JP2017096305A - 駆動力伝達装置及び駆動力伝達制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯留室に潤滑油を貯留することによって引き摺りトルクを低減しながらも、必要時にはクラッチの潤滑を適切に行うことが可能な駆動力伝達装置、及びこの駆動力伝達装置を備えた駆動力伝達制御装置を提供する。【解決手段】クラッチハウジング３と共に回転するメインアウタクラッチプレート５１とインナシャフト４と共に回転するメインインナクラッチプレート５２との摩擦摺動が潤滑油によって潤滑されるメインクラッチ５と、メインクラッチ５に軸方向の押圧力を付与する第１及び第２の押圧機構６，７と、メインクラッチ５を収容するクラッチ収容室８ａ、及びクラッチ収容室８ａから排出された潤滑油を貯留可能な貯留室８ｂを有するケース８と、クラッチ収容室８ａと貯留室８ｂとの間の潤滑油の流量を調節可能な調節弁９とを備え、調節弁９は、温度変化によって変形することで潤滑油の流量を可変とする弁体９１を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、潤滑油によって潤滑されるクラッチの摩擦係合力により回転部材間で駆動力を伝達する駆動力伝達装置、及びこの駆動力伝達装置を備えた駆動力伝達制御装置に関する。

従来、潤滑油によって潤滑されるクラッチにより回転部材間で駆動力を伝達する駆動力伝達装置が、例えば四輪駆動状態と二輪駆動状態との切り替えが可能な四輪駆動車に用いられている（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、第１回転部材と第２回転部材との間で駆動力を伝達するクラッチと、クラッチを収容する収容室を有するケースとを備えている。この駆動力伝達装置は、駆動力伝達系におけるディファレンシャル装置と車輪との間に配置され、四輪駆動状態では第１回転部材と第２回転部材とが同じ方向に回転し、二輪駆動状態では第１回転部材と第２回転部材とが互いに逆方向に回転する。

クラッチは、潤滑油によってクラッチプレート間の摩擦摺動が潤滑される湿式の多板クラッチであり、ケースには、潤滑油を貯留可能な貯留室（タンク部）が設けられている。収容室から貯留室に潤滑油が導入される油導入口は、潤滑油によるクラッチの潤滑が必要ない二輪駆動状態における第１回転部材の回転方向に沿って開口し、この第１回転部材の回転によって掻き上げられた潤滑油が油導入口を経て貯留室に流入する。貯留室の下端部には、貯留室に貯留された潤滑油が収容室に導出される油導出口が設けられている。

この駆動力伝達装置によれば、二輪駆動状態では多くの潤滑油が収容室から貯留室に排出され、クラッチプレート間に介在する潤滑油が減少し、潤滑油の粘性に起因する引き摺りトルクが低減される。また、四輪駆動状態では、収容室に残留する潤滑油が多くなるのでので、クラッチプレート間の潤滑が適切になされ、クラッチプレートの摩耗や過熱が抑えられる。

特開２０１３−１０００７９号公報

上記のように構成された駆動力伝達装置では、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替わった際に、貯留室に貯留された潤滑油が速やかに収容室に導出されることが望ましい。このためには、油導出口の開口面積を大きくすることが考えられるが、単に油導出口の開口面積を大きくした場合には、貯留室に貯留される潤滑油が減少し、二輪駆動状態において引き摺りトルクを低減する効果が十分に発揮できなくなってしまう。特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、この点においてなお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯留室に潤滑油を貯留することによって引き摺りトルクを低減しながらも、必要時にはクラッチの潤滑を適切に行うことが可能な駆動力伝達装置、及びこの駆動力伝達装置を備えた駆動力伝達制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、共通の回転軸線を中心として相対回転可能に配置された第１回転部材及び第２回転部材と、前記第１回転部材と共に回転する第１クラッチプレート、及び前記第２回転部材と共に回転する第２クラッチプレートを有し、前記第１クラッチプレートと前記第２クラッチプレートとの摩擦摺動が潤滑油によって潤滑されるクラッチと、前記クラッチに軸方向の押圧力を付与して前記第１クラッチプレートと前記第２クラッチプレートとを摩擦接触させる押圧機構と、前記クラッチを収容するクラッチ収容室、及び前記クラッチ収容室から排出された前記潤滑油を貯留可能な貯留室を有し、前記クラッチ収容室と前記貯留室との間で前記潤滑油を循環させることが可能なケースと、前記クラッチ収容室と前記貯留室との間の前記潤滑油の流量を調節可能な調節弁とを備え、前記調節弁は、温度変化によって変形することで前記潤滑油の流量を可変とする弁体を有する、駆動力伝達装置を提供する。

また、本発明は、上記の駆動力伝達装置と、前記押圧機構を制御する制御部とを備えた駆動力伝達制御装置を提供する。

本発明に係る駆動力伝達装置によれば、貯留室に潤滑油を貯留することによって引き摺りトルクを低減しながらも、必要時にはクラッチの潤滑を適切に行うことが可能となる。

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四輪駆動車の構成例を示す概略図である。 駆動力伝達装置の構成部材を示す分解斜視図である。 駆動力伝達装置の断面図である。 駆動力伝達装置のケース本体を示す斜視図である。 （ａ）は二輪駆動時のケース本体における潤滑油の流れを示す説明図であり、（ｂ）は四輪駆動時のケース本体における潤滑油の流れを示す説明図である。 （ａ）は図５（ａ）の部分拡大図、（ｂ）は（ａ）に示す調節弁を貯留室側から見た状態図、（ｃ）は図５（ｂ）の部分拡大図、（ｄ）は（ｃ）に示す調節弁を貯留室側から見た状態図である。 調節弁を示す構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係るケース本体を示し、（ａ）は調節弁が開弁状態にあるときの潤滑油の流れを示す説明図、（ｂ）は調節弁が閉弁状態にあるときの潤滑油の流れを示す説明図である。

［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２が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略図である。

この四輪駆動車１００には、駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１の出力（駆動力）を変速するトランスミッション１２と、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力を受けるフロントディファレンシャル装置１３と、フロントディファレンシャル装置１３に隣接して配置された噛み合いクラッチ１４と、車両前後方向に沿って配置されたプロペラシャフト１５と、リヤディファレンシャル装置１６と、駆動力伝達制御装置１とが搭載されている。駆動力伝達制御装置１は、入力回転部材から出力回転部材に伝達される駆動力を調節可能な駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御部２０とを備えている。

フロントディファレンシャル装置１３は、主駆動輪である前輪１７（左前輪１７Ｌ及び右前輪１７Ｒ）に駆動力を配分するものであり、外周にリングギヤ１３０が固定されたデフケース１３１と、デフケース１３１と一体に回転するピニオンシャフト１３２と、ピニオンシャフト１３２に軸支された一対のピニオンギヤ１３３と、一対のピニオンギヤ１３３に噛み合う一対のサイドギヤ１３４とを有している。一対のサイドギヤ１３４のうち、一方のサイドギヤ１３４はドライブシャフト１３５Ｌによって左前輪１７Ｌに連結され、他方のサイドギヤ１３４はドライブシャフト１３５Ｒによって右前輪１７Ｒに連結されている。リングギヤ１３０には、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力が入力される。

噛み合いクラッチ１４は、第１のスプライン歯部１４１及び第２のスプライン歯部１４２にスプライン係合可能な円筒状のスリーブ１４３の軸方向移動により、フロントディファレンシャル装置１３のデフケース１３１から出力ギヤ１４０への駆動力伝達を断続可能である。第１のスプライン歯部１４１はデフケース１３１に固定され、第２のスプライン歯部１４２は出力ギヤ１４０に固定されている。

スリーブ１４３は、図略のアクチュエータによって、第１のスプライン歯部１４１及び第２のスプライン歯部１４２に共に係合する連結位置と、第２のスプライン歯部１４２のみに係合する非連結位置との間を移動可能である。スリーブ１４３が連結位置にあるとき、デフケース１３１と出力ギヤ１４０とが連結されて一体に回転し、デフケース１３１から出力ギヤ１４０へ駆動力が伝達される。スリーブ１４３が非連結位置にあるときには、デフケース１３１から出力ギヤ１４０への駆動力の伝達が遮断される。出力ギヤ１４０は、プロペラシャフト１５の前端部に設けられた入力ギヤ１５１に噛み合っている。

リヤディファレンシャル装置１６は、補助駆動輪である後輪１８（左後輪１８Ｌ及び右後輪１８Ｒ）に駆動力を配分する。リヤディファレンシャル装置１６は、外周にリングギヤ１６０が固定されたデフケース１６１と、デフケース１６１と一体に回転するピニオンシャフト１６２と、ピニオンシャフト１６２に軸支された一対のピニオンギヤ１６３と、一対のピニオンギヤ１６３に噛み合う一対のサイドギヤ１６４Ｌ，１６４Ｒとを有している。リングギヤ１６０は、プロペラシャフト１５の後端部に設けられた出力ギヤ１５２に噛み合っている。

一対のサイドギヤ１６４Ｌ，１６４Ｒのうち、左側のサイドギヤ１６４Ｌはドライブシャフト１６５Ｌによって左後輪１８Ｌに連結されている。右側のサイドギヤ１６４Ｒは、駆動力伝達装置２の入力回転部材（後述するクラッチハウジング３）に連結されている。駆動力伝達装置２の出力回転部材（後述するインナシャフト４）は、ドライブシャフト１６５Ｒによって右後輪１８Ｒに連結されている。駆動力伝達装置２の構成の詳細については後述する。

前輪１７には、常にエンジン１１の駆動力が伝達され、後輪１８には、例えば運転者による走行モード選択スイッチの操作によって四輪駆動モードが選択された場合や、前輪１７にスリップが発生した場合等の必要時にエンジン１１の駆動力が伝達される。エンジン１１の駆動力が前輪１７にのみ伝達されるとき、四輪駆動車１００は二輪駆動状態となり、エンジン１１の駆動力が前輪１７及び後輪１８に伝達されるとき、四輪駆動車１００は四輪駆動状態となる。二輪駆動状態では、噛み合いクラッチ１４におけるデフケース１３１と出力ギヤ１４０との連結が解除されると共に、駆動力伝達装置２によるリヤディファレンシャル装置１６から右後輪１８Ｒへの駆動力の伝達も遮断される。

これにより、四輪駆動車１００が二輪駆動状態で走行する際には、噛み合いクラッチ１４の出力ギヤ１４０、プロペラシャフト１５、及びリヤディファレンシャル装置１６のデフケース１６１の回転が停止し、プロペラシャフト１５の入力ギヤ１５１と噛み合いクラッチ１４の出力ギヤ１４０、及びプロペラシャフト１５の出力ギヤ１５２とリヤディファレンシャル装置１６のリングギヤ１６０との噛み合いによる回転抵抗が発生しないため、四輪駆動車１００の燃費性能が向上する。

四輪駆動状態での走行時には、リヤディファレンシャル装置１６の一対のサイドギヤ１６４Ｌ，１６４Ｒがデフケース１６１と共に同じ方向に回転する。一方、二輪駆動状態での走行時には、リヤディファレンシャル装置１６の左側のサイドギヤ１６４Ｌは左後輪１８Ｌと同方向に回転するが、デフケース１６１の回転が停止するため、右側のサイドギヤ１６４Ｒには左側のサイドギヤ１６４Ｌの回転力が一対のピニオンギヤ１６３によって伝達され、左側のサイドギヤ１６４Ｌと逆方向に回転する。すなわち、右側のサイドギヤ１６４Ｒは、右後輪１８Ｒと逆方向に回転する。

（駆動力伝達装置２の構成）
図２は、駆動力伝達装置２の構成部材を示す分解斜視図である。図３は、駆動力伝達装置２の断面図である。図４は、駆動力伝達装置２のケース本体８１を示す斜視図である。図５は、ケース本体８１における潤滑油の流れを示す説明図である。

駆動力伝達装置２は、共通の回転軸線Ｏを中心として相対回転可能に配置された第１回転部材（入力回転部材）としてのクラッチハウジング３、及び第２回転部材（出力回転部材）としてのインナシャフト４と、クラッチハウジング３とインナシャフト４とを駆動力伝達可能に連結するメインクラッチ５と、メインクラッチ５を押圧する第１及び第２の押圧機構６，７と、メインクラッチ５をクラッチハウジング３及びインナシャフト４の一部と共に収容するケース８とを備えている。第１及び第２の押圧機構６，７は、制御部２０から供給される電流によって制御される。メインクラッチ５は、請求項に係る発明の「クラッチ」に相当する湿式の多板クラッチである。ケース８には、メインクラッチ５を潤滑する潤滑油が封入されている。

ケース８は、回転軸線Ｏと平行な軸方向の両端部に開口を有するケース本体８１と、ケース本体８１の軸方向一側を覆うケース蓋体８２と、ケース本体８１の軸方向他側を覆い、後述する電磁コイル７１を保持する軟磁性体からなるヨーク蓋体８３とを有して構成されている。電磁コイル７１は、スナップリング７１１によってヨーク蓋体８３に固定され、制御部２０から電線７１２を介して励磁電流が供給される。

ケース本体８１及びケース蓋体８２は、例えばアルミニウム合金等の非磁性体からなり、複数のボルト８４によって結合されている。ヨーク蓋体８３は、連結ピン８５によってケース本体８１に連結されている。ケース本体８１とヨーク蓋体８３との間には、潤滑油の漏出を防止するＯリング８６が配置されている。ケース本体８１の構成の詳細については後述する。

クラッチハウジング３は、円筒状のクラッチドラム３１と、リヤディファレンシャル装置１６の右側のサイドギヤ１６４Ｒとクラッチドラム３１とを一体に回転するように連結する連結シャフト３２とを有している。連結シャフト３２は、先端部がサイドギヤ１６４Ｒに嵌合する軸部３２１と、軸部３２１の基端部側に設けられた円盤部３２２とを一体に有し、円盤部３２２がクラッチドラム３１の一方の開口を覆っている。円盤部３２２の内周部と外周部との間には、電磁コイル７１への通電によって発生する磁束の短絡を防止する非磁性リング３２３が配置されている。

軸部３２１は、ヨーク蓋体８３に設けられた挿通孔８３０を挿通し、軸部３２１の外周面と挿通孔８３０の内周面との間には、シール部材２１及び玉軸受２２が配置されている。玉軸受２２は、一対のスナップリング２２１，２２２により軸方向の位置が固定されている。円盤部３２２の外周面には、複数の突起３２４が設けられ、この突起３２４がクラッチドラム３１に形成された切り欠き３１０に隙間をもって係合する。この隙間は、クラッチドラム３１の内外に潤滑油を流動させることが可能である。クラッチドラム３１の内周面には、複数のスプライン突起３１１が形成されている。

インナシャフト４は、クラッチドラム３１と対向する外周面に複数のスプライン突起４１が形成された円筒状である。インナシャフト４の内周面には、ドライブシャフト１６５Ｒが一体回転するように連結されるスプライン嵌合部４２が形成されている。これにより、二輪駆動時には、クラッチハウジング３がインナシャフト４とは逆方向に回転する。また、インナシャフト４の内周面には、潤滑油の漏出を防止する栓体４０が嵌着されている。インナシャフト４と連結シャフト３２との間には、針状ころ軸受２３が配置されている。

インナシャフト４は、ケース蓋体８２に設けられた挿通孔８２０を挿通し、インナシャフト４の外周面と挿通孔８２０の内周面との間には、シール部材２４及び玉軸受２５が配置されている。玉軸受２５は、一対のスナップリング２５１，２５２により軸方向の位置が固定されている。

メインクラッチ５は、クラッチハウジング３と共に回転する複数のメインアウタクラッチプレート５１と、インナシャフト４と共に回転する複数のメインインナクラッチプレート５２とを有している。本実施の形態では、１０枚のメインアウタクラッチプレート５１と１０枚のメインインナクラッチプレート５２とが交互に配置されている。メインアウタクラッチプレート５１の外周端部には、クラッチドラム３１の複数のスプライン突起３１１に係合する複数の突起５１１が形成されている。メインインナクラッチプレート５２の内周端部には、インナシャフト４の複数のスプライン突起４１に係合する複数の突起５２１が形成されている。

メインクラッチ５は、軸方向に押圧されることによって複数のメインアウタクラッチプレート５１と複数のメインインナクラッチプレート５２とが摩擦接触して摩擦力が発生し、この摩擦力によりクラッチハウジング３とインナシャフト４との間で駆動力を伝達する。メインクラッチ５が軸方向の押圧力を受けないときは、クラッチハウジング３とインナシャフト４との間の駆動力の伝達が遮断される。メインアウタクラッチプレート５１は、請求項に係る発明の第１クラッチプレートに相当し、メインインナクラッチプレート５２は、請求項に係る発明の第２クラッチプレートに相当する。メインアウタクラッチプレート５１とメインインナクラッチプレート５２との摩擦摺動は、潤滑油によって潤滑される。

本実施の形態では、メインクラッチ５が第１の押圧機構６から軸方向の一方（図３における右側から左側）への押圧力を受け、かつ第２の押圧機構７から軸方向の他方（図３における左側から右側）への押圧力を受ける。

第１の押圧機構６は、電動モータ６１と、電動モータ６１の出力軸６１０に連結された連結具６２と、連結具６２によって電動モータ６１の出力軸６１０と一体に回転するギヤ部材６３と、ギヤ部材６３と噛み合うギヤ部６４１が環状のカム部６４０の外周に設けられた第１カム部材６４と、第１カム部材６４のカム部６４０と軸方向に並置された第２カム部材６５と、第２カム部材６５のカム推力をメインクラッチ５に軸方向の押圧力として付与する押圧プレート６６と、第２カム部材６５と押圧プレート６６との間に配置された針状スラストころ軸受６７とを有している。

押圧プレート６６の内周端部には、インナシャフト４の複数のスプライン突起４１に係合する複数の突起６６１が形成されている。押圧プレート６６の外周端部とクラッチドラム３１の内周面との間には隙間が形成され、この隙間からクラッチドラム３１の内外に潤滑油が流動可能である。

電動モータ６１は、複数のボルト６１１によってケース本体８１の外壁８１０に設けられたモータ取付フランジ８１０ａに取り付けられている。連結具６２は、モータ取付フランジ８１０ａに形成された貫通孔８１０ｂに収容され、連結具６２と貫通孔８１０ｂの内面との間は、シール部材２６によって封止されている。電動モータ６１は、例えばブラシ付き直流モータであり、制御部２０からモータ電流が供給されると、出力軸６１０がモータ電流に応じたトルクで回転する。また、ケース本体８１の外壁８１０には、リヤディファレンシャル装置１６を収容する図略のデフキャリアへの固定のための複数の固定フランジ８１０ｃが設けられている。

第１カム部材６４のカム部６４０におけるカム面６４０ａは、第２カム部材６５のカム面６５ａと軸方向に向かい合う。これらの両カム面６４０ａ，６５ａは軸方向に対して傾斜しており、第１カム部材６４に電動モータ６１の回転力が連結具６２及びギヤ部材６３を介して伝達されると、第１カム部材６４が第２カム部材６５に対して回転し、第２カム部材６５がカム推力によって軸方向に移動する。第１カム部材６４は、インナシャフト４に取り付けられた受部材４４との間に配置された針状スラストころ軸受２６に当接して第２カム部材６５から離間する側への軸方向移動が規制される。第２カム部材６５は、外周面に突設された突起６５１を有し、この突起６５１がケース蓋体８２の凹溝８２１に係合することで、ケース８に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に支持されている。

第２の押圧機構７は、電磁コイル７１と、電磁コイル７１の磁力を受けて軸方向に移動するアーマチャ７２と、アーマチャ７２によって押圧される複数のパイロットアウタクラッチプレート７３及び複数のパイロットインナクラッチプレート７４と、複数のパイロットインナクラッチプレート７４にスプライン係合するパイロットカム部材７５と、パイロットカム部材７５との相対回転によってカム推力を発生させるメインカム部材７６と、パイロットカム部材７５のカム面７５ａとメインカム部材７６のカム面７６ａとの間に配置され、これらのカム面７５ａ，７６ａを転動する複数の球状の転動体７７とを有している。メインカム部材７６は、カム推力をメインクラッチ５に軸方向の押圧力として付与する。

複数のパイロットアウタクラッチプレート７３及び複数のパイロットインナクラッチプレート７４は、共に鉄等の軟磁性金属からなり、クラッチハウジング３の回転力の一部をパイロットカム部材７５に伝達するパイロットクラッチ７０を構成する。本実施の形態では、３枚のパイロットアウタクラッチプレート７３と２枚のパイロットインナクラッチプレート７４とが、連結シャフト３２の円盤部３２２とアーマチャ７２との間に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７３の外周端部には、クラッチドラム３１の複数のスプライン突起３１１に係合する複数の突起７３１が形成されている。また、アーマチャ７２の外周端部には、クラッチドラム３１の複数のスプライン突起３１１に係合する複数の突起７２１が形成されている。これにより、パイロットアウタクラッチプレート７３及びアーマチャ７２は、クラッチハウジング３と共に回転する。

パイロットインナクラッチプレート７４は、その内周端部にパイロットカム部材７５の複数のスプライン突起７５１に係合する複数の突起７４１が形成され、パイロットカム部材７５と共に回転する。パイロットカム部材７５は、メインカム部材７６から離間する方向の軸方向移動が、インナシャフト４の端部に設けられた鍔部４２との間に配置された針状スラストころ軸受２７に当接することで規制されている。

カム面７５ａ，７６ａは、パイロットカム部材７５及びメインカム部材７６の周方向に沿って円弧状に形成され、軸方向に対して傾斜している。電磁コイル７１に電流が供給されると、図３に破線で示す磁路に磁束が発生し、アーマチャ７２がパイロットクラッチ７０を押圧する。これにより、クラッチハウジング３の回転力の一部がパイロットクラッチ７０を介してパイロットカム部材７５に伝達され、パイロットカム部材７５がメインカム部材７６に対して所定の角度範囲で回転し、転動体７７がカム面７５ａ，７６ａを転動する。転動体７７がカム面７５ａ，７６ａを転動すると、メインカム部材７６にカム推力が発生する。第２の押圧機構７は、このカム推力によってメインクラッチ５を押圧する。

複数のメインインナクラッチプレート５２には、メインアウタクラッチプレート５１と摩擦摺動する部分よりも内側に、複数の貫通孔５２０が形成されている。同様に、メインカム部材７６には、メインインナクラッチプレート５２の複数の貫通孔５２０のそれぞれに対応する位置に、複数の貫通孔７６０が形成されている。本実施の形態では、１２個の貫通孔５２０，７６０が、周方向に沿って等間隔に形成されている。

これら１２個の貫通孔５２０，７６０のうち、半数（６個）の貫通孔５２０，７６０は、潤滑油を流動させる油孔として機能する。他の半数（６個）の貫通孔５２０，７６０には、柱状のピン２８が挿通される。また、ピン２８が挿通されたメインインナクラッチプレート５２の貫通孔５２０には、ピン２８の外周に配置されたコイルバネ２９が挿通される。ピン２８は、その長手方向の一方の端部が押圧プレート６６に当接し、他方の端部はメインカム部材７６の貫通孔７６０内に配置される。コイルバネ２９は、その長手方向の一方の端部が押圧プレート６６に当接すると共に、他方の端部がメインカム部材７６に当接する。コイルバネ２９は、長手方向に圧縮された状態で押圧プレート６６とメインカム部材７６との間に配置され、その復元力によって押圧プレート６６とメインカム部材７６との間を押し広げる。

図１では、回転軸線Ｏよりも上側に駆動力伝達装置２の非連結状態（メインクラッチ５が押圧されていない状態）を示し、回転軸線Ｏよりも下側に駆動力伝達装置２の連結状態（メインクラッチ５が押圧された状態）を示している。駆動力伝達装置２を非連結状態から連結状態にする際、制御部２０は、まず第１の押圧機構６を作動させ、その後に第２の押圧機構７を作動させる。

具体的には、制御部２０が電動モータ６１にモータ電流を供給することより、押圧プレート６６がメインクラッチ５を押圧し、メインクラッチ５のメインアウタクラッチプレート５１とメインインナクラッチプレート５２との間の隙間が詰まる。その後、制御部２０が電磁コイル７１に励磁電流を供給することにより、メインカム部材７６が励磁電流に応じた押圧力でメインクラッチ５を押圧する。これにより、メインアウタクラッチプレート５１とメインインナクラッチプレート５２との間に摩擦力が発生し、この摩擦力によってクラッチハウジング３からインナシャフト４に駆動力が伝達される。

なお、第１の押圧機構６を省略し、第２の押圧機構７のみによってメインクラッチ５を押圧するように駆動力伝達装置２を構成してもよい。あるいは、第２の押圧機構７を省略し、第１の押圧機構６のみによってメインクラッチ５を押圧するように駆動力伝達装置２を構成してもよい。ただし、本実施の形態のように、第１の押圧機構６を作動させ、その後に第２の押圧機構７を作動させるようにすれば、非連結状態におけるメインアウタクラッチプレート５１とメインインナクラッチプレート５２との間隔を広げることができ、潤滑油の粘性によるメインクラッチ５の引き摺りトルクを小さくすることが可能となる。

ケース８は、メインクラッチ５をクラッチドラム３１及びインナシャフト４と共に収容するクラッチ収容室８ａ、及びクラッチ収容室８ａから排出された潤滑油を貯留可能な貯留室８ｂを有し、クラッチ収容室８ａと貯留室８ｂとの間で潤滑油を循環させることが可能である。本実施の形態では、図２に示すようにクラッチ収容室８ａ及び貯留室８ｂがケース本体８１に設けられている。クラッチ収容室８ａ及び貯留室８ｂは、ケース本体８１の軸方向一側に開口し、この開口がケース蓋体８２によって閉塞されている。

図４は、ケース本体８１を示す斜視図である。図５（ａ）及び（ｂ）は、ケース本体８１における潤滑油の流れを示す説明図である。なお、図４及び図５では、図面下側が四輪駆動車１００に搭載された状態における鉛直方向の下方にあたる。

ケース本体８１は、クラッチ収容室８ａと貯留室８ｂとを区画する隔壁８１１と、隔壁８１１の上端部と外壁８１０とを連結する連結壁８１２と、潤滑油を貯留室８ｂに導くガイド壁８１３とが、外壁８１０の内側に形成されている。隔壁８１１及びガイド壁８１３は、軸方向視において円弧状に形成され、クラッチドラム３１の外周面との間に所定の距離を保ってケース本体８１の側壁８１４から軸方向に立設されている。側壁８１４は、ケース蓋体８２によって閉塞される側とは反対側の端部に設けられた平板状の壁であり、クラッチ収容室８ａ及び貯留室８ｂの軸方向他側を閉塞している。

ガイド壁８１３は、外壁８１０との間に、潤滑油をクラッチ収容室８ａから貯留室８ｂに流通させる第１連通路８ｃを形成している。連結壁８１２には、第１連通路８ｃから貯留室８ｂ内に潤滑油を流入させる複数の流入孔８１２ａが形成されている。流入孔８１２ａは、連結壁８１２を上下方向に貫通している。

隔壁８１１の下端部には、貯留室８ｂからクラッチ収容室８ａに潤滑油を流通させる第２連通路８ｄが形成されている。第２連通路８ｄは、隔壁８１１の下端部を水平方向に貫通する貫通孔として形成されている。また、第２連通路８ｄは、隔壁８１１の下端部におけるケース蓋体８２側の一部に設けられている。第２連通路８ｄの通路面積は、複数の流入孔８１２ａの通路面積（複数の流入孔８１２ａのそれぞれの断面積を合わせた面積）よりも小さく形成されている。

ガイド壁８１３の上端部に対向する外壁８１０の内面は、回転軸線Ｏを中心とするクラッチドラム３１の径方向に対して傾斜した傾斜面８１０ｄとして形成されている。この傾斜面８１０ｄの傾斜の方向は、二輪駆動時におけるクラッチドラム３１の回転方向に沿った方向であり、クラッチドラム３１の回転に伴って掻き上げられた潤滑油が第１連通路８ｃに入りやすくなっている。第１連通路８ｃには、クラッチドラム３１の外周面から飛び散った潤滑油が直接的に、もしくは外壁８１０の内面を流動して導入される。

図５（ａ）では、二輪駆動時におけるケース８内の潤滑油の循環経路を太線の矢印で図示している。第１連通路８ｃの導入口（ガイド壁８１３の上端部と外壁８１０の傾斜面８１０ｄとの間）から第１連通路８ｃに導入された潤滑油は、第１連通路８ｃを下方に移動し、連結壁８１２の複数の流入孔８１２ａから貯留室８ｂ内に流入する。貯留室８ｂに流入した潤滑油は、第２連通路８ｄを経てクラッチ収容室８ａに還流するが、第２連通路８ｄから導出される潤滑油よりも複数の流入孔８１２ａから貯留室８ｂ内に流入する潤滑油の方が多い場合には、その差分に相当する量の潤滑油が貯留室８ｂに貯留される。

図５（ｂ）では、四輪駆動時におけるケース８内の潤滑油の循環経路を太線の矢印で図示している。前述のように、二輪駆動時と四輪駆動時とではクラッチハウジング３の回転方向が反転するので、クラッチドラム３１による潤滑油の掻き上げ方向も逆向きとなる。このため、クラッチドラム３１の外周面から飛び散った潤滑油が外壁８１０に形成された傾斜面８１０ｄに付着しても、その潤滑油は傾斜面８１０ｄを下方に流れて第１連通路８ｃには流入しない。これにより、四輪駆動時には貯留室８ｂに貯留される潤滑油が減少し、二輪駆動時に比較してクラッチ収容室８ａに多くの潤滑油が滞留する。

これにより、四輪駆動時にはメインクラッチ５に十分な潤滑油が供給され、メインアウタクラッチプレート５１とメインインナクラッチプレート５２の摩擦摺動が潤滑される。一方、二輪駆動時には、クラッチ収容室８ａの潤滑油が減少するため、メインクラッチ５の引き摺りトルクが小さくなる。四輪駆動車１００の駆動状態が二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替わると、貯留室８ｂに貯留されていた潤滑油がクラッチ収容室８ａに供給される。

本実施の形態では、駆動力伝達装置２が、クラッチ収容室８ａと貯留室８ｂとの間の潤滑油の流量を調節可能な調節弁９を備えている。この調節弁９について、図６及び図７を参照して詳細に説明する。

図６（ａ）は、図５（ａ）における調節弁９及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す調節弁９を貯留室８ｂ側から見た状態図である。図６（ｃ）は、図５（ｂ）における調節弁９及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示す調節弁９を貯留室８ｂ側から見た状態図である。図６（ａ）及び（ｂ）では、調節弁９の閉状態を示し、図６（ｃ）及び（ｄ）では、調節弁９の開状態を示している。図７は、調節弁９を正面、側面、及び背面から見た構成図である。

調節弁９は、温度変化によって変形することで潤滑油の流量を可変とする弁体９１と、通電により発熱し、弁体９１を加熱する発熱部９２と有している。本実施の形態では、調節弁９が第２連通路８ｄに設けられている。発熱部９２には、ケーブル９０によって制御部２０から電流が供給される。ケーブル９０は、ケース本体８１の外壁８１０に設けられた図略のケーブル導出孔に装着されたグロメット８７（図２，図５に示す）を挿通して、ケース８の外部に導出されている。

弁体９１は、熱膨張率が異なる一対の金属板を例えば冷間圧延で貼り合せたバイメタルからなる。本実施の形態では、弁体９１が、熱膨張率が比較的高い第１金属板９１１と、熱膨張率が第１金属板９１１よりも低い第２金属板９１２とを貼り合せて形成されている。

発熱部９２は、可撓性を有する絶縁体からなるシート状の基材９２０に電熱線９２１が設けられたフレキシブル基板からなる。電熱線９２１は、基材９２０の表面を蛇行するように形成され、その両端部には、ケーブル９０の一対の電線９０１，９０２にそれぞれ接続される電極９２１ａ，９２１ｂが設けられている。また、発熱部９２は、第１金属板９１１に接するように、接着等の固定手段によって弁体９１に固定されている。なお、発熱部９２の構成としては、図７等に例示したものに限らず、例えば第１金属板９１１に直接的にニクロム線等からなる電熱線を張り付けてもよい。

本実施の形態では、調節弁９が長方形状であり、第２連通路８ｄの一部を塞ぐように隔壁８１１に取り付けられている。調節弁９には、隔壁８１１への取り付けのためのボルト挿通孔９ａ，９ｂが長手方向の一端部に設けられ、このボルト挿通孔９ａ，９ｂを挿通する一対のボルト９３によって隔壁８１１に固定されている。ボルト挿通孔９ａ，９ｂは、発熱部９２の基材９２０、ならびに弁体９１の第１金属板９１１及び第２金属板９１２を貫通している。

弁体９１は、常温（２５℃）では図６（ａ）に示すように平板状であり、高温（例えば８０℃）になると、図６（ｂ）に示すように変形する。具体的には、弁体９１の先端部（隔壁８１１に固定された側とは反対側の長手方向の端部）が第２連通路８ｄを形成する外壁８１０の底面８１０ｅから離間するように湾曲する。なお、本実施の形態では、常温時に弁体９１の先端部と底面８１０ｅとの間に潤滑油が流通可能な隙間が形成されるが、常温時において弁体９１の先端部が底面８１０ｅに接するように調節弁９を取り付けてもよい。この場合でも、貯留室８ｂに貯留された潤滑油の圧力によって弁体９１が変形すると、弁体９１の先端部と底面８１０ｅとの間に出来る隙間から潤滑油がクラッチ収容室８ａへ流出する。

弁体９１は、発熱部９２の電熱線９２１の発熱によって加熱される他、発熱部９２の非通電時においても、潤滑油の温度が高温になると潤滑油の熱を受けて温度上昇し、湾曲する。弁体９１が湾曲することにより、第２連通路８ｄを潤滑油が流通しやすくなり、貯留室８ｂに貯留される潤滑油が減少する。すなわち、弁体９１は、潤滑油の熱を受けて温度上昇することにより、貯留室８ｂに貯留される潤滑油の量を減少させるように変形する。

これにより、例えば二輪駆動時において発熱部９２に電流が供給されていなくても、車速の上昇に伴ってクラッチハウジング３とインナシャフト４との差動回転速度が上昇し、メインアウタクラッチプレート５１とメインインナクラッチプレート５２との摺動によって潤滑油が高温となった場合には、弁体９１が湾曲して貯留室８ｂに貯留された潤滑油がクラッチ収容室８ａに供給され、この潤滑油によってメインクラッチ５が冷却されて、メインアウタクラッチプレート５１やメインインナクラッチプレート５２の熱による損傷が抑制される。なお、潤滑油は高温になると粘度が低くなるので、高温時にクラッチ収容室８ａに多くの潤滑油が供給されても、引き摺りトルクに与える影響は比較的小さい。

制御部２０は、第１及び第２の押圧機構６，７を作動させて四輪駆動車１００の駆動状態を二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えるとき、発熱部９２に電流を供給して弁体９１を変形（湾曲）させる。弁体９１が変形することにより、貯留室８ｂに貯留された潤滑油がクラッチ収容室８ａに供給され、メインクラッチ５におけるメインアウタクラッチプレート５１とメインインナクラッチプレート５２との摩擦摺動が潤滑される。

この際、制御部２０は、弁体９１を変形させる第１電流値の電流を発熱部９２に供給し、弁体９１が変形した後、第１電流値よりも低くかつ弁体９１の変形状態を維持することが可能な第２電流値の電流を発熱部９２に供給する。具体的には、弁体９１を変形させるのに必要な所定時間だけ第１電流値の電流を発熱部９２に供給し、所定時間が経過した後には第２電流値の電流を発熱部９２に供給する。これにより、消費電力を抑制しながら、弁体９１の変形状態を維持できる。

また、制御部２０は、第１及び第２の押圧機構６，７を非作動状態として四輪駆動車１００の駆動状態を四輪駆動状態から二輪駆動状態に切り替えるときには、発熱部９２への電流供給を遮断する。これにより、弁体９１の温度が低下し、潤滑油が第２連通路８ｄを流れにくくなることによって、貯留室８ｂに潤滑油が貯留される。このためクラッチ収容室８ａ内の潤滑油が減少してメインクラッチ５の引き摺りトルクが低減される。

以上説明した第１の実施の形態によれば、弁体９１が温度変化によって変形することによりクラッチ収容室８ａと貯留室８ｂとの間の潤滑油の流量が変わるので、貯留室８ｂに潤滑油を貯留することによってメインクラッチ５の引き摺りトルクを低減しながらも、必要時にはメインクラッチ５の潤滑を適切に行うことが可能となる。

［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８を参照して説明する。第１の実施の形態では、調節弁９が第２連通路８ｄに設けられた場合について説明したが、第２の実施の形態では、調節弁９が第１連通路８ｃに設けられている。その他の構成は第１の実施の形態と共通である。

図８（ａ）は、四輪駆動車１００の二輪駆動状態において、調節弁９が開弁状態にあるときの潤滑油の流れを太線の矢印で示す説明図である。図８（ｂ）は、同じく四輪駆動車１００の二輪駆動状態において、調節弁９が閉弁状態にあるときの潤滑油の流れを太線の矢印で示す説明図である。本実施の形態では、調節弁９の一端部が、第１連通路８ｃにおいてガイド壁８１３に対向する外壁８１０の内面にボルト９３によって固定されている。

二輪駆動時には、調節弁９の発熱部９２に電流が供給されず、図８（ａ）に示すように調節弁９が開弁状態となる。これにより、第１の実施の形態と同様に、第１連通路８ｃに導入された潤滑油が連結壁８１２の複数の流入孔８１２ａから貯留室８ｂ内に流入し、貯留室８ｂに貯留される。

しかし、潤滑油の温度が上昇し、弁体９１が潤滑油の熱を受けて湾曲すると、弁体９１の先端部がガイド壁８１３に接近し、第１連通路８ｃに潤滑油が導入されにくくなる。これにより、貯留室８ｂに貯留される潤滑油が少なくなり、クラッチ収容室８ａに多くの潤滑油が滞留して、メインアウタクラッチプレート５１やメインインナクラッチプレート５２の熱による損傷が抑制される。このように、本実施の形態においても、弁体９１は、潤滑油の熱を受けて温度上昇することにより、貯留室８ｂに貯留される潤滑油の量を減少させるように変形する。

制御部２０は、第１及び第２の押圧機構６，７を作動させて四輪駆動車１００の駆動状態を二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えるとき、発熱部９２に電流を供給して弁体９１を変形（湾曲）させる。弁体９１が変形することにより、貯留室８ｂに貯留される潤滑油が減少し、メインクラッチ５におけるメインアウタクラッチプレート５１とメインインナクラッチプレート５２との摩擦摺動が潤滑される。

また、二輪駆動時における潤滑油の温度の上昇時には、制御部２０から発熱部９２に電流を供給することにより、弁体９１を変形させてもよい。この場合、制御部２０は、例えばケース本体８１に設置された温度センサによって潤滑油の温度を測定してもよく、例えば後輪１８の回転速度や車速に基づいて潤滑油の温度を推定してもよい。

以上説明した第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

（付記）
以上、本発明の駆動力伝達装置及び駆動力伝達制御装置を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれら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適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、リヤディファレンシャル装置１６と駆動力伝達装置２とを別個に配置した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ディファレンシャル装置と駆動力伝達装置とを一体化して実施してもよい。この場合、クラッチ収容室と連通し、クラッチ収容室から排出された滑油を貯留することが可能な貯留室に、ディファレンシャル装置を配置することができる。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、電動モータ６１の回転力によって作動する第１の押圧機構６１、及び電磁コイル７１の磁力によって作動する第２の押圧機構７１によってメインクラッチ５を押圧するように駆動力伝達装置１を構成したが、第１の押圧機構６１及び第２の押圧機構６２のうち何れかの押圧機構を、ポンプによって圧力を発生させた流体により押圧力を発生するピストンによって構成してもよい。あるいは、このピストンによって構成された押圧機構のみによってメインクラッチ５を押圧するようにしてもよい。この場合、クラッチドラム３１を円筒部及び底部を有する有底円筒状とし、ピストンの押圧力によってメインクラッチ５を底部側に向かって押圧する。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、弁体９１がバイメタルからなる場合について説明したが、これに限らず、例えば形状記憶合金によって弁体９１を形成してもよい。この場合、弁体９１が発熱部９２又は潤滑油から熱を受け、弁体９１の温度が変態点以上の温度になると変形する。なお、弁体９１を形状記憶合金によって形成する場合には、弁体９１が変態点以下の温度となった時に弁体９１を初期の形状に戻すためのバネ等の弾性体が必要となる。

１…駆動力伝達制御装置
２…駆動力伝達装置
２０…制御部
３…クラッチハウジング（第１回転部材）
４…インナシャフト（第２回転部材）
５…メインクラッチ（クラッチ）
５１…メインアウタクラッチプレート（第１クラッチプレート）
５２…メインインナクラッチプレート（第２クラッチプレート）
６…第１の押圧機構
７…第２の押圧機構
８…ケース
８１１…隔壁
８ａ…クラッチ収容室
８ｂ…貯留室
８ｃ…第１連通路
８ｄ…第２連通路
９…調節弁
９１…弁体
９２…発熱部

Claims (6)

1. 共通の回転軸線を中心として相対回転可能に配置された第１回転部材及び第２回転部材と、
   前記第１回転部材と共に回転する第１クラッチプレート、及び前記第２回転部材と共に回転する第２クラッチプレートを有し、前記第１クラッチプレートと前記第２クラッチプレートとの摩擦摺動が潤滑油によって潤滑されるクラッチと、
   前記クラッチに軸方向の押圧力を付与して前記第１クラッチプレートと前記第２クラッチプレートとを摩擦接触させる押圧機構と、
   前記クラッチを収容するクラッチ収容室、及び前記クラッチ収容室から排出された前記潤滑油を貯留可能な貯留室を有し、前記クラッチ収容室と前記貯留室との間で前記潤滑油を循環させることが可能なケースと、
   前記クラッチ収容室と前記貯留室との間の前記潤滑油の流量を調節可能な調節弁とを備え、
   前記調節弁は、温度変化によって変形することで前記潤滑油の流量を可変とする弁体を有する、
   駆動力伝達装置。
2. 前記弁体は、前記潤滑油の熱を受けて温度上昇することにより、前記貯留室に貯留される前記潤滑油の量を減少させるように変形する、
   請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記ケースには、前記クラッチ収容室から前記貯留室に前記潤滑油を流通させる第１連通路、及び前記貯留室から前記クラッチ収容室に前記潤滑油を流通させる第２連通路が形成され、
   前記調節弁は、前記第１連通路又は前記第２連通路に設けられている、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記ケースは、前記クラッチ収容室と前記貯留室とを区画する隔壁を有し、
   前記調節弁は、前記隔壁に取り付けられている、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。
5. 前記調節弁は、通電により発熱し、前記弁体を加熱する発熱部を有する、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。
6. 請求項５に記載の駆動力伝達装置と、
   前記押圧機構を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記押圧機構を作動させるとき、前記弁体を変形させる第１電流値の電流を前記発熱部に供給し、前記弁体が変形した後、前記第１電流値よりも低くかつ前記弁体の変形状態を維持することが可能な第２電流値の電流を前記発熱部に供給する、
   駆動力伝達制御装置。

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