(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにトランスアクスル型の変速機を結合して縦置き配置した車両用のパワーユニットにおいて、
前記トランスアクスル型の変速機は、
前記エンジンに結合されるクラッチハウジングと該クラッチハウジングの側方下部に一体形成されたファイナルケースとを備えて、前記クラッチハウジング内に前記エンジンのクランク軸に連結されるクラッチが収容され、前記ファイナルケース内に、前記クラッチの前方側にファイナンシャルギヤを備えたディファレンシャル装置が収容されると共に該ディファレンシャル装置に動力を伝達するピニオン軸が収容されるクラッチ・終減速機ユニットと、
該クラッチ・終減速機ユニットの後部に配置され、前記エンジンからの動力を変速して前記ピニオン軸に出力する変速機が設けられ、該変速機が収容される変速機ケースを備える変速機ユニットとを有し、
前記クラッチハウジングの後端には、前記クラッチを取り外し可能な大径の開口部が形成され、前記ファイナルケースには、前記ディファレンシャル装置が収容されるファイナル収容部と、該ファイナル収容部に前端が連通すると共に後端に連結開口が形成されて内部に前記ピニオン軸が収容される小径筒部が形成され、
前記変速機ケースの前側に、前記クラッチハウジングの開口部に接合する大径の筒部と、該筒部の後ろに形成される壁部と、前記ピニオン軸に動力伝達する連結部が備えられ前記ファイナルケースの連結開口に接合する小径筒部とが形成され、
前記クラッチ・終減速ユニットと前記変速機ユニットとが着脱可能に締結されていることを特徴とする車両のパワーユニット構造。
【請求項２】
前記終減速ユニットの連結開口と変速機ケースの小径筒部の接合は外部に対しシール状に連結されていることを特徴とする請求項１に記載された車両のパワーユニット構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等の車両において、ＦＦ車や４ＷＤ車の縦置きトランスアクスル型のパワーユニット構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＦ車や４ＷＤ車のパワーユニット構造として、エンジンにクラッチを介し変速機を縦置きで連結し、この変速機の前方から終減速機のディファレンシャル装置に連結した縦置きトランスアクスル型が知られている。この方式のパワーユニット構造としては、例えば特開昭５５−４２９３号公報のものがあり、クラッチを有するクラッチハウジングと変速機を有するミッションケースとの間にファイナルケースを形成して、このファイナルケースの内部にフロントディファレンシャル装置を変速機と一体構造で配置することが提案されている。
【０００３】
このパワーユニット構造によると、クラッチと変速機との間にディファレンシャル装置が配置されることで、これら３者の構造がコンパクトで、組付け性が非常に良い。また４ＷＤ車の場合の副変速機を追加するのに都合が良い等の利点を有する。ところでクラッチと変速機との間にディファレンシャル装置が配置されることで、前車軸に対するエンジンのオーバハング量が大きくなる。クラッチハウジングにファイナルケース、ミッションケースが一体化しているので、クラッチ交換の作業が煩雑になる。クラッチと変速機との間の下方にディファレンシャル装置が突出して配置されるので、ステアリング系の引回し、そのギヤボックスの位置、車体のクロスメンバ形状に対して制約を与える等の不具合がある。そこでディファレンシャル装置をクラッチ前方へ配置して、クラッチ交換等の整備性、品質管理等が良好な構造にすることが望まれる。
【０００４】
従来、上記車両のパワーユニット構造に関しては、例えば特開平１−１５６１３４号公報の先行技術があり、変速機の出力軸に中間軸を介して終減速機を連結し、この終減速機は傾斜して搭載されるエンジンの反傾斜側に配設し、この場合に終減速機のケースをエンジン下部のオイルパンに取付けて構成することが示されている。また特開平２−３１０１２７号公報の先行技術では、トランスミッションをプロペラシャフト、ジョイントを介してファイナルユニットに連結し、エンジンの下部のオイルパンをファイナルユニットのケーシングに共用する。即ち、オイルパンの側部にディファレンシャル装置のケーシングを結合して取付け、ディファレンシャル装置からの一方のアクスルシャフトをオイルパンを貫通して装架することが示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記先行技術のものにあっては、いずれもクラッチハウジングと変速機とが一体構成され、変速機から終減速機が分離して設けられるが、終減速機はケースをオイルパン側部に結合して装着されるため、オイルパン側方に終減速機の重量がかかって変形するおそれがある。終減速機のケースがクラッチハウジングやミッションケースと全く分離しているため、変速機と終減速機を結合状態でギヤ音等の品質管理をすることが困難である。終減速機のケースがエンジンのオイルパン側に離間して取付けられるので、変速機出力軸の位置とディファレンシャル装置入力軸の位置との同軸度精度を向上することが困難であり、このため動力伝達効率が悪化して軸回転部の摩耗を発生し、ギヤ音の要因となる等の問題がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑み、縦置きトランスアクスル型で終減速部を変速部から分離した方式において、終減速部の組付け、支持を適正化し、変速部等と終減速部の組付一体状態でのギヤ音等の品質管理や車載状態でのクラッチ交換等の整備性を容易化することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、エンジンにトランスアクスル型の変速機を結合して縦置き配置した車両用のパワーユニットにおいて、前記トランスアクスル型の変速機は、前記エンジンに結合されるクラッチハウジングと該クラッチハウジングの側方下部に一体形成されたファイナルケースとを備えて、前記クラッチハウジング内に前記エンジンのクランク軸に連結されるクラッチが収容され、前記ファイナルケース内に、前記クラッチの前方側にファイナンシャルギヤを備えたディファレンシャル装置が収容されると共に該ディファレンシャル装置に動力を伝達するピニオン軸が収容されるクラッチ・終減速機ユニットと、該クラッチ・終減速機ユニットの後部に配置され、前記エンジンからの動力を変速して前記ピニオン軸に出力する変速機が設けられ、該変速機が収容される変速機ケースを備える変速機ユニットとを有し、前記クラッチハウジングの後端には、前記クラッチを取り外し可能な大径の開口部が形成され、前記ファイナルケースには、前記ディファレンシャル装置が収容されるファイナル収容部と、該ファイナル収容部に前端が連通すると共に後端に連結開口が形成されて内部に前記ピニオン軸が収容される小径筒部が形成され、前記変速機ケースの前側に、前記クラッチハウジングの開口部に接合する大径の筒部と、該筒部の後ろに形成される壁部と、前記ピニオン軸に動力伝達する連結部が備えられ前記ファイナルケースの連結開口に接合する小径筒部とが形成され、前記クラッチ・終減速ユニットと前記変速機ユニットとが着脱可能に締結されていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
上記構成による本発明では、エンジンの動力がクラッチハウジングのクラッチ部、連結部、ピニオン軸、終減速部を介して車輪側に伝達して車両走行する。またファイナルケースがクラッチハウジングに一体形成されることで、この剛性の大きいクラッチハウジングにより確実に吊下げ支持される。クラッチ部と終減速部を搭載した状態で、クラッチハウジングとファイナルケースに対して変速機ケースを分離すると、クラッチ・終減速機ユニットと変速機ユニットとが分離し、大径の開口部を有するクラッチハウジングが開口してクラッチ交換等を容易に行うことが可能になる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１ないし図３において、本発明が適応される縦置きトランスアクスル型の車両のパワーユニット構造として、センターデフ付４輪駆動車の駆動系について説明する。このパワーユニット構造は、トランスアクスル型の変速機がクラッチ・終減速機ユニットと変速機ユニットとを有するもので、クラッチ・終減速機ユニットは、クラッチハウジング１とこれと一体に形成されるファイナルケース２とを備え、変速機ユニットは、後述するベアリングケース３等からなる変速機ケースを備える。そして、クラッチハウジング１がエンジン１０と結合され、このクラッチハウジング１の側方と前方に突出してファイナルケース２が一体形成され、これらクラッチハウジング１とファイナルケース２の後部にベアリングケース３が接合される。そしてベアリングケース３の後方にミッションケース４、トランスファケース５及びエクステンションケース６が順次接合される。
【００１０】
クラッチハウジング１にはクラッチ部Ａが配設され、クラッチ部Ａの直後のベアリングケース３とミッションケース４に変速部Ｃが配設される。また変速部Ｃの前方のベアリングケース３とファイナルケース２に終減速部Ｂが分離して配設され、変速部Ｃの後ろのトランスファケース５にトランスファ部Ｄがそれぞれ配設される。
【００１１】
エンジン１０のクランク軸１１はクラッチ部Ａのクラッチ２０に連結され、クラッチ２０が変速部Ｃの手動変速機３０に連結される。手動変速機３０の出力側はトランスファ部Ｄのセンターディファレンシャル装置５０等に連結され、このセンターディファレンシャル装置５０から終減速部Ｂのファイナルギヤ７５やフロントディファレンシャル装置８０に連結し、且つリヤディファレンシャル装置１５にも連結して縦置きトランスアクスル型のセンターデフ付４輪駆動車に構成される。
【００１２】
クラッチハウジング１は、長さが短くて後方開口部１ａがクラッチ２０より大径に形成されて、この開口部１ａからクラッチ２０を分解し且つ後方に取出して交換することが可能になっている。ファイナルケース２は、図４（ｂ）のようにクラッチハウジング１の側方下部に小径筒部２ａが、後端を開口して平行に一体形成される。また小径筒部２ａと連通する大容量の閉じたファイナル収容部２ｂが、クラッチハウジング１の前方の前車軸位置に突出して一体形成され、これらファイナル収容部２ｂ，小径筒部２ａ及び内部の終減速部Ｂが、剛性の大きいクラッチハウジング１により確実に支持されており、ファイナル収容部２ｂの一側はファイナル部組付のため開口している。
【００１３】
ベアリングケース３は、クラッチハウジング１の開口部１ａに接合する大径の筒部３ａ、筒部３ａの後ろに形成される壁部３ｂを有し、大径の筒部３ａの下方でファイナルケース２の小径筒部２ａと同軸上に小径筒部３ｃが形成され、これら筒部２ａ，３ｃが断続的に嵌合してクラッチハウジング１とファイナルケース２とに着脱可能に接合される。更に、クラッチハウジング１とファイナルケース２，ベアリングケース３，ミッションケース４，トランスファケース５等は剛性の大きい筒状に形成され、各接合部をボルト７により結合して一体構成される。
【００１４】
クラッチ２０は、クランク軸１１に締結されるフライホイール２１、フェーシング２２を具備して変速機入力軸３１にスプライン嵌合するクラッチディスク２３を有し、フェーシング２２のフライホイール２１と反対側にプレッシャプレート２４が対向配置される。またフライホイール２１にはカバー２５がねじ止めされ、カバー２５内部でプレッシャプレート２４の背後にダイヤフラムスプリング２６が接触される。ダイヤフラムスプリング２６の中心側にはベアリングケース３の壁部３ｂと一体的なガイド筒３ｄが延設され、このガイド筒３ｄにレリーズベアリング２７を備えたホルダ２８が移動可能に嵌合する。そしてレリーズベアリング２７がダイヤフラムスプリング２６の中心側に連結し、通常はダイヤフラムスプリング２６によりプレッシャプレート２４を介してフェーシング２２をフライホイール２１に摩擦接触してクラッチ接続する。またクラッチペダル踏込時はレリーズヨーク２９によりホルダ２８を移動し、ダイヤフラムスプリング２６の外周部を反転してその押圧力を解除することで、クラッチ切断するように構成される。
【００１５】
手動変速機３０は、クラッチ２０からの入力軸３１と中空の出力軸３２が平行配置され、出力軸３２の内部にフロントドライブ軸４４が挿通される。入力軸３１はベアリングケース３とミッションケース４の壁部３ｂ，４ａのベアリングＢ１，Ｂ２で支持され、フロントドライブ軸４４の前端がベアリングケース３の壁部３ｂのベアリングＢ３で支持される。出力軸３２は途中がミッションケース４の壁部４ａのベアリングＢ４で支持され、且つフロントドライブ軸４４に対してニードルベアリングＮ１を介して支持される。
【００１６】
ミッションケース４の内部において入力軸３１と出力軸３２の間に前方から第１速ギヤ３３、第２速ギヤ３４、第３速ギヤ３５、第４速ギヤ３６が順次配置され、２つのギヤ相互の間にシンクロ機構４０，４１がそれぞれ設けられる。また第１速ギヤ３３と第２速ギヤ３４の間には、ドライブギヤ３８ａ、ドリブンギヤ３８ｂ及びアイドラギヤ３８ｃを有するリバースギヤ３８が配置される。更にトランスファケース５の内部において入力軸３１と出力軸３２の間に第５速ギヤ３７とシンクロ機構４２が配置され、３組のシンクロ機構４０，４１，４２を選択的に作動して前進５段のいずれか１つにシフトし、アイドラギヤ３８ｃを２つのギヤ３８ａ，３８ｂに噛合わせてリバースにシフトするように構成される。
【００１７】
変速機出力軸３２の後部にはセンターデフ入力軸４３を介してセンターディファレンシャル装置５０が同軸上に連結され、入力軸３１の後方にリヤドライブ軸１２が略同軸上に配置される。センターディファレンシャル装置５０の中心の前後にはフロント出力軸４５とリヤ出力軸４６が出力し、フロント出力軸４５が連結部材４７を介してフロントドライブ軸４４の後部に動力伝達するように連結される。またリヤ出力軸４６は、１組のトランスファギヤ１３、リヤドライブ軸１２、プロペラ軸１４及びリヤディファレンシャル装置１５を介して後輪に動力伝達するように連結される。一方、センターディファレンシャル装置５０の差動制限手段として、フロント出力軸４５とリヤ出力軸４６の間にビスカスカップリング６０が設けられる。
【００１８】
センターディファレンシャル装置５０はベベルギヤ式であり、変速機出力軸３２にセンターデフ入力軸４３を介してデフケース５１が連結される。デフケース５１のピニオン軸５２にはピニオン５３が回転自在に取付けられ、このピニオン５３に噛合う一方のサイドギヤ５４がリヤ出力軸４６に一体結合される。またビスカスカップリング６０のケース６１にはフロント出力軸４５と他方のサイドギヤ５５が形成され、このサイドギヤ５５もピニオン５３に噛合う。そしてデフケース５１に入力する変速動力を等しく前後輪に分配して伝達し、且つ差動作用するように構成される。
【００１９】
ビスカスカップリング６０はデフケース５１の内部に収容設置され、ケース６１のフロント出力軸４５がセンターデフ入力軸４３の内側に近接して同軸上に配置され、且つ連結部材４７を介してフロントドライブ軸４４にスプライン結合される。またハブ６２がリヤ出力軸４６に一体的に結合され、これらケース６１とハブ６２の間に多数のプレート６３が配設され、前後輪の一方のスリップにより大きい回転差を生じると、回転差に応じたビスカストルクを発生して差動制限作用するように構成される。
【００２０】
更に、終減速部Ｂについて説明すると、フロントドライブ軸４４の前端が１組のリダクションギヤ７０、ファイナルギヤ７５を介してフロントディファレンシャル装置８０に連結される。リダクションギヤ７０のドライブギヤ７１はフロントドライブ軸４４の前方に一体形成して、手動変速機３０の第１速ギヤ３３の直前方に配置される。また同軸上に配置されるファイナルケース２とベアリングケース３の小径筒部２ａ，３ｃには中空のギヤ軸７２が、壁部３ｂとミッションケース４のベアリングＢ５で支持して設置され、このギヤ軸７２にドリブンギヤ７３を形成してドライブギヤ７１と噛合っている。ファイナルケース２の小径筒部２ａにはファイナルギヤ７５のドライブピニオン７６のピニオン軸７７がベアリングＢ６で支持して挿入され、このピニオン軸７７の後部にロックナット６５等により連結部材６６が結合される。そして連結部材６６にギヤ軸７２が着脱可能にスプライン結合し、ギヤ軸７２と小径筒部２ａ，３ｃの開口側がオイルシール６７でシールされる。
【００２１】
クラッチハウジング１の側方下部の前輪位置に突設されるファイナル収容部２ｂには大径のクラウンギヤ７８が設置され、このクラウンギヤ７８にドライブピニオン７６が噛合うと共にフロントディファレンシャル装置８０が装着される。フロントディファレンシャル装置８０は、図４（ａ）のようにクラウンギヤ７８にデフケース８１が一体化され、デフケース８１のピニオン軸８２にはピニオン８３が回転自在に取付けられる。そしてピニオン８３に噛合う２組のサイドギヤ８４，８５がアクスル軸，前車軸８６，８７を介してそれぞれ左右前輪８８Ｌ，８８Ｒに、動力を等しく分配して伝達し且つ差動作用するように連結される。
【００２２】
更に、上述のパワーユニットの搭載状態について説明する。先ず、クラッチハウジング１の前方に突出するファイナルケース２のファイナル収容部２ｂを前車軸８６，８７に一致して、この前車軸８６，８７にフロントディファレンシャル装置８０のアクスル軸が連結される。これにより前車軸８６，８７を跨いでエンジン１０が配置され、前車軸８６，８７の後方にクラッチ２０，手動変速機３０等が配置され、この配置状態で一体構造のクラッチハウジング１と各ケース２〜６が、後ろ下がりの所定の角度で傾斜して搭載される。またファイナルケース２の下方において、前車軸直後では小径筒部２ａにより下方の空間が広くなっているため、この小径筒部２ａの下にステアリング系の部材９０やクロスメンバ９１が制約を受けることなく配設される。
【００２３】
次に、この実施例の作用について説明する。先ず、停車または走行中にクラッチ２０を切断して前進段にシフトすると、手動変速機３０においてシンクロ機構４０，４１または４２により第１速ないし第５速のギヤ３３〜３７のいずれか１つが入力軸３１と同期しながら一体化して選択される。そこでクラッチ２０を接続すると、エンジン１０の動力が手動変速機３０の入力軸３１に入力し、選択された変速ギヤによる変速動力が出力軸３２に出力する。また停車時にクラッチ切断した状態でリバースシフトすると、リバースギヤ３８のアイドラギヤ３８ｃがドライブ及びドリブンギヤ３８ａ，３８ｂに噛合って、逆転した変速動力が出力軸３２に出力し、こうして前進５段後進１段に変速される。
【００２４】
変速機出力軸３２の変速動力は、センターデフ入力軸４３を介してセンターディファレンシャル装置５０のデフケース５１に入力する。ここで通常走行時の前後輪の回転差が小さい場合は、センターディファレンシャル装置５０がフリーになる。そこでセンターディファレンシャル装置５０では、デフケース５１に入力した変速動力がピニオン５３と２組のサイドギヤ５４，５５で等しく分割される。そして一方のサイドギヤ５５の動力はビスカスカップリング６０のケース６１、フロント出力軸４５、連結部材４７、フロントドライブ軸４４、リダクションギヤ７０、ファイナルギヤ７５、フロントディファレンシャル装置８０、車軸８６，８７を介して左右前輪８８Ｌ，８８Ｒに伝達する。また他方のサイドギヤ５４の動力はリヤ出力軸４６、トランスファギヤ１３、リヤドライブ軸１２等を介して後輪に伝達して常に４輪駆動走行する。そして旋回時にはピニオン５３が遊星回転し、前後輪の回転差を吸収して自由に旋回することが可能となる。
【００２５】
上述の４輪駆動走行において、前後輪の一方がスリップして大きい回転差を生じると、ビスカスカップリング６０で前輪側のケース６１と後輪側のハブ６２の回転差に応じたビスカストルクが発生して、センターディファレンシャル装置５０が自動的に差動制限される。そしてビスカストルクに応じて高速側から低速側へトルク移動して、スリップが防止される。
【００２６】
次いで、手動変速機３０等の品質管理、クラッチ交換作業について説明する。先ず、クラッチハウジング１と各ケース２〜６が一体構造であるから、変速部Ｃ、終減速部Ｂ及びトランスファ部Ｄを組付けると、動力伝達系はこの状態で各部を常に作動させることが可能となる。そこで手動変速機３０を任意の変速段にシフトして入力軸３１をモータ等により回転すると、手動変速機３０、センターディファレンシャル装置５０、フロントディファレンシャル装置８０等が回転作動して、これら一連のギヤ音等が一度に管理される。
【００２７】
また車両に搭載した状態でクラッチ交換等のメンテナンスをする場合は、クラッチハウジング１とベアリングケース３との接合部のボルトを外し、手動変速機３０以降を後方へ引く。するとファイナルケース２の小径筒部２ａとその内部のピニオン軸７７に対して、ベアリングケース３の小径筒部３ｃとその内部のギヤ軸７２が共に抜ける。また入力軸３１がクラッチ２０のクラッチディスク２３から抜け、ガイド筒３ｄがホルダ２８から抜ける。このためクラッチハウジング１をエンジン１０に結合して、クラッチ２０はクランク軸１１に結合し、ファイナルギヤ７５とフロントディファレンシャル装置８０は車軸側に結合した状態で、ベアリングケース３以降が容易に分離、分解してクラッチハウジング１の後方開口部１ａが開口した状態になる。そこで開口部１ａからハウジング１内部に工具を挿入することでクラッチ２０が容易に分解され、カバー２５等を大径の開口部１ａから外部に取出してフェーシング２２の交換が可能となる。
【００２８】
以上、本発明の実施例としてセンターデフ付４輪駆動車について説明したが、ＦＦ車等の２輪駆動車にも適応できることは勿論である。またクラッチ部として種々のタイプの自動クラッチ、トルクコンバータを採用し、変速部として自動変速機を採用する場合にも適応できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によると、車両の縦置きトランスアクスル型のパワーユニット構造において、終減速部を有するファイナルケースがクラッチハウジングに一体形成されるので、終減速部を剛性の大きいクラッチハウジングにより確実に支持できる。ファイナルケースはクラッチハウジングに形成してミッションケースと一体構成されるので、エンジンに結合する以前に変速部と終減速部のギヤ音等の品質をまとめて管理することが可能になる。クラッチハウジングの開口部はクラッチの通過が可能に形成され、クラッチハウジングとファイナルケースに対して変速機ケースが分離されて、クラッチ・終減速機ユニットと変速機ユニットが分離可能に構成されるので、クラッチ交換等の整備を容易化できる。
【００３０】
ファイナルケースをクラッチハウジングに一体形成した状態でケース途中の下方に広い空間が確保されるので、ステアリング系の部品やクロスメンバの配置や形状に対する制約が少ない。ベアリングケースとファイナルケースの小径筒部同志が同軸上に嵌合するので、変速機出力側とデフ入力側の同軸度の精度が高くなり、伝達効率や回転部，結合部の耐摩耗性等が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両のパワーユニット構造の実施例を示す前半分の断面図である。
【図２】同実施例の後半分の断面図である。
【図３】センターデフ付４輪駆動車の場合の駆動系の概略示すスケルトン図である。
【図４】ファイナルケースの配置状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  クラッチハウジング
２  ファイナルケース
３  ベアリングケース
１０  エンジン
６６  連結部材（連結部）
６７  オイルシール（シール部材）
７７  ピニオン軸
２ａ、３ｃ  小径筒部
Ａ  クラッチ部
Ｂ  終減速部
【図１】
0003580840.tif 000002
【図２】
0003580840.tif 000003
【図３】
0003580840.tif 000004
【図４】
0003580840.tif 000005