JP2016168982A

JP2016168982A - ４輪駆動車両のディファレンシャル装置

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Publication number: JP2016168982A
Application number: JP2015051439A
Authority: JP
Inventors: 吉村　孝広; Takahiro Yoshimura; 孝広吉村; 亮太堀江; Ryota Horie
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-09-23
Anticipated expiration: 2035-03-13
Also published as: CN105966240A; US20160263995A1; CN105966240B; JP6119782B2; US9573464B2

Abstract

【課題】動力伝達部材を副駆動輪から切り離すディスコネクト時において、差動歯車装置の全差動状態を防止し且つ従来に比較してディスコネクト効果を向上させるディファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】２輪駆動状態においてプロペラシャフト２８を後輪１６から切り離すディスコネクト時には、第２アクチュエータ８０によって、デフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に回転軸線Ｃ２方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされた可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａが、リングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃと噛み合わない位置へ移動し、リングギヤ５８とデフケース６０との間が切り離されるので、ディスコネクト時において差動歯車装置６４の全差動状態が防止され且つ従来の制御カップリングが用いられるディファレンシャル装置に比較して後輪１６からプロペラシャフト２８を切り離すディスコネクト効果が向上させられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、２輪駆動状態では、４輪駆動状態において専ら副駆動輪へ駆動力を伝達するための動力伝達部材をその副駆動輪から切り離すディスコネクト機能付のディファレンシャル装置において、そのディファレンシャル装置の構成に関連する技術に関する。

駆動源から左右の主駆動輪へ駆動力を伝達する２輪駆動状態と、その駆動源から左右の副駆動輪へも駆動力を伝達する４輪駆動状態とが選択される４輪駆動車両において、前記２輪駆動状態では、前記４輪駆動状態において専ら前記副駆動輪へ駆動力を伝達するための動力伝達部材をその副駆動輪から切り離すディスコネクト機能付のディファレンシャル装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたディファレンシャル装置がそれである。

上記特許文献１のディファレンシャル装置では、差動歯車装置と左右の副駆動輪の一方との間の車軸に制御カップリング（多板クラッチ）を設けて、２輪駆動状態では、前記制御カップリングを用いて前記差動歯車装置と左右の副駆動輪の一方との間を切り離すことによって、４輪駆動状態において専ら副駆動輪へ駆動力を伝達するための動力伝達部材例えばプロペラシャフトを副駆動輪から切り離している。

国際公開第２０１０／０１９６４１号（WO2010/019641 A2）

しかしながら、上記のようなディファレンシャル装置では、前記動力伝達部材を前記副駆動輪から切り離すディスコネクト時において、差動歯車装置と左右の副駆動輪の一方との間が制御カップリングによって切り離されるので、差動歯車装置が全差動状態となるという問題があった。上記差動歯車装置では、走行中に長時間その差動歯車装置のディファレンシャルケースと共に回転するリングギヤの回転が停止状態となり、その差動歯車装置において一対のサイドギヤの差回転が最大になる全差動状態となることを想定した潤滑構造を備えておらず、そのような全差動状態が継続すると、差動歯車装置のギヤ例えば一対のサイドギヤ、一対のピニオンを潤滑する潤滑油が不足する可能性があり、上記差動歯車装置のギヤの耐焼付性が低下することが懸念される。また、上記制御カップリングによるクラッチ引摺りにより動力伝達部材に副駆動輪からの動力が伝達されて、その副駆動輪から動力伝達部材を切り離すディスコネクト効果が減少するという問題がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力伝達部材を副駆動輪から切り離すディスコネクト時において、差動歯車装置の全差動状態を防止し且つ従来に比較してディスコネクト効果を向上させるディファレンシャル装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、（a）駆動源から左右の主駆動輪へ駆動力を伝達する２輪駆動状態と、その駆動源から左右の副駆動輪へも駆動力を伝達する４輪駆動状態とが選択される４輪駆動車両において、前記２輪駆動状態では前記４輪駆動状態において専ら前記副駆動輪へ駆動力を伝達するための動力伝達部材をその副駆動輪から切り離すディスコネクト機能付のディファレンシャル装置であって、（b）ケースに一回転軸線まわりに回転可能に支持される円筒状のリングギヤと、（c）前記リングギヤの回転軸線方向に円筒状の一端部および他端部を有し、前記一端部が前記リングギヤにより前記他端部が前記ケースにより前記回転軸線と同心で回転可能に支持されたデフケースと、（d）前記デフケースの一端部の内周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされ、前記回転軸線方向に移動可能に設けられたスリーブと、（e）前記スリーブに形成された外周歯が前記リングギヤの内径側に形成された内周歯と係合する係合位置と係合しない解放位置との間で前記スリーブを推力伝達機構を介して駆動するアクチュエータとを含み、（f）前記リングギヤと前記リングギヤを貫通する車軸又は車軸と一体的に回転する回転軸との間の径方向の空間内に、前記推力伝達機構の少なくとも一部が配置されていることにある。

このように構成されたディファレンシャル装置によれば、前記デフケースの一端部の内周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされ、前記回転軸線方向に移動可能に設けられたスリーブと、前記スリーブに形成された外周歯が前記リングギヤの内径側に形成された内周歯と係合する係合位置と係合しない解放位置との間で前記スリーブを推力伝達機構を介して駆動するアクチュエータとを含み、前記リングギヤと前記リングギヤを貫通する車軸又は車軸と一体的に回転する回転軸との間の径方向の空間内に、前記推力伝達機構の少なくとも一部が配置されている。このため、前記動力伝達部材を前記副駆動輪から切り離すディスコネクト時には、前記アクチュエータによって、前記デフケースの一端部の内周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされたスリーブの外周歯が、前記リングギヤの内周側に形成された内周歯と係合しない解放位置へ移動して、前記リングギヤと前記デフケースとの間の動力伝達経路が切り離されるので、そのディスコネクト時において差動歯車装置の全差動状態が防止され且つ従来の制御カップリング（多板クラッチ）が用いられるディファレンシャル装置に比較して前記副駆動輪から前記動力伝達部材を切り離すディスコネクト効果が向上させられる。さらに、前記スリーブを、前記リングギヤとそのリングギヤを貫通する車軸又は車軸と一体的に回転する回転軸との間の径方向の空間内から挿入させて、前記デフケースの一端部の内周側に嵌め合わせることができる。これによって、前記スリーブ、前記推力伝達機構、前記アクチュエータを一体的に組み付けたサブアッシーを、前記リングギヤ等の構成部品を一体的に組み付けたディファレンシャル装置の本体部に組み付けることができるので、前記スリーブおよび前記アクチュエータ等のディファレンシャル装置の構成部品のサブアッシー化が可能になる。また、前記デフケースは、その一端部が前記リングギヤによりその他端部が前記ケースにより前記回転軸線と同心で回転可能に支持されているので、そのデフケースが前記回転軸線方向において例えば前記デフケースの一端部および他端部が前記ケースにより前記回転軸線と同心で回転可能に支持されるようなディファレンシャル装置に比較して前記リングギヤに近接した状態で配置され、前記ディファレンシャル装置の回転軸線方向の大きさが従来に比較して小さくなり前記ディファレンシャル装置の小型化が可能になる。

ここで、好適には、（a）前記デフケースの一端部には、前記回転軸線方向に切り込まれた切欠きが形成されており、（b）前記スリーブに当接して前記スリーブの前記回転軸線方向の動きと連動する被検知ロータが、前記デフケースに相対回転不能に設けられ、前記被検知ロータの一部が、前記切欠きを通して前記デフケースの一端部の半径方向外側に配設されている。このため、前記リングギヤの内径側および前記デフケースの一端部の内周側に配設された前記スリーブの移動が、前記デフケースの一端部の半径方向外側に配設された前記被検知ロータを前記回転軸線方向に移動させるので、この被検知ロータの回転軸線方向の位置が検出されることにより、前記スリーブの外周歯と前記リングギヤの内周歯との断接状態が検出される。

また、好適には、（a）前記被検知ロータは、パルスロータであり、（b）前記パルスロータの前記回転軸線方向の移動位置を検出する回転センサが設けられており、（c）前記回転センサの出力信号の振幅に基づいて、前記スリーブの外周歯と前記リングギヤの内周歯との断接状態を判別する。このため、前記リングギヤの内径側および前記デフケースの一端部の内周側に配設された前記スリーブにおいて、そのスリーブの外周歯と前記リングギヤの内周歯との断接状態を、信頼性の高い回転センサを用いて判別することができる。

また、好適には、前記推力伝達機構は、補助クラッチ、ボールカム、ラチェット機構、スプリングから構成されている。

また、好適には、前記アクチュエータは、前記補助クラッチに回転制動トルクを発生させて前記ボールカムを作動させる電磁コイルである。

本発明が好適に適用された４輪駆動車両の構成を概略的に説明する骨子図である。図１の４輪駆動車両に設けられたディスコネクト機能付のディファレンシャル装置の構成を説明する断面図である。図２に示すディファレンシャル装置に設けられたパルスロータおよび回転センサを説明する図２の拡大図である。図２に示すディファレンシャル装置に設けられたデフケースを示す斜視図である。図２に示すディファレンシャル装置に設けられた推力伝達機構のラチェット機構を説明する図である。リングギヤ等の構成部品を一体的に組み付けたディファレンシャル装置の本体部に、スリーブ、推力伝達機構およびアクチュエータ等の構成部品を一体的に組み付けたディファレンシャル装置のサブアッシーが組み付けられる状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用された４輪駆動車両１０の構成を概略的に説明する骨子図である。図１において、４輪駆動車両１０は、エンジン１２を駆動源とし、エンジン１２の動力を主駆動輪に対応する左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒ（特に区別しない場合には、前輪１４という）に伝達する第１の動力伝達経路と、エンジン１２の動力を副駆動輪に対応する左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒ（特に区別しない場合には、後輪１６という）に伝達する第２の動力伝達経路とを有するＦＦベースの４輪駆動装置を備えている。この４輪駆動車両１０の２輪駆動状態では、エンジン１２から自動変速機１８を介して伝達された駆動力が、前輪用ディファレンシャルユニット２０および左右の車軸２２Ｌ、２２Ｒを通して左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒへ伝達される。この２輪駆動状態では、少なくとも第１クラッチ２４が開放され、トランスファ２６、プロペラシャフト（動力伝達部材）２８、および、後輪用ディファレンシャルユニット（ディファレンシャル装置）３０および後輪１６へは動力が伝達されない。しかし、４輪駆動状態では、上記２輪駆動状態に加えて、第１クラッチ２４および第２クラッチ３２が共に係合されて、上記トランスファ２６、プロペラシャフト２８、および、後輪用ディファレンシャルユニット３０および後輪１６へエンジン１２からの駆動力が伝達される。なお、図１では図示されていないが、エンジン１２と自動変速機１８との間には、流体伝動装置であるトルクコンバータ或いはクラッチが設けられている。

自動変速機１８は、例えば、複数の遊星歯車装置および摩擦係合装置（クラッチ、ブレーキ）を備えてそれら摩擦係合装置を選択的に係合させることで変速段が選択される形式の有段式自動変速機で構成されている。なお、上記自動変速機１８は、常時噛合型平行軸式変速機の変速段がシフトアクチュエータおよびセレクトアクチュエータによって選択される形式の有段式自動変速機で構成されていても良い。また、上記自動変速機１８は、伝動ベルトが巻き掛けられた一対の有効径が可変の可変プーリの有効径を変化させることで変速比が連続的に変化させられる形式の無段変速機で構成されていても良い。上記自動変速機１８は公知の技術であるため、具体的な構造や作動の説明については省略する。

前輪用ディファレンシャルユニット２０は、回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に設けられ、自動変速機１８の出力歯車１８ａと噛み合うリングギヤ２０ｒと、それに固定されたデフケース（ディファレンシャルケース）２０ｃと、そのデフケース２０ｃ内に収容された差動歯車機構２０ｄとを有しており、前輪１４の左右の車軸２２Ｌ、２２Ｒにそれらの差回転を許容しつつ駆動力を伝達する。上記デフケース２０ｃには、トランスファ２６の第１回転部材３４の軸端に形成された外周嵌合歯３６と嵌合する内周嵌合歯３８が形成されている。これにより、エンジン１２から出力された駆動力の一部が、前輪用ディファレンシャルユニット２０のデフケース２０ｃを介してトランスファ２６すなわちそのトランスファ２６の第１回転部材３４に伝達される。

上記トランスファ２６は、上記第１回転部材３４と、プロペラシャフト２８へ動力を伝達するためのリングギヤ４０ｒが形成された第２回転部材４０と、それら第１回転部材３４と第２回転部材４０との間の動力伝達経路に設けられた第１クラッチ２４とを備えている。上記第１クラッチ２４は、第１回転部材３４と第２回転部材４０との間の動力伝達経路を選択的に断接する例えば噛合式のドグクラッチ（断接機構）である。

第１回転部材３４は、その内周側を車軸２２Ｒが貫通する円筒状部材であって、車軸２２Ｒおよび第２回転部材４０と同心に回転可能に設けられている。第１回転部材３４の軸方向の一端には外周嵌合歯３６が形成されており、その外周嵌合歯３６がデフケース２０ｃに形成されている内周嵌合歯３８と嵌合されることで、第１回転部材３４は前輪用ディファレンシャルユニット２０のデフケース２０ｃと一体的に回転する。また、第１回転部材３４の軸方向の他端部には第１クラッチ２４を構成するクラッチ歯４２が形成されている。

第２回転部材４０は、その内周側を車軸２２Ｒおよび第１回転部材３４が貫通している円筒状部材である。第２回転部材４０の軸方向の一端部には、ドリブンピニオン４４と噛み合うリングギヤ４０ｒが形成されている。また、第２回転部材４０の軸方向の他端部には、第１クラッチ２４を構成するクラッチ歯４６が形成されている。なお、ドリブンピニオン４４は、プロペラシャフト２８の前輪１４側の端部に接続され、そのプロペラシャフト２８の後輪１６側の端部には図示しない電子制御装置によって伝達トルクを制御することが可能なカップリング（制御カップリング）４８を介してドライブピニオン５０が設けられている。

第１クラッチ２４には、第１回転部材３４に形成されたクラッチ歯４２と、第２回転部材４０に形成されたクラッチ歯４６と、上記第１回転部材３４のクラッチ歯４２と回転軸線Ｃ１方向に相対移動可能に常時噛み合い且つその回転軸線Ｃ１方向の移動により上記第２回転部材４０のクラッチ歯４６にも噛合可能な内周歯５２が形成された可動スリーブ５４とが備えられている。また、トランスファ２６には、第２回転部材４０のクラッチ歯４６と噛み合う噛合位置またはそのクラッチ歯４６とは噛み合わない非噛合位置に、第１クラッチ２４の可動スリーブ５４を回転軸線Ｃ１方向に移動させる第１アクチュエータ５６が備えられている。また、トランスファ２６には、好適には、第１クラッチ２４において可動スリーブ５４の内周歯５２がクラッチ歯４６と噛み合うに際して両者の相対回転差を小さくする同期装置５７が備えられる。なお、図１は、第１クラッチ２４が開放された状態を示している。

後輪用ディファレンシャルユニット３０は、プロペラシャフト２８から左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒへの動力伝達経路において、そのプロペラシャフト２８と左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒとの間すなわちドライブピニオン５０に相対回転不能に噛み合うリングギヤ５８とデフケース（ディファレンシャルケース）６０との間の動力伝達経路を選択的に断接するための噛合式のドグクラッチである第２クラッチ（断接機構）３２と、その第２クラッチ３２が係合された状態においてエンジン１２からデフケース６０に伝達された駆動力を左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒへ差回転を許容しつつ分配する差動歯車装置６４とを備えている。なお、上記差動歯車装置６４は、回転軸線Ｃ２まわりに回転可能に支持されたデフケース６０と、後輪１６に連結された一対の車軸６２Ｌ、６２Ｒにそれぞれ連結され、デフケース６０内において互いに対向する状態で回転軸線Ｃ２まわりに回転可能にデフケース６０に支持された一対のサイドギヤ６６と、その回転軸線Ｃ２に対して直交する回転軸線Ｃ３まわりに回転可能にデフケース６０に支持された一対のピニオン６８とを有している。また、上記差動歯車装置６４は公知の技術であるため、具体的な構造や作動の説明については省略する。

また、後輪用ディファレンシャルユニット３０には、図２に示すように、例えば第２クラッチ３２、円筒状のリングギヤ５８、差動歯車装置６４等の後輪用ディファレンシャルユニット３０を構成する構成部品を収容するユニットケース（ケース）７０が備えられている。上記ユニットケース７０には、第２クラッチ３２、リングギヤ５８、差動歯車装置６４等の後輪用ディファレンシャルユニット３０の構成部品の大部分を覆うケース部材７０ａと、そのケース部材７０ａの回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｌ側の一端に形成された開口部７０ｂを塞ぐカバー部材７０ｃとが備えられており、それらケース部材７０ａとカバー部材７０ｃとが図示しない例えばボルト等の締結部材によって一体的に締結されている。

円筒状のリングギヤ５８は、図２および図３に示すように、例えば斜歯又はハイポイドギヤが形成された傘歯車である。上記リングギヤ５８には、そのリングギヤ５８の歯車部５８ａの内周部から一体に後輪１６Ｌ側に円筒状に突出する円筒部５８ｂが形成されている。上記リングギヤ５８は、ユニットケース７０のケース部材７０ａに取り付けられた第１軸受７２を介してそのユニットケース７０によりその円筒部５８ｂが支持されることによって回転軸線Ｃ２まわりに回転可能に片持状に支持されている。また、リングギヤ５８の円筒部５８ｂには、その円筒部５８ｂの内周側に内周噛合歯（内周歯）５８ｃが一体に形成されている。

デフケース６０には、図２から図４に示すように、一対のサイドギヤ６６および一対のピニオン６８をそれぞれ回転可能に収容するケース本体６０ａと、そのケース本体６０ａにおいてリングギヤ５８の回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｌ側の端部からその回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｌ側へ円筒状に突き出された第１突部（一端部）６０ｂと、そのケース本体６０ａにおいてリングギヤ５８の回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｒ側の端部からその回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｒ側へ円筒状に突き出された第２突部（他端部）６０ｃとが一体に備えられている。上記デフケース６０では、図２に示すように、そのデフケース６０の第１突部６０ｂとリングギヤ５８の歯車部５８ａとの間に第２軸受７４が配設され、且つ、そのデフケース６０の第２突部６０ｃとケース部材７０ａの回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｒ側の端部に形成された開口部７０ｄの周縁部７０ｅとの間に第２軸受７５が配設される。これによって、デフケース６０は、リングギヤ５８の回転軸線Ｃ２と同心に回転可能に、そのデフケース６０の第１突部６０ｂが第２軸受７４を介してリングギヤ５８に支持され且つそのデフケース６０の第２突部６０ｃが第２軸受７５を介してユニットケース７０のケース部材７０ａに支持される。また、デフケース６０に形成された第１突部６０ｂには、その第１突部６０ｂの内周面に形成された複数の内周スプライン歯６０ｄと、その第１突部６０ｂの周方向の複数個所（本実施例では３箇所）に回転軸線Ｃ２方向に切り込まれた切欠き６０ｅとが設けられている。

なお、図２に示すように、後輪用ディファレンシャルユニット３０において、デフケース６０の第１突部６０ｂを支持するリングギヤ５８は、ドライブピニオン５０の回転軸線Ｃ４に対して後輪１６Ｌ側に配置され、そのデフケース６０の第２突部６０ｃを支持するケース部材７０ａの開口部７０ｄの周縁部７０ｅは、ドライブピニオン５０の回転軸線Ｃ４に対して後輪１６Ｌ側とは反対側に配置されている。このため、デフケース６０すなわち差動歯車装置６４は、例えばデフケース６０の第１突部６０ｂおよび第２突部６０ｃがユニットケース７０に支持されるような、すなわちデフケース６０の第１突部６０ｂがユニットケース７０のケース部材７０ａの周縁部７０ｅに支持されるような後輪用ディファレンシャルユニットに比較して、回転軸線Ｃ２方向においてリングギヤ５８すなわちドライブピニオン５０の回転軸線Ｃ４に近接した状態で後輪用ディファレンシャルユニット３０に配置される。

上記第２クラッチ３２には、図２および図３に示すように、リングギヤ５８に形成された内周噛合歯５８ｃと、その内周噛合歯５８ｃに噛み合い可能な外周噛合歯（外周歯）７６ａが形成された円筒状の可動スリーブ（スリーブ）７６とが備えられている。上記可動スリーブ７６は、円筒状に形成されており、その円筒状の可動スリーブ７６には、その可動スリーブ７６の後輪１６Ｌ側の端部の外周面に形成された外周噛合歯７６ａと、その外周噛合歯７６ａとは反対側の端部の外周面に形成された複数の外周スプライン歯７６ｂと、その可動スリーブ７６の後輪１６Ｌ側の端部の内周面に形成された複数の内周スプライン歯７６ｃとが設けられている。上記可動スリーブ７６は、その可動スリーブ７６の外周スプライン歯７６ｂがデフケース６０の第１突部６０ｂの内周スプライン歯６０ｄに嵌め合わされており、そのデフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に回転軸線Ｃ２方向に移動可能且つそのデフケース６０に動力伝達可能に設けられている。上記第２クラッチ３２は、リングギヤ５８に一体に形成された内周噛合歯５８ｃと可動スリーブ７６に一体に形成された外周噛合歯７６ａとが係合することすなわち噛み合うことによって、エンジン１２からリングギヤ５８に伝達された駆動力が後輪１６に出力されるようになっている。

後輪用ディファレンシャルユニット３０には、図２および図３に示すように、推力伝達機構７８を介して可動スリーブ７６を駆動させる第２アクチュエータ（アクチュエータ）８０が備えられている。上記第２アクチュエータ８０は、上記推力伝達機構７８を介して、コネクト位置（係合位置）とディスコネクト位置（解放位置）との間で上記可動スリーブ７６を駆動させる。なお、上記コネクト位置は、可動スリーブ７６が回転軸線Ｃ２方向に移動しその可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａがリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃと係合する係合位置すなわち噛み合う位置であり、上記コネクト位置では、リングギヤ５８とデフケース６０との相対回転が不能となる。また、上記ディスコネクト位置は、可動スリーブ７６が回転軸線Ｃ２方向に移動しその可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａがリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃと係合しない解放位置すなわち噛み合わない位置であり、上記ディスコネクト位置では、リングギヤ５８とデフケース６０との相対回転が可能となる。なお、上記第２クラッチ３２では、第１クラッチ２４が開放されている２輪駆動状態において、推力伝達機構７８を介して第２アクチュエータ８０とによって可動スリーブ７６が上記ディスコネクト位置に移動させられて、プロペラシャフト２８と後輪１６Ｌ、１６Ｒとの間すなわちリングギヤ５８とデフケース６０との間が開放されると、左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒからプロペラシャフト２８等が回転駆動されることが抑制されて、そのプロペラシャフト２８等の回転抵抗等による車両の走行抵抗が低減される。本実施例では、上記第２クラッチ３２がディスコネクト機構すなわち断接機構に対応しており、上記第２クラッチ３２を備える後輪用ディファレンシャルユニット３０は、ディスコネクト機能付きのディファレンシャル装置である。

上記推力伝達機構７８には、ボールカム８２と、補助クラッチ８４と、スプリング８６と、ラチェット機構（掛外し機構）８８とが備えられている。上記ボールカム８２は、第２アクチュエータ８０により補助クラッチ８４を介して後述する環状の第２ケージ９０に回転制動トルクが発生させられると、後輪１６から伝達される回転力を回転軸線Ｃ２方向の推力に変換する装置すなわち後輪１６から伝達される回転力から回転軸線Ｃ２方向の推力を発生させる装置である。上記ラチェット機構８８は、上記ボールカム８２により発生させられた回転軸線Ｃ２方向の推力を可動スリーブ７６に伝達させることによって、その可動スリーブ７６を移動させ且つ可動スリーブ７６の移動位置を保持する。上記スプリング８６は、後述する円筒部材８９に一体的に固定されたストッパ９２と可動スリーブ７６の内周スプライン歯７６ｃの後輪側１６Ｒの端面７６ｄとの間に介在されており、その可動スリーブ７６を前記ディスコネクト位置から前記コネクト位置に向かって付勢すなわち可動スリーブ７６を回転軸線Ｃ２方向において後輪１６Ｌ側に付勢する。また、後輪側ディファレンシャルユニット３０に備えられた第２アクチュエータ８０は、補助クラッチ８４に回転制動トルクを発生させる電磁コイルであり、ユニットケース７０のカバー部材７０ｃに例えば締結ボルト９４等の締結装置によって一体的に固定されている。これにより、上記推力伝達機構７８では、第２アクチュエータ８０によって補助クラッチ８４に回転制動トルクが発生させられると、第２ケージ９０に回転制動トルクが付与されて、ボールカム８２によって後輪１６から伝達される回転力が、回転軸線Ｃ２方向の推力に変換および増幅される。これによって、ボールカム８２の第１ケージ９６よりラチェット機構８８を介して可動スリーブ７６に上記推力が伝達され、その可動スリーブ７６がスプリング８６の付勢力に抗して回転軸線Ｃ２方向に移動させられる。

上記円筒部材８９は、図６に示すように、上記推力伝達機構７８および可動スリーブ７６と後述する回転軸９７および車軸６２Ｌの一部との間に配設された円筒形状の部材である。上記円筒部材８９には、その円筒部材８９の後輪１６Ｌ側の端部に形成された複数の第１外周スプライン歯８９ａと、その円筒部材８９の中心部に形成された複数の第２外周スプライン歯８９ｂと、その第２外周スプライン歯８９ｂの後輪１６Ｒ側に配置され、可動スリーブ７６の内周スプライン歯７６ｃと常時噛み合う複数の第３外周スプライン歯８９ｃとが備えられている。また、上記円筒部材８９の後輪１６Ｌ側の端部とカバー部材７０ｃとの間には、第３軸受１０４が配設されており、その円筒部材８９は、その第３軸受１０４を介してカバー部材７０ｃにより回転軸線Ｃ２まわりに回転可能に支持されている。

上記回転軸９７は、図６に示すように、車軸６２Ｌと一体的に回転する円筒形状の部材である。また、リングギヤ５８と上記回転軸９７との間の径方向の空間Ｓ内に推力伝達機構７８の一部すなわちラチェット機構８８の一部、スプリング８６が配置されている。

ラチェット機構８８は、第２アクチュエータ８０である電磁コイルが円板状の可動片９８を吸着することによりボールカム８２を介して所定のストロークで回転軸線Ｃ２方向に往復移動させられる環状の第１ピストン９６ａと、円筒部材８９に対して相対回転可能に設けられ、その第１ピストン９６ａによりスプリング８６の付勢力に抗して回転軸線Ｃ２方向に移動させられる環状の第２ピストン１００と、掛止歯１０２ａ（図５参照）を有して円筒部材８９に対して相対回転不能かつ回転軸線Ｃ２方向の移動不能に設けられ、その掛止歯１０２ａで第１ピストン９６ａにより移動させられた第２ピストン１００を掛け止める環状のホルダー１０２とを備えている。上記ラチェット機構８８では、第１ピストン９６ａが回転軸線Ｃ２方向に往復移動させられることで、第２ピストン１００によって可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置へスプリング８６の付勢力に抗して移動させられ、その第２ピストン１００がホルダー１０２の掛止歯１０２ａに掛け止められる。そして、さらに、第１ピストン９６ａが回転軸線Ｃ２方向に往復移動させられると、第２ピストン１００がホルダー１０２の掛止歯１０２ａから掛け外されてスプリング８６の付勢力に従って可動スリーブ７６が前記コネクト位置へ移動させられる。なお、ボールカム８２の第１ケージ９６には、図２に示すように、上記ラチェット機構８８の第１ピストン９６ａが一体に設けられており、上記ラチェット機構８８は、ボールカム８２の第２ケージ９０と可動スリーブ７６との間に配設されている。

ボールカム８２は、ラチェット機構８８の第１ピストン９６ａと第３軸受１０４との間に、回転軸線Ｃ２方向において重なるように介挿された環状の一対の第１ケージ９６および第２ケージ９０と、それら第１ケージ９６と第２ケージ９０とにおいて周方向の複数箇所（たとえば３箇所）に形成された、周方向で深さが変化する互いに対向する溝状の一対のカム面９６ｂ、９０ａで挟まれた複数個（たとえば３個）の球状転動体１０６とを有し、それら第１ケージ９６と第２ケージ９０とが相対回転させられると、それら第１ケージ９６と第２ケージ９０が回転軸線Ｃ２方向に離隔させられる。これによって、ボールカム８２により第１ピストン９６ａが回転軸線Ｃ２方向において後輪１６Ｒ側、後輪１６Ｌ側へ１回往復移動させられると、図２に示す回転軸線Ｃ２に対して上側すなわちエンジン１２側の後輪用ディファレンシャルユニット３０に示すように、可動スリーブ７６がラチェット機構８８を介して前記ディスコネクト位置へスプリング８６の付勢力に抗して移動させられる。そして、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの噛み合いが解かれて第２クラッチ３２が解放する。また、ボールカム８２によって第１ピストン９６ａが２回往復移動すなわち可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置に配置された状態でさらに第１ピストン９６ａが１回往復移動させられると、図２に示す回転軸線Ｃ２に対して下側すなわちエンジン１２側とは反対側の後輪用ディファレンシャルユニット３０に示すように、第２ピストン１００がホルダー１０２の掛止歯１０２ａから掛け外され可動スリーブ７６がスプリング８６の付勢力によって前記コネクト位置へ移動させられる。そして、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとが噛み合わされ第２クラッチ３２が係合する。

また、第２アクチュエータ８０である電磁コイルと可動片９８との間には、図６に詳細に示すように、上記電磁コイルと可動片９８との間に配設され、ユニットケース７０のカバー部材７０ｃに形成された内周スプライン歯７０ｆと回転軸線Ｃ２回りの回転が不能且つその回転軸線Ｃ２方向の移動が可能に係合された円板状の第１摩擦板１０８と、その第１摩擦板１０８と可動片９８との間に配設され、第２ケージ９０に形成された外周スプライン歯９０ｂと回転軸心Ｃ２回りの回転が不能且つその回転軸線Ｃ２方向の移動が可能に係合された円板状の第２摩擦板１１０とを有する補助クラッチ８４が備えられている。また、環状の第１ケージ９６と環状の第２ケージ９０との間の周方向の複数箇所に形成された凹溝状のカム面９６ｂ、９０ａは、その周方向に向かうに連れてそれらカム面９６ｂ、９０ａの間の回転軸線Ｃ２方向における距離が短くなるように傾斜している。また、第１ケージ９６は、円筒部材８９と相対回転不能且つ回転軸線Ｃ２方向に移動可能に係合させられている。

上記のように構成された第２アクチュエータ８０である電磁コイル、上記推力伝達機構７８では、例えば、車両走行中で円筒部材８９が回転している状態において、上記電磁コイルによって可動片９８が吸着されると、その可動片９８によって補助クラッチ８４の第１摩擦板１０８および第２摩擦板１１０がその可動片９８と上記電磁コイルとの間で挟圧されて第２摩擦板１１０に回転制動トルクが伝達される。すなわち、前記電磁コイルによって可動片９８が吸着されると補助クラッチ８４の第２摩擦板１１０を介して第２ケージ９０に回転制動トルクが伝達される。このため、上記回転制動トルクによってそれら第１ケージ９６と第２ケージ９０とが相対回転し、その第１ケージ９６に一体に形成された第１ピストン９６ａは、球状転動体１０６を介して第２ケージ９０に対して回転軸線Ｃ２方向においてスプリング８６の付勢力に抗して後輪１６Ｒ側へ移動し、後輪１６から伝達される駆動力によって回転する円筒部材８９の回転力が回転軸線Ｃ２方向の推力に変換される。また、前記電磁コイルに可動片９８が吸着されない時には、第２ケージ９０はユニットケース７０のカバー部材７０ｃに対して相対回転可能となるので、その第２ケージ９０が球状転動体１０６を介して第１ケージ９６と連れまわって第２ケージ９０と第１ケージ９６とが一体的に回転する。これによって、第１ピストン９６ａの回転軸線Ｃ２方向における往復移動が停止する。なお、後輪用ディファレンシャルユニット３０では、円筒部材８９に形成された第３外周スプライン歯８９ｃと可動スリーブ７６に形成された内周スプライン歯７６ｃとが常時噛み合われており、その可動スリーブ７６に形成された外周スプライン歯７６ｂとデフケース６０の第１突部６０ｂに形成された内周スプライン歯６０ｄとが常時噛み合わされている。このため、車両走行中では、後輪１６から入力される回転力が車軸６２Ｌ、デフケース６０、可動スリーブ７６等を介して円筒部材８９に伝達され、その円筒部材８９が回転軸線Ｃ２まわりに回転するようになっている。

図５は、ラチェット機構８８の作動原理を説明する模式図であり、環状の第１ピストン９６ａ、環状の第２ピストン１００、および環状のホルダー１０２をそれぞれ展開した状態を示している。ラチェット機構８８は、前述したように、環状の第１ピストン９６ａと環状の第２ピストン１００と環状のホルダー１０２とを備え、掛止め機構として機能するものである。上記環状の第２ピストン１００には、ホルダー１０２側に突設された突起１００ａが形成されている。また、上記環状のホルダー１０２には、上記第２ピストン１００の突起１００ａを掛け止めるための円周方向に連なる鋸歯状の掛止歯１０２ａが周期的に形成されており、そのホルダー１０２は、円筒部材８９に位置固定に配設されている。また、上記環状の第１ピストン９６ａには、ホルダー１０２の掛止歯１０２ａと同様の鋸歯形状であるが周方向に半位相ずれた形状で周方向に連なり、第２ピストン１００の突起１００ａを受け止める受止歯９６ｄが周期的に形成されている。上記環状の第１ピストン９６ａは、ホルダー１０２と相対回転不能且つ回転軸線Ｃ２方向に移動可能に設けられ、スプリング８６の付勢力に抗して第２ピストン１００をボールカム８２の１ストローク分だけ移動させられる。なお、上記第１ピストン９６ａの受止歯９６ｄおよびホルダー１０２の掛止歯１０２ａの先端の斜面には、突起１００ａの滑りを止めるストッパ９６ｅおよび１０２ｂがそれぞれ設けられている。

図５の（a）および（e）は、可動スリーブ７６が上記コネクト位置にある時を示している。この図５の（a）および（e）に示すように、第２ピストン１００から突設された突起１００ａがホルダー１０２の掛止歯１０２ａに掛け止められた位置に位置している状態では、第１ピストン９６ａがそのベース位置に位置させられている。図５の（b）は、第１ピストン９６ａが第２アクチュエータ８０およびボールカム８２の作動により移動ストロークＳＴ分だけスプリング８６の付勢力に抗してそのベース位置から移動させられた状態を示している。この過程では、第１ピストン９６ａにより第２ピストン１００が移動させられてホルダー１０２から離されるとともに、第２ピストン１００が第１ピストン９６ａの斜面を滑り落ちる。なお、図５の（b）に示されている一点鎖線は、上記移動ストロークＳＴを説明するために図５の（a）の第１ピストン９６ａの元位置を示すものである。図５の（c）は、第１ピストン９６ａが第２アクチュエータ８０およびボールカム８２の非作動によりスプリング８６の付勢力に従って移動ストロークＳＴ分だけ戻されてベース位置に位置させられた状態を示している。この過程では第２ピストン１００がホルダー１０２の掛止歯１０２ａの上に掛け止められ、前記ディスコネクト位置に保持される。図５の（d）は、再び第１ピストン９６ａが第２アクチュエータ８０およびボールカム８２の作動により移動ストロークＳＴ分だけスプリング８６の付勢力に抗してそのベース位置から移動させられた状態を示している。この過程では、第２ピストン１００が更にスプリング８６側に移動させられる。次いで、図５の（e）に示すように、第１ピストン９６ａが第２アクチュエータ８０およびボールカム８２の非作動によりスプリング８６の付勢力に従って移動ストロークＳＴ分だけ戻されてベース位置に位置させられると、第２ピストン１００がコネクト位置へ位置させられて、リングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃと可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとが噛み合う。

これにより、ラチェット機構８８では、ボールカム８２による第１ピストン９６ａの往復移動で第２ピストン１００を周方向へ送り可動スリーブ７６を上記ディスコネクト位置、上記コネクト位置へ向かって移動させられる。第２ピストン１００が１回往復移動させられると、その可動スリーブ７６が上記ディスコネクト位置に位置させられる。また、第２ピストン１００が２回往復移動すなわち可動スリーブ７６が上記ディスコネクト位置にある状態においてさらに第２ピストン１００が１回往復移動させられると、その第２ピストン１００がホルダー１０２の掛止歯１０２ａから掛け外されてスプリング８６の付勢力により可動スリーブ７６が上記コネクト位置に位置させられる。

図２に示すように、カップリング４８は、非回転部材であるそのカップリング４８を収容するケース１１１に固定された位置固定の環状の電磁石１１２と、その電磁石１１２に発生する磁力によって副押圧部材１１４に摩擦トルクを発生させる副摩擦係合装置１１６と、傾斜凹溝１１４ａ、１１８ａ内の球状転動体１２０を副押圧部材１１４との間で挟持する主押圧部材１１８と、副押圧部材１１４の主押圧部材１１８に対する相対回転により発生するスラスト力を受けて摩擦トルクを発生させる主摩擦係合装置１２２とを備えている。この主摩擦係合装置１２２は、ドライブピニオン５０と相対回転不能に連結されるクラッチハブ１２４と、プロペラシャフト２８と相対回転不能に連結されるクラッチドラム１２６と、それらクラッチハブ１２４とクラッチドラム１２６とにそれぞれ相対回転不能に装着され且つ互い違いに重ねられたハブ側摩擦板１２４ａおよびドラム側摩擦板１２６ａとを、備えている。これにより、カップリング４８は、図示しない電子制御装置から電磁石１１２に供給される励磁電流（トルク指令値）に応じた伝達トルクを、リングギヤ５８すなわち後輪１６側へ伝達する。つまり、カップリング４８の伝達トルクを制御することにより、前後輪のトルク配分を１００：０〜５０：５０の間で連続的に変更することができる。なお、カップリング４８は、プロペラシャフト２８に直列に設けられている。

図３に示すように、後輪用ディファレンシャルユニット３０には、可動スリーブ７６に当接して可動スリーブ７６の回転軸線Ｃ２方向の動きと連動するパルスロータ（被検知ロータ）１２８と、そのパルスロータ１２８の回転軸線Ｃ２方向の移動位置を検出する回転センサ１３０とが設けられている。また、パルスロータ１２８は、デフケース６０に相対回転不能に設けられ、パルスロータ１２８の一部が、デフケース６０の第１突部６０ｂに形成された切欠き６０ｅを通してデフケース６０の第１突部６０ｂの半径方向外側に配設されている。

上記パルスロータ１２８には、図３に示すように、デフケース６０のケース本体６０ａにおいて後輪１６Ｌ側の端部の外周側に配置された円筒形状の円筒部１２８ａと、その円筒部１２８ａの後輪１６Ｌ側の端部からデフケース６０の第１突部６０ｂに形成された複数の切欠き６０ｅを通り可動スリーブ７６に接近する方向に曲げられた曲部１２８ｂと、その曲部１２８ｂの先端部から可動スリーブ７６の後輪１６Ｒ側の端部に当接するように延長された当接部１２８ｃとが一体に備えられている。また、デフケース６０のケース本体６０ａには、後述するコイル状のスプリング１３２の一端を受け止める受止部６０ｆが形成されており、その受止部６０ｆとパルスロータ１２８の曲部１２８ｂとの間にコイル状のスプリング１３２が圧縮された状態で配設されている。これによって、可動スリーブ７６が回転軸線Ｃ２方向に移動する例えばその可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置に移動すると、パルスロータ１２８は可動スリーブ７６に押されて回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｒ側へ移動する。また、可動スリーブ７６が前記コネクト位置に移動すると、パルスロータ１２８はスプリング１３２の付勢力によって、回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｌ側へ移動する。すなわち、パルスロータ１２８は、可動スリーブ７６に一体的に接続され、その可動スリーブ７６の回転軸線Ｃ２方向の移動に連動して回転軸線Ｃ２方向に移動する。また、パルスロータ１２８では、その曲部１２８ｂがデフケース６０の第１突部６０ｂに形成された複数の切欠き６０ｅの周縁部に当接されており、そのパルスロータ１２８がデフケース６０に相対回転不能に設けられている。なお、パルスロータ１２８の円筒部１２８ａは、たとえば鋼などの磁性体金属製であり図示しない磁極が設けられていても良い。また、パルスロータ１２８の円筒部１２８ａには、回転軸線Ｃ２方向に切り込まれた複数の切欠き１２８ｄが形成されており、それら複数の切欠き１２８ｄは、パルスロータ１２８の円筒部１２８ａの周方向において等間隔に配置されている。

上記回転センサ１３０は、例えば周方向に複数の切欠き１２８ｄが形成された円筒部１２８ａの近接を非接触で磁気的に検知し、その検知した信号を図示しない電子制御装置に出力する磁気センサであり、例えば非回転部材であるユニットケース７０のケース部材７０ａ（図２参照）に図示しない取付部材によって一体的に取り付けられている。上記回転センサ１３０では、周方向に複数の切欠き１２８ｄが形成された円筒部１２８ａを有するパルスロータ１２８が回転することによって、周期的な正弦波の信号が検知される。例えば、可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置にある時には、図３に示すように、可動スリーブ７６に連動するパルスロータ１２８の円筒部１２８ａが、可動スリーブ７６が前記コネクト位置にある時に比べて回転センサ１３０に接近するので、回転センサ１３０から比較的振幅が大きい正弦波の信号が検知される。また、可動スリーブ７６が前記コネクト位置にある時には、図３に示すように、可動スリーブ７６に連動するパルスロータ１２８の円筒部１２８ａが、可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置にある時に比べて回転センサ１３０から離れているので、回転センサ１３０から比較的振幅が極めて小さい正弦波が振幅零の信号が検知される。なお、図３の回転軸線Ｃ２の下側に示すパルスロータ１２８において、一点鎖線で示す円筒部１２８ａは、可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置にある時の位置を示すものであり、実線で示す円筒部１２８ａは、可動スリーブ７６が前記コネクト位置にある時の位置を示すものである。また、電子制御装置では、その検知された正弦波の振幅信号を予め設定された所定値以上の場合は１とし以下の場合を０とする２値化処理が行われる。前記電子制御装置では、回転センサ１３０から出力されたパルス信号の振幅の大きさに基いて、可動スリーブ７６と連動して移動するパルスロータ１２８の回転軸線Ｃ２方向の移動位置を判定、すなわち可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの断接状態を判別する。すなわち、前記電子制御装置では、回転センサ１３０から出力されたパルス信号の振幅が所定値以上であると、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとが噛み合っていない状態、つまり前記ディスコネクト位置であると判別する。また、前記電子制御装置では、回転センサ１３０から出力されたパルス信号の振幅が所定値より小さいと、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとが噛み合っている状態、つまり前記コネクト位置であると判別する。

以上のように構成された４輪駆動車両１０では、例えば、第１クラッチ２４および第２クラッチ３２が共に係合されている４輪駆動状態において、図示しない電子制御装置で２輪駆動走行モードが選択されると、トランスファ２６において第１アクチュエータ５６によってスリーブ５４が非噛合位置に移動して第１クラッチ２４が解放され、後輪用ディファレンシャルユニット３０において推力伝達機構７８を介して第２アクチュエータ８０によって可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置に移動して第２クラッチ３２が解放されて、エンジン１２から駆動力が主駆動輪である前輪１４だけに伝達する２輪駆動状態となる。また、第１クラッチ２４および第２クラッチ３２が共に解放されている２輪駆動状態において、図示しない電子制御装置で４輪駆動走行モードが選択されると、トランスファ２６において第１アクチュエータ５６によってスリーブ５４が噛合位置に移動して第１クラッチ２４が係合され、後輪用ディファレンシャルユニット３０において推力伝達機構７８を介して第２アクチュエータ８０によって可動スリーブ７６が前記コネクト位置に移動して第２クラッチ３２が係合されて、エンジン１２から駆動力が前輪１４および後輪１６に伝達する４輪駆動状態となる。

図２および図６に示すように、後輪用ディファレンシャルユニット３０には、ユニットケース７０のケース部材７０ａに例えばリングギヤ５８、差動歯車装置６４、第１軸受７２、第２軸受７４および７５、回転軸９７等の後輪用ディファレンシャルユニット３０を構成する構成部品が一体的に組み付けられた後輪用ディファレンシャルユニット３０の本体部Ａと、ユニットケース７０のカバー部材７０ｃに例えば可動スリーブ７６、推力伝達機構７８、第２アクチュエータ８０、円筒部材８９、第３軸受１０４等の後輪用ディファレンシャルユニット３０を構成する構成部品が一体的に組み付けられた後輪用ディファレンシャルユニット３０のサブアッシーＢとが備えられている。上記後輪用ディファレンシャルユニット３０は、後輪用ディファレンシャルユニット３０の本体部Ａに後輪用ディファレンシャルユニット３０のサブアッシーＢが組み付けられることによって製造されるものである。

上記後輪用ディファレンシャルユニット３０のサブアッシーＢには、図６に示すように、後輪用ディファレンシャルユニット３０の本体部Ａおける図示されていないケース部材７０ａ（図２参照）の開口部７０ｂ（図２参照）に配設されたリングギヤ５８の円筒部５８ｂ内すなわちリングギヤ５８と回転軸９７との間の径方向の空間Ｓ内に挿入される略円筒状の挿入部Ｂ１と、その挿入部Ｂ１の外径より大きくユニットケース７０のケース部材７０ａの開口部７０ｂを覆う環状の環状部Ｂ２とが一体的に備えられている。上記挿入部Ｂ１は、後輪用ディファレンシャルユニット３０の構成部品、例えば推力伝達機構７８の一部すなわちラチェット機構８８、円筒部材８９の一部、ストッパ９２、スプリング８６、可動スリーブ７６等がそれぞれ組み付けられることによって円筒状に形成されたものである。上記環状部Ｂ２は、後輪用ディファレンシャルユニット３０の構成部品、例えば推力伝達機構７８の一部すなわちボールカム８２および補助クラッチ８４、第３軸受１０４、第２アクチュエータ８０、ユニットケース７０のカバー部材７０ｃ等がそれぞれ組み付けられることによって環状に形成されたものである。なお、上記挿入部Ｂ１の先端部には、図３および図６に示すように、サブアッシーＢの本体部Ａへの挿入組み付け時に回転軸線Ｃ２方向にリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃを通過するサブアッシーＢの構成部品、例えば円筒部材８９の後輪１６Ｒ側の端部、ストッパ９２、スプリング８６、可動スリーブ７６等を備える円筒状の通過部Ｂ１ａが設けられている。

後輪用ディファレンシャルユニット３０のサブアッシーＢにおいて、図６に示すように、ストッパ９２の外径Ｅ１、スプリング８６の外径Ｅ２は、それぞれ、リングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃの歯先円直径Ｒ３より小さくなるように、ストッパ９２、スプリング８６が形成されている。すなわち、サブアッシーＢの通過部Ｂ１ａにおいて可動スリーブ７６を除く部分の外径寸法は、リングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃの歯先円直径Ｒ３の径寸法未満である。また、ラチェット機構８８の外径Ｅ３は、リングギヤ５８の円筒部５８ｂの内径Ｒ２より小さくなるように、ラチェット機構８８が形成されている。また、リングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃの歯先円直径Ｒ３は、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａの歯先円直径Ｒ４より小さくその外周噛合歯７６ａの歯底円直径Ｒ５より大きくなるように設定されている。また、リングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃの歯底円直径Ｒ６は、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａの歯先円直径Ｒ４より大きくリングギヤ５８の円筒部５８ｂの内径Ｒ２より小さくなるように設定されている。すなわち、リングギヤ５８の円筒部５８ｂに挿入されるサブアッシーＢの挿入部Ｂ１を構成する構成部品、例えばストッパ９２、スプリング８６、可動スリーブ７６、ラチェット機構８８等の外径が、リングギヤ５８の円筒部５８ｂの内径未満である。

このため、後輪用ディファレンシャルユニット３０のサブアッシーＢの挿入部Ｂ１は、図６に示すように、後輪用ディファレンシャルユニット３０の本体部Ａにおけるケース部材７０ａの一端に開口した開口部７０ｂからリングギヤ５８の円筒部５８ｂ内に挿入組み付け可能にそのサブアッシーＢの挿入部Ｂ１を構成する構成部品の形状が形成されている。

上述のように、本実施例の後輪用ディファレンシャルユニット３０によれば、デフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に回転軸線Ｃ２方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされ、回転軸線Ｃ２方向に移動可能に設けられた可動スリーブ７６と、可動スリーブ７６に形成された外周噛合歯７６ａがリングギヤ５８の内径側に形成された内周噛合歯５８ｃと噛み合うコネクト位置と噛み合わないディスコネクト位置との間で可動スリーブ７６を推力伝達機構７８を介して駆動する第２アクチュエータ８０とを含み、リングギヤ５８と回転軸９７との間の径方向の空間Ｓ内に、推力伝達機構７８の少なくとも一部が配置されている。このため、２輪駆動状態においてプロペラシャフト２８を後輪１６から切り離すディスコネクト時には、第２アクチュエータ８０によって、デフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に回転軸線Ｃ２方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされた可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａが、リングギヤ５８の内径側に形成された内周噛合歯５８ｃと噛み合わないディスコネクト位置へ移動して、リングギヤ５８とデフケース６０との間の動力伝達経路が切り離されるので、そのディスコネクト時において差動歯車装置６４の全差動状態が防止され且つ従来の制御カップリング（多板クラッチ）が用いられるディファレンシャル装置に比較して後輪１６からプロペラシャフト２８を切り離すディスコネクト効果が向上させられる。さらに、可動スリーブ７６を、リングギヤ５８と回転軸９７との間の径方向の空間Ｓ内から挿入させて、デフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に嵌め合わせることができる。これによって、可動スリーブ７６、推力伝達機構７８、第２アクチュエータ８０を一体的に組み付けたサブアッシーＢを、リングギヤ５８等の構成部品を一体的に組み付けた後輪用ディファレンシャルユニット３０の本体部Ａに組み付けることができるので、可動スリーブ７６および第２アクチュエータ８０等の後輪用ディファレンシャルユニット３０の構成部品のサブアッシー化が可能になる。また、デフケース６０は、その第１突部６０ｂがリングギヤ５８によりその第２突部６０ｃがユニットケース７０により回転軸線Ｃ２と同心で回転可能に支持されているので、そのデフケース６０が回転軸線Ｃ２方向において例えばデフケース６０の第１突部６０ｂおよび第２突部６０ｃがユニットケース７０により回転軸線Ｃ２と同心で回転可能に支持されるような後輪用ディファレンシャルユニットに比較してリングギヤ５８に近接した状態で配置され、後輪用ディファレンシャルユニット３０の回転軸線Ｃ２方向の大きさが従来に比較して小さくなり後輪用ディファレンシャルユニット３０の小型化が可能になる。

また、本実施例の後輪用ディファレンシャルユニット３０によれば、デフケース６０の第１突部６０ｂには、回転軸線Ｃ２方向に切り込まれた切欠き６０ｅが形成されており、可動スリーブ７６に当接して可動スリーブ７６の回転軸線Ｃ２方向の動きと連動するパルスロータ１２８が、デフケース６０に相対回転不能に設けられ、パルスロータ１２８の一部が、切欠き６０ｅを通してデフケース６０の第１突部６０ｂの半径方向外側に配設されている。このため、リングギヤ５８の内径側およびデフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に配設された可動スリーブ７６の移動が、デフケース６０の第１突部６０ｂの半径方向外側に配設されたパルスロータ１２８を回転軸線Ｃ２方向に移動させるので、このパルスロータ１２８の回転軸線Ｃ２方向の位置が検出されることにより、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの断接状態が検出される。

また、本実施例の後輪用ディファレンシャルユニット３０によれば、パルスロータ１２８の回転軸線Ｃ２方向の移動位置を検出する回転センサ１３０が設けられており、回転センサ１３０から出力されたパルス信号の振幅に基づいて、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの断接状態を判別する。このため、リングギヤ５８の内径側およびデフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に配設された可動スリーブ７６において、その可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの断接状態を、信頼性の高い回転センサ１３０を用いて判別することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例の４輪駆動車両１０は、後輪用ディファレンシャルユニット３０を備えるＦＦベースの車両であったが、本発明はＦＲベース、ＲＲベースなど適宜組み合わせて実施することができる。ＦＲベース、ＲＲベースでは、上記後輪用ディファレンシャルユニット３０と同様の構成を有するディファレンシャルユニットが前輪に用いられる。

また、前述の実施例の後輪用ディファレンシャルユニット３０において、推力伝達機構７８には、第２アクチュエータ８０である電磁コイルによって吸着される可動片９８の作動ストロークよりも大きいストロークで第２ピストン１００を作動させる、ボールカム８２およびラチェット機構８８が備えられていた。しかし、上記電磁コイルである第２アクチュエータ８０にかえて、例えば作動ストロークの大きい電磁アクチュエータ、モータ、油圧シリンダ等をアクチュエータとして使用し、そのアクチュエータによって第２ピストン１００を移動させても良い。その場合には、推力伝達機構７８にボールカム８２、ラチェット機構８８が不要となる。また、ラチェット機構８８において第１ピストン９６ａの受止歯９６ｄの段数、およびホルダー１０２の掛止歯１０２ａの段数は１段であったが、例えば２段以上であっても良い。すなわち、ラチェット機構８８では、第１ピストン９６ａの所定回例えば２回以上の往復移動で第２ピストン１００によって可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置へスプリング８６の付勢力に抗して移動させられ、その第１ピストン９６ａの往復移動の回数が上記所定回を超えると、第２ピストン１００がホルダー１０２の掛止歯から掛け外されてスプリング８６の付勢力に従って可動スリーブ７６が前記コネクト位置へ移動させられるようにしても良い。

また、前述の実施例の後輪用ディファレンシャルユニット３０において、車軸６２Ｌには、その車軸６２Ｌに一体的に回転する回転軸９７が設けられ、その回転軸９７とリングギヤ５８との間の径方向の空間Ｓ内に、推力伝達機構７８の一部が配置されていた。しかしながら、車軸６２Ｌに回転軸９７が設けられずその車軸６２Ｌがサイドギヤ６６に連結するように延長され、その延長された車軸６２Ｌとリングギヤ５８との間の径方向の空間内に、推力伝達機構７８の一部が配置されても良い。また、上記回転軸９７又は車軸６２Ｌとリングギヤ５８との間の径方向の空間Ｓ内に推力伝達機構７８の全部が配置されても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：４輪駆動車両
１２：エンジン（駆動源）
１４：前輪（主駆動輪）
１６：後輪（副駆動輪）
２８：プロペラシャフト（動力伝達部材）
３０：後輪用ディファレンシャルユニット（ディファレンシャル装置）
５８：リングギヤ
５８ｃ：内周噛合歯（内周歯）
６０：デフケース
６０ｂ：第１突部（一端部）
６０ｃ：第２突部（他端部）
６０ｅ：切欠き
６２Ｌ：車軸
７０：ユニットケース（ケース）
７６：可動スリーブ（スリーブ）
７６ａ：外周噛合歯（外周歯）
７８：推力伝達機構
８０：第２アクチュエータ（アクチュエータ）
９７：回転軸
１２８：パルスロータ（被検知ロータ）
１３０：回転センサ
Ｃ２：回転軸線
Ｓ：空間

上記目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、（a）駆動源から左右の主駆動輪へ駆動力を伝達する２輪駆動状態と、その駆動源から左右の副駆動輪へも駆動力を伝達する４輪駆動状態とが選択される４輪駆動車両において、前記２輪駆動状態では前記４輪駆動状態において専ら前記副駆動輪へ駆動力を伝達するための動力伝達部材をその副駆動輪から切り離すディスコネクト機能付のディファレンシャル装置であって、（b）ケースに一回転軸線まわりに回転可能に支持される円筒状のリングギヤと、（c）前記リングギヤの回転軸線方向に円筒状の一端部および他端部を有し、前記一端部が前記リングギヤにより前記他端部が前記ケースにより前記回転軸線と同心で回転可能に支持されたデフケースと、（d）前記デフケースの一端部の内周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされて設けられたスリーブと、（e）前記スリーブに形成された外周歯が前記リングギヤの内周側に形成された内周歯と係合する係合位置と係合しない解放位置との間で前記スリーブを推力伝達機構を介して駆動するアクチュエータとを含み、（f）前記リングギヤと前記リングギヤを貫通する車軸又は車軸と一体的に回転する回転軸との間の径方向の空間内に、前記推力伝達機構の少なくとも一部が配置されていることにある。

このように構成されたディファレンシャル装置によれば、前記デフケースの一端部の内周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされ、前記回転軸線方向に移動可能に設けられたスリーブと、前記スリーブに形成された外周歯が前記リングギヤの内周側に形成された内周歯と係合する係合位置と係合しない解放位置との間で前記スリーブを推力伝達機構を介して駆動するアクチュエータとを含み、前記リングギヤと前記リングギヤを貫通する車軸又は車軸と一体的に回転する回転軸との間の径方向の空間内に、前記推力伝達機構の少なくとも一部が配置されている。このため、前記動力伝達部材を前記副駆動輪から切り離すディスコネクト時には、前記アクチュエータによって、前記デフケースの一端部の内周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされたスリーブの外周歯が、前記リングギヤの内周側に形成された内周歯と係合しない解放位置へ移動して、前記リングギヤと前記デフケースとの間の動力伝達経路が切り離されるので、そのディスコネクト時において差動歯車装置の全差動状態が防止され且つ従来の制御カップリング（多板クラッチ）が用いられるディファレンシャル装置に比較して前記副駆動輪から前記動力伝達部材を切り離すディスコネクト効果が向上させられる。さらに、前記スリーブを、前記リングギヤとそのリングギヤを貫通する車軸又は車軸と一体的に回転する回転軸との間の径方向の空間内から挿入させて、前記デフケースの一端部の内周側に嵌め合わせることができる。これによって、前記スリーブ、前記推力伝達機構、前記アクチュエータを一体的に組み付けたサブアッシーを、前記リングギヤ等の構成部品を一体的に組み付けたディファレンシャル装置の本体部に組み付けることができるので、前記スリーブおよび前記アクチュエータ等のディファレンシャル装置の構成部品のサブアッシー化が可能になる。また、前記デフケースは、その一端部が前記リングギヤによりその他端部が前記ケースにより前記回転軸線と同心で回転可能に支持されているので、そのデフケースが前記回転軸線方向において例えば前記デフケースの一端部および他端部が前記ケースにより前記回転軸線と同心で回転可能に支持されるようなディファレンシャル装置に比較して前記リングギヤに近接した状態で配置され、前記ディファレンシャル装置の回転軸線方向の大きさが従来に比較して小さくなり前記ディファレンシャル装置の小型化が可能になる。

ここで、好適には、（a）前記デフケースの一端部には、前記回転軸線方向に切り込まれた切欠きが形成されており、（b）前記スリーブに当接して前記スリーブの前記回転軸線方向の動きと連動する被検知ロータが、前記デフケースに相対回転不能に設けられ、前記被検知ロータの一部が、前記切欠きを通して前記デフケースの一端部の半径方向外側に配設されている。このため、前記リングギヤの内周側および前記デフケースの一端部の内周側に配設された前記スリーブの移動が、前記デフケースの一端部の半径方向外側に配設された前記被検知ロータを前記回転軸線方向に移動させるので、この被検知ロータの回転軸線方向の位置が検出されることにより、前記スリーブの外周歯と前記リングギヤの内周歯との断接状態が検出される。

また、好適には、（a）前記被検知ロータは、パルスロータであり、（b）前記パルスロータの前記回転軸線方向の移動位置を検出する回転センサが設けられており、（c）前記回転センサの出力信号の振幅に基づいて、前記スリーブの外周歯と前記リングギヤの内周歯との断接状態を判別する。このため、前記リングギヤの内周側および前記デフケースの一端部の内周側に配設された前記スリーブにおいて、そのスリーブの外周歯と前記リングギヤの内周歯との断接状態を、信頼性の高い回転センサを用いて判別することができる。

上記回転センサ１３０は、例えば周方向に複数の切欠き１２８ｄが形成された円筒部１２８ａの近接を非接触で磁気的に検知し、その検知した信号を図示しない電子制御装置に出力する磁気センサであり、例えば非回転部材であるユニットケース７０のケース部材７０ａ（図２参照）に図示しない取付部材によって一体的に取り付けられている。上記回転センサ１３０では、周方向に複数の切欠き１２８ｄが形成された円筒部１２８ａを有するパルスロータ１２８が回転することによって、周期的な正弦波の信号が検知される。例えば、可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置にある時には、図３に示すように、可動スリーブ７６に連動するパルスロータ１２８の円筒部１２８ａが、可動スリーブ７６が前記コネクト位置にある時に比べて回転センサ１３０に接近するので、回転センサ１３０から比較的振幅が大きい正弦波の信号が検知される。また、可動スリーブ７６が前記コネクト位置にある時には、図３に示すように、可動スリーブ７６に連動するパルスロータ１２８の円筒部１２８ａが、可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置にある時に比べて回転センサ１３０から離れているので、回転センサ１３０から比較的振幅が極めて小さい正弦波か振幅零の信号が検知される。なお、図３の回転軸線Ｃ２の下側に示すパルスロータ１２８において、一点鎖線で示す円筒部１２８ａは、可動スリーブ７６が前記ディスコネクト位置にある時の位置を示すものであり、実線で示す円筒部１２８ａは、可動スリーブ７６が前記コネクト位置にある時の位置を示すものである。また、電子制御装置では、その検知された正弦波の振幅信号を予め設定された所定値以上の場合は１とし未満の場合を０とする２値化処理が行われる。前記電子制御装置では、回転センサ１３０から出力されたパルス信号の振幅の大きさに基いて、可動スリーブ７６と連動して移動するパルスロータ１２８の回転軸線Ｃ２方向の移動位置を判定、すなわち可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの断接状態を判別する。すなわち、前記電子制御装置では、回転センサ１３０から出力されたパルス信号の振幅が所定値以上であると、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとが噛み合っていない状態、つまり前記ディスコネクト位置であると判別する。また、前記電子制御装置では、回転センサ１３０から出力されたパルス信号の振幅が所定値より小さいと、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとが噛み合っている状態、つまり前記コネクト位置であると判別する。

上述のように、本実施例の後輪用ディファレンシャルユニット３０によれば、デフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に回転軸線Ｃ２方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされ、回転軸線Ｃ２方向に移動可能に設けられた可動スリーブ７６と、可動スリーブ７６に形成された外周噛合歯７６ａがリングギヤ５８の内周側に形成された内周噛合歯５８ｃと噛み合うコネクト位置と噛み合わないディスコネクト位置との間で可動スリーブ７６を推力伝達機構７８を介して駆動する第２アクチュエータ８０とを含み、リングギヤ５８と回転軸９７との間の径方向の空間Ｓ内に、推力伝達機構７８の少なくとも一部が配置されている。このため、２輪駆動状態においてプロペラシャフト２８を後輪１６から切り離すディスコネクト時には、第２アクチュエータ８０によって、デフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に回転軸線Ｃ２方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされた可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａが、リングギヤ５８の内周側に形成された内周噛合歯５８ｃと噛み合わないディスコネクト位置へ移動して、リングギヤ５８とデフケース６０との間の動力伝達経路が切り離されるので、そのディスコネクト時において差動歯車装置６４の全差動状態が防止され且つ従来の制御カップリング（多板クラッチ）が用いられるディファレンシャル装置に比較して後輪１６からプロペラシャフト２８を切り離すディスコネクト効果が向上させられる。さらに、可動スリーブ７６を、リングギヤ５８と回転軸９７との間の径方向の空間Ｓ内から挿入させて、デフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に嵌め合わせることができる。これによって、可動スリーブ７６、推力伝達機構７８、第２アクチュエータ８０を一体的に組み付けたサブアッシーＢを、リングギヤ５８等の構成部品を一体的に組み付けた後輪用ディファレンシャルユニット３０の本体部Ａに組み付けることができるので、可動スリーブ７６および第２アクチュエータ８０等の後輪用ディファレンシャルユニット３０の構成部品のサブアッシー化が可能になる。また、デフケース６０は、その第１突部６０ｂがリングギヤ５８によりその第２突部６０ｃがユニットケース７０により回転軸線Ｃ２と同心で回転可能に支持されているので、そのデフケース６０が回転軸線Ｃ２方向において例えばデフケース６０の第１突部６０ｂおよび第２突部６０ｃがユニットケース７０により回転軸線Ｃ２と同心で回転可能に支持されるような後輪用ディファレンシャルユニットに比較してリングギヤ５８に近接した状態で配置され、後輪用ディファレンシャルユニット３０の回転軸線Ｃ２方向の大きさが従来に比較して小さくなり後輪用ディファレンシャルユニット３０の小型化が可能になる。

また、本実施例の後輪用ディファレンシャルユニット３０によれば、デフケース６０の第１突部６０ｂには、回転軸線Ｃ２方向に切り込まれた切欠き６０ｅが形成されており、可動スリーブ７６に当接して可動スリーブ７６の回転軸線Ｃ２方向の動きと連動するパルスロータ１２８が、デフケース６０に相対回転不能に設けられ、パルスロータ１２８の一部が、切欠き６０ｅを通してデフケース６０の第１突部６０ｂの半径方向外側に配設されている。このため、リングギヤ５８の内周側およびデフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に配設された可動スリーブ７６の移動が、デフケース６０の第１突部６０ｂの半径方向外側に配設されたパルスロータ１２８を回転軸線Ｃ２方向に移動させるので、このパルスロータ１２８の回転軸線Ｃ２方向の位置が検出されることにより、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの断接状態が検出される。

また、本実施例の後輪用ディファレンシャルユニット３０によれば、パルスロータ１２８の回転軸線Ｃ２方向の移動位置を検出する回転センサ１３０が設けられており、回転センサ１３０から出力されたパルス信号の振幅に基づいて、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの断接状態を判別する。このため、リングギヤ５８の内周側およびデフケース６０の第１突部６０ｂの内周側に配設された可動スリーブ７６において、その可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａとリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃとの断接状態を、信頼性の高い回転センサ１３０を用いて判別することができる。

Claims

駆動源から左右の主駆動輪へ駆動力を伝達する２輪駆動状態と、該駆動源から左右の副駆動輪へも駆動力を伝達する４輪駆動状態とが選択される４輪駆動車両において、前記２輪駆動状態では前記４輪駆動状態において専ら前記副駆動輪へ駆動力を伝達するための動力伝達部材を該副駆動輪から切り離すディスコネクト機能付のディファレンシャル装置であって、
ケースに一回転軸線まわりに回転可能に支持される円筒状のリングギヤと、
前記リングギヤの回転軸線方向に円筒状の一端部および他端部を有し、前記一端部が前記リングギヤにより前記他端部が前記ケースにより前記回転軸線と同心で回転可能に支持されたデフケースと、
前記デフケースの一端部の内周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ動力伝達可能に嵌め合わされ、前記回転軸線方向に移動可能に設けられたスリーブと、
前記スリーブに形成された外周歯が前記リングギヤの内径側に形成された内周歯と係合する係合位置と係合しない解放位置との間で前記スリーブを推力伝達機構を介して駆動するアクチュエータとを含み、
前記リングギヤと前記リングギヤを貫通する車軸又は車軸と一体的に回転する回転軸との間の径方向の空間内に、前記推力伝達機構の少なくとも一部が配置されている
ことを特徴とする４輪駆動車両のディファレンシャル装置。
前記デフケースの一端部には、前記回転軸線方向に切り込まれた切欠きが形成されており、
前記スリーブに当接して前記スリーブの前記回転軸線方向の動きと連動する被検知ロータが、前記デフケースに相対回転不能に設けられ、前記被検知ロータの一部が、前記切欠きを通して前記デフケースの一端部の半径方向外側に配設されている請求項１の４輪駆動車両のディファレンシャル装置。
前記被検知ロータは、パルスロータであり、
前記パルスロータの前記回転軸線方向の移動位置を検出する回転センサが設けられており、
前記回転センサの出力信号の振幅に基づいて、前記スリーブの外周歯と前記リングギヤの内周歯との断接状態を判別する請求項２の４輪駆動車両のディファレンシャル装置。