(57)【要約】【課題】簡易な構成でワインドアップ時の自在継手の折れ角を小さく抑えることができる回転トルク伝達装置を提供する。【解決手段】パワープラント１とデファレンシャルギヤ７とをプロペラシャフト６で連結し、そのプロペラシャフト６と、パワープラント１及びデファレンシャルギヤ７とをそれぞれカルダンジョイント４，５によって連結する。プロペラシャフト６とデファレンシャルギヤ７との連結部の上下方向変位に応じて、プロペラシャフト６とパワープラント１との連結部を同方向に同期をとって上下変位させる。【選択図】        図１
2007055485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワープラントの出力軸と後輪駆動装置とをプロペラシャフトで連結し、そのプロペラシャフトと、出力軸及び後輪駆動装置とをそれぞれ自在継手によって連結する回転トルク伝達装置において、
プロペラシャフトと後輪駆動装置との連結部である後側連結部の上下方向変位に応じて、プロペラシャフトと上記出力軸との連結部である前側連結部を同方向に変位させる同方向変位発生手段を備えることを特徴とする回転トルク伝達装置。
【請求項２】
上記同方向変位発生手段は、
上記後側連結部の上下方向変位によって体積が変化する第１圧力室を備えた変位検出手段と、上記第１圧力室内の圧力に応じて前側連結部を上下方向に変位させるアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項１に記載した回転トルク伝達装置。
【請求項３】
上記変位検出手段及びアクチュエータは、それぞれ軸を上下に向けたシリンダ装置で構成し、各シリンダ装置の圧力室同士を連通することで、変位検出手段を構成する後側シリンダ装置の圧力室の圧力を、アクチュエータを構成する前側シリンダ装置に伝達して当該前側シリンダ装置を伸縮させることを特徴とする請求項２に記載した回転トルク伝達装置。
【請求項４】
上記シリンダ装置はそれぞれ、連結部及びその近傍のうちの非回転部分と車体側部材との間に介装されることを特徴とする請求項３に記載した回転トルク伝達装置。
【請求項５】
上記パワープラントは、少なくともパワープラントの上方若しくは下方に位置する車体側部材に対し、１又は２以上の弾性部材を介して弾性支持される車両において、
上記弾性部材のうちの少なくとも一つに弾性部材内に空洞部を形成して上記アクチュエータとし、その空洞部に上記第１圧力室を連通することを特徴とする請求項２に記載した回転トルク伝達装置。
【請求項６】
上記空洞部を形成する弾性部材は、パワープラントにおける車幅方向に延びる慣性主軸よりもプロペラシャフト側に位置することを特徴とする請求項５に記載した回転トルク伝達装置。
【請求項７】
後輪駆動装置は、少なくとも後輪駆動装置の上方若しくは下方に位置する車体側部材に対し、１又は２以上の弾性部材を介して弾性支持される車両において、
上記弾性部材のうちの少なくとも一つに弾性部材内に空洞部を形成して上記第１圧力室とすることを特徴とする請求項２、請求項５，又は請求項６に記載した回転トルク伝達装置。
【請求項８】
上記空洞部を形成する弾性部材は、後輪駆動装置における車幅方向に延びる慣性主軸よりもプロペラシャフト側に位置することを特徴とする請求項７に記載した回転トルク伝達装置。
【請求項９】
上記空洞部を備えた弾性部材は、パワープラント若しくは後輪駆動装置に連結する第１の部材と、車体側部材に連結する第２の部材と、その第１の部材及び第２の部材間を連結すると共に上記空洞部が形成された弾性体とを備え、
上記空洞部の上方若しくは下方の一方の位置で且つ当該空洞部と上下で対向する位置に、上記第１の部材から突出する第１突出体を設けると共に、
上記空洞部の上方若しくは下方の他方の位置で且つ当該空洞部と上下で対向する位置に、上記第２の部材から突出する第２突出体を設けることを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載した回転トルク伝達装置。
【請求項１０】
パワープラントの出力軸と後輪駆動装置とをプロペラシャフトで連結し、そのプロペラシャフトと、出力軸及び後輪駆動装置とをそれぞれ自在継手によって連結する回転トルク伝達装置において、
プロペラシャフトと後輪駆動装置との連結部の上下方向変位と、プロペラシャフトと上記出力軸との連結部の上下方向変位とを同相にする同相調整手段を備えることを特徴とする回転トルク伝達装置。
【請求項１１】
上記後輪駆動装置は、デファレンシャルギヤであることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載した回転トルク伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワープラントの回転トルクを、プロペラシャフトを介してデファレンシャルギヤ等の後輪駆動装置に伝達する回転トルク伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲ車や４ＷＤ車においては、パワープラントの回転が、自在継手及びプロペラシャフトを介して、後輪を駆動するデファレンシャルギヤに伝達される構成が採用される場合がある。このような回転トルク伝達装置にあっては、車両加速でデファレンシャルギヤにワインドアップが生じた場合における、自在継手での折れ角により発生する２次偶力に基づく騒音・振動が問題になる。
【０００３】
これに対し、特許文献１には、プロペラシャフトを２本で構成し、その２本のプロペラシャフト間を自在継手で連結し、走行状態に応じて、車体側部材に対する上記自在継手の上下方向の距離を、アクチュエータを使用して可変制御することで、上記折れ角を小さくして、騒音振動を低減する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１−２９７３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術では、回転トルク伝達装置の外部に走行状態を検出するセンサを設置したり、そのセンサの検出情報に基づきアクチュエータを制御するためのコントローラ等を備えたりする必要がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、簡易な構成で自在継手の折れ角を小さく抑えることができる回転トルク伝達装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、パワープラントの出力軸と後輪駆動装置とをプロペラシャフトで連結し、そのプロペラシャフトと、出力軸及び後輪駆動装置とをそれぞれ自在継手によって連結する回転トルク伝達装置において、
プロペラシャフトと後輪駆動装置との連結部である後側連結部の上下方向変位に応じて、プロペラシャフトと上記出力軸との連結部である前側連結部を同方向に変位させる同方向変位発生手段を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回転トルク伝達装置内の閉じた情報で、自在継手での折れ角を低減することが可能となり、折れ角低減による騒音・振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る回転トルク伝達装置を示す概要構成図である。
まず、構成について説明すると、図１に示すように、エンジン２及びトランスミッション３からなるパワープラント１の出力軸（トランスミッション３の出力軸）に、自在継手の一つであるカルダンジョイント４を介してプロペラシャフト６の前端部が揺動可能に連結している。そのプロペラシャフト６は車両前後方向後方に延び、その後端部を、自在継手の一種であるカルダンジョイント５を介して後輪駆動装置であるデファレンシャルギヤ７に揺動自在に連結し、そのデファレンシャルギヤ７は、左右の後輪（不図示）に連結している。これによって、パワープラント１の回転トルクＴがプロペラシャフト６を介してデファレンシャルギヤ７に伝達され、続いて後輪に伝達される。
【０００８】
上記パワープラント１及びデファレンシャルギヤ７は、それぞれ弾性部材８，９を介して車体側部材１０，１１（サブフレーム等）に弾性支持されている。
また、上記デファレンシャルギヤ７の前側上部の上方には、後側シリンダ装置１２が軸を上下に向けて配置されている。その後側シリンダ装置１２は、シリンダチューブ１４の上端部が車体側部材１３に固定されて下方に延び、そのシリンダチューブ１４内がピストン１５によって上下の室１４ａ、１４ｂに区画されている。該ピストン１５と一体になったピストンロッド１６はシリンダチューブ１４の下方に突出し、そのピストンロッド１６の先端部に、デファレンシャルギヤ７のケースの前側上部（非回転部分）に当接可能な当接部１７を備える。上記当接部１７とデファレンシャルギヤ７の前側上部とは所定の隙間を備える。
【０００９】
また、パワープラント１の後側下部（非回転部分）の下方には、前側シリンダ装置１８が軸を上下に向けて配置されている。その前側シリンダ装置１８は、シリンダチューブ１９の下端部が車体側部材１０に固定されて上方に延び、そのシリンダチューブ１９内がピストン２０によって上下の室１９ａ、１９ｂに区画されている。該ピストン２０と一体になったピストンロッド２１はシリンダチューブ１９の上方に突出し、そのピストンロッド２１の先端部２２が、パワープラント１の後側下部に連結している。
【００１０】
なお、後側シリンダ装置１２の下室１４ｂ、及び前側シリンダ装置１８の上室１９ａは大気に開放されている。
そして、後側シリンダ装置１２の上室１４ａと前側シリンダ装置１８の下室１９ｂとが連通管２３で連通されて流体の流通が可能となっている。ここで、上記後側シリンダ装置１２、前側シリンダ装置１８、及び連通管２３で同方向変位発生手段、及び同期調整手段が構成される。また、後側シリンダ装置１２が変位検出手段、その上室１４ａが第１圧力室、前側シリンダ装置１８がアクチュエータを構成する。
【００１１】
次に、上記構成の装置の動作や作用・効果について説明する。
デファレンシャルギヤ７にワインドアップが生じない、定速走行状時など通常の振動状態にあっては、デファレンシャルギヤ７の上下揺動は小さく、カルダンジョイント４，５での折れ角が小さい。この状態では、デファレンシャルギヤ７は後側シリンダ装置１２の当接部１７に当接せずに、フリーな状態となっていて、パワープラント１に連結している前側シリンダ装置１８の伸縮を妨げない。
【００１２】
この状態から、加速によってデファレンシャルギヤ７にワインドアップが生じて、車幅方向に延びる慣性主軸I１周りに大きく上下揺動し、前側が上方に変位して当接部１７に当接して、該当接部１７、つまりピストン１５を上方に押し上げると、上室１４ａの体積が小さくなって当該上室１４ａの圧力が増大し、その増大した上室１４ａの圧力が連通管２３を介して前側シリンダ装置１８の下室１４ｂに伝達される。その圧力で図１中破線に示すように、前側シリンダ装置１８のピストン２０が上方にストロークして、パワープラント１の後端部側つまり、パワープラント１とプロペラシャフト６との連結部にあるカルダンジョイント４を上方に変位させる。これによって、ワインドアップが生じた時に、前後のカルダンジョイント４，５が同期をとって上下変位方向が同方向に発生して、前後のカルダンジョイント４，５での折れ角がともに小さくなる。折れ角が小さくなることで、騒音・振動を低減することができる。また、折れ角が小さくなることは、ドライブラインを一直線の状態に近づけることができる結果、駆動ロスの低減に繋がり、動力性能が向上する。
【００１３】
また、前側シリンダ装置１８側が負荷となって、後側シリンダ装置１２の収縮量が規制される分だけワインドアップを抑える効果も有する。
また、前側のカルダンジョイント４が下方に変位すると、その分、下室１９ｂが縮小して上室１４ａが拡大する結果、当接部１７ａが下方に変位して、当該当接部１７とデファレンシャルギヤ７との上下隙間が小さくなって、ワインドアップ時に早めに同相方向への変位調整が行われる。
【００１４】
ちなみに、上記前側シリンダ装置１８及び後側シリンダ装置１２が無い場合には、図２に示すように、ワインドアップによって、カルダンジョイント４，５での折れ角が大きくなる。
また、本実施形態では、後側のカルダンジョイント５の上下変位に応じて同期をとって前側のカルダンジョイント４を同方向に変位させるアクチュエータである前側シリンダ装置１８の伸縮の制御を、デファレンシャルギヤ７の上下変位を検出する後側シリンダ装置１２の圧力を使用することで、装置構成が簡易となり、コスト的にも有利な構造となる。
【００１５】
ここで、上記前側シリンダ装置１８及び後側シリンダ装置１２は、左右で対をなすように２台ずつ、若しくは３台以上ずつ配置することが左右バランスを取る上で好ましい。
このとき、例えば前側シリンダ装置１８及び後側シリンダ装置１２を左右２台ずつ配置する場合には、各前側シリンダ装置１８と各後側シリンダ装置１２を個別に連通させても良い。または、左右の前側シリンダ装置１８の上室１９ａ同士を連通すると共に、左右の後側シリンダ装置１２の下室１４ｂ同士を連通して、その連通した管路同士を共通の連通管２３で連通しても良い。
【００１６】
また、上記実施形態では、後側シリンダ装置１２の上室１４ａと前側シリンダ装置１８の下室１４ｂとを連通しているが、これに限定されない。例えば、後側シリンダ装置１２の下室１４ｂと前側シリンダ装置１８の上室１９ａとを連通し、且つ後側シリンダ装置１２の上室１４ａと前側シリンダ装置１８の下室１９ｂとを大気に開放する構成としても良い。
【００１７】
また、上記実施形態では、初期状態において、後側シリンダ装置１２のピストンロッド１６の先端部にある当接部１７とデファレンシャルギヤ７とを連結しないで初期状態で間隙を設ける場合を例示しているが、連結しても良い。間隙を設ける場合であっても、当接部１７とデファレンシャルギヤ７の間に弾性体を介装しても良い。
また、後側シリンダ装置１２をデファレンシャルギヤ７の下方に配置し、前側シリンダ装置１８をパワープラント１の上方に配置しても良いし、両シリンダ装置１４，１８とも上方側や下方側に配置しても良い。
【００１８】
また、例えば、後側シリンダ装置１４を、車幅方向に延びる慣性主軸Ｉ１よりも後方に配置しても良い。後側のカルダンジョイント５の上下変位方向とは逆相となるが、当該カルダンジョイント５の上下変位方向を検出し、その上下変位に応じた圧力を発生することができる。
なお、後輪駆動装置としてデファレンシャルギヤ７を例示したが、他の後輪駆動装置であっても良い。
【００１９】
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品等については同一の符号を付して説明する。
本装置の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、同方向変位発生手段として、前側シリンダ装置及び後側シリンダを使用せず、図３のように弾性部材３０，３１を使用している点が異なる。
また、本実施形態では、後輪駆動装置であるデファレンシャルギヤ７が、上側に配置された車体側部材１３に弾性支持されている場合で例示する。
【００２０】
そして、パワープラント１における車幅方向に延びる慣性主軸I２よりも後側且つ下方に位置する前側の弾性部材３０、およびデファレンシャルギヤ７における車幅方向に延びる慣性主軸I１よりも前側かつ上方に位置する後側の弾性部材３１をそれぞれ、図４及び図５に示すような、インシュレータから構成する。すなわち、軸を上下に向けた内筒３０a、３１aと外筒３０ｂ、３１ｂとの間に弾性体３０ｃ、３１ｃが介装されて構成されている。上記弾性体３０ｃ、３１ｃの上下方向中央部には、同軸且つドーナツ状に延びる空洞部３０ｆ、３１ｆが形成されている。その空洞部３０ｆ、３１ｆの上側及び下側には、当該空洞部３０ｆ、３１ｆを挟んで上側突出板３０ｄ、３１ｄ及び下側突出板３０ｅ、３１ｅが対向配置されている。
【００２１】
そして、後側の弾性部材３１では、図４に示すように、上側突出板３１ｄは、内筒３１aの外周面と一体に形成されて外径方向に突出した環状の板部材から構成され、下側突出板３１ｅは、外筒３１ｂの内周面と一体に形成されて内径方向に突出した環状の板部材から構成されている。また、前側の弾性体３０ｃ部材では、図５に示すように、下側突出板３０ｅは、内筒３０aの外周面と一体に形成されて外径方向に突出した環状の板部材から構成され、上側突出板３０ｄは、外筒３０ｂの内周面と一体に形成されて内径方向に突出した環状の板部材から構成されている。すなわち、後側の弾性部材３１と前側の弾性部材３０とは、天地が逆の構造になっているので、同一の部品を流用し天地を逆にして転用することができる。
【００２２】
さらにまた、前側の弾性部材３０の空洞部３０ｆと後側の弾性部材３１の空洞部３０ｆとを連通管２３によって連通している。
そして、上記前側の弾性部材３０は、図６に示す概要図のように、パワープラント１のトランスミッション３の後部に外筒３０ｂが固定され、内筒３０aが取付けボルト３２によって下側の車体側部材１０に取り付けられている。また、後側の弾性部材３１は、デファレンシャルギヤ７の前部に外筒３１ｂが固定され、内筒３１aが取付けボルト３３によって上側の車体側部材１３に取り付けられている。なお、図６は、模式図であって、各内筒は対応する車体側部材に取り付けボルトによって剛結合している。
ここで、前側の弾性部材３０は、図７のように左右一対で構成される。前側の左右の弾性部材３０と後側の左右の弾性部材３１とを連通する連通管２３の配置構成は、上記第１実施形態に準じる。
【００２３】
本実施形態では、デファレンシャルギヤ７がワインドアップによって前端部が上方に変位すると、外筒３１ｂが上方に変位して、後側の弾性部材３１の空洞部３１ｆ（第１圧力室）が圧縮されて空洞部３１ｆの圧力が高くなり、その圧力が前側の弾性部材３０の空洞部３０ｆに伝達される結果、当該空洞部３０ｆが拡張する。これによって、前側の弾性部材３０では、空洞部３０ｆよりも上側に位置する上側突出板３０ｄが相対的に上方に変位して当該上側突出板３０ｄに連結されている外筒３０ｂ、すなわちパワープラント１の後端部が上方に変位（カルダンジョイント４が上方に変位）することで、ワインドアップによるカルダンジョイント４，５での折れ角が低減する。
【００２４】
また上記動作の際に、空洞部３０ｆ、３１ｆの上下に、内筒及び外筒と一体になった、上側突出板３０ｄ、３１ｄ、及び下側突出板３０ｅ、３１ｅを設けることで、デファレンシャルギヤ７先端部の上下方向変位による空洞部３１ｆの変形をダイレクトに発生させ、その変形による圧力によって空洞部３０ｆが変形すると、ダイレクトにパワープラント１の後端部を上下に変位させることができる。
また、弾性部材内に組み込むことで、第１実施形態に比べて、スペースなどの点で有利な構造となる。
その他の構成や作用効果は上記第１実施形態と同様である。
ここで、図４の弾性部材を後側の弾性部材３１として使用すると共に、図５の弾性部材を前側の弾性部材３９として使用しても良い。
【００２５】
また、上記実施形態では、弾性体３０，３１について、外筒３０ｂ、３１ｂをパワープラント１若しくはデファレンシャルギヤ７に取り付け、内筒３０ａ、３１ａを車体側部材１０，１３に取り付ける場合を例示しているが、これに限定されない。内筒３０ａ、３１ａをパワープラント１若しくはデファレンシャルギヤ７に取り付け、外筒３０ｂ、３１ｂを車体側部材１０，１３に取り付ける。
【００２６】
また、上記前側の弾性部材３０の代わりに、第１実施形態で説明した前側シリンダ装置１８を使用して、後側の弾性部材３１の空洞部３１ｆを前側シリンダ装置１８に連通させても良い。又は、後側の弾性部材３１の代わりに第１実施形態で説明した後側シリンダ装置１２を使用し、後側シリンダ装置１２を前側の弾性部材３０の空洞部３０ｆに連通させても良い。この場合に、後側の弾性部材３０を慣性主軸Ｉ１よりも後方に配置しても良い。カルダンジョイント５の上下変位方向と逆相となるが、当該カルダンジョイント５の上下変位方向を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る構成を示す概要図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係る比較例の構成を示す概要図である。
【図３】本発明に基づく第２実施形態に係る構成を説明する概要図である。
【図４】後側の弾性部材の構成を示す図である。
【図５】前側の弾性部材の構成を示す図である。
【図６】後側の弾性体と前側の弾性体との連通例を示す図である。
【図７】パワープラントの後端部の弾性支持位置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    パワープラント
４    前側のカルダンジョイント（前側連結部）
５    後側のカルダンジョイント（後側連結部）
６    プロペラシャフト
７    デファレンシャルギヤ（後輪駆動装置）
１２  後側シリンダ装置
１４ａ  上室（第１圧力室）
１７    当接部
１８  前側シリンダ装置
１９ｂ  下室
２３  連通管
３０  弾性部材
３０ａ  内筒
３０ｂ  外筒
３０ｃ  弾性体
３０ｄ  上側突出板
３０ｅ  下側突出板
３０ｆ  空洞部
３１  弾性部材
３１ａ  内筒（第２の部材）
３１ｂ  外筒（第１の部材）
３１ｃ  弾性体
３１ｄ  上側突出板
３１ｅ  下側突出板
３１ｆ  空洞部
【図１】
2007055485.tif 000003
【図２】
2007055485.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007055485.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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