JP2012218573A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費向上を図りつつ、小型化することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】駆動力が入力される入力軸３と、この入力軸３に入力された駆動力によって回転駆動される入力ギヤ５と、この入力ギヤ５と噛み合う中間ギヤ７と、この中間ギヤ７と一体回転可能に設けられた中間軸９と、この中間軸９と一体回転可能に設けられた中間出力ギヤ１１と、この中間出力ギヤ１１と噛み合う出力ギヤ１３と、この出力ギヤ１３と一体回転可能に設けられた出力軸１５とを備えた動力伝達装置１において、入力ギヤ５に、軸方向移動可能で一体回転可能にクラッチ部材１７を連結し、入力軸３とクラッチ部材１７との間に、入力軸３と入力ギヤ５との間の動力伝達を断続する断続部１９を設け、中間軸９に、クラッチ部材１７を軸方向に移動操作して断続部１９を断続操作させる操作機構２１を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に適用される動力伝達装置に関する。

従来、動力伝達装置としては、駆動力が入力される入力軸と、この入力軸に入力された駆動力によって回転駆動される入力ギヤとしてのベベルギヤ、このベベルギヤと噛み合う出力ギヤとしての出力ピニオンと、この出力ピニオンと一体回転可能に設けられた出力軸とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この動力伝達装置では、入力軸とベベルギヤとにそれぞれ一体回転可能に設けられたクラッチハブとクラッチドラムとの間に断続部としてのクラッチ板を配置し、このクラッチ板を断続操作させる操作機構としてのサーボモータによって作動されるカム機構が入力軸上に配置されている。

しかしながら、このような動力伝達装置では、断続部を断続操作させるサーボモータやカム機構などの操作機構が入力軸の周囲に配置されているので、動力伝達装置の周囲に配置されるエンジンなどの周辺部材との干渉が大きく、断続部の断続特性を向上させるために操作機構の設計変更を行うことが難しかった。

これに対して、他の動力伝達装置としては、駆動力が入力される入力軸と、この入力軸と一体回転可能に設けられた入力ギヤとしての動力分配ドライブギヤと、この動力分配ドライブギヤと噛み合う中間ギヤとしての動力分配ドリブンギヤと、この動力分配ドリブンギヤと一体回転可能に設けられた中間軸と、この中間軸と相対回転可能に配置された副軸と、この副軸と一体回転可能に設けられた中間出力ギヤとしての方向変換ドライブギヤと、この方向変換ドライブギヤと噛み合う方向変換ドリブンギヤと、この方向変換ドリブンギヤと一体回転可能に設けられた出力軸とを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

この動力伝達装置では、中間軸と副軸とにそれぞれ断続部としてのクラッチギヤを設け、中間軸のクラッチギヤに軸方向移動可能で一体回転可能なクラッチ部材としてのドッグクラッチを連結させている。このドッグクラッチを軸方向に移動操作することにより、ドッグクラッチが副軸のクラッチギヤに連結され、中間軸と副軸とが一体回転可能に連結されて中間軸と副軸との間の動力伝達が可能となる。このようなクラッチ部材は、中間軸の周囲に設けられたシフトフォークなどの操作機構によって、軸方向に移動操作され断続部を断続操作する。

特開２００９−２２０５９３号公報 特開昭６２−５９１３０号公報

しかしながら、上記特許文献２のような動力伝達装置では、断続部が中間軸と副軸との間に設けられ、クラッチ部材が軸方向移動可能に中間軸に設けられているので、中間軸にクラッチ部材の移動ストロークを確保する必要があり、装置が大型化していた。

また、入力軸と入力ギヤとが一体回転可能に設けられ、入力ギヤと噛み合う中間ギヤが一体回転可能に設けられた中間軸と副軸との間に断続部が設けられているので、断続部の接続解除状態でも、入力軸側から入力される駆動力によって常時中間軸が回転駆動されることになり、燃費が低下していた。

そこで、この発明は、燃費向上を図りつつ、小型化することができる動力伝達装置の提供を目的としている。

本発明は、駆動力が入力される入力軸と、この入力軸に入力された駆動力によって回転駆動される入力ギヤと、この入力ギヤと噛み合う中間ギヤと、この中間ギヤと一体回転可能に設けられた中間軸と、この中間軸と一体回転可能に設けられた中間出力ギヤと、この中間出力ギヤと噛み合う出力ギヤと、この出力ギヤと一体回転可能に設けられた出力軸とを備えた動力伝達装置であって、前記入力ギヤと前記入力軸とのいずれか一方には、軸方向移動可能で一体回転可能にクラッチ部材が連結され、前記入力軸と前記クラッチ部材との間には、前記入力軸と前記入力ギヤとの間の動力伝達を断続する断続部が設けられ、前記中間軸には、前記クラッチ部材を軸方向に移動操作して前記断続部を断続操作させる操作機構が配置されていることを特徴とする。

この動力伝達装置では、入力ギヤと入力軸とのいずれか一方に軸方向移動可能で一体回転可能にクラッチ部材が連結され、入力軸とクラッチ部材との間に入力軸と入力ギヤとの間の動力伝達を断続する断続部が設けられているので、断続部の接続解除状態において、入力ギヤから先の動力伝達経路に駆動力が伝達されることがなく、燃費を向上することができる。加えて、中間軸にクラッチ部材の移動ストロークを確保する必要がなく、装置の軸方向サイズを小型化することができる。

また、中間軸には、クラッチ部材を軸方向に移動操作して断続部を断続操作させる操作機構が配置されているので、入力軸の周囲に配置される周辺部材との干渉を抑制でき、操作機構の設計変更を容易にして断続部の断続特性を向上することができる。加えて、動力伝達装置の径方向外側に張り出す部材がなくなり、装置の径方向サイズを小型化することができる。

従って、このような動力伝達装置では、断続部の接続解除状態で中間軸側に駆動力が伝達されることがなく、装置の軸方向サイズや径方向サイズを小型化することができるので、燃費向上を図りつつ、小型化することができる。

本発明によれば、燃費向上を図りつつ、小型化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という効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が搭載された車両の動力系を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。

まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両の動力系の一例について説明する。なお、ここでは、第１実施形態に係る動力伝達装置１を適用した動力系とするが、他の実施形態に係る動力伝達装置も第１実施形態の動力伝達装置１と同様に適用することができる。

図１に示すように、車両の動力系は、エンジン２０１と電動モータ２０３との間を選択的に断続するクラッチ２０５が設けられた駆動源と、変速機構としてのトランスミッション２０７と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ２０９と、前車軸２１１，２１３と、前輪２１５，２１７と、動力伝達装置１と、プロペラシャフト２１９と、前輪側から後輪側へ伝達される駆動トルクを差動制限機能を生じて伝達するカップリング２２１と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフ２２３と、後車軸２２５，２２７と、後輪２２９，２３１と、リヤデフ２２３と後車軸２２５との間の動力伝達を断続するアクスルディスコネクト２３３などから構成されている。

このように構成された車両の動力系では、駆動源の駆動トルクがトランスミッション２０７を介してフロントデフ２０９に伝達される。このフロントデフ２０９に伝達された駆動トルクは、前車軸２１１，２１３を介して前輪２１５，２１７に配分されると共に、デフケース２３５に連結された入力軸３を介して動力伝達装置１に伝達される。

この動力伝達装置１に伝達された駆動トルクは、断続部１９が接続状態であるとき、変速ギヤ組３９を介して中間軸９に伝達され、方向変換ギヤ組４１を介して出力軸１５に伝達される。この出力軸１５に伝達された駆動トルクは、プロペラシャフト２１９を介してカップリング２２１に伝達されてリヤデフ２２３に伝達される。このとき、アクスルディスコネクト２３３は、断続部１９の断続と同期して作動するシフトアクチュエータ２３７によって接続状態とされている。このため、カップリング２２１を介してリヤデフ２２３に伝達された駆動トルクは、後車軸２２５，２２７から後輪２２９，２３１に配分され、車両は前後輪駆動の四輪駆動状態になる。

また、断続部１９の接続が解除状態であるとき、駆動源からの駆動トルクが入力ギヤ５以降の動力伝達系には伝達されず、車両は前輪駆動の二輪駆動状態になる。このとき、アクスルディスコネクト２３３は、断続部１９の断続と同期して作動するシフトアクチュエータ２３７によって接続解除状態とされている。このため、車両の走行による後輪２２９，２３１側からの回転がリヤデフ２２３に伝達されず、リヤデフ２２３から入力ギヤ５までの動力伝達系の部材が回転することがなく、車両の燃費が向上されている。以下、図２，図３を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。

（第１実施形態）
図２を用いて第１実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置１は、駆動力が入力される入力軸３と、この入力軸３に入力された駆動力によって回転駆動される入力ギヤ５と、この入力ギヤ５と噛み合う中間ギヤ７と、この中間ギヤ７と一体回転可能に設けられた中間軸９と、この中間軸９と一体回転可能に設けられた中間出力ギヤ１１と、この中間出力ギヤ１１と噛み合う出力ギヤ１３と、この出力ギヤ１３と一体回転可能に設けられた出力軸１５とを備えている。

そして、入力ギヤ５には、軸方向移動可能で一体回転可能にクラッチ部材１７が連結され、入力軸３とクラッチ部材１７との間には、入力軸３と入力ギヤ５との間の動力伝達を断続する断続部１９が設けられ、中間軸９には、クラッチ部材１７を軸方向に移動操作して断続部１９を断続操作させる操作機構２１が配置されている。

また、操作機構２１は、電磁石２３を有する。

さらに、クラッチ部材１７には、操作機構２１によって軸方向移動操作される操作部２５が設けられ、断続部１９と操作部２５とは、軸方向位置が互いに近接して配置されている。

また、操作機構２１は、中間ギヤ７と中間出力ギヤ１１との軸方向間に配置されている。

さらに、断続部１９は、入力軸３とクラッチ部材１７との軸方向間に対向配置されクラッチ部材１７の軸方向移動によって噛み合う対向歯２７，２９である。

また、入力ギヤ５とクラッチ部材１７との連結部３１には、クラッチ部材１７を断続部１９の接続方向に移動させるカムが形成されている。

さらに、入力軸３の軸心側には、入力軸３と相対回転可能な駆動軸３３が挿通され、入力軸３と駆動軸３３との径方向間には、入力軸３の内部を区画するシール部材３５が設けられ、シール部材３５の軸方向位置は、断続部１９より入力軸３側に位置されている。

図２に示すように、動力伝達装置１は、ケーシング３７と、入力軸３と、変速ギヤ組３９と、中間軸９と、方向変換ギヤ組４１と、出力軸１５と、クラッチ部材１７と、操作機構２１などから構成されている。

ケーシング３７は、複数の分割ケースからなり、トランスミッションケース２３９側に設けられた組付部４３でトランスミッションケース２３９に組み付けられ、ボルト４５によって固定される。また、ケーシング３７の複数の分割ケースの接合部にはシール手段としてのＯリング４７が配置されると共に、組付部４３とトランスミッションケース２３９との間にはシール手段としてのＯリング４９が配置されている。このケーシング３７内には、入力軸３と、変速ギヤ組３９と、中間軸９と、方向変換ギヤ組４１と、出力軸１５と、クラッチ部材１７と、操作機構２１が収容されている。

入力軸３は、中空状に形成され、２つのベアリングが軸方向に並列して配置されたベアリング５１を介してケーシング３７に回転可能に支持されている。また、入力軸３は、軸方向一端側の外周にフロントデフ２０９のデフケース２３５（図１参照）が一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部５３が形成されている。また、組付部４３における入力軸３の外周面とトランスミッションケース２３９の内周面との径方向間には、ケーシング３７の内部と外部とを区画するシール部材５５が配置されている。この入力軸３には、連結部５３に連結されたデフケース２３５から駆動力が入力され、この入力軸３に入力された駆動力によって変速ギヤ組３９が回転駆動される。

変速ギヤ組３９は、大径ギヤである入力ギヤ５と小径ギヤである中間ギヤ７とからなる円筒ヘリカルギヤ組で構成され、入力ギヤ５に入力された駆動力を変速する。入力ギヤ５は、軸方向両側を一対のベアリング５７，５９を介してケーシング３７に回転可能に支持されている。この入力ギヤ５には、中間ギヤ７が噛み合っている。

中間ギヤ７は、中間軸９の一端側に連続する一部材で形成されている。この中間ギヤ７は、入力ギヤ５と噛み合うことにより、入力ギヤ５から伝達される駆動力を増速して中間軸９に伝達する。

中間軸９は、軸心が入力軸３と平行に配置され、軸方向両側を一対のベアリング６１，６３を介してケーシング３７に回転可能に支持されている。この中間軸９の他端側外周には、スプライン形状の連結部６５が形成され、中間軸９の外周に形成された段部と連結部６５に固定される固定手段としてのワッシャ６７との間で方向変換ギヤ組４１を構成する中間出力ギヤ１１が一体回転可能に連結されている。

方向変換ギヤ組４１は、大径のリングギヤである中間出力ギヤ１１と、小径のピニオンである出力ギヤ１３とからなるベベルギヤ組で変速駆動されるように構成され、中間軸９に入力された駆動力を方向変換する。中間出力ギヤ１１は、中間軸９に入力された駆動力によって回転駆動され、出力ギヤ１３と噛み合っている。

出力ギヤ１３は、出力軸１５の一端に出力軸１５と連続する一部材で形成されている。この出力ギヤ１３は、中間出力ギヤ１１と噛み合うことにより、中間出力ギヤ１１から伝達される駆動力を方向変換して出力軸１５に伝達する。

出力軸１５は、軸心が中間軸９と直交する方向に配置され、軸方向両側を一対のベアリング６９，７１を介してケーシング３７に回転可能に支持されている。この出力軸１５の端部外周には、スプライン形状の連結部７３が形成され、プロペラシャフト２１９（図１参照）側に連結された出力部材７５が一体回転可能に連結され、ナット７７によって軸方向位置が固定されている。また、出力部材７５とケーシング３７との間には、ケーシング３７の内部と外部とを区画するシール部材７９が配置されている。また、出力部材７５には、シール部材７９を飛び石などから保護するダストカバー８１が配置されている。この出力軸１５には、入力軸３と入力ギヤ５との間に配置されたクラッチ部材１７の軸方向移動により、断続部１９が接続されて入力軸３側から駆動力が伝達される。

クラッチ部材１７は、凹凸形状の連結部３１が形成され、入力ギヤ５に形成された凹凸形状の連結部に軸方向移動可能で一体回転可能に連結されている。この連結部３１は、凹凸部の回転方向の対向面に同一傾斜のカムが形成されている。この連結部３１のカムは、クラッチ部材１７が断続部１９の接続方向に移動され断続部１９の接続によってクラッチ部材１７が回転されたときに、互いの回転方向の対向面が係合することにより、クラッチ部材１７をさらに断続部１９の接続方向に移動させ、断続部１９の接続を強化させる。このクラッチ部材１７と入力軸３との軸方向間には、断続部１９が設けられている。

断続部１９は、入力軸３とクラッチ部材１７との軸方向間に対向配置されクラッチ部材１７の軸方向移動によって噛み合う対向歯２７，２９となっている。この対向歯２７，２９は、互いに噛み合うことによって、入力軸３と入力ギヤ５との間の動力伝達が可能となり、入力ギヤ５以降へ駆動力が伝達されて出力軸１５に出力される。また、対向歯２７，２９の噛み合いが解除されると、クラッチ部材１７が回転されないので、入力ギヤ５以降に駆動力が伝達されることがない。このため、断続部１９の接続解除状態で、動力伝達装置１の駆動源からの駆動力によって回転駆動される箇所を最小限に抑えることができ、燃費を向上することができる。

ここで、入力軸３の軸心側には、フロントデフ２０９（図１参照）と前車軸２１３（図１参照）とを連結する駆動軸３３が入力軸３と相対回転可能に挿通されている。この駆動軸３３と入力軸３との径方向間には、入力軸３の内部を区画するシール手段及び摺動部材としてのＸリングからなるシール部材３５が設けられている。

このシール部材３５は、軸方向位置が断続部１９より入力軸３側に位置されている。このようにシール部材３５を配置することにより、トランスミッションケース２３９側から入力軸３の内周と駆動軸３３の外周との間を流通する潤滑油がケーシング３７の内部に流入されることがなくなる。また、ケーシング３７の内部にもトランスミッションケース２３９に収容された潤滑油とは異なる潤滑油が封入されているが、このケーシング３７に収容された潤滑油は、変速ギヤ組３９や方向変換ギヤ組４１などのギヤによって掻き上げられながら循環される。

このため、断続部１９が接続解除状態であるときには、潤滑油のケーシング３７内での循環が抑制されることになるが、クラッチ部材１７及び入力ギヤ５以降の部材は回転駆動されないので、ケーシング３７内での摺動が少なくなり、ケーシング３７内に封入させる潤滑油量を低減させることができる。なお、駆動軸３３を支持するベアリング８３に隣接するケーシング３７と駆動軸３３との間には断続部１９が接続解除状態であっても摺動が発生するので、シール手段及び摺動部材としての無潤滑可能なＸリング８５が配置されると共に、ベアリング８３も自己潤滑可能なシールベアリングとなっている。

このような断続部１９を断続するクラッチ部材１７は、中間軸９に配置された操作機構２１によって軸方向移動操作される。操作機構２１は、中間軸９の外周に配置された環状の非磁性材料からなる支持部材８７上で中間ギヤ７と中間出力ギヤ１１との軸方向間に配置され、電磁石２３と、可動部材８９と、シフトフォーク９１とを備えている。

電磁石２３は、ケーシング３７に対して回り止め部材（不図示）などによって回り止めされ、電磁コイル９３と、コア９５とを備えている。電磁コイル９３は、樹脂でモールド成形され、コア９５に収容されている。コア９５は、磁性材料から形成され、電磁コイル９３に接続されるリード線（不図示）がケーシング３７外部に引き出されてコントローラ（不図示）に接続されており、コントローラによって電磁コイル９３への通電が制御されている。この電磁石２３の内径側には、可動部材８９が配置され、電磁石２３への通電により可動部材８９が移動操作される。

可動部材８９は、プランジャ９７と、移動部材９９とを備えている。プランジャ９７は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定されたエアギャップをもって電磁石２３の内径側に配置されている。このプランジャ９７の内周には、移動部材９９が一体に固定されている。

移動部材９９は、非磁性材料から形成され、プランジャ９７の内周側から中間軸９側へ磁束が漏れることを防止している。また、移動部材９９は、支持部材８７の外周に軸方向移動可能に配置されている。また、移動部材９９と中間出力ギヤ１１との軸方向間には、移動部材９９を断続部１９の接続解除方向に付勢するリターンスプリング９８が配置されている。この移動部材９９には、シフトフォーク９１が固定されている。

シフトフォーク９１は、内径側が移動部材９９の外周に移動部材９９と軸方向に一体移動可能に固定されている。このシフトフォーク９１の外径側は、クラッチ部材１７に形成された環状の凹部からなる操作部２５に嵌合されている。この操作部２５は、軸方向位置が断続部１９に近接して配置されており、クラッチ部材１７の軸方向サイズが小型化されている。加えて、操作機構２１の作動による断続部１９の断続応答性が向上されている。このシフトフォーク９１は、移動部材９９の軸方向移動によって一体的に軸方向移動され、操作部２５を介してクラッチ部材１７を断続部１９の接続方向に移動させ、断続部１９を接続させる。

このように構成された動力伝達装置１では、電磁石２３の励磁によりコア９５とプランジャ９７とを透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ９７が中間出力ギヤ１１側に移動操作され、移動部材９９がリターンスプリング９８の付勢力に抗して移動される（図２における中間軸９の半径方向上側に示す）。この可動部材８９の移動により、シフトフォーク９１が一体的に軸方向移動され、操作部２５を介してクラッチ部材１７が断続部１９の接続方向に移動され、対向歯２７，２９が噛み合って断続部１９が接続状態となる（図２における断続部１９の半径方向下側に示す）。この断続部１９の接続によって、入力軸３とクラッチ部材１７との間の動力伝達が可能となり、入力ギヤ５以降に駆動力が伝達される。

また、断続部１９の接続解除は、電磁石２３への通電を停止することにより移動部材９９がリターンスプリング９８の付勢力によって中間ギヤ７側に移動操作される（図２における中間軸９の半径方向下側に示す）。この移動部材９９の移動により、シフトフォーク９１が一体的に軸方向移動され、操作部２５を介してクラッチ部材１７が断続部１９の接続解除方向に移動され、対向歯２７，２９の噛み合いが解除されて断続部１９が接続解除状態となる（図２における断続部１９の半径方向上側に示す）。この断続部１９の接続解除によって、入力軸３とクラッチ部材１７との間の動力伝達が遮断され、入力ギヤ５以降への駆動力の伝達が遮断される。なお、このときには、上述したように図１に示すアクスルディスコネクト２３３も接続解除状態とされており、車両の走行による後輪２２９，２３１側からの回転がリヤデフ２２３に伝達されず、リヤデフ２２３から入力ギヤ５までの動力伝達系の部材が回転することがない。

このような動力伝達装置１では、入力ギヤ５に軸方向移動可能で一体回転可能にクラッチ部材１７が連結され、入力軸３とクラッチ部材１７との間に入力軸３と入力ギヤ５との間の動力伝達を断続する断続部１９が設けられているので、断続部１９の接続解除状態において、入力ギヤ５から先の動力伝達経路に駆動力が伝達されることがなく、燃費を向上することができる。加えて、中間軸９にクラッチ部材１７の移動ストロークを確保する必要がなく、装置の軸方向サイズを小型化することができる。

また、中間軸９には、クラッチ部材１７を軸方向に移動操作して断続部１９を断続操作させる操作機構２１が配置されているので、入力軸３の周囲に配置される周辺部材との干渉を抑制でき、操作機構２１の設計変更を容易にして断続部１９の断続特性を向上することができる。加えて、動力伝達装置１の径方向外側に張り出す部材がなくなり、装置の径方向サイズを小型化することができる。

従って、このような動力伝達装置１では、断続部１９の接続解除状態で中間軸９側に駆動力が伝達されることがなく、装置の軸方向サイズや径方向サイズを小型化することができるので、燃費向上を図りつつ、小型化することができる。

また、操作機構２１は、電磁石２３を有するので、小型の起動源である電磁石２３をケーシング３７の内部に配置させることができ、装置を小型化することができる。加えて、操作機構２１の作動が電磁石２３への通電によって制御されるので、クラッチ部材１７の操作精度を向上することができ、断続部１９の断続特性を向上することができる。

さらに、クラッチ部材１７には、操作機構２１によって軸方向移動操作される操作部２５が設けられ、断続部１９と操作部２５とは、軸方向位置が互いに近接して配置されているので、クラッチ部材１７の軸方向サイズを小型化することができると共に、操作機構２１の作動による断続部１９の断続応答性を向上することができる。

また、操作機構２１は、中間ギヤ７と中間出力ギヤ１１との軸方向間に配置されているので、操作機構２１が中間軸９上で軸方向に張り出すことがなく、装置を小型化することができる。

さらに、断続部１９は、入力軸３とクラッチ部材１７との軸方向間に対向配置されクラッチ部材１７の軸方向移動によって噛み合う対向歯２７，２９であるので、クラッチ部材１７の軸方向の移動ストロークを縮小することができると共に、断続部１９の接続における安定性を向上することができる。

また、入力ギヤ５とクラッチ部材１７との連結部３１には、クラッチ部材１７を断続部１９の接続方向に移動させるカムが形成されているので、断続部１９の接続状態を確実に保持することができる。

さらに、入力軸３と駆動軸３３との径方向間に設けられたシール部材３５は、軸方向位置が断続部１９より入力軸３側に位置されているので、断続部１９がどのような状態であっても、入力軸３の内周と駆動軸３３の外周との間を流通する潤滑油が断続部１９側に流入することがなく、潤滑油の混入を防止することができる。

（第２実施形態）
図３を用いて第２実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置１０１は、入力ギヤ５には、軸方向移動可能で一体回転可能にクラッチ部材１０３が連結され、入力軸３とクラッチ部材１０３との間には、入力軸３と入力ギヤ５との間の動力伝達を断続する断続部１９が設けられ、中間軸９には、クラッチ部材１０３を軸方向に移動操作して断続部１９を断続操作させる操作機構１０５が配置されている。

また、操作機構１０５は、カム機構１０７を有している。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。

図３に示すように、クラッチ部材１０３は、外周側にスプライン形状の連結部１０９が形成され、入力ギヤ５の内周側に形成されたスプライン形状の連結部に軸方向移動可能で一体回転可能に連結されている。このクラッチ部材１０３は、中間軸９に配置された操作機構１０５によって軸方向移動操作される。操作機構１０５は、中間軸９の外周上で中間ギヤ７と中間出力ギヤ１１との軸方向間に配置され、カム機構１０７と、シフトフォーク１１１とを備えている。

カム機構１０７は、ギヤ部材１１３と、カムリング１１５と、カムボール１１７とを備えている。ギヤ部材１１３は、内径側がニードルベアリング１１９を介して中間軸９と相対回転可能に配置されている。また、ギヤ部材１１３と中間軸９との軸方向間には、カム機構１０７で生じるスラスト反力を受けるスラストベアリング１２１が配置されている。このギヤ部材１１３は、電動モータ（不図示）のモータ軸と噛み合っており、電動モータの作動によって回転駆動される。

カムリング１１５は、ギヤ部材１１３の外周上に軸方向移動可能に配置され、ケーシング３７に対して回り止めがなされている。このカムリング１１５は、カム機構１０７で生じるスラスト力によって中間出力ギヤ１１側に軸方向移動され、シフトフォーク１１１を押圧移動させる。

カムボール１１７は、ギヤ部材１１３とカムリング１１５とに周方向に形成されたカム面を対向させ、このカム面間に介在されている。このカムボール１１７は、ギヤ部材１１３の回転によってギヤ部材１１３とカムリング１１５との間に差回転が生じることにより、カムリング１１５を中間出力ギヤ１１側へ軸方向押圧移動させるカムスラスト力を発生させる。このカム機構１０７によってシフトフォーク１１１が軸方向移動操作される。

シフトフォーク１１１は、ギヤ部材１１３の外周上に軸方向移動可能に配置されると共に、カムリング１１５と軸方向に隣接配置されている。また、シフトフォーク１１１と中間出力ギヤ１１との軸方向間には、シフトフォーク１１１を断続部１９の接続解除方向に付勢するリターンスプリング１２３が配置されている。このシフトフォーク１１１は、カム機構１０７のカムスラスト力の発生によるカムリング１１５の軸方向移動によって、リターンスプリング１２３の付勢力に抗して軸方向に押圧移動され、操作部２５を介してクラッチ部材１０３を断続部１９の接続方向に移動させ、断続部１９を接続させる。

このように構成された動力伝達装置１０１では、電動モータの作動によりギヤ部材１１３とカムリング１１５との間に差回転が生じることによって、カムリング１１５が中間出力ギヤ１１側に移動操作され、シフトフォーク１１１がリターンスプリング１２３の付勢力に抗して押圧移動される。このシフトフォーク１１１の移動により、操作部２５を介してクラッチ部材１０３が断続部１９の接続方向に移動され、対向歯２７，２９が噛み合って断続部１９が接続状態となる。この断続部１９の接続によって、入力軸３とクラッチ部材１０３との間の動力伝達が可能となり、入力ギヤ５以降に駆動力が伝達される。

また、断続部１９の接続解除は、電動モータを逆回転に作動させることによりギヤ部材１１３が逆回転し、カムボール１１７が初期位置に配置される。このとき、シフトフォーク１１１がリターンスプリング１２３の付勢力によって中間ギヤ７側に移動操作され、カムリング１１５が初期位置に配置される。このシフトフォーク１１１の移動により、操作部２５を介してクラッチ部材１０３が断続部１９の接続解除方向に移動され、対向歯２７，２９の噛み合いが解除されて断続部１９が接続解除状態となる。この断続部１９の接続解除によって、入力軸３とクラッチ部材１０３との間の動力伝達が遮断され、入力ギヤ５以降への駆動力の伝達が遮断される。

このような動力伝達装置１０１では、入力ギヤ５に軸方向移動可能で一体回転可能にクラッチ部材１０３が連結され、入力軸３とクラッチ部材１０３との間に入力軸３と入力ギヤ５との間の動力伝達を断続する断続部１９が設けられているので、断続部１９の接続解除状態において、入力ギヤ５から先の動力伝達経路に駆動力が伝達されることがなく、燃費を向上することができる。加えて、中間軸９にクラッチ部材１０３の移動ストロークを確保する必要がなく、装置の軸方向サイズを小型化することができる。

また、中間軸９には、クラッチ部材１０３を軸方向に移動操作して断続部１９を断続操作させる操作機構１０５が配置されているので、入力軸３の周囲に配置される周辺部材との干渉を抑制でき、操作機構１０５の設計変更を容易にして断続部１９の断続特性を向上することができる。加えて、動力伝達装置１０１の径方向外側に張り出す部材がなくなり、装置の径方向サイズを小型化することができる。

従って、このような動力伝達装置１０１では、断続部１９の接続解除状態で中間軸９側に駆動力が伝達されることがなく、装置の軸方向サイズや径方向サイズを小型化することができるので、燃費向上を図りつつ、小型化することができる。

また、操作機構１０５は、カム機構１０７を有しているので、小さな起動力で大きなクラッチ部材１０３の操作力を発生させることができ、装置を小型化しつつ、クラッチ部材１０３の操作安定性を向上することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、操作機構を作動させる起動源として電磁石や電動モータを例示しているが、油圧シリンダ−ピストンやシフトフォークを直接移動させるシフトロッドなどクラッチ部材を軸方向移動操作できる構成であれば、操作機構を作動させる起動源はどのような形態であってもよい。

また、クラッチ部材は、断続部が接続解除された状態で、入力軸あるいは入力ギヤのいずれかに軸方向移動可能で一体回転可能に連結されていてもよい。クラッチ部材を入力ギヤ側に常時連結させておけば、断続部が接続解除状態で、クラッチ部材を静止させることができ、摺動部の摺動抵抗や潤滑オイルの撹拌抵抗を低減できる。一方、クラッチ部材を入力軸側に常時連結させておけば、クラッチ部材を常時回転させることにより摺動部への潤滑オイルの取り込みができ、クラッチ部材の作動レスポンスを向上させることができる。

１，１０１…動力伝達装置
３…入力軸
５…入力ギヤ
７…中間ギヤ
９…中間軸
１１…中間出力ギヤ
１３…出力ギヤ
１５…出力軸
１７，１０３…クラッチ部材
１９…断続部
２１，１０５…操作機構
２３…電磁石
２５…操作部
２７，２９…対向歯
３１…連結部
３３…駆動軸
３５…シール部材

Claims (7)

1. 駆動力が入力される入力軸と、この入力軸に入力された駆動力によって回転駆動される入力ギヤと、この入力ギヤと噛み合う中間ギヤと、この中間ギヤと一体回転可能に設けられた中間軸と、この中間軸と一体回転可能に設けられた中間出力ギヤと、この中間出力ギヤと噛み合う出力ギヤと、この出力ギヤと一体回転可能に設けられた出力軸とを備えた動力伝達装置であって、
   前記入力ギヤと前記入力軸とのいずれか一方には、軸方向移動可能で一体回転可能にクラッチ部材が連結され、前記入力軸と前記クラッチ部材との間には、前記入力軸と前記入力ギヤとの間の動力伝達を断続する断続部が設けられ、前記中間軸には、前記クラッチ部材を軸方向に移動操作して前記断続部を断続操作させる操作機構が配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記クラッチ部材には、前記操作機構によって軸方向移動操作される操作部が設けられ、前記断続部と前記操作部とは、軸方向位置が互いに近接して配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
   前記操作機構は、前記中間ギヤと前記中間出力ギヤとの軸方向間に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
   前記断続部は、前記入力軸と前記クラッチ部材との軸方向間に対向配置され前記クラッチ部材の軸方向移動によって噛み合う対向歯であることを特徴とする動力伝達装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
   前記入力ギヤと前記クラッチ部材との連結部には、前記クラッチ部材を前記断続部の接続方向に移動させるカムが形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
   前記入力軸の軸心側には、前記入力軸と相対回転可能な駆動軸が挿通され、前記入力軸と前記駆動軸との径方向間には、前記入力軸の内部を区画するシール部材が設けられ、前記シール部材の軸方向位置は、前記断続部より前記入力軸側に位置されていることを特徴とする動力伝達装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
   前記操作機構は、電磁石を有することを特徴とする動力伝達装置。

Images