JP2013159300A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータによるケーシングの大型化や周辺部材への影響を抑制することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】ケーシング３と、このケーシング３に回転可能に支持され駆動力が入力される第１回転軸５と、この第１回転軸５に伝達された駆動力を出力する第２回転軸７と、第１回転軸５に設けられ駆動力が入力される入力部９と、第１回転軸５に設けられ入力部９に伝達された駆動力を第２回転軸７に出力する出力部１１と、入力部９と出力部１１との間に設けられ入力部９と出力部１１との間の動力伝達を断続する断続部材１３と、この断続部材１３を作動させるアクチュエータ１５とを備えた動力伝達装置１において、アクチュエータ１５を、環状に形成しケーシング３内で第１回転軸５と同軸上に配置した。
【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、ケーシングと、このケーシングに回転可能に支持され駆動力が入力される第１回転軸と、この第１回転軸に伝達された駆動力を出力する第２回転軸と、第１回転軸に設けられ駆動力が入力される入力部と、第１回転軸に設けられ入力部に伝達された駆動力を第２回転軸に出力する出力部と、入力部と出力部との間に設けられ入力部と出力部との間の動力伝達を断続する断続部材と、この断続部材を作動させるアクチュエータ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、断続部材を作動させるアクチュエータが油圧式アクチュエータとなっている。このアクチュエータは、ケーシングに設けられたシリンダ室内にピストンが配置され、このピストンと連動するロッドが断続部材を操作している。また、シリンダ室内にオイルを供給してピストンを作動させるオイルポンプや油圧回路などは、ケーシングの外部に設けられている。

特開２００９−２６９６０５号公報

しかしながら、上記特許文献１のような動力伝達装置では、アクチュエータがケーシングの内部や外部に広く配置構成されているので、ケーシングの内部ではアクチュエータを設けるための配置スペースを広く確保する必要があるだけでなく、ケーシングの外部ではアクチュエータが周辺部材の配置環境に影響を与えていた。

そこで、この発明は、アクチュエータによるケーシングの大型化や周辺部材への影響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ている。

本発明は、ケーシングと、このケーシングに回転可能に支持され駆動力が入力される第１回転軸と、この第１回転軸に伝達された駆動力を出力する第２回転軸と、前記第１回転軸に設けられ駆動力が入力される入力部と、前記第１回転軸に設けられ前記入力部に伝達された駆動力を前記第２回転軸に出力する出力部と、前記入力部と前記出力部との間に設けられ前記入力部と前記出力部との間の動力伝達を断続する断続部材と、この断続部材を作動させるアクチュエータとを備えた動力伝達装置であって、前記アクチュエータは、環状に形成され前記ケーシング内で前記第１回転軸と同軸上に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、アクチュエータが環状に形成されケーシング内で第１回転軸と同軸上に配置されているので、アクチュエータがケーシングの外部に張り出すことがないと共に、アクチュエータがケーシングの内部で広く配置されることがない。

従って、このような動力伝達装置では、アクチュエータをケーシング内にコンパクトに収容させることができ、アクチュエータによるケーシングの大型化や周辺部材への影響を抑制することができる。

本発明によれば、アクチュエータによるケーシングの大型化や周辺部材への影響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適用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１実施形態に係る動力伝達装置の断続部の変形例を示す断面図である。 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。 本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置の概略図である。

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を用いているが、他の実施形態に係る動力伝達装置も動力伝達装置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、エンジンや電動モータなどの駆動源３０１と、変速機構としてのトランスミッション３０３と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ３０５と、前車軸３０７，３０９と、前輪３１１，３１３と、動力伝達装置１と、プロペラシャフト３１５と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフ３１７と、リヤデフ３１７から一方の後輪側へ伝達される駆動力を制御可能に断続するアクスルディスコネクト３１９と、後車軸３２１，３２３と、後輪３２５，３２７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３０１の駆動力がトランスミッション３０３を介してフロントデフ３０５に伝達される。このフロントデフ３０５に伝達された駆動力は、前車軸３０７，３０９を介して前輪３１１，３１３に配分されると共に、フロントデフ３０５のデフケース３２９に連結された第１回転軸５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に伝達された駆動力は、断続部材１３が接続状態であると、入力部９と出力部１１との間の動力伝達が可能となり、ギヤ組１７で方向変換されて第２回転軸７からプロペラシャフト３１５を介してリヤデフ３１７に伝達される。

このとき、アクスルディスコネクト３１９は、動力伝達装置１の断続部材１３と同期して作動されて接続状態に制御される。このリヤデフ３１７に伝達された駆動力は、後車軸３２１，３２３から後輪３２５，３２７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、車両が前輪駆動の二輪駆動状態になる場合には、動力伝達装置１の断続部材１３が接続解除状態となり、入力部９と出力部１１との間の動力伝達が遮断され、駆動源３０１の駆動力が第２回転軸７に伝達されず、後輪側への駆動力の伝達が遮断される。

このとき、アクスルディスコネクト３１９は、動力伝達装置１の断続部材１３と同期して作動されて接続解除状態に制御される。この状態では、車両の走行による後輪３２７の回転がアクスルディスコネクト３１９で遮断され、リヤデフ３１７のデフケース３３７に入力されることがない。また、車両の走行による後輪３２５の回転は、リヤデフ３１７のサイドギヤ３３１に入力されてピニオン３３３を回転させ、サイドギヤ３３５を回転させるが、デフケース３３７を回転させることがなく、デフケース３３７とプロペラシャフト３１５とに設けられた方向変換ギヤ組３３９を回転させることがない。

このように車両の二輪駆動状態では、動力伝達装置１の断続部材１３とアクスルディスコネクト３１９とを接続解除状態とすることにより、デフケース３３７及びこのデフケース３３７に固定されたリングギヤ３３８、プロペラシャフト３１５や方向変換ギヤ組３３９などの回転を防止し、無駄な回転系を削減して燃費向上を図ることができる。以下、図２〜図５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，図３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、ケーシング３と、このケーシング３に回転可能に支持され駆動力が入力される第１回転軸５と、この第１回転軸５に伝達された駆動力を出力する第２回転軸７と、第１回転軸５に設けられ駆動力が入力される入力部９と、第１回転軸５に設けられ入力部９に伝達された駆動力を第２回転軸７に出力する出力部１１と、入力部９と出力部１１との間に設けられ入力部９と出力部１１との間の動力伝達を断続する断続部材１３と、この断続部材１３を作動させるアクチュエータ１５とを備えている。

そして、アクチュエータ１５は、環状に形成されケーシング３内で第１回転軸５と同軸上に配置されている。

また、アクチュエータ１５は、入力部９上に配置されている。

さらに、出力部１１と第２回転軸７とは、互いに噛み合うギヤ組１７を有し、アクチュエータ１５の外径は、第２回転軸７のギヤ部１９の先端側の径方向範囲内に配置されている。

図２に示すように、動力伝達装置１は、ケーシング３と、第１回転軸５と、ギヤ組１７と、第２回転軸７と、断続部材１３と、アクチュエータ１５などから構成されている。

ケーシング３は、内部に各種部材の収容空間が広く形成されたケーシング本体２１と、主に出力部１１の支持部を備えケーシング本体２１をボルト２２などの結合部材を用いて閉塞するカバー２３とからなり、ケーシング本体２１の端部がトランスミッション３０３（図１参照）やフロントデフ３０５（図１参照）を収容するケーシングに固定される。このケーシング３内には、第１回転軸５が回転可能に収容されている。

第１回転軸５は、入力部９と、出力部１１とを備えている。入力部９は、中空状に形成され、外周がベアリング２５を介してケーシング３に回転可能に支持されている。なお、このベアリング２５は、入力部９の外周を周方向の４箇所で支持する４点接触軸受となっており、入力部９の支持が安定化されているが、入力部９を軸方向に２点支持する一対のベアリングを用いてもよい。また、入力部９とケーシング３との径方向間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材２７が配置されている。

この入力部９の内周側には、フロントデフ３０５のサイドギヤ３４１（図１参照）と前車軸３０９（図１参照）との間に連結されるシャフト２９（図１参照）が入力部９と相対回転可能に挿通されている。この入力部９の軸方向一端部の外周には、フロントデフ３０５のデフケース３２９（図１参照）に一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部３１が形成され、入力部９に駆動力が入力される。この入力部９に入力された駆動力は、出力部１１に出力される。

なお、入力部９は、ケーシング３に対する支持ベアリング２５と、フロントデフ３０５のデフケース３２９（図１参照）のボス部スプラインに連結するスプライン形状の連結部３１とにより、軸心の傾きが防止され正規な回転が可能である。

出力部１１は、中空状に形成され、軸心が入力部９の軸心と同心となるように入力部９と直列に配置され、ベアリング３３，３５を介してケーシング３のカバー２３に入力部９と相対回転可能に支持されている。また、出力部１１の端部には、ナット３７がねじ締結され、ベアリング３３，３５に予圧が付与されると共に出力部１１の軸方向位置が位置決めされる。また、出力部１１の端部外周面とケーシング３との径方向間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材３９がカバー２３の端部内周面に固定配置されている。また、出力部１１の軸方向一端部内周と入力部９の軸方向他端部外周との径方向間には、ケーシング３の内部と出力部１１の内部とを区画するシール部材４１が配置されている。

なお、このシール部材４１は、ケーシング３内の第１の潤滑油とトランスミッション３０３（図１参照）側のケーシング内の第２の潤滑油との混合を防止するため、２つのリップ部を有する２液シールを用いている。

この出力部１１の内周側には、入力部９と同様にシャフト２９（図１参照）が出力部１１と相対回転可能に挿通されている。このシャフト２９と出力部１１との径方向間には、出力部１１の内部を区画するシール部材４３が配置されており、第２の潤滑油が外部へ漏れ出すのを防止している。この出力部１１の軸方向一端部外周には、入力部９から伝達された駆動力を方向変換して出力するギヤ組１７を構成するギヤ部４５が設けられている。

ギヤ組１７は、出力部１１と一体形成又は溶接、圧入などの固定手段を用いて一体化された大径のリングギヤであるギヤ部４５と、小径のピニオンであるギヤ部１９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、出力部１１に伝達された駆動力を方向変換する。このギヤ組１７を構成する小径のピニオンであるギヤ部１９は、第２回転軸７の軸方向一端側に第２回転軸７と連続する一部材で形成され、出力部１１から出力された駆動力を方向変換して第２回転軸７に伝達する。

第２回転軸７は、軸心が第１回転軸５の軸心と直交する方向に配置され、軸方向に配置された２つのベアリング４７，４９を介してケーシング３のケーシング本体２１に回転可能に支持されている。この第２回転軸７の他端側外周には、スプライン形状の連結部５１が形成され、プロペラシャフト３１５（図１参照）に連結される連結部材５３が一体回転可能に連結されている。

連結部材５３は、第２回転軸７の端部にナット５５をねじ締結することによって軸方向位置が固定されると共に、ベアリング４７，４９に予圧が付与され第２回転軸７の軸方向位置が位置決めされる。また、連結部材５３とケーシング３との径方向間にはケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材５７が配置されると共に、連結部材５３の外周にはシール部材５７のリップ部と摺動するダストカバー５９が配置されている。この連結部材５３に第２回転軸７を介して伝達された駆動力は、プロペラシャフト３１５（図１参照）を介してリヤデフ３１７（図１参照）に伝達される。

このような第１回転軸５から第２回転軸７への動力伝達は、入力部９と出力部１１との間に設けられた断続部材１３によって断続される。

断続部材１３は、中空状に形成され、内周が入力部９の外周に形成されたスプライン形状の連結部６１に入力部９と一体回転可能で軸方向移動可能に連結されている。また、ギヤ部４５の内周側であって断続部材１３と入力部９との軸方向間には、断続部材１３を断続部６５の接続解除方向に付勢するリターンスプリング６３が配置されている。この断続部材１３と出力部１１との軸方向の対向面には、軸方向に対向する一対のドグクラッチ歯からなる断続部６５が設けられている。

断続部６５は、断続部材１３と出力部１１との軸方向に対向する対向面にそれぞれ設けられた複数の対向歯６７，６９の噛み合いとなっている。この断続部６５は、対向歯６７，６９が噛み合うと、入力部９と出力部１１との間の動力伝達が可能となり、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部９に入力された駆動力が出力部１１を介して第２回転軸７に伝達され、プロペラシャフト３１５（図１参照）を介してリヤデフ３１７（図１参照）に出力される。

なお、断続部材１３と入力部９との間の連結部６１は、軸方向の歯すじがわずかに回転方向に傾斜し、噛み合い歯面同士が、断続部６５を接続方向に付勢するカム面としてカム作用を伴い、より強固な接続を可能として駆動力の伝達機能を高めている。

一方、断続部６５は、対向歯６７，６９の噛み合いが解除されると、入力部９と出力部１１との間の動力伝達が遮断され、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部９に入力された駆動力が出力部１１に伝達されず、ギヤ組１７以降の回転系が回転されることがなく、車両の燃費向上を図ることができる。

なお、断続部６５は、図３に示すような断続部６５ａであってもよい。詳細には、断続部６５ａは、断続部材１３と出力部１１との径方向に対向する対向面にそれぞれ設けられた複数の対向歯６７ａ，６９ａの噛み合いとなっている。この複数の対向歯６７ａ，６９ａは、それぞれ断続部材１３の外周及び出力部１１の内周に軸方向等間隔に複数列（ここでは３列）形成されると共に、それぞれの列において周方向等間隔に複数個形成されている。

このような断続部６５，６５ａは、断続部材１３の軸方向移動によって断続され、断続部材１３はアクチュエータ１５によって軸方向移動操作される。

アクチュエータ１５は、それぞれ環状に形成されケーシング３内で第１回転軸５と同軸上に配置された電磁石７１と、可動部材７３とを備えている。電磁石７１は、入力部９の外周側に配置されてケーシング３内に固定支持され、電磁コイル７５と、コア７７とを備えている。

電磁コイル７５は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。また、電磁コイル７５は、巻線の端部がリード線と連結し、リード線はケーシング３に設けられた開孔にグロメットを介して外部に引き出され、ケーシング３の外部に配置された通電を制御するコントローラ（不図示のＥＣＵ）に接続されている。なお、このコントローラは、電磁石７１の他に車両に設けられた各種センサやアクスルディスコネクト３１９（図１参照）にも接続され、電磁石７１の通電と共にアクスルディスコネクト３１９の断続も連動制御している。この電磁コイル７５の周囲には、コア７７が配置されている。

コア７７は、電磁コイル７５への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有している。このコア７７は、電磁コイル７５の周囲を覆い、内径側に配置された可動部材７３としてのプランジャ７９とで、電磁コイル７５への通電によって磁束ループを形成させ、可動部材７３を軸方向に移動操作する。なお、可動部材７３としてのプランジャ７９は、第１回転軸５（本実施形態では入力部７）の外径側で同軸上に配置されている。

可動部材７３は、電磁石７１の内径側で入力部９の外周に軸方向移動可能に支持され、環状のプランジャ７９と、リング部材８１とを備えている。プランジャ７９は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石７１の内径側に配置されている。このプランジャ７９の内周には、リング部材８１が一体に固定されている。

リング部材８１は、非磁性材料から形成され、プランジャ７９の内周側から入力部９側へ磁束が漏れることを防止している。このリング部材８１の断続部材１３側の端面は、断続部材１３の軸方向の対向面に当接され、電磁石７１によって作動される可動部材７３による軸方向の移動操作力を断続部材１３に伝達し、断続部材１３を断続部６５の接続方向に押圧操作する。

このようなアクチュエータ１５は、入力部９の外周上において、第２回転軸７のギヤ部１９の先端側の径方向範囲内、すなわち第１回転軸５の軸方向におけるギヤ部１９の径方向サイズ内でギヤ部１９と径方向にオーバーラップして配置されている。このようにアクチュエータ１５を配置させることにより、ケーシング３を第１回転軸５の軸方向にコンパクト化することができ、装置を小型化することができる。

このように構成された動力伝達装置１では、電磁石７１の励磁によりコア７７とプランジャ７９とを透過する磁束で形成されるアクチュエータ完結型の磁束ループを用いることによって、プランジャ７９が断続部材１３側に移動操作され、リング部材８１が断続部材１３を押圧する。この可動部材７３による断続部材１３の押圧操作により、断続部材１３がリターンスプリング６３の付勢力に抗して断続部６５の接続方向に移動され、断続部６５が接続される。

この断続部６５の接続により、入力部９と出力部１１との間の動力伝達が可能となり、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部９に入力された駆動力が出力部１１を介して第２回転軸７に伝達され、プロペラシャフト３１５（図１参照）を介してリヤデフ３１７（図１参照）に出力される。

一方、断続部６５の接続解除では、電磁石７１への通電を停止することにより、断続部材１３がリターンスプリング６３の付勢力によって断続部６５の接続解除方向に移動され、断続部６５の接続が解除される。

この断続部６５の接続解除により、入力部９と出力部１１との間の動力伝達が遮断され、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部９に入力された駆動力が出力部１１に伝達されず、出力部１１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１では、アクチュエータ１５が環状に形成されケーシング３内で第１回転軸５と同軸上に配置されているので、アクチュエータ１５がケーシング３の外部に張り出すことがないと共に、アクチュエータ１５がケーシング３の内部で広く配置されることがない。

従って、このような動力伝達装置１では、アクチュエータ１５をケーシング３内にコンパクトに収容させることができ、アクチュエータ１５によるケーシング３の大型化や周辺部材への影響を抑制することができる。

また、アクチュエータ１５は、入力部９上に配置されているので、コンパクト化されたアクチュエータ１５を入力部９上に配置することによって入力部９を小型化することができる。

さらに、アクチュエータ１５は、第２回転軸７のギヤ部１９の先端側の径方向範囲内に配置されているので、ケーシング３内でアクチュエータ１５をコンパクトに配置してケーシング３を小型化することができ、装置を小型化することができる。

（第２実施形態）
図４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、ケーシング１０３と、このケーシング１０３に回転可能に支持され駆動力が入力される第１回転軸１０５と、この第１回転軸１０５に伝達された駆動力を出力する第２回転軸１０７と、第１回転軸１０５に設けられ駆動力が入力される入力部１０９と、第１回転軸１０５に設けられ入力部１０９に伝達された駆動力を第２回転軸１０７に出力する出力部１１１と、入力部１０９と出力部１１１との間に設けられ入力部１０９と出力部１１１との間の動力伝達を断続する断続部材１１３と、この断続部材１１３を作動させるアクチュエータ１１５とを備えている。

そして、アクチュエータ１１５は、環状に形成されケーシング１０３内で第１回転軸１０５と同軸上に配置されている。

また、アクチュエータ１１５は、出力部１１１上に配置されている。

図４に示すように、動力伝達装置１０１は、ケーシング１０３と、第１回転軸１０５と、ギヤ組１１７と、第２回転軸１０７と、断続部材１１３と、アクチュエータ１１５などから構成されている。

ケーシング１０３は、ケーシング本体１０４、中間ケース１０６、カバー１０８、スリーブ１１０からなる複数の分割ケースからなり、ボルト１１２，１１４などの結合部材を用いて内部に配置される各部材の収容空間を形成し、ケーシング本体１０４の端部がトランスミッション３０３（図１参照）やフロントデフ３０５（図１参照）を収容するケーシングに固定される。このケーシング１０３内には、第１回転軸１０５が回転可能に収容されている。

第１回転軸１０５は、入力部１０９と、出力部１１１とを備えている。入力部１０９は、中空状に形成され、軸方向両端側の外周でそれぞれベアリング１１９，１２１を介してケーシング１０３に回転可能に支持されている。また、入力部１０９とケーシング１０３との径方向間には、ケーシング１０３の内部と外部とを区画するシール部材１２３が配置されている。また、入力部１０９の内周側には、フロントデフ３０５のサイドギヤ３４１（図１参照）と前車軸３０９（図１参照）との間に連結されるシャフト２９が入力部１０９と相対回転可能に挿通されている。このシャフト２９とケーシング１０３との径方向間にはケーシング１０３の内部と外部とを区画するシール部材１２５が配置されと共に、シャフト２９の外周にはシール部材１２５のリップ部と摺動するダストカバー１２７が配置されている。また、入力部１０９とシャフト２９との径方向間には、シール手段としてのＸリング１２９が配置され入力部１０９の内部がトランスミッション３０３（図１参照）のケーシング内の第２の潤滑油とケーシング１０３内の第１の潤滑油とを分離可能に区画されている。

この入力部１０９の軸方向一端部の外周には、フロントデフ３０５のデフケース３２９（図１参照）に一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部１３１が形成され、入力部１０９に駆動力が入力される。また、入力部１０９の軸方向他端側外周には、断続部材１１３と軸方向に対向配置された対向部１３３が設けられている。この入力部１０９に入力された駆動力は、出力部１１１に出力される。

出力部１１１は、中空状に形成され、軸心が入力部１０９の軸心と同心となるように内周側に入力部１０９が挿通して配置され、軸方向両側の外周でそれぞれベアリング１３５，１３７を介してケーシング１０３のケーシング本体１０４と中間ケース１０６とに入力部１０９と相対回転可能に支持されている。この出力部１１１のベアリング１３７近傍の外周には、入力部１０９から伝達された駆動力を方向変換して出力するギヤ組１１７を構成するリングギヤであるギヤ部１３９がボルトによって固定されている。

ギヤ組１１７は、大径のリングギヤであるギヤ部１３９と、小径のピニオンであるギヤ部１４１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、出力部１１１に伝達された駆動力を方向変換する。このギヤ組１１７を構成する小径のピニオンであるギヤ部１４１は、第２回転軸１０７の軸方向一端側に第２回転軸１０７と連続する一部材で形成され、出力部１１１から出力された駆動力を方向変換して第２回転軸１０７に伝達する。

第２回転軸１０７は、軸心が第１回転軸１０５の軸心と直交する方向に配置され、軸方向に配置された２つのベアリング１４３，１４５を介してケーシング１０３に回転可能に支持されている。この第２回転軸１０７の他端側外周には、スプライン形状の連結部１４７が形成され、プロペラシャフト３１５（図１参照）に連結される連結部材１４９が一体回転可能に連結されている。

連結部材１４９は、第２回転軸１０７の端部にナット１５１をねじ締結することによって軸方向位置が固定されると共に、ベアリング１４３，１４５に予圧が付与され第２回転軸１０７の軸方向位置が位置決めされる。また、連結部材１４９とケーシング１０３との径方向間にはケーシング１０３の内部と外部とを区画するシール部材１５３が配置されると共に、連結部材１４９の外周にはシール部材１５３のリップ部と摺動するダストカバー１５５が配置されている。この連結部材１４９に第２回転軸１０７を介して伝達された駆動力は、プロペラシャフト３１５（図１参照）を介してリヤデフ３１７（図１参照）に伝達される。

このような第１回転軸１０５から第２回転軸１０７への動力伝達は、入力部１０９と出力部１１１との間に設けられた断続部材１１３によって断続される。

断続部材１１３は、中空状に形成され、内周が出力部１１１のギヤ部１３９の背面側に位置するベアリング１３７より軸方向外側の外周に形成されたスプライン形状の連結部１５７に出力部１１１と一体回転可能で軸方向移動可能に連結されている。このようにギヤ部１３９の背面側に位置するベアリング１３７より軸方向外側に形成された連結部１５７に断続部材１１３を連結させることにより、出力部１１１のベアリング１３５，１３７による支持安定性を確保しつつ、断続部材１１３がギヤ組１１７のサイズなどの設計に影響を与えることがなく、ギヤ組１１７の設計の自由度を向上することができる。また、断続部材１１３と入力部１０９の対向部１３３との軸方向間には、断続部材１１３を断続部１６１の接続解除方向に付勢するリターンスプリング１５９が配置されている。この断続部材１１３と入力部１０９の対向部１３３との軸方向の対向面には、断続部１６１が設けられている。

断続部１６１は、断続部材１１３と入力部１０９の対向部１３３との軸方向に対向する対向面にそれぞれ設けられた複数の対向歯１６３，１６５の噛み合いとなっている。この断続部１６１は、対向歯１６３，１６５が噛み合うと、入力部１０９と出力部１１１との間の動力伝達が可能となり、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部１０９に入力された駆動力が出力部１１１を介して第２回転軸１０７に伝達され、プロペラシャフト３１５（図１参照）を介してリヤデフ３１７（図１参照）に出力される。

一方、断続部１６１は、対向歯１６３，１６５の噛み合いが解除されると、入力部１０９と出力部１１１との間の動力伝達が遮断され、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部１０９に入力された駆動力が出力部１１１に伝達されず、ギヤ組１１７以降の回転系が回転されることがなく、車両の燃費向上を図ることができる。また、この断続部１６１の接続解除状態では、出力部１１１が回転されないので、出力部１１１と一体回転可能に連結する断続部材１１３が回転されず、さらに回転系を削減することができる。

このような断続部１６１は、断続部材１１３の軸方向移動によって断続され、断続部材１１３はアクチュエータ１１５によって軸方向移動操作される。

アクチュエータ１１５は、それぞれ環状に形成されケーシング１０３内で第１回転軸１０５と同軸上に配置された電磁石１６７と、可動部材１６９とを備えている。電磁石１６７は、出力部１１１の外周側に配置されてケーシング１０３内に固定支持され、電磁コイル１７１と、コア１７３とを備えている。

電磁コイル１７１は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。また、電磁コイル１７１は、巻線の端部がリード線と連結し、このリード線はケーシング１０３に設けられた開孔にグロメットを介して外部に引き出され、ケーシング１０３の外部に配置された通電を制御するコントローラ（不図示のＥＣＵ）に接続されている。この電磁コイル１７１の周囲には、コア１７３が配置されている。

コア１７３は、電磁コイル１７１への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有している。このコア１７３は、電磁コイル１７１の周囲を覆い、内径側に配置された可動部材１６９のプランジャ１７５とで、電磁コイル１７１への通電によって磁束ループを形成させ、可動部材１６９を軸方向に移動操作する。

出力部１１１の外径側に配置される可動部材１６９は、電磁石１６７の内径側で断続部材１１３の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ１７５と、リング部材１７７とを備えている。プランジャ１７５は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石１６７の内径側に配置されている。このプランジャ１７５の内周には、リング部材１７７が一体に固定されている。

リング部材１７７は、非磁性材料から形成され、プランジャ１７５の内周側から出力部１１１側へ磁束が漏れることを防止している。このリング部材１７７の軸方向端面は、断続部材１１３に当接され、電磁石１６７によって作動される可動部材１６９による軸方向の移動操作力を断続部材１１３に伝達し、断続部材１１３を断続部１６１の接続方向に押圧操作する。

このように構成された動力伝達装置１０１では、電磁石１６７の励磁によりコア１７３とプランジャ１７５とを透過する磁束で形成されるアクチュエータ完結型の磁束ループを用いることによって、プランジャ１７５が入力部１０９の対向部１３３側に移動操作され、リング部材１７７が断続部材１１３を押圧する。この可動部材１６９による断続部材１１３の押圧操作により、断続部材１１３がリターンスプリング１５９の付勢力に抗して断続部１６１の接続方向に移動され、断続部１６１が接続される。

この断続部１６１の接続により、入力部１０９と出力部１１１との間の動力伝達が可能となり、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部１０９に入力された駆動力が出力部１１１を介して第２回転軸１０７に伝達され、プロペラシャフト３１５（図１参照）を介してリヤデフ３１７（図１参照）に出力される。

一方、断続部１６１の接続解除では、電磁石１６７への通電を停止することにより、断続部材１１３がリターンスプリング１５９の付勢力によって断続部１６１の接続解除方向に移動され、断続部１６１の接続が解除される。

この断続部１６１の接続解除により、入力部１０９と出力部１１１との間の動力伝達が遮断され、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部１０９に入力された駆動力が出力部１１１に伝達されず、出力部１１１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、アクチュエータ１１５が環状に形成されケーシング１０３内で第１回転軸１０５と同軸上に配置されているので、アクチュエータ１１５がケーシング１０３の外部に張り出すことがないと共に、アクチュエータ１１５がケーシング１０３の内部で広く配置されることがない。

従って、このような動力伝達装置１０１では、アクチュエータ１１５をケーシング１０３内にコンパクトに収容させることができ、アクチュエータ１１５によるケーシング１０３の大型化や周辺部材への影響を抑制することができる。

また、アクチュエータ１１５は、出力部１１１上に配置されているので、入力部１０９の連結部１３１側のスペースを確保することができ、入力部１０９の形状設計の自由度やケーシング１０３内の収容部材の配置レイアウトの自由度を向上することができる。

（第３実施形態）
図５を用いて第３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２０１は、第１回転軸２０３は、入力部２０５と平行に配置され出力部２０７が設けられた中間軸２０９を有し、アクチュエータ２１１は、中間軸２０９上に配置されている。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、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

図５に示すように、第１回転軸２０３は、入力部２０５と、出力部２０７と、中間軸２０９とを備えている。入力部２０５は、中空状に形成され、外周がベアリング２１３，２１５を介してケーシング３に回転可能に支持されている。この入力部２０５の内周側には、フロントデフ３０５のサイドギヤ３４１（図１参照）と前車軸３０９（図１参照）との間に連結されるシャフト２９が入力部２０５と相対回転可能に挿通されている。なお、このシャフト２９のフロントデフ３０５側の端部には、フロントデフ３０５のサイドギヤ３４１に連結される連結部２１７が設けられている。

この入力部２０５の軸方向一端部の外周には、フロントデフ３０５のデフケース３２９（図１参照）に一体回転可能に連結される連結部２１９が形成され、入力部２０５に駆動力が入力される。この入力部２０５に入力された駆動力は、出力部２０７に出力される。

出力部２０７は、中空状に形成され、軸心が入力部２０５の軸心と同心となるように入力部２０５と直列に配置され、ベアリング２２１，２２３を介してケーシング３に入力部２０５と相対回転可能に支持されている。また、出力部２０７の内周側には、入力部２０５と同様にシャフト２９が出力部２０７と相対回転可能に挿通されている。

この出力部２０７には、内筒形状のヘリカルギヤからなる大径ギヤ２２５が一体に設けられ、この大径ギヤ２２５が中間軸２０９に設けられた円筒のヘリカルギヤからなる小径ギヤ２２７と噛み合って変速ギヤ組２２９を構成し、出力部２０７に伝達された駆動力が変速ギヤ組２２９を介して中間軸２０９に伝達される。

中間軸２０９は、軸心が入力部２０５及びシャフト２９の軸心と平行となるように配置され、軸方向の両側でベアリング２３１，２３３を介してケーシング３に入力部２０５と相対回転可能に支持されている。この中間軸２０９には、入力部２０５から伝達された駆動力を方向変換して第２回転軸７に出力するギヤ組１７を構成するリングギヤからなるギヤ部２３５が設けられている。

このような中間軸２０９を有する第１回転軸２０３から第２回転軸７への動力伝達は、入力部２０５と出力部２０７との間に設けられた断続部材２３７によって断続される。

断続部材２３７は、中空状に形成され、外周が出力部２０７の内周に形成された連結部２３９に入力部２０５と一体回転可能で軸方向移動可能に連結されている。また、断続部材２３７と入力部２０５との軸方向の対向面には、断続部２４１が設けられている。この断続部材２３７は、アクチュエータ２１１によって軸方向移動操作される。

アクチュエータ２１１は、それぞれ環状に形成されケーシング３内で第１回転軸２０３と同軸上に配置された電磁石７１と、可動部材７３と、シフトロッド２４３とを備えている。電磁石７１は、中間軸２０９の外周側に配置されてケーシング３に固定支持されている。この電磁石７１の内径側には、可動部材７３が配置されている。

可動部材７３は、電磁石７１の内径側で中間軸２０９の外径側の外周に軸方向移動可能に配置されている。この可動部材７３には、シフトロッド２４３が一体的に軸方向移動可能に連結して設けられている。

シフトロッド２４３は、一端側が可動部材７３と一体移動可能に固定され、他端側がシフトフォークとして形成され断続部材２３７のリング状の凹所２３８に係合されている。また、シフトロッド２４３と中間軸２０９との軸方向間には、シフトロッド２４３を介して断続部材２３７を断続部２４１の接続解除方向に付勢するリターンスプリング２４５が配置されている。このシフトロッド２４３は、電磁石７１によって作動される可動部材７３による軸方向の移動操作力を断続部材２３７に伝達し、断続部材２３７を断続部２４１の接続方向に移動操作する。

このように構成された動力伝達装置２０１では、電磁石７１の励磁により可動部材７３が断続部２４１の接続方向に移動操作され、シフトロッド２４３が断続部材２３７を移動操作する。このシフトロッド２４３による断続部材２３７の移動操作により、断続部材２３７がリターンスプリング２４５の付勢力に抗して断続部２４１の接続方向に移動され、断続部２４１が接続される。

この断続部２４１の接続により、入力部２０５と出力部２０７との間の動力伝達が可能となり、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部２０５に入力された駆動力が出力部２０７を介して中間軸２０９に伝達され、ギヤ組１７を介して第２回転軸７に伝達されてプロペラシャフト３１５（図１参照）を介してリヤデフ３１７（図１参照）に出力される。

一方、断続部２４１の接続解除では、電磁石７１への通電を停止することにより、断続部材２３７がシフトロッド２４３を介してリターンスプリング２４５の付勢力によって断続部２４１の接続解除方向に移動され、断続部２４１の接続が解除される。

この断続部２４１の接続解除により、入力部２０５と出力部２０７との間の動力伝達が遮断され、フロントデフ３０５（図１参照）から入力部２０５に入力された駆動力が出力部２０７に伝達されず、出力部２０７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２０１では、アクチュエータ２１１が中間軸２０９上に配置されているので、変速ギヤ組２２９を設けるような中間軸２０９が配置される構造であっても、アクチュエータ２１１がケーシング３の外部に張り出すことがないと共に、アクチュエータ２１１がケーシング３の内部で広く配置されることがない。

また、アクチュエータ２１１は、入力部２０５や出力部２０７と平行に配置された中間軸２０９上に配置されているので、入力部２０５及び出力部２０７を軸方向に小型化することができると共に、入力部２０５及び出力部２０７の周囲のスペース確保による設計の自由度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、断続部材が入力部と出力部のうちいずれか一方に軸方向に相対移動可能で一体回転可能に連結されているが、この断続部材の連結は周辺部材の干渉などを考慮して適宜選択すればよい。

また、断続部は、噛み合いクラッチとなっているが、これに限らず、摩擦クラッチなど入力部と出力部との間の動力伝達を断続できるものであれば、どのような形態であってもよい。

さらに、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、アクチュエータとしてケーシングに固定された電磁石を用いていたが、電磁石を自らの励磁によって軸方向移動可能にケーシングに支持し、電磁石にベアリングを介して断続部材を連結することで、断続部の断続機能を行うようにしてもよい。

また、アクチュエータは、環状の油圧シリンダと油圧ピストンとを含むアクチュエータを採用することも可能だが、上記の実施の形態で用いる電磁石に比べれば、ケーシングの大型化や周辺部材への影響を抑制する効果は低い。

さらに、車両の動力系では、後輪側の断続機構をアクスルディスコネクトとしているが、これに限らず、リヤデフをフリーランニングデフとする、或いは車軸と車輪との間を断続するハブクラッチを適用するなど、プロペラシャフトから後輪側への動力伝達を断続できる構成であれば、どのような断続機構を適用してもよい。

１，１０１，２０１…動力伝達装置
３，１０３…ケーシング
５，１０５，２０３…第１回転軸
７，１０７…第２回転軸
９，１０９，２０５…入力部
１１，１１１，２０７…出力部
１３，１１３，２３７…断続部材
１５，１１５，２１１…アクチュエータ
１７，１１７…ギヤ組
１９…第２回転軸のギヤ部
２９…シャフト
３１，１３１…連結部
７１，１６７…電磁石
７３，１６９，…可動部材
３０５…フロントデフ
３１５…プロペラシャフト
３２９…デフケース
３４１…サイドギヤ

Claims (8)

1. ケーシングと、このケーシングに回転可能に支持され駆動力が入力される第１回転軸と、この第１回転軸に伝達された駆動力を出力する第２回転軸と、前記第１回転軸に設けられ駆動力が入力される入力部と、前記第１回転軸に設けられ前記入力部に伝達された駆動力を前記第２回転軸に出力する出力部と、前記入力部と前記出力部との間に設けられ前記入力部と前記出力部との間の動力伝達を断続する断続部材と、この断続部材を作動させるアクチュエータとを備えた動力伝達装置であって、
   前記アクチュエータは、環状に形成され前記ケーシング内で前記第１回転軸と同軸上に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、
   前記アクチュエータは、前記入力部上に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記載の動力伝達装置であって、
   前記アクチュエータは、前記出力部上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記載の動力伝達装置であって、
   前記第１回転軸は、前記入力部と平行に配置され前記出力部が設けられた中間軸を有し、前記アクチュエータは、前記中間軸上に配置されてい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、
   前記出力部と前記第２回転軸とは、互いに噛み合うギヤ組を有し、前記アクチュエータは、前記第２回転軸のギヤ部の径方向範囲内に配置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、
   前記アクチュエータは、環状の電磁石を含み、前記電磁石は、前記ケーシング内に支持されていることを特徴とする動力伝達装置。
7. 請求項６記載の動力伝達装置であって、
   前記第１回転軸の外径側と前記電磁石の内径側との間には、環状の可動部材が配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
   前記第１回転軸の入力部は、車両の前輪を駆動するフロントデフのデフケースと連結する連結部を備え、前記第１回転軸は、中空軸で形成され前記フロントデフのサイドギヤと連結するシャフトが軸心側に挿通され、前記第２回転軸は、車両の後輪を駆動するプロペラシャフト側に連結することを特徴とする動力伝達装置。

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