JP2008068860A

JP2008068860A - パワー・トランスファ・ユニット

Info

Publication number: JP2008068860A
Application number: JP2007239124A
Authority: JP
Inventors: Durgaprasad Marla; デュルガプラサド、マルラ; Jonathan Adler; ジァナスァン、アドラ; Dennis Cook; デニス、クック; Gary Monkaba; ゲイリ、マンカバ
Original assignee: Automotive Components Holdings LLC
Current assignee: Automotive Components Holdings LLC
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-03-27
Also published as: US7487697B2; EP1900565A2; US20070006675A1

Abstract

【課題】トランスミッション・アセンブリからトルクを前輪駆動ラインと後輪駆動ラインの間に配分するための自動車用パワー・トランスファ・ユニットを提供する。
【解決手段】パワー・トランスファ・ユニットは、ハウジングと、前記ハウジング内に位置し環状歯車を含む非平行歯車セットと、アイドラ、および前記ハウジングに固定され且つ支持されるアイドラ・シャフトを含む平行歯車セットとを含む。アイドラ・シャフトは、アイドラ・ギヤを貫通して延在し且つ前記アイドラ・ギヤを支持してその回転を可能とし、内部チャンバと、外面と、壁とを含む。前記外面の一部分には、クリアランス・スペースが形成され、同スペース内に前記環状歯車の一部が延在し且つ回転する。クリアランス・スペースは前記壁を介して前記チャンバと連通し、前記壁には潤滑剤を前記チャンバから前記外面に運ぶとハイドロリック通路が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車（ｍｏｔｏｒｖｅｈｉｃｌｅ）のパワー・トレーンに関する。より具体的には、本発明は動力を車両の車輪に配分するためのパワー・トランスファ・ユニット（ｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｅｒｕｎｉｔ）に関する。

米国におけるほとんどの自動車は、一般的に後輪駆動式動力分配機構を使用している。この後輪駆動機構を四輪駆動用途に適合させる際に、過去にはトランスファ・ケース（ｔｒａｎｓｆｅｒｃａｓｅ）がトランスミッション・アセンブリの出力に位置付けされ、今でもしばしばそうされている。係合時に、トランスファ・ケースはトランスミッション・アセンブリから来る動力の一部を後輪から前輪に振り向ける。

現在、米国では、新車の大部分が前輪駆動に基づく車両とされる。前輪駆動車においては、エンジンおよびトランスミッション・アセンブリとも、車の横方向に方向付けするのが一般的とされる。動力装置およびトランスミッション・アセンブリを横方向に位置付けすることによって、トランスミッション・アセンブリと車両のトランスアクスルおよび前輪とのより直接的結合の達成が可能とされる。

前輪駆動車自体が成熟市場となり、自動車産業における最近の動向は、前輪駆動機構を総輪駆動もしくは四輪駆動用途に適合させる流れになっている。これは、動力の一部を前輪から後輪駆動シャフトに、且つ次いで後輪に振り向けるパワー・トランスファ・ユニットを提供することによって達成される。

製造資源を最大限利用する方法として、様々なプラットフォームに横断的に利用および組込み可能な自動車製品を開発することが望ましい。車への組込み時には、パワー・トランスファ・ユニットは、ビークル・トランスミッションの出力フェースに取り付けられる。それはしたがって、エンジン、トランスミッション、ステアリング・ラックおよび排気マニホルドの至近とされる。

加えて、新規のＰＺＥＶ触媒コンバータ（ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）は、触媒のより迅速な「ライト・オフ（ｌｉｇｈｔ−ｏｆｆ）」達成を可能とするため、排気マニホルドのより近くに位置付けする必要がある。このＰＺＥＶ触媒コンバータはまた、旧来の非ＰＺＥＶ触媒コンバータより大型化しがちとされ、且つより高温を発する。これがエンジン、トランスミッションおよび他のボンネット下の構成要素の近傍にあると、その分パワー・トランスファ・ユニットのサイズが制限される。更に、「ｍａｎｉｃａｔ」触媒コンバータおよび前述のＰＺＥＶ触媒コンバータの発する高温は、潤滑剤やシール等の重合体ベース製品をＰＺＥＶ触媒コンバータから極力遠ざけて置く必要があることを意味する。

パワー・トランスファ・ユニットの全体的なサイズを減少させる１つの方法は、パワー・トランスファ・ユニット自体の歯車、軸受およびシャフトのサイズを同様に減少させることとされる。しかし、それらの構成要素のサイズを小さくすると、それらの要素全体のトルク担持能力が制限される。

以上のすべての最終結果が、パワー・トランスファ・ユニットを横方向にコンパクトに設計したいとの願望とされる。パワー・トランスファ・ユニットの横方向サイズをコンパクトにすることによって、パワー・トランスファ・ユニットは、システム自体を最悪のケース・シナリオ、言い換えればパワー・トランスファ・ユニットのために利用可能な横幅が最小限の場合に備えて設計可能なマルチプラットフォーム・アセンブリとして構成することが可能とされる。

可能な限り横方向のコンパクトさを達成するには、パワー・トランスファ・ユニット内に位置する歯車および軸受を可能な限りスペース効率よく位置付けする必要がある。そのため、同ユニットの様々な構成要素の寸法取りと成形とが対立する（ｃｏｎｆｌｉｃｔ）可能性がある。

例えば、３軸パワー・トランスファ・ユニットにおいては、ハイポイド環状歯車（ｈｙｐｏｉｄｒｉｎｇｇｅａｒ）の寸法取りと、同環状歯車とアイドラ・ギヤ（ｉｄｌｅｒｇｅａｒ）の支持シャフトの間のクリアランスとの間に対立が存在し得る。本書で使用する用語「３軸パワー・トランスファ・ユニット」は、駆動歯車（ｄｒｉｖｉｎｇｇｅａｒ）、アイドラ・ギヤおよび従動歯車（ｄｒｉｖｅｎｇｅａｒ）がすべて平行な軸に位置し、パワー・トランスファ・ユニットで使用されるユニットをいう。パワー・トランスファ・ユニットにおいて一般的に必要とされる環状歯車のサイズがあり、またアイドラ・ギヤが取り付けられるシャフトを支持するのに必要とされる軸受のサイズがあるため、この環状歯車およびアイドラ・ギヤ軸受支持部の大きさと、これらの要素の長手方向に近接した位置付けからして、これらの構成要素を共通の面に取り付けることは不可能とされる。これらの構成要素は、したがって、横方向に食い違いとされ、そのためにパワー・トランスファ・ユニットは幅をより広くせざるを得なくなる。それでもなお、環状歯車のサイズがアイドラ・ギヤ支持シャフトを侵し、それによって同シャフトのサイズが制限される。単に、アイドラ・ギヤ支持シャフトの断面の径を小さくするのみでは、シャフトの強度を下げるにすぎず、それによってシャフトならびに、支持軸受もまた、そのサイズと能力が制限されることは明らかである。

発明の要約

以上から分かるように、パワー・トランスファ・ユニットを横方向に一層コンパクトにすることによって、同ユニットがエンジン・ベイおよび車体の下で占めるスペースを極力少なくし、尚更に、マルチプラットフォーム特性を発揮するパワー・トランスファ・ユニットを実現させることが必要とされている。

また本発明は、環状歯車の位置決めがアイドラ・ギヤ（ｉｄｌｅｒｇｅａｒ）の支持と対立する状況で、パワー・トランスファ・ユニットを横方向によりコンパクトにすることなくアイドラ・ギヤを支持するための新規な構造を提供することをその目的とする。

トランスミッション・アセンブリからトルクを前輪駆動ラインと後輪駆動ラインの間に配分するための自動車用パワー・トランスファ・ユニット（ＰＴＵ）が提供される。前記パワー・トランスファ・ユニットは、ハウジングと、前記ハウジング内に位置し環状歯車を含む非平行歯車セットと、アイドラ、および前記ハウジングに固定され且つ支持されるアイドラ・シャフトを含む平行歯車セットとを含む。アイドラ・シャフトは、アイドラ・ギヤを貫通して延在し且つ前記アイドラ・ギヤを支持して回転を可能とし、内部チャンバと、外面と、壁とを含む。前記外面の一部分には、クリアランス・スペースが形成され、同スペース内に前記環状歯車の一部が延在し且つ回転する。クリアランス・スペースは前記壁を介して前記チャンバと連通し、前記壁には潤滑剤を前記チャンバから前記外面に運ぶとハイドロリック通路が形成される。

アイドラ・シャフトの開口は、環状歯車から飛ばされる潤滑剤の半径方向経路内に位置付けされる。この開口に指向された潤滑剤は、アイドラ・シャフト内に形成された内部チャンバ内に集まり、同チャンバから排出されてアイドラ・シャフトに担持される支持軸受に接触する。潤滑剤は、潤滑剤サンプ・レベルが低い場合でも、それらの軸受に届けられることが判明している。

各実施形態において、アイドラ・シャフトの外面は一定の外径を有し、それによってハウジングの組立ておよび据付けが容易になる。一実施形態においては、アイドラ・ギヤは管材から安価に形成することが可能で、ごく僅かな機械加工を要するのみとされる。

トランスミッション・アセンブリの出力は、入力部材および平行歯車セットの第１歯車、駆動歯車に結合される。駆動歯車は、回転をアイドラ・ギヤを介して従動歯車に伝達する。その従動歯車が取り付けられるシャフトの回転軸は、該従動歯車が回転の中心とする回転軸に概ね平行とされる。この伝達シャフトの端には、非平行歯車セットの第１傘歯車もしくは環状歯車が取り付けられる。第１傘歯車は、或るシャフトに取付けもしくは形成されるハイポイド・ピニオン・ギヤ等の第２傘歯車に係合し、このシャフトは環状歯車の回転軸に対し概ね垂直に方向付けされる。同シャフトの対向端は、パワー・トランスファ・ユニットの出力である。

アイドラ・ギヤは、同ギヤを貫通して延在する回転しないアイドラ・シャフトに回転可能に支持される。一実施形態においては、その回転しないアイドラ・シャフトはボスとされ、ハウジングの一方側から同ハウジングの対向側寄りに延在する。別の実施形態においては、回転しないアイドラ・シャフトは固定シャフトとされる。

アイドラ・ギヤを回転しないアイドラ・シャフトで支持することにより、そのアイドラ・シャフトを軸受で支持することはなくなる。その軸受による支持がなくなることによって、パワー・トランスファ・ユニット内に余剰の区域が空けられ、それによって非平行歯車セットの環状歯車がより横方向にコンパクトな構造内に収容される。言い換えれば、アイドラ・ギヤの軸受支持との対立を回避するために非平行歯車セットの環状歯車を横方向に食い違えあるいは離隔する必要はなくなる。

本発明の更に別の目的、特徴および長所は、本明細書に付属し且つその一部をなす図面および請求項を参照し、以下の説明を検討することにより、当業者には容易に明らかになろう。

図面に関し、図１は本発明の原理を組み込んだパワー・トランスファ・ユニット１０を示す。パワー・トランスファ・ユニット１０はハウジング１２を含み、同ハウジングにユニット１０の主要な構成要素が一体に纏められている。それらの構成要素は、主として、非平行歯車セット１４と、平行歯車セット１６とを含む。

本明細書で使用する用語「平行歯車セット」は、動力を第１シャフトから第２シャフトに伝送する歯車を備え、該第１および第２シャフトが相互に概ね平行な軸を画定する機構のことをいう。

用語「非平行歯車セット」は、本書で使用する場合、動力を第１シャフトから第２シャフトに伝送するための、該第１および第２シャフトが相互に概ね平行でない軸を画定する機構（歯車のある機構、歯車のない機構、歯車列、チェーン・ギヤおよびベルト・システムを含みこれに限らない）のことをいう。

上述のように、パワー・トランスファ・ユニット１０の主な構成要素はすべて一体に纏められ、共通のハウジング１２内に設けられる。ユニット１０の入力部および出力部１８、２０は、パワー・トランスファ・ユニット１０が使用される具体的設計基準および用途次第により、ハウジング１２から突出する場合もあり、しない場合もある。

トランスミッション・アセンブリ（図示せず）の出力部からの回転は、パワー・トランスファ・ユニット１０、とりわけ平行歯車セット１６の入力部１８（以後、「駆動シャフト１８」と称す）に結合される。駆動シャフト１８とトランスミッション・アセンブリの出力部との係合を助勢するため、駆動シャフト１８の端部は、符号１９で分かるように、内部または外部をスプライン嵌合とすることが可能とされる。

平行歯車セット１６の第１歯車、駆動歯車２２は、駆動歯車２２を駆動シャフト１８と一体形成（図示の通り）もしくは駆動歯車２２を駆動シャフト１８に溶接する等、従来の手段によって駆動シャフト１８に搭載することにより、駆動シャフト１８の回転に伴って回転する。この回転はしたがって駆動シャフト１８によって画定される軸２４中心に生起する。駆動シャフト１８および駆動歯車２２の回転を助勢するため、駆動シャフト１８は、ハウジング１２に支持された、円錐軸受とされる種類の軸受２６に支持される。

駆動歯車２２からの回転は、中間歯車（以後、アイドラ・ギヤ２８）に、同アイドラ・ギヤ２８の外側歯３２と相互噛合する駆動歯車２２の外側歯３０によって、伝達される。駆動歯車２２およびアイドラ・ギヤ２８は、パワー・トランスファ・ユニット１０のトルク伝達効率を上げるために、はすば歯車とすることが好ましい。しかし、それに代えて、歯３０、３２を直歯とすることも可能とされる。個別の設計基準によって決まるように、アイドラ・ギヤ２８は、駆動歯車２２より大径、小径もしくは駆動歯車２２と同径とされよう。

図２で分かるように、第１実施形態においては、アイドラ・ギヤ２８は同アイドラ・ギヤ２８に延在する固定部材に回転可能に支持される。図２の実施形態に示すように、該固定部材３４は固定シャフトとされる（以後、「シャフト３４」と称す）。シャフト３４は、ハウジング１２内に画定された第１および第２シート４０、４２内にそれぞれ受けられる第１および第２端３６、３８を含む。ハウジング１２に対するシャフト３４の回動を防止するため、第１および第２端３６、３８の一方または双方を溶接、楔止、圧入により固定するか、あるいは端部３６、３８をハウジング１２のシート４０、４２に固定的に係合させることが可能とされる。

パワー・トランスファ・ユニット１０を横方向に一層コンパクトにするため、且つ以下に更に説明するように、シャフト３４には第１の径４６を画定する部分および、第２の径５０を画定する部分が設けられ、第２の径５０が第１の径４６より短くされる。アイドラ・ギヤ２８はラジアル軸受５２によって第１部分に回転可能に支持される。軸方向では、アイドラ・ギヤ２８は軸方向アイドラ・シャフト５４によって支持される。アイドラ・ギヤ２８に掛けられる軸方向荷重はさほど大きくはないとされるので、軸方向部材５４はニードル・スラスト軸受もしくは単なるスラスト・ワッシャとすることが可能とされる。ラジアル軸受５２が対応する半径方向荷重は大きい可能性があり、したがって、ラジアル軸受５２は比較的に大型としなければならない。本事案の場合には、一対のラジアル・ニードル軸受が使用される。ラジアル軸受５２としてニードル軸受を使用することにより、その半径方向寸法が狭いことが前記第１部分の第１径４６を大きめとすることを可能とする。半径方向に厚めの円錐ころ軸受を使用する場合は、第１部分の径を小さくする必要が生じ、その結果固定シャフト３４の強度が小さくなる。しかし、与えられた設計によって強度が低めのシャフトでも受入れ可能な場合には、円錐ころ軸受も使用可能とされようし、あるいは小径の円錐ころ軸受が設計された場合には、それを使用することが可能であろう。

ラジアル・ニードル軸受５２を潤滑するため、固定シャフト３４には１つまたは複数の潤滑ポート５６、５８が設けられる。潤滑ポート５６は、ラジアル・ニードル軸受５２の対の間の空所に潤滑が届けられるように位置付けされる。したがって、潤滑ポート５６は、固定シャフト３４の第１部分の外面に排出開口を含む。潤滑ポート５６に潤滑剤を供給するため、別の潤滑ポート５８がシャフト３４の外面に、パワー・トランスファ・ユニット１０のサンプ６０から潤滑剤を取り込む位置に延在する。図にて分かるように、潤滑ポート５８の入口開口は前記第１部分から第２部分へ遷移する領域に位置付けされる。潤滑剤の移動を更に容易にするため、固定シャフト３４の第１部分には総括的に符号６２により示す中空の内部が設けられる。したがって、両潤滑ポート５６、５８は、シャフト３４の外面から中空の内部６２に至り延在する。容易に理解できるように、他の位置もこれらのポートのために利用可能とされる。

アイドラ・ギヤ２８を固定シャフト３４の第１部分に位置付けし且つ保持するために、ショルダ６４が固定シャフト３４に、第１部分から第２部分へ遷移する領域に形成され、且つ軸方向部材５４がショルダ６４に係合する。アイドラ・ギヤ２８の反対方向への軸方向運動は、ハウジング１２の適切な部分によって制限される。アイドラ・ギヤ２８の固定シャフト３４への当初の保持は、固定シャフト３４の第１部分に適切に位置決めされた溝内で受けられるスナップ・リング６６によって達成可能とされる。

アイドラ・ギヤ２８から、回転は平行歯車セット１６の第３歯車、従動歯車６８に伝達される。従動歯車６８は従動シャフト７０によって支持され、従動シャフト７０はハウジング１２内の軸受７２に回転可能に支持される。従動歯車６８は、同従動歯車６８を従動シャフト７０と一体形成（図示の通り）もしくは従動歯車６８を従動シャフト７０に溶接することを含む従来の方法で、従動シャフト７０に固定可能とされる。アイドラ・ギヤ２８から従動歯車６８への回転の伝達を助勢するため、従動歯車６８の外側歯７４がアイドラ・ギヤ２８の歯３２に係合する。

上述の方法により、従動シャフト７０は平行歯車セットの第３軸７６を画定し、第２軸７８は固定シャフト３４によって画定され、同第２軸７８を中心としてアイドラ・ギヤ２８が回転する。パワー・トランスファ・ユニット１０はしたがって、３軸ユニットとして知られる。

回転を平行歯車セット１６から非平行歯車セット１４に伝達するために、非平行歯車セット１４の第１傘歯車、環状歯車８０が従動シャフト７０に搭載される。環状歯車８０の位置および径は、一般的にアイドラ・ギヤの支持シャフトを侵すようになることが多い。それ故、環状歯車は従来から、アイドラ・ギヤ支持材と食い違いになるように従動シャフトで横方向に離隔される。そのため、こんどはパワー・トランスファ・ユニットが、侵入の生起しなかった場合より、幅が増さざるを得ない。本発明の場合は、この侵入が吸収される分、パワー・トランスファ・ユニットの横方向のコンパクトさが少なくなる。具体的には、従動シャフト７０における環状歯車の位置は、環状歯車８０が固定シャフト３４の小径５０を有する部分、即ち第２部分に隣接する区域に及び延在する。固定シャフト３４は支持軸受を必要としないため、環状歯車８０を収容し且つ受け入れる区域が更に空けられ、環状歯車を食い違えにしたり従動シャフト７０沿いに軸方向離隔したりする必要がない。その結果、パワー・トランスファ・ユニット１０の横方向のコンパクトさが減少する。

環状歯車８０には、第２傘歯車８６の歯８４と係合する歯８２が設けられる。第２傘歯車８６は、出力シャフト２０の一方の端によって支持される。第２傘歯車は、出力シャフト２０によって、傘歯車８６を出力シャフト２０と一体形成（図示の通り）もしくは傘歯車８６を出力シャフト２０に溶接することを含む従来の手段によって支持可能とされる。出力シャフト２０はハウジング１２内に軸受８８によって支持され、シャフト２０の軸９０中心の回転を可能とする。図２で分かるように、非平行歯車セット１４のこの第２軸９０は、平行歯車セット１６の軸２４、７６、７８に概ね垂直に方向付けされ、車両に対して概ね長手方向に延在する。

図２ではすぐには明らかにならないが、軸７６および９０は、これを中心として環状歯車８０および第２傘歯車８６がそれぞれ回転し、軸７６および９０は相互に交差する場合も、あるいは交差しない場合も可能とされる。後者の、好ましい場合には、非平行歯車セット１６は、ハイポイド傘歯車セットとされる。

次いで図３に関し、本発明の原理を組み込んだパワー・トランスファ・ユニットの第２実施形態を全体的に且つ符号１００にて示す。パワー・トランスファ・ユニット１００は図２に関して示し且つ説明した構成要素および特徴を多く組み入れているので、共通の要素には類似の参照符号を与えてある。第１実施形態と第２実施形態の相違点は、アイドラ・ギヤ２８をパワー・トランスファ・ユニットにおいて支持する方法にある。したがって、第２実施形態に関しては、パワー・トランスファ・ユニットの共通する構成要素を前述の実施形態からすべて詳細に説明するには及ばないと思われる。その点については、前述の詳細な説明に傾注されたい。以下の説明は、アイドラ・ギヤ２８をこの第２実施形態において支持する方法に限定するであろう。

第１実施形態と同様に、第２実施形態のアイドラ・ギヤ２８も同アイドラ・ギヤ２８に延在する固定部材９２に回転可能に支持される。第２実施形態においては、しかし、固定部材９２はボスとされる（以下、「ボス９２」と称す）。ボス９２はハウジング１２と一体に形成され、同ハウジングの第１側部９４から同ハウジング１２の第２側部９６側に延在する。ボス９２は斯様に第１壁９４の延伸部として形成され、閉じられた端部１０２で終わる円筒状の壁９８を含む。円筒状壁９８の外面は、ラジアル・ニードル軸受５２のための軸受シートを画定する。軸方向では、アイドラ・ギヤ２８は軸方向アイドラ・シャフト５４によって支持され、同アイドラ・シャフトは、やはりニードル・スラスト軸受もしくは単なるスラスト・ワッシャとすることが可能とされる。アイドラ・ギヤをボス９２に位置付けし且つ保持するために、ショルダ１０４が端部壁１０２の外周部辺に形成される。ボス９２は、それ自体十分に安定的且つ剛性としなければならないが、ボス９２は、ハウジングの第２側部９６とボス９２の端部壁１０２の間に延在するインタロック１０６を設けることにより、第２側部９６に対して一層安定化且つ位置付けすることが可能とされる。インタロック１０６は多くの形式を取ることが可能とされ、ダウエルおよびピン等の手段を含み、これに限らない。

パワー・トランスファ・ユニット１００を横方向に更にコンパクトにしやすくするため、ボス９２の端部壁１０２はアイドラ・ギヤ２８の対応する横方向端近傍で終わるのが好ましい。ハウジングの第２側部９６には、したがって、パワー・トランスファ・ユニット１００の内部側に延びるリセス１０８が端部壁１０２の直近となるように形成される。リセス１０８は、環状歯車８０が同リセス近傍の且つ横方向でボス９２の少なくとも一部の近傍となる箇所に延在するように形成され且つ位置付けされる。

ラジアル・ニードル軸受５２を潤滑するため、ボス９２には少なくとも１つの潤滑ポート１１０が設けられる。潤滑ポート１１０は、円筒状壁９８の半径方向外面に排出開口を含み、潤滑がラジアル・ニードル軸受５２の対の間の環状空隙に届くように位置付けされる。潤滑ポート１１０の入口開口は、ボス９２の端部壁１０２を介しパワー・トランスファ・ユニットのサンプ６０内に延在するように設けられる。斯くして、潤滑剤はサンプ６０からラジアル・ニードル軸受５２に取り込むことが可能とされる。

次に図４に関し、アイドラ・シャフト１００は中空の管とされ、その軸方向全長に延在する内側チャンバ１０２、および一様の外径を有し全軸方向長さに延在する外面１０４を有する。この形状構成からして、アイドラ・シャフト１００は管材から形成されるのが好ましい。アイドラ・シャフト１００は、図８に示すように、その左端はハウジング１２にジャーナル・シート４０’で支持され、且つその右端はハウジングにジャーナル・シート４２’で支持される。

クリアランス・スペース１０６は、管壁１０８の厚みを抉って形成され、ハウジング１２に装着された軸受７２で回転する従動シャフト７０に固定された環状歯車８０の半径方向外部を収容する。クリアランス・スペース１０６は、軸７８沿いに短間隔軸方向に且つ軸７８中心に１８０度未満角方向に延在する。クリアランス・スペース１０６は、壁１０８を抉った開口１１２を形成し、外面１０４を内側チャンバ１０２と連通させる。

図８に示すように、軸受５２はアイドラ・シャフト１００の外面１０４に支持される。アイドラ・シャフト１００の開口１１２は、環状歯車８０がハウジング１２内で回転するにつれて同歯車で運ばれた潤滑剤が遠心力によって半径方向外向きに前記開口を介してチャンバ１０２内に投入されるように位置付けされ且つ形成される。図８で最もよく分かる半径方向の潤滑剤通路５６は、ハイドロリック潤滑剤をチャンバ１０２から外面１０４に運び、同外面に軸受５２が位置し、通路５６を流通する潤滑剤によって潤滑され、且つ冷却される。

図５、７および８に示す代替のアイドラ・シャフト１２０は、その外径がシャフトの全長に亘り一様な機械加工鍛造品とするのが好ましい。アイドラ・シャフト１２０は、図８に示すように、その左端はハウジング１２にジャーナル・シート４０’で支持され、且つその右端はハウジングにジャーナル・シート４２’で支持される。

またアイドラ・シャフト１２０には、内部チャンバ１２２が形成され、同チャンバはシャフトの長さ沿いに少なくとも部分的に延在し、且つ壁１２４によって限られる。クリアランス・スペース１２６が、図８で見ると、シャフト１２０の左手側に形成される。クリアランス・スペース１２６は、平坦面１２８および、平坦面１２８から半径方向外向き且つ軸方向に延在する傾斜面１３０によって形成される。表面１２８に壁１２４の厚みを抉って形成された潤滑剤供給孔通路１３２、１３３は、クリアランス・スペース１２６をチャンバ１２２と連通させる。同様に、表面１３０に壁１２４の厚みを抉って形成された潤滑剤供給通路１３４は、クリアランス・スペース１２６をチャンバ１２２と連通させる。クリアランス・スペース１２６は、環状歯車８０で運ばれた潤滑剤が環状歯車８０の回転につれ遠心力によって表面１２８、１３０に注がれるように位置付けされる。表面１２８、１３０のハイドロリック潤滑剤は、潤滑剤通路１３２、１３３、および１３４を介してチャンバ１２２内に流入する。潤滑剤出口通路５６は、潤滑剤をチャンバ１２２から、外面１０４に位置する軸受５２に運ぶ。

図６に示す代替のアイドラ・シャフト１４０は、チャンバ１２２がシャフトの右端に開いていることと、平坦面１３２に潤滑剤供給孔が形成されていないことを別として、図５に示すシャフト１２０と同様とされる。但し、傾斜面１３０には潤滑剤供給通路１４４を囲繞する小さな凹陥もしくは窪み１４２が形成され、それによって通路１４４を介するチャンバ１２２内への潤滑剤の流れが助勢される。潤滑剤出口通路５６は、潤滑剤をチャンバ１２２から、外面１０４に位置する軸受５２に運ぶ。

図７はアイドラ・サブアセンブリの斜視図であり、アイドラ・シャフト１２０、アイドラ・ギヤ２８、およびアイドラ・ギヤをアイドラ・シャフトの外面１０４で支持する軸受５２を示す。

特許法の規定に従い、好適な実施形態について以上に説明した。しかし、具体的に図解し且つ説明したもの以外の代替形態も実施可能とされることに留意されたい。

パワー・トランスファ・ユニットの一部切欠斜視図である。第１実施形態によるパワー・トランスファ・ユニットの断面図である。第２実施形態によるパワー・トランスファ・ユニットの断面図である。外径を一様とし、且つ環状傘歯車のための局部クリアランス・スペースを有するアイドラ・シャフトの斜視図である。外径を一様とし、且つ代替のクリアランス・スペースを有するアイドラ・シャフトの斜視図である。潤滑剤供給路を備える図５のアイドラ・シャフトの斜視図である。図５のアイドラ・シャフト、軸受およびアイドラ・ギヤを含むアイドラ・サブアセンブリの斜視図である。第３の実施形態によるパワー・トランスファ・ユニットの断面図である。

符号の説明

１０パワー・トランスファ・ユニット
１２ハウジング
１４非平行歯車セット
１６平行歯車セット
１８駆動シャフト
１９スプライン嵌合部
２０出力部
２２駆動歯車
２４軸
２６円錐軸受
２８アイドラ・ギヤ
３０、３２外側歯
３４固定シャフト
３６第１端
３８第２端
４０第１シート
４０’ ジャーナル・シート
４２第２シート
４２’ ジャーナル・シート
４６第１の径
５０第２の径
５２ラジアル軸受
５４アイドラ・シャフト
５６、５８潤滑ポート
６０サンプ
６２中空内部
６４ショルダ
６６スナップ・リング
６８従動歯車
７０従動シャフト
７２軸受
７４外側歯
７６第３軸
７８第２軸
８０環状歯車
８２、８４歯
８６第２傘歯車
８８軸受
９０軸
９２ボス
９４第１側部
９６第２側部
９８壁
１００パワー・トランスファ・ユニット
１０２端部壁
１０４外面
１０６インタロック
１０８リセス
１１０潤滑ポート
１１２開口

Claims

トランスミッション・アセンブリからトルクを前輪駆動ラインと後輪駆動ラインの間に配分するための自動車用パワー・トランスファ・ユニットであって、前記パワー・トランスファ・ユニットは、
ハウジングと、
前記ハウジング上で回転するように支持された駆動歯車と、
前記ハウジング上で回転するように支持された従動歯車と、
前記駆動歯車と係合するアイドラ・ギヤと、
前記ハウジングに支持されて回転し且つ前記アイドラ・ギヤと係合する従動歯車と、
前記従動歯車に固定され、これと共に回転する環状傘歯車と、
前記ハウジングに支持されて回転し且つ前記環状歯車と係合する傘歯車と、
前記ハウジングに固定され且つ支持されるアイドラ・シャフトであって、前記アイドラ・ギヤを貫通して延在し且つ前記アイドラ・ギヤを支持してその上で回転し、前記アイドラ・シャフトはチャンバと、クリアランス・スペースが形成された外面を含む壁とを含み、該クリアランス・スペース内に前記環状歯車の一部が延在し且つ回転し、前記クリアランスは前記壁を介して前記チャンバと連通し、前記壁には、前記チャンバと連通する第１端と、前記第１端と連通し且つ前記外面に位置付けされた第２端とを含む第１の通路が形成されるアイドラ・シャフトとを備えるパワー・トランスファ・ユニット。
前記アイドラ・ギヤは、前記外面で前記第１通路の第２端近傍に位置する軸受によって前記アイドラ・シャフトに支持される請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記アイドラ・シャフトは、
前記外面で支持され且つ前記第１通路の前記第２端の第１の軸方向側部に位置する第１の軸受と、
前記外面で支持され且つ前記第１側部に対向する前記第２端の第２の軸方向側部に位置する第２の軸受とを含み、前記アイドラ・ギヤは前記第１および第２軸受で支持される、請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記アイドラ・シャフトは、
前記外面で支持され且つ前記第１通路の前記第２端の第１の軸方向側部に位置する第１のニードル軸受と、
前記外面で支持され且つ前記第１側部に対向する前記第２端の第２の軸方向側部に位置する第２のニードル軸受とを含み、前記アイドラ・ギヤは前記第１および第２軸受で支持される、請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記環状傘歯車にはハイポイド・ギヤ歯が形成され、前記傘歯車には前記環状傘歯車のハイポイド・ギヤ歯と噛合するハイポイド・ギヤ歯が形成される請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記アイドラ・シャフトは前記ハウジング内で軸受なしで軸支される請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記クリアランス・スペースは前記壁の開口を介して前記チャンバと連通し、前記開口は軸方向前記アイドラ・シャフト沿いに且つ前記アイドラ・シャフトの軸中心に角度方向に延在する請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記クリアランス・スペースは前記壁の前記外面に形成された第２の通路を介して前記チャンバと連通する請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記クリアランス・スペースは、平坦な面および前記アイドラ・シャフトの長手軸に関して軸方向および半径方向に傾斜する傾斜面によって少なくとも部分的に限られ、且つ前記クリアランス・スペースは前記傾斜面および前記平坦面の一方に形成された第２の通路を介して前記チャンバと連通する請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記クリアランス・スペースは、平坦な面および前記アイドラ・シャフトの長手軸に関して軸方向および半径方向に傾斜する傾斜面によって少なくとも部分的に限られ、且つ前記クリアランス・スペースは前記傾斜面に形成された第２の通路を介して前記チャンバと連通する請求項１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
トランスミッション・アセンブリからトルクを前輪駆動ラインと後輪駆動ラインの間に配分するための自動車用パワー・トランスファ・ユニットであって、前記パワー・トランスファ・ユニットは、
ハウジングと、
前記ハウジング内に位置し、環状歯車を含む非平行歯車セットと、
前記ハウジング内に位置する平行歯車セットであって、前記非平行歯車セットに駆動可能に結合され、アイドラと、一様な外径の外面を有するアイドラ・シャフトとを前記アイドラ・シャフトが前記ハウジングに固定され且つ支持される対向軸方向端に含み、前記アイドラ・シャフトは前記アイドラ・ギヤを貫通して延在し且つ前記アイドラ・ギヤを支持してその上を回転し、内部チャンバと、壁とを含み、前記外面の一部分にはクリアランス・スペースが形成され、該スペース内に前記環状歯車の一部が延在し且つ回転し、前記スペースは前記壁を介して前記チャンバと連通し、前記壁には前記チャンバを前記外面と連通させる第１通路が形成される平行歯車セットとを備えるパワー・トランスファ・ユニット。
前記アイドラ・ギヤは、前記外面で前記第１通路の第２端近傍に位置する軸受によって前記アイドラ・シャフトに支持される請求項１１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記アイドラ・シャフトは、
前記外面で支持され且つ前記第１通路の前記第２端の第１の軸方向側部に位置する第１の軸受と、
前記外面で支持され且つ前記第１側部に対向する前記第２端の第２の軸方向側部に位置する第２の軸受とを含み、前記アイドラ・ギヤは前記第１および第２軸受で支持される、請求項１１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記第１軸受はニードル軸受とされ、第２軸受はニードル軸受とされる請求項１３に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記アイドラ・シャフトは前記ハウジング上で軸受なしで軸支される請求項１１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記クリアランス・スペースは前記壁を通る第２の通路を介して前記チャンバと連通する請求項１１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記クリアランス・スペースは前記壁の前記外面に形成された第２の通路を介して前記チャンバと連通する請求項１１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記クリアランス・スペースは、平坦な面および前記アイドラ・シャフトの長手軸に関して軸方向および半径方向に傾斜する傾斜面によって少なくとも部分的に限られ、且つ前記クリアランス・スペースは前記傾斜面および前記平坦面の一方に形成された第２の通路を介して前記チャンバと連通する請求項１１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。
前記クリアランス・スペースは、平坦な面および前記アイドラ・シャフトの長手軸に関して軸方向および半径方向に傾斜する傾斜面によって少なくとも部分的に限られ、且つ前記クリアランス・スペースは前記傾斜面に形成された第２の通路を介して前記チャンバと連通する請求項１１に記載のパワー・トランスファ・ユニット。