CN108372783B - 分动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以将等速万向节配置得尽可能地远离从动轮，且由等速万向节所产生的热量易于向外部释放的分动装置。根据本发明的一种形态的分动装置（100）：输出轴（70）上形成有向着等速万向节（90）侧开口的开口凹部（75），且等速万向节（90）的至少一部分位于该开口凹部（75）的内侧；分动箱（80）具有从较输出轴（70）靠近等速万向节（90）侧的位置通过开口凹部（75）与等速万向节（90）之间并向着开口凹部（75）的内侧延伸的环状的侵入部（83）；至少两个输出轴承中最靠近等速万向节（90）侧的第一输出轴承（76）在位于开口凹部（75）的内侧的同时，外周部分固定在开口凹部（75）的内周面上，内周部分固定在侵入部（83）的外周面上。

Description

分动装置

技术领域

本发明涉及分动装置（transfer device）。

背景技术

以前置发动机后驱动式（FR式）的车辆为基础的四轮驱动车形成为将用于驱动作为驱动轮的后轮的动力的一部分传递至作为从动轮的前轮的结构。分动装置是用于进行上述那样向从动轮传递（分配）动力的装置。装载于FR式车辆上的分动装置通过向着前方延伸的前传动轴将动力传递至设置在前轮的驱动轴上的前差速器齿轮。

不过，从各装置的配置情况来看，将分动装置的输出轴与前差速器齿轮的输入轴配置在同一直线上较为困难。因此，自分动装置向前方延伸的前传动轴相对分动装置的输出轴倾斜，并通过等速万向节连接前传动轴与分动装置的输出轴。

如此，在等速万向节介于前传动轴与分动装置的输出轴之间的情况下，若前传动轴相对分动装置的输出轴的倾斜角度（以下称为“动作角”）增大，则只能将等速万向节的旋转速度的上限值，即分动装置的输出轴的旋转速度以及前传动轴的旋转速度的上限值设定为较低。

因此，在许多分动装置中，不是将等速万向节配置在分动装置的前方部分，而是通过以伸入分动装置的输出轴的内侧的形式进行配置，并使等速万向节尽可能地位于后方，来抑制动作角的增大（例如参照专利文献1；专利文献1中链轮相当于输出轴）。

现有技术文献

专利文献：

专利文献1：日本特开平4-228953号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

不过，在将等速万向节配置于分动装置的输出轴的内侧的情况下，等速万向节位于支持输出轴的前后轴承之间，等速万向节变成由输出轴包裹的状态。此时，由等速万向节所产生的热量变得不易向外部释放，会出现不得不抑制等速万向节的旋转速度的情况。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种可将等速万向节配置得尽可能地远离从动轮，且由等速万向节所产生的热量易于向外部释放的分动装置。

解决问题的手段：

根据本发明的一种形态的分动装置，具备：输入有由驱动源产生的动力的输入轴；将输入至所述输入轴的动力的一部分向车辆的从动轮输出的输出轴；容纳所述输入轴以及所述输出轴的分动箱；可旋转地支持所述输出轴的至少两个输出轴承；以及连接所述输出轴且相对该输出轴设置于所述从动轮侧的等速万向节；所述输出轴上形成有向着所述等速万向节侧开口的开口凹部，且所述等速万向节的至少一部分位于所述开口凹部的内侧；所述分动箱具有从较所述输出轴靠近所述等速万向节侧的位置通过所述开口凹部与所述等速万向节之间并向着所述开口凹部的内侧延伸的环状的侵入部；所述至少两个输出轴承中最靠近所述等速万向节侧的第一输出轴承在位于所述开口凹部的内侧的同时，外周部分固定在所述开口凹部的内周面上，内周部分固定在所述侵入部的外周面上。

在该结构中，通过将等速万向节配置在形成于输出轴上的开口凹部的内侧，使等速万向节位于尽可能地远离从动轮的位置。又，在上述结构中，分动箱的侵入部通过开口凹部与等速万向节之间，所以等速万向节并未被输出轴和侵入部等包裹。因此，等速万向节变得容易接触外部空气，由等速万向节所产生的热量变得容易向外部释放。

又，还可以是在上述分动装置中，所述侵入部形成为随着向所述等速万向节侧行进而内径变大的结构。

根据该结构，能够使侵入部在所述等速万向节侧部分的开口面积增大，因此等速万向节变得更容易接触外部空气，由等速万向节所产生的热量变得更容易向外部释放。

又，还可以是在上述分动装置中，还具备密封所述侵入部与所述输出轴之间的间隙的密封构件；所述输出轴具有位于所述开口凹部的内侧的圆筒状的突出部；所述密封构件设置于所述开口凹部的内侧，且设置于所述侵入部与所述突出部之间。

该结构中密封构件位于开口凹部的内侧。因此，在确保密封性能的前提下，在可以使等速万向节尽可能地位于后方的同时使得等速万向节变得容易接触外部空气，由等速万向节所产生的热量变得容易向外部释放。

又，还可以是在上述分动装置中，具备连接所述输入轴的驱动部、以及连接所述输出轴且受所述驱动部驱动的从动部；所述开口凹部位于所述从动部的半径方向内方。

该结构中，开口凹部位于从动部的半径方向内方，因此可以有效利用输出轴上的位于从动部的半径方向内方的部分（区域）。

又，还可以是在上述分动装置中，所述第一输出轴承的接触线相对垂直于旋转轴的方向向所述等速万向节侧倾斜。

此处，上述“接触线”是轴承上的连接滚珠与外圈的切点和该滚珠与内圈的切点且向着旋转中心延伸的直线。根据上述结构，在力学上可以使第一输出轴承的支持输出轴的支持点位于较从动部靠近所述等速万向节侧或是位于从动部附近。其中，在第一输出轴承的支持点位于较从动部靠近所述等速万向节侧的情况下，可以使从动部位于第一输出轴承的支持点与第一输出轴承以外的输出轴承的支持点之间，因此即使在第一输出轴承位于从动部的半径方向内方的情况下，仍然能以两端支持的状态支持从动部。另一方面，即使在第一输出轴承的支持点位于较从动部靠近等速万向节相反侧的情况下，只要位于从动部的附近，就可以通过支持从动部来抑制第一输出轴承在径向方向上的负荷负担。

发明效果：

如以上说明，根据上述分动装置，可以将等速万向节配置得尽可能远离从动轮，且，可以使由等速万向节所产生的热量容易向外部释放。

附图说明

图1是动力传递系统的概略图；

图2是分动装置的剖视图；

图3是图2中的联轴器装置周边的放大图；

图4是图2中的阻尼装置以及驱动构件周边的放大图；

图5是图2中的输出轴以及等速万向节周边的放大图；

符号说明：

10　输入轴；

62　驱动部；

70　输出轴；

71　从动部；

74　突出部；

75　开口凹部；

76　第一输出轴承；

77　第二输出轴承；

79　输出轴密封件（密封构件）；

80　分动箱；

83　侵入部；

90　等速万向节；

100　分动装置；

102　发动机（驱动源）。

具体实施方式

以下，说明根据本发明的实施形态的分动装置。

＜动力传递系统＞

首先，说明包括分动装置的动力传递系统。图1是本实施形态的动力传递系统101的概略图。另，以下说明中的方向概念与由驾驶座上的驾驶员观察的方向概念相一致。图1中，纸面左方为前方，纸面右方为后方。

本实施形态的动力传递系统101是用于以FR式车辆为基础的四轮驱动车的系统。作为驱动源的发动机102纵置装载于车辆的前方部分，由发动机102产生的动力通过变速器103输入分动装置100。分动装置100将输入的动力的一部分传递（分配）至作为驱动轮的后轮，将剩余的一部分传递（分配）至作为从动轮的前轮。

具体而言，将输入分动装置100的动力的一部分通过后传动轴104以及后差速器齿轮105传递至后轮的驱动轴106。又，将输入分动装置100的动力的剩余的一部分通过前传动轴107以及前差速器齿轮108传递至前轮的驱动轴109。

＜分动装置＞

接着，详细说明分动装置100。图2是分动装置100的剖视图。又，图3至图5是图2所示的分动装置100的各部分的放大图。如图2所示，分动装置100具备输入轴10、联轴器装置20、阻尼装置40、驱动构件60、输出轴70、分动箱80、以及等速万向节90。以下，按照顺序说明这些构成要素。

＜输入轴＞

输入轴10是输入有由发动机102产生的动力的轴构件。输入轴10在前后方向上延伸，且形成于前端内部的插入部11上插入有变速器103（参照图1）的输出轴。另一方面，输入轴10的后端部分上通过螺母12固定有连接构件13。输入轴10通过该连接构件13连接后传动轴104（参照图1）。

又，输入轴10的后方部分通过输入轴承14可旋转地支持于分动箱80。此外，输入轴10的前方部分与分动箱80之间设置有输入轴前方密封件15，连接构件13与分动箱80之间设置有输入轴后方密封件16。

＜联轴器装置＞

联轴器装置20是调整传递至后轮与前轮的动力的比例的装置。如图3所示，联轴器装置20的内部具有电磁体21，若向该电磁体21的电磁线圈通电，则电磁体21吸引位于前方的衔铁（armature）22。若衔铁22被吸引，则交替排列的先导内板（pilot inner plate）24以及先导外板（pilot outer plate）25被衔铁22和端构件23夹住，两个板24、25摩擦接合。藉此，保持先导内板24的凸轮构件26与保持先导外板25的壳体27连接。

在这种情况下，与输入轴10一起旋转的压板28相对凸轮构件26进行旋转，藉由球状的凸轮随动件（cam follower）29与凸轮构件26的周方向上的相对位置的变化，凸轮随动件29向前方移动并将压板28压向前方。若压板28被压向前方，则交替排列的主内板（maininner plate）30与主外板（main outer plate）31摩擦接合，保持主内板30的输入轴10与保持主外板31的壳体27连接。藉此，输入至输入轴10的动力被传递至壳体27。

另，通过改变向电磁体21的电磁线圈通电时的电流的大小，使得将压板28压向前方的力发生变化，并使主内板30与主外板31之间作用的摩擦力发生改变。藉此，可以任意地设定从输入轴10传递至壳体27的动力的大小，进而可以调整传递至后轮与前轮的动力的比例。

联轴器装置20的壳体27具有在内周部分上保持有可沿前后方向移动的先导外板25以及主外板31的筒状的壳体大径部32，以及位于壳体大径部32的前方的壳体小径部33。其中，壳体小径部33的外周部分上形成有壳体花键34。另，壳体27与输入轴10之间设置有壳体轴承35，且壳体27与输入轴10可相对旋转地进行连接。

＜阻尼装置＞

阻尼装置40是使由发动机102（参照图1）所产生的共振频率向常用域外移动的装置。如图4所示，本实施形态的阻尼装置40具有由橡胶形成的环状的弹性构件41、固定在弹性构件41的内周面上的内周构件42、以及固定在弹性构件41的外周面上的外周构件43。

内周构件42在半径方向内方部分上具有第一连接部44，在第一连接部44的内周部分上形成有第一阻尼花键45。该第一阻尼花键45与壳体花键34连接。

外周构件43具有固定在弹性构件41的外周面上的筒状的外周大径部46、位于前方部分的外周小径部47、连接外周大径部46与外周小径部47的外周中间部48、以及从外周中间部48向着后方延伸且位于内周构件42的半径方向内侧的筒状的第二连接部49。第二连接部49的内周部分上形成有第二阻尼花键50。该第二阻尼花键50与壳体花键34连接。又，外周小径部47的外周部分上形成有阻尼外花键51，外周小径部47与分动箱80之间设置有内部密封件52。

如上所述，壳体花键34上连接有第一阻尼花键45与第二阻尼花键50两者。不过，第二阻尼花键50的齿与壳体花键34的齿之间的间隙（clearance）宽于第一阻尼花键45的齿与壳体花键34的齿之间的间隙。因此，从联轴器装置20向阻尼装置40传递的动力较小时，壳体花键34与第一阻尼花键45接触并主要从壳体27通过内周构件42以及弹性构件41向外周构件43传递动力。另一方面，从联轴器装置20向阻尼装置40传递的动力较大时，弹性构件41扭曲且壳体花键34与第二阻尼花键50接触，藉此主要从壳体27直接向外周构件43（第二连接部49）传递动力。

另，本实施形态的阻尼装置40具有弹性构件41，但也可以是阻尼装置40除弹性构件41外还采用动力阻尼器或离心摆式阻尼器等。又，本实施形态的弹性构件41由橡胶形成，但也可以是弹性构件41为弹簧。

＜驱动构件＞

驱动构件60具有位于内周部分上的筒状的基础部61和位于外周部分上且与基础部61形成为一体的驱动部62。基础部61的前方部分与分动箱80之间设置有第一驱动轴承63，基础部61的后方部分与分动箱80之间设置有第二驱动轴承64。即，驱动构件60通过第一驱动轴承63以及第二驱动轴承64可旋转地支持于分动箱80。

又，基础部61的后方内周部分上形成有与阻尼外花键51接合的驱动内花键65。因此，驱动构件60随着阻尼装置40的外周构件43的旋转而旋转，且从阻尼装置40向驱动构件60传递动力。

另，第一驱动轴承63以及第二驱动轴承64是可以负担作为半径方向上的负荷的径向负荷与作为轴方向上的负荷的轴向负荷两者的滚动轴承。其中，第一驱动轴承63上连接滚珠与外圈的切点和该滚珠与内圈的切点且向着旋转中心延伸的直线（以下称为“接触线”；图4中以虚线示出）相对径向方向（垂直于旋转轴的方向）向后方侧倾斜。另一方面，第二驱动轴承64的接触线相对径向方向向前方侧倾斜。另，在力学上可以认为轴承通过所支持的旋转体的旋转轴与接触线的交点（以下称为“支持点”）来支持该旋转体。

又，驱动部62是驱动后述从动部71并向该从动部71传递动力的部分。本实施形态的驱动部62是所谓的斜齿轮（helical gear）。因此，在向从动部71传递动力时，受到不仅包括垂直于轴方向的方向成分还包括轴方向成分的来自从动部71的反作用力。不过，如上所述，本实施形态中第一驱动轴承63与第二驱动轴承64以彼此的接触线相靠近的形式进行配置，籍此可以通过这些轴承63、64稳定地支持驱动部62。

＜输出轴＞

输出轴70是相对输入轴10平行地进行配置，并将输入至输入轴10的动力的一部分通过等速万向节90向前轮输出的轴构件。如图5所示，输出轴70具有从动部71、输出轴大径部72、输出轴小径部73、以及突出部74。

从动部71与驱动部62接合，并由驱动部62所驱动。本实施形态的从动部71是所谓的斜齿轮。因此，由于受到驱动部62的驱动，所以从驱动部62上受到包括轴方向成分与垂直于轴方向的方向成分的力。

输出轴大径部72位于输出轴70的前方部分，上述从动部71位于其半径方向外方。又，在输出轴大径部72上形成有向着前方开口的开口凹部75。即，该开口凹部75位于从动部71的半径方向内方。此外，在开口凹部75的内侧设置有可旋转地支持输出轴70的第一输出轴承76。该第一输出轴承76是能够负担径向负荷与轴向负荷两者的滚动轴承。第一输出轴承76在位于开口凹部75的内侧的同时，外周部分（外圈）固定在开口凹部75的内周面上，内周部分（内圈）固定在分动箱80（侵入部83）的外周面上。又，第一输出轴承76的接触线相对径向方向向前方侧倾斜。

输出轴小径部73是位于输出轴70后方部分的筒状的部分。输出轴小径部73的外周面与分动箱80之间设置有第二输出轴承77。该第二输出轴承77是能够负担径向负荷与轴向负荷两者的滚动轴承。第二输出轴承77的接触线相对径向方向向前方侧倾斜。又，在输出轴小径部73的内侧后方部分上安装有帽构件78。

突出部74是从开口凹部75的中央部分向着前方突出的筒状的部分。突出部74位于开口凹部75的内侧，且位于第一输出轴承76的半径方向内方。突出部74与分动箱80之间设置有密封分动箱80（侵入部83）与输出轴70（突出部74）之间间隙的输出轴密封件79。如图5所示，本实施形态中，驱动部62、从动部71、第一输出轴承76以及输出轴密封件79位于相同的轴方向位置（相同的前后方向位置），以剖视图观察大致排列在一条直线上。

＜分动箱＞

分动箱80是形成分动装置100的外廓的箱体，并容纳输入轴10以及输出轴70等。如图4所示，分动箱80的内部空间以内部密封件52等为分界，分为容纳有联轴器装置20及阻尼装置40等的第一容纳空间81和容纳有驱动构件60及输出轴70等的第二容纳空间82。第二容纳空间82内注入有油。

如图5所示，分动箱80具有侵入开口凹部75的内侧的环状的侵入部83。侵入部83具有圆锥状的形状，并形成为随着向后方行进而内径变小、随着向前方行进而内径变大的结构。侵入部83从较输出轴70靠前方的位置通过开口凹部75与等速万向节90之间并向着开口凹部75的内侧延伸，侵入部83的后端部分位于开口凹部75的内侧。

＜等速万向节＞

等速万向节90是连接输出轴70与前传动轴107（参照图1）的万向节，可以使相对输出轴70倾斜的前传动轴107以与输出轴70相同的旋转速度进行旋转。本实施形态的等速万向节90是所谓的球笼（rzeppa）型的等速万向节，且具有外侧接头构件91、内侧接头构件93、以及位于外侧接头构件91与内侧接头构件93之间的多个转矩传递滚珠95。又，外侧接头构件91上固定有万向节输入轴92，内侧接头构件93上固定有万向节输出轴94。

万向节输入轴92花键嵌合于输出轴小径部73的内部。若万向节输入轴92以及外侧接头构件91受输出轴70驱动并旋转，则内侧接头构件93以及万向节输出轴94上也通过转矩传递滚珠95传递有动力并旋转。此时，万向节输出轴94以相对万向节输入轴92倾斜的状态进行旋转。另，万向节输出轴94的梢端部分连接前传动轴107。

等速万向节90的外侧接头构件91位于侵入部83的半径方向内方，进一步地其一部分位于开口凹部75的内侧。外侧接头构件91的后方部分具有与侵入部83的内周面相对应的形状，并与侵入部83之间形成有迷宫状的间隙。藉由外侧接头构件91与侵入部83之间如此地形成有迷宫状的间隙，能够防止异物通过外侧接头构件91与侵入部83之间混入分动箱80内。

又，等速万向节90的内部封装有润滑油等润滑剂。然后，为了不使该润滑剂泄漏至外部，在外侧接头构件91与万向节输出轴94之间设置有套（boots）96以及套连接构件97。套96的一端固定在万向节输出轴94的外周面上，同时另一端固定在套连接构件97的梢端部分上。又，套连接构件97的前端部分固定在套96上，后端部分固定在外侧接头构件91上。

＜作用效果＞

以上说明的本实施形态，通过将等速万向节90配置在形成于输出轴70上的开口凹部75的内侧，使等速万向节90尽可能地位于后方。因此，输出轴70与前差速器齿轮108之间距离变大，相对于输出轴70的前传动轴107的倾斜角度（动作角）变小，因此可以将等速万向节90的旋转速度的上限值设定为较大。

又，本实施形态中，分动箱80的侵入部83通过开口凹部75与等速万向节90之间，且第一输出轴承76以及输出轴密封件79位于开口凹部75的内侧，因此等速万向节90并未被输出轴70和侵入部83等包裹。其结果是，等速万向节变得容易接触外部空气，由等速万向节所产生的热量变得容易向外部释放。

又，本实施形态中，侵入部83形成为随着向前方行进而内径变大的结构。藉此，侵入部83的前方部分的开口面积变大，因此等速万向节90变得更容易接触外部空气，由等速万向节90产生的热量变得更容易向外部释放。

又，在结构上，输出轴70上相当于从动部71的部分（输出轴大径部72）具有外径变大的趋势。因此，本实施形态中通过使开口凹部75位于从动部71的半径方向内方，有效利用了输出轴70上的从动部71的半径方向内方部分。

又，本实施形态中，支持从动部71的轴承76、77中的位于前方侧的第一输出轴承76的接触线相对垂直于旋转轴的方向向前方侧倾斜。这样是为了使第一输出轴承76的支持点位于较从动部71靠近前方的位置。根据该结构，可以使从动部71在轴方向上位于第一输出轴承76的支持点与第二输出轴承77的支持点之间。因此，尽管第一输出轴承76位于从动部71的半径方向内方（与从动部71相同的轴方向位置），但是仍能够以两端支持的状态来支持承受来自驱动部62的在径向方向上（垂直于轴方向的方向）的力的从动部71。

另，假如即便无法使第一输出轴承76的支持点位于较从动部71靠近前方的位置，也可以使第一输出轴承76的支持点位于从动部71的附近。此时，虽然从动部71以一端支持的状态受到支持，但由于第一输出轴承76的支持点位于从动部71的附近，因此可以减轻第一输出轴承76在径向方向上的负荷负担。

＜变形例＞

上述实施形态中，连接输入轴10的驱动部62以及连接输出轴70的从动部71均为斜齿轮并形成为相互啮合结构，藉此驱动部62驱动从动部71。不过，驱动部62以及从动部71并不只限定为上述结构。例如，还可以是驱动部62为驱动链轮，从动部71为从动链轮，并由链条进行连接。此时仍能够由驱动部62驱动从动部71。

又，上述实施形态虽然是以前置发动机后驱动式的车辆为基础的四轮驱动车作为对象，但显然可适用于以后置发动机前驱动式的车辆为基础的四轮驱动车，当然也可以采用作为发动机以外的驱动源的马达（适用于电动汽车），或是可适用于并用发动机与马达的混合动力车等。

Claims (6)

1.一种分动装置，其特征在于，具备：

输入有由驱动源产生的动力的输入轴；

将输入至所述输入轴的动力的一部分向车辆的从动轮输出的输出轴；

容纳所述输入轴以及所述输出轴的分动箱；

可旋转地支持所述输出轴的至少两个输出轴承；以及

连接所述输出轴且相对该输出轴设置于所述从动轮侧的等速万向节；

所述输出轴上形成有向着所述等速万向节侧开口的开口凹部，且所述等速万向节的至少一部分位于所述开口凹部的内侧；

所述分动箱具有从较所述输出轴靠近所述等速万向节侧的位置通过所述开口凹部与所述等速万向节之间并向着所述开口凹部的内侧延伸的环状的侵入部；

所述至少两个输出轴承中最靠近所述等速万向节侧的第一输出轴承在位于所述开口凹部的内侧的同时，外周部分固定在所述开口凹部的内周面上，内周部分固定在所述侵入部的外周面上；

所述等速万向节位于所述侵入部的半径方向内方。

2.根据权利要求1所述的分动装置，其特征在于，所述侵入部形成为随着向所述等速万向节侧行进而内径变大的结构。

3.根据权利要求1所述的分动装置，其特征在于，还具备密封所述侵入部与所述输出轴之间的间隙的密封构件；

所述输出轴具有位于所述开口凹部的内侧的圆筒状的突出部；

所述密封构件设置于所述开口凹部的内侧，且设置于所述侵入部与所述突出部之间。

4.根据权利要求2所述的分动装置，其特征在于，还具备密封所述侵入部与所述输出轴之间的间隙的密封构件；

所述输出轴具有位于所述开口凹部的内侧的圆筒状的突出部；

所述密封构件设置于所述开口凹部的内侧，且设置于所述侵入部与所述突出部之间。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的分动装置，其特征在于，具备：

连接所述输入轴的驱动部；以及

连接所述输出轴并受所述驱动部驱动的从动部；

所述开口凹部位于所述从动部的半径方向内方。

6.根据权利要求5所述的分动装置，其特征在于，所述第一输出轴承的接触线相对垂直于旋转轴的方向向所述等速万向节侧倾斜。

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