JP6568453B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

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は、プロペラシャフトからの動力を９０°偏向させつつ減速する終減速装置を備えている。終減速装置は、プロペラシャフトからの動力が入力され前後方向に延びるドライブピニオンと、ドライブピニオンのピニオンギヤに噛合すると共に差動装置を構成するデフケースに固定されたリングギヤと、を備えている。

ピニオンギヤ及びリングギヤは、例えば、傘歯車（ハイポイドギヤ）で構成される。したがって、ピニオンギヤには前後方向の噛み合い反力が作用することになる。ここで、ドライブピニオンは、後側が小径である円錐台状のピニオンギヤと、ピニオンギヤの背面（前面）から前方に延びる丸棒状のシャフト部と、を備えている。

シャフト部は、前側のテーパーローラーベアリングと、後側のテーパーローラーベアリングとを介して、ケースに回転自在に支持されている（特許文献１参照）。つまり、ドライブピニオンは、ピニオンギヤの前側に配置された２つのテーパーローラーベアリングによって片持ち支持されている。

また、前側のテーパーローラーベアリングと後側のテーパーローラーベアリングとの間にコラプシブルスペーサを備えている。コラプシブルスペーサは、前側のテーパーローラーベアリングを前側に付勢し、後側のテーパーローラーベアリングを後側に付勢し、各テーパーローラーベアリングに予圧を発生させている。

特開２０１２−１５９１８５号公報

このように、特許文献１では、ピニオンギヤの片側である前側のみで、テーパーローラーベアリングを２個配置し、その間にコラプシブルスペーサを配置した構成であるため、被支持部であるシャフト部が前後方向において長くなってしまう。これにより、シャフト部及びドライブピニオンギヤを収容するケースが前後方向に大型化し、その質量が増加する。また、終減速装置が大型化すると、車両に搭載する場合におけるレイアウトの自由度が減少する。

そこで、本発明は、小型化が可能な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傘歯車本体、前記第２傘歯車本体の歯面側に形成された歯面側軸部、及び、前記第２傘歯車本体の背面側に形成された背面側軸部を有する第２傘歯車と、前記歯面側軸部を回転自在で支持する歯面側軸受と、前記背面側軸部を回転自在で支持する背面側軸受と、前記第１傘歯車が同軸で固定され、当該第１傘歯車と一体に回転する円筒状の第１回転部材と、前記第１回転部材を回転自在で支持する第１軸受と、前記第１傘歯車と同軸で配置され、円筒状を呈するスリーブと、前記第１傘歯車、前記第２傘歯車、前記歯面側軸受、前記第１回転部材、前記第１軸受、及び、前記スリーブを収容するケースと、を備え、前記スリーブの一端部は、前記第１軸受を外嵌して保持し、前記スリーブの他端部は、前記ケースに固定され、前記スリーブの周壁部には、前記歯面側軸受を外嵌して保持する外嵌保持部が形成さ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傘歯車（後記する実施形態ではドライブピニオンギヤ）は、歯面側の歯面側軸受と、背面側の背面側軸部とで、回転自在に支持される。すなわち、歯面側軸受と背面側軸部とは、第２傘歯車の軸方向において、第２傘歯車本体を挟むように配置され、第２傘歯車本体の軸方向両側で支持する構成となる。

これにより、背面側軸部は、片持ち構造の従来技術よりも短くなる。したがって、第２傘歯車を小型化し、動力伝達装置全体を軽量化できる。

ここで、歯面側軸受はスリーブの外嵌保持部に外嵌保持され、スリーブの他端部はケースに固定されているので、歯面側軸受はスリーブを介してケースに良好に支持される。

また、前記第１傘歯車は、終減速装置を構成するリングギヤであり、前記第１回転部材は、差動装置を構成し、前記リングギヤが固定されたデフケースである構成としてもよい。

本発明によれば、小型化が可能な動力伝達装置を提供することができる。

本実施形態に係る動力伝達装置の平断面図である。 本実施形態に係るスリーブの斜視図である。 本実施形態に係るスリーブの斜視図である。 本実施形態に係るスリーブの前面図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。

≪終減速装置の構成≫
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、左後輪及び右後輪に伝達する装置である。

終減速装置１は、ドライブピニオンギヤ１０と、リングギヤ２０と、前テーパーローラーベアリング３０と、後テーパーローラーベアリング４０と、スリーブ５０と、ケース１００と、を備えている。また、終減速装置１は、クラッチ２００と、差動装置３００と、を備えている。

＜差動装置＞
差動装置３００は、左後輪と右後輪とを差動回転させる装置である。差動装置３００は、軸線Ｏ２を中心として回転する略円筒状のデフケース３１０（第１回転部材）と、デフケース３１０に固定され径方向に延びるピニオンシャフト３２１と、ピニオンシャフト３２１を中心として回転する一対のピニオンギヤ３２２、３２２と、ピニオンギヤ３２２、３２２に噛合する一対のサイドギヤ３２３、３２３と、を備えている。

デフケース３１０は、球形殻状のデフケース本体３１１と、デフケース本体３１１の左側に形成された円筒状の左ボス部３１２と、デフケース本体３１１の右側に形成された右ボス部３１３と、デフケース本体３１１のドライブピニオンギヤ１０側である右端部から径方向外側に延びるリング状のフランジ部３１４と、を備えている。

左ボス部３１２は、左テーパーローラーベアリング３３０を介して、第２ケース１２０及び第３ケース１３０に回転自在に支持されている。左テーパーローラーベアリング３３０の端面と、第２ケース１２０及び第３ケース１３０との間には、ピニオンギヤ１１とリングギヤ２０の噛み合いバックラッシを調整するためのシム３３９が介装されている。

右ボス部３１３は、右テーパーローラーベアリング３４０を介して、スリーブ５０に回転自在に支持されている。

左側のサイドギヤ３２３には、左後輪から延びる左後ドライブシャフト（図示しない）の右端がスプライン結合している。右側のサイドギヤ３２３には、右後輪から延びる右後ドライブシャフト（図示しない）の左端がスプライン結合している。そして、車両が例えばカーブを走行すると、左右のサイドギヤ３２３、３２３が差動回転し、ピニオンギヤ３２２、３２２が回転するようになっている。

＜ドライブピニオンギヤ＞
ドライブピニオンギヤ１０は、前後方向に延びる軸線Ｏ１を中心として回転する棒状の部材である。ドライブピニオンギヤ１０は、後側が小径である円錐台状のピニオンギヤ１１（第２傘歯車本体）と、ピニオンギヤ１１の歯面側である後側に形成された後側軸部１２（歯面側軸部）と、ピニオンギヤ１１の背面側である前側に形成された前側軸部１３（背面側軸部）と、を備えている。

ピニオンギヤ１１は、リングギヤ２０と噛合しており、リングギヤ２０とで終減速ギヤ機構を構成している。ピニオンギヤ１１、リングギヤ２０は、例えば、ハイポイドギヤで構成されている。

後側軸部１２は、後テーパーローラーベアリング４０を介して、スリーブ５０に回転自在に支持されている。

前側軸部１３は、ピニオンギヤ１１側である基端側（後側）から先端側（前側）に向かって、基端部１３ａと、中間部１３ｂと、先端部１３ｃと、を備えている。
基端部１３ａは、前テーパーローラーベアリング３０を介して、第２ケース１２０に回転自在に支持されている。

中間部１３ｂの外周面には軸スプライン１３ｄが形成されている。軸スプライン１３ｄは、前記したインナーハブ２２０の孔スプライン２２１とスプライン結合している。

先端部１３ｃは、ニードルローラーベアリング２４６（ラジアル軸受）を介して、ポンプボディ２４２を回転自在に支持している。そして、ポンプボディ２４２は、クラッチケース２１０に相対回転不能に支持されている。このため、先端部１３ｃとクラッチケース２１０とは相対回転自在である。

＜前テーパーローラーベアリング＞
前テーパーローラーベアリング３０は、基端部１３ａを第２ケース１２０に対して回転自在に支持する軸受である。

前テーパーローラーベアリング３０及びピニオンギヤ１１の間には、ピニオンギヤ１１とリングギヤ２０の噛み合いを調整するためのシム３９が設けられている。

＜後テーパーローラーベアリング＞
後テーパーローラーベアリング４０は、後側軸部１２をスリーブ５０に対して回転自在に支持する軸受である。

後テーパーローラーベアリング４０とスリーブ５０との間にはシム４９が配置され、前テーパーローラーベアリング３０と、後テーパーローラーベアリング４０とに予圧を発生させている。
このような構成とすれば、予圧を調整する作業が発生しても第３ケース１３０を取り外してからスリーブ５０を外すことで容易にシム４９を交換できる。そして、コラプシブルスペーサのような長さを有する部材を配置せずに予圧を発生させることが可能となる。

このように、ドライブピニオンギヤ１０は、ピニオンギヤ１１の前側の前テーパーローラーベアリング３０と、後側の後テーパーローラーベアリング４０とで、コラプシブルスペーサを介さずに回転自在に支持されるため、ドライブピニオンギヤ１０が前側のみで片持ち支持される構成に対して、基端部１３ａが短くなる。

＜リングギヤ＞
リングギヤ２０は、左右方向に延びる軸線Ｏ２を中心として回転するリング状の部材である。リングギヤ２０は、前記したデフケース３１０のフランジ部３１４にボルト２１によって締結されている。

＜スリーブ＞
スリーブ５０は、ドライブピニオンギヤ１０の後方において、リングギヤ２０と同軸で配置された円筒状の部材（スリーブ）であって、後テーパーローラーベアリング４０及び右テーパーローラーベアリング３４０を保持する部材である。

スリーブ５０は、軸線Ｏ２を中心として左右方向に延びており、胴体部５１（周壁部）と、胴体部５１の左側（一端側）に形成された外嵌部５２（一端部）と、胴体部５１の右側（他端側）に形成された被挟持部５３（他端部）と、を備えている。

＜スリーブ−胴体部＞
胴体部５１の前側には、その内部に後テーパーローラーベアリング４０の外輪４２が差し込まれる差込穴５１ａが形成されている。すなわち、胴体部５１のうち、差込穴５１ａの囲む部分は、後テーパーローラーベアリング４０が内嵌される差込穴５１ａを備えるベアリング保持部５２ｂが形成されている。ベアリング保持部５２ｂの後側の底壁部は、後テーパーローラーベアリング４０に当接し、軸方向（前後方向）において規制している。ベアリング保持部５２ｂの中心軸線は、軸線Ｏ１と同軸であり、胴体部５１の中心を通る軸線Ｏ２と平面視で直交している。

＜スリーブ−外嵌部＞
外嵌部５２は、右テーパーローラーベアリング３４０に外嵌し保持する部分である。外嵌部５２の内周面の右側には雌ねじ５２ａが形成されており、雌ねじ５２ａには外周面に雄ねじの形成されたリング状のナット６０が螺合し、ナット６０は右テーパーローラーベアリング３４０に当接している。そして、外嵌部５２に対してナット６０を回転させることで、ナット６０から右テーパーローラーベアリング３４０及び左テーパーローラーベアリング３３０に付与される予圧が調整されるようになっている。

＜スリーブ−被挟持部＞
被挟持部５３は、前後方向において、第２ケース１２０の右側の半円筒部１２３と第３ケース１３０右側の半円筒部１３１とで挟持される部分である。このように、被挟持部５３が挟持されることで、スリーブ５０がケース１００に固定されるようになっている。

なお、スリーブ５０の中空部を、前記した右後ドライブシャフトが貫通している。すなわち、スリーブ５０の径方向外側であって第２ケース１２０及び第３ケース１３０の間の空間１４０は、回転する右後ドライブシャフトから遮蔽されるため、ケース１００の底部に形成される油溜りから掻き上げられる油の飛沫が到達し難くなる。よって、空間１４０と外部とを連通させてブリーザ回路を形成してもよい。

＜ケース＞
ケース１００は、殻状の容器であって、前後方向において、前側に配置される第１ケース１１０と、中間に配置される第２ケース１２０と、後側に配置される第３ケース１３０と、を備え、これらがボルト等によって相互に締結されることで構成されている。

第１ケース１１０は、円筒状の部材であり、概ね、クラッチ２００の前半分を収容している。

第２ケース１２０は、概ね筒状の部材であり、前側が開口した半球殻状の前ケース部１２１と、前ケース部１２１の後側に連なり、後側が開口した半球殻状の後ケース部１２２と、を備えている。前ケース部１２１は、概ね、クラッチ２００の後半分を収容している。後ケース部１２２は、概ね、ドライブピニオンギヤ１０、スリーブ５０及び差動装置３００の前半分を収容している。

第３ケース１３０は、前側が開口した半球殻状の部材であり、概ね、スリーブ５０及び差動装置３００の後半分を収容している。

＜クラッチ＞
クラッチ２００は、プロペラシャフト（図示しない）とドライブピニオンギヤ１０との間において、動力を断接する断接装置であって、本実施形態では油圧式の湿式多板クラッチで構成されている。クラッチ２００は、プロペラシャフトと一体で回転するクラッチケース２１０と、ドライブピニオンギヤ１０と一体で回転するインナーハブ２２０と、複数の外クラッチ板２３１と、複数の内クラッチ板２３２と、油圧に対応して外クラッチ板２３１及び内クラッチ板２３２の間における摩擦力を可変する油圧装置２４０と、を備えている。

＜クラッチ−クラッチケース＞
クラッチケース２１０は、前側が閉じた有底円筒状のクラッチケース本体２１１と、クラッチケース本体２１１の前底部から前方に延びる軸部２１２と、を備えている。クラッチケース２１０は、ラジアル軸受２５１を介して、第１ケース１１０に回転自在に支持されている。

軸部２１２の略中間には、軸スプライン２１３が形成されている。軸スプライン２１３には、コンパニオンフランジ２６０の孔スプライン２６１がスプライン結合しており、軸部２１２とコンパニオンフランジ２６０とは一体で回転するようになっている。なお、コンパニオンフランジ２６０は、軸線Ｏ１方向に延びる短円筒体であり、その前端部にプロペラシャフトの後端がボルト締結されるようになっている。

軸部２１２の前端部には雄ねじ２１４が形成されている。雄ねじ２１４にはナット２６２が螺合しており、コンパニオンフランジ２６０が軸部２１２に締結されている。

＜クラッチ−インナーハブ＞
インナーハブ２２０は、円筒状の部材であり、その内周面に孔スプライン２２１が形成されている。孔スプライン２２１は、ドライブピニオンギヤ１０の軸スプライン１３ｄとスプライン結合している。

＜クラッチ−外クラッチ板、内クラッチ板＞
外クラッチ板２３１は、リング板状の部材であり、その外周縁部はクラッチケース本体２１１の内周面とスプライン結合している。したがって、外クラッチ板２３１とクラッチケース本体２１１とは一体で回転する。

内クラッチ板２３２は、リング板状の部材であり、その内周縁部はインナーハブ２２０の外周面とスプライン結合している。したがって、内クラッチ板２３２とインナーハブ２２０とは一体で回転する。

外クラッチ板２３１と内クラッチ板２３２とは、軸方向（前後方向）において、交互に積層している。この交互に積層した積層体の前側には軸方向に移動自在であるリング状の押圧板２３３が配置されている。

＜クラッチ−油圧装置＞
油圧装置２４０は、リング状のピストン２４１と、ピストン２４１を軸方向（前後方向）において摺動自在に収容するリング状のポンプボディ２４２と、を備え、ピストン２４１及びポンプボディ２４２の間にリング状の油室２４３が形成されている。油室２４３には、ポンプ２７０からの油であって、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）の指令に従って圧力調整弁（図示しない）で圧力調整された圧油が供給されるようになっている。

ピストン２４１は、スラスト軸受２４４を介して押圧板２３３に当接すると共に、戻しばね（リターンスプリング）として機能する皿ばね２４５によって初期位置に戻るように付勢されている。そして、油室２４３の油圧が高くなると、ピストン２４１が皿ばね２４５のばね力に抗して後方に移動し、外クラッチ板２３１及び内クラッチ板２３２の間の摩擦力が大きくなり、プロペラシャフトの動力がドライブピニオンギヤ１０に伝達されるように構成されている。

ポンプボディ２４２とクラッチケース２１０との間にはポンプ２７０が配置されている。ポンプ２７０は例えばトロコイド（登録商標）ポンプで構成され、クラッチケース２１０と一体で回転するアウターロータ２７１と、ドライブピニオンギヤ１０と一体で回転するインナーロータ２７２とから構成されている。

クラッチケース２１０はプロペラシャフトと一体に回転するため、前輪と一体に回転することとなる。また、ドライブピニオンギヤ１０は後輪と一体に回転することとなる。したがって、通常の走行状態では前輪及び後輪の回転速度が等しいため、アウターロータ２７１とインナーロータ２７２は一体で回転し、ポンプ２７０は油圧を発生しない。しかし、例えば前輪が空転するとアウターロータ２７１とインナーロータ２７２との間で回転速度に差が生じ、ポンプ２７０が油圧を発生し、その油圧が油室２４３に供給される。

≪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。
ドライブピニオンギヤ１０は、後側の後テーパーローラーベアリング４０と、前側の前テーパーローラーベアリング３０とで、その両側で回転自在に支持された構成であるので、前側軸部１３（背面側軸部）は、片持ち構造の従来技術よりも短くなる。したがって、ドライブピニオンギヤ１０及びケース１００を小型化し、軽量化できる。

≪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ドリブンピニオンギヤが第２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が第１傘歯車を構成し、リングギヤの固定されたリングギヤシャフトが第１回転部材を構成する。ドリブンピニオンギヤは、リングギヤと噛合するピニオンギヤ（第２傘歯車本体）と、ピニオンギヤの前側（歯面側）に形成された前側軸部と、ピニオンギヤの後側（背面側）に形成された後側軸部と、を備える構成となる。

そして、リングギヤシャフトと同軸でスリーブが配置され、スリーブの一端部は第１軸受を介してリングギヤシャフトを回転自在で保持し、スリーブの他端部はトランスファ装置のケースに固定された構成となる。また、スリーブの周壁部に形成された外嵌保持部は、歯面側軸受を介して、前側軸部を回転自在に保持する構成となる。

１ 終減速装置（動力伝達装置）
１０ ドライブピニオンギヤ（第２傘歯車）
１１ ピニオンギヤ（第２傘歯車本体）
１２ 後側軸部（歯面側軸部）
１３ 前側軸部（背面側軸部）
２０ リングギヤ（第１傘歯車）
３０ 前テーパーローラーベアリング（背面側軸受）
３９ シム
４０ 後テーパーローラーベアリング（歯面側軸受）
５０ スリーブ
５１ 胴体部（周壁部）
５１ａ 差込穴
５２ｂ ベアリング保持部
５２ 外嵌部（一端部）
５３ 被挟持部（他端部）
１００ ケース
２００ クラッチ
３００ 差動装置
３１０ デフケース（第１回転部材）
３４０ 右テーパーローラーベアリング（第１軸受）

Claims (2)

1. 第１傘歯車と、
   前記第１傘歯車と噛合する第２傘歯車本体、前記第２傘歯車本体の歯面側に形成された歯面側軸部、及び、前記第２傘歯車本体の背面側に形成された背面側軸部を有する第２傘歯車と、
   前記歯面側軸部を回転自在で支持する歯面側軸受と、
   前記背面側軸部を回転自在で支持する背面側軸受と、
   前記第１傘歯車が同軸で固定され、前記第１傘歯車と一体に回転する円筒状の第１回転部材と、
   前記第１回転部材を回転自在で支持する第１軸受と、
   前記第１傘歯車と同軸で配置され、円筒状を呈するスリーブと、
   前記第１傘歯車、前記第２傘歯車、前記歯面側軸受、前記第１回転部材、前記第１軸受、及び、前記スリーブを収容するケースと、
   を備え、
   前記スリーブの一端部は、前記第１軸受を外嵌して保持し、
   前記スリーブの他端部は、前記ケースに固定され、
   前記スリーブの周壁部には、前記歯面側軸受を外嵌して保持する外嵌保持部が形成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記第１傘歯車は、終減速装置を構成するリングギヤであり、
   前記第１回転部材は、差動装置を構成し、前記リングギヤが固定されたデフケースである
   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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