JP2010053902A - 動力伝達装置及びその加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑性を向上させることを可能とする。
【解決手段】分配ケース５へテーパー・ローラー・ベアリングにより回転自在に支持された後輪側出力軸にピニオン・ギヤ４７が備えられ、分配ケース５のテーパー・ローラー・ベアリングに隣接する第２の収容部３３内に回転自在に支持されたリング・ギヤがピニオン・ギヤに噛み合い、リング・ギヤ及びピニオン・ギヤ４７の噛合回転により分配ケース５内の第２の収容部３３側に収容された潤滑油が掻き上げられてテーパー・ローラー・ベアリングの潤滑を行うトランスファ装置であって、第２の収容部３３とテーパー・ローラー・ベアリング上部側との間に、分配ケース５内壁面を切り欠いて形成した潤滑油ガイド部１０５を設けたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等のトランスファ装置等に供される動力伝達装置及びその加工方法に関する。

従来、動力伝達装置の構造として、特許文献１に記載のような４輪駆動車の動力分配ユニットがある。

この動力分配ユニットは、フロント・デファレンシャルへの入力を後輪側へ配分出力するものであり、動力分配ケースに筒状の差動出力軸と副軸と分配動力出力軸とが回転自在に支持されている。副軸に対して分配動力出力軸は直交配置され、差動出力軸に対して副軸は平行に配置されている。

差動出力軸と副軸間は、平行噛合ギヤである動力分配ドライブ・ギヤ及び動力分配ドリブン・ギヤの噛み合いにより駆動力伝達が行われ、副軸及び分配動力出力軸間は、直交噛合ギヤである方向転換ドライブ・ギヤ及び方向転換ドリブン・ギヤの噛み合いにより駆動力伝達が行われる。

従って、動力分配ユニットにより後輪側への駆動力配分を行い、４輪駆動走行ができる。

かかる構造において、前記分配動力出力軸は、一対のテーパー・ローラー・ベアリングにより動力分配ケースに回転自在に支持され、分配動力出力軸後端部側と動力分配ケースの後端部側との間にオイル・シールが設けられている。

そして、前記方向転換ドライブ・ギヤ及び方向転換ドリブン・ギヤの噛合回転時に、方向転換ドライブ・ギヤが掻き上げた潤滑油が分配動力出力軸側に供給され、テーパー・ローラー・ベアリング、オイル・シールの潤滑が行われる。

しかし、方向転換ドリブン・ギヤが支持される動力分配ケースの部分は、ピニオン・ギヤである方向転換ドリブン・ギヤを一対のテーパー・ローラー・ベアリングにより支持する軸受スリーブであり、リング・ギヤである方向転換ドライブ・ギヤが支持される動力分配ケースの部分に対して開口が小さく、方向転換ドライブ・ギヤで掻き上げられた潤滑油が分配動力出力軸の一対のテーパー・ローラー・ベアリング側へ移動し難く、十分な潤滑の障害となっている。

特開昭６２−５９１３０号公報

解決しようとする問題点は、ピニオン・ギヤを設けた出力軸を支持する軸受側に、ピニオン・ギヤに噛み合うリング・ギヤの回転で掻き上げられる潤滑油が移動し難く、十分な潤滑の障害となっている点である。

本発明は、潤滑性を向上させるため、ケースへ軸受により回転自在に支持された出力軸にピニオン・ギヤが備えられ、前記ケースの前記軸受に隣接するリング・ギヤ収容部内に回転自在に支持されたリング・ギヤが前記ピニオン・ギヤに噛み合い、前記リング・ギヤ及びピニオン・ギヤの噛合回転により前記ケース内の前記リング・ギヤ収容部側に収容された潤滑油が掻き上げられて前記軸受の潤滑を行う動力伝達装置であって、前記リング・ギヤ収容部と前記軸受上部側との間に、前記ケース内壁面を切り欠いて形成した潤滑油ガイド部を設け、前記潤滑油ガイド部は、前記軸受側から前記リング・ギヤの上部側へ傾斜指向していることを最も主要な特徴とする。

本発明の動力伝達装置では、ケースへ軸受により回転自在に支持された出力軸にピニオン・ギヤが備えられ、前記ケースの前記軸受に隣接するリング・ギヤ収容部内に回転自在に支持されたリング・ギヤが前記ピニオン・ギヤに噛み合い、前記リング・ギヤ及びピニオン・ギヤの噛合回転により前記ケース内の前記リング・ギヤ収容部側に収容された潤滑油が掻き上げられて前記軸受の潤滑を行う動力伝達装置であって、前記リング・ギヤ収容部と前記軸受上部側との間に、前記ケース内壁面を切り欠いて形成した潤滑油ガイド部を設け、前記潤滑油ガイド部は、前記軸受側から前記リング・ギヤの上部側へ傾斜指向している。

このため、リング・ギヤが回転して掻き上げられた潤滑油が遠心力で飛散するとき、潤滑油の飛散方向に沿って潤滑油ガイド部が指向する傾向となり、潤滑油を潤滑油ガイド部により出力軸を支持する軸受側へ円滑にガイドすることができる。

したがって、ケースのリング・ギヤ収容部に対して出力軸が支持される部分側内へ潤滑油を導きやすく、出力軸を支持する軸受等の潤滑性を向上させることができる。

潤滑性を向上させるという目的を、ケース内壁面を切り欠いて形成した潤滑油ガイド部を、軸受側からリング・ギヤの上部側へ傾斜指向させることにより実現した。

［動力伝達装置］
図１は、トランスファ装置の軸を主体とした横断面図、図２は、ケース・カバーを取り外したケース本体側の側面図である。

図１，図２のように、動力伝達装置としてのトランスファ装置１は、前輪側の一方の回転軸である車軸中間軸３の外周に配置される。トランスファ装置１のケースである分配ケース５は、固定側であるトランス・ミッション側のベル・ハウジングに取り付けられる。このトランスファ装置１は、連結中空軸７、伝達中間軸９、及び後輪側出力軸１１の３軸構造となっている。連結中空軸７、伝達中間軸９、後輪側出力軸１１は、この順に順次鉛直方向低位に配置されている。

分配ケース５は、連結中空軸７及び伝達中間軸９を回転自在に支持する第１のケース部分１３と後輪側出力軸１１を回転自在に支持する第２のケース部分１５とからなっている。第１のケース部分１３は、ケース本体１７及びケース・カバー１９からなっている。

ケース本体１７に合わせ面２１が設けられ、この合わせ面２１に本体側締結部２３が連結中空軸７及び伝達中間軸９の軸心を囲むように複数設けられている。ケース・カバー１９にも対応する合わせ面２５及びカバー側締結部２７が形成されている。ケース・カバー１９の合わせ面２５がケース本体１７の合わせ面２１に突き合わされて締結部２３，２７がボルト２９などにより締結され、ケース本体１７に対するケース・カバー１９の固定が行われている。これら合わせ面２１，２５は、連結中空軸７及び伝達中間軸９に直行する方向に沿って形成されている。

前記第１のケース部分１３は、第１，第２の収容部３１，３３を形成するものであり、ケース本体１７の外側には、上下の取付ブラケット部３５，３７が形成されている。この取付ブラケット部３５，３７には、ケース側取付締結部３９が形成されている。

取付ブラケット部３５，３７は、トランス・ミッション側のベル・ハウジングの取付部に突き合わされ、ケース側取付締結部３９が静止側であるベル・ハウジングの締結部にボルトなどにより締結されることでトランスファ装置１の分配ケース５がベル・ハウジングに取り付けられる。

第１の収容部３１は、連結中空軸７及び第１の平行噛合ギヤであるヘリカル・ギヤ４１を収容する。第２の収容部３３は、伝達中間軸９、第２の平行噛合ギヤであるヘリカル・ギヤ４３、及び第１，第２の直交噛合ギヤであるリング・ギヤ４５，ピニオン・ギヤ４７を収容する。

第１の収容部３１では、ヘリカル・ギヤ４１の軸方向一側において軸受支持部４９及びシール支持部５１がケース本体１７に設けられ、ヘリカル・ギヤ４１の軸方向他側において軸受支持部５３及びシール支持部５５がケース・カバー１９に設けられている。

軸受支持部４９，５３に、前記ヘリカル・ギヤ４１を一体に設けた連結中空軸７が、ボール・ベアリング５７，５９により回転自在に支持されている。

第１の収容部３１のシール支持部５１及びシール支持部５５内周には、シールとしてオイル・シール６１，６３が取り付けられている。オイル・シール６１，６３は、連結中空軸７外周に密接し、相対摺動可能となっている。

連結中空軸７の一端側内周に形成された結合用のスプライン部６５は、第１の収容部３１の一端の開口６７において、フロント・デファレンシャル装置のデフ・ケース側にスプライン係合される。

前記第２の収容部３３は、伝達中間軸９の一端側においてケース本体１７に閉じ壁部６９有し、伝達中間軸９の他端側においてケース・カバー１９に閉じ壁部７１を有している。

閉じ壁部６９には、軸受支持部７３が段付き状に形成され、閉じ壁部７１には、軸受支持部７５が段付き状に形成されている。

なお、ケース・カバー１９には、潤滑油注入用の注入口２０が設けられ、フィラー・プラグ２２で閉じられている。

前記伝達中間軸９の一端側には、前記リング・ギヤ４５がスプライン係合され、他端側には、前記ヘリカル・ギヤ４３が一体に形成されている。この伝達中間軸９は、リング・ギヤ４５のボス部４５ａと伝達中間軸９の他端とがテーパー・ローラー・ベアリング７７，７９により回転自在に支持されている。

なお、第１のケース部分１３のケース本体１７には、ピニオン・ギヤ４７より鉛直方向上位位置に仮想線で示す潤滑油ガイド部１０５が設けられており、この潤滑油ガイド部１０５は、仮想線で示す軸線１０９に沿って回転する切削工具によって形成されるが、その形状や形成方法の詳細については後述する。

前記第２のケース部分１５は、前記後輪側出力軸１１を支持するものであり、軸受スリーブで構成されている。

第２のケース部分１５は、一端部８１が第１のケース部分１３の第２の収容部３３の開口８３内周に嵌合して組み付け結合され、ボルトにより締結固定されている。

一端部８１外周には、オー・リング８５が取り付けられ、開口８３内周に密接している。

この第２のケース部分１５には、軸受支持部８７，８９及びシール支持部９１が設けられている。

軸受支持部８７，８９には、テーパー・ローラー・ベアリング９３，９５を介して前記後輪側出力軸１１が回転自在に支持されている。テーパー・ローラー・ベアリング９５は、後輪側出力軸１１にスプライン嵌合する結合部材９７を介してナット９９により軸方向に締結されプリ・ロードが付与されている。テーパー・ローラー・ベアリング９３，９５のインナーレース間には、スプリング・スリーブ１０１が介設され、テーパー・ローラー・ベアリング９３のインナーレースは後輪側出力軸１１と一体のピニオン・ギヤ４７に当接している。

シール支持部９１には、オイル・シール１０３が取り付けられ、このオイル・シール１０３が結合部材９７に密接し、相対摺動可能となっている。結合部材９７には、ダスト・カバー１０５が取り付けられ、オイル・シール１０３及びシール支持部９１外周を覆っている。
［潤滑油ガイド部］
図３は、軸受支持部と潤滑ガイド部との高さ位置を示す概念図、図４は、軸受支持部と第２の収容部と潤滑ガイド部との関係を示す斜視図、図５は、潤滑ガイド部の加工を示す断面図である。

図３、図４のように、リング・ギヤ収容部である前記第２の収容部３３と前記軸受であるテーパー・ローラー・ベアリング９３上部側との間に、潤滑油ガイド部１０５が設けられている。

潤滑油ガイド部１０５は、前記ケースである分配ケース５のケース本体１７内壁面を切り欠いて形成されている。この潤滑油ガイド部１０５は、図５で示す仮想円筒面１０７の一部を成す曲面形状に形成されている。

この仮想円筒面１０７は、潤滑油ガイド部１０５を切削工具の回転により形成するとき、切削工具の外縁の回転軌跡により形成されるものである。この潤滑油ガイド部１０５の曲面形状を含む仮想円筒面１０７の軸線１０９が、前記テーパー・ローラー・ベアリング９３側から前記リング・ギヤ４５の上部側へ傾斜指向している。

さらに、第２のケース部分１５の内周面には、ピニオン・ギヤ４７の軸線方向に潤滑油ガイド溝１１１が形成されており、一端部８１から流入した潤滑油は、一対のベアリング９３，９５の軸方向対向空間に流入して導入される。このガイド溝１１１は、潤滑油ガイド部１０５より鉛直方向下方に位置し、ピニオン・ギヤ４７の軸線位置と鉛直方向同位に位置している。また、潤滑油がイド溝１１１の端部には、第２のケース部分１５の一端部８１側からピニオン・ギヤ４７の背面に向けて突出形成した潤滑油受止部１０８が下位の縁側で連繋形成されており、潤滑油ガイド部１０５によって指向流動する潤滑油をガイド溝１１１に向けて導入させている。

この潤滑油ガイド部１０５の上端１０５ａは、テーパー・ローラー・ベアリング９３の上端に対応する軸受支持部８７内周面の上端に対してＨだけ高く設定され、テーパー・ローラー・ベアリング９３以上に位置している。

前記のように、第２のケース部分１５内周には、左右側面部に一端部８１からシール支持部９１側に掛けて軸方向の潤滑油ガイド溝１１１，１１３が形成されている。
［トルク伝達］
エンジンからトランス・ミッションを介してフロント・デファレンシャル装置に伝達された駆動力は、一方で左右サイド・ギヤから車軸中間軸３側へ出力され、他方でデフ・ケースから連結中空軸７へ伝達される。

連結中空軸７からは、ヘリカル・ギヤ４１，４３の噛み合いを介して伝動中間軸９へ駆動力伝達が行われる。

伝動中間軸９からは、リング・ギヤ４５及びピニオン・ギヤ４７の噛み合いにより後輪側出力軸１１へ駆動力伝達が行われ、後輪側出力軸１１からプロペラ・シャフトへ出力される。

従って、リヤ・デファレンシャル装置から左右後輪側へ駆動力が伝達され、４輪駆動状態で走行することができる。
［潤滑］
潤滑油は、分配ケース５内において伝達中間軸９の回転中心下方でヘリカル・ギヤ４３の歯部が浸る高さ付近まで収容されている。

前記動力伝達時に、リング・ギヤ４５が回転すると潤滑油がリング・ギヤ４５によって掻き上げられ、飛散する潤滑油の飛散方向に潤滑油ガイド部１０５の曲面形状が指向する傾向となり、テーパー・ローラー・ベアリング９３側に潤滑油を潤滑油ガイド部１０５により円滑にガイドすることができる。

図４に矢印１１４で示したように、潤滑油ガイド部１０５の曲面形状で案内された潤滑油は、潤滑油受止部１０８から潤滑油ガイド溝１１１，１１３を通り、テーパー・ローラー・ベアリング９５やオイル・シール１０３側へも供給さる。

したがって、テーパー・ローラー・ベアリング９３，９５、オイル・シール１０３の潤滑性を向上させることができる。
［実施例１の効果］
本発明実施例１のトランスファ装置１では、分配ケース５へテーパー・ローラー・ベアリング９３，９５により回転自在に支持された後輪側出力軸１１にピニオン・ギヤ４７が備えられ、前記分配ケース５の前記テーパー・ローラー・ベアリング９３に隣接する第２の収容部３３内に回転自在に支持されたリング・ギヤ４５が前記ピニオン・ギヤ４７に噛み合い、前記リング・ギヤ４５及びピニオン・ギヤ４７の噛合回転により前記分配ケース５内の前記第２の収容部３３側に収容された潤滑油が掻き上げられて前記テーパー・ローラー・ベアリング９３，９５の潤滑を行うトランスファ装置１であって、前記第２の収容部３３と前記テーパー・ローラー・ベアリング９３上部側との間に、前記分配ケース５内壁面を切り欠いて形成した潤滑油ガイド部１０５を設けた。

前記潤滑油ガイド部１０５は、仮想円筒面１０７の一部を成す曲面形状に形成され、前記曲面形状を含む仮想円筒面１０７の軸線１０９が、前記テーパー・ローラー・ベアリング９３側から前記リング・ギヤ４５の上部側へ傾斜指向している。

このため、リング・ギヤ４５が回転して掻き上げられた潤滑油が遠心力で飛散するとき、リング・ギヤ４５によって掻き上げられ、飛散する潤滑油の飛散方向に潤滑油ガイド部１０５の曲面形状が指向する傾向となり、後輪側出力軸１１を支持するテーパー・ローラー・ベアリング９３，９５側に潤滑油を潤滑油ガイド部１０５により円滑にガイドすることができる。

したがって、分配ケース５の第２の収容部３３に対して後輪側出力軸１１が支持される部分側内である第２のケース部分１５内へ潤滑油を導きやすく、後輪側出力軸１１を支持するテーパー・ローラー・ベアリング９３，９５、さらにはオイル・シール１０３の潤滑性を向上させることができる。

前記潤滑油ガイド部１０５の上端は、前記テーパー・ローラー・ベアリング９３以上に位置する。

このため、リング・ギヤ４５によって掻き上げられ、主にその上部から斜め下方へ向かって飛散する潤滑油を的確に受け取り、テーパー・ローラー・ベアリング９３側へ導くことができる。

前記潤滑油ガイド部１０５は、切削工具の回転により加工する。

このため、仮想円筒面１０７の軸線１０９の傾斜を容易に形成することができる。
［その他］
潤滑油ガイド部は、飛散する潤滑油を案内できる形状であれば曲面形状に限られるものではなく、第１のケース部分に切欠形成される凹形状であればよい。また、そのガイド部は切削加工に限らず例えば射抜き形成されても良い。さらに、そのガイド部の形成長さは、リング・ギヤの回転方向に沿うように所定長さを十分に確保させても良い。

トランスファ装置の軸を主体とした横断面図である。（実施例１） ケース・カバーを取り外したケース本体側の側面図である。（実施例１） 軸受け支持部と潤滑ガイド部との高さ位置を示す概念図である。（実施例１） 軸受け支持部と第２の収容部と潤滑ガイド部との関係を示す斜視図である。（実施例１） 潤滑ガイド部の加工を示す断面図である。（実施例１）

符号の説明

１ トランスファ装置

５ 分配ケース（ケース）
１１ 後輪側出力軸（出力軸）
３３ 第２の収容部（リング・ギヤ収容部）
４５ リング・ギヤ
４７ ピニオン・ギヤ
９３，９５ テーパー・ローラー・ベアリング（軸受）
１０５ 潤滑油ガイド部
１０７ 仮想円筒面
１０９ 軸線

Claims (4)

1. ケースへ軸受により回転自在に支持された出力軸にピニオン・ギヤが備えられ、
   前記ケースの前記軸受に隣接するリング・ギヤ収容部内に回転自在に支持されたリング・ギヤが前記ピニオン・ギヤに噛み合い、
   前記リング・ギヤ及びピニオン・ギヤの噛合回転により前記ケース内の前記リング・ギヤ収容部側に収容された潤滑油が掻き上げられて前記軸受の潤滑を行う動力伝達装置であって、
   前記リング・ギヤ収容部と前記軸受上部側との間に、前記ケース内壁面を切り欠いて形成した潤滑油ガイド部を設け、
   前記潤滑油ガイド部は、前記軸受側から前記リング・ギヤの上部側へ傾斜指向している、
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記ケースは、前記リング・ギヤ収容部を形成したケース本体と前記軸受を軸受支持部に支持して一端部が前記ケース本体の開口に結合された軸受スリーブとからなり、
   前記潤滑油ガイド部は、前記ケース本体に形成された、
   ことを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
   前記潤滑油ガイド部の上端は、前記軸受以上に位置する、
   ことを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の動力伝達装置であって、
   前記潤滑油ガイド部は、切削工具の回転により加工する、
   ことを特徴とする動力伝達装置の加工方法。

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