JP2010106887A - 動力伝達装置の潤滑機構 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達装置の内部の回転伝動経路の切替え状態に応じて適量のオイルを必要な噛合部位等に供給でき、損失トルクを抑えた効率的な動力伝達装置にできる動力伝達装置の潤滑機構を提供する。
【解決手段】複数の回転要素１２、１５、２２、２４、２６、２７、３１のうちいずれかの切替え用回転要素１５を軸方向に移動させて内部の回転伝動経路を切り替える動力伝達装置にあって、複数の回転要素のいずれかに潤滑または冷却用のオイルを通過させるオイル通路８１が形成された動力伝達装置の潤滑機構において、切替え用回転要素１５が、軸方向に移動するときにオイル通路８１の一部８１ｃを開閉し、オイル通路８１の一部８１ｃおよび残部８１ｄへのオイルの供給状態を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達装置の潤滑機構、特に動力伝達装置の内部における回転伝動経路を切替え用回転要素の軸方向移動によって切り替えるように構成された動力伝達装置の潤滑機構に関する。

一般に、回転動力を伝達する動力伝達装置、例えば車両用の変速機やトランスファにおいては、歯車や歯付伝動要素の噛合部位、多数の回転要素の軸受部位、あるいは、摺動部位に潤滑（および冷却）用のオイルを供給する潤滑機構が設けられており、オイルポンプから圧送されたオイルを順次分岐させながらこれらの部位に供給し、潤滑後のオイルが末端の各部位から変速機ケースの底部側に流下するようになっている。

従来のこの種の動力伝達装置の潤滑機構としては、例えば高速運転時のみ潤滑を必要とするか潤滑不良を生じ易い部位にオイルを供給する分岐管路を、流量制御バルブにより高速運転時にのみオイルポンプ側に接続するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、トランスファケース内でチェーン伝動手段によってかき上げられオイルをオイルキャッチタンクに投入するためのオイルの投入口を、シフトフォークに付設した蓋体によってシフトフォークの移動を利用して開閉するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、変速機内の複数の摩擦係合要素のうちブレーキに対しては冷却が必要なときだけオイルを供給するオイル分配手段を設けたものがある（例えば、特許文献３参照）。

その他、高車速時にライン圧を高めて潤滑系に流出する油量を増加させるようにしたものや、選択噛合式の歯車噛合機構で噛合選択されていない歯車組への供給オイル量を噛合選択された歯車組に比べて制限するようにしたものも知られている（例えば、特許文献４、５参照）。
実開平０１−１１３６６５号公報 実開平０１−１１８２５２号公報 特開平０５−２４８５１９号公報 特開２０００−０４６１７１号公報 特開２００７−１００８８３号公報

しかしながら、上述のような従来の動力伝達装置の潤滑機構にあっては、動力伝達装置の内部における回転伝動経路の切替え状態によって各部位の負荷や潤滑の必要性が異なるのに対して、専ら高速時に各潤滑部位へのオイルの供給量や供給圧が高められることになり、切替え状態に応じて適量のオイルを選択的に必要な噛合部位や摺動部位に供給するということができなかった。

そのため、車両の低燃費化が進む中にあって、例えばプラネタリギヤ方式の副変速機を有するトランスファユニットのような動力伝達装置では、高速モードでピニオンが空転する状態となるにもかかわらず多量のオイルが供給されるためにオイルのせん断抵抗が増すことになり、高速モード下でユニット下部の貯留オイルをチェーンや歯車でかき上げたり攪拌したりするための抵抗も増すことになっていた。その結果、動力伝達装置における損失トルクが増大してしまい、効率的でなかった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、動力伝達装置の内部の回転伝動経路の切替え状態に応じて選択的に適量のオイルを必要な噛合部位や摺動部位に供給することができ、損失トルクを抑えた効率的な動力伝達装置とすることができる動力伝達装置の潤滑機構を提供することを目的とする。

本発明に係る動力伝達装置の潤滑機構は、上記目的達成のため、（１）複数の回転要素のうちいずれかの切替え用回転要素を軸方向に移動させて内部の回転伝動経路を切り替える動力伝達装置にあって、前記複数の回転要素のいずれかに潤滑または冷却用のオイルを通過させるオイル通路が形成された動力伝達装置の潤滑機構において、前記切替え用回転要素が、前記軸方向に移動するときに前記オイル通路の一部を開閉し、前記一部および前記オイル通路の残部への前記オイルの供給状態を変化させるものである。

この構成により、切替え用回転要素が軸方向に移動するときには、オイル通路の一部が開閉されて、オイル通路の一部および残部へのオイルの供給状態が変化することになり、切替え状態に応じて選択的に適量のオイルを必要な噛合部位や摺動部位に供給することが可能になる。

本発明に係る動力伝達装置の潤滑機構は、また、上記目的達成のため、（２）互いに軸方向に離間する歯部を有する第１回転要素および第２回転要素と、前記第１回転要素および前記第２回転要素のうち任意の回転要素の前記歯部に選択的に噛合する選択噛合歯部を有し、軸方向一方側への移動によって前記選択噛合歯部を前記第１回転要素の前記歯部に噛合させ、軸方向他方側への移動によって前記選択噛合歯部を前記第２回転要素の前記歯部に噛合させることができる移動可能な第３回転要素と、前記第１回転要素および前記第２回転要素に対して前記第３回転要素を前記軸方向に移動させ、前記第３回転要素への回転の入力経路を前記第１回転要素側と前記第２回転要素側とに切り替える切替え手段と、を備えた動力伝達装置にあって、前記第１回転要素および前記第２回転要素のうち少なくとも片方に潤滑または冷却用のオイルを通過させるオイル通路が形成された動力伝達装置の潤滑機構において、前記第３回転要素が、前記軸方向に移動するときに前記オイル通路の一部を開閉し、前記一部および前記オイル通路の残部への前記オイルの供給状態を変化させるものである。

この構成により、第３回転要素がその選択噛合歯部を第１回転要素および前記第２回転要素のうちいずれか一方に噛合させるよう軸方向に移動すると、第１回転要素および前記第２回転要素のうち少なくとも片方に形成されたオイル通路の一部が開閉され、オイル通路の一部および残部へのオイルの供給状態が変化することになる。したがって、第３回転要素の切替え状態に応じて選択的に適量のオイルを必要な噛合部位や摺動部位に供給することが可能になる。

上記（２）に記載の構成を有する動力伝達装置の潤滑機構においては、（３）前記第３回転要素が、前記オイル通路の一部を閉塞するとき、前記オイル通路の下流側のうち特定の通路部分に供給されるオイルが増加するようになっているのが好ましい。

この構成により、第３回転要素の特定の切替え状態下で特定の通路部分に必要量のオイルを供給できる。また、オイル通路の一部を閉塞するために第３回転要素を特に複雑な形状にする必要もない。

上記（３）に記載の動力伝達装置の潤滑機構においては、（４）前記第１回転要素および前記第２回転要素がそれぞれ遊星歯車変速機構の低速側および高速側の出力要素を構成しており、前記第３回転要素の前記選択噛合歯部が前記第１回転要素側の前記歯部に噛合し、前記第３回転要素への回転の入力経路が伝達トルクを増大させる低速側に切り替えられるときに、前記遊星歯車機構のピニオンの近傍に前記オイルを供給する前記特定の通路部分に供給されるオイルが増加するようにしたものである。

この構成により、第３回転要素が低速側に切り替えられるときにはピニオンの近傍に供給されるオイルの量が増加し、逆に、第３回転要素が高速側に切り替えられるときにはピニオンの近傍に供給されるオイルの量が減少することになり、ピニオンが空転する状態下で多量のオイルが供給されるためにオイルのせん断抵抗が増すという問題が解消される。

本発明に係る動力伝達装置の潤滑機構は、さらに、上記目的達成のため、（５）互いに軸方向に離間する歯部を有する第１回転要素および第２回転要素と、前記第１回転要素および前記第２回転要素のうち任意の回転要素の前記歯部に選択的に噛合する選択噛合歯部を有し、軸方向一方側への移動によって前記選択噛合歯部を前記第１回転要素の前記歯部に噛合させ、軸方向他方側への移動によって前記選択噛合歯部を前記第２回転要素の前記歯部に噛合させることができる移動可能な第３回転要素と、前記第３回転要素を内周側から支持するとともに前記第３回転要素の前記内周部に軸方向に相対移動可能に係合する第４回転要素と、前記第１回転要素および前記第２回転要素に対して前記第３回転要素を前記軸方向に移動させ、前記第３回転要素および前記第４回転要素への回転の入力経路を前記第１回転要素側と前記第２回転要素側とに切り替える切替え手段と、を備えた動力伝達装置にあって、少なくとも前記第４回転要素の内方側に潤滑または冷却用のオイルを収容可能な内部環状空間が形成される動力伝達装置の潤滑機構において、前記第４回転要素に前記内部環状空間に収容された前記オイルを外部に排出させるオイル排出通路が形成され、前記第３回転要素が前記第１回転要素および前記第２回転要素に対して前記軸方向に移動するときに、前記オイル排出通路が前記第３回転要素によって開閉されるものである。

この構成により、第３回転要素がその選択噛合歯部を第１回転要素および前記第２回転要素のうちいずれか一方に噛合させるよう軸方向移動すると、内部環状空間にオイルを収容可能な第４回転要素のオイル排出通路が閉塞され、第４回転要素の内部環状空間に収容されるオイルの量が増加する。一方、第３回転要素がその選択噛合歯部を第１回転要素および前記第２回転要素のうちいずれか他方に噛合させるよう軸方向移動すると、第４回転要素のオイル排出通路が開放され、第４回転要素の内部環状空間に収容されるオイルの量が減少する。したがって、大物歯車部品やチェーンが高速回転するときには第４回転要素の内部環状空間に収容されるオイルの量を増加させることで、それらの部品が貯留オイルをかき上げたり攪拌したりするための損失トルクを低減させることが可能になる。

上記（５）に記載の構成を有する動力伝達装置の潤滑機構においては、（６）前記第４回転要素が、該第４回転要素に入力される回転を２つの出力回転軸に差動可能に伝達する差動機構を収納しており、前記２つの出力回転軸のうち少なくとも一方に前記差動機構に前記オイルを供給する供給通路が形成されているのが好ましい。

この構成により、出力回転軸に形成された供給通路を通して第４回転要素の中心部側から差動機構にオイルが供給され、差動機構を潤滑したオイルが第４回転要素の外周側のオイル排出通路を通して内部環状空間から排出されることになり、オイル排出通路の開放時に所要量のオイルの流出が可能になる。

上記（６）に記載の動力伝達装置の潤滑機構においては、（７）前記差動機構が、４輪駆動車の前輪側に回転動力を伝達する第１の出力回転軸と、前記４輪駆動車の後輪側に回転動力を伝達する第２の出力回転軸とに、前記第４回転要素からの回転動力を伝達するとともに、前記第１の出力回転軸と前記第２の出力回転軸との差動を許容するセンターディファレンシャル機構であってもよい。

この構成により、第１、第２の出力回転軸に形成された供給通路を通して第４回転要素の中心部側から差動機構にオイルが供給され、センターディファレンシャル機構を潤滑したオイルが第４回転要素の外周側のオイル排出通路を通して内部環状空間から排出されることになる。したがって、センターディファレンシャル機構に必要なオイルを確保しつつ、オイル排出通路の開閉によって動力伝達装置の底部側の貯留オイル量を適宜減量し、損失トルクを低減させることができる。

上記（５）〜（７）に記載の動力伝達装置の潤滑機構においては、（８）前記第１回転要素および前記第２回転要素がそれぞれ遊星歯車変速機構の低速側および高速側の出力要素を構成しており、前記第３回転要素の前記選択噛合歯部が前記第２回転要素側の前記歯部に噛合し、前記第３回転要素への回転の入力経路が高速側に切り替えられるときに、前記オイル排出通路が閉塞されて前記第４回転要素内に収容されるオイルが増加するのが好ましい。

この構成により、遊星歯車変速機構の変速出力が高速側であるときには、オイル排出通路が閉塞されて第４回転要素の内部環状空間に収容されるオイルの量が増加し、差動機構を潤滑するオイル量が十分に確保されるとともに、動力伝達装置の底部側の貯留オイル量が減量されることで、チェーンや大物歯車等のオイルのかき上げによる損失トルクを低減させることができる。

本発明によれば、切替え用回転要素が軸方向に移動するときに、オイル通路の一部を開閉して、オイル通路の一部および残部へのオイルの供給状態を変化させるようにしているので、その切替え状態に応じて適量のオイルを必要な噛合部位や摺動部位に供給することができ、損失トルクを抑えた効率的な動力伝達装置とすることができる動力伝達装置の潤滑機構を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置の潤滑機構を示すその動力伝達装置の要部断面図で、入力軸の回転中心軸線より上側と下側とで内部の回転伝動経路の異なる切替え状態を示している。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置の潤滑機構を備えたその動力伝達装置の断面図である。なお、本実施形態は、本発明を動力伝達装置である４輪駆動車両用のトランスファ装置に適用したものであり、そのトランスファ装置は、図外のエンジンから主変速機を介して伝達される回転動力を入力するように主変速機の後段側に直列的に配置されている。また、以下の説明で回転要素について軸方向というときにはその回転中心軸線の方向を意味する。

まず、その構成について説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態のトランスファ装置１０は、副変速機２０と、差動機構であるセンターディファレンシャル機構３０と、副変速機２０を切替え操作する切替え操作機構５０とを備えている。

このトランスファ装置１０は、主変速機からの回転動力をさらに副変速機２０により変速可能で、その副変速機２０から回転動力を、切替え用回転要素１５およびセンターディファレンシャル機構３０を介して後輪側への出力回転軸４１と前輪側への出力回転軸４２とに差動可能に伝達するようになっている。なお、図示していないが、後輪側への出力回転軸４１と前輪側への出力回転軸４２は、それぞれ対応するプロペラシャフトに連結されて前輪側および後輪側に動力を伝達するようになっており、フロント側およびリヤ側でそれぞれ差動装置からドライブシャフトを介して左右の車輪に動力伝達がなされるようになっている。

前述の主変速機は、公知のものであるので図示しないが、複数の走行レンジ（複数の前進レンジ（例えば、Ｄ、Ｌ、２）、後進レンジ（例えば、Ｒ））およびニュートラルレンジ（例えば、Ｎ）のうち任意のレンジに選択操作され、選択されたレンジに応じて、それに対応する車両の走行レンジで自動変速制御を行うようになっている。

トランスファ装置１０は、主変速機のアウトプットシャフト（図示していない）とスプライン結合するようトランスファケース１１に回転自在に支持された入力軸１２を有しており、この入力軸１２の回転が副変速機２０に入力される。

切替え用回転要素１５は、一端部が内周側のスプライン歯１６ａおよび外周側のスプライン歯１６ｂを有する円環状の板部１６となっており、この板部１６に入力軸１２と同軸に配置された略円筒状のスリーブ１７の前端部（図１中の左端側）が一体的に連結された有底筒状をなしている。

副変速機２０は、後輪側への出力回転軸４１と前輪側への出力回転軸４２とに対して、入力した回転動力をそのまま高速で伝達する高速出力状態（以下、高速モードという）と、入力した回転動力を減速し低速で伝達する低速出力状態（以下、低速モードという）とに切替え可能な高・低２段の変速機構である。

また、副変速機２０を切替え操作する切替え操作機構５０は、例えばトランスファ装置１０の後部側に装着された公知のアクチュエータユニット５１と、切替え用回転要素１５に係合するシフトフォーク５２（詳細図示せず）と、トランスファケース１１に軸方向摺動可能に支持されたシフトシャフト５３とを有しており、アクチュエータユニット５１によりシフトシャフト５３を介してシフトフォーク５２および切替え用回転要素１５を軸方向に移動させるようになっている。

より具体的には、副変速機２０は、入力軸１２と一体に形成された外歯車からなるサンギヤ２２と、そのサンギヤ２２の周りに配された複数（例えば３つまたは４つ）のピニオン２３と、これら複数のピニオン２３を等角度間隔で支持するキャリア２４と、複数のピニオン２３が噛合するようにトランスファケース１１の内部に固定された内歯のリングギヤ２５とを有するプラネタリギヤタイプのものであり、入力軸１２が複数回転（例えば２．６回転）する間にキャリア２４が複数回自転しつつ１回公転するものである。

キャリア２４には、内歯のスプライン歯２７ａ（歯部）を有する環状体２７が固着されており、この環状体２７のスプライン歯２７ａ（歯部）に切替え用回転要素１５の板部１６の外周側のスプライン歯１６ｂをスプライン係合させることで、キャリア２４の公転成分を低速出力として切替え用回転要素１５に伝動させることができるようになっている。
ここで、キャリア２４および環状体２７は一体となって本発明にいう第１回転要素を構成している。なお、副変速機２０の各ギヤは例えばヘリカルギヤ（はすば歯車）からなる。

また、入力軸１２の内端部でもあるサンギヤ２２の後端側の周壁部２２ｂには、歯付ホイール２６が固定されており、この歯付ホイール２６は、サンギヤ２２と共に高速出力用の第２回転要素を構成している。また、歯付ホイール２６は、その外周の後端側（図１中の右端側）に外歯のスプライン歯２６ａ（歯部）を有しており、そのスプライン歯２６ａは、入力軸１２の軸方向において環状体２７の内周側のスプライン歯２７ａから離間するように配置されている。

歯付ホイール２６のスプライン歯２６ａは、切替え用回転要素１５の板部１６の内周側のスプライン歯１６ａに噛合可能な歯形を有しており、切替え用回転要素１５のスプライン歯１６ａが歯付ホイール２６のスプライン歯２６ａに噛合したとき、入力軸１２からサンギヤ２２への入力回転が、歯付ホイール２６から切替え用回転要素１５に速度比１：１で伝動されるようになっている。

すなわち、副変速機２０は、切替え用回転要素１５の一端側の外周側に設けられたスプライン歯１６ｂが環状体２７のスプライン歯２７ａに噛合したときに所定減速比の低速モードとなり、キャリア２４からの低速出力（トルクの大きい出力）を環状体２７および切替え用回転要素１５を介して外部に出力することができ、一方、切替え用回転要素１５のスプライン歯１６ａが歯付ホイール２６のスプライン歯２６ａに噛合したときに速度比１：１の高速モードとなり、入力軸１２からの入力回転を歯付ホイール２６および切替え用回転要素１５を介して外部に出力することができるようになっている。

また、切替え用回転要素１５のスリーブ１７は、その外周側の後端部にシフトフォーク５２に係合する環状溝部１７ｇを有しており、このスリーブ１７の環状溝部１７ｇに係合するシフトフォーク５２がシフトシャフト５３を介してアクチュエータユニット５１により操作されることで切替え用回転要素１５を軸方向に移動させ、副変速機２０を高速モードから低速モードに、あるいはその逆に切り替えるようになっている。

さらに、切替え用回転要素１５のスリーブ１７の内周側には、軸方向の比較的広い範囲にスプライン歯１７ａが設けられており、切替え用回転要素１５は、そのスプライン歯１７ａをセンターディファレンシャル機構３０の外殻となるハウジング３１（後述する）にスプライン係合している。すなわち、切替え用回転要素１５は、ハウジング３１に対し回転方向で一体的に結合され、軸方向にのみ相対移動可能な状態となっており、切替え用回転要素１５を介した副変速機２０からの出力は、センターディファレンシャル機構３０のハウジング３１に入力されるようになっている。

センターディファレンシャル機構３０は、例えばプラネタリギヤタイプの差動制限機能付のものである。このセンターディファレンシャル機構３０は、入力軸１２と同一軸線上に配置された後輪側への出力回転軸４１に回転自在に支持されるとともに、外周部でスリーブ１７のスプライン歯１７ａにスプライン係合する外歯のスプライン歯３１ａを有するハウジング３１と、ハウジング３１の一端側内周部にスプライン結合されるとともに抜け止めされ、後輪側への出力回転軸４１に軸受けを介して回転自在に支持された蓋状のピニオンキャリア３２と、ピニオンキャリア３２に回転自在に支持されて後輪側への出力回転軸４１の周りに等角度間隔に配置された例えばヘリカルギヤからなる複数のピニオン３３と、フロントドライブ用のチェーンスプロケット３４に一体結合され、後輪側への出力回転軸４１に回転自在に支持されたフロント側の出力部材３５と、フロント側の出力部材３５にスプライン結合するとともにピニオン３３が噛合する外歯を有するサンギヤ３６と、複数のピニオン３３が噛合する内歯３７ａおよび複数のピニオン３３の一端部に対向する環状板部３７ｂを有するリングギヤ３７と、リングギヤ３７の環状板部３７ｂにスプライン結合するとともに後輪側への出力回転軸４１にスプライン結合した内筒部材３８と、リングギヤ３７の環状板部３７ｂとハウジング３１の間、およびリングギヤ３７の環状板部３７ｂと複数のピニオン３３の間にそれぞれ設けられたシム３９ａ、３９ｂとを有している。

チェーンスプロケット３４はチェーン４７を介してドリブン側のチェーンスプロケット４６およびそのチェーンスプロケット４６と一体の前輪側の出力回転軸４２に連結されており、前輪側の出力回転軸４２にはフロント側のプロペラシャフトへの取付けブラケット４２ｆが固定されている。また、後輪側への出力回転軸４１には、リヤ側のプロペラシャフトへの取付けブラケット４１ｆが固定されている。

センターディファレンシャル機構３０においては、ハウジング３１からピニオンキャリア３２を介してピニオン３３の公転運動が入力されると、サンギヤ３６からフロント側の出力部材３５へ、また、リングギヤ３７から内筒部材３８を介して後輪側への出力回転軸４１へと回転が伝動されるとともに、サンギヤ３６と一体回転するフロントドライブ用のチェーンスプロケット３４と、リングギヤ３７と一体回転する後輪側への出力回転軸４１との差動が許容される。また、センターディファレンシャル機構３０は、ヘリカルギヤからなるピニオン３３に作用するスラスト方向の力を利用してリングギヤ３７の環状板部３７ｂをハウジング３１の内壁側に押圧することで、前記差動を所定範囲内に制限できるようになっている。

また、ハウジング３１の一端側の外周部にはデフロック切替え用のスリーブ４８がスプライン係合している。このスリーブ４８は、フロント側の出力部材３５に固着された歯付ホイール４９にスプライン結合したとき、センターディファレンシャル機構３０のハウジング３１とチェーンスプロケット３４を回転方向一体に結合してデフロック状態（差動のないリジッドな４輪駆動とする結合状態）とすることができる。また、このデフロック切替え用のスリーブ４８に係合するシフトフォーク５５が、シフトシャフト５３と平行にトランスファケース１１に軸方向移動可能に支持されたシフトシャフト５６を介してアクチュエータユニット５１により操作されることで、デフロックのＯＮ／ＯＦＦ切替えがなされるようになっている。ここで、シフトフォーク５５およびシフトシャフト５６は、切替え操作機構５０の一部を構成している。

切替え操作機構５０のアクチュエータユニット５１は、シフトフォーク５２、５５を２つの切替え操作位置のうち任意の一方に駆動するように、例えば２つの電動パルスモータと、これらの電動パルスモータの回転を減速するとともに直線運動に変換する減速および運動変換機構（例えばラック・ピニオン機構）と、電動パルスモータの回転または運動方向変換後の直線変位を検出する図示しない変位検出器とを含んで構成されており、副変速制御およびデフロック切替え制御を行うトランスファ切替え制御用の電子制御ユニット（以下、トランスファＥＣＵという）によって制御されるようになっている。

なお、図中に示す軸受１０１、１０２、１０３、１０４はそれぞれ玉軸受けで構成されており、軸受１０５、１０６、１０７および符号なしの他の軸受はころ軸受やニードル軸受で構成されている。

一方、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、トランスファ装置１０においては、上述のように複数の回転要素のうちいずれかの切替え用回転要素１５を軸方向に移動させて内部の副変速機２０を通る回転伝動経路を切り替えるようになっているが、複数の回転要素、例えば少なくとも入力軸１２の後端部であるサンギヤ２２の後端側の周壁部２２ｂ、高速段用の歯付ホイール２６、キャリア２４に固着された環状体２７等には、潤滑・冷却用のオイルを専ら半径方向に通過させてピニオン２３の近傍に供給するオイル通路８１が形成されており、入力軸１２、ハウジング３１、後輪側への出力回転軸４１等には、潤滑・冷却用のオイルを専ら軸方向に通過させる中心部のオイル通路８２とそこから放射外方に延びる少なくとも複数のオイル通路８３ａ、８３ｂ、８３ｃ等（符号なしを含む）とが形成されている。

さらに、複数の回転要素の間の隙間がオイル通路９１、９２、９３等となり、これら複数のオイル通路８１、８２、８３ａ〜８３ｃ、９１〜９３等を通して複数の歯車の噛合部や、回転要素の軸受部、摺動部等の潤滑部位にオイルが供給されるようになっている。そして、各潤滑部位に供給されたオイルは、そこから徐々にオイルの圧力が低い側に流れ、再度トランスファケース１１内の底部側に流下する。

この潤滑に供されるオイルは、トランスファケース１１に形成された図示しないオイル供給通路を通してオイルポンプ７０から入力軸１２の中心部のオイル通路１２ａに供給され、そこから後輪側への出力回転軸４１の中心穴であるオイル通路８２に導入された後、オイル通路８２から放射外方に延びる複数組のオイル通路８３ａ〜８３ｃ等を通して、各潤滑部位に供給されるようになっている。なお、オイルポンプ７０は、入力軸１２によって駆動される機械式のものでも電動式のものでもよい。

また、本実施形態においては、これら複数のオイル通路８１、８２、８３ａ〜８３ｃ、９１〜９３等のうち副変速機２０の歯車噛合部位にオイルを供給することができるオイル通路８１の一部を、切替え用回転要素１５の軸方向移動によって開閉することで、そのオイル通路８１の一部および残部へのオイルの供給状態を変化させることができるようになっている。

具体的には、オイル通路８１は、サンギヤ２２を一体化した入力軸１２の後端部および高速段用の歯付ホイール２６を放射外方に貫通する複数本の第１通路８１ａと、環状体２７の内周部が回転方向に摺動可能に嵌合している歯付ホイール２６の図１中の左端部との間に形成される環状の第２通路８１ｂと、この環状の第２通路８１ｂからピニオン２３の近傍に向かって放射外方に延びる複数本の第３通路８１ｃと、これら第３通路８１ｃからキャリア２４の一部としてピニオン２３を支持するピニオンピン２４ｐの中心部に延びるとともに少なくとも１箇所でピニオンピン２４ｐの外周面に開口する第４通路８１ｄとを含んで構成されており、第３通路８１ｃは、さらに環状体２７の切替え用回転要素１５と対向する対向面２７ｒ上に開口する開口８１ｅを有している。

そして、切替え用回転要素１５（第３回転要素）が、軸方向に移動するときにオイル通路８１の一部である第３通路８１ｃの開口８１ｅ（オイル通路の一部）を開閉し、第３通路８１ｃおよび第４通路８１ｄへのオイルの供給状態を変化させる。また、切替え用回転要素１５が、第３通路８１ｃの開口８１ｅを閉塞するとき、オイル通路の下流側のうち特定の通路部分である第４通路８１ｄに供給されるオイルが増加するようになっている。

すなわち、キャリア２４およびサンギヤ２２がそれぞれ低速側および高速側の出力要素を構成する副変速機２０（遊星歯車変速機構）において、複数の回転要素のうち切替え用回転要素１５の選択噛合歯部であるスプライン１６ｂがキャリア２４側の環状体２７のスプライン歯２７ａに噛合し、切替え用回転要素１５への回転の入力経路が伝達トルクを増大させる低速側に切り替えられるときに、歯面荷重が大きくなる副変速機２０のピニオン２３の近傍にオイルを供給する第４通路８１ｄ（特定の通路部分）への供給オイル量が増加するようになっている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の潤滑機構を備えたトランスファ装置１０においては、トランスファＥＣＵにより、予め設定された切替え条件が成立するか否かが一定の短い周期で繰り返し判別され、切替え操作機構５０のアクチュエータユニット５１が制御されることで、副変速制御およびデフロック切替え制御が実行される。

このような状態においては、切替え用回転要素１５が軸方向に移動するときには、オイル通路８１の一部である開口８１ｅが開閉されて、オイル通路８１の第３通路８１ｃおよび第４通路８１ｄへのオイルの供給状態が変化することになり、切替え用回転要素１５の切替えモードに応じて選択的に適量のオイルをそのモードで潤滑の必要な噛合部位や摺動部位に供給することが可能になる。

すなわち、図３（ｂ）に示すように、切替え用回転要素１５が低速側に切替え操作されてオイル通路８１の第３通路８１ｃの開口８１ｅを閉塞するときには、第３通路８１ｃ内のオイルの圧力が高まり、下流側の第４通路８１ｄに供給されるオイルの量が増加することになり、切替え用回転要素１５への回転の入力経路が伝達トルクを増大させる低速側に切り替えられるときに、副変速機２０のピニオン２３の近傍に第４通路８１ｄを通して供給される潤滑用のオイルが増加することになる。したがって、低速・高トルクの出力状態でも、副変速機２０内の各噛合部位の良好な潤滑状態が確保される。しかも、オイル通路８１の第３通路８１ｃを閉塞するために切替え用回転要素１５を特に複雑な形状にする必要もない。

一方、図３（ａ）に示すように、切替え用回転要素１５が高速側に切替え操作されてオイル通路８１の第３通路８１ｃの開口８１ｅが開放されるときには、第３通路８１ｃ内のオイルの圧力が低下して、ピニオン２３の近傍に供給されるオイルの量が減少することになる。したがって、ピニオン２３が空転する状態下でその周りに多量のオイルが供給されるためにオイルのせん断抵抗が増すといった従来の問題が解消されることになる。

このように、本実施形態の動力伝達装置の潤滑機構においては、切替え用回転要素１５が軸方向に移動するときに、オイル通路８１の一部である第３通路８１ｃの開口８１ｅを開閉して、オイル通路８１の第３通路８１ｃおよび第４通路８１ｄへのオイルの供給状態を変化させるようにしているので、切替え用回転要素１５の切替え状態に応じて適量のオイルを必要な噛合部位や摺動部位に供給することができ、損失トルクを抑えた効率的なトランスファ装置１０とすることができる潤滑機構を提供することができる。

（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る動力伝達装置の潤滑機構を示すその動力伝達装置の要部断面図で、入力軸の回転中心軸線より上側と下側とで内部の回転伝動経路の異なる切替え状態を示している。なお、本実施形態は、上述の第１の実施の形態と切替え用回転要素付近と潤滑機構の構成が相違するものの、４輪駆動車両用のトランスファ装置としての全体の概略構成は第１の実施の形態と同様である。したがって、以下の説明においては、第１の実施の形態と同様の構成部分については図１〜図３中の対応する構成要素の符号を用いて、第１の実施の形態との相違点について詳述する。

図４に示すように、本実施形態のトランスファ装置１０は、第１回転要素としてのキャリア２４および環状体２７（第１回転要素）と、第２回転要素としてのサンギヤ２２および歯付ホイール７６（第２回転要素）と、歯付ホイール７６の外歯のスプライン歯７６ａおよび環状体２７の内歯のスプライン歯２７ａのうち任意のスプライン歯７６ａ、２７ａに選択的に噛合するスプライン歯７５ａ、７５ｂ（選択噛合歯部）を一端側に有する略円筒状の切替え用回転要素７５（第３回転要素）と、切替え用回転要素７５を内周側から支持するとともに切替え用回転要素７５の内周部に軸方向に相対移動可能に係合するセンターディファレンシャル機構３０のハウジング３１（第４回転要素）と、切替え用回転要素７５を軸方向に移動させて、切替え用回転要素７５およびセンターディファレンシャル機構３０のハウジング３１への回転の入力経路を低速側と高速側とに切り替える切替え操作機構５０（切替え手段）とを備えている。

ここで、スリーブ状の切替え用回転要素７５は、その外周側の後端部にシフトフォーク５２に係合する環状溝部７５ｇを有しており、この切替え用回転要素７５の環状溝部７５ｇに係合するシフトフォーク５５がシフトシャフト５６を介してアクチュエータユニット５１により操作されることで、切替え用回転要素７５が軸方向に移動し、副変速機２０を高速モードから低速モードに、あるいはその逆に切り替えるようになっている。

さらに、切替え用回転要素７５の内周側には、軸方向の比較的広い範囲にスプライン歯７５ａと同一の歯形を有するスプライン歯７５ｃがスプライン歯７５ａから軸方向に離間するように設けられており、切替え用回転要素７５は、そのスプライン歯７５ｃをセンターディファレンシャル機構３０のハウジング３１にスプライン係合させている。すなわち、切替え用回転要素７５は、ハウジング３１に対し回転方向で一体的に結合され、軸方向にのみ相対移動可能な状態となっており、切替え用回転要素７５を介した副変速機２０からの出力がセンターディファレンシャル機構３０のハウジング３１に入力されるようになっている。

歯付ホイール７６は、サンギヤ２２の後端側の周壁部２２ｂに強固にスプライン嵌合され固定された筒状部７６ｖと、この筒状部７６ｖから放射外方にフランジ状に突出する環状の板部７６ｆとを有しており、環状の板部７６ｆの外周には切替え用回転要素７５のスプライン歯７５ａ、７５ｃにスプライン係合可能なスプライン歯（符号なし）が形成されている。

そして、少なくともセンターディファレンシャル機構３０のハウジング３１の内方側には、潤滑・冷却用のオイルを収容可能な内部環状空間３１ｓが後輪側への出力回転軸４１
を取り囲む環状に形成されており、ハウジング３１の外周壁部３１ｂにはその内部環状空間３１ｓに収容されたオイルを外部に排出させることができる少なくとも１つのオイル排出通路３１ｄが形成されている。

このハウジング３１のオイル排出通路３１ｄは、切替え用回転要素７５が一端側のスプライン歯７５ａ、７５ｂを歯付ホイール７６の外歯のスプライン歯７６ａおよび環状体２７の内歯のスプライン歯２７ａに対して軸方向に移動するとき、切替え用回転要素７５の環状溝部７５ｇの近傍部分によって開閉されるようになっている。

具体的には、図４中の入力軸１２の回転中心軸線より上側に示すように、切替え用回転要素７５がそのスプライン歯７５ａを歯付ホイール７６の外歯のスプライン歯７６ａ（第２回転要素側の歯部）に噛合させるように図４中で右側に移動して、切替え用回転要素７５への回転の入力経路が高速側に切り替えられているときには、ハウジング３１のオイル排出通路３１ｄが切替え用回転要素７５によって閉塞され、ハウジング３１内に収容されるオイルが増加するようになっている。

ハウジング３１は、切替え用回転要素７５からハウジング３１に入力される回転を２つの出力回転軸、例えば４輪駆動車の前輪側に回転動力を伝達する後輪側への出力回転軸４１（第１の出力回転軸）と、４輪駆動車の後輪側に回転動力を伝達する前輪側への出力回転軸４２（第２の出力回転軸）とに差動可能に伝達するセンターディファレンシャル機構３０の主要部（差動機構）を収納しており、２つの出力回転軸４１、４２のうち少なくとも一方、例えば後輪側への出力回転軸４１にはセンターディファレンシャル機構３０の主要部にオイルを供給する供給通路としてのオイル通路８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ、９２、９３等が形成されているからである。

このように構成された本実施形態の動力伝達装置の潤滑機構においては、図４中の入力軸１２の回転中心軸線より上側に示すように、切替え用回転要素７５が、その一端部のスプライン歯７５ａ、７５ｂをキャリア２４側の環状体２７とサンギヤ２２側の歯付ホイール７６とのうちいずれか一方、例えば歯付ホイール７６に噛合させるよう図４中の右側に移動すると、内部環状空間３１ｓにオイルを収容可能なハウジング３１のオイル排出通路３１ｄが、切替え用回転要素７５のスリーブ１７によって閉塞される。したがって、後輪側への出力回転軸４１に形成された供給通路８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ等を通してセンターディファレンシャル機構３０の主要部にオイルが供給される状態でオイルの排出経路が絞られることになり、ハウジング３１の内部環状空間３１ｓに収容されるオイルの量が増加する。

一方、図４中の入力軸１２の回転中心軸線より下側に示すように、切替え用回転要素７５が、スプライン歯７５ａ、７５ｂをキャリア２４側の環状体２７とサンギヤ２２側の歯付ホイール７６とのうちいずれか他方、例えば環状体２７に噛合させるよう図４中の左側に軸方向移動すると、センターディファレンシャル機構３０のハウジング３１のオイル排出通路３１ｄが開放され、センターディファレンシャル機構３０のハウジング３１の内部環状空間３１ｓに収容されるオイルの量が減少する。

したがって、トランスファ装置１０内の大物歯車部品やチェーンが高速回転するときには、センターディファレンシャル機構３０のハウジング３１の内部環状空間３１ｓに収容されるオイルの量が増加する一方で、トランスファケース１１の底部側に貯留されるオイルの量が減少し、チェーンや大物歯車等が貯留オイルをかき上げたり攪拌したりするための損失トルクを低減させることが可能になる。

また、本実施形態では、後輪側への出力回転軸４１に形成された供給通路８３ｂ〜８３ｄ等を通してセンターディファレンシャル機構３０のハウジング３１の中心部側から差動機構を構成するピニオン３３の周辺の噛合部位や摺動部位にオイルが供給され、これらの部位を潤滑したオイルがセンターディファレンシャル機構３０のハウジング３１の外周側のオイル排出通路３１ｄを通して内部環状空間３１ｓから排出されることになり、オイル排出通路３１ｄの開放時に、センターディファレンシャル機構３０に必要なオイルを確保しながらも、所要量のオイルを流出させることができる。すなわち、ハウジング３１内のオイルが長時間滞留することがない。

本実施形態においても、切替え用回転要素７５が軸方向に移動するときに、オイル排出通路３１ｄを開閉して、オイル排出通路３１ｄの前後であるハウジング３１の内外へのオイルの供給状態を変化させるようにしているので、その切替え状態に応じて適量のオイルを必要な噛合部位や摺動部位に供給することができ、上述の第１の実施の形態と同様な効果を奏するものである。

なお、上述の各実施形態においては、動力伝達装置を主変速機の後段に配置される副変速機を有するトランスファ装置としたが、主変速機の前段に副変速機が配置される場合や切替え用回転要素を軸方向に移動操作することで回転伝動経路を切り替える他の動力伝達装置にも本発明を適用することができ、その場合、その切替え機構の形態に応じて、オイル通路の配置が設定される。また、オイル通路の一部を開閉するために開口を設けていたが、オイル通路上に弁体を配置し、その弁体を切替え用の回転要素で操作するようにすることも考えられる。また、第２の実施の形態のように、回転するハウジングに形成したオイル排出通路（排出口）を切替え用回転要素で開閉する場合、図４中に仮想線で示すように、そのオイル排出通路３１ｄの近傍で切替え用回転要素７５の一部に径方向に貫通する穴７５ｈを設けて排出のタイミングを早めることができる。

以上説明したように、本発明に係る動力伝達装置の潤滑機構は、切替え用回転要素が軸方向に移動するときに、オイル通路の一部を開閉してオイル通路の一部および残部へのオイルの供給状態を変化させるようにしているので、その切替え状態に応じて適量のオイルを必要な噛合部位や摺動部位に供給することができ、損失トルクを抑えた効率的な動力伝達装置とすることができる動力伝達装置の潤滑機構を提供することができるという効果を奏するものであり、動力伝達装置の内部における回転伝動経路を切替え用回転要素の軸方向移動によって切り替えるように構成された動力伝達装置の潤滑機構全般に有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置の潤滑機構を示すその動力伝達装置の要部断面図で、入力軸の回転中心軸線より上側と下側とで内部の回転伝動経路の異なる切替え状態を示している。 本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置の潤滑機構を備えたその動力伝達装置の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置の潤滑機構における２つの切替え状態を示す要部断面図で、（ａ）はそのオイル通路の一部が開放されている状態を示し、（ｂ）はそのオイル通路の一部が切替え用回転要素により閉塞されている状態を示している。 図４は、本発明の第２の実施の形態に係る動力伝達装置の潤滑機構を示すその動力伝達装置の要部断面図で、入力軸の回転中心軸線より上側と下側とで内部の回転伝動経路の異なる切替え状態を示している。

符号の説明

１０ トランスファ装置
１１ トランスファケース
１２ 入力軸（回転要素）
１５、７５ 切替え用回転要素（第３回転要素）
１６ 円環状の板部
１６ａ、１６ｂ、７５ａ、７５ｂ スプライン歯（選択噛合歯部）
２０ 副変速機
２２ サンギヤ（第２回転要素）
２２ｂ 周壁部（第２回転要素）
２３ ピニオン
２４ キャリア（第１回転要素）
２６、７６ 歯付ホイール（第２回転要素）
２６ａ、７６ａ スプライン歯（歯部）
２７ 環状体（第１回転要素）
２７ａ スプライン歯（歯部）
２７ｒ 対向面
３０ センターディファレンシャル機構
３１ ハウジング（第４回転要素）
３１ｂ 外周壁部
３１ｄ オイル排出通路
３１ｓ 内部環状空間
４１ 後輪側への出力回転軸
４２ 前輪側への出力回転軸
５０ 切替え操作機構
５１ アクチュエータユニット
５２、５５ シフトフォーク
７０ オイルポンプ
８１、８２、９１、９２、９３ オイル通路
８１ａ 第１通路
８１ｂ 第２通路
８１ｃ 第３通路（オイル通路の一部）
８１ｄ 第４通路（オイル通路の残部）
８１ｅ 開口
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ オイル通路（供給通路）

Claims (8)

1. 複数の回転要素のうちいずれかの切替え用回転要素を軸方向に移動させて内部の回転伝動経路を切り替える動力伝達装置にあって、前記複数の回転要素のいずれかに潤滑または冷却用のオイルを通過させるオイル通路が形成された動力伝達装置の潤滑機構において、
   前記切替え用回転要素が、前記軸方向に移動するときに前記オイル通路の一部を開閉し、前記一部および前記オイル通路の残部への前記オイルの供給状態を変化させることを特徴とする動力伝達装置の潤滑機構。
2. 互いに軸方向に離間する歯部を有する第１回転要素および第２回転要素と、前記第１回転要素および前記第２回転要素のうち任意の回転要素の前記歯部に選択的に噛合する選択噛合歯部を有し、軸方向一方側への移動によって前記選択噛合歯部を前記第１回転要素の前記歯部に噛合させ、軸方向他方側への移動によって前記選択噛合歯部を前記第２回転要素の前記歯部に噛合させることができる移動可能な第３回転要素と、前記第１回転要素および前記第２回転要素に対して前記第３回転要素を前記軸方向に移動させ、前記第３回転要素への回転の入力経路を前記第１回転要素側と前記第２回転要素側とに切り替える切替え手段と、を備えた動力伝達装置にあって、前記第１回転要素および前記第２回転要素のうち少なくとも片方に潤滑または冷却用のオイルを通過させるオイル通路が形成された動力伝達装置の潤滑機構において、
   前記第３回転要素が、前記軸方向に移動するときに前記オイル通路の一部を開閉し、前記一部および前記オイル通路の残部への前記オイルの供給状態を変化させることを特徴とする動力伝達装置の潤滑機構。
3. 前記第３回転要素が、前記オイル通路の一部を閉塞するとき、前記オイル通路の下流側のうち特定の通路部分に供給されるオイルが増加するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の潤滑機構。
4. 前記第１回転要素および前記第２回転要素がそれぞれ遊星歯車変速機構の低速側および高速側の出力要素を構成しており、
   前記第３回転要素の前記選択噛合歯部が前記第１回転要素側の前記歯部に噛合し、前記第３回転要素への回転の入力経路が伝達トルクを増大させる低速側に切り替えられるときに、前記遊星歯車機構のピニオンの近傍に前記オイルを供給する前記特定の通路部分に供給されるオイルが増加するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置の潤滑機構。
5. 互いに軸方向に離間する歯部を有する第１回転要素および第２回転要素と、
   前記第１回転要素および前記第２回転要素のうち任意の回転要素の前記歯部に選択的に噛合する選択噛合歯部を有し、軸方向一方側への移動によって前記選択噛合歯部を前記第１回転要素の前記歯部に噛合させ、軸方向他方側への移動によって前記選択噛合歯部を前記第２回転要素の前記歯部に噛合させることができる移動可能な第３回転要素と、
   前記第３回転要素を内周側から支持するとともに前記第３回転要素の前記内周部に軸方向に相対移動可能に係合する第４回転要素と、
   前記第１回転要素および前記第２回転要素に対して前記第３回転要素を前記軸方向に移動させ、前記第３回転要素および前記第４回転要素への回転の入力経路を前記第１回転要素側と前記第２回転要素側とに切り替える切替え手段と、を備えた動力伝達装置にあって、
   少なくとも前記第４回転要素の内方側に潤滑または冷却用のオイルを収容可能な内部環状空間が形成される動力伝達装置の潤滑機構において、
   前記第４回転要素に前記内部環状空間に収容された前記オイルを外部に排出させるオイル排出通路が形成され、前記第３回転要素が前記第１回転要素および前記第２回転要素に対して前記軸方向に移動するときに、前記オイル排出通路が前記第３回転要素によって開閉されることを特徴とする動力伝達装置の潤滑機構。
6. 前記第４回転要素が、該第４回転要素に入力される回転を２つの出力回転軸に差動可能に伝達する差動機構を収納しており、前記２つの出力回転軸のうち少なくとも一方に前記差動機構に前記オイルを供給する供給通路が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の動力伝達装置の潤滑機構。
7. 前記差動機構が、４輪駆動車の前輪側に回転動力を伝達する第１の出力回転軸と、前記４輪駆動車の後輪側に回転動力を伝達する第２の出力回転軸とに、前記第４回転要素からの回転動力を伝達するとともに、前記第１の出力回転軸と前記第２の出力回転軸との差動を許容するセンターディファレンシャル機構であることを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置の潤滑機構。
8. 前記第１回転要素および前記第２回転要素がそれぞれ遊星歯車変速機構の低速側および高速側の出力要素を構成しており、
   前記第３回転要素の前記選択噛合歯部が前記第２回転要素側の前記歯部に噛合し、前記第３回転要素への回転の入力経路が高速側に切り替えられるときに、前記オイル排出通路が閉塞されて前記第４回転要素内に収容されるオイルが増加することを特徴とする請求項５ないし請求項７のうちいずれか１の請求項に記載の動力伝達装置の潤滑機構。

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