JP2012062986A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の回転部材と第２の回転部材とを連結する場合において衝撃音の発生を抑制することができる駆動力伝達装置を提供する。
【解決手段】第２駆動力断続部４は、電磁クラッチ９による第１のサブクラッチ動作及び第２のサブクラッチ動作によって受けるハウジング１２からの回転力を多板クラッチ８のメインクラッチ動作となる押圧力に変換するカム機構１０と、アーマチャ復帰用スプリング２８のばね力よりも小さいクラッチ力による第１のクラッチ動作に基づいて、またアーマチャ９ｂをアーマチャ復帰用スプリング２８のばね力に抗して移動させるクラッチ力による第２のクラッチ動作に基づいてそれぞれカム機構１０にハウジング１２を連結する連結機構１１とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁クラッチのアーマチャを初期位置に復帰させるための復帰用スプリングを備えた駆動力伝達装置に関する。

従来の駆動力伝達装置として、１対の回転部材をクラッチによってトルク伝達可能に連結するようにしたものがある（特許文献１参照）。

この駆動力伝達装置は、入力軸と共に回転する第１の回転部材と、この第１の回転部材の回転軸線上で回転可能な第２の回転部材と、この第２の回転部材と第１の回転部材とをトルク伝達可能に連結する摩擦式の第１のクラッチと、この第１のクラッチに第１の回転部材及び第２の回転部材の回転軸線に沿って並列する電磁式の第２のクラッチと、この第２のクラッチのクラッチ動作によって第１の回転部材からの回転力を第１のクラッチ側への押圧力に変換するカム機構とから構成されている。

第１の回転部材は、一方に開口する有底円筒状のフロントハウジング、及びこのフロントハウジングの開口部に装着された円環状のリヤハウジングからなり、入力軸に連結されている。そして、第１の回転部材は、車両用のエンジンなど駆動源の駆動力を入力軸から受けて回転するように構成されている。

第２の回転部材は、第１の回転部材にその回転軸線に沿って相対回転可能に配置され、かつ出力軸に連結されている。

第１のクラッチは、インナクラッチプレート及びアウタクラッチプレートを有し、第１の回転部材と第２の回転部材との間に配置されている。そして、第１のクラッチは、メインクラッチとして機能し、インナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとが摩擦係合して第１の回転部材と第２の回転部材とをトルク伝達可能に連結するように構成されている。

第２のクラッチは、電磁コイル及びアーマチャを有し、第１の回転部材及び第２の回転部材の回転軸線上に配置されている。そして、第２のクラッチは、電磁コイルに電磁力を発生させてアーマチャを電磁コイル側に移動させ、カム機構に第１の回転部材を連結するように構成されている。

カム機構は、第２のクラッチの駆動によって第１の回転部材から回転力を受けるパイロットカム（第２のクラッチのアーマチャ）、このアーマチャの回転力によるカム力を受けて第１のクラッチに押圧力を付与するメインカム、及びこのメインカムとアーマチャとの間に介在する複数のカムボールを有し、第１の回転部材と第２の回転部材との間に配置されている。

以上の構成により、エンジン側からの駆動力が入力軸を介して第１の回転部材に入力されると、第１の回転部材がその軸線回りに回転する。ここで、第２のクラッチの電磁コイルに通電すると、電磁コイルの電磁力によるアーマチャの移動によってカム機構に第１の回転部材が連結され、カム機構が作動する。

次に、カム機構が作動すると、第１の回転部材からの回転力がカム機構によって押圧力に変換され、この押圧力が第１のクラッチに付与される。

そして、第１のクラッチのインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとが相対的に接近して摩擦係合し、この摩擦係合によって第１の回転部材と第２の回転部材とがトルク伝達可能に連結される。これにより、エンジン側の駆動力が入力軸から駆動力伝達装置を介して出力軸に伝達される。

ところで、この種の駆動力伝達装置においては、電磁コイルの非通電時に残留磁気等によりカム機構が作動することを防止するために、アーマチャを電磁コイルから離間させる方向に付勢する復帰用スプリングを備えている。復帰用スプリングとしては、アーマチャに残留する磁気に基づく磁力よりも大きいばね力をもつ例えば皿ばねが用いられる。

特開２００７−５１６７２号公報

しかしながら、上記皿ばねを備えた従来の駆動力伝達装置によると、電磁コイルへの通電によって比較的大きい電磁力（アーマチャを吸引する吸引力が例えば１００Ｎｍ以上程度となる電磁力）に応じた第２のクラッチにおける単一のクラッチ動作（サブクラッチ動作）に基づいて第１の回転部材が第２の回転部材に連結される。この結果、第１のクラッチにおける単一のクラッチ動作（メインクラッチ動作）によって所定の駆動トルクが第１の回転部材から第２の回転部材に伝達され、第１のクラッチと第１の回転部材及び第２の回転部材とにおけるスプライン歯同士の衝突や伝達トルクの急激な変化によって周囲に不快感を与える衝撃が発生するという問題があった。

従って、本発明の目的は、第１の回転部材と第２の回転部材とを連結する場合において衝撃の発生を抑制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。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（４）の駆動力伝達装置を提供する。

（１）駆動源の駆動トルクによって回転する第１の回転部材と、前記第１の回転部材にその回転軸線に沿って相対回転可能に配置された第２の回転部材と、前記第２の回転部材と前記第１の回転部材とをメインクラッチ動作によってトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、前記メインクラッチに前記回転軸線に沿って並列し、電磁力を発生させる電磁コイル、及び前記電磁コイルから離間する方向のばね力が復帰用スプリングによって付与されたアーマチャを有するサブクラッチと、前記サブクラッチによる第１のサブクラッチ動作及び第２のサブクラッチ動作によってそれぞれ受ける前記第１の回転部材からの回転力を前記メインクラッチ動作となる押圧力に変換するカム機構と、前記復帰用スプリングのばね力よりも小さいクラッチ力による前記第１のクラッチ動作に基づいて、また前記アーマチャを前記復帰用スプリングのばね力に抗して移動させるクラッチ力による前記第２のクラッチ動作に基づいてそれぞれ前記カム機構に前記第１の回転部材を連結する連結機構とを備えた駆動力伝達装置。

（２）上記（１）に記載の駆動力伝達装置において、前記連結機構は、前記第１の回転部材にスプライン嵌合するアウタクラッチプレート、及び前記第２の回転部材にスプライン嵌合するインナクラッチプレートを有し、前記アウタクラッチプレートと前記インナクラッチプレートとが前記第１のサブクラッチ動作及び前記第２のサブクラッチ動作の各動作によって互いに摩擦係合するコントロールクラッチからなる。

（３）上記（２）に記載の駆動力伝達装置において、前記連結機構は、前記第１の回転部材のスプライン嵌合部における複数のスプライン歯のうち互いに隣り合う２つのスプライン歯間に形成された欠歯による空間部に前記復帰用スプリングが挿通して配置されている。

（４）上記（２）に記載の駆動力伝達装置において、前記連結機構は、前記アーマチャの前記電磁コイル側に配置され、前記アウタクラッチプレート及び前記インナクラッチプレートのうち前記アーマチャに最も近いクラッチプレートが前記復帰用スプリングによって形成されている。

本発明によると、第１の回転部材と第２の回転部材とを連結する場合において衝撃の発生を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された車両の概略を説明するために示す平面図。 本発明の第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置を説明するために示す断面図。 図２のＡ部分を拡大して示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置における復帰用スプリングの配置状態を示す正面図。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置における復帰用スプリングの動作状態を示す。（ａ）は第１のサブクラッチ動作状態を、また（ｂ）は第２のサブクラッチ動作状態をそれぞれ示す。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る駆動力伝達装置における復帰用スプリングの動作状態を示す。（ａ）は第１のサブクラッチ動作状態を、また（ｂ）は第２のサブクラッチ動作状態をそれぞれ示す。

[第１の実施の形態]
以下、本発明の第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は四輪駆動車の概略を示す。図１に示すように、四輪駆動車１０１は、駆動力伝達系１，エンジン１０２，トランスミッション１０３，主駆動輪としての１対の前輪１０４及び補助駆動輪としての１対の後輪１０５ａ，１０５ｂを備えている。

駆動力伝達系１は、四輪駆動車１０１におけるトラスミッション１０３側から後輪側に至る駆動力伝達経路にフロントディファレンシャル１０６及びリヤディファレンシャル１０７と共に配置され、かつ四輪駆動車１０１の車体（図示せず）に搭載されている。

そして、駆動力伝達系１は、プロペラシャフト２，第１駆動力断続部３及び第２駆動力断続部４を有し、四輪駆動車１０１の四輪駆動状態を二輪駆動状態に、また二輪駆動状態を四輪駆動状態にそれぞれ切り替え可能に構成されている。駆動力伝達系１の詳細については後述する。

フロントディファレンシャル１０６は、前輪側アクスルシャフト１０８に連結された１対のサイドギヤ１０９、１対のサイドギヤ１０９にギヤ軸を直交させて噛合する１対のピニオンギヤ１１０、及び１対のピニオンギヤ１１０，１対のサイドギヤ１０９を収容するフロントデフケース１１１を有し、トランスミッション１０３と第１駆動力断続部３との間に配置されている。

リヤディファレンシャル１０７は、後輪側アクスルシャフト１１２ａ，１１２ｂに連結された１対のサイドギヤ１１３（一方のサイドギヤ１１３は第２駆動力断続部４を介して）、１対のサイドギヤ１１３にギヤ軸を直交させて噛合する１対のピニオンギヤ１１４、１対のピニオンギヤ１１４を支持するギヤ支持部材１１５、及びピニオンギヤ支持部材１１５，１対のピニオンギヤ１１４，１対のサイドギヤ１１３を収容するリヤデフケース１１６を有し、プロペラシャフト２と第２駆動力断続部４との間に配置されている。

エンジン１０２は、トランスミッション１０３及びフロントディファレンシャル１０６を介して駆動力を１対の前輪側アクスルシャフト１０８に出力することにより１対の前輪１０４を駆動する。

エンジン１０２は、トランスミッション１０３，第１駆動力断続部３，プロペラシャフト２，リヤディファレンシャル１０７及び第２駆動力断続部４を介して駆動力を一方の後輪側アクスルシャフト１１２ａに出力することにより一方の後輪１０５ａを、またトランスミッション１０３，第１駆動力断続部３，プロペラシャフト２及びリヤディファレンシャル１０７を介して駆動力を他方の後輪側アクスルシャフト１１２ｂに出力することにより他方の後輪１０５ｂをそれぞれ駆動する。

〔駆動力伝達系１の全体構成〕
駆動力伝達系１は、プロペラシャフト２，第１駆動力断続部３及び第２駆動力断続部４に制御部としての車両用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）５を加えて大略構成されている。第２駆動力断続部４は駆動力伝達装置の一例である。

（プロペラシャフト２の構成）
プロペラシャフト２は、第１駆動力断続部３と第２駆動力断続部４との間に配置されている。そして、プロペラシャフト２は、エンジン１０２の駆動力をフロントデフケース１１１から受けて前輪１０４側から後輪１０５ａ，１０５ｂ側に伝達するように構成されている。

プロペラシャフト２の前輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン６ａ及びリングギヤ６ｂからなる前輪側の歯車機構６が配置されている。プロペラシャフト２の後輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン７ａ及びリングギヤ７ｂからなる歯車機構７が配置されている。

（第１駆動力断続部３の構成）
第１駆動力断続部３は、例えばドグクラッチからなり、四輪駆動車１０１の前輪１０４側に配置され、かつアクチュエータ（図示せず）を介してＥＣＵ５に接続されている。そして、第１駆動力断続部３は、プロペラシャフト２とフロントデフケース１０６とを断続可能に連結するように構成されている。

（第２駆動力断続部４の構成）
第２駆動力断続部４は、例えばメインクラッチとしての多板クラッチ８，サブクラッチとしての電磁クラッチ９（図２に示す），カム機構１０（図２に示す）及び連結機構１１（図２に示す）を有し、四輪駆動車１０１の後輪１０５ａ側に配置され、かつディファレンシャルキャリア（図示せず）内に収容されている。

そして、第２駆動力断続部４は、プロペラシャフト２と後輪側アクスルシャフト１１２ａ，１１２ｂのうち少なくとも一方の後輪側アクスルシャフト１１２ａとを断続可能に連結するように構成されている。

すなわち、第２駆動力断続部４による連結時には、一方の後輪側アクスルシャフト１１２ａとプロペラシャフト２とが歯車機構７，リヤディファレンシャル１０７及びサイドギヤシャフト１４を介して、また他方の後輪側アクスルシャフト１１２ｂとプロペラシャフト２とが歯車機構７及びリヤディファレンシャル１０７を介してトルク伝達可能に連結される。一方、第２駆動力断続部４による連結の解除時には、一方の後輪側アクスルシャフト１１２ａとプロペラシャフト２との連結が遮断されるが、他方の後輪側アクスルシャフト１１２ｂとプロペラシャフト２とが歯車機構７及びリヤディファレンシャル１０７を介してトルク伝達可能に連結されたままである。

（多板クラッチ８の構成）
図２は駆動力伝達装置の要部を示す。図２に示すように、多板クラッチ８は、複数のインナクラッチプレート８ａ及び複数のアウタクラッチプレート８ｂを有する摩擦式のメインクラッチからなり、第１の回転部材としてのハウジング１２と第２の回転部材としてのインナシャフト１３との間に配置されている。

そして、多板クラッチ８は、第１のメインクラッチ動作及び第２のメインクラッチ動作の各動作によってインナクラッチプレート８ａ及びアウタクラッチプレート８ｂのうち互いに隣り合う内外のクラッチプレート同士を摩擦係合させ、またその摩擦係合を解除してハウジング１２とインナシャフト１３とを断続（トルク伝達）可能に連結するように構成されている。

インナクラッチプレート８ａ及びアウタクラッチプレート８ｂは、回転軸線Ｏに沿って交互に配置され、全体が環状の摩擦板によって形成されている。

インナクラッチプレート８ａは、その内周部にストレートスプライン嵌合部８０ａを有し、ストレートスプライン嵌合部８０ａを円筒部１３ａ（インナシャフト３）のストレートスプライン嵌合部１３０ａに嵌合させてインナシャフト１３に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。

インナクラッチプレート８ａには、その円周方向に沿って並列し、かつ回転軸線Ｏ方向に開口する複数の油孔８１ａが設けられている。複数のインナクラッチプレート８ａのうち電磁クラッチ側最端部のインナクラッチプレートは、多板クラッチ８の入力部として機能し、カム機構１０のメインカム１０ａ（後述）からアウタクラッチプレート８ｂ側に押圧力Ｐ_１，Ｐ_２（Ｐ_１＜Ｐ_２）を受けると、この押圧方向への移動によって他のインナクラッチプレート８ａとアウタクラッチプレート８ｂとを摩擦係合させるように構成されている。

アウタクラッチプレート８ｂは、その外周部にストレートスプライン嵌合部８０ｂを有し、ストレートスプライン嵌合部８０ｂをフロントハウジング１８（ハウジング１２）のストレートスプライン嵌合部１８ｂ（後述）に嵌合させてハウジング１２に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。

ハウジング１２は、フロントハウジング１８及びリヤハウジング１９からなり、サイドギヤシャフト１４に連結され、かつディファレンシャルキャリアに一方の後輪側アクスルシャフト１１２ａ（図１に示す）の軸線（回転軸線Ｏ）回りに回転可能に支持されている。

フロントハウジング１８は、リヤハウジング側に開口する収容空間１８ａ、及びこの収容空間１８ａに露出するストレートスプライン嵌合部１８ｂを有し、エンジン１０２（図１に示す）にトランスミッション１０３（図１に示す）及びプロペラシャフト２（図１に示す）等を介して連結され、かつディファレンシャルキャリア内に軸受（図示せず）を介して支持され、全体が有底円筒部材によって形成されている。

そして、フロントハウジング１８は、エンジン１０２の駆動力をプロペラシャフト２から受けてリヤハウジング１９と共に回転軸線Ｏの回りに回転するように構成されている。

リヤハウジング１９は、第１〜第３のハウジングエレメント２０〜２２からなり、フロントハウジング１８の開口内周面に螺着され、かつディファレンシャルキャリア内のコイルホルダ２３に軸受２４を介して回転可能に支持されている。

リヤハウジング１９には、フロントハウジング１８の収容空間１８ａの開口方向と同一の方向に開口する円環状の収容空間１９ａが設けられている。

第１のハウジングエレメント２０は、リヤハウジング１９の内周側に配置され、全体が軟鉄等の磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。

第２のハウジングエレメント２１は、リヤハウジング１９の外周側に配置され、全体が第１のハウジングエレメント２０と同様に軟鉄等の磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。第２のハウジングエレメント２１には、電磁クラッチ９のアーマチャ９ｂ（後述）に対向する段差面２１ａが設けられている。

第３のハウジングエレメント２２は、第１のハウジングエレメント２０と第２のハウジングエレメンと２１との間に介在して配置され、全体がステンレス鋼等の非磁性材料からなるハウジングエレメント連結用の円環部材によって形成されている。

インナシャフト１３は、各外径が互いに異なる大小２つの円筒部１３ａ，１３ｂ、及びこれら両円筒部１３ａ，１３ｂ間に介在する段差面１３ｃを有し、ハウジング１２の回転軸線Ｏ上に配置され、かつハウジング１２内に軸受２５等を介して相対回転可能に支持され、全体が円筒部材によって形成されている。

そして、インナシャフト１３は、そのリヤハウジング側開口部内に後輪側アクスルシャフト１１２ａ（図１に示す）の先端部を挿入させて収容するように構成されている。後輪側アクスルシャフト１１２ａは、インナシャフト１３にリヤハウジング側開口部内にスプライン嵌合によってで相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。

大径の円筒部１３ａの外周面には、フロントハウジング１８の収容空間１８ａに露出するストレートスプライン嵌合部１３０ａが設けられている。

小径の円筒部１３ｂの内周面には、後輪側アクスルシャフト１１２ａにスプライン嵌合するストレートスプライン嵌合部１３０ｂが設けられている。

段差面１３ｃは、インナシャフト１３の外部において両円筒部１３ａ，１３ｂ間に介在して配置され、全体がメインカム１６ａ（後述）におけるスプリング収容孔１０２ａの底面を指向する略扁平な面で形成されている。

（電磁クラッチ９の構成）
電磁クラッチ９は、電磁コイル９ａ及びアーマチャ９ｂを有し、多板クラッチ８に回転軸線Ｏ上で並列して配置されている。

そして、電磁クラッチ９は、ハウジング１２の回転時に電磁力Ｆ_１の発生による第１のサブクラッチ動作によって連結機構１１を、また電磁力Ｆ_２（Ｆ_１＜Ｆ_２）の発生による第２のクラッチ動作によってアーマチャ９ｂ及び連結機構１１をそれぞれ吸引するように構成されている。

電磁コイル９ａは、リヤハウジング１９の収容空間１９ａに収容した状態でＥＣＵ５に接続され、かつディファレンシャルキャリア内にコイルホルダ２３を介して取り付けられている。

そして、電磁コイル９ａは、通電によってリヤハウジング１９及び連結機構１１（インナクラッチプレート１１ａ及びアウタクラッチプレート１１ｂ）等に跨って磁気回路を形成し、連結機構１１にリヤハウジング１９側への移動力を付与するための電磁力Ｆ_１を発生させるように構成されている。この通電時には、例えば比較的弱い電流Ａ（図示せず）が電磁コイル９ａに供給される。

また、電磁コイル９ａは、通電によってリヤハウジング１９，連結機構１１及びアーマチャ９ｂ等に跨って磁気回路を形成し、アーマチャ９ｂにリヤハウジング１９側への移動力を付与するための電磁力Ｆ_２を発生するように構成されている。この通電時には、電流Ａよりも強い電流Ｂ（図示せず：Ａ＜Ｂ）が電磁コイル９ａに供給される。

アーマチャ９ｂは、パイロットカム１０ｂ（後述）と連結機構１１との間に介在して配置され、かつフロントハウジング１８の収容空間１８ａに収容され、全体が鉄等の磁性材料からなる環状板によって形成されている。また、アーマチャ９ｂは、多板クラッチ８への移動が止め輪２９によって規制されている。

そして、アーマチャ９ｂは、電磁コイル９ａの電磁力Ｆ_２を受け、リヤハウジング１９側にハウジング１２の回転軸線Ｏに沿って移動するように構成されている。

（カム機構１０の構成）
カム機構１０は、ハウジング１２からの回転力を受けて回転するメインカム１０ａ、このメインカム１０ａにハウジング１２の回転軸線Ｏに沿って並列するパイロットカム１０ｂ、及びこのパイロットカム１０ｂとメインカム１０ａとの間に介在する複数のカムボール１０ｃを有し、多板クラッチ８とリヤハウジング１９との間に配置され、かつフロントハウジング１８の収容空間１８ａに収容されている。

そして、カム機構１０は、電磁クラッチ９による第１のサブクラッチ動作によって受けるハウジング２からの回転力を多板クラッチ８の第１のメインクラッチ動作となる押圧力Ｐ_１に変換し、多板クラッチ８のインナクラッチプレート８ａとアウタクラッチプレート８ｂとを互いに摩擦係合させるように構成されている。

また、カム機構１０は、電磁クラッチ９による第２のサブクラッチ動作によって受けるハウジング２からの回転力を多板クラッチ８の第２のメインクラッチ動作となる押圧力Ｐ_２（Ｐ_１＜Ｐ_２）に変換し、多板クラッチ８のインナクラッチプレート８ａとアウタクラッチプレート８ｂとを互いに摩擦係合させるように構成されている。

メインカム１０ａは、パイロットカム１０ｂの回転によって発生するカム力をカムボール１０ｃから受けて多板クラッチ８の入力側のインナクラッチプレート８ａを押圧するクラッチプレート押圧部１００ａを有し、インナシャフト１３（大径の円筒部１３ａ）に相対回転不能かつ相対移動可能に連結され、全体がインナシャフト１３を挿通させる円筒部材によって形成されている。

そして、メインカム１０ａは、電磁コイル９ａの通電状態においてカム機構１０によるカム作用によって多板クラッチ８側に移動するように構成されている。また、メインカム１０ａは、電磁クラッチ９側への移動が止め輪２６によって規制されている。

メインカム１０ａには、フロントハウジング１８の収容空間１８ａに露出するストレートスプライン嵌合部１０１ａ、及びメインカム復帰用スプリング２７を収容するスプリング収容孔１０２ａが設けられている。メインカム復帰用スプリング２７は、スプリング収容孔１０２ａの底面とインナシャフト１３の段差面１３ｃとの間に介在して配置されている。

また、メインカム１０ａには、円周方向に並列し、かつカムボール１０ｃ側に開口する複数のカム溝１０３ａが設けられている。複数のカム溝１０３ａは、メインカム１０ａの円周方向に等間隔をもって配置されている。

パイロットカム１０ｂは、メインカム１０ａにカムボール１０ｃを介して対向する回転力伝達部１００ｂを有し、インナシャフト１３（小径の円筒部１３ｂ）の外周囲に回転可能に配置され、全体がインナシャフト１３を挿通させる円筒部材によって形成されている。

そして、パイロットカム１０ｂは、ハウジング１２の回転力を連結機構１１から受けて回転するように構成されている。

パイロットカム１０ｂには、フロントハウジング１８の収容空間１８ａに露出するストレートスプライン嵌合部１０１ｂが設けられている。

また、パイロットカム１０ｂには、円周方向に並列し、かつカムボール１０ｃ側に開口する複数のカム溝１０２ｂが設けられている。複数のカム溝１０２ｂは、パイロットカム１０ｂの円周方向に等間隔をもって配置されている。

複数のカムボール１０ｃは、それぞれがメインカム１０ａのカム溝１０１ａ（溝底）とパイロットカム１０ｂのカム溝１０２ｂ（溝底）との間に介在して配置され、全体が球状部材によって形成されている。

（連結機構１１の構成）
図３は連結機構を示す。図３に示すように、連結機構１１は、複数（実施の形態では２枚）のインナクラッチプレート１１ａ及び複数（実施の形態では３枚）のアウタクラッチプレート１１ｂを有する摩擦式のコントロールクラッチからなり、リヤハウジング１９とアーマチャ９ｂとの間に介在して配置され、かつフロントハウジング１８の収容空間１８ａに収容されている。

そして、連結機構１１は、電磁クラッチ９の駆動による第１のサブクラッチ動作によってハウジング１２とパイロットカム１０ｂとを連結するように構成されている。第１のサブクラッチ動作は、アーマチャ復帰用スプリング２８のばね力よりも小さいクラッチ力によって行われる。

また、連結機構１１は、電磁クラッチ９の駆動による第２のサブクラッチ動作によってアーマチャ復帰用スプリング２８のばね力に抗して移動するアーマチャ９ｂと共にハウジング１２とパイロットカム１０ｂとを連結するように構成されている。第２のサブクラッチ動作は、アーマチャ復帰用スプリング２８のばね力よりも大きいクラッチ力によって行われる。アーマチャ復帰用スプリング２８の詳細については後述する。

インナクラッチプレート１１ａ及びアウタクラッチプレート１１ｂは、回転軸線Ｏに沿って交互に配置され、全体が鉄等の磁性材料からなる環状の摩擦板によって形成されている。

インナクラッチプレート１１ａは、その内周部にストレートスプライン嵌合部１１０ａを有し、ストレートスプライン嵌合部１１０ａをパイロットカム１０ｂのストレートスプライン嵌合部１０１ｂに嵌合させてパイロットカム１０ｂに相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。

アウタクラッチプレート１１ｂは、その外周部にストレートスプライン嵌合部１１０ｂを有し、ストレートスプライン嵌合部１１０ｂをフロントハウジング１８のストレートスプライン嵌合部１８ｂに嵌合させてハウジング１２に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。

アウタクラッチプレート１１ｂには、その円周方向に沿って並列し、かつ回転軸線Ｏ方向に開口する複数の油孔１１１ｂが設けられている。

（ＥＣＵ５の構成）
ＥＣＵ５は、四輪駆動車１０１（図１に示す）の車体に搭載され、かつ第１駆動力断続部３（図１に示す）のアクチュエータ及び第２駆動力断続部４（図１に示す）の電磁クラッチ９に接続されている。ＥＣＵ５には、フロントデフケース１１１（図１に示す）の回転数を検出する回転センサ１５（図１に示す）、及びプロペラシャフト２（図１に示す）の回転数を検出する回転センサ１６（図１に示す）が接続されている。

そして、ＥＣＵ５は、四輪駆動車１０１の二輪駆動状態から四輪駆動状態への切替時に回転センサ１５からの出力信号Ｓ３及び回転センサ１６からの出力信号Ｓ４を入力し、第２駆動力断続部４による連結を第１駆動力断続部３による連結よりも先行させて実行する制御信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ第１駆動力断続部３のアクチュエータと第２駆動力断続部４の電磁クラッチ９とに出力するように構成されている。制御信号Ｓ２には、電磁力Ｆ_１を発生させる制御信号Ｓ２０、及び電磁力Ｆ_２を発生させる制御信号Ｓ２１が含まれる。ハウジング１２とインナシャフト１３との連結時には、ＥＣＵ５から電磁クラッチ９に対して信号Ｓ２０が、引き続き信号Ｓ２１がそれぞれ出力される。

この場合、第２駆動力断続部４による連結が実行されると、後輪側アクスルシャフト１１２ａ，１１２ｂの回転トルクがプロペラシャフト２に伝達され、プロペラシャフト２が回転する。次に、回転センサ１５によってフロントデフケース１１１の回転数が、また回転センサ１６によってプロペラシャフト２の回転数がそれぞれ検出され、これら回転数の差が「閾値以下である」とＥＣＵ５で確認されると、第１駆動力断続部３による連結が実行される。

これにより、プロペラシャフト２をその回転によってフロントデフケース１１１に回転数差が小さい状態で連結することとなり、四輪駆動車１０１の走行中において二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り替えが円滑に行われる。

また、ＥＣＵ５は、四輪駆動車１０１の四輪駆動状態から二輪駆動状態への切替時に回転センサ１５からの出力信号Ｓ３及び回転センサ１６からの出力信号Ｓ４を入力し、第２駆動力断続部４による連結の解除を第１駆動力断続部３による連結の解除よりも先行させて実行する制御信号Ｓ５，Ｓ６をそれぞれ第１駆動力断続部３のアクチュエータと第２駆動力断続部４の電磁クラッチ９とに出力するように構成されている。

この場合、第２駆動力断続部４による連結の解除が実行されると、プロペラシャフト２に対する後輪側アクスルシャフト１１２ａ，１１２ｂの回転トルクの伝達が遮断された後、第１駆動力断続部３による連結の解除が実行される。

これにより、四輪駆動車１０１の四輪駆動状態から二輪駆動状態への切り替え時にプロペラシャフト２とフロントデフケース１１１との連結を捩れによる負荷が作用しない状態で遮断することとなり、四輪駆動車１０１の走行中において四輪駆動状態から二輪駆動状態への切り替えが円滑に行われる。

次に、アーマチャ復帰用スプリングにつき、図４及び図５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図４はアーマチャ復帰用スプリングの配置状態を示す。図５（ａ）及び（ｂ）はアーマチャ復帰用スプリングの動作状態を示す、図４に示すように、アーマチャ復帰用スプリング２８は、アーマチャ９ｂ（図３に示す）の電磁クラッチ側端面とハウジングエレメント２１（図３に示す）の段差面２１ａ（図３に示す）との間に介在し、かつフロントハウジング１８のストレートスプライン嵌合部１８ｂにおける複数のスプライン歯１８０ｂのうち互いに隣り合う２つのスプライン歯間に形成された欠歯による複数（実施の形態では４個）の空間部Ｇにそれぞれ挿通し、連結機構１１におけるアウタクラッチプレート１１ｂの外周囲に円周方向に等間隔をもって配置されている。アーマチャ復帰用スプリング２８としては、アーマチャ９ｂを電磁コイル９ａ（図３に示す）から離間させる方向のばね力をもつ圧縮コイルばねが用いられる。

そして、アーマチャ復帰用スプリング２８は、電磁コイル９ａから所定の間隔をもって離間して止め輪２９（図３に示す）に当接する初期位置にアーマチャ１０ｂを復帰させるように構成されている。アーマチャ復帰用スプリング２８のばね力は、第１のサブクラッチ動作による連結機構１１の電磁コイル９ａ側への吸引力よりも大きく、かつ第２のサブクラッチ動作によるアーマチャ９ｂの電磁コイル９ａ側への吸引力よりも小さいばね力に設定されている。これにより、第１のサブクラッチ動作時（電磁コイル９ａへの電流Ａの供給時には、図５（ａ）に示すように、アーマチャ復帰用スプリング２８を伸張させてアーマチャ９ｂが止め輪２９に、また連結機構１１がリヤハウジング１９にそれぞれ当接する。また、第２のサブクラッチ動作時（電磁コイル９ａへの電流Ｂの供給時）には、図５（ｂ）に示すように、アーマチャ９ｂの電磁コイル９ａ側の移動によってアーマチャ復帰用スプリング２８を圧縮させ、アーマチャ９ｂが連結機構１１を介してリヤハウジング１９に当接する。

（駆動力伝達装置１の動作）
次に、本実施の形態に示す駆動力伝達装置の動作につき、図１及び図２を用いて説明する。

図１において、四輪駆動車１０１の二輪駆動時にエンジン１０２を始動すると、エンジン１０２の回転駆動力がトランスミッション１０３を介してフロントディファレンシャル１０６に伝達され、さらにフロントディファレンシャル１０６から１対の前輪側アクスルシャフト１０８を介して１対の前輪１０４に伝達され、１対の前輪１０４が回転駆動される。

この場合、図２において、電磁クラッチ９の電磁コイル９ａが非通電状態にあるため、電磁コイル９ａを基点とした磁気回路が形成されず、アーマチャ９ｂが電磁コイル９ａ側に移動してハウジング１２に連結されることがない。

このため、カム機構１０において多板クラッチ８のクラッチ力となる押圧力が発生せず、多板クラッチ８のインナクラッチプレート８ａとアウタクラッチプレート８ｂとが互いに摩擦係合せず、エンジン１０２の回転駆動力はハウジング１２からインナシャフト１３に伝達されない。

このような二輪駆動状態にある四輪駆動車１０１を四輪駆動状態に切り替えるには、第２駆動力断続部４によってプロペラシャフト２と１対の後輪側アクスルシャフト１１２ａ，１１２ｂとをトルク伝達可能に連結し、引き続き第１駆動力断続部３によってフロントデフケース１１１とプロペラシャフト２とをトルク伝達可能に連結する。

この場合、ＥＣＵ５では、二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り替えによって第２駆動力断続部４の電磁クラッチ９に制御信号Ｓ２を出力する。

ここで、図２に示すように、ＥＣＵ５から制御信号Ｓ２（信号Ｓ２０）を受けて電磁コイル９ａが通電されると、電磁コイル９ａを基点とした磁気回路が連結機構１１及びリヤハウジング１９に跨って形成され、連結機構１１（インナクラッチプレート１１ａ及びアウタクラッチプレート１１ｂ）が電磁コイル９ａへの通電（電磁コイル９ａに供給される電流Ａ）に基づいて発生する電磁力Ｆ_１（吸引力）によってリヤハウジング１９に接近する方向に移動する。

このため、インナクラッチプレート１１ａ及びアウタクラッチプレート１１ｂのうち互いに隣り合う２つのクラッチプレート同士が互いに摩擦係合し、この摩擦係合（第１のサブクラッチ動作）によってハウジング１２とインナシャフト１３とがカム機構１０及び連結機構１１を介して連結される。

一方、二輪駆動状態では、後輪１０５ａの回転駆動力が後輪側アクスルシャフト１１２ａを介してインナシャフト１３（図２に示す）に、さらにはインナシャフト１３からカム機構１０のメインカム１０ａにそれぞれ伝達される。

このため、メインカム１０ａが回転駆動され、この回転駆動力がカム機構１０において発生するカム作用によって多板クラッチ８の第１のメインクラッチ動作となる押圧力Ｐ_１に変換され、この押圧力Ｐ_１によって多板クラッチ８における内外のクラッチプレート同士を摩擦係合させる方向にメインカム１０ａが移動する。

これにより、多板クラッチ８における内外のクラッチプレート同士が摩擦係合し、この摩擦係合（第１のメインクラッチ動作）によって後輪１１２ａの回転駆動力がインナシャフト１３からハウジング１２に伝達される。

次に、ＥＣＵ５から制御信号Ｓ２（信号Ｓ２１）を受けて電磁コイル９ａが通電されると、電磁コイル９ａを基点とした磁気回路がアーマチャ９ｂ，連結機構１１及びリヤハウジング１９に跨って形成され、アーマチャ９ｂが電磁コイル９ａへの通電（電磁コイル９ａに供給される電流Ｂ）に基づいて発生する電磁力Ｆ_２（吸引力）によってリヤハウジング１９に接近する方向にアーマチャ復帰用スプリング２８に抗して移動する。

このため、アーマチャ９ｂによる連結機構１１のリヤハウジング１９への圧接によってアーマチャ９ｂとリヤハウジング１９とが連結機構１１を介して互いに摩擦係合し、この摩擦係合（第２のサブクラッチ動作）によってハウジング１２とパイロットカム１０ｂとがアーマチャ９ｂ及び連結機構１１を介して連結される。

一方、メインカム１０ａが回転駆動されているため、この回転力がカム機構１０において発生するカム作用によって多板クラッチ８の第２のメインクラッチ動作となる押圧力Ｐ_２に変換され、この押圧力Ｐ_２によって多板クラッチ８における内外のクラッチプレート同士を摩擦係合させる方向にメインカム１０ａが移動する。

これにより、多板クラッチ８における内外のクラッチプレート同士が摩擦係合し、この摩擦係合（第２のメインクラッチ動作）によって後輪１１２ａの回転駆動力がインナシャフト１３からハウジング１２に伝達される。すなわち、第２駆動断続部４による連結が実行される。

第２駆動力断続部４による連結が実行されると、後輪側アクスルシャフト１１２ａ，１１２ｂの回転トルクがプロペラシャフト２に伝達され、プロペラシャフト２が回転する。次に、回転センサ１５によってフロントデフケース１１１の回転数が、また回転センサ１６によってプロペラシャフト２の回転数がそれぞれ検出され、これら回転数の差が「閾値以下である」とＥＣＵ５で確認されると、第１駆動力断続部３による連結が実行される。

これにより、プロペラシャフト２をその回転によってフロントデフケース１１１に回転数差が小さい状態で連結することとなり、四輪駆動車１０１の走行中において二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り替えが円滑に行われる。

従って、本実施の形態においては、インナシャフト１３からハウジング１２への駆動力の伝達が第１のメインクラッチ動作及び第２のメインクラッチ動作を経て行われるため、所定の駆動トルクが段階的にインナシャフト１３からハウジング１２に伝達される。

一方、四輪駆動状態にある四輪駆動車１０１を二輪駆動状態に切り替えるには、第２駆動力断続部４によって一方の後輪側アクスルシャフト１１２ａとプロペラシャフト２との連結を解除し、引き続きプロペラシャフト２とフロントデフケース１１１との連結を解除する。この際、ＥＣＵ５から第２駆動力断続部４の電磁クラッチ９に制御信号Ｓ６が、また第１駆動力断続部３のアクチュエータに制御信号Ｓ５がそれぞれ出力される。

このため、エンジン１０２の回転駆動力がトランスミッション１０３，フロントデフケース１１１，第１駆動力断続部３及び歯車機構７を介してプロペラシャフト２に伝達されることがない。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

所定の駆動トルクが段階的にハウジング１２からインナシャフト１３に伝達されるため、ハウジング１２とインナシャフト１３とを連結する場合において周囲に不快感を与える衝撃の発生を抑制することができる。

[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２実施の形態に係る駆動力伝達装置につき、図６（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）及び（ｂ）は駆動力伝達装置の連結機構を示す。図６（ａ）及び（ｂ）において、図５と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る駆動力伝達装置としての第２駆動力断続部２０１の連結機構２０２は、第１の実施の形態に示すアーマチャ復帰用スプリング２８に代わって、電磁コイル９ａから離間する方向のばね力をアーマチャ９ｂに付与するアウタクラッチプレート１１ｂ´を備えた点に特徴がある。

このため、アウタクラッチプレート１１ｂ´は、弾性変形可能な断面弓形状のクラッチプレートからなり、インナクラッチプレート１１ａ及びアウタクラッチプレート１１ｂと比べてアーマチャ９ｂに最も近い位置に配置されている。そして、アウタクラッチプレート１１ｂ´は、図６（ａ）に示すように電磁コイル９ａの通電時（第１のサブクラッチ動作時）に断面弓形状の復帰用スプリングとして、また図６（ｂ）に示すように電磁コイル９ａの通電時（第２のサブクラッチ動作時）に弾性変形して円板状の摩擦プレートとしてそれぞれ機能するように構成されている。

これにより、第１のサブクラッチ動作時には連結機構２０２（アウタクラッチプレート１１ｂ´を除く）が、また第２のクラッチ動作時にはアーマチャ９ｂが連結機構２０２を介してそれぞれリヤハウジング１９に当接する。

なお、本実施の形態においては、アウタクラッチプレート１１ｂ´をアーマチャ復帰用スプリングとして機能させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、インナクラッチプレートをアーマチャ復帰用スプリングとして機能させてもよい。この場合、アーマチャ復帰用スプリングとして用いるインナクラッチプレートは、弾性変形可能な断面弓形状のクラッチプレートからなり、アーマチャ復帰用スプリングとして用いないインナクラッチプレート及びアウタクラッチプレートと比べてアーマチャに最も近い位置に配置されている。

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて次に示す効果が得られる。

アウタクラッチプレート１１ｂ´がアーマチャ復帰用スプリングを兼用することとなり、部品点数を削減してコストの低廉化を図ることができる。

以上、本発明の駆動力伝達装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、ハウジング２が入力軸側に、またインナシャフト３が出力軸側にそれぞれ連結されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ハウジングを出力軸側に、またインナシャフトを入力軸側にそれぞれ連結しても本実施の形態と同様の効果を奏する。

（２）上記実施の形態では、連結機構１１のインナクラッチプレート１１ａが２枚であり、アウタクラッチプレート１１ｂが３枚である場合について、またアーマチャ復帰用スプリング２８が４個である場合（第１の実施の形態）についてそれぞれ説明したが、本発明における連続機構の各クラッチプレートの枚数及びアーマチャ復帰用スプリングの個数は特に限定されるものでないことは勿論である。

１…駆動力伝達系、２…プロペラシャフト、３…第１駆動力断続部、４…第２駆動力断続部、５…ＥＣＵ、６…歯車機構、６ａ…ドライブピニオン、６ｂ…リングギヤ、７…歯車機構、７ａ…ドライブピニオン、７ｂ…リングギヤ、８…多板クラッチ、８ａ…インナクラッチプレート、８０ａ…ストレートスプライン嵌合部、８１ａ…油孔、８ｂ…アウタクラッチプレート、８０ｂ…ストレートスプライン嵌合部、９…電磁クラッチ、９ａ…電磁コイル、９ｂ…アーマチャ、１０…カム機構、１０ａ…メインカム、１００ａ…クラッチプレート押圧部、１０１ａ…ストレートスプライン嵌合部、１０２ａ…スプリング収容孔、１０３ａ…カム溝、１０ｂ…パイロットカム、１００ｂ…回転力伝達部、１０１ｂ…ストレートスプライン嵌合部、１０ｃ…カムボール、１１…連結機構、１１ａ…インナクラッチプレート、１１０ａ…ストレートスプライン嵌合部、１１１ａ…油孔、１１ｂ，１１ｂ´…アウタクラッチプレート、１１０ｂ…ストレートスプライン嵌合部、１１１ｂ…油孔、１２…ハウジング、１３…インナシャフト、１３ａ…大径の円筒部、１３ｂ…小径の円筒部、１３０ｂ…ストレートスプライン嵌合部、１３ｃ…段差面、１４…サイドギヤシャフト、１５，１６…回転センサ、１８…フロントハウジング、１９…リヤハウジング、２０…第１のハウジングエレメント、２１…第２のハウジングエレメント、２１ａ…段差面、２２…第３のハウジングエレメント、２３…コイルホルダ、２４，２５…軸受、２６…止め輪、２７…メインカム復帰用スプリング、２８…アーマチャ復帰用スプリング、２９…止め輪、１０１…四輪駆動車、１０２…エンジン、１０３…トランスミッション、１０４…前輪、１０５ａ，１０５ｂ…後輪、１０６…フロントディファレンシャル、１０７…リヤディファレンシャル、１０８…前輪側アクスルシャフト、１０９…サイドギヤ、１１０…ピニオンギヤ、１１１…フロントデフケース、１１２ａ，１１２ｂ…後輪側アクスルシャフト、１１３…サイドギヤ、１１４…ピニオンギヤ、１１５…ピニオンギヤ支持部材、１１６…リヤデフケース、２０１…第２駆動力断続部、２０２…連結機構、Ｆ_１，Ｆ_２…電磁力、Ｏ…回転軸線、Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ２０，Ｓ２１…制御信号

Claims (4)

1. 駆動源の駆動トルクによって回転する第１の回転部材と、
   前記第１の回転部材にその回転軸線に沿って相対回転可能に配置された第２の回転部材と、
   前記第２の回転部材と前記第１の回転部材とをメインクラッチ動作によってトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、
   前記メインクラッチに前記回転軸線に沿って並列し、電磁力を発生させる電磁コイル、及び前記電磁コイルから離間する方向のばね力が復帰用スプリングによって付与されたアーマチャを有するサブクラッチと、
   前記サブクラッチによる第１のサブクラッチ動作及び第２のサブクラッチ動作によってそれぞれ受ける前記第１の回転部材からの回転力を前記メインクラッチ動作となる押圧力に変換するカム機構と、
   前記復帰用スプリングのばね力よりも小さいクラッチ力による前記第１のクラッチ動作に基づいて、また前記アーマチャを前記復帰用スプリングのばね力に抗して移動させるクラッチ力による前記第２のクラッチ動作に基づいてそれぞれ前記カム機構に前記第１の回転部材を連結する連結機構と
   を備えた駆動力伝達装置。
2. 前記連結機構は、前記第１の回転部材にスプライン嵌合するアウタクラッチプレート、及び前記第２の回転部材にスプライン嵌合するインナクラッチプレートを有し、前記アウタクラッチプレートと前記インナクラッチプレートとが前記第１のサブクラッチ動作及び前記第２のサブクラッチ動作の各動作によって互いに摩擦係合するコントロールクラッチからなる請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記連結機構は、前記第１の回転部材のスプライン嵌合部における複数のスプライン歯のうち互いに隣り合う２つのスプライン歯間に形成された欠歯による空間部に前記復帰用スプリングが挿通して配置されている請求項２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記連結機構は、前記アーマチャの前記電磁コイル側に配置され、前記アウタクラッチプレート及び前記インナクラッチプレートのうち前記アーマチャに最も近いクラッチプレートが前記復帰用スプリングによって形成されている請求項２に記載の駆動力伝達装置。

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