JP6651838B2 - 駆動力配分装置 - Google Patents

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Description

本発明は、左右一対の主駆動輪と左右一対の補助駆動輪とを有する四輪駆動車に搭載され、左右一対の補助駆動輪に駆動源の駆動力を配分する駆動力配分装置に関する。
従来、左右一対の主駆動輪と左右一対の補助駆動輪とを有する四輪駆動車に搭載され、左右一対の補助駆動輪に駆動源の駆動力を配分する駆動力配分装置として、特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１に記載の駆動力配分装置は、プロペラシャフトを介して伝達された駆動源の駆動力を左右一対の補助駆動輪に差動を許容して配分するディファレンシャル機構と、左右一対の補助駆動輪のうち一方の補助駆動輪とディファレンシャル機構との間に配置され、ディファレンシャル機構から一方の補助駆動輪に伝達される駆動力を調節可能なクラッチ機構とを備えている。四輪駆動車の二輪駆動状態での走行時には、プロペラシャフトと駆動源との連結が遮断されると共にクラッチ機構が解放状態となり、プロペラシャフト及びディファレンシャル機構のデフケースの回転が停止する。この場合、ディファレンシャル機構の一対のピニオンギヤは、デフケースに支持されたピニオンシャフトに軸支されて互いに逆方向に回転する。
上記のように構成された駆動力配分装置を備えた四輪駆動車では、二輪駆動状態での走行時にプロペラシャフト及びデフケースの回転が停止するので、これらの回転に伴う回転抵抗に起因する走行抵抗が低減し、燃費性能が向上する。
特開２０１５−１２９５３４号公報
特許文献１に記載の駆動力配分装置では、ディファレンシャル機構のピニオンギヤの回転がデフケース内の潤滑油によって潤滑されるが、二輪駆動状態での走行時にはデフケースの回転が停止するので、この停止状態におけるピニオンシャフトの角度が水平方向に対して垂直に近い場合には、デフケースの回転軸よりも上方に位置するピニオンギヤに潤滑油が供給されず、この状態が長く続くと潤滑不足によってピニオンギヤの摩耗が促進されてしまうおそれがある。
また、このようなピニオンギヤの潤滑不足を避けるため、例えば所定の時間間隔でクラッチ機構を作動させ、補助駆動輪の回転力によってデフケース及びプロペラシャフトを回転させることも考えられるが、この場合には、デフケース及びプロペラシャフトが回転し始める際に衝撃や振動が発生するおそれがあると共に、燃費性能を向上させる効果が制限されてしまう。
そこで、本発明は、四輪駆動車の二輪駆動時に補助駆動輪側のディファレンシャル機構のデフケースの回転が停止しても、デフケースの回転軸よりも上方に位置するピニオンギヤに潤滑油を供給することが可能な駆動力配分装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するため、前輪及び後輪のうち、一方を左右一対の主駆動輪として備えると共に他方をプロペラシャフトを介して駆動力が伝達される左右一対の補助駆動輪として備え、駆動源から前記プロペラシャフトへの駆動力の伝達を遮断可能な第１の断続機構によって二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車に搭載される駆動力配分装置であって、前記四輪駆動状態において前記プロペラシャフトを介して伝達された前記駆動源の駆動力を前記左右一対の補助駆動輪に差動を許容して配分するディファレンシャル機構と、前記左右一対の補助駆動輪のうち何れか一方の補助駆動輪と前記ディファレンシャル機構との間に配置され、前記ディファレンシャル機構から前記一方の補助駆動輪への駆動力の伝達を遮断可能な第２の断続機構とを備え、前記ディファレンシャル機構は、前記プロペラシャフトにギヤ機構を介して連結されたデフケースと、前記デフケースに支持されて前記デフケースと一体回転するピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトに軸支された複数のピニオンギヤと、前記複数のピニオンギヤにギヤ軸を直交させて噛合する一対のサイドギヤとを有し、前記複数のピニオンギヤと前記一対のサイドギヤとの噛み合いが潤滑油によって潤滑され、前記ピニオンシャフトには、前記デフケースの回転が停止した状態で前記一対のサイドギヤが互いに逆方向に回転する二輪駆動時に、前記複数のピニオンギヤのうち下方に位置するピニオンギヤ側から他のピニオンギヤ側へ前記潤滑油を流動させることが可能な流路が形成され、前記下方に位置するピニオンギヤの回転によって前記流路に前記潤滑油が供給される、駆動力配分装置を提供する。
本発明に係る駆動力配分装置によれば、四輪駆動車の二輪駆動時に補助駆動輪側のディファレンシャル機構のデフケースの回転が停止しても、複数のピニオンギヤのうち下方に位置するピニオンギヤ側から上方に位置するピニオンギヤ側に潤滑油を供給することが可能となる。
第１の実施の形態に係る駆動力配分装置が搭載された四輪駆動車の構成図である。 駆動力配分装置の構成例を水平断面で示す断面図である。 ディファレンシャル機構を回転軸線に直交する断面で示す断面図である。 ピニオンシャフトを示す斜視図である。 ピニオンギヤをギヤ背面側から見た平面図である。 第２の実施の形態に係るディファレンシャル機構を示す断面図である。 第２の実施の形態に係るピニオンギヤを示す断面図である。 第３の実施の形態に係るディファレンシャル機構を示す断面図である。 第３の実施の形態に係るワッシャを示す断面図である。 （ａ）は、第４の実施の形態に係るディファレンシャル機構を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動力配分装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す構成図である。
（四輪駆動車の全体構成）
四輪駆動車１００は、走行用の駆動力を発生させる駆動源としてのエンジン１０２、トランスミッション１０３、左右一対の主駆動輪としての前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ、及び左右一対の補助駆動輪としての後輪１０５Ｌ，１０５Ｒと、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達可能な駆動力伝達系１０１と、制御装置１３及び油圧ユニット１４とを備えている。なお、本実施の形態において、各符号における「Ｌ」及び「Ｒ」は、車両の前進方向に対する左側及び右側の意味で使用している。
この四輪駆動車１００は、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達する四輪駆動状態と、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのみに伝達する二輪駆動状態とを切り替え可能である。なお、本実施の形態では、駆動源として内燃機関であるエンジンを適用した場合について説明するが、これに限らず、エンジンとＩＰＭ（Interior Permanent Magnet Synchronous)モータ等の高出力電動モータとの組み合わせによって駆動源を構成してもよく、高出力電動モータのみによって駆動源を構成してもよい。
駆動力伝達系１０１は、フロントディファレンシャル１１と、プロペラシャフト１０８と、エンジン１０２からプロペラシャフト１０８への駆動力の伝達を遮断可能な第１の断続機構としての噛み合いクラッチ１２と、駆動力配分装置１と、前輪側のドライブシャフト１０６Ｌ，１０６Ｒと、後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒとを有し、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達するように構成されている。
前輪１０４Ｌ，１０４Ｒには、エンジン１０２の駆動力が常に伝達される。後輪１０５Ｌ，１０５Ｒには、噛み合いクラッチ１２、プロペラシャフト１０８、及び駆動力配分装置１を介してエンジン１０２の駆動力が伝達される。すなわち、四輪駆動車１００は、前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び後輪１０５Ｌ，１０５Ｒのうち、一方（前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ）を左右一対の主駆動輪として備えると共に他方（後輪１０５Ｌ，１０５Ｒ）をプロペラシャフト１０８を介して駆動力が伝達される左右一対の補助駆動輪として備えている。
フロントディファレンシャル１１は、一対の前輪側のドライブシャフト１０６Ｌ，１０６Ｒに連結された一対のサイドギヤ１１１，１１１、一対のサイドギヤ１１１，１１１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１１２，１１２、一対のピニオンギヤ１１２，１１２を支持するピニオンシャフト１１３、及びこれら一対のサイドギヤ１１１，１１１と一対のピニオンギヤ１１２，１１２とピニオンシャフト１１３を収容するフロントデフケース１１４を有している。
噛み合いクラッチ１２は、フロントデフケース１１４と一体に回転する第１回転部材１２１と、第１回転部材１２１と軸方向に並列する第２回転部材１２２と、第１回転部材１２１及び第２回転部材１２２の外側に配置され、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とを相対回転不能に連結することが可能な円筒状のスリーブ１２３とを有している。
具体的には、第１回転部材１２１及び第２回転部材１２２の外周面に設けられた外周スプライン嵌合部がスリーブ１２３の内周面に設けられた内周スプライン嵌合部に噛み合うことで、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とがスリーブ１２３によって一体回転するように連結された連結状態となる。また、スリーブ１２３の軸方向移動により、スリーブ１２３の内周スプライン嵌合部が第２回転部材１２２の外周スプライン嵌合部のみに噛み合い、第１回転部材１２１の外周スプライン嵌合部に噛み合わなくなった場合には、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とが相対回転可能な非連結状態となる。スリーブ１２３は、図略のアクチュエータによって軸方向に進退移動可能である。
プロペラシャフト１０８は、エンジン１０２のトルクをフロントデフケース１１４から噛み合いクラッチ１２を介して受け、駆動力配分装置１側に伝達する。プロペラシャフト１０８の前輪側端部には、噛み合いクラッチ１２の第２回転部材１２２に相対回転不能に連結されたリングギヤ１０８ｂに噛み合うピニオンギヤ１０８ａが設けられている。リングギヤ１０８ｂ及びピニオンギヤ１０８ａは、例えばハイポイトギヤからなり、ギヤ機構１０９を構成する。
四輪駆動車１００の四輪駆動状態では噛み合いクラッチ１２が連結状態となり、プロペラシャフト１０８及び駆動力配分装置１を介してエンジン１０２の駆動力が左右一対の後輪１０５Ｌ，１０５Ｒ側に伝達される。一方、二輪駆動状態では、噛み合いクラッチ１２が非連結状態となり、プロペラシャフト１０８へのエンジン１０２の駆動力の伝達が遮断される。
駆動力配分装置１は、四輪駆動状態において、プロペラシャフト１０８から入力される駆動力を左右一対の後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに差動を許容して配分する。ドライブシャフト１０７Ｌは左後輪１０５Ｌに連結され、ドライブシャフト１０７Ｒは右後輪１０５Ｒに連結されている。
油圧ユニット１４は、制御装置１３によって制御され、駆動力配分装置１に作動油を供給する。駆動力配分装置１は、この作動油の圧力によって作動し、プロペラシャフト１０８から後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒへ駆動力を伝達する。
（駆動力配分装置１の構成）
図２は、駆動力配分装置１の構成例を水平断面で示す断面図である。
図２に示すように、駆動力配分装置１は、第１乃至第３ハウジング部材２１〜２３からなるハウジング２と、プロペラシャフト１０８が連結される連結部材３１と、連結部材３１と一体に回転するピニオンギヤシャフト３２と、四輪駆動状態においてプロペラシャフト１０８を介して伝達されたエンジン１０２の駆動力を左右一対の後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに差動を許容して配分するディファレンシャル機構４と、ディファレンシャル機構４から後輪１０５Ｌに伝達される駆動力を調節可能な第２の断続機構としてのクラッチ機構５と、油圧ユニット１４（図１に示す）から供給される作動油の圧力によって動作するピストン６０とを備えている。
クラッチ機構５は、ピストン６０によって押圧される摩擦クラッチ５３を有し、ドライブシャフト１０７Ｌとディファレンシャル機構４との間に配置されている。また、クラッチ機構５は、摩擦クラッチ５３によって、ディファレンシャル機構４から後輪１０５Ｌへの駆動力の伝達を遮断可能である。
第２ハウジング部材２２には、油圧ユニット１４から作動油が供給される環状のシリンダ室２２１と、シリンダ室２２１に連通する作動油供給孔２２２が設けられている。シリンダ室２２１には、ピストン６０の一端部が収容される。図２では、作動油供給孔２２２を破線で示している。
ディファレンシャル機構４は、デフケース４０と、デフケース４０に支持されたピニオンシャフト４１と、ピニオンシャフト４１に軸支された複数のピニオンギヤ４２，４２と、複数のピニオンギヤ４２，４２にギヤ軸を直交させて噛合する一対のサイドギヤ４３，４３と、複数のピニオンギヤ４２，４２のギヤ背面側にそれぞれ配置された一対のワッシャ４４と、デフケース４０と一体に回転するリングギヤ４５とを有している。本実施の形態では、ピニオンシャフト４１の長手方向の両端部に一対のピニオンギヤ４２，４２がそれぞれ配置されている。デフケース４０は、車幅方向の両端部が円錐ころ軸受７１，７２によって回転可能に支持され、回転軸線Ｏを中心としてピニオンシャフト４１と一体に回転する。
ディファレンシャル機構４の一対のサイドギヤ４３，４３のうち、一方のサイドギヤ４３には、クラッチ機構５を介して連結シャフト３３が同軸上に配置され、他方のサイドギヤ４３にはドライブシャフト１０７Ｒが相対回転不能に連結される。連結シャフト３３には、ドライブシャフト１０７Ｌが相対回転不能に連結される。図２では、後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒの端部に配置された等速ジョイントのアウタレースを図示している。
連結部材３１とピニオンギヤシャフト３２とは、ボルト３０１及び座金３０２によって結合されている。また、ピニオンギヤシャフト３２は、軸部３２１とギヤ部３２２とを有し、軸部３２１が一対の円錐ころ軸受７３，７４によって回転可能に支持されている。ギヤ部３２２は、ディファレンシャル機構４のリングギヤ４５に噛み合っている。デフケース４０は、リングギヤ４５及びピニオンギヤシャフト３２のギヤ部３２２からなるギヤ機構３４を介して、プロペラシャフト１０８に連結されている。
クラッチ機構５は、一方のサイドギヤ４３と連結シャフト３３との間に配置され、摩擦クラッチ５３によって一方のサイドギヤ４３側から連結シャフト３３側に駆動力を伝達する。四輪駆動車１００の四輪駆動状態において、クラッチ機構５によって一方のサイドギヤ４３から連結シャフト３３を経てドライブシャフト１０７Ｌに伝達される駆動力が調節されると、ディファレンシャル機構４の差動機能により、ドライブシャフト１０７Ｒにも、ドライブシャフト１０７Ｌに伝達される駆動力と同等の駆動力が伝達される。これにより、クラッチ機構５は、左右一対の後輪１０５Ｌ，１０５Ｒの駆動力を調節可能である。
一方、四輪駆動車１００の二輪駆動状態では、噛み合いクラッチ１２が非連結状態になると共に、クラッチ機構５の摩擦クラッチ５３が解放状態となる。これにより、プロペラシャフト１０８には、駆動力伝達系１０１の上流側（エンジン１０２側）からも、下流側（後輪１０５Ｌ，１０５Ｒ側）からも回転力が伝達されなくなり、四輪駆動車１００が走行中であってもその回転が停止する。また、連結部材３１、ピニオンギヤシャフト３２、及びデフケース４０についても、プロペラシャフト１０８と同様に、それぞれの回転が停止する。これにより、二輪駆動状態では、ピニオンギヤ１０８ａ及びリングギヤ１０８ｂからなるギヤ機構１０９（図１参照）ならびにリングギヤ４５及びピニオンギヤシャフト３２のギヤ部３２２からなるギヤ機構３４におけるオイル攪拌抵抗等による損失が抑制され、燃費性能が向上する。
ハウジング２は、ピニオンギヤシャフト３２及びディファレンシャル機構４を収容する第１ハウジング部材２１と、第１ハウジング部材２１に複数のボルト２０１によって結合された第２ハウジング部材２２と、第２ハウジング部材２２に複数のボルト２０２によって結合された第３ハウジング部材２３とを有している。図２では、複数のボルト２０１，２０２のうち、それぞれ１つずつのボルト２０１，２０２を図示している。
ハウジング２において、ディファレンシャル機構４を収容する第１収容室２ａと、クラッチ機構５を収容する第２収容室２ｂとは、第２ハウジング部材２２の中心部に形成された軸孔２２０の内面に固定されたシール部材８１によって区画されている。第１収容室２ａには、ギヤの潤滑に適した粘度の潤滑油（ギヤオイル）が封入されている。ディファレンシャル機構４は、一対のピニオンギヤ４２，４２と一対のサイドギヤ４３，４３との噛み合いが、この潤滑油によって潤滑される。
第２収容室２ｂには、クラッチ機構５の摩擦クラッチ５３を構成する複数のアウタクラッチプレート５３１と複数のインナクラッチプレート５３２との摩擦摺動を潤滑する比較的粘度の低い潤滑油（クラッチオイル）が封入されている。アウタクラッチプレート５３１と複数のインナクラッチプレート５３２は、この潤滑油によって摩耗や焼き付きの発生が抑制される。
第１ハウジング部材２１には、ドライブシャフト１０７Ｒを挿通させる挿通孔の内面にシール部材８２が嵌着され、連結部材３１及びピニオンギヤシャフト３２を挿通させる挿通孔の内面にシール部材８３が嵌着されている。また、第３ハウジング部材２３には、連結シャフト３３を挿通させる挿通孔の内面にシール部材８４が嵌着されている。
クラッチ機構５は、連結シャフト３３と一体に回転するクラッチドラム５１と、ディファレンシャル機構４の一方のサイドギヤ４３と一体に回転する軸状のインナシャフト５２と、クラッチドラム５１とインナシャフト５２との間で駆動力を伝達する摩擦クラッチ５３と、ピストン６０の押圧力を摩擦クラッチ５３に伝達する押圧力伝達機構５４とを有している。
摩擦クラッチ５３は、クラッチドラム５１と共に回転する複数のアウタクラッチプレート５３１と、インナシャフト５２と共に回転する複数のインナクラッチプレート５３２とを有している。本実施の形態では、摩擦クラッチ５３が、９枚のアウタクラッチプレート５３１と、同じく９枚のインナクラッチプレート５３２とを有し、これらのアウタクラッチプレート５３１及びインナクラッチプレート５３２が軸方向に沿って交互に配置されている。
アウタクラッチプレート５３１は、その外周側の端部にクラッチドラム５１の内周面にスプライン係合する複数の突起を有し、クラッチドラム５１に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結されている。また、インナクラッチプレート５３２は、その内周側の端部にインナシャフト５２の外周面にスプライン係合する複数の突起が形成され、インナシャフト５２に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結されている。
摩擦クラッチ５３は、ピストン６０の押圧力を押圧力伝達機構５４を介して受けることにより、複数のアウタクラッチプレート５３１と複数のインナクラッチプレート５３２との間に摩擦力が発生し、この摩擦力によって駆動力を伝達する。ピストン６０の押圧力が大きいと、複数のアウタクラッチプレート５３１と複数のインナクラッチプレート５３２との間の摩擦力が大きくなる。制御装置１３は、油圧ユニット１４からシリンダ室２２１に供給する作動油の圧力を調整することにより、クラッチ機構５によって伝達される駆動力を調節可能である。制御装置１３は、前輪１０４Ｌ，１０４Ｒと後輪１０５Ｌ，１０５Ｒとの回転速度差やアクセルペダルの踏み込み量等に応じて、油圧ユニット１４から出力される作動油の圧力を増減させる。
押圧力伝達機構５４は、インナシャフト５２に相対回転不能かつ軸方向に連結された環状のスライド部材５４１と、スラストニードルころ軸受５４２と、押圧力伝達機構５４の回転軸線Ｏ方向の位置を調整するシム５４３とを有している。
スライド部材５４１は、付勢部材５５によって摩擦クラッチ５３から離間する方向に付勢されている。付勢部材５５は、例えばバネ等の弾性体からなり、軸方向の一端部がインナシャフト５２に形成された段差面に当接し、他端部がスライド部材５４１の内鍔部に当接している。
クラッチドラム５１と第３ハウジング部材２３の内面との間には、スラストころ軸受７５が配置され、このスラストころ軸受７５によってクラッチドラム５１の軸方向移動が規制されている。インナシャフト５２は、軸孔２２０の内面に固定された玉軸受７６によって回転可能に支持されている。インナシャフト５２には、連結シャフト３３の一端部を収容する収容孔５２０が中心部に形成されている。連結シャフト３３は、収容孔５２０の内面との間に配置された玉軸受７７、及び第３ハウジング部材２３との間に配置された玉軸受７８によって回転可能に支持されている。
上記のように構成された駆動力配分装置１は、前述のように二輪駆動状態の走行時にデフケース４０の回転が停止する。この場合、ドライブシャフト１０７Ｒに連結された右側のサイドギヤ４３はドライブシャフト１０７Ｒと共に回転し、左側のサイドギヤ４３は、ピニオンシャフト４１を中心とする一対のピニオンギヤ４２，４２の自転によって、右側のサイドギヤ４３とは逆方向に回転する。これに伴い、左側のサイドギヤ４３に連結されたインナシャフト５２と、ドライブシャフト１０７Ｌに連結されたクラッチドラム５１とが、互いに逆方向に回転する。
図３は、ディファレンシャル機構４を回転軸線Ｏに直交する断面で示す断面図である。図４は、ピニオンシャフト４１を示す斜視図である。図３では、中空のデフケース４０、円柱状のピニオンシャフト４１、一対のピニオンギヤ４２，４２、及び右側のサイドギヤ４３を、ピニオンシャフト４１の中心軸を含む断面で示している。また、図３では、ピニオンシャフト４１が水平方向に対して垂直な状態でデフケース４０が回転停止した状態を示している。なお、以下の記載において、「上」及び「下」とは、駆動力配分装置１が四輪駆動車１００に搭載された状態における鉛直方向の上下をいうものとする。
サイドギヤ４３とピニオンギヤ４２との噛み合いは、潤滑油Ｌによって潤滑される。図３に示す例では、潤滑油Ｌの油面Ｌｓが回転軸線Ｏよりも下方に位置している。
二輪駆動時には、デフケース４０の回転が停止した状態で、一対のピニオンギヤ４２，４２が互いに逆方向に回転する。それぞれのピニオンギヤ４２には、ピニオンシャフト４１を挿通させるピニオンシャフト挿通孔４２０が中心部に形成されている。ピニオンシャフト挿通孔４２０の内径は、ピニオンシャフト４１の外径よりも僅かに大きく形成されている。
デフケース４０には、ピニオンシャフト４１を挿通させる２つの挿通孔４００が形成されている。ピニオンシャフト４１は、長手方向の両端部４１ａ，４１ｂがそれぞれ挿通孔４００内に収容される。ピニオンシャフト４１の一端部４１ａには、ピニオンシャフト４１を径方向に貫通するピン挿通孔４１４が形成され、このピン挿通孔４１４を、デフケース４０に形成された圧入孔４０１（図２参照）に圧入されたピン４６が貫通している。ピニオンシャフト４１は、このピン４６によって、デフケース４０に対して抜け止め及び回り止めされている。
また、デフケース４０には、ディファレンシャル機構４の組み立て時に一対のサイドギヤ４３，４３等を内部に配置するためのギヤ挿入孔４０２が形成されている。潤滑油Ｌは、このギヤ挿入孔４０２を介してデフケース４０の内外を流動する。
ピニオンシャフト４１には、二輪駆動時に、一対のピニオンギヤ４２のうち下方に位置するピニオンギヤ４２側から他のピニオンギヤ４２側（デフケース４０の回転軸線Ｏよりも上方に位置するピニオンギヤ４２側）に潤滑油Ｌを流動させることが可能な流路４１０が形成されている。本実施の形態では、流路４１０が、ピニオンシャフト４１の長手方向に沿って中心部に形成された第１流路４１１と、ピニオンシャフト４１の他端部４１ｂ側で第１流路４１１に連通する第２流路４１２と、ピニオンシャフト４１の一端部４１ａ側で第１流路４１１に連通する第３流路４１３とによって形成されている。図４では、ピニオンシャフト４１の内部における第１流路４１１、第２流路４１２、第３流路４１３、及びピン挿通孔４１４を破線で示している。
第１流路４１１は、ピニオンシャフト４１の一端部４１ａ側に向かって他端部４１ｂ側の軸方向端面から穿孔された孔によって形成されている。第１流路４１１における他端部４１ｂ側の開口は、詰め栓４７によって閉塞されている。第２流路４１２及び第３流路４１３は、ピニオンシャフト４１を径方向に貫通し、ピニオンシャフト４１の外周面に両端が開口している。
一対のピニオンギヤ４２，４２のうち、上方に位置するピニオンギヤ４２は、下方に位置するピニオンギヤ４２の回転によってピニオンシャフト４１の流路４１０に供給される潤滑油Ｌにより、ピニオンシャフト４１及びワッシャ４４との摺動が潤滑される。
なお、ハウジング２の第１収容室２ａにおける潤滑油Ｌの量は、その油面Ｌｓの高さが、ピニオンシャフト４１が水平となる位置でデフケース４０が回転停止した場合に両ピニオンギヤ４２，４２のそれぞれの少なくとも一部が潤滑油Ｌに浸かる高さとなるように設定されている。これにより、ピニオンシャフト４１が水平となる位置でデフケース４０が回転停止した場合には、一対のピニオンギヤ４２，４２が、デフケース４０内の潤滑油Ｌによって直接的に潤滑される。
図５は、ピニオンギヤ４２をギヤ背面４２ａ側から見た平面図である。ピニオンギヤ４２は、ギヤ背面４２ａがワッシャ４４に対向する。なお、図５では、一対のピニオンギヤ４２のうち一方のピニオンギヤ４２のギヤ背面４２ａを図示しているが、他方のピニオンギヤ４２についても同様に構成されている。
ピニオンギヤ４２には、潤滑油Ｌをピニオンシャフト４１の流路４１０に導く複数の背面油溝４２１が、ピニオンギヤ４２の回転方向に対して傾斜して形成されている。この背面油溝４２１の傾斜方向は、四輪駆動車１００の二輪駆動状態での前進時（二輪駆動時）におけるピニオンギヤ４２の回転方向前方ほどギヤ背面４２ａの外周側となる方向である。
図３では、二輪駆動状時における右側のサイドギヤ４３の回転方向を矢印Ａ１で示している。また、図５では、二輪駆動時におけるピニオンギヤ４２の回転方向を矢印Ａ２で示している。本実施の形態では、ピニオンギヤ４２のギヤ背面４２ａに、７本の背面油溝４２１が等間隔に形成されている。それぞれの背面油溝４２１は、ギヤ背面４２ａの外周端から内周端（ピニオンシャフト挿通孔４２０の開口縁部）に亘って形成されている。また、複数の背面油溝４２１は、ギヤ背面４２ａの外周端側ほどピニオンギヤ４２の周方向に対する傾斜角度が浅くなる渦巻き状に形成されている。
このピニオンギヤ４２が潤滑油Ｌに浸かった状態で矢印Ａ２方向に回転すると、ピニオンギヤ４２の周辺の潤滑油Ｌが、背面油溝４２１に案内されて中心部側（ピニオンシャフト挿通孔４２０側）に流動する。
ピニオンシャフト４１の流路４１０における第２流路４１２の開口４１２ａ，４１２ｂ及び第３流路４１３の開口４１３ａ，４１３ｂは、一対のピニオンギヤ４２，４２のそれぞれのギヤ背面４２ａ側のピニオンシャフト挿通孔４２０の開口縁部に対向する位置に設けられている。これにより、流路４１０の開口４１２ａ，４１２ｂ，４１３ａ，４１３ｂは、一対のピニオンギヤ４２，４２の背面油溝４２１の内周端に向かい合い、背面油溝４２１に案内された潤滑油Ｌが、第２流路４１２の開口４１２ａ，４１２ｂ及び第３流路４１３の開口４１３ａ，４１３ｂのうち、下方に位置する開口（図３の例では開口４１２ａ，４１２ｂ）から流路４１０に流入する。
流路４１０に流入した潤滑油Ｌは、図３に破線の矢印で示すように流動し、第２流路４１２の開口４１２ａ，４１２ｂ及び第３流路４１３の開口４１３ａ，４１３ｂのうち、上方に位置する開口（図３に示す例では開口４１３ａ，４１３ｂ）から流出する。そして、流路４１０から流出した潤滑油により、一対のピニオンギヤ４２，４２のうち上方に位置するピニオンギヤ４２が潤滑される。
（第１の実施の形態の効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、四輪駆動車１００の二輪駆動時にディファレンシャル機構４のデフケース４０の回転が停止しても、一対のピニオンギヤ４２，４２のうちデフケース４０の回転軸線Ｏよりも上方に位置するピニオンギヤ４２に潤滑油Ｌが供給される。これにより、潤滑不足によるピニオンギヤ４２やピニオンシャフト４１あるいはワッシャ４４の摩耗が抑制される。
また、第１の実施の形態によれば、油面Ｌｓよりも下側における一方のピニオンギヤ４２の自転によってピニオンシャフト４１の流路４１０に潤滑油が供給されるので、部品点数や組み付け工数の増大をもたらすことなく、油面Ｌｓよりも上側における他方のピニオンギヤ４２に潤滑油Ｌが供給される。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図６及び図７を参照して説明する。第２の実施の形態は、ピニオンシャフト４１Ａ、及びピニオンシャフト４１Ａに軸支された一対のピニオンギヤ４２Ａの構成が、第１の実施の形態と異なっている。
図６は、第２の実施の形態に係るディファレンシャル機構４Ａをデフケース４０の回転軸線Ｏに直交する断面で示す断面図である。図７は、ディファレンシャル機構４Ａのピニオンシャフト４１Ａに軸支されるピニオンギヤ４２Ａを示す断面図である。図６及び図７において、第１の実施の形態について説明したものと同様の機能を有する構成要素については、第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
本実施の形態に係るピニオンシャフト４１Ａは、第１の実施の形態に係るピニオンシャフト４１と同様に、第１流路４１１、第２流路４１２、及び第３流路４１３によって流路４１０が形成されているが、第２流路４１２の開口４１２ａ，４１２ｂ及び第３流路４１３の開口４１３ａ，４１３ｂの位置が異なり、これらの開口４１２ａ，４１２ｂ，４１３ａ，４１３ｂがピニオンギヤ４２Ａにおけるピニオンシャフト挿通孔４２０の内周面４２０ａに対向している。
また、第１の実施の形態に係るピニオンギヤ４２は、ギヤ背面４２ａに複数の背面油溝４２１が形成され、ピニオンシャフト挿通孔４２０内には油溝が形成されていなかったが、本実施の形態に係るピニオンギヤ４２Ａには、ギヤ背面４２ａに形成された複数の背面油溝４２１に加え、ピニオンシャフト挿通孔４２０の内周面４２０ａに複数の内周面油溝４２２が形成されている。
本実施の形態では、内周面油溝４２２の数が背面油溝４２１の数と同数であり、背面油溝４２１と内周面油溝４２２とがピニオンシャフト挿通孔４２０のギヤ背面４２ａ側の開口端部で連通している。ただし、内周面油溝４２２の数と背面油溝４２１の数とが異なってもよく、内周面油溝４２２と背面油溝４２１とが連通していなくともよい。
また、ピニオンギヤ４２Ａには、ピニオンシャフト挿通孔４２０の内周面４２０ａに、周方向に沿って形成された環状溝４２３が形成されている。複数の内周面油溝４２２は、ギヤ背面４２ａ側とは反対側の端部において、環状溝４２３に連通している。
内周面油溝４２２は、ピニオンギヤ４２Ａの軸方向に対して傾斜し、その傾斜方向は二輪駆動時におけるピニオンギヤ４２Ａの回転方向前方ほどギヤ背面４２ａ側となる方向である。これにより、二輪駆動時には、潤滑油Ｌが内周面油溝４２２に案内されてギヤ背面４２ａ側から環状溝４２３側に流動する。
ピニオンシャフト４１Ａにおける流路４１０の開口４１２ａ，４１２ｂ，４１３ａ，４１３ｂは、環状溝４２３に対向する位置に設けられている。これにより、複数の内周面油溝４２２を経て環状溝４２３に流動した潤滑油Ｌが、第２流路４１２の開口４１２ａ，４１２ｂ及び第３流路４１３の開口４１３ａ，４１３ｂのうち、下方に位置する開口（図３の例では開口４１２ａ，４１２ｂ）から流路４１０に流入する。
流路４１０に流入した潤滑油Ｌは、図６に破線の矢印で示すように流動し、第２流路４１２の開口４１２ａ，４１２ｂ及び第３流路４１３の開口４１３ａ，４１３ｂのうち、上方に位置する開口（図３に示す例では開口４１３ａ，４１３ｂ）から流出する。そして、流路４１０から流出した潤滑油により、一対のピニオンギヤ４２Ａ，４２Ａのうち上方に位置するピニオンギヤ４２Ａが潤滑される。
以上説明した第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第２の実施の形態によれば、潤滑油Ｌがピニオンシャフト４１Ａの外周面とピニオンギヤ４２Ａにおけるピニオンシャフト挿通孔４２０の内周面４２０ａとの間に供給されるので、ピニオンシャフト４１Ａの回転に伴うピニオンシャフト４１Ａの摩耗がより確実に抑制される。
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について、図８及び図９を参照して説明する。第３の実施の形態は、ピニオンギヤ４２Ｂ、及びこのピニオンギヤ４２Ｂが摺接するワッシャ４４Ｂの構成が、第１の実施の形態と異なっている。
図８は、第３の実施の形態に係るディファレンシャル機構４Ｂをデフケース４０の回転軸線Ｏに直交する断面で示す断面図である。図９は、ディファレンシャル機構４Ｂのピニオンギヤ４２Ｂとデフケース４０との間に介挿されるワッシャ４４Ｂを示す平面図である。図８及び図９において、第１の実施の形態について説明したものと同様の機能を有する構成要素については、第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
第１の実施の形態に係るピニオンギヤ４２は、ギヤ背面４２ａに複数の背面油溝４２１が形成されていたが、本実施の形態に係るピニオンギヤ４２Ｂは、ギヤ背面４２ａに背面油溝４２１が形成されておらず、ギヤ背面４２ａが部分球面状である。
本実施の形態に係るワッシャ４４Ｂには、ピニオンギヤ４２Ｂのギヤ背面４２ａが摺接する摺接面としての内面４４ａに、二輪駆動時において潤滑油Ｌをピニオンシャフト４１の流路４１０に導く複数の内面油溝４４１が形成されている。このワッシャ４４Ｂは、本発明の「摺接部材」の一態様である。
内面油溝４４１は、ピニオンギヤ４２Ｂの回転方向に対して傾斜して形成され、その傾斜方向は、二輪駆動時におけるピニオンギヤ４２Ｂの回転方向後方ほど外周側となる方向である。これにより、二輪駆動時には、一対のピニオンギヤ４２Ｂ，４２Ｂのうち下方に位置するピニオンギヤ４２Ｂの回転に伴って、潤滑油Ｌが内面油溝４４１に案内されてワッシャ４４Ｂの外周側から内周側に流動する。図９では、二輪駆動時におけるワッシャ４４Ｂに対するピニオンギヤ４２の回転方向を矢印Ａ３で示している。
ピニオンシャフト４１の第２流路４１２の開口４１２ａ，４１２ｂ及び第３流路４１３の開口４１３ａ，４１３ｂは、一対のピニオンギヤ４２Ｂ，４２Ｂのそれぞれのピニオンシャフト挿通孔４２０の開口縁部に対向する位置に設けられている。流路４１０に流入した潤滑油Ｌは、図８に破線の矢印で示すように流動し、第２流路４１２の開口４１２ａ，４１２ｂ及び第３流路４１３の開口４１３ａ，４１３ｂのうち、上方に位置する開口（図３に示す例では開口４１３ａ，４１３ｂ）から流出する。そして、流路４１０から流出した潤滑油により、一対のピニオンギヤ４２Ｂ，４２Ｂのうち上方に位置するピニオンギヤ４２Ｂが潤滑される。
以上説明した第３の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第３の実施の形態によれば、ワッシャ４４Ｂの複数の内面油溝４４１を、ワッシャ４４Ｂのプレス成型時に形成することができるので、加工が容易となる。
なお、第３の実施の形態では、ピニオンギヤ４２Ｂのギヤ背面４２ａに背面油溝４２１が形成されていない場合について説明したが、ギヤ背面４２ａに背面油溝４２１を形成してもよい。すなわち、第１の実施の形態について説明したピニオンギヤ４２を、第３の実施の形態に係るワッシャ４４Ｂと組み合わせてもよい。
また、第３の実施の形態では、ワッシャ４４Ｂの内面４４ａに複数の内面油溝４４１を形成した場合について説明したが、ワッシャ４４Ｂを廃止すると共に、内面油溝４４１に相当する油溝を、ピニオンギヤ４２Ｂのギヤ背面４２ａに対向するデフケース４０の内面に形成してもよい。この場合、デフケース４０が本発明の「摺接部材」に相当する。なお、この油溝を形成する部分のデフケース４０の内面には、耐摩耗性を高めるための熱処理等の処理を施すことが望ましい。
また、以上説明した第１乃至第３の実施の形態を総括すれば、潤滑油をピニオンシャフトの流路に導く油溝は、ピニオンギヤのギヤ背面、及びギヤ背面が摺接する摺接部材の摺接面のうち、少なくとも一方の面に形成されていればよいことが分かる。
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について、図１０を参照して説明する。第４の実施の形態は、ピニオンシャフト９の構成が、第１の実施の形態と異なっている。
図１０（ａ）は、第４の実施の形態に係るディファレンシャル機構４Ｃをデフケース４０の回転軸線Ｏに直交する断面で示す断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１０（ａ）において、第１の実施の形態について説明したものと同様の機能を有する構成要素については、第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
本実施の形態に係るピニオンシャフト９は、軸状の本体部９１と、本体部９１の一部を覆う円筒状のカバー部材９２とから構成されている。本体部９１は、圧入孔９１１に圧入されたピン４６によって、デフケース４０に対して抜け止め及び回り止めされている。カバー部材９２は、本体部９１に軸支された一対のピニオンギヤ４２，４２の間の部分における本体部９１の外周面９１ａを覆っている。なお、カバー部材９２は、本体部９１に固定されていてもよく、本体部９１に対して軸方向に相対移動可能であってもよい。
本体部９１の外周面９１ａには、軸方向に延びる溝が、流路９１０として形成されている。図１０では、本体部９１に３本の流路９１０が形成された場合について示しているが、流路９１０は１本又は２本でもよく、４本以上であってもよい。流路９１０は、本体部９１の軸方向全体に亘って形成されている。
一対のピニオンギヤ４２，４２のうち、下方に位置するピニオンギヤ４２の回転によって流路９１０に流入した潤滑油Ｌは、上方に流動して、油面Ｌｓよりも上方に位置するピニオンギヤ４２に供給される。一対のピニオンギヤ４２，４２の間の部分における流路９１０からの潤滑油Ｌの漏出は、カバー部材９２によって抑制される。
この第４の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第４の実施の形態によれば、流路９１０が本体部９１の外周面９１ａに形成されるので、その加工が容易となる。
（付記）
以上、本発明を上記第１乃至第４の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１乃至第３の実施の形態では、ピニオンシャフト４１，４１Ａに１つの流路４１０が形成された場合について説明したが、これに限らず、ピニオンシャフトに複数の流路を形成し、そのうちの一部の流路を一端部側から他端部側へ潤滑油を流動させるための流路とし、他の流路を他端部側から一端部側へ潤滑油を流動させるための流路としてもよい。また、この場合、一部の流路が一方のピニオンギヤのピニオンギヤ挿通孔の開口縁部ならびに他方のピニオンギヤのピニオンギヤ挿通孔の内周面に対向して開口すると共に、他の流路が一方のピニオンギヤのピニオンギヤ挿通孔の内周面ならびに他方のピニオンギヤのピニオンギヤ挿通孔の開口縁部に開口してもよい。また、上記第１乃至第４の実施の形態では、一対のサイドギヤにギヤ軸を直交させて噛み合うピニオンギヤが２つである場合について説明したが、これに限らず、一対のサイドギヤに３つ又は４つ、もしくはそれ以上のピニオンギヤが噛み合うようにしてもよい。
また、四輪駆動車１００の構成は、図１に例示したものに限らず、左右一対の主駆動輪及び補助駆動輪を備えた様々な構成の四輪駆動車に本発明の駆動力配分装置を適用することが可能である。例えば、エンジンからプロペラシャフトへ伝達される駆動力を調節可能なクラッチ機構を第１の断続機構として設けてもよい。また、エンジンからプロペラシャフトへの駆動力の伝達を遮断可能な第１の断続機構、及び補助駆動輪側のディファレンシャル機構から一方の補助駆動輪への駆動力の伝達を遮断可能な第２の断続機構を噛み合いクラッチとし、これらの噛み合いクラッチの他に、伝達される駆動力を調節可能なクラッチ機構を設けてもよい。この場合、クラッチ機構を設ける位置は、エンジンから主駆動輪の間ではなく、エンジンから補助駆動輪の間であればどこでもよい。
１…駆動力配分装置
１２…噛み合いクラッチ（第１の断続機構）
１００…四輪駆動車
１０２…エンジン（駆動源）
１０４Ｌ，１０４Ｒ…前輪（主駆動輪）
１０５Ｌ，１０５Ｒ…後輪（補助駆動輪）
１０８…プロペラシャフト
３４…ギヤ機構
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…ディファレンシャル機構
４０…デフケース
４１，４１Ａ，９…ピニオンシャフト
４１０，９１０…流路
４２，４２Ａ，４２Ｂ…ピニオンギヤ
４２０…ピニオンシャフト挿通孔
４２１…背面油溝（油溝）
４２２…内周面油溝（油溝）
４２ａ…ギヤ背面
４３…サイドギヤ
４４，４４Ｂ…ワッシャ
４４１…内面油溝（油溝）
４４ａ…内面（摺接面）
５…クラッチ機構（第２の断続機構）
Ｌ…潤滑油

Claims (6)

  1. 前輪及び後輪のうち、一方を左右一対の主駆動輪として備えると共に他方をプロペラシャフトを介して駆動力が伝達される左右一対の補助駆動輪として備え、駆動源から前記プロペラシャフトへの駆動力の伝達を遮断可能な第１の断続機構によって二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車に搭載される駆動力配分装置であって、
    前記四輪駆動状態において前記プロペラシャフトを介して伝達された前記駆動源の駆動力を前記左右一対の補助駆動輪に差動を許容して配分するディファレンシャル機構と、
    前記左右一対の補助駆動輪のうち何れか一方の補助駆動輪と前記ディファレンシャル機構との間に配置され、前記ディファレンシャル機構から前記一方の補助駆動輪への駆動力の伝達を遮断可能な第２の断続機構とを備え、
    前記ディファレンシャル機構は、前記プロペラシャフトにギヤ機構を介して連結されたデフケースと、前記デフケースに支持されて前記デフケースと一体回転するピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトに軸支された複数のピニオンギヤと、前記複数のピニオンギヤにギヤ軸を直交させて噛合する一対のサイドギヤとを有し、前記複数のピニオンギヤと前記一対のサイドギヤとの噛み合いが潤滑油によって潤滑され、
    前記ピニオンシャフトには、前記デフケースの回転が停止した状態で前記一対のサイドギヤが互いに逆方向に回転する二輪駆動時に、前記複数のピニオンギヤのうち下方に位置するピニオンギヤ側から他のピニオンギヤ側へ前記潤滑油を流動させることが可能な流路が形成されており、
    前記流路は、前記ピニオンシャフトの長手方向に沿って前記ピニオンシャフトの中心部に形成された第１流路と、前記ピニオンシャフトの他端部側で前記第１流路に連通する第２流路と、前記ピニオンシャフトの一端部側で前記第１流路に連通する第３流路とによって形成され、前記第２流路及び前記第３流路が前記ピニオンシャフトの外周面に開口しており、
    前記第１流路は、前記長手方向の両端部が閉塞されており、
    前記下方に位置するピニオンギヤの回転によって前記流路に前記潤滑油が供給され、当該供給された前記潤滑油によって前記他のピニオンギヤが潤滑される、
    駆動力配分装置。
  2. 前記ピニオンギヤのギヤ背面、及び前記ギヤ背面が摺接する摺接部材の摺接面のうち、少なくとも一方の面に前記潤滑油を前記流路に導く油溝が形成された、
    請求項１に記載の駆動力配分装置。
  3. 前記ピニオンギヤの前記ギヤ背面に、前記潤滑油を前記流路に導く背面油溝が前記ピニオンギヤの回転方向に対して傾斜して形成され、
    前記背面油溝の傾斜方向は、前記四輪駆動車の前記二輪駆動状態での前進時における前記ピニオンギヤの回転方向前方ほど前記ギヤ背面の外周側となる方向である、
    請求項２に記載の駆動力配分装置。
  4. 前記摺接部材の前記摺接面に、前記潤滑油を前記流路に導く複数の内面油溝が前記ピニオンギヤの回転方向に対して傾斜して形成され、
    前記内面油溝の傾斜方向は、前記四輪駆動車の前記二輪駆動状態での前進時における前記ピニオンギヤの回転方向後方ほど外周側となる方向である、
    請求項２又は３に記載の駆動力配分装置。
  5. 前記ピニオンシャフトの前記流路は、前記複数のピニオンギヤにそれぞれ形成されたピニオンシャフト挿通孔の前記ギヤ背面側の開口縁部に対向する位置に開口を有する、
    請求項２乃至４の何れか１項に記載の駆動力配分装置。
  6. 前記第１の断続機構及び前記第２の断続機構のうち少なくとも一方は、前記左右一対の補助駆動輪の駆動力を調節可能なクラッチ機構である、
    請求項１乃至５の何れか１項に記載の駆動力配分装置。
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