JP2019116910A - 連結装置、及びそれを用いた駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連結と開放との切替時間の増加を抑制できる連結装置、及びそれを用いた駆動力伝達装置を提供する。【解決手段】アクチュエータ８２は、ケースに保持されるステータ１０１と、ステータ１０１に設けられ通電時に軸方向に沿う第１方向に電磁力を発生するコイル１０２と、径方向に円筒部３４ｃを挟んでスリーブ８１と対向する位置に配設され、電磁力によって第１方向Ｄ１に移動されるプランジャ１０３とを有し、プランジャ１０３と第１保持部材１０４又は第２保持部材１０５の、いずれか一方に形成され、切り欠き３４ｄと嵌合することで、一方の、円筒部３４ｃに対する軸方向の移動を許容し、周方向の回転を制限する一又は複数の突出部１０３ａと、突出部１０３ａの少なくとも一つが延伸されて形成され、他方を連結する延伸部１０３ｂとを、さらに備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、シャフト間の連結と開放とを、軸方向へ移動するスリーブを用いて切り替える連結装置、及びそれを用いた駆動力伝達装置に関する。

従来、２つのシャフトを連結する装置として、電磁アクチュエータを用いて、アンカーと、アンカーに保持される円筒状の連結部材とを軸方向にスライドさせて、両シャフトを連結、開放する技術が開示されている。

この連結装置では、アンカーは、連結部材の外周側に一定の隙間を持って隣接配置され、その外周面を滑り軸受にてガイドされている。さらに、その端面にスプリングによる軸方向の付勢力を受けることで、あるいは電磁アクチュエータによる吸引力をスプリング付勢力とは逆方向に受けることで、軸方向にスライドする。この時、アンカーは吸引力により固定子へ吸着され回転せず、対して、連結部材はシャフトと一体回転している。

ここで、アンカーは可動子の一例であり、円筒状の連結部材は、所謂スリーブである。

独国特許出願公開第１０２０１３２０５１７４号

しかしながら、従来技術の構成では、可動子とスリーブとが軸方向長さの大部分で隣接するため、両者の隙間が不足して接触する場合の摺動抵抗や、隙間に異物噛み込みが起こった場合の固着により、可動子に回転させる力が働く。その力で可動子が連れ回ると、可動子をガイドする滑り軸受けや、端面で当接するスプリングとの間で、予期せぬ摩耗が発生する。

その結果、可動子が滑らかに軸方向へガイドされなくなる、又は可動子に働くスプリング付勢力が減少する等して、可動子及びスリーブの軸方向移動速度が低下し、連結と開放との切替時間が増加する恐れがある。

そこで、本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、連結と開放との切替時間の増加を抑制できる連結装置、及びそれを用いた駆動力伝達装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る連結装置は、第１シャフトと、第１シャフトと同軸上に配置される第２シャフトとを備え、両シャフトを連結する連結状態と、開放する開放状態とを切り替える連結装置であって、連結状態においては第１シャフトに係合され、開放状態においては第１シャフトから係脱される、第２シャフトに係合されているスリーブと、スリーブを保持する保持部材と、保持部材を介して、スリーブを軸方向に移動させることで、連結状態と開放状態とを切り替えるアクチュエータと、アクチュエータを収容すると共に、第１シャフトと同軸上かつスリーブの径方向外側に配置される円筒部と、円筒部に形成される一又は複数の軸方向の切り欠きとを有するケースとを備え、アクチュエータは、ケースに保持される固定子と、固定子に設けられ通電時に軸方向に沿う第１方向に電磁力を発生するコイルと、径方向に円筒部を挟んでスリーブと対向する位置に配設され、電磁力によって第１方向に移動される可動子とを有し、可動子と保持部材のいずれか一方に形成され、切り欠きと嵌合することで、一方の、円筒部に対する軸方向の移動を許容し、周方向の回転を制限する一又は複数の突出部と、突出部の少なくとも一つが延伸されて形成され、他方を連結する延伸部とを、さらに備える構成とした。

これにより、可動子とスリーブとの間にケースの円筒部が配され、延伸部を除いて可動子とスリーブとが隣接しないため、可動子の連回り、それに起因する可動子の支持部材や当接部材の予期せぬ摩耗、両者の移動速度の低下、及び連結と開放との切替時間の増加を抑制し得る。

好ましくは、アクチュエータは、可動子を第１方向と反対の第２方向に付勢する付勢部材を備えると良い。

これにより、第２方向に電磁力を発生する新たなコイルを設ける構成とするよりも、安価及び簡易な構造で可動子を第２方向に移動させ得る。

さらに好ましくは、円筒部、及び保持部材は、非磁性体からなると良い。

これにより、通電時に発生する磁束がケースの円筒部、及び保持部材に漏れることを防止することで、可動子の移動速度が上昇するため、可動子とスリーブとの接触以外の要因で両者の移動速度が低下する場合でも、その影響を抑え得る。

また好ましくは、両シャフトの相対回転を許容し、軸方向の相対移動を制限する第１制限部材と、固定子と両シャフトとの相対回転を許容し、軸方向の相対移動を制限する第２制限部材とを、さらに備えると良い。

これにより、両シャフト及び固定子の軸方向の相対的な位置ずれが減少するため、連結と開放とを切り替えるための可動子、及びスリーブの必要移動距離が減少する。よって、移動速度に余裕が生まれるため、可動子とスリーブとの接触以外の要因で両者の移動速度が低下する場合でも、その影響を抑え得る。

また好ましくは、左右の車軸に差回転を与える差動機構と、左右の車軸の一方の車軸に配設され、車軸を断接する断接機構とを備える駆動力伝達装置において、断接機構として上述の連結装置を用いると良い。

ここで、断接機構により一方の車軸が切断されると、差動機構は差回転が発生する状態となり、差動機構に入力される駆動力は左右の車軸に伝達されない。一方で、車軸が接続されると、差動機構は差回転が発生しない状態となり、駆動力が伝達される。よって、左右の車軸の一方の車軸を断接する速度の低下を抑制することで、左右の車軸に駆動力を伝達、遮断する切替速度の低下を抑制し得る。

本発明の一態様に係る連結装置、及びそれを用いた駆動力伝達装置によれば、連結と開放との切替時間の増加を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る駆動力伝達装置を適用する車両の構成の一例を示す概略図である。 図１に示す駆動力伝達装置の構成を示す断面図である。 図１に示す駆動力伝達装置の構成の一部（開放状態）を示す断面図である。 図１に示す駆動力伝達装置の構成の一部（連結状態）を示す断面図である。 図１に示す駆動力伝達装置の第１シャフトを示す斜視図である。 図１に示す駆動力伝達装置の第１シャフトを示す正面図である。 図１に示す駆動力伝達装置の第２シャフトを示す斜視図である。 図１に示す駆動力伝達装置の両シャフトの一部を示す断面図である。 図１に示す駆動力伝達装置の第１スナップリングを示す正面図である。 図１に示す駆動力伝達装置のスリーブを示す斜視図である。 図１に示す駆動力伝達装置の第１スプラインと第３スプラインとを概略的に示す展開図である。 図１に示す駆動力伝達装置のケースを示す斜視図である。 図１に示す駆動力伝達装置の可動子（プランジャ）を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。なお、同一又は相当部分には、同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係る連結装置、及びそれを用いた駆動力伝達装置を適用する車両１の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、車両１は、エンジン１１と、トランスミッション（以下、Ｔ／Ｍと略す）１２と、トランスファ（同、Ｔ／Ｆ）１３と、フロント（同、Ｆｒ）プロペラシャフト１４と、差動装置として機能するＦｒディファレンシャル機構（同、Ｆｒデフ）１５及び連結装置１６を備える駆動力伝達装置１７と、制御装置１８と、右車軸として機能する右Ｆｒドライブシャフト２１と、左車軸として機能する左Ｆｒドライブシャフト２２と、２つの前輪２３と、リア（同、Ｒｒ）プロペラシャフト２４と、Ｒｒディファレンシャル機構（同、Ｒｒデフ）２５と、２つのＲｒドライブシャフト２６と、２つの後輪２７とを備える。

エンジン１１で発生した駆動力は、Ｔ／Ｍ１２を介しＴ／Ｆ１３へ伝達される。駆動力は、Ｆｒプロペラシャフト１４とＲｒプロペラシャフト２４とへ分配される。Ｒｒプロペラシャフト２４へ分配された駆動力は、Ｒｒデフ２５及びＲｒドライブシャフト２６を経て、左右の後輪２７へ伝達される。Ｆｒプロペラシャフト１４へ分配された駆動力は、Ｆｒデフ１５へ伝達される。

さらに、車両１は、例えば、運転者の操作、又は走行状態によっては燃費向上のため、Ｆｒデフ１５に伝達された駆動力を伝達する四輪駆動モードと、駆動力を伝達しない二輪駆動モードとに切り替えることができる。

制御装置１８において四輪駆動モードが選択されると、Ｔ／Ｆ１３とＦｒプロペラシャフト１４とが連結される。その後、駆動力伝達装置１７の連結装置１６を介して、Ｆｒデフ１５と右Ｆｒドライブシャフト２１とが連結される。これにより、Ｆｒデフ１５へ伝達された駆動力は、左Ｆｒドライブシャフト２２と、連結装置１６を介して右Ｆｒドライブシャフト２１とへ分配され、左右の前輪２３へ伝達される。また、四輪駆動モードが終了され二輪駆動モードが選択されると、Ｔ／Ｆ１３とＦｒプロペラシャフト１４との連結が開放される。その後、連結装置１６とＦｒデフ１５との連結が開放される。これにより、Ｆｒデフ１５は空回りし、駆動力は伝達されなくなる。

図２は、図１に示す駆動力伝達装置１７の構成を示す断面図である。図２に示すように、駆動力伝達装置１７は、Ｆｒデフ１５と、連結装置１６とを備える。連結装置１６は、第１シャフト３１と、第２シャフト３２と、ケース３４と、第１制限部材として機能する第１スナップリング３５と、第２制限部材として機能する第２スナップリング３６と、第３スナップリング３７と、第１軸受４１と、第２軸受４２と、第３軸受４３と、ストロークセンサ４４と、スリーブ８１と、アクチュエータ８２とを備える。

アクチュエータ８２は、例えば図１に示す制御装置１８によって制御され、スリーブ８１を移動させることで、第１シャフト３１と第２シャフト３２とを駆動力伝達可能に連結する連結状態と、開放する開放状態とを切り替えられる。

第１シャフト３１と、第２シャフト３２と、ケース３４と、スリーブ８１とは、略同軸に設けられ、各々の筒状の部分、柱状の部分、及び回転する部分は、実質的に共通の中心軸を持つように配置される。

以下、上記中心軸が延びる方向（図２における左右方向）を軸方向、上記中心軸まわりに回転する方向を周方向、上記中心軸と直交する方向を径方向と称する。なお、中心軸が実質的に共通であるため、以下の説明における軸方向、周方向、及び径方向は、連結装置１６の軸方向、周方向、及び径方向であるとともに、例えば第１シャフト３１の軸方向、周方向、及び径方向でもある。

また、図２に示すように、Ｆｒデフ１５は、例えば、ピニオンシャフト１５ａと、ピニオンギヤ１５ｂと、サイドギヤ１５ｃと、デフケース１５ｄと、デフハウジング１５ｅと、第４軸受１５ｆとを備える。デフケース１５ｄは、ピニオンシャフト１５ａ、ピニオンギヤ１５ｂ、及びサイドギヤ１５ｃを収容する。デフケース１５ｄは、第４軸受１５ｆによって、デフハウジング１５ｅに回転可能に保持される。サイドギヤ１５ｃは、第１シャフト３１、第２シャフト３２、ケース３４、及びスリーブ８１と略同軸に配置される。

図３及び図４は、図１に示す駆動力伝達装置１７の構成の一部を示す断面図であり、図３は開放状態を、図４は連結状態を示す。スリーブ８１が軸方向に移動させられることで、連結状態と、開放状態とが切り替わる。図４に示すスリーブ８１の位置を連結位置Ｐ１と称し、図３に示すスリーブ８１の位置を開放位置Ｐ２と称する。
図３に示すように、第１シャフト３１は、例えば、中空の略円筒状に形成される。第１シャフト３１は、第１接続部５１と、第１連結部５２と、２つの突設部５３とを有する。

第１接続部５１は、軸方向における第１シャフト３１の一方の端部３１ａの近傍に設けられる。第１接続部５１は、前輪２３へ駆動力を分配するＦｒデフ１５の一方のサイドギヤ１５ｃに接続される。すなわち、本実施形態において、第１シャフト３１は、図１のエンジン１１のような動力源からの駆動力を伝達する入力軸である。なお、第１シャフト３１は、出力軸のような他の軸であっても良い。

また、第１シャフト３１に、開口部５５と、油路５６とが設けられる。開口部５５は、第１シャフト３１の端部３１ｂに設けられた有底の穴である。油路５６は、開口部５５の底と、第１シャフト３１の端部３１ａとを連通する孔である。油路５６の断面積は、開口部５５の断面積よりも小さい。

さらに、開口部５５は、第１シャフト３１の端部３１ｂから離間するに従って段階的に内径が小さくなり、第１嵌着部５５ａと、第１軸受部５５ｂとを有する。第１嵌着部５５ａは、第１シャフト３１の端部３１ｂの近傍に設けられる。第１軸受部５５ｂは、第１嵌着部５５ａよりも、奥に設けられ、端部３１ｂから離間する。第１軸受部５５ｂの内径は、第１嵌着部５５ａの内径よりも小さい。

また、図２に示すように、第２シャフト３２は、略円柱状に形成される。第２シャフト３２は、第２接続部７１と、第２連結部７２と、挿入部７３とを有する。

第２接続部７１は、軸方向における第２シャフト３２の一方の端部３２ａの近傍に設けられる。第２接続部７１は、図１に示す右Ｆｒドライブシャフト２１に接続される。本実施形態において、第２シャフト３２は、第１シャフト３１から伝達された駆動力を、右Ｆｒドライブシャフト２１を通じて右の前輪２３に伝達する出力軸である。なお、第２シャフト３２は、入力軸のような他の軸であっても良い。

図７は、図１に示す駆動力伝達装置１７の第２シャフト３２を示す斜視図である。図７に示すように、第２連結部７２は、挿入部７３に隣接する。挿入部７３は、軸方向における第２シャフト３２の他方の端部３２ｂの近傍に設けられる。

さらに、挿入部７３は、第２連結部７２から離間するに従って段階的に外径が小さくなり、第２嵌着部７３ａと、第２軸受部７３ｂとを有する。第２嵌着部７３ａは、第２連結部７２の近傍に設けられる。第２軸受部７３ｂは、第２シャフト３２の端部３２ｂの近傍に設けられる。第２軸受部７３ｂの外径は、第２嵌着部７３ａの外径よりも小さい。

さらに、図３に示すように、挿入部７３は、第１シャフト３１の開口部５５に挿入される。挿入部７３が開口部５５に挿入されると、第２嵌着部７３ａの外周面と、第１シャフト３１の第１嵌着部５５ａの内周面とが隙間を介して向かい合う。さらに、第２軸受部７３ｂの外周面と、第１シャフト３１の第１軸受部５５ｂの内周面とが隙間を介して向かい合う。挿入部７３の外周面は、開口部５５の内周面から離間する。

また、第１軸受４１は、開口部５５の第１軸受部５５ｂの内周面と、挿入部７３の第２軸受部７３ｂの外周面との間に介在する。これにより、第２シャフト３２は、第１シャフト３１と周方向に相対的に回転可能に軸支される。

また、図２に示すように、ケース３４は、カバー３４ａと、チューブ３４ｂとを備える。カバー３４ａは、Ｆｒディファレンシャル機構１５のデフハウジング１５ｅに取り付けられるとともに、アクチュエータ８２を収容する。チューブ３４ｂは、略円筒状に形成され、第２シャフト３２を覆う。

第３スナップリング３７は、チューブ３４ｂに取り付けられ、チューブ３４ｂの内周面から突出する。第３スナップリング３７は、チューブ３４ｂと第２シャフト３２とが周方向に相対的に回転可能に、チューブ３４ｂと第２シャフト３２との軸方向における相対的な移動を制限する。

第２軸受４２は、チューブ３４ｂと第２シャフト３２との間に介在し、第２シャフト３２を回転可能に軸支し、第３軸受４３は、デフケース１５ｄと第１シャフト３１との間に介在し、第１シャフト３１を回転可能に軸支する。

図５は、図１に示す駆動力伝達装置１７の第１シャフト３１を示す斜視図である。図５に示すように、第１連結部５２及び２つの突設部５３は、軸方向における第１シャフト３１の他方の端部３１ｂの近傍に設けられる。突設部５３は、第１連結部５２から軸方向に突出する。

図６は、図１に示す駆動力伝達装置１７の第１シャフト３１を示す正面図である。図６に示すように、突設部５３は、略円弧状に形成される。突設部５３は、周方向に間隔を介して、回転対称に配置される。このため、周方向において、突設部５３の間に２つの切欠き６７が形成される。突設部５３が回転対称に配置されることで、第１シャフト３１の回転の偏心が抑制され得る。

切欠き６７は、第１シャフト３１の端部３１ｂから軸方向に窪むとともに、突設部５３の外周面５３ａと内周面５３ｂ（第１嵌着部５５ａの内周面）とを連通する。なお、突設部５３の配置はこの例に限らない。突設部５３の外径は、第１連結部５２の外周面５２ａの外径よりも小さい。

さらに、図３に示すように、突設部５３の内周面５３ｂにそれぞれ、第１溝６８が設けられる。言い換えると、開口部５５の第１嵌着部５５ａの内周面に、第１溝６８が設けられる。第１溝６８は、周方向に延びるとともに、略四角形の断面を有する。

図８は、図１に示す駆動力伝達装置１７の両シャフト３１、３２の一部を示す断面図である。図８に示すように、第２嵌着部７３ａの外周面に、第２溝７５が設けられる。第２溝７５は、周方向に延びるとともに、略四角形の断面を有する。第２溝７５は、第２連結部７２から軸方向に離間した位置に設けられる。第２嵌着部７３ａの外周面と第１嵌着部５５ａの内周面とが隙間を介して向かい合うと、第２溝７５と第１溝６８とが向かい合う。

図９は、図１に示す駆動力伝達装置１７の第１スナップリング３５を示す正面図である。図９に示すように、第１スナップリング３５は、いわゆるＣリングであり、弧状部３５ａと、２つの突起３５ｂとを有する。弧状部３５ａは、周方向に円弧状に延び、略Ｃ字形状に形成される。弧状部３５ａの周方向の両端部の間に隙間３５ｃが設けられる。突起３５ｂは、弧状部３５ａの周方向の両端部から径方向外側に突出する。突起３５ｂにそれぞれ、隙間３５ｃから略周方向に延びる溝３５ｄが設けられる。

さらに、第１スナップリング３５は、例えば金属によって作られ、弾性を有する。第１スナップリング３５は、隙間３５ｃを狭めるように圧縮されることで、弧状部３５ａの外径を縮小するように、径方向に弾性的に収縮可能である。例えば、２つの突起３５ｂが摘ままれることで、第１スナップリング３５は容易に収縮させられる。

さらに、第１スナップリング３５は、隙間３５ｃを広げるように引っ張られることで、弧状部３５ａの内径を拡大するように、径方向に弾性的に拡大可能である。例えば、溝３５ｄにプライヤのような工具を挿入されることで、第１スナップリング３５は容易に拡大させられる。

また、図８に示すように、第１シャフト３１と第２シャフト３２とは、第１スナップリング３５によって、相対的に回転可能に接続される。第１スナップリング３５は、第１溝６８と第２溝７５とに嵌められる。言い換えると、第１スナップリング３５は、第１嵌着部５５ａと第２嵌着部７３ａとに取り付けられる。

この時、第１スナップリング３５は、第１溝６８の軸方向の内面（側面）に当接し、第２溝７５の軸方向の内面（側面）に当接すると共に、第１溝６８の底に接触し、第２溝７５の底から離間する。第１溝６８及び第２溝７５の底は、径方向に向く部分である。

これにより、リング状に形成される第１スナップリング３５は安定的に、第１シャフト３１と第２シャフト３２とが周方向に相対的に回転可能に、第１シャフト３１と第２シャフト３２との軸方向における相対的な移動を制限し得る。言い換えると、第１スナップリング３５は安定的に、第１シャフト３１と第２シャフト３２とを、軸方向において位置決めし得る。

さらに、遠心力により第１スナップリング３５が径方向に弾性的に拡大することが抑制され、第１スナップリング３５が第２溝７５から外れることが抑制され得る。

また、図５に示すように、第１スナップリング３５の２つの突起３５ｂは、間隔を介して隣り合う２つの突設部５３の間に位置する。突起３５ｂの少なくとも一部は、突設部５３の周方向の端部から離間する。突起３５ｂは、２つの突設部５３の間の切欠き６７を通って、突設部５３の外周面５３ａよりも径方向外側に突出する。

これにより、第１スナップリング３５の取付状態を、第１及び第２シャフト３１，３２の外部から視認し得ると共に、容易に２つの突起３５ｂを摘まみ、弾性的に変形させることで、第１スナップリング３５を第１溝６８から容易に取り外し得る。言い換えると、第１スナップリング３５を取り外すことで、第１及び第２シャフト３１，３２の軸方向の移動の制限を開放し得る。

さらに、第１スナップリング３５は、例えば次のように第１シャフト３１及び第２シャフト３２に取り付けられる。なお、第１スナップリング３５の取付方法は、以下の例に限らない。

まず、図９に示すように、第１スナップリング３５の溝３５ｄにプライヤが挿入され、第１スナップリング３５が径方向に弾性的に拡大される。これにより、弧状部３５ａの内径が、第２シャフト３２の第２嵌着部７３ａの外径よりも大きくなる。

次に、図７に示すように、内径を広げられた第１スナップリング３５が、第２嵌着部７３ａの第２溝７５に嵌められる。プライヤが取り外されることで第１スナップリング３５の内径が弾性的に元に戻り、弧状部３５ａが第２溝７５に入り込む。

次に、第１スナップリング３５の２つの突起３５ｂが摘ままれ、第１スナップリング３５が径方向に弾性的に縮小される。これにより、弧状部３５ａの外径が、第２嵌着部７３ａの外径と同じか、それより小さくなる。

次に、第２シャフト３２の挿入部７３が、図５に示す第１シャフト３１の開口部５５に挿入される。このとき、第１スナップリング３５の突起３５ｂは、２つの突設部５３の間の切欠き６７に配置される。

最後に、２つの突起３５ｂを摘まむ力が開放されることで、第１スナップリング３５の外径が弾性的に元に戻る。

以上により、図８に示すように、弧状部３５ａが、第１嵌着部５５ａの第１溝６８に嵌められ、第１スナップリング３５の取り付けは完了する。

ここで、一般的に、第１シャフト３１と第２シャフト３２とは、例えば横Ｇによって、軸方向に移動する、所謂ガタつくことがある。この場合、第１シャフト３１と第２シャフト３２とを確実に連結及び開放させるために、寸法的な公差及び冗長性、所謂遊びが設定され、連結装置１６が大型化しやすい。

そこで、本実施形態において、第１スナップリング３５は、第１シャフト３１と第２シャフト３２とが周方向に相対的に回転可能に、第１シャフト３１と第２シャフト３２との軸方向における相対的な移動を制限する。

これにより、第１及び第２シャフト３１，３２の位置がより正確に定まるため、寸法的な遊びを小さく設定でき、連結装置１６の大型化が抑制され得る。さらに、第１及び第２シャフト３１，３２が、位置決め用スナップリングのような他の部材に接触して異音を生じさせることが抑制され得る。加えて、第１及び第２シャフト３１，３２を、ユニットアッセンブリとして提供することが容易になり得る。

続いて、連結装置１６の連結構造について説明する。図５に示すように、第１連結部５２に、第１スプライン６０が設けられる。第１スプライン６０に、複数の第１スプライン区間６１と、複数の第１非スプライン区間６２とが設けられる。本実施形態では、例えば４つの第１スプライン区間６１と、３つの第１非スプライン区間６２とが、第１スプライン６０に設けられる。

複数の第１スプライン区間６１は、周方向に間隔を介して配置された複数の歯６５をそれぞれ有する。複数の歯６５はそれぞれ、第１連結部５２の外周面５２ａから径方向に突出する。複数の第１非スプライン区間６２は、例えば、第１スプライン６０において、歯６５が設けられていない部分である。なお、第１非スプライン区間６２はこの例に限らない。

複数の第１スプライン区間６１と、複数の第１非スプライン区間６２とは、軸方向に交互に配置される。すなわち、複数の第１スプライン区間６１は、軸方向に間隔を介して配置される。言い換えると、第１スプライン６０は、軸方向に断続的にスプラインが形成された部分である。

第１スプライン区間６１の複数の歯６５はそれぞれ、軸方向に延びる。第１スプライン区間６１に含まれる複数の歯６５の数及び配置は、複数の第１スプライン区間６１の間で共通である。歯６５は、隣接する第１スプライン区間６１の歯６５と、軸方向に並べられる。

また、図７に示すように、第２連結部７２に、第２スプライン７７が設けられる。第２スプライン７７は、周方向に間隔を介して配置された複数の歯７８を有する。複数の歯７８はそれぞれ、第２連結部７２の外周面７２ａから径方向に突出し、軸方向に延びる。

第２スプライン７７の複数の歯７８の数及び配置は、図５に示す第１スプライン区間６１と共通である。すなわち、第２スプライン７７の歯７８のピッチ及び歯数と、第１スプライン区間６１の歯６５のピッチ及び歯数とは実質的に等しい。軸方向における歯７８の長さは、軸方向における第１スプライン６０の歯６５の長さよりも長い。

また、図３に示すように、スリーブ８１は、略円筒状に形成され、第１連結部５２の少なくとも一部と、第２連結部７２の少なくとも一部とを覆う。言い換えると、第１シャフト３１と第２シャフト３２とが、スリーブ８１の内側を通される。

図１０は、図１に示す駆動力伝達装置１７のスリーブ８１を示す斜視図である。図１０に示すように、スリーブ８１の内周面８１ａに、第３スプライン８４が設けられる。第３スプライン８４に複数の第２スプライン区間９１と、第３スプライン区間９２と、複数の第２非スプライン区間９３とが設けられる。本実施形態では、例えば三つの第２スプライン区間９１と、三つの第２非スプライン区間９３とが、第３スプライン８４に設けられる。

複数の第２スプライン区間９１及び第３スプライン区間９２は、周方向に間隔を介して配置された複数の歯９５をそれぞれ有する。複数の歯９５はそれぞれ、スリーブ８１の内周面８１ａから径方向に突出する。複数の第２非スプライン区間９３は、例えば、第３スプライン８４において、歯９５が設けられていない部分である。なお、第２非スプライン区間９３はこの例に限らない。

複数の第２スプライン区間９１と、複数の第２非スプライン区間９３とは、軸方向に交互に配置される。すなわち、複数の第２スプライン区間９１は、軸方向に間隔を介して配置される。さらに、第２スプライン区間９１と第３スプライン区間９２との間に、第２非スプライン区間９３が介在する。このように、第３スプライン８４は、軸方向に断続的にスプラインが形成された部分である。

第２スプライン区間９１及び第３スプライン区間９２の複数の歯９５の数及び配置は、図５に示す第１スプライン区間６１と共通である。すなわち、第２スプライン区間９１及び第３スプライン区間９２の歯９５のピッチ及び歯数と、第１スプライン区間６１の歯６５のピッチ及び歯数とは実質的に等しい。

第３スプライン区間９２の歯９５の軸方向における長さは、第２スプライン区間９１の歯９５の軸方向における長さよりも長い。第２スプライン区間９１の歯９５の軸方向における長さは、第１スプライン６０の第１非スプライン区間６２の軸方向における長さよりも短い。第１スプライン区間６１の歯６５の軸方向における長さは、第２非スプライン区間９３の軸方向における長さよりも短い。

第３スプライン８４の第３スプライン区間９２の複数の歯９５は、図７に示す第２スプライン７７の複数の歯７８と噛み合う。このため、第２シャフト３２とスリーブ８１とは、第２及び第３スプライン７７，８４により、軸方向に相対的に移動可能に周方向における相対的な回転を制限される。すなわち、スリーブ８１と、第１及び第２シャフト３１，３２とは、軸方向に相対的に移動可能である。言い換えると、スリーブ８１は、第３スプライン区間９２が第２スプライン７７で軸方向に摺動可能に軸支される。

図１１は、図１に示す駆動力伝達装置１７の第１スプライン６０と第３スプライン８４とを概略的に示す展開図である。図１１は、左右方向が軸方向、上下方向が周方向となるように第１スプライン６０及び第３スプライン８４を展開して示す。また、図１１は、開放位置Ｐ２に位置する第３スプライン８４を実線で示し、連結位置Ｐ１に位置する第３スプライン８４を二点鎖線で示す。

図４及び図１１に示すように、スリーブ８１が連結位置Ｐ１に位置すると、第３スプライン８４の第２スプライン区間９１の複数の歯９５は、第１スプライン６０の第１スプライン区間６１の複数の歯６５と噛み合う。言い換えると、第２スプライン区間９１の複数の歯９５と、第１スプライン区間６１の複数の歯６５とが、周方向に交互に配置される。さらに、第３スプライン区間９２の複数の歯９５も、第１スプライン区間６１の複数の歯６５と部分的に噛み合う。このため、第１シャフト３１が、スリーブ８１を介して駆動力伝達可能に第２シャフト３２に連結される。

一方、図３及び図１１に示すように、スリーブ８１が開放位置Ｐ２に位置すると、第２スプライン区間９１と第１スプライン区間６１とが、軸方向に交互に配置される。言い換えると、軸方向において、第２スプライン区間９１は隣り合う第１スプライン区間６１の間の隙間（第１非スプライン区間６２）に位置し、第１スプライン区間６１は隣り合う第２スプライン区間９１の間の隙間（第２非スプライン区間９３）に位置する。このため、第３スプライン８４が第１スプライン６０から外れる。

第３スプライン８４が第１スプライン６０から外れると、第１スプライン６０の歯６５と第３スプライン８４の歯９５とが噛み合わず、第１スプライン６０の歯６５は、隣り合う第２スプライン区間９１の間で回転可能となる。さらに、第３スプライン８４の歯９５は、隣り合う第１スプライン区間６１の間で回転可能となる。このため、スリーブ８１を介する第１シャフト３１と第２シャフト３２との連結が開放され、第１シャフト３１と、スリーブ８１及び第２シャフト３２とが、周方向に相対的に回転可能となる。

このように、スリーブ８１は、連結状態においては第１シャフト３１に設けられる第１スプライン６０と噛み合い、開放状態においては第１スプライン６０から外れる、第２シャフト３２に設けられる第２スプライン７７と噛み合っている第３スプライン８４を有している。

ここで、第１シャフト３１及び第２シャフト３２と、スリーブ８１とは、スプラインによって係合する場合について説明したが、スプラインを用いることで、軸方向に摺動可能に、回転トルクを伝達し得る。また、スプラインの歯形は、例えば、インボリュート歯を用いると良い。これにより、伝達トルクが大きく、加工が容易になり得る。

なお、第１シャフト３１とスリーブ８１とは、スプラインによって係合、係脱する場合に限らない。軸方向に移動し回転トルクを伝達、遮断すれば良く、例えば、ドグクラッチ等を用いても良い。これにより、より大きなドグ歯を用いることで強度、耐久性が向上し得る。また、要求精度の高いスプライン加工が不要になり、安価及び簡易な構造になり得る。

また、第２シャフト３２とスリーブ８１とは、スプラインによって係合する場合に限らない。軸方向に移動可能に係合すれば良く、例えば、僅かな隙間を有するキーとキー溝の組合せ等を用いても良い。これにより、要求精度の高いスプライン加工が不要になり、安価及び簡易な構造になり得る。

また、図１１に示すように、複数の第１スプライン区間６１は、先行スプライン区間６１ａと、複数の後続スプライン区間６１ｂとを含む。さらに、複数の第２スプライン区間９１は、先行スプライン区間９１ａと、複数の後続スプライン区間９１ｂとを含む。

開放状態において、先行スプライン区間６１ａと、連結状態において当該先行スプライン区間６１ａと噛み合う第２スプライン区間９１との間の軸方向における距離Ｄｐは、後続スプライン区間６１ｂと、連結状態において当該後続スプライン区間６１ｂと噛み合う第２スプライン区間９１との間の軸方向における距離Ｄｓよりも短い。このため、先行スプライン区間６１ａは、開放状態から連結状態に移行するとき、後続スプライン区間６１ｂよりも先に第２スプライン区間９１と噛み合う。

同じく、開放状態において、先行スプライン区間９１ａと、連結状態において当該先行スプライン区間９１ａと噛み合う第１スプライン区間６１との間の軸方向における距離Ｄｐは、後続スプライン区間９１ｂと、連結状態において当該後続スプライン区間９１ｂと噛み合う第１スプライン区間６１との間の軸方向における距離Ｄｓよりも短い。このため、先行スプライン区間９１ａは、開放状態から連結状態に移行するとき、後続スプライン区間９１ｂよりも先に第１スプライン区間６１と噛み合う。

先行スプライン区間９１ａは、複数の後続スプライン区間９１ｂよりも、スリーブ８１の軸方向における端部に近い。第３スプライン８４の先行スプライン区間９１ａは、連結状態において、第１スプライン６０の先行スプライン区間６１ａと噛み合う。

先行スプライン区間６１ａの複数の歯６５はそれぞれ、第１側面６５ａと、第２側面６５ｂと、先端部６５ｃと、２つの傾斜面６５ｄとを有する。先端部６５ｃは、端部の一例である。

第１側面６５ａ及び第２側面６５ｂは、軸方向に沿うとともに周方向に向く平面である。第２側面６５ｂは、第１側面６５ａの反対側に位置する。先端部６５ｃは、連結状態において歯６５と噛み合う第２スプライン区間９１の歯９５に向く方向の端部である。先端部６５ｃは、例えば周方向に沿うとともに軸方向に向く平面である。

２つの傾斜面６５ｄは、先端部６５ｃと、第１及び第２側面６５ａ，６５ｂとの角に設けられた面取りである。すなわち、一方の傾斜面６５ｄは、第１側面６５ａと先端部６５ｃとを接続するとともに、先端部６５ｃに向かうに従って第２側面６５ｂに近づくように延びる。他方の傾斜面６５ｄは、第２側面６５ｂと先端部６５ｃとを接続するとともに、先端部６５ｃに向かうに従って第１側面６５ａに近づくように延びる。言い換えると、２つの傾斜面６５ｄは、先端部６５ｃに向かって先細るように延びる。

先行スプライン区間９１ａの複数の歯９５はそれぞれ、第１側面９５ａと、第２側面９５ｂと、先端部９５ｃと、２つの傾斜面９５ｄとを有する。先端部９５ｃは、端部の一例である。

第１側面９５ａ及び第２側面９５ｂは、軸方向に沿うとともに周方向に向く平面である。第２側面９５ｂは、第１側面９５ａの反対側に位置する。先端部９５ｃは、連結状態において歯９５と噛み合う第１スプライン区間６１の歯６５に向く方向の端部である。先端部９５ｃは、例えば周方向に沿うとともに軸方向に向く平面である。

２つの傾斜面９５ｄは、先端部９５ｃと、第１及び第２側面９５ａ，９５ｂとの角に設けられた面取りである。すなわち、一方の傾斜面９５ｄは、第１側面９５ａと先端部９５ｃとを接続するとともに、先端部９５ｃに向かうに従って第２側面９５ｂに近づくように延びる。他方の傾斜面９５ｄは、第２側面９５ｂと先端部９５ｃとを接続するとともに、先端部９５ｃに向かうに従って第１側面９５ａに近づくように延びる。言い換えると、２つの傾斜面９５ｄは、先端部９５ｃに向かって先細るように延びる。

連結装置１６が開放状態から連結状態に切り替わるとき、第１シャフト３１の回転速度と、第２シャフト３２及びスリーブ８１の回転速度とが異なる場合がある。このとき、歯６５の傾斜面６５ｄが第２スプライン区間９１の歯９５に当接するとともに、歯９５の傾斜面９５ｄが第１スプライン区間６１の歯６５に当接し、図４に示す第１方向Ｄ１に移動しようとするスリーブ８１が押し戻される。このため、回転速度に大きな差がある状態で第１スプライン６０と第３スプライン８４とが噛み合うことが抑制され得る。

また、第１及び第３スプライン６０，８４に、軸方向に間隔を介して配置された第１及び第２スプライン区間６１，９１が設けられる。開放状態において、第１スプライン区間６１と第２スプライン区間９１とが軸方向に交互に配置される。言い換えると、開放状態において、第１スプライン区間６１の歯６５は、軸方向に間隔を介して配置された２つの第２スプライン区間９１の間を通って回転可能に配置される。一方、連結状態において、第１スプライン区間６１と第２スプライン区間９１とが噛み合う。

このように、第１及び第３スプライン６０，８４が軸方向に分割されるため、連結状態と開放状態との切り替え時におけるスリーブ８１の軸方向における移動量をより短く設定できる。従って、アクチュエータ８２として変位距離が短いソレノイドアクチュエータを利用することができ、例えば回転を直動に変化させるモータを利用する場合に比べ、連結状態と開放状態との切り替え時における応答速度が向上し得る。

例えば、一般的に、製品寸法のばらつきにより、１つの第１スプライン区間６１において、周方向における歯６５の幅が大きくなることがある。この場合、第１スプライン区間６１の歯６５と、第２スプライン区間９１の歯９５との間の周方向における隙間が小さい状態で第１スプライン区間６１と第２スプライン区間９１とが噛み合おうとするとき、幅の大きい歯６５が第２スプライン区間９１の歯９５と、軸方向に当接する、すなわち引っ掛かる。この引っ掛かりにより、第１シャフト３１とスリーブ８１との相対的な移動が制限され、第１スプライン区間６１と第２スプライン区間９１とが噛み合い難くなる。全ての第１スプライン区間６１と第２スプライン区間９１との間の距離が等しい場合、噛み合いが同時に行われるため、第１スプライン区間６１の数が多いほど引っ掛かりの生じる可能性が高くなる。

そこで、本実施形態では、開放状態において、先行スプライン区間６１ａと、連結状態において当該先行スプライン区間６１ａと噛み合う前記第２スプライン区間９１と、の間の軸方向における距離は、後続スプライン区間６１ｂと、連結状態において当該後続スプライン区間６１ｂと噛み合う第２スプライン区間９１と、の間の軸方向における距離よりも短い。

これにより、先行スプライン区間６１ａが先に第２スプライン区間９１と噛み合った状態で、複数の後続スプライン区間６１ｂが第２スプライン区間９１と噛み合う。従って、全ての第１スプライン区間６１と第２スプライン区間９１との間の距離が等しい場合と比べて、同時に噛み合おうとするスプラインの数が低減されるため、後続スプライン区間６１ｂと第２スプライン区間９１とに引っ掛かりが生じる確率が低減され得る。

また、先行スプライン区間６１ａの歯６５は、第１側面６５ａと先端部６５ｃとを接続するとともに先端部６５ｃに向かうに従って第２側面６５ｂに近づくように延びる傾斜面６５ｄを有する。連結装置１６が開放状態から連結状態に切り替わるとき、先行スプライン区間６１ａの歯６５は、後続スプライン区間６１ｂの歯６５よりも先に、第２スプライン区間９１に向かって移動する。このとき、第１シャフト３１の回転速度と第２シャフト３２の回転速度との差が大きい場合、先行スプライン区間６１ａの歯６５の傾斜面６５ｄが第２スプライン区間９１の歯９５に当接し、第１スプライン区間６１と第２スプライン区間９１とを互いに離間させる力を生じさせる。

これにより、第１シャフト３１の回転速度と第２シャフト３２の回転速度との差が大きい状態で第１スプライン６０と第３スプライン８４とが噛み合うことが抑制され得る。

さらに、先行スプライン区間９１ａは、複数の後続スプライン区間９１ｂよりも、スリーブ８１の軸方向における端部に近い。このため、先行スプライン区間９１ａの歯９５を加工して、傾斜面９５ｄを設けることが容易になり得る。

次に、アクチュエータ８２の構造について説明する。図３に示すように、アクチュエータ８２は、固定子として機能するステータ１０１と、コイル１０２と、可動子として機能するプランジャ１０３と、保持部として機能する第１保持部材１０４及び第２保持部材１０５と、付勢部材として機能するリターンスプリング１０６と、ヨーク（吸引壁）１０７とを有する。

ステータ１０１は、筒部１０１ａと、フランジ部１０１ｂとを有する。筒部１０１ａは、第１シャフト３１と同軸に配置された略円筒状に形成される。フランジ部１０１ｂは、筒部１０１ａの軸方向の一方の端部から径方向内側に突出し、略円環状に形成される。フランジ部１０１ｂの内周面は、第１シャフト３１の外周面に僅かな隙間を介して面する。

第１シャフト３１に、第３溝１０８が設けられる。第３溝１０８は、第１シャフト３１の外周面に設けられて周方向に延びる。第３溝１０８は、第１接続部５１と第１連結部５２との間に位置し、第１連結部５２から離間した位置に設けられる。フランジ部１０１ｂは、軸方向において、第１連結部５２と第３溝１０８との間に位置する。

第３溝１０８に、第２スナップリング３６が嵌められる。このため、フランジ部１０１ｂは、軸方向において、第１連結部５２と第２スナップリング３６との間に位置する。なお、第２スナップリング３６とフランジ部１０１ｂとの間に、ワッシャ１０９が介在しても良い。

第２スナップリング３６は、アクチュエータ８２のステータ１０１と第１シャフト３１との軸方向における相対的な移動を制限する。従って、軸方向における第１シャフト３１とアクチュエータ８２の位置がより正確に定まるため、寸法的な遊びをより小さく設定でき、連結装置１６の大型化がより効果的に抑制され得る。

コイル１０２は、ステータ１０１の筒部１０１ａに設けられ、軸方向に延びる円筒状に巻回されたソレノイドである。コイル１０２は、図１に示す制御装置１８の制御により通電され、磁場を発生させる。

プランジャ１０３は、第１シャフト３１と同軸に配置された略円筒状に形成され、ステータ１０１の筒部１０１ａの内側に配置される。プランジャ１０３は、軸方向において、ステータ１０１に設けられたヨーク１０７と、筒部１０１ａの内周面から突出する第４スナップリング１０１ｃとの間に位置する。第４スナップリング１０１ｃは、筒部１０１ａの内周面に設けられた溝に取り付けられる。

図１２は、図１に示す駆動力伝達装置１７のケース３４を示す斜視図である。図１２に示すように、ケース３４は、非磁性体からなる、第１シャフト３１と同軸に配置された略円筒状に形成される円筒部３４ｃと、その円筒部３４ｃに切り欠き３４ｄと、奥面部３４ｅを有する。切り欠き３４ｄは、円筒部３４ｃの一端から軸方向に形成される、一又は複数の切り欠き形状である。奥面部３４ｅは、切り欠き３４ｄの奥側に形成される底面の内、最も深さの浅い面である。本実施形態では、周方向に等間隔の、深さの等しい六つの切り欠き３４ｄと、六つの奥面部３４ｅが設けられる。

図１３は、図１に示す駆動力伝達装置１７のプランジャ１０３を示す斜視図である。図１３に示すように、プランジャ１０３は、突出部１０３ａを有する。突出部１０３ａは、プランジャ１０３の軸方向における一方の端部から径方向内側に突出して形成される、切り欠き３４ｄに嵌合する一又は複数の突出形状である。突出部１０３ａと切り欠き３４ｄの側面との間には僅かな隙間が形成されており、プランジャ１０３は、円筒部３４ｃに対して、軸方向に摺動可能に、周方向に回転制限されて配設される。本実施形態では、ヨーク１０７と反対側のプランジャ１０３端部に、周方向に等間隔の、略四角形断面の六つの突出部１０３ａが設けられる。さらに、突出部１０３ａの内の少なくとも一つは、その先端から更に径方向内側に延伸して形成される延伸部１０３ｂを有する。本実施形態では、突出部１０３ａは周方向に等間隔の三つの延伸部１０３ｂを有する。

さらに、図３に示すように、プランジャ１０３は、径方向において、円筒部３４ｃを挟んでスリーブ８１と対向する位置に配設される。プランジャ１０３の内周面は円筒部３４ｃの外周面に僅かな隙間を介して面しており、プランジャ１０３は軸方向に摺動可能に配設される。言い換えると、円筒部３４ｃは、プランジャ１０３を軸方向にガイド、及びセンタリングする外周面を有する。

軸方向においては、プランジャ１０３は、ヨーク１０７とケース３４との間で移動可能である。図４に示すように、連結状態においては、プランジャ１０３とヨーク１０７とが当接する。なお、円筒部３４ｃは、プランジャ１０３の最大移動位置まで、又はそれ以上にヨーク１０７側まで形成されると良い。これにより、プランジャ１０３の円筒部３４ｃからの脱落、又はプランジャ１０３の傾きが低減され得る。また、図３に示すように、開放状態においては、プランジャ１０３の突出部１０３ａと、ケース３４の奥面部３４ｅとが当接する。この場合、奥面部３４ｅがストッパ機能を果たすため、第４スナップリング１０１ｃは廃されても良い。

一方で、プランジャ１０３は、奥面部３４ｅに当接せず、第４スナップリング１０１ｃに当接する位置関係でも良い。この場合、第４スナップリング１０１ｃがストッパ機能を果たすため、奥面部３４ｅの位置精度が不要になり、安価になり得る。

また、図３に示すように、第１保持部材１０４と第２保持部材１０５は、非磁性体からなり、第１シャフト３１と同軸に配置された略円筒状に形成される。

さらに、スリーブ８１に、図１０に示す突起部８５が設けられる。突起部８５は、スリーブ８１の外周面８１ｂから径方向に突出し、略四角形の断面を有する。突起部８５は、周方向に延びるフランジ状に形成される。

軸方向において、第１保持部材１０４と第２保持部材１０５との間に、スリーブ８１の突起部８５が配置される。このため、スリーブ８１と、第１保持部材１０４及び第２保持部材１０５との軸方向における相対的な移動は制限される。一方、スリーブ８１の外周面は両保持部材１０４、１０５の内周面に僅かな隙間を介して面しており、スリーブ８１と、第１保持部材１０４及び第２保持部材１０５とは、周方向に相対的に回転可能である。このように、第１保持部材１０４及び第２保持部材１０５は、スリーブ８１を周方向に相対的に回転可能に保持する。

さらに、第１保持部材１０４は、第１受け部１０４ａを有する。第１受け部１０４ａは、第１保持部材１０４の軸方向における一方の端部から、径方向外側に突出する。第１受け部１０４ａは、例えば、周方向に延びたフランジ状に形成される。第１受け部１０４ａは、軸方向において、スリーブ８１の突起部８５と、プランジャ１０３の延伸部１０３ｂの間に位置する。第１受け部１０４ａの外周面は円筒部３４ｃの内周面に僅かな隙間を介して面しており、第１保持部材１０４は軸方向に摺動可能に配設される。言い換えると、円筒部３４ｃは、第１保持部材１０４を軸方向にガイド、及び径方向にセンタリングする内周面を有する。

さらに、第２保持部材１０５は、軸方向において、スリーブ８１の突起部８５と、ステータ１０１のフランジ部１０１ｂとの間に位置する。第２保持部材１０５は、略Ｌ字断面の環状に形成される。第２保持部材１０５の外周面は円筒部３４ｃの内周面に僅かな隙間を介して面しており、第２保持部材１０４は軸方向に摺動可能に配設される。言い換えると、円筒部３４ｃは、第２保持部材１０５を軸方向にガイド、及び径方向にセンタリングする内周面を有する。

リターンスプリング１０６は、例えば、ウェーブスプリングである。なお、リターンスプリング１０６は、他のスプリングであっても良い。リターンスプリング１０６は、第２保持部材１０５とフランジ部１０１ｂとの間に介在する。

さらに、リターンスプリング１０６は、第２保持部材１０５及び第１保持部材１０４を介して、プランジャ１０３を軸方向に沿う第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２に付勢する。さらに、リターンスプリング１０６は、第２保持部材１０５を介して、突起部８５を通じてスリーブ８１を第２方向Ｄ２に付勢する。

また、アクチュエータ８２の第１保持部材１０４の外周面に、マグネット１１１が取り付けられる。マグネット１１１は、第１保持部材１０４とともに、第１シャフト３１及び第２シャフト３２に対して軸方向に移動可能である。

ストロークセンサ４４は、第１保持部材１０４のマグネット１１１に向く。ストロークセンサ４４は、例えば、マグネット１１１の磁力を検知することで、プランジャ１０３、第１保持部材１０４、第２保持部材１０５、及びスリーブ８１の位置に係る信号を出力できる。図１の制御装置１８は、ストロークセンサ４４の信号により、スリーブ８１が連結位置Ｐ１及び開放位置Ｐ２のいずれに配置されているかを検出する。

次に、アクチュエータ８２の作動原理について説明する。アクチュエータ８２は、以下のようにスリーブ８１を軸方向に移動させることで、開放状態と連結状態とを切り替える。

通電が切られる場合、例えば、二輪駆動モード中や、四輪駆動モード中の運転手による二輪駆動への切換操作によって、又は走行状態に基づいて、制御装置１８によって四輪駆動モード終了判断が成されると、コイル１０２への通電が停止される。コイル１０２の通電が切れると、コイル１０２はプランジャ１０３に対して第１方向Ｄ１への電磁力を発生しない。対して、リターンスプリング１０６は第２保持部材１０５を軸方向に沿う第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２に付勢するため、第２保持部材１０５と、第２保持部材１０５に当接される第１保持部材１０４及びスリーブ８１と、第１保持部材１０４に当接されるプランジャ１０３とは、ステータ１０１に対して、第２方向Ｄ２へ移動する。

その結果、図３に示すように、プランジャ１０３の突出部１０３ａと、ケース３４の奥面部３４ｅとが当接する。よって、奥面部３４ｅは、プランジャは１０３、第１保持部材１０４、第２保持部材１０５、及びスリーブ８１のさらなる移動を制限するストッパとして機能する。

この時、スリーブ８１は開放位置Ｐ２に位置する。第２シャフト３２に係合されているスリーブ８１が第１シャフト３１から係脱されるため、スリーブ８１を介する第１シャフト３１と第２シャフト３２との連結が開放され、第１シャフト３１と、スリーブ８１及び第２シャフト３２とが、周方向に相対的に回転可能となり、トルクの伝達は行われない。

通電が行われる場合、例えば、運転手による四輪駆動への切換操作によって、又は走行状態に基づいて、制御装置１８が四輪駆動モードになると、コイル１０２は通電され、コイル１０２は磁界を発生し、プランジャ１０３に対して第１方向Ｄ１への電磁力を発生する。この電磁力は、リターンスプリング１０６が発生する第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２への付勢力よりも大きいため、プランジャ１０３と、プランジャ１０３の延伸部１０３ｂに当接される第１保持部材１０４と、第１保持部材１０４に当接される第２保持部材１０５及びスリーブ８１とは、ステータ１０１に対して、図４に示す第１方向Ｄ１へ移動する。

これにより、プランジャ１０３は、突出部１０３ａの一部である延伸部１０３ｂを通じ、第１保持部材１０４を介して、スリーブ８１を保持しつつ、第１方向Ｄ１に移動するため、プランジャ１０３とスリーブ８１との間にケース３４の円筒部３４ｃを配した構成でも、スリーブ８１を第１方向Ｄ１に移動させ得る。

なお、第１保持部材１０４に、突出部１０３ａ及び延伸部１０３ｂを、径方向外側に突出するように形成し、プランジャ１０３にはそれに係合する係合部、例えば、延伸部１０３ｂに嵌合する凹部を設ける組合せでも良い。これにより、プランジャ１０３の内周面に突出部１０３ａのような凸形状が無くなることで加工が容易になり、円筒形状の寸法精度が向上する。よって、プランジャ１０３と円筒部３４ｃとの摺動抵抗が減少し、移動速度に余裕が生まれるため、プランジャ１０３とスリーブ８１の移動速度が低下する場合でも、その影響を抑え得る。

その結果、図４に示すように、プランジャ１０３とヨーク１０７とが当接する。よって、ヨーク１０７は、プランジャは１０３、第１保持部材１０４、第２保持部材１０５、及びスリーブ８１のさらなる移動を制限するストッパとして機能する。

この時、スリーブ８１は連結位置Ｐ１に位置する。第２シャフト３２に係合されているスリーブ８１が第１シャフト３１に係合されるため、スリーブ８１を介する第１シャフト３１と第２シャフト３２との連結が成され、第１シャフト３１と、スリーブ８１及び第２シャフト３２とが、周方向における相対的な回転を制限され、トルクの伝達が行われる。また、複数の第１スプライン区間６１と複数の第２スプライン区間９１とが噛み合うため、第１スプライン６０と第３スプライン８４との噛合量が大きく確保され、第１シャフト３１と第２シャフト３２及びスリーブ８１との間で大きなトルクが伝達可能となる。

なお、付勢部材として機能する部材はリターンスプリング１０６に限らない。例えば、コイル１０２への通電が切られた時に通電され、第２方向Ｄ２に電磁力を発生する第２コイルを設けても良い。これにより、リターンスプリング１０６が発生する第２方向Ｄ２への付勢力が存在しないため、スリーブ８１が第１方向Ｄ１へ移動する移動速度は大きく成り得る。

また、アクチュエータ８２は上記の例に限らない。例えば、コイル１０２に通電された時にスリーブ８１が開放位置Ｐ２に移動させられ、コイル１０２の通電が切られた時にスリーブ８１がリターンスプリング１０６によって連結位置Ｐ１に移動させられても良い。

なお、上述の実施形態においては、第１シャフトの具体例として第１シャフト３１が説明され、第２シャフトの具体例として第２シャフト３２が説明された。しかし、第１シャフト３１が第２シャフトの、そして第２シャフト３２が第１シャフトの具体例であっても良い。この場合、第２シャフト（第１シャフト３１）は開口部５５が設けられるとともに突設部５３を有し、第１シャフト（第２シャフト３２）が挿入部７３を有している。

また、連結装置１６は、例えば、Ｔ／Ｆ１３に適用され、四輪駆動と二輪駆動とを切り替えても良い。さらには、車両１に限らず、駆動力伝達軸の断接が必要な種々の装置や機械に適用して良い。

以上のように、上述の実施形態によれば、連結装置１６、及び駆動力伝達装置１７は、
連結と開放との切替時間の増加を抑制できる連結装置、及びそれを用いた駆動力伝達装置を提供することができる。

また、上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。上述した実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置換、変更を行うことができる。上述した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 車両
１５ Ｆｒデフ（差動機構）
１６ 連結装置
１７ 駆動力伝達装置
２１ 右Ｆｒドライブシャフト（右車軸）
２２ 左Ｆｒドライブシャフト（左車軸）
３１ 第１シャフト
３２ 第２シャフト
３４ ケース
３４ｃ 円筒部
３４ｄ 切り欠き
３４ｅ 奥面部
３５ 第１スナップリング（第１制限部材）
３６ 第２スナップリング（第２制限部材）
６０ 第１スプライン
７７ 第２スプライン
８４ 第３スプライン
８１ スリーブ
８２ アクチュエータ
１０１ ステータ（固定子）
１０２ コイル
１０３ プランジャ（可動子）
１０３ａ 突出部
１０３ｂ 延伸部
１０４ 第１保持部材（保持部材）
１０５ 第２保持部材（保持部材）
１０６ リターンスプリング（付勢部材）
１０７ ヨーク
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｐ１ 連結位置
Ｐ２ 開放位置

Claims (5)

1. 第１シャフトと、該第１シャフトと同軸上に配置される第２シャフトとを備え、前記両シャフトを連結する連結状態と、開放する開放状態とを切り替える連結装置であって、
   前記連結状態においては前記第１シャフトに係合され、前記開放状態においては前記第１シャフトから係脱される、前記第２シャフトに係合されているスリーブと、
   該スリーブを保持する保持部材と、
   該保持部材を介して、前記スリーブを軸方向に移動させることで、前記連結状態と前記開放状態とを切り替えるアクチュエータと、
   該アクチュエータを収容すると共に、前記第１シャフトと同軸上かつ前記スリーブの径方向外側に配置される円筒部と、該円筒部に形成される一又は複数の前記軸方向の切り欠きとを有するケースとを備え、
   前記アクチュエータは、前記ケースに保持される固定子と、該固定子に設けられ通電時に前記軸方向に沿う第１方向に電磁力を発生するコイルと、径方向に前記円筒部を挟んで前記スリーブと対向する位置に配設され、前記電磁力によって前記第１方向に移動される可動子とを有し、
   該可動子と前記保持部材のいずれか一方に形成され、前記切り欠きと嵌合することで、前記一方の、前記円筒部に対する前記軸方向の移動を許容し、周方向の回転を制限する一又は複数の突出部と、
   該突出部の少なくとも一つが延伸されて形成され、他方を連結する延伸部とを、さらに備える、連結装置。
2. 前記アクチュエータは、前記可動子を前記第１方向と反対の第２方向に付勢する付勢部材を備える、請求項１に記載の連結装置。
3. 前記円筒部、及び前記保持部材は、非磁性体からなる、請求項１又は２に記載の連結装置。
4. 前記両シャフトの相対回転を許容し、前記軸方向の相対移動を制限する第１制限部材と、
   前記固定子と前記両シャフトとの相対回転を許容し、前記軸方向の相対移動を制限する第２制限部材とを、さらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の連結装置。
5. 左右の車軸に差回転を与える差動機構と、前記左右の車軸の一方の車軸に配設され、該車軸を断接する断接機構とを備える駆動力伝達装置において、前記断接機構として請求項１から５のいずれか１項に記載の連結装置を用いた駆動力伝達装置。

Images