JP2008068761A - 車両用トランスアクスル - Google Patents

Abstract

【課題】 前進時の静粛性を向上させることができ、トランスアクスルをコンパクト化できる車両用トランスアクスルを提供すること。
【解決手段】 ケーシング２内に、エンジンの動力が入力される入力軸７と、この入力軸７の動力を伝達する中間軸１０と、この中間軸１０の動力を出力する車軸８とを互いに略平行に配置し、前記中間軸１０と前記車軸８との間に動力を伝達する伝達ギヤ機構２６を設け、前記入力軸７と前記中間軸１０との間に、この入力軸７から前記中間軸１０に後進動力を伝達する後進用ギヤ機構２５と、この入力軸７から前記中間軸１０に前進動力を伝達する前進用チェーン機構２４とを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主に低速車両に設けられるトランスアクスルに関し、特に、ゴルフカート、多目的作業車等の低速車両に適した車両用トランスアクスルに関するものである。

エンジン駆動によって比較的低い速度で走行する低速車両として、例えば、ゴルフカート、多目的作業車等（以下、総称して「低速車両」という。）がある。これらの低速車両では、エンジンの動力をトランスアクスルによって減速して車軸を回転させている。トランスアクスルには後進機能も備えられ、シフトスリーブを切替操作することによって前進と後進とに切替えることができるようになっている。

例えば、前記ゴルフカートの場合、図３に示すゴルフカート５１の駆動系を透視して示す平面図のように、運転シート５２の下方における車両フレーム５３間の狭隘な箇所にエンジン５４とともにトランスアクスル５７が前後に設けられている。そして、運転シート５２の下方の前側に設けられたエンジン５４の出力軸５５の動力が、図の右側に設けられた動力伝達装置であるＣＶＴ５６（Continuously Variable Transmission）を介して後側に設けられたトランスアクスル５７の入力軸５８に伝達されている。これにより、トランスアクスル５７の入力軸５８は、エンジン５４の出力軸５５と同一方向に回転駆動されている。図示するゴルフカート５１は、図の上側が前であり、ハンドル５９で操作する前輪６０と、前記出力軸５５で駆動する後輪６１とで走行する。

この種の低速車両に搭載される車両用トランスアクスルとしては、例えば、図４に示す車両用トランスアクスルの一例を示す断面図のようなものがある。この歯車減速のトランスアクスル６１は、入力軸６２と車軸６３との間に中間軸６４，６５が設けられ、入力軸６２と中間軸６４との間に設けられた前進用ギヤ機構６６と、入力軸６２と中間軸６５との間に設けられた後進用ギヤ機構６７とをシフトスリーブ６８で切替えることにより、車軸６３を前進回転又は後進回転させることができるように構成されている。図の右側に示す矢印は前進回転時の各軸の回転方向を示している。シフトスリーブ６８を前進用ギヤ機構６６側に切替えると、中間軸６４と車軸６３との間の伝達ギヤ機構６９とを介して車軸６３がトランスアクスル６１を右方向（図の右方向）から見て時計回りの前進回転させられる。シフトスリーブ６８を後進用ギヤ機構６７側に切替えると、中間軸６５から中間軸６４と車軸６３との間の伝達ギヤ機構６９とを介して車軸６３がトランスアクスル６１を右方向（図の右方向）から見て反時計回りの後進回転させられる。この構成によれば、前進段の減速段数を前進用ギヤ機構６６と伝達ギヤ機構６９とによる最小の２段に抑えて車軸６３をトランスアクスル６１の右方向から見て時計回りに回転させるものである。しかし、この構成で車軸６３を時計回りに回転させるには、前進時の入力軸６２の回転方向を時計回りとしなければならない。この場合、前記したように入力軸６２をＣＶＴ５６（図３）で駆動するエンジン５４（図３）の出力軸５５（図３）も時計回りの回転方向としなければならない。そのため、このトランスアクスル６１を採用するには、車両の右方向（図の右方向）から見て反時計回りに回転する一般的な汎用エンジンを使用することができず、この一般的な汎用エンジンとは逆回転の特殊仕様の時計回りのエンジンが必要になる（図示する入力軸６２と同一回転方向のエンジン）。また、この構成の場合、前記入力軸６２、中間軸６４，６５、車軸６３の４軸構成となるため、これら４軸を配置できる大きさのケーシング７０が必要になる。

そこで、前記特殊仕様の時計回りのエンジンではなく、エンジンを右方向から見て反時計回りに回転する出力軸を右側に持つ標準仕様の汎用エンジンで駆動するトランスアクスルが望まれている。この出力軸が反時計回りに回転する汎用エンジンを使用できるようにしたトランスアクスルとして、例えば、図５の断面図と図６の側面図に示すような車両用トランスアクスル７１がある。この車両用トランスアクスル７１は、入力軸７２と車軸７３との間に２本の中間軸７４，７５が設けられ、入力軸７２と中間軸７４との間に設けられた前進用ギヤ機構７６と後進用チェーン機構７７とをシフトスリーブ７８で切替えることにより、車軸７３を前進回転又は後進回転させることができるように構成されている（例えば、特許文献１，２参照）。シフトスリーブ７８を前進用ギヤ機構７６側に切替えると、中間軸７４から中間軸７５とこの中間軸７５と車軸７３との間に設けられた伝達ギヤ機構８０とを介して車軸７３がトランスアクスル７１を右方向（図５の右方向）から見て時計回りの前進回転させられる。シフトスリーブ７８を後進用チェーン機構７７側に切替えると、後進用チェーン機構７７によって駆動される中間軸７４から中間軸７５とこの中間軸７５と車軸７３との間に設けられた伝達ギヤ機構８０とを介して車軸６３がトランスアクスル７１を右方向（図５の右方向）から見て反時計回りの後進回転させられる。この構成によれば、前進時に入力軸７２を反時計方向に回転させても車軸７３を時計方向に回転させることができるが（図示する矢印の回転方向）、歯車減速で車軸７３の回転方向を入力軸７２の回転方向と逆方向とするには、減速段数として前進用ギヤ機構７６と伝達ギヤ機構７９と伝達ギヤ機構８０とによる３段が必要になる。そのため、この構成の場合には、入力軸７２と車軸７３との間に２本の中間軸７４，７５を配置できる大きさのケーシング８１が必要となる。
特開平２００６−８２６６２号公報（第７−８頁、図６） 特開昭６２−２３４７２６号公報（第２−４頁、図２）

ところで、前記したように、低速車両に搭載されるエンジン５４とトランスアクスル５７とは、前記ゴルフカート５１のように運転シート５２の下方で、かつ狭隘な箇所に搭載される場合が多い。そのため、この種のエンジン５４とトランスアクスル５７には、静粛性と、更なるコンパクト化が望まれている。

しかしながら、前記した歯車減速の構成で静粛性を確保する場合、一般的にはシェービングにより歯形、歯筋精度を確保した歯車加工をする必要があり、歯車加工に多くの時間と費用を要する。そのため、これら歯車加工に要する費用を低減して静粛性を確保できるトランスアクスルが望まれている。

一方、コンパクト化を図る場合にはエンジンとトランスアクスルとのそれぞれについて考えられるが、前記したような狭隘な箇所にも容易に搭載することができる専用エンジンを製作するには製造コストの大幅な上昇を招くので、この種の低速車両には汎用エンジンが搭載される場合が多い。この汎用エンジンは、製造コストの低減を図ることができるが、通常、製造元で決められた大きさで製作されるため、コンパクト化は難しい。そのため、トランスアクスルにおけるコンパクト化が考えられる。

しかしながら、前記トランスアクスル６１も前記トランスアクスル７１も４軸構成であるため、これら４軸を配置できる大きさのケーシング７０，８１が必要となり、トランスアクスルのコンパクト化は難しい。その上、このような大きなケーシング７０，８１の車両用トランスアクスル６１，７１を搭載するためには、低速車両の設計自由度が小さくなる。また、前記トランスアクスル６１，７１では、動力を伝達するための構成が複雑になるとともに、多くの構成部材が必要になり、複雑な内部構成の製作が難しく、組立にも多くの時間と労力を要する。

そこで、本発明は、前進時の静粛性を向上させることができるとともに、トランスアクスルをコンパクト化できる車両用トランスアクスルを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、エンジンの動力を減速して車軸に伝達する低速車両用のトランスアクスルであって、ケーシング内に、前記エンジンの動力が入力される入力軸と、該入力軸の動力を伝達する中間軸と、該中間軸の動力を出力する前記車軸とを互いに略平行に配置し、前記中間軸と前記車軸との間に動力を伝達する伝達ギヤ機構を設け、前記入力軸と前記中間軸との間に、該入力軸から前記中間軸に後進動力を伝達する後進用ギヤ機構と、該入力軸から前記中間軸に前進動力を伝達する前進用チェーン機構とを設けている。これにより、前進段の動力伝達をチェーンで行って、前進時におけるトランスアクスルの静粛性を向上させることができる。しかも、前進段の動力伝達をチェーンで行うことにより、中間軸が同一方向に回転し、この中間軸でギヤ機構を介して駆動する車軸は入力軸と逆回転で駆動される。これにより、エンジンをトランスアクスルの前側に配置し、エンジンを右方向から見て出力軸が反時計回りに回転する標準仕様の汎用エンジンを動力源としてＣＶＴを介して動力伝達される低速車両のトランスアクスルにおいて、前進時にトランスアクスルを右方向から見て入力軸が反時計回りに回転させた状態で前記車軸を逆回転の時計回りに回転させることができ、前進段、後進段ともに最小の減速段である２段（３軸）としたコンパクトなトランスアクスルを形成することができる。

また、前記前進用チェーン機構のチェーンをサイレントチェーンで構成してもよい。これにより、チェーンの静粛性を更に高めることができる。

さらに、前記サイレントチェーンを複数連で構成してもよい。これにより、小ピッチのサイレントチェーンを使用して、チェーンで駆動する下流側の回転変動を抑え、より高い静粛性を確保することができる。

また、前記前進用チェーン機構を、前記ケーシング内で油浴潤滑するように構成してもよい。これにより、チェーンのメンテナンスを不要とすることもでき、狭隘な箇所に搭載されるトランスアクスルの保守点検に要する労力を削減することができる。

本発明は、以上説明した手段により、前進段のチェーン駆動による動力伝達で静粛性を向上させることが可能になる。また、車軸を入力軸と逆方向に回転させる構成でも、トランスアクスルの軸数を減らしてコンパクト化を図ることが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る車両用トランスアクスルを示す断面図であり、図２は、図１に示す車両用トランスアクスルの一部断面した側面図である。図１に示す矢印は前進時の回転方向を示す。また、図１の断面は、図２に示す各軸中心間における断面図である。なお、以下の説明でも、図１においてトランスアクスルを右方向（図の右方向）から見た時の軸の回転方向を「時計回り」「反時計回り」という。

図１に示すように、車両用トランスアクスル１のケーシング２は、左右一対のケーシング部材３，４で構成されており、これらを略中央部の合せ面５で結合することにより一体化したケーシング２が形成されている。この結合は、ケーシング２の周囲に設けられた複数のボルト６で行われている。図示するケーシング２の上側内部には、エンジン（図３）の動力が入力される入力軸７が設けられている。ケーシング２の下側内部には、後輪の駆動軸である車軸８を回転させる差動ギヤ機構９が設けられている。そして、これら入力軸７と車軸８との間に、前記入力軸７の動力を前記車軸８に伝達する中間軸１０が設けられている。

前記入力軸７は、一端がケーシング２から外部に突出しており、この端部には従動プーリ１１を設けるテーパ部１２が形成されている。この入力軸７は、ケーシング２の内側に設けられた左右位置の軸受１３によって回転自在に支持されている。この入力軸７の軸受１３間には、前記テーパ部側に前進用駆動スプロケット１４が設けられ、反テーパ部側に後進用駆動ギヤ１５が設けられている。

前記車軸８は、ケーシング２から左右方向に突出するように設けられ、中央に設けられた前記差動ギヤ機構９で同一方向に回転駆動される。差動ギヤ機構９は、ケーシング２の内部に設けられた左右位置の軸受１６によって回転自在に支持されている。差動ギヤ機構９には、中間軸１０から動力が伝達される入力ギヤ１７が設けられている。

前記中間軸１０は、ケーシング２の内部に設けられた左右位置の軸受１８によって回転自在に支持されている。この軸受１８の間には、ニードル軸受１９によって回転自在に支持された前進用従動スプロケット２０と、ニードル軸受２１によって回転自在に支持された後進用従動ギヤ２２とが設けられている。前進用従動スプロケット２０は、前記入力軸７に設けられた前進用駆動スプロケット１４と相対する位置に設けられている。また、後進用従動ギヤ２２は、前記入力軸７に設けられた前記後進用駆動ギヤ１５と相対する位置に設けられている。この後進用従動ギヤ２２と後進用駆動ギヤ１５とで、後進用ギヤ機構２５が構成されている。さらに、前記差動ギヤ機構９に設けられた入力ギヤ１７と相対する位置に伝達ギヤ２３が設けられている。この伝達ギヤ２３と入力ギヤ１７とで、伝達ギヤ機構２６が構成されている。

そして、前記前進用駆動スプロケット１４と前進用従動スプロケット２０とに前進用チェーン２７が掛けられている。この前進用駆動スプロケット１４と前進用従動スプロケット２０と前進用チェーン２７とで、前進用チェーン機構２４が構成されている。この実施の形態では、前進用チェーン２７として２連のサイレントチェーン２７を採用することにより、図２に示すように、小ピッチの静粛性の高いチェーンとして低騒音化を図り、２連で十分な動力伝達能力を確保している。このように、車両用トランスアクスル１の前進動力伝達側にチェーン２７が用いられている。

また、これら前進用従動スプロケット２０と後進用従動ギヤ２２との間には、中間軸１０の軸方向にスライド可能なようにこの中間軸１０とスプライン結合されたシフトスリーブ２８が設けられている。このシフトスリーブ２８は、前進用従動スプロケット２０又は後進用従動ギヤ２２の動力のいずれかを中間軸１０に伝達するように切替えるものである。シフトスリーブ２８は、後述するシフトプレート２９の操作により、前記スプライン結合した状態で中間軸１０の軸方向に移動し、前記前進用従動スプロケット２０又は後進用従動ギヤ２２の基部と係合するようになっている。シフトスリーブ２８を前進用従動スプロケット２０側に移動させて前進用従動スプロケット２０の基部に係合させれば、前進用従動スプロケット２０の回転動力がシフトスリーブ２８を介して中間軸１０に伝達され、中間軸１０が前進側に回転させられる。シフトスリーブ２８を後進用従動ギヤ２２側に移動させて後進用従動ギヤ２２の基部に係合させれば、後進用従動ギヤ２２の回転動力がシフトスリーブ２８を介して中間軸１０に伝達され、中間軸１０が後進側に回転させられる。このシフトスリーブ２８が係合していない状態では、前進用従動スプロケット２０はニードル軸受１９の外周で空回りし、後進用従動ギヤ２２はニードル軸受２１の外周で空回りする。中間軸１０が回転させられると、中間軸１０に設けられた伝達ギヤ２３が前記差動ギヤ機構９の入力ギヤ１７を回転させる。この入力ギヤ１７の回転により、差動ギヤ機構９が車軸８を前進側又は後進側に回転させる。

このように、この車両用トランスアクスル１によれば、前進段の減速段数を前進用チェーン機構２４と伝達ギヤ機構２６とによる最小の２段にするとともに、後進段の減速段数を後進用ギヤ機構２５と伝達ギヤ機構２６とによる最小の２段としている。

図２に示すように、車両用トランスアクスル１に設けられた前記入力軸７と中間軸１０と車軸８との３軸は、側面視では入力軸７と車軸８とを結ぶ直線から中間軸１０がケーシング２の下側にずれて配置されている。このように中間軸１０を配置することにより、前記車軸８に設けられた差動ギヤ機構９の油浴潤滑で前記前進用チェーン２７も油浴潤滑できるようにしている。また、前記したように、ケーシング２内に設けられる軸が３軸構成となるため、ケーシング２の側面視における下部形状の突出部を小さくでき、コンパクト化したケーシング２を低速車両の狭隘な箇所へ容易に搭載できるようにしている。

さらに、この実施の形態では、前記シフトスリーブ２８をシフトプレート２９で軸方向に移動させた時に前進用従動スプロケット２０又は後進用従動ギヤ２２と係合できなかった場合、そのシフトスリーブ２８に軸方向の力を付勢しておき係合可能となったときに係合させる付勢手段３０が設けられている。この付勢手段３０は、軸３１の回りに設けられたバネ３２によってシフトプレート２９に付勢力を与えるものであり、前進用従動スプロケット２０又は後進用従動ギヤ２２が回転して係合可能な状態になったら係合するようになっている。図２の一部断面した部分では、前記前進用チェーン２７の内径と外形とを実線で示し、ピッチ円を一点鎖線で示している。

以上のように構成された車両用トランスアクスル１によれば、入力軸７から中間軸１０に動力を伝達する前進側の第１段減速にチェーン２７を使用しているので、前進時における低騒音化を実現することができる。しかも、２連で小ピッチのサイレントチェーン２７を使用しているので、十分な動力伝達能力を確保しつつ高い静粛性を発揮することができる。

また、この車両用トランスアクスル１によれば、前進段、後進段ともに最小の減速段２段（３軸）とすることができるので、ケーシング２のコンパクト化を図ることができる。しかも、この車両用トランスアクスル１を搭載する低速車両５１（ゴルフカート、多目的作業者等（図３））が、エンジンをトランスアクスル１の前側に配置した一般的な構成であれば、出力軸が反時計回りである標準仕様の汎用エンジンを動力源としてＣＶＴを介してトランスアクスル１に動力伝達する構成で、前進時にトランスアクスル１の入力軸７を反時計回りに回転させる構成で車軸８を時計回りに回転させることが可能となる。したがって、この車両用トランスアクスル１を駆動するエンジンに汎用エンジンを採用してコスト削減を図ることができる。

さらに、この車両用トランスアクスル１では前進段をチェーン２７とすることにより、歯車では一般的に静粛性確保のために高歯の歯車をシェービングにより歯形、歯筋精度の確保した加工が必要であるが、スプロケット１４，２０ではそこまでの精度は必要なく、製造コストを抑えた車両用トランスアクスル１を構成することが可能となる。

なお、前記実施の形態では、前進用チェーン２７として２連のサイレントチェーンを用いているが、前進用チェーン２７は２連のサイレントチェーン以外の構成であってもよく、伝達動力や使用条件等に応じて決定すればよい。

また、前記実施の形態では低速車両を例に説明したが、本発明は低速車両に限らず高速の車両にも適用できる。

さらに、前述した実施の形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではない。

本発明に係る車両用トランスアクスルは、静粛性の向上とコンパクト化を図りたい低速車両のトランスアクスルとして利用できる。

本発明の一実施の形態に係る車両用トランスアクスルを示す断面図である。 図１に示す車両用トランスアクスルの一部断面した側面図である。 低速車両の一例であるゴルフカートの駆動系を透視して示す平面図である。 従来の車両用トランスアクスルの一例を示す断面図である。 従来の車両用トランスアクスルの他の例を示す断面図である。 図５に示す車両用トランスアクスルの側面図である。

符号の説明

１…車両用トランスアクスル
２…ケーシング
７…入力軸
８…車軸
９…差動ギヤ機構
１０…中間軸
１４…前進用駆動スプロケット
１５…後進用駆動ギヤ
１７…入力ギヤ
２０…前進用従動スプロケット
２２…後進用従動ギヤ
２３…伝達ギヤ
２４…前進用チェーン機構
２５…後進用ギヤ機構
２６…伝達ギヤ機構
２７…前進用チェーン

Claims (4)

1. エンジンの動力を減速して車軸に伝達する低速車両用のトランスアクスルであって、
   ケーシング内に、前記エンジンの動力が入力される入力軸と、該入力軸の動力を伝達する中間軸と、該中間軸の動力を出力する前記車軸とを互いに略平行に配置し、
   前記中間軸と前記車軸との間に動力を伝達する伝達ギヤ機構を設け、
   前記入力軸と前記中間軸との間に、該入力軸から前記中間軸に後進動力を伝達する後進用ギヤ機構と、該入力軸から前記中間軸に前進動力を伝達する前進用チェーン機構とを設けたことを特徴とする車両用トランスアクスル。
2. 前記前進用チェーン機構のチェーンをサイレントチェーンで構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用トランスアクスル。
3. 前記サイレントチェーンを複数連で構成したことを特徴とする請求項２に記載の車両用トランスアクスル。
4. 前記前進用チェーン機構を、前記ケーシング内で油浴潤滑するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用トランスアクスル。

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