(57)【要約】【課題】ドライブシャフトなどの回転体が破断したときの破断部位の設定自由度を向上させることができる回転体を提供する。【解決手段】回転体としてのドライブシャフト７は、サイドギヤ１４と係合する係合部７ｃと、デフケース９が当接する摺動部７ｂとを備える。係合部７ｃには係合溝１５が複数設けられている。係合溝１５にサイドギヤ１４が係合しており、係合部７ｃには、回転軸線Ｌ１方向においてドライブシャフト７とデフケース９との間に対応する位置に小径部１５ｄが設けられており、小径部１５ｄの外径は、摺動部７ｂの外径よりも小さく設定されている。【選択図】図５
2017083003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と車輪との間の動力伝達経路上に配置される回転体であって、
前記回転体の回転軸線方向の一方に位置して外周に係合溝が刻設されている係合部と、前記回転軸線方向の他方に位置して前記回転体に対して相対回転可能な当接部材が摺動可能に当接する摺動部とを備え、
前記回転体は、前記摺動部が前記係合部よりも前記動力伝達経路上で前記車輪側に位置するように配置されており、
前記係合溝は、前記回転軸線方向に延びており、周方向に間隔を存して複数形成されており、
前記係合部には、前記回転軸線方向において前記係合溝の前記他方の側の端部である他方端よりも前記一方の側に位置して小径部が設けられており、
前記小径部の外径は、前記摺動部の外径よりも小さく設定されていることを特徴とする回転体。
【請求項２】
請求項１記載の回転体であって、
前記小径部は、その最深部が前記係合溝の底の位置よりも径方向外側に位置するように形成されていることを特徴とする回転体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転体が用いられた動力伝達装置であって、
前記係合溝に係合しており、前記回転体と一体的に回転可能な他の回転体を備えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３記載の動力伝達装置であって、
前記回転体を第１回転体とし、前記他の回転体を第２回転体としたとき、
前記第１回転体と前記第２回転体との間に配置され、前記第１回転体と前記第２回転体との前記回転軸線方向の相対移動を規制する規制部材を備え、
前記第１回転体と前記第２回転体とが前記規制部材によって規制された状態で、前記第１回転体の前記小径部の前記他方の側の端部は、前記第２回転体の前記他方の側の端部よりも前記他方の側に位置するように形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の動力伝達装置であって、
前記他の回転体と前記当接部材との前記回転軸線方向の間には、前記他の回転体と前記当接部材との前記回転軸線方向の間の距離を確保する介装部材が設けられ、
該介装部材には、前記回転体を挿通させる挿通孔が設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項５記載の動力伝達装置であって、
前記介装部材の前記挿通孔の内径は、前記第１回転体の外径よりも所定量だけ大きく形成されることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項６記載の動力伝達装置であって、
前記挿通孔の内径は、前記第１回転体に所定以上の捻りトルクが入力されて、前記第１回転体が破断した後の前記第１回転体の破断して拡径した拡径部分の最大外径よりも大きく形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の動力伝達装置であって、
前記介装部材は、前記第２回転体又は前記当接部材に径方向へ移動不能に固定されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項９】
請求項３から請求項８の何れか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記係合溝は、前記回転体の前記一方の側の端部である一方端まで形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１０】
車両の原動機と車輪との間の動力伝達経路上に配置される回転体であって、
前記回転体の回転軸線方向の一方に位置して外周に係合溝が刻設されている係合部と、前記回転軸線方向の他方に位置して前記回転体に対して相対回転可能な当接部材が摺動可能に当接する摺動部と、前記回転軸線方向の前記一方に位置して外径が前記摺動部の外径よりも小さく設定された小径部とを備え、
前記回転体は、前記摺動部が前記係合部よりも前記動力伝達経路上で前記車輪側に位置するように配置されており、
前記係合溝は、前記回転軸線方向に延びており、周方向に間隔を存して複数形成されている
回転体の製造方法であって、
前記回転体の外周を成形する第１工程と、
前記回転体の前記外周の前記一方の側から前記他方の側まで前記小径部を成形する第２工程と、
前記回転体の前記一方の側から前記小径部の前記他方の側の端部よりも前記他方の側まで、前記回転軸線方向に延びる前記係合溝を切削して前記係合部を形成する第３工程とからなることを特徴とする回転体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転体の製造方法であって、
前記第３工程の前記係合溝の最深部は、前記第２工程の前記小径部の最深部よりも径方向内側となるように成形されていることを特徴とする回転体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の回転体の製造方法であって、
前記摺動部を研磨する第４工程を備えることを特徴とする回転体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２の何れか１項に記載の回転体の製造方法であって、
前記第２工程の後に、
前記回転体の内部をくり抜いて中空化する中空化工程を行い、
その後、前記第３工程を行うことを特徴とする回転体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１０から請求項１２の何れか１項に記載の回転体の製造方法であって、
前記第２工程の後に、
前記回転体を加熱する熱処理工程を行い、
その後、前記第３工程を行うことを特徴とする回転体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の回転体又は動力伝達装置と、
前記原動機と、前記車輪とを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機の動力が伝達される動力伝達経路上に配置される回転体、又はこの回転体を用いた動力伝達装置、車両、及び回転体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力伝達装置として、左右のドライブシャフトに動力を分配する差動装置（デファレンシャル装置、デフ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。この差動装置では、差動装置のデフケース内にドライブシャフトの脆弱部を形成し、ドライブシャフトが破断する場合には、デフケース内で破断させるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６７７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ドライブシャフトなどの回転体が破断したときの破断部位の設定自由度を向上させることができる回転体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［１］上記目的を達成するため、本発明の回転体（例えば、実施形態におけるドライブシャフト７。以下同じ。）は、原動機（例えば、実施形態における内燃機関５。以下同じ。）と車輪（例えば、実施形態における後輪４。以下同じ。）との間の動力伝達経路上に配置される回転体であって、前記回転体の回転軸線（例えば、実施形態における回転軸線Ｌ１。以下同じ。）方向の一方に位置して外周に係合溝（例えば、実施形態における係合溝１５。以下同じ。）が刻設されている係合部（例えば、実施形態における係合部７ｃ。以下同じ。）と、前記回転軸線方向の他方に位置して前記回転体に対して相対回転可能な当接部材（例えば、実施形態におけるデフケース９。以下同じ。）が摺動可能に当接する摺動部（例えば、実施形態における摺動部７ｂ。以下同じ。）とを備え、前記回転体は、前記摺動部が前記係合部よりも前記動力伝達経路上で前記車輪側に位置するように配置されており、前記係合溝は、前記回転軸線方向に延びており、周方向に間隔を存して複数形成されており、前記係合部には、前記回転軸線方向において前記係合溝の前記他方の側の端部である他方端（例えば、実施形態における他方端１５ｅ。以下同じ。）よりも前記一方の側に位置して小径部（例えば、実施形態における小径部１５ｄ。以下同じ。）が設けられており、前記小径部の外径は、前記摺動部の外径よりも小さく設定されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の回転体によれば、回転体に大きな力が加わり破断する場合には、係合溝が形成された係合部に設けられた小径部で回転体が破断する。このため、本発明によれば、係合部を避けて脆弱部を設けていた従来品と比較して、破断部位の設定自由度を向上させることができる。
【０００７】
［２］また、本発明の回転体においては、小径部は、その最深部が前記係合溝の底の位置よりも径方向外側に位置するように形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、小径部を形成することによって生じる小径部と摺動部との外径の差が生じる部分を起点として、回転体が破断することを防止することができる。
【０００８】
［３］また、本発明の動力伝達装置は、前記係合溝に係合しており、前記回転体と一体的に回転可能な他の回転体（例えば、実施形態におけるサイドギヤ１４。以下同じ。）を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、係合溝に他の回転体が係合することによって、他の回転体と係合している係合溝の部分は破断し難くなると共に、他の回転体の捻り負荷の作用点は他の回転体の端部となり、係合溝と他の回転体との係合を利用して破断部位を設定することができる。
【００１０】
また、係合部の小径部の外径を摺動部の外径よりも小さく設定したので、係合部の小径部が脆弱部として機能し、回転体に大きな捻り負荷が掛かって回転体が破断する場合には、係合部の小径部から破断する。
【００１１】
このとき、小径部が捻られて破断することにより、周方向に隣接する係合溝同士の間の山部が根元から千切れて捲れ上がり、破断部分が径方向外方へ拡径する。この破断時の山部の拡径により、拡径部分が当接部材の一方の側の部分に引っ掛かる。この当接部材への引っ掛かりにより、回転体が回転軸線方向に移動し過ぎることを防止することができる。
【００１２】
また、本発明によれば、回転体の回転軸線方向への移動を阻止する移動阻止装置を別途設けることなく、回転体の小径部の破断による径方向外側への拡径を利用して当接部材で破断による拡径部が係止されるため、動力伝達装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
［４］また、本発明の動力伝達装置においては、
回転体を第１回転体とし、他の回転体を第２回転体としたとき、
第１回転体と第２回転体との間に配置され、第１回転体と第２回転体との回転軸線方向の相対移動を規制する規制部材（例えば、実施形態におけるセットリング１６。以下同じ。）を備え、
前記第１回転体と前記第２回転体とが前記規制部材によって規制された状態で、前記第１回転体の前記小径部の前記他方の側の端部（例えば、実施形態における段差部１５ｃ。以下同じ。）は、前記第２回転体の前記他方の側の端部（例えば、実施形態における外端部１４ｃ。以下同じ。）よりも前記他方の側に位置するように形成されていることが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、第１回転体が小径部で破断したときに、破断部分の径方向の広がりを第２回転体によって抑制されることを防止できる。これにより、第１回転体の破断部分が径方向外方へ大きく広がることができ、破断部分を当接部材にしっかりと係止させることができる。
【００１５】
［５］また、本発明の動力伝達装置においては、
第２回転体と当接部材との回転軸線方向の間には、第２回転体と当接部材との回転軸線方向の間の距離を確保する介装部材（例えば、実施形態におけるワッシャ１７。以下同じ。）が設けられ、
介装部材には、第１回転体を挿通させる挿通孔（例えば、実施形態における挿通孔１７ａ。以下同じ。）が設けられていることが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、介装部材によって、第２回転体と当接部材との回転軸線方向の間の距離が狭まることを阻止し、第２回転体と当接部材との回転軸線方向の間の距離を、第１回転体の破断時に破断部分が十分に径方向外方へ広がる距離に、保つことができる。
【００１７】
［６］また、本発明において、介装部材の挿通孔の内径は、第１回転体の外径よりも所定量だけ大きく形成されることが好ましい。かかる構成によれば、更に第１回転体の破断部が径方向へ広がり易くすることができる。
【００１８】
［７］また、本発明においては、挿通孔の内径は、第１回転体に所定以上の捻りトルクが入力されて、第１回転体が破断した後の第１回転体の破断して拡径した拡径部分の最大外径よりも大きく形成されていることが好ましい。
【００１９】
第１回転体が破断したときの径方向への広がりは試験により予め求めることができる。そして、試験的に求められた第１回転体の拡径部分の最大外径よりも介装部材の挿通孔の内径を大きく形成すれば、第１回転体が破断したときに、径方向への広がりが介装部材によって抑えられることがなく、第１回転体の小径部の破断によって径方向外方へ広がった部分によって、しっかりと当接部材に係止されることができる。
【００２０】
［８］また、本発明において、介装部材は、第２回転体又は当接部材に径方向へ移動不能に固定されていることが好ましい。かかる構成によれば、第１回転体の小径部の破断時に破断した部分が拡径できる空間を周方向へ均等に確保させることができる。
【００２１】
［９］また、本発明においては、係合溝は、第１回転体の一方の側の端部である一方端（例えば、実施形態における一端部７ｆ。以下同じ。）まで形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、係合溝を形成するときに、第１回転体の一方端から当接部材に向かって形成すればよいため、例えば、第１回転体の中間部分にのみ係合溝を形成する場合と比較して、係合溝の加工が容易となる。
【００２２】
［１０］また、本発明の方法の発明は、
車両の原動機と車輪との間の動力伝達経路上に配置される回転体であって、
前記回転体の回転軸線方向の一方に位置して外周に係合溝が刻設されている係合部と、前記回転軸線方向の他方に位置して前記回転体に対して相対回転可能な当接部材が摺動可能に当接する摺動部と、前記回転軸線方向の前記一方に位置して外径が前記摺動部の外径よりも小さく設定された小径部とを備え、
前記回転体は、前記摺動部が前記係合部よりも前記動力伝達経路上で前記車輪側に位置するように配置されており、
前記係合溝は、前記回転軸線方向に延びており、周方向に間隔を存して複数形成されている
回転体の製造方法であって、
前記回転体の外周を成形する第１工程と、
前記回転体の前記外周の前記一方の側から前記他方の側まで前記小径部を成形する第２工程と、
前記回転体の前記一方の側から前記小径部の前記他方の側の端部よりも前記他方の側まで、前記回転軸線方向に延びる前記係合溝を切削して前記係合部を形成する第３工程とからなることを特徴とする。
【００２３】
本方法の発明によれば、小径部を形成してから係合溝を形成することにより、小径部の形状を精度よく形成することができる。
【００２４】
［１１］また、本方法の発明においては、第３工程の係合溝の最深部は、第２工程の小径部の最深部よりも径方向内側となるように成形されていることが好ましい。本方法の発明によれば、第１回転体が破断するときに、周方向に隣接する係合溝の間の山部（例えば、実施形態における山部１５ａ）も破断して径方向へ広がることができる。
【００２５】
［１２］また、本方法の発明においては、摺動部を研磨する第４工程を備えることが好ましい。本方法の発明によれば、摺動部の摩擦を低下させ、第１回転体を当接部材に対してスムーズに回転させることができる。また、第３工程で係合溝を切削したときに生じるバリなども取り除くことができる。
【００２６】
［１３］また、本方法の発明においては、第２工程の後に、回転体の内部をくり抜いて中空化する中空化工程を行い、その後、第３工程を行うことが好ましい。
【００２７】
本方法の発明によれば、係合溝を形成する第３工程の前に中空化加工を行う中空化工程を行うため、係合溝を形成して剛性が低下する前に中空化加工を行うことができ、中空化加工の加工自由度の向上を図ることができる。また、中空化加工を行うことで、回転体の軽量化を図ることもできる。また、係合溝を形成する前であるため、中空化加工を行うときに回転体を治具などで把持し易く、中空化加工が容易となる。
【００２８】
［１４］また、本方法の発明においては、第２工程の後に、回転体を加熱する熱処理工程を行い、その後、第３工程を行うことが好ましい。本方法の発明によれば、熱処理工程によって回転体の剛性を高めることができる。また、係合溝を形成する前であるため、熱処理を行うときに第１回転体を治具などで固定し易く、熱処理が容易となる。
【００２９】
［１５］また、本発明の回転体又は動力伝達装置は、原動機と、車輪とを備える車両に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の動力伝達装置の実施形態を搭載した車両を示す模式図。
【図２】本実施形態の動力伝達装置を示す断面図。
【図３】本実施形態の第１回転体を示す断面図。
【図４】本実施形態の第１回転体の係合溝を示す斜視図。
【図５】本実施形態の第１回転体が破断した状態を示す断面図。
【図６】本実施形態の第１回転体が破断したときに段差部が拡径した状態を回転軸線方向から示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に示すように、本発明の実施形態の動力伝達装置１は、ミッドシップ型の車両２の後部に配置されている。車両２は、夫々２つの前輪３及び後輪４と、内燃機関５と、変速機６と、左右一対の後輪４，４に夫々接続される左右一対のドライブシャフト７，７とを備えている。
【００３２】
動力伝達装置１は、変速機６を介して内燃機関５から出力される駆動力を左右一対のドライブシャフト７，７に分配する差動機構（デファレンシャル機構、デフ）としての機能を備えている。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態の動力伝達装置１は、リングギヤ８と、デフケース９と、左右一対の多板クラッチ１０と、左右一対のプレッシャーリング１１と、一対のプレッシャーリング１１を互いに離隔させて多板クラッチ１０に初期トルクを伝達可能とさせるスプリング（図示省略）と、ピニオンシャフト１２と、ピニオン１３と、左右一対のサイドギヤ１４とを備えている。リングギヤ８はハイポイドギヤのハイポイドリングギヤであり、変速機６の出力部材としてのハイポイドピニオン８ａが噛合しており、ファイナルドリブンギヤとして機能している。
【００３４】
サイドギヤ１４，１４には、貫通孔１４ａが設けられ、この貫通孔１４ａにドライブシャフト７が夫々挿入されて、ドライブシャフト７とサイドギヤ１４とがスプライン結合されている。
【００３５】
デフケース９は、一対のドライブシャフト７，７を夫々摺動自在に当接して保持する筒部９ａを備えている。ドライブシャフト７において、筒部９ａで保持される部分が本実施形態の摺動部７ｂに該当する（図４及び図５の７ｂの矢印領域参照）。
【００３６】
内燃機関５から出力された駆動力は、変速機６で変速されてハイポイドピニオン８ａ、リングギヤ８を介して動力伝達装置１に伝達される。動力伝達装置１に入力された駆動力は、デフケース９、多板クラッチ１０、プレッシャーリング１１、ピニオンシャフト１２、ピニオン１３を介して、左右一対のサイドギヤ１４，１４に分配される。サイドギヤ１４に伝達された駆動力はドライブシャフト７を介して後輪４に伝達される。
【００３７】
図３にドライブシャフト７の断面を示す。ドライブシャフト７の内側（サイドギヤ側）の端部には、サイドギヤ１４とスプライン結合するための係合溝１５が設けられている。係合溝１５は切削加工によって形成され、係合溝１５が周方向に間隔を存して複数形成されることにより、隣接する係合溝１５の周方向の間に山部１５ａが形成されている。
【００３８】
図３に一部拡大して示すように、及び図４に斜視図で示すように、係合溝１５の最深部（底部）の外側（デフケース９との摺動部側）の端部（デフケース９との摺動部側端部）は、滑らかに湾曲しながら緩やかな孤を描いて次第に浅くなりながらドライブシャフト７の外周面へと連なる湾曲端部１５ｂとなっている。
【００３９】
また、係合溝１５の間に形成される山部１５ａには、湾曲端部１５ｂが形成された領域とドライブシャフト７の回転軸線Ｌ１方向で重なる位置に山部１５ａの内側部分を外側部分よりも小径とすることにより形成される段差部１５ｃが設けられている。本実施形態においては、段差部１５ｃよりも内側（サイドギヤ側）の小径部分が小径部１５ｄとなる。
【００４０】
図５に示すように、ドライブシャフト７の内端部（サイドギヤ側端部）には、環状溝７ａが形成されている。環状溝７ａには、セットリング１６が設けられている。サイドギヤ１４の貫通孔１４ａの内周面には、係合溝１５に係合する内歯１４ｂが形成されている。
【００４１】
環状溝７ａにセットリング１６を配置して、ドライブシャフト７を貫通孔１４ａに挿入すると、セットリング１６が内歯１４ｂを超えることによりセットリング１６が復元力によって拡径し、内歯１４ｂの軸線方向の内端にセットリング１６が係止される。これにより、ドライブシャフト７がサイドギヤ１４に対して抜け止めされている。
【００４２】
ドライブシャフト７の段差部１５ｃから所定の間隔を存して外側（デフケース側）の部分はデフケース９の筒部９ａで回転自在に当接され保持されて摺動自在とされている。ドライブシャフト７において、筒部９ａで保持される部分が本実施形態の摺動部７ｂに該当する（図４及び図５の７ｂの矢印領域参照）。また、ドライブシャフト７において、係合溝１５が形成された部分が本実施形態の係合部７ｃに該当する。
【００４３】
また、デフケース９とサイドギヤ１４との間には、デフケース９とサイドギヤ１４との間の間隔を一定に保つためのワッシャ１７が設けられている。ワッシャ１７には、ドライブシャフト７を挿通させる挿通孔１７ａが設けられている。
【００４４】
挿通孔１７ａの内径は、ドライブシャフト７の外径（摺動部７ｂの外径）よりも所定量だけ大きく形成されている。この所定量は好ましくはドライブシャフト７を試験的に破断させて統計的に得られる破断時の最大拡径量に対応させて設定される。
【００４５】
ワッシャ１７には、デフケース９に向かって回転軸線Ｌ１方向へ突出する凸部（図示省略）が設けられている。この凸部はデフケース９のワッシャ１７に向き合う面に凹設された凹部（図示省略）に係合されている。これにより、ワッシャ１７がデフケース９に係合されて、ワッシャ１７は径方向への移動を阻止されている。このようにワッシャ１７をデフケース９に係止すれば、ドライブシャフト７の破断時に破断部分が拡径できる空間を破断部分の円周方向外側に均等に確保することができる。
【００４６】
なお、デフケース９にワッシャ１７へ向かって突出する凸部を設け、ワッシャ１７にデフケース９の凸部と係合する凹部を設けてもよい。また、ワッシャ１７はサイドギヤ１４に固定してもよい。この場合、サイドギヤ１４とワッシャ１７との間に互いに係合する凹凸部を設ければよい。また、ワッシャ１７の固定方法としては本実施形態のような係合固定に限らず、又は他の方法、例えばボルトやビスなどで固定してもよい。
【００４７】
図５に示すように、小径部１５ｄを形成したことによって、段差部１５ｃよりも内側（サイドギヤ側）の部分が脆弱部となって回転軸線Ｌ１方向に破断する。換言すれば、サイドギヤ１４とドライブシャフト７とのスプライン係合する部分よりも後輪４側（回転軸線Ｌ１方向の外側）で破断する。このとき、図６に示すように、回転軸線Ｌ１方向に破断したドライブシャフト７の外側（デフケース側）の部分の山部１５ａの部分が山部１５ａの根元から捲れ上がるように径方向外側に破断して筒部９ａの内径よりも大きく拡径する。このため、拡径した部分が筒部９ａの内端（サイドギヤ側端）に引っ掛かって抜け止めとなる。
【００４８】
なお、図５のようにドライブシャフト７とデフケース９とを組み立てた状態での段差部１５ｃからデフケース９までの回転軸線Ｌ１方向の所定の間隔は、ドライブシャフト７が段差部１５ｃの回転軸線Ｌ１方向内側の部分で破断したとき、ドライブシャフト７の破断断面同士が引っ掛かることなく、破断したドライブシャフト７の外側（デフケース側）の部分がドライブシャフト７の内側（サイドギヤ側）の部分の影響を受けることなく回転自在となる程度の間隔を保持できるように設定している。
【００４９】
ここで、破断したドライブシャフト７の外側（デフケース側）の部分が回転軸線Ｌ１方向へ移動しすぎると、動力伝達装置１の筐体１８と、ドライブシャフト７との間のシール部材１９が外れて、潤滑油が漏れてしまう虞がある。
【００５０】
本実施形態の動力伝達装置１によれば、段差部１５ｃの軸方向内側（サイドギヤ側）の小径部１５ｄを脆弱部として破断する位置を規定し、この脆弱部としての小径部１５ｄで破断し捲れ上がった山部１５ａがデフケース９の内面に係止されるため、ドライブシャフト７が回転軸線方向に移動しすぎることを防止することができる。これにより、ドライブシャフト７が小径部１５ｄの段差部１５ｃの近傍で破断しても潤滑油が筐体１８とドライブシャフト７との間から漏れることを防止することができる。
【００５１】
次いで、ドライブシャフト７の製造方法について説明する。ドライブシャフト７は、より具体的にはドライブシャフト７の一部を構成するアウトプットフランジであり、まず、第１工程として、フランジ部７ｄ（図３参照）と、フランジ部７ｄに一端が接続される軸本体部７ｅ（図３参照）とが型鍛造によって成形される。
【００５２】
次に、第２工程として、軸本体部７ｅの他端に小径部１５ｄを切削して粗加工で形成する。この切削加工によって段差部１５ｃが形成される。
【００５３】
次に、中空化工程として、アウトプットフランジとしてのドライブシャフト７の軸本体部７ｅを他端側から回転軸線Ｌ１方向にくり抜いて中空化し、軽量化を図る。係合溝１５を形成する前に中空化加工を施すことにより、強度が低下する前に中空化することができ、中空化の加工自由度の向上を図ることができる。また、係合溝１５を形成する前であるため、治具等でドライブシャフト７を固定し易く、加工が容易となる。
【００５４】
次に、熱処理工程として、アウトプットフランジとしてのドライブシャフト７に焼き入れ焼き戻し処理を施し、ドライブシャフト７の強度を向上させる。係合溝１５を形成する前であるため、治具等でドライブシャフト７を固定し易く、熱処理が容易となる。
【００５５】
次に、第３工程として、軸本体部７ｅの一方の端部を切削加工して係合溝１５を形成する。この係合溝１５は、軸本体部７ｅの一端部７ｆから小径部１５ｄを通過して段差部１５ｃを超え、小径部１５ｄから所定距離だけ離隔した位置まで形成される。この所定距離は、段差部１５ｃが係合溝１５の湾曲端部１５ｂと回転軸線Ｌ１方向で重なるように設定される。
【００５６】
また、軸本体部７ｅの係合溝１５が形成された部分が係合部７ｃであり、軸本体部７ｅの段差部１５ｃから他方側が摺動部７ｂである。
【００５７】
また、係合溝１５の最深部（径方向の最も内側に位置する部分、溝の底）は、小径部１５ｄの最深部（径方向の最も内側に位置する部分）よりも径方向内側に位置するように係合溝１５及び小径部１５ｄが形成される。
【００５８】
次に、第４工程として、摺動部７ｂ及び係合部７ｃを研磨し、摺動部７ｂの摩擦抵抗を軽減させると共に、係合部７ｃの係合溝１５の形成によって生じるバリなどを取り除く。なお、第４工程では、係合部７ｃのうち回転軸線Ｌ１方向で小径部１５ｄと重なり合う部分（段差部１５ｃよりも他端側の小径部）は摺動部７ｂよりも小径のため研磨されない。
【００５９】
ここで、従来の動力伝達装置では、ドライブシャフトやアウトプットシャフト等の回転体がデフケース内で破断すると破断した部分から回転体の外側部分が軸方向外側に移動して、回転体と動力伝達装置の筐体との間のシール部材が機能しなくなり、動力伝達装置内のオイルが漏れる虞がある。
【００６０】
一方、従来の動力伝達装置において、回転体の破断によるオイル漏れを防止すべく第１回転体が所定値以上軸方向へ移動することを阻止する移動阻止装置を第１回転体に設けることが考えられるが、移動阻止装置を設けることによって動力伝達装置が大型化し、且つ製造コストが嵩んでしまう。
【００６１】
本実施形態の動力伝達装置１によれば、回転軸線Ｌ１方向においてドライブシャフト７とデフケース９との間に対応させて位置するように係合部７ｃに小径部１５ｄを設けて、この小径部１５ｄと摺動部７ｂとの間に段差部１５ｃを形成している。このため、係合部７ｃの小径部１５ｄが脆弱部として機能し、ドライブシャフト７に大きな捻り負荷が掛かってドライブシャフト７が破断する場合には、係合部７ｃの小径部１５ｄから破断する。
【００６２】
このとき、小径部１５ｄが捻られて破断することにより、図６に示すように山部１５ａが根元から千切れて捲れ上がって、破断部分が径方向外方へ拡径する。この破断時の山部１５ａの拡径により、拡径部分がサイドギヤ１４とデフケース９との間に形成される空間で、デフケース９に引っ掛かる。このデフケース９への引っ掛かりにより、ドライブシャフト７が軸方向に移動し過ぎて、動力伝達装置１の筐体１８とドライブシャフト７との間のシール部材１９による油漏れ防止機能が機能しなくなり、筐体１８から油が漏れることを防止することができる。
【００６３】
また、本実施形態の動力伝達装置１によれば、ドライブシャフト７の回転軸線方向への移動を阻止する移動阻止装置を別途設けることなく、ドライブシャフト７の小径部１５ｄの破断による径方向外側への拡径を利用してデフケース９で破断による拡径部が係止されるため、動力伝達装置１の小型化を図ることができる。
【００６４】
また、本実施形態の動力伝達装置１では、セットリング１６をドライブシャフト７とサイドギヤ１４との間に配置して、ドライブシャフト７とサイドギヤ１４との回転軸線Ｌ１方向の相対移動を規制している。
【００６５】
そして、ドライブシャフト７の小径部１５ｄのデフケース９との摺動部側端部は、セットリング１６によって規制された状態でのサイドギヤ１４のデフケース９と回転軸線Ｌ１方向で対向する外端部１４ｃ（図５の拡大図参照。）よりもデフケース側に位置するように配置されている。
【００６６】
このようにセットリング１６及びドライブシャフト７の小径部１５ｄのデフケース側端部を構成することにより、ドライブシャフト７が小径部１５ｄの段差部１５ｃに隣接する部分で破断したときに、破断部分の径方向の広がりをサイドギヤ１４によって抑制されることを防止できる。これにより、ドライブシャフト７の破断部分が径方向外方へ大きく広がることができ、破断部分をデフケース９にしっかりと係止させることができる。
【００６７】
また、本実施形態の動力伝達装置１によれば、サイドギヤ１４とデフケース９との回転軸線Ｌ１方向の間には、サイドギヤ１４とデフケース９との回転軸線Ｌ１方向の間の距離を確保するワッシャ１７が設けられ、ワッシャ１７には、ドライブシャフト７を挿通させる挿通孔１７ａが設けられている。
【００６８】
このようにデフケース９とサイドギヤ１４との間にワッシャ１７を設けることにより、ワッシャ１７によって、サイドギヤ１４とデフケース９との回転軸線Ｌ１方向の間の距離が狭まることを阻止し、サイドギヤ１４とデフケース９との回転軸線Ｌ１方向の間の距離を、ドライブシャフト７の破断時に破断部分が十分に径方向外方へ広がる距離に、保つことができる。
【００６９】
また、本実施形態の動力伝達装置１では、ワッシャ１７の挿通孔１７ａの内径は、ドライブシャフト７の外径よりも所定量だけ大きく形成されている。これにより、更にドライブシャフト７の破断部が径方向へ広がり易くすることができる。この所定量はドライブシャフト７が破断したときの最大拡径量を予め試験で求めて設定される。
【００７０】
なお、サイドギヤ１４と異なり、ワッシャ１７には、ドライブシャフト７の係合溝１５に係合する内歯を設ける必要が無い。このため、挿通孔１７ａの内径をサイドギヤ１４の内径と同一に設定したとしても内歯が無い分だけ、径方向の空間を広くとることができ、このスペースでドライブシャフト７が破断したときの最大拡径量に対応することが可能である場合には、挿通孔１７ａの内径をサイドギヤ１４の内径（内歯１４ｂを除く貫通孔１４ａの内径）と同一に設定してもよい。
【００７１】
また、本実施形態の動力伝達装置１では、挿通孔１７ａの内径は、ドライブシャフト７に所定以上の捻りトルクが入力されて、ドライブシャフト７が破断した後のドライブシャフト７の破断して拡径した拡径部分の最大外径よりも大きく形成されている。
【００７２】
ドライブシャフト７が破断したときの径方向への広がりは試験により予め求めることができる。そして、試験的に求められたドライブシャフト７の破断して拡径した拡径部分の最大外径よりもワッシャ１７の挿通孔１７ａの内径を大きく形成すれば、ドライブシャフト７が破断したときに、径方向への広がりがワッシャ１７によって抑えられることがなく、ドライブシャフト７の小径部１５ｄの破断によって径方向外方へ広がった部分によって、しっかりとデフケース９に係止させることができる。
【００７３】
また、本実施形態の動力伝達装置１では、小径部１５ｄは、その最深部が係合溝１５の底の位置よりも径方向外側に位置するように形成されている。このように構成することにより、ドライブシャフト７が回転軸線Ｌ１方向にのみ破断されることを防止して、山部１５ａの根元から捲れ上がるようにして破断する部分が、摺動部７ｂの外径よりも径方向外方へ十分に拡径することができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、多板クラッチ１０を備える動力伝達装置１を用いて説明したが、本発明の動力伝達装置１は、多板クラッチ１０を備えていないものにも適用することができる。この場合、プレッシャーリング１１は必要なく、ピニオンシャフト１２は、デフケース９に接続すればよい。
【００７５】
また、ドライブシャフト７の係合溝１５は切削加工により形成されるものを説明したが、本発明の第１回転体の係合溝１５の形成方法はこれに限らない。
【００７６】
また、本実施形態においては、脆弱部として、段差部１５ｃから回転軸線Ｌ１方向に内端まで延びる小径部１５ｄを用いて説明したが、本発明の脆弱部は実施形態の小径部１５ｄの形状に限らない。例えば、山部１５ａに回転軸線Ｌ１方向に短い範囲のみを全周に亘って切削して環状溝を形成し、この環状溝を本発明の小径部としてもよい。
【００７７】
また、本実施形態においては、原動機として内燃機関を用いたものを説明したが、原動機はこれに限らず、内燃機関に加えて回生可能な電動機を設けてもよく、又は回生可能な電動機だけを原動機として用いることもできる。
【００７８】
また、本実施形態においては、ミッドシップ型の車両２を用いて説明したが、本発明の車両は、ミッドシップ側に限らず、フロントエンジン・フロントドライブ型の車両やフロント・エンジンリアドライブ型の車両、四輪駆動車両に本発明の動力伝達装置を用いることもできる。
【符号の説明】
【００７９】
１  動力伝達装置
２  車両
３  前輪
４  後輪
５  内燃機関
６  変速機
７  ドライブシャフト
７ａ  環状溝
７ｂ  摺動部
７ｃ  係合部
７ｄ  フランジ部
７ｅ  軸本体部
７ｆ  一端部
８  リングギヤ
８ａ  ハイポイドピニオン
９  デフケース
９ａ  筒部
１０  多板クラッチ
１１  プレッシャーリング
１２  ピニオンシャフト
１３  ピニオン
１４  サイドギヤ
１４ａ  貫通孔
１４ｂ  内歯
１４ｃ  外端部
１５  係合溝
１５ａ  山部
１５ｂ  湾曲端部
１５ｃ  段差部
１５ｄ  小径部
１５ｅ  他方端
１６  セットリング
１７  ワッシャ
１７ａ  挿通孔
１８  筐体
１９  シール部材
Ｌ１  回転軸線
【図１】
2017083003.tif 000003
【図２】
2017083003.tif 000004
【図３】
2017083003.tif 000005
【図４】
2017083003.tif 000006
【図５】
2017083003.tif 000007
【図６】
2017083003.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月3日(2017.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と車輪との間の動力伝達経路上に配置される第１回転体を備える動力伝達装置であって、
前記第１回転体は、前記第１回転体の回転軸線方向の一方に位置して外周に係合溝が刻設されている係合部と、前記回転軸線方向の他方に位置して前記第１回転体に対して相対回転可能な当接部材が摺動可能に当接する摺動部とを備え、
前記第１回転体は、前記摺動部が前記係合部よりも前記動力伝達経路上で前記車輪側に位置するように配置されており、
前記係合溝は、前記回転軸線方向に延びており、周方向に間隔を存して複数形成されており、
前記係合部には、前記回転軸線方向において前記係合溝の前記他方の側の端部である他方端よりも前記一方の側に位置して小径部が設けられており、
前記小径部の外径は、前記摺動部の外径よりも小さく設定され、
前記動力伝達装置は、前記係合溝に係合して前記第１回転体と一体的に回転可能な第２回転体を備え、
前記第２回転体と前記当接部材との前記回転軸線方向の間には、前記第２回転体と前記当接部材との前記回転軸線方向の間の距離を確保する介装部材が設けられ、
該介装部材には、前記第１回転体を挿通させる挿通孔が設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、
前記小径部は、その最深部が前記係合溝の底の位置よりも径方向外側に位置するように形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達装置であって、
前記第１回転体と前記第２回転体との間に配置され、前記第１回転体と前記第２回転体との前記回転軸線方向の相対移動を規制する規制部材を備え、
前記第１回転体と前記第２回転体とが前記規制部材によって規制された状態で、前記第１回転体の前記小径部の前記他方の側の端部は、前記第２回転体の前記他方の側の端部よりも前記他方の側に位置するように形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記介装部材の前記挿通孔の内径は、前記第１回転体の外径よりも所定量だけ大きく形成されることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４に記載の動力伝達装置であって、
前記挿通孔の内径は、前記第１回転体に所定以上の捻りトルクが入力されて、前記第１回転体が破断した後の前記第１回転体の破断して拡径した拡径部分の最大外径よりも大きく形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の動力伝達装置であって、
前記介装部材は、前記第２回転体又は前記当接部材に径方向へ移動不能に固定されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記係合溝は、前記第１回転体の前記一方の側の端部である一方端まで形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の動力伝達装置と、
前記原動機と、前記車輪とを備える車両。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、原動機の動力が伝達される動力伝達経路上に配置される回転体を用いた動力伝達装置、及びこれを備えた車両に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明は、ドライブシャフトなどの回転体が破断したときの破断部位の設定自由度を向上させることができる動力伝達装置及びこれを備えた車両を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
［１］上記目的を達成するため、本発明の第１回転体（例えば、実施形態におけるドライブシャフト７。以下同じ。）を備える動力伝達装置は、原動機（例えば、実施形態における内燃機関５。以下同じ。）と車輪（例えば、実施形態における後輪４。以下同じ。）との間の動力伝達経路上に配置される第１回転体を備える動力伝達装置であって、前記第１回転体は、前記第１回転体の回転軸線（例えば、実施形態における回転軸線Ｌ１。以下同じ。）方向の一方に位置して外周に係合溝（例えば、実施形態における係合溝１５。以下同じ。）が刻設されている係合部（例えば、実施形態における係合部７ｃ。以下同じ。）と、前記回転軸線方向の他方に位置して前記第１回転体に対して相対回転可能な当接部材（例えば、実施形態におけるデフケース９。以下同じ。）が摺動可能に当接する摺動部（例えば、実施形態における摺動部７ｂ。以下同じ。）とを備え、前記第１回転体は、前記摺動部が前記係合部よりも前記動力伝達経路上で前記車輪側に位置するように配置されており、前記係合溝は、前記回転軸線方向に延びており、周方向に間隔を存して複数形成されており、前記係合部には、前記回転軸線方向において前記係合溝の前記他方の側の端部である他方端（例えば、実施形態における他方端１５ｅ。以下同じ。）よりも前記一方の側に位置して小径部（例えば、実施形態における小径部１５ｄ。以下同じ。）が設けられており、前記小径部の外径は、前記摺動部の外径よりも小さく設定され、前記動力伝達装置は、前記係合溝に係合して前記第１回転体と一体的に回転可能な第２回転体（例えば、実施形態におけるサイドギヤ１４。以下同じ。）を備え、前記第２回転体と前記当接部材との回転軸線方向の間には、前記第２回転体と前記当接部材との回転軸線方向の間の距離を確保する介装部材（例えば、実施形態におけるワッシャ１７。以下同じ。）が設けられ、当該介装部材には、前記第１回転体を挿通させる挿通孔（例えば、実施形態における挿通孔１７ａ。以下同じ。）が設けられていることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の動力伝達装置によれば、第１回転体に大きな力が加わり破断する場合には、係合溝が形成された係合部に設けられた小径部で第１回転体が破断する。このため、本発明によれば、係合部を避けて脆弱部を設けていた従来品と比較して、破断部位の設定自由度を向上させることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
［２］また、本発明の動力伝達装置においては、小径部は、その最深部が前記係合溝の底の位置よりも径方向外側に位置するように形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、小径部を形成することによって生じる小径部と摺動部との外径の差が生じる部分を起点として、第１回転体が破断することを防止することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明の動力伝達装置は、前記係合溝に係合しており、前記第１回転体と一体的に回転可能な第２回転体（例えば、実施形態におけるサイドギヤ１４。以下同じ。）を備えることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、係合溝に第２回転体が係合することによって、第２回転体と係合している係合溝の部分は破断し難くなると共に、第２回転体の捻り負荷の作用点は第２回転体の端部となり、係合溝と第２回転体との係合を利用して破断部位を設定することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、係合部の小径部の外径を摺動部の外径よりも小さく設定したので、係合部の小径部が脆弱部として機能し、第１回転体に大きな捻り負荷が掛かって第１回転体が破断する場合には、係合部の小径部から破断する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このとき、小径部が捻られて破断することにより、周方向に隣接する係合溝同士の間の山部が根元から千切れて捲れ上がり、破断部分が径方向外方へ拡径する。この破断時の山部の拡径により、拡径部分が当接部材の一方の側の部分に引っ掛かる。この当接部材への引っ掛かりにより、第１回転体が回転軸線方向に移動し過ぎることを防止することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明によれば、第１回転体の回転軸線方向への移動を阻止する移動阻止装置を別途設けることなく、第１回転体の小径部の破断による径方向外側への拡径を利用して当接部材で破断による拡径部が係止されるため、動力伝達装置の小型化を図ることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
［３］また、本発明の動力伝達装置においては、
第１回転体と第２回転体との間に配置され、第１回転体と第２回転体との回転軸線方向の相対移動を規制する規制部材（例えば、実施形態におけるセットリング１６。以下同じ。）を備え、
前記第１回転体と前記第２回転体とが前記規制部材によって規制された状態で、前記第１回転体の前記小径部の前記他方の側の端部（例えば、実施形態における段差部１５ｃ。以下同じ。）は、前記第２回転体の前記他方の側の端部（例えば、実施形態における外端部１４ｃ。以下同じ。）よりも前記他方の側に位置するように形成されていることが好ましい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の動力伝達装置においては、
第２回転体と当接部材との回転軸線方向の間には、第２回転体と当接部材との回転軸線方向の間の距離を確保する介装部材（例えば、実施形態におけるワッシャ１７。以下同じ。）が設けられ、
介装部材には、第１回転体を挿通させる挿通孔（例えば、実施形態における挿通孔１７ａ。以下同じ。）が設けられている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
［４］また、本発明において、介装部材の挿通孔の内径は、第１回転体の外径よりも所定量だけ大きく形成されることが好ましい。かかる構成によれば、更に第１回転体の破断部が径方向へ広がり易くすることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
［５］また、本発明においては、挿通孔の内径は、第１回転体に所定以上の捻りトルクが入力されて、第１回転体が破断した後の第１回転体の破断して拡径した拡径部分の最大外径よりも大きく形成されていることが好ましい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
［６］また、本発明において、介装部材は、第２回転体又は当接部材に径方向へ移動不能に固定されていることが好ましい。かかる構成によれば、第１回転体の小径部の破断時に破断した部分が拡径できる空間を周方向へ均等に確保させることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
［７］また、本発明においては、係合溝は、第１回転体の一方の側の端部である一方端（例えば、実施形態における一端部７ｆ。以下同じ。）まで形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、係合溝を形成するときに、第１回転体の一方端から当接部材に向かって形成すればよいため、例えば、第１回転体の中間部分にのみ係合溝を形成する場合と比較して、係合溝の加工が容易となる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
［８］また、本発明の動力伝達装置は、原動機と、車輪とを備える車両に用いることができる。