(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが出力軸方向を車幅方向に向けた横置きの状態で車体に搭載され、該エンジンの出力軸に変速機が連結され、前記エンジンの出力軸と平行に前記エンジンの駆動力により駆動される第１車軸および第２車軸が配置され、前記変速機の出力軸に差動装置を介して前記第１車軸が連結され、前記エンジンの駆動力を前記第２車軸に伝達するトランスファ軸が前記第１車軸と平行に配置されてなる４輪駆動車のトランスファ装置において、
前記変速機の出力ギヤと噛合する第１のリングギヤおよび、該第１のリングギヤに比べて径が小さい、前記トランスファ軸の入力ギヤと噛合する第２のリングギヤを、共に同一方向に傾斜するヘリカルギヤとし、かつ、両リングギヤを一体に形成し、
前記差動装置のディファレンシャルケースを前記第１車軸の軸方向に第１の部分と第２の部分とに分割した分割構成とし、該ディファレンシャルケースの分割面を構成する前記第１の部分と第２の部分の連結部位にそれぞれフランジ部を設けて、
前記第１のリングギヤと第２のリングギヤとからなる一体のリング体を、前記ディファレンシャルケース上に配置し、該ディファレンシャルケースのフランジ部を貫通して前記リング体の第１のリングギヤの部分に螺入する締結ボルトにより、前記ディファレンシャルケースの第１の部分および第２の部分と共締めでボルト締結したことを特徴とする４輪駆動車のトランスファ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン横置きの４輪駆動車のトランスファ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン横置きの４輪駆動車では、エンジンが出力軸方向を車幅方向に向けた横置きの状態で車体に搭載され、そのエンジンの出力軸に変速機が連結され、エンジンの出力軸と平行にエンジンの駆動力により駆動される前輪車軸（第１車軸）と後輪車軸（第２車軸）が配置され、変速機の出力軸に差動装置を介して前輪車軸が連結され、また、伝達軸を介して後輪車軸にエンジンの駆動力が伝達される。そして、その後輪車軸にエンジンの駆動力を伝達する機構として、つぎのように様々な方式のものが従来から知られている。
【０００３】
▲１▼第１車軸上のディファレンシャルケースに設けられた、変速機の出力ギヤと噛合するリングギヤ（入力ギヤ）に、後輪側の伝達軸先端のベベルギヤを直接噛合させるもの。
【０００４】
▲２▼第１車軸上のディファレンシャルケースに設けられた、変速機の出力ギヤと噛合するリングギヤ（入力ギヤ）と噛合するトランスファギヤ（第２の入力ギヤ）を備えたトランスファ軸を設け、トランスファ軸を介して後輪側の伝達軸に動力を伝達するもの。
【０００５】
▲３▼第１車軸上のディファレンシャルケースに、上記リングギヤとは別の第２のリングギヤを設け、その第２のリングギヤにトランスファ軸のトランスファギヤを噛合させ、トランスファ軸を介して後輪側の伝達軸に動力を伝達するもの。
【０００６】
上記▲１▼のように、第１車軸上のディファレンシャルケースに設けられたリングギヤに伝達軸先端のベベルギヤを直接噛合させるものでは、変速機の出力軸との関係で伝達軸の高さが規定されるため、フロアトンネルが高くなってしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、ディファレンシャルケースに設けられたリングギヤ（入力ギヤ）と後輪側の伝達軸先端のベベルギヤとの間にもう一つのギヤ（トランスファギヤ）を介在させることにより、伝達軸の高さの自由度を大きすることが考えられる。そして、その具体例が上記▲２▼および▲３▼である。
【０００８】
そのうち、上記▲２▼の方式では、第１車軸上のディファレンシャルケースに設けられたリングギヤ（入力ギヤ）をトランスファギヤ（第２の入力ギヤ）と直接噛合させる。しかし、リングギヤ（入力ギヤ）それ自体が比較的大径とならざるを得ないものであって、リングギヤ（入力ギヤ）が大径だと、減速比の関係から、トランスファギヤも大径とならざるを得ない。そのため、▲２▼の方式の場合は、第１車軸とトランスファ軸の軸間距離が大きくなってしまい、コンパクトで支持剛性の高いトランスファ構造が得られない。また、軸間距離を小さくすると、所定の減速比が得られず、トランスファ軸の回転数が高くなって、異音等の問題が生じる。
【０００９】
それに対し、上記▲３▼の方式は、第１車軸上のディファレンシャルケースに、リングギヤ（入力ギヤ）とは別の第２のリングギヤを設け、その第２のリングギヤにトランスファギヤを噛合させるものであって、この場合は、第２のリングギヤを小径とすることによって、第１車軸とトランスファ軸との軸間距離を小さくでき、減速比の自由度が大きく、また、コンパクトで支持剛性の高いトランスファ構造を得ることができる。
【００１０】
ところで、実公平３−４７９２７号公報に示されたトランスファ構造は、上記▲３▼の方式を採用して具体例であって、この場合、ディファレンシャルケースの外周に嵌合させたリングギヤ（入力ギヤ）の側面に第２のリングギヤを当接させ、両リングギヤをディファレンシャルケースのフランジ部にボルトで共締め固定するようにしている。
【００１１】
実公平３−４７９２７号公報に示された上記トランスファ構造によれば、トランスファギヤを噛合させる第２のリングギヤをディファレンシャルケースの外周においてリングギヤ（入力ギヤ）の側面に当接する位置に配置するので、第１車軸の周りがコンパクトにまとまり、例えば排気系等のレイアウトを阻害することがない。また、両リングをボルトでディファレンシャルケースのフランジ部に固定するので、リングギヤだけを取り外して交換することによって、車種の違いにより、あるいは変速機がマニュアルタイプ（ＭＴ）かオートマチックタイプ（ＡＴ）かにより動力伝達のトルクが異なるためにリングギヤ（入力ギヤ）の歯幅等を変えたいとか、減速比が異なるために第２のリングギヤの径を変えたいといった要求に対して、ディファレンシャルケース等は共通化して、リングギヤ対の交換だけで対応するようにできる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記実公平３−４７９２７号公報に示されたトランスファ構造は、上述のとおり、ディファレンシャルケースの外周に嵌合させたリングギヤ（入力ギヤ）の側面に第２のリングギヤを当接させ、両リングギヤをディファレンシャルケースのフランジ部にボルトで共締め固定したものであって、かかるトランスファ構造によれば、後輪側へ駆動力を伝達する伝達軸の高さの自由度が高くなるとともに、第１車軸とトランスファ軸との軸間距離を小さくでき、減速比の自由度を大きくできて、トランスファ構造をコンパクトで支持剛性の高いものとすることができ、かつ、第１車軸の周りをコンパクトにまとめて排気系等のレイアウトを阻害しないようにでき、また、車種や変速機の種類による伝達トルクの違いや減速比の違いに対して、ディファレンシャルケース等は共通化して、リングギヤ対の交換だけで対応するようにできる。しかしながら、このトランスファ構造は、別々に形成された一対のリングギヤをディファレンシャルケースのフランジ部にボルトで共締め固定するので、入力側のリングギヤからの荷重に加えて第２のリングギヤからの荷重がかかり、締結ボルトに大きな剪断力が生ずる。また、特に、ノイズ低減のためリングギヤをヘリカルギヤで形成する場合は、リングギヤ（入力ギヤ）と第２のリングギヤを同一方向に傾斜するヘリカルギヤとして、駆動時に第１車軸にかかるスラスト力を相殺させることが考えられるが、そのように両リングギヤを同じ傾斜方向のヘリカルギヤとし、かつ、それらを共締でボルト締結した場合、締結ボルトには、大きな剪断力が生ずるととともに、スラスト力が引張方向あるいは圧縮方向の負荷となる。
【００１３】
このように、上記実公平３−４７９２７号公報に示されたトランスファ構造のように、別々に形成された一対のリングギヤをディファレンシャルケースのフランジ部にボルトで共締め固定する場合、特に、両リングギヤが共に同一方向に傾斜するヘリカルギヤである場合は、締結ボルトにかかる負荷が大きいため、ボルトの本数を多くし、あるいはボルトの径を大きくせざるを得ないのが現状で、それがトランスファ装置のコンパクト化を阻む要因となっていた。
【００１４】
したがって、変速機の出力ギヤと噛合する第１のリングギヤおよびトランスファ軸の入力ギヤと噛合する第２のリングギヤを、共に同一方向に傾斜するヘリカルギヤとし、差動装置のディファレンシャルケースのフランジ部にボルト締結する場合の締結ボルトにかかる負荷を小さくして、ボルトの本数を減らし、あるいはボルトの径を小さくすることができ、トランスファ装置のコンパクト化を図れるようにすることが課題である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンが出力軸方向を車幅方向に向けた横置きの状態で車体に搭載され、エンジンの出力軸に変速機が連結され、エンジンの出力軸と平行にエンジンの駆動力により駆動される第１車軸および第２車軸が配置され、変速機の出力軸に差動装置を介して第１車軸が連結され、エンジンの駆動力を第２車軸に伝達するトランスファ軸が第１車軸と平行に配置されてなる４輪駆動車のトランスファ装置において、変速機の出力ギヤと噛合する第１のリングギヤおよび、該第１のリングギヤに比べて径が小さい、トランスファ軸の入力ギヤと噛合する第２のリングギヤを、共に同一方向に傾斜するヘリカルギヤとし、かつ、両リングギヤを一体に形成し、差動装置のディファレンシャルケースを第１車軸の軸方向に第１の部分と第２の部分とに分割した分割構成とし、該ディファレンシャルケースの分割面を構成する第１の部分と第２の部分の連結部位にそれぞれフランジ部を設けて、第１のリングギヤと第２のリングギヤとからなる一体のリング体を、ディファレンシャルケース上に配置し、該ディファレンシャルケースのフランジ部を貫通してリング体の第１のリングギヤの部分に螺入する締結ボルトにより、ディファレンシャルケースの第１の部分および第２の部分と共締めでボルト締結するものである。
【００１６】
上記構成によれば、後輪側へ駆動力を伝達する伝達軸の高さの自由度が高くなり、第１車軸とトランスファ軸との軸間距離を小さくでき、減速比の自由度を大きくできて、トランスファ構造をコンパクトで支持剛性の高いものとすることができ、かつ、第１車軸の周りをコンパクトにまとめて排気系等のレイアウトを阻害しないようにでき、また、車種や変速機の種類による伝達トルクの違いや減速比の違いに対して、ディファレンシャルケース等は共通化して、リングギヤ対の交換だけで対応するようにできる。そして、変速機の出力ギヤと噛合する第１のリングギヤおよびトランスファ軸の入力ギヤと噛合する第２のリングギヤが、共に同一方向に傾斜するヘリカルギヤであることにより、歯打ちによるノイズが低減されるとともに、駆動時に第１車軸にかかるスラスト力が相殺され、また、両リングギヤが一体構成であるため、入力側のリングギヤにかかる回転方向の力と第２のリングギヤにかかる回転方向の力が相殺されて締結ボルトに生ずる剪断力が緩和される。また、この場合、締結ボルトに引張方向あるいは圧縮方向の力がかかることはない。したがって、締結ボルトにかかる負荷は小さい。そのため、ボルトの本数を減らすことができ、あるいはボルトの径を小さくすることができ、トランスファ装置のコンパクト化が可能となる。
【００１７】
また、入力トルクが大きく倒れも大きい第１のリングギヤの部分でボルト締結するので、問題の大きい第１のリングギヤの倒れを効果的に防止でき、また、締結ボルトにかかる剪断力を効果的に緩和できる。また、そのため、締結ボルトの本数を一層少なくでき、あるいはボルトの径を一層小さくでき、また、ボルトの長さを短くできる。
【００１８】
上記４輪駆動車のトランスファ構造は、第２のリングギヤの歯幅に対して第１のリングギヤの歯幅を厚くするのがよい。入力トルクの大小によってこのようにリングギヤの歯幅を変えることで、トランスファ装置を一層コンパクト化できる。
【００１９】
また、本発明の４輪駆動車のトランスファ構造は、締結ボルトにかかる負荷が小さくなるため、リングギヤをボルト締結するフランジ部にディファレンシャルケースの分割面を設定して、リングギヤ締結のためのボルトでディファレンシャルの２部分を共締めするようにでき、したがって、ボルトの本数を低減できる。この場合、フランジ部は、ねじり方向の力がかかりにくい部位に設けるのが有利であり、そうすることにより、ディファレンシャルケースの分割面におけるすべりを少なくし、ボルトにかかる負荷を小さくできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による４輪駆動車のトランスファ構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１および図２は、実施の形態の一例に係る４輪駆動車の動力伝達装置を示している。図において、１は、車体前部に横置き状態で搭載されたエンジンである。エンジン１には、その車幅方向に伸びる出力軸（クランクシャフト）２にクラッチ３を介してマニュアルタイプの変速機（ＭＴ）４が連結されている。
【００２２】
上記変速機４は、エンジン１の出力軸２にクラッチ３を介して連結されたプライマリシャフト（入力軸）５と、このプライマリシャフト５と平行に配置されたセカンダリシャフト（出力軸）６と、これらシャフト５，６間に設けられた前進用１〜５速および後進用の変速ギヤ列７を有し、上記クラッチ３を介してプライマリシャフト５に伝達されたエンジン１の出力軸２の回転を、シフト操作に対応した変速ギヤ列７の各ギヤの選択的な噛み合いにより変速してセカンダリシャフト６に伝達し、セカンダリシャフト６の回転を、そのエンジン側端部に固定された出力ギヤ８から出力するよう構成されたものである。
【００２３】
上記出力ギヤ８には、前輪差動装置９のディファレンシャルケース１０に固定されたヘリカルギヤからなる第１のリングギヤ（入力ギヤ）１１が噛み合っている。
【００２４】
上記前輪差動装置９は、４ピニオンタイプで、そのディファレンシャルケース１０は分割構成で、一方が椀状で他方が蓋状の２部分１０ａ，１０ｂからなり、ディファレンシャルケース１０の分割面を構成する２部分１０ａ，１０ｂの連結部位にはそれぞれフランジ部１２ａ，１２ｂが設けられている。そして、それら２部分１０ａ，１０ｂからなる連結体の両端部が軸受１３，１４によって回転自在に支持されている。
【００２５】
上記第１のリングギヤ（入力ギヤ）１１には、後述するトランスファ軸の入力ギヤと噛合するようにされた、第１のリングギヤ１１と傾斜方向が同一のヘリカルからなる第２のリングギヤ１５が一体形成されている。第２のリングギヤ１５は、第１のリングギヤ１１に比べて、径が小さく、また、歯幅が小さい。そして、これら第１のリングギヤ１１と第２のリングギヤ１５からなる一体のリング体が、ディファレンシャルケース１０の第１の部分１０ａの外周に、第１のリングギヤ１１がフランジ部１２ａの背面に当接するよう嵌着されている。そして、ディファレンシャルケース１０の第２の部分１０ｂのフランジ部１２ｂの側から、該第２の部分１０ｂのフランジ部１２ｂおよび第１の部分１０ａのフランジ部１２ａを貫通して、上記リング体の第１のリングギヤ１１の部分に締結ボルト１６が所定間隔で螺入され、こうして、第１のリングギヤ１１と第２のリングギヤ１５からなる上記リング体が、ディファレンシャルケース１０の第１の部分１０ａおよび第２の部分１０ｂと共締めでボルト締結されている。
【００２６】
上記前輪差動装置９は、上述のとおり４ピニオンタイプで、ディファレンシャルケース１０の第１の部分１０ａをピン１７が貫通し、隣接するもの同士が相互に噛合するよう上記ピン１７を挟んでベベルタイプの４個のピニオンギヤ１８，１９，２０，２１が十文字に配列され、そのうちの対向する一対のピニオンギヤ１８，１９を回転自在に支持する２本のロッド２２，２３が、ディファレンシャルケース１０の第１の部分１０ａに嵌挿されるととともに、他の一対のうちの一方のピニオンギヤ２０には、比較的短い左前輪用の第１車軸２４がスプライン嵌合され、他方のピニオンギヤ２１には、比較的長い右前輪用の第１車軸２５がスプライン嵌合されている。そして、上記左前輪用の第１車軸２４には、等速ジョイント２６を介して左前輪用のドライブシャフト２７が連結され、右前輪用の第２車軸２５には、等速ジョイント２８を介して右前輪用のドライブシャフト２９が連結されている。
【００２７】
また、上記動力伝達装置には、第１車軸２４，２５と平行に延びるトランスファ軸３０を備えたトランスファ装置３１が設けられ、上記トランスファ軸３０には、上記第２のリングギヤ１５と噛み合う入力ギヤ３２が設けられている。また、上記トランスファ軸３０には、第２のリングギヤ１５からこのトランスファ軸３０に伝達された駆動力を直角方向に変換して後輪側に伝達するベベルギヤまたはハイポイドギヤ等からなる出力ギヤ３３が取り付けられている。そして、上記出力ギヤ３３に、車体後方側へ延びる動力伝達軸３４の一端に設けられたピニオンギヤ３５が噛み合い、この動力伝達軸３４の他端には、等速ジョイント３６，駆動力分配機構３７およびプロペラシャフト３８を介して後輪差動装置３９が連結されている。後輪差動装置３９は、前輪差動装置９と同様の４ピニオンタイプの歯車機構がドライビングピニオン４０を介して駆動されるよう構成されたもので、出力軸である左後輪側の第２車軸４１および右後輪側の第２車軸４２には、それぞれ等速ジョイント４３，４４を介して左右後輪のドライブシャフト４５，４６が連結されている。
【００２８】
なお、以上説明した例は、マニュアルタイプの変速機４を有する４輪駆動車の場合であるが、図３に示すように、エンジンの出力軸（図示せず）にトルクコンバータ４７を介して連結されたオートマチックタイプの変速機（ＡＴ）５０を有する４輪駆動車のトランスファ構造についても、本発明を適用可能である。この場合のトランスファ構造では、トルクコンバータ４７のトルク増大作用により、変速機５０の出力ギヤ８から第１のリングギヤ１５に入力される駆動トルクが、上記マニュアルタイプの変速機４の場合に比べて大きいので、上記第１のリングギヤ１５の歯幅が大きいが、その他の構成は、先の例と同様である。図３において、先の例と同じ部分には図２の場合と同じ符号を付している。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、変速機の出力ギヤと噛合する第１のリングギヤおよびトランスファ軸の入力ギヤと噛合する第２のリングギヤを、共に同一方向に傾斜するヘリカルギヤとして、ディファレンシャルケースのフランジ部にボルト締結する場合の締結ボルトにかかる負荷を小さくすることができ、ボルトの本数を減らし、あるいはボルトの径を小さくすることが可能で、トランスファ装置のコンパクト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の一例に係る４輪駆動車の動力伝達装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】上記４輪駆動車のトランスファ構造を示す断面図である。
【図３】実施の形態の他の例に係る４輪駆動車のトランスファ構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  エンジンの出力軸
４  変速機（ＭＴ）
８  変速機の出力ギヤ
９  前輪差動装置
１０  ディファレンシャルケース
１０ａ  第１の部分
１０ｂ  第２の部分
１１  第１のリングギヤ
１２ａ，１２ｂ  フランジ部
１５  第２のリングギヤ
１６  締結ボルト
２４，２５  第１車軸
３０  トランスファ軸
３１  トランスファ装置
４１，４２  第２車軸
５０  変速機（ＡＴ）
【図１】
0003928204.tif 000002
【図２】
0003928204.tif 000003
【図３】
0003928204.tif 000004