JP2013096511A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の伝達ギヤの径を小さくすることを可能とする動力伝達装置を提供する。
【解決手段】分配ケース９に回転自在に支持され相互に併設されて第１，第２の伝達ギヤ３９，４１により連動可能な連結中空軸３３及び傾斜伝達軸３５と、分配ケース９に回転自在に支持され第１，第２の交差噛合ギヤ４３，４５により傾斜伝達軸３５に対して連動し連結中空軸３３に対し増速して出力可能とした後輪側出力軸３７とを備え、第２の伝達ギヤ４１をテーパー・ギヤで形成して第１の伝達ギヤ３９に傾斜噛合いさせ、第１，第２の交差噛合ギヤ４３，４５の回転軸芯の交角を直角より小さくし、傾斜伝達軸３５を、連結中空軸３３に対し傾斜を持って併設配置し、第１の交差噛合ギヤ４３と連結中空軸３３との軸間距離を確保することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、トランスファ装置等に供される動力伝達装置に関する。

従来、動力伝達装置の構造として、特許文献１に記載のような４輪駆動車のトランスファ装置がある。

このトランスファ装置は、フロント・デファレンシャル装置への入力を後輪側へ配分出力するものであり、ケースに連結中空軸である第２の回転部材と伝動中間軸である第３の回転部材と後輪側出力軸である第４の回転部材とが回転自在に支持されている。第３の回転部材に対して第４の回転部材は直交配置され、第２の回転部材に対して第３の回転部材は平行に配置されている。

第２の回転部材及び第３の回転部材間は、平行噛合ギヤである第１，第２のギヤの噛み合いにより駆動力伝達が行われ、第３の回転部材及び第４の回転部材間は、直交噛合ギヤである第３，第４のギヤの噛み合いにより駆動力伝達が行われる。

従って、トランスファ装置により後輪側への駆動力配分を行い、４輪駆動走行ができる。

しかし、上記トランスファ装置では、増速の必要からドライブ・ギヤである第１のギヤが第２のギヤに対して大径に形成されるため、第１のギヤの外周が、ドライブ・シャフトの軸心に対して前方のエンジン側へ大きく突出し、ケースとエンジンとの間のクリアランスが取り難いという問題があった。

これに対し、第１のギヤの径を小さくすると、エンジン側への突出を押さえ、ケースとエンジンとの間のクリアランスが取り易くなる。

しかし、第１のギヤが小さくなると第３の回転部材の位置が第２の回転部材側へ寄ることになり、第３の回転部材の第３のギヤが第２の回転部材に干渉するため、第１のギヤの径を単純に小さくすることはできなかった。

一方、第１のギヤの径を小さくすると共に、第３の回転部材の第２のギヤの径を増大することで、第３の回転部材の軸心位置の移動を避けることはできる。

しかし、第１のギヤの径を小さくすると共に、第２のギヤの径を増大すると、第２の回転部材及び第４の回転部材間全体としての増速比を確保するために、第３のギヤの径を大きくする必要があり、前記同様に第２の回転部材に干渉することになる。

このため、第１のギヤの径を単純に小さくすることはできなかった。

特開２００８−２０８９４７公報

解決しようとする問題点は、ケースの突出を抑える必要があっても、ドライブ・ギヤの径を単純に小さくすることができなかった点である。

本発明は、ドライブ・ギヤの径を小さくしてケースの突出を抑制することを可能とするため、ケースに回転自在に支持され相互に併設されて第１，第２の伝達ギヤにより連動可能な第１，第２の伝達軸と、前記ケースに回転自在に支持され第１，第２の交差噛合ギヤにより前記第２の伝達軸に対して連動し前記第１の伝達軸に対し増速して出力可能とした第３の伝達軸とを備え、前記第２の伝達軸を、前記第１の伝達軸に対し傾斜を持って併設配置し、前記第１の交差噛合ギヤと前記第１の伝達軸との軸間距離を確保することを特徴とする。

本発明の動力伝達装置は、上記構成であり、第１の交差噛合ギヤと前記第１の伝達軸との軸間距離を確保し、第１の伝達軸の第１の伝達ギヤの径を小さくすることができる。

４輪駆動車のスケルトン平面図である。（実施例１） トランスファ装置の平断面図である。（実施例１） エンジンとの関係を示すトランスファ装置の側面図である。（実施例１）

ドライブ・ギヤの径を小さくすることを可能とするという目的を、第２の伝達軸を、第１の伝達軸に対し傾斜を持って併設配置することにより実現した。

［四輪駆動車の全体構成］
図１は４輪駆動車のスケルトン平面図である。

図１のように、本実施例の動力伝達装置であるトランスファ装置１は、前輪側の中間出力軸３の外周に配置され、フロント・デファレンシャル装置５の後輪出力側に連動結合されている。ケースとしてトランスファ装置１の分配ケース９は、トランス・ミッション１１側のベル・ハウジング１３に取り付けられている。

ベル・ハウジング１３内には、前記フロント・デファレンシャル装置５が支持されている。フロント・デファレンシャル装置５は、トランス・ミッション１１からリング・ギヤ１５へ駆動入力を受ける。トランス・ミッション１１の入力軸へは、エンジン１７から駆動入力が行われる。

トランス・ミッション１１の入力軸には、モーター・ジェネレータ１９が結合され、加速時等のエンジン１７に対するアシスト、或いは減速時等の発電を行わせることができる
フロント・デファレンシャル装置５の出力部である左右のサイド・ギヤには、中間出力軸２１，３がそれぞれ結合されている。この各中間出力軸２１，３が左右の前輪車軸２３，２５に結合され、フロント・デファレンシャル装置５と前輪車軸２３，２５との間を接続する。前輪車軸２３，２５は、左右の前輪２９，３１に連動連結されている。

従って、各中間出力軸２１，３によりフロント・デファレンシャル装置５の駆動出力を前輪車軸２３，２５を介して左右の前輪２９，３１へ伝達する。

トランスファ装置１の分配ケース９には、前記一方の中間出力軸３が貫通配置されている。分配ケース９内には、第１の伝達軸としての連結中空軸３３と、傾斜配置された中実の第２の伝達軸である傾斜伝達軸３５と、第３の伝達軸である後輪側出力軸３７とが設けられている。

連結中空軸３３にはドライブ・ギヤである第１の伝達ギヤ３９が設けられ、この第１の伝達ギヤ３９は、傾斜伝達軸３５の一端側に取り付けられた第２の伝達ギヤ４１に噛み合っている。傾斜伝達軸３５の他端側には第１の交差噛合ギヤ４３が取り付けられ、この第１の交差噛合ギヤ４３は、後輪側出力軸３７に取り付けられた第２の交差噛合ギヤ４５に噛み合っている。

後輪側出力軸３７には、ユニバーサル・ジョイント４７を介してプロペラ・シャフト４９が結合されている。プロペラ・シャフト４９には、ユニバーサル・ジョイント５１及び４ＷＤ用のオン・デマンドのトルク伝達カップリング５３を介してドライブ・ピニオン・シャフト５５が結合されている。ドライブ・ピニオン・シャフト５５のドライブ・ピニオン・ギヤ５７は、リヤ・デファレンシャル装置５９のリング・ギヤ６１に噛み合っている。

リヤ・デファレンシャル装置５９は、キャリヤ・ケース６３に支持されている。リヤ・デファレンシャル装置５９には、左右の後輪車軸６５，６７を介して左右の後輪６９，７１が連動連結されている。

従って、エンジン１７又はエンジン１７及びモーター・ジェネレータ１９からトランス・ミッション１１を介してフロント・デファレンシャル装置５のリング・ギヤ１５にトルクが入力されると、一方では中間出力軸２１，３及び前輪車軸２３，２５を介して左右の前輪２９，３１へトルク伝達が行われ、他方では、連結中空軸３３、第１の伝達ギヤ３９、第２の伝達ギヤ４１を介して傾斜伝達軸３５へトルク伝達が行われる。傾斜伝達軸３５からは、第１、第２の交差噛合ギヤ４３、４５を介して後輪側出力軸３７へトルク伝達が行われる。

後輪側出力軸３７からは、ユニバーサル・ジョイント４７、プロペラ・シャフト４９、ユニバーサル・ジョイント５１、トルク伝達カップリング５３、ドライブ・ピニオン・シャフト５５、ドライブ・ピニオン・ギヤ５７を介して、リヤ・デファレンシャル装置５９のリング・ギヤ６１にトルク伝達が行われる。リヤ・デファレンシャル装置５９からは、左右の後輪車軸６５，６７を介して左右の後輪６９，７１へトルク伝達が行われる。

このトルク伝達による、前後輪２９，３１，６９，７１によるオン・デマンドの４輪駆動状態で走行することができる。
［トランスファ装置］
図２はトランスファ装置の平断面図、図３は、エンジンとの関係を示すトランスファ装置の側面図である。

トランスファ装置１の分配ケース９は、連結中空軸３３及び傾斜伝達軸３５を回転自在に支持する第１のケース部分７３と後輪側出力軸３７を回転自在に支持する第２のケース部分７５とからなっている。第１のケース部分７３は、ケース本体７７及びケース・カバー７９からなっている。

ケース本体７７に合わせ面８１が設けられ、この合わせ面８１を含む締結部として本体側締結部８３が複数設けられている。この複数の本体側締結部８３は、連結中空軸３３及び傾斜伝達軸３５を囲むように配置されている。ケース・カバー７９にも対応する合わせ面８５及びカバー側締結部８７が形成されている。ケース・カバー７９の合わせ面８５がケース本体７７の合わせ面８１に突き合わされて締結部８３，８７がボルト８９により締結され、ケース本体７７に対するケース・カバー７９の固定が行われている。

合わせ面８１，８５は、連結中空軸３３側と傾斜伝達軸３５側とでそれぞれの軸に直交するように形成され、各軸側相互間で平面視の図２において傾斜するように形成されている。連結中空軸３３側端の合わせ面８１ａ，８５ａに対して傾斜伝達軸３５側端の合わせ面８１ｂ，８５ｂは、軸方向外側へオフセットするように位置している。

前記第１のケース部分７３は、第１，第２の収容部８９，９１を形成するものであり、ケース本体７７の外側には、ベル・ハウジング１３へ取り付けるための上下の取付ブラケット部９３，９５が形成されている。この取付ブラケット部９３，９５には、ケース側取付締結部９７が形成されている。

取付ブラケット部９３のケース側取付締結部９７は、傾斜伝達軸３５の軸心を跨ぐようにして上部に配置されている。

このため、大径の第１の交差噛合ギヤ４３及び第２の伝達ギヤ４１を取り付けた重量のある傾斜伝達軸３５の部分で分配ケース９を支持させることができ、傾斜配置された傾斜伝達軸３５の確実な支持により音振動の抑制等を図ることができる。

しかも、取付ブラケット部９５のケース側取付締結部９７は、傾斜伝達軸３５の軸心の下部側に配置されている。

このため、重量があると共に傾斜配置された傾斜伝達軸３５側の支持を取付ブラケット部９５により補強することができ、音振動の抑制等を図ることができる。

取付ブラケット部９３，９５は、トランス・ミッション側のベル・ハウジング１３の取付部に突き合わされ、ケース側取付締結部９７が静止側であるベル・ハウジング１３の締結部にボルトなどにより締結されることでトランスファ装置１９が取り付けられる。

第１の収容部８９は、連結中空軸３３及び第１の伝達ギヤ３９を収容する。第２の収容部９１は、傾斜伝達軸３５、第２の伝達ギヤ４１、及び第１，第２の交差噛合ギヤ４３，４５を収容する。

第１の収容部８９では、第１の伝達ギヤ３９の軸方向一側において軸受支持部９９及びシール支持部１０１がケース本体７７に設けられ、第１の伝達ギヤ３９の軸方向他側において軸受支持部１０３及びシール支持部１０５がケース・カバー７９に設けられている。

軸受支持部９９，１０３に、連結中空軸３３が、ボール・ベアリング１０７，１０９により回転自在に支持されている。ボール・ベアリング１０７，１０９間において分配ケース９にギヤ収容部１１０が形成され、第１の伝達ギヤ３９を収容している。ギヤ収容部１１０の断面は、分配ケース９の外壁が円筒の一部を成すように形成され、このギヤ収容部１１０の円筒状の外壁９ａに、前記複数の本体側締結部８３の一部が配置されている。

第１の収容部８９のシール支持部１０１及びシール支持部１０５内周には、シールとしてオイル・シール１１１ａ，１１１ｂ，１１３が取り付けられ、このオイル・シール１１１ａ，１１１ｂ，１１３は、連結中空軸３３外周に密接し、それぞれ相対摺動可能となっている。第１の収容部８９の一端部外周には、シールとしてオー・リング１１５が支持されている。

連結中空軸３３の一端側外周には、スプライン部１１７が形成され、スプライン部１１７は、フロント・デファレンシャル装置５のデフ・ケースにスプライン係合されている。連結中空軸３３の中間部一側には、径方向の凹部３３ａが形成され、同中間部他側には、第１の伝達ギヤ３９が一体に形成されている。第１の伝達ギヤ３９は、例えばインボリュート歯型の平行噛合いギヤである。連結中空軸３３の他端側内周には、オイル・シール１１９が設けられ、中間出力軸３外周に密接している。

第２の収容部９１は、傾斜伝達軸３５の一端側においてケース本体７７に閉じ壁部１２１を有し、傾斜伝達軸３５の他端側においてケース・カバー７９に閉じ壁部１２３有している。これら閉じ壁部１２１，１２３は、連結中空軸３３の軸心に対して傾斜している。閉じ壁部１２１は、第１の収容部８９側のシール支持部１０１外周部に結合されている。閉じ壁部１２３は、第１の収容部８９側の軸受支持部１０３外周部に結合されている。

閉じ壁部１２１には、シール支持部１０１に近接して軸受支持部１２５が形成され、閉じ壁部１２３には、内側へ突出した軸受支持部１２７が形成されている。

軸受支持部１２５，１２７に、傾斜伝達軸３５の両端側がテーパー・ローラー・ベアリング１２９，１３１を介して回転自在に支持されている。

したがって、傾斜伝達軸３５は、連結中空軸３３に対し傾斜を持って併設配置される。

傾斜伝達軸３５には、第２の伝達ギヤ４１が一体に形成され、第１の交差噛合ギヤ４３がスプライン係合している。

第２の伝達ギヤ４１は、インボリュート歯型のテーパー・ギヤで形成され、前記第１の伝達ギヤ３９に傾斜して噛み合っている。第２の伝達ギヤ４１は、第１の伝達ギヤ３９よりも小径に形成され、連結中空軸３３から傾斜伝達軸３５への増速ギヤ機構をなしている。

第１の交差噛合ギヤ４３は、第２の交差噛合ギヤ４５と共にハイポイド・ギヤで形成され、第１，第２の交差噛合ギヤ４３，４５の軸心の交差角は、傾斜伝達軸３５の傾斜に応じて直角よりも小さくなっている。第１の交差噛合ギヤ４３は、第２の交差噛合ギヤ４５よりも大径に形成され、傾斜伝達軸３５から後輪側出力軸３７への増速ギヤ機構をなしている。

傾斜伝達軸３５のテーパー・ローラー・ベアリング１２９による支持は、第１の交差噛合ギヤ４３のボス部４３ａを介して行われている。この支持状態で第１の交差噛合ギヤ４５の外周は、連結中空軸３３の凹部３３ａに径方向で対向している。

前記第２のケース部分７５は、後輪側出力軸３７を支持するものであり、一端が第１のケース部分７３の開口１３３に嵌合して組み付けられ、ボルト１３４により締結固定されている。第２のケース部分７５の一端部外周には、オー・リング１３５が取り付けられ、開口１３３内周に密接している。

この第２のケース部分７５には、軸受支持部１３７，１３９が設けられ、外端部には、シール支持部１４１が設けられている。軸受支持部１３７，１３９には、テーパー・ローラー・ベアリング１４３，１４５を介して前記後輪側出力軸３７が回転自在に支持されている。テーパー・ローラー・ベアリング１４５は、後輪側出力軸３７に螺合するナット１４７によりフランジ部材１４９を介して締結され、テーパー・ローラー・ベアリング１４３，１４５にプリ・ロードが付与されている。フランジ部材１４９は、後輪側出力軸３７にスプライン結合されている。

シール支持部１４１には、オイル・シール１５１が取り付けられ、このオイル・シール１５１は、フランジ部材１４９外周に密接し、相対摺動可能となっている。フランジ部材１４９には、ダスト・カバー１５３が取り付けられ、ダスト・カバー１５３の縁部は、第２のケース部分７５の外縁部に形成された凹部１５５に遊嵌している。

［作用効果］
本発明実施例のトランスファー装置１は、分配ケース９に回転自在に支持され相互に併設されて第１，第２の伝達ギヤ３９，４１により連動可能な連結中空軸３３及び傾斜伝達軸３５と、分配ケース９に回転自在に支持され第１，第２の交差噛合ギヤ４３，４５により傾斜伝達軸３５に対して連動し連結中空軸３３に対し増速して出力可能とした後輪側出力軸３７とを備え、第２の伝達ギヤ４１をテーパー・ギヤで形成して第１の伝達ギヤ３９に傾斜噛合いさせ、第１，第２の交差噛合ギヤ４３，４５の回転軸芯の交角を直角より小さくしている。

そして、傾斜伝達軸３５を連結中空軸３３に対し傾斜を持って併設配置し、第１の交差噛合ギヤ４３と連結中空軸３３との軸間距離を確保する。

このため、第１の交差噛合ギヤ４３と連結中空軸３３との軸間距離を確保し、連結中空軸３３の第１の伝達ギヤ３９の径を小さくすることができる。

第１の伝達ギヤ３９の径を小さくすると、締結部８３，８７のエンジン１７側への突出寸法も小さくすることが可能となり、図３のように、エンジン１７側との間のクリアランスを容易に確保することができる。

連結中空軸３９に凹部３９ａを形成しているので、傾斜伝達軸３５の傾斜配置と相俟って、第１の伝達ギヤ３９の径をより小さくすると共に第１の交差噛合ギヤ４３の径を大きくすることができ、連結中空軸３３及び後輪側出力軸３７間の増速比を確保しながら、締結部８３，８７のエンジン１７側への突出寸法も小さくすることが可能となる。

第１の交差噛合ギヤ４３の径を大きくすることができるので、ギヤ４３の強度を向上させることができる。

本願実施例１の説明においては、第２の伝達ギヤ４１をテーパー・ギヤとして説明した。

第２の伝動軸を、第１の伝動軸に対して傾斜を持って併設配置する場合には、互いの軸間で連動する第１，第２の伝達ギヤは、噛合い可能な歯型形状を各々備える必要がある。

実施例１は、それらの歯型形状の一例を示すものであるが、他の実施例も付記しておく。

他の一例としては、第１，第２の伝達ギヤを共にテーパー・ギヤとすることもできる。この場合には、第２の伝達ギヤのみで、第２の伝動軸の傾斜に対応した歯型を形成せずに、第１，第２の伝達ギヤのテーパー形状で噛合い歯面を適合させることができる。

他に、第１，第２の伝達ギヤを良好に噛合わせるために、それぞれの伝達ギヤの歯すじは、スパー又はヘリカル等から適宜選択して形成され、歯型の転位量を設定したり、歯面にはクラウニングなどの歯当り補正を施たりすることもできる。

本願発明においては、「テーパー・ギヤ」を技術用語として用いているが、他に「コニカル・ギヤ」と呼ばれることもある。

さらに、本願発明においては、第１の伝動軸に対して傾斜を持って併設配置され第２の伝動軸を備え、第１，第２の伝動軸間に連動配置された第１，第２の伝達ギヤに一対のねじ歯車を用いることもできる。

１ トランスファ装置（動力伝達装置）
９ 分配ケース（ケース）
９ａ 外壁
３３ 連結中空軸（第１の伝達軸）
３５ 傾斜伝達軸（第２の伝達軸）
３７ 後輪側出力軸（第３の伝達軸）
３９ 第１の伝達ギヤ
４１ 第２の伝達ギヤ
８３ ケース側締結部（締結部）
８７ カバー側締結部（締結部）
１１０ ギヤ収容部

Claims (4)

1. ケースに回転自在に支持され相互に併設されて第１，第２の伝達ギヤにより連動可能な第１，第２の伝達軸と、
   前記ケースに回転自在に支持され第１，第２の交差噛合ギヤにより前記第２の伝達軸に対して連動し前記第１の伝達軸に対し増速して出力可能とした第３の伝達軸とを備え、
   前記第２の伝達軸を、前記第１の伝達軸に対し傾斜を持って併設配置し、
   前記第１の交差噛合ギヤと前記第１の伝達軸との軸間距離を確保する、
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記第２の伝達ギヤをテーパー・ギヤとした、
   ことを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
   前記第１の交差噛合ギヤの外周で前記第１の伝達軸に凹部を形成した、
   ことを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項記載の動力伝達装置であって、
   前記ケースに、前記第１の伝達ギヤを収容するギヤ収容部を形成し、
   このギヤ収容部を、前記ケースの外壁が円筒の一部を成すように形成し、
   このギヤ収容部でのケースの外壁に、締結部を形成した、
   ことを特徴とする動力伝達装置。

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