JP2003136987A - 自動車における動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動手段の出力軸、もしくはデフの入力軸の
自由端部の寿命を、より向上させるようにする。 【解決手段】 駆動手段８の出力軸２０もしくはデフ６
の入力軸１７の自由端部２１と、推進軸１１との間に介
設されるクラッチ装置１２を備える。自由端部２１の基
部２１ａの外径寸法が中途部２１ｂのそれよりも大きく
なるよう基部２１ａと中途部２１ｂとの間に段差部２１
ｃを形成する。自由端部２１の突出端部に規制体２１ｄ
を取り付ける。中途部２１ｂにその軸方向に摺動自在と
なるようクラッチ装置１２を外嵌させて支持させる。段
差部２１ｃと規制体２１ｄとが、クラッチ装置１２の軸
方向の摺動を許容しながら所定以上に摺動することを規
制するようにする。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する。中途部２１
ｂの外周面と、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する。

Description

【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２
１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２
１ａ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１
２の上記軸方向の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２１
ｂ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２１
ａの外径寸法が、この自由端部２１の軸方向の中途部２
１ｂ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２
１ｂ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３
２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２
１ｃ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２１
ｃ側の端部外周面と、上記段差部２１ｃの上記中途部２
１ｂ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２
２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２１
ｂと段差部２１ｃの各外周面が互いに接合する接合面４
６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１
１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

Claims (1)

1. 【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た自動車
   における動力伝達装置。