JP6028434B2

JP6028434B2 - 駆動力伝達装置

Info

Publication number: JP6028434B2
Application number: JP2012160726A
Authority: JP
Inventors: 雅博洞口
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2032-07-19
Also published as: JP2014019334A

Description

本発明は四輪駆動車における駆動力伝達装置に関する。

従来の駆動力伝達装置として、例えば四輪駆動車に搭載され、一対の回転部材をクラッチによってトルク伝達可能に連結するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

この駆動力伝達装置は、入力軸と共に回転する第１の回転部材と、第１の回転部材の軸線上で回転可能な第２の回転部材と、第２の回転部材と第１の回転部材とをトルク伝達可能に連結する摩擦式のクラッチと、クラッチのクラッチ動作力となるカム推力に電動モータからの回転力を変換するカム機構とから構成されている。

第１の回転部材は、一方に開口する有底円筒状のフロントハウジング、及びこのハウジングの開口部に装着された円環状のリヤハウジングからなり、入力軸に連結されている。そして、第１の回転部材は、車両用のエンジンなど駆動源の駆動力を入力軸から受けて回転する。

第２の回転部材は、第１の回転部材に回転軸線上で相対回転可能に配置され、かつ出力軸に連結されている。

クラッチは、インナクラッチプレート及びアウタクラッチプレートを有し、第１の回転部材と第２の回転部材との間に配置されている。そして、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が摩擦係合して第１の回転部材と第２の回転部材とをトルク伝達可能に連結する。

カム機構は、第１の回転部材からの回転力によるカム作用によってクラッチにカム推力を押付力として付与する押付部を有し、第１の回転部材と第２の回転部材との間に配置されている。

以上の構成により、エンジン側からの駆動力が入力軸を介して第１の回転部材に入力されると、第１の回転部材がその軸線回りに回転する。ここで、電動モータに通電すると、カム機構が作動する。

次に、カム機構の作動時に電動モータからの回転力が押付力に変換され、この押付力がクラッチに付与される。

そして、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互いに接近して摩擦係合し、この摩擦係合によって第１の回転部材と第２の回転部材とがトルク伝達可能に連結される。これにより、エンジン側の駆動力が入力軸から駆動力伝達装置を介して出力軸に伝達される。

特開２００５−２７３８０１号公報

ところで、特許文献１に示す駆動力伝達装置によると、電動モータを冷却する機能を備えておらず、このため電動モータの発熱によってモータトルクが低下し、第１の回転部材と第２の回転部材との間で所望の伝達トルクを得ることができない場合がある。

従って、本発明の目的は、電動モータの発熱によるモータトルクの低下を抑制することができる駆動力伝達装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（４）の駆動力伝達装置を提供する。

（１）主駆動輪側の一対の主駆動輪、及び補助駆動輪側の一対の補助駆動輪と、前記主駆動輪側のディファレンシャル及び前記補助駆動輪側のディファレンシャルとを備えた四輪駆動車に搭載され、主駆動源の駆動力を前記一対の主駆動輪及び前記一対の補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置であって、前記主駆動源の駆動力を受けて前記主駆動輪側から前記補助駆動輪側に伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸と前記主駆動輪側とを断続可能に連結し、前記主駆動輪側に配置された第１の駆動力断続部と、前記補助駆動輪側のディファレンシャルと前記一対の補助駆動輪のうち一方の補助駆動輪との間に配置され、クラッチ、及び前記クラッチのクラッチ動作力となるカム推力に回転力を変換するカム機構を有する第２の駆動力断続部と、前記第２の駆動力断続部の前記クラッチによって断続可能に連結される一対の回転部材と、前記カム機構に前記回転力を付与する副駆動源を冷却するための冷却機構とを備え、前記冷却機構は、前記駆動力伝達軸と前記車体側との間に介在して配置されたポンプを有し、前記ポンプが前記駆動力伝達軸と車体側との相対回転によって作動し、前記ポンプの作動によって吐出された油によって前記副駆動源が冷却される、駆動力伝達装置。

（２）上記（１）に記載の駆動力伝達装置において、前記冷却機構は、前記ポンプの吐出口から吸込口に至る油供給路としての冷却用の油圧回路に前記副駆動源と共に配置されている。

（３）上記（１）又は（２）に記載の駆動力伝達装置において、前記冷却機構は、前記ポンプの作動によって前記副駆動源の外装部材内に油を供給する。

（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の駆動力伝達装置において、前記ポンプは、内外２つの歯車及び一対の側板を有するトロコイドポンプからなり、前記内外２つの歯車のうち内側の歯車は、駆動力伝達軸に取り付けられ、前記内外２つの歯車のうち外側の歯車は、前記補助駆動輪側のディファレンシャルを収容するデフキャリアに取り付けられている。

本発明によると、副駆動源の発熱によるそのトルクの低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された車両の概略を説明するために示す平面図。本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置における第２の駆動力断続部を説明するために示す断面図。本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置のポンプを説明するために模式化して示す断面図。本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の副駆動源を説明するために示す断面図。

[実施の形態]
図１は四輪駆動車の概略を示す。図１に示すように、四輪駆動車１０１は、駆動力伝達装置１，エンジン（主駆動源）１０２，トランスミッション１０３，主駆動輪としての一対の前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び補助駆動輪としての一対の後輪１０５Ｌ，１０５Ｒを備えている。

駆動力伝達装置１は、四輪駆動車１０１におけるトランスミッション１０３側から後輪側に至る駆動力伝達経路にフロントディファレンシャル１０６及びリヤディファレンシャル１０７と共に配置され、かつ四輪駆動車１０１の車体（図示せず）にデフキャリア４０（図２に示す）を介して配置されている。

そして、駆動力伝達装置１は、プロペラシャフト（駆動力伝達軸）２，第１の駆動力断続部３及び第２の駆動力断続部４を有し、四輪駆動車１０１の四輪駆動状態を二輪駆動状態に、また二輪駆動状態を四輪駆動状態にそれぞれ切り替え可能に構成されている。駆動力伝達装置１の詳細については後述する。

フロントディファレンシャル１０６は、前輪側アクスルシャフト１０８Ｌ，１０８Ｒに連結された一対のサイドギヤ１０９Ｌ，１０９Ｒ、一対のサイドギヤ１０９Ｌ，１０９Ｒにギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１１０、一対のピニオンギヤ１１０を回転可能に支持するピニオンギヤ支持部材１３０、及び一対のピニオンギヤ１１０，ピニオンギヤ支持部材１３０，一対のサイドギヤ１０９Ｌ・１０９Ｒを収容するフロントデフケース１１１を有し、トランスミッション１０３と第１の駆動力断続部３との間に配置されている。

リヤディファレンシャル１０７は、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒに連結された一対のサイドギヤ１１３Ｌ，１１３Ｒ、一対のサイドギヤ１１３Ｌ，１１３Ｒにギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１１４、一対のピニオンギヤ１１４を回転可能に支持するピニオンギヤ支持部材１１５、及びピニオンギヤ支持部材１１５，一対のピニオンギヤ１１４，一対のサイドギヤ１１３Ｌ・１１３Ｒを収容するリヤデフケース１１６を有し、プロペラシャフト２と後輪側アクスルシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒとの間に配置されている。リヤデフケース１１６は、デフキャリア４０内に円すいころ軸受１１７，１１８（図２に示す）を介して回転可能に支持されている。

エンジン１０２は、トランスミッション１０３及びフロントディファレンシャル１０６を介して駆動力を一対の前輪側アクスルシャフト１０８Ｌ，１０８Ｒに出力することにより一対の前輪１０４Ｌ，１０４Ｒを駆動する。

エンジン１０２は、トランスミッション１０３，第１の駆動力断続部３，プロペラシャフト２及びリヤディファレンシャル１０７を介して駆動力を後輪側アクスルシャフト１１２Ｒに出力することにより一方の後輪１０５Ｒを、またトランスミッション１０３，第１の駆動力断続部３，プロペラシャフト２，リヤディファレンシャル１０７及び第２の駆動力断続部４を介して駆動力を後輪側アクスルシャフト１１２Ｌに出力することにより他方の後輪１０５Ｌをそれぞれ駆動する。

〔駆動力伝達装置１の全体構成〕
図２は駆動力伝達装置を示す。図３はポンプを示す。駆動力伝達装置１は、図１及び図２に示すように、プロペラシャフト２，第１の駆動力断続部３及び第２の駆動力断続部４に制御部としての車両用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）５を加えて大略構成されている。

（プロペラシャフト２の構成）
プロペラシャフト２は、複数のシャフト部２０（図２では下方のシャフト部のみ図示）及び連結部２１を有し、第１の駆動力断続部３と第２の駆動力断続部４との間に配置されている。そして、プロペラシャフト２は、エンジン１０２の駆動力をフロントデフケース１１１から受けて前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ側から後輪１０５Ｌ，１０５Ｒ側に伝達する。プロペラシャフト２の前輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン６０及びリングギヤ６１からなる前輪側の歯車機構６が配置されている。プロペラシャフト２の後輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン７０及びリングギヤ７１からなる歯車機構７が配置されている。

シャフト部２０は、デフキャリア４０内に円すいころ軸受３０，３１を介して回転可能に支持されている。

連結部２１は、シャフト部２０を挿通させてその外周面に取り付けられ、全体が鍔部付きの無底円筒部材によって形成されている。連結部２１の外周面には、デフキャリア４０の上方開口部を閉塞するカバー部材３２が取り付けられている。また、連結部２１の外周面には、デフキャリア４０の内周面との間に介在する冷却機構Ａが配置されている。

冷却機構Ａは、プロペラシャフト２と車体側との相対回転によって作動する冷却用のポンプ３３を有し、冷却用の油圧回路Ｂに配置されている。そして、冷却機構Ａは、冷却用の油圧回路Ｂにおける作動油（潤滑油）によってアクチュエータ（副駆動源）としての電動モータ３５（例えばステータコア３５０ａのティース）を冷却する。

冷却用のポンプ３３は、図２及び図３に示すように、内外２つの歯車３３０，３３１及び一対の側板３３２，３３３を有する例えばトロコイドポンプからなり、冷却用の油圧回路Ｂに配置されている。そして、冷却用のポンプ３３は、各歯車３３０，３３１の相対回転（本実施の形態では歯車３３０の回転）によって作動し、電動モータ３５の外装部材としてのモータケーシング３５３内に潤滑油を供給する。

一方の歯車３３０は、プロペラシャフト２における連結部２１の外周面に取り付けられ、全体がトロコイド歯形の外歯歯車によって形成されている。

他方の歯車３３１は、一方の歯車３３０の外周囲にその中心軸線よりも中心軸線を偏心（偏心量δ）させて配置され、かつデフキャリア４０の内周面に取り付けられ、全体が一方の歯車３３０に噛合するトロコイド歯形の内歯歯車によって形成されている。

一対の側板３３２，３３３は、一方の歯車３３０及び他方の歯車３３１を介して互いに対向し、プロペラシャフト２における連結部２１の外周面とデフキャリア４０の内周面との間に介在して配置されている。そして、一対の側板３３２，３３３は、一方の歯車３３０と他方の歯車３３１との間に形成されるポンプ空間部３３ａを密閉する。一方（下方）の側板３３２には吸込口３３２ａが、また他方の側板３３３には吐出口３３３ａがそれぞれポンプ空間部３３ａに連通して設けられている。他方の側板３３３は、一方の側板３３２とは反対側への移動が止め輪１１９によって規制されている。

冷却用の油圧回路Ｂには、カム機構９にモータ回転力（モータ駆動力ａ）を付与する電動モータ３５が冷却用のポンプ３３と共に配置されている。冷却用の油圧回路Ｂは、冷却用のポンプ３３の吐出口３３３ａから吸込口３３２ａに至る潤滑油供給路として機能し、プロペラシャフト２とデフキャリア４０との相対回転による冷却用のポンプ３３の作動によって潤滑油を電動モータ３５（モータケーシング３５３内）に供給する。

電動モータ３５は、図２及び図４に示すように、ステータ３５０，ロータ３５１，モータ軸３５２及びモータケーシング３５３を有し、冷却用の油圧回路Ｂに配置され、かつ回転軸線Ｏ（図２に示す）と平行な軸線Ｌ上でカム機構９に減速機構２４（後述）を介して連結されている。また、電動モータ３５は、ステータ３５０がＥＣＵ５（図１に示す）に接続されている。そして、電動モータ３５は、ステータ３５０がＥＣＵ５から制御信号Ｓ_２，Ｓ_６を入力してカム機構９を作動させるためのモータ駆動力ａをロータ３５１との間で発生させ、ロータ３５１をモータ軸３５２と共に回転させる。

ステータ３５０は、ステータコア３５０ａ及びコイル３５０ｂを有し、電動モータ３５の外周側に配置され、かつモータケーシング３５３に固定されている。

ステータコア３５０ａは、例えば複数の珪素鋼板を積層してなり、全体が円筒部材によって形成されている。ステータコア３５０ａには、ロータ３５１側に突出し、かつ円周方向に等間隔をもって並列する複数のティース３５００ａが設けられている。また、ステータコア３５０ａには、モータケーシング３５３側に開口する円環状の油路３５０１ａが設けられている。

コイル３５０ｂは、車載バッテリ（図示せず）からの電力供給を受ける電線からなり、ステータコア３５０ａのティース３５００ａに巻回されている。

ロータ３５１は、ロータコア３５１ａ及びセグメント磁石（図示せず）を有し、電動モータ３５の内周側に配置され、かつモータ軸３５２の外周面に取り付けられている。

ロータコア３５１ａは、例えば複数の珪素鋼板を積層してなり、全体が円筒部材によって形成されている。

セグメント磁石は、ロータ径方向内側からロータ径方向外側に向かってＮ極，Ｓ極に着磁した複数の永久磁石、及びロータ径方向外側からロータ径方向内側に向かってＮ極，Ｓ極に着磁した複数の永久磁石からなり、これら両種の永久磁石を円周方向に交互に並列させてロータコア３５１ａの外周面に等間隔をもって接着されている。

モータ軸３５２は、軸線Ｌ上に配置され、かつ第２のキャリアエレメント４０１内に取り付けられている。モータ軸３５２には、電動モータ３５のモータ駆動力ａを減速機構２４に出力する駆動歯車３５４が取り付けられている。

モータケーシング３５３は、油路３５０１ａに連通するオイル導入口３５３ａ及びオイル導出口３５３ｂを有し、第２のキャリアエレメント４０１の開口部４０１ｂ内に取り付けられている。オイル導入口３５３ａは冷却用のポンプ３３の吐出口３３３ａに配管４０３を介して、またオイル導出口３５３ｂは冷却用のポンプ３３の吸込口３３２ａに配管４０４を介してそれぞれ接続されている。

（第１の駆動力断続部３の構成）
第１の駆動力断続部３は、図１に示すように、例えばドグクラッチからなり、四輪駆動車１０１の前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ側に配置され、かつアクチュエータ５５を介してＥＣＵ５に接続されている。そして、第１の駆動力断続部３は、プロペラシャフト２とフロントデフケース１１１とを断続可能に連結する。

（第２の駆動力断続部４の構成）
第２の駆動力断続部４は、図２に示すように、多板クラッチ８及びカム機構９を有し、四輪駆動車１０１の後輪１０５Ｌ，１０５Ｒ側に配置され、かつデフキャリア４０内に収容されている。

そして、第２の駆動力断続部４は、プロペラシャフト２（図１に示す）と後輪側アクスルシャフト１１２Ｌ（図１に示す）とを断続可能に連結する。すなわち、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌとプロペラシャフト２とは第２の駆動力断続部４を介在させて連結されている。後輪側アクスルシャフト１１２Ｒとプロペラシャフト２とは第２の駆動力断続部４を介在させることなく連結されている。

これにより、第２の駆動力断続部４による連結時には、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌとプロペラシャフト２とが及び後輪側アクスルシャフト１１２Ｒとプロペラシャフト２とが共に歯車機構７及びリヤディファレンシャル１０７を介してトルク伝達可能に連結される。一方、第２の駆動力断続部４による連結の解除時には、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌとプロペラシャフト２との連結が遮断されるが、後輪側のアクスルシャフト１１２Ｒとプロペラシャフト２とが歯車機構７及びリヤディファレンシャル１０７を介して連結されたままである。

デフキャリア４０は、駆動力伝達装置１の構成部品を収容する第１のキャリアエレメント４００，第２のキャリアエレメント４０１及び第３のキャリアエレメント４０２からなり、四輪駆動車１０１（図１に示す）の車体に搭載されている。

第１のキャリアエレメント４００は、四輪駆動車１０１の前方及び左方に開口し、デフキャリア４０の一方側（図２では右側）に配置されている。そして、第１のキャリアエレメント４００は、プロペラシャフト２の一部及びリヤディファレンシャル１０７を内部に収容する。

第１のキャリアエレメント４００には、後輪側アクスルシャフト１１２Ｒを挿通させるシャフト挿通孔４００ａが設けられている。シャフト挿通孔４００ａの内周面には、後輪側アクスルシャフト１１２Ｒの外周面との間に介在するシール機構３８が配置されている。第１のキャリアエレメント４００における上方開口部の内周面には、プロペラシャフト２における連結部２１の外周面との間に介在するシール機構３９が配置されている。

第２のキャリアエレメント４０１は、第１のキャリアエレメント４００側に開口し、デフキャリア４０の他方側（図２では左側）に配置されている。そして、第２のキャリアエレメント４０１は、一方の回転部材としてのハウジング１２の一部及び他方の回転部材としてのインナシャフト１３を収容する。

第２のキャリアエレメント４０１には、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌを挿通させるシャフト挿通孔４０１ａが設けられている。また、第２のキャリアエレメント４０１には、第１のキャリアエレメント４００側とは反対側（図２では左側）に開口する開口部４０１ｂが設けられている。第２のキャリアエレメント４０１内には、潤滑油を貯溜する潤滑油貯溜用の空間部４０１ｃが設けられている。潤滑油貯溜用の空間部４０１ｃは冷却用の油圧回路Ｂに接続されている。

第２のキャリアエレメント４０１の内周面には、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌの外周面との間に介在するシール機構４１が配置されている。

第３のキャリアエレメント４０２は、第１のキャリアエレメント４００と第２のキャリアエレメント４０１との間に介在してデフキャリア４０の中間部に配置され、全体がフロントハウジング１８（後述）の軸部１８ａ（後述）を挿通させる円環部材によって形成されている。第３のキャリアエレメント４０２の内周面には、多板クラッチ８側で軸部１８ａの外周面との間に介在するシール機構４２が配置されている。

多板クラッチ８は、複数のインナクラッチプレート８０及び複数のアウタクラッチプレート８１を有し、一方の回転部材としてのハウジング１２と他方の回転部材としてのインナシャフト１３との間に介在して配置されている。そして、多板クラッチ８は、インナクラッチプレート８０及びアウタクラッチプレート８１のうち互いに隣り合う内外のクラッチプレート同士を摩擦係合させ、またその摩擦係合を解除してハウジング１２とインナシャフト１３とを断続（トルク伝達）可能に連結する。

インナクラッチプレート８０及びアウタクラッチプレート８１は、回転軸線Ｏに沿って交互に配置され、全体が環状の摩擦板によって形成されている。

インナクラッチプレート８０は、その内周部にストレートスプライン嵌合部８０ａを有し、ストレートスプライン嵌合部８０ａを円筒部１３ａ（インナシャフト１３）のストレートスプライン嵌合部１３０ａに嵌合させてインナシャフト１３に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。

複数のインナクラッチプレート８０のうちカム機構側最端部のインナクラッチプレートは、多板クラッチ８の入力部として機能し、カム機構９からアウタクラッチプレート８１側に押付力（カム推力）Ｆを受けると、この押付方向への移動によって多板クラッチ８側（インナクラッチプレート８０とアウタクラッチプレート８１とが互いに摩擦係合する方向）に移動する。

アウタクラッチプレート８１は、その外周部にストレートスプライン嵌合部８１ａを有し、ストレートスプライン嵌合部８１ａをリヤハウジング１９のストレートスプライン嵌合部１９０ａ（後述）に嵌合させてハウジング１２に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。

ハウジング１２は、フロントハウジング１８及びリヤハウジング１９からなり、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌ（図１に示す）の軸線（回転軸線Ｏ）上でデフキャリア４０内に円すいころ軸受４３を介して回転可能に支持されている。

フロントハウジング１８は、軸部１８ａ及び連結部１８ｂを有し、ハウジング１２の軸線方向一方側（図２の右側）に配置され、かつリヤハウジング１９に相対回転不能に連結されている。

軸部１８ａは、フロントハウジング１８のリヤディファレンシャル１０７側（図２では右側）に配置され、かつ回転軸線Ｏ上でサイドギヤ１１３Ｌにスプライン嵌合によって連結されている。

連結部１８ｂは、フロントハウジング１８のカム機構９側（図２では左側）に配置され、かつ軸部１８ａに一体に設けられ、全体がカム機構９側に開口する有底円筒部材によって形成されている。

リヤハウジング１９は、ハウジング１２の軸線方向他方側（図２の左側）に配置され、かつデフキャリア４０内に収容され、全体がフロントハウジング１８側と反対側に開口する有底円筒部材によって形成されている。そして、リヤハウジング１９は、フロントハウジング１８と共に回転軸線Ｏの回りに回転する。リヤハウジング１９の内周面には、アウタクラッチプレート８１のストレートスプライン嵌合部８１ａにスプライン嵌合するストレートスプライン嵌合部１９ａが設けられている。

一方、インナシャフト１３は、各外径が互いに異なる３つの円筒部１３ａ〜１３ｃ、及び円筒部１３ａ，１３ｃ内を軸線方向に２分する仕切部１３ｄを有し、ハウジング１２の回転軸線Ｏ上に配置され、かつハウジング１２内に玉軸受５２を介して回転可能に支持され、全体が軸線方向両側に開口する無底円筒部材によって形成されている。円筒部１３ａ〜１３ｃにおいて、円筒部１３ａの外径は最大の寸法（最大外径）に、円筒部１３ｂの外径は最小の寸法（最小外径）に、また円筒部１３ｃの外径は円筒部１３ａの外径と円筒部１３ｂの外径との間の寸法（中間外径）にそれぞれ設定されている。そして、インナシャフト１３は、その開口部内に後輪側アクスルシャフト１１２Ｌ（図１に示す）の先端部を挿入させて収容する。後輪側アクスルシャフト１１２Ｌは、デフキャリア４０（第２のキャリアエレメント４０１）の内周面に円すいころ軸受４３を介して回転可能に支持され、インナシャフト１３にスプライン嵌合によって相対回転不能に連結されている。

最大外径の円筒部１３ａは、最小外径の円筒部１３ｂと中間外径の円筒部１３ｃとの間に介在して配置されている。最大外径の円筒部１３ａの外周面には、インナクラッチプレート８０のストレートスプライン嵌合部８０ａに対応するストレートスプライン嵌合部１３０ａが設けられている。

最小外径の円筒部１３ｂは、インナシャフト１３のリヤディファレンシャル１０７側（図２では右側）に配置され、かつリヤハウジング１９の内周面に玉軸受５２を介して回転可能に支持されている。

中間外径の円筒部１３ｃは、インナシャフト１３のカム機構９側（図２では左側）に配置されている。中間外径の円筒部１３ｃの内周面には、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌにスプライン嵌合するストレートスプライン嵌合部１３０ｃが設けられている。中間外径の円筒部１３ｃの外周面には、第２のキャリアエレメント４０１内に露出するストレートスプライン嵌合部１３１ｃが設けられている。

仕切部１３ｄは、後輪側アクスルシャフト１１２Ｌの先端面に対向し、インナシャフト１３内を閉塞する閉塞部材によって形成されている。

カム機構９は、電動モータ３５の回転力を減速機構２４から受けて回転するコントロールカム９０、このコントロールカム９０にハウジング１２の回転軸線Ｏに沿って並列するメインカム９１、及びこのメインカム９１とコントロールカム９０との間に介在するカムフォロア９２を有し、多板クラッチ８と減速機構２４との間に介在して配置され、かつリヤハウジング１９の内側に収容されている。そして、カム機構９は、電動モータ３５からの回転力を受けて多板クラッチ８のクラッチ動作力（摩擦係合力）となるカム推力Ｆに変換し、多板クラッチ８にカム推力Ｆを押付力として付与する。

コントロールカム９０は、カム機構９の多板クラッチ８側とは反対側（図２では左側）でインナシャフト１３（円筒部１３ｃ）の外周囲に配置され、全体が円環部材によって形成されている。コントロールカム９０の外周面には、太陽歯車としての外歯歯車を形成するための外歯９０ａが設けられている。

コントロールカム９０には、その円周方向に並列し、かつカムフォロア９２側に開口する複数（本実施の形態では３個）のカム溝９０ｂが設けられている。複数のカム溝９０ｂは、その溝底がカムフォロア９２の初期位置（カム溝９０ｂの中立位置）からコントロールカム９０の円周方向に沿って軸線方向の深さが漸次浅くなる凹溝、すなわち中立位置に連続してカム推力Ｆを発生させるための傾斜面を有する凹溝によって形成されている。

メインカム９１は、カム機構９の多板クラッチ８側（図２では右側）でインナシャフト１３（円筒部１３ｃ）の外周囲に回転軸線Ｏに沿って移動可能に配置され、全体が円環部材によって形成されている。

メインカム９１の外周面には、リヤハウジング１９のストレートスプライン嵌合部１９ａに嵌合するストレートスプライン嵌合部９１ａが設けられている。

メインカム９１には、その円周方向に並列し、かつカムフォロア９２側に開口する複数（本実施の形態では３個）のカム溝９１ｂが設けられている。複数のカム溝９１ｂは、その溝底がカムフォロア９２の初期位置（カム溝９１ｂの中立位置）からメインカム９１の円周方向に沿って軸線方向の深さが漸次浅くなる凹溝、すなわち中立位置に連続してカム推力Ｆを発生させるための傾斜面を有する凹溝によって形成されている。

カムフォロア９２は、コントロールカム９０のカム溝９０ｂとメインカム９１のカム溝９１ｂとの間に転動可能に配置され、全体が球体（ボール）によって形成されている。

減速機構２４は、第１の遊星歯車機構２４Ａ及び第２の遊星歯車機構２４Ｂからなり、カム機構９と電動モータ３５との間に介在して配置されている。

第１の遊星歯車機構２４Ａは、リング歯車Ｒ_１，複数の遊星歯車Ｐ_１，太陽歯車Ｓ_１及びキャリアＣ_１を有し、減速機構２４の電動モータ３５側に配置されている。

リング歯車Ｒ_１は、遊星歯車Ｐ_１及び駆動歯車３５４に噛合し、回転軸線Ｏ上に回転可能に配置されている。

複数の遊星歯車Ｐ_１は、リング歯車Ｒ_１及び太陽歯車Ｓ_１に噛合し、リング歯車Ｒ_１と太陽歯車Ｓ_１との間に回転軸線Ｏ回りに並列して配置され、かつ回転軸ｒに回転可能に支持されている。そして、複数の遊星歯車Ｐ_１は、太陽歯車Ｓ_１の外周囲を公転する。

太陽歯車Ｓ_１は、インナシャフト１３（円筒部１３ｃ）のストレートスプライン嵌合部１３１ｃに嵌合するストレートスプライン嵌合部Ｓ_１１を有し、回転軸線Ｏ上でコントロールカム９０に針状ころ軸受２２を介して回転可能に支持されている。そして、太陽歯車Ｓ_１は、止め輪２３によって第２の遊星歯車機構２４Ｂ側とは反対側への移動が規制されている。

キャリアＣ_１は、回転軸線Ｏ上に回転可能に配置され、かつ第２の遊星歯車機構２４ＢのキャリアＣ_２に回転軸ｒを介して連結されている。そして、キャリアＣ_１は、複数の遊星歯車Ｐ_１を第２の遊星歯車機構２４Ｂにおける複数の遊星歯車Ｐ_２と共に自転可能に収容する。

第２の遊星歯車２０Ｂは、リング歯車Ｒ_２，複数の遊星歯車Ｐ_２，太陽歯車Ｓ_２及びキャリアＣ_２を有し、減速機構２４の多板クラッチ８側に配置されている。

リング歯車Ｒ_２は、遊星歯車Ｐ_２に噛合し、第２のキャリアエレメント４０１に取り付けられている。

複数の遊星歯車Ｐ_２は、リング歯車Ｒ_２及び太陽歯車Ｓ_２に噛合し、リング歯車Ｒ_１と太陽歯車Ｓ_１との間に回転軸線Ｏ回りに並列して配置され、かつ回転軸ｒに回転可能に支持されている。そして、複数の遊星歯車Ｐ_２は、太陽歯車Ｓ_２の外周囲を公転する。

太陽歯車Ｓ_２は、カム機構９のコントロールカム９０からなり、回転軸線Ｏ上に配置されている。

キャリアＣ_２は、回転軸線Ｏ上に回転可能に配置され、かつ第１の遊星歯車機構２４ＡのキャリアＣ_１に回転軸ｒを介して連結されている。そして、キャリアＣ_２は、複数の遊星歯車Ｐ_２を第１の遊星歯車機構２４Ａにおける複数の遊星歯車Ｐ_１と共に自転可能に収容する。

（ＥＣＵ５の構成）
ＥＣＵ５は、図１に示すように、四輪駆動車１０１の車体に搭載され、かつ第１の駆動力断続部３のアクチュエータ５５及び第２の駆動力断続部４のアクチュエータ（電動モータ）３５に接続されている。また、ＥＣＵ５は、フロントデフケース１１１の回転数を検出する回転センサ１５、及びプロペラシャフト２の回転数を検出する回転センサ１６に接続されている。

アクチュエータ５５は、四輪駆動車１０１の車体に配置されている。そして、アクチュエータ５５は、ＥＣＵ５から制御信号Ｓ_１，Ｓ_５を受け、第１の駆動力断続部３（ドグクラッチ）を作動させるための駆動力を第１の駆動力断続部３に付与する。これにより、フロントディファレンシャル１０６のフロントデフケース１１１と歯車機構６のリングギヤ６１との断続が行われる。

そして、ＥＣＵ５は、四輪駆動車１０１の二輪駆動状態から四輪駆動状態への切替時に回転センサ１５からの出力信号Ｓ_３及び回転センサ１６からの出力信号Ｓ_４を入力し、第２の駆動力断続部４による連結を第１の駆動力断続部３による連結よりも先行させて実行する制御信号Ｓ_１，Ｓ_２をそれぞれ第１駆動力断続部３のアクチュエータ５５と第２駆動力断続部４の電動モータ３５とに出力する。制御信号Ｓ_１，Ｓ_２は、予め記憶されたデータ、及び入力されたデータを用いてプログラムに応じた演算を実行した後にＥＣＵ５から出力される。入力されたデータには、各車輪の車輪速や操舵角などの各信号が含まれる。

また、ＥＣＵ５は、四輪駆動車１０１の走行中における四輪駆動状態から二輪駆動状態への切替時に第２の駆動力断続部４による連結の解除を第１の駆動力断続部３による連結の解除よりも先行して実行させるための制御信号Ｓ_５，Ｓ_６をそれぞれ第１の駆動力断続部３のアクチュエータ５５と第２の駆動力断続部４の電動モータ３５にそれぞれ出力する。制御信号Ｓ_５，Ｓ_６は、予め記憶されたデータ、及び入力されたデータを用いてプログラムに応じた演算を実行した後にＥＣＵ５から出力される。入力されたデータには、各車輪の車輪速や操舵角などの各信号が含まれる。

〔駆動力伝達装置１の動作〕
次に、本実施の形態に示す駆動力伝達装置の動作につき、図１及び図２を用いて説明する。

図１において、四輪駆動車１０１の二輪駆動時には、エンジン１０２の回転駆動力がトランスミッション１０３を介してフロントディファレンシャル１０６に伝達され、さらにフロントディファレンシャル１０６から一対の前輪側アクスルシャフト１０８Ｌ，１０８Ｒを介して一対の前輪１０４Ｌ，１０４Ｒに伝達され、一対の前輪１０４Ｌ，１０４Ｒが回転駆動される。

ここで、ＥＣＵ５の制御に基づく電動モータ３５の駆動制御によってステータ３５０に供給される電力量を漸次増加させ、カム機構９のメインカム９１を多板クラッチ８側（インナクラッチプレート８０とアウタクラッチプレート８１とが互いに摩擦係合する方向）に移動させると、多板クラッチ８のインナクラッチプレート８０とアウタクラッチプレート８１とが摩擦係合され、第２の駆動力断続部４による連結が実行される。これに伴い、後輪１０５Ｌ，１０５Ｒの回転トルクがプロペラシャフト２に伝達され、プロペラシャフト２が回転する。

この場合、電動モータ３５のモータ駆動力ａは、駆動歯車３５４を介してリング歯車Ｒ_１に伝達され、さらにリング歯車Ｒ_１から遊星歯車Ｐ_１を介して太陽歯車Ｓ_１及びキャリアＣ_１に伝達され、キャリアＣ_１が回転軸線Ｏ回りに回転する。インナシャフト１３の回転抵抗が非常に大きいことから、インナシャフト１３にスプライン嵌合する太陽歯車Ｓ_１は実質的に固定状態にあり、このため電動モータ３５のモータ駆動力ａが太陽歯車Ｓ_１の回転に使用されず、キャリアＣ_１のみの回転に使用される。キャリアＣ_１の回転力は、回転軸ｒを介してキャリアＣ_２に伝達され、キャリアＣ_２が回転軸線Ｏ回りに回転する。また、遊星歯車Ｐ_１の回転力も回転軸ｒを介して遊星歯車Ｐ_２に伝達され、遊星歯車Ｐ_２が遊星歯車Ｐ_１と共に回転する。そして、遊星歯車Ｐ_２の回転によって太陽歯車Ｓ_２（コントロールカム９０）が回転し、カム機構９が作動する。これに伴い、カム機構９において電動モータ３のモータ駆動力ａがカム推力Ｆに変換され、メインカム９１を多板クラッチ８側に移動させる。

次に、回転センサ１５によってフロントデフケース１１１の回転数が、また回転センサ１６によってプロペラシャフト２の回転数がそれぞれ検出され、これら回転数の差が「所定の閾値である」とＥＣＵ５で確認されると、第１の駆動力断続部３による連結が実行される。

これにより、四輪駆動車１０１の走行中において二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り替えが行われる。

一方、四輪駆動車１０１の走行中における四輪駆動状態から二輪駆動状態への切替時には、第１の駆動力断続部３による連結が行われているため、プロペラシャフト２が回転状態である。この状態において、プロペラシャフト２とデフキャリア４０との相対回転によって冷却用のポンプ３３が作動中である。

このため、冷却用のポンプ３３の作動によるポンプ作用によって潤滑油貯溜用の空間部４０１ｃの潤滑油が冷却用の油圧回路Ｂ（配管４０４）を介して吸込口３３２ａからポンプ空間部３３ａに吸い込まれ、ポンプ空間部３３ａを流動して吐出口３３３ａから冷却用の油圧回路Ｂ（配管４０３）に吐き出される。そして、冷却用のポンプ３３から吐き出された潤滑油が電動モータ３５のモータケーシング３５３内（油路３５０１ａ）にオイル導入口３５３ａから導入され、油路３５０１ａを通過してオイル導出口３５３ｂから配管４０４（モータケーシング３５３ｃ外）に導出される。この際、配管４０３，４０４からの放熱によって温度低下した潤滑油によって電動モータ３５のステータ３５０（例えばステータコア３５０ａのティース３５００ａ）が冷却される。

ここで、ＥＣＵ５の制御に基づく電動モータ３５の駆動制御によってステータ３５０供給される電力量を漸次減少させ、メインカム９１を多板クラッチ８側と反対側（インナクラッチプレート８０とアウタクラッチプレート８１との摩擦係合が解除される方向）に移動させると、多板クラッチ８のインナクラッチプレート８０とアウタクラッチプレート８１との摩擦係合が解除され、第２の駆動力断続部４による連結の解除が実行される。これに伴い、プロペラシャフト２から後輪側アクスルシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒへのトルク伝達が遮断される。その後、第１の駆動力断続部３による連結の解除が実行される。

これにより、四輪駆動車１０１の走行中における四輪駆動状態から二輪駆動状態への切り替えが行われる。

また、四輪駆動車１０１の四輪駆動状態において、ＥＣＵ５の制御に基づく電動モータ３５の駆動制御によってステータ３５０に供給される電力量を増減させ、メインカム９１を多板クラッチ８側あるいはその反対側へ移動させると、多板クラッチ８のインナクラッチプレート８０とアウタクラッチプレート８１との摩擦係合力が可変される。これにより、前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ側と後輪１０５Ｌ，１０５Ｒ側とへのエンジン１０２の駆動トルクの配分が行われる。

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）四輪駆動車１０１の四輪駆動時にポンプ作用による潤滑油の電動モータ３５への供給によって電動モータ３５を冷却することができるため、電動モータ３５の発熱によるモータトルクの低下を抑制することができ、ハウジング１２とインナシャフト１３との間で所望の伝達トルクを得ることができる。この場合、電動モータ３の冷却は、潤滑油が冷却用の油圧回路Ｂを流動する間に配管４０３，４０４からの放熱によって温度低下し、この温度低下した潤滑油で行われる。

（２）四輪駆動車１０１の二輪駆動時にはプロペラシャフト２が回転しないため、冷却用のポンプ３３が作動せず、冷却用のポンプ３３を長期間にわたって使用することができる。

以上、本発明の駆動力伝達装置を上記の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り、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、冷却用の油圧回路Ｂに用いる配管４０３，４０４を単なる管部材である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、クーラー配管（例えばフィン付きの管部材）などを用いてよく、この場合には潤滑油の冷却性を向上させることができる。

（２）上記実施の形態では、電動モータ３５のモータケーシング３５３を冷却用の油圧回路Ｂに配置し、モータケーシング３５３内に潤滑油を供給して電動モータ３５を冷却する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば電動モータ３５を収容する収容ケースを冷却用の油圧回路に配置し、収容ケース内に潤滑油を供給して電動モータを冷却してもよい。また、本発明の冷却方式としては、油冷式に代えて水冷式としてもよい。この場合、冷却水を貯溜するためのタンクを冷却回路に配置することが望ましい。

（３）上記実施の形態では、第２の駆動力断続部４にハウジング１２及びインナシャフト１３を配置して駆動力伝達装置１が構成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第１の駆動力断続部にハウジング及びインナシャフトを、又は第１の駆動力断続部及び第２の駆動力断続部にハウジング及びインナシャフトをそれぞれ配置して駆動力伝達装置を構成してもよい。すなわち要するに、本発明は、第１の駆動力断続部及び第２の駆動力断続部のうち少なくとも一方の駆動力断続部に互いに相対回転可能な一対の回転部材を配置して駆動力伝達装置を構成してもよい。

１…駆動力伝達装置、２…プロペラシャフト、２０…シャフト部、２１…連結部、３…第１の駆動力断続部、４…第２の駆動力断続部、５…ＥＣＵ、６…歯車機構、６０…ドライブピニオン、６１…リングギヤ、７…歯車機構、７０…ドライブピニオン、７１…リングギヤ、８…多板クラッチ、８０…インナクラッチプレート、８０ａ…ストレートスプライン嵌合部、８１…アウタクラッチプレート、８１ａ…ストレートスプライン嵌合部、９…カム機構、９０…コントロールカム、９０ａ…外歯、９０ｂ…カム溝、９１…メインカム、９１ａ…ストレートスプライン嵌合部、９１ｂ…カム溝、９２…カムフォロア、１２…ハウジング、１３…インナシャフト、１３ａ〜１３ｃ…円筒部、１３０ａ，１３０ｃ，１３１ｃ…ストレートスプライン嵌合部、１３ｄ…仕切部、１５，１６…回転センサ、１８…フロントハウジング、１８ａ…軸部、１８ｂ…連結部、１９…リヤハウジング、１９ａ…ストレートスプライン嵌合部、２２…針状ころ軸受、２３…止め輪、２４…減速機構、２４Ａ…第１の遊星歯車機構、２４Ｂ…第２の遊星歯車機構、３０，３１…円すいころ軸受、３２…カバー部材、３３…冷却用のポンプ、３３ａ…ポンプ空間部、３３０，３３１…歯車、３３２…側板、３３２ａ…吸込口、３３３…側板、３３３ａ…吐出口、３５…電動モータ、３５０…ステータ、３５０ａ…ステータコア、３５００ａ…ティース、３５０１ａ…油路、３５０ｂ…コイル、３５１…ロータ、３５１ａ…ロータコア、３５２…モータ軸、３５３…モータケーシング、３５３ａ…オイル導入口、３５３ｂ…オイル導出口、３５４…駆動歯車、３８，３９…シール機構、４０…デフキャリア、４００…第１のキャリアエレメント、４００ａ…シャフト挿通孔、４０１…第２のキャリアエレメント、４０１ａ…シャフト挿通孔、４０１ｂ…開口部、４０１ｃ…潤滑油貯溜用の空間部、４０２…第３のキャリアエレメント、４１，４２…シール機構、４３…円すいころ軸受、５２…玉軸受、５５…アクチュエータ、１０１…四輪駆動車、１０２…エンジン、１０３…トランスミッション、１０４Ｌ，１０４Ｒ…前輪、１０５Ｌ，１０５Ｒ…後輪、１０６…フロントディファレンシャル、１０７…リヤディファレンシャル、１０８Ｌ，１０８Ｒ…前輪側アクスルシャフト、１０９Ｌ，１０９Ｒ…サイドギヤ、１１０…ピニオンギヤ、１１１…フロントデフケース、１１２Ｌ，１１２Ｒ…後輪側アクスルシャフト、１１３Ｌ，１１３Ｒ…サイドギヤ、１１４…ピニオンギヤ、１１５…ピニオンギヤ支持部材、１１６…リヤデフケース、１１７，１１８…円すいころ軸受、１１９…止め輪、１３０…ピニオンギヤ支持部材、４０３，４０４…配管、Ａ…冷却機構、Ｂ…冷却用の油圧回路、Ｒ_１…リング歯車、Ｐ_１…遊星歯車、Ｓ_１…太陽歯車、Ｓ_１１…ストレートスプライン嵌合部、Ｃ_１…キャリア、Ｒ_２…リング歯車、Ｐ_２…遊星歯車、Ｓ_２…太陽歯車、Ｃ_２…キャリア、ｓ_１，ｓ_２…制御信号、ｓ_３，ｓ_４…出力信号、ｓ_５，ｓ_６…制御信号、ａ…モータ駆動力、Ｆ…カム推力、ｒ…回転軸、Ｏ…回転軸線、δ…偏心量

Claims

主駆動輪側の一対の主駆動輪、及び補助駆動輪側の一対の補助駆動輪と、前記主駆動輪側のディファレンシャル及び前記補助駆動輪側のディファレンシャルとを備えた四輪駆動車に搭載され、主駆動源の駆動力を前記一対の主駆動輪及び前記一対の補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置であって、
前記主駆動源の駆動力を受けて前記主駆動輪側から前記補助駆動輪側に伝達する駆動力伝達軸と、
前記駆動力伝達軸と前記主駆動輪側とを断続可能に連結し、前記主駆動輪側に配置された第１の駆動力断続部と、
前記補助駆動輪側のディファレンシャルと前記一対の補助駆動輪のうち一方の補助駆動輪との間に配置され、クラッチ、及び前記クラッチのクラッチ動作力となるカム推力に回転力を変換するカム機構を有する第２の駆動力断続部と、
前記第２の駆動力断続部の前記クラッチによって断続可能に連結される一対の回転部材と、
前記カム機構に前記回転力を付与する副駆動源を冷却するための冷却機構とを備え、
前記冷却機構は、前記駆動力伝達軸と前記車体側との間に介在して配置されたポンプを有し、前記ポンプが前記駆動力伝達軸と車体側との相対回転によって作動し、
前記ポンプの作動によって吐出された油によって前記副駆動源が冷却される、
駆動力伝達装置。
前記冷却機構は、前記ポンプの吐出口から吸込口に至る油供給路としての冷却用の油圧回路に前記副駆動源と共に配置されている請求項１に記載の駆動力伝達装置。
前記冷却機構は、前記ポンプの作動によって前記副駆動源の外装部材内に油を供給する請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
前記ポンプは、内外２つの歯車及び一対の側板を有するトロコイドポンプからなり、
前記内外２つの歯車のうち内側の歯車は、駆動力伝達軸に取り付けられ、
前記内外２つの歯車のうち外側の歯車は、前記補助駆動輪側のディファレンシャルを収容するデフキャリア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。