JP2015121279A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力伝達装置の大型化を抑制しつつ、２輪被牽引時においても引き摺りトルクを低減することが可能な駆動力伝達装置を提供する。
【解決手段】駆動力伝達装置１は、駆動源の駆動トルクによって回転するハウジング２と、ハウジング２と相対回転可能に配置されたアウタシャフト３Ａと、アウタシャフト３Ａと相対回転可能に配置されたインナシャフト３Ｂと、軸方向の押圧力を受けてハウジング２とアウタシャフト３Ａとをトルク伝達可能に連結するメインクラッチ４と、メインクラッチ４への押圧力を付与する押圧機構１ａと、アウタシャフト３Ａとインナシャフト３Ｂとの駆動力伝達を断続可能に構成される切替機構７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両等の駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達装置に関する。

従来、同一の回転軸線上で相対回転可能な外側回転部材と内側回転部材との間にクラッチを配置し、このクラッチによって外側回転部材から内側回転部材へ駆動力を伝達する駆動力伝達装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、外側回転部材としてのハウジングと、内側回転部材としてのインナシャフトと、ハウジングとインナシャフトとをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、メインクラッチに軸方向の押圧力を付与するカム部材とを備えている。メインクラッチは、インナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとからなり、ハウジングとインナシャフトとの間に配置され、両クラッチプレートが摩擦係合してハウジングとインナシャフトとをトルク伝達可能に連結するように構成されている。

特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、２輪駆動時における潤滑油の粘性に起因して発生する引き摺りトルクを抑制するために、潤滑油を収容する第１の収容部を密閉すると共に、２輪駆動時において第１の収容部における油面を４輪駆動時における油面よりも低くするよう第１の収容部の内容積を可変とする密閉部材を有して構成することで、引き摺りトルクの低減を図っている。

特開２０１３−１４２４４８号公報

ところで、例えば４輪駆動車のエンジン等に故障が発生した場合、前輪又は後輪の一方が路面に接地した状態で牽引されることがある。このような２輪被牽引時には、メイン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高速で差動回転し、潤滑油の粘性による引き摺りトルクが発生する。この引き摺りトルクに抗して両クラッチプレートが差動回転を続けると、駆動力伝達装置が過熱されてしまう。

特許文献１に記載の発明では、２輪駆動時におけるクラッチプレートが浸される潤滑油の量を減らすことで引き摺りトルク低減の対策がされているが、２輪被牽引時の対策としてさらなる引き摺りトルク低減を図ろうとすると、例えばクラッチプレート間の隙間を大きくする機構を備える必要があり、装置の大型化を招く要因となり得る。

そこで、本発明は、駆動力伝達装置の大型化を抑制しつつ、２輪被牽引時においても引き摺りトルクを低減することが可能な駆動力伝達装置を提供する。

本発明は、上記目的を達成するため、駆動源からの駆動トルクによって回転する第１回転部材と、前記第１回転部材の内側に、前記第１回転部材と相対回転可能に配置された第２回転部材と、前記第２回転部材の内側に、前記第２回転部材と相対回転可能に配置された第３回転部材と、軸方向の押圧力を受けて前記第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摩擦クラッチと、前記摩擦クラッチへ前記押圧力を付与する押圧機構と、前記第２回転部材と前記第３回転部材とのトルク伝達を断続可能に構成された切替機構とを備え、前記切替機構は、前記押圧機構の作動時に軸方向の第１位置から第２位置に移動し、前記押圧機構の非作動時に軸方向の前記第２位置から前記第１位置に移動する切替部材を有し、前記切替部材が前記第１位置にあるときは、前記第２回転部材と前記第３回転部材とが相対回転可能な非連結状態となり、前記切替部材が前記第２位置にあるときは、前記第２回転部材と前記第３回転部材とが相対回転不能な連結状態となるように構成された駆動力伝達装置を提供する。

本発明によれば、駆動力伝達装置の大型化を抑制しつつ、２輪被牽引時においても引き摺りトルクを低減することが可能になる。

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４輪駆動車の構成例を示す概略構成図である。 第１の実施の形態における駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態におけるアーマチャ、メインカム及び切替部材を説明する分解斜視図である。 第１の実施の形態における駆動力伝達装置の動作を説明する図であり、コイルに通電されていない状態を説明する図である。 第１の実施の形態における駆動力伝達装置の動作を説明する図であり、コイルに通電された状態を説明する図である。 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構成の一部を説明する図である。

［第１の実施の形態］
図１は、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４輪駆動車の構成例を示す概略構成図である。

４輪駆動車１００は、駆動源であるエンジン１０２と、トランスミッション及びフロントデファレンシャルを有するトランスアクスル１０３と、一対の前輪１０４と、一対の後輪１０５と、リヤディファレンシャルキャリア１０６と、プロペラシャフト１０７と、制御部１０と、駆動力伝達装置１とを備えている。

駆動力伝達装置１は、４輪駆動車１００における前輪側から後輪側に至る駆動力伝達経路に配置され、かつ車体１０１にリヤディファレンシャルキャリア１０６を介して支持されている。そして、駆動力伝達装置１は、プロペラシャフト１０７とドライブピニオンシャフト１０８とをトルク伝達可能に連結し、この連結状態においてエンジン１０２の駆動力を一対の後輪１０５に伝達し得るように構成されている。

また、駆動力伝達装置１は、制御部１０から電流の供給を受け、この電流に応じた駆動力をプロペラシャフト１０７からドライブピニオンシャフト１０８に伝達する。制御部１０は、例えば一対の前輪１０４と一対の後輪１０５との回転速差や、運転者による加速操作量（アクセルペダルの踏込量）等に基づいて、駆動力伝達装置１に供給する電流を増減制御する。

上記構成により、エンジン１０２は、その駆動力をフロントアクスルシャフト１０９にトランスアクスル１０３を介して出力することにより、一対の前輪１０４を駆動する。また、エンジン１０２は、その駆動力をリヤアクスルシャフト１１１に、トランスアクスル１０３，プロペラシャフト１０７，駆動力伝達装置１，ドライブピニオンシャフト１０８，及びリヤディファレンシャル１１０を介して出力することにより、一対の後輪１０５を駆動する。

（駆動力伝達装置１の構成）
駆動力伝達装置１の構成について、図２及び図３を参照して説明する。

図２は、第１の実施の形態における駆動力伝達装置１の構成例を示す断面図である。図２において、回転軸線Ｏよりも上側は駆動力伝達装置２の非作動状態（トルク非伝達状態）を、下側は駆動力伝達装置２の作動状態（トルク伝達状態）を、それぞれ示す。図３は、アーマチャ６３、メインカム５２及び切替部材７０を説明する分解斜視図である。

駆動力伝達装置１は、駆動源の駆動トルクによって回転する第１回転部材としてのハウジング２と、ハウジング２と相対回転可能に配置された第２回転部材としてのアウタシャフト３Ａと、アウタシャフト３Ａと相対回転可能に配置された第３回転部材としてのインナシャフト３Ｂと、軸方向の押圧力を受けてハウジング２とアウタシャフト３Ａとをトルク伝達可能に連結する摩擦クラッチとしてのメインクラッチ４と、メインクラッチ４へ押圧力を付与する押圧機構１ａと、アウタシャフト３Ａとインナシャフト３Ｂとのトルク伝達を断続可能に構成された切替機構７とを備える。

（ハウジング２の構成）
ハウジング２は、有底円筒状のフロントハウジング２１と、フロントハウジング２１の開口内面に形成された雌ねじに螺合して固定されたリヤハウジング２２とを有する。フロントハウジング２１は、円筒状の円筒部２１１と、円筒部２１１の一方の端部（リヤハウジング２２とは反対側の端部）を閉塞する底部２１２とを有する。フロントハウジング２１の円筒部２１１には、図略のクロスジョイントを介してプロペラシャフト１０７（図１参照）が連結される。フロントハウジング２１は、駆動源であるエンジン１０２（図１参照）からの駆動トルクによって回転軸線Ｏを中心に回転する。

本実施の形態では、フロントハウジング２１が非磁性体であるアルミニウム合金からなり、電磁クラッチ６を作動させる磁束の漏えいが抑制されている。円筒部２１１の内周面には、回転軸線Ｏに方向に延びる複数の内周スプライン突起２１１ａが形成されている。

リヤハウジング２２は、軟鋼等の磁性材料からなる第１環状部材２２１、第１環状部材２２１の内周側に溶接等により一体に結合されたオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる第２環状部材２２２、及び第２環状部材２２２の内周側に溶接等により一体に結合された軟鋼等の磁性材料からなる第３環状部材２２３からなる。このリヤハウジング２２は、後述する電磁クラッチ６の電磁コイル６０が発生する磁束の磁路Ｍの一部を構成する。第１環状部材２２１と第３環状部材２２３との間には、電磁コイル６０を収容する環状の収容空間２２ａが形成されている。

（アウタシャフト３Ａの構成）
アウタシャフト３Ａは、フロントハウジング２１の内側に、回転軸線Ｏを中心にフロントハウジング２１と相対回転可能に配置されている。アウタシャフト３Ａは、玉軸受１２ａによってハウジング２の内周側に支持されると共に、玉軸受１２ｂによってインナシャフト３Ｂの外周側に支持されている。

アウタシャフト３Ａは、回転軸線Ｏ上でリヤハウジング２２側に配置された大径円筒部３１と、回転軸線Ｏ上でフロントハウジング２１の底部２１２側に配置された小径円筒部３２とを一体に有している。

大径円筒部３１の外周面には、回転軸線Ｏに平行な方向に延びる複数の外周スプライン突起３１ａが形成されている。

アウタシャフト３Ａの大径円筒部３１の内周面には、後述する切替部材７０の外周に形成された周方向係合部７３（図３参照）と係合する周方向被係合部３８が形成されている。周方向被係合部３８には、図２の下側に示すトルク伝達状態において、切替部材７０の突起７３ａ（図３参照）と当接する突起３８ａが周方向に沿って複数形成されている。つまり、周方向被係合部３８は、大径円筒部３１の周方向に沿って設けられた複数の突起３８ａからなり、大径円筒部３１の内周面に帯状に形成されている。

大径円筒部３１の内周には、複数の周方向被係合部３８が形成されている。アウタシャフト３Ａの軸方向に隣り合う２つの周方向係合部７３の間には、突起が形成されていない帯状の周方向凹部３９が、周方向に延びるように形成されている。本実施の形態では、大径円筒部３１の内周に３つの周方向被係合部３８と、２つの周方向凹部３９が形成されている。それぞれの周方向被係合部３８には、複数（２０個）の突起３８ａが等間隔に形成され、周方向に隣り合う一対の突起３８ａの間には窪み部（不図示）が形成されている。

フロントハウジング２１の円筒部２１１とアウタシャフト３Ａの大径円筒部３１との間には、メインクラッチ４を収容する環状の収容空間２ａが形成されている。この収容空間２ａには、メインクラッチ４を潤滑する潤滑油が例えば８０％の充填率で充填されている。

収容空間２ａは、リヤハウジング２２の外周側に配置された第１シール部材１３、及びリヤハウジング２２の内周側に配置された第２シール部材１４によって液密に密封されている。第１シール部材１３はリヤハウジング２２の外周面とフロントハウジング２１の円筒部２１１の内周面との間を、第２シール部材１４はリヤハウジング２２の内周面とインナシャフト３Ｂの外周面との間を、それぞれシールしている。本実施の形態では、第１シール部材１３はＯリング、第２シール部材１４はＸリングからなる。

（インナシャフト３Ｂの構成）
インナシャフト３Ｂは、アウタシャフト３Ａの内側に、回転軸線Ｏを中心にアウタシャフト３Ａと相対回転可能に配置されている。また、インナシャフト３Ｂは、その軸方向におけるフロントハウジング２１の底部２１２側の端部に設けられた一端小径部３５がアウタシャフト３Ａの小径円筒部３２の内側に配置された玉軸受１２ｂ、及び底部２１２の中心部に形成されたボス部２１２ａの外側に配置された針状ころ軸受１２ｃによって支持され、リヤハウジング２２の第３環状部材２２３側の端部に設けられた他端小径部３７がリヤハウジング２２との間に配置された針状ころ軸受１１によって支持されている。一端小径部３５と他端小径部３７との間には、一端小径部３５及び他端小径部３７よりも外径が大きい大径部３６が形成されている。

大径部３６の外周面には、回転軸線Ｏに平行な方向に延びる複数の外周スプライン突起３６ａが形成されている。また、大径部３６の外周面における他端小径部３７側の端部には、段差部３６ｂが形成されている。他端小径部３７の内周面には、複数の内周スプライン突起３７ａが形成され、ドライブピニオンシャフト１０８（図１参照）の一端部が挿入されて相対回転不能に嵌合する。

（メインクラッチ４の構成）
メインクラッチ４は、フロントハウジング２１の円筒部２１１とアウタシャフト３Ａの大径円筒部３１との間に配置される。メインクラッチ４は、ハウジング２に対して軸方向に移動可能かつ相対回転不能に円筒部２１１に係合した複数のメインアウタクラッチプレート４１、及びアウタシャフト３Ａに対して軸方向に移動可能かつ相対回転不能に大径円筒部３１に係合した複数のメインインナクラッチプレート４２を有する湿式の多板クラッチからなる。複数のメインアウタクラッチプレート４１及び複数のメインインナクラッチプレート４２は、ハウジング２の回転軸線Ｏに沿って交互に配置されている。

メインアウタクラッチプレート４１の外周部には、フロントハウジング２１の円筒部２１１に形成された複数の内周スプライン突起２１１ａにスプライン係合する複数の突起４１ａが設けられている。また、メインインナクラッチプレート４２の内周部には、アウタシャフト３Ａの大径円筒部３１の外周に形成された外周スプライン突起３１ａにスプライン係合する複数の突起４２ａが設けられている。

メインクラッチ４は、後述するメインカム５２からの押圧力を受けてメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２とが摩擦係合し、ハウジング２とアウタシャフト３Ａとの間で駆動力を伝達する。

（押圧機構１ａの構成）
押圧機構１ａは、磁力によって摩擦トルクを発生する電磁クラッチ６と、電磁クラッチ６で発生した摩擦トルクを軸方向の押圧力に変換するカム機構５とを有している。

電磁クラッチ６は、通電により磁力を発生する電磁コイル６０と、複数のパイロットアウタクラッチプレート６１及び複数のパイロットインナクラッチプレート６２と、磁力によって軸方向移動するアーマチャ６３とを有している。電磁クラッチ６は、通電により電磁コイル６０が発生する磁力によってアーマチャ６３を電磁コイル６０側に軸方向移動させてパイロットアウタクラッチプレート６１とパイロットインナクラッチプレート６２とを押圧することで、摩擦トルクを発生させる。

電磁コイル６０は、磁性材料からなる環状のヨーク６００に保持され、リヤハウジング２２の収容空間２２ａに収容されている。ヨーク６００は、玉軸受１７によってリヤハウジング２２の第３環状部材２２３に支持され、その外周面が第１環状部材２２１の内周面に対向している。また、ヨーク６００の内周面は、第３環状部材２２３の外周面に対向している。電磁コイル６０には、電線６０１を介して制御部１０（図１に示す）から励磁電流が供給される。

複数のパイロットアウタクラッチプレート６１及び複数のパイロットインナクラッチプレート６２は、アーマチャ６３とリヤハウジング２２との間に、回転軸線Ｏに沿って交互に配置されている。パイロットアウタクラッチプレート６１の外周部には、フロントハウジング２１の円筒部２１１に形成された複数の内周スプライン突起２１１ａにスプライン係合する複数の突起６１ａが設けられている。パイロットインナクラッチプレート６２の内周部には、後述するパイロットカム５１の外周スプライン突起５１ａにスプライン係合する複数の突起６２ａが設けられている。パイロットアウタクラッチプレート６１は、フロントハウジング２１に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。また、パイロットインナクラッチプレート６２は、パイロットカム５１に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。

アーマチャ６３は、鉄等の磁性材料からなる環状の部材である。また、アーマチャ６３は、図３に示すように、軸方向に所定の厚みを有する円板状に形成された基部６３ａと、基部６３ａの径方向の内側の端面に形成された係合部６３ｂとを有する。

（カム機構５の構成）
カム機構５は、パイロットカム５１と、メインクラッチ４を軸方向に押圧するカム部材としてのメインカム５２と、パイロットカム５１とメインカム５２との間に配置された複数の球状のカムボール５３とを有して構成され、メインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２とをフロントハウジング２１の底部２１２に向かって軸方向に押圧する。カム機構５は、電磁クラッチ６において発生した摩擦トルクを回転軸方向の押圧力に変換し、メインカム５２によりメインクラッチ４を押圧可能に構成される。

パイロットカム５１には、その外周部に回転軸線Ｏに平行に延びる複数の外周スプライン突起５１ａが形成されている。また、パイロットカム５１には、メインカム５２との対向部に、軸方向の深さが周方向に沿って変化するカム溝５１ｂが形成されている。パイロットカム５１とリヤハウジング２２の第３環状部材２２３との間には、スラスト針状ころ軸受１５が配置され、パイロットカム５１のリヤハウジング２２側への移動が規制されている。

メインカム５２には、複数のメインインナクラッチプレート４２のうち、最もカム機構５側に配置されたメインインナクラッチプレート４２に面接触する平板状の押圧面５２ａと、パイロットカム５１との対向部に軸方向の深さが周方向に沿って変化するカム溝５２ｂと、後述するコイルスプリング１６の一端側が当接する当接面５２ｄとが形成されている。また、メインカム５２には、図３に示すように、軸方向に貫通して形成された貫通孔５２ｃを複数箇所（本実施の形態では３箇所）に有している。

球状のカムボール５３は、パイロットカム５１のカム溝５１ｂとメインカム５２のカム溝５２ｂとの間に転動可能に配置されている。そして、カム機構５は、パイロットカム５１をメインカム５２に対して相対回転させることにより、メインカム５２にメインクラッチ４を押し付ける軸方向の押圧力を付与する。

（切替機構７の構成）
切替機構７は、押圧機構１ａの作動時に軸方向の第１位置（図２の回転軸線Ｏよりも上側に示す位置）から第２位置（図２の回転軸線Ｏよりも下側に示す位置）に移動し、押圧機構１ａの非作動時に軸方向の第２位置から第１位置に移動する切替部材７０と、切替部材７０を第２位置から第１位置に移動させるように付勢する付勢部材としてのコイルスプリング１６とを有している。

また、切替機構７は、切替部材７０が軸方向における第１位置にあるときは、アウタシャフト３Ａとインナシャフト３Ｂとが相対回転可能な非連結状態となり、切替部材７０が軸方向における第２位置にあるときは、アウタシャフト３Ａとインナシャフト３Ｂとが相対回転不能な連結状態となるように構成されている。

切替部材７０は、図３に示すように、アウタシャフト３Ａとインナシャフト３Ｂとの間に挟まれて配置される円筒部７１と、アーマチャ６３の係合部６３ｂと軸方向に係合する軸方向係合部７２とを一体に有している。

切替部材７０の円筒部７１の内周には、インナシャフト３Ｂにおける大径部３６の外周スプライン突起３６ａとスプライン嵌合する内周スプライン突起７５が形成されている。これにより、切替部材７０は、インナシャフト３Ｂに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。

また、切替部材７０の円筒部７１の内周には、インナシャフト３Ｂにおける大径部３６の段差部３６ｂに対向する環状突起部７６が形成されている。環状突起部７６の軸方向における段差部３６ｂと反対側の端面には、コイルスプリング１６が当接する。環状突起部７６は、コイルスプリング１６から段差部３６ｂ側への付勢力を常に受けている。

切替部材７０の円筒部７１の外周には、径方向外方に突出した突起７３ａが周方向に沿って複数形成された帯状の周方向係合部７３と、突起が形成されていない帯状の周方向凹部７４とが形成されている。また、円筒部７１の外周には、周方向係合部７３が軸方向に複数並列に形成されており、軸方向に隣り合う一対の周方向係合部７３の間に、それぞれ周方向凹部７４が形成されている。本実施の形態では、円筒部７１の外周に３つの周方向係合部７３と２つの周方向凹部７４が形成されている。それぞれの周方向係合部７３には、複数（２０個）の突起７３ａが等間隔に形成され、周方向に隣り合う一対の突起７３ａの間に窪み部７３ｂが形成されている。周方向凹部７４における円筒部７１の外径は、窪み部７３ｂにおける円筒部７１の外径と同等である。

軸方向係合部７２は、円筒部７１の軸方向におけるメインカム５２側の端部から径方向外方に向かって張り出して形成されている。図２の回転軸線Ｏよりも下側に示すように、切替部材７０の軸方向係合部７２は、アーマチャ６３の係合部６３ｂと軸方向に係合する。これにより、アーマチャ６３が電磁コイル６０側に移動すると、切替部材７０もアーマチャ６３に伴って軸方向に移動し、切替部材７０が電磁コイル６０とは反対側（フロントハウジング２１の底部２１２側）に移動すると、アーマチャ６３も切替部材７０に伴って軸方向に移動する。

図３に示すように、アーマチャ６３及び切替部材７０は、メインカム５２を軸方向に挟むように配置されている。アーマチャ６３の係合部６３ｂと切替部材７０の軸方向係合部７２とは、メインカム５２の貫通孔５２ｃを介して係合する。ここで、本実施の形態において、アーマチャ６３と切替部材７０とは別体として構成されているが、これに限らず、一体として一部材で構成されていてもよい。

コイルスプリング１６は、メインカム５２と切替部材７０の環状突起部７６との間に配置されている。コイルスプリング１６は、一端側がメインカム５２の当接面５２ｄに当接すると共に、他端が切替部材７０の環状突起部７６に当接する。これにより、コイルスプリング１６は、切替部材７０を軸方向において電磁コイル６０側と反対側へ付勢すると共に、メインカム５２をメインクラッチ４から離間する方向に付勢する。

（駆動力伝達装置１の動作）
次に、駆動力伝達装置１の動作について図４及び図５を参照して説明する。図４は、電磁コイル６０に通電されていないときの駆動力伝達装置１の状態を示し、図５は、電磁コイル６０に通電されたときの駆動力伝達装置１の状態を示している。

図４に示した状態では、駆動力伝達装置１は、押圧機構１ａの非作動時、つまり、制御部１０から電磁コイル６０に電流が供給されていないとき、アーマチャ６３がパイロットアウタクラッチプレート６１及びパイロットインナクラッチプレート６２と軸方向に隙間を介して対向した状態であり、切替部材７０は第１位置に位置している。

切替部材７０が第１位置にあるときは、アウタシャフト３Ａの周方向被係合部３８と切替部材７０の周方向係合部７３とは周方向に係合しない非係合の状態である。より具体的には、アウタシャフト３Ａにおける周方向被係合部３８の複数の突起３８ａは、切替部材７０の周方向凹部７４に位置する。すなわち、インナシャフト３Ｂとアウタシャフト３Ａとは相対回転可能であり、インナシャフト３Ｂが回転しても、その回転駆動力が、アウタシャフト３Ａへ伝達されない。

図５に示した状態では、駆動力伝達装置１は、制御部１０から電磁コイル６０にアーマチャ６３を電磁コイル６０側へ引き寄せる電流が供給され、ヨーク６００、リヤハウジング２２の第１環状部材２２１ならびに第３環状部材２２３、複数のパイロットアウタクラッチプレート６１、複数のパイロットインナクラッチプレート６２、及びアーマチャ６３を通過する磁路Ｍに磁束が発生する。

この磁束の電磁力によって、アーマチャ６３は、電磁コイル６０側に吸引されて軸方向に移動する。この際、アーマチャ６３の電磁コイル６０側への軸方向移動に伴って切替部材７０がアーマチャ６３と軸方向に係合して第１位置から第２位置へ移動する。

切替部材７０が第２位置に移動すると、切替部材７０の周方向係合部７３とアウタシャフト３Ａの周方向被係合部３８とが係合する。より具体的には、切替部材７０における周方向係合部７３の突起７３ａがアウタシャフト３Ａにおける周方向被係合部３８の突起３８ａの間に形成された窪み部（不図示）へ移動し、アウタシャフト３Ａの突起７３ａとアウタシャフト３Ａにおける周方向被係合部３８の突起３８ａとが周方向に当接する。これにより、切替部材７０とアウタシャフト３Ａとは相対回転不能に連結され、アウタシャフト３Ａとインナシャフト３Ｂとの間でのトルク伝達が可能となる。

また、磁路Ｍに発生する磁束によってアーマチャ６３が軸方向に移動して複数のパイロットアウタクラッチプレート６１と複数のパイロットインナクラッチプレート６２とを押圧し、複数のパイロットアウタクラッチプレート６１と複数のパイロットインナクラッチプレート６２とが摩擦摺動し、ハウジング２の回転力がカム機構５のパイロットカム５１に伝達され、パイロットカム５１がメインカム５２に対して相対回転する。

このパイロットカム５１とメインカム５２との相対回転によって、カムボール５３がカム溝５１ｂ，５２ｂを転動し、メインカム５２がパイロットカム５１から離間する方向の軸方向の推力が発生する。そして、この推力によってメインカム５２がメインクラッチ４を押圧する。これにより、メインクラッチ４において、メインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２とが摩擦係合してハウジング２とアウタシャフト３Ａとがトルク伝達可能に連結される。

これにより、図１に示すプロペラシャフト１０７から駆動力伝達装置１のハウジング２，メインクラッチ４，アウタシャフト３Ａ，切替部材７０，及びインナシャフト３Ｂを介してドライブピニオンシャフト１０８にエンジン１０２の駆動力が伝達され、一対の後輪１０５が駆動される。これにより、４輪駆動車１００が４輪駆動状態となる。

一方、制御部１０から電磁コイル６０への電流が遮断（供給停止）されると、切替部材７０がコイルスプリング１６の付勢力により第１位置に移動する。したがって、切替部材７０の周方向係合部７３とアウタシャフト３Ａの周方向被係合部３８とは非係合となり、切替部材７０とアウタシャフト３Ａとの連結状態が解除される。

アーマチャ６３は、切替部材７０の軸方向移動に伴ってパイロットアウタクラッチプレート６１及びパイロットインナクラッチプレート６２から離間し、図４に示した位置に移動する。これにより、カム機構５において、ハウジング２の回転力がパイロットカム５１に伝達されなくなり、コイルスプリング１６の付勢力によりメインカム５２がパイロットカム５１側に押し戻される。これによりメインクラッチ４のメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２の間に隙間が形成され、この隙間に潤滑油が流れ込んでハウジング２とアウタシャフト３Ａとの連結状態が解除され、プロペラシャフト１０７（図１参照）とドライブピニオンシャフト１０８（図１参照）との間で駆動力が伝達されなくなる。

このように構成された駆動力伝達装置１によれば、４輪駆動車１００の一対の後輪１０５の回転に伴ってインナシャフト３Ｂのみが回転する２輪被牽引時においては、電磁コイル６０に電流が供給されず、アウタシャフト３Ａとインナシャフト３Ｂとの連結状態が解除されているので、インナシャフト３Ｂからアウタシャフト３Ａ及びハウジング２へトルクが伝達されない。この結果、アウタシャフト３Ａとハウジング２との間のメインクラッチ４におけるメインアウタクラップレート４１とメインインナクラッチプレート４２との差動回転が発生せず、メインクラッチ４における引き摺りトルクの発生が抑制される。

なお、本実施の形態では、アーマチャ６３と切替部材７０とが一体となって軸方向移動するので、電磁コイル６０の非通電状態からの通電時には、切替部材７０を周方向係合部７３における突起７３ａの軸方向幅に相当する距離だけ移動させなければならない。したがって、図４に示す状態から図５に示す状態への移行に時間がかかる場合がある。このため、４輪駆動車１００の始動時（イグニッションオン時）に一時的に大きな電流を流してアーマチャ６３を電磁コイル６０側に引き寄せ、切替部材７０とアウタシャフト３Ａとを相対回転不能に連結し、その後エンジン１０２が停止するまで（イグニッションオフ時まで）、切替部材７０とアウタシャフト３Ａとの連結状態を維持できる電流を電磁コイル６０に供給し続けてもよい。この場合、フロントハウジング２１からインナシャフト３Ｂに、すなわちプロペラシャフト１０７からドライブピニオンシャフト１０８に伝達される駆動力は、電磁コイル６０に供給する電流を増減することにより調節可能である。このように電磁コイル６０に供給する電流を制御することにより、４輪駆動車１００の走行状態に応じて速やかに必要な駆動力を後輪１０５側に供給することが可能となる。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に述べる作用及び効果を得ることができる。

（１）駆動力伝達装置１は、インナシャフト３Ｂのみが回転する２輪被牽引時において、インナシャフト３Ｂとアウタシャフト３Ａとのトルク伝達を遮断可能な切替機構７を備えているので、インナシャフト３Ｂの回転駆動力がアウタシャフト３Ａに伝達されず、ハウジング２とアウタシャフト３Ａとの差動回転が抑制され、メインクラッチ４における引き摺りトルクを低減することができる。

（２）駆動力伝達装置１の切替機構７は、アウタシャフト３Ａの周方向被係合部３８と係合する周方向係合部７３が形成された切替部材７０を有しているので、例えば、メインクラッチ４のメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２との隙間を大きくして引き摺りトルクの低減を図る場合に比較して、駆動力伝達装置１の軸方向長さを短縮しつつ、引き摺りトルクの低減を図ることができる。すなわち、駆動力伝達装置１の大型化を抑制することができる。

（３）駆動力伝達装置１の切替機構７は、アーマチャ６３と切替部材７０とが軸方向に常時係合し、切替部材７０はアーマチャ６３の軸方向移動に伴って一体に移動することが可能なので、例えば、切替部材７０を軸方向に移動させるための部品あるいは機構をアーマチャとは別に設置した場合に比較して、部品点数の増加を抑制することができる。すなわち、製造コスト増大の抑制を図ることができる。

（４）アーマチャ６３と切替部材７０とはメインカム５２の貫通孔５２ｃを介して係合しているので、例えば貫通孔５２ｃがない場合はアーマチャ６３と切替部材７０との軸方向に一体に移動させつつ、メインカム５２の回転運動を可能とする機構を別途備える必要があるが、本実施の形態のメインカム５２，アーマチャ６３，及び切替部材７０によれば、そのような考慮が不要となるため、上述した（３）と同様の効果をさらに促進することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図６を参照して説明する。図６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構成の一部を説明する図である。また、第２の実施の形態において、第１の実施の形態について説明したものと共通する機能を有する構成要素については、同一の又は対応する符号及び名称を付してその説明を省略する。

図６に示すように、本実施の形態における切替機構７Ａは、第１の実施の形態における切替機構７と構成が異なる。

より具体的には、本実施の形態においては、切替部材７０Ａの外周には、回転軸線Ｏに平行に形成される複数の外周スプライン突起１７５が形成されている。切替部材７０Ａの外周スプライン突起１７５は、アウタシャフト３Ａの内周面に形成された複数の内周スプライン突起１３１ａに係合している。つまり、第１の実施の形態では、切替部材７０はインナシャフト３Ｂに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されていたが、本実施の形態では、切替部材７０Ａは、アウタシャフト３Ａに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。

切替部材７０Ａの内周には、径方向内方に突出した突起１７１ａが周方向に亘って形成された周方向係合部１７１と、周方向凹部１７２が形成されている。アウタシャフト３Ａの外周には、径方向外方に突出した突起１３８ａが周方向に亘って形成された周方向被係合部１３８と、周方向凹部１３９とが形成されている。切替部材７０Ａの周方向係合部１７１は、アウタシャフト３Ａの周方向被係合部１３８と係合する。つまり、第１の実施の形態では、切替部材７０は、その軸方向移動によってアウタシャフト３Ａと係合していたが、本実施の形態では、切替部材７０Ａは、その軸方向移動によってインナシャフト３Ｂと係合する。すなわち、切替部材７０Ａが第２位置にあるときに、周方向係合部１７１がインナシャフト３Ｂの周方向被係合部１３８に係合し、切替部材７０Ａが第１位置にあるとき、インナシャフト３Ｂの周方向被係合部１３８と周方向係合部１７１とが非係合となる。

このように構成されることで、本実施の形態の駆動力伝達装置１Ａは、第１の実施の形態で得られた作用及び効果と同一の効果に加えて、電磁クラッチ６における引き摺りトルクが低減される。つまり、第１の実施の形態では、２輪被牽引時に切替部材７０が回転することでメインカム５２がパイロットカム５１と共に回転し、電磁クラッチ６に引き摺りトルクが発生する場合があるが、本実施の形態では、インナシャフト３Ｂが回転しても、その回転力が切替部材７０Ａへ伝達されないため、電磁クラッチ６における引き摺りトルクが発生しない。すなわち、第１の実施の形態に比較してさらに引き摺りトルクの低減を図ることができる。

なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、エンジン１０２の始動時に電磁コイル６０への通電によってアーマチャ６３を電磁コイル６０側に引き寄せてインナシャフト３Ｂと切替部材７０Ａとを相対回転不能に連結し、その後エンジン１０２が停止するまで、インナシャフト３Ｂと切替部材７０Ａとの連結状態を維持するための電流を電磁コイル６０に供給し続けてもよい。

以上、本発明の駆動力伝達装置を上記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る。

１，１Ａ…駆動力伝達装置、１ａ…押圧機構、２…ハウジング、２ａ…収容空間、３Ａ…アウタシャフト、３Ｂ…インナシャフト、３ａ…段差面、４…メインクラッチ、５…カム機構、６…電磁クラッチ、７，７Ａ…切替機構、１０…制御部、１１，１２ｃ…針状ころ軸受、１２，１２ａ，１２ｂ…玉軸受、１３…第１シール部材、１４…第２シール部材、１５…スラスト針状ころ軸受、１６…コイルスプリング、１７…玉軸受、２１…フロントハウジング、２２…リヤハウジング、２２ａ…収容空間、３１…大径円筒部、３１ａ…外周スプライン突起、３２…小径円筒部、３２ａ…内周スプライン突起、３５…一端小径部、３６…大径部、３６ａ…外周スプライン突起、３６ｂ…段差部、３７…他端小径部、３７ａ…内周スプライン突起、３８…周方向被係合部、３８ａ…突起、３９…周方向凹部、４１…メインアウタクラッチプレート、４１ａ…突起、４２…メインインナクラッチプレート、５１…パイロットカム、５１ａ…外周スプライン突起、５１ｂ…カム溝、５２…メインカム、５２ａ…押圧面、５２ｂ…カム溝、５２ｃ…貫通孔、５２ｄ…当接面、５３…カムボール、６０…電磁コイル、６１…パイロットアウタクラッチプレート、６１ａ…突起、６２…パイロットインナクラッチプレート、６２ａ…突起、６３…アーマチャ、６３ａ…基部、６３ｂ…係合部、７０，７０Ａ…切替部材、７１…円筒部、７２…軸方向係合部、７３…周方向係合部、７３ａ…突起、７３ｂ…窪み部、７４…周方向凹部、７５…内周スプライン突起、７６…環状突起部、１００…４輪駆動車、１０１…車体、１０２…エンジン、１０３…トランスアクスル、１０４…前輪、１０５…後輪、１０６…リヤディファレンシャルキャリア、１０７…プロペラシャフト、１０８…ドライブピニオンシャフト、１０９…フロントアクスルシャフト、１１０…リヤディファレンシャル、１１１…リヤアクスルシャフト、１３１ａ…内周スプライン突起、１３８…周方向被係合部、１３９…周方向凹部、１７１…周方向係合部、１７１ａ…突起、１７２…周方向凹部、１７５…外周スプライン突起、２１１…円筒部、 ｂｂ２１１ａ…内周スプライン突起、２１２…底部、２２１…第１環状部材、２２２…第２環状部材、２２３…第３環状部材、６００…ヨーク、６０１…電線、Ｍ…磁路、Ｏ…回転軸線

Claims (5)

1. 駆動源からの駆動トルクによって回転する第１回転部材と、
   前記第１回転部材の内側に、前記第１回転部材と相対回転可能に配置された第２回転部材と、
   前記第２回転部材の内側に、前記第２回転部材と相対回転可能に配置された第３回転部材と、
   軸方向の押圧力を受けて前記第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摩擦クラッチと、
   前記摩擦クラッチへ前記押圧力を付与する押圧機構と、
   前記第２回転部材と前記第３回転部材とのトルク伝達を断続可能に構成された切替機構とを備え、
   前記切替機構は、前記押圧機構の作動時に軸方向の第１位置から第２位置に移動し、前記押圧機構の非作動時に軸方向の前記第２位置から前記第１位置に移動する切替部材を有し、前記切替部材が前記第１位置にあるときは、前記第２回転部材と前記第３回転部材とが相対回転可能な非連結状態となり、前記切替部材が前記第２位置にあるときは、前記第２回転部材と前記第３回転部材とが相対回転不能な連結状態となるように構成された、
   駆動力伝達装置。
2. 前記押圧機構は、通電により磁力を発生する電磁コイルと、前記磁力によって軸方向移動するアーマチャとを有し、前記アーマチャの軸方向移動に伴って摩擦トルクを発生する電磁クラッチと、前記摩擦トルクによる回転力を受けて前記摩擦クラッチに前記押圧力を付与するカム部材とを有し、
   前記切替機構は、前記切替部材を前記第２位置から前記第１位置に移動する方向に付勢する付勢部材を備え、
   前記押圧機構の作動時に、前記アーマチャの前記電磁コイル側への移動に伴って前記切替部材が前記アーマチャと軸方向に係合して前記第１位置から前記第２位置に移動し、前記押圧機構の非作動時に、前記切替部材が前記付勢部材の付勢力によって前記第２位置から前記第１位置に移動する、
   請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記切替部材は、前記第３回転部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結され、前記第２回転部材に形成された複数の被係合部と係合する複数の係合部を有し、
   前記切替部材が前記第２位置にあるときに前記係合部が前記複数の被係合部に係合し、前記切替部材が前記第１位置にあるとき前記複数の被係合部と前記複数の係合部とが非係合となる、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記切替部材は、前記第２回転部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結され、前記第３回転部材に形成された複数の被係合部と係合する複数の係合部を有し、
   前記切替部材が前記第２位置にあるときに前記複数の係合部が前記複数の被係合部に係合し、前記切替部材が前記第１位置にあるとき前記複数の被係合部と前記複数の係合部とが非係合となる、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
5. 前記アーマチャ及び前記切替部材は、前記カム部材を軸方向に挟むように配置され、
   前記カム部材は、軸方向に貫通して形成された貫通孔を周方向の複数箇所に有し、
   前記アーマチャと前記切替部材とは、前記貫通孔を介して係合する、
   請求項２乃至４の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。

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