JP2008082397A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク伝達効率の低下を招くことなく軽量化及び短軸化を図ることができる駆動力伝達装置を提供すること。
【解決手段】フランジ付連結部材４は、駆動力が入力される軸部３１と、軸部３１の一端に形成されたフランジ部３２とを備えてなり、同フランジ付連結部材４は、その軸部３１がフロントハウジング２と同軸配置され、フランジ部３２がフロントハウジング２の底部２ａの軸方向外面Ｓに当接された状態で、ボルト３３によりフロントハウジング２に連結される。また、フランジ部３２には、その外周縁から軸方向に延設された筒状の係合部３５が設けられており、同係合部３５は上記締結によりフロントハウジング２の外周に配置されるように構成され、係合部３５及びフロントハウジング２をスプライン嵌合させる。そして、フランジ付連結部材４は、その軸部３１においてフロントハウジング２と締結される。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動力伝達装置に関する。

従来、車両の駆動力の入力により回転する有底筒状の第１回転体と、第１回転体の筒内に回転自在に同軸配置された軸状の第２回転体と、第１回転体と第２回転体との間に配置されて両者をトルク伝達可能に連結するクラッチ機構とを備えた駆動力伝達装置があり、その中には、第１回転体の底部の外面に入力軸部を立設したものがある（特許文献１参照）。また、プロペラシャフトにフランジ部を設け、このフランジ部に第１回転体の底部をボルトで締結したものがある（特許文献２）。
特開平２００４−３３２７５８号公報 特許第３２５６７３７号公報

特許文献１に記載されている第１回転体の底部の外面に入力軸部を立設したものは、例えばフォローフォーミングのような簡易な加工方法を採用することができず、第１回転体の加工コストが嵩むという問題がある。また、電磁コイルを備え、クラッチの係合力を電磁コイルへの印可電流によって制御するタイプのものにおいては、上記特許文献２に記載されているように、第１回転体をアルミニウム合金で形成することがある。しかし、このようなものでは、比較的径の小さい入力軸部を介して十分な駆動力を伝達することには強度上の無理があり、第１回転体の底部の外面に入力軸部を立設するという構成を取り得ない場合がある。

また、特許文献２に記載されているフランジ部に第１回転体の底部をボルトで締結したものは、ボルトはフランジ側から第１回転体の底部に螺着されるため、同底部側にはボルト穴を形成するためのスペース（若しくは底部の厚み）が必要となる。また、フランジには複数の挿通孔が形成されることになるため、それに伴う強度の低下を回避すべく同フランジの厚みを厚くする必要がある。このため、その軽量化及び小型化、特に軸長の短縮化の観点から不利な構成となっており、この点において改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、トルク伝達効率の低下を招くことなく低コスト化、軽量化、及び短軸化を図ることができる駆動力伝達装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、有底筒状の第１回転体と、前記第１回転体の筒内に回転自在に同軸配置された軸状の第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体との間に配置されて前記第１回転体及び前記第２回転体をトルク伝達可能に連結するクラッチ機構と、前記第１回転体に相対回転不能に連結されるフランジ付連結部材とを備えた駆動力伝達装置において、前記フランジ付連結部材は、前記第１回転体の底部の軸方向外面に当接されるフランジ部と、前記フランジ部に立設した軸部と、前記フランジ部の前記軸部とは反対側の一側にて前記第１回転体と係合する係合部とを備え、前記第１回転体は、前記軸部と同軸配置された状態で、筒内側からボルトにより前記フランジ付連結部材に締結されるとともに、前記係合部に形成された係合凸部又は係合凹部が前記第１回転体の外面に形成された凹部又は凸部に係合されることにより前記フランジ付連結部材が相対回転不能に連結されること、を要旨とする。

上記構成によれば、締結用のボルト穴をフランジ付連結部材の軸部に形成したことにより、第１回転体の底部側にはボルト穴を形成するためのスペース（若しくは底部の厚み）が不要となり、これにより軸方向長さの短縮化を図ることができる。加えて、フランジ部にボルト用の挿通孔を形成する必要がないため、同挿通孔の形成によるフランジ部の強度低下を抑えることができる。その結果、フランジ部の厚みを薄くしてさらなる軸方向長さの短縮化及び軽量化を図ることができる。そして、係合部と第１回転体とを係合させることでフランジ付連結部材と第１回転体との間の相対回転を規制し、これにより高いトルク伝達効率を確保することができる。その結果、低コスト化、軽量化、及び短軸化を図ることができる。更に、ボルトの締結位置を軸部とすることにより形成された第１回転体の底部近傍の空間（スペース）を、潤滑油を貯留するためのスペース、所謂油溜まりとして利用することができ、これにより、スペースを有効活用して、駆動力伝達装置の更なる小型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、前記係合部は、前記フランジ部の周縁から軸方向に延設されて前記第１回転体の外周に配置され、前記第１回転体は、前記係合部の内周面と係合すること、を要旨とする。

上記構成によれば、第１回転体の外周とフランジ部の周縁から軸方向に延設された係合部とが係合することによって、軸心から径方向に離れた位置でトルク伝達が行われるため、トルク伝達に必要な係合部の面積をより小さくすることができ、より小型化することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、前記フランジ付連結部材は、前記係合部が前記第１回転体にスプライン嵌合されることにより前記第１回転体に連結されること、を要旨とする。
上記構成によれば、係合部と第１回転体とがスプライン嵌合することによって、より高いトルク伝達効率を実現することができるようになる。

請求項４に記載の発明は、前記係合部又は前記第１回転体の何れか一方のスプラインには、所定のリード角が設定されること、を要旨とする。
上記構成によれば、両スプライン間の隙間を廃除してその周方向ガタの発生を防止することができる。その結果、このような周方向ガタに起因する回転時の振動の発生を抑え、これに起因するボルトの緩みを防止することができる。

本発明によれば、軽量化及び短軸化を図ることが可能な駆動力伝達装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の駆動力伝達装置１は、有底筒状に形成された第１回転体としてのフロントハウジング２と、中空軸状に形成されてフロントハウジング２の筒内に回転自在に同軸配置された第２回転体としてのインナシャフト３とを備えている。

本実施形態では、フロントハウジング２は、その底部２ａに同フロントハウジング２とは別体に形成されたフランジ付連結部材４が連結されることにより、同フランジ付連結部材４を介してプロペラシャフト（図示略）に連結される。そして、これにより、駆動源であるエンジン（図示略）の発生する駆動力に基づいて回転するよう構成されている。尚、フロントハウジング２は非磁性材料（例えばアルミニウム合金など）からなり、フランジ付連結部材４は鉄系金属からなる。

また、フロントハウジング２の開口端２ｂには、環状のリヤハウジング７が嵌着されており、インナシャフト３は、その一端がリヤハウジング７の中央孔７ａに挿通された状態で、同中央孔７ａに設けられたすべり軸受８及びフロントハウジング２の筒内に設けられたボール軸受９により回転自在に支承されている。そして、そのリヤハウジング７側（同図中、右側）の軸端内周には、図示しないリヤディファレンシャルとの連結部（スプライン嵌合部）１３が形成されている。

また、フロントハウジング２の筒内には、フロントハウジング２とインナシャフト３とをトルク伝達可能に連結可能なメインクラッチ１４と、このメインクラッチ１４の軸方向、リヤハウジング７側に並置されたパイロットクラッチ１５と、これらメインクラッチ１４とパイロットクラッチ１５との間に介在されたカム機構１６とが設けられている。

本実施形態では、メインクラッチ１４には、軸方向に移動可能に設けられた複数のアウタクラッチプレート１７及びインナクラッチプレート１８を交互に配置してなる多板式の摩擦クラッチが採用されている。具体的には、各アウタクラッチプレート１７はフロントハウジング２の内周に、各インナクラッチプレート１８はインナシャフト３の外周にスプライン嵌合されることにより、それぞれ軸方向に移動可能、且つ対応するフロントハウジング２又はインナシャフト３と一体回転可能に設けられている。

本実施形態のメインクラッチ１４は、これら各アウタクラッチプレート１７及びインナクラッチプレート１８が軸方向に押圧され、互いに摩擦係合することにより、フロントハウジング２とインナシャフト３とを結合、即ちトルク伝達可能に連結するように構成されている。

一方、カム機構１６は、インナシャフト３に支承されることにより回転自在に設けられた第１カム１９と、インナシャフト３の外周にスプライン嵌合されることにより同インナシャフト３と一体回転可能且つ軸方向に移動可能に設けられた第２カム２０と、これら第１カム１９と第２カム２０との間に介在されたボール部材２１とを備えてなる。

本実施形態では、第１カム１９及び第２カム２０は、ともに円盤状に形成され、第１カム１９はリヤハウジング７側に、第２カム２０はメインクラッチ１４側に配置されている。第１カム１９の外周面はインナクラッチプレート２４の内周端とスプライン嵌合し、第２カム２０はインナシャフト３の外周にスプライン嵌合している。これら第１カム１９及び第２カム２０の対向面には、複数のＵ字溝（符号略）が互いに対向するように形成されており、ボール部材２１は、これら対向する各Ｕ字溝内に配置された状態で第１カム１９及び第２カム２０により挟持されている。そして、本実施形態のカム機構１６は、第１カム１９と第２カム２０とが相対回転することにより、これら第１カム１９と第２カム２０との間が離間、即ちカム部材としての第２カム２０がメインクラッチ１４側に軸方向移動するように構成されている。

また、第２クラッチとしてのパイロットクラッチ１５には、上記メインクラッチ１４と同様に、軸方向に移動可能に設けられた複数のアウタクラッチプレート２３及びインナクラッチプレート２４を交互に配置してなる多板式の摩擦クラッチが採用されている。具体的には、各アウタクラッチプレート２３は、フロントハウジング２の内周に、インナクラッチプレート２４は第１カム１９の外周にスプライン嵌合されることにより、それぞれ軸方向に移動可能、且つ対応するフロントハウジング２又は第１カム１９と一体回転可能に設けられている。そして、本実施形態のパイロットクラッチ１５は、これら各アウタクラッチプレート２３及びインナクラッチプレート２４が軸方向に押圧され、互いに摩擦係合することにより、フロントハウジング２と第１カム１９とをトルク伝達可能に連結するように構成されている。

即ち、第２カム２０との間にボール部材２１を挟持した第１カム１９は、パイロットクラッチ１５の非作動時、同第２カム２０、即ちインナシャフト３とともに一体回転する状態となっており、フロントハウジング２と第１カム１９との間には、同フロントハウジング２とインナシャフト３との回転差に相当する回転差が生ずることとなる。そして、パイロットクラッチ１５は、その作動により、フロントハウジング２と第１カム１９とをトルク伝達可能に連結することで、フロントハウジング２とインナシャフト３（第１カム１９）との回転差に基づくトルクをカム機構１６に伝達するようになっている。

つまり、本実施形態の駆動力伝達装置１では、パイロットクラッチ１５の作動により、フロントハウジング２とインナシャフト３との回転差に基づくトルクがカム機構１６に伝達され、カム機構１６は、そのトルクにより生ずる第１カム１９と第２カム２０との間の回転差に基づいて同第２カム２０を軸方向メインクラッチ側に移動させる。即ち、カム機構１６は、パイロットクラッチ１５を介して伝達されたフロントハウジング２とインナシャフト３との回転差に基づくトルクを軸方向の押圧力に変換する。そして、その第２カム２０がメインクラッチ１４を押圧することにより、同メインクラッチ１４が作動、即ちフロントハウジング２とインナシャフト３とがトルク伝達可能に連結されるように構成されている。

ここで、本実施形態のパイロットクラッチ１５は、電磁石２５を駆動源とする電磁クラッチとして構成されている。具体的には、リヤハウジング７には、フロントハウジング２の筒外（反フロントハウジング側、図１中右側）に開口する環状溝２６が形成されており、電磁石２５は、この環状溝２６内に収容されている。尚、本実施形態では、リヤハウジング７には、その中央孔７ａから軸方向、反フロントハウジング側に延びる円筒部７ｂが設けられており、電磁石２５は、この円筒部７ｂに設けられたボール軸受２７によりリヤハウジング７（及びフロントハウジング２）と相対回転可能に支承されている。

また、本実施形態では、リヤハウジング７の外周とフロントハウジング２の内周との間、及びリヤハウジング７の内周とインナシャフト３の外周との間には、シール部材２８ａ，２８ｂが介在されている。即ち、メインクラッチ１４及びパイロットクラッチ１５を収容するフロントハウジング２の筒内、詳しくはフロントハウジング２の内周、インナシャフト３の外周、及びリヤハウジング７に囲まれた空間は、液密に構成されており、同空間には潤滑油が充填されている。そして、メインクラッチ１４及びパイロットクラッチ１５は、その各インナクラッチプレート１８，２４と各アウタクラッチプレート１７，２３とが潤滑油が介在された状態で摩擦係合する湿式の摩擦クラッチ機構として構成されている。

また、フロントハウジング２の筒内には、円環状に形成されたアーマチャ２９が、同アーマチャ２９とリヤハウジング７との間に上記アウタクラッチプレート２３及びインナクラッチプレート２４を挟む位置において、軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。そして、本実施形態のパイロットクラッチ１５は、このアーマチャ２９が、電磁石２５の電磁力に吸引され、リヤハウジング７との間に各アウタクラッチプレート２３及びインナクラッチプレート２４を挟み込むように移動することにより、該各アウタクラッチプレート２３及びインナクラッチプレート２４が摩擦係合するように構成されている。

このように、本実施形態の駆動力伝達装置１では、電磁石２５に対する電力供給を通じてパイロットクラッチ１５の作動（摩擦係合力）を制御することが可能である。そして、このパイロットクラッチ１５の作動を通じてメインクラッチ１４の作動、即ち、フロントハウジング２とインナシャフト３との間で伝達可能な駆動力を自在に制御可能な構成となっている。

（フランジ付連結部材及びフロントハウジングの連結構造）
次に、上記のように構成された駆動力伝達装置のフランジ付連結部材とフロントハウジングとの間の連結構造について説明する。

図１に示すように、フランジ付連結部材４は、プロペラシャフトからの駆動力が入力される軸部３１と、軸部３１の一端に形成されたフランジ部３２とを備えて構成されている。そして、同フランジ付連結部材４は、その軸部３１がフロントハウジング２と同軸に配置され、フランジ部３２がフロントハウジング２の底部２ａの軸方向外面Ｓに当接された状態で、ボルト締結によりフロントハウジング２と連結される。

詳述すると、本実施形態では、フランジ付連結部材４は、その軸部３１においてフロントハウジング２とボルト締結されている。具体的には、フロントハウジング２の底部２ａ中央部には、締結用のボルト３３を挿通するための挿通孔２ｃが形成されるとともに、フランジ付連結部材４の軸部３１には、これに対応するボルト穴３１ａが形成されている。そして、本実施形態では、フロントハウジング２の筒内側から挿通孔２ｃ内に上記ボルト３３を挿通し、同ボルト３３をボルト穴３１ａに螺合することにより、フランジ付連結部材４とフロントハウジング２とを軸方向に締結する構成となっている。

尚、本実施形態では、フランジ付連結部材４のフランジ部３２とフロントハウジング２の底部２ａとの間にはシール部材３４が介在されており、これによりフロントハウジング２内のシール性を確保するようになっている。また、上記インナシャフト３を支持するボール軸受９は、フロントハウジング２の底部２ａ筒内側から軸方向に延設された円環状の軸受保持部２ｄの内周に固定されており、上記螺着によりフロントハウジング２内に突出するボルト３３の一部（ボルトヘッド３３ａ）は、その中空状に形成されたインナシャフト３内に配置されるようになっている。そして、この軸受保持部２ｄ外周の空間２ｅは、フロントハウジング２内に充填された潤滑油を貯留するスペース、所謂油溜まりとして利用する構成となっている。

また、本実施形態では、フランジ部３２には、その外周縁から軸方向に延設された筒状の係合部３５が設けられており、同係合部３５は上記締結によりフロントハウジング２の外周に配置され、フロントハウジング２は、係合部３５の内周面と係合するように構成されている。本実施形態では、この係合部３５の内周及びフロントハウジング２の外周にはそれぞれ略軸方向に延びるスプライン３５ａ，２ｇが形成されている。そして、上記締結によりこれらを嵌合させる、即ちスプライン嵌合させることにより、効率的なトルク伝達を可能とする構成となっている。尚、フロントハウジング２において上記スプライン２ｇが形成された部分は他の部分よりも小径とされており、これにより、該小径部２ｆに嵌合された係合部３５の外径がフロントハウジング２のその他の部分の外径と同一となるように構成されている。

更に、図２に示すように、本実施形態では、フランジ付連結部材４側のスプライン３５ａには、所定のリード角θ（軸方向に対して係合部３５の各スプライン３５ａの延伸方向がなす角）が設定されており、フロントハウジング２側の各スプライン２ｇは、圧入により係合部３５側の各スプライン３５ａ間に嵌合される。そして、これにより両スプライン３５ａ，２ｇ間の隙間を排除して周方向のガタの発生を防止する構成となっている。

次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
（１）フランジ付連結部材４は、駆動力が入力される軸部３１と、軸部３１の一端に形成されたフランジ部３２とを備えてなり、同フランジ付連結部材４は、その軸部３１がフロントハウジング２と同軸配置され、フランジ部３２がフロントハウジング２の底部２ａの軸方向外面Ｓに当接された状態で、ボルト３３によりフロントハウジング２に連結される。また、フランジ部３２には、その外周縁から軸方向に延設された筒状の係合部３５が設けられており、同係合部３５は上記締結によりフロントハウジング２の外周に配置されるように構成され、係合部３５及びフロントハウジング２を係合させる。そして、フランジ付連結部材４は、その軸部３１においてフロントハウジング２と締結される。

上記構成によれば、締結用のボルト穴３１ａをフランジ付連結部材４の軸部３１に形成したことにより、フロントハウジング２の底部２ａ側にはボルト穴３１ａを形成するためのスペース（若しくは底部の厚み）が不要となり、これにより軸方向長さの短縮化を図ることができる。加えて、フランジ部３２にボルト３３用の挿通孔を形成する必要がないため、同挿通孔の形成によるフランジ部３２の強度低下を抑えることができる。その結果、フランジ部３２の厚みを薄くしてさらなる軸方向長さの短縮化及び軽量化を図ることができる。そして、係合部３５とフロントハウジング２とを係合させることでフランジ付連結部材４とフロントハウジング２との間の相対回転を規制し、これにより高いトルク伝達効率を確保することができる。その結果、低コスト化、軽量化、及び短軸化を図ることができる。更に、ボルト３３の締結位置を軸部３１とすることにより形成されたフロントハウジング２の底部近傍の空間２ｅ（スペース）を、潤滑油を貯留するためのスペース、所謂油溜まりとすることができる。これにより、スペースを有効活用して、駆動力伝達装置１の更なる小型化を図ることができる。

（２）フランジ付連結部材４の係合部３５は、フランジ部３２の周縁から軸方向に延設されてフロントハウジング２の外周に配置され、フロントハウジング２は、係合部３５の内周面と係合する。

上記構成によれば、フロントハウジング２の外周とフランジ部３２の周縁から軸方向に延設された係合部３５とが係合することによって、軸心から径方向に離れた位置でトルク伝達が行われるため、トルク伝達に必要な係合部３５の面積をより小さくすることができ、より小型化することが可能となる。

（３）フランジ付連結部材４は、その係合部３５がフロントハウジング２にスプライン嵌合されることによりフロントハウジング２に連結される。
上記構成によれば、係合部３５とフロントハウジング２とがスプライン嵌合することで、より高いトルク伝達効率を実現することができるようになる。

（４）フランジ付連結部材４側のスプライン３５ａには、所定のリード角θが設定される。
上記構成によれば、両スプライン３５ａ，２ｇ間の隙間を廃除してその周方向ガタの発生を防止することができる。その結果、このような周方向ガタに起因する回転時の振動の発生を抑え、これに起因するボルト３３の緩みを防止することができる。

（５）フランジ付連結部材４の軸部３１に螺着されフロントハウジング２の筒内側に突出するボルト３３の一部（ボルトヘッド３３ａ）はインナシャフト３の中空部分に配置される。このような構成によれば、駆動力伝達装置１の短軸化を妨げることなく、ボルト３３の締結位置を軸部３１とすることができる。

尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、筒状の係合部３５がフロントハウジング２にスプライン嵌合されるとした。しかし、これに限らず、フランジ部３２の周縁から軸方向に延設されフロントハウジング２の外周に配置される係合部を設け、この係合部に係合凸部を設けるとともに対向するフロントハウジング２の外周に凹部を設け、これらを係合させる構成としてもよい。また、係合部に係合凹部を設け、該係合凹部をフロントハウジング２に形成された凸部に係合させる構成としてもよい。なお、この係合部の形状は、上記実施形態の係合部３５と同じ筒状としてもよく、また、爪状としてもよい。

・本実施形態では、フランジ付連結部材４の係合部３５は、フランジ部３２の周縁から軸方向に延設されてフロントハウジング２の外周に配置されることとしたが、フランジ部３２のフロントハウジング２との対向面、及び、フロントハウジング２の底部２ａのフランジ部３２との対向面（軸方向外面Ｓ）に、互いに係合する凹部及び凸部を設け、これによりフランジ付連結部材４とフロントハウジング２との相対回転を規制してもよい。

・本実施形態では、フランジ付連結部材４側のスプライン３５ａに所定のリード角θが設定される構成としたが、フロントハウジング２側のスプライン２ｇにリード角θを設定してもよい。

・本実施形態では、本発明を、フロントハウジング２及びインナシャフト３が異なる材料からなるものに適用したが、これに限らず、フロントハウジング２及びインナシャフト３が同一の材料からなるものに適用してもよい。

・本実施形態では、駆動源であるエンジンの発生する駆動力がフランジ付連結部材４に入力され、インナシャフト３から出力される構成としたが、駆動力の伝達方向を逆にしてもよい。

駆動力伝達装置の概略構成を示す断面図。 係合部の概略構成を示す模式図。

符号の説明

１…駆動力伝達装置、２…第１回転体としてのフロントハウジング、２ａ…底部、２ｇ…スプライン、３…第２回転体としてのインナシャフト、４…フランジ付連結部材、１４…クラッチ機構を構成するメインクラッチ、１５…クラッチ機構を構成するパイロットクラッチ、３１…軸部、３２…フランジ部、３３…ボルト、３５…係合部、３５ａ…スプライン、Ｓ…軸方向外面、θ…リード角。

Claims (4)

1. 有底筒状の第１回転体と、前記第１回転体の筒内に回転自在に同軸配置された軸状の第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体との間に配置されて前記第１回転体及び前記第２回転体をトルク伝達可能に連結するクラッチ機構と、前記第１回転体に相対回転不能に連結されるフランジ付連結部材とを備えた駆動力伝達装置において、
   前記フランジ付連結部材は、前記第１回転体の底部の軸方向外面に当接されるフランジ部と、前記フランジ部に立設した軸部と、前記フランジ部の前記軸部とは反対側の一側にて前記第１回転体と係合する係合部とを備え、
   前記第１回転体は、前記軸部と同軸配置された状態で、筒内側からボルトにより前記フランジ付連結部材に締結されるとともに、前記係合部に形成された係合凸部又は係合凹部が前記第１回転体の外面に形成された凹部又は凸部に係合されることにより前記フランジ付連結部材が相対回転不能に連結されること、
   を特徴とする駆動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の駆動力伝達装置において、
   前記係合部は、前記フランジ部の周縁から軸方向に延設されて前記第１回転体の外周に配置され、
   前記第１回転体は、前記係合部の内周面と係合すること、
   を特徴とする駆動力伝達装置。
3. 請求項２に記載の駆動力伝達装置において、
   前記フランジ付連結部材は、前記係合部が前記第１回転体にスプライン嵌合されることにより前記第１回転体に連結されること、を特徴とする駆動力伝達装置。
4. 請求項３に記載の駆動力伝達装置において、
   前記係合部又は前記第１回転体の何れか一方のスプラインには、所定のリード角が設定されること、を特徴とする駆動力伝達装置。

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