JP2017082961A - 動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】装置を小型化しつつポンプの吐出性能の向上と安定を図った動力伝達装置を提供する。
【解決手段】ドライブピニオンギヤ10と、リングギヤ21と、ドライブピニオンギヤ10と同軸で一体的に回転する駆動スプロケット41と、駆動スプロケット41と平行に配置され、駆動スプロケット41からの動力で回転する従動スプロケット42と、ドライブピニオンギヤ10、リングギヤ21、駆動スプロケット41及び従動スプロケット42を収容し、ドライブピニオンギヤ10及びリングギヤ21の噛合部を潤滑する油の油溜り150が形成されるケース100と、ケース100の底部に配置され、従動スプロケット42の回転力で駆動し、油溜り150の油を吸込みクラッチ30に油圧を供給するポンプ50と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。
FFベースの四輪駆動車の後輪側において、前後方向に延びるプロペラシャフトの後端と、終減速装置を構成するドライブピニオンギヤとの間に動力を断接するクラッチを備える技術が提案されている(特許文献1参照)。クラッチは、油圧に対応してプロペラシャフト側のクラッチ板と、ドライブピニオンギヤ側のクラッチ板とを接離する油圧機器である。特許文献1において、ポンプは、ドライブピニオンギヤと同軸である第1回転軸上に配置され、終減速装置のケース内の油溜りの油を吸込み、クラッチに向けて圧送している。
特開平2−248721号公報
このように、特許文献1では、ポンプはドライブピニオンギヤと同軸の第1回転軸上に配置されているので、第1回転軸を延長する必要があり、ケース及び装置が大型化し質量が増加してしまう。また、低速域においてはポンプの回転速度がドライブピニオンギヤ(プロペラシャフト)と等しく、ポンプの吐出量が不足する虞がある。
そこで、本発明は、装置を小型化しつつポンプの吐出性能の向上と安定を図った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、第1傘歯車と、前記第1傘歯車と噛合する第2傘歯車と、前記第1傘歯車と同軸で一体に回転する第1回転体と、前記第1回転体と平行に配置され、前記第1回転体からの動力で回転する第2回転体と、前記第1傘歯車、前記第2傘歯車、前記第1回転体及び前記第2回転体を収容し、前記第1傘歯車及び前記第2傘歯車の噛合部を潤滑する油の油溜りが形成されるケースと、前記ケースの底部に配置され、前記第2回転体の回転力で駆動し、前記油溜りの油を吸込み油圧機器に油圧を供給するポンプと、を備え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1回転体と第2回転体とが平行に配置され、そして、ポンプが第2回転体の回転力で駆動するので、第1回転体、第2回転体、ポンプのレイアウトはコンパクトになる。これにより、第1傘歯車とケースは小型化される。
また、ポンプはケースの底部に配置されるので、ケースの油溜りとポンプとの間に形成される油の吸い込み流路は短くなる。これにより、ポンプは空気を吸い込み難くなる。
また、前記第1回転体は第1スプロケットであり、前記第2回転体は第2スプロケットであり、前記第1スプロケット及び前記第2スプロケットに架け渡されたチェーンを備える構成としてもよい。
このような構成によれば、第1スプロケットの回転力を、チェーンを介して第2スプロケットに伝達できる。
また、前記第1回転体は第1プーリーであり、前記第2回転体は第2プーリーであり、前記第1プーリー及び前記第2プーリーに架け渡されたベルトを備える構成としてもよい。
このような構成によれば、第1プーリーの回転力を、ベルトを介して第2プーリーに伝達できる。
また、前記第1回転体は第1歯車であり、前記第2回転体は前記第1歯車に噛合する第2歯車である構成としてもよい。
このような構成によれば、第1歯車の回転力をこれに噛合する第2歯車に伝達できる。
また、前記第1回転体の歯数を前記第2回転体の歯数より大きくすることでポンプを増速運転することが可能となり、ポンプの回転速度を上げて吐出圧と吐出量を増加させることが可能となる。
また、前記第1傘歯車の一端側には前記第1回転体の軸心を貫通する貫通部が形成され、前記第1回転体から突出する前記貫通部の外周面には、弦方向に延びると共に前記第1傘歯車を非回転状態で保持する工具の係止する被係止面が形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、例えば、後記する実施形態のように、第1傘歯車の他端(前端)にナットを螺合する場合、工具で、第1回転体から突出する貫通部の外周面に形成され弦方向に延びる被係止面を係止することにより、第1傘歯車を非回転状態で保持できる。
また、前記第1回転体には、前記第1傘歯車を非回転状態で保持する工具の係止する被係止部が形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、例えば、後記する実施形態のように、第1傘歯車の他端(前端)にナットを螺合する場合、工具で、第1回転体の被係止部を係止することにより、第1傘歯車を非回転状態で保持できる。
本発明によれば、装置を小型化しつつポンプの吐出性能の向上と安定を図った動力伝達装置を提供することができる。
第1実施形態に係る動力伝達装置のスケルトン図である。 第1実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図であり、図3のX2−X2線断面に対応している。 第1実施形態に係る動力伝達装置の横断面図であり、図2のX1−X1線断面図に対応している。 第1実施形態に係るドライブピニオンギヤ及び駆動スプロケットの後面図である。 第2実施形態に係るドライブピニオンギヤ及び駆動スプロケットの縦断面図であり、図6のX3−X3線断面に対応している。 第2実施形態に係るドライブピニオンギヤ及び駆動スプロケットの後面図である。
≪第1実施形態≫
第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
本実施形態に係る終減速装置1(動力伝達装置)は、FF(Front-engine Front-drive)ベースの四輪駆動車に搭載されており、プロペラシャフト(図示しない)からの動力を減速した後、左後輪212A及び右後輪212Bに伝達する装置である。プロペラシャフトは、フロア下において前後方向に延びる動力伝達軸であり、トランスファ装置からの動力を終減速装置1に伝達している。
≪終減速装置の構成≫
終減速装置1は、ドライブピニオンギヤ10と、リングギヤ21及びリングギヤシャフト22と、クラッチ30と、駆動スプロケット41、従動スプロケット42及びチェーン48と、ポンプ50と、ケース100と、を備えている。
<ドライブピニオンギヤ>
ドライブピニオンギヤ10は、プロペラシャフトから入力された動力によって軸線O1を中心として回転し、その動力をリングギヤ21に伝達する棒状の部材である。ドライブピニオンギヤ10は、前後方向に延びる丸棒状のシャフト本体11と、シャフト本体11の後端に形成された円錐台状のピニオンギヤ12と、ピニオンギヤ12の後端面から後方に延びる後軸部13と、シャフト本体11の前端面から前方に延びる前軸部14と、を備えている。
シャフト本体11は、前側のテーパーローラーベアリング311及び後側のテーパーローラーベアリング312を介して、左ケース110に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311とテーパーローラーベアリング312との間には、円筒状のコラプシブルスペーサ313が介設されている。
後軸部13、前軸部14については後述する。
<駆動スプロケット、従動スプロケット、チェーン>
駆動スプロケット41は、前記した取付部13aに外嵌している。
従動スプロケット42は、従動スプロケット本体43と、従動スプロケット本体43の中心に形成された棒状の従動軸部44と、を備えている。ただし、従動スプロケット本体43と従動軸部44とが一体成形された構成でなく、別部材である構成でもよい。
従動軸部44は、駆動スプロケット41からの動力で回転する従動軸であると共に、ポンプ50の駆動軸を構成している(図2参照)。従動軸部44は、右ケース120に回転自在に支持されている。
従動スプロケット42の歯数は、駆動スプロケット41の歯数よりも少ない。これにより、駆動スプロケット41から従動スプロケット42に伝達する際に回転速度は増速される。このようにして、ポンプ50の駆動軸でもある従動スプロケット42の回転速度が高くなるので、ポンプ50の吐出圧、吐出量は良好に高くなる。したがって、左ピストン34、右ピストン35に良好に昇圧した油圧で油が供給され、走行条件に適したクラッチ締結力を発生させる油圧を適宜に得ることができる。
チェーン48は、駆動スプロケット41及び従動スプロケット42に架け渡された無端部材であり、駆動スプロケット41の回転力を従動スプロケット42に伝達している。
<ポンプ>
ポンプ50は、従動軸部44の回転力で駆動し、油溜り150の油を吸引し、左調圧弁61、右調圧弁62に向けて圧送する装置であり、例えば、トロコイド(登録商標)ポンプで構成されている。ポンプ50は、外歯車51(ポンプ駆動ギヤ、インナーロータ)と、外歯車51の外側に配置されたリング状の内歯車52(ポンプ従動ギヤ、アウターロータ)と、カバー53と、後記するようにケース100の一部で構成されたポンプハウジング123と、を備えている。
そして、本実施形態では、外歯車51と内歯車52の噛合隙間に臨むように、油の吸入ポート125aと、油の吐出ポート53aが形成されている。吸入ポート125aは、ポンプハウジング123に形成され、油溜り150に連通している。吐出ポート53aは、下流側が二股に分かれた油路61aを介して、左調圧弁61と右調圧弁62とにそれぞれ接続されている。
<左調圧弁、右調圧弁>
左調圧弁61は、左ピストン34に作用する油圧を調整する弁である。左調圧弁61は、油路61bを介して左ピストン34に接続されている。左調圧弁61は、例えば、図示いないECU(Electronic Control Unit)の指令に従って開閉するソレノイド型の減圧弁等で構成されている。右調圧弁62は、左調圧弁61と同様の構成であって、油路62bを介して右ピストン35に作用する油圧を調整する弁である。
<クラッチ>
クラッチ30は、リングギヤシャフト22と、左ドライブシャフト211A、右ドライブシャフト211Bとを断接し、動力を伝達/非伝達させる断接装置である。具体的には、クラッチ30は、左クラッチ30Aと、右クラッチ30B、とを備えている。左クラッチ30Aは、リングギヤシャフト22と左ドライブシャフト211Aとの間で動力を断接する左側の断接装置である。右クラッチ30Bは、リングギヤシャフト22と右ドライブシャフト211Bとの間で動力を断接する右側の断接装置である。左クラッチ30A、右クラッチ30Bは、同様の構成であるので、以下、左クラッチ30Aを主に説明する。
クラッチ30は、クラッチハウジング31と、複数のアウタープレート(外クラッチ板)と、複数のインナープレート(内クラッチ板)と、左ピストン34及び右ピストン35と、左ハブ39A及び右ハブ39Bと、を備える湿式多板型のクラッチである。アウタープレートは、リング板状の部材であり、左側に配置された左アウタープレート32Aと、右側に配置された右アウタープレート32Bと、を備えている。インナープレートは、リング板状の部材であり、左側に配置された左インナープレート33Aと、右側に配置された右インナープレート33Bと、を備えている。
<クラッチハウジング>
クラッチハウジング31は、クラッチ30の外殻を構成する部材であって、左右方向に延びる円筒状を呈している。クラッチハウジング31は、円筒状のケース本体31aと、ケース本体31aの左端から径方向内側に延びるリング状の左端壁部31bと、ケース本体31aの右端から径方向内側に延びるリング状の右端壁部31cと、ケース本体31aの中間から径方向内側に延びる仕切り壁部31dと、を備えている。
右端壁部31cの径方向内側端はリングギヤシャフト22に固定されている。これにより、クラッチハウジング31はリングギヤシャフト22と一体で回転するようになっている。仕切り壁部31dは、左クラッチ30A(左作動室31e)と右クラッチ30B(右作動室31f)とを仕切っている。
<アウタープレート、インナープレート>
左アウタープレート32A、左インナープレート33Aは、左作動室31e内で左右方向において交互に積層されている。
左アウタープレート32Aの外周縁は、ケース本体31aの左半分の内周面とスプライン結合している。そして、左アウタープレート32Aは、ケース本体31aと一体で回転するようになっている。
左インナープレート33Aの内周は、円筒状の左ハブ39Aとスプライン嵌合し、左ハブ39Aは左ドライブシャフト211Aとスプライン結合している。そして、左インナープレート33Aは、左ドライブシャフト211Aと一体で回転するようになっている。
右側についても構成は同じである。
左アウタープレート32A及び左インナープレート33Aの間における摩擦力が大きくなり、左アウタープレート32Aから左インナープレート33Aに動力が伝達するようになっている。
<ピストン>
左ピストン34は、左端壁部31bの左側に配置されたリング状の部材であり、油圧に対応して、左アウタープレート32Aを左インナープレート33Aに向けて押圧する部材である。左ピストン34は、環状の受圧部34aと、周方向に等間隔で配置された複数の押圧片34bと、受圧部34a及び押圧片34bの間に介装されたニードルベアリング34cと、を備えている。受圧部34aは、左ケース110(図4参照)内に配置され、押圧片34bはクラッチハウジング31内に配置されている。
各押圧片34bは、左端壁部31bを貫通し、左アウタープレート32Aに向かって延びている。そして、受圧部34aに供給される油圧が高くなると、左ピストン34が右方に移動し、各押圧片34bの押圧力が大きくなり、左アウタープレート32A及び左インナープレート33Aの間における摩擦伝達力が大きくなる。なお、左ピストン34は、左リターンスプリング(図示しない)によって、油圧が0の場合に中立位置に戻るように付勢されている。
右ピストン35についても構成は同様であり、受圧部35a、押圧片35b、ニードルベアリング35cを備えている。
<リングギヤ、リングギヤシャフト>
リングギヤシャフト22は、リング状のリングギヤ21が固定された円筒状の部材である。リングギヤシャフト22は、左右方向に延びており、軸受321を介してケース100に軸線O2を中心として回転自在に支持されている。リングギヤシャフト22の左端は、クラッチハウジング31に固定されている。
<ケース>
ケース100は、その内部にドライブピニオンギヤ10等を収容する殻状の容器である。ケース100は、三分割されており、左側の左ケース110と、右前側の右ケース120と、中央の中央ケース130と、を備えている。左ケース110、右ケース120、中央ケース130は、例えば鋳造品であり、複数のボルト151によって相互に締結されている。そして、ケース100内の底部に、ピニオンギヤ12及びリングギヤ21の噛合部を主に潤滑すると共にクラッチ30を作動させる油の油溜り150が形成されている。
左ケース110は、右側が開口した円筒形状を呈している。左ケース110は左クラッチ30Aと右クラッチ30Bを内包すると共に、左クラッチ30Aを作動させる左ピストン34の受圧部34aが配置されている。
右ケース120は、前後方向に延びる円筒部121と、円筒部121の後側で左後側が開口した半球殻状の殻状部122と、を備えている。円筒部121は、ドライブピニオンギヤ10を回転自在で収容している。
殻状部122の前底部は、ポンプ50の外殻であるポンプハウジング123を構成している。ポンプハウジング123は、前後方向に延びる短円筒状の周壁部124と、周壁部124の後端から径方向内側に延びる円板状の底壁部125とを備えている。底壁部125の鉛直下側には、ポンプ50の前記した吸引領域に連通し前後方向に延びる入口ポート
125aが形成されている。吸入ポート125aの入口側開口は、油溜り150内に配置されている。これにより、油溜り150からポンプ50への吸込み流路が短くなり、油溜り150とポンプ50との距離が近づき、油溜り150の油が吸入ポート125aを介して良好に吸引され、空気の吸い込み現象が発生し難くなる。
中央ケース130は、左ケース110と右ケース120との間に挟まれて配置される略円盤状を呈していて、左ケース110の開口部を塞ぐ面には右クラッチ30Bを作動させる右ピストン35の受圧部35aが配置されると共に、右ケース120の開口部を塞ぐ面には軸受321を内嵌する孔が形成されている。
<ドライブピニオンギヤ−後軸部、前軸部>
後軸部13は、ドライブピニオンギヤ10の後端側(一端側)に形成された短円柱状の部分であって、駆動スプロケット41の軸心を貫通する貫通部である。後軸部13は、前側の取付部13aと、取付部13aから後側に延びる二面幅部13bと、を備えている。
取付部13aは、その外側に駆動スプロケット41が固定される円柱状の部分であり、その断面は円形である。取付部13aの外周面にはボール331の半径に相当する深さの嵌合穴13cが形成され、駆動スプロケット41の嵌合穴13cの内径はボール331の半径に相当する深さの溝41bが形成され、嵌合穴13cのボール331を配置することでドライブピニオンギヤ10と駆動スプロケット41の回り止めを行なっている。また、軸方向に抜け出さないように溝13dに差し込まれたC字形のスナップリング332で固定している。
なお、ドライブピニオンギヤ10と駆動スプロケット41の固定方法は、スプラインや焼き嵌め等によるものでも良い。
二面幅部13bは、駆動スプロケット41から後方に突出する略円柱状の部分であって、その外周面が部分的に切り欠かれ、軸線O1を挟んで対向する2つの切欠面13e(被係止面)を備えており、その断面は略角形である。すなわち、2つの切欠面13eは、二面幅部13bの径方向と垂直な方向(弦方向)に延びている。
これにより、スパナ等の適宜な工具で、2つの切欠面13eを径方向において挟持し周方向において係止することで、二面幅部13b(ドライブピニオンギヤ10)が非回転状態で保持されるようになっている。このようにして、ドライブピニオンギヤ10を非回転状態で保持できるので、前軸部14にナット352を螺合する際に、ドライブピニオンギヤ10を回り止め、つまり、ドライブピニオンギヤ10の共回りを防止できる。ただし、2つの切欠面13eが形成された二面幅部13bに限定されず、工具で挟持することで保持可能であれば、六角柱状、四角柱状で構成されてもよい。また、切欠面13eに限定されず、例えば、径方向外側に突出する突出片(被係止部)でもよい。
前軸部14は、円筒状のコンパニオンフランジ340とスプライン結合される部分である。コンパニオンフランジ340はプロペラシャフト(図示しない)と連結するためのフランジ継手である。なお、前軸部14の前側に雄ねじ14aが形成されており、これにナット352が螺合している。
≪終減速装置の作用、効果≫
終減速装置1によれば、次の作用効果を得る。
駆動スプロケット41と従動スプロケット42とが平行かつ鉛直下方に配置されるので、ドライブピニオンギヤ10の全長を伸ばさずにポンプ50を配置可能となる。これにより、ケース100及び終減速装置1を小型化できる。
また、ポンプ50はケース100の底部に配置されるので、ケース100の油溜り150とポンプ50との間に形成される吸入ポート125a(油の吸い込み流路)は短くなる。これにより、吸入ポート125aを短く形成することができ、ポンプ50は空気を吸い込み難くなる。したがって、ポンプ50の吐出性能の向上と安定を図ることができる。
≪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、動力伝達装置が終減速装置1に適用された構成を例示したが、その他に例えば、トランスファ装置に適用された構成でもよい。トランスファ装置は、FFベースの四輪駆動車に搭載され、エンジンから駆動輪である前ドライブシャフトに向かう動力を分岐させ、前後方向に延びるプロペラシャフトの前端に入力する装置である。この場合、プロペラシャフトの前端に固定された従動側のピニオンギヤが第1傘歯車を構成し、車幅方向に延びる軸線を中心として回転する駆動側のリングギヤ及びリングギヤの固定されたリングギヤシャフトが第2傘歯車を構成する。すなわち、第1傘歯車、第2傘歯車は、駆動側、従動側のいずれでもよい。
前記した実施形態では、第1回転体が駆動スプロケット41(第1スプロケット)であり、第2回転体が従動スプロケット42(第2スプロケット)である構成を例示したが、その他に例えば、第1回転体がドライブピニオンギヤ10に固定された歯付きの駆動プーリー(第1プーリー)であり、第2回転体がポンプ50の駆動軸に固定された歯付きの従動プーリー(第2プーリー)であって、駆動プーリー及び従動プーリーに架け渡されたベルトを備える構成としてもよい。すなわち、ドライブピニオンギヤ10の回転力が、駆動プーリー、従動プーリー及びベルトで構成されるベルト機構を介して、ポンプ50の駆動軸に伝達する構成でもよい。
また、第1回転体がドライブピニオンギヤ10に固定された駆動ギヤ(第1歯車)であり、第2回転体がポンプ50の駆動軸に固定されると共に前記駆動ギヤに噛合する従動ギヤ(第2歯車)を備える構成でもよい。すなわち、ドライブピニオンギヤ10の回転力が、駆動ギヤ及び従動ギヤで構成される歯車機構を介して、ポンプ50の駆動軸に伝達する構成でもよい。
前記した実施形態では、駆動スプロケット41がドライブピニオンギヤ10の後端に固定された構成を例示したが、その他に例えば、駆動スプロケット41がドライブピニオンギヤ10の前後方向中間位置に固定された構成でもよい。
≪第2実施形態≫
第2実施形態について、図5〜図6を参照して説明する。
駆動スプロケット41は、スナップリング332に代えて、ボルト333を使用して、ドライブピニオンギヤ10に固定することもできる。
駆動スプロケット41の後端面であって、ボルト333の挿通する挿通孔の周りには、4つの被係止穴43d(被係止部)が周方向において等間隔で形成し、駆動スプロケット41を非回転状態で保持するための工具が差し込まれる被係止穴43dを備える構成としてもよい。
1 終減速装置(動力伝達装置)
10 ドライブピニオンギヤ(第1傘歯車)
12 ピニオンギヤ
13 後軸部(貫通部)
13e 切欠面(被係止面)
21 リングギヤ(第2傘歯車)
30 クラッチ(油圧機器)
41 駆動スプロケット(第1回転体、第1スプロケット)
42 従動スプロケット(第2回転体、第2スプロケット)
50 ポンプ
51 外歯車
52 内歯車
53 カバー
53a 出口ポート
100 ケース
123 ポンプハウジング
125a 入口ポート
150 油溜り

Claims (6)

  1. 第1傘歯車と、
    前記第1傘歯車と噛合する第2傘歯車と、
    前記第1傘歯車と同軸で一体に回転する第1回転体と、
    前記第1回転体と平行に配置され、前記第1回転体からの動力で回転する第2回転体と、
    前記第1傘歯車、前記第2傘歯車、前記第1回転体及び前記第2回転体を収容し、前記第1傘歯車及び前記第2傘歯車の噛合部を潤滑する油の油溜りが形成されるケースと、
    前記ケースの底部に配置され、前記第2回転体の回転力で駆動し、前記油溜りの油を吸込み油圧機器に油圧を供給するポンプと、
    を備える
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  2. 前記第1回転体は第1スプロケットであり、前記第2回転体は第2スプロケットであり、
    前記第1スプロケット及び前記第2スプロケットに架け渡されたチェーンを備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
  3. 前記第1回転体は第1プーリーであり、前記第2回転体は第2プーリーであり、
    前記第1プーリー及び前記第2プーリーに架け渡されたベルトを備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
  4. 前記第1回転体は第1歯車であり、前記第2回転体は前記第1歯車に噛合する第2歯車である
    ことを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
  5. 前記第1傘歯車の一端側には前記第1回転体の軸心を貫通する貫通部が形成され、
    前記第1回転体から突出する前記貫通部の外周面には、弦方向に延びると共に前記第1傘歯車を非回転状態で保持する工具の係止する被係止面が形成されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の動力伝達装置。
  6. 前記第1回転体には、前記第1傘歯車を非回転状態で保持する工具の係止する被係止部が形成されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の動力伝達装置。
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