JP4206347B2

JP4206347B2 - 車両用駆動力伝達装置

Info

Publication number: JP4206347B2
Application number: JP2004017350A
Authority: JP
Inventors: 秀幸斉藤; 邦彦鈴木; 正幸島田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: JP2004115019A

Description

本発明は、両回転軸間に配置されて、これら両回転軸間のトルク伝達を行う駆動力伝達装置に関する。

実公平３−４８３４号公報において、この種の駆動力伝達装置として、一方の回転軸に連結される外側回転部材と、同外側回転部材と同心的に位置して他方の回転軸に連結される内側回転部材と、同内側回転部材と前記外側回転部材間に位置して作動時にこれら両回転部材間のトルク伝達を行う摩擦クラッチを備え、外側回転部材の一端を両回転軸のいずれかの軸上に配置される固定部材、例えばディファレンシャルキャリヤ、トランスファーケース等にシール部材を介して液密的かつ回転可能に支持する形式の駆動力伝達装置が開示されている。
実公平３−４８３４号公報

上記形式の駆動力伝達装置においては、その搭載性等から軽量化が要請されており、特に、駆動力伝達装置が車両用駆動力伝達装置である場合には、車両への搭載性は勿論のこと、燃費の向上と静粛性等の面からも軽量化が要請されている。

この軽量化に対処する一手段としては、構造上の面から、外側回転部材をアルミニウム合金等の軽量な金属材料で構成することが考えられる。しかしながら、外側回転部材をアルミニウム合金等の軽量な金属材料で構成する場合には、外側回転部材のシール部材に対する摺接部位も軽量な金属材料となり、かかる金属材料が摩耗損傷し易いことから、上記摺接部位の摩耗損傷が助長されることになる。

上記摺接部位の摩耗損傷を回避するため、内側回転部材に連結したドライブピニオンシャフトをディファレンシャルキャリヤにシール部材を介して液密的かつ回転可能に支持する構成が考えられる。しかしながら、この構成では、シール部材との摺接部位の分だけドライブピニオンシャフトが軸方向に長くなり、加工量が多くなってコスト高になるとともに重量が増大する。また、軸方向に長くなって加工量が多くなった分、ドライブピニオンシャフトの軸心の精度を確保することが困難となり、さらには、駆動力伝達装置の重心がディファレンシャルから離れてしまうため、振動を引き起こすことになる。

本発明は、上記の問題を解消するため、有底筒状部材とその開口部を閉塞する端壁部材からなり一方の回転軸に連結される外側回転部材と、同外側回転部材と同心的に位置して前記端壁部材を貫通し他方の回転軸に連結される内側回転部材と、同内側回転部材と前記外側回転部材間に位置してこれら回転部材間のトルク伝達を行う摩擦係合手段を備え、前記外側回転部材を前記両回転軸のいずれかの軸上に配置した固定部材にシール部材を介して回転可能に液密的に支持した駆動力伝達装置において、前記外側回転部材を軽金属により形成し、前記内側回転部材が貫通する前記端壁部材の内側筒部に形成した段付内孔の前記固定部材側に位置する大径部に前記外側回転部材より高い硬度の金属からなる円筒状のリング部材を圧入により嵌合し、同リング部材の外周面に前記シール部材が摺接するようにしたことを特徴とする車両用駆動力伝達装置を提供するものである。

本発明の実施にあたっては、前記リング部材として表面硬化処理を施した鉄製のリング部材を採用して、同リング部材の内径部にて前記内側回転部材を軸承するのが望ましい。なお、前記外側回転部材が前記シール部材を介して支持される固定部材は、当該車両に搭載したディファレンシャルキャリア又はトランスファケースに設けられる。

上記のように構成した車両駆動力伝達装置においては、外側回転部材を構成する端壁部材の内側円筒部に形成した段付内孔の前記固定部材側に位置する大径部に前記外側回転部材より高い硬度の金属からなる円筒状のリング部材を圧入により嵌合して同リング部材の外周面に前記シール部材が摺接するようしたことにより、外側回転部材をアルミニウム合金等の軽量金属により形成してシール部材との摺接部位の磨耗をきたすことなく装置を軽量化することができて、この種の車両用駆動力伝達装置の搭載性を向上させることができる。また、ドライブピニオンシャフトを軸方向に長くする必要がないため、製造が困難になることがないとともに、重量の増大を回避することができる。さらに、ドライブピニオンシャフトを軸方向に長くする必要がないため、製造が容易になるとともに重量の増大を回避することができる。

また、上記のリング部材を外側回転部材の摺接部位として機能させることができるとともに、同リング部材を内側回転部材と外側回転部材間でのメタル軸受けとして機能させることができる。これにより、外側回転部材の摺接部位の硬度を効果的に増強させることができるとともに、従来必要とされていた外側回転部材と内側回転部材間に介在させるメタル軸受等の軸受を省略することができる。

以下、本発明を図面に基づいて説明すると、図１には、本発明による車両用駆動力伝達装置１０を搭載した四輪駆動車の一例が示されている。この駆動力伝達装置１０は、図２に示したように、四輪駆動車における後輪側への駆動力伝達経路に配設される。

この四輪駆動車において、トランスアクスル２１は、トランスミッション、トランスファ、およびフロントディファレンシャルを一体に備えているもので、エンジン２２の駆動力を両アクスルシャフト２３ａへ出力して左右の前輪２３ｂを駆動させるとともに、プロペラシャフト２４側に出力する。プロペラシャフト２４は、駆動力伝達装置１０を介してリヤディファレンシャル２５に連結しており、プロペラシャフト２４とリヤディファレンシャル２５がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力はリアディファレンシャル２５に伝達され、同ディファレンシャル２５から両アクスルシャフト２６ａへ出力されて左右の後輪２６ｂを駆動させる。

駆動力伝達装置１０は、リアディファレンシャル２５を収容するディファレンシャルキャリヤ２７に支持されていて、同キャリヤ２７を介して車体に支持されている。しかして、駆動力伝達装置１０は、図１に示すように、外側回転部材であるアウタケース１０ａ、内側回転部材であるインナシャフト１０ｂ、クラッチ機構１０ｃ、およびパイロット機構１０ｄを備えている。

図２に示したように、アウタケース１０ａは、有底筒状のフロントハウジング１１ａと、フロントハウジング１１ａの後端開口部に螺着されて同開口部を覆蓋するリヤハウジング１１ｂとからなるもので、フロントハウジング１１ａとリヤハウジング１１ｂは共にアルミニウム合金にて形成されている。このアウタケース１０ａにおいては、フロントハウジング１１ａの前端部にて、プロペラシャフト２４にトルク伝達可能に連結されるとともに、ドライブピニオンシャフト２８に回転可能に支持され、かつ、リヤハウジング１１ｂの後端部にてディファレンシャルキャリヤ２７に支持される。

インナシャフト１０ｂは、リヤハウジング１１ｂの中央部を液密的に貫通した状態でフロントハウジング１１ａ内に挿入されていて、軸方向の移動を規制された状態で、フロントハウジング１１ａとリヤハウジング１１ｂに回転可能に支持されている。インナシャフト１０ｂには、ドライブピニオンシャフト２８の先端部が挿入されてトルク伝達可能に連結される。

クラッチ機構１０ｃは、湿式多板式の摩擦クラッチであって、多数のクラッチプレート（インナクラッチプレート１２ａ、アウタクラッチプレート１２ｂ）を備えており、フロントハウジング１１ａの奥壁側に配設されている。摩擦クラッチ１０ｃを構成する各インナクラッチプレート１２ａは、インナシャフト１０ｂの外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各アウタクラッチプレート１２ｂは、フロントハウジング１１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレート１２ａと各アウタクラッチプレート１２ｂとは交互に位置して、互いに当接して摩擦係合するとともに、互いに離間して自由状態になる。

パイロット機構１０ｄは、作動ピストン１３、ロータ１４、およびリヤハウジング１１ｂにて構成されている。作動ピストン１３はアルミニウム合金にて形成されているもので、クラッチ機構１０ｃの一側にてフロントハウジング１１ａとインナシャフト１０ｂ間に軸方向へ移動可能に組付けられている。但し、作動ピストン１３は、フロントハウジング１１ａに対しては液密的で一体回転可能に、インナシャフト１０ｂに対しては液密的で相対回転可能に組付けられている。これにより、作動ピストン１３はリヤハウジング１１ｂとともに、作動流体、例えばシリコンオイル等高粘性流体を収容する滞留室Ｒを構成している。

ロータ１４は鉄にて形成されているもので、インナシャフト１０ｂの外周に一体回転可能に組付けられて滞留室Ｒ内に位置している。このロータ１４は、外周側に延びる複数のベーン部１４ａを備え、滞留室Ｒを複数の圧力室に区画している。

パイロット機構１０ｄにおいては、アウタケース１０ａとインナシャフト１０ｂとの相対回転時、ロータ１４が作動ピストン１３およびリヤハウジング１１ｂに対して相対回転して滞留室Ｒの各圧力室内に、その相対回転に応じた圧力を発生させ、発生した圧力は作動ピストン１３に対して推力として付与される。

しかして、上記の駆動力伝達装置１０は、ディファレンシャルキャリア２７に対しては、リヤハウジング１１ｂの内側筒部１１ｂ1の外周にてシール部材１５を介して液密的に支持される。このシール部材１５は、ディファレンシャルキャリア２７に固定されており、リヤハウジング１１ｂに摺接するようになっている。この車両用駆動力伝達装置においては、リヤハウジング１１ｂのシール部材１５に対する摺接部位の硬度増強手段として、図２および図３に示すように、段付リング１１ｃを採用している。段付リング１１ｃは、大径筒部１１ｃ1と小径筒部１１ｃ2が一体の筒状のものであり、鉄製の段付き筒体に軟窒化処理等の表面硬化処理が施されている。

上記の駆動力伝達装置１０においては、アウタケース１０ａを構成するリヤハウジング１１ｂの内側筒部１１ｂ1が短尺に形成されていて、内側筒部１１ｂ1の段付内孔が先端側（図示右側）で大径に形成されている。図3に示したように、段付リング１１ｃは、この内側筒部１１ｂ1の段付内孔内にその小径筒部１１ｃ２を圧入により嵌合して、リヤハウジング１１ｂと一体化されている。段付リング１１ｃは、この状態では、その大径筒部１１ｃ1がシール部材１５側に延出されてその外周面が同シール部材１５の内周面に摺接するように位置し、かつ、その小径筒部１１ｃ2がインナシャフト１０ｂ側に延出されてその内周面が同インナシャフト１０ｂの外周面に摺接するように位置している。

上記の構成においては、段付リング１１ｃの大径筒部１１ｃ1をリヤハウジング１１ｂのシール部材１５に対する摺接部位として機能させることができるとともに、同段付リング１１ｃの小径筒部１１ｃ２をインナシャフト１０ｂとリヤハウジング１１ｂ間でのメタル軸受として機能させることができる。これにより、リヤハウジング１１ｂの摺接部位の硬度を効果的に増強させることができるとともに、従来必要とされているインナシャフト１０ｂとリヤハウジング１１ｂ間に介在させるメタル軸受等を省略することができる。

図４には、硬度増強手段として、図２および図３に示した段付リング１１ｃに換えて、筒状リング１１ｄを採用した例が示されている。筒状リング１１ｄは同一径からなる筒体であって、段付リング１１ｃと同一の材料で形成されている。筒状リング１１ｄは、リヤハウジング１１ｂの内側筒部１１ｂ1の内孔内に圧入により嵌合されて、リヤハウジング１１ｂと一体化されており、この状態では、筒状リング１１ｄの一端側がシール部材１５側に延出されて、同筒状リング１１ｄの外周面がシール部材１５の内周面に摺接し、かつ、筒状リング１１ｄの他端側がインナシャフト１０ｂ側に延出されて、同筒状リング１１ｄの内周面がインナシャフト１０ｂの外周面に摺接している。これにより、筒状リング１１ｄは段付リング１１ｃと同様に機能し、かつ、同様の作用効果を奏するものである。

上述した駆動力伝達装置１０は、従来のこの種形式の車両用駆動力伝達装置と同様に、プロペラシャフト２４とドライブピニオンシャフト２８間に相対回転が生じて、アウタケース１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が生じると、パイロット機構１０ｄに推力が発生して作動ピストン１３を軸方向へ押圧してクラッチ機構１０ｃを摩擦係合させる。これにより、クラッチ機構１０ｃは、アウタケース１０ａとインナシャフト１０ｂ間で、プロペラシャフト２４とドライブピニオンシャフト２８間の相対回転に応じたトルク伝達を行い、車両を四輪駆動状態とする。

ところで、この車両用駆動力伝達装置１０においては、外側回転部材であるアウタケース１０ａにおけるシール部材１５に対する摺接部位に硬度増強手段である鉄製の段付リング部材１１ｃ又は筒状リング１１ｄを圧入により嵌合したことにより、アウタケース１０ａをアルミニウム合金によって形成してその磨耗をきたすことなく軽量化することができる。これにより、車両用駆動力伝達装置１０の車体への搭載性を向上させることができるとともに、車両の燃費の向上と静粛性等をも図ることができる。また、ドライブピニオンシャフト２８を軸方向に長くする必要がないので、製造が困難となることもない。

なお、この実施形態では、アウタケース１０ａをディファレンシャルキャリヤ２７にシール部材１５を介して液密的かつ回転可能に支持する形式の駆動力伝達装置１０について説明したが、本発明は他の形式、例えばアウタケース１０ａをトランスファケースにシール部材を介して液密的かつ回転可能に支持する形式の駆動力伝達装置にも適用できる。また、この実施形態では、湿式多板の摩擦クラッチを備えた駆動力伝達装置１０の例について説明したが、本発明は例えばビスカスカップリング等の他の形式の駆動力伝達装置にも適用できるものである。

本発明による車両用駆動力伝達装置を搭載した四輪駆動車の構成を概略的に示すスケルトン図である。図１に示した車両用駆動力伝達装置におけるアウタケースを構成するリヤハウジングの支持部分を示す断面図である。図２の部分拡大断面図である。図２に示したリヤハウジングの支持部分の他の実施形態を示す拡大断面図である。

符号の説明

１０…駆動力伝達装置、１０ａ…アウタケース、１０ｂ…インナシャフト、１０ｃ…クラッチ機構、１０ｄ…パイロット機構、１１ａ…フロントハウジング、１１ｂ…リヤハウジング、１１ｂ1…内側筒部、１１ｃ…円筒状の段付リング、１１ｃ1…大径筒部、１１ｃ2…小径筒部、１１ｄ…筒状リング、１２ａ…インナクラッチプレート、１２ｂ…アウタクラッチプレート、１３…作動ピストン、１４…ロータ、１４ａ…ベーン部、１５…シール部材、２１…トランスアクスル、２２…エンジン、２３ａ…アクスルシャフト、２３ｂ…前輪、２４…プロペラシャフト、２５…リヤディファレンシャル、２６ａ…アクスルシャフト、２６ｂ…後輪、２７…ディファレンシャルキャリヤ、２８…ドライブピニオンシャフト、Ｒ…滞留室。

Claims

有底筒状部材とその開口部を閉塞する端壁部材からなり一方の回転軸に連結される外側回転部材と、同外側回転部材と同心的に位置して前記端壁部材を貫通し他方の回転軸に連結される内側回転部材と、同内側回転部材と前記外側回転部材間に位置してこれら回転部材間のトルク伝達を行う摩擦係合手段を備え、前記外側回転部材を前記両回転軸のいずれかの軸上に配置した固定部材にシール部材を介して回転可能に液密的に支持した駆動力伝達装置において、
前記外側回転部材を軽金属により形成し、前記内側回転部材が貫通する前記端壁部材の内側筒部に形成した段付内孔の前記固定部材側に位置する大径部に前記外側回転部材より高い硬度の金属からなる円筒状のリング部材を圧入により嵌合し、同リング部材の外周面に前記シール部材が摺接するようにしたことを特徴とする車両用駆動力伝達装置。
前記リング部材が、前記段付内孔の大径部に圧入により嵌合される小径筒部を有する段付リングであって、同段付リングの大径部外周面に前記シール部材が摺接するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力伝達装置。
前記リング部材として表面硬化処理を施した鉄製のリング部材を採用して、同リング部材の内径部にて前記内側回転部材を軸承するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動力伝達装置。
有底筒状部材とその開口部を閉塞する端壁部材からなり一方の回転軸に連結される外側回転部材と、同外側回転部材と同心的に位置して前記端壁部材を貫通し他方の回転軸に連結される内側回転部材と、同内側回転部材と前記外側回転部材間に位置してこれら回転部材間のトルク伝達を行う摩擦係合手段を備え、前記外側回転部材を前記両回転軸のいずれかの軸上に配置した固定部材にシール部材を介して回転可能に液密的に支持した駆動力伝達装置において、
前記外側回転部材をアルミニウム合金により形成し、前記内側回転部材が貫通する前記端壁部材の内側円筒部に形成した段付内孔の前記固定部材側に位置する大径部に表面硬化処理を施した鉄製の段付リングの小径部を圧入により嵌合し、同段付リングの大径部外周面に前記シール部材が摺接するようにしたことを特徴とする車両用駆動力伝達装置。