JP7402846B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置を構成する部品の接続構造に関する。

従来、シャフトに対してスプライン篏合によりクラッチが連結されている動力伝達装置が開示されている。例えば、下記特許文献１には、インプットシャフトにスプライン嵌合により接続されたクラッチ構造が開示されている。

実開昭和５８－９６１１５号公報

ここで、特許文献１の動力伝達装置のように、スプライン嵌合により軸体（例えばアウトプットシャフト）とクラッチとが接続された動力伝達装置では、シャフトと他の部材（例えばスリーブ）との間に形成されたスプラインにバックラッシが存在する。そのため、スリーブ等の他部材が動力伝達に寄与していない状態において、エンジン等の駆動源における回転変動をシャフトが受けると、スプラインのバックラッシにより、歯打ち音（部材同士が接触するカタカタという音）が発生することがある（スプライン同士の歯打ちによるノイズが発生）。すなわち、従来の動力伝達装置では、軸体へのクラッチ取り付けをスプライン嵌合により行っているため、スプラインのバックラッシにより回転変動時に歯打ち音が発生することがあった。

ここで、このような歯打ち音の発生を抑制するため、スリーブの端部にロックナット等を設けて固定する方法も考えられる。しかしながら、ロックナット等を用いることとすると、スリーブとシャフトとを接続するための部品が増えてコストが増加するとともに、軸長も長くなるという問題がある。

そこで本発明は、コスト増加を抑制しつつ、バックラッシに起因する異音の発生を抑制することができる動力伝達装置の提供を目的とした。

ここで、本発明の発明者らが検討したところ、軸体（例えばアウトプットシャフト）と接続部材（例えばスリーブ部材）との間にテーパ形状を設定することで、歯打ち音を抑制することができるとの知見に至った。より具体的に説明すると、軸体に設けられたギヤのスラスト力で接続部材（スリーブ部材など）に摩擦力を与え、スプライン嵌合している両部品（軸体及び接続部材）を一体回転させることができる。これにより、軸体及び接続部材間のバックラッシ分の動きを規制することが可能となる。その結果、両部品のスプライン歯打ちによるノイズの発生を低減することができる。

（１）上述の知見に基づき提供される本発明の動力伝達装置は、はすば歯車を備える軸体と、前記軸体に対して取り付けられたクラッチ装置と、を有する動力伝達装置であって、前記クラッチ装置を前記軸体に接続する接続部材を有し、前記接続部材は、スプライン嵌合により前記軸体の外周面に取り付けられており、前記接続部材の内周面には、テーパ部が形成されていることを特徴とする。

本発明の動力伝達装置によれば、スプラインにより接続された部分（スプライン嵌合部）以外の部分で摩擦力を生じさせて軸体及び接続部材を接続して（固定して）、スプラインのガタを抑えることができる。すなわち、スプライン嵌合部に加え、テーパ部が設けられた部分でも軸体と接続部材とが接続されるため、軸体及び接続部材間のバックラッシ分の動きを規制することができる。言い方を換えれば、テーパ部と軸体との接触部分が、回り止めとして機能する。これにより、部品同士のスプライン歯打ちによるノイズ発生を低減することができる。

また、本発明の動力伝達装置では、軸体への入力トルクと比例した摩擦力を付与することができる。具体的に説明すると、はすば歯車が回転時に受けるスラスト力により、接続部材と軸体との間に摩擦力が発生する。すなわち、トルク変動が大きい時は大きな摩擦力を付与することができる。そのため、入力側のトルク変動が大きくなっても、入力トルクに対応した摩擦力が生じるため、高トルクでも滑らず両部品（軸体及び接続部材）をしっかりと接続（固定）することができる。

さらに、本発明の動力伝達装置によれば、ロックナット等の部材により軸体及び接続部材を固定する構造に比べ、簡素な構造とすることができる。また、ロックナット等を用いて軸体及び接続部材を接続する場合と比較して、全長を短縮することができる。その結果、軽量化、低コスト化に貢献することができる。

（２）本発明の動力伝達装置は、前記軸体には、前記テーパ部と当接する部分であって、テーパ状に形成された当接部が設けられており、前記軸体の軸線を基準線として前記基準線に対する勾配を傾斜角度とした場合、前記テーパ部の前記傾斜角度は、前記当接部の前記傾斜角度よりも小さいものであるとよい。

上述の構成では、テーパ部の傾斜角度が軸体のテーパ部と当たる部分（当接部）よりも小さくなっており、当接部とテーパ部とが、接続部材の入口（はすば歯車側）ほど強く当たるような構成となっている。また、スラスト荷重入力時、接続部材の開口が微小に開き、テーパ部全面が当接部と接触する。すなわち、軸体にスラスト方向の力が作用した際に、テーパ部の入口側が先に当接部と接触する。これにより、テーパ部と当接部との間に高い摩擦力を発生させることができる。その結果、より確実に軸体と接続部材とを位置決めして、滑らないようにすることができる。

（３）本発明の動力伝達装置は、前記接続部材が、前記軸体を挿通可能なスリーブ部材であるとよい。

上述の構成によれば、簡易な構成でクラッチ装置を軸体に接続することができる。また、テーパ部やスプラインの形成が容易となる。

本発明によれば、コスト増加を抑制しつつ、バックラッシに起因する異音の発生を抑制することができる動力伝達装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る変速ユニットを示す断面図である。 図１の変速ユニットの後方側を示す断面図である。 図１の変速ユニットのスリーブ体近傍を拡大して示す図である。 図１の変速ユニットのテーパ部及び当接部近傍を拡大して示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る変速ユニット１０（動力伝達装置）について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態に係る変速ユニット１０（動力伝達装置）は、車両に搭載されて、走行用の駆動源としてのエンジン２が発生する動力を変速するユニットである。なお、本実施形態で例示する変速ユニット１０が搭載される車両は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）ベースのパートタイム４ＷＤ（ｆｏｕｒ－ｗｈｅｅｌ－ｄｒｉｖｅ：４輪駆動）車である。

エンジン２は、たとえば、３気筒４ストロークエンジンであり、クランクシャフトが車体の前後方向に対して縦向きになる縦置きで搭載される。エンジン２の気筒数は、３気筒に限らず、４気筒以上であってもよいし、２気筒以下であってもよい。また、エンジン２のストローク数は、４ストロークに限らず、２ストロークであってもよい。

変速ユニット１０（動力伝達装置）は、ユニットケース１１、トルクコンバータ１２、ＣＶＴ２０（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：無段変速機）、及びトランスファ６０を有している。また、変速ユニット１０には、前進クラッチ９３、及び後進クラッチ９４が設けられている。

変速ユニット１０は、収容体をなすユニットケース１１内に、トルクコンバータ１２、ＣＶＴ２０、及びトランスファ６０を収容した構成となっている。なお、ユニットケース１１は、トルクコンバータ１２、及びＣＶＴ２０を収容するトランスミッションケース１１ａと、トランスファ６０を収容するトランスファケース１１ｂとを含んでいる。

＜ＣＶＴ＞
ＣＶＴ２０は、トランスミッションケース１１ａ内に収容されている。ＣＶＴ２０は、入力軸２１、無段変速機構３０、出力軸２３、及びリバース伝達機構５０を備えている。変速ユニット１０は、ＣＶＴ２０の入力軸２１が車両の前後方向に延びる縦向きとなる縦置きで配置されている。

入力軸２１は、中空軸として形成されており、軸線がトルクコンバータ１２の回転軸線と一致するように配置されている。また、入力軸２１には、入力軸ギヤ２２が一体に形成されている。入力軸２１の前方Ｆｒの端部は、トルクコンバータ１２内に挿入されている。

なお、以下の説明において、入力軸２１の軸線が延びる方向を、単に「軸線方向Ｘ」と記載して説明する場合がある。

また、以下の説明では、動力源となるエンジン２からの入力方向（軸線方向Ｘ）において、動力源（エンジン）から見た手前（前方）を単に「前方Ｆｒ」と、奥側（後方）を単に「後方Ｒｒ」と記載して説明する場合がある。

出力軸２３は、入力軸２１に対して後方Ｒｒに間隔を空けて配置されている。出力軸２３は、軸線が入力軸２１の軸線と沿うように配置されている。言い換えれば、入力軸２１と出力軸２３とは、軸線方向Ｘに間隔を空けて、車両の前後方向に沿った縦向きに延びる共通の軸線を有するように配置されている。出力軸２３には、出力軸ギヤ２４が一体に形成されている。出力軸ギヤ２４は、後述するセカンダリ出力ギヤ３５と噛み合っている。また、出力軸２３には、当接部２３ａ（図３参照）が設けられている。当接部２３ａについては、後で詳述する。

なお、出力軸ギヤ２４は、はすば歯車となっている。そのため、出力軸ギヤ２４がセカンダリ出力ギヤ３５から回転動力を受けて回転すると、出力軸２３には、軸線方向Ｘに沿って後方Ｒｒに向けた力（スラスト方向の力）が作用する。

無段変速機構３０は、プライマリ軸３１、セカンダリ軸３３、プライマリプーリ３６、セカンダリプーリ３９、及びベルト４２を備えている。

プライマリ軸３１は、軸線が入力軸２１の軸線と沿うように（平行に）配置されている。また、プライマリ軸３１は、入力軸２１に対して径方向に離間した位置に設けられている。プライマリ軸３１には、プライマリ入力ギヤ３２が相対回転可能に取り付けられている。プライマリ入力ギヤ３２は、入力軸ギヤ２２と噛み合っている。

セカンダリ軸３３は、軸線が入力軸２１の軸線と沿うように（平行に）配置されている。また、セカンダリ軸３３は、入力軸２１の軸心に対して径方向に離間した位置に設けられている。セカンダリ軸３３には、セカンダリ入力ギヤ３４、及びセカンダリ出力ギヤ３５が取り付けられている。

セカンダリ入力ギヤ３４は、セカンダリ軸３３の前方Ｆｒ側に設けられており、セカンダリ軸３３に対して相対回転可能となっている。

セカンダリ出力ギヤ３５は、セカンダリ軸３３の後方Ｒｒ側に設けられている。また、セカンダリ出力ギヤ３５は、セカンダリ軸３３に対して相対回転不能に取り付けられている。セカンダリ出力ギヤ３５は、出力軸２３に設けられた出力軸ギヤ２４と噛み合っている。

プライマリプーリ３６は、プライマリ固定シーブ３６ａ、及びプライマリ可動シーブ３６ｂを備えている。プライマリ固定シーブ３６ａは、プライマリ軸３１に固定されている。また、プライマリ可動シーブ３６ｂは、プライマリ固定シーブ３６ａにベルト４２を挟んで対向するよう配置されており、プライマリ軸３１の軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されている。プライマリ可動シーブ３６ｂの前方Ｆｒには、シリンダ３７が設けられている。また、プライマリ可動シーブ３６ｂとシリンダ３７との間には、油圧室（ピストン室）３８が形成されている。

セカンダリプーリ３９は、セカンダリ固定シーブ３９ａ、及びセカンダリ可動シーブ３９ｂを備えている。セカンダリ固定シーブ３９ａは、セカンダリ軸３３に固定されている。また、セカンダリ可動シーブ３９ｂは、セカンダリ固定シーブ３９ａにベルト４２を挟んで対向するよう配置されており、セカンダリ軸３３の軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されている。セカンダリ可動シーブ３９ｂの後方Ｒｒには、ピストン４０が設けられている。また、セカンダリ可動シーブ３９ｂとピストン４０との間には、油圧室４１が形成されている。

ベルト４２は、無端状に形成されている。ベルト４２は、プライマリプーリ３６及びセカンダリプーリ３９に巻き掛けられている。より詳細に説明すると、ベルト４２は、プライマリプーリ３６側では、プライマリ固定シーブ３６ａとプライマリ可動シーブ３６ｂとの間に挟まれた状態でプライマリプーリ３６に巻き掛けられている。また、ベルト４２は、セカンダリプーリ３９側では、セカンダリ固定シーブ３９ａとセカンダリ可動シーブ３９ｂとの間に挟まれた状態でセカンダリプーリ３９に巻き掛けられている。

無段変速機構３０では、プライマリプーリ３６及びセカンダリプーリ３９の各油圧室３８，４１に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ３６及びセカンダリプーリ３９の各溝幅が変更されることにより、ベルト変速比（プライマリプーリ３６とセカンダリプーリ３９とのプーリ比）が一定の変速比範囲内で連続的に無段階で変更される。

リバース伝達機構５０は、入力軸２１の動力（回転）をセカンダリ入力ギヤ３４に伝達する機構である。リバース伝達機構５０は、リバースアイドラ軸５１、第１リバースギヤ５２、及び第２リバースギヤ５３を備えている。第１リバースギヤ５２は、リバースアイドラ軸５１と一体に形成されて、入力軸ギヤ２２と噛み合っている。第２リバースギヤ５３は、第１リバースギヤ５２の後方Ｒｒにおいて、リバースアイドラ軸５１と一体に形成され、セカンダリ入力ギヤ３４と噛み合っている。

＜トランスファ＞
トランスファ６０は、出力軸２３の動力（回転）を車両の前輪に伝達する機構である。トランスファ６０は、伝達軸６１、第１スプロケット６２、第２スプロケット６３、チェーン６４、及びトランスファクラッチ７０（クラッチ装置）を備えている。

なお、図２に示すように、変速ユニット１０には、スリーブ体９０が設けられており、トランスファクラッチ７０（クラッチドラム７１）はスリーブ体９０を介して出力軸２３に取り付けられている。また、変速ユニット１０のクラッチハブ７２には、支持部９１が形成されており、トランスファクラッチ７０のクラッチハブ７２は支持部９１が第１スプロケット６２に取り付けられている。

スリーブ体９０（接続部材）は、トランスファクラッチ７０を出力軸２３に接続する部材である。スリーブ体９０は、略円形の断面形状を備える円筒状の部材であり、出力軸２３を挿通可能なスリーブ部材となっている。図２に示すとおり、スリーブ体９０は、出力軸ギヤ２４と第１スプロケット６２との間に配置されている。また、スリーブ体９０は、後方Ｒｒ側の内周面にスプラインが形成されており、スプライン嵌合により出力軸２３の外周面に取り付けられている。

また、図３に示すとおり、スリーブ体９０には、接続部９０ａ、及びテーパ部９０ｂが設けられている。接続部９０ａは、スリーブ体９０の外周面から外側に突出するように鍔状に形成されており、スリーブ体９０の軸線方向の中央部であってセカンダリ軸３３の後端部と軸径方向に対向する位置に形成されている。なお、テーパ部９０ｂの形状や機能については、後で詳述する。

支持部９１は、クラッチハブ７２に形成されている。図３に示すとおり、支持部９１は、第１スプロケット６２とスリーブ体９０との間に配置されている。支持部９１は、出力軸２３を取り囲む略円筒状の外嵌部９１ａと、外嵌部９１ａの前端部から径方向に延出するよう鍔状に形成された鍔状部９１ｂとを一体的に有している。

外嵌部９１ａは、外周面にスプラインが形成されており、外周面が第１スプロケット６２の延出部６２ａの内周面に形成されたスプラインと嵌合している（図３参照）。すなわち、外嵌部９１ａと第１スプロケット６２の延出部６２ａとは、スプライン嵌合により相対回転不能に結合されている。一方、外嵌部９１ａの内周面は、出力軸２３の周面と密着しておらず、出力軸２３の外周面と外嵌部９１ａの内周面との間には、微小な隙間が形成されている（図３参照）。そのため、外嵌部９１ａは、出力軸２３に対して相対回転可能となっている。

このように、支持部９１は、第１スプロケット６２との間で相対的な回転が不能となっており、かつ、出力軸２３との間で相対的な回転が可能となっている。なお、スリーブ体９０と支持部９１との間には、それらの相対回転時のメカニカルロスを低減するため、スラストベアリング９２が介在するように設けられている。

図１に示すとおり、伝達軸６１は、出力軸２３に対して径方向に間隔を空けた位置で、出力軸２３と平行をなすように配置されている。第１スプロケット６２は、トランスファケース１１ｂに回転可能に支持されており、出力軸２３に相対回転可能となっている。図２に示すとおり、第１スプロケット６２には、前方Ｆｒに延びるように形成された延出部６２ａが設けられている。第２スプロケット６３は、伝達軸６１と一体に、伝達軸６１から軸径方向に張り出す略円環板状に形成されている。第２スプロケット６３の外周部には、複数の歯が周方向に等間隔で形成されている。チェーン６４は、無端状に形成され、第１スプロケット６２及び第２スプロケット６３に巻き掛けられている。

トランスファクラッチ７０（クラッチ装置）は、車両の後輪に対する動力伝達の許容及び規制を切り替えるために設けられている。トランスファクラッチ７０は、第１スプロケット６２の前方Ｆｒに設けられている。図２に示すとおり、トランスファクラッチ７０は、クラッチドラム７１、クラッチハブ７２、クラッチピストン７３、及びキャンセラ７４を備えている。

図３に示すように、クラッチドラム７１は、内周端が接続部９０ａ（スリーブ体９０）に相対移動不能に接続されている（固定されている）。クラッチドラム７１の円筒状の部分（円筒状部）の内周面には、複数のクラッチディスク７５が軸線方向に間隔を空けて並べて保持されている。

クラッチハブ７２の円筒状の部分（円筒状部）の外周面には、複数のクラッチプレート７６が軸線方向に間隔を空けて並べて保持されている。なお、クラッチディスク７５とクラッチプレート７６とは、軸線方向に交互に並べられている。また、上述のとおり、クラッチハブ７２には、支持部９１が形成されている。

クラッチピストン７３は、クラッチドラム７１とクラッチハブ７２との間に、軸線方向に移動可能に設けられている。図２に示すとおり、クラッチピストン７３は、スリーブ体９０から屈曲を繰り返しつつクラッチディスク７５に向けて延びている。クラッチピストン７３の途中部分には、シール部材７８が設けられている。シール部材７８は、クラッチピストン７３の位置にかかわらず、クラッチドラム７１と液密的に当接する。これにより、クラッチドラム７１とクラッチピストン７３との間には、クラッチピストン７３に作用する油圧が供給される油圧室７７が形成されている。

キャンセラ７４は、クラッチハブ７２とクラッチピストン７３との間に設けられている。キャンセラ７４は、略円環板状に形成されている。キャンセラ７４の内周端は、スリーブ体９０に固定されている。キャンセラ７４の外周端には、シール部材７９が設けられている。シール部材７９は、クラッチピストン７３の位置にかかわらず、クラッチピストン７３に当接する。クラッチピストン７３とキャンセラ７４との間には、リターンスプリング８０が介在するように設けられている。このリターンスプリング８０の付勢力（弾性力）により、クラッチピストン７３とキャンセラ７４とは、互いに離間する方向に弾性的に付勢されている。

クラッチピストン７３は、油圧室７７に供給される油圧によりクラッチディスク７５側に移動し、クラッチディスク７５を押圧する。この押圧により、クラッチディスク７５とクラッチプレート７６とが圧接し、トランスファクラッチ７０が係合する。トランスファクラッチ７０の係合により、クラッチドラム７１とクラッチハブ７２との相対回転が阻止されて、支持部９１、出力軸２３、及びスリーブ体９０が一体的に回転し、支持部９１の回転と一体的に第１スプロケット６２が回転する。また、第１スプロケット６２の回転（動力）は、チェーン６４を介して第２スプロケット６３に伝達され、第２スプロケット６３を第１スプロケット６２と同方向に回転させる。そして、第２スプロケット６３と一体的に伝達軸６１が回転する。

トランスファクラッチ７０の係合状態から油圧室７７の油圧が解放されると、リターンスプリング８０の付勢力により、クラッチピストン７３がキャンセラ７４から離間する方向に移動し、クラッチピストン７３によるクラッチディスク７５の押圧が解除される。その結果、クラッチディスク７５とクラッチプレート７６との圧接が解除されて、トランスファクラッチ７０が解放される。トランスファクラッチ７０の解放により、クラッチドラム７１とクラッチハブ７２との相対回転が許容される。そのため、出力軸２３及びスリーブ体９０が回転しても、その回転は、支持部９１及び第１スプロケット６２に伝達されず、それゆえ、第１スプロケット６２からチェーン６４及び第２スプロケット６３を介して伝達軸６１にも伝達されない。

前進クラッチ９３は、プライマリ軸３１に対するプライマリ入力ギヤ３２の回転を許容／禁止するために設けられている。前進クラッチ９３は、クラッチドラム、クラッチハブ、及びクラッチピストン等を備えたクラッチ装置となっており、クラッチドラムとクラッチピストンとの間には、油圧室が形成されている。また、クラッチピストンは、リターンスプリングにより、後方Ｒｒに弾性的に付勢されている。

油圧室に供給される油圧によりクラッチピストンが前方Ｆｒに移動してクラッチプレートを後方Ｒｒから押圧すると、クラッチプレートとクラッチディスクとが圧接し、前進クラッチ９３が係合する。一方、前進クラッチ９３の係合状態から油圧が開放されると、リターンスプリングの付勢力により、クラッチピストンが後方Ｒｒに移動し、クラッチディスクとクラッチプレートとの圧接が解除されて、前進クラッチ９３が解放される。

前進クラッチ９３が係合した状態（係合状態）では、プライマリ軸３１に対するプライマリ入力ギヤ３２の相対回転が禁止される。言い方を換えれば、前進クラッチ９３の係合により、プライマリ軸３１とプライマリ入力ギヤ３２とが、一体的に回転する。一方、前進クラッチ９３が解放された状態（解放状態）では、プライマリ軸３１に対するプライマリ入力ギヤ３２の相対回転が許容される。そのため、プライマリ入力ギヤ３２が回転しても、その回転がプライマリ軸３１に伝達されない。

後進クラッチ９４は、セカンダリ軸３３に対するセカンダリ入力ギヤ３４の回転を許容／禁止するために設けられている。後進クラッチ９４は、クラッチドラム、クラッチハブ、及びクラッチピストン等を備えたクラッチ装置となっている。後進クラッチ９４のクラッチピストンはクラッチドラムに液密的に当接しており、クラッチドラムとクラッチピストンとの間には、クラッチピストンに作用する油圧が供給される油圧室が形成されている。また、クラッチピストンは、リターンスプリングにより、後方Ｒｒに弾性的に付勢されている。

油圧室に供給される油圧により、クラッチピストンが前方Ｆｒに移動してクラッチプレートを後方Ｒｒから押圧すると、クラッチプレートとクラッチディスクとが圧接し、後進クラッチ９４が係合する。一方、後進クラッチ９４の係合状態から油圧が開放されると、リターンスプリングの付勢力により、クラッチピストンが後方Ｒｒに移動し、クラッチディスクとクラッチプレートとの圧接が解除されて、後進クラッチ９４が解放される。

後進クラッチ９４が係合した状態（係合状態）では、セカンダリ軸３３に対するセカンダリ入力ギヤ３４の相対回転が禁止される。言い方を換えれば、後進クラッチ９４の係合により、セカンダリ軸３３とセカンダリ入力ギヤ３４とが、一体的に回転する。一方、後進クラッチ９４が解放された状態（解放状態）では、セカンダリ軸３３に対するセカンダリ入力ギヤ３４の相対回転が許容される。そのため、セカンダリ入力ギヤ３４が回転しても、その回転がセカンダリ軸３３に伝達されない。

＜動力伝達経路について＞
続いて、車両の各走行状態における動力伝達経路について説明する。変速ユニット１０が搭載された車両では、左右の後輪による二輪駆動状態（２ＷＤ状態）と、左右の前輪及び後輪による四輪駆動状態（４ＷＤ状態）とに切り替えることができる。以下では、前進時、後進時、二輪駆動状態時（２ＷＤ状態）、及び四輪駆動状態時（４ＷＤ状態）の各状態における動力伝達経路について説明する。

車両の前進時には、前進クラッチ９３が係合されて、後進クラッチ９４が解放される。エンジン２からトルクコンバータ１２を介して入力軸２１に入力された動力は、前進クラッチ９３の係合により、入力軸ギヤ２２からプライマリ入力ギヤ３２を介してプライマリ軸３１に伝達される。一方、入力軸２１に入力される動力が入力軸ギヤ２２からセカンダリ入力ギヤ３４に伝達されて、セカンダリ入力ギヤ３４が回転しても、後進クラッチ９４の解放により、セカンダリ入力ギヤ３４がセカンダリ軸３３（セカンダリ軸３３）に対して空転し、セカンダリ軸３３に動力が伝達されない。

プライマリ軸３１に伝達された動力は、プライマリプーリ３６とセカンダリプーリ３９とのプーリ比に応じたベルト変速比で変速されて、セカンダリ軸３３に伝達される。そして、セカンダリ軸３３に伝達される動力は、セカンダリ出力ギヤ３５から出力軸ギヤ２４を介して出力軸２３に伝達される。

車両の後進時には、前進クラッチ９３が解放されて、後進クラッチ９４が係合される。エンジン２からトルクコンバータ１２を介して入力軸２１に入力された動力は、後進クラッチ９４の係合により、入力軸ギヤ２２からリバース伝達機構５０及びセカンダリ入力ギヤ３４を介してセカンダリ軸３３に伝達される。このとき、セカンダリ軸３３は、車両の前進時と逆方向に回転する。セカンダリ軸３３に伝達された動力は、セカンダリ出力ギヤ３５から出力軸ギヤ２４を介して出力軸２３に伝達される。

一方、入力軸２１に入力された動力が入力軸ギヤ２２からプライマリ入力ギヤ３２に伝達されて、プライマリ入力ギヤ３２が回転しても、前進クラッチ９３の解放により、プライマリ入力ギヤ３２がプライマリ軸３１に対して空転し、プライマリ軸３１に動力が伝達されない。

トランスファクラッチ７０が解放されると、前輪への動力伝達が遮断されて後輪で走行する二輪駆動状態となる。前述したように、トランスファクラッチ７０が解放された状態（二輪駆動状態）では、出力軸２３の動力（回転）は、第１スプロケット６２に伝達されないため、伝達軸６１に伝達されない。一方、出力軸２３の動力は、プロペラシャフトに伝達されて、プロペラシャフトからリヤデファレンシャルギヤ及びドライブシャフトを介して左右の後輪に伝達される。これにより、左右の後輪が駆動輪となって、車両が二輪駆動状態で走行する。

一方、トランスファクラッチ７０が係合されると、前輪への動力が伝達されて前輪及び後輪で走行する四駆駆動状態となる。前述したように、トランスファクラッチ７０が係合された状態（四輪駆動状態）では、出力軸２３の動力が第１スプロケット６２に伝達されて、第１スプロケット６２の回転（動力）がチェーン６４を介して第２スプロケット６３に伝達される。これにより、第２スプロケット６３が第１スプロケット６２と同方向に回転し、第２スプロケット６３と一体に伝達軸６１が回転する。伝達軸６１の回転は、フロントデファレンシャルギヤ及びドライブシャフトを介して左右の前輪に伝達される。

その一方で、出力軸２３の動力は、プロペラシャフトに伝達されて、プロペラシャフトからリヤデファレンシャルギヤ及びドライブシャフトを介して左右の後輪に伝達される。これにより、左右の前輪及び後輪の全輪が駆動輪となって、車両が四輪駆動状態で走行する。

＜出力軸とトランスファクラッチとの接続構造について＞
次いで、出力軸２３とトランスファクラッチ７０との接続構造について詳細に説明する。

上述のとおり、変速ユニット１０（動力伝達装置）では、出力軸ギヤ２４は、はすば歯車となっている。また、出力軸２３には、当接部２３ａが設けられている。さらに、スリーブ体９０には、テーパ部９０ｂが設けられている（図３参照）。

なお、以下のテーパ部９０ｂ及び当接部２３ａの説明において、出力軸２３又はスリーブ体９０の軸線を基準線Ｌとして基準線Ｌに対する勾配を、単に「傾斜角度θ１，θ２」と記載して説明する場合がある（図４参照）。

また、以下の説明では、スリーブ体９０とスプライン嵌合している部分を単に「スプライン嵌合部Ｂ」と、それぞれ記載して説明する場合がある。

図３に示すとおり、当接部２３ａは、出力軸２３の出力軸ギヤ２４の近傍であって、出力軸ギヤ２４よりも後方Ｒｒ側に形成されている。当接部２３ａは、出力軸２３の外周面の一部がテーパ状に形成された部分となっており、テーパ部９０ｂと当接する部分となっている。図４に示すとおり、当接部２３ａは、前方Ｆｒから後方Ｒｒに向けて下り勾配となるような（前方Ｆｒから後方Ｒｒに向けて径方向の大きさが縮小するような）テーパ状の部分となっており、所定の傾斜角度θ２とされている。

図３に示すとおり、テーパ部９０ｂは、スリーブ体９０の内周面に形成されており、スリーブ体９０の内周面の一部がテーパ状に形成された部分となっている。より詳細に説明すると、テーパ部９０ｂは、前方Ｆｒ側の開口近傍の内周面に形成されている。また、図４に示すとおり、テーパ部９０ｂは、前方Ｆｒから後方Ｒｒに向けて下り勾配となるような（前方Ｆｒから後方Ｒｒに向けて径方向の大きさが縮小するような）テーパ状の部分となっており、所定の傾斜角度θ１とされている。

なお、図４に示すとおり、テーパ部９０ｂの傾斜角度θ１は、当接部２３ａの傾斜角度θ２よりも僅かに小さい。より詳細に説明すると、テーパ部９０ｂの傾斜角度θ１と当接部２３ａの傾斜角度θ２とは、公差程度の差異で傾斜角度θ１のほうが小さくなっている。言い方を換えれば、テーパ部９０ｂは、当接部２３ａよりも僅かに緩傾斜となっている。

このように、変速ユニット１０は、トランスファクラッチ７０を出力軸２３に接続するスリーブ体９０を有しており、スリーブ体９０は、スプライン嵌合により出力軸２３の外周面に取り付けられている。また、スリーブ体９０の内周面には、テーパ部９０ｂが形成されている。

ここで、セカンダリ出力ギヤ３５が回転すると、セカンダリ出力ギヤ３５のトルクが出力軸ギヤ２４に伝達される。この際、出力軸ギヤ２４ははすば歯車となっているため、出力軸２３には、スラスト方向（軸線方向Ｘの後方Ｒｒ）の力が作用する。言い方を換えれば、出力軸２３は、スラスト方向Ａ１に押される（図３中の矢印Ａ１参照）。これにより、出力軸２３は、スリーブ体９０を後方Ｒｒ側に押すように僅かに変位する。この際、テーパ部９０ｂの開口側（前方Ｆｒ側）は、当接部２３ａに押されて拡大するように僅かに変形する。

スリーブ体９０は、テーパ部９０ｂと当接部２３ａとの面接触により、出力軸２３に対して周方向への移動が規制される（面接触による回り止め）。また、スリーブ体９０は、後方Ｒｒの端部近傍がスプライン嵌合で出力軸２３と接続されるとともに、前方Ｆｒの端部近傍がテーパ部９０ｂと当接部２３ａとの接触により回転が規制される。すなわち、スリーブ体９０は、スラスト方向Ａ１に押されて長手方向（軸線方向Ｘ）の二箇所（テーパ部９０ｂ及びスプライン嵌合部Ｂ）で出力軸２３と係止されて、出力軸２３と一体的に回転可能となる。

上述の構成により、変速ユニット１０は、スプラインにより接続された部分（スプライン嵌合部）以外の部分で摩擦力を生じさせて出力軸２３及びスリーブ体９０を接続して（固定して）、スプラインのガタを抑えることができる。すなわち、スプライン嵌合部に加え、テーパ部９０ｂが設けられた部分でも出力軸２３とスリーブ体９０とが接続されるため、出力軸２３及びスリーブ体９０間のバックラッシ分の動きを規制することができる。言い方を換えれば、テーパ部９０ｂと当接部２３ａとの接触部分が、回り止めとして機能する。これにより、両部品のスプライン歯打ちによるノイズ発生を低減することができる。

また、変速ユニット１０では、出力軸２３への入力トルクと比例した摩擦力を付与することができる。具体的に説明すると、はすば歯車（出力軸ギヤ２４）が回転時に受けるスラスト力により、スリーブ体９０と出力軸２３との間に摩擦力が発生する。すなわち、トルク変動が大きい時は大きな摩擦力を付与することができる。そのため、入力側のトルク変動が大きくなっても、入力トルクに対応した摩擦力が生じるため、高トルクでも滑らず両部品（出力軸２３及びスリーブ体９０）をしっかりと接続（固定）することができる。

さらに、変速ユニット１０によれば、ロックナット等の部材により出力軸２３及びスリーブ体９０を固定する構造に比べ、簡素な構造とすることができる。また、ロックナット等を用いて出力軸２３及びスリーブ体９０を接続する場合と比較して、全長を短縮することができる。その結果、軽量化、低コスト化に貢献することができる。

ここで、テーパ部９０ｂの傾斜角度θ１と、当接部２３ａの傾斜角度θ２とを、完全に一致するように形成することとすれば、テーパ部９０ｂの面と当接部２３ａの面との間に高い摩擦力を発生させることができる。しかしながら、部品にテーパ形状を形成する際には公差があるため、二つの部品のテーパ角度を完全に一致させることは難しい。

これに対して、変速ユニット１０では、テーパ部９０ｂの傾斜角度θ１は、当接部２３ａの傾斜角度θ２よりも小さい（図４参照）。言い方を換えれば、テーパ部９０ｂは、当接部２３ａよりも僅かに緩傾斜となっている。そのため、テーパ部９０ｂや当接部２３ａに公差があっても、テーパ部９０ｂの大径側（スリーブ体９０の開口側）が先に当接部２３ａと当たって開口径が開き、テーパ部９０ｂと当接部２３ａとを面接触させることができる。すなわち、当接部２３ａとテーパ部９０ｂとが、はすば歯車（出力軸ギヤ２４）側ほど強く当たるような構成となっている（スリーブ体９０の入口側が強干渉となっている）。このように、変速ユニット１０では、スラスト荷重入力時に、スリーブ体９０の開口が微小に開き、テーパ部９０ｂの略全面が当接部２３ａと面接触する。

このように、変速ユニット１０では、出力軸２３にスラスト方向の力が作用した際に、テーパ部９０ｂの入口側が先に当接部２３ａと接触する。これにより、テーパ部９０ｂと当接部２３ａとの間に高い摩擦力を発生させ、スリーブ体９０が出力軸２３に対して滑らないようにすることができる。

さらに、本実施形態の変速ユニット１０では、スリーブ体９０が、出力軸２３を挿通可能なスリーブ部材となっている。

これにより、簡易な構成でトランスファクラッチ７０を出力軸２３に接続することができる。また、テーパ部９０ｂやスプラインの形成が容易となる。

ここで、上述のとおり、トランスファクラッチ７０は、クラッチドラム７１がスリーブ体９０を介して出力軸２３に対して接続されている（固定されている）。その一方、トランスファクラッチ７０は、クラッチハブ７２が第１スプロケット６２に接続されている。また、クラッチハブ７２の外嵌部９１ａ（支持部９１）と延出部６２ａ（第１スプロケット６２）とは、スプライン嵌合により相対回転不能に結合されている。

このように、トランスファクラッチ７０は、クラッチドラム７１等が出力軸２３と一体的に回転する構成となっており、クラッチハブ７２等が出力軸２３に対して相対回転可能な構成となっている。そのため、トランスファクラッチ７０が解放された状態では、出力軸２３やスリーブ体９０は、第１スプロケット６２やクラッチハブ７２に対して、動力伝達が遮断された状態（フリーの状態）となる。言い方を換えれば、二輪駆動状態のときでは、出力軸２３やスリーブ体９０が、トランスファクラッチ７０のクラッチハブ７２や第１スプロケット６２に対してフリーになる。

そのため、二輪駆動状態では、スリーブ体９０が動きやすくなり、異音が発生しやすい。より詳細に説明すると、四輪駆動状態のときのように、出力軸２３、スリーブ体９０、トランスファクラッチ７０、及び第１スプロケット６２が一体的に回転する場合には、これらの部材が相互に動き難い状態となる。そのため、四輪駆動状態では、一体的に回転する部材同士の反力が作用して異音が発生しにくくなる。これに対して、二輪駆動状態のときには、出力軸２３の回転に伴ってスリーブ体９０も回転するものの、スリーブ体９０は、出力軸２３に対してスプラインの隙間の分だけ自由に動けるようになるため、異音が発生しやすい。

これに対して本実施形態の変速ユニット１０では、上述のとおりスプラインにより接続された部分（スプライン嵌合部Ｂ）以外の部分（テーパ部９０ｂ）で摩擦力を生じさせて出力軸２３及びスリーブ体９０を接続して（固定して）スプラインのガタを抑えることができる。そのため、係合及び解放の切り替えが行われるクラッチ装置の取り付け構造としてスリーブ体９０による係止構造を設けると、好適に異音の発生を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態に係る変速ユニット１０（動力伝達装置）について説明したが、本発明は本実施形態に限定されない。

例えば、上述の実施形態に係る変速ユニット１０は、変速比を無段階に変更可能な無段変速機構を備えるもの（ＣＶＴ）を一例として示したが、本発明の動力伝達装置は上述の実施形態に限定されない。具体的には、本発明の動力伝達装置は、ギヤの切り替えにより変速を行うもの（通常のトランスミッション）を備えるものであってもよい。また、ギヤの切り替えは、自動で行うもの（ＡＴ：オートマティックトランスミッション）であってもよいし、手動で行うもの（ＭＴ：マニュアルトランスミッション）であってもよい。

また、上述の実施形態に係る変速ユニット１０では、テーパ部９０ｂの傾斜角度θ１が当接部２３ａの傾斜角度θ２よりも小さいもの（傾斜角度θ１＜傾斜角度θ２）とした例を示したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。具体的には、本発明の動力伝達装置は、テーパ部の傾斜角度と当接部の傾斜角度とを一致する（傾斜角度θ１＝傾斜角度θ２）よう構成してもよいし、テーパ部の傾斜角度を当接部の傾斜角度よりも大きいもの（傾斜角度θ１＞傾斜角度θ２）としてもよい。

また、上述の実施形態に係る変速ユニット１０では、出力軸２３とトランスファクラッチ７０とを接続する部材として、テーパ部９０ｂを備えるスリーブ体９０を設けた例を示したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。具体的には、テーパ部を備えるスリーブ部材を介して接続される部品は、出力軸以外の軸体（例えば入力軸、プライマリ軸、セカンダリ軸等）であってもよいし、トランスファクラッチ以外のクラッチ装置（例えば前進クラッチや後進クラッチなど）であってもよい。

また、上述の実施形態では、本発明の動力伝達装置の一例として、ＦＲベースの４ＷＤ車に搭載される変速ユニット１０を取り上げたが、本発明の動力伝達装置は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）ベースのパートタイム４ＷＤ車に搭載される動力伝達装置に適用してもよいし、ＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）ベースのパートタイム４ＷＤ車に搭載される動力伝達装置に適用してもよい。

本発明は、上述した実施形態として示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得る。上述した実施形態の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また実施形態の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素又は発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成してもよい。

本発明は、車両に用いられる動力伝達装置として、好適に採用することができる。

１０ 変速ユニット（動力伝達装置）
２３ 出力軸（軸体）
２３ａ 当接部
２４ 出力軸ギヤ（はすば歯車）
９０ スリーブ体（接続部材、スリーブ部材）
９０ｂ テーパ部
Ａ１ スラスト方向
Ｂ スプライン嵌合部
Ｌ 基準線
θ１ 傾斜角度
θ２ 傾斜角度

Claims (1)

1. はすば歯車を備える軸体と、前記軸体に対して取り付けられたクラッチ装置と、を有する動力伝達装置であって、
   前記クラッチ装置を前記軸体に接続する接続部材を有し、
   前記接続部材は、スプライン嵌合により前記軸体の外周面に取り付けられており、
   前記接続部材の内周面には、テーパ部が形成されており、
   前記軸体には、前記テーパ部と当接する部分であって、テーパ状に形成された当接部が設けられており、
   前記軸体の軸線を基準線として前記基準線に対する勾配を傾斜角度とした場合、
   前記テーパ部の前記傾斜角度は、前記当接部の前記傾斜角度よりも小さいことを特徴とする、動力伝達装置。

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