JP2011106599A - 動力伝達装置への軸連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】他の軸の長さを長くすることを可能とする。
【解決手段】一端側に開口した中空部９１及び他端側に形成されたピニオン・ギヤ４３を有する後輪側出力軸４１と、後輪側出力軸４１の外周側に配置され開口を拡径しながら屈曲させた加締部１０１及び前記ピニオン・ギヤ４３の背面側間に固定されたユニット・ベアリング８７とを備え、後輪側出力軸４１を、ユニット・ベアリング８７によりトランスファ・ケース５の開口部８９に回転自在に支持し、中空部９１に、プロペラ・シャフト４５の軸端部４７を挿入して前記インナー・スプライン９３に相対回転不能に結合したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などの動力伝達装置への軸連結構造に関する。

従来、動力伝達装置にプロペラ・シャフトを結合する結合構造として特許文献１の図４に記載のものがある。

この結合構造は、動力伝達装置であるトランスファにプロペラ・シャフトを結合するためのものである。トランスファー・ケースの出力軸としての後輪出力側には、出力ベベルギヤを備えた後輪側出力軸がベアリングを介して回転自在に支持されている。後輪側出力軸の後端部には、スプラインが設けられ、コンパニオン・フランジがスプライン結合されている。このコンパニオン・フランジにプロペラ・シャフトの端部がボルトにより締結結合され、トランスファにプロペラ・シャフトを結合している。

したがって、トランスファの後輪側出力軸からプロペラ・シャフトへ円滑にトルク伝達することができる。

しかし、かかる結合構造では、ベアリングを介してトランスファー・ケースに回転自在に支持させる後輪側出力軸の中間部とコンパニオン・フランジをスプライン結合させる後輪側出力軸後端部のスプラインとが軸方向に並んでしまい、後輪側出力軸全体の長さが長くなるという問題があった。

このため、ユニバーサル・ジョイントの位置を車体前方へずらすことができず、ステアリング・ラックやフレーム等の車体側の交差部材の配置に制約があった。また、プロペラ・シャフトの長さが短くなり、ユニバーサル・ジョイント間でのプロペラ・シャフトの取付角度が大きくなり、音振特性低下の原因となる恐れがあった。

かかる問題は、ドライブ・ピニオン・シャフトを入力軸とする終減速装置においてもほぼ同様である。

特開平１０−１３８７７５号公報

解決しようとする問題点は、動力伝達装置に他の軸を連結するときに、入力軸又は出力軸全体の長さが長くなる点である。

本発明は、入力軸又は出力軸全体の長さ短くすることを可能とするために、少なくとも一端側に開口した中空部及び他端側に形成されたピニオン・ギヤを有する入力軸又は出力軸と、前記入力軸又は出力軸の外周側に配置され前記開口を拡径しながら屈曲させた加締部及び前記ピニオン・ギヤの背面側間に固定されたベアリングとを備え、前記入力軸又は出力軸を、前記ベアリングによりハウジングの開口部に回転自在に支持し、前記中空部に、他の軸の軸端部を挿入して前記軸結合部に相対回転不能に結合したことを特徴とする。

本発明では、少なくとも一端側に開口した中空部及び他端側に形成されたピニオン・ギヤを有する入力軸又は出力軸と、前記入力軸又は出力軸の外周側に配置され前記開口を拡径しながら屈曲させた加締部及び前記ピニオン・ギヤの背面側間に固定されたベアリングとを備え、前記入力軸又は出力軸を、前記ベアリングによりハウジングの開口部に回転自在に支持し、前記中空部に、他の軸の軸端部を挿入して前記軸結合部に相対回転不能に結合した。

このため、ベアリングを介してハウジングに回転自在に支持させる入力軸又は出力軸の外周部と他の軸の軸端部を結合させる中空部とを、外周側と内周側とにオーバーラップして形成することができる。

このため、入力軸又は出力軸全体の長さを短くすることができ、その分他の軸の長さを長くすることができる。

４輪駆動車のスケルトン平断面図である。（実施例１） 動力伝達装置への軸連結構造を示す平断面図である。（実施例１） ４輪駆動車の要部スケルトン平断面図である。（実施例２） 動力伝達装置への軸連結構造を示す一部切欠平断面図である。（実施例２）

入力軸又は出力軸全体の長さを短くするという目的を、入力軸又は出力軸の中空部及び加締部により実現した。

［４輪駆動車］
図１は、４輪駆動車のスケルトン平断面図である。

図１のように、本発明実施例における動力伝達装置としてのトランスファ１は、前輪側の一方のフロント中間軸３の外周に配置されている。トランスファ１のハウジングであるトランスファ・ケース５は、トランスミッション７側のベル・ハウジング９に取り付けられている。

ベル・ハウジング９内には、フロント・デファレンシャル装置１１が支持されている。フロント・デファレンシャル装置１１は、エンジン１３から駆動用モータ１５、トランスミッション７を介して駆動入力を受ける。なお、トランスミッション７は、ＣＶＴ１７で構成され、ＣＶＴ１７は、トランスミッション変速用モータ１９で変速される構成となっている。

前記トランスミッション７を介した駆動入力は、リング・ギヤ２１を介しフロント・デフ・ケース１７に対して行われる。

フロント・デファレンシャル装置１１の出力部である左右のサイド・ギヤ２３，２５には、フロント中間軸２７，３がそれぞれ結合されている。この各フロント中間軸２７，３が車軸である左右の前輪車軸２９，３１に結合され、フロント・デファレンシャル装置１１と前輪車軸２９，３１との間を接続する。従って、フロント・デファレンシャル装置１１は、前輪車軸２９，３１間に介設されている。

トランスファ１は、フロント・デファレンシャル装置１１への駆動入力を後輪側へ分配するものである。トランスファ１のトランスファ・ケース５を貫通して前記フロント中間軸３が貫通配置されている。前輪車軸２９，３１は、左右の前輪３３，３５にそれぞれ連動連結されている。

トランスファ・ケース５内には、フロント・デファレンシャル装置１１の出力回転部としてフロント・デフ・ケース１７から連結中空軸３７が延設されている。連結中空軸３７は、フロント・デフ・ケース１７に一体回転可能に結合されている。この連結中空軸３７は、フロント中間軸３の外周に遊嵌し、この連結中空軸３７に、リング・ギヤ３９が取り付けられ、後輪側出力軸４１のピニオン・ギヤ４３に噛み合っている。リング・ギヤ３９及びピニオン・ギヤ４３は、ベベル・ギヤで形成されて直交噛み合いしている。従って、後輪側出力軸４１は、連結中空軸３７に対して直交配置され、本発明の一例として出力軸を構成する。

後輪側出力軸４１には、プロペラ・シャフト４５の前輪側の軸端部４７が結合されている。プロペラ・シャフト４５は、本発明の一例として他の軸を構成し、軸端部４７にユニバーサル・ジョイント４９を介して本体軸部５１を結合して備え、本体軸部５１にユニバーサル・ジョイント５３を介して結合された後輪側の軸端部５５を備えている。

本体軸部５１は、前本体軸部５１ａ及び後本体軸部５１ｂの組み合わせであり、前本体軸部５１ａ及び後本体軸部５１ｂが伸縮吸収部５６を介して結合されたものである。伸縮吸収部５６は、軸スプライン構造を持ち、前本体軸部５１ａ及び後本体軸部５１ｂの軸方向相対動を許容する。

なお、ユニバーサル・ジョイント４９の僅か後方で後本体軸部５１ｂ下側には、ステアリング・ラック等の車体側の交差部材Ｍが位置している。

後輪側の軸端部５５は、オンデマンドでトルク伝達を行うカップリング５７に結合され、このカップリング５７に、終減速装置５９側のドライブ・ピニオン・シャフト６１が結合されている。

ドライブ・ピニオン・シャフト６１は、ピニオン・ギヤ６３を備え、ピニオン・ギヤ６３は、リヤ・デファレンシャル装置６５のリング・ギヤ６７に噛み合っている。

リヤ・デファレンシャル装置６５は、キャリヤ・ケース６９に回転自在に支持されている。

リヤ・デファレンシャル装置６５の左右のサイド・ギヤ７１，７３には、リヤ中間軸７５，７７が結合されている。リヤ中間軸７５，７７には、左右の後輪車軸７９，８１が結合され、この後輪車軸７９，８１に、左右の後輪８３，８５が連動連結されている。

従って、エンジン１３から駆動用モータ１５、トランスミッション７を介してフロント・デファレンシャル装置１１のリング・ギヤ２１にトルクが入力されると、一方ではフロント中間軸２７，３及び前輪車軸２９，３１を介して左右の前輪３３，３５へトルク伝達が行われる。他方では、フロント・デフ・ケース１７、連結中空軸３７、リング・ギヤ３９及びピニオン・ギヤ４３を介して後輪側出力軸４１へトルク伝達が行われる。

後輪側出力軸４１からは、プロペラ・シャフト４５の軸端部４７、ユニバーサル・ジョイント４９、本体軸部５１、ユニバーサル・ジョイント５３、プロペラ・シャフト４５の軸端部５５、カップリング５７、ドライブ・ピニオン・シャフト６１、ピニオン・ギヤ６３を介して、リヤ・デファレンシャル装置６５のリング・ギヤ６７にトルク伝達が行われる。リヤ・デファレンシャル装置６５からは、リヤ中間軸７５，７７、左右の後輪車軸７９，８１を介して、左右の後輪８３，８５へトルク伝達が行われる。

このトルク伝達により、前後輪３３，３５、８３，８５によって、オンデマンドの４輪駆動状態で走行可能となる。
［動力伝達装置への軸連結構造］
図２は、動力伝達装置への軸連結構造を示す平断面図である。

図２のように、後輪側出力軸４１は、外周部がベアリングであるユニット・ベアリング８７によりトランスファ・ケース５の開口部８９に回転自在に支持されている。

この後輪側出力軸４１には、中空部９１が貫通形成されている。中空部９１の軸方向中間部には、軸結合部としてインナー・スプライン９３が形成されている。中空部９１の内端部側９５と外端部側９７とは、インナー・スプライン９３よりも大径に形成されている。インナー・スプライン９３の内端部側９５寄りには周溝９３ａが形成されている。

後輪側出力軸４１の外周部には、内端部のピニオン・ギヤ４３に隣接して軸受嵌合部９９が形成されている。後輪側出力軸４１の軸方向外端部には、加締部１０１が形成されている。加締部１０１は、中空部９１の開口を拡径しながら屈曲させたものであり、例えば揺動かしめ工法により形成されている。

ユニット・ベアリング８７は、後輪側出力軸４１の軸受嵌合部９９に嵌合して取り付けられている。このユニット・ベアリング８７のインナー・レース８７ａが、加締部１０１による軸方向締結力により加締部１０１及び前記ピニオン・ギヤ４３背面側間にシム１０３を介して締結固定されている。

ユニット・ベアリング８７は、アウター・レース８７ｂに、突当フランジ部８７ｃ、カバー舌部８７ｄ、ベアリング・オイル通路８７ｅ、８７ｆが形成されている。ベアリング・オイル通路８７ｅ、８７ｆは、径方向に貫通する孔状に形成されている。ユニット・ベアリング８７は、外端部側にベアリング内部を外部から封止するシール１０５を備えている。シール１０５は、シール・リング１０７に接し、カバー舌部８７ｄは、シール・リング１０７の外周縁を覆っている。

ユニット・ベアリング８７は、開口部８９の軸受支持部１０９に嵌合して取り付けられ、外端の突当フランジ部８７ｃが開口部８９外端面に突き当てられている。突当フランジ部８７ｃは、この突当フランジ部８７ｃに形成された締結凸部８７ｃａがボルト１１１により開口部８９外端面に締結固定されている。

軸受支持部１０９には、ケース・オイル通路１０９ａが軸方向へ長溝状に形成され、トランスファ・ケース５内部をベアリング・オイル通路８７ｅ、８７ｆに連通させている。

したがって、トランスファ・ケース５内の潤滑油であるギヤ・オイルは、ケース・オイル通路１０９ａ及びベアリング・オイル通路８７ｅ、８７ｆを通ってユニット・ベアリング８７に供給されるようになっている。

プロペラ・シャフト４５の軸端部４７には、シール・リング受部４７ａが設けられ、スプライン４７ｂ、周凹部４７ｃが形成されている。この軸端部４７は、後輪側出力軸４１の外端部から中空部９１に挿入され、スプライン４７ｂがインナー・スプライン９３にスプライン結合されている。周凹部４７ｃには、スナップ・リング１１３が取り付けられ、インナー・スプライン９３側の周溝９３ａに係合し、後輪側出力軸４１に対するプロペラ・シャフト４５の軸端部４７の抜け止めが行われている。

したがって、中空部９１に、プロペラ・シャフト４５の軸端部４７を挿入して軸結合部であるインナー・スプライン９３に相対回転不能に結合した構成となっている。なお、中空部９１とピニオン・ギヤ４３側との間は、中空部９１と一体に設けられ又はキャップや液状ガスケット、パッキン、或いは他のシール・リングなどの封止部材により閉止した形状とすることもできる。

シール・リング受部４７ａには、前記シール・リング１０７の内周部が圧入固定されている。このシール・リング１０７と前記シール１０５とにより、外部からの泥水や粉塵などに対して封止する封止部材を構成する。

上述した封止部材を用いることにより、前記トランスファ・ケース５内のギヤ・オイルは、前記後輪側出力軸４１の内端から前記インナー・スプライン９３に侵入しない。

なお、トランスファ・ケース５は、ケース本体１１５にケース・カバー１１７がボルト１１９により締結結合されたものである。このトランスファ・ケース５に、連結中空軸３７がベアリング１２１，１２３により回転自在に支持されている。ベアリング１２１，１２３の軸方向外側で、連結中空軸３７とトランスファ・ケース５との間に、シール１２５，１２７が設けられている。

ケース・カバー１１７とフロント中間軸３との間にもシール１２９が設けられ、フロント中間軸３に取り付けられたダスト・カバー１３１がシール１２９に接している。

トランスファ・ケース５には、オイル通路１３３が形成され、ベル・ハウジング９とシール１２７，１２９間とを連通させている。

前記リング・ギヤ３９は、連結中空軸３７のフランジ部３７ａに、ボルト１３５により締結固定されている。

かかる構造において、フロント・デフ・ケース１７から連結中空軸３７にトルクが伝達されると、リング・ギヤ３９及びピニオン・ギヤ４３が噛み合い回転する。

この噛み合い回転により、後輪側出力軸４１がユニット・ベアリング８７を介してトランスファ・ケース５に対し回転する。

この回転は、インナー・スプライン９３からスプライン４７ｂを介してプロペラ・シャフト４５の軸端部４７に伝達される。

この軸端部４７からは、前記のようにユニバーサル・ジョイント４９、本体軸部５１へとトルク伝達が行われる。

中空部９１の外端部９７と後輪側出力軸４１の外周との間にオー・リングなどの封止部材Ｚを設けているので、リング・ギヤ３９及びピニオン・ギヤ４３の噛み合い回転によりトランスファ・ケース５内のギヤ・オイルが飛散すると、後輪側出力軸４１の内端部から中空部９１の内端部側９５内へオイルが侵入可能となる。

すなわち、前記ハウジングであるトランスファ・ケース５内の潤滑油であるギヤ・オイルが、前記出力軸である後輪側出力軸４１の内端から軸結合部であるインナー・スプライン９３へ侵入可能な構造となり、スプライン部へグリス潤滑することなく、潤滑性が向上する。

こうすることにより、前記ギヤ・オイルの侵入により、インナー・スプライン９３及びスプライン４７ｂ間の潤滑が行われる。また、ケース・オイル通路からベアリング・オイル通路８７ｅ、８７ｆへギヤ・オイルが流通し、ユニット・ベアリング８７の潤滑が行われる。

［実施例１の効果］
本発明実施例１のトランスファ１への軸連結構造では、一端側に開口した中空部９１及び他端側に形成されたピニオン・ギヤ４３を有する後輪側出力軸４１と、前記後輪側出力軸４１の外周側に配置され前記開口を拡径しながら屈曲させた加締部１０１及び前記ピニオン・ギヤ４３の背面側間に固定されたユニット・ベアリング８７とを備え、前記後輪側出力軸４１を、前記ユニット・ベアリング８７によりトランスファ・ケース５の開口部８９に回転自在に支持し、前記中空部９１に、プロペラ・シャフト４５の軸端部４７を挿入して前記インナー・スプライン９３に相対回転不能に結合した。

このため、ユニット・ベアリング８７を介してトランスファ・ケース５に回転自在に支持させる後輪側出力軸４１の軸受嵌合部９９とプロペラ・シャフト４５の軸端部４７をスプライン結合させる中空部９１のインナー・スプライン９３とを、外周側と内周側とにオーバーラップして形成することができる。

したがって、後輪側出力軸４１全体の長さを短くすることができ、その分プロペラ・シャフト４５の長さを長くすることができる。

すなわち、プロペラ・シャフト４５の本体軸部５１の長さを長くすることができ、ユニバーサル・ジョイント４９，５３間の取付角度をより小さくすることが可能となり、音振特性の向上を図ることができる。

また、ユニバーサル・ジョイント４９をトランスファ１側に近づけることができ、ステアリング・ラック等の車体側の交差部材Ｍの配置を容易に行わせることができる。

後輪側出力軸４１は、ユニット・ベアリング８７でトランスファ・ケース５に支持するため、後輪側出力軸４１及びユニット・ベアリング８７を予めセットにしてからトランスファ・ケース５の開口部８９に組み付けることができ、組み付けが容易である。

前記中空部９１は、前記後輪側出力軸４１を貫通し、前記インナー・スプライン９３に対する前記プロペラ・シャフト４５の軸端部４７の結合は、スプライン結合であり、後輪側出力軸４１の開口側を前記プロペラ・シャフト４５側に対して封止するシール１０５及び封止部材Ｚを設け、前記トランスファ・ケース５内のギヤ・オイルが、前記後輪側出力軸４１の内端から前記インナー・スプライン９３に侵入可能である。

このため、インナー・スプライン９３及びスプライン４７ｂのスプライン結合をギヤ・オイルにより充分潤滑することができる。

図３，図４は、本発明の実施例２に係り、図３は、４輪駆動車の要部スケルトン平断面図、図４は、動力伝達装置への軸連結構造を示す一部切欠平断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同一であり、同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付し、重複した説明は省略する。

図３，図４のように、本実施例は、動力伝達装置として後輪側の終減速装置１Ａに適用したものである。

すなわち、実施例１の後輪側出力軸４１に代えて後輪側のドライブ・ピニオン・シャフト６１Ａが適用され、プロペラ・シャフト４５の軸端部４７に代えて後輪側の軸端部５５Ａが適用されたものである。

したがって、本実施例においても実施例１と同様な作用効果を奏することができる。
［その他］
ベアリングとして、ユニット・ベアリング８７以外のテーパー・ローラー・ベアリング、ボール・ベアリング等を使用することもできる。一対の転動体とアウター，インナー・レースを含めて軸方向に分離配置される一対のベアリング組を用いても良い。

１ トランスファ（動力伝達装置）
５ トランスファ・ケース（ハウジング）
４１ 後輪側出力軸（出力軸）
４３，６３ ピニオン・ギヤ
４５ プロペラ・シャフト（他の軸）
４７，５５Ａ 軸端部
４７ｂ スプライン
６１Ａ ドライブ・ピニオン・シャフト（入力軸）
８７，８７Ａ ユニット・ベアリング（ベアリング）
８９，８９Ａ 開口部
９１，９１Ａ 中空部
９３，９３Ａ インナー・スプライン（軸結合部）
１０１，１０１Ａ 軸受嵌合部（外周部）
１０５，１０５Ａ シール（封止部材）
１０７，１０７Ａ シール・リング
Ｚ 封止部材

Claims (3)

1. 少なくとも一端側に開口した中空部及び他端側に形成されたピニオン・ギヤを有する入力軸又は出力軸と、
   前記入力軸又は出力軸の外周側に配置され前記開口を拡径しながら屈曲させた加締部及び前記ピニオン・ギヤの背面側間に固定されたベアリングとを備え、
   前記入力軸又は出力軸を、前記ベアリングによりハウジングの開口部に回転自在に支持し、
   前記中空部に、他の軸の軸端部を挿入して前記軸結合部に相対回転不能に結合した、
   ことを特徴とする動力伝達装置への軸連結構造。
2. 請求項１記載の動力伝達装置への軸連結構造であって、
   前記ベアリングは、ユニット・ベアリングである、
   ことを特徴とする動力伝達装置への軸連結構造。
3. 請求項１又は２記載の動力伝達装置への軸連結構造であって、
   前記中空部は、前記入力軸又は出力軸を貫通し、
   前記軸結合部に対する前記他の軸の軸端部の結合は、スプライン結合であり、
   前記入力軸又は出力軸の開口側を前記他の軸側に対して封止する封止部材を設け、
   前記ハウジング内の潤滑油が、前記入力軸又は出力軸の内端から前記軸結合部に侵入可能である、
   ことを特徴とする動力伝達装置への軸連結構造。

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