JP2014105750A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の少ない動力伝達装置を提供する。
【解決手段】入力軸１１及び出力軸本体３１と、リングギヤ１５と、ピニオンギヤ３２と、軸受２１と、入力軸１１等を収容すると共に支持部５６を有するケース５０と、を備え、ピニオンギヤ３２は軸受２１寄りに配置され、ケース５０は第１ケース６０と第２ケース７０とに分割され、ケース５０が第１ケース６０と第２ケース７０とに分割された場合、支持部５６は第１ケース６０の第１支持部５７と第２ケース７０の第２支持部５８とに分割され、組み付ける際、ピニオンギヤ３２及び出力軸本体３１が、開口６１ａから第１ケース６０に、第２軸方向において挿入されるトランスファ装置１であって、第２軸方向視において、第１支持部５７のピニオンギヤ３２に重なる部分は、組み付ける際にピニオンギヤ３２に干渉しないように、切り欠かれている。
【選択図】図６

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

動力伝達装置として、例えば、車両の分野では、トランスファ装置、終減速装置が知られている。トランスファ装置は、例えば、ＦＦ（Front-engine Front-drive）ベースの四輪駆動車に搭載され、ボンネット下のエンジン（動力源）から前輪に伝達する動力を、プロペラシャフトに分配する装置である（特許文献１参照）。なお、分配された動力は、プロペラシャフト、リヤデフ装置を介して、後輪に伝達される。

トランスファ装置は、フロントデフ装置から動力が入力され車幅方向に延びる入力軸（第１回転体）と、入力軸に対して交差すると共に前後方向に延びる出力軸（第２回転体）と、入力軸と一体であるリングギヤ（第１ギヤ）と、リングギヤに噛合すると共に出力軸と一体であるピニオンギヤ（第２ギヤ）と、これらを収容するトランスファケースと、を備えている。なお、出力軸はプロペラシャフトに連結しており、動力は出力軸からプロペラシャフトに伝達するようになっている。

入力軸は、その両側にそれぞれ設けられた軸受を介して、トランスファケースに回転自在に支持されている。リングギヤは、２つの軸受のうちの一方側（例えば右側）の軸受寄りで入力軸に固定され、ピニオンギヤは、リングギヤの左方、つまり、他方側（例えば左側）の軸受（第１軸受）寄りに配置される。

そして、トランスファケースは、入力軸等をその内部に収容するため３ピースに分割構成され、主に出力軸を収容する第Ａケースと、主に右側の軸受を収容する第Ｂケースと、主に左側の軸受、リングギヤ及びピニオンギヤを収容する第Ｃケースと、を備えている。

特開２００９−１１５３０９号公報

しかしながら、トランスファケースを構成する複数のケースは、ボルト等によって相互に締結されるので、ケース数（ピース数、部品点数）が増加すると、ケース製造用の金型が増加し製造コストが増加するうえ、ボルトの数が増えて質量が増加し、また、合わせ面が増えるためオイル漏れし易くなり、組立工数が増加してしまう。さらに、トランスファケースの剛性が不足するとギヤの反力によりケースが撓み、これによるギヤの噛み合い不良による異音の発生や、出力軸等を支持するテーパローラベアリングの耐久性が低下する虞がある。

そこで、本発明は、部品点数の少ない動力伝達装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、動力を伝達すると共に交差するように配置された第１回転体及び第２回転体と、前記第１回転体と一体である第１ギヤと、前記第１ギヤに噛合すると共に前記第２回転体と一体である第２ギヤと、前記第１回転体を回転自在に支持する第１軸受と、前記第１回転体、前記第２回転体、前記第１ギヤ、前記第２ギヤ及び前記第１軸受を収容すると共に、前記第１軸受に外嵌し支持する環状の支持部を有するケースと、を備え、前記第２ギヤは、前記第１回転体の第１軸方向において、前記第１軸受寄りに配置され、前記ケースは、前記第２回転体の第２軸方向において、前記第２回転軸を収容すると共に前記第１回転体側に開口を有する第１ケースと、前記第１ケースと組み合わさる第２ケースとに分割され、前記ケースが前記第１ケースと前記第２ケースとに分割された場合、前記支持部は前記第１ケースの第１支持部と前記第２ケースの第２支持部とに分割され、組み付ける際、前記第２ギヤ及び前記第２回転体が、前記開口から前記第１ケースに、第２軸方向において挿入される動力伝達装置であって、第２軸方向視において、前記第１支持部の前記第２ギヤに重なる部分は、組み付ける際に前記第２ギヤに干渉しないように、切り欠かれていることを特徴とする動力伝達装置である。

このような構成によれば、第２軸方向視において、第１支持部の第２ギヤに重なる部分が切り欠かれているので、第１支持部が第２ギヤに干渉することなく、第２ギヤ及び第２回転体を、開口から第１ケースに、第２軸方向において容易に挿入できる。

そして、このように第１回転軸等を収容する部分において、第１ケース及び第２ケースの２ピース構成であるので、従来の第Ａケース、第Ｂケース、第Ｃケースの３ピース構成に対して部品点数が少ない。これにより、製造コストを抑え、ボルト数を減らしで軽量化し、オイル漏れし難くしつつ、組立工数を減らすことができる。また、部品点数が少なくなるので、ケースの剛性が良好となる。

また、動力伝達装置において、車両に搭載されたトランスファ装置であって、前記第１回転体は、車幅方向に延び、動力源からの動力が入力される入力軸であり、前記第２回転体は、前後方向に延び、プロペラシャフトに動力を出力する出力軸であることが好ましい。

また、動力伝達装置において、車両に搭載された終減速装置であって、前記第１回転体は、デフケースであり、前記第２回転体は、ドライブピニオンシャフトであることが好ましい。

本発明によれば、部品点数の少ない動力伝達装置を提供することができる。

本実施形態に係るトランスファ装置の平面図である。 本実施形態に係るトランスファ装置の平断面図であり、図４のＸ３−Ｘ３線断面に対応している。 本実施形態に係るケースの平断面図であり、図４のＸ４−Ｘ４線断面に対応している。 本実施形態に係るトランスファ装置の側面図である。 本実施形態に係るトランスファ装置の正面図である。 本実施形態に係るトランスファ装置の車幅方向断面図であり、図１〜図４のＸ２−Ｘ２線矢視図に対応している。 本実施形態に係るケースの斜視図である。 本実施形態に係るトランスファ装置の組み立て状況を説明する図である。 本実施形態に係るトランスファ装置の組み立て状況を説明する図である。 本実施形態に係るトランスファ装置の組み立て状況を説明する図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。

≪トランスファ装置の構成≫
図１に示す本実施形態に係るトランスファ装置１（動力伝達装置）は、ＦＦベースの四輪駆動車（車両）に搭載され、ボンネット下のエンジンルームに横置き配置されたエンジン（内燃機関、動力源）からの動力を、前後方向に延びるプロペラシャフトに伝達する装置である。エンジンの動力は、変速機で変速された後、フロントデフ装置を構成するデフケースに入力され、デフケースと一体である入力軸１１（インプットシャフト、回転体、図２参照）に入力された後、減速しつつ９０°偏向し、プロペラシャフトに入力されるようになっている。

図２に示すように、トランスファ装置１は、入力軸１１（第１回転体）と、リングギヤ１５（第１ギヤ）と、軸受２１（第１軸受）及び軸受２２と、出力軸３０（アウトプットシャフト、回転体）と、軸受４１及び軸受４２と、これらを収容するケース５０（トランスファケース）と、ブリーザプラグ９０（図１参照）と、ブリーザ室構成部材１００（図７参照）と、を備えている。そして、ケース５０内にはオイル（潤滑油）が封入されている。オイルは、入力軸１１、リングギヤ１５、出力軸３０、軸受２１等を潤滑すると共に冷却するものである。入力軸１１は車幅方向（左右方向、第１軸方向）に延びており、出力軸３０は前後方向（第２軸方向）に延びている。つまり、入力軸１１及び出力軸３０は平面視で交差するように配置されている。

＜入力軸、リングギヤ＞
入力軸１１は、車幅方向に延びる円筒状の一体成型品であって、動力を伝達する軸である。入力軸１１は、その中間部分において右側に向かうにつれて徐々に拡径した中間部１２と、中間部１２の左側に形成されたボス部１３と、中間部１２の右側に形成されたボス部１４と、を備えている。なお、入力軸１１の左方にフロントデフ装置が配置されており、フロントデフ装置を構成する右サイドギヤと一体で回転し、右サイドギヤから右前輪に向かって延びる右前駆動軸（図示しない）が、入力軸１１内を挿通している。

入力軸１１の中間やや右側寄りの拡径した部分に、リングギヤ１５（第１ギヤ）がボルト等で固定されている。よって、リングギヤ１５は、入力軸１１と一体で回転するようになっている。

入力軸１１は、左側面視において、車両が前進する場合に左回りである正方向Ａ１で回転し、車両が後退する場合に右回りである逆方向Ａ２で回転する。これに対応して、出力軸３０（ピニオンギヤ３２）は、正面視において（図６参照）、車両が前進する場合に右回りである正方向Ａ３で回転し、車両が後退する場合に左回りである逆方向Ａ４で回転する。

左側のボス部１３は、軸受２１に内嵌しており、軸受２１を介してケース５０に回転自在で支持されている。軸受２１の外側において、ボス部１３とケース５０との間には、オイルシール１６が装着されている。これにより、ケース５０内のオイルが外部に漏れず、また、外部の泥水、塵埃がケース５０内に浸入しないようになっている。

ボス部１３のオイルシール１６（ケース５０）から突出する部分の外周面には、スプライン軸１３ａが形成されている。そして、スプライン軸１３ａはデフケースのスプライン穴とスプライン結合し、デフケースとスプライン軸１３ａ（入力軸１１）とは一体で回転するようになっている。

右側のボス部１４は、軸受２２に内嵌しており、軸受２２を介してケース５０に回転自在で支持されている。軸受２２の外側において、ボス部１４とケース５０との間には、オイルシール１７が装着されている。これにより、ケース５０内のオイルが外部に漏れず、また、外部の泥水、塵埃がケース５０内に浸入しないようになっている。

＜軸受２１、２２＞
軸受２１、軸受２２は、入力軸１１をケース５０に回転自在で軸支するものである。本実施形態において、軸受２１、軸受２２は、テーパローラベアリングで構成されているが、その他に例えば、ボールベアリング等で構成されてもよい。

＜出力軸、ピニオンギヤ＞
出力軸３０は、前後方向に延びる棒状の一体成型品であり、動力を伝達する軸である。
出力軸３０は、棒状の出力軸本体３１（第２回転体）と、出力軸本体３１の前端側に一体で形成された円錐台状のピニオンギヤ３２（第２ギヤ）と、を備えている。よって、出力軸本体３１及びピニオンギヤ３２は一体で回転するようになっている。ただし、ピニオンギヤ３２は、出力軸本体３１と別部品でもよい。

ピニオンギヤ３２は、リングギヤ１５と噛合している。そして、ピニオンギヤ３２及びリングギヤ１５を備えて構成される減速機構（ギヤ機構）によって、リングギヤ１５の動力は、減速しつつ９０°偏向し、出力軸３０に入力されるようになっている。

出力軸本体３１の後端側の外周面にはスプライン軸３３が形成されている。そして、スプライン軸３３はプロペラシャフト側のスプライン穴とスプライン結合しており、出力軸本体３１（出力軸３０）はプロペラシャフトと一体で回転するようになっている。

出力軸３０（出力軸本体３１、ピニオンギヤ３２）は、トランスファ装置１を組み付ける際、前後方向において、後記する開口６１ａから第１ケース６０内に挿入される（図８〜図１０参照）。

＜軸受４１、４２＞
軸受４１、軸受４２は、出力軸３０をケース５０に回転自在で支持するものである。軸受４１は出力軸本体３１の前端部分を支持しており、軸受４２は出力軸本体３１の中間やや後側部分を支持している。

軸受４１は、内輪４１ａと、内輪４１ａよりも大径の外輪４１ｂと、内輪４１ａ及び外輪４１ｂの間で周方向に複数にて設けられたローラ４１ｃ（転動子）と、複数のローラ４１ｃを周方向において所定間隔で保持する環状の保持器４１ｄと、を備えている。内輪４１ａは出力軸本体３１に外嵌しており、外輪４１ｂはケース５０に内嵌している。
なお、軸受４１とピニオンギヤ３２との間、軸受４２と第１ケース６０の間には、前後方向における予圧を調整するためのシムが介装されている。

＜リングギヤ等の位置関係＞
リングギヤ１５、ピニオンギヤ３２、軸受２１、軸受２２の位置関係を説明する。
軸受２１、軸受２２は、ケース５０で入力軸１１を安定して支持するため、車幅方向（第１軸方向）において相互に遠ざけて配置されている。リングギヤ１５は、その刃先が左向きで、入力軸１１の右寄り（軸受２２寄り）の部分に固定されている。これにより、リングギヤ１５の左方にピニオンギヤ３２の配置スペースを形成しつつ、リングギヤ１５と軸受２２との間のデッドスペースを小さくしている。

ピニオンギヤ３２は、車幅方向（第１軸方向）においてリングギヤ１５の左方であって軸受２１寄りで、前後方向において軸受２１の真後ろに配置されている。言い換えると、前後方向（第２軸方向）視において、ピニオンギヤ３２及び軸受２１は、部分的に重なっている。

本実施形態では、リングギヤ１５及びピニオンギヤ３２はハイポイドギヤで構成されており、鉛直方向において、ピニオンギヤ３２はリングギヤ１５に対して上方にオフセットしている。この他、ピニオンギヤ３２が下方にオフセットした構成でもよい。また、ピニオンギヤ３２はリングギヤ１５の種類はハイポイドギヤに限定されず、その他のギヤでもよい。

＜ケース＞
ケース５０は、入力軸１１、リングギヤ１５、軸受２１、軸受２２、ピニオンギヤ３２を有する出力軸３０、軸受４１及び軸受４２を収容する殻状のケースである。そして、ケース５０の内部空間はオイル室５１を構成しており、オイル室５１にオイルが封入されている。

ケース５０は、前後方向（第２軸方向）において、３つのピース（分割片）に分割された３ピース構成であり、中央の第１ケース６０（ケース本体）と、前側の第２ケース７０（カバー）と、後側の第３ケース８０と、を備えている。なお、第１ケース６０、第２ケース７０、第３ケース８０は、ボルト等によって相互に締結されている。

第１ケース６０と第２ケース７０との第１分割面（第１合わせ面）は、鉛直面上、言い換えると、平面視において入力軸１１の回転軸線Ｏ１を通る面上に設定されている。第１ケース６０と第３ケース８０との第２分割面（第２合わせ面）は、軸受４２が装着されるケース５０の環状溝５５を通る面上に設定されている。
ただし、第１分割面（第１合わせ面）の位置はこれに限定されず、例えば、回転軸線Ｏ１に対して前後にオフセットした位置でもよいし、また、鉛直方向に対して傾斜してもよい。第２分割面（第２合わせ面）についても同様である。

＜第１ケース＞
第１ケース６０は、前側（第１回転体側）に開口６１ａを有し略半球殻状を呈する半球殻状部６１と、半球殻状部６１の後側頂部から後方に延びる円筒状の円筒状部６２と、を備えている。半球殻状部６１は入力軸１１の後半分を収容しており、円筒状部６２は出力軸本体３１の前側約２／３を収容している。

半球殻状部６１の上壁部６３（図６、図７参照）には、半球殻状部６１内外（ブリーザ室５２と外部）を連通するブリーザ通路（図示しない）が形成されている。ブリーザ通路は、後方に向かうにつれて斜め上方に延びており、ブリーザ通路の後側開口にはブリーザプラグ９０が取り付けられている（図１、図４参照）。ブリーザプラグ９０は、常閉型のリリーフ弁であり、ケース５０内が所定圧力以上となった場合に開弁し、ケース５０内のガスを外部にリリーフ（排出）するようになっている。

＜第２ケース＞
第２ケース７０は、第１ケース６０と組み合わさるケースであって、後側が開口し略半球殻状を呈する半球殻状部７１と、蓋７２と、を備えている。出力軸３０の回転軸線Ｏ２上であって、半球殻状部７１の前下側には、半球殻状部７１（ケース５０）内外を連通する連通窓７１ａが形成されており、蓋７２が連通窓７１ａを閉じている。蓋７２は、半球殻状部７１に対して、ボルトによって着脱自在に取り付けられている。

＜第３ケース＞
第３ケース８０は、前後方向において円筒状を呈する部品であり、出力軸本体３１の後側約１／３を収容している。第３ケース８０の後端側の内周面には、オイルシール８１が取り付けられている。

＜ケース−支持部＞
ケース５０は、その左前側壁部に、径方向内側に突出すると共に、軸受２１に外嵌することで軸受２１を支持する環溝状の支持部５６（ボス部）を備えている。支持部５６は、回転軸線Ｏ１を中心としており、平面視において前記第１分割面（第１合わせ面）を前後に跨いでいる。

ケース５０が第１ケース６０と第２ケース７０とに分割された場合、支持部５６は、第１ケース６０の半円弧状の第１支持部５７と、第２ケース７０の半円弧状の第２支持部５８とに分割されるようになっている。

前後方向視（第２軸方向視）において、第１支持部５７のピニオンギヤ３２と重なる部分は、組み付けの際にピニオンギヤ３２に干渉しないように部分的に切り欠かれて、ピニオンギヤ３２の外形に対応した切欠面５７ａが形成されている（図６、図７参照）。本実施形態では、前後方向視において、回転軸線Ｏ２を中心として略４５°の範囲で切り欠かれている。すなわち、周方向における切欠範囲は、回転軸線Ｏ１及び回転軸線Ｏ２の位置、軸受２１及びピニオンギヤ３２の大きさ等に従って、前後方向視における第１支持部５７及びピニオンギヤ３２の重なり範囲に対応して変化し、回転軸線Ｏ２を中心として９０°の範囲以下（周方向において１／４範囲内）であることが好ましい。なお、切欠部は、軸受２１を安定して支持可能であれば、ピニオンギヤ３２と重なる部分よりも大きくしてよい。

≪トランスファ装置の作用効果≫
このようなトランスファ装置１によれば次の作用効果を得る。
図８に示すように、内輪４１ａ、複数のローラ４１ｃ及び保持器４１ｄを出力軸３０に組み付け、外輪４１ｂを第１ケース６０に組み付ける。

次いで、内輪４１ａ等が組み付いた出力軸３０を、前後方向において、開口６１ａから筒状の第１ケース６０内に挿入する。この場合において、前後方向視において第１支持部５７は部分的に切り欠かれ切欠面５７ａが形成されているので、第１支持部５７が大径のピニオンギヤ３２に干渉することはない。これにより、出力軸３０を第１ケース６０内へに良好に挿入できる（図９参照）。そして、複数のローラ４１ｃを外輪４１ｂ内に挿入すると、軸受４１が組み付けられると共に、出力軸３０が第１ケース６０に取り付けられる（図１０参照）。

次いで、第１ケース６０の後側において、第１ケース６０と出力軸本体３１との間に軸受４２を圧入した後、第３ケース８０を第１ケース６０に取り付ける。次いで、第１ケース６０の前側に第２ケース７０を取り付ける。そうすると、トランスファ装置１を得る。

このように、ケース５０は、入力軸１１、軸受２１、ピニオンギヤ３２等を収容する部分において、第１ケース６０及び第２ケース７０の２ピース構成であり、従来の第Ａケース、第Ｂケース、第Ｃケースの３ピース構成に対して部品点数が少ない。これにより、製造コストを抑え、ボルト数を減らしで軽量化しつつ、組立工数を減らすことができる。また、ケース間に介装されるシール部材（液体パッキン等）も少なくなり、オイル漏れし難くなる。

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。

前記した実施形態では、動力伝達装置がトランスファ装置１である構成を例示したが、その他に例えば、動力伝達装置が終減速装置である構成としてもよい。

この構成の場合、リヤデフデフ装置を構成し車幅方向に延びるデフケースが第１回転体、デフケースに固定されたデフリングギヤが第１ギヤ、前後方向に延びるドライブピニオンシャフトが第２回転体、ドライブピニオンシャフトと一体でありデフリングギヤに噛合するピニオンギヤが第２ギヤ、にそれぞれ相当することになる。

そして、デフケース、デフリングギヤ、ドライブピニオンシャフト及びピニオンギヤを収容するケースが、例えば、デフケースの回転軸線を含み鉛直方向に延びる分割面で、前側の第１ケースと、後側の第２ケースとに分割される構成となる。前側の第１ケースの後側は開口し、ドライブピニオンシャフト及びピニオンギヤは、その開口から第１ケース内に挿入される構成となる。

デフケースはケースに左右の軸受を介して回転自在に支持されており、ケースの一部を構成すると共に前記軸受に外嵌する環状の支持部は、前側の第１ケースの第１支持部と、後側の第２ケースの第２支持部とに分割される構成となる。
ピニオンギヤは、例えば、左側の軸受寄りに配置され、前後方向視において左側の軸受と部分的に重なっている。そして、左側の軸受を支持する第１支持部は、前後方向視において、組み付け時にピニオンギヤに干渉しないように、部分的に切り欠かれる構成となる。

１ トランスファ装置（動力伝達装置）
１１ 入力軸（第１回転体）
１５ リングギヤ（第１ギヤ）
２１ 軸受（第１軸受）
３０ 出力軸
３１ 出力軸本体（第２回転体）
３２ ピニオンギヤ（第２ギヤ）
５０ ケース
５１ オイル室
５６ 支持部
５７ 第１支持部
５８ 第２支持部
６０ 第１ケース
７０ 第２ケース
８０ 第３ケース
Ｏ１ 回転軸線（第１軸方向）
Ｏ２ 回転軸線（第２軸方向）

Claims (3)

1. 動力を伝達すると共に交差するように配置された第１回転体及び第２回転体と、
   前記第１回転体と一体である第１ギヤと、
   前記第１ギヤに噛合すると共に前記第２回転体と一体である第２ギヤと、
   前記第１回転体を回転自在に支持する第１軸受と、
   前記第１回転体、前記第２回転体、前記第１ギヤ、前記第２ギヤ及び前記第１軸受を収容すると共に、前記第１軸受に外嵌し支持する環状の支持部を有するケースと、
   を備え、
   前記第２ギヤは、前記第１回転体の第１軸方向において、前記第１軸受寄りに配置され、
   前記ケースは、前記第２回転体の第２軸方向において、前記第２回転軸を収容すると共に前記第１回転体側に開口を有する第１ケースと、前記第１ケースと組み合わさる第２ケースとに分割され、
   前記ケースが前記第１ケースと前記第２ケースとに分割された場合、前記支持部は前記第１ケースの第１支持部と前記第２ケースの第２支持部とに分割され、
   組み付ける際、前記第２ギヤ及び前記第２回転体が、前記開口から前記第１ケースに、第２軸方向において挿入される動力伝達装置であって、
   第２軸方向視において、前記第１支持部の前記第２ギヤに重なる部分は、組み付ける際に前記第２ギヤに干渉しないように、切り欠かれている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 車両に搭載されたトランスファ装置であって、
   前記第１回転体は、車幅方向に延び、動力源からの動力が入力される入力軸であり、
   前記第２回転体は、前後方向に延び、プロペラシャフトに動力を出力する出力軸である
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 車両に搭載された終減速装置であって、
   前記第１回転体は、デフケースであり、
   前記第２回転体は、ドライブピニオンシャフトである
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。

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