JP4313578B2

JP4313578B2 - トルク伝達装置

Info

Publication number: JP4313578B2
Application number: JP2003002508A
Authority: JP
Inventors: 正夫寺岡; 正夫舘野
Original assignee: Ｇｋｎドライブライントルクテクノロジー株式会社
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-08
Also published as: JP2004211875A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のトルク伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のトルク伝達装置としては、例えば図６に示すようなものがある。この図６は、リヤデファレンシャル装置へトルク伝達を行うドライブピニオンシャフト及びその周辺の断面図を示している。
【０００３】
図６のように、ドライブピニオンシャフト１０１は、その端部にドライブピニオンギヤ１０３を備えている。ドライブピニオンギヤ１０３は、デフキャリア１０５内に支持されたリヤデファレンシャル装置１０７のリングギヤ１０９に噛み合っている。
【０００４】
前記ドライブピニオンシャフト１０１には、プリロードを与えたユニットベアリング１１１がドライブピニオンギヤ１０３に隣接して設けられている。ユニットベアリング１１１は、デフキャリア１０５側の軸支持部１１３に取り付けられている。
【０００５】
前記ユニットベアリング１１１に隣接してオイルシール１１５が配置されている。オイルシール１１５は、デフキャリア１０５とドライブピニオンシャフト１０１の外周に備えられたスペーサ１１との間に設けられている。
【０００６】
そして、プロペラシャフトからリヤドライブシャフト１１９に伝達されたトルクは、ドライブピニオンシャフト１０１からドライブピニオンギヤ１０３を介しリングギヤ１０９に伝達され、リヤデファレンシャル装置１０７へトルク伝達が行われる。
【０００７】
この場合、前記プリロードが与えられたユニットベアリング１１１によって、ドライブピニオンシャフト１０１に外力が働いてもその変位を少なくすることができ、確実な支持を行うことができる。また、オイルシール１１５によって、ユニットベアリング１１１を通じたデフキャリア１０５内外のシールを行うことができる（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２−２８６４３２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造では、オイルシール１１５がデフキャリア１０５とドライブピニオンシャフト１０１側のスペーサ１１７との間に設けられているため、オイルシール１１５を、ユニットベアリング１１１を取り付けたドライブピニオンシャフト１０１とは別に取り扱わなければならず、組み付け、部品管理が煩雑であるという問題がある。
【００１０】
また、ユニットベアリング１１１は、デフキャリア１０５側の軸支持部１１３に嵌合して取り付けられており、ドライブピニオンギヤ１０３とリングギヤ１０９との噛み合い反力を、ユニットベアリング１１１を介して軸支持部１１３側に受けるようにしているため、ユニットベアリング１１１を予め取り付けたドライブピニオンシャフト１０１を、デフキャリア１０５内側から軸支持部１１３に装着する取付構造に限られてしまい、装着自由度が狭いという問題があった。
【００１１】
本発明は、組み付け、部品管理を容易にすると共に、装着の自由度を拡大することのできるトルク伝達装置の提供を課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、トルク伝達を行う回転軸の端部に、相手ギヤに噛み合うギヤ部を設け、前記回転軸に、前記ギヤ部に隣接して軸受を設け、前記軸受のアウターレースに、相手側ケースに締結するための締結部を設け、前記アウターレースと前記締結部との間に周回状のリブを突設し、前記リブを、前記軸受を通じた相手側ケース内外のシールを行うシール部材の支持部とし、前記リブを、前記アウターレースの前記相手側ケースの取付穴に嵌合させる外周径よりも外周側且つ前記締結部の内周側で該締結部を相手側ケースに締結固定するボルトの頭部の内周側に配置すると共に前記アウターレースの前記相手側ケースの取付穴に嵌合させる外周の逆側軸方向へ円筒状に突設したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載のトルク伝達装置であって、前記シール部材は、前記リブと前記軸受のインナーレースとの間に設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１記載のトルク伝達装置であって、前記シール部材は、前記リブに支持されたシールブラケットと前記回転軸側との間に設けたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の発明では、トルク伝達を行う回転軸の端部のギヤ部から、相手ギヤにトルク伝達を行うことができる。回転軸には前記ギヤ部に隣接して軸受が設けられ、この軸受のアウターレースに設けられた締結部によって相手側ケースに締結固定することができる。この締結固定は、相手側ケースの内外いずれからでも行うことが可能となり、軸受を設けた回転軸の相手側ケースへの装着自由度を拡大することができる。
【００１６】
また、前記アウターレースに、前記締結部と前記軸受のアウターレースとの間に周回状のリブを突設し、前記リブを前記軸受を通じた相手側ケース内外のシールを行うシール部材の支持部としたため、シール部材を、軸受を取り付けた回転軸側に予め組み付けることが可能となる。従って、シール部材を、軸受を予め組み付けた回転軸と共に一体に取り扱うことができ、組み付け、部品管理を容易にすることができる。
【００１７】
さらに、前記アウターレースと前記締結部との間に突設した周回状のリブは、アウターレースと締結部との間で補強作用を奏することができ、締結部による相手側ケースに対する軸受の取り付けを確実且つ強固に行うことができる。
【００１８】
請求項２の発明では、請求項１の発明の効果に加え、前記シール部材は前記リブと前記軸受のインナーレースとの間に設けたため、シール部材の配置スペースを少なくすることができ、軸受周辺をコンパクトにすることができる。
【００１９】
従って、その分回転軸の長さも短くすることが可能となり、例えばプロペラシャフトに自在継手を介して結合されるドライブピニオンシャフトの場合には、プロペラシャフトの長さをその分長くすることができ、自在継手のジョイントアングルを減少して振動低減や摩耗低減を図ることができる。
【００２０】
請求項３の発明では、請求項１の発明の効果に加え、前記シール部材は前記リブに支持されたシールブラケットと前記回転軸側との間に設けたため、シール部材を、軸受のインナーレースと比較して回転軸側のより径の小さな部分に摺接させることができ、シール部材と回転軸側との間の摺接速度をより減少させ、シール部材の耐久性を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１，図２は本発明の第１実施形態に係り、図１は四輪駆動車のトルク伝達系統を示すスケルトン平面図、図２は第１実施形態のトルク伝達装置の断面図である。
【００２２】
図１のように、トルク伝達装置１は、トランスファ３の相手側ケースであるトランスファケース５に取り付けられている。トランスファケース５内には、伝導軸７が回転自在に支持されている。伝導軸７には傘歯車９と、平歯車１１とが設けられている。傘歯車９は、トルク伝達装置１側に噛み合い、平歯車１１は、フロントデファレンシャル装置１３のデフケース１５側に取り付けられた平歯車１７に噛み合っている。
【００２３】
前記フロントデファレンシャル装置１３には、エンジン１９からトランスミッション２１を介して、リングギヤ２３にトルクが入力されるようになっている。フロントデファレンシャル装置１３には、左右のアクスルシャフト２５，２７を介して、左右の前輪２９，３１が結合されている。
【００２４】
前記トルク伝達装置１には、自在継手３３を介して、フロントプロペラシャフト３５が結合されている。フロントプロペラシャフト３５には、自在継手３７を介して粘性流体カップリング３９が結合され、粘性流体カップリング３９には自在継手４１を介してリヤプロペラシャフト４３が結合されている。リヤプロペラシャフト４３には、自在継手４５を介してトルク伝達装置４７が結合されている。トルク伝達装置４７は、前記トルク伝達装置１とほぼ同一構成となっている。
【００２５】
前記トルク伝達装置４７は、リヤデファレンシャル装置４９の相手側ケースとしてのデフキャリア５１に取り付けられている。トルク伝達装置４７側には、リヤデファレンシャル装置４９のリングギヤ５３が噛み合っている。リヤデファレンシャル装置４９には、左右のアクスルシャフト５５，５７を介して、左右の後輪５９，６１が連結されている。
【００２６】
従って、エンジン１９からトランスミッション２１を介して、フロントデファレンシャル装置１３のリングギヤ２３にトルクが入力されると、一方ではアクスルシャフト２５，２７を介して左右の前輪２９，３１へトルク伝達が行われる。また他方では、デフケース１５、平歯車１７，１１、伝導軸７、傘歯車９を介してトルク伝達装置１へトルク伝達が行われる。トルク伝達装置１からは、自在継手３３、フロントプロペラシャフト３５、自在継手３７、粘性流体カップリング３９、自在継手４１、リヤプロペラシャフト４３、自在継手４５、トルク伝達装置４７を介して、リヤデファレンシャル装置４９のリングギヤ５３にトルク伝達が行われる。リヤデファレンシャル装置４９からは、アクスルシャフト５５，５７を介して、左右の後輪５９，６１へトルク伝達が行われる。
【００２７】
前記トルク伝達装置１の詳細は、図２のようになっている。なお、前記リヤ側のトルク伝達装置４７もトルク伝達装置１とほぼ同一構成となっているため、トルク伝達装置１についてその詳細を説明し、トルク伝達装置４７については、代表的な構成にトルク伝達装置１と対応する符号を付し、その説明は省略する。
【００２８】
図２のように、前記トルク伝達装置１は、トルク伝達を行う回転軸６３の端部に相手ギヤである前記傘歯車９に噛み合うギヤ部としてピニオンギヤ６５が設けられている。回転軸６３には、その中間部にねじ部６７が設けられている。また図２では図示はしないが、回転軸６３のピニオンギヤ６５とは反対側の端部に、前記自在継手３３側が結合されている。
【００２９】
前記ピニオンギヤ６５に隣接して、前記回転軸６３の外周面には、軸受６９が設けられている。軸受６９は、本実施形態において、プリロードを与えたユニットベアリングで構成されている。軸受６９は、回転軸６３の回転軸芯方向に並設された２個のインナーレース７１ａ，７１ｂと、１個のアウターレース７３との間に、テーパーローラ７５ａ，７６ｂが傾斜して配置されたものである。
【００３０】
前記インナーレース７１ａ，７１ｂは、前記回転軸６３の外周面に圧入されている。前記回転軸６３のねじ部６７に、ワッシャ７７を介して、ナット７９が締め込まれ、軸受６９のインナーレース７１ａ，７１ｂをピニオンギヤ６５に対して締め込み、軸受６９にプリロードを与えている。
【００３１】
前記アウターレース７３は、トランスファケース５に設けられた取付穴７６に嵌合している。取付穴７６に対するアウターレース７３の嵌合は、例えば緩み嵌めとなっているが、圧入することも可能である。前記取付穴７６の内周径は、前記ピニオンギヤ６５よりも僅かに大きく形成されている。
【００３２】
前記アウターレース７３には、前記トランスファケース５に締結するための締結部８１が周回フランジ状に設けられている。締結部８１は、周方向複数箇所において、複数のボルト８３により前記トランスファケース５に締結固定されている。
【００３３】
前記アウターレース７３と前記締結部８１との間には、周回状のリブ８５が設けられている。リブ８５は、アウターレース７３と締結部８１との間を区分け且つ補強している。従って、トランスファケース５に対する締結部８１を介した軸受６９の取り付けを確実且つ強固に行わせることができる。
【００３４】
前記リブ８５は、前記インナーレース７１ａの端部外周を包囲するように形成されている。リブ８５は、前記軸受６９を通じたトランスファケース５内外のシールを行うシール部材としてのオイルシール８７の支持部としても構成されている。すなわち前記オイルシール８７は、リブ８５の内周面と、前記インナーレース７１ａの端部外周面との間に設けられている。
【００３５】
従って、シール８７により、リブ８５とインナーレース７１ａとの間を閉止することができ、軸受６９を通じたトランスファケース５内外のシールを行うことができる。
【００３６】
組み付けに際しては、トランスファ３に回転軸６３側を組み付ける前に、回転軸６３に軸受６９及びオイルシール８７等を組み付けてユニット化する。すなわち、まず軸受６９のリブ８５とインナーレース７１ａとの間にオイルシール８７を組み付ける。この軸受６９を回転軸６３に嵌め込む。回転軸６３にワッシャ７７を介してナット７９を嵌め込み、ねじ部６７にナット７９を締め込む。この締め込みによりインナーレース７１ａ，７１ｂをピニオンギヤ６５に対して締結し、軸受６９にプリロードを与える。
【００３７】
この状態で、回転軸６３をピニオンギヤ６５側からトランスファケース５の取付穴７６に挿通し、軸受６９のアウターレース７３を取付穴７６に嵌め込む。この嵌め込みで、ピニオンギヤ６５が傘歯車９に噛み合う。
【００３８】
次いで、締結部８１をボルト８３によってトランスファケース５に締結固定する。この締結固定で、トルク伝達装置１をトランスファケース５に取り付けることができる。
【００３９】
そして、前記のように伝導軸７から傘歯車９に伝達されたトルクは、ピニオンギヤ６５から回転軸６３に伝達される。このトルク伝達の際、前記回転軸６３は、前記軸受６９によってトランスファケース５側に確実に支持され、トランスファケース５に対し円滑に回転することができる。このとき軸受６９には、プリロードが働いているため、傘歯車９とピニオンギヤ６５との間の噛み合い反力等があっても、回転軸６３を正確に支持することができる。
【００４０】
しかも、前記リブ８５によって前記のようにアウターレース７３と締結部８１との間を補強しているため、軸受６９を含めた回転軸６３側のユニットを締結部８１によってトランスファケース５に対し確実且つ強固に取り付けることができ、回転軸６３の回転支持をより確実に行うことができる。
【００４１】
前記回転軸６３側のユニットの締結固定は、トランスファケース５の内外いずれからでも行うことが可能となり、軸受６９を設けた回転軸６３のトランスファケース５への装着自由度を拡大することができる。
【００４２】
前記シール部材８７を、軸受６９を予め組み付けた回転軸６３のユニットと共に一体に取り扱うことができ、組み付け、部品管理を容易にすることができる。
【００４３】
前記シール部材８７は、前記リブ８５と前記軸受６９のインナーレース７１ａとの間に設けたため、シール部材８７の配置スペースを少なくすることができ、軸受６９周辺をコンパクトにすることができる。
【００４４】
従って、その分、回転軸６３の長さも短くすることが可能となり、プロペラシャフトの長さをその分長くすることができ、自在継手３３のジョイントアングルを減少して振動低減や摩耗低減を図ることができる。
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態を示し、トルク伝達装置１Ａの断面図を示している。なお、基本的には第１実施形態と同様な構成であり、第１実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００４５】
本実施形態では、シール部材であるオイルシール８７Ａが、前記リブ８５に支持されたシールブラケット８９と、回転軸６３側であるその外周面との間に設けられたものである。すなわち、シールブラケット８９は、概ね円筒状に形成され、大径の圧入部９１と、小径のシール固定部９３とを備えている。大径の圧入部９１は、前記リブ８５の内周面に圧入固定されている。
【００４６】
前記シール固定部９３には、オイルシール８７Ａが固定されている。オイルシール８７Ａは、回転軸６３の外周面に摺接している。
【００４７】
従って、オイルシール８７Ａと、シールブラケット８９とにより、軸受６９側のリブ８５と、回転軸６３外周面との間を閉止することができ、軸受６９を通じたトランスファケース５内外のシールを行うことができる。
【００４８】
組み付けに際しては、予め、シール固定部９３にオイルシール８７Ａを固定したシールブラケット８９を、圧入部９１においてリブ８５の内周面に圧入する。オイルシール８７Ａ等を組み付けた回転軸６３のトランスファケース５側への組付けは、第１実施形態と同様である。
【００４９】
従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様な作用効果を奏することができる。また、本実施形態では、シール部材８７Ａを軸受６９のインナーレース７１ａと比較して、回転軸６３側のより径の小さな面に摺接させることができ、シール部材８７Ａと回転軸６３側との間の摺接速度をより減少させ、シール部材８７Ａの耐久性を向上させることができる。
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係り、トルク伝達装置１Ｂの断面図を示している。なお、基本的には第１実施形態と同様な構成であり、第１実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００５０】
本実施形態では、回転軸６３Ｂに設けられたねじ部６７Ｂに継手９５がねじ込まれ、この継手９５によって軸受６９のインナーレース７１ａ，７１ｂをピニオンギヤ６５に対し締結し、軸受６９にプリロードを与える構成となっている。
【００５１】
前記継手９５の端部は、回転軸６３の端部にワッシャ９７を介して締結されたナット９９によってロックされている。シールブラケット８９Ｂは、第２実施形態のシールブラケット８９とほぼ同形状を呈しているが、シールブラケット８９Ｂの圧入部９１Ｂは、リブ８５の外周面に圧入固定されている。
【００５２】
前記シールブラケット８９のシール固定部９３Ｂには、オイルシール８７Ｂが固定され、このオイルシール８７Ｂが回転軸６３Ｂ側を構成する継手９５の外周面に摺接している。
【００５３】
組み付けに際しては、予め、シール固定部９３Ｂにオイルシール８７Ｂを固定したシールブラケット８９Ｂを、圧入部９１Ｂにおいてリブ８５の外周面に圧入する。次いで、継手９５をねじ部６７Ｂに締め込んで軸受６９にプリロードを与える。ワッシャ９７を介してナット９９を締結し、継手９５をロックする。オイルシール８７Ｂ等を組み付けた回転軸６３Ｂのトランスファケース５側への組付けは、第１実施形態と同様である。
【００５４】
従って、本実施形態においても、第２実施形態とほぼ同様な作用効果を奏することができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては、オイルシール８７Ｂと継手９５との間の摺接速度は、第２実施形態よりも若干速くなるが、第１実施形態よりも摺接速度を遅くすることができ、オイルシール８７Ｂの耐久性を向上することができる。
（第４実施形態）
図５は第４実施形態に係り、トルク伝達装置１Ｃの断面図を示している。なお、基本的には第３実施形態と同様な構成であり、第３実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００５６】
本実施形態は、第３実施形態に対し第１実施形態のシール構造を付加したものである。すなわち、本実施形態においては、図５のように、リブ８５とインナーレース７１ａとの間にもオイルシール８７を設けている。
【００５７】
組み付けに際しては、軸受６９のリブ８５とインナーレース７１ａとの間にオイルシール８７を組み付ける。その後の組み付け手順は、第３実施形態と同様である。
【００５８】
従って、本実施形態においても、第３実施形態とほぼ同様な作用効果を奏することができる他、二重のオイルシール８７，８７Ｂによって、軸受６９を通じたトランスファケース５内外のシールをより確実に行うことができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、締結部８１をトランスファケース５の外部から締結固定するようにしたが、トランスファケース５の内部側に締結部８１の突き合わせ面を設け、締結部８１をトランスファケース５の内部側から突き合わせて締結固定する構造にすることも可能である。軸受６９は、ユニットベアリング以外の軸受を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を適用した四輪駆動車のトルク伝達系統を示すスケルトン平面図である。
【図２】第１実施形態に係り、トルク伝達装置の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係り、トルク伝達装置の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係り、トルク伝達装置の断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係り、トルク伝達装置の断面図である。
【図６】従来例のトルク伝達装置に係り、リヤデファレンシャル装置へトルク伝達を行うドライブピニオンシャフト及びその周辺の断面図周辺の断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃトルク伝達装置
５トランスファケース（相手側ケース）
９傘歯車（相手ギヤ）
６３，６３Ｂ回転軸
６５ピニオンギヤ（ギヤ部）
６９軸受
７１ａ，７１ｂインナーレース
７３アウターレース
８１締結部
８５リブ
８７，８７Ａ，８７Ｂオイルシール（シール部材）
８９，８９Ｂシールブラケット

Claims

トルク伝達を行う回転軸の端部に、相手ギヤに噛み合うギヤ部を設け、
前記回転軸に、前記ギヤ部に隣接して軸受を設け、
前記軸受のアウターレースに、相手側ケースに締結するための締結部を設け、
前記アウターレースと前記締結部との間に周回状のリブを突設し、
前記リブを、前記軸受を通じた相手側ケース内外のシールを行うシール部材の支持部とし、
前記リブを、前記アウターレースの前記相手側ケースの取付穴に嵌合させる外周径よりも外周側且つ前記締結部の内周側で該締結部を相手側ケースに締結固定するボルトの頭部の内周側に配置すると共に前記アウターレースの前記相手側ケースの取付穴に嵌合させる外周の逆側軸方向へ突設した、
ことを特徴とするトルク伝達装置。
請求項１記載のトルク伝達装置であって、
前記シール部材は、前記リブと前記軸受のインナーレースとの間に設けたことを特徴とするトルク伝達装置。
請求項１記載のトルク伝達装置であって、
前記シール部材は、前記リブに支持されたシールブラケットと前記回転軸側との間に設けたことを特徴とするトルク伝達装置。