JP2007315480A - 車両用トランスファ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸への潤滑油供給路の構造を変更することにより、装置全体の全軸方向長を従来よりも短縮し、小形軽量化されたトランスファ装置を提供する。
【解決手段】ケーシング１と、一端側に駆動軸が係合する略円筒状の入力軸２と、該入力軸２の他端側の内周に相対回転自在に保持されるとともに内部に軸方向油路３１をもつ出力軸３と、該ケーシング１から該軸方向油路３１に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、をもつ車両用トランスファ装置において、前記潤滑油供給路は、前記入力軸２を外周とし前記出力軸３を内周とする環状の空間によって形成された内油密室６と、該内油密室６と前記軸方向油路３１とを連通する内導入油路７と、該内油密室６と該入力軸２の外周（外油密室４）とを連通する外導入油路５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は車両用のトランスファ装置に関し、より詳細には軸内油路をもつトランスファ装置の潤滑構造に関する。

車両用のトランスファ装置は、通常変速機に連結して用いられ、入力軸の動力を２つの出力軸に分配して前輪と後輪とに伝達するものであり、センターデフ機構や副変速機構を備える場合が多い。センターデフ機構は、前輪と後輪との速度差を自動調整するものであり、また四輪駆動と二輪駆動とを切替える機能を備えるものもある。副変速機構は、ハイロー２段程度の変速機能を備えるものであり、変速機の変速段と組み合わせて用いることにより多数の変速段が実現されている。センターデフ機構や副変速機構は、例えばプラネタリーギヤなどのギヤ機構で構成されるのが一般的である。そして、入力軸及び出力軸の軸支部やギヤ機構の摩耗、過熱などを防止するために、装置のケーシングに潤滑油が封入され、循環されることにより各部が潤滑されるように構成されている。

このような潤滑構造は、トランスファ装置と変速機とで類似しており、最も単純な方式として、掻き上げ方式がある。掻き上げ方式では、ケーシング底部に滞留している潤滑油を回転するギヤによって掻き上げて飛散させ、各部に行き渡らせるようにしている。本願出願人が特許文献１に開示したオイルシールの潤滑構造は掻き上げ方式の一例であり、掻き上げた潤滑油をオイルレシーバで受け止めて集め、ガイドリブによりシール部分に流し込むようにしている。一方、高速で回転するギヤに直接潤滑油を掻き上げても、遠心力の作用により付着せず十分な潤滑が難しいので、軸内油路方式も用いられている。軸内油路方式では、軸の内部に軸方向油路と径方向油路とを形成し、オイルレシーバから潤滑油を導入して所望の箇所に供給するようにしている。さらに、ケーシング内の高低差や構造上の制約により掻き上げが難しい場合や、多くの潤滑油量が必要な場合には、回転軸により駆動されて潤滑油を吸い上げるポンプを備えることもある。

センターデフ機構や副変速機構を備えるトランスファ装置では、これらのギヤ機構を潤滑するために出力軸に軸内油路を設ける場合が多い。また、ポンプを備える場合、別途操作源を設けずに、変速比や継断の影響を受けずに安定して回転する入力軸を駆動源とすることが好ましい。さらに、トランスファ装置を小形化するために、入力軸を略円筒状とし、その内側にパイロットベアリングを配して出力軸を同軸的に相対回転自在に保持し、全軸方向長を短縮した構造とする場合も多い。この構造では、入力軸の近傍に設けられたポンプから出力軸の軸内油路まで潤滑油を導入するために、入力軸を貫く潤滑油供給路が形成されている。
特開平７−７１６１２号公報

ところで、最初に説明したようにトランスファ装置は変速機に連結して用いられ、特に小形化を志向した場合、トランスファ装置の入力軸は変速機出力軸に直接スプライン嵌合される。また、上述のように入力軸には潤滑油供給路を形成し、さらには出力軸を保持する必要もある。このため、略円筒状の入力軸の内周には、スプライン溝と潤滑油供給路とパイロットベアリングとが軸方向に並び、軸方向長の短縮化は困難となっており、装置全体としての小型軽量化も困難であった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、出力軸への潤滑油供給路の構造を変更することにより、装置全体の全軸方向長を従来よりも短縮し、小形軽量化されたトランスファ装置を提供する。

本発明の車両用トランスファ装置は、ケーシングと、該ケーシングによって回転自在に保持され一端側に駆動軸が係合して駆動される略円筒状の入力軸と、該入力軸の他端側の内周に相対回転自在に保持されるとともに該入力軸と直接的あるいは間接的に係合して動力を伝達し内部に軸方向油路をもつ出力軸と、該ケーシングから該出力軸の該軸方向油路に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、をもつ車両用トランスファ装置において、前記潤滑油供給路は、前記ケーシングと前記入力軸との間に設けられた環状の空間によって形成された外油密室と、該外油密室と該入力軸の内周とを連通するとともに軸方向他端側に向けて延設された外導入油路と、該外導入油路に連通し該入力軸と前記出力軸との間に設けられた環状の空間によって形成された内油密室と、該内油密室と該出力軸の前記軸方向油路とを連通する内導入油路と、からなることを特徴とする。

さらに、前記入力軸の一端側から一定長までの内周に前記駆動軸の嵌合するスプライン嵌合部が形成され、前記外油密室は該一定長内に形成され、前記内油密室は該一定長外に形成されることが好ましい。

本発明は、従来入力軸を径方向に貫いた後出力軸の一端側から軸方向油路へ潤滑油を導入していた潤滑油供給路を、入力軸を軸方向に貫いた後さらに出力軸を貫く潤滑油供給路とすることにより、装置の全軸方向長を短縮することを要旨としている。

入力軸は、略円筒状に形成され、ケーシングによって回転自在に保持され、一端側に駆動軸が係合して駆動されるようになっている。ケーシングの保持部には、例えば摺接回動可能なオイルシール部を用いることができる。また、ボールベアリング部などを用いることもできるが、入力軸には外部から駆動軸が係合して駆動されるため、軸の全重量を支える必要はない。駆動軸には変速機の出力軸を用いることができ、入力軸の一端側から一定長までの内周側に形成されたスプライン溝に嵌合させることができる。

出力軸は、その一端を入力軸の他端側の内周に相対回転自在に、例えばパイロットベアリングを介して保持することができる。出力軸の他端は、ケーシングによって回転自在に保持することができる。出力軸は、入力軸と直接的あるいは副変速機構などを経由して間接的に係合し、動力を伝達するように形成することができる。また、センターデフ機構を設けて、第二出力軸に動力を分配し、前輪と後輪の両方を駆動することができる。さらに、出力軸の内部には、軸方向油路とこれに連通する径方向油路とを形成することができる。

潤滑油供給路は、ケーシングから出力軸の軸方向油路に潤滑油を供給する経路であり、外油密室、外導入油路、内油密室、内導入油路からなっている。外油密室は、ケーシングと入力軸との間に設けられた環状の空間によって形成されている。この環状の空間は、例えば、ケーシングの内周面または入力軸の外周面に円周方向の溝を設けて形成することができる。外導入油路は、外油密室と入力軸の内周とを連通するために、少なくとも一つの貫通孔を外油密室から入力軸の軸方向他端側に向けて延設することにより形成することができる。軸方向のみの孔で貫通させるために、入力軸の外径及び内径を部分的に変更してもよい。あるいは、軸方向孔と径方向孔とを組み合わせて曲折した貫通孔を形成することもできる。内油密室は、外導入油路に連通し、入力軸と出力軸との間に設けられた環状の空間によって形成されている。内油密室は、例えば、入力軸の内周面または出力軸の外周面に設けられた円周方向の溝、あるいは両方の溝の組み合わせによって形成することができる。内導入油路は、内油密室と出力軸の内部の軸方向油路とを連通するものであり、例えば出力軸に一つ以上の径方向の貫通孔を設けて形成することができる。

さらに、入力軸の一端側から一定長までの内周にスプライン嵌合部が形成されているとき、スプライン嵌合部の外側に外油密室を形成することができる。また、内油密室を一定長外に形成し、外油密室と内油密室とを外導入油路により連通することができる。

次に、外油密室への潤滑油の供給方法について説明する。前記入力軸の回転により駆動されて前記外油密室に潤滑油を圧入するポンプを備えることが好ましい。潤滑油を出力軸の内部まで導入するためには、遠心力よりも大きな圧力で潤滑油を圧入することが効果的である。この圧入には、別途操作源を要せず、さらに変速比や継断の影響を受けずに安定して回転する入力軸を駆動源とするポンプを用いることが好ましい。ポンプの方式としては、トコロイド式やベーン式を適用することができ、入力軸の外周側あるいは端部など近傍に形成することができる。

トコロイド式ポンプは、歯数の異なるインナーロータとアウターロータとが偏心して回転駆動されることにより、歯間の空間容積が増減することを利用したものである。つまり、空間容積が増加して負圧となるプロセスでケーシングから潤滑油を吸い上げ、空間容積が減少して正圧となるプロセスで吸い上げた潤滑油を外油密室に圧入するようになっている。同様に、ベーン式ポンプは、複数のベーン部材を備えたロータがステータ内を偏心して回転することにより、ステータに摺動しつつ回転するベーン部材間の空間が増減することを利用したものである。

次に、上述のように構成されたトランスファ装置の動作について説明するが、動力伝達に関しては従来と同様のため省略し、潤滑油の導入動作を主体に説明する。入力軸に嵌合した駆動軸が回転すると、入力軸及びポンプが回転する。ポンプによってケーシングから吸い上げられた潤滑油は、外油密室に圧入され周方向に行き渡る。次に、潤滑油は、外油密室に連通する外導入油路を経由して内油密室に到達し周方向に行き渡り、さらに内導入油路を経由して出力軸内部の軸方向油路に到達する。最後に、潤滑油は、軸方向油路に連通する径方向油路から軸外周に配置されたギヤ機構などへ、遠心力により供給されて潤滑が行われる。

本発明の車両用トランスファ装置では、入力軸を軸方向に貫いた後さらに出力軸を貫くように潤滑油供給路を形成したので、外部から嵌合される駆動軸と出力軸との間に潤滑油供給路を確保する必要がなくなり、その分だけ装置全体の全軸方向長を短縮することができ、また小形軽量化に資することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図３を参考にして説明する。図１は、車両用トランスファ装置の一例を示す断面図であり、図を見易くするため入力軸と出力軸にのみハッチングを施してある。一例のトランスファ装置９は入力軸２の動力を出力軸３及び第二出力軸９１に分配して伝達するものであり、センターデフ機構９２及び副変速機構９６を備えている。

入力軸２は、ケーシング１に保持され、図略の駆動軸から入力された動力は副変速機構９６を経由して間接的に出力軸３に伝達されるように構成されている、副変速機構９６はプラネタリーギヤで構成され、その変速比はハイ＆ローシフトフォークシャフト９７で操作されるようになっている。出力軸３の一端は入力軸２の内側に保持され、他端はボールベアリング部９８によってケーシング１に保持され、回転自在となっている。出力軸３の中央付近にはセンターデフ機構９２が設けられて動力が分配され、分配ギヤ９３及びサイレントチェーン９４を経由して第二出力軸９１が駆動されるようになっている。センターデフ機構９２はプラネタリーギヤで構成され、その継断はフロントドライブシフトフォークシャフト９５で操作されるようになっている。出力軸３は後輪に連結され、第二出力軸９１は前輪に連結されおり、センターデフ機構９２の継断により四輪駆動と後輪駆動とが選択されるようになっている。

また、出力軸３の内部の軸心には軸方向油路３１が形成され、さらに軸方向油路３１から軸外周に抜ける複数の径方向油路３２が形成されている。径方向油路３２はそれぞれ、センターデフ機構９２、副変速機構９６、分配ギヤ９３に向かい、これらに潤滑油を供給するようになっている。軸方向油路３１への潤滑油の供給は、図中左方から行われるようになっており、この潤滑油供給路が本発明の主眼である。

図２は本発明の実施例の車両用トランスファ装置の要部を説明する部分断面図であり、共通軸心Ｃの上半分を示している。実施例のトランスファ装置は、ケーシング１、入力軸２、出力軸３、潤滑油供給路で構成されている。

入力軸２は略円筒状であり、右側の一端はケーシング１の外部に突出し、その内周に設けられたスプライン溝２１には変速機の出力軸が嵌合されるようになっている。入力軸２の中央付近の外周には図中右側の径寸法が大きくなる段差部２２が設けられており、入力軸２を回転自在に保持するケーシング１の内周にも図中右側の径寸法が大きくなる段差部１２が設けられている。そして、図２に示されるように、両者の段差部１２、２２が軸方向に離れて組み付けられることにより、環状の空間が設けられて外油密室４となっている。外油密室４の両側の入力軸２外周には全周にわたる溝が形成されてパッキン４１が配設され、油密構造となっている。また、ケーシング１には図略のポンプが備えられ、ポンプから外油密室４へポンプ油路８が形成されて、潤滑油が圧入されるようになっている。さらに、入力軸２の段差部２２から他端（図中右方向）に向けては、周方向に間隔を設けて複数の貫通孔が延設されて外導入油路５となっている。外導入油路５の図中右側の出口は、入力軸２の内周が周方向にくり抜かれて形成された内油密室６に連通している。

出力軸３は、その図中左側の一端が入力軸２の内周に配置され、棒状コロをもつパイロットベアリング３５によって相対回転自在に保持されている。出力軸３の他端は、図１で説明したように、ボールベアリング部９８によってケーシング１に保持されている。出力軸３の外周で内油密室６に向き合う箇所は周方向にくり抜かれ、内油密室６の内周壁が形成されている。内油密室６の図中右側の出力軸２外周には全周にわたる溝が形成されてパッキン６１が配設され、内油密室６の図中左側にはパイロットベアリング３５が配設されている。さらに、内油密室６から出力軸３の軸内に向けては、周方向に間隔を設けて複数の貫通孔が設けられて内導入油路７となっており、軸方向油路３１に連通している。

外油密室４、外導入油路５、内油密室６、内導入油路７は、潤滑油供給路を形成している。ポンプ油路８から圧入された潤滑油は、上記の順番に導入されて出力軸３の軸方向油路３１に供給される。なお、内導入油路７は省略することもでき、潤滑油は内油密室６からパイロットベアリング３５の隙間を経由して軸方向油路３１の図中左側から供給される。

次に、実施例のトランスファ装置の効果を、従来構成と比較しながら説明する。図３は、従来のトランスファ装置の要部を説明する部分断面図である。従来は、外油密室４から軸心に向かって入力軸２を径方向に貫く導入油路５９が形成され、入力軸２の軸心の内油密室６９に連通していた。そして、内油密室６９と、出力軸３の軸方向油路３１とは、軸方向に連通して、潤滑油が供給されるようになっていた。従来構成では、内油密室６９を形成するために、入力軸２のスプライン溝２１と出力軸３の間には、図３に示されるように大きな間隔Ｇが必要とされていた。これに対して、図２の実施例では間隔Ｇは不要であり、これに相当する分だけ図１に示される全軸方向長Ｌを短縮することができる。全軸方向長Ｌの短縮は、トランスファ装置９の小形軽量化を可能にするとともに、車両全体の合理化や設計自由度の拡大に寄与し、効果は大である。

車両用トランスファ装置の一例を示す断面図である。 本発明の実施例の車両用トランスファ装置の要部を説明する部分断面図である。 従来のトランスファ装置の要部を説明する部分断面図である。

符号の説明

１：ケーシング １２：段差部
２：入力軸 ２１：スプライン溝 ２２：段差部
３：出力軸 ３１：軸方向油路 ３２：径方向油路
３５：パイロットベアリング
４：外油密室
５：外導入油路
６：内油密室
７：内導入油路
８：ポンプ油路
９：一例のトランスファ装置 ９１：第二出力軸 ９２：センターデフ機構
９６：副変速機構 ９８：ボールベアリング部
Ｌ：全軸方向長
Ｇ：間隔

Claims (3)

1. ケーシングと、該ケーシングによって回転自在に保持され一端側に駆動軸が係合して駆動される略円筒状の入力軸と、該入力軸の他端側の内周に相対回転自在に保持されるとともに該入力軸と直接的あるいは間接的に係合して動力を伝達し内部に軸方向油路をもつ出力軸と、該ケーシングから該出力軸の該軸方向油路に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、をもつ車両用トランスファ装置において、
   前記潤滑油供給路は、前記ケーシングと前記入力軸との間に設けられた環状の空間によって形成された外油密室と、
   該外油密室と該入力軸の内周とを連通するとともに軸方向他端側に向けて延設された外導入油路と、
   該外導入油路に連通し該入力軸と前記出力軸との間に設けられた環状の空間によって形成された内油密室と、
   該内油密室と該出力軸の前記軸方向油路とを連通する内導入油路と、からなることを特徴とする車両用トランスファ装置。
2. 前記入力軸の一端側から一定長までの内周に前記駆動軸の嵌合するスプライン嵌合部が形成され、前記外油密室は該一定長内に形成され、前記内油密室は該一定長外に形成されている請求項１に記載の車両用トランスファ装置。
3. 前記入力軸の回転により駆動されて前記外油密室に潤滑油を圧入するポンプを備える請求項１または２に記載の車両用トランスファ装置。

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