JP6992724B2

JP6992724B2 - 車両用駆動力伝達装置

Info

Publication number: JP6992724B2
Application number: JP2018192969A
Authority: JP
Inventors: 亮太堀江; 武司中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2038-10-11
Also published as: JP2020060272A

Description

本発明は、シャフトに伝達する駆動力を調整可能なカップリングと、前記カップリングを収容するカップリングカバーと、を備える車両用駆動力伝達装置に関し、前記カップリングに備えられたハブ部材のシャフト挿入穴に前記シャフトを容易に挿入することを可能とする技術に関する。

（ａ）シャフトと、（ｂ）前記シャフトに伝達する駆動力を調整可能なカップリングと、（ｃ）前記カップリングを収容するカップリングカバーと、（ｄ）前記カップリングに備えられ、前記シャフトと共通な回転軸線まわりに回転するハブ部材と、（ｅ）前記ハブ部材に形成され、前記シャフトを前記ハブ部材に対して動力伝達可能且つ前記ハブ部材に対して前記回転軸線方向に移動可能に嵌め入れるシャフト挿入穴と、（ｆ）前記カップリングカバーに形成され、前記シャフト挿入穴に嵌め入れられる前記シャフトを挿通する開口部と、（ｇ）前記開口部と前記シャフトとの間に配設されたシール部材と、を備える車両用駆動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用駆動力伝達装置がそれである。なお、上記車両用駆動力伝達装置では、前記シャフトを前記車両用駆動力伝達装置に組み付けるために、前記シャフトを前記ハブ部材のシャフト挿入穴に挿入する。

特開２０１５－１２０５０１号公報

ところで、上記のような車両用駆動力伝達装置では、前記シャフトを前記ハブ部材のシャフト挿入穴に挿入するときに、前記シャフトが挿入される空間例えば前記シャフト挿入穴から空気を押し出すことになるが、前記シール部材によって前記カップリングカバーの開口部と前記シャフトとの間がシールされているので、前記シャフト挿入穴から空気が抜け難く、前記シャフトによって圧縮された圧縮空気により前記シャフトが前記シャフト挿入穴に挿入することが困難になるという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、従来に比較してシャフトをハブ部材のシャフト挿入穴に容易に挿入することができる車両用駆動力伝達装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）シャフトと、前記シャフトに伝達する駆動力を調整可能なカップリングと、前記カップリングを収容するカップリングカバーと、前記カップリングに備えられ、前記シャフトと共通な回転軸線まわりに回転するハブ部材と、前記ハブ部材に形成され、前記シャフトを前記ハブ部材に対して動力伝達可能且つ前記ハブ部材に対して前記回転軸線方向に移動可能に嵌め入れるシャフト挿入穴と、前記カップリングカバーに形成され、前記シャフト挿入穴に嵌め入れられる前記シャフトを挿通する開口部と、前記開口部位置における前記カップリングカバーと前記シャフトとの間に配設されたシール部材と、を備える車両用駆動力伝達装置であって、（ｂ）前記回転軸線方向の前記シール部材よりも前記カップリングカバーの内部空間側において、前記ハブ部材の前記シャフト挿入穴と前記シャフトの前記シャフト挿入穴への挿入部との間に形成された第１空気抜き通路と、前記回転軸線方向の前記シール部材よりも前記カップリングカバーの内部空間側において、前記カップリングと前記カップリングカバーとの間に形成されて前記第１空気抜き通路に連通する第２空気抜き通路と、を備え、（ｃ）前記カップリングカバーには、前記第２空気抜き通路に連通する前記カップリングカバーの内部空間と前記カップリングカバーの外部空間と連通する連通路が形成されていることにある。

第１発明によれば、（ｂ）前記回転軸線方向の前記シール部材よりも前記カップリングカバーの内部空間側において、前記ハブ部材の前記シャフト挿入穴と前記シャフトの前記シャフト挿入穴への挿入部との間に形成された第１空気抜き通路と、前記回転軸線方向の前記シール部材よりも前記カップリングカバーの内部空間側において、前記カップリングと前記カップリングカバーとの間に形成されて前記第１空気抜き通路に連通する第２空気抜き通路と、を備え、（ｃ）前記カップリングカバーには、前記第２空気抜き通路に連通する前記カップリングカバーの内部空間と前記カップリングカバーの外部空間と連通する連通路が形成されている。このため、前記シャフトが前記シャフト挿入穴に挿入されると、前記シャフト挿入穴の空気が、前記シャフトが挿入されることにより前記第１空気抜き通路と前記第２空気抜き通路と前記連通路とを通して前記カップリングカバーの外部空間へ流出するので、例えば前記シャフトが前記シャフト挿入穴に挿入されるときに前記シャフト挿入穴から空気が抜け難くい従来に比較して、前記シャフトを前記シャフト挿入穴に容易に挿入することができる。

本発明が好適に適用された四輪駆動車両の構成を概略的に説明する骨子図である。図１の四輪駆動車両に設けられた後輪用駆動力配分装置の構成を説明する断面図である。図２の後輪用駆動力配分装置において制御カップリングの周辺部分を拡大する拡大図である。図３のIV-IV視断面図である。図３のＶ-Ｖ視断面図である。図３において、制御カップリングのクラッチハブに形成されたシャフト挿入穴に後輪車軸を挿入している状態を示す図である。本発明の他の実施例（実施例２）の後輪用駆動力配分装置を説明する図であり、その後輪用駆動力配分装置において制御カップリングの周辺部分を拡大する拡大図である。図７のVIII-VIII視断面図である。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用された四輪駆動車両（車両）１０の構成を概略的に説明する骨子図である。図１において、四輪駆動車両１０は、エンジン１２を駆動力源とし、エンジン１２からの駆動力を主駆動輪に対応する左右一対の前輪１４に伝達する第１の動力伝達経路と、四輪駆動状態においてエンジン１２の駆動力の一部を副駆動輪に対応する左右一対の後輪１６に伝達する第２の動力伝達経路と、を備えているＦＦベースの四輪駆動装置を有している。

四輪駆動車両１０が二輪駆動状態のときには、エンジン１２から自動変速機１８を介して伝達された駆動力が、前輪用駆動力配分装置２０を通して左右一対の前輪１４へ伝達される。この二輪駆動状態のときには、少なくとも第１断接装置２２の第１噛合式クラッチ２４が解放され、トランスファ２６、プロペラシャフト２８、後輪用駆動力配分装置（車両用駆動力伝達装置）３０、および、左右一対の後輪１６へは、エンジン１２から駆動力が伝達されない。しかし、四輪駆動車両１０が四輪駆動状態のときには、第１噛合式クラッチ２４および第２断接装置３２の第２噛合式クラッチ３４が共に係合されるとともに左右一対の制御カップリング（カップリング）３６が共に係合されて、上記トランスファ２６、プロペラシャフト２８、後輪用駆動力配分装置３０、および、左右一対の後輪１６へエンジン１２から駆動力が伝達される。

後輪用駆動力配分装置３０は、図１および図２に示すように、プロペラシャフト２８の後輪１６側の端部に一体的に設けられたドライブピニオン３８に噛み合うリングギヤ４０と、回転軸線Ｃまわりに回転可能に支持された円筒状の中央車軸４２と、中央車軸４２から左右一対の後輪車軸（シャフト）４４に伝達される伝達トルク（駆動力）をそれぞれ調整する左右一対の制御カップリング３６と、リングギヤ４０と中央車軸４２との間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する第２断接装置３２と、を備えている。なお、後輪用駆動力配分装置３０には、図２に示すように、例えばリングギヤ４０と中央車軸４２と第２断接装置３２等とを収容するケース部材４６が備えられている。

円筒状のリングギヤ４０は、図２に示すように、例えば斜歯又はハイポイドギヤが形成された傘歯車であり、リングギヤ４０の内周部から回転軸線Ｃ方向に略円筒状に突出する軸部４０ａが形成されている。また、円筒状のリングギヤ４０は、ケース部材４６内に設けられた軸受４８を介してケース部材４６により軸部４０ａが支持されることによって、回転軸線Ｃまわりに回転可能に片持状に支持されている。

円筒状の中央車軸４２は、図２に示すように、円筒状のリングギヤ４０の内側を貫通して、中央車軸４２の一部がリングギヤ４０の内側に配置されている。また、円筒状の中央車軸４２は、ケース部材４６内に設けられた一対の第１軸受５０ａおよび第２軸受５０ｂに両端部が支持されることによって、中央車軸４２が回転軸線Ｃまわりに回動可能にすなわちリングギヤ４０と同心に回転可能に支持されている。

左右一対の制御カップリング３６には、図２および図３に示すように、中央車軸４２に動力伝達可能に連結されたクラッチドラム５２と、後輪車軸４４に動力伝達可能に連結されたクラッチハブ（ハブ部材）５４と、電磁コイル５６およびボールカム５８を含み電気的に制御可能な電磁アクチュエータ６０と、電磁アクチュエータ６０によってクラッチドラム５２に設けられた円板状の複数枚の第１摩擦板６２とクラッチハブ５４に設けられた円板状の複数枚の第２摩擦板６４との摩擦力すなわち締結力が調節される湿式多板クラッチ６６と、がそれぞれ備えられている。このように構成された制御カップリング３６では、図示しない電子制御装置から電磁コイル５６に供給されるカップリング指令電流により発生する磁力によって、第１摩擦板６２と第２摩擦板６４との締結力が増加すなわち制御カップリング３６の係合トルクが増加させられ、中央車軸４２から後輪車軸４４に伝達する伝達トルクが調整されるようになっている。

クラッチドラム５２には、図２および図３に示すように、中央車軸４２に対して動力伝達可能且つ中央車軸４２に対して回転軸線Ｃ方向に移動可能に円筒状の中央車軸４２に嵌め入れられた円柱状の嵌合部５２ａ（図２参照）と、第１摩擦板６２および第２摩擦板６４の外周側に配設された円筒状の円筒部５２ｂと、円筒部５２ｂと嵌合部５２ａとを連結する連結部５２ｃと、が一体に備えられている。なお、複数枚の第１摩擦板６２の外周部には、図３に示すように、それぞれ外周歯６２ａが形成されており、クラッチドラム５２の円筒部５２ｂの内周部には、第１摩擦板６２をクラッチドラム５２に対して相対回転不能且つクラッチドラム５２に対して回転軸線Ｃ方向に移動可能に、その第１摩擦板６２に形成された外周歯６２ａに噛み合う内周スプライン歯５２ｄが形成されている。

クラッチハブ５４は、図２および図３に示すように、クラッチドラム５２の内側すなわち第１摩擦板６２および第２摩擦板６４の内側に配設され、後輪車軸４４と共通な回転軸線すなわち回転軸線Ｃまわりに回転する円筒状の部材である。また、クラッチハブ５４には、後輪車軸４４をクラッチハブ５４に対して動力伝達可能且つクラッチハブ５４に対して回転軸線Ｃ方向に移動可能に嵌め入れるシャフト挿入穴５４ａが形成されている。なお、シャフト挿入穴５４ａは、クラッチハブ５４の内側に形成された隔壁５４ｂにより後輪車軸４４が挿入されるときに空気が閉じ込められる有底の空間である。また、複数枚の第２摩擦板６４の内周部には、図３に示すように、それぞれ内周歯６４ａが形成されており、クラッチハブ５４の外周部には、第２摩擦板６４をクラッチハブ５４に対して相対回転不能且つクラッチハブ５４に対して回転軸線Ｃ方向に移動可能に、その第２摩擦板６４に形成された内周歯６４ａに噛み合う外周スプライン歯５４ｃが形成されている。

また、後輪用駆動力配分装置３０には、図２および図３に示すように、左右一対の制御カップリング３６をそれぞれ収容する左右一対のカップリングカバー６８と、カップリングカバー６８に形成され、クラッチハブ５４のシャフト挿入穴５４ａに嵌め入れられる後輪車軸４４を挿通する開口部６８ａと、開口部６８ａと後輪車軸４４との間に配設されたシール部材７０と、が備えられている。なお、カップリングカバー６８には、クラッチドラム５２の円筒部５２ｂの外周側に配設された円筒状の円筒部６８ｂと、円筒部６８ｂのケース部材４６側の端部に形成された基端部６８ｃ（図２参照）と、円筒部６８ｂのケース部材４６側とは反対側の端部に形成された壁部６８ｄと、が一体に備えられており、前述した開口部６８ａはカップリングカバー６８の壁部６８ｄに形成されている。また、カップリングカバー６８の基端部６８ｃが締結ボルト７２（図２参照）によってケース部材４６に固定されることにより、カップリングカバー６８がケース部材４６に固定される。

後輪車軸４４には、図３に示すように、シール部材７０に形成されたリップ７０ａが摺接する摺接面４４ａが形成された円柱状の基端部４４ｂと、クラッチハブ５４のシャフト挿入穴５４ａの内周面に形成された内周スプライン歯５４ｄとスプライン嵌合する外周スプライン歯４４ｃが形成された円柱状の先端部４４ｄと、先端部４４ｄと基端部４４ｂとの間に形成された円柱状の中間部４４ｅと、が一体に備えられている。なお、基端部４４ｂの直径Ｄ３は、先端部４４ｄの直径Ｄ１および中間部４４ｅの直径Ｄ２よりも大きく、中間部４４ｅの直径Ｄ２は、先端部４４ｄの直径Ｄ１より大きい（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）。

シャフト挿入穴５４ａを形成するクラッチハブ５４の内周面には、図３に示すように、後輪車軸４４の先端部４４ｄに形成された外周スプライン歯４４ｃにスプライン嵌合する内周スプライン歯５４ｄが形成された第１内周面５４ｅと、その第１内周面５４ｅの内径ＩＤより大径であり後輪車軸４４の中間部４４ｅの外周面が摺接する第２内周面５４ｆと、が形成されている。

後輪用駆動力配分装置３０には、図３に示すように、クラッチハブ５４のシャフト挿入穴５４ａの内周面と後輪車軸４４の外周面との間に形成された第１空気抜き通路Ｐ１と、制御カップリング３６とカップリングカバー６８との間に形成され、第１空気抜き通路Ｐ１に連通する円筒状の第２空気抜き通路Ｐ２と、が備えられている。なお、第１空気抜き通路Ｐ１には、図４に示すようにクラッチハブ５４の第１内周面５４ｅに形成された複数の内周スプライン歯５４ｄのうちの１つの内周スプライン歯５４ｄが取り除かれることによって、クラッチハブ５４の第１内周面５４ｅと後輪車軸４４の先端部４４ｄとの間に形成された回転軸線Ｃ方向に伸びる長手状の第１通路Ｐ１ａと、図３および図５に示すようにクラッチハブ５４の第２内周面５４ｆに形成された回転軸線Ｃ方向に伸びる長手状溝５４ｇによって、クラッチハブ５４の第２内周面５４ｆと後輪車軸４４の中間部４４ｅとの間に形成された長手状の第２通路Ｐ１ｂと、が備えられている。

また、第２空気抜き通路Ｐ２には、図３に示すように、制御カップリング３６とカップリングカバー６８の円筒部６８ｂとの間に形成された円筒状の第１通路Ｐ２ａと、制御カップリング３６とカップリングカバー６８の壁部６８ｄとの間に形成された第２通路Ｐ２ｂと、が備えられている。なお、第２通路Ｐ２ｂでは、電磁コイル５６をカップリングカバー６８の壁部６８ｄに固定させるコイルヨーク７４に形成された連通溝７４ａによって、後輪車軸４４の基端部４４ｂの外周側に形成された環状の空間Ｓ１と、電磁コイル５６に設けられたソケット７６の周辺の空間Ｓ２とが連通している。

また、カップリングカバー６８の円筒部６８ｂには、図３に示すように、第２空気抜き通路Ｐ２に連通するカップリングカバー６８の内部空間Ｓｉｎとカップリングカバー６８の外部空間Ｓｏｕｔとを連通する連通路Ｐ３が形成されている。

図６は、クラッチハブ５４に形成されたシャフト挿入穴５４ａに後輪車軸４４を挿入している状態を示す図、すなわち後輪車軸４４の基端部４４ｂの摺接面４４ａにシール部材７０に形成されたリップ７０ａが摺接し後輪車軸４４が矢印Ｆ方向に移動させられてシャフト挿入穴５４ａに後輪車軸４４を挿入している状態を示す図である。図６に示すように、後輪車軸４４がシャフト挿入穴５４ａに挿入されると、シャフト挿入穴５４ａの空気が、後輪車軸４４が挿入されることにより第１空気抜き通路Ｐ１と第２空気抜き通路Ｐ２と連通路Ｐ３とを通してカップリングカバー６８の外部空間Ｓｏｕｔへ流出する。なお、図６に示す矢印ＦＬは、後輪車軸４４がシャフト挿入穴５４ａに挿入されることによって流動するカップリングカバー６８内の空気の流れを示す。

上述のように、本実施例の後輪用駆動力配分装置３０によれば、クラッチハブ５４のシャフト挿入穴５４ａと後輪車軸４４との間に形成された第１空気抜き通路Ｐ１と、制御カップリング３６とカップリングカバー６８との間に形成され、第１空気抜き通路Ｐ１に連通する第２空気抜き通路Ｐ２と、を備え、カップリングカバー６８には、第２空気抜き通路Ｐ２に連通するカップリングカバー６８の内部空間Ｓｉｎとカップリングカバー６８の外部空間Ｓｏｕｔと連通する連通路Ｐ３が形成されている。このため、後輪車軸４４がシャフト挿入穴５４ａに挿入されると、シャフト挿入穴５４ａの空気が、後輪車軸４４が挿入されることにより第１空気抜き通路Ｐ１と第２空気抜き通路Ｐ２と連通路Ｐ３とを通してカップリングカバー６８の外部空間Ｓｏｕｔへ流出するので、例えば後輪車軸４４がシャフト挿入穴５４ａに挿入されるときにシャフト挿入穴５４ａから空気が抜け難くい従来に比較して、後輪車軸４４をシャフト挿入穴５４ａに容易に挿入することができる。

続いて、本発明の他の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

図７および図８は、本発明の他の実施例の後輪用駆動力配分装置（車両用駆動力伝達装置）を説明する図である。本実施例の後輪用駆動力配分装置は、第１空気抜き通路Ｐ１に備えられた第２通路Ｐ１ｂが、図７および図８に示すように後輪車軸４４の中間部４４ｅに形成された回転軸線Ｃ方向に伸びる長手状溝４４ｆによって、クラッチハブ５４の第２内周面５４ｆと後輪車軸４４の中間部４４ｅとの間に形成されている点で相違しており、その他は実施例１の後輪用駆動力配分装置３０と略同じである。なお、本実施例の後輪用駆動力配分装置では、実施例１の後輪用駆動力配分装置３０と同様に、後輪車軸４４がシャフト挿入穴５４ａに挿入されると、シャフト挿入穴５４ａの空気が、後輪車軸４４が挿入されることにより第１空気抜き通路Ｐ１と第２空気抜き通路Ｐ２と連通路Ｐ３とを通してカップリングカバー６８の外部空間Ｓｏｕｔへ流出するので、後輪車軸４４をシャフト挿入穴５４ａに容易に挿入することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例１の後輪用駆動力配分装置３０において、第１空気抜き通路Ｐ１の第１通路Ｐ１ａは、クラッチハブ５４の第１内周面５４ｅに形成された複数の内周スプライン歯５４ｄのうちの１つの内周スプライン歯５４ｄが取り除かれることによって形成されたが、例えば、後輪車軸４４の先端部４４ｄに形成された複数の外周スプライン歯４４ｃのうちの１つの外周スプライン歯４４ｃが取り除かれることによって形成しても良い。また、クラッチハブ５４に形成された内周スプライン歯５４ｄと後輪車軸４４の先端部４４ｄに形成された外周スプライン歯４４ｃとの間に比較的大きな隙間が形成される場合には、内周スプライン歯５４ｄ、外周スプライン歯４４ｃを取り除く必要はなく、その隙間を第１通路Ｐ１ａとして用いることができる。

また、前述の実施例１の後輪用駆動力配分装置３０において、第１空気抜き通路Ｐ１の第２通路Ｐ１ｂは、クラッチハブ５４の第２内周面５４ｆに形成された回転軸線Ｃ方向に伸びる長手状溝５４ｇすなわち直線状の溝によって形成されたが、例えば、直線状の溝ではなく螺旋状の溝によって第２通路Ｐ１ｂを形成しても良い。

また、前述の実施例２の後輪用駆動力配分装置において、第１空気抜き通路Ｐ１の第２通路Ｐ１ｂが、後輪車軸４４の中間部４４ｅに形成された回転軸線Ｃ方向に伸びる長手状溝４４ｆすなわち直線状の溝によって形成されたが、例えば、直線状の溝ではなく螺旋状の溝によって第２通路Ｐ１ｂを形成しても良い。

また、前述の実施例では、クラッチハブ５４に隔壁５４ｂが一体に形成されていたが、例えば、隔壁５４ｂを取り除き隔壁５４ｂのかわりにゴム蓋などのシール部材をクラッチハブ５４に嵌め入れても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

３０：後輪用駆動力配分装置（車両用駆動力伝達装置）
３６：制御カップリング（カップリング）
４４：後輪車軸（シャフト）
５４：クラッチハブ（ハブ部材）
５４ａ：シャフト挿入穴
６８：カップリングカバー
６８ａ：開口部
７０：シール部材
Ｃ：回転軸線
Ｐ１：第１空気抜き通路
Ｐ２：第２空気抜き通路
Ｐ３：連通路
Ｓｉｎ：内部空間
Ｓｏｕｔ：外部空間

Claims

シャフトと、前記シャフトに伝達する駆動力を調整可能なカップリングと、前記カップリングを収容するカップリングカバーと、前記カップリングに備えられ、前記シャフトと共通な回転軸線まわりに回転するハブ部材と、前記ハブ部材に形成され、前記シャフトを前記ハブ部材に対して動力伝達可能且つ前記ハブ部材に対して前記回転軸線方向に移動可能に嵌め入れるシャフト挿入穴と、前記カップリングカバーに形成され、前記シャフト挿入穴に嵌め入れられる前記シャフトを挿通する開口部と、前記開口部位置における前記カップリングカバーと前記シャフトとの間に配設されたシール部材と、を備える車両用駆動力伝達装置であって、
前記回転軸線方向の前記シール部材よりも前記カップリングカバーの内部空間側において、前記ハブ部材の前記シャフト挿入穴と前記シャフトの前記シャフト挿入穴への挿入部との間に形成された第１空気抜き通路と、前記回転軸線方向の前記シール部材よりも前記カップリングカバーの内部空間側において、前記カップリングと前記カップリングカバーとの間に形成されて前記第１空気抜き通路に連通する第２空気抜き通路と、を備え、
前記カップリングカバーには、前記第２空気抜き通路に連通する前記カップリングカバーの内部空間と前記カップリングカバーの外部空間と連通する連通路が形成されている
ことを特徴とする車両用駆動力伝達装置。