(57)【要約】【課題】駆動源部の出力ギヤが車幅の中央から偏って配置されていても左右のドライブシャフトを共通化できて耐久性に優れ、かつ車両のコンパクト性を損なうことがない前輪駆動車のパワートレーン構造を提供する。【解決手段】車両の前側に配置された駆動源部２と、前記駆動源部２に連結されたデファレンシャル装置３と、一端が前記デファレンシャル装置３の前記出力軸３７、３８に連結され他端が前輪まで連結される左右の各ドライブシャフトと、を備える前輪駆動車のパワートレーン構造１において、前記駆動源部２がもつ出力ギヤ２７に噛合して回動可能に設けられたリングギヤ部材（５１）と、車幅の方向に延設され一端側が前記リングギヤ部材（５１）に結合され他端側が前記デファレンシャル装置３に結合された伝達結合部材（伝達部材５２、プラネタリキャリア５３）と、を有するデファレンシャル入力部５を備え、前記ドライブシャフトは左右で等長とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前側に配置されて回転力を出力する駆動源部と、前記駆動源部に連結されて左右の各出力軸に前記回転力を分配するとともに左右の回転数差を調整するデファレンシャル装置と、一端が前記デファレンシャル装置の前記出力軸にジョイントを介して連結され他端が前輪まで直接あるいは間接に連結される左右の各ドライブシャフトと、を備える前輪駆動車のパワートレーン構造において、
前記駆動源部がもつ出力ギヤに噛合して回動可能に設けられたリングギヤ部材と、車幅の方向に延設され一端側が前記リングギヤ部材に結合され他端側が前記デファレンシャル装置に結合された伝達結合部材と、を有するデファレンシャル入力部を備え、前記ドライブシャフトは左右で等長とされている、ことを特徴とする前輪駆動車のパワートレーン構造。
【請求項２】
前記出力ギヤは前記車幅の中央から偏って配置されており、前記デファレンシャル装置は前記車幅の略中央に配置されている請求項１に記載の前輪駆動車のパワートレーン構造。
【請求項３】
前記デファレンシャル入力部は減速機構を有する、請求項１または２のいずれか一項に記載の前輪駆動車のパワートレーン構造。
【請求項４】
前記デファレンシャル入力部は略筒状に形成されて内側に、一方の前記出力軸と一方の前記ジョイントとが配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前輪駆動車のパワートレーン構造。
【請求項５】
前記ジョイントは等速ジョイントである請求項１〜４のいずれか一項に記載の前輪駆動車のパワートレーン構造。
【請求項６】
前記駆動源部はエンジンとモータと変速機とを有し、前記変速機は前記出力ギヤをもつ請求項１〜５のいずれか一項に記載の前輪駆動車のパワートレーン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪駆動車のパワートレーン構造に関し、より詳細にはエンジン横置式前輪駆動車のデファレンシャル装置の配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン横置式の前輪駆動車では、エンジンやクラッチ、変速機などに加え、前輪用のデファレンシャル装置をも車両の前側に搭載する必要があり、一方で車両小形化の要請に応えるためには、パワートレーンをコンパクトに構成する必要があり構造上の制約が大きかった。このため、デファレンシャル装置を車幅の中央に配置できない場合が多く、左右の前輪まで回転力を伝達するパワートレーン構造は非対称となりがちであった。この一例が、特許文献１に開示される車両のトルクステア抑制構造である。特許文献１には、差動装置（デファレンシャル装置）を車幅方向中心からオフセットして配置し、左右のうち一方にのみ中間軸を介して駆動軸（ドライブシャフト）を接続し、左右の駆動軸は等長とする態様が開示されている。さらに、駆動軸と前輪とはジョイントを介して接続されており、駆動軸と前輪の軸線とが成す折れ角（ジョイント屈折角）は車両の加速度に応じて上下方向に可変に設定される、と記載されている。すなわち、左右の駆動軸は水平固定ではなく、傾斜可変に設けられている。
【０００３】
一般的には、ドライブシャフトは水平方向だけでなく車両の前後方向にも角度を設けて配設されており、通常差動装置の出力軸線よりもわずかに後ろ側へ向かう後退角を設けて配設し、左右のタイヤ側ジョイントの最大角度を低減することにより、振動の低減及び耐久性の向上を図っている。また、デファレンシャル装置の出力軸とドライブシャフトとの間、及びドライブシャフトと車輪との間は、方向操舵やサスペンション機能による相対変位を考慮し、ジョイントを介して接続されるのが一般的となっている。なお、デファレンシャル装置を車幅の中央に配置できない場合の簡易な構造として、中間軸を省略し、左右で異なる長さのドライブシャフトを用いることも行われている。
【０００４】
近年、環境保護と総合経済性の向上などを目的としてエンジンとモータとを併用するハイブリッド車が普及しつつある。前輪駆動のハイブリッド車をコンパクトに構成しようとすると、エンジン、モータ、クラッチ、変速機の各軸線を一致させ、車幅方向に横置きに並べて配置するのが有利になる。このとき、変速機の出力ギヤは車幅方向の中央から遠く離れて配置されるので、出力ギヤの近傍にデファレンシャル装置を配置すると、左右の前輪に至るパワートレーン構造の非対称が顕著になる。
【特許文献１】特開２００６−１４２９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、デファレンシャル装置を車幅の中央から偏って配置した場合、中間軸を省略した簡易な構造では、ドライブシャフトは左右で異なる長さとなる。このとき、短い側のドライブシャフトでは、出力軸と成す後退角を大きく設定する必要があり、またドライブシャフトの両端に設けられる各ジョイントでは屈折角の変動範囲すなわち作動角度範囲が大きくなり、両方の面で過大なストレスを受けやすく、耐久性の面で不利になっていた。また、左右が非対称であるがゆえに、部材を共通化することができず、コストを上昇させる一因となっていた。中間軸を設ければドライブシャフトの長さは左右で同一とすることができるが、各ドライブシャフトの長さはデファレンシャル装置を中央に配置した場合と比較して中間軸の長さの略半分だけ短くなり、後退角や作動角度範囲が大きくなるという課題は解決できず、またコストが上昇していた。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、駆動源部の出力ギヤが車幅の中央から偏って配置されていても左右のドライブシャフトを共通化できて耐久性に優れ、かつ車両のコンパクト性を損なうことがない前輪駆動車のパワートレーン構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の前輪駆動車のパワートレーン構造は、車両の前側に配置されて回転力を出力する駆動源部と、前記駆動源部に連結されて左右の各出力軸に前記回転力を分配するとともに左右の回転数差を調整するデファレンシャル装置と、一端が前記デファレンシャル装置の前記出力軸にジョイントを介して連結され他端が前輪まで直接あるいは間接に連結される左右の各ドライブシャフトと、を備える前輪駆動車のパワートレーン構造において、前記駆動源部がもつ出力ギヤに噛合して回動可能に設けられたリングギヤ部材と、車幅の方向に延設され一端側が前記リングギヤ部材に結合され他端側が前記デファレンシャル装置に結合された伝達結合部材と、を有するデファレンシャル入力部を備え、前記ドライブシャフトは左右で等長とされている、ことを特徴とする。
【０００８】
前記出力ギヤは車幅の中央から偏って配置されており、前記デファレンシャル装置は前記車幅の略中央に配置されている、ことが好ましい。
【０００９】
本発明は、駆動源部の出力ギヤが車幅の中央から偏って配置されていても、デファレンシャル装置を略中央に配置して左右のドライブシャフトを等長とし、左右で発生するストレスを均等化させて耐久性に優れたものとし、かつ駆動源部の出力ギヤからデファレンシャル装置及びドライブシャフトを経由して前輪に至るパワートレーン構造をコンパクトに構成したことを主旨とする。本発明は、駆動源部と、デファレンシャル装置と、左右の各ドライブシャフトと、リングギヤ部材と伝達結合部材とを有するデファレンシャル入力部と、で構成することができる。
【００１０】
駆動源部は、車両の前側に配置されて回転力を出力するものであり、本発明ではデファレンシャル装置に対して回転力を出力する出力ギヤまでの複数の装置を総称するものとしている。例えば、回転力を発生するエンジンなどの狭義の駆動源と、回転力を継断するクラッチと、回転力の回転数及びトルクの大きさを変換して出力ギヤから出力する変速機と、で駆動源部を構成することができる。駆動源部を構成する装置の種類や形式は限定されないが、横置式のエンジンに軸線を揃えてクラッチ及び変速機を車幅方向に並べて配置した構造は、本発明を適用するのに好ましい態様である。なぜなら、変速機の出力ギヤが車幅の中央から偏って配置されるため、後述するように本発明の効果が顕著となるからである。
【００１１】
前記駆動源部はエンジン及びモータ及び変速機を有し、前記変速機は前記出力ギヤをもつ、ようにしてもよい。
【００１２】
狭義の駆動源としてエンジンだけでなくモータを併用したハイブリッド車では、モータは通常エンジンとクラッチとの間に配設され、その分だけ変速機は車幅方向の端に配置されて出力ギヤは中央から遠く離れるので、本発明は特に効果的となる。
【００１３】
デファレンシャル入力部は、駆動源部から回転力を受け取りデファレンシャル装置へ伝達するものであり、リングギヤ部材と伝達結合部材とを有している。リングギヤ部材は、駆動源部の出力ギヤに噛合するギヤ状構造とし、軸受部材などを用いて回動可能に保持することができる。なお、リングギヤ部材は大径として、外周に多数の歯を形成することにより、減速機構を構成することもできる。
【００１４】
伝達結合部材は、車幅の方向に延設され一端側がリングギヤ部材に結合され他端側がデファレンシャル装置に結合された部材である。伝達結合部材は、軸受部材などを用いて回動可能に保持することができ、また、例えばスプライン嵌合を用いてリングギヤ部材及びデファレンシャル装置に結合させることができる。結合されたリングギヤ部材と伝達結合部材とデファレンシャル装置とは、ともに回転することになる。伝達結合部材は回転力を車幅方向に伝達することができるので、その長さを適正化することにより、出力ギヤが車幅の中央から偏って配置されていても、デファレンシャル装置を略中央に配置することができる。
【００１５】
前記デファレンシャル入力部は減速機構を有する、ようにしてもよい。例えば、伝達結合部材の途中に減速比を有するギヤ機構を組み込むことにより、前述の出力ギヤとリングギヤ部材とで構成された減速機構に相乗して作用する減速機構を構成することができる。
【００１６】
デファレンシャル装置は、駆動源部に連結されて左右の各出力軸に回転力を分配するとともに左右の回転数差を調整するものであり、周知の一般的な構造の装置を適用することができる。デファレンシャル装置は、例えば、伝達結合部材に回転駆動されて公転するデフケースと、デフケースに両端を保持されて軸長方向で公転するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに遊転可能に設けられて自転するピニオンギヤと、ピニオンギヤに噛合する左右の各サイドギヤと、各サイドギヤと一体に形成された左右の各出力軸と、で構成することができる。すると、ピニオンシャフトの公転により、回転力が分配されて左右の各出力軸が回転駆動されるとともに、ピニオンギヤの自転により、左右の出力軸の回転数差が調整されるように機能する。
【００１７】
左右の各ドライブシャフトは、デファレンシャル装置の左右の各出力軸から左右の前輪まで、回転力を直接あるいは間接に伝達するものである。出力軸とドライブシャフトとの間は、相対角度変位が生じてもよいように、ジョイントを介して連結することができる。また、ドライブシャフトと前輪との間も、適宜ジョイントなどを用いて、直接あるいは間接に連結することができる。本発明では、伝達結合部材を設けたことによりデファレンシャル装置を車幅の略中央に配置し、デファレンシャル装置の左右の出力軸の長さをわずかに調整することにより、左右のドライブシャフトは等長とすることができる。
【００１８】
前記デファレンシャル入力部は略筒状に形成されて内側に、一方の前記出力軸と一方の前記ジョイントとが配置されている、ことが好ましい。
【００１９】
デファレンシャル入力部を構成するリングギヤ部材と伝達結合部材とを略筒状に形成し、車幅方向に並べて配置し、内側に一方の出力軸及びジョイントを配置することができる。例えば、出力軸の軸線を中心とした同軸内外配置とすることができる。すると、同軸配置の外側ではデファレンシャル入力部により駆動源部からデファレンシャル装置へと回転力が伝達入力され、同軸配置の内側では出力軸とジョイントによりデファレンシャル装置から一方の前輪へと回転力が伝達出力される。このような同軸内外配置を採用することにより、デファレンシャル入力部を設置するための新たなスペースを確保する必要がなくなる。
【００２０】
前記ジョイントは等速ジョイントであってもよい。ジョイントにはユニバーサル形を始めとして各種の形態があるが、デファレンシャル装置の出力軸とドライブシャフトとの連結では回転力の伝達に際して大きなストレスが生じるので、等速ジョイントを用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、回転力を車幅方向に伝達する伝達結合部材を設けて、デファレンシャル装置を車幅の略中央に配置するようにしたので、左右のドライブシャフトを等長とすることができ、部材を共通化することができてコスト面で有利になる。また、ドライブシャフトやジョイントに発生するストレスが、左右で均等化されていずれか一方に偏重することはないので、耐久性に優れている。
【００２２】
さらに、デファレンシャル入力部を略筒状として内側に出力軸及びジョイントを配置した態様では、デファレンシャル入力部を設置するための新たなスペースは不要であり、車両のコンパクト性を損なうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を、図１及び図２を参考にして説明する。図１は、本発明の実施例の前輪駆動車のパワートレーン構造を説明する車両前側の平面断面図である。なお、図を見易くするために部材断面を示すハッチングは部分的に施されており、図中上側が車両前方となっている。実施例の前輪駆動車のパワートレーン構造１は、駆動源部２と、デファレンシャル装置３と、図略の左右の各ドライブシャフト及び左右の各等速ジョイント４１、４２と、デファレンシャル入力部５と、で構成されている。
【００２４】
駆動源部２は、エンジン２１、モータ２２、クラッチ２３、変速機２４の入力軸２５、が共通の軸線ＡＸを有して、車幅方向に横置きに並べられて構成されている。エンジン２１は車両前側の右側に配置され、エンジン２１の左側にモータ２２及びクラッチ２３が順番に配置され、クラッチ２３の左側の車両左端に変速機２４が配置されている。変速機２４は、入力軸２５に平行して後ろ側（図中下側）に出力軸２６を備え、出力軸２６の右側に出力ギヤ２７が設けられている。
【００２５】
デファレンシャル装置３は、エンジン２１とモータ２２の後ろ側（図中下側）の車幅の略中央、厳密には車幅の中心線ＣＬよりもわずかに右側に配設されている。デファレンシャル装置３は、デフケース３１、ピニオンシャフト３２、２個のピニオンギヤ３３、３４、左右の各サイドギヤ３５、３６、左右の各出力軸３７、３８、モータ３９、により構成されている。デフケース３１は、両端が縮径された略筒状の部材であり車幅方向に延設されている。デフケース３１の縮径された左端３１１の外周にはサンギヤ３１２が形成されて後述のプラネタリ減速機構の一部を構成し、縮径された右端３１３の外周は玉軸受３１４により回動自在に保持されている。デフケース３１の縮径されていない中央３１５にはピニオンシャフト３２が橋架されて両端が保持されており、ピニオンシャフト３２はデフケース３１とともに回転して、軸長方向で公転するようになっている。また、デフケース３１の中央３１５の外周側には、駆動源部２のモータ２２の出力トルクを補うことができる補助モータ３９が配設されている。補助モータ３９は、デフケース３１及びピニオンシャフト３２の公転を助長する回転方向にトルクを発生するようになっている。
【００２６】
ピニオンシャフト３２には向かい合う２個の傘歯車形状のピニオンギヤ３３、３４が遊転可能に軸支持されており、ピニオンギヤ３３、３４はピニオンシャフト３２を中心として自転するようになっている。また、両方のピニオンギヤ３３、３４に噛合して回転するように、左右の各サイドギヤ３５、３６が共通の軸線ＡＹを有して配設されている。さらに、左サイドギヤ３５には軸線ＡＹの左方向に延びる左出力軸３７が一体に形成され、右サイドギヤ３６には軸線ＡＹの右方向に延びる右出力軸３８が一体に形成されている。左出力軸３７は右出力軸３８よりも長く形成されており、両出力軸３７、３８の軸端は車幅の中心線ＣＬから等距離とされている。
【００２７】
左出力軸３７の軸端には左等速ジョイント４１が連結され、さらに左等速ジョイント４１には図略の左ドライブシャフトが相対角度変位可能に連結され、最終的には左前輪まで回転力を伝達するように構成されている。同様に、右出力軸３８の軸端には右等速ジョイント４２が連結され、右ドライブシャフトを経由して右前輪まで回転力を伝達するように構成されている。左等速ジョイント４１と右等速ジョイント４２とは左右対称に形成され、左右の等速ジョイント４１、４２の端面は車幅の中心線ＣＬから等長ＬＥとされている。さらに、以降のパワートレーンの構成部材も左右対称に形成されている。
【００２８】
デファレンシャル入力部５は、変速機２４の出力ギヤ２７から回転力を受け取り、減速してデフケース３１へ伝達するものである。デファレンシャル入力部５は、デファレンシャル装置３の出力軸３７、３８と軸線ＡＹを共有し、出力ギヤ２７からデフケース３１へと車幅方向に順番に配置されたリングギヤ５１と伝達部材５２とプラネタリキャリア５３とにより構成されている。リングギヤ５１は、回動可能な大径の部材で形成されており、外周に出力ギヤ２７と噛合する歯を有している。伝達部材５２は、図１に示されるように、車幅方向に延設されており、拡径された左端５２１から徐々に中央５２２まで径が減少し、中央５２２から右端５２３までは概ね等径の筒状の部材で形成されている。伝達部材５２の左端５２１の左側にはボルト５２４を用いてリングギヤ５１が固定されており、左端５２１の内周はころ軸受５２５により回動自在に支持されている。また、伝達部材５２の中央５２２の外周も、ころ軸受５２６により回動自在に支持されている。伝達部材５２の右端５２３の内周には内スプラインが形成されている。
【００２９】
プラネタリキャリア５３は、伝達部材５２に結合する筒状結合部５３１と、鍔状キャリア部５３２と、複数個のピニオンギヤ５３３と、で形成されている。詳述すると、筒状結合部５３１は車幅方向に延設された略円筒状の部材であり、外周が玉軸受５３４により回動自在に支持されており、左端５３５の外周には外スプラインが形成されて伝達部材５２の右端５２３の内スプラインと嵌合している。鍔状キャリア部５３２は、筒状結合部５３１の外周径方向に鍔状に拡がるように形成されている。鍔状キャリア部５３２の図中右面には同心円上に複数本のピニオン軸５３６が立設され、各ピニオン軸５３６はそれぞれピニオンギヤ５３３を回動自在に支持している。符号略のハウジングには、複数個のピニオンギヤ５３３に内周の歯で噛合する大径のリングギヤ５３９が配設されている。このリングギヤ５３９と、ピニオンギヤ５３３及び鍔状キャリア部５３２と、先に説明したデフケース３１の左端３１１のサンギヤ３１２とにより、プラネタリ減速機構が構成されている。
【００３０】
一方、リングギヤ５１と伝達部材５２とプラネタリキャリア５３の内側の空間には、図１に示されるように、デファレンシャル装置３の左出力軸３７と、左等速ジョイント４１とが同軸内側配置されている。
【００３１】
次に、上述のように構成された実施例の前輪駆動車のパワートレーン構造１の作用、効果について、図２の従来構造と比較しながら説明する。図２は、従来の前輪駆動車のパワートレーン構造の一例を説明する平面断面図である。図２に示される従来のパワートレーン構造９は、モータ２２や補助モータ３９を備えずエンジン２１のみを駆動源とする前輪駆動車に適用されており、変速機２４の出力ギヤ２７が車幅の中心線ＣＬから図中左側に偏って配置されている点は図１の実施例と同様である。異なる点は、デファレンシャル入力部５を備えず、デファレンシャル装置９３のデフケース９３１の外周にリングギヤ５１を取り付けて出力ギヤ２７と直接噛合させている点である。従来のパワートレーン構造９では、出力ギヤ２７の位置に依存してデファレンシャル装置９３の偏りが決まってしまうため、左右の各出力軸９３７、９３８の軸端位置が左右で非対称となって左右のドライブシャフトの長さを異なるものとする必要が生じ、また、左右のジョイント９４１、９４２では異なる後退角や作動角度範囲とする必要があった。
【００３２】
これに対して、図１の実施例では、デファレンシャル入力部５により回転力を車幅方向に伝達することができるので、デファレンシャル装置３を略中央に配置して、左右の等速ジョイント４１、４２の端面を車幅の中心線ＣＬから等長ＬＥとすることができ、左右のドライブシャフトを等長とすることができる。したがって、左右で部材を共通化することができ、また、ドライブシャフトやジョイント４１、４２に発生するストレスは左右で均等化される。さらに、略筒状の部材からなるデファレンシャル入力部５の内側の空間に左出力軸３７と左等速ジョイント４１とを同軸内側配置しているので、新たな設置スペースは不要である。つまり、駆動源部２の共通の軸線ＡＸと、デファレンシャル装置３の出力軸３７、３８の軸線ＡＹとの間隔を従来と同等とすることができ、車両のコンパクト性を損なうことがない。
【００３３】
なお、本実施例ではデファレンシャル入力部５の途中にプラネタリ減速機構を構成しており、出力ギヤ２７とリングギヤ５１とによる減速機構とあわせた２箇所で、広範囲に減速比を調整することができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例の前輪駆動車のパワートレーン構造を説明する車両前側の平面断面図である。
【図２】従来の前輪駆動車のパワートレーン構造の一例を説明する平面断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１：前輪駆動車のパワートレーン構造
２：駆動源部
２１：エンジン    ２２：モータ    ２３：クラッチ    ２４：変速機
２５：入力軸      ２６：出力軸    ２７：出力ギヤ
３：デファレンシャル装置
３１：デフケース                  ３１２：サンギヤ
３２：ピニオンシャフト            ３３、３４：ピニオンギヤ
３５：左サイドギヤ                ３６：右サイドギヤ
３７：左出力軸                    ３８：右出力軸
３９：補助モータ
４１：左等速ジョイント                  ４２：右等速ジョイント
５：デファレンシャル入力部
５１：リングギヤ                  ５２：伝達部材
５３：プラネタリキャリア          ５３１：筒状結合部
５３２：鍔状キャリア部            ５３３：ピニオンギヤ
５３９：リングギヤ
９：従来の前輪駆動車のパワートレーン構造
ＡＸ：駆動源部の共通の軸線
ＡＹ：デファレンシャル装置の出力軸の軸線
ＣＬ：車幅の中心線
ＬＥ：車幅の中心線から左右の等速ジョイントの端面までの長さ
【図１】
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【図２】
2008284915.tif 000004