(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの回転運動が伝達される入力軸と、
前記入力軸の回転運動を断接して伝達するためのクラッチと、
前記クラッチに接続された出力軸と
を備える車輛用動力伝達機構において、
前記入力軸の一端は、前記クラッチの入力側回転部材と一体回転するようにスプライン結合しており、
前記クラッチの前記入力側回転部材のボス部は、前記入力軸の一端にスプライン結合するスプライン部と、該スプライン部から更に軸方向に延びて前記入力軸の外周に接するインロー部とを含み、
前記インロー部に対応する前記入力軸の部分において、トルクヒューズとして機能する切り欠きを形成してなることを特徴とする車輛用動力伝達装置。
【請求項２】
前記車輛用動力伝達装置は、前記駆動源からの回転運動が伝達される駆動シャフトの回転を左右の車輪に配分するためのデフ機構であり、
前記デフ機構は、前記駆動シャフトと一体回転する駆動ベベルギヤと、該駆動ベベルギヤに噛み合う従動ベベルギヤと、前記駆動シャフトに直交して配置され、前記従動ベベルギヤと一体回転するセンターシャフトと、該センターシャフトの左右に配置された左右のクラッチ装置と、該左右のクラッチ装置の出力を左右の車輪に伝達する左右の出力シャフトとを備え、
前記センターシャフトは、中央の大径部と、該大径部の左右の中径部と、該中径部に隣接する左右端の小径部とを含み、前記大径部に前記従動ベベルギヤが固定され、
前記入力軸は、前記センターシャフトであり、前記クラッチは、左又は右の前記クラッチ装置であり、前記出力軸は、左又は右の前記出力シャフトであり、
前記センターシャフトの前記小径部において、前記クラッチの前記入力側回転部材の前記ボス部にスプライン結合し、
前記センターシャフトの前記中径部において、トルクヒューズとして機能する前記切り欠きが形成されている、請求項１の車輛用動力伝達装置。
【請求項３】
前記トルクヒューズとして機能する前記切り欠きは、前記インロー部の前記スプライン部寄りの箇所に対応して形成されている、請求項１又は２の車輛用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輛用動力伝達装置に関し、特に、４輪駆動車輛の動力伝達軸におけるトルクヒューズ（捩り最弱部若しくは非常時破断部）に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１、２及び３には、４輪駆動車輛におけるトルク配分型動力伝達装置が開示されている。特許文献１においては、駆動源（エンジン）の回転運動を後輪に対して伝達するためのセンタードライブシャフトと、後輪用のデフ装置との間に、駆動力の断接を行うクラッチを設け、該クラッチの断接により２輪駆動と４輪駆動の切り換えを行うことが示されている。特許文献２及び３には、後輪用のデフ装置において、左右車輪にそれぞれ対応してクラッチを設け、各クラッチの断接により左右車輪に対する駆動力の配分を行うことが示されている。このような４輪駆動車輛において、前後輪間の駆動力配分に関与しているクラッチに、焼きつきやクラッチ押し付け油圧急上昇などの異常が発生した場合、前後輪が直結となり（つまり、クラッチがオン状態でロックすることにより、左右後輪の両方又は一方に対して望まない駆動力が伝達される）、トルクが急上昇するおそれがある。そうすると、ケースやギヤが破損し、オイル漏れや発火等が発生するおそれがある。このような危険を未然に回避するためのフェールセーフ機能として、動力伝達軸の適宜箇所にトルクヒューズ（捩り最弱部若しくは非常時破断部）を設けることが従来より行われている。すなわち、動力伝達軸の適宜箇所にノッチ（切り欠き）等でなる「捩り最弱部」若しくは「非常時破断部」を形成し、所定の危険値を越えるトルクが該軸にかかった場合、該ノッチ（切り欠き）の箇所で軸を破断させて該軸の回転をフリーにさせるるようになっている。このように、動力伝達軸において設計的に強度を低下させた部位を形成して、許容範囲を超えるトルクが該軸に印加した場合にその部位を破断させるようにした部位（「捩り最弱部」若しくは「非常時破断部」）を、「トルクヒューズ」と言う。【０００３】
従来技術にあっては、トルクヒューズを設ける箇所について適切な考察がなされておらず、任意の箇所に設けられていた。特に、クラッチに関して回転部材（例えば入力側回転部材）の箇所に結合する軸部分において、そのようなトルクヒューズが設けられることはまずなく、クラッチとの結合箇所を避けた軸部分においてトルクヒューズが形成されるのが普通である。しかし、従来のトルクヒューズ形成箇所にあっては、該箇所が切断されると、クラッチの回転部材の軸心が外れ、クラッチが不規則的に振れ回る（暴れ回る）おそれがあり、安定した自走の妨げとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０４４６１８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９４００３号公報
【特許文献３】特許第５０２５９０４号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、トルクヒューズを適切に設けることにより、万一、トルクヒューズ箇所で軸が切断したとしても、クラッチが振れ回ることがないように工夫した車輛用動力伝達装置を提供しようとするものである。
【０００６】
本発明に係る車輛用動力伝達装置は、駆動源からの回転運動が伝達される入力軸（４）と、前記入力軸の回転運動を断接して伝達するためのクラッチ（５又は６）と、前記クラッチに接続された出力軸（７又は８）とを備える車輛用動力伝達装置において、前記入力軸の一端は、前記クラッチの入力側回転部材（５１）と一体回転するようにスプライン結合しており、前記クラッチの前記入力側回転部材のボス部（５５）は、前記入力軸の一端にスプライン結合するスプライン部（５５ａ）と、該スプライン部から更に軸方向に延びて前記入力軸の外周に接するインロー部（５５ｂ）とを含み、前記インロー部（５５ｂ）に対応する前記入力軸の部分において、トルクヒューズとして機能する切り欠き（９）を形成してなることを特徴とする。なお、括弧内の符号は、後述する実施例における対応する構成要素の図面参照番号を参考のために示すものである。
【０００７】
本発明によれば、クラッチの入力側回転部材のボス部がスプライン部とインロー部とを含み、一方、入力軸においては、その一端のスプライン結合部分よりも内側の前記インロー部（５５ｂ）に対応する部分において、トルクヒューズとして機能する切り欠き（９）が設けられている。これにより、トルク超過によってトルクヒューズ箇所で入力軸が切断した場合、切断された入力軸がクラッチ側のインロー部（５５ｂ）内に残り、センタリングが確保され、該クラッチの回転軸心がずれることがない。従って、トルクヒューズ箇所で軸が切断したとしても、クラッチが振れ回る（暴れ回る）ことがなく、安全に回転させることができ、安定した自走を確保することができる。好ましくは、トルクヒューズとして機能する前記切り欠き（９）は、前記インロー部（５５ｂ）の前記スプライン部（５５ａ）寄りの箇所（つまり境界の辺り）に対応して設けるとよい。これにより、切断時の安定性を確保するために必要とされるインロー部（５５ｂ）の長さを最小にすることができる。すなわち、切断によってインロー部内に残される入力軸の部分の長さが必要最低量あることが、切断時の安定性を確保するために必要であるところ、切り欠きを前記インロー部の前記スプライン部寄りの箇所に対応して設ければ、切断時にインロー部内に残される入力軸の長さが最長となるので、必要とされるインロー部の長さを最小にすることができ、小型化に資する。
【０００８】
一実施例において、前記車輛用動力伝達装置は、前記駆動源からの回転運動が伝達される駆動シャフト（１）の回転を左右の車輪に配分するためのデフ機構（１０）であり、前記デフ機構は、前記駆動シャフト（１）と一体回転する駆動ベベルギヤ（２）と、該駆動ベベルギヤに噛み合う従動ベベルギヤ（３）と、前記駆動シャフト（１）に直交して配置され、前記従動ベベルギヤ（３）と一体回転するセンターシャフト（４）と、該センターシャフトの左右に配置された左右のクラッチ装置（５、６）と、該左右のクラッチ装置の出力を左右の車輪に伝達する左右の出力シャフト（７、８）とを備え、前記センターシャフトは、中央の大径部（４ａ）と、該大径部の左右の中径部（４ｂ）と、該中径部に隣接する左右端の小径部（４ｃ）とを含み、前記大径部に前記従動ベベルギヤが固定され、前記入力軸は、前記センターシャフト（４）であり、前記クラッチは、左又は右の前記クラッチ装置（５又は６）であり、前記出力軸は、左又は右の前記出力シャフト（７又は８）であり、前記センターシャフトの前記小径部（４ｃ）において、前記クラッチの前記入力側回転部材（５１）の前記ボス部（５５）にスプライン結合し、前記センターシャフトの前記中径部（４ｂ）において、トルクヒューズとして機能する前記切り欠き（９）が形成されている。これによれば、駆動力を左右車輪に配分するデフ機構において、左右のクラッチ装置毎に、本発明に従うトルクヒューズ構造が採用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】デフ機構として構成された本発明の一実施例に係る車輛用動力伝達装置の断面図。
【図２】左のクラッチ装置に関連する部分の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す本発明の一実施例に係る車輛用動力伝達装置は、駆動シャフト１の回転を左右の車輪（図示せず）に配分するためのデフ機構１０として構成されている。駆動シャフト１は、図示しないプロペラシャフトに結合し、図示しない駆動源（エンジン）からの回転運動が伝達される。デフ機構１０は、駆動シャフト１と一体回転する駆動ベベルギヤ２と、該駆動ベベルギヤ２に噛み合う従動ベベルギヤ３と、前記駆動シャフト１に直交して配置され、前記従動ベベルギヤ３と一体回転するように結合されたセンターシャフト４と、該センターシャフト４の左右に配置されたクラッチ装置５及び６と、該各クラッチ装置５及び６の出力を左右の車輪（図示せず）にそれぞれ伝達する左右の出力シャフト７及び８とを備える。センターシャフト４は、テーパ軸受１１、１２を介してデフ機構１０のケースに軸受けされる。
【００１１】
センターシャフト４は、大別して、中央の大径部４ａと、該大径部４ａの左右の中径部４ｂと、該中径部４ｂに隣接する左右端の小径部４ｃとを含むように構成されており、大径部４ａに従動ベベルギヤ３が固定されて、センターシャフト４の全体が一体回転する。センターシャフト４の左右端の各小径部４ｃには、円周方向に複数のスプライン歯が形成され、対応するクラッチ装置５及び６の入力側回転部材と一体回転するようにスプライン結合している。
【００１２】
左右のクラッチ装置５及び６は、それぞれ湿式多板クラッチからなっている。左のクラッチ装置５について、図２の拡大図を参照して説明すると、入力側回転部材であるクラッチガイド５１に対して複数のセパレータプレート５３が軸方向に所定間隔で並んでスプライン結合し、出力側回転部材であるクラッチハブ５２に対して複数のフリクションプレート５４が軸方向に所定間隔で並んでスプライン結合しており、各セパレータプレート５３とフリクションプレート５４が軸方向に交互に並ぶように組み合わせて配置される。クラッチガイド（入力側回転部材）５１のボス部５５には、根元寄りにおいて、スプライン部５５ａが形成されており、該スプライン部５５ａは、センターシャフト４の左端の前記小径部４ｃにスプライン結合する。該ボス部５５には、該スプライン部５５ａから更に軸方向に延びたインロー部５５ｂが形成されており、該インロー部５５ｂは、内挿したセンターシャフト４の左側の前記中径部４ｂの外周に接する。
【００１３】
クラッチガイド（入力側回転部材）５１のボス部５５の前記インロー部５５ｂに対応するセンターシャフト４の部分（つまり中径部４ｂ）において、トルクヒューズとして機能する切り欠き（切り込み又は凹み）９が適宜の深さで外周上に形成されている。この切り欠き９は、適量の刻み目、切り込み若しくは凹みからなり、シャフト４にかかる通常トルクには十分耐え得るが、所定以上のトルクに対して破損又は切断するような特性からなる。この切り欠き９によってセンターシャフト４の当該部分が弱くされ、所定以上のトルク超過に応じて当該部分が破損又は切断する。しかし、クラッチ装置５側のインロー部５５ｂに対応する箇所にセンターシャフト４の切り欠き９が設けられていることにより、トルク超過によって切り欠き９の箇所でセンターシャフト４が切断した場合、切断されたシャフト４の大径部４ａ寄りの部分がクラッチ装置５側のインロー部５５ｂ内に残ることになる。センターシャフト４の大径部４ａ寄りの部分は、前述のようにテーパ軸受１１、１２を介してデフ機構１０のケースに軸受けされているので、トルクヒューズ切断があっても軸心がずれることがない。したがって、トルクヒューズ切断時にインロー部５５ｂ内に残されたセンターシャフト４の大径部４ａ寄りの部分によって、クラッチ装置５の回転軸のセンタリングが確保され、該クラッチ装置５の回転軸心がずれることがない。これにより、トルクヒューズ切断時に安定した自走回転を確保できる。
【００１４】
なお、図示の例では、切り欠き９は、インロー部５５ｂのスプライン部５５ａ寄りの箇所（つまり境界の辺り）に対応して設けられている。これにより、トルクヒューズ切断時の安定性を確保するために必要とされるインロー部５５ｂの長さを最小にすることができる。すなわち、トルクヒューズ切断によってインロー部５５ｂ内に残されるセンターシャフト４の大径部４ａ寄りの部分の長さが必要最低量あることが、切断時の安定性（クラッチ回転軸のセンタリング）を確保するために必要であるところ、図示例の切り欠き９の配置によれば、トルクヒューズ切断によってインロー部５５ｂ内に残されるシャフト４の大径部４ａ寄りの部分の長さがインロー部５５ｂの略全長にわたるものとなるから、インロー部５５ｂの長さは、安定性を確保するために必要とされる最小値にすることができ、小型化に資する。勿論、これに限らず、例えば、インロー部５５ｂの略中間位の位置に対応して切り欠き９を設けてもよい。しかし、その場合は、インロー部５５ｂの全体の長さを長くする必要がある（例えば図示の倍程度の長さ）。
【００１５】
クラッチハブ５２は、出力シャフト７にスプライン結合し、軸受１４を介してクラッチケースに対して回転自在に固定され、該出力シャフト７と一体回転する。一方、クラッチガイド５１とクラッチハブ５２は、軸受１３を介して相互に軸受けされ、相対回転可能である。クラッチガイド５１にスプライン結合した複数のセパレータプレート５３は、クラッチ締結時に、ピストン５６によって軸方向に（図２では右方向）駆動される。ピストン５６の駆動に応じてセパレータプレート５３がフリクションプレート５４に摩擦係合し、クラッチが締結される。ピストン５６は油圧駆動されて必要なクラッチ締結量を得るよう制御される。
【００１６】
図１に戻ると、右のクラッチ装置６も、上記左のクラッチ装置５と同一構成であってよいため、詳細説明を省略する。また、右のクラッチ装置６に関連して、センターシャフト４の右側の中径部４ｂにおいて、前述と同様に、トルクヒューズとして機能する切り欠き９が形成されている。なお、センターシャフト４はクラッチ装置５又は６にとって「入力軸」に該当し、出力シャフト７又は８はクラッチ装置５又は６にとって「出力軸」に該当する。
【００１７】
上記実施例では、回転駆動力を左右の車輪（後輪）に配分するためのデフ機構１０の左右のクラッチ装置５、６にそれぞれ関連して、本発明に係るトルクヒューズ構造を適用した例を示している。しかし、これに限らず、本発明に係るトルクヒューズ構造は、その他の動力伝達装置に対して適用することができる。例えば、エンジン回転を後林デフ機構に直結するためのクラッチ装置に関連して本発明に係るトルクヒューズ構造を適用することができる。
【要約】
車輛用動力伝達機構において、クラッチ装置（５）の入力側回転部材であるクラッチガイド（５１）のボス部（５５）は、入力軸であるセンターシャフト（４）の一端小径部（４ｃ）にスプライン結合するスプライン部（５５ａ）と、該スプライン部（５５ａ）から更に軸方向に延びて上記センターシャフト（４）の中径部（４ｃ）の外周に接するインロー部（５５ｂ）とを含み、上記インロー部（５５ｂ）に対応するセンターシャフト（４）の中径部（４ｃ）において、トルクヒューズとして機能する切り欠き（９）を形成することにより、上記切り欠き（９）でセンターシャフト（４）が切断した場合、切断されたセンターシャフト（４）の中径部（４ｃ）が、上記インロー部（５５ｂ）内に残るため、センタリングが確保され、クラッチ装置（５）の回転軸心がずれることがなく、安定した自走が確保される。【図１】
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【図２】
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