JP2007278519A

JP2007278519A - 駆動力伝達装置の製造方法

Info

Publication number: JP2007278519A
Application number: JP2007196223A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takuno; 博宅野; Akiyoshi Tashiro; 明義田代; Hiroyuki Nakaba; 広幸中場
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】駆動力伝達装置を構成するインナシャフトにおいて、構造的に、その一端側の内スプライン、内セレーション等内歯をブローチ加工し得るようにして、インナシャフトの加工コストの大幅な軽減、および、内孔の内周と外周との同心度を高い精度に確保すること。
【解決手段】駆動力伝達装置のインナシャフトとして、その軸心に貫通孔を有する中空シャフト２３を採用して、前記貫通孔の一端部分の内周面にブローチ加工によって駆動軸又は従動軸の先端が嵌合される内スプライン２３ｃを形成し、その後に前記貫通孔の中間部に遮断部材２４を嵌着して同遮断部材によって形成された一端側分割孔と他端側分割孔を液密的に隔離するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、同軸的に配置される駆動軸と従動軸の間に介装されてこれら両軸間のトルク伝達可能な連結状態を断続する駆動力伝達装置の製造方法に関する。

従来、この種形式の駆動力伝達装置として、同軸的に配置される駆動軸と従動軸の一方にトルク伝達可能に同心的に連結されるアウタケースと、同アウタケース内にて同心的に位置し前記駆動軸および前記従動軸の他方にトルク伝達可能に連結されるインナシャフトと、同インナシャフトと前記アウタケース間にて液密的に区画して形成されて作動油が封入されるクラッチ収容室と、同クラッチ収容室内に収容されて前記アウタケースと前記インナシャフト間のトルク伝達可能な連結状態を断続する摩擦クラッチを備え、前記駆動軸と前記従動軸間のトルク伝達可能な連結状態を断続する駆動力伝達装置がある。当該駆動力伝達装置を構成する前記インナシャフトは、その軸心に形成した内孔がその中間部にて遮断されて一端側と他端側とに分割されていて同インナシャフトの一端側の内孔の内周面に形成されている内スプライン等の内歯を介して従動軸または駆動軸がトルク伝達可能に連結され、かつ、同インナシャフトの他端側の外周には摩擦クラッチが組付けられて、摩擦クラッチがクラッチ収容室内に収容されている。このように組付けられたインナシャフトにおいては、例えば、その他端側がクラッチ収容室に封入された潤滑油等の作動油に曝され、また、その一端側が従動軸または駆動軸に関連する作動油に曝される。

このように、当該インナシャフトにおいては、その各端部側は互いに異なる雰囲気に曝されることになるため、異なる雰囲気がインナシャフトを通して互いに影響を及ぼしあうことがないように、インナシャフトの一端側の内孔は他端側へは貫通せずに途中で遮断されている。

かかる構造のインナシャフトを形成するには、先端側が閉塞されている一端側の内孔の内周面に内スプラインを形成することが必要であるが、このような先端側が閉鎖されている内孔の内周面に内スプラインを形成する加工手段には、スプライン加工が容易なブローチ盤で加工（ブローチ加工）することが困難である。このため、インナシャフトの製造、特に、内孔の内周面のスプライン加工が困難で加工コストが嵩むとともに、内孔の内周と外周との同心度の精度を高い精度に確保するのが困難となって、インナシャフトと従動軸または駆動軸との連結に支障をきたすとともに、インナシャフトとこれに連結された軸との同軸性の精度がわるくなるおそれがある。

従って、本発明の目的は、この種形式の駆動力伝達装置を構成するインナシャフトにおいて、構造的に、その一端側の内スプライン、内セレーション等内歯をブローチ加工し得るようにして、インナシャフトの加工コストの大幅な軽減、および、内孔の内周と外周との同心度を高い精度に確保することにある。

本発明は、上記の目的を達成するため、同軸的に配置される駆動軸および従動軸の一方にトルク伝達可能に同心的に連結されるアウタケースと、同アウタケース内にて同心的に位置し前記駆動軸および前記従動軸の他方にトルク伝達可能に連結されるインナシャフトと、同インナシャフトと前記アウタケース間にて液密的に区画して形成されて作動油が封入されるクラッチ収容室と、同クラッチ収容室内に収容されて前記アウタケースと前記インナシャフト間のトルク伝達可能な連結状態を断続する摩擦クラッチを備えた駆動力伝達装置の製造方法であって、前記インナシャフトとして、その軸心に貫通孔を有する中空シャフトを採用して、前記貫通孔の一端部分の内周面にブローチ加工によって前記駆動軸又は従動軸の先端が嵌合される内スプラインを形成し、その後に前記貫通孔の中間部に遮断部材を嵌着して同遮断部材によって形成された一端側分割孔と他端側分割孔を液密的に隔離するようにしたことを特徴とする駆動力伝達装置の製造方法を案出したものである。

本発明の実施にあたっては、前記中空シャフトの貫通孔の中間部に嵌着する遮断部材として、椀形状の金属製キャップ部の外周に前記貫通孔の内周面に液密的に密着するゴム製のカバー体を貼着した部材を採用することが望ましい。

削除

本発明による駆動力伝達装置の製造方法においては、当該駆動力伝達装置におけるインナシャフトの内歯を加工する手段として、同インナシャフトの貫通孔を一端側分割孔と他端側分割孔とに分割する前に、貫通孔の一端側の内周面に加工を施す手段を採ることができ、かかる加工にはブローチ盤を使用したスプライン加工（ブローチ加工）を施すことが可能である。ブローチ盤による加工を施した後に、遮断部材を貫通孔の中間部に嵌着すれば、貫通孔は、一端側分割孔と他端側分割孔とに液密的に隔離され、従来から使用されているインナシャフトと同様に機能するインナシャフトを構成することができる。

従って、本発明による駆動力伝達装置の製造方法においては、インナシャフトとして採用した中空シャフトの貫通孔の一端側の内周面にブローチ加工を施すことにより、インナシャフトの加工コストの大幅な軽減と、内孔の内周と外周との同心度の精度を高い精度に確保することができる。

以下、本発明を図面に基づいて説明するに、図１には本発明による駆動力伝達装置の製造方法の一実施形態が示されている。当該駆動力伝達装置Ａは、図４に示すように、前輪駆動をベースとする四輪駆動車における後輪側への駆動力伝達経路に配設されて、後輪側への駆動力の伝達を制御する。

当該四輪駆動車において、トアランスアクスル１１はトランスミッション、トランスファおよびフロントディファレンシャルを一体に備えるもので、エンジン１２の駆動力をトランスアクスル１１のフロントディファレンシャルを介して、両アクスルシャフト１３ａ，１３ａに出力して左右の前輪１３ｂ，１３ｂを駆動させるとともに、プロペラシャフト１４側に出力させる。プロペラシャフト１４は、駆動力伝達装置Ａを介してドライブピニオンシャフト１５に連結されており、プロペラシャフト１４とドライブピニオンシャフト１５がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力はリヤディファレンシャル１６に伝達され、リヤディファレンシャル１６から両アクスルシャフト１７ａ，１７ａへ出力されて左右の後輪１７ｂ，１７ｂを駆動させる。

駆動力伝達装置Ａは、駆動軸であるプロペラシャフト１４と、従動軸であるドライブピニオンシャフト１５間に配設されているもので、図１に示すように、アウタケース２０ａ、インナシャフト２０ｂおよびメインクラッチ機構２０ｃと、パイロットクラッチ機構３０ａおよびカム機構３０ｂとを備を備えている。

駆動力伝達装置Ａを構成するアウタケース２０ａは、有底筒状のハウジング２１ａと、ハウジング２１ａの後端開口部に螺着されて同開口部を覆蓋するリヤカバー２１ｂとにより構成されている。ハウジング２１ａは鉄製のもので、ハウジング本体２１ａ1の前面であるフロントカバー部２１ａ2の前面に連結軸部２１ａ3が一体に形成されていて、同連結部２１ａ3に第１プロペラシャフト１４が動力伝達可能に連結される。また、リヤカバー２１ｂは磁性材料である鉄製の内外両筒部２１ｂ1，２１ｂ2と、両筒部２１ｂ1，２１ｂ2間に位置して溶接等により固着された非磁性材料であるステンレス製の中間筒部２１ｂ3にて形成されている。

インナシャフト２０ｂは、リヤカバー２１ｂの中央部を液密的に貫通してアウタケース２０ａのハウジング２１ａ内に同心的に挿入されていて、軸方向を規制された状態で、ハウジング２１ａとリヤカバー２１ｂに回転可能に支持されている。インナシャフト２０ｂには、ドライブピニオンシャフト１５の先端部が挿入されて、トルク伝達可能に連結される。インナシャフト２０ｂは、かかる組付け状態において、アウタケース２０ａのハウジング２１ａとリヤカバー２１ｂとともに液密的な空間部を形成していて、インナシャフト２０ｂの他端側の外周に、後述するカム機構３０ｂが区画するクラッチ収容室を形成している。

メインクラッチ機構２０ｃは湿式多板式の摩擦クラッチであり、多数のクラッチプレート（インナクラッチプレート２２ａおよびアウタクラッチプレート２２ｂ）を備えていて、クラッチ収容室に収容されてハウジング２１ａ内の奥壁側に配設されている。摩擦クラッチを構成する各インナクラッチプレート２２ａは、インナシャフト２０ｂの外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各アウタクラッチプレート２２ｂはハウジング２１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレート２２ａと各アウタクラッチプレート２２ｂは交互に位置していて、互いに当接して摩擦係合するとともに互いに離間して自由状態となる。

パイロットクラッチ機構３０ａは電磁式クラッチであり、電磁石３１、摩擦クラッチ３２、アーマチャ３３、およびヨーク３４にて構成されている。電磁石３１は環状を呈し、ヨーク３４に嵌着された状態でリヤカバー２１ｂの環状凹所２１ｃに嵌合されている。ヨーク３４は、リヤカバー２１ｂとはわずかな隙間を保持した状態で回転可能に組付けられている。

摩擦クラッチ３２は、複数のアウタクラッチプレート３２ａとインナクラッチプレート３２ｂとからなる湿式多板式の摩擦クラッチであり、各アウタクラッチプレート３２ａはハウジング２１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各インナクラッチプレート３２ｂは後述するカム機構３０ｂを構成する第１カム部材３５の外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。アーマチャ３３は環状を呈するもので、ハウジング２１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられていて、摩擦クラッチ３２の前側に位置して対向している。

カム機構３０ｂは、メインクラッチ機構２０ｃとパイロットクラッチ機構３０ａ間に配設されているもので、第１カム部材３５、第２カム部材３６、および、複数のカムフォロア３７にて構成されている。第１カム部材３５は、インナシャフト２０ｂの外周に回転可能に嵌合された状態で摩擦クラッチ３２の内周間に位置し、外周に摩擦クラッチ３２のインナクラッチプレート３２ｂがスプライン嵌合している。第２カム部材３６は、インナシャフト２０ｂの外周にスプライン嵌合した状態で、第１カム部材３５およびアーマチャ３３とメインクラッチ機構２０ｃとの間に位置している。各カムフォロア３７はボール状を呈するもので、両カム部材３５，３６の互いに対向する対向面に形成した各ボール溝に嵌合している。

カム機構３０ｂとパイロットクラッチ機構３０ａとの間には、アーマチャ３３と摩擦クラッチ３２との間隙を規制する規制部材３８と、摩擦クラッチ３２を微小荷重で押圧する荷重付与部材３９が介在されている。規制部材３８は、ステンレス製のボール等非磁性体のボールであって、第２カム部材３６の嵌合孔に嵌合された状態でアーマチャ３３側に臨み、第２カム部材３６とアーマチャ３３の間隙を一定以上に保持している。また、荷重付与部材３９はコンプレッションスプリングであって、摩擦クラッチ３２に微小な荷重を付与して、摩擦クラッチ３２の各アウタクラッチプレート３２ａと各インナクラッチプレート３２ｂ間の一定以上の大きな離間を防止している。

かかる構成の駆動力伝達装置Ａにおいては、パイロットクラッチ機構３０ａを構成する電磁石３１の電磁コイルが非通電状態にある場合には磁路は形成されず、摩擦クラッチ３２は非係合状態にある。このため、パイロットクラッチ機構３０ａは非作動の状態にあって、カム機構３０ｂにおいては、第１カム部材３５はカムフォロア３７を介して第２カム部材３６と一体に回転可能な状態にあって、メインクラッチ機構２０ｃは非作動の状態にある。このため、車両は二輪駆動である第１駆動モードを構成する。

一方、電磁石３１の電磁コイルへの通電がなされると、パイロットクラッチ機構３０ａには電磁石３１を基点としてヨーク３４、リヤカバー２１ｂ、摩擦クラッチ３２およびアーマチャ３３を循環する磁路が形成されて、電磁石３１はアーマチャ３３を吸引する。このため、アーマチャ３３は摩擦クラッチ３２を押圧して摩擦係合させる。この結果、パイロットクラッチ機構３０ａにパイロットトルクが発生し、カム機構３０ｂにおいては、第１カム部材３５と第２カム部材３６間に相対回転が発生して、カムフォロア３７とボール溝の作用により、第２カム部材３６がメインクラッチ機構２０ｃを押圧する。これにより、メインクラッチ機構２０ｃは、摩擦クラッチ３２の摩擦係合力に応じて摩擦係合して、アウタケース２０ａとインナシャフト２０ｂ間にトルク伝達が生じる。これにより、車両はプロペラシャフト１４とドライブピニオンシャフト１５が非直結状態と直結状態間での四輪駆動である第２の駆動モードを構成する。この駆動モードでは、車両の走行状態に応じて、前後輪間の駆動力分配比を１００：０（二輪駆動状態）〜５０：５０（直結状態）の範囲で制御することができる。

また、電磁石３１の電磁コイルへの通電電流を所定の値に高めると、電磁石３１のアーマチャ３３に対する吸引力が増大し、アーマチャ３３は強く吸引されて摩擦クラッチ３２の摩擦係合力を増大させ、第１カム部材３５と第２カム部材３６との相対移動を増大させる。この結果、第２カム部材３６のメインクラッチ機構２０ｃに対する押圧力が増大して、メインクラッチ機構２０ｃを結合状態とする。このため、車両はプロペラシャフト１４とドライブピニオンシャフト１５が直結状態の四輪駆動である第３の駆動モードを構成する。

しかして、当該駆動力伝達装置Ａで採用しているインナシャフト２０ｂは、図２（ａ）に示す中空シャフト２３を基本部材とし、中空シャフト２３の内孔内の中間部に嵌着されたキャップ２４により、内孔を一端側分割孔２３ａと他端側分割孔２３ｂとに分割されている。キャップ２４は、本発明における遮断部材に該当するもので、両分割孔２３ａ，２３ｂは、キャップ２４により、互いに液密的に遮断されている。当該インナシャフト２０ｂにおいては、一端側分割孔２３ａの内周に内歯である内スプライン２３ｃを備え、かつ、中空シャフト２３の他端側の外周に外歯である外スプライン２３ｄを備えている。

中空シャフト２３は、鋳造品である貫通孔を有する筒体に各種の加工を施してなるもので、一端側の貫通孔の内周にスプライン加工を施して内スプライン２３ｃが形成され、かつ、他端側の外周にスプライン加工を施して外スプライン２３ｄが形成されている。内スプライン２３ｃは、ブローチ加工により形成されており、ブローチ加工は、ブローチを貫通孔の図示右側または左側から挿通することにより行われ、貫通孔の内周の一端側に内スプライン２３ｃが形成されている。中空シャフト２３の他端側の外周の外スプライン２３ｄは、通常の切削によるスプライン加工により形成されている。

キャップ２４は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、椀形状の金属製のキャップ部２４ａの外周にゴム製のカバー体２４ｂを貼着して形成されているもので、中空シャフト２３の内孔の中間部に嵌着されて内孔内を一端側分割孔２３ａと他端側分割孔２３ｂとに分割するとともに、両分割孔２３ａ，２３ｂを互いに液密的に遮断している。

当該インナシャフト２０ｂの外スプライン２３ｄにはメインクラッチ機構２０ｃを構成するインナクラッチプレート２２ａがスプライン嵌合して組付けられ、かつ、内スプライン２３ｃにはドライブピニオンシャフト１５がスプライン嵌合して連結される。この状態のインナシャフト２０ｂにおいては、中空シャフト２３の他端側がアウタケース２０ａ内のクラッチ収容室に連通し、かつ、中空シャフト２３の一端側がドライブピニオンシャフト１５側の潤滑部位に連通している。これらのクラッチ収容室と潤滑部位とは、キャップ２４にて遮断されている。

かかる構成のインナシャフト２０ｂは、中空シャフト２３の貫通する内孔を一端側と他端側とに互いに遮断して構成されているもので、一端側分割孔２３ａの内周面に内スプライン２３ｃを備えていることから、機能的には、図３に示す従来のインナシャフト２０ｄと同一である。

しかしながら、当該インナシャフト２０ｂは、中空シャフト２３の内孔の中間部にキャップ２４を嵌着して構成されているもので、内スプライン２３ｃの形成では、キャップ２４を嵌着する前に、中空シャフト２３の貫通する内孔の一端側の内周面にスプライン加工を施せばよい。このため、内スプライン２３ｃの形成には、ブローチを貫通孔に挿通することが不可欠であるブローチ盤によるスプライン加工（ブローチ加工）を採用することができる。

従って、当該インナシャフト２０ｂによれば、中空シャフト２３の内スプライン２３ｃをブローチ盤を使用してスプライン加工することにより、インナシャフト２０ｂの加工コストを大幅に軽減することができる。また、中空シャフト２３における内孔の内周と外周との同心度の精度を高い精度に確保することができて、インナシャフト２０ｂとドライブピニオンシャフト１５を的確で、安定した連結状態とすることができる。

これに対して、図３に示す従来のインナシャフト２０ｄにおいては、各端部側にそれぞれ内孔２５ａ，２５ｂを有するシャフト２５が採用されて、一端側内孔２５ａの内周面に内スプライン２５ｃを備えた構成となっている。このため、当該インナシャフト２０ｄでは、内スプライン２５ｃの形成に、貫通孔にブローチを挿通することが不可欠であるブローチ盤によるスプライン加工を採用することはできず、極めて特殊なスプライン加工を採用せざるを得ない。この結果、当該インナシャフト２０ｄの製造、特に、内スプライン２５ｃを形成するスプライン加工の加工コストが嵩み、また、内孔の内周面と外周面との同心度の精度を確保するのが困難となって、ドライブピニオンシャフト１５との連結が的確にはなし得ないおそれがあり、また、ドライブピニオンシャフト１５との同軸性の精度がわるくなるおそれもある。

なお、本実施形態での中空シャフト２３においては、内歯として内スプライン２３ｃを、外歯として外スプライン２３ｄを形成しているが、これらのスプラインに代えて、セレーション等の他の形式の歯を形成するようにしてもよい。

本発明による製造方法を適用した駆動力伝達装置の一実施形態の断面図である。同駆動力伝達装置を構成するインナシャフトの断面図（ａ）、および同インナシャフトの部分拡大図（ｂ）である。従来のインナシャフトの図２（ａ）に対応する断面図である。同駆動力伝達装置を搭載した四輪駆動車の概略構成図である。

符号の説明

Ａ…駆動力伝達装置、１１…エンジン、１２…トアランスアクスル、１３ａ…アクスルシャフト、１３ｂ…前輪、１４…プロペラシャフト、１５…ドライブピニオンシャフト、１６…リヤディファレンシャル、１７ａ…アクスルシャフト、１７ｂ…後輪、２０ａ…アウタケース、２０ｂ，２０ｄ…インナシャフト、２０ｃ…メインクラッチ機構、２１ａ…ハウジング、２１ａ1…ハウジング本体、２１ａ2…フロントカバー部、２１ａ3…連結軸部、２１ｂ…リヤカバー、２１ｂ1，２１ｂ2…筒部、２１ｂ3…中間筒部、２２ａ…インナクラッチプレート、２２ｂ…アウタクラッチプレート、２３…中空シャフト、２３ａ…一端側分割孔、２３ｂ…他端側分割孔、２３ｃ…内スプライン、２３ｄ…外スプライン、２４…キャップ、２４ａ…キャップ部、２４ｂ…カバー体、２５…シャフト、２５ａ，２５ｂ…内孔、２５ｃ…内スプライン、３０ａ…パイロットクラッチ機構、３０ｂ…カム機構、３１…電磁石、３２…摩擦クラッチ、３２ａ…アウタクラッチプレート、３２ｂ…インナクラッチプレート、３３…アーマチャ、３４…ヨーク、３５…第１カム部材、３６…第２カム部材、３７…カムフォロア、３８…規制部材、３９…荷重付与部材。

Claims

同軸的に配置される駆動軸および従動軸の一方にトルク伝達可能に同心的に連結されるアウタケースと、同アウタケース内にて同心的に位置し前記駆動軸および前記従動軸の他方にトルク伝達可能に連結されるインナシャフトと、同インナシャフトと前記アウタケース間にて液密的に区画して形成されて作動油が封入されるクラッチ収容室と、同クラッチ収容室内に収容されて前記アウタケースと前記インナシャフト間のトルク伝達可能な連結状態を断続する摩擦クラッチを備えた駆動力伝達装置の製造方法であって、
前記インナシャフトとして、その軸心に貫通孔を有する中空シャフトを採用して、前記貫通孔の一端部分の内周面にブローチ加工によって前記駆動軸又は従動軸の先端が嵌合される内スプラインを形成し、その後に前記貫通孔の中間部に遮断部材を嵌着して同遮断部材によって形成された一端側分割孔と他端側分割孔を液密的に隔離するようにしたことを特徴とする駆動力伝達装置の製造方法。
前記中空シャフトの貫通孔の中間部に嵌着する遮断部材として、椀形状の金属製キャップ部の外周に前記貫通孔の内周面に液密的に密着するゴム製のカバー体を貼着した部材を採用したことを特徴とする請求項１に記載した駆動力伝達装置の製造方法。