(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に支持される走行用駆動手段およびデフと、これら駆動手段の出力軸とデフの入力軸とを互いに連動連結可能とさせる推進軸と、上記出力軸もしくは入力軸の自由端部と上記推進軸との間に介設され上記自由端部と推進軸との間の動力伝達を断接自在とするクラッチ装置とを備え、上記自由端部の基部の外径寸法がこの自由端部の軸方向の中途部のそれよりも大きくなるよう上記基部と中途部との間に段差部を形成する一方、上記自由端部の突出端部に規制体を取り付け、上記中途部にその軸方向に摺動自在となるよう上記クラッチ装置をスプラインにより外嵌させて支持させ、上記段差部と規制体とが、上記クラッチ装置の上記軸方向の極めてわずかな摺動を許容しながら所定以上に摺動することを規制するようにした自動車における動力伝達装置において、
上記段差部をその軸方向で上記中途部側に向ってのテーパ形状とし、上記中途部の上記段差部側の端部外周面と、上記段差部の外周面との互いの接合面が円弧凹面となるようにし、上記段差部の外周面と接合面とを上記スプラインの非成形部にすると共に、これら段差部の外周面と接合面とに外嵌した上記クラッチ装置の部分の内周面の全体を上記スプラインの非成形部にし、このクラッチ装置の部分の内周面の全体を上記段差部の外周面と接合面とに面接触可能とした自動車における動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、走行用駆動手段とデフ（ディファレンシャル）との間に介設される推進軸およびクラッチ装置を備え、このクラッチ装置が上記駆動手段の出力軸もしくはデフの入力軸の自由端部（突出端部）に外嵌されて支持されるようにした自動車における動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記自動車における動力伝達装置には、従来、特開平１０−７１８６５号公報で示されるものがある。
【０００３】
上記公報のものによれば、自動車は、車体に支持される走行用駆動手段およびデフと、これら駆動手段の出力軸とデフの入力軸とを互いに連動連結可能とさせる推進軸と、上記出力軸もしくは入力軸の自由端部と上記推進軸との間に介設され上記自由端部と推進軸との間の動力伝達を断接自在とするクラッチ装置とを備えている。
【０００４】
上記自由端部の基部の外径寸法がこの自由端部の軸方向の中途部のそれよりも大きくなるよう上記基部と中途部との間に段差部が形成され、一方、上記自由端部の突出端部に規制体が取り付けられている。そして、上記中途部にその軸方向に摺動自在となるよう上記クラッチ装置が外嵌されて支持され、上記段差部と規制体とが、上記クラッチ装置の上記軸方向の極めてわずかな寸法（例えば、１μｍ）での摺動を許容しながら所定以上に摺動することを規制している。
【０００５】
上記の場合、自由端部の中途部側から上記基部側にまで延びる上記段差部の段差面は、上記自由端部の軸心に直交する面とされていて、上記中途部の外周面と上記段差部の段差面との接合部は直交する隅部を有するよう形成されている。
【０００６】
また、上記したように、クラッチ装置は上記自由端部に対しその軸方向でわずかな摺動が許容されているが、このようにした理由は次の通りである。
【０００７】
即ち、上記クラッチ装置は、上記自由端部の中途部に外嵌されてこの自由端部と共に回転する軸方向で複数の円筒状内側部材と、これら内側部材に外嵌されてこれら内側部材と相対回動自在とされ上記推進軸に連動連結される外側部材とを備え、上記内側部材と外側部材との間の動力伝達が断接自在とされている。
【０００８】
上記構成において、「仮想の技術」として、上記規制体に代えて上記自由端部の最端部にナットをねじ付け、このナットにより、上記各内側部材を一体的に上記段差面に締結させ、もって、上記クラッチ装置の各内側部材を上記自由端部に対し軸方向の摺動ができないようにこの自由端部に固定させることが考えられる。
【０００９】
しかし、上記のようにすると、上記各内側部材はその軸方向の全体で長いものであることから、これら内側部材は上記ナットの締結による外力を付与されて軸方向の一部が径方向で変形するおそれを生じ、これが生じると、上記クラッチ装置はその重心が自由端部の軸心上から径方向に偏位して、上記自由端部と共に回転する時に振動するおそれを生じる。
【００１０】
そこで、クラッチ装置に軸方向の外力を付与してこのクラッチ装置を自由端部に固定する、ということが避けられており、この結果、前記のように、クラッチ装置は、自由端部に対しその軸方向でわずかな摺動が許容されるものとされている。
【００１１】
そして、自動車の走行時、通常は、上記クラッチ装置は切断動作させられていて、上記駆動手段からの駆動力は前車輪にのみ伝達されるようになっており、つまり、自動車は前２輪駆動状態とされる。
【００１２】
一方、自動車の走行中に、例えば、前車輪がぬかるみに入り込んで空転したときには、上記クラッチ装置が自動的に接続動作させられるようになっており、この場合には、駆動手段からの駆動力は前、後車輪に共に伝達されて自動車が前、後４輪駆動状態とされ、上記ぬかるみからの脱出が可能とされる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時、上記クラッチ装置がソレノイドを備え、このソレノイドのオン、オフ動作により、上記クラッチ装置が断接動作させられるようにしたものが提案されており、このようなクラッチ装置の重量は、上記ソレノイドやその周辺機器が追加されたことにより大きいものとなっている。
【００１４】
このため、上記したクラッチ装置を、前記従来の技術のように出力軸もしくは入力軸の自由端部に外嵌させて支持させると、この自由端部の基部側には、上記クラッチ装置の大きい重量に基づき大きいモーメントが与えられることとなる。
【００１５】
よって、上記自由端部の中途部の外周面と上記段差面とが直交する隅部を有するよう形成されている上記接合部には、上記した大きいモーメントにより、大きい応力が集中しがちとなり、これは、上記自由端部の寿命を低下させるものであって、好ましくない。
【００１６】
なお、前記した「仮想の技術」では、自由端部とクラッチ装置の各内側部材とは締結により互いに一体化されるため、上記した自由端部の中途部の外周面と上記段差部の段差面との接合部は、上記各クラッチ装置によって補強されることとなって、上記接合部に応力集中が生じることは抑制される。
【００１７】
即ち、本願は、クラッチ装置が自由端部に対しその軸方向で摺動が許容されていて、上記自由端部の上記接合部に応力集中が生じるおそれがある、という課題のあることが前提条件となる。
【００１８】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、走行用駆動手段の出力軸、もしくはデフの入力軸の自由端部にクラッチ装置を外嵌させて支持させ、このクラッチ装置が上記自由端部に対しその軸方向で摺動が許容された自動車における動力伝達装置において、上記自由端部の寿命を、より向上させるようにすることを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の自動車における動力伝達装置は、次の如くである。なお、この項において各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「発明の実施の形態」の項の内容に限定解釈するものではない。
【００２０】
請求項１の発明は、車体２に支持される走行用駆動手段８およびデフ６と、これら駆動手段８の出力軸２０とデフ６の入力軸１７とを互いに連動連結可能とさせる推進軸１１と、上記出力軸２０もしくは入力軸１７の自由端部２１と上記推進軸１１との間に介設され上記自由端部２１と推進軸１１との間の動力伝達を断接自在とするクラッチ装置１２とを備え、上記自由端部２１の基部２１ａの外径寸法がこの自由端部２１の軸方向の中途部２１ｂのそれよりも大きくなるよう上記基部２１ａと中途部２１ｂとの間に段差部２１ｃを形成する一方、上記自由端部２１の突出端部に規制体２１ｄを取り付け、上記中途部２１ｂにその軸方向に摺動自在となるよう上記クラッチ装置１２をスプラインにより外嵌させて支持させ、上記段差部２１ｃと規制体２１ｄとが、上記クラッチ装置１２の上記軸方向の極めてわずかな摺動を許容しながら所定以上に摺動することを規制するようにした自動車における動力伝達装置において、
【００２１】
上記段差部２１ｃをその軸方向で上記中途部２１ｂ側に向ってのテーパ形状とし、上記中途部２１ｂの上記段差部２１ｃ側の端部外周面と、上記段差部２１ｃの外周面との互いの接合面４６が円弧凹面となるようにし、上記段差部２１ｃの外周面と接合面４６とを上記スプラインの非成形部にすると共に、これら段差部２１ｃの外周面と接合面４６とに外嵌した上記クラッチ装置１２の部分の内周面の全体を上記スプラインの非成形部にし、このクラッチ装置１２の部分の内周面の全体を上記段差部２１ｃの外周面と接合面４６とに面接触可能としたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００２３】
図１〜３において、符号１は自動車で、矢印Ｆｒはこの自動車１の前方を示している。
【００２４】
上記自動車１の車体２の前部に左右一対の前車輪３，３が懸架装置により懸架され、これら両前車輪３，３の間にフロントディファレンシャルであるフロントデフ４が介設されている。また、上記車体２の後部に左右一対の後車輪５，５が懸架装置により懸架され、これら両後車輪５，５の間にリヤディファレンシャルであるリヤデフ６が介設されている。上記フロントデフ４とリヤデフ６とはそれぞれ上記懸架装置を介して車体２に支持されている。
【００２５】
上記車体２の前部に支持されて走行用の駆動力を出力可能とする駆動手段８が設けられている。この駆動手段８は、上記車体２の前部に支持されるエンジン９と、このエンジン９に変速機９ａを介し連設されるトランスファー１０とを備え、上記エンジン９に、変速機９ａ、トランスファー１０、およびフロントデフ４を介して上記各前車輪３が連動連結されている。また、上記エンジン９に、変速機９ａ、トランスファー１０、推進軸１１、クラッチ装置１２、およびリヤデフ６を介して上記各後車輪５が連動連結されている。即ち、上記自動車１はフロントエンジンフロントドライブ（ＦＦ）車である。また、図１，２中矢印Ａは、上記推進軸１１の回転方向を示している。
【００２６】
上記リヤデフ６は、上記車体２に支持されるデフケース１４と、前後方向に延びる軸心１５回りに回転自在となるよう上記デフケース１４に軸受１６を介し支承される入力軸１７と、上記デフケース１４の内部空間１８に収容され上記入力軸１７に入力された上記エンジン９からの駆動力を所定のトルク配分で左右後車輪５，５に伝達する不図示のディファレンシャル本体とを備えている。
【００２７】
上記推進軸１１は、上記駆動手段８の出力軸２０と上記リヤデフ６の入力軸１７とを互いに連動連結可能とさせている。また、上記入力軸１７は、その一端部側（後部側）が上記したようにデフケース１４に軸受１６により支承され、他端部側（前部側）は上記デフケース１４から前方に向って突出する自由端部２１とされている。
【００２８】
上記クラッチ装置１２は、上記入力軸１７の自由端部２１と上記推進軸１１の後端部との間に介設され上記入力軸１７の自由端部２１と推進軸１１との間の動力伝達を断接自在とする。つまり、上記クラッチ装置１２は、上記駆動手段８のエンジン９からの駆動力を上記推進軸１１を介し入力し、上記駆動力を上記リヤデフ６の入力軸１７に断接自在に伝達する。
【００２９】
上記入力軸１７の自由端部２１の基部２１ａの外径寸法が、この自由端部２１の軸方向の中途部２１ｂのそれよりも大きくなるよう上記基部２１ａと中途部２１ｂとの間に段差部２１ｃが形成されている。一方、上記自由端部２１の突出端部にはスナップリングで例示される規制体２１ｄが着脱自在に取り付けられている。
【００３０】
上記自由端部２１の中途部２１ｂにその軸方向に摺動自在となるよう上記クラッチ装置１２がスプラインにより外嵌されて上記中途部２１ｂに支持されている。この場合、上記段差部２１ｃと規制体２１ｄとは、上記クラッチ装置１２の上記軸方向の極めてわずかな摺動を許容しながら所定以上に摺動することを規制している。
【００３１】
上記クラッチ装置１２につき、より詳しく説明すると、このクラッチ装置１２は、上記軸心１５上に配置されて上記入力軸１７の自由端部２１の中途部２１ｂに支持されるメインクラッチ２２、パイロットクラッチ２３、および上記メインクラッチ２２を上記パイロットクラッチ２３に連動連結させるカム機構２４を備えている。
【００３２】
上記メインクラッチ２２は、上記クラッチ装置１２の外殻を構成し上記エンジン９からの駆動力を入力して上記軸心１５回りに回転自在となるよう上記入力軸１７の自由端部２１に前後一対の軸受２５，２６により支承されるクラッチハウジング２７と、このクラッチハウジング２７に内有されてこのクラッチハウジング２７と共に回転するクラッチプレート２９と、上記入力軸１７の自由端部２１の中途部２１ｂにスプラインにより外嵌しこの入力軸１７と共に回転する円筒形状の回転体２８と、この回転体２８に外嵌されてこの回転体２８と共に回転し上記クラッチプレート２９と互いに摩擦接合可能とされて、この接合によりこのクラッチプレート２９に連動して回転するクラッチプレート３０とを備えている。
【００３３】
上記パイロットクラッチ２３は、上記クラッチハウジング２７と共に回転するクラッチプレート３２と、このクラッチプレート３２と互いに摩擦接合可能とされて、この接合によりこのクラッチプレート３２に連動して回転するクラッチプレート３３とを備えている。
【００３４】
上記カム機構２４は、上記パイロットクラッチ２３のクラッチプレート３３と共に回転する第１カム部材３４と、上記入力軸１７と共に回転する第２カム部材３５と、この第２カム部材３５を上記第１カム部材３４に対しカム係合により連動連結させる球形状のカムフォロワー３６とを備えている。
【００３５】
また、上記クラッチ装置１２は、上記クラッチハウジング２７と共に回転し上記パイロットクラッチ２３の各クラッチプレート３２，３３に対向するアーマチュア３９と、電流の入力による磁力でこのアーマチュア３９を吸引可能とさせ、吸引させたこのアーマチュア３９を上記各クラッチプレート３２，３３に押圧可能とさせるソレノイド４０と、上記軸心１５上に位置して上記デフケース１４に連結具４２により連結され上記ソレノイド４０を支持する支持体４３と、上記クラッチハウジング２７と上記支持体４３との間に介設される軸受４４とを備えている。
【００３６】
図１、４において、上記段差部２１ｃはその軸方向でほぼ全体にわたり上記中途部２１ｂ側に向ってのテーパ形状とされて円錐台形状とされ、また、上記段差部２１ｃにその軸方向で対向する上記回転体２８の端部（後端部）内周面も、上記中途部２１ｂ側に向ってのテーパ形状とされて円錐台形状とされ、上記段差部２１ｃの外周面と、上記回転体２８の端部内周面とは面接触させられている。
【００３７】
また、上記中途部２１ｂの上記段差部２１ｃ側の端部外周面と、上記段差部２１ｃの上記中途部２１ｂ側の端部外周面との互いの接合面４６は、その径方向外方からの視線で見て、円弧凹面とされ、このため、上記中途部２１ｂと段差部２１ｃの互いに対向する上記各端部の径寸法は互いに同じ寸法とされている。
【００３８】
図１〜４において、自動車１の走行時において、上記ソレノイド４０が不作動であれば、上記クラッチ装置１２は切断動作するようになっており、このため、上記エンジン９の駆動力は上記トランスファー１０とフロントデフ４を介し左右前車輪３にのみ伝達されることとなって、自動車１は前２輪駆動状態とされる。
【００３９】
一方、上記ソレノイド４０に電流を流すことにより、このソレノイド４０を作動させれば、その磁力により上記アーマチュア３９が吸引され、このアーマチュア３９が上記パイロットクラッチ２３の各クラッチプレート３２，３３を押圧して互いに摩擦接合させる。すると、上記カム機構２４の第１カム部材３４が上記クラッチハウジング２７に連動して回転させられ、上記第１カム部材３４は第２カム部材３５に対し、軸心１５回りで偏位させられる（図３中矢印Ａ、一点鎖線）。
【００４０】
すると、上記第１カム部材３４に第２カム部材３５をカム係合させているカムフォロワー３６が、上記第２カム部材３５を上記軸心１５に沿った方向に向う大きい分力で押動する（図３中矢印Ｂ、二点鎖線）。すると、上記第２カム部材３５が上記メインクラッチ２２の各クラッチプレート３２，３３を押圧して互いに摩擦接合させる。
【００４１】
即ち、上記クラッチ装置１２が接続動作させられて、上記エンジン９からの駆動力が上記クラッチ装置１２とリヤデフ６とを介し左右後車輪５，５にも伝達され、もって、前、後４輪駆動状態が得られる。
【００４２】
上記の場合、ソレノイド４０を流れる電流値は、上記自動車１の運転状態に基づき自動的に調整自在とされており、この電流値の調整による上記ソレノイド４０の磁力の調整で、上記クラッチ装置１２を介し上記エンジン９から後車輪５，５に向う駆動力の伝達量が調整可能とされている。そして、この調整により、所望の４輪駆動状態による自動車１の走行が可能とされている。
【００４３】
上記構成によれば、段差部２１ｃをその軸方向で上記中途部２１ｂ側に向ってのテーパ形状とし、上記中途部２１ｂの外周面と、上記段差部２１ｃの外周面との互いの接合面４６が円弧凹面となるようにしてある。
【００４４】
このため、上記自由端部２１の中途部２１ｂと段差部２１ｃの各外周面が互いに接合する接合面４６は滑らかに変化することから、上記自由端部２１の中途部２１ｂと、この中途部２１ｂ側から基部２１ａ側にまで延びる段差部の段差面との接合部が直交する隅部を有するよう形成されている従来の技術に比べて、上記実施の形態に係る接合面４６には応力集中が生じるということは、より確実に防止される。
【００４５】
よって、上記リヤデフ６の入力軸１７の自由端部２１にクラッチ装置１２を外嵌させて支持させ、このクラッチ装置１２が上記自由端部２１に対しその軸方向で摺動が許容された自動車における動力伝達装置において、上記自由端部２１の寿命が、より向上させられることとなる。
【００４６】
図５は、動力伝達装置におけるリヤデフ６の入力軸１７の自由端部２１にクラッチ装置１２を外嵌させて支持させた従来の技術に係るものと、上記実施の形態に係るものとについての耐久実験の結果を対比したグラフ図を示している。
【００４７】
従来の技術に係る３本のそれぞれの自由端部２１と、上記実施の形態に係る２本のそれぞれの自由端部２１とにほぼ同じ値のモーメントをそれぞれ繰り返し与えるよう負荷したとき、図中黒丸で示すように、従来の技術に係る自由端部２１では約５００万回の繰り返し負荷ですべてが破損した。しかし、図中白丸で示すように、上記実施の形態に係る自由端部２１は２０００万回の繰り返し負荷を越えても破損しなかった。そこで、これ以上の実験は不要としてこの実験を中止した。
【００４８】
即ち、上記実験結果によれば、上記実施の形態に係る自由端部２１の寿命が著しく向上することがわかる。
【００４９】
なお、図２中一点鎖線で示すように、上記駆動手段８の出力軸２０の自由端部２１と上記推進軸１１との間にクラッチ装置１２を介設して、このクラッチ装置１２により、上記自由端部２１と推進軸１１との間の動力伝達を断接自在としてもよく、この場合、上記駆動手段８の出力軸２０をリヤデフ６の入力軸１７と同じ構成としてもよく、この場合も上記したと同様の作用効果が生じる。
【００５０】
また、上記自動車１はリヤエンジンリヤドライブ（ＲＲ）車など、であってもよく、この場合、上記リヤデフ６はこれに代えてフロントデフ４としてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００５２】
請求項１の発明は、車体に支持される走行用駆動手段およびデフと、これら駆動手段の出力軸とデフの入力軸とを互いに連動連結可能とさせる推進軸と、上記出力軸もしくは入力軸の自由端部と上記推進軸との間に介設され上記自由端部と推進軸との間の動力伝達を断接自在とするクラッチ装置とを備え、上記自由端部の基部の外径寸法がこの自由端部の軸方向の中途部のそれよりも大きくなるよう上記基部と中途部との間に段差部を形成する一方、上記自由端部の突出端部に規制体を取り付け、上記中途部にその軸方向に摺動自在となるよう上記クラッチ装置をスプラインにより外嵌させて支持させ、上記段差部と規制体とが、上記クラッチ装置の上記軸方向の極めてわずかな摺動を許容しながら所定以上に摺動することを規制するようにした自動車における動力伝達装置において、
【００５３】
上記段差部をその軸方向で上記中途部側に向ってのテーパ形状とし、上記中途部の上記段差部側の端部外周面と、上記段差部の外周面との互いの接合面が円弧凹面となるようにし、上記段差部の外周面と接合面とを上記スプラインの非成形部にすると共に、これら段差部の外周面と接合面とに外嵌した上記クラッチ装置の部分の内周面の全体を上記スプラインの非成形部にし、このクラッチ装置の部分の内周面の全体を上記段差部の外周面と接合面とに面接触可能としてある。
【００５４】
このため、上記自由端部の中途部と段差部の各外周面が互いに接合する接合面は滑らかに変化することから、上記自由端部の中途部と、この中途部側から基部側にまで延びる段差部の段差面との接合部が直交する隅部を有するよう形成されている従来の技術に比べて、上記本発明に係る接合面には応力集中が生じるということは、より確実に防止される。
【００５５】
よって、上記駆動手段の出力軸、もしくはデフの入力軸の自由端部にクラッチ装置を外嵌させて支持させ、このクラッチ装置が上記自由端部に対しその軸方向で摺動が許容された自動車における動力伝達装置において、上記自由端部の寿命がより向上させられることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の１‐１線矢視拡大断面図である。
【図２】自動車の全体平面線図である。
【図３】図１の３‐３線矢視拡大断面、作用説明図である。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】実験結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１      自動車
２      車体
５      後車輪
６      リヤデフ（デフ）
８      駆動手段
１１    推進軸
１２    クラッチ装置
１７    入力軸
２０    出力軸
２１    自由端部
２１ａ  基部
２１ｂ  中途部
２１ｃ  段差部
２１ｄ  規制体
４６    接合面
【図１】
0004318196.tif 000002
【図２】
0004318196.tif 000003
【図３】
0004318196.tif 000004
【図４】
0004318196.tif 000005
【図５】
0004318196.tif 000006