JP6065928B2 - 車両の駆動装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両の駆動装置、特に、トランスファ装置の駆動傘歯ギヤとダンパ部材とが同軸上に設けられた四輪駆動車の駆動装置に関する。
フロントエンジン・フロントドライブ方式(FF式)の車両は、軸心が車幅方向に延びるように配置されたいわゆる横置き式のエンジンおよび変速機と、この変速機に一体に設けられた差動装置とを備え、この差動装置から車幅方向に延びる左右の車軸を介して前輪が駆動されるようになっている。
このFF式車両の基本構成を利用した四輪駆動車として、前輪用差動装置のデフケースに連絡される駆動傘歯ギヤと、車両前後方向に延びるプロペラシャフトに連絡されると共に前記駆動傘歯ギヤに噛み合う被動傘歯ギヤとを備えるトランスファ装置が前輪用差動装置に一体に設けられたものがある。
この四輪駆動車の場合、エンジンの軽負荷時、特に減筒運転時にエンジンの出力トルクが大きく変動すると、傘歯ギヤの噛合部において歯打ち音(騒音)が生じることがある。この課題は、二輪駆動時でトランスファ装置よりも後輪側の駆動系が無負荷の場合に更に顕著となる。
これに対して、特許文献1には、四輪駆動車において、エンジンのトルク変動を吸収し、トランスファ装置での歯打ち音を低減するために、後輪側への被動傘歯ギヤと駆動傘歯ギヤとの間にダンパ部材を設けることが開示されている。
ところが、特許文献1に開示された駆動装置では、トランスファ装置の駆動傘歯ギヤとダンパ部材が軸方向に並べて配設されているので、駆動装置の軸方向(車幅方向)寸法が増大するという問題が生じる。また、車軸上に駆動傘歯ギヤを設けることがあり、ハイブリッド化のためにこの駆動傘歯ギヤと同一軸心上にモータを更に設けた場合、車幅方向の限られたスペース内でのレイアウト設計が困難になる。
そこで、本発明は、トランスファ装置の駆動傘歯ギヤとダンパ部材とが同軸上に設けられた車両の駆動装置を車幅方向にコンパクト化することを課題とする。
前述の課題を解決するために、本願の請求項1に記載の発明である車両の駆動装置は、
車幅方向に延びる第1駆動軸と、
車両前後方向に延びる第2駆動軸と、
前記第1駆動軸上に設けられた駆動傘歯ギヤと、
前記第2駆動軸上に設けられ、前記駆動傘歯ギヤと噛み合う被動傘歯ギヤと、
前記第1駆動軸と前記駆動傘歯ギヤの間に設けられたダンパ部材と、を備え、
前記駆動傘歯ギヤは、該駆動傘歯ギヤの一方側に配置された一方側軸受と、該一方側軸受よりも径が小さく、前記駆動傘歯ギヤの他方側に配置された他方側軸受と、によって支持され、
前記ダンパ部材は、前記一方側軸受と軸方向にオーバラップして設けられている
ことを特徴とする。
車幅方向に延びる第1駆動軸と、
車両前後方向に延びる第2駆動軸と、
前記第1駆動軸上に設けられた駆動傘歯ギヤと、
前記第2駆動軸上に設けられ、前記駆動傘歯ギヤと噛み合う被動傘歯ギヤと、
前記第1駆動軸と前記駆動傘歯ギヤの間に設けられたダンパ部材と、を備え、
前記駆動傘歯ギヤは、該駆動傘歯ギヤの一方側に配置された一方側軸受と、該一方側軸受よりも径が小さく、前記駆動傘歯ギヤの他方側に配置された他方側軸受と、によって支持され、
前記ダンパ部材は、前記一方側軸受と軸方向にオーバラップして設けられている
ことを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記一方側軸受は、前記駆動傘歯ギヤの歯部と径方向にオーバラップして設けられている
ことを特徴とする。
前記一方側軸受は、前記駆動傘歯ギヤの歯部と径方向にオーバラップして設けられている
ことを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、
モータと、エンジンからの動力がデフケースに入力される差動装置と、を備え、
前記モータは、前記駆動傘歯ギヤに対して前記差動装置と反対側に設けられ、
前記第1駆動軸は、前記デフケースと前記モータの出力部とを連絡する
ことを特徴とする。
モータと、エンジンからの動力がデフケースに入力される差動装置と、を備え、
前記モータは、前記駆動傘歯ギヤに対して前記差動装置と反対側に設けられ、
前記第1駆動軸は、前記デフケースと前記モータの出力部とを連絡する
ことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、ダンパ部材は、一方側軸受と軸方向にオーバラップして設けられていることから、駆動傘歯ギヤと同軸上にダンパ部材が設けられた駆動装置において、ダンパ部材を車幅方向で駆動傘歯ギヤ側に寄せて配置することが可能となり、このようなタイプの四輪駆動車の駆動装置を車幅方向にコンパクト化することが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、一方側軸受は、駆動傘歯ギヤの歯部と径方向にオーバラップして設けられていることから、駆動傘歯ギヤの受ける反力を一方側軸受を介してケース部材で受けることができ、効果的に駆動傘歯ギヤの支持剛性を確保することができる。その結果、駆動傘歯ギヤと被動傘歯ギヤとの歯当たりが変化することによるノイズの発生、ギヤの寿命低下などを更に抑制することが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、モータと、エンジンからの動力がデフケースに入力される差動装置と、を備え、モータは駆動傘歯ギヤに対して差動装置と反対側に設けられ、第1駆動軸はデフケースとモータの出力部とを連絡することから、ダンパ部材と同一軸心上に設けられたモータ等も車幅方向で差動装置側に寄せて配置することが可能となり、このようなタイプのハイブリッド車においても、車両の駆動装置を車幅方向にコンパクト化することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
(第1実施形態)
[全体構成]
図1は、本発明の第1実施形態による車両の駆動装置を示す全体図である。図1で、前輪用差動装置および周辺の動力伝達部分については骨子を示しており、その他の部分については簡略化して示している。
[全体構成]
図1は、本発明の第1実施形態による車両の駆動装置を示す全体図である。図1で、前輪用差動装置および周辺の動力伝達部分については骨子を示しており、その他の部分については簡略化して示している。
駆動装置1は四輪駆動式のハイブリッド車に搭載される。駆動装置1は、横置き式のエンジン2とモータ51とを車両走行用の駆動源として備える。モータ51は、一方の前輪36aに連結された車軸30a上に設けられている。なお、本明細書の説明では、車軸等の軸に直接に設けられる部材だけでなく、別部材を介して軸に同心状に設けられる部材についても、軸上に設けられた部材と記載する。
エンジン2の左側にはトランスアクスル3が設けられている。トランスアクスル3は、変速機6と前輪用差動装置10とを備える。変速機6は、トルクコンバータ5を介してエンジン2の出力軸に連結されている。変速機6の出力ギヤ7は、前輪用差動装置10のデフケース12に固定されたデフリングギヤ14に噛み合っており、エンジン2の出力は変速機6を介してデフケース12に伝達され、更に左右の前輪用の車軸30a,30bに伝達されるようになっている。変速機6の変速機構と前輪用差動装置10は、トランスアクスルケース4内に収容されている。変速機6は有段式の自動変速機であるが、手動変速機や無段変速機であってもよい。
前輪用差動装置10およびこれに連結されて延びる左右の車軸30a,30bは、エンジン2よりも車両後方側に設けられている。前輪用差動装置10は、車幅方向の中央よりも左側にオフセットして配置されており、右側の車軸30aは左側の車軸30bよりも長尺とされる。
前輪用の車軸30a,30bは、前輪用差動装置10に連結されたデフ側軸部材31a,31bと、自在継手34a,34bを介してデフ側軸部材31a,31bに連結された中間軸部材32a,32bと、一端側で自在継手35a,35bを介して中間軸部材32a,32bに連結されると共に他端側で前輪36a,36bに連結される駆動輪側軸部材33a,33bとを含む。
前輪用差動装置10では、デフケース12を貫通するピニオンシャフト15上に一対のピニオンギヤ16,17が回転可能に設けられ、ピニオンギヤ16,17に跨がって左右のサイドギヤ18,19が噛み合っている。デフケース12には、サイドギヤ18,19に対応して左右のスリーブ部12a,12bが設けられている。スリーブ部12a,12bには、車軸30a,30bのデフ側軸部材31a,31bが挿通されている。デフ側軸部材31a,31bの先端は、サイドギヤ18,19にスプライン嵌合している。前輪用差動装置10により、変速機6からデフケース12に伝達された動力は、走行状況に応じた回転差となるように左右の車軸30a,30bに伝達される。
一方の前輪用の車軸30aのデフ側軸部材31a上には、モータユニット50と、デフケース12に伝達された動力を後輪46a,46b側へ取り出すためのトランスファ装置200の一部とが設けられている。
モータユニット50は、モータ51と、モータ51の動力を減速してデフケース12に伝達する減速機60とを含む。モータユニット50は、エンジン2の後方かつ前輪用差動装置10の右側に生じるスペースに設けられている。減速機60は、車軸30a上で前輪用差動装置10とモータ51との間に設けられている。これにより、エンジン2から伝達される動力とモータ51から伝達される動力とが前輪用差動装置10のデフケース12で統合されるようになっている。この統合された動力は、車軸30a,30bを介して前輪36a,36bに伝達されると共に、後述するようにトランスファ装置200を介して後輪46a,46b側に伝達される。
トランスファ装置200は、車軸30a上で車幅方向に延びる第1駆動軸201と、車体前後方向に延びる第2駆動軸202とを備える。すなわち、トランスファ装置200は、車幅方向に延びる軸を1本有する、いわゆる一軸タイプのトランスファ装置である。
第1駆動軸201は、デフケース12とモータ51の出力部とを連絡する。第1駆動軸201上には駆動傘歯ギヤ210が設けられている。第2駆動軸202上には駆動傘歯ギヤ210に噛み合う被動傘歯ギヤ220が設けられている。被動傘歯ギヤ220は駆動傘歯ギヤ210よりも小径である。第2駆動軸202は車両前後方向に延びており、自在継手38を介してプロペラシャフト39に連結されている。なお、本実施形態の場合、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220は、それぞれの軸心が互いに上下方向にオフセットして配置された、所謂ハイポイドギヤを構成している。これにより、それぞれの軸心が互いに単一の平面上で直交する、所謂ベベルギヤよりもギヤノイズ抑制および強度向上の面で有利となっている。
上記トランスファ装置200の構成により、デフケース12から第1駆動軸201に入力された動力は、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220との噛み合いにより第2駆動軸202に伝達されて、第2駆動軸202からプロペラシャフト39へ出力される。なお、前述の通り被動傘歯ギヤ220は駆動傘歯ギヤ210よりも小径であるため、デフケース12からの入力回転は増速されてプロペラシャフト39に出力されるところ、後輪用差動装置42に入力される際には、トランスファ装置200による増速分は減速されて相殺されるようになっている。
プロペラシャフト39へ出力された動力は、カップリング40を介して後輪用差動装置42に伝達され、走行状況に応じた回転差となるように、後輪46a,46bに連結された左右の車軸44a,44bに伝達される。
次に、図2〜図4を参照して、モータユニット50とトランスファ装置200の構成について更に詳細に説明する。以下の説明では、車軸30a上での向きについて、前輪用差動装置10側をデフ側、その反対側を反デフ側と称す。
[モータユニット]
モータユニット50において、モータ51と減速機60は、ユニットケース100内に収容された状態でユニット化されている。ユニットケース100は、互いに結合されたケース部材101,102と、ケース部材101に結合された筒状部材103とで構成される。ユニットケース100は、ケース部材102でエンジン2のシリンダブロック(図示せず)に固定されている。
モータユニット50において、モータ51と減速機60は、ユニットケース100内に収容された状態でユニット化されている。ユニットケース100は、互いに結合されたケース部材101,102と、ケース部材101に結合された筒状部材103とで構成される。ユニットケース100は、ケース部材102でエンジン2のシリンダブロック(図示せず)に固定されている。
ケース部材102の車幅方向外側端部には、デフ側軸部材31aの半周分を覆うように半割れ状に形成された支持部104が設けられている。支持部104には、デフ側軸部材31aの残りの半周分を覆うように半割れ状に形成されたブラケット120が対向配置されている。支持部104とブラケット120はボルト121により結合されている。支持部104とブラケット120とで形成された筒状部の内周面に、デフ側軸部材31aの前輪36a側の端部が軸受105を介して支持される。
軸受105のデフ側に隣接する位置には、デフ側軸部材31aとケース部材102との間にこれらの相対回転を許容するオイルシール106が設けられている。
また、モータユニット50には、軸方向に延びる筒状の仕切部材66が設けられている。仕切部材66の内側にはデフ側軸部材31aが挿通されている。仕切部材66により、減速機60およびモータ51とデフ側軸部材31aとが仕切られる。
仕切部材66は、Oリングを介してデフ側端部で後述する第1駆動軸201の内周面に圧入されており、第1駆動軸201と一体回転するようになっている。仕切部材66は、反デフ側端部で、仕切部材66とケース部材102との間の相対回転を許容するオイルシール68を介してケース部材102に回転可能に支持されている。
モータユニット50において、モータ51は、ケース部材102に固定されたステータ52と、ステータ52の内側に回転自在に設けられたロータ53と、ロータ53と一体回転するようにその内側に固定された出力軸54とを備える。出力軸54は、上記モータの出力部として機能する。
ステータ52は、磁性体からなるステータコアにコイルが巻回されて構成される。ロータ53は、筒状の磁性体で構成されており、ステータ52に電力が供給されたときに生じる磁力により回転する。ステータ52とロータ53は、2つのケース部材101,102で形成されたモータ収容空間S1に収容されている。出力軸54は、仕切部材66の外側に隙間を空けて配置されている。出力軸54は、ロータ53よりもデフ側で軸受55を介してケース部材101に支持され、ロータ53よりも反デフ側で軸受56を介してケース部材102に支持されている。なお、ロータ53の回転角度を検出するレゾルバ58がケース部材102に取り付けられている。
モータユニット50において、減速機60は、デフ側軸部材31a上に設けられた第1、第2遊星歯車機構60a,60bを含む。図3に示すように、第1、第2遊星歯車機構60a,60bは、入力要素としての第1、第2サンギヤ61a,61b、反力要素としての第1、第2リングギヤ62a,62b、出力要素としての第1、第2キャリヤ63a,63bを有する。
第1サンギヤ61aと第2サンギヤ61bは、仕切部材66の外側に隙間を空けて配置されている。第1サンギヤ61aはモータ51の出力軸54と一体に設けられており、モータ51の出力が第1サンギヤ61aに入力されるようになっている。第2サンギヤ61bは第1キャリヤ63aと一体に設けられ、第1遊星歯車機構60aの出力が第2サンギヤ61bに入力されるようになっている。
第1、第2リングギヤ62a,62bは一体に設けられ、これらの径方向外側に設けられたユニットケース100の筒状部材103の内周面にスプライン嵌合している。筒状部材103はケース部材101に固定されているので、第1、第2リングギヤ62a,62bはユニットケース100に回転不能に固定される。これにより、第1サンギヤ61aに入力された回転は、第1遊星歯車機構60aにより減速されて第1キャリヤ63aから第2遊星歯車機構60bへ出力される。また、第2サンギヤ61bに入力された回転は、第2遊星歯車機構60bにより減速されて第2キャリヤ63bから出力される。
第2キャリヤ63bの内周端部では、第1駆動軸201がデフ側へ向かって軸方向に延びている。第1駆動軸201は、第2キャリヤ63bと一体に設けられており、減速機60の出力部として機能する。なお、第1駆動軸201は、第2キャリヤ63bと一体回転するように当該第2キャリヤ63bに連結されていてもよい。
減速機60は、軸受55を挟んで、モータ51のデフ側に隣接して配置されている。減速機60は、筒状部材103とケース部材101とで形成された減速機収容空間S2に収容されている。減速機60の反デフ側には、ケース部材101との間に、軸方向の力を受ける軸受57が設けられている。
減速機60の作用により、第1駆動軸201はモータ51よりも低速で回転し、第1駆動軸201に固定された仕切部材66もモータ51よりも低速で回転する。これにより、仕切部材66の反デフ側端部を支持するケース部材102と、仕切部材66との間の相対回転速度を低減できる。この結果、仕切部材66とケース部材102との間のオイルシール68に加わる負荷が軽減され、オイルシール68のシール性を向上させることができる。
減速機60の出力部であるトランスファ装置200の第1駆動軸201はデフケース12に連結されており、デフケース12と一体回転する。これにより、モータ51が駆動されると、モータ51の動力は減速機60を介してデフケース12に伝達される。このように、モータ51の出力が第1、第2遊星歯車機構60a,60bにより2段階で減速されてデフケース12に伝達されることにより、モータ51からデフケース12に伝達されるトルクが充分に増大されるため、モータ51の小型化ひいてはモータユニット50の小型化が図られる。
なお、モータユニット50において、モータ51の出力軸54には、モータ収容空間S1、減速機収容空間S2にそれぞれ連通する複数の油路(図示せず)が設けられており、電動オイルポンプ(図示せず)から供給されるオイルがこれらの油路を通って空間S1,S2に供給されてモータ51が冷却され、あるいは減速機60等が潤滑されるようになっている。また、このオイルとしては、モータ51の性能に悪影響を及ぼす成分(例えば銅腐食物質)を含まないものが用いられる。また、電動オイルポンプは車軸30a上に設けられる必要はなく、ユニットケース100の下方など任意の位置に設けられる。
[トランスファ装置]
トランスファ装置200は、トランスファケース230内に収納されている。トランスファケース230は、互いにOリングを介して結合された第1ケース部材231と第2ケース部材232で構成される。第1ケース部材231は、第1駆動軸201を収容する筒状の第1部分231aと、第2ケース部材232に結合される第2部分231bとを有する。第2ケース部材232は筒状であって、第1ケース部材231の第2部分231bと併せて第2駆動軸202を収容する。トランスファケース230は、第1ケース部材231の第1部分231aで円板状の連結部材233に結合され、この連結部材233を介してユニットケース100に結合されている。具体的には、連結部材233は、ユニットケース100のケース部材101と筒状部材103とにOリングを介して結合されている。
トランスファ装置200は、トランスファケース230内に収納されている。トランスファケース230は、互いにOリングを介して結合された第1ケース部材231と第2ケース部材232で構成される。第1ケース部材231は、第1駆動軸201を収容する筒状の第1部分231aと、第2ケース部材232に結合される第2部分231bとを有する。第2ケース部材232は筒状であって、第1ケース部材231の第2部分231bと併せて第2駆動軸202を収容する。トランスファケース230は、第1ケース部材231の第1部分231aで円板状の連結部材233に結合され、この連結部材233を介してユニットケース100に結合されている。具体的には、連結部材233は、ユニットケース100のケース部材101と筒状部材103とにOリングを介して結合されている。
トランスファケース230の内部空間には、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220との噛合部、および、後述する軸受211,212,221,222等を潤滑するオイルが封入されている。このオイルとしては、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220との噛合部における焼付きを防止する成分を含むものが用いられる。
トランスファ装置200において、第1駆動軸201は、車軸30aのデフ側軸部材31aの外側に嵌合する筒状部材である。第1駆動軸201は、デフ側端部で、第1ケース部材231の第1部分231aの外側へ突出して延びると共に、デフケース12のスリーブ部12aの内周面にスプライン嵌合している。これにより、デフケース12と第1駆動軸201とが駆動連結される。
図3に示すように、第1駆動軸201上に設けられた駆動傘歯ギヤ210は、第1駆動軸201とのスプライン嵌合部が内周側に形成された筒部210aと、筒部210aから径方向外側に広がる円板部210bと、円板部210bから反デフ側に傾斜しつつ径方向外側へ向かって延びる傘部210cと、傘部210cに設けられてデフ側を向く歯部210dとを有する。駆動傘歯ギヤ210の傘部210cの径方向外側端部近傍には、傘部210cよりも小径でかつ反デフ側に延びる環状部210eが設けられている。更に、駆動傘歯ギヤ210の傘部210cの径方向内側端部近傍には、環状部210eよりも小径でかつ反デフ側に延びるボス状の内周部210fが設けられている。
駆動傘歯ギヤ210は、その反デフ側で軸受211に、そのデフ側で軸受212によりそれぞれ支持されている。軸受211,212は、径方向に入力される力と軸方向に入力される力の両方を受けるテーパローラベアリングである。
反デフ側の軸受211のインナレース211aは、駆動傘歯ギヤ210の傘部210cと環状部210eに当接し、アウタレース211bは、第1ケース部材231の第1部分231aと連結部材233とに当接している。これにより、軸受211は、環状部210eと第1部分231aとにより径方向に位置決めされ、傘部210cと連結部材233とにより軸方向に位置決めされる。デフ側の軸受212のインナレース212aは、駆動傘歯ギヤ210の筒部210aに当接し、アウタレース212bは、第1ケース部材231の第1部分231aに当接している。これにより、軸受212は、筒部210aと第1部分231aとにより径方向、軸方向に位置決めされる。
次に、軸受211,212の配置について説明する。
反デフ側の軸受211は、軸方向で減速機60とオーバラップしている。図2、図3では、軸受211は第2遊星歯車機構60bと部分的にオーバラップしているが、第2遊星歯車機構60b全体、更には第1遊星歯車機構60aとオーバラップしていてもよい。この配置は、軸受211が減速機60を包囲する筒状部材103の外周に設けられ、駆動傘歯ギヤ210の反デフ側に傘部210cと環状部210eと内周部210fによって形成された環状凹部に筒状部材103が入り込むことで可能となっている。このようにして、減速機60を含むモータユニット50全体を車幅方向(軸方向)でデフ側に寄せて配置して、駆動装置1を車幅方向にコンパクト化することが可能となる。
また、軸受211は、径方向で、駆動傘歯ギヤ210の歯部210dとオーバラップしている。具体的には、軸受211のインナレース211aが歯部210dの軸方向外側端部とオーバラップしている。このようにして、駆動装置1を径方向にもコンパクト化することが可能となる。
デフ側の軸受212は、軸方向で、駆動傘歯ギヤ210における第1駆動軸201の筒部210aの内周側に形成されたスプライン嵌合部とオーバラップしている。このようにして、駆動装置1を車幅方向に更にコンパクト化することが可能となる。
次に、軸受211,212の機能について説明する。
反デフ側の軸受211は、駆動傘歯ギヤ210の径方向外側端部近傍で、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220との噛み合いに伴って駆動傘歯ギヤ210から軸方向反デフ側に入力される力と径方向に入力される力の両方を受ける。このとき、軸受211は、駆動傘歯ギヤ210の歯面の背面に歯部210dと径方向にオーバラップして設けられていることから、駆動傘歯ギヤ210の支持剛性を向上させることが可能となり、これにより、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220との歯当たりの変化を抑制することが可能となる。
デフ側の軸受212は、駆動傘歯ギヤ210の径方向内側端部近傍で、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220との噛み合いに伴って駆動傘歯ギヤ210の筒部210aから軸方向デフ側に入力される力と径方向に入力される力の両方を受ける。このとき、軸受212は、駆動傘歯ギヤ210の筒部210aの内周側に形成されたスプライン嵌合部と軸方向にオーバラップして設けられていることから、駆動傘歯ギヤ210の支持剛性を向上させることが可能となる。
特に、この実施形態では、駆動傘歯ギヤ210の歯部210dに関して軸方向の反対側に軸受211,212が設けられることにより、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220との噛み合いに伴う駆動傘歯ギヤ210の揺動が抑制され、両ギヤの歯当たりの変化が好適に抑制される。
トランスファ装置200において、第2駆動軸202は、軸心が車幅方向の車体中央またはその近傍に位置するように配置されている。第2駆動軸202上の前端部には、歯部220aが車体前方側を向く被動傘歯ギヤ220が一体に設けられている。
第2駆動軸202は、一対の軸受221,222を介して第2ケース部材232に支持されている。軸受221,222はテーパローラベアリングである。軸受221,222は、被動傘歯ギヤ220の車体後方側で、車体前後方向に並べて第2駆動軸202上に設けられている。車体前方側の軸受221は、車体後方側の軸受222よりも大径である。軸受221,222のインナレース間には、第2駆動軸202の外側に嵌合する筒状のディスタンスピース240が設けられている。
第2駆動軸202で、軸受222の車体後方側には、図示しないコンパニオンフランジを介して自在継手38(図1参照)に締結される連結部材250が嵌合している。
第2駆動軸202の後端部の外周にはねじ部202aが設けられている。ねじ部203aに設けられたナット251を締め付けることで、第2駆動軸202上で被動傘歯ギヤ220とナット251との間に挟み込まれた一対の軸受221,222のインナレース、ディスタンスピース240および連結部材250が、軸方向に位置決めされた状態で第2駆動軸202に固定されるようになっている。
組付け時にナット251を締め付けるとき、ディスタンスピース240は、弾性変形状態を経て塑性変形する。ディスタンスピース240が塑性変形した状態で、軸受252,256の予圧が調整される。このように軸受252,256の予圧が精密に管理されることで、車体後方側から片持ち状に支持される第2駆動軸202の支持剛性が高められる。
第2駆動軸202は第1駆動軸201よりも車体上方へオフセットして配置されている。これに合わせて、第1ケース部材231の第2部分232bの底部は第1部分231aの底部よりも上方に位置する。これにより、トランスファケース230内のオイルが第1部分231aの底部に貯留されやすくなっている。第1部分231aの底部に貯留されたオイルは、第1駆動軸201と共に回転する駆動傘歯ギヤ210により掻き上げられて、軸受211,212,221,222等に供給される。
次に、トランスファ装置200におけるオイルの封止構造について説明する。軸受212のデフ側には、第1駆動軸201の外周と第1ケース部材231の第1部分231aの内周との間でこれらの相対回転を許容するオイルシール213と、第1駆動軸201の外周とトランスアクスルケース4の内周との間でこれらの相対回転を許容するオイルシール20とが設けられている。すなわち、トランスファケース230とトランスアクスルケース4との合わせ面において、オイルシール213はトランスファケース側にオイルシール20はトランスアクスルケース4側に設けられている。オイルシール213によりトランスファケース230内のオイルが封止されると共に、オイルシール20によりトランスアクスルケース4内のオイルが封止される。これにより、成分が異なる両オイルがトランスファケース230内とトランスアクスルケース4内とで混ざり合うことが防止される。
駆動傘歯ギヤ210の反デフ側に傘部210cと環状部210eと内周部210fによって形成された環状凹部には、駆動傘歯ギヤ210の内周部210fの外周と、環状凹部に入り込んだ筒状部材103の内周と、の間でこれらの相対回転を許容する2つのオイルシール214,215が、軸方向に並べて設けられている。これらオイルシール214,215は、反デフ側の軸受211と軸方向にオーバラップしている。デフ側のオイルシール214によりトランスファケース230内のオイルが封止され、反デフ側のオイルシール215によりモータユニット50のユニットケース100内のオイルが封止される。これにより、成分が異なる両オイルがトランスファケース230内とユニットケース100内で混ざり合うことが防止される。
第2駆動軸202に固定された連結部材250の外周と第2ケース部材232の内周との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール260が設けられている。これにより、トランスファケース230内でオイルを油密状態で封入できる。
次に、ダンパ部材216の構成について説明する。
図2に示すように、第1駆動軸201と駆動傘歯ギヤ210の間にはダンパ部材216が設けられており、このダンパ部材216は反デフ側の軸受211と軸方向にオーバラップしている。
図3に示すように、ダンパ部材216は、同心状に配置された剛性部材からなる内筒216aおよび外筒216bと、これら内筒216aと外筒216bの間の環状隙間に設けられ、内筒216aと外筒216bを弾性的に連結する中間弾性部216cと、を備える。外筒216bは、駆動傘歯ギヤ210の内周部210fの内周面に圧入により嵌合して固定されている。内筒216aは、その内周面のデフ側で第1駆動軸201の外周面にスプライン嵌合されると共に、その内周面の反デフ側でOリングを介して嵌合されている。
ここで、図4(a)、図4(b)は、図3のA−A断面におけるダンパ部材216の内筒216aの内周と第1駆動軸201の外周との間のスプライン嵌合部の部分断面図と、図3のB−B断面における駆動傘歯ギヤ210の筒部210aの内周と第1駆動軸201の外周との間のスプライン嵌合部の部分断面図と、をそれぞれ示している。
図4に示すように、ダンパ側のスプライン嵌合部(図4(a)を参照)の周方向の嵌合隙間(歯と歯の間のクリアランス)δaは、ギヤ側のスプライン嵌合部(図4(b)を参照)の周方向の嵌合隙間δbよりも小さくなるように構成されている。
これによれば、後輪側への伝達トルク(第1駆動軸201から駆動傘歯ギヤ210への伝達トルク)が所定値以下の場合、第1駆動軸201からダンパ部材216を経由して駆動傘歯ギヤ210へトルクを伝達することができる。その結果、ダンパ部材216においてエンジン2のトルク変動を吸収することができる。一方、後輪側への伝達トルクが所定値を超えると、ギヤ側スプライン嵌合部の嵌合隙間が詰まり、第1駆動軸201から駆動傘歯ギヤ210へトルクを直接伝達することができる。そのため、エンジン2の大きなトルクを後輪側へ確実に伝達することができる。
なお、ダンパ側のスプライン嵌合部による伝達トルクがギヤ側に比べて小さいので、ダンパ側のスプライン嵌合部は、ギヤ側よりも軸方向寸法が小さくて済む。これによって、ダンパ部材216の内筒216aの内周と第1駆動軸201の外周において空いたスペースは、図3に示すように、トランスファ装置200内と減速機60内とを仕切るOリングの装着部として利用することができる。
また、ダンパ部材216は、その中間弾性部216cの軸方向寸法または径方向寸法を大きくすることで、より大きなトルク変動を吸収することができる。特に、径方向寸法を拡大した方が同じ比率で軸方向寸法を拡張した場合よりも、トルク変動を吸収する中間弾性部216cの体積がより増加するので、より大きなトルク変動を吸収することができる。
更に、中間弾性部216cは、エネルギ吸収率が高く、防振性能に優れたゴム材料で形成されていることが好ましく、このようなゴム材料として、例えば、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム等を単独でまたはブレンドして用いることができる。ゴム材料の選定は、防振性能と共に、耐久性、低温柔軟性、耐熱性等を考慮して行うのが望ましい。
以上のように、本実施形態によれば、ダンパ部材216が反デフ側の軸受211と軸方向にオーバラップして設けられているので、従来よりも車軸上に設けられたダンパ部材を車幅方向でデフ側に寄せて配置することができ、車両の駆動装置1を車幅方向にコンパクト化することができる。更に、本実施形態の駆動装置1は、オイルシール214,215も反デフ側の軸受211およびダンパ部材216と共に軸方向にオーバラップして設けられているので、モータユニット50全体を車幅方向(軸方向)でデフ側に寄せて配置し、駆動装置1を車幅方向によりコンパクトにすることができる。
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態による車両の駆動装置を示す、図2に対応する断面図である。
図5は、本発明の第2実施形態による車両の駆動装置を示す、図2に対応する断面図である。
第1実施形態では、電動オイルポンプによりモータ51等にオイルを供給する例について説明したが、第2実施形態では、モータユニット50に備えられて車軸30a上に設けられるオイルポンプ70によりオイルを供給する例について説明する。説明と図面において、第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
オイルポンプ70は、インナロータ71とアウタロータ72を備えた内接型のギヤポンプである。アウタロータ72は、筒状部材103の内周面に形成された凹部に遊嵌されている。インナロータ71の内周には、第1駆動軸201が圧入により固定されている。インナロータ71の外歯は、周方向の一部でアウタロータ72の内歯に噛み合っており、これにより、第1駆動軸201と共にインナロータ71が回転すると、アウタロータ72が従動回転するようになっている。
なお、第1実施形態で説明したように、モータ51の出力軸54には、モータ収容空間S1、減速機収容空間S2にそれぞれ連通する複数の油路(図示せず)が設けられており、オイルポンプ70から供給されるオイルがこれらの油路を通って空間S1,S2に供給される。筒状部材103には、オイルポンプ70の吸込ポートに連通する油穴103aが形成されている。
次に、オイルポンプ70の配置について説明する。
オイルポンプ70は、第1駆動軸201の径方向外側であって駆動傘歯ギヤ210と減速機60の間に配置されている。オイルポンプ70は、ユニットケース100の筒状部材103と、筒状部材103に結合された皿状部材107と、第1駆動軸201とで形成されるポンプ収容空間S3に収容されている。なお、筒状部材103は、第1実施形態と同様に、ケース部材101に結合され、第1、第2遊星歯車機構60a,60bの外周面にスプライン嵌合し、減速機収容空間S2を構成し、かつ、連結部材233にOリングを介して結合されている。
図6に示すように、第2実施形態は、第1実施形態と同様に、第1駆動軸201と駆動傘歯ギヤ210の円周部210fとの間にダンパ部材216が設けられ、該ダンパ部材216は反デフ側の軸受211と軸方向にオーバラップしている。また、オイルシール214,215は、駆動傘歯ギヤ210の内周部210fの外周と筒状部材103の内周との間に設けられ、反デフ側の軸受211と軸方向にオーバラップしている。すなわち、反デフ側の軸受211とオイルシール214,215とダンパ部材216とが軸方向にオーバラップしている。このようにして、車軸30a上にオイルポンプ70が設けられる場合であっても、モータユニット50全体を車幅方向(軸方向)でデフ側に寄せて配置して、駆動装置1を車幅方向にコンパクト化することが可能となる。
以上、上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、上記実施形態には種々の変形、改良が加えられてよく、従って上記実施形態には種々の変形例が存在する。
例えば、上記実施形態では、車軸30と第1駆動軸201が同一軸心上に配置された例について説明したが、互いに平行な異なる軸心上に配置されていてもよい。
また、上記実施形態では、反デフ側の軸受211とダンパ部材216とオイルシール214,215とが軸方向にオーバラップしている例について説明したが、軸受211とダンパ部材216のみが軸方向にオーバラップしていてもよい。この例によっても、モータユニット50全体を車幅方向(軸方向)でデフ側に寄せて配置して、駆動装置1を車幅方向にコンパクト化するという効果がある程度得られる。
また、上記実施形態では、駆動傘歯ギヤ210と被動傘歯ギヤ220がハイポイドギヤの例について説明したが、ベベルギヤであってもよい。
また、上記実施形態では、エンジン2やモータ51などが前輪に連結された車軸上に設けられている例について説明したが、後輪に連結された車軸上に設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、減速機60が2つの遊星歯車機構で構成される例について説明したが、減速機60は1つまたは3つ以上の遊星歯車機構で構成されてもよいし、遊星歯車機構以外の減速機構で構成されてもよい。
以上のように、本発明によれば、車両の駆動装置を車幅方向にコンパクト化することが可能となるから、この種の駆動装置およびこれを搭載した四輪駆動式のハイブリッド車の製造産業分野において本発明が好適に利用される可能性がある。
1 駆動装置
2 エンジン
6 変速機
10 前輪用差動装置
12 デフケース
30a,30b 車軸
36a,36b 前輪
46a,46b 後輪
51 モータ
54 出力軸(モータの出力部)
200 トランスファ装置
201 第1駆動軸
202 第2駆動軸
210 駆動傘歯ギヤ
211 (反デフ側の)軸受(一方側軸受)
212 (デフ側の)軸受(他方側軸受)
216 ダンパ部材
220 被動傘歯ギヤ
2 エンジン
6 変速機
10 前輪用差動装置
12 デフケース
30a,30b 車軸
36a,36b 前輪
46a,46b 後輪
51 モータ
54 出力軸(モータの出力部)
200 トランスファ装置
201 第1駆動軸
202 第2駆動軸
210 駆動傘歯ギヤ
211 (反デフ側の)軸受(一方側軸受)
212 (デフ側の)軸受(他方側軸受)
216 ダンパ部材
220 被動傘歯ギヤ
Claims (3)
- 車幅方向に延びる第1駆動軸と、
車両前後方向に延びる第2駆動軸と、
前記第1駆動軸上に設けられた駆動傘歯ギヤと、
前記第2駆動軸上に設けられ、前記駆動傘歯ギヤと噛み合う被動傘歯ギヤと、
前記第1駆動軸と前記駆動傘歯ギヤの間に設けられたダンパ部材と、を備え、
前記駆動傘歯ギヤは、該駆動傘歯ギヤの一方側に配置された一方側軸受と、該一方側軸受よりも径が小さく、前記駆動傘歯ギヤの他方側に配置された他方側軸受と、によって支持され、
前記ダンパ部材は、前記一方側軸受と軸方向にオーバラップして設けられている
ことを特徴とする車両の駆動装置。 - 前記一方側軸受は、前記駆動傘歯ギヤの歯部と径方向にオーバラップして設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の駆動装置。 - モータと、エンジンからの動力がデフケースに入力される差動装置と、を備え、
前記モータは、前記駆動傘歯ギヤに対して前記差動装置と反対側に設けられ、
前記第1駆動軸は、前記デフケースと前記モータの出力部とを連絡する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両の駆動装置。
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