル
クを伝達する。
ングギヤ44aの歯数を37、入力ギヤ52aの歯数を
11、出力ギヤ52bの歯数を14、リヤデフギヤ54
aの歯数を47とし、プロペラシャフト52のトランス
ファ44側のギヤ比(第1ギヤ比)を3.364(37
/11)とし、リヤディファレンシャル装置54側のギ
ヤ比(第2ギヤ比)を3.357(47/14)とし
て、ギヤ比差を小さな値(3.357−3.364=
0.007)に設定している。
の入力ギヤ52aと出力ギヤ52bを互いに異なる歯数
に設定しているので、プロペラシャフト52が回転する
際に入力ギヤ52a側と出力ギヤ52b側が同一の歯当
たり状態とならず、ギヤノイズが増幅するおそれがな
い。
入力ギヤ52aの歯数を互いに素(37、11)となる
ように設定し、出力ギヤ52b及びリヤデフギヤ54a
の歯数も互いに素(47、14)となるように設定し、
同一の歯どうしが当たる回数を低減した構造としている
ので、歯面の耐久性を向上することができる。
きのセンタデファレンシャル装置48の温度変化を示す
ものである。この図によると、ギヤ比差が0.01を越
えた値になると、センタデファレンシャル装置48の内
部部品のスリップにより、潤滑油の温度が基準値を越え
てしまうが、本実施形態のように第1ギヤ比と第2ギヤ
比とのギヤ比差が小さな値(0.007)であると、車
両走行中にセンタデファレンシャル48の内部部品がほ
とんどスリップ状態で回転せず、装置内に充填している
潤滑油の温度が上昇しない。このため、センタデファレ
ンシャル装置48の耐久性に悪影響を与えることがな
い。また、ギヤ比差が0.01を越えた値になると、セ
ンタデファレンシャル装置48に結合したビスカスカッ
プリング46の内部部品がほとんどスリップ状態で回転
せず、作動流体の温度上昇を抑制するので、ビスカスカ
ップリング46の耐久性にも影響を与えることがない。
異なることによってプロペラシャフト52への駆動トル
クが断続的に伝達されても、本実施形態では小さなギヤ
比差を設定しているので、トランスファリングギヤ44
a及び入力ギヤ52aの歯面どうしが互いに押しつけ合
い、出力ギヤ52b及びリヤデフギヤ54aの歯面どう
しも互いに押しつけ合っているので、ガーガー音等のギ
ヤの歯打ちによるフローティングノイズを防止すること
ができる。そして、トランスファ44側のギヤと比較し
て、リヤディファレンシャル装置54側の出力ギヤ52
b及びリヤデフギヤ54aの歯数を増大させているの
で、フローティングノイズを効果的に防止することがで
き、車室内への騒音を低減することができる。
態を示すものであり、トランスミッション42にフロン
トディファレンシャル装置56が内蔵されており、この
フロントディファレンシャル装置56にトランスファ4
4が連結している。そして、エンジン40からトランス
ミッション42を介して伝達された駆動トルクは、フロ
ントディファレンシャル装置56に伝達されて前輪Tf
l、Tfrを駆動している。そして、フロントディファ
レンシャル装置56に伝達された駆動トルクは、トラン
スファ44のトランスファリングギヤ44aにも伝達さ
れ、このトランスファリングギヤ44aに噛み合ってい
る入力ギヤ52aを介してプロペラシャフト52に伝達
され、さらに互いに噛み合っている出力ギヤ52b、リ
ヤデフリングギヤ54aを介してリヤディファレンシャ
ル装置54に伝達されて後輪Trl、Trrを駆動して
いる。ここで、プロペラシャフト60にはビスカスカッ
プリング62が直列に配設されており、このビスカスカ
ップリング62のインナープレート62aがトランスフ
ァ44側に接続し、アウタプレート62bがリヤディフ
ァレンシャル装置54側に接続している。
がない場合には、駆動トルクはすべて前輪Tfl、Tf
rに伝達されてFF車として走行する。また、発進時や
加速時に前輪Tfl、Tfrがスリップするときには、
ビスカスカップリング62が差動制限を行い、後輪Tr
l、Trrに駆動トルクが配分され、走行中に路面状況
によって回転速度差が発生する場合にも、駆動トルクが
配分される。
ングギヤ44aの歯数を37、入力ギヤ52aの歯数を
10、出力ギヤ52bの歯数を13、リヤデフギヤ54
aの歯数を48とし、プロペラシャフト52のトランス
ファ44側のギヤ比(第1ギヤ比)を3.700(37
/10)とし、リヤディファレンシャル装置54側のギ
ヤ比(第2ギヤ比)を3.692(48/13)とし
て、ギヤ比差を小さな値(3.700−3.692=
0.008)に設定している。
の入力ギヤ52aと出力ギヤ52bを互いに異なる歯数
に設定しているので、プロペラシャフト52が回転する
際に入力ギヤ52a側と出力ギヤ52b側が同一の歯当
たり状態とならず、ギヤノイズが増幅するおそれがな
い。
2aと出力ギヤ52bを互いに異なる歯数に設定してい
るので、インナープレート62a及びアウタプレート6
2bが相対回転する程度にビスカスカップリング62が
作動しても、入力ギヤ52a側と出力ギヤ52b側はギ
ヤ噛み合い次数が大きく異なり、入力ギヤ52a側のギ
ヤノイズと出力ギヤ52b側のギヤノイズとが唸り現象
のように重なり合うことがなく、ビート音を防止するこ
とができる。
び入力ギヤ52aの歯数を互いに素(37、10)とな
るように設定し、出力ギヤ52b及びリヤデフギヤ54
aの歯数も互いに素(48、13)となるように設定
し、同一の歯どうしが当たる回数を低減した構造として
いるので、歯面の耐久性を向上することができる。
(0.008)に設定しており、車両走行中にビスカス
カップリング62の内部部品がほとんどスリップ状態で
回転せず、装置内に充填している作動流体の温度が上昇
しないので、ビスカスカップリング62の耐久性に悪影
響を与えることがない。
が異なることによってプロペラシャフト52への駆動ト
ルクが断続的に伝達されても、本実施形態では小さなギ
ヤ比差を設定しているので、ガーガー音等のギヤの歯打
ちによるフローティングノイズを防止することができ
る。
2〜4に設定し、ギヤ比差を0.001以下に設定した
場合の、入力ギヤ52a、トランスファリングギヤ44
a、出力ギヤ52b、リヤデフギヤ54aの歯数の他の
実施例を示すものである。
出力ギヤ52bの歯数を、8〜20の範囲に設定してい
る。これが、入力ギヤ52a、出力ギヤ52bの歯数が
8枚を下回ると、トランスファリングギヤ44a、出力
ギヤ52bとの正常は噛み合わせが難しい。また、入力
ギヤ52a、出力ギヤ52bの歯数が20を越えると、
歯の肉厚が薄くなり入力ギヤ52a、出力ギヤ52bの
耐久性が低下するので、入力ギヤ52a、出力ギヤ52
bの歯数を8〜20の範囲に設定した。
入力ギヤ52aの歯数、出力ギヤ52b及びリヤデフギ
ヤ54aの歯数を、互いに素となるように設定している
ので、同一の歯どうしが当たる回数を低減したギヤとな
り、歯面の耐久性を向上することができる。
ではなく、入力ギヤ52a、出力ギヤ52bの歯数を8
〜20の範囲に設定し、ギヤ比差が0.001以下であ
り、トランスファリングギヤ44a及び入力ギヤ52a
の歯数、出力ギヤ52b及びリヤデフギヤ54aの歯数
が互いに素になっていれば、他の組み合わせを使用して
もよい。
シャフト52上にビスカスカップリング62を差動制限
装置として配置したが、ビスカスカップリング62に替
えて、作動油がオリフィスを通るときの粘性抵抗を利用
して駆動トルクの伝達を行うアキシャル・プランジャー
・ポンプ・カップリング(AXC:フジユニバンス社
製)等の差動制限装置を、リヤディファレンシャル装置
の前側に配置、或いはリヤディファレンシャル装置に内
蔵して配置しても、同様の作用効果を得ることができ
る。
伝達装置の第1実施形態を示す概略構成図である。
実施形態を示す概略構成図である。
の温度変化を示す図表である。
フギヤの他の歯数の組み合わせを示す図表である。
構成図である。
グ) 48 センタデファレンシャル装置 50、56 フロントデファレンシャル装置 52 プロペラシャフト 52a 入力ギヤ 52b 出力ギヤ 54 リヤデファレンシャル装置 54a リヤデフギヤ
Claims (3)
- 【請求項1】 車両の前置きとしたエンジンに主変速機
を介してトランスファを連結し、前記主変速機に、前後
輪の差動を制限する流体カップリングを結合したセンタ
デファレンシャル装置を設け、前記トランスファに前記
センタデファレンシャル装置と連結するフロントデファ
レンシャル装置を設け、後輪側に、車両前後方向に延在
するプロペラシャフトを介して前記トランスファと連結
する前記リヤデファレンシャル装置を設け、前記エンジ
ンの駆動トルクを前記後輪側に伝達する前記トランスフ
ァ側の後輪出力ギヤに、前記プロペラシャフトの一端に
形成した入力ギヤが噛合し、前記リヤディファレンシャ
ル装置のリヤデフギヤに、前記プロペラシャフトの他端
に形成した出力ギヤが噛合している4輪駆動車の駆動力
伝達装置において、 前記プロペラシャフトの入力ギヤ及び出力ギヤを、互い
に異なる歯数に設定するとともに、前記後輪出力ギヤ及
び前記入力ギヤのギヤ比を第1ギヤ比とし、前記リヤデ
フギヤ及び前記出力ギヤのギヤ比を第2ギヤ比とする
と、前記第1ギヤ比と前記第2ギヤ比とのギヤ比差を、
0.01以下の値に設定したことを特徴とする4輪駆動
車の駆動力伝達装置。 - 【請求項2】 車両の前置きとしたエンジンに主変速機
を介してトランスファを連結し、前記主変速機にフロン
トデファレンシャル装置を設け、後輪側に、車両前後方
向に延在するプロペラシャフトを介して前記トランスフ
ァと連結する前記リヤデファレンシャル装置を設け、前
記プロペラシャフトに、前後輪の差動を制限する流体カ
ップリングを直列に接続し、前記エンジンの駆動トルク
を前記後輪側に伝達する前記トランスファ側の後輪出力
ギヤに、前記プロペラシャフトの一端に形成した入力ギ
ヤが噛合し、前記リヤディファレンシャル装置のリヤデ
フギヤに、前記プロペラシャフトの他端に形成した出力
ギヤが噛合している4輪駆動車の駆動力伝達装置におい
て、 前記プロペラシャフトの入力ギヤ及び出力ギヤを、互い
に異なる歯数に設定するとともに、前記後輪出力ギヤ及
び前記入力ギヤのギヤ比を第1ギヤ比とし、前記リヤデ
フギヤ及び前記出力ギヤのギヤ比を第2ギヤ比とする
と、前記第1ギヤ比と前記第2ギヤ比とのギヤ比差を、
0.01以下の値に設定したことを特徴とする4輪駆動
車の駆動力伝達装置。 - 【請求項3】 前記入力ギヤの歯数を8〜20に設定
し、当該入力ギヤと前記後輪出力ギヤとを、互い素とな
る歯数に設定するとともに、前記出力ギヤの歯数を8〜
20に設定し、当該出力ギヤと前記リヤデフギヤとを、
互い素となる歯数に設定したことを特徴とする請求項1
又は2記載の4輪駆動車の駆動力伝達装置。
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