(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力が入力される入力軸と、
前記入力軸上に固定された第１の歯車と、
前記入力軸と平行に配置された中間軸と、
前記中間軸上に固定され前記第１の歯車と噛合された第２の歯車と、
前記中間軸上に配置され、該中間軸から伝達される動力を、該中間軸の回転方向と同方向に作用する第１の回転駆動力と、該中間軸の回転方向と逆方向に作用する第２の回転駆動力と、に分配して出力するディファレンシャル機構と、
前記中間軸と同軸上に配置され、前記ディファレンシャル機構から前記第２の回転駆動力が伝達される第１の出力軸と、
前記中間軸と平行に配置された第２の出力軸と、
前記第２の出力軸上に固定され、前記ディファレンシャル機構から前記第１の回転駆動力が伝達される第３の歯車と、
を有し、
前記ディファレンシャル機構はベベル式ディファレンシャル機構であって、該ベベル式ディファレンシャル機構が、
前記中間軸上に固定された第１のサイドギヤと、
前記第１のサイドギヤに噛合され、該第１のサイドギヤの回転方向と同方向に公転し及び該第１のサイドギヤの回転方向に直交する方向に自転するピニオンと、
前記第１の出力軸上に固定され、前記ピニオンに噛合された第２のサイドギヤと、
前記第３の歯車に噛合され、前記ピニオンの公転と共に回転駆動されるリングギヤと、
を備えてなることを特徴とするトランスファ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスファ装置に関し、特に車両用のトランスファ装置に関し、中でもフルタイム式のトランスファ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の３軸式トランスファ装置は、中間軸が入力軸の回転方向と逆方向に回転する構造を有している。図４及び図５はそれぞれ、このような従来の３軸式トランスファ装置の構造を説明するためのスケルトン図である。
【０００３】
図４を参照すると、第１の従来例に係る３軸式トランスファ装置は、入力軸１と、入力軸１と同軸上に配置された第１の出力軸２と、入力軸１と平行に配置された第２の出力軸３と、入力軸１と平行に配置された中間軸４とを有し、第１の出力軸２上にディファレンシャル機構４０が配置されている。
【０００４】
第１の従来例に係る３軸式トランスファ装置においては、第１の出力軸２及び第２の出力軸３の回転駆動方向を入力軸の回転方向と同方向にするため、入力軸１上にディファレンシャル機構４０を設けて、入力軸１と同軸上に第１の出力軸２の取出し位置を設定している。
【０００５】
図５を参照すると、第２の従来例に係る３軸式トランスファ装置は、入力軸１と、入力軸１と平行に配置された第２の出力軸３と、第２の出力軸３と同軸上に配置された第１の出力軸２と、入力軸１と平行に配置された中間軸４とを有し、第２の出力軸３上にディファレンシャル機構５０が配置されている。
【０００６】
第２の従来例に係る３軸式トランスファ装置においては、第１の出力軸２及び第２の出力軸３の回転駆動方向を入力軸の回転方向と同方向にするため、第２の出力軸３と同軸上に、ディファレンシャル機構５０を配置すると共に、第１の出力軸２の取出し位置を設定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第１及び前記第２の従来例においては、第１の出力軸及び第２の出力軸の回転駆動方向を入力軸の回転方向と同方向にする都合上、出力の取出し位置が入力軸上又は第２の出力軸上にしか設定できず、これによって、トランスファ装置の後段に配置される部品、例えば、プロペラシャフト及びその他周辺部品の配置が制約を受けるという問題点がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、第１の出力軸及び第２の出力軸の回転駆動方向を入力軸の回転方向と同方向にすることができる、新規な構造を有するトランスファ装置を提供することであり、さらには、前記の制約を緩和することができるトランスファ装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、第１の視点において、動力が入力される入力軸と、前記入力軸上に固定された第１の歯車と、前記入力軸と平行に配置された中間軸と、前記中間軸上に固定され前記第１の歯車と噛合された第２の歯車と、前記中間軸上に配置され、該中間軸から伝達される動力を、該中間軸の回転方向と同方向に作用する第１の回転駆動力と、該中間軸の回転方向と逆方向に作用する第２の回転駆動力と、に分配して出力するディファレンシャル機構と、前記中間軸と同軸上に配置され、前記ディファレンシャル機構から前記第２の出力が伝達される第１の出力軸と、前記中間軸と平行に配置された第２の出力軸と、前記第２の出力軸上に固定され、前記ディファレンシャル機構から前記第１の回転駆動力が伝達される第３の歯車と、を有し、前記ディファレンシャル機構はベベル式ディファレンシャル機構であって、該ベベル式ディファレンシャル機構が、前記中間軸上に固定された第１のサイドギヤと、前記第１のサイドギヤに噛合され、該第１のサイドギヤの回転方向と同方向に公転し及び該第１のサイドギヤの回転方向に直交する方向に自転するピニオンと、前記第１の出力軸上に固定され、前記ピニオンに噛合された第２のサイドギヤと、前記第３の歯車に噛合され、前記ピニオンの公転と共に回転駆動されるリングギヤと、を備えてなることを特徴とするトランスファ装置を提供する。
【００１０】
本発明によるトランスファ装置においては、前記第１の出力軸が前記ディファレンシャル機構から伝達される第２の回転駆動力により、一方、前記第２の出力軸が、前記ディファレンシャル機構から伝達される第１の回転駆動力により、いずれも、前記入力軸と同方向（前記中間軸と逆方向）に回転駆動される。すなわち、本発明によるトランスファ装置によれば、中間軸上に配置されたディファレンシャル機構によって、中間軸に入力された動力の一部が、入力軸の回転方向と同方向に作用する回転駆動力に変換される。このため、中間軸上からも出力を取出すことができ、加えて、前記の制約も緩和される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態に係るトランスファ装置は、動力が入力される入力軸（図１又は図２の１）と、前記入力軸と平行に配置され、該入力軸と逆方向に回転される中間軸（図１又は図２の４）と、前記中間軸上に配置され、該中間軸から入力された動力を、該中間軸の回転方向と同方向に作用する第１の回転駆動力と、該中間軸の回転方向と逆方向に作用する第２の回転駆動力と、に分配して互いに平行な第２の出力軸と、第１の出力軸とに向ってそれぞれ出力するディファレンシャル機構（図１のベベル式ディファレンシャル機構７）とを有する。この装置によれば、入力軸と、第１の出力軸と、第２の出力軸とが同一直線上に配置されておらず、又出力の取出し位置が第２の出力軸以外にもある。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態において、本発明によるトランスファ装置は、四輪駆動式の車両に搭載され、フルタイム式のトランスファ装置として用いられる。
【００１４】
【実施例】
以上説明した本発明の好ましい実施の形態をさらに明確化するために、以下図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
【００１５】
［実施例１］
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本発明の実施例１に係るトランスファ装置の構成を説明するための図であって、図１（Ａ）は軸方向端面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線階段断面図である。
【００１６】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照すると、本発明の実施例１に係るトランスファ装置は、動力が入力される入力軸１と、入力軸１上に固定された第１の歯車５と、入力軸１と平行に配置された中間軸４と、中間軸４上に固定され第１の歯車５と噛合された第２の歯車６と、中間軸４上に配置され、中間軸４から入力された動力を、中間軸４の回転方向と同方向に作用する第１の回転駆動力と、中間軸４の回転方向と逆方向に作用する第２の回転駆動力と、に分配して出力するベベル式ディファレンシャル機構７と、中間軸４と同軸上に配置され、ベベル式ディファレンシャル機構７から第２の回転駆動力が伝達される第１の出力軸２と、中間軸４と平行に配置された第２の出力軸３と、第２の出力軸３上に固定され、ベベル式ディファレンシャル機構７から第１の回転駆動力が伝達されて中間軸４の回転方向と逆方向に回転される第３の歯車８と、を有する。
【００１７】
ベベル式ディファレンシャル機構７は、中間軸４上に固定された第１のサイドギヤ７ａと、第１のサイドギヤ７ａに噛合され、第１のサイドギヤ７ａの回転方向と同方向に公転し及び第１のサイドギヤ７ａの回転方向に直交する方向に自転するピニオン、すなわち、第１のピニオン７ｂ及び第２のピニオン７ｃと、第１の出力軸２上に固定され、第１のピニオン７ｂ及び第２のピニオン７ｃに噛合された第２のサイドギヤ７ｄと、第３の歯車８に噛合され、第１のピニオン７ｂ及び第２のピニオン７ｃの公転と共に回転駆動されるリングギヤ７ｅと、を備えてなる。
【００１８】
次に、以上説明した本発明の実施例１に係るトランスファ装置の動作を、入力軸１に入力軸１を右方向に回転させる動力が入力した場合について説明する。
【００１９】
引き続き、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照して、入力軸１に入力軸１を右方向に回転させる動力が入力した場合、第１の歯車５は右回転し、第２の歯車６及び中間軸４は左回転する。そして、ベベル式ディファレンシャル機構７を介して伝達される第２の回転駆動力により、第１の出力軸２は右方向に回転駆動される。一方、左回転するリングギヤ７ｅを介して伝達される第１の回転駆動力により、第３の歯車８及び第２の出力軸３は右回転される。このようにして、第１の出力軸２及び第２の出力軸３は、入力軸１と同方向に回転駆動される。
【００２０】
また、本発明の実施例１に係るトランスファ装置においては、入力軸１と、第１の出力軸２と、第２の出力軸３とを同一直線上に配置する必要がないため、入力軸１、第１の出力軸２及び第２の出力軸３の配置に関する設計自由度が高められている。
【００２１】
次に、第１の歯車５、第２の歯車６、リングギヤ７ｅ及び第３の歯車８の歯数の設定について説明する。ここで、入力軸１の回転数をＮ１、第１の出力軸２の回転数をＮ２、第２の出力軸３の回転数をＮ３、第２の歯車６の回転数をＮ４、リングギヤ７ｅの回転数をＮ５とし、第１の歯車５の歯数をＺ１、第２の歯車６の歯数をＺ２、リングギヤ７ｅの歯数をＺ３、第３の歯車８の歯数をＺ４とし、入力ギヤ比Ａ＝Ｚ１／Ｚ２、出力ギヤ比Ｂ＝Ｚ３／Ｚ４とし、回転方向は入力側からみて右方向の回転をプラスとする。
【００２２】
ベベル式ディファレンシャル機構７の機能より、Ｎ２、Ｎ４及びＮ５の関係を次のように表すことができる。
【００２３】
（Ｎ４＋Ｎ２）／２＝Ｎ５
【００２４】
従って、
（−Ｎ１×Ａ＋Ｎ２）／２＝−Ｎ３／Ｂ  ・・・（ａ）
、である。
【００２５】
＜歯数設定例１−１＞
例えば、トランスファ装置の減速比を「１」とする場合、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３が成立する場合が必要である。従って、（ａ）式より、以下の関係が成立するようにＺ１〜Ｚ４を設定すれはよい。
【００２６】
Ｂ＝２／（Ａ−１）  ・・・（ｂ）
【００２７】
＜歯数設定例１−２＞
例えば、トランスファ装置の減速比を「１」、かつ第１の出力軸２と第２の出力軸３のトルク配分比を５０：５０とする場合、常に下式の関係が成立しなければならない。
【００２８】
Ｎ１＝（Ｎ２＋Ｎ３）／２  ・・・（ｃ）
【００２９】
ここで（ａ）式、（ｂ）式、（ｃ）式より、
（２／Ｂ−１）×Ｎ２＝（２／Ｂ−１）×Ｎ３  ・・・（ｄ）
、である。
【００３０】
さらに、Ｎ２、Ｎ３の値にかかわらず、（ｄ）式を常に成立させるには以下の関係が必要である。
【００３１】
２／Ｂ−１＝０、すなわち、
Ｂ＝２  ・・・（ｅ）
【００３２】
また（ｂ）式より、
Ａ＝２  ・・・（ｆ）
、である。
【００３３】
従って（ｅ）式、（ｆ）式が成立するようにＺ１〜Ｚ４を設定すればよい。
【００３４】
［参考例１］
図２は、本発明の参考例１に係るトランスファ装置の構成を説明するための図である。
【００３５】
図２を参照すると、本発明の参考例１に係るトランスファ装置は、動力が入力される入力軸１と、入力軸１上に固定された第１の歯車５と、入力軸１と平行に配置された中間軸４と、中間軸４上に固定され第１の歯車５と噛合された第２の歯車６と、中間軸４上に配置され、中間軸４から入力された動力を、中間軸４の回転方向と同方向に作用する第１の回転駆動力と、中間軸４の回転方向と逆方向に作用する第２の回転駆動力と、に分配して出力する遊星歯車式ディファレンシャル機構１０と、中間軸４と同軸上に配置され、遊星歯車式ディファレンシャル機構１０から第２の回転駆動力が伝達される第１の出力軸２と、中間軸４と平行に配置された第２の出力軸３と、第２の出力軸３上に固定され、遊星歯車式ディファレンシャル機構１０から第１の回転駆動力が伝達されて中間軸４の回転方向と逆方向に回転される第３の歯車８と、を有する。
【００３６】
遊星歯車式ディファレンシャル機構１０は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構であって、中間軸４に固定され中間軸４と一体回転するキャリア１３と、キャリア１３に軸支されたピニオン１２と、ピニオン１２及び第３の歯車８に噛合されたリングギヤ１１と、第１の出力軸２上に固定されると共にピニオン１２に噛合され、第１の出力軸２と一体回転するサンギヤ１４とを備えてなる。
【００３７】
次に、以上説明した本発明の参考例１に係るトランスファ装置の動作を、入力軸に入力軸を右方向に回転させる動力が入力した場合について説明する。
【００３８】
引き続き、図２を参照して、入力軸１に入力軸１を右方向に回転させる動力が入力した場合、第１の歯車５は右回転し、第２の歯車６及び中間軸４は左回転する。そして、遊星歯車式ディファレンシャル機構１０を介して伝達される第２の回転駆動力により、第１の出力軸２は右方向に回転駆動される。また、左回転するリングギヤ１１を介して伝達される第１の回転駆動力により、第３の歯車８及び第２の出力軸３は右回転される。このようにして、第１の出力軸２及び第２の出力軸３は、入力軸１と同方向に回転駆動される。
【００３９】
また、本発明の実施例１に係るトランスファ装置においては、入力軸１と、第１の出力軸２と、第２の出力軸３とを同一直線上に配置する必要がないため、入力軸１、第１の出力軸２及び第２の出力軸３の配置に関する設計自由度が高められている。
【００４０】
次に、第１の歯車５、第２の歯車６、リングギヤ１１及び第３の歯車８の歯数の設定について説明する。ここで、入力軸１の回転数をＮ１、第１の出力軸２の回転数をＮ２、第２の出力軸３の回転数をＮ３、第２の歯車６の回転数をＮ４、リングギヤ１１の回転数をＮ５とし、第１の歯車５の歯数をＺ１、第２の歯車６の歯数をＺ２、リングギヤ１１の外歯数をＺ３、リングギヤ１１の内歯数をＺＲ、サンギヤ１４の歯数をＺＳ、第３の歯車８の歯数をＺ４とし、入力ギヤ比Ａ＝Ｚ１／Ｚ２、出力ギヤ比Ｂ＝Ｚ３／Ｚ４、プラネタリギヤ比Ｃ＝ＺＳ／ＺＲとし、回転方向は入力側からみて右方向の回転をプラスとする。
【００４１】
ダブルピニオン式である遊星歯車式ディファレンシャル機構１０の機能より、Ｎ２、Ｎ４及びＮ５の関係を次のように表すことができる。
【００４２】
（１−Ｃ）×Ｎ４＝Ｎ５−Ｃ×Ｎ２
【００４３】
従って、
（１−Ｃ）×Ａ×Ｎ１＝１／Ｂ×Ｎ３＋Ｃ×Ｎ２  ・・・（ｇ）
、である。
【００４４】
＜歯数設定例２−１＞
例えば、トランスファ装置の減速比を「１」とする場合、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３が成立する場合が必要である。したがって、（ｇ）式より以下の関係が成立するようにＺ１〜Ｚ４、ＺＲ及びＺＳを設定すればよい。
【００４５】
（１−Ｃ）×Ａ＝Ｃ＋１／Ｂ  ・・・（ｈ）
【００４６】
＜歯数設定例２−２＞
また、トランスファ装置の減速比を「１」、かつ第１の出力軸２と第２の出力軸３のトルク配分比を５０：５０とする場合、常に以下の関係が成立しなければならない。
【００４７】
Ｎ１＝（Ｎ２＋Ｎ３）／２  ・・・（ｉ）
【００４８】
ここで（ｇ）式、（ｈ）式及び（ｉ）式より、
Ａ＝２×Ｃ／（１−Ｃ）  ・・・（ｊ）
Ｂ＝１／Ｃ  ・・・（ｋ）
、である。
【００４９】
従って（ｊ）式及び（ｋ）式が成立するようにＺ１〜Ｚ４、ＺＳ及びＺＲを設定すればよい。
【００５０】
［参考例２］
図３は、本発明の参考例２に係るトランスファ装置の構成を説明するための図である。
【００５１】
図３を参照すると、本発明の参考例２に係るトランスファ装置は、動力が入力される入力軸１と、入力軸１上に固定された第１の歯車５と、入力軸１と平行に配置された中間軸４と、中間軸４上に固定され第１の歯車５と噛合された第２の歯車６と、中間軸４上に配置され、中間軸４から入力された動力を、中間軸４の回転方向と同方向に作用する第１の回転駆動力と、中間軸４の回転方向と逆方向に作用する第２の回転駆動力と、に分配して出力する遊星歯車式ディファレンシャル機構２０と、中間軸４と同軸上に配置され、遊星歯車式ディファレンシャル機構２０から第２の回転駆動力が伝達される第１の出力軸２と、中間軸４と平行に配置された第２の出力軸３と、第２の出力軸３上に固定され、遊星歯車式ディファレンシャル機構２０から第１の回転駆動力が伝達されて中間軸４の回転方向と逆方向に回転される第３の歯車８と、を有する。
【００５２】
遊星歯車式ディファレンシャル機構２０は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構であって、中間軸上４に固定され中間軸４と一体回転するサンギヤ２４と、サンギヤ２４に噛合されたピニオン２２と、第１の出力軸２上に固定され第１の出力軸２と一体回転し、ピニオン２２を軸支するキャリア２３と、ピニオン２２及び第３の歯車８に噛合されたリングギヤ２１とを備えてなる。
【００５３】
次に、以上説明した本発明の参考例２に係るトランスファ装置の動作を、入力軸に入力軸を右方向に回転させる動力が入力した場合について説明する。
【００５４】
引き続き、図３を参照して、入力軸１に入力軸１を右方向に回転させる動力が入力した場合、第１の歯車５は右回転し、第２の歯車６及び中間軸４は左回転する。そして、遊星歯車式ディファレンシャル機構２０を介して伝達される第２の回転駆動力により、第１の出力軸２は右方向に回転駆動される。また、左回転するリングギヤ２１を介して伝達される第１の回転駆動力により、第３の歯車８及び第２の出力軸３は右回転される。このようにして、第１の出力軸２及び第２の出力軸３は、入力軸１と同方向に回転駆動される。
【００５５】
また、本発明の実施例１に係るトランスファ装置においては、入力軸１と、第１の出力軸２と、第２の出力軸３とを同一直線上に配置する必要がないため、入力軸１、第１の出力軸２及び第２の出力軸３の配置に関する設計自由度が高められている。
【００５６】
次に、第１の歯車５、第２の歯車６、リングギヤ２１及び第３の歯車８の歯数の設定について説明する。ここで、入力軸１の回転数をＮ１、第１の出力軸２の回転数をＮ２、第２の出力軸３の回転数をＮ３、第２の歯車６の回転数をＮ４、リングギヤ２１の回転数をＮ５とし、第１の歯車５の歯数をＺ１、第２の歯車６の歯数をＺ２、リングギヤ２１の外歯数をＺ３、リングギヤ２１の内歯数をＺＲ、サンギヤ２４の歯数をＺＳ、第３の歯車８の歯数をＺ４とし、入力ギヤ比Ａ＝Ｚ１／Ｚ２、出力ギヤ比Ｂ＝Ｚ３／Ｚ４、プラネタリギヤ比Ｃ＝ＺＳ／ＺＲとし、回転方向は入力側からみて右方向の回転をプラスとする。
【００５７】
ダブルピニオン式である遊星歯車式ディファレンシャル機構２０の機能より、Ｎ２、Ｎ４及びＮ５の関係を次のように表すことができる。
【００５８】
（１−Ｃ）×Ｎ２＝Ｎ５−Ｃ×Ｎ４
【００５９】
従って、
（１−Ｃ）×Ｎ２＝Ａ×Ｃ×Ｎ１−１／Ｂ×Ｎ３  ・・・（ｌ）
、である。
【００６０】
＜歯数設定例３−１＞
例えば、トランスファ装置の減速比を「１」とする場合、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３が成立する場合が必要である。したがって、（ｌ）式より以下の関係が成立するようにＺ１〜Ｚ４、ＺＲ及びＺＳを設定すればよい。
【００６１】
１−Ｃ＝Ａ×Ｃ−１／Ｂ  ・・・（ｍ）
【００６２】
＜歯数設定例３−２＞
また、トランスファ装置の減速比を「１」、かつ第１の出力軸２と第２の出力軸３のトルク配分比を５０：５０とする場合、常に以下の関係が成立しなければならない。
【００６３】
Ｎ１＝（Ｎ２十Ｎ３）／２  ・・・（ｎ）
【００６４】
ここで（ｌ）式、（ｍ）式及び（ｎ）式より、
Ａ＝（２−２×Ｃ）／Ｃ  ・・・（ｏ）
Ｂ＝１／（１−Ｃ）  ・・・（ｐ）
、である。
【００６５】
従って（ｏ）式及び（ｐ）式が成立するようにＺ１〜Ｚ４、ＺＲ、ＺＳを設定すればよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の出力軸の回転駆動方向を入力軸の回転方向と同方向にすることができる、新規な構造を有するトランスファ装置が提供され、さらには、トランスファ装置の後段に配置される部品の配置の自由度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施例１に係るトランスファ装置の構成を説明するための図であって、（Ａ）は軸方向端面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線階段断面図である。
【図２】  本発明の参考例１に係るトランスファ装置の構成を説明するための図である。
【図３】  本発明の参考例２に係るトランスファ装置の構成を説明するための図である。
【図４】  第１の従来例に係る３軸式トランスファ装置の構造を説明するためのスケルトン図である。
【図５】  第２の従来例に係る３軸式トランスファ装置の構造を説明するためのスケルトン図である。
【符号の説明】
１  入力軸
２  第１の出力軸
３  第２の出力軸
４  中間軸
５  第１の歯車
６  第２の歯車
７  ベベル式ディファレンシャル機構
７ａ  第１のサイドギヤ
７ｂ  第１のピニオン
７ｃ  第２のピニオン
７ｄ  第２のサイドギヤ
７ｅ  リングギヤ
８  第３の歯車
１０  遊星歯車式ディファレンシャル機構
１１  リングギヤ
１２  ピニオン
１３  キャリア
１４  サンギヤ
２０  遊星歯車式ディファレンシャル機構
２１  リングギヤ
２２  ピニオン
２３  キャリア
２４  サンギヤ
【図１】
0004007805.tif 000002
【図２】
0004007805.tif 000003
【図３】
0004007805.tif 000004
【図４】
0004007805.tif 000005
【図５】
0004007805.tif 000006