驱动力传递装置及四轮驱动车的制作方法

本发明涉及搭载于车辆而能够以连通或断开的方式传递驱动力的驱动力传递装置及四轮驱动车。

背景技术：

以往，已知有搭载于具有主驱动轮及辅助驱动轮的四轮驱动车并向辅助驱动轮侧传递驱动力的驱动力传递装置。例如，参照日本特开2011-144858号公报。

日本特开2011-144858号公报记载的驱动力传递装置具备：将输入构件连结成能够一体旋转的筒状的外侧旋转构件；在外侧旋转构件的内侧能够相对旋转的轴状的龆轮轴(内侧旋转构件)；配置在外侧旋转构件与龆轮轴之间的离合器部；将经由离合器部传递给龆轮轴的驱动力以允许差动的方式向一对输出构件分配的差动机构。差动机构具有差速器壳体、固定于差速器壳体的龆轮轴、轴支承于龆轮轴的一对龆轮、与一对龆轮啮合的一对侧齿轮。在差速器壳体的外周固定有与设置在龆轮轴的一端部的龆轮齿部啮合的齿圈，从该齿圈向差速器壳体传递驱动力。

龆轮轴通过由2个圆锥滚子轴承构成的单元轴承，支承于收容差动机构的静止侧的壳体。单元轴承配置在与龆轮齿部一体形成的轴部的龆轮齿部侧的端部的外周，通过与龆轮轴螺合的轴承螺母将轴向的位置固定。外侧旋转构件由一对轴承在龆轮轴上支承为能够旋转。离合器部具有与龆轮轴进行花键卡合的多个内侧离合器板和与外侧旋转构件进行花键卡合的多个外侧离合器板。多个内侧离合器板以不能相对旋转的方式卡合于在龆轮轴的与龆轮齿部相反的一侧的端部形成的卡合部。

在日本特开2011-144858号公报记载的驱动力传递装置中，龆轮轴将从多个内侧离合器板输入的驱动力从龆轮齿部输出。因此，必须将龆轮轴的刚性确保为能够抑制由传递的驱动力产生的扭转的程度。龆轮轴的与多个内侧离合器板卡合的卡合部和龆轮齿部之间的距离、即驱动力传递距离越短，则越能抑制该扭转，因此如果缩短卡合部和龆轮齿部之间的距离，则能够使龆轮轴细径化及缩短化而实现装置的小型轻量化。然而，在日本特开2011-144858号公报记载的驱动力传递装置中，由于在龆轮轴的龆轮齿部与离合器部之间配置有单元轴承或轴承螺母，因此在缩短该驱动力传递距离的方面存在制约，难以实现小型轻量化。

另外，在与外侧旋转构件连结的输入构件是传动轴的接头的情况下，龆轮轴支承传动轴的重量，因此确保龆轮轴的刚性成为更重要的课题。

技术实现要素：

本发明目的之一在于提供一种能够缩短传递驱动力的龆轮轴的驱动力传递距离，由此能够实现小型轻量化的驱动力传递装置及四轮驱动车。

本发明的一方式的驱动力传递装置具备：

龆轮轴，具有由锥齿轮构成的龆轮齿部、向所述龆轮齿部的大径端部侧延伸的第一轴部、向所述龆轮齿部的小径端部侧延伸的第二轴部；

大径齿轮，与所述龆轮齿部啮合，且由直径比所述龆轮齿部大的锥齿轮构成；

筒状旋转构件，具有收容所述第一轴部的至少一部分的圆筒部，且能够在与所述龆轮轴相同的旋转轴线上相对旋转；

离合机构，配置在所述筒状旋转构件的所述圆筒部与所述龆轮轴的所述第一轴部之间；及

壳构件，收容所述龆轮轴的所述龆轮齿部和所述第二轴部、以及所述大径齿轮。

在所述筒状旋转构件与所述大径齿轮之间经由所述离合机构及所述龆轮轴来传递驱动力。

所述龆轮轴构成为，所述第一轴部经由第一轴承而支承于所述壳构件，并且所述第二轴部经由第二轴承而支承于所述壳构件，所述筒状旋转构件经由外嵌于所述第一轴部的第三轴承而支承于所述龆轮轴。

本发明的另一方式的四轮驱动车具备上述的驱动力传递装置。

在所述四轮驱动车中，向左右一对前轮始终传递驱动源的驱动力，并且经由所述驱动力传递装置向左右一对后轮传递所述驱动源的驱动力。沿车辆前后方向传递驱动力的驱动轴与所述筒状旋转构件连结，所述龆轮轴经由所述筒状旋转构件来支承所述驱动轴的一端部。

根据上述方式，能够缩短龆轮轴的驱动力传递距离，能够实现驱动力传递装置的小型轻量化。

附图说明

前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。

图1是表示搭载有本发明的实施方式的驱动力传递装置的四轮驱动车的构成例的构成图。

图2是表示驱动力传递装置的剖视图。

图3是将图2的一部分放大表示的放大图。

具体实施方式

关于本发明的实施方式，参照图1至图3进行说明。

图1是表示搭载有本发明的实施方式的驱动力传递装置的四轮驱动车的构成例的构成图。图2是表示驱动力传递装置的剖视图。图3是将图2的一部分放大表示的放大图。

四轮驱动车100具备：产生行驶用的驱动力的作为驱动源的发动机102；变速器103；左右一对前轮104l、104r及左右一对后轮105l、105r；能够将发动机102的驱动力向前轮104l、104r及后轮105l、105r传递的驱动力传递系统101；控制装置10。需要说明的是，在本实施方式中，各符号的l及r在车辆的相对于前进方向的左侧及右侧的意思下使用。

该四轮驱动车100能够切换将发动机102的驱动力向作为主驱动轮的前轮104l、104r及作为辅助驱动轮的后轮105l、105r传递的四轮驱动状态与将发动机102的驱动力仅向前轮104l、104r传递的二轮驱动状态。需要说明的是，在本实施方式中，说明适用内燃机即发动机作为驱动源的情况，但是并不局限于此，也可以通过发动机与ipm电动机等高输出电动机的组合来构成驱动源，也可以仅通过高输出电动机来构成驱动源。

驱动力传递系统101具有驱动力传递装置1、前差速器106、前轮侧的驱动轴107l、107r、传动轴108、及后轮侧的驱动轴109l、109r。驱动力传递装置1配置在传动轴108与后轮侧的驱动轴109l、109r之间。

前差速器106具有差速器壳体106a、支承于差速器壳体106a的龆轮轴106b、轴支承于龆轮轴106b的一对龆轮106c、使齿轮轴正交而与一对龆轮106c啮合的一对侧齿轮106d。通过齿轮机构110将从变速器103输出的驱动力向差速器壳体106a传递。

传动轴108在与驱动力传递装置1相反的一侧(前侧)的一端部具有齿轮部108a，该齿轮部108a与和差速器壳体106a一体旋转的齿圈106e啮合。传动轴108是沿车辆前后方向传递驱动力的本发明的驱动轴的一方式。传动轴108的后侧的端部经由十字接头11而与驱动力传递装置1的后述的前壳体21连结。十字接头11具有固定于传动轴108的第一轭111、固定于前壳体21的第二轭112、十字状的十字轴113。

通过前差速器106分配的驱动力经由前轮侧的驱动轴107l、107r始终向前轮104l、104r传递。在四轮驱动时，通过传动轴108传递的驱动力经由十字接头11、驱动力传递装置1及后轮侧的驱动轴109l、109r向后轮105l、105r传递。而且，在二轮驱动时，从传动轴108向后轮侧的驱动轴109l、109r的驱动力的传递被驱动力传递装置1隔断。

图2是以水平截面表示驱动力传递装置1的构成例的剖视图。在图2中，附图左侧相当于向四轮驱动车100的搭载状态下的车辆的前后方向的前侧(前轮104l、104r侧)，附图右侧相当于向四轮驱动车100的搭载状态下的车辆前后方向的后侧(后轮105l、105r侧)。需要说明的是，在以下的说明中，将车辆前后方向上的前侧称为前侧，将车辆前后方向上的后侧称为后侧。

如图2所示，驱动力传递装置1具备：经由十字接头11而与传动轴108(图1所示)连结的作为筒状旋转构件的离合器壳体2；在离合器壳体2的内周侧配置成能够相对旋转的龆轮轴3；能够使离合器壳体2与龆轮轴3之间的驱动力的传递连通或断开的离合机构4；将从龆轮轴3传递的驱动力以允许差动的方式向后轮侧的驱动轴109l、109r分配的差动机构5；收容差动机构5的作为壳构件的差速器托架6；产生使离合机构4工作的电磁力的线圈70；保持线圈70的由铁等软磁性金属构成的线圈壳体71；接受线圈70的电磁力的电枢73；使各部的旋转顺畅的轴承81～87；密封构件91～95。

离合器壳体2由配置在前侧的有底圆筒状的前壳体21及与前壳体21的后侧的开口端螺合而以一体旋转的方式结合的环状的后壳体22构成，以沿车辆前后方向延伸的旋转轴线o1为中心而旋转。

前壳体21一体地具有前侧的底部210和从底部210沿旋转轴线o1方向延伸的圆筒状的圆筒部211。在前壳体21的圆筒部211的内周面上形成有沿着旋转轴线o1设置的多个花键齿211a。十字接头11的第二轭112通过螺栓201而连结于前壳体21的底部210。而且，在前壳体21的底部210形成有沿旋转轴线o1方向贯通的贯通孔210a，在该贯通孔210a内安装帽202。

后壳体22通过与前壳体21结合的由软磁性金属构成的第一构件221、配置在第一构件221的内径侧的由奥氏体系不锈钢等非磁性金属构成的第二构件222、及配置在第二构件222的内径侧的由软磁性金属构成的第三构件223来形成。第二构件222与第一构件221及第三构件223通过焊接而结合。

龆轮轴3一体地具有由锥齿轮构成的龆轮齿部30、向龆轮齿部30的大径端部侧延伸的第一轴部31、及向龆轮齿部30的小径端部侧延伸的第二轴部32。龆轮齿部30为圆锥形状，越靠后侧，则外径越小。即，龆轮齿部30的大径端部为前侧且小径端部为后侧。龆轮齿部30的齿轮轴与第一轴部31及第二轴部32的中心轴一致。离合器壳体2与龆轮轴3在同一旋转轴线o1上能够相对旋转。

龆轮轴3中，第一轴部31被第一轴承81支承，而且第二轴部32被第二轴承82支承，由此龆轮轴3被支承于差速器托架6。第一及第二轴承81、82是圆锥滚子轴承。关于第一及第二轴承81、82的支承构造等在后文叙述。

离合器壳体2中，前壳体21经由外嵌于第一轴部31的前端部的第三轴承83而支承于龆轮轴3，后壳体22经由配置在比离合机构4靠后侧处且比第一轴承81靠前侧处的第四轴承84而支承于龆轮轴3。龆轮轴3经由第三轴承83及第四轴承84来支承离合器壳体2，并经由离合器壳体2来支承传动轴108的后侧的一端部。

第三轴承83是在内圈831与外圈832之间配置有多个滚珠833的滚珠轴承，通过弹性卡环834、835而将轴向的位置固定。第四轴承84是在内圈841与外圈842之间配置有多个滚珠843的滚珠轴承，配置在后壳体22的第三构件223与龆轮轴3的第一轴部31之间。内圈841及外圈842的轴向移动通过在第一轴部31及第三构件223分别形成的台阶部来限制。

前壳体21的圆筒部211收容第一轴部31的至少一部分。离合机构4配置在前壳体21的圆筒部211与第一轴部31之间。龆轮轴3的龆轮齿部30及第二轴部32、以及差动机构5收容于差速器托架6。

离合机构4具有：将前壳体21与龆轮轴3之间的驱动力隔断的主离合器41；沿主离合器41的轴向并列配置的先导离合器42；将通过先导离合器42传递的离合器壳体2的转矩的一部分转换成主离合器41的按压力的凸轮机构43。

主离合器41由沿着与旋转轴线o1平行的轴向交替配置的多个主外离合器板411及多个主内离合器板412构成。主外离合器板411具有与前壳体21的圆筒部211的多个花键齿211a卡合的多个卡合突起411a，相对于前壳体21不能相对旋转且能够轴向移动。主内离合器板412具有与在龆轮轴3的第一轴部31形成的外周花键卡合部311卡合的多个卡合突起412a，相对于龆轮轴3不能相对旋转且能够轴向移动。

先导离合器42具有沿着与旋转轴线o1平行的轴向交替配置的先导外离合器板421及先导内离合器板422。先导外离合器板421卡合于前壳体21的圆筒部211的多个花键齿211a，相对于前壳体21不能相对旋转且能够轴向移动。先导内离合器板422通过花键嵌合于后述的凸轮机构43的先导凸轮432的外周，而相对于先导凸轮432不能相对旋转且能够轴向移动。

线圈70从控制装置10(图1所示)接受励磁电流的供给，产生磁力。线圈70由相对于差速器托架6被固定的线圈壳体71保持，配置在后壳体22的第一构件221与第三构件223之间。线圈70及线圈壳体71配置在龆轮轴3的第一轴部31的外径侧。

电枢73由与先导离合器42的先导外离合器板421相对配置的环状的软磁性金属构成，花键嵌合于前壳体21的圆筒部211的多个花键齿211a，相对于前壳体21配置成不能相对旋转且能够轴向移动。

先导外离合器板421及先导内离合器板422由使通过向线圈70的通电而产生的磁通透过的软磁性材料构成，配置在电枢73与后壳体22之间。当从控制装置10向线圈70供给励磁电流时，在通过线圈壳体71、后壳体22的第一构件221及第三构件223、先导外离合器板421及先导内离合器板422、以及电枢73的磁路产生磁通，通过该磁通的磁力将电枢73向后壳体22侧吸引。并且，通过该电枢73的轴向移动来按压先导离合器42，先导外离合器板421与先导内离合器板422进行摩擦接触，从前壳体21向凸轮机构43传递转矩。

凸轮机构43具有：相对于龆轮轴3能够相对旋转的先导凸轮432；配置成相对于龆轮轴3不能相对旋转且能够沿轴向移动的主凸轮431；配置在主凸轮431与先导凸轮432之间的多个凸轮球433。在先导凸轮432与后壳体22的第三构件223之间配置有推力滚针轴承85。

在主凸轮431和先导凸轮432的各自的相对面上，以彼此相对的方式形成有使凸轮球433滚动的多个凸轮槽，凸轮球433在上述凸轮槽中收容一部分。凸轮槽沿着主凸轮431及先导凸轮432的周向延伸，该槽底面相对于周向倾斜。并且，凸轮机构43通过主凸轮431与先导凸轮432的相对旋转，使主凸轮431与先导凸轮432沿旋转轴线o1方向相互分离而在主凸轮431产生向主离合器41侧移动的凸轮推力。由此，在主离合器41产生轴向的按压力。此时，推力滚针轴承85承受作用于先导凸轮432的凸轮推力的反力。

线圈壳体71一体地具有保持线圈70的保持部711、从保持部711向龆轮齿部30侧延伸出的延出部712、固定于差速器托架6的固定部713。在线圈壳体71的保持部711的外周面与后壳体22的第一构件221的内周面之间、及线圈壳体71的保持部711的内周面与后壳体22的第三构件223的外周面之间分别形成有空隙。

延出部712为圆筒状，嵌合于使龆轮轴3的第一轴部31插通的差速器托架6的开口的内表面。在延出部712的内侧配置有第一轴承81。第一轴承81的相对于龆轮轴3的向前侧的轴向移动由线圈壳体71来限制。固定部713通过与差速器托架6螺合的螺栓72进行固定。需要说明的是，也可以通过焊接而将固定部713固定于差速器托架6。

第一轴承81具有：内圈811及外圈812；配置在内圈811与外圈812之间的多个圆锥滚子813；保持多个圆锥滚子813的保持架814。内圈811中，内周面与龆轮轴3的第一轴部31的龆轮齿部30侧的端部的外周嵌合，大径侧端部的侧面与龆轮齿部30抵接。外圈812中，外周面与线圈壳体71的延出部712的内周嵌合。外圈812的大径侧端部的侧面抵接于在与保持部711的后侧的侧面之间配置的圆环板状的垫片80。第一轴承81的相对于龆轮轴3的轴向移动通过外圈812与垫片80的抵接来限制。

第二轴承82具有：内圈821及外圈822；配置在内圈821与外圈822之间的多个圆锥滚子823；保持多个圆锥滚子823的保持架824。内圈821中，内周面与龆轮轴3的第二轴部32的外周嵌合，大径侧端部的侧面与龆轮齿部30抵接。外圈822支承于在差速器托架6形成的轴承支承部61。在轴承支承部61形成有与外圈822嵌合的嵌合孔610，在该嵌合孔610收容有外圈822。而且，在轴承支承部61设有对外圈822的向后侧的轴向移动进行限制的突起611。

通过将线圈壳体71固定于差速器托架6而向第一轴承81及第二轴承82赋予规定的预压。在驱动力传递装置1的制造工序中，准备多个厚度的垫片80，基于例如差速器托架6的线圈壳体71的固定部713的安装面与轴承支承部61之间的距离的测定结果，来选择适当的厚度的垫片80。通过该垫片80的选择，在拧紧将线圈壳体71的固定部713固定的螺栓72时，向第一轴承81及第二轴承82赋予的预压成为适当的范围。

差动机构5具有：差速器壳体50；支承于差速器壳体50的龆轮轴51；轴支承于龆轮轴51的一对龆轮52；使齿轮轴正交而与一对龆轮52啮合的作为一对输出构件的第一及第二侧齿轮53、54；与差速器壳体50一体旋转的作为大径齿轮的齿圈55。驱动轴109l以一体旋转的方式连结于第一侧齿轮53，驱动轴109r以一体旋转的方式连结于第二侧齿轮54。

齿圈55通过图示省略的螺栓而与差速器壳体50的外周连结。而且，可以通过焊接而将齿圈55固定于差速器壳体50。在离合器壳体2与齿圈55之间，经由离合机构4及龆轮轴3传递驱动力。

差动机构5能够将从龆轮轴3传递给齿圈55的驱动力以允许差动的方式从第一及第二侧齿轮53、54向驱动轴109l、109r输出。差速器壳体50、第一及第二侧齿轮53、54、及齿圈55以沿着车宽方向延伸的旋转轴线o2为中心而旋转。

差速器壳体50一体地具有：收容一对龆轮52以及第一及第二侧齿轮53、54的收容部500；使驱动轴109l插通的第一筒部501；使驱动轴109r插通的第二筒部502。差速器壳体50中，第一筒部501及第二筒部502分别通过圆锥滚子轴承86、87以能够旋转的方式支承于差速器托架6。关于第二筒部502，旋转轴线o2方向的长度比第一筒部501长，且与龆轮轴3的旋转轴线o1交叉。

齿圈55是直径比龆轮轴3的龆轮齿部30大的锥齿轮，且与龆轮齿部30啮合。齿圈55及龆轮齿部30由作为锥齿轮的一种的双曲线齿轮构成。在沿上下方向观察驱动力传递装置1的情况下，龆轮轴3的旋转轴线o1与齿圈55的旋转轴线o2正交。

差动机构5的齿圈55与龆轮轴3的龆轮齿部30的啮合、及一对龆轮52与第一及第二侧齿轮53、54的啮合通过图示省略的齿轮油来润滑。该齿轮油具有适合于对齿轮的啮合进行润滑的粘度。另一方面，离合机构4的主外离合器板411与主内离合器板412的摩擦滑动、及先导外离合器板421与先导内离合器板422的摩擦滑动通过图示省略的离合器油来润滑。

对差动机构5进行润滑的齿轮油和对离合机构4进行润滑的离合器油都是润滑油，但是离合器油具有比齿轮油低的粘性，以避免拖曳转矩变得过大。齿轮油和离合器油通过与龆轮轴3的第一轴部31的外周面进行滑动接触的第一及第二密封构件91、92区分成相互不会混合。第一及第二密封构件91、92配置在龆轮轴3的轴向上的离合机构4与龆轮齿部30之间。通过第一及第二密封构件91、92，抑制齿轮油向离合机构4侧的漏出，并抑制离合器油向差动机构5侧的漏出。

第一密封构件91配置在线圈壳体71的内周面与第一轴部31的外周面之间。而且，第一密封构件91具有：与线圈壳体71的保持部711的内侧嵌合的芯体911；具有与第一轴部31的外周面进行滑动接触的唇的由橡胶等构成的弹性体912。弹性体912通过例如硫化粘结而与芯体911接合。

第二密封构件92由橡胶等弹性体形成为截面十字状的x环构成，配置在离合器壳体2的内周面与第一轴部31的外周面之间。具体而言，第二密封构件92配置于在后壳体22的第三构件223形成的环状槽223a。第二密封构件92配置于比第一密封构件91靠前侧处(离合机构4)。在本实施方式中，通过第一密封构件91抑制齿轮油向线圈70的收容空间(后壳体22的第一构件221与第三构件223之间的空间)的浸入，通过第二密封构件92抑制离合器油向线圈70的收容空间的浸入。

需要说明的是，第一及第二密封构件91、92中的任一方的密封构件都可以省略。即，只要通过配置在离合机构4与龆轮齿部30之间的至少1个密封构件来抑制齿轮油的向离合机构4侧的漏出及离合器油的向差动机构5侧的漏出即可。这种情况下，抑制齿轮油或离合器油向线圈70的收容空间的浸入的密封构件配置在例如线圈壳体71与后壳体22的第三构件223之间。而且，第一及第二密封构件91、92的具体的结构并不局限于图2、3例示的结构。

齿轮油从形成于差速器托架6的驱动轴109l、109r的插通孔601、602的漏出通过与插通孔601、602的内表面嵌合的密封构件93、94来抑制。而且，离合器壳体2与差速器托架6不接触，在差速器托架6的前侧的开口端部配置有具有与后壳体22的第一构件221进行滑动接触的唇的密封构件95。

根据以上说明的实施方式，通过将第二轴承82配置在比龆轮轴3的龆轮齿部30靠后侧处的第二轴部32的外周的结构、第一轴承81的轴向移动由线圈壳体71限制的结构、及将线圈壳体71固定于差速器托架6的结构，能够缩短龆轮轴3的轴向上的外周花键卡合部311与龆轮齿部30之间的驱动力传递距离。而且，齿轮油和离合器油由配置在线圈壳体71的内侧的第一密封构件91及配置在后壳体22的内侧的第二密封构件92来区分，因此能够抑制配置上述第一密封构件91及第二密封构件92造成的驱动力传递距离的变长化。

在上述实施方式中，说明了驱动力传递装置1构成作为具备差动机构5的带离合器的差速器装置的情况，但是本发明并不局限于此，也可以适用于例如配置在传动轴的前侧并能够隔断向传动轴的驱动力的传递的分动器。这种情况下，驱动力传递装置不具备差动机构，而与龆轮轴啮合的大径齿轮连结于传动轴。