JP2007064318A - 動力分配装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 潤滑剤の冷却性向上を図ることを可能とする。
【解決手段】 潤滑剤が収容されたトランスファー・ケース３に回転自在に配置され一対の第１，第２のヘリカル・サイド・ギヤ３９，４１を備えたフロント・デフ５と、フロント・デフ５の外周に配置されフロント・デフ５に対して相対回転自在なリング・ギヤ７と、リング・ギヤ７にドライブ・ピニオン・ギヤ９が噛み合いトランスファー・ケース３に回転自在に配置されたドライブ・ピニオン・シャフト５７とを有するトランスファ装置１において、トランスファー・ケース３に、リング・ギヤ７の背後で潤滑剤冷却用の第１，第２のジャケット１１，１３を配置したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、四輪駆動車の横置きフロント・エンジンの動力分配を行うトランスファ装置等に用いられる動力分配装置に関する。

従来、四輪駆動車の横置きフロント・エンジンでフロント・ドライブの駆動力をリヤ・ドライブ側へ動力分配を行うトランスファ装置等は、エキゾースト・パイプに近接して配置されるため、その内部潤滑オイルは、例えば１４０℃近くの高温となり、厳しい温度環境となっている。このため、潤滑オイルの劣化が激しく、オイル・クーラにより冷却する必要がある。

かかるトランスファ装置は、潤滑オイルが収容されたトランスファー・ケースに回転自在に配置されたリング・ギヤと、該リング・ギヤにドライブ・ピニオン・ギヤが噛み合い回転自在に配置されたドライブ・ピニオン・シャフトとを有し、前記ジャケットは、前記トランスファー・ケース内で低位となるドライブ・ピニオン・ギヤの下側でトランスファー・ケースに取り付けられている。

しかし、かかるジャケットの配置構造であると、ドライブ・ピニオン・ギヤ等との干渉を避けるために配置スペースの確保が困難となり、ジャケットの容量に制約を伴い、潤滑オイルの冷却性向上に限界を招いていた。

特開平６−１０７０１０号公報

解決しようとする問題点は、潤滑剤の冷却性向上に限界を招いていた点である。

本発明は、潤滑剤の冷却性向上を図るため、動力分配ケースに、リング・ギヤの背後で潤滑剤冷却用のジャケットを配置したことを最も主要な特徴とする。

本発明の動力分配装置は、動力分配ケースに、リング・ギヤの背後で潤滑剤冷却用のジャケットを配置したため、ドライブ・ピニオン・ギヤ等との干渉を避けるための制約が無くなり、ジャケットの容量制約を抑制し、潤滑剤の冷却性向上を図ることが可能となる。

潤滑剤の冷却性向上を図るという目的を、潤滑剤冷却用のジャケットの配置を変更して実現した。

［トランスファ装置］
図１は、フロント・エンジンでフロント・ドライブをベースとしリヤ・ドライブ側へ駆動力分配する４輪駆動車に適用した例を示すものであり、本発明の実施例１を適用した動力分配装置であるトランスファ装置の横断面図、図２は、図１の矢印Ａ方向からカバー等を取り外して見たトランスファ装置の要部側面図である。

図１のトランスファ装置１は、トランス・ミッション側に結合され、センター・デファレンシャル装置（以下「センター・デフ」と称する。）からトルク伝達を受ける構成となっている。

前記トランスファ装置１は、動力分配ケースとしてトランスファー・ケース３と、デファレンシャル装置としてのフロント・デフ５と、リング・ギヤ７と、ドライブ・ピニオン・ギヤ９と、クラッチ１０と、潤滑剤冷却用であるオイル・クーラのジャケットとして第１，第２のジャケット１１、１３とを備えている。

前記トランスファー・ケース３は、内部潤滑剤として潤滑オイルが収容され、ケース本体１５、壁部１７、カバー１９、中間筒部２１、端部筒部２３の五分割構造となっている。

なお、「動力分配」という語句は、４輪駆動車におけるベースとなるドライブ系（ここではフロント・ドライブ）から他のドライブ（ここではリヤ・ドライブ）に駆動力を伝達することを意味して用いられている。

前記ケース本体１５には、潤滑オイルをガイド可能なガイド部を構成する第１のリブ２５が設けられている。このケース本体１５の一側に、前記壁部１７，カバー１９がボルト２７により共締め固定され、同他側直交方向に、前記中間筒部２１が締結固定され、中間筒部２１に前記端部筒部２３が締結固定されている。

前記壁部１７は、前記後述するリング・ギヤの背部に対向し、前記共締めによりケース本体１５に着脱可能に取り付けられている。壁部１７には、冷却剤である冷却水供給用の通路２９，３１がドリル等による穴加工により形成されている。壁部１７には、冷却水排出用として通路２９，３１と同一構成の通路が他の箇所に設けられている。前記カバー１９には、潤滑オイルをガイド可能なガイド部を構成する第２のリブ３２が設けられ、冷却水給排用の通路３３，３５がドリル等による穴加工により形成されている。

前記フロント・デフ５は、アウター・ケース３６内に相対回転自在に自在に支持されている。フロント・デフ５は、デフ・ケース３７内に、一対の第１，第２の回転出力部として左右のヘリカル・サイド・ギヤ３９，４１が相対回転自在に支持されている。デフ・ケース３７は、センター・デフの一方の出力ギヤに連動連結され、回転入力を受けるようになっている。

前記左右のヘリカル・サイド・ギヤ３９，４１には、連結軸４３，４５がスプライン結合され、連結軸４３，４５に、継手部材４７（図１では、右側のみ示す。）を介して左右のアクスル・シャフトがそれぞれ結合されている。左右のアクスル・シャフトは、左右前輪に連動連結される。

前記左右のヘリカル・サイド・ギヤ３９，４１の外周側において前記デフ・ケース３７内には、ロング・ヘリカル・ピニオン・ギヤ４９，ショート・ヘリカル・ピニオン・ギヤ５１がそれぞれ収納孔に摺動回転自在に支持されている。ロング・ヘリカル・ピニオン・ギヤ４９は、一方のヘリカル・サイド・ギヤ３９に噛み合っている。ショート・ヘリカル・ピニオン・ギヤ５１は、他方のヘリカル・サイド・ギヤ４１に噛み合っている。ロング・ヘリカル・ピニオン・ギヤ４９の一端部とショート・ヘリカル・ピニオン・ギヤ５１の一端部とは、相互に噛み合っている。

前記アウター・ケース３６は、ケース本体１５及び壁部１７に、テーパー・ローラー・ベアリング５３，５４により回転自在に支持されている。アウター・ケース３６は、センター・デフの他方の出力ギヤに連動連結され、回転入力を受けるようになっている。

前記リング・ギヤ７は、前記アウター・ケース３６にボルト５５により締結固定されている。従って、リング・ギヤ７は、フロント・デフ５の外周に配置され該フロント・デフ５に対して相対回転自在な構成となっている。

前記ドライブ・ピニオン・ギヤ９は、第３の回転出力部としてのドライブ・ピニオン・シャフト５７の先端に設けられ、前記リング・ギヤ７に噛み合っている。ドライブ・ピニオン・シャフト５７は、前記トランスファー・ケース３の中間筒部２１にテーパー・ローラー・ベアリング５９，６０により回転自在に配置されている。

前記クラッチ１０は、前記壁部１７の外側に設けられている。クラッチ１０は、前記フロント・デフ５及びリング・ギヤ７間の相対回転を制御することで前後輪間の差動制限を行うものである。クラッチ１０は、クラッチ・ケース６１及びクラッチ・ハブ６３間に多板クラッチ６５を備え、前記壁部１７側に支持されたピストン６７により選択的に締結制御する構成となっている。クラッチ・ケース６１は、連結軸４５の外周に配置され、ボール・ベアリング６９によりカバー１９側に回転自在に支持されている。このクラッチ・ケース６１は、端部が前記デフ・ケース３７にスプライン結合されている。クラッチ・ハブ６３は、前記アウター・ケース３６の端部にスプライン結合されている。

前記クラッチ１０は、前記カバー１９で覆われ、カバー１９によりクラッチ１０周囲に潤滑空間７１が形成されている。潤滑空間７１は、壁部１７の第１の通路７３及び壁部１７内周側の第２の通路７５によりケース本体１５側の潤滑空間７７に連通している。

前記第１，第２のジャケット１１、１３は、前記トランスファー・ケース３に前記リング・ギヤ７の背後で配置されている。第１，第２のジャケット１１、１３は、ほぼ同じ大きさの弧状に形成され、その曲率中心はフロント・デフ５の回転軸心となっている。第１のジャケット１１は、前記壁部１７に、第２のジャケット１３は、前記カバー１９に、それぞれロウ付け又はボルト止め等により固定されている。

前記第１のジャケット１１は、一端が前記壁部１７の一方の通路２９に連通構成され、同他端が同他方の通路に連通構成されている。前記第２のジャケット１３は、一端が前記カバー１９の一方の通路３３に連通構成され、同他端が同他方の通路３５に連通構成されている。

前記壁部１７の通路３１及び図に現れていない他の通路とカバー１９の通路３３，３５には、ジョイント７９が取り付けられ、各ジョイント７９は、冷却水の給排水部に接続され、ウォーター・ポンプ等により第１，第２のジャケット１１、１３に対し冷却水を給排できるようになっている。

［トルク伝達］
エンジンの出力は、トランス・ミッションからセンター・デフを介して一方では、フロント・デフ５のデフ・ケース３７に入力され、同他方では、アウター・ケース３６に入力される。

前記フロント・デフ５に入力されたトルクは、ロング・ヘリカル・ピニオン・ギヤ４９，ショート・ヘリカル・ピニオン・ギヤ５１及び左右のヘリカル・サイド・ギヤ３９，４１を介して左右の前輪側へ伝達出力される。

前記アウター・ケース３６に入力されたトルクは、リング・ギヤ７からドライブ・ピニオン・ギヤ９を介してドライブ・ピニオン・シャフト５７に伝達され、後輪側へ伝達出力される。

左右前輪間で差動回転を生じたときは、前記ロング・ヘリカル・ピニオン・ギヤ４９，ショート・ヘリカル・ピニオン・ギヤ５１及び左右のヘリカル・サイド・ギヤ３９，４１の噛み合い回転により差動回転が許容されると共に、差動制限力を発揮する。

前後輪間で差動回転を生じたときは、フロント・デフ５のデフ・ケース３７及びアウター・ケース３６からクラッチ１０のクラッチ・ケース６１及びクラッチ・ハブ６３間に差動回転が伝達される。このとき、各種センサの検出による自動制御、或いは運転者の手動制御により油圧が制御され、該油圧によるピストン６７の押圧力により多板クラッチ６５が締結され、その締結状態に応じてフロント・デフ５及びリング・ギヤ７間の相対回転を制御し前後輪間の差動制限が行なわれる。

［潤滑及びオイル冷却］
前記トルク伝達時に、リング・ギヤ７、ドライブ・ピニオン・ギヤ９，クラッチ１０等の回転でトランスファー・ケース３内の潤滑オイルが飛散し、各部が充分に潤滑される。この潤滑に際し、ケース本体１５側とカバー１９側との間の潤滑オイルの流通は、第１，第２の通路７３，７５等を通して行われる。

かかる潤滑において、トランスファ装置１が排気管の近傍に配置される等しているためトランスファー・ケース３内の潤滑オイルが高温（例えば、１４０℃）となる。

この場合、前記第１，第２のジャケット１１，１３に冷却水を循環給排することで潤滑オイルの冷却が行なわれる。

前記トランスファー・ケース３内でリング・ギヤ７の回転により飛散した潤滑オイルは、図１の白抜き矢印のように第１のリブ２５に衝突し、該第１のリブ２５によるガイドで第１のジャケット１１に導かれ、充分な冷却が行われる。

前記カバー１９内でクラッチ１０の回転により飛散した潤滑オイルは、図１の白抜き矢印のように第２のリブ３２に衝突し、該第２のリブ３２によるガイドで第２のジャケット１３に導かれ、充分な冷却が行われる。

［実施例の効果］
本発明実施例の効果を、ドライブ・ピニオン・ギヤの下側にオイル・クーラのジャケットを配置したトランスファ装置と比較しながら説明する。

図３〜図５は、比較例に係り、図３は、基本的には図１と同様な仕様においてドライブ・ピニオン・ギヤの下側にオイル・クーラのジャケットを配置したトランスファ装置の要部断面図（歯当たり確認窓の正面図を同時に示す）、図４，図５は、ドライブ・ピニオン・ギヤの下側にオイル・クーラのジャケットを配置したトランスファ装置の要部側面図であり、それぞれ異なる形態を示している。なお、ジャケット等以外に図１と対応する構成部分には同符号を付した。

（ジャケット容積増大）
図１の実施例，図３の比較例の何れのトランスファ装置１，１０１の場合にも、トランスファー・ケース３には、エンジンとの干渉を避けるためにドライブ・ピニオン・ギヤ９側表面に凹み８１が設けられ、トランスファー・ケース３の端部側でドライブ・ピニオン・ギヤ９側へ突出している。従って、図１のようにジャケット１０３をドライブ・ピニオン・ギヤ９の下側に配置する場合、図４，図５のように凹み８１を避けることになる。

また、トランスファー・ケース３には、低位となるドライブ・ピニオン・ギヤ９の下側にドレーン・プラグ８３が設けられている。ジャケット１０３は、図３のようにドレーン・プラグ８３を避ける必要がある。

一方、図４のようにジャケット１０３への冷却水給排用の通路１０５，１０７（説明の便宜上透視して示す。）を設けるとジャケット１０３を凹み８１に近接して設けることができる。しかし、この場合は通路１０５，１０７がドライブ・ピニオン・ギヤ９に干渉するため、図５のように通路１０５，１０７の位置をずらさなければならない。

これら、各種の干渉条件を考慮すると、ジャケット１０３は、図３，図５のように縮小形成を余儀なくされる。

これに対し、本実施例のようにリング・ギヤ７の背後に第１，第２のジャケット１１，１３を配置した場合は、前記各種の干渉条件をクリアする必要が無くなり、図１，図２のように第１，第２のジャケット１１，１３の容積（図２の斜線部及び白抜き部）を図３の比較例の容積（図２の白抜き部のみ）に比較して無理なく拡大することができる。

（通路形成の自由度）
図１，図３の何れのトランスファ装置１，１０１にも、車両衝突時に車体骨格フレームが下側へガイドされるように斜面８５が設けられている。このため、比較例のトランスファ装置１０１の場合、冷却水給排用のジョイント７９は、図５の位置ではなく、斜面８５を避けて取り付けなければならない。このため、冷却水の通路１０５は、縦穴１０９，横穴１１１等を複雑に形成する必要があり、他の穴加工に対して方向性をそろえることが困難となる。このため、比較例の場合には穴加工が煩雑になるのに対して、本実施例の場合は、斜面８５を避けてジョイント７９を取り付ける必要が無く、図１のように通路２９，３１，３３，３５を単純に形成することができ、他の穴加工と方向性を容易に合わせることができ、穴加工を簡単に行わせることができる。

（歯当たり検査）
図１，図３の何れのトランスファ装置１，１０１にも、例えば、図３のように歯当たり検査用の窓８７が設けられている。歯当たり検査は、例えば歯当たり部８９に検査用の塗料を塗り、テープを貼り付けた後、引き剥がし、テープへの塗料の突き具合により検査する。

この場合、比較例の窓８７には、ジャケット１０３が大きく突出し、検査作業を困難なものとしている。

これに対して、本実施例のようにリング・ギヤ７の背後に第１，第２のジャケット１１，１３を配置した場合は、窓８７にジャケットが突出することはなく、検査作業を容易に行わせることができる。

（取り付け）
図３のトランスファ装置１０１では、ジャケット１０３が、ドライブ・ピニオン・ギヤ９の下側の奥に位置するため、取り付け作業、修理交換作業等が困難なものとなっている。

これに対して、本実施例のトランスファ装置１では、第１のジャケット１１が着脱可能な壁部１７に設けられ、第２のジャケット１３が同カバー１９に設けられており、組み付け、修理交換を極めて容易に行わせることができる。
［他の応用例］
各実施例は、トランスファ装置のトランスファー・ケース内にデファレンシャル装置を備えるものを示したが、トランスファー・ケース内にデファレンシャル装置を備えないタイプのトランスファー装置、すなわち、動力分配装置であっても良い。この場合には、トランスファー・ケース内に、フロントもしくはリヤのアクスル・シャフトが軸心を通るようにリング・ギヤが回転可能に支持され、このリング・ギヤと噛み合うドライブ・ピニオン出力部も同様にトランスファー・ケース内に回転可能に支持される構造となる。

トランスファ装置の横断面図である（実施例１）。 図１の矢印Ａ方向からカバー等を取り外して見たトランスファ装置の要部側面図（実施例１）。 トランスファ装置の要部横断面図（歯当たり確認窓の正面図を同時に示す）である（比較例）。 トランスファ装置の要部側面図である（比較例）。 トランスファ装置の要部側面図である（比較例）。

符号の説明

１ トランスファ装置（動力分配装置）
３ トランスファー・ケース（動力分配ケース）
５ フロント・デフ（デファレンシャル装置）
７ リング・ギヤ
９ ドライブ・ピニオン・ギヤ
１１ 第１のジャケット
１３ 第２のジャケット
１７ 壁部
１９ カバー
２５ 第１のリブ（ガイド部）
３２ 第２のリブ（ガイド部）
３９ 第１のヘリカル・サイド・ギヤ（第１の回転出力部）
４１ 第２のヘリカル・サイド・ギヤ（第２の回転出力部）
５７ ドライブ・ピニオン・シャフト（第３の回転出力部）

Claims (5)

1. 潤滑剤が収容された動力分配ケースに回転自在に配置されたリング・ギヤと、該リング・ギヤにドライブ・ピニオン・ギヤが噛み合い前記動力分配ケースに回転自在に配置された回転出力部とを有する動力分配装置において、
   前記動力分配ケースに、前記リング・ギヤの背後で潤滑剤冷却用のジャケットを配置した
   ことを特徴とする動力分配装置。
2. 請求項１記載の動力分配装置であって、
   前記動力分配ケースに、前記リング・ギヤの背後に対向する壁部を着脱可能に設け、
   前記ジャケットを、前記壁部に設けた
   ことを特徴とする動力分配装置。
3. 請求項１又は２記載の動力分配装置であって、
   前記リング・ギヤの背後の壁部の外側に、前記リング・ギヤから前記出力部へ伝達される駆動力を制御するためのクラッチを設け、
   前記動力分配ケースに、前記クラッチを覆って潤滑空間を形成するカバーを設け、
   前記ジャケットを、前記カバーに設けた
   ことを特徴とする動力分配装置。
4. 請求項２記載の動力分配装置であって、
   前記動力分配ケースに、前記リング・ギヤの回転により内部潤滑剤を前記ジャケットへガイド可能なガイド部を設けた
   ことを特徴とする動力分配装置。
5. 請求項３記載の動力分配装置であって、
   前記カバーに、前記クラッチの回転により内部潤滑剤を前記ジャケットへガイド可能なガイド部を設けた
   ことを特徴とする動力分配装置。
   

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