JP2010096239A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押圧部材の押圧力を補助し、伝達可能なトルクを増大することができる駆動力伝達装置を提供する。
【解決手段】駆動力伝達装置は、フロントハウジングと、フロントハウジング内に回転可能に同軸配置されたインナシャフト２３と、フロントハウジングにスプライン嵌合する複数のアウタクラッチプレート及びインナシャフト２３にスプライン嵌合する複数のインナクラッチプレートが交互に配置されたメインクラッチとを備えた。また、駆動力伝達装置は、メインクラッチを押圧するメインカムを備えた。そして、インナシャフト２３の外周面に形成された複数のシャフト側スプライン歯３１のシャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂを中心軸線Ｌに対して傾斜して形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、クラッチプレートを摩擦係合させることでトルクを伝達する駆動力伝達装置に関するものである。

従来、円筒状の第１回転部材と、該第１回転部材内に回転可能に同軸配置された軸状の第２回転部材とを備え、これら第１回転部材と第２回転部材との間に設けられた第１クラッチ機構により第１回転部材及び第２回転部材をトルク伝達可能に連結可能とした駆動力伝達装置がある。

この種の駆動力伝達装置の中には、第１クラッチ機構（メインクラッチ）の軸線方向に第２クラッチ機構（パイロットクラッチ）を並置するとともに、メインクラッチとパイロットクラッチとの間にカム機構を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、特許文献１の駆動力伝達装置では、カム機構がパイロットクラッチを介して伝達されるトルクを軸線方向の押圧力に変換して押圧部材（メインカム）がメインクラッチを押圧することにより同メインクラッチを摩擦係合させるようになっている。
特開２００３−２８２１８号公報

ところで、特許文献１の駆動力伝達装置に用いられるパイロットクラッチでは、耐摩耗性向上のために、例えばインナクラッチプレートに焼き入れ等の表面処理を施すとともに、アウタクラッチプレートの摺接面にＤＬＣ膜（ダイヤモンド状炭素被膜）を形成している。このような表面処理のため、パイロットクラッチの製造コストが上昇してしまい、駆動力伝達装置のコスト増大に繋がっている。

そこで、パイロットクラッチを構成する各クラッチプレートの枚数を削減することで、製造コストの低減を図ることが望まれる。しかしながら、クラッチプレートの枚数を削減するとパイロットクラッチで伝達可能なトルクが減少し、メインカムがメインクラッチに付与する押圧力が減少してしまう。その結果、メインクラッチ（駆動力伝達装置）にて十分なトルクを伝達できなくなってしまう虞があった。

なお、このような問題は、パイロットクラッチ及びカム機構により押圧部材（メインカム）を駆動する場合に限らず、その他の構成にて押圧部材を駆動する場合においても、同様に発生する。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、押圧部材の押圧力を補助し、伝達可能なトルクを増大することができる駆動力伝達装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、円筒状の第１回転部材と、前記第１回転部材内に回転可能に同軸配置された第２回転部材と、前記第１回転部材又は前記第２回転部材に対して軸線方向移動可能にスプライン嵌合され軸線方向に押圧されることで前記第１回転部材と前記第２回転部材とをトルク伝達可能に連結する複数のクラッチプレートからなる第１クラッチ機構と、前記第１クラッチ機構を押圧する押圧部材とを備えた駆動力伝達装置において、前記第１回転部材の内周面及び前記第２回転部材の外周面に形成された複数の回転部材側スプライン歯の少なくとも一方は、該各回転部材側スプライン歯の前記各クラッチプレートとの回転部材側噛み合い面が前記第１及び前記第２回転部材の回転軸線に対して傾斜してなることを要旨とする。

上記構成によれば、第１回転部材と第２回転部材とが相対回転している場合に、押圧部材が第１クラッチ機構を押圧して摩擦係合させると、第１クラッチ機構に生じたトルクに応じて第１回転部材及び第２回転部材と各クラッチプレートとの間にそれぞれ周方向の力が作用する。そして、第１回転部材の内周面及び第２回転部材の外周面に形成された複数の回転部材側スプライン歯の少なくとも一方は、各回転部材側スプライン歯の回転部材側噛み合い面が回転軸線に対して傾斜している。そのため、傾斜した回転部材側スプライン歯から、同回転部材側スプライン歯にスプライン嵌合した各クラッチプレートに対して、上記周方向の力の分力が軸線方向に作用する。従って、傾斜した回転部材側スプライン歯から各クラッチプレートに対して、押圧部材の押圧方向と同方向の押圧力を作用させることで、第１クラッチ機構の摩擦係合力を増大させ、伝達可能なトルクを増大することができる。

これにより、押圧部材が第１クラッチ機構に付与する押圧力が減少しても、十分なトルクを伝達することができ、押圧部材を駆動するための構成を簡素化して製造コストの低減を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動力伝達装置において、前記各回転部材側スプライン歯における周方向両側の前記回転部材側噛み合い面は、前記回転軸線に対してそれぞれ同方向に傾斜してなることを要旨とする。

上記構成によれば、第１回転部材が第２回転部材よりも速く回転する場合と、第１回転部材が第２回転部材よりも遅く回転する場合とで、傾斜した各回転部材側スプライン歯から各クラッチプレートに作用する軸線方向の押圧力の向きを逆方向にできる。従って、第１回転部材と第２回転部材との相対回転に応じて、第１クラッチ機構の摩擦係合力を増大又は減少させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の駆動力伝達装置において、前記各回転部材側スプライン歯における周方向両側の前記回転部材側噛み合い面は、前記回転軸線に対して互いに逆方向に傾斜してなることを要旨とする。

上記構成によれば、第１回転部材が第２回転部材よりも速く回転する場合と、第１回転部材が第２回転部材よりも遅く回転する場合とで、傾斜した各回転部材側スプライン歯から各クラッチプレートに作用する軸線方向の押圧力の向きを同じ向きにできる。

また、第１及び第２回転部材の各回転部材側スプライン歯とクラッチプレートのプレート側スプライン歯との間の隙間（バックラッシ）を大きくすることができる。これにより、第１回転部材の第２回転部材に対する相対回転方向が反転する際に発生するトルク残りを低減するができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の駆動力伝達装置において、前記第１クラッチ機構の軸線方向に並置された第２クラッチ機構と、前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構との間に設けられ前記第２クラッチ機構を介して伝達される前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転差に基づくトルクを軸線方向の押圧力に変換して前記押圧部材を軸線方向移動させることにより前記第１クラッチ機構を押圧するカム機構と、前記第１回転部材内に充填された潤滑油とを備え、前記第１回転部材又は前記第２回転部材の何れか一方は駆動源のトルクが常時伝達される主駆動輪側に連結されるとともに、前記第１回転部材又は前記第２回転部材の何れか他方は走行状態に応じて必要時に前記駆動源のトルクが伝達される補助駆動輪側に連結され、前記回転部材側噛み合い面は、前記主駆動輪の回転数が前記補助駆動輪の回転数よりも大きい場合に前記第１クラッチ機構の摩擦係合力が増大するように、前記回転軸線に対して傾斜してなることを要旨とする。

上記構成によれば、主駆動輪の回転数が補助駆動輪の回転数よりも大きくなることが多い通常走行時（前進時など）に、第１クラッチ機構の摩擦係合力が増大することで、押圧部材の押圧力が小さくても十分なトルクを伝達できる。

また、第１回転部材内に潤滑油が介在された所謂湿式クラッチとして構成されているため、第２クラッチ機構の非作動時でも、その間に介在された潤滑油の粘性に基づく係合力に起因して所謂引きずりトルクが発生する。特に駆動力伝達装置を介してトルクが伝達される補助駆動輪のみが接地した状態で牽引される場合（所謂二輪被牽引）では、第１回転部材と第２回転部材との間の差回転が大きくなり、第２クラッチ機構に発生する引きずりトルクによってカム機構が作動して第１クラッチ機構が摩擦係合する。そして、この状態で第１回転部材と第２回転部材とが相対回転するため、第１クラッチ機構が過熱する等の問題が発生する。

ここで、請求項２に記載の構成を採用した場合には、第１回転部材と第２回転部材との相対回転に応じて第１クラッチ機構の摩擦係合力を減少させるため、二輪被牽引の状態において第１クラッチ機構での発熱量を抑制することが可能となり、耐被牽引性能を向上させることができる。

本発明によれば、押圧部材の押圧力を補助し、伝達可能なトルクを増大す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。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、前輪駆動車をベースとする４輪駆動車であり、車両１の前部（図１において左側）にはエンジン２が搭載され、そのエンジン２に組み付けられたトランスアクスル３には、一対のフロントアクスル４が連結されている。また、トランスアクスル３には、上記各フロントアクスル４とともにプロペラシャフト５が連結されており、該プロペラシャフト５は、駆動力伝達装置６を介してピニオンシャフト（ドライブピニオンシャフト）７と連結可能にされている。そして、ピニオンシャフト７は、リヤディファレンシャル８を介して一対のリヤアクスル９と連結されている。なお、駆動力伝達装置６は、リヤディファレンシャル８とともに、ディファレンシャルキャリヤ１１内に収容されている。

つまり、エンジン２のトルクは、トランスアクスル３、フロントアクスル４を介して前輪１２ｆに常時伝達されるようになっている。また、プロペラシャフト５とピニオンシャフト７とが駆動力伝達装置６にてトルク伝達可能に連結された場合、エンジン２のトルクは、プロペラシャフト５、ピニオンシャフト７、リヤディファレンシャル８及びリヤアクスル９を介して後輪１２ｒに伝達されるようになっている。従って、本実施形態では、前輪１２ｆが主駆動輪として、後輪１２ｒが補助駆動輪として構成されている。

図２に示すように、駆動力伝達装置６は、ディファレンシャルキャリヤ１１のカップリングケース２１内に回転可能に収容されていて、第１回転部材としてのフロントハウジング２２と、第２回転部材としてのインナシャフト２３とを備えている。

フロントハウジング２２は、有低筒状をなし、その底部２２ａ（同図中、左側）がカップリングケース２１外部に露出された状態で、同底部２２ａの外周面がボール軸受２４を介して同カップリングケース２１に対してその中心軸線Ｌを回転中心として回転可能に支持されている。また、フロントハウジング２２の円筒部２２ｂの内周面には、回転部材側スプライン歯としての複数のハウジング側スプライン歯２５が形成されている。各ハウジング側スプライン歯２５は、軸線方向に沿った直線状に形成されている。さらに、フロントハウジング２２には、その開口端２２ｃに環状のリヤハウジング２７が嵌着されている。

インナシャフト２３は、円筒状をなし、環状のリヤハウジング２７に嵌挿され、その中心軸線がフロントハウジング２２の筒内に回転軸線としての中心軸線Ｌと同一軸線上になるように配置されている。インナシャフト２３は、リヤハウジング２７の内周に設けられたニードル軸受２８及びフロントハウジング２２の底部２２ａの内周面に設けられたボール軸受２９を介してフロントハウジング２２に対して中心軸線Ｌを回転中心として回転可能に支持されている。また、インナシャフト２３の軸線方向略中央の大径部２３ａの外周面には、回転部材側スプライン歯としての複数のシャフト側スプライン歯３１が形成されている。

図３に示すように、インナシャフト２３の大径部２３ａに形成した各シャフト側スプライン歯３１は、その周方向両側の各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂが中心軸線Ｌに対してそれぞれ同方向に傾斜して形成されている。

なお、説明の便宜上、図３において、各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂに点ハッチングを付し、各シャフト側スプライン歯３１間の底面３２に各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂよりも密度の高い点ハッチングを付して示す。本実施形態では、シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂはそれぞれ中心軸線Ｌに対して、図３に示すように平面視で反時計回りに所定角度θ傾斜して形成されている。つまり、本実施形態では、各シャフト側スプライン歯３１は、軸線方向に沿って同幅の帯状に形成されている。

図２に示すように、フロントハウジング２２内は、同フロントハウジング２２とリヤハウジング２７との嵌合部、及びリヤハウジング２７の内周とインナシャフト２３の外周との間に設けられたシール部材３３，３４により封止され、その筒内には所定の充填率（本実施形態では、１０〜９０％）で潤滑油が収容されている。

なお、フロントハウジング２２の底部２２ａは、プロペラシャフト５に設けられたフランジ部（図示略）と、ボルト３５によって連結される。これにより、フロントハウジング２２は、駆動源であるエンジン２の発生するトルクの入力により回転する。また、インナシャフト２３の内周には、ピニオンシャフト７との連結部（スプライン嵌合部）３６が形成されている。

従って、駆動力伝達装置６は車両１に搭載された状態において、フロントハウジング２２は主駆動輪である前輪１２ｆ側と連結され、インナシャフト２３は補助駆動輪である後輪１２ｒ側と連結されるようなっている。

また、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との間には、図２左側から第１クラッチ機構としてのメインクラッチ４１、カム機構４２及び第２クラッチ機構としてのパイロットクラッチ４３の順に配置されている。

メインクラッチ４１は、フロントハウジング２２とインナシャフト２３とをトルク伝達可能に連結する多板式の摩擦クラッチであって、交互に配置される複数のアウタクラッチプレート４４と複数のインナクラッチプレート４５とを有している。

具体的には、各アウタクラッチプレート４４は、フロントハウジング２２の円筒部２２ｂ内周面にスプライン嵌合され、同フロントハウジング２２に対して、それぞれ軸線方向移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、各アウタクラッチプレート４４は、フロントハウジング２２と一体回転可能に設けられている。

一方、各インナクラッチプレート４５はインナシャフト２３の外周面にスプライン嵌合され、同インナシャフト２３に対して、それぞれ軸線方向に移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、各インナクラッチプレート４５は、インナシャフト２３と一体回転可能に設けられている。

図４に示すように、本実施形態では、インナクラッチプレート４５の内周端に形成されたプレート側スプライン歯４７の各プレート側噛み合い面４７ａ，４７ｂは、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯３１の各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂとそれぞれ同じ所定角度θ傾斜して形成されている。つまり、各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂと各プレート側噛み合い面４７ａ，４７ｂとは、互いに平行となるように形成されている。なお、図４における一点鎖線は、中心軸線Ｌと平行な線である。

そして、メインクラッチ４１は、これら各アウタクラッチプレート４４及びインナクラッチプレート４５が軸線方向に押圧され、互いに摩擦係合することにより、フロントハウジング２２とインナシャフト２３（ピニオンシャフト７）とをトルク伝達可能に連結するようになっている。このとき、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との間の伝達トルクは、各アウタクラッチプレート４４及びインナクラッチプレート４５の摩擦係合力、即ち軸線方向の押圧力に応じて変化する。

図２及び図５に示すように、メインクラッチ４１の左側に配置されたカム機構４２は、押圧部材としてのメインカム４９と、パイロットカム５０と、メインカム４９とパイロットカム５０との間に介在されたカムフォロア５１とを備えている。

メインカム４９は円環状に形成され、メインクラッチ４１側に配置されている。また、メインカム４９は、インナシャフト２３の大径部２３ａの外周面にスプライン嵌合し、同インナシャフト２３に対して、軸線方向に移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、メインカム４９は、インナシャフト２３と一体回転可能に設けられている。

一方、パイロットカム５０は円環状に形成され、リヤハウジング２７側に配置されている。パイロットカム５０は、インナシャフト２３に対して周方向に相対回転可能に支持されている。また、パイロットカム５０は、リヤハウジング２７との間に設けられたニードル軸受５２に摺動可能に当接されている。従って、パイロットカム５０は、リヤハウジング２７に対して一定の間隔を保持して相対回転可能に支持されている。

メインカム４９及びパイロットカム５０の各対向面５３，５４には、周方向に対して傾斜する複数のカム溝５５，５６が等角度間隔で形成されており、カムフォロア５１は、これら対向する各カム溝５５，５６内に配置された状態でメインカム４９及びパイロットカム５０により挟持されている。なお、カム溝５５，５６は断面Ｕ字状に形成され、周方向中央から周方向両端側に向かうにつれてその深さが浅くなるように形成されている。

つまり、カム機構４２は、図６（ａ）に示すように、カムフォロア５１がカム溝５５，５６の周方向中央に位置した状態では、メインカム４９が軸線方向に移動していない、即ちカム機構４２により軸線方向の押圧力が発生しないようになっている。なお、この状態のメインカム４９とパイロットカム５０との相対位置を中立位置という。

そして、図６（ｂ）、又は（ｃ）に示すように、トルクｔがメインカム４９及びパイロットカム５０に作用して、これらメインカム４９とパイロットカム５０とが相対回転することにより、これらメインカム４９とパイロットカム５０との間が離間する。つまり、メインカム４９がメインクラッチ４１側に軸線方向移動し、メインカム４９がメインクラッチ４１に押圧力を付与するようになっている。

図５に示すように、カム機構４２の右側に配置されたパイロットクラッチ４３は、フロントハウジング２２とパイロットカム５０とをトルク伝達可能に連結する多板式の摩擦クラッチであって、２枚のアウタクラッチプレート５８と１枚のインナクラッチプレート５９とを有している。

具体的には、各アウタクラッチプレート５８は、フロントハウジング２２の内周面にスプライン嵌合され、同フロントハウジング２２に対して、軸線方向に移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、各アウタクラッチプレート５８は、フロントハウジング２２と一体回転可能に設けられている。

一方、インナクラッチプレート５９は、２枚のアウタクラッチプレート５８の間に配置されるとともに、パイロットカム５０の外周にスプライン嵌合され、同パイロットカム５０に対して軸線方向に移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、インナクラッチプレート５９は、パイロットカム５０と一体回転可能に設けられている。

そして、これらアウタクラッチプレート５８とインナクラッチプレート５９とは、軸線方向に押圧されることで、互いに摩擦係合する作動状態となる。そして、パイロットクラッチ４３は、アウタクラッチプレート５８とインナクラッチプレート５９とが互いに摩擦係合することにより、フロントハウジング２２とパイロットカム５０とをトルク伝達可能に連結するようになっている。

即ち、パイロットカム５０は、アウタクラッチプレート５８とインナクラッチプレート５９とが摩擦係合していないパイロットクラッチ４３の非作動状態の時に、メインカム４９、即ちインナシャフト２３とともに一体回転する。このとき、フロントハウジング２２とパイロットカム５０との間には、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との回転差に相当する回転差が生じるようになっている。

そして、パイロットクラッチ４３は、その作動により、フロントハウジング２２とパイロットカム５０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２２とインナシャフト２３（パイロットカム５０）との回転差に基づくトルクをカム機構４２に伝達するようになっている。

つまり、駆動力伝達装置６では、パイロットクラッチ４３が作動状態の時に、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との回転差に基づくトルクがカム機構４２に伝達される。その結果、カム機構４２は、そのメインカム４９とパイロットカム５０との回転差に基づいて伝達されるトルクにより同メインカム４９を軸線方向メインクラッチ４１側に移動させる。即ち、カム機構４２は、パイロットクラッチ４３を介して伝達されたフロントハウジング２２とインナシャフト２３との回転差に基づくトルクを軸線方向の押圧力に変換し、かつ増幅する。そして、メインカム４９がメインクラッチ４１を押圧することにより、同メインクラッチ４１のアウタクラッチプレート４４とインナクラッチプレート４５とが摩擦係合し、フロントハウジング２２とインナシャフト２３とがトルク伝達可能に連結されるようになっている。

パイロットクラッチ４３は、電磁コイル６１を駆動源とする電磁クラッチとして構成されている。
詳述すると、リヤハウジング２７は、環状の外周筒部２７ａと、その外周筒部２７ａ内に設けられた環状の内周筒部２７ｂと、外周筒部２７ａと内周筒部２７ｂとの間に設けられた環状の磁路遮断部２７ｃとを備えている。外周筒部２７ａ及び内周筒部２７ｂは鉄などの磁性材料からなり、磁路遮断部２７ｃは、ステンレス等の非磁性材料からなる。そして、リヤハウジング２７には、フロントハウジング２２の筒外（図２中右側）に開口する環状溝６２が形成されており、その環状溝６２内に電磁コイル６１がヨーク６３に包囲されて収容されている。なお、ヨーク６３は、その内側面がボール軸受６４（図２参照）を介してリヤハウジング２７に対して相対回転可能に支持されている。

カム機構４２のメインカム４９とパイロットクラッチ４３との間には、円環状に形成されたアーマチャ６５が配置されている。アーマチャ６５は、フロントハウジング２２の内周面に対して軸線方向に移動可能にスプライン嵌合されている。

そして、電磁コイル６１への通電により、ヨーク６３、リヤハウジング２７（外周筒部２７ａ）、パイロットクラッチ４３、アーマチャ６５、パイロットクラッチ４３、リヤハウジング２７（内周筒部２７ｂ）、及びヨーク６３間を循環する磁路Ｚが形成される。この磁気誘導作用により、アーマチャ６５は電磁コイル６１側に吸引され、リヤハウジング２７との間にパイロットクラッチ４３を挟み込むように移動することにより、同パイロットクラッチ４３が摩擦係合するようになっている。

このように、駆動力伝達装置６は、電磁コイル６１に対する電流供給を通じてパイロットクラッチ４３の作動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４３の作動を通じてメインクラッチ４１の作動、即ち、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との間で伝達可能なトルクを可能に制御可能な構成となっている。

次に、本実施形態の駆動力伝達装置の作用について説明する。
フロントハウジング２２の回転がインナシャフト２３の回転よりも速い場合であって、パイロットクラッチ４３の駆動によりカム機構４２のメインカム４９がメインクラッチ４１を押圧すると、図７（ａ）に示すように、各プレート側スプライン歯４７のプレート側噛み合い面４７ｂが各シャフト側スプライン歯３１のシャフト側噛み合い面３１ａに当接する。これにより、各プレート側スプライン歯４７から各シャフト側スプライン歯３１に対して周方向他方側に力が作用する。

すると、インナクラッチプレート４５の各プレート側スプライン歯４７には、上記した周方向他方側の力の反作用として周方向一方側の力Ｆｒが作用する。なお、図７における一点鎖線は、中心軸線Ｌと平行な線である。

ここで、本実施形態では、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯３１のシャフト側噛み合い面３１ａが所定角度θ傾斜しているため、インナクラッチプレート４５にはインナシャフト２３から、下記（１）式で示される軸線方向の押圧力Ｆａが作用する。

Ｆａ＝Ｆｒｔａｎθ （１）
そして、図７（ａ）に示すように、押圧力Ｆａは、メインカム４９の押圧方向（同図中、左方向）と同じ方向に作用し、メインクラッチ４１の摩擦係合力を増大させる、即ちメインクラッチ４１にて伝達可能なトルクを増大させる。

一方、インナシャフト２３の回転がフロントハウジング２２の回転よりも速い場合であって、パイロットクラッチ４３の駆動によりカム機構４２のメインカム４９がメインクラッチ４１を押圧すると、図７（ｂ）に示すように、各シャフト側スプライン歯３１のシャフト側噛み合い面３１ｂが各プレート側スプライン歯４７のプレート側噛み合い面４７ａに当接する。これにより、インナシャフト２３の各シャフト側スプライン歯３１からインナクラッチプレート４５の各プレート側スプライン歯４７に対して周方向他方側に力Ｆｒが作用する。

ここで、本実施形態では、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯３１のシャフト側噛み合い面３１ｂが所定角度θ傾斜しているため、インナクラッチプレート４５にはインナシャフト２３から（１）式で示される軸線方向の押圧力Ｆａが作用する。

そして、図７（ｂ）に示すように、シャフト側噛み合い面３１ｂは、中心軸線Ｌに対してシャフト側噛み合い面３１ａと同方向に傾斜して形成されているため、周方向他方側の力Ｆｒが作用することで、押圧力Ｆａはメインカム４９の押圧方向（同図中、左方向）と逆方向に作用する。つまり、メインカム４９を押し返すことでメインクラッチ４１の摩擦係合力を減少させる、即ちメインクラッチ４１にて伝達可能なトルクを減少させる。

従って、主駆動輪である前輪１２ｆが補助駆動輪である後輪１２ｒよりも速くなる、即ち前輪１２ｆに連結されたフロントハウジング２２の回転が後輪１２ｒに連結されたインナシャフト２３の回転よりも速くなることが多い通常走行時（前進時など）に、メインクラッチ４１の摩擦係合力を増大でき、十分なトルクを後輪１２ｒに伝達できる。

また、本実施形態では、上述のように、フロントハウジング２２内に潤滑油が介在された所謂湿式クラッチとして構成されているため、パイロットクラッチ４３の非作動時でも、その間に介在された潤滑油の粘性に基づく係合力に起因して所謂引きずりトルクが発生する。特に後輪１２ｒのみが接地した状態で牽引される場合（所謂二輪被牽引）では、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との間の差回転が大きくなり、パイロットクラッチ４３に発生する引きずりトルクによってカム機構４２が作動してメインクラッチ４１が摩擦係合する。そして、この状態でフロントハウジング２２とインナシャフト２３とが相対回転するため、メインクラッチ４１が過熱してしまう。

この点、本実施形態では、補助駆動輪である後輪１２ｒが主駆動輪である前輪１２ｆよりも速くなる、即ち後輪１２ｒに連結されたインナシャフト２３の回転が前輪１２ｆに連結されたフロントハウジング２２の回転よりも速くなる場合に、メインクラッチ４１の摩擦係合力を減少できる。そのため、二輪被牽引の状態で、メインクラッチ４１での発熱量を抑制することが可能となり、耐被牽引性能を向上させることができる。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）駆動力伝達装置６は、フロントハウジング２２と、フロントハウジング２２内に回転可能に同軸配置されたインナシャフト２３と、フロントハウジング２２にスプライン嵌合する複数のアウタクラッチプレート４４及びインナシャフト２３にスプライン嵌合する複数のインナクラッチプレート４５が交互に配置されたメインクラッチ４１とを備えた。また、駆動力伝達装置６は、メインクラッチ４１を押圧するメインカム４９を備えた。そして、インナシャフト２３の外周面に形成された複数のシャフト側スプライン歯３１のシャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂを中心軸線Ｌに対して傾斜して形成した。

そのため、フロントハウジング２２とインナシャフト２３とが相対回転している場合に、メインカム４９がメインクラッチ４１を押圧して摩擦係合させると、メインクラッチ４１に生じたトルクに応じてインナシャフト２３とインナクラッチプレート４５との間にそれぞれ周方向の力Ｆｒが作用する。これにより、シャフト側スプライン歯３１から各インナクラッチプレート４５に対して、上記周方向の力Ｆｒの分力として軸線方向の押圧力Ｆａが作用する。そのため、シャフト側スプライン歯３１から各インナクラッチプレート４５に対して、メインカム４９の押圧方向と同方向の押圧力を作用させ、メインクラッチ４１の摩擦係合力を増大させることで、メインクラッチ４１で伝達可能なトルクを増大することができる。

従って、メインカム４９の押圧力が小さくなっても、メインクラッチ４１にて十分なトルクを伝達できる。つまり、パイロットクラッチ４３を介して伝達されるトルクが小さくなってカム機構４２で発生する押圧力が減少してもよく、パイロットクラッチ４３のアウタクラッチプレート５８及びインナクラッチプレート５９の枚数を削減し、製造コストの低減を図ることができる。

（２）各シャフト側スプライン歯３１における周方向両側のシャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂは、中心軸線Ｌに対してそれぞれ同方向に傾斜した。そのため、フロントハウジング２２がインナシャフト２３よりも速く回転する場合と、フロントハウジング２２がインナシャフト２３よりも遅く回転する場合とで、各シャフト側スプライン歯３１から各インナクラッチプレート４５に作用する軸線方向の押圧力Ｆａの向きを逆方向にできる。従って、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との相対回転に応じて、メインクラッチ４１の摩擦係合力を増大又は減少させることができる。

（３）メインクラッチ４１の軸線方向に並置されたパイロットクラッチ４３と、メインカム４９を軸線方向移動させることによりメインクラッチ４１を押圧するカム機構４２と、フロントハウジング２２内に所定の充填率で充填された潤滑油とを備えた。また、フロントハウジング２２をプロペラシャフト５に連結するとともに、インナシャフト２３をピニオンシャフト７に連結した。そして、各シャフト側スプライン歯３１のシャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂを、フロントハウジング２２の回転数がインナシャフト２３の回転数よりも大きい場合に前記メインクラッチ４１の摩擦係合力が増大するように、中心軸線Ｌに対して傾斜した。そのため、フロントハウジング２２の回転数がインナシャフト２３の回転数よりも大きくなることが多い通常走行時に、メインクラッチ４１の摩擦係合力が増大することで、メインカム４９の押圧力が小さくても十分なトルクを伝達できる。

また、インナシャフト２３の回転がフロントハウジング２２の回転よりも速くなる場合に、メインクラッチ４１の摩擦係合力を減少できるため、二輪被牽引の状態においてメインクラッチ４１での発熱量を抑制することが可能となり、耐被牽引性能を向上させることができる。

（４）インナクラッチプレート４５のプレート側スプライン歯４７の各プレート側噛み合い面４７ａ，４７ｂを、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯３１の各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂと平行に形成した。そのため、シャフト側スプライン歯３１と各プレート側スプライン歯４７との間に周方向の力Ｆｒが作用した場合に、各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂと各プレート側噛み合い面４７ａ，４７ｂとが面接触する。従って、これらの間に作用する圧力を小さくすることができ、インナシャフト２３及びインナクラッチプレート４５の耐久性を向上させることができる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。
なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯の構成である。このため、説明の便宜上、第１実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態ではインナシャフト２３の各シャフト側スプライン歯７１における周方向両側の各シャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂは、中心軸線Ｌに対して互いに逆方向に傾斜して形成されている。なお、説明の便宜上、図８において、各シャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂに点ハッチングを付し、各シャフト側スプライン歯７１間の底面７２に各シャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂよりも密度の高い点ハッチングを付して示す。

具体的には、シャフト側噛み合い面７１ａは、中心軸線Ｌに対して、図８に示すように平面視で反時計回りに所定角度θ傾斜している。また、シャフト側噛み合い面７１ｂは、中心軸線Ｌに対して、図８に示すように平面視で時計回りに所定角度θ傾斜している。つまり、本実施形態では、各シャフト側スプライン歯７１は、軸線方向に沿って幅が小さくなるテーパ状に形成されている。

また、図９に示すように、インナクラッチプレート４５の各プレート側スプライン歯７３における周方向両側の各プレート側噛み合い面７３ａ，７３ｂは、各シャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂと同様に、中心軸線Ｌに対して互いに逆方向に傾斜して形成されている。具体的には、プレート側噛み合い面７３ａは、中心軸線Ｌに対して反時計回りに所定角度θ傾斜している。また、プレート側噛み合い面７３ｂは、中心軸線Ｌに対して時計回りに所定角度θ傾斜している。従って、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯３１のシャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂとインナクラッチプレート４５のプレート側スプライン歯７３の各シャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂとは、互いに平行となるように形成されている。

次に、本実施形態の駆動力伝達装置の作用について説明する。
フロントハウジング２２の回転がインナシャフト２３の回転よりも速い場合であって、パイロットクラッチ４３の駆動によりカム機構４２のメインカム４９がメインクラッチ４１を押圧すると、図９（ａ）に示すように、各プレート側スプライン歯７３のプレート側噛み合い面７３ｂが各シャフト側スプライン歯７１のシャフト側噛み合い面７１ａに当接する。これにより、各プレート側スプライン歯７３から各シャフト側スプライン歯７１に対して周方向他方側に力が作用する。すると、インナクラッチプレート４５の各プレート側スプライン歯７３には、上記した周方向他方側の力の反作用として周方向一方側の力Ｆｒが作用する。

ここで、本実施形態では、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯７１のシャフト側噛み合い面７１ａが所定角度θ傾斜しているため、インナクラッチプレート４５にはインナシャフト２３から、上記（１）式で示される軸線方向の押圧力Ｆａが作用する。なお、図９における一点鎖線は、中心軸線Ｌと平行な線である。

そして、図９（ａ）に示すように、押圧力Ｆａは、メインカム４９の押圧方向（同図中、左方向）と同じ方向に作用し、メインクラッチ４１の摩擦係合力を増大させる、即ちメインクラッチ４１にて伝達可能なトルクを増大させる。

一方、インナシャフト２３の回転がフロントハウジング２２の回転よりも速い場合あって、パイロットクラッチ４３の駆動によりカム機構４２のメインカム４９がメインクラッチ４１を押圧すると、図９（ｂ）に示すように、各シャフト側スプライン歯７１のシャフト側噛み合い面７１ｂが各プレート側スプライン歯７３のプレート側噛み合い面７３ａに当接する。これにより、インナシャフト２３の各シャフト側スプライン歯７１からインナクラッチプレート４５の各プレート側スプライン歯７３に対して周方向他方側に力Ｆｒが作用する。

ここで、本実施形態では、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯７１のシャフト側噛み合い面７１ｂが所定角度θ傾斜しているため、インナクラッチプレート４５にはインナシャフト２３から（１）式で示される軸線方向の押圧力Ｆａが作用する。

そして、この場合では、シャフト側噛み合い面７１ｂは、中心軸線Ｌに対してシャフト側噛み合い面７１ａと逆方向に傾斜して形成されているため、周方向他方側の力Ｆｒが作用することで、押圧力Ｆａはメインカム４９の押圧方向（同図中、左方向）と同じ方向に作用する。

従って、主駆動輪である前輪１２ｆが補助駆動輪である後輪１２ｒよりも速くなる場合、及び補助駆動輪である後輪１２ｒが主駆動輪である前輪１２ｆよりも速くなる場合に、メインクラッチ４１の摩擦係合力を増大でき、十分なトルクを後輪１２ｒに伝達できる。

ここで、フロントハウジング２２とアウタクラッチプレート４４との間のバックラッシ（噛合するスプライン歯間の隙間）及びインナシャフト２３とインナクラッチプレート４５との間のバックラッシに対し、メインカム４９及びパイロットカム５０のカム溝５５，５６の周方向長さが大きくなっている。つまり、フロントハウジング２２のインナシャフト２３に対する相対回転方向が反転する場合において、メインカム４９がパイロットカム５０に対して周方向一方側に相対回転した状態（図６（ｂ）参照）から中立状態（図６（ａ）参照）に戻るまでの間（図６（ｄ）参照）に、上記各バックラッシがなくなり、トルク残りが発生してしまう。

詳述すると、図１０に示すように、例えばフロントハウジング２２の回転がインナシャフト２３の回転よりも速い場合には、メインクラッチ４１でトルクを伝達している（図１０における点Ａ）。次いで、インナシャフト２３の回転がフロントハウジング２２の回転よりも速くなる、即ちフロントハウジング２２のインナシャフト２３に対する相対回転方向が反転すると、伝達トルクが減少し、やがて「０」となる（図１０における点Ｂ）。

さらに、インナシャフト２３の回転が速くなると、フロントハウジング２２とアウタクラッチプレート４４との間のバックラッシ及びインナシャフト２３とインナクラッチプレート４５との間のバックラッシがなくなり、アウタクラッチプレート４４及びインナクラッチプレート４５により反対方向のトルクを伝達可能になる。ところが、この状態では、図６（ｄ）に示すように、メインカム４９とパイロットカム５０とが中立位置に戻らず、カム機構４２にて押圧力が発生している。そのため、従来のように、スプライン歯の噛み合い面が中心軸線Ｌと平行に形成された場合には、図１０において破線で示すように、トルクが伝達されるトルク残りが発生してしまう（図１０における点Ｃ´）。そして、メインカム４９とパイロットカム５０とが中立位置に戻ることで、再びトルクが「０」となる（図１０における点Ｄ）。

この点、本実施形態では、シャフト側スプライン歯７１の各シャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂが中心軸線Ｌに対して互いに逆方向に傾斜して形成されているため、隣接するシャフト側スプライン歯７１のシャフト側噛み合い面７１ａとシャフト側噛み合い面７１ｂとの間が大きくなる。そのため、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯７１とインナクラッチプレート４５のシャフト側スプライン歯７１との間のバックラッシが大きくなる。従って、メインクラッチ４１により反対方向にトルク伝達可能な状態になるまでに、従来よりもメインカム４９とパイロットカム５０との相対位置を中立位置に近づけることができ、カム機構４２にて発生する押圧力を低減できる。このため、図１０に実線で示すように、メインクラッチ４１にて伝達されるトルク（トルク残り）を減少させることできる（点Ｃ）。

なお、インナシャフト２３の回転がフロントハウジング２２の回転よりも速い状態から、フロントハウジング２２の回転がインナシャフト２３の回転よりも速くなる場合にも、同様にトルク残りを低減できる。

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）、（４）の効果に加えて、以下の効果を奏する。
（５）各プレート側スプライン歯７３における周方向両側の各シャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂを、中心軸線Ｌに対して互いに逆方向に傾斜した。そのため、フロントハウジング２２がインナシャフト２３よりも速く回転する場合と、フロントハウジング２２がインナシャフト２３よりも遅く回転する場合とで、各プレート側スプライン歯７３から各インナクラッチプレート４５に作用する軸線方向の押圧力の向きを同じ向きにすることができる。

また、インナシャフト２３の各シャフト側スプライン歯３１とインナクラッチプレート４５の各プレート側スプライン歯７３間の隙間（バックラッシ）を大きくすることができる。これにより、フロントハウジング２２のインナシャフト２３に対する相対回転方向が反転する際に発生するトルク残りを低減するができる。

なお、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記第１実施形態では、シャフト側スプライン歯３１の各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂはそれぞれ中心軸線Ｌに対して反時計回りに同じ所定角度θ傾斜して形成したが、これに限らず、シャフト側噛み合い面３１ａとシャフト側噛み合い面３１ｂとで、その傾斜角が異なるようにしてもよい。同様に、上記第２実施形態において、シャフト側噛み合い面７１ａとシャフト側噛み合い面７１ｂとで、その傾斜角が異なっていてもよい。

・上記第１実施形態では、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯３１の各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂとインナクラッチプレート４５のプレート側スプライン歯４７のプレート側噛み合い面４７ａ，４７ｂとが、互いに平行となるように形成した。しかしながら、これに限らず、インナクラッチプレート４５がインナシャフト２３に対して軸線方向移動可能であれば、プレート側スプライン歯４７をどのような形状にしてもよい。また、上記第２実施形態において、同様に、インナクラッチプレート４５のプレート側スプライン歯７３の形状を変更してもよい。

・上記第１実施形態において、各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂの何れか一方は中心軸線Ｌと平行でもよい。同様に、上記第２実施形態において、各シャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂの何れか一方は中心軸線Ｌと平行でもよい。

・上記第２実施形態において、インナシャフト２３とインナクラッチプレート４５との間に周方向の力が作用することで、押圧力Ｆａがメインカム４９の押圧方向と逆方向に作用するように、シャフト側スプライン歯７１のシャフト側噛み合い面７１ａ，７１ｂを傾斜させてもよい。

・上記各実施形態では、インナシャフト２３のシャフト側スプライン歯３１，７１の各シャフト側噛み合い面３１ａ，３１ｂ，７１ａ，７１ｂを中心軸線Ｌに対して傾斜させたが、これに限らず、フロントハウジング２２のハウジング側スプライン歯２５におけるハウジング側噛み合い面を中心軸線Ｌに対して傾斜させてもよい。

・上記各実施形態では、フロントハウジング２２を主駆動輪である前輪１２ｆ側に連結し、インナシャフト２３を補助駆動輪である後輪１２ｒ側に連結したが、これに限らず、フロントハウジング２２を後輪１２ｒ側に連結し、インナシャフト２３を前輪１２ｆ側に連結してもよい。

・上記各実施形態では、駆動力伝達装置６を、パイロットクラッチ４３により伝達されるトルクを増幅するカム機構４２を備えて構成したが、これに限らない。例えば、駆動力伝達装置６に、パイロットクラッチ４３及びカム機構４２を設けず、電磁コイルに吸引される押圧部材としてのアーマチャにより、第１クラッチ機構としてのメインクラッチ４１を摩擦係合させ、フロントハウジング２２とインナシャフト２３とをトルク伝達可能に構成してもよい。

・上記各実施形態では、カム機構４２によりメインクラッチ４１を摩擦係合させる駆動力伝達装置に本発明を適用したが、これに限らず、例えば油圧によって作動するピストンを押圧部材としてメインクラッチ４１を駆動させる駆動力伝達装置に本発明を適用してもよい。

・上記各実施形態では、駆動力伝達装置６は、プロペラシャフト５とリヤディファレンシャル８との間に介在されることとしたが、駆動系を構成するその他の箇所、例えばリヤディファレンシャル８と後輪１２ｒとの間等に配置してもよい。

・上記各実施形態では、前輪１２ｆを主駆動輪とする車両１に駆動力伝達装置を搭載したが、これに限らず、後輪１２ｒを主駆動輪とする車両に搭載してもよい。
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（イ）前記各クラッチプレートのプレート側スプライン歯におけるプレート側噛み合い面は、前記回転部材側噛み合い面と平行に形成されたことを特徴とする請求項１〜４のうちの何れか一項に記載の駆動力伝達装置。この構成によれば、各回転部材側スプライン歯から各クラッチプレートのプレート側スプライン歯に対して周方向の力が作用した場合に、各回転部材側噛み合い面と各プレート側噛み合い面とが面接触するため、これらの間に作用する圧力を小さくすることができ、第１及び第２回転部材及び各クラッチプレートの耐久性を向上させることができる。

第１実施形態の駆動力伝達装置を備えた車両の概略構成図。 第１実施形態の駆動力伝達装置の断面図。 第１実施形態のインナシャフトの側面図。 第１実施形態のインナシャフトのシャフト側スプライン歯とインナクラッチプレートのプレート側スプライン歯とを示す拡大断面図。 第１実施形態の駆動力伝達装置の拡大断面図。 （ａ）〜（ｄ）カム機構の動作説明図。 （ａ），（ｂ）第１実施形態のインナシャフトのシャフト側スプライン歯からインナクラッチプレートのプレート側スプライン歯に作用する押圧力を示す模式図。 第２実施形態のインナシャフトの側面図。 （ａ），（ｂ）第２実施形態のインナシャフトのシャフト側スプライン歯からインナクラッチプレートのプレート側スプライン歯に作用する押圧力を示す模式図。 試験機により捻られたフロントハウジングとインナシャフトとの捻り角度と、駆動力伝達装置にて伝達されるトルクとを示す波形図。

符号の説明

１…車両、２…エンジン、６…駆動力伝達装置、１２ｆ…前輪、１２ｒ…後輪、２２…フロントハウジング、２３…インナシャフト、３１，７１…シャフト側スプライン歯、３１ａ，３１ｂ，７１ａ，７１ｂ…シャフト側噛み合い面、４１…メインクラッチ、４２…カム機構、４３…パイロットクラッチ、４４…アウタクラッチプレート、４５…インナクラッチプレート、４７，７３…プレート側スプライン歯、４７ａ，４７ｂ，７３ａ，７３ｂ…プレート側噛み合い面、４９…メインカム、Ｌ…回転軸線、Ｆａ…押圧力。

Claims (4)

1. 円筒状の第１回転部材と、前記第１回転部材内に回転可能に同軸配置された第２回転部材と、前記第１回転部材又は前記第２回転部材に対して軸線方向移動可能にスプライン嵌合され軸線方向に押圧されることで前記第１回転部材と前記第２回転部材とをトルク伝達可能に連結する複数のクラッチプレートからなる第１クラッチ機構と、前記第１クラッチ機構を押圧する押圧部材とを備えた駆動力伝達装置において、
   前記第１回転部材の内周面及び前記第２回転部材の外周面に形成された複数の回転部材側スプライン歯の少なくとも一方は、該各回転部材側スプライン歯の前記各クラッチプレートとの回転部材側噛み合い面が前記第１及び前記第２回転部材の回転軸線に対して傾斜してなることを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 前記各回転部材側スプライン歯における周方向両側の前記回転部材側噛み合い面は、前記回転軸線に対してそれぞれ同方向に傾斜してなることを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記各回転部材側スプライン歯における周方向両側の前記回転部材側噛み合い面は、前記回転軸線に対して互いに逆方向に傾斜してなることを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記第１クラッチ機構の軸線方向に並置された第２クラッチ機構と、
   前記第１クラッチ機構と前記第２クラッチ機構との間に設けられ前記第２クラッチ機構を介して伝達される前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転差に基づくトルクを軸線方向の押圧力に変換して前記押圧部材を軸線方向移動させることにより前記第１クラッチ機構を押圧するカム機構と、
   前記第１回転部材内に充填された潤滑油とを備え、
   前記第１回転部材又は前記第２回転部材の何れか一方は駆動源のトルクが常時伝達される主駆動輪側に連結されるとともに、前記第１回転部材又は前記第２回転部材の何れか他方は走行状態に応じて必要時に前記駆動源のトルクが伝達される補助駆動輪側に連結され、
   前記回転部材側噛み合い面は、前記主駆動輪の回転数が前記補助駆動輪の回転数よりも大きい場合に前記第１クラッチ機構の摩擦係合力が増大するように、前記回転軸線に対して傾斜してなることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の駆動力伝達装置。

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