JP2018155272A - 動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】係合要素の回転軸線に対する軸倒れを抑制し、軸倒れによる異音の発生を防止する動力伝達装置を提供する。
【解決手段】本発明にかかる動力伝達装置（５）は、第１回転軸（４）及び第２回転軸（６）と、複数の第１摩擦材（５３）を有し前記第１回転軸と一体回転する第１係合要素（５１）と、複数の第２摩擦材（５４）を有し前記第２回転軸と一体回転する第２係合要素（５２）と、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが軸方向に沿って交互に積層されてなる摩擦係合部（Ｆ）と、軸方向に移動可能に設置され前記摩擦係合部を押圧して前記第１摩擦材と前記第２摩擦材とを係合させる押圧部材（５７）と、を具備し、前記第１係合要素は、互いに異なる径を有する内径側スラスト軸受（３１）及び外径側スラスト軸受（３２）によって軸方向に支持されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転体である係合要素の軸方向荷重をスラスト軸受にて支持する動力伝達装置に関する。
自動車の動力伝達装置として、例えば、特許文献１又は特許文献２に示すように、回転軸の外径側に設置したクラッチを備えるものがある。特許文献１又は特許文献２に記載の動力伝達装置は、同軸上に並べて配置された２つの回転軸の間で回転伝達の有無を切替可能なクラッチを備える。このクラッチは、一方の回転軸に固定された係合要素としてのクラッチガイドと、クラッチガイドの内周側で他方の回転軸に固定された係合要素としてのクラッチハブとを備える。また、クラッチは、クラッチガイド内で該クラッチガイドに固定された複数の摩擦材とクラッチハブに固定された複数の摩擦材とが軸方向に沿って交互に積層された摩擦係合部を備える。
さらに、上記のクラッチには、摩擦係合部を摩擦材の積層方向に沿って押圧するためのピストン部材と、ピストン部材を収容してなるピストンガイドと、ピストンハウジング内でピストン部材との間に画成されて、ピストン部材を摩擦係合部に向けて駆動するための油圧を発生するピストン室とが設けられている。これにより、ピストン室に発生する油圧でピストン部材が駆動されて、該ピストン部材によって摩擦係合部が押圧係合されることで、クラッチが締結するようになっている。
このようなクラッチにおいて、ピストン部材が摩擦係合部を押圧すると、摩擦係合部を介して、ピストン部材と対向するクラッチガイドが押圧される。ここで、従来は、特許文献１や特許文献２のように、クラッチガイドを１つの小径のスラスト軸受を配設することで、ピストン部材からの軸方向荷重を支持していた。
しかしながら、クラッチガイドの径と小径のスラスト軸受の径とが異なる場合、ピストン部材からの押圧力がクラッチガイドにかかると、クラッチガイドの一部をたわませるため、クラッチガイドに軸倒れが生じる。クラッチガイドに軸倒れが生じ、クラッチハブとの間の相対的な軸倒れが大きくなると、異音が生ずるおそれがあった。
特開２０１４−１７７９８０号公報 特開２０１４−２０６２２７号公報
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、係合要素の回転軸線に対する軸倒れを抑制し、軸倒れによる異音の発生を防止する動力伝達装置を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明にかかる動力伝達装置（例えば、実施形態におけるクラッチ装置５）は、同一の回転軸線を有する第１回転軸（例えば、実施形態におけるセンターシャフト４）及び第２回転軸（例えば、実施形態における出力シャフト６）と、複数の第１摩擦材（例えば、実施形態におけるセパレータプレート５３）を有し前記第１回転軸と一体回転する第１係合要素（例えば、実施形態におけるクラッチガイド５１）と、複数の第２摩擦材（例えば、実施形態におけるフリクションプレート５４）を有し前記第２回転軸と一体回転する第２係合要素（例えば、実施形態におけるクラッチハブ５２）と、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが軸方向に沿って交互に積層されてなる摩擦係合部（例えば、実施形態における摩擦係合部Ｆ）と、軸方向に移動可能に設置され前記摩擦係合部を押圧して前記第１摩擦材と前記第２摩擦材とを係合させる押圧部材（例えば、実施形態におけるピストン５７）と、を具備し、前記第１係合要素又は前記第２係合要素のうち前記摩擦係合部を介して前記押圧部材の反対側に位置する係合要素（例えば、実施形態におけるクラッチガイド５１）は、互いに異なる径を有する内径側スラスト軸受（例えば、実施形態における内径側スラスト軸受３１）及び外径側スラスト軸受（例えば、実施形態における外径側スラスト軸受３２）によって軸方向に支持されることを特徴とする。
このように、摩擦係合部を介して押圧部材の反対側に位置する係合要素を、径が異なる２つのスラスト軸受にて軸方向に支持することで、当該係合要素の軸方向の荷重を複数箇所で支持することになる。すると、押圧部材の押圧力によって摩擦係合部が押圧される場合、１箇所のみで当該係合要素の軸方向荷重を支持する場合と比較して、当該係合要素が回転軸線に対して倒れることを抑制する。これにより、係合要素の回転軸線に対する軸倒れを抑制し、軸倒れによる異音の発生を防止することができる。
また、上述の動力伝達装置において、前記外径側スラスト軸受は、前記押圧部材に対して径方向の位置が重なるように配設されることを特徴とする。
このように、外径側スラスト軸受が押圧部材に対して径方向に重なる位置に配設されることで、押圧部材から摩擦係合部を介して係合要素に作用する力と外径側スラスト軸受から係合要素に作用する力とが、径方向にずれない。これにより、係合要素の軸倒れを抑制することができる。
また、上述の動力伝達装置において、前記外径側スラスト軸受は、前記内径側スラスト軸受に対して軸方向に重なる位置に配設されることを特徴とする。
このように、外径側スラスト軸受が、内径側スラスト軸受に対して軸方向に重なる位置に配設されることで、装置の軸方向の大きさを小さく構成することができる。
また、上述の動力伝達装置において、前記内径側スラスト軸受及び前記外径側スラスト軸受は、スラスト針状軸受（例えば、実施形態におけるスラストニードルベアリング）であることを特徴とする。
このように、内径側スラスト軸受及び外径側スラスト軸受を、スラスト針状軸受とすることで、軸方向の荷重を効果的に支持することができる。
なお、上記の括弧内の文言及び符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の文言及び符号を本発明の一例として示したものである。
本発明にかかる動力伝達装置によれば、係合要素の相対的な軸倒れを抑制し、軸倒れによる異音の発生を防止することができる。
本実施形態のクラッチ装置を示す要部断面図である。 本実施形態の右のクラッチ装置の周辺部の説明図である。 スラスト軸受の配置による具体的効果を説明する図であり、（ａ）は、外径側スラスト軸受とピストンとの位置関係を示す図であり、（ｂ）は、外径側スラスト軸受と内径側スラスト軸受との位置関係を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態のクラッチ装置５を示す要部断面図である。本実施形態では、クラッチ装置５を有する駆動力伝達装置１００として油圧式の駆動力伝達装置１００を例示して説明する。駆動力伝達装置１００は、駆動シャフト１の回転を左右の駆動輪（図示せず）に配分するためのデフ機構である。駆動力伝達装置１００は、図示しないプロペラシャフトに結合する駆動シャフト１を有する。駆動シャフト１には図示しない駆動源からの駆動力が伝達される。
駆動力伝達装置１００は、駆動シャフト１と一体回転する駆動ベベルギヤ２と、該駆動ベベルギヤ２に噛み合う従動ベベルギヤ３と、駆動シャフト１に直交して配置され、従動ベベルギヤ３と一体回転するように結合されたセンターシャフト４と、を有する。また、センターシャフト４の左右に配置された左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒと、左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒによって伝達される各駆動力を左右の駆動輪（図示せず）にそれぞれ伝達する左右の出力シャフト６Ｌ，６Ｒと、を有する。センターシャフト４は左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒにとって入力軸に該当し、左右の出力シャフト６Ｌ，６Ｒは左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒにとって出力軸に該当する。
また、駆動力伝達装置１００は、左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒに、装置の作動及び潤滑を行うオイルを供給する電動オイルポンプ７と、電動オイルポンプ７から排出される各オイルの圧力を調圧する左右の調圧弁８Ｌ，８Ｒと、クラッチ装置５Ｌ，５Ｒを含む全体を覆う筐体であるハウジング９とを備える。
センターシャフト４には、従動ベベルギヤ３が固定されて、センターシャフト４の全体が一体回転する。センターシャフト４の左右端には、円周方向に複数のスプライン歯が形成され、対応する左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒの係合要素と一体回転するようにスプライン結合している。
センターシャフト４は、テーパ軸受１１，１２を介してデフ機構のハウジング９に軸受けされる。テーパ軸受１１は、その軸方向をハウジング９と従動ベベルギヤ３とにより挟み込まれることによって固定される。テーパ軸受１２は、その軸方向をハウジング９とセンターシャフト４とにより挟み込まれることによって固定されている。
電動オイルポンプ７は、回転動力を発生するモータ部７１と、その回転動力によってオイルをオイルストレーナから吸引して左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒへ圧送するポンプ部７２とから成り、ポンプ部７２はポンプシャフト７３上に左右２個の内接ギヤポンプ７４が直列に接続された２連ポンプ構造を成している。
なお、本実施形態では、例えば左の内接ギヤポンプ７４Ｌは左のクラッチ装置５Ｌにオイルを圧送し、右の内接ギヤポンプ７４Ｒは右のクラッチ装置５Ｒにオイルを圧送している。左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒの真横には、左右の調圧弁８Ｌ，８Ｒが、それぞれ略対称に配置されている。左右の調圧弁８Ｌ，８Ｒは、電磁調圧弁から成っている。
図２は、本実施形態の右のクラッチ装置５Ｒの周辺部の説明図であり、図１のＡ部拡大図である。左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒは、湿式多板クラッチから成っている。左右のクラッチ装置５Ｌ，５Ｒは同一の構成であるため、ここでは、クラッチ装置５Ｒについてのみ説明することとする。また、以降の説明では左又は右を意味する添字Ｌ，Ｒは、必要に応じて省略することとする。
図２に示すように、クラッチ装置５Ｒは、センターシャフト４と一体回転する入力側回転部材であるクラッチガイド５１と、出力シャフト６Ｒと一体回転する出力側回転部材のクラッチハブ５２とを有する。
クラッチガイド５１は、センターシャフト４にスプライン結合される内周円筒部５１ａと、外周円筒部５１ｂと、内周円筒部５１ａと外周円筒部５１ｂとを径方向に連結する中空円板状の円板状部５１ｃとから形成される。クラッチガイド５１の内周円筒部５１ａの根元寄りには、スプライン部５５が形成されており、該スプライン部５５は、センターシャフト４の右端にスプライン結合する。この構成により、クラッチガイド５１は、センターシャフト４と一体回転する。
クラッチハブ５２は、出力シャフト６Ｒにスプライン結合される内周円筒部５２ａと、外周円筒部５２ｂと、内周円筒部５２ａと外周円筒部５２ｂとを径方向に連結する中空円板状の円板状部５２ｃとから形成される。クラッチハブ５２の内周円筒部５２ａの根元寄りにはスプライン部５６が形成されており、該スプライン部５６は、出力シャフト６Ｒにスプライン結合する。この構成により、クラッチハブ５２は、出力シャフト６Ｒと一体回転する。
クラッチガイド５１とクラッチハブ５２とは、ボール軸受１３を介して相互に軸受けされ、相対回転可能である。一方、クラッチハブ５２は、ボール軸受１４を介して調圧弁８Ｒのケース５８に対して相対回転可能である。
クラッチガイド５１の外周円筒部５１ｂの内周面には、摩擦材として複数のセパレータプレート５３が、軸方向に所定間隔で並んでスプライン結合している。一方、クラッチハブ５２の外周円筒部５２ｂの外周面には、摩擦材として複数のフリクションプレート５４が、軸方向に所定間隔で並んでスプライン結合している。各セパレータプレート５３と各フリクションプレート５４とは軸方向に交互に積層するように配置され、摩擦係合部Ｆを構成している。
また、クラッチ装置５には、摩擦係合部Ｆを押圧するためのピストン５７が配設される。ピストン５７は、中空円環状であり、軸方向（図２の左方向）に移動可能に設置される。ピストン５７には、摩擦係合部Ｆを押圧する押圧部５７ａを有する。押圧部５７ａは、中空円環状のピストン５７の全体又はピストン５７の少なくとも一部に配置される。
ピストン５７は、ピストン室５９の油圧によって駆動され、摩擦係合部Ｆが必要なクラッチ締結量を得られるように制御される。クラッチ締結時には、ピストン５７の押圧部５７ａが摩擦係合部Ｆを押圧することにより、セパレータプレート５３とフリクションプレート５４とが摩擦係合する。
本実施形態において、摩擦係合部Ｆを介してピストン５７の反対側に位置する係合要素はクラッチガイド５１である。このため、クラッチ締結時には、ピストン５７の押圧部５７ａからの押圧力が、摩擦係合部Ｆを介してクラッチガイド５１に作用する。本実施形態では、当該押圧力に対して対抗しクラッチガイド５１を軸方向に支持するものとして、２つのスラスト軸受を有する。具体的には、クラッチガイド５１の円板状部５１ｃが、互いに異なる径を有する内径側スラスト軸受３１と外径側スラスト軸受３２とにより軸方向に支持される。
内径側スラスト軸受３１は、クラッチガイド５１とハウジング９との間に配設され、クラッチガイド５１の円板状部５１ｃの内径側を、軸方向に支持する。また、外径側スラスト軸受３２は、クラッチガイド５１とハウジング９との間に配設され、内径側スラスト軸受３１よりも大きい径で構成される。内径側スラスト軸受３１及び外径側スラスト軸受３２は、本実施形態では、ニードルベアリングを用いている。
次に、内径側スラスト軸受３１及び外径側スラスト軸受３２の位置関係を説明する。外径側スラスト軸受３２は、ピストン５７に対して、径方向に重なる位置に配設される。具体的には、図２における仮想線Ｌ１に示すように、外径側スラスト軸受３２は、ピストン５７の一部である押圧部５７ａに対して、径方向に重なっている。
また、外径側スラスト軸受３２は、内径側スラスト軸受３１に対して軸方向に重なる位置に配設される。具体的には、図２における仮想線Ｌ２に示すように、外径側スラスト軸受３２は、内径側スラスト軸受３１の一部に対して、軸方向に重なっている。
以上のように、本実施形態のクラッチ装置５においては、摩擦係合部Ｆを介してピストン５７の反対側に位置するクラッチガイド５１を、径が異なる２つのスラスト軸受にて軸方向に支持することで、当該係合要素の軸方向の荷重を複数箇所で支持することになる。すると、ピストン５７の押圧力によって摩擦係合部Ｆが押圧される場合、１箇所のみでクラッチガイド５１の軸方向荷重を支持する場合と比較して、クラッチガイド５１が回転軸線に対して倒れることを抑制する。これにより、クラッチガイド５１の回転軸線に対する軸倒れを抑制し、軸倒れによる異音の発生を防止することができる。
図３は、スラスト軸受の配置による具体的効果を説明する図であり、（ａ）は、外径側スラスト軸受３２とピストン５７との位置関係を示す図であり、（ｂ）は、外径側スラスト軸受３２と内径側スラスト軸受３１との位置関係を示す図である。
図３（ａ）の仮想線Ｌ１に示すように、外径側スラスト軸受３２がピストン５７に対して径方向に重なる位置に配設されることで、ピストン５７から摩擦係合部Ｆを介してクラッチガイド５１に作用する力Ｐ１と外径側スラスト軸受３２からクラッチガイド５１に作用する力Ｐ２とが、クラッチガイド５１の径方向にずれない。これにより、クラッチガイド５１の軸倒れを抑制することができる。
また、図３（ｂ）の仮想線Ｌ２に示すように、外径側スラスト軸受３２が内径側スラスト軸受３１に対して軸方向に重なる位置に配設されることで、装置の軸方向の大きさＷを、小さく構成することができる。
また、上述のクラッチ装置５において、内径側スラスト軸受３１及び外径側スラスト軸受３２は、スラストニードルベアリングであることを特徴とする。これにより、軸方向の荷重を効果的に支持することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
前述の実施形態においては、スラスト軸受として好適な形態としてスラストニードルベアリングを例示して説明したが、軸受の形状は、これに限るものではない。例えば、スラスト玉軸受等、他のスラスト軸受としてもよい。
１ …駆動シャフト
４ …センターシャフト（第１回転軸）
５Ｌ，５Ｒ …クラッチ装置（動力伝達装置）
６Ｌ，６Ｒ …出力シャフト（第２回転軸）
７ …電動オイルポンプ
８Ｌ，８Ｒ …調圧弁
９ …ハウジング
１１，１２ …テーパ軸受
３１ …内径側スラスト軸受
３２ …外径側スラスト軸受
５１ …クラッチガイド（第１係合要素）
５１ａ …内周円筒部
５１ｂ …外周円筒部
５１ｃ …円板状部
５２ …クラッチハブ（第２係合要素）
５２ａ …内周円筒部
５２ｂ …外周円筒部
５２ｃ …円板状部
５３ …セパレータプレート（第１摩擦材）
５４ …フリクションプレート（第２摩擦材）
５５ …スプライン部
５６ …スプライン部
５７ …ピストン（押圧部材）
５７ａ …押圧部
５８ …ケース
５９ …ピストン室
１００ …駆動力伝達装置
Ｆ …摩擦係合部

Claims (4)

  1. 同一の回転軸線を有する第１回転軸及び第２回転軸と、
    複数の第１摩擦材を有し前記第１回転軸と一体回転する第１係合要素と、
    複数の第２摩擦材を有し前記第２回転軸と一体回転する第２係合要素と、
    前記第１係合要素と前記第２係合要素とが軸方向に沿って交互に積層されてなる摩擦係合部と、
    軸方向に移動可能に設置され前記摩擦係合部を押圧して前記第１摩擦材と前記第２摩擦材とを係合させる押圧部材と、を具備し、
    前記第１係合要素又は前記第２係合要素のうち前記摩擦係合部を介して前記押圧部材の反対側に位置する係合要素は、互いに異なる径を有する内径側スラスト軸受及び外径側スラスト軸受によって軸方向に支持される
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  2. 前記外径側スラスト軸受は、前記押圧部材に対して径方向に重なる位置に配設される
    ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
  3. 前記外径側スラスト軸受は、前記内径側スラスト軸受に対して軸方向に重なる位置に配設される
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
  4. 前記内径側スラスト軸受及び前記外径側スラスト軸受は、ニードルベアリングである
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
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