JP2007127252A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸方向に小型化し、部材を安定して支持する。
【解決手段】 相対回転自在に配置された外側回転部材３及び内側回転部材５と、外側回転部材３と内側回転部材５とを断続するクラッチ機構７と、連結部９を介して内側回転部材５に連結された動力伝達軸１１とを備えて収容部材１３に収容された動力伝達装置において、動力伝達軸１１を内側回転部材５に貫通させると共に、ベアリング１５によって軸方向一側で外側回転部材３に支持し、ベアリング１７によって軸方向他側で収容部材１３に支持した。
【選択図】 図１

Description

この発明は、外側回転部材と内側回転部材との間で駆動力を断続する動力伝達装置に関する。

特許文献１に図２のような動力伝達装置の一例としてカップリング５０１が記載されている。

このカップリング５０１は、外側回転部材としてのハウジング５０３と、内側回転部材としてのハブ５０５と、これらを断続する電磁力を用いたクラッチ装置５０７と、ハブ５０５にスプライン連結された動力伝達軸としてのドライブピニオンシャフト５０９などによって構成されている。

ドライブピニオンシャフト５０９はベアリング５１１，５１３により、また、ハウジング５０３はベアリング５１５，５１７によってそれぞれデフキャリヤ５１９に支持されている。
特開２００１−１２５０７号公報

ところが、カップリング５０１は、ハウジング５０３とハブ５０５に対してドライブピニオンシャフト５０９が径方向にオーバーラップしている部分が少なく、それだけ軸方向に長く大型になっており、従って、デフキャリヤ５１９も大型で重くコスト高にならざるを得ず、車載性も低下し易い。

また、上記のようにオーバーラップ部分が少ないから、ドライブピニオンシャフト５０９のベアリング５１１，５１３とハウジング５０３のベアリング５１５，５１７が軸方向に分散して配置されており、部材５０３，５０９の支持がそれだけ不安定になり易い。

そこで、この発明は、軸方向に小型化されると共に、部材が安定して支持される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、回転自在に配置された外側回転部材と、前記外側回転部材の内側に相対回転自在に配置された内側回転部材と、前記外側回転部材と前記内側回転部材とを断続するクラッチ機構と、連結部を介して前記内側回転部材に連結された動力伝達軸とを備え、収容部材に収容された動力伝達装置であって、前記動力伝達軸は、前記内側回転部材を貫通し、軸方向の一側で第１のベアリングによって前記外側回転部材に支持され、軸方向の他側で第２のベアリングによって前記収容部材に支持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、前記外側回転部材は、第３のベアリングによって前記収容部材に支持されており、前記動力伝達軸を前記外側回転部材に支持する前記第１のベアリングと前記第３のベアリングが径方向にオーバーラップし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、前記動力伝達軸の前記第１ベアリングによる支持部及び前記連結部の径方向外側に位置し、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間に配置されたシールによってオイル空間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、動力伝達軸を内側回転部材に貫通させ、これらを径方向にオーバーラップさせたことにより、ハウジング５０３とハブ５０５に対するドライブピニオンシャフト５０９の径方向オーバーラップ部分が少ない従来例と異なり、軸方向に大幅にコンパクト化されており、従って、収容部材もそれだけ小型、軽量、低コストになり、車載性が向上している。

さらに、軸方向にコンパクト化したうえで動力伝達軸は第１と第２のベアリングにより比較的長いスパンで支持されるので動力伝達軸、内側回転部材、外側回転部材の支持性が安定する。

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が得られる。

また、動力伝達軸を支持する第１のベアリングと外側回転部材を支持する第３のベアリングとを径方向にオーバーラップさせたことにより、動力伝達軸の支持と外側回転部材の支持がそれぞれ安定するので、各部材の支持不良と、支持不良による異音や振動の発生が防止される。

なお、両ベアリングは、一部が径方向にオーバーラップしていれば、上記のような効果が得られる。

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が得られる。

また、外側回転部材と内側回転部材との間にシールを配置してオイル空間を形成したことにより、周辺部材の潤滑・冷却効果と耐久性が向上する。

また、このオイル空間を動力伝達軸の支持部と連結部との径方向外側に形成したことによって、支持部の配置が可能になった。

＜一実施形態＞
図１によって動力伝達装置１の説明をする。左右の方向は動力伝達装置１を用いた４輪駆動車の前後の方向であり、図１の左方はこの車両の前方に相当する。

［動力伝達装置１の特徴］
動力伝達装置１は、回転自在に配置されたハウジング３（外側回転部材）と、ハウジング３の内側に相対回転自在に配置された中空のハブ５（内側回転部材）と、ハウジング３とハブ５とを断続するメインクラッチ７（クラッチ機構）と、スプライン連結部９（連結部）を介してハブ５に連結された動力伝達軸１１（動力伝達軸）とを備え、デフキャリヤ１３（収容部材）に収容されており、動力伝達軸１１は、ハブ５を貫通し、軸方向の一側でニードルベアリング１５（第１のベアリング）によってハウジング３に支持され、軸方向の他側でボールベアリング１７（第２のベアリング）によってデフキャリヤ１３に支持される。なお、図１の左右のデフキャリヤ１３、１３は同一の符号を付すが組付形態によって分割部をもつ２部材以上の部材構成であっても良い。

ハウジング３は、両側シール型のボールベアリング１９（第３のベアリング）によってデフキャリヤ１３に支持され、動力伝達軸１１をハウジング３に支持するニードルベアリング１５とこのボールベアリング１９とが径方向にオーバーラップしており、
動力伝達軸１１のニードルベアリング１５による支持部及びスプライン連結部９の径方向外側で、ハウジング３とハブ５との間に配置されたＸ字状断面のシールであるＸリング２１，２３（シール）や断面０字状のシールである０リング３７、３９によってオイル空間２５が形成されていることを特徴とする。

［上記４輪駆動車の動力系］
この動力系は、一例としてエンジン、トランスミッション、トランスファ、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）、前車軸、左右の前輪、後輪側へ駆動力を伝達するために外側回転部材３（本実施例では伝達軸部４１）と連結する図示外の他の動力伝達軸、動力伝達装置１、方向変換ギア組、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）、後車軸、左右の後輪などから構成されており、動力伝達装置１は他の動力伝達軸と方向変換ギア組との間に配置されている。

エンジンの駆動力はトランスミッションからフロントデフに伝達され、前車軸から左右の前輪に配分されると共に、フロントデフ（デフケース）の回転はトランスファから後輪側の他の動力伝達軸を介して動力伝達装置１に伝達され、動力伝達装置１のメインクラッチ７が連結されると、エンジンの駆動力は方向変換ギア組を介してリヤデフに伝達され、後車軸から左右の後輪に配分され、車両は４輪駆動状態になる。

また、メインクラッチ７の連結が解除されると、車両は前輪駆動の２輪駆動状態になる。

［動力伝達装置１の構成］
ハウジング３は、円筒部材２７と、カバー２９と、磁性材料のロータ３１とによって構成されている。カバー２９と円筒部材２７はボルト３３で固定されており、ロータ３１は円筒部材２７の後部側開口に螺着され、ナット３５のロックナット機能によって抜け止めと位置決めが施されていると共に、ナット３５とロータ３１とを周方向に複数箇所でスポット溶接してナットのゆるみ防止の信頼性を向上している。しかしながらナット３５を用いずとも円筒部材２７とロータ３１とをネジ締結した後に、これらの部材間に上述したような複数箇所のスポット溶接をすることもできる。円筒部材２７とカバー２９との間及び円筒部材２７とロータ３１との間にはＯリング３７，３９がそれぞれ配置されている。ハウジング３は、カバー２９と一体に形成された伝達軸部４１にスプライン連結されたコンパニオンフランジと継ぎ手側のフランジとを介して後輪側の他の動力伝達軸に連結されており、エンジンの駆動力によって回転駆動される。

動力伝達装置１は、Ｘリング２１，２３とＯリング３７，３９とによって密封されており、クラッチ機構としてのメインクラッチ７の軸方向に隣接した上記のオイル空間２５にはオイルが封入され、これらのシール手段によってオイル漏れと異物の侵入が防止されている。

ハブ５の前端はボールベアリング４３によってハウジング３（円筒部材２７）に支持され、後端はニードルベアリング４５によりハウジング３（ロータ３１）に支持されている。上記のようにスプライン連結部９でハブ５の内周に連結され、中間部をボールベアリング１７によってデフキャリヤ１３に支持された動力伝達軸１１の後端側の駆動経路には上記方向変換ギア組の一部を構成するベベルギアが連結されている。

また、径方向にオーバーラップ配置された上記のボールベアリング１９とニードルベアリング１５は、さらに、互いの軸方向中心が一致するように配置されている。

動力伝達装置１は、上記のハウジング３とハブ５とメインクラッチ７の他に、アクチュエータとしての電磁マグネット４７と、多板式のパイロットクラッチ４９と、カムリング５１と、ボールカム５３と、プレッシャープレート５５と、アーマチャ５７と、コントローラなどから構成されている。

メインクラッチ７は円筒部材２７とハブ５との間に設けられており、パイロットクラッチ４９は円筒部材２７とカムリング５１との間に設けられている。ボールカム５３はカムリング５１とプレッシャープレート５５との間に設けられており、カムリング５１とロータ３１との間にはボールカム５３のカム反力を受けるベアリング５９が配置されている。プレッシャープレート５５はハブ５の外周にスプライン連結されており、アーマチャ５７は、パイロットクラッチ４９とプレッシャープレート５５との間で、円筒部材２７の内周にスプライン連結されている。

電磁マグネット４７のコア６１は、ロータ３１の凹部に所定のエアギャップを介して貫入し、ボールベアリング６３によってロータ３１に支持されている。コア６１は回り止め部材６５によってデフキャリヤ１３に連結され回り止めされている。コア６１から引き出されたリード線６７は回り止め部材６５によって支持され、所望の引き出し方向に引き出され、コネクター６９などを介してデフキャリヤ１３の外部に引き出され、バッテリーに接続されている。

コア６１とロータ３１とパイロットクラッチ４９とアーマチャ５７によって電磁マグネット４７の磁路が構成されており、上記のコントローラは、電磁マグネット４７の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。電磁マグネット４７が励磁されると、この磁路に磁束ループが形成され、吸引されたアーマチャ５７によりパイロットクラッチ４９が押圧されて締結し、トルクを受けて作動したボールカム５３のカムスラスト力によりプレッシャープレート５５を介してメインクラッチ７が押圧されて締結し、車両は４輪駆動状態になる。また、電磁マグネット４７の励磁を停止すると、メインクラッチ７の連結が解除されて車両は２輪駆動状態になる。

［動力伝達装置１の効果］
動力伝達装置１は次のような効果が得られる。

動力伝達軸１１をハブ５に貫通させ、これらを径方向にオーバーラップ配置したことによって軸方向に大幅にコンパクト化されており、従って、デフキャリヤ１３もそれだけ小型、軽量、低コストになり、車載性が向上している。

また、動力伝達軸１１とハブ５（及びハウジング３）とのオーバーラップ配置により、これらを支持する各ベアリング１５，１７，１９がそれだけ軸方向に集中して配置されるから、動力伝達軸１１とハブ５とハウジング３の支持が安定すると共に動力伝達装置１をコンパクト化することができる。

また、動力伝達軸１１は両ベアリング１５，１７により比較的長いスパンで強固に２点支持されるので動力伝達装置１の支持性が安定する。

また、動力伝達軸１１を支持するニードルベアリング１５とハウジング３を支持するボールベアリング１９とを径方向にオーバーラップさせたことによって、動力伝達軸１１及びハウジング３の支持がさらに強固になるから、これらの支持不良と、支持不良による異音や振動の発生が防止される。

また、Ｘリング２１，２３や０リング３７、３９によってハウジング３とハブ５との間にオイル空間２５を形成したことにより、各収容部材の潤滑・冷却効果と耐久性が向上する。

また、オイル空間２５を動力伝達軸１１の支持部（ニードルベアリング１５）と連結部（スプライン連結部９）の径方向外側に形成したことによって、ニードルベアリング１５の配置が可能になった。

また、クラッチ機構としてのメインクラッチ７の軸方向に隣接してオイル空間２５を形成したので動力伝達装置１を外径側に大型化することなく、十分なオイル空間２５を確保することができる。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、本発明の動力伝達装置は、実施形態のように駆動力を断続する装置として実施するだけでなく、差動制限機構として差動機構（デファレンシャル装置）に組み込んでもよい。

また、クラッチ機構や制御クラッチ機構を採用する場合のアクチュエータ、動力伝達軸などは種々の形状で種々の態様を採ることができる。

実施例の動力伝達装置１を示す断面図である。 従来例の断面図である。

符号の説明

１ 動力伝達装置
３ ハウジング（外側回転部材）
５ ハブ（内側回転部材）
７ メインクラッチ（クラッチ機構）
９ スプライン連結部（連結部）
１１ 動力伝達軸（動力伝達軸）
１３ デフキャリヤ（収容部材）
１５ ニードルベアリング（第１のベアリング）
１７ ボールベアリング（第２のベアリング）
１９ ボールベアリング（第３のベアリング）
２１，２３ Ｘリング（シール）
２５ オイル空間

Claims (3)

1. 回転自在に配置された外側回転部材と、前記外側回転部材の内側に相対回転自在に配置された内側回転部材と、前記外側回転部材と前記内側回転部材とを断続するクラッチ機構と、連結部を介して前記内側回転部材に連結された動力伝達軸とを備え、収容部材に収容された動力伝達装置であって、
   前記動力伝達軸は、前記内側回転部材を貫通し、軸方向の一側で第１のベアリングによって前記外側回転部材に支持され、軸方向の他側で第２のベアリングによって前記収容部材に支持されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１に記載された発明であって、
   前記外側回転部材は、第３のベアリングによって前記収容部材に支持されており、前記動力伝達軸を前記外側回転部材に支持する前記第１のベアリングと前記第３のベアリングが径方向にオーバーラップし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に記載された発明であって、
   前記動力伝達軸の前記第１ベアリングによる支持部及び前記連結部の径方向外側に位置し、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間に配置されたシールによってオイル空間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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