JP2005291459A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カップリングを安定支持して回転振動を軽減させ、レイアウト上の自由度と車載性を向上させる。
【解決手段】 原動機からの駆動力を第１動力伝達軸３とカップリング５と第２動力伝達軸７との間で伝達する動力伝達装置であって、動力伝達軸７を第１と第２の軸受け９，１１によってケーシング１３に支承し、カップリング５を第１と第２の軸受け９，１１の間で動力伝達軸７に連結させた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両の動力系に用いられる動力伝達装置に関する。

特許文献１に図４のようなクラッチ断続機能を有するカップリングとしてのビスカスカップリング５０１が記載されている。

このビスカスカップリング５０１は、４輪駆動車の後輪側動力系に用いられており、ハウジング５０３と、これと同軸に配置されたハブ５０５と、これらの間にはクラッチ機能としての粘性流体が封入された作動室５０７などから構成されている。ハウジング５０３はトランスファの出力軸であるドライブピニオンシャフトに連結され、ハブ５０５は伝達軸を介して後輪側のプロペラシャフトに連結されており、作動室５０７の粘性流体の剪断抵抗を利用して後輪側にエンジンの駆動力を伝達する。

また、ドライブピニオンシャフトは軸受けを介してトランスファケースに支承されており、ハウジング５０３はこの軸受けの軸方向外側（トランスファケースの外側）でドライブピニオンシャフトに連結されている。このように、ビスカスカップリング５０１は、ドライブピニオンシャフトを介し軸受けによって片持ち支持されている。
特開平３ー１７７６２５号公報（第１図）

ビスカスカップリング５０１は、上記のようにドライブピニオンシャフトが軸受けの軸方向外側でハウジング５０３を片持ち支持しており、ビスカスカップリング５０１の支持剛性が不充分であるから、重心のズレ（偏芯）が生じた場合、制振が難しく、回転振動が発生し易い。

また、ビスカスカップリング５０１では、ドライブピニオンシャフトとビスカスカップリング５０１と伝達軸が同軸配置され、軸方向に長くなっているから、それだけレイアウト上の自由度と車載性が制限され易い。

そこで、この発明は、カップリングを安定して支持することにより回転振動を軽減させ、また、レイアウト上の自由度と装置の搭載性を向上させた動力伝達装置の提供を目的とする。

請求項１の動力伝達装置は、原動機からの駆動力を第１動力伝達軸とカップリングと第２動力伝達軸との間で伝達する動力伝達装置であって、一方の動力伝達軸が、第１と第２の軸受けによってケーシングに支承され、カップリングが前記第１と第２の軸受けの間で前記一方の動力伝達軸に連結されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載された動力伝達装置であって、第１の動力伝達軸と第２の動力伝達軸が、互いに平行に配置されており、他方の動力伝達軸とカップリングとが、動力伝動機構によって連結されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載された動力伝達装置であって、前記ケーシングが、前記第１の軸受け側の第１ケーシング部材と、前記第２の軸受け側の第２ケーシング部材とを有する分割構造になっていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された動力伝達装置であって、前記カップリングが、駆動力を断続するクラッチ装置であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２に記載された動力伝達装置であって、動力伝動機構が、他方の動力伝達軸とカップリングとの間で駆動力を直接的に伝達するギア伝動機構であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載された動力伝達装置であって、ギア伝動機構とカップリングとが、互いの軸方向に配置されていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１に記載された動力伝達装置であって、第１動力伝達軸と第２動力伝達軸の少なくとも一方の軸端に駆動力を伝達する動力伝達部が形成されていることを特徴とする。

請求項１の動力伝達装置は、カップリングを、第１の軸受けと第２の軸受けの間で動力伝達軸に連結した（これらの軸受けの間で動力伝達軸上に支持させた）ことにより、カップリングを片持ち支持する従来例と異なって、重心のズレ（偏芯）が生じた場合でも、制振し易く、回転振動が発生しにくいから、耐久性と信頼性が大幅に向上する。

請求項２の動力伝達装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。

また、カップリングを支持する動力伝達軸と他方の動力伝達軸とを平行配置することにより、例えば、両動力伝達軸を互いの径方向に配置したこの構成では、カップリング前後のシャフトを同軸配置したことにより軸方向に長くなっている従来例と異なり、レイアウト上の自由度が増し、軸方向に短縮可能になるから、装置の搭載性がそれだけ向上する。

請求項３の動力伝達装置は、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。

また、ケーシングを第１軸受け側の第１ケーシング部材と、第２軸受け側の第２ケーシング部材との分割構造にしたことにより、周辺部材及びカップリングの組み付け性が大幅に向上している。

請求項４の動力伝達装置は、請求項１〜請求項３の構成と同等の効果を得ることができる。

また、駆動力を断続するクラッチ装置をカップリングに用いたこの構成では、クラッチ装置駆動力の断続が可能になる。

請求項５の動力伝達装置は、請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。

また、動力伝達軸とカップリングをギア伝動機構によって直接的に連結し、これらの間に他の動力伝動機構を介在させないこの構成では、部品点数の増大が抑えられるから、それだけ簡素な構造で、低コストに実施することができる。

また、ギア伝動機構は、例えば、ベルト伝動機構やチェーン伝動機構と較べると、連結される部材の軸間距離を短くできるから、この構成では動力伝達装置がそれだけ径方向にコンパクトになり、装置の搭載性がさらに向上する。

請求項６の動力伝達装置は、請求項５の構成と同等の効果を得ることができる。

また、ギア伝動機構とカップリングとを互いの軸方向に配置したこの構成では、ギア伝動機構とカップリング間の寸法（径方向寸法）増大が抑えられ、動力伝達装置が、さらに径方向にコンパクトになり、装置の搭載性が向上する。

請求項７の動力伝達装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。

また、第１動力伝達軸と第２動力伝達軸の少なくとも一方の軸端に駆動力を伝達する動力伝達部を形成させたこの構成では、駆動力の伝達経路を確保し易く、レイアウト上有利である。

（第１実施形態）
図１と図２によって動力伝達装置１（本発明の第１実施形態）の説明をする。図１は動力伝達装置１を示し、図２は動力伝達装置１が用いられた４輪駆動車の動力系を示している。以下、左右の方向はこの４輪駆動車及び図１での左右の方向であり、図１の上方はこの４輪駆動車の前方である。

［動力伝達装置１の特徴］
動力伝達装置１は、本実施形態によれば原動機の一つとして選定されたエンジン３０１からの駆動力を入力軸３（第１動力伝達軸）と、本実施例によればクラッチ装置としての断続機能が粘性流体の剪断抵抗を用いたカップリング５とドライブピニオンシャフト７（第２動力伝達軸）との間で伝達する動力伝達装置であって、ドライブピニオンシャフト７（一方の動力伝達軸）が、軸方向と半径方向に支持可能なテーパローラベアリング９（第１の軸受け）とテーパローラベアリング１１（第２の軸受け）によってデフキャリヤ１３（ケーシング）に支承されると共に、カップリング５がテーパローラベアリング９，１１の間でドライブピニオンシャフト７にスプライン連結されており、
入力軸３とドライブピニオンシャフト７が、互いに平行に配置されていると共に、入力軸３（他方の動力伝達軸）とカップリング５とが、ギア組１５（動力伝動機構）によって直接連結されており、
入力軸３の端部にはフランジ２７（動力伝達部）が固定され、ドライブピニオンシャフト７の端部にはベベルギア４５（動力伝達部）が形成され、
カップリング５とギア組１５が互いの軸方向に配置されており、
デフキャリヤ１３が、テーパローラベアリング９側のケーシング部材１７と、テーパローラベアリング１１側のケーシング部材１９からなる２分割構造になっている。

［４輪駆動車の動力系の構成］
図２のように、この動力系は、エンジン３０１（原動機）と、トランスミッション３０３と、トランスファ３０５と、フロントデフ３０７と、前車軸３０９，３１１と、左右の前輪３１３，３１５と、継ぎ手３１７と、後輪側プロペラシャフト３１９と、継ぎ手３２１と、動力伝達装置１と、方向変換歯車組３２３と、リヤデフ３２５と、後車軸３２７，３２９と、左右の後輪３３１，３３３などから構成されている。

エンジン３０１の駆動力は、トランスミッション３０３の出力ギア３３５からリングギア３３７を介してフロントデフ３０７のデフケース３３９に伝達され、フロントデフ３０７から前車軸３０９，３１１を介して左右の前輪３１３，３１５に配分される。また、デフケース３３９の回転はトランスファ３０５から継ぎ手３１７とプロペラシャフト３１９と継ぎ手３２１を介して動力伝達装置１に伝達され、方向変換歯車組３２３を介してリヤデフ３２５に伝達され、リヤデフ３２５から後車軸３２７，３２９を介して左右の後輪３３１，３３３に配分される。

［動力伝達装置１の構造］
動力伝達装置１は縦置き配置されており、入力軸３はボールベアリング２１，２３によってデフキャリヤ１３に支承されており、その前端にスプライン連結されナット２５で固定されたフランジ２７は継ぎ手３２１側のフランジに連結されており、プロペラシャフト３１９の回転は継ぎ手３２１を介して入力軸３に伝達される。

また、カップリング５は粘性流体の剪断抵抗によって（差動回転を許容しながら）駆動力を伝達するカップリングであり、ハウジング２９とハブ３１との間に設けられている。ハブ３１は、ベアリング９，１１の間で、ドライブピニオンシャフト７の外周にスプライン連結され、ハウジング２９はボールベアリング３３，３５によってハブ３１に支承されている。また、ハウジング２９とハブ３１との間には空間内部に流体を封入するシールのシールリング３７，３９が配置されている。なお、カップリング駆動力の伝達を断続する機能を有する構成であれば良く、例えば多板クラッチやコーンクラッチ、ワンウェイクラッチや２ウェイクラッチなどを代用することができる。

ギア組１５は互いに噛み合った外接噛み合いのギア４１，４３からなり、ギア４１は入力軸３に形成され、ギア４３はカップリング５のハウジング２９の前端部に溶接されて一体的に回転するように固定されており、入力軸３の回転はギア組１５を介してカップリング５に伝達される。また、ギア４３をハウジング２９の前端部に一体的に固定したことによりギア組１５とカップリング５は互いの軸方向に配置されている。なお、駆動力伝達機構は外接噛み合いギヤ組の他にプラネタリーギヤ組、トロイダル機構、ベルト伝動機構、チェーン電動機構、これらの機構の組み合わせであっても良い。

また、カップリング５のハウジング２９の外周側は入力軸３の外周に対向して配置されている。

また、上記のようにデフキャリヤ１３はケーシング部材１７，１９からなる２分割構造であり、ケーシング部材１７はボールベアリング２１によって入力軸３の前端を支承し、スラストベアリング９によってドライブピニオンシャフト７の前端を支承しており、ケーシング部材１９はボールベアリング２３によって入力軸３の後端を支承し、スラストベアリング１１によってドライブピニオンシャフト７の後端を支承している。

方向変換歯車組３２３は互いに噛み合ったベベルギア４５，３４３からなり、ベベルギア４５はドライブピニオンシャフト７の後端に形成され、ベベルギア３４３はリヤデフ３２５のデフケース３４５にボルト３４７で固定されている。

リヤデフ３２５は、このデフケース３４５と、デフケース３４５に固定されたピニオンシャフト３４９と、ピニオンシャフト３４９に支承されたピニオンギア３５１と、ピニオンギア３５１と噛み合った左右の出力側サイドギア３５３，３５５からなり、デフケース３４５はボールベアリング３５７，３５９によってデフキャリヤ１３に支承され、サイドギア３５３は駆動軸３６１（図２）を介して後車軸３２７から左後輪３３１に連結され、サイドギア３５５は駆動軸３６３（図２）を介して後車軸３２９から右後輪３３３に連結されている。

入力軸３を回転させるエンジン３０１の駆動力はギア組１５からカップリング５を介してドライブピニオンシャフト７に伝達され、方向変換歯車組３２３からリヤデフ３２５に伝達され、デフケース３４５とピニオンシャフト３４９とピニオンギア３５１からサイドギア３５３，３５５に配分され、上記のように左右の後輪３３１，３３３に伝達される。

また、悪路などで後輪３３１，３３３が空転しそうになると、カップリング５が差動許容手段として働き、後輪３３１，３３３に伝達される駆動力が緩和されて空転が防止され、車両のスタックが避けられる。

デフキャリヤ１３に対して、入力軸３側のフランジ２７と駆動軸３６１，３６３との間にはそれぞれシール４７，３６５，３６７が配置され、デフキャリヤ１３からのオイル漏れと外部からの異物の侵入を防止している。

［動力伝達装置１の効果］
動力伝達装置１は、カップリング５をドライブピニオンシャフト７のベアリング９とベアリング１１との間で支承したことにより、従来例と異なって、重心のズレ（偏芯）が生じた場合でも制振し易く、回転振動が発生しにくいから、耐久性と信頼性が大幅に向上する。

また、入力軸３とドライブピニオンシャフト７を平行に配置したことによってレイアウト上の自由度が向上すると共に、軸方向にコンパクトになり、装置の搭載性が向上する。

また、入力軸３とカップリング５をギア組１５によって直接的に連結し、これらの間に他の動力伝動機構を介在させない動力伝達装置１は、部品点数の増大が抑えられて構造が簡素になるから、それだけ低コストに実施することができる。

また、ギア組１５（ギア伝動機構）は、ベルト伝動機構やチェーン伝動機構と較べると、連結される入力軸３とドライブピニオンシャフト７（カップリング５）の軸間距離を短くカップリングの外周側を入力軸に対向して配置できるから、動力伝達装置１は径方向にもコンパクトになり、装置の搭載性（本実施例では車載性）がさらに向上する。

また、ギア組１５とカップリング５を互いの軸方向に配置したから、ギア組１５とカップリング５間の寸法（径方向寸法）増大が抑えられてコンパクトに構成され、装置の搭載性（本実施例では車載性）がさらに向上する。

また、入力軸３の軸端にフランジ２７（動力伝達部）を固定し、ドライブピニオンシャフト７の軸端にベベルギア４５（動力伝達部）を形成したことによって駆動力の伝達経路が確保し易くなり、それだけレイアウト上有利になる。

また、デフキャリヤ１３をケーシング部材１７，１９の２分割構造にしたことにより、入力軸３及びボールベアリング２１，２３とカップリング５とドライブピニオンシャフト７及びベアリング９，１１などの組み付け性が大幅に向上している。

（第２実施形態）
図３によって動力伝達装置２０１（本発明の第２実施形態）の説明をする。図３は動力伝達装置２０１と、これが用いられた４輪駆動車の動力系を示しており、以下、第１実施形態との共用部材に同一の符号を与えて引用しながら主要部を説明する。

［動力伝達装置２０１の特徴］
動力伝達装置２０１は、第１実施形態と同様に原動機としてのエンジン３０１からの駆動力をドライブピニオンシャフト２０３（第１動力伝達軸）とカップリング５と出力軸２０５（第２動力伝達軸）との間で伝達する動力伝達装置であって、ドライブピニオンシャフト２０３（一方の動力伝達軸）が、ベアリング２０７（第１の軸受け）とスラストベアリング２０９（第２の軸受け）によってトランスファケース２１１（ケーシング）に支承され、カップリング５がベアリング２０７，２０９の間でドライブピニオンシャフト２０３にスプライン連結されており、
ドライブピニオンシャフト２０３と出力軸２０５とが、互いに平行に配置されていると共に、出力軸２０５（他方の動力伝達軸）とカップリング５とが、ギア組１５によって直接連結されており、
ドライブピニオンシャフト２０３の端部にはベベルギア２１３（動力伝達部）が形成され、出力軸２０５の端部にはフランジ（動力伝達部）が固定され、
カップリング５とギア組１５が互いの軸方向に配置されている。

なお、カップリング５は、入力軸２０５上に配置しても良く、この場合には、駆動力はドライブピニオンシャフトからギヤ組１５、カップリング５を介して出力軸２０５に伝達される。

［４輪駆動車の動力系の構成］
動力伝達装置２０１が用いられた４輪駆動車の動力系は、エンジン３０１と、トランスミッション３０３と、トランスファ３６５と、フロントデフ３０７と、前車軸３０９，３１１と、左右の前輪３１３，３１５と、継ぎ手３１７と、後輪側のプロペラシャフト３１９と、継ぎ手３２１と、方向変換歯車組３２３と、リヤデフ３２５と、後車軸３２７，３２９と、左右の後輪３３１，３３３などから構成されており、動力伝達装置２０１はトランスファ３６５の一部を構成している。

エンジン３０１の駆動力は、トランスミッション３０３の出力ギア３３５からリングギア３３７を介してフロントデフ３０７のデフケース３３９に伝達され、フロントデフ３０７から左右の前輪３１３，３１５に配分され、デフケース３３９の回転はトランスファ３６５から継ぎ手３１７とプロペラシャフト３１９と継ぎ手３２１と方向変換歯車組３２３を介してリヤデフ３２５に伝達され、リヤデフ３２５から後車軸３２７，３２９を介して左右の後輪３３１，３３３に配分される。

また、ドライブピニオンシャフト２０３の前端にはベベルギア２１３が形成され、フロントデフ３０７のデフケース３３９にはベベルギア２１３と噛み合ったベベルギア２１５が固定されて方向変換歯車組２１７を構成し、デフケース３３９の回転を方向変換しドライブピニオンシャフト２０３に伝達する。出力軸２０５はベアリング２１９，２２１によってトランスファケース２１１に支承されている。

ドライブピニオンシャフト２０３を回転させるエンジン３０１の駆動力はカップリング５からギア組１５を介し出力軸２０５に伝達されてトランスファ３６５から出力され、上記のようにしてリヤデフ３２５側に伝達される。

［動力伝達装置２０１の効果］
動力伝達装置２０１は、カップリング５をドライブピニオンシャフト２０３のスラストベアリング２０７とスラストベアリング２０９との間で支承したことにより、重心のズレが生じた場合でも制振し易く、回転振動が発生しにくいから、耐久性と信頼性が大幅に向上する。

また、ドライブピニオンシャフト２０３と出力軸２０５を平行に配置したことによってレイアウト上の自由度が向上し、軸方向にコンパクトになり、搭載性（本実施形態では車載性が向上する。

また、出力軸２０５とカップリング５をギア組１５によって直接的に連結し、これらの間に他の動力伝動機構を介在させない動力伝達装置２０１では、部品点数の増大が抑えられて簡素な構造になり、それだけ低コストに実施することができる。

また、ギア組１５（ギア伝動機構）を用いたことにより、ドライブピニオンシャフト２０３（カップリング５）と出力軸２０５の軸間距離を短くできるから、動力伝達装置２０１は径方向にもコンパクトになり、車載性がさらに向上する。

また、ギア組１５とカップリング５を互いの軸方向に配置したから、ギア組１５とカップリング５間の寸法（径方向寸法）増大が抑えられてコンパクトに構成され、搭載性としての車載性がさらに向上する。

また、ドライブピニオンシャフト２０３の軸端にベベルギア２１３（動力伝達部）を形成し、出力軸２０５の軸端にフランジ（動力伝達部）を固定したことによって駆動力の伝達経路が確保し易くなり、レイアウト上有利である。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、本発明において、カップリングは粘性流体カップリングだけでなく、請求項４のように、駆動力を断続するクラッチ装置でもよい。

また、動力伝動機構は、ギア伝動機構（ギア組）の他に、ベルト伝動機構やチェーン伝動機構でもよい。

本発明の装置は他に第１の原動機としてエンジンで駆動される第１車輪側と別の第２原動機として駆動モータで駆動される第２車輪側の動力伝達装置として適用することができる。また、本発明は他の動力伝達装置として広く適用が可能である。

第１実施形態の動力伝達装置１を示す断面図である。 第１実施形態の動力伝達装置１を用いた４輪駆動車の動力系を示すスケルトン機構図である。 第２実施形態の動力伝達装置２０１を用いた４輪駆動車の動力系を示すスケルトン機構図である。 従来例の断面図である。

符号の説明

１ 動力伝達装置
３ 入力軸（第１動力伝達軸）
５ カップリング（粘性流体の剪断抵抗によって駆動力を伝達するカップリ ング）
７ ドライブピニオンシャフト（第２動力伝達軸）
９ テーパローラベアリング（第１の軸受け）
１１ テーパローラベアリング（第２の軸受け）
１３ デフキャリヤ（ケーシング）
１５ ギア組（動力伝動機構）
２７ フランジ（入力軸３の端部に設けられた動力伝達部）
４５ ベベルギア（ドライブピニオンシャフト７の端部に形成された動力伝達 部）
２０１ 動力伝達装置
２０３ ドライブピニオンシャフト（第１動力伝達軸）
２０５ 出力軸（第２動力伝達軸）
２０７ テーパローラベアリング（第１の軸受け）
２０９ テーパローラベアリング（第２の軸受け）
２１１ トランスファケース（ケーシング）
２１３ ベベルギア（ドライブピニオンシャフト２０３の端部に形成された動力 伝達部）

Claims (7)

1. 原動機からの駆動力を第１動力伝達軸とカップリングと第２動力伝達軸との間で伝達する動力伝達装置であって、
   一方の動力伝達軸が、第１と第２の軸受けによってケーシングに支承され、
   カップリングが前記第１と第２の軸受けの間で、前記一方の動力伝達軸に連結されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１に記載された動力伝達装置であって、
   第１の動力伝達軸と第２の動力伝達軸が、互いに平行に配置されており、
   他方の動力伝達軸とカップリングとが、動力伝動機構によって連結されていることを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された動力伝達装置であって、
   ケーシングが、前記第１の軸受け側の第１ケーシング部材と、前記第２の軸受け側の第２ケーシング部材とを有する分割構造になっていることを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載された動力伝達装置であって、
   カップリングが、駆動力を断続するクラッチ装置であることを特徴とする動力伝達装置。
5. 請求項２に記載された動力伝達装置であって、
   動力伝動機構が、他方の動力伝達軸とカップリングとの間で駆動力を直接的に伝達するギア伝動機構であることを特徴とする動力伝達装置。
6. 請求項５に記載された動力伝達装置であって、
   ギア伝動機構とカップリングとが、互いの軸方向に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
7. 請求項１に記載された動力伝達装置であって、
   第１動力伝達軸と第２動力伝達軸の少なくとも一方の軸端に駆動力を伝達する動力伝達部が形成されていることを特徴とする動力伝達装置。

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