JP4216932B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
縦置きエンジンの動力をベルト式無段変速機を介して駆動輪に伝達するようにした車両用駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ベルト式無段変速機は、プライマリ軸に設けられたプライマリプーリと、プライマリ軸に平行のセカンダリ軸に設けられたセカンダリプーリと、両方のプーリに掛け渡される駆動ベルトとを有している。プーリやベルトの強度を保ち、かつ変速比幅を確保するため、それぞれのプーリは外径が大きくなり、その結果、軸間距離を大きくする必要があるが、エンジンのクランクシャフトが車両の幅方向を向くようにエンジンルーム内に配置される横置きエンジンの場合には、ベルト式無段変速機を有する駆動装置を車両に比較的容易に搭載することができる。
【0003】
これに対して、エンジンのクランクシャフトが車両の前後方向を向くようにエンジンルーム内に配置される縦置きエンジンの動力を駆動輪に伝達するようにした駆動装置にあっては、エンジンの動力をトルクコンバータや電磁クラッチなどの発進装置を介し、その出力軸をプライマリ軸に直結した場合には、ベルト式無段変速機の上下高さ寸法が大きくなるのみならず、セカンダリ軸をプライマリ軸の下側に配置することにより、それぞれのプーリを潤滑するための潤滑油の攪拌抵抗が増加したり油温上昇などの潤滑上の問題点が発生することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特に、前輪駆動型車両や4輪駆動型車両にあっては、エンジンルーム内にフロントディファレンシャル装置を組み込む必要があり、このディファレンシャル装置を含めたベルト式無段変速機の上下寸法が大きくなってしまうという問題点がある。この上下寸法を短くするために、ディファレンシャル装置を車両の中心位置から左右方向にずらすように配置すると、ドライブシャフトが左右不等長になり、重量バランス上も好ましくない。
【0005】
また、エンジンを縦置きとする場合には、エンジンルームの前後方向の寸法が大きくなる傾向にあり、車室内の空間を大きくするためには、駆動装置の車両前後方向の寸法を短くすることが望ましく、特に、エンジンルームと車室とを隔てるトーボードの部分が車室内に張り出さないようにすることが望ましい。なお、縦置きエンジンの動力を駆動輪に伝達するベルト式無段変速機を有する車両用駆動装置としては、たとえば、特開平9-267652号公報および特開平9-277842号公報に開示されるようなものがある。
【0006】
本発明の目的は、縦置きエンジンの動力をベルト式無段変速機を介して駆動輪に伝達する車両用駆動装置を小型化し得るようにすることにある。
【0007】
本発明の他の目的は、車体のエンジンルーム内の空間を有効に利用して、手動変速機などの他の形式の変速機を有する駆動装置との搭載互換性を確保し得るようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用駆動装置は、エンジンルーム内に車両の前後方向に延びて配置され、縦置きエンジンに連結された発進装置と前記エンジンの後方側に配置された前後進切換装置とを繋ぐ入力軸と、前記前後進切換装置よりも前方に配置され、前記入力軸に平行にこの入力軸の車幅方向一方側に配置され、固定側シーブと可動側シーブとからなるプーリ溝幅可変のプライマリプーリが設けられたプライマリ軸と、前記前後進切換装置よりも前方に配置され、前記入力軸に平行にこの入力軸の車幅方向他方側に配置され、固定側シーブと可動側シーブとからなるプーリ溝幅可変のセカンダリプーリが設けられたセカンダリ軸と、前記入力軸を内側に貫通させて前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間に掛け渡される駆動ベルトと、前記入力軸の外側に回転自在に設けられ、前記前後進切換装置の出力を前記プライマリ軸に伝達する中空駆動軸とを有することを特徴とする。
【0010】
本発明の車両用駆動装置は、前記プライマリプーリおよびセカンダリプーリの下側に前記入力軸に直角の方向に延びて配置される出力軸が設けられたディファレンシャル装置と、前記入力軸に平行に延びて前記セカンダリ軸の動力を前記ディファレンシャル装置に伝達する駆動軸とを有している。
【0011】
本発明の車両用駆動装置は、前記プライマリ軸を前記セカンダリ軸よりも高い位置に配置している。
【0012】
本発明の車両用駆動装置は、前記プライマリプーリの可動側シーブを前記発進装置側に配置している。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0014】
図1は本発明の一実施の形態である車両用駆動装置を示すスケルトン図であり、エンジンルームの前部側にはその車幅方向の中央部に、クランク軸11が車両の前後方向を向くようにしてエンジン10が配置されており、クランク軸11は発進装置としてのトルクコンバータ12に連結されている。エンジンルームの後部側には、トルクコンバータ12に対向して前後進切換装置13が配置され、トルクコンバータ12は入力軸14により前後進切換装置13に繋がれている。
【0015】
トルクコンバータ12はクランク軸11にドライブプレート12aを介して直結されたポンプ側ケース12bに設けられたポンプインペラ12cと、このポンプインペラ12cに対向して設けられたタービンランナ12dとを有している。ポンプインペラ12cとタービンランナ12dとの間にはステータ12eが配置され、このステータ12eはワンウエイクラッチ12fにより支持されている。トルクコンバータ出力軸は入力軸14と一体となっており、ドライブプレート12a側のトルクコンバータケースに係合および開放可能にロックアップクラッチ12gが直結されており、エンジンの回転動力はタービンランナ12dまたはロックアップクラッチ12gを介して入力軸14に伝達される。
【0016】
入力軸14に平行にプライマリ軸15が配置され、このプライマリ軸15にはこれに固定された固定側プーリつまり固定側シーブ16aとこれに対向してプライマリ軸15に軸方向に摺動自在に装着された可動側プーリつまり可動側シーブ16bとを有するプライマリプーリ16が設けられており、可動側シーブ16bの摺動によりプライマリプーリ16はプーリ溝幅が可変となっている。
【0017】
入力軸14に平行にセカンダリ軸17が配置され、このセカンダリ軸17にはこれに固定された固定側プーリつまり固定側シーブ18aと、これに対向してセカンダリ軸17に軸方向に摺動自在に装着された可動側プーリつまり可動側シーブ18bとを有するセカンダリプーリ18が設けられており、可動側シーブ18bの摺動によりセカンダリプーリ18はプーリ溝幅が可変となっている。
【0018】
両方のプーリ16,18には、駆動側のプライマリプーリ16の動力を従動側のセカンダリプーリ18に伝達するために、金属製の駆動ベルト19が掛け渡されており、両方のプーリ16,18とベルト19とによりベルト式無段変速機が構成されている。
【0019】
図2は図1に示した車両用駆動装置の具体的構造を示す展開断面図であり、図5は図2におけるA−A線に沿う断面図である。
【0020】
図5に示すように、入力軸14の回転中心OE はエンジン10の回転中心つまりクランク軸11の回転中心と一致しており、クランク軸11と入力軸14は一直線状となって車両の前後方向を向いている。プライマリ軸15は、入力軸14に対して車幅方向の一方側にこれに平行となって配置され、セカンダリ軸17は入力軸14に対して車幅方向の他方側にこれに平行となって配置されている。
【0021】
そして、プライマリプーリ16とセカンダリプーリ18とに掛け渡されたベルト19は入力軸14を跨ぐようにして配置されている。このように、重量の大きな2つのプーリ16,18を入力軸14に対して左右にほぼ対称的に配置することにより、車両の重量バランスを均衡に保つことができる。
【0022】
入力軸14は、図5に示すように、プライマリプーリ16の外周とセカンダリプーリ18の外周とベルト19とによりほぼ異形の三角形に形成された空間の部分を貫通している。このように、入力軸14をベルト19の内側に配置することによって、駆動装置全体の高さを抑えることができる。また、両方のプーリ16,18相互の中心間距離を最小限とすることができるので、ベルト式無段変速機の幅寸法、つまり車幅方向の寸法の増加を抑えることができる。
【0023】
図5において実線で示す状態のベルト19は、プライマリプーリ16への巻き付け径が最小となり、セカンダリプーリ18への巻き付け径が最大となった状態を示し、二点鎖線で示す状態では、プライマリプーリ16への巻き付け径が最大となり、セカンダリプーリ18への巻き付け径が最小となった状態を示す。これらの間におけるベルト19の変位に際して、入力軸14はベルト19の内周面に接触しない位置となっている。
【0024】
プライマリ軸15の回転中心OP は入力軸14の回転中心OE よりも高い位置に配置され、セカンダリ軸17の回転中心OS はプライマリ軸15よりも低い位置に配置されている。この配置により両プーリ軸の下方に大径のクラウンギヤ42を備えるディファレンシャル装置41をプーリ側に近接して配置することができる。
【0025】
前後進切換装置13はダプルピニオン式プラネタリギヤが用いられており、入力軸14に固定された前進用クラッチ21と、駆動装置のハウジングに取り付けられた後退用ブレーキ22とを有している。入力軸14にはサンギヤ23が固定され、その外側に配置されたリングギヤ24は、後退用ブレーキ22に設けられた摩擦板と密着してリングギヤ24を固定する状態と、密着を解除してリングギヤを回転し得る状態とに作動する摩擦板を有している。
【0026】
入力軸14の外側に回転自在に中空駆動軸25が設けられており、この中空駆動軸25に固定されたキャリア26には、サンギヤ23に噛み合うピニオンギヤ27と、このピニオンギヤ27とリングギヤ24とに噛み合うピニオンギヤ28とが回転自在に設けられている。キャリア26には前進用クラッチ21に設けられた摩擦板と密着する状態と密着を解除する状態とに作動する摩擦板が設けられている。前進用クラッチ21および後退用ブレーキ22の作動は、油圧ピストンによって行われる。
【0027】
前後進切換装置13の出力をプライマリ軸15に伝達するために、プライマリ軸15に固定されたギヤ31と噛み合うギヤ32が中空駆動軸25に設けられている。これらのギヤ31,32の外径は、入力軸14がベルト19の内側に配置されているので、それぞれ小さくすることができる。
【0028】
後退用ブレーキ22をオフの状態つまりリングギヤ24を回転し得る状態とし、前進用クラッチ21をオンつまりキャリア26と前進用クラッチ21とを締結した状態とすると、トルクコンバータ12を介して入力軸14に伝達されたエンジン10の動力は、前進方向となってギヤ32,31を介してプライマリ軸15に伝達される。一方、後退用ブレーキ22をオンの状態つまりリングギヤ24を固定状態とし、前進用クラッチ21をオフつまりキャリア26と入力軸14との接続を解除した状態とすると、入力軸14の動力はプラネタリギヤを介して後退方向の回転となってプライマリ軸15に伝達される。
【0029】
プライマリプーリ16の溝幅を変化させるために、可動側シーブ16bとにより油室33aを形成するシリンダ33がプライマリ軸15に設けられ、セカンダリプーリ18の溝幅を変化させるために、可動側シーブ18bとにより油室34aを形成するシリンダ34がセカンダリ軸17に設けられている。それぞれの油室33a,34aには、ポンプ側ケース12bを介してクランク軸11により回転駆動されるオイルポンプ35からの油圧が調圧されて供給されるようになっている。
【0030】
駆動側のプーリであるプライマリプーリ16の溝幅間隔を変化させるための可動側シーブ16bは発進装置であるトルクコンバータ12側に配置されており、可動側シーブ16bを摺動するためのシリンダ33がトルクコンバータ12側に配置されることになる。このシリンダ33はセカンダリプーリ18の可動側シーブ18bを摺動させるためのシリンダ34よりも径が大きく設定されており、また、可動側シーブの全長が短いプライマリプーリの可動側シーブ16bのシリンダ33がトルクコンバータ12側にレイアウトされることから、車両用駆動装置のエンジンルーム内への搭載スペース上有利となる。
【0031】
セカンダリ軸17には固定された減速ギヤ36は、セカンダリ軸17の下方に設けられた中間ギヤ37と噛み合っている。この中間ギヤ37の下方には、図3に示すように、駆動軸38が入力軸14に平行となって回転自在に配置されており、この駆動軸38に固定された駆動ピニオン39が中間ギヤ37に噛み合っている。
【0032】
図3に示すように、駆動装置のハウジングの下部にはオイルパン40が設けられ、このオイルパン40内に充填された潤滑油に駆動ピニオン39の一部が浸されることにより、駆動ピニオン39の回転に伴って出力ギヤ36側に潤滑油が供給されることになる。
【0033】
プライマリプーリ16およびセカンダリプーリ18の下側には、図4および図5に示すように、終減速装置つまりフロントディファレンシャル装置41が配置され、このディファレンシャル装置41のクラウンギヤ42が駆動軸38に設けられたハイポイドギヤ43と噛み合っている。このように、トルクコンバータ12と前後進切換装置13とを対向して配置し、これらを入力軸14により繋いで、両方のプーリ16,18を入力軸14を跨ぐようにして終減速装置であるディファレンシャル装置41の上側に配置するようにしたことから、車両用駆動装置をエンジンルーム内にトーボードと干渉させることなく、搭載することができるとともに、ディファレンシャル装置41を収容するケースを車幅方向に分割可能に構成することによって、ディファレンシャル装置41の組み付けを容易に行うことができる。
【0034】
これにより、既存の車両のエンジンルーム内にも本発明の車両用駆動装置を搭載することができ、さらに他の型式の自動変速装置や手動変速装置を有する車両にも搭載することができる。また、両方のプーリ16,18をディファレンシャル装置41の上方の高い位置に配置することができることから、両プーリ16,18は潤滑油の油面よりも十分に高い位置となり、油の攪拌抵抗の増加や油温の上昇を抑えることができる。さらに、従動側のセカンダリプーリ18がプライマリプーリ16に対して下側に配置されているので、セカンダリプーリ18の回転中心と駆動軸38との軸間距離を短くすることができ、減速ギヤ36、中間ギヤ37および駆動ピニオンギヤ39の外径を小さくすることができる。
【0035】
ディファレンシャル装置41は、入力軸14に対して図4および図5に示すように、直角の方向つまり車幅方向に延びる出力軸44を有しており、この出力軸44はその両端部に設けられた等速ジョイント45を介して前輪に連結されている。ディファレンシャル装置41の中心OD が入力軸14の回転中心つまりクランク軸11の回転中心OE を通る鉛直線Vの近くに配置でき、また前記鉛直線Vと出力軸44の中心とが交差する位置から両方の等速ジョイント45までの距離DR とDL は同一に設定されており、入力軸14の回転中心を車両の幅方向中心に設定することにより、等速ジョイント45から左右の前輪までに設けられる左右のドライブシャフトの距離を十分に長く、かつ同一長さに設定することができる。これにより、ドライブシャフトの屈折自由度と駆動力バランスを保つことができる。
【0036】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0037】
たとえば、トルクコンバータ12に代えて電磁クラッチを発進装置として使用するようにしても良い。また、図示する車両用駆動装置はフロントエンジンフロントドライブ(FF)式の車両に搭載されるが、後輪をも駆動する4輪駆動型の車両用駆動装置にも適用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、発進装置と前後進切換装置とを繋ぐ入力軸の上側にこれを跨ぐように無段変速機が配置されており、入力軸の一方側にプライマリプーリが配置され他方側にセカンダリプーリが配置されているので、車両の重量バランスを均衡に保つことができる。
【0039】
車両用駆動装置の幅寸法および前後寸法がコンパクトとなり、自動変速装置や手動変速装置を有する他のタイプの車両に対しても、本発明の車両用駆動装置を搭載することができる。
【0040】
入力軸の上側に無段変速機が配置されることになり、無段変速機を構成するプーリを高い位置に配置することができ、無段変速機の地上高を十分に確保することができる。
【0041】
高速回転となる両方のプーリを潤滑油の油面よりも高い位置に配置できるので、油の攪拌抵抗増加や油温の増加を抑えることができる。
【0042】
終減速装置であるディファレンシャル装置を無段変速機の下側に配置することによって、ディファレンシャル装置の組み付けを容易に行うことができる。
【0043】
駆動側のセカンダリプーリの可動側シーブを発進装置側に配置することによって、幅の広いプーリ外径部を発進装置側に配置することができ、エンジンルームの後部側のスペースを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である車両用駆動装置の概略構造を示すスケルトン図である。
【図2】図1に示した車両用駆動装置の具体的構造を示す展開断面図である。
【図3】図1の下方に連結される駆動軸とオイルパンの部分を示す断面図である。
【図4】図3に示された駆動軸に噛み合うディファレンシャル装置の一部を示す断面図である。
【図5】図2におけるA−A線に沿う断面図である。
【符号の説明】
10 エンジン
11 クランク軸
12 トルクコンバータ(発進装置)
13 前後進切換装置
14 入力軸
15 プライマリ軸
16 プライマリプーリ
17 セカンダリ軸
18 セカンダリプーリ
19 ベルト
25 中空駆動軸
38 駆動軸
41 ディファレンシャル装置(終減速装置)
Claims (4)
- エンジンルーム内に車両の前後方向に延びて配置され、縦置きエンジンに連結された発進装置と前記エンジンの後方側に配置された前後進切換装置とを繋ぐ入力軸と、
前記前後進切換装置よりも前方に配置され、前記入力軸に平行にこの入力軸の車幅方向一方側に配置され、固定側シーブと可動側シーブとからなるプーリ溝幅可変のプライマリプーリが設けられたプライマリ軸と、
前記前後進切換装置よりも前方に配置され、前記入力軸に平行にこの入力軸の車幅方向他方側に配置され、固定側シーブと可動側シーブとからなるプーリ溝幅可変のセカンダリプーリが設けられたセカンダリ軸と、
前記入力軸を内側に貫通させて前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間に掛け渡される駆動ベルトと、
前記入力軸の外側に回転自在に設けられ、前記前後進切換装置の出力を前記プライマリ軸に伝達する中空駆動軸とを有することを特徴とする車両用駆動装置。 - 請求項1記載の車両用駆動装置において、前記プライマリプーリおよびセカンダリプーリの下側に前記入力軸に直角の方向に延びて配置される出力軸が設けられたディファレンシャル装置と、前記入力軸に平行に延びて前記セカンダリ軸の動力を前記ディファレンシャル装置に伝達する駆動軸とを有する車両用駆動装置。
- 請求項1または2記載の車両用駆動装置において、前記プライマリ軸を前記セカンダリ軸よりも高い位置に配置したことを特徴とする車両用駆動装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用駆動装置において、前記プライマリプーリの可動側シーブを前記発進装置側に配置したことを特徴とする車両用駆動装置。
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