(57)【要約】【課題】トルクステアの発生を抑制可能な車両を提供する。【解決手段】車両１００は、エンジン１０２から出力された動力を変速する変速機１０８と、進行方向に直交する幅方向の中央からオフセットされた位置において、変速機から出力される動力を伝達するドライブピニオンシャフト１２４と、変速機１０８よりも後方に配置され、ドライブピニオンシャフトに接続され、幅方向の中央を基準として、幅方向の対称の位置に設けられた第１出力シャフト１６０および第２出力シャフト１６２に動力を伝達するフロントデファレンシャル１３０と、第１出力シャフトと、左前輪１６８に接続された前輪側第１ドライブシャフト１６６とを接続する第１ファイナルギヤ１６４と、第２出力シャフトと、右前輪１７４に接続された前輪側第２ドライブシャフト１７２とを接続する第２ファイナルギヤ１７０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から出力された動力を変速する変速機と、
進行方向に直交する幅方向の中央からオフセットされた位置において、前記変速機から出力される動力を伝達するドライブピニオンシャフトと、
前記変速機よりも後方に配置され、前記ドライブピニオンシャフトに接続され、前記幅方向の中央を基準として、該幅方向の対称の位置に設けられた第１出力シャフトおよび第２出力シャフトに動力を伝達するフロントデファレンシャルと、
前記第１出力シャフトと、左右の車輪の一方に接続された第１ドライブシャフトとを接続する第１ファイナルギヤと、
前記第２出力シャフトと、左右の車輪の他方に接続された第２ドライブシャフトとを接続する第２ファイナルギヤと、
を備える車両。
【請求項２】
前記フロントデファレンシャルは、
サンギヤと、該サンギヤと噛合するプラネタリピニオンと、該プラネタリピニオンを回転自在に支持するプラネタリキャリアと、該プラネタリピニオンと内歯が噛合するリングギヤと、該リングギヤの外歯と噛合する外歯ギヤと、を備え、
前記ドライブピニオンシャフトは、前記プラネタリキャリアに接続され、
前記第１出力シャフトは、前記サンギヤに接続され、
前記第２出力シャフトは、前記外歯ギヤに接続される請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記第１出力シャフトは、
前記進行方向に沿って配置されるとともに、前記第１ドライブシャフトとは前記第１ファイナルギヤを介して直角に接続され、
前記第２出力シャフトは、
前記進行方向に沿って配置されるとともに、前記第２ドライブシャフトとは前記第２ファイナルギヤを介して直角に接続される請求項１または２に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントデファレンシャルを有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両では、旋回時に生じる内輪と外輪との回転数の差を吸収しつつ、駆動源からの動力（トルク）を内輪と外輪に振り分けて伝達するデファレンシャルが設けられる。特に、四輪駆動車では、駆動輪となる前輪側と後輪側にデファレンシャルが設けられるが、前輪側のフロントデファレンシャルは、車両前部に搭載される駆動源等と干渉しないよう、車両の幅方向の中心に対し、左右いずれかの方向にオフセットして配置されることがある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のフロントデファレンシャルは、車両の幅方向の中心に対してオフセットして配置されているため、フロントデファレンシャルと左右の前輪とを連結するドライブシャフトの長さが左右で異なっている。そうすると、左右のドライブシャフト間で捩じり剛性に差が生じ、ハンドルを操作していないにもかかわらず車両が自然に旋回しようとするトルクステアが発生しやすくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、トルクステアの発生を抑制可能な車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の車両は、駆動源から出力された動力を変速する変速機と、進行方向に直交する幅方向の中央からオフセットされた位置において、前記変速機から出力される動力を伝達するドライブピニオンシャフトと、前記変速機よりも後方に配置され、前記ドライブピニオンシャフトに接続され、前記幅方向の中央を基準として、該幅方向の対称の位置に設けられた第１出力シャフトおよび第２出力シャフトに動力を伝達するフロントデファレンシャルと、前記第１出力シャフトと、左右の車輪の一方に接続された第１ドライブシャフトとを接続する第１ファイナルギヤと、前記第２出力シャフトと、左右の車輪の他方に接続された第２ドライブシャフトとを接続する第２ファイナルギヤと、を備える。
【０００７】
また、前記フロントデファレンシャルは、サンギヤと、該サンギヤと噛合するプラネタリピニオンと、該プラネタリピニオンを回転自在に支持するプラネタリキャリアと、該プラネタリピニオンと内歯が噛合するリングギヤと、該リングギヤの外歯と噛合する外歯ギヤと、を備え、前記ドライブピニオンシャフトは、前記プラネタリキャリアに接続され、前記第１出力シャフトは、前記サンギヤに接続され、前記第２出力シャフトは、前記外歯ギヤに接続されるとよい。
【０００８】
また、前記第１出力シャフトは、前記進行方向に沿って配置されるとともに、前記第１ドライブシャフトとは前記第１ファイナルギヤを介して直角に接続され、前記第２出力シャフトは、前記進行方向に沿って配置されるとともに、前記第２ドライブシャフトとは前記第２ファイナルギヤを介して直角に接続されるとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トルクステアの発生を抑制可能な車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における車両の構成を説明する図である。
【図２】他の実施形態における車両の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態における車両１００の構成を説明する図である。なお、以下では、車両１００の進行方向を前方向、車両１００の後退方向を後方向、車両１００の進行方向に対して右側を右方向、車両１００の進行方向に対して左側を左方向、鉛直上方向を上方向、鉛直下方向を下方向として説明し、図中においても同様に図示する。また、図１において、車両１００の進行方向に直交する幅方向（左右方向）の中心軸Ｔを一点鎖線で表す。
【００１３】
図１に示すように、車両１００は、駆動源としてエンジン１０２およびモータジェネレータ１０４を有する所謂ＡＴ自動車である。なお、ここでは、駆動源としてエンジン１０２およびモータジェネレータ１０４を有するハイブリッド自動車を例に挙げて説明するが、駆動源としてエンジン１０２のみを有するエンジン自動車を適用してもよい。また、車両１００はＡＴ自動車に限らず、ＭＴ自動車であってもよい。
【００１４】
車両１００は、エンジン１０２、モータジェネレータ１０４、クラッチ１０６、変速機１０８およびプロペラシャフト１１０が中心軸Ｔに沿って順に配置されている。
【００１５】
エンジン１０２は、例えば、ピストンの往復運動がクランクシャフト１０２ａの回転運動に変換されるレシプロエンジンである。
【００１６】
エンジン１０２のクランクシャフト１０２ａには、クラッチ１０６が接続されている。クラッチ１０６は、例えば、クランクシャフト１０２ａに接続された複数の摩擦板と、変速機１０８の入力シャフト１０８ａに接続された複数の摩擦板とが互いに対向配置され、互いに対向配置された摩擦板の一方が油圧制御によって移動可能な摩擦クラッチでなる。クラッチ１０６は、エンジン１０２と変速機１０８とを連結する連結状態、および、エンジン１０２と変速機１０８との連結を切断する切断状態を切替可能である。
【００１７】
なお、クラッチ１０６は、切断状態から連結状態に切り替えられる際、不図示のＴＣＵの油圧制御によって、対向配置された摩擦板同士が徐々に接触していくことで、エンジン１０２のクランクシャフト１０２ａと、変速機１０８の入力シャフト１０８ａとを徐々に連結するようになされている。一方、クラッチ１０６は、連結状態から切断状態に切り替えられる際、不図示のＴＣＵの油圧制御によって、対向配置された摩擦板同士が徐々に離隔していくことで、エンジン１０２のクランクシャフト１０２ａと、変速機１０８の入力シャフト１０８ａとの連結を徐々に切断するようになされている。
【００１８】
モータジェネレータ１０４は、エンジン１０２とクラッチ１０６との間に配置され、エンジン１０２のクランクシャフト１０２ａが内部に回転自在に挿通されている。モータジェネレータ１０４のロータは、変速機１０８の入力シャフト１０８ａに接続されている。モータジェネレータ１０４は、駆動源として機能する場合、不図示のバッテリから電力が供給されて駆動し、変速機１０８の入力シャフト１０８ａに動力を伝達する。また、モータジェネレータ１０４は、発電機として機能する場合、変速機１０８の入力シャフト１０８ａから入力される動力によってロータが回転することで発電し、発電することにより得られた電力をバッテリに供給する。
【００１９】
変速機１０８は、例えば、複数の遊星歯車で構成される有段変速機（有段ＡＴ）や、一対のプーリと、一対のプーリに架け渡されたチェーンとで構成される無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）等が適用される。変速機１０８は、エンジン１０２およびモータジェネレータ１０４から入力される動力を変速してプロペラシャフト１１０に伝達する。
【００２０】
プロペラシャフト１１０の後端には、リアデファレンシャル１１２を介して、後輪側第１ドライブシャフト１１４および後輪側第２ドライブシャフト１１６が接続されている。後輪側第１ドライブシャフト１１４には、左後輪１１８が接続されている。また、後輪側第２ドライブシャフト１１６には、右後輪１２０が接続されている。
【００２１】
また、プロペラシャフト１１０の途中、より詳しくは、プロペラシャフト１１０における変速機１０８の直後には、トランスファー１２２が設けられている。トランスファー１２２は、２つのトランスファーギヤ１２２ａ、１２２ｂにより構成されており、２つのトランスファーギヤ１２２ａ、１２２ｂが噛合している。一方のトランスファーギヤ１２２ａは、プロペラシャフト１１０に接続されており、プロペラシャフト１１０と一体的に回転する。他方のトランスファーギヤ１２２ｂは、ドライブピニオンシャフト１２４に接続されており、ドライブピニオンシャフト１２４と一体的に回転する。
【００２２】
ドライブピニオンシャフト１２４は、中心軸Ｔ（幅方向の中央）から左方向または右方向（本実施形態では、左方向）にオフセットした位置であって、中心軸Ｔに並行に配置されている。ドライブピニオンシャフト１２４は、トランスファーギヤ１２２ｂと一体的に回転するとともに、先端にフロントデファレンシャル１３０が接続されている。
【００２３】
フロントデファレンシャル１３０は、サンギヤ１４２、プラネタリピニオン１４４、リングギヤ１４６およびプラネタリキャリア１４８を備える遊星歯車１４０と、リングギヤ１４６の外歯１４６ｂに噛合する外歯ギヤ１５０とから構成されている。また、フロントデファレンシャル１３０は、プロペラシャフト１１０の上方または下方に配置されている。
【００２４】
サンギヤ１４２は、ドライブピニオンシャフト１２４と同軸上に配置されている。また、サンギヤ１４２は、第１出力シャフト１６０の後端に接続されており、第１出力シャフト１６０と一体的に回転する。
【００２５】
プラネタリピニオン１４４は、サンギヤ１４２とリングギヤ１４６との間に複数配置されており、サンギヤ１４２およびリングギヤ１４６の内歯１４６ａとそれぞれ噛合している。
【００２６】
リングギヤ１４６は、サンギヤ１４２と同軸上で、かつ、サンギヤ１４２の径方向外側に配置されており、内歯１４６ａがプラネタリピニオン１４４と噛合しているとともに、外歯１４６ｂが外歯ギヤ１５０と噛合している。
【００２７】
プラネタリキャリア１４８は、サンギヤ１４２と同軸上に配置され、ドライブピニオンシャフト１２４と一体的に回転するとともに、プラネタリピニオン１４４を回転自在に支持する。したがって、プラネタリピニオン１４４は、プラネタリピニオン１４４の中心軸周りに自転可能であるとともに、ドライブピニオンシャフト１２４の中心軸線周りに公転可能となっている。
【００２８】
外歯ギヤ１５０は、リングギヤ１４６の外歯１４６ｂに噛合するとともに、第２出力シャフト１６２の後端に接続されており、第２出力シャフト１６２と一体的に回転する。
【００２９】
第１出力シャフト１６０は、中心軸Ｔから左方向にオフセットした位置で、中心軸Ｔと並行に配置されており、先端に第１ファイナルギヤ１６４の傘歯車１６４ａが接続されている。第１ファイナルギヤ１６４は、一対の傘歯車１６４ａ、１６４ｂにより構成されており、これら一対の傘歯車１６４ａ、１６４ｂが直角に噛み合っている。傘歯車１６４ｂには、前輪側第１ドライブシャフト１６６を介して左前輪（車輪）１６８が接続されている。したがって、第１出力シャフト１６０は、第１ファイナルギヤ１６４を介して、前輪側第１ドライブシャフト１６６に直角に接続されている。
【００３０】
第２出力シャフト１６２は、中心軸Ｔから右方向にオフセットした位置で、かつ、中心軸Ｔを挟んで第１出力シャフト１６０と左右反対の位置に、中心軸Ｔと並行に配置されており、先端に第２ファイナルギヤ１７０の傘歯車１７０ａが接続されている。第２ファイナルギヤ１７０は、一対の傘歯車１７０ａ、１７０ｂにより構成されており、これら一対の傘歯車１７０ａ、１７０ｂが直角に噛み合っている。傘歯車１７０ｂには、前輪側第２ドライブシャフト１７２を介して右前輪（車輪）１７４が接続されている。したがって、第２出力シャフト１６２は、第２ファイナルギヤ１７０を介して、前輪側第２ドライブシャフト１７２に直角に接続されている。
【００３１】
そして、前輪側第１ドライブシャフト１６６の長さは、前輪側第２ドライブシャフト１７２の長さと略同一となっている。ここで、略同一長さとは、双方のドライブシャフト長が完全に同一である場合のみならず、製造上の誤差はあるものの、車両１００の走行性能にはほとんど影響を及ぼさず、同一長さと認めても差し支えない場合をも含む。
【００３２】
次に、フロントデファレンシャル１３０を構成するサンギヤ１４２、プラネタリピニオン１４４、リングギヤ１４６の内歯１４６ａ、外歯１４６ｂ、および、外歯ギヤ１５０の歯数について説明する。
【００３３】
上記のように構成されたフロントデファレンシャル１３０において、左右の前輪側ドライブシャフト（前輪側第１ドライブシャフト１６６、前輪側第２ドライブシャフト１７２）の回転数を同一とするためには、以下の式（１）および式（２）を満たすように、各ギヤの歯数が設定されるとよい。
Ｚ１４６ａ＝Ｚ１４２＋２Ｚ１４４    ・・・（１）
Ｚ１４２／Ｚ１４６ａ＝Ｚ１４６ｂ／Ｚ１５０    ・・・（２）
【００３４】
ここで、式（１）および式（２）において、「Ｚ１４６ａ」は、リングギヤ１４６の内歯１４６ａの歯数を表し、「Ｚ１４２」は、サンギヤ１４２の歯数を表し、「Ｚ１４４」は、プラネタリピニオン１４４の歯数を表している。また、「Ｚ１４６ｂ」は、リングギヤ１４６の外歯１４６ｂの歯数を表し、「Ｚ１５０」は、外歯ギヤ１５０の歯数を表している。
【００３５】
上記式（１）および式（２）の関係を満たすことにより、左右の前輪側ドライブシャフト（前輪側第１ドライブシャフト１６６、前輪側第２ドライブシャフト１７２）が同一の回転数で回転する。
【００３６】
このような構成でなるフロントデファレンシャル１３０では、エンジン１０２およびモータジェネレータ１０４から出力された動力（トルク）が、変速機１０８、プロペラシャフト１１０、トランスファー１２２およびドライブピニオンシャフト１２４を介して、プラネタリキャリア１４８に入力される。
【００３７】
プラネタリキャリア１４８に入力された動力（トルク）は、プラネタリピニオン１４４に入力された後、サンギヤ１４２およびリングギヤ１４６に分配される。そして、サンギヤ１４２に入力された動力（トルク）は、第１出力シャフト１６０、第１ファイナルギヤ１６４および前輪側第１ドライブシャフト１６６を介して左前輪１６８に伝達される。
【００３８】
一方、リングギヤ１４６に入力された動力（トルク）は、外歯ギヤ１５０、第２出力シャフト１６２、第２ファイナルギヤ１７０および前輪側第２ドライブシャフト１７２を介して右前輪１７４に伝達される。
【００３９】
このとき、サンギヤ１４２と、外歯ギヤ１５０とが同一の回転数で回転することで、前輪側第１ドライブシャフト１６６と前輪側第２ドライブシャフト１７２とが同一の回転数で回転し、車両１００が前進（直進）する。
【００４０】
また、フロントデファレンシャル１３０は、上記のようなギヤの構成により、サンギヤ１４２と、外歯ギヤ１５０とが、互いに逆方向に回転可能となっている。したがって、車両１００が右方向または左方向に旋回する際には、左右の前輪の回転数差がフロントデファレンシャル１３０により吸収される。
【００４１】
以上、説明したように、本実施形態の車両１００は、ドライブピニオンシャフト１２４が車両１００の幅方向の中心軸Ｔからオフセットされた位置に配置されている。しかしながら、車両１００は、ドライブピニオンシャフト１２４から伝達される動力（トルク）を、フロントデファレンシャル１３０を介して、中心軸Ｔを基準として車両１００の幅方向の対称の位置に配置された第１出力シャフト１６０および第２出力シャフト１６２に伝達することができる。
【００４２】
また、第１出力シャフト１６０および第２出力シャフト１６２を、中心軸Ｔを基準として車両１００の幅方向の対称の位置に配置することで、フロントデファレンシャル１３０に連結される左右の前輪側ドライブシャフト（前輪側第１ドライブシャフト１６６、前輪側第２ドライブシャフト１７２）の長さを略同一長さとすることができる。これにより、前輪側ドライブシャフトの捩じり剛性を等しくすることができ、トルクステアの発生を抑制することができる。
【００４３】
また、フロントデファレンシャル１３０は、変速機１０８の後段、つまり、変速機１０８よりも後方向側に配置することができるので、モータジェネレータ１０４とフロントデファレンシャル１３０とが干渉することを防止することができる。そのため、車両１００の燃費向上を目的としてモータジェネレータ１０４を大型化するような場合でも、フロントデファレンシャル１３０の配置を変更することなく、サイズの変更を容易に行うことができる。特に、エンジン１０２や変速機１０８を含むパワーユニットが縦置きに搭載される車両では、レイアウトの変更やデバイスの追加に対する制約が大きいため、かかる効果がより顕著となる。
【００４４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４５】
図２は、他の実施形態における車両２００を説明する図である。図２に示すように、車両２００は、上記実施形態におけるモータジェネレータ１０４およびクラッチ１０６に代えてトルクコンバータ２０２が設けられている。
【００４６】
トルクコンバータ２０２は、エンジン１０２のクランクシャフト１０２ａに接続されるとともに、変速機１０８の入力シャフト１０８ａに接続されている。
【００４７】
トルクコンバータ２０２は、エンジン１０２のクランクシャフト１０２ａに接続されたポンプインペラがクランクシャフト１０２ａにより回転されることによって、内部に収容されたオイルを介して変速機１０８の入力シャフト１０８ａに接続されたタービンランナが回転される。このようにして、トルクコンバータ２０２は、エンジン１０２の動力（トルク）を変速機１０８に伝達する。
【００４８】
このように、トルクコンバータ２０２が設けられた車両２００においても、フロントデファレンシャル１３０を、変速機１０８の後段、つまり、変速機１０８よりも後方向側に配置することで、トルクコンバータ２０２とフロントデファレンシャル１３０とが干渉することを防止することができる。そのため、車両２００の発進性能の向上を目的としてトルクコンバータ２０２を大型化するような場合でも、フロントデファレンシャル１３０の配置を変更することなく、サイズの変更を容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、フロントデファレンシャルを有する車両に利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１００  車両
１０２  エンジン（駆動源）
１０４  モータジェネレータ（駆動源）
１０８  変速機
１２４  ドライブピニオンシャフト
１３０  フロントデファレンシャル
１４２  サンギヤ
１４４  プラネタリピニオン
１４６  リングギヤ
１４８  プラネタリキャリア
１５０  外歯ギヤ
１６０  第１出力シャフト
１６２  第２出力シャフト
１６６  前輪側第１ドライブシャフト（第１ドライブシャフト）
１７２  前輪側第２ドライブシャフト（第２ドライブシャフト）
【図１】
2018052409.tif 000003
【図２】
2018052409.tif 000004