JP6116214B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は４輪駆動車用の動力伝達装置に関し、特に２輪駆動状態から４輪駆動状態へスムーズに切り換えられる動力伝達装置に関するものである。

従来より、後輪を主駆動輪とする４輪駆動車用の動力伝達装置において、後輪駆動系の回転速度が前輪駆動系の回転速度より大きいときにワンウェイクラッチが係合して前輪駆動系に動力を伝達する技術が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、後輪駆動走行中に、例えば後輪のスリップ等により後輪駆動系の回転速度が前輪駆動系の回転速度より大きくなると、ワンウェイクラッチが係合して前輪駆動系に動力が伝達される。その結果、後輪駆動系が駆動される２輪駆動状態から、前輪駆動系および後輪駆動系の両方が駆動される４輪駆動状態となるので、トラクション性能を高く維持できる。

特開２０００−１４２１５２号公報

しかしながら特許文献１に開示される技術では、ワンウェイクラッチは、出力軸とクラッチハブとの空間内に配置された複数のスプラグを備えて構成されているので（特許文献１の段落００５６及び図５参照）、出力軸およびクラッチハブにスプラグが食い込むことにより、スプラグがロックされて動力が伝達される。従って、前輪駆動系の回転速度より後輪駆動系の回転速度が大きくなると、スプラグが瞬時に出力軸およびクラッチハブへ食い込み、前輪駆動系のイナーシャトルクによりショックが発生する。よって、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り換えがスムーズにできないという問題点があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、２輪駆動状態から４輪駆動状態へスムーズに切り換えられる４輪駆動車用の動力伝達装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために請求項１記載の４輪駆動車用の動力伝達装置によれば、駆動源からの動力が出力軸により後輪駆動系に伝達される一方、出力軸の動力を前輪駆動系に遮断可能に伝達するクラッチを備えるものであり、そのクラッチは、出力軸の径方向外側に第１内輪が配設され、その第１内輪の径方向外側に第１外輪が配設される。その第１外輪の内周面に第１内周軌道面が形成され、その第１内周軌道面に対向する第１外周軌道面が第１内輪の外周面に形成される。第１外周軌道面と第１内周軌道面との間に介設される複数の第１ローラは、第１保持器により、出力軸の軸心を含む面から所定角度傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持される。

第１内輪または第１外輪の一方は出力軸と一体回転可能に構成されるので、駆動源からの動力が出力軸に伝達されると、動力は、第１内輪または第１外輪の一方および後輪駆動系に伝達される。第１内輪または第１外輪の他方は、第１内輪または第１外輪の一方に対して相対回転可能に構成されているので、第１内輪または第１外輪の一方に動力を伝達し、第１内輪および第１外輪に所定方向の相対回転を与えると、第１ローラは第１内周軌道面および第１外周軌道面に案内されて自転しつつ出力軸の回りを公転する。その第１ローラの回転に案内されて、第１内輪または第１外輪の他方は径方向に弾性変形しながら、第１内輪または第１外輪の一方に対して軸方向に相対移動する。第１内周軌道面および第１外周軌道面に複数の第１ローラが係合すると、第１内輪、第１外輪および第１ローラが一体に回転し回転動力が伝達される。

第１内輪または第１外輪の他方は、第１内輪または第１外輪の他方と一体回転可能なギヤを備えている。

ギヤは、軸心に対して歯すじが非平行となるように所定のねじれ角を有する歯が形成され、前輪駆動系に動力を伝達する被動歯車と係合する。ギヤのねじれ方向は、被動歯車と係合して動力を伝達するときのギヤに生じるスラスト力の方向と、第１内周軌道面および第１外周軌道面に第１ローラが係合して動力を伝達するときの第１内輪または第１外輪の他方が移動する方向とを一致させるように設定される。よって、第１内輪または第１外輪の他方の軸方向移動に伴いギヤが軸方向に移動するときに、歯面のねじれ角によるギヤのスラスト力によって第１内輪または第１外輪の他方の軸方向移動を規制することを防止できる。

以上のように、第１内輪または第１外輪の他方と一体回転可能なギヤを備えることにより、第１内輪または第１外輪の他方が軸方向に移動できなくなることを防止できる。即ち、第１内周軌道面および第１外周軌道面に第１ローラが係合できなくなることを防止できるので、後輪駆動系の回転速度が前輪駆動系の回転速度より大きいときに第１内輪および第１外輪に第１ローラが係合して、出力軸の動力を前輪駆動系に伝達する４輪駆動状態にできる。

第１ローラが第１内輪および第１外輪に係合するときには、第１ローラは第１内輪の第１外周軌道面および第１外輪の第１内周軌道面を転動すると共に、第１外周軌道面および第１内周軌道面は径方向に弾性変形する。第１ローラの転動や第１内輪および第１外輪の弾性変形により切り換え時の衝撃が吸収されるので、２輪駆動状態から４輪駆動状態へスムーズに切り換えられる効果がある。
被動歯車が駆動側、ギヤが被動側となってギヤに発生する軸方向力は、第１ローラの回転による第１内輪および第１外輪の引き離し力より先に第１内輪または第１外輪に作用する。その結果、第１外周軌道面および第１内周軌道面と第１ローラとの係合解除を素早く行うことができる効果がある。

請求項２記載の動力伝達装置によれば、クラッチは、出力軸の径方向外側に配設される第２内輪が第１内輪の軸方向に並設され、その第２内輪の径方向外側に配設される第２外輪が第１外輪の軸方向に並設される。第２外輪の内周面に第２内周軌道面が形成され、その第２内周軌道面に対向する第２外周軌道面が第２内輪の外周面に形成される。その第２外周軌道面と第２内周軌道面との間に複数の第２ローラが介設される。複数の第２ローラは、第２保持器により、出力軸の軸心を含む面から所定角度傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持され、第１ローラが係合する方向と反対方向の第２内輪および第２外輪の相対回転により第２内周軌道面および第２外周軌道面に係合して回転動力を伝達する。

第２内輪および第１内輪は出力軸と一体回転可能に構成され、第２外輪は、第２内輪に対して相対回転可能および軸方向に相対移動可能に構成される。第２外輪はギヤと共に第１外輪と一体回転可能に構成されるので、前進走行のときに第１内輪、第１外輪および第１ローラが係合可能となるように設定すれば、第２内輪、第２外輪および第２ローラを、コースティング走行や後退走行のときに係合可能となるように設定できる。第１内輪、及び、それに並設される第２内輪を連動して移動手段により軸方向に移動させることができるので、前進走行、コースティング走行、後退走行等における駆動輪の切り換えを適宜行うことができる。よって、請求項１の効果に加え、駆動輪の選択の幅を広げる効果がある。

請求項３記載の動力伝達装置によれば、移動手段は、往復運動をするソレノイド又は回転運動をするモータの駆動力により第１内輪、及び、それに並設される第２内輪を軸方向移動するので、請求項２の効果に加え、動力伝達装置を小型・軽量化できる効果がある。

請求項４記載の動力伝達装置によれば、第１内周軌道面および第１外周軌道面に第１ローラが係合して回転動力を伝達するときの第１内輪の軸方向の移動方向に、第１弾性部材により第１内輪が付勢される。第１内周軌道面および第１外周軌道面と第１ローラとの係合を解除するときに、第１付勢解除手段によりソレノイド又はモータを作動させて、第１弾性部材による第１内輪の付勢が解除される。その結果、請求項３の効果に加え、ソレノイド又はモータを作動させて、第１内周軌道面および第１外周軌道面と第１ローラとの係合を解除し、回転動力の伝達を遮断できる効果がある。

請求項５記載の動力伝達装置によれば、第１内周軌道面および第１外周軌道面と第１ローラとの係合を阻止する方向に、第２弾性部材により軸方向に第１内輪または第１外輪が付勢される。第１内周軌道面および第１外周軌道面に第１ローラを係合するときに、第２付勢解除手段によりソレノイド又はモータを作動させて、第２弾性部材による第１内輪の付勢が解除される。その結果、請求項３の効果に加え、ソレノイド又はモータを作動させて、第１内周軌道面および第１外周軌道面と第１ローラとを係合させ、回転動力を伝達できる効果がある。

請求項６記載の動力伝達装置によれば、第１外周軌道面および第１内周軌道面に第１ローラが係合するときの第１内輪または第１外輪の軸方向移動量が移動規制手段により規制されるので、規制された軸方向移動量を超えて軸方向に移動しなければ伝達できないような過大なトルク（ピークトルク）が出力軸に入力されたときには、第１ローラは、第１外周軌道面および第１内周軌道面に係合不能となる。これにより、前輪駆動系にピークトルクが伝達されることを阻止できるので、請求項１から５のいずれかの効果に加え、ピークトルクを考慮して前輪駆動系の構造を設計する必要をなくし、前輪駆動系を小型・軽量化できる効果がある。

請求項７記載の動力伝達装置によれば、動力の伝達を断続する断続手段が、クラッチから前輪駆動系までの動力伝達経路に配設される。断続手段により前輪駆動系の回転を停止することによって、２輪駆動時（後輪駆動）の回転によるフリクションロス及びユニット内のオイル撹拌によるエネルギーロスをなくすことができる。その結果、請求項１から６のいずれかの効果に加え、後輪駆動（２輪駆動状態）のときの燃費の向上を図ることができる。なお、４輪駆動が必要なときには、クラッチを締結して前輪駆動系の回転数を上昇させた後、断続手段を締結することで４輪駆動状態にできるので、駆動輪の選択の幅を広げられる効果がある。

動力伝達装置が搭載された４輪駆動車を模式的に示すスケルトン図である。 第１実施の形態における動力伝達装置のクラッチの軸方向断面図である。 走行モード切換後のクラッチの軸方向断面図である。 ギヤの噛み合いを示す模式図である。 第２実施の形態における動力伝達装置のクラッチの軸方向断面図である。 走行モード切換後のクラッチの軸方向断面図である。 （ａ）は走行モード切換後のクラッチの軸方向断面図であり、（ｂ）は他の走行モードに切換後のクラッチの軸方向断面図である。 第３実施の形態における動力伝達装置のクラッチの軸方向断面図である。 （ａ）は走行モード切換後のクラッチの軸方向断面図であり、（ｂ）他の走行モードに切換後のクラッチの軸方向断面図である。 第４実施の形態におけるクラッチの軸方向断面図である。 （ａ）は走行モード切換後のクラッチの軸方向断面図であり、（ｂ）は他の走行モードに切換後のクラッチの軸方向断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず図１を参照して、動力伝達装置１が搭載される４輪駆動車１００について説明する。図１は動力伝達装置１が搭載された４輪駆動車１００を模式的に示すスケルトン図である。図１に示すように、４輪駆動車１００は、エンジン１０１及びエンジン１０１に接合される変速機１０２が前方に配置され、その動力が出力軸１０３及び後輪差動装置１０４を介して、左後輪駆動軸１０５及び右後輪駆動軸１０６に伝達される。後輪差動装置１０４は、コーナリング時や路面状態の変化等により左右の後輪１０７に回転速度差が生じた場合、回転速度を吸収して左後輪駆動軸１０５及び右後輪駆動軸１０６を駆動し、左右の後輪１０７を回転させて駆動力を路面に伝える。

出力軸１０３には、前輪駆動系に出力軸１０３の動力を遮断可能に伝達するクラッチ２を備える動力伝達装置１が配設されている。動力伝達装置１のギヤ５ｃと噛合する被動歯車１１２を介して、出力軸１０３の動力がフロント駆動軸１１１に伝達され、前輪差動装置１１３に伝達される。

フロント駆動軸１１１を介して前輪差動装置１１３に伝達された動力は、左前輪駆動軸１１４及び右前輪第１駆動軸１１５に伝達され、断続装置１１６を介して右前輪第２駆動軸１１７に伝達される。左前輪駆動軸１１４及び右前輪第２駆動軸１１７が駆動されることにより左右の前輪１１８が回転し駆動力が路面に伝えられる。なお、前輪差動装置１１３は、コーナリング時や路面状態の変化等により左右の前輪１１８に回転速度差が生じた場合、回転速度を吸収して左前輪駆動軸１１４及び右前輪第１駆動軸１１５を駆動する。

断続装置１１６は、右前輪第１駆動軸１１５及び右前輪第２駆動軸１１７間の動力の伝達を断続する手段であり、右前輪第１駆動軸１１５の右端外周に形成されたスプライン溝１１６ａと、右前輪第２駆動軸１１７の左端外周に形成されたスプライン溝１１６ｂと、それらスプライン溝１１６ａ，１１６ｂの径方向外側に配設されるスリーブ１１６ｃと、スリーブ１１６ｃの外周溝に先端が摺動自在に係合するシフトフォークをスリーブ１１６ｃの軸方向にスライドさせるアクチュエータ１１６ｄとを備えている。スリーブ１１６ｃは、スプライン溝１１６ａ，１１６ｂとスプライン結合して連結する接続位置と、連結を解除する切断位置とを移動可能に構成されている。

４輪駆動車１００は、クラッチ２を結合し、クラッチ２から断続装置１１６までの駆動系部品の回転を上昇させた後、断続装置１１６を接続すると４輪駆動モードとなる。また、クラッチ２の係合を解除すると共に断続装置１１６を切断すれば、２輪駆動（後輪駆動）モードとなり、右前輪第１駆動軸１１５及び前輪差動装置１１３の右前輪第１駆動軸１１５側のギヤの回転を停止させることができるので、それらのフリクションロスにより燃費が低下することを防止できる。

次に図２を参照して、動力伝達装置１のクラッチ２について説明する。図２は第１実施の形態における動力伝達装置１のクラッチ２の軸方向断面図である。なお、理解を容易にするため、軸方向力を受けるスラストベアリング等の図示を省略する（この図示の省略は第２実施の形態から第４実施の形態において同じ）。クラッチ２は、出力軸１０３とフロント駆動軸１１１（図１参照）との間の動力の伝達および遮断をする装置である。

図２に示すようにクラッチ２は、出力軸１０３の径方向外側に配設される第１内輪３と、第１内輪３の軸方向に並設されると共に出力軸１０３の径方向外側に配設される第２内輪４と、第１内輪３及び第２内輪４の径方向外側に配設される外輪５と、外輪５と第１内輪３及び第２内輪４との間に介設される複数の第１ローラ６及び第２ローラ７と、第１ローラ６及び第２ローラ７をそれぞれ保持する第１保持器８及び第２保持器９とを備えている。

第１内輪３は、回転動力を伝達するための機能を担う円環状の部材であり、軸心Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす第１外周軌道面３ａが外周面に形成されている。第１内輪３は、スプラインによって出力軸１０３に対して回転が規制される一方、出力軸１０３に対する軸方向の移動が許容されている。出力軸１０３は、外周面から径方向外側に向かって延びる円盤状のストッパ１０が、第１内輪３の軸方向一方側（図２左側）に立設され、出力軸１０３と一体に回転されると共に軸方向に移動不能に設けられている。ストッパ１０と第１内輪３の軸方向一端との間に皿ばね１１（弾性部材）が挿入されている。これにより、第１内輪３はストッパ１０に対して軸方向他方側（図２右側）に付勢される。なお、第１外周軌道面３ａはストッパ１０から軸方向他方側に離間するにつれ縮径している。

第２内輪４は、回転動力を伝達するための機能を担う円環状の部材であり、軸心Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす第２外周軌道面４ａが外周面に形成されている。第２内輪４は、スプラインによって出力軸１０３に対して回転が規制される一方、出力軸１０３に対する軸方向の移動が許容されている。出力軸１０３は、外周面から径方向外側に向かって延びる円盤状のストッパ１２が、第２内輪４の軸方向他方側（図２右側）に立設されている。

第２内輪４は、軸方向一端面（図２左側面）を、第１内輪３の軸方向他端面（図２右側面）と当接させるように出力軸１０３に配設されている。これにより、第２内輪４は、皿ばね１１により軸方向他方側（図２右側）に付勢された第１内輪３によって軸方向他方側（図２右側）に付勢される。第２内輪４の軸方向位置は、ストッパ１２の位置により定められる。なお、第２外周軌道面４ａはストッパ１２から軸方向一方側（図２左側）に離間するにつれ縮径している。

ストッパ１２は、出力軸１０３と一体に回転されると共に軸方向に移動不能に設けられ、孔部１２ａが複数箇所の軸方向に貫通形成される。孔部１２ａは、軸方向に移動可能に構成されたピン１８（後述する）が挿通される部位であり、皿ばね１１の付勢力に抗して孔部１２ａからピン１８をストッパ１２の軸方向一方側（図２左側）に突き出させることにより、第１内輪３及び第２内輪４を、ストッパ１０，１２間の任意の軸方向位置に移動させることができる。

外輪５は、第１内輪３及び第２内輪４と共に回転動力を伝達するための機能を担う部材であり、第１内輪３及び第２内輪４の径方向外側に配設されている。外輪５が、第１内輪３及び第２内輪４の径方向外側に第１内輪３及び第２内輪４の軸方向長に亘って一体的に設けられているので、堅牢にできると共に構造を簡素化できる。外輪５は、軸心Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす第１内周軌道面５ａ及び第２内周軌道面５ｂが、第１外周軌道面３ａ及び第２外周軌道面４ａと対向する内周面にそれぞれ形成されている。第１内周軌道面５ａ及び第２内周軌道面５ｂは、外輪５の軸方向中央から軸方向両側に向かうにつれ内径が次第に大きくなるように形成されている。外輪５は外周面にギヤ５ｃが設けられている。ギヤ５ｃは、フロント駆動軸１１１（図１参照）の後端外周に形成された被動歯車１１２と噛合する部位である。

外輪５は、第１内輪３及び第２内輪４と相対回転可能かつ軸方向に相対移動可能に構成されており、軸方向両端の径方向内側に段差状に形成された段部５ｄ，５ｅがストッパ１０，１２の径方向外側の軸方向端面に突き当たることにより、それ以上の軸方向の移動が規制される。ストッパ１０，１２は、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａに第１ローラ６が係合して捻じ込まれたときに、一定位置で外輪５の軸方向移動を停止させ、一定以上のトルクがかからないようにするトルクリミッタの機能と、第１ローラ６及び第２ローラ７の抜け出しを防止する機能とを有する。

第１ローラ６は、第１内輪３及び外輪５に係合して回転動力を伝達するための円筒状の部材であり、第１内輪３及び外輪５の間に複数本が介設される。複数の第１ローラ６は、第１内輪３及び外輪５の間に配設される第１保持器８により、第１外周軌道面３ａと第１内周軌道面５ａとの間に保持される。

第１保持器８は、第１ローラ６が相互に干渉することなく円滑に回転するように、互いに間隔をあけて第１ローラ６を保持するための部材である。第１ローラ６は、第１保持器８により、軸心Ｏを含む面から一定角度（例えば１５°）傾斜して（軸心Ｏに対して一定のスキュー角に設定され）、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａの円周方向に複数配設され、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａに外周面が線状に接触（線接触）可能に配置される。

第２ローラ７は、第２内輪４及び外輪５に係合して回転動力を伝達するための円筒状の部材であり、第２内輪４及び外輪５の間に複数本が介設される。複数の第２ローラ７は、第２内輪４及び外輪５の間に配設される第２保持器９により、第２外周軌道面４ａと第２内周軌道面５ｂとの間に保持される。

第２保持器９は、第２ローラ７が相互に干渉することなく円滑に回転するように、互いに間隔をあけて第２ローラ７を保持するための部材である。第２ローラ７は、第２保持器９により、軸心Ｏを含む面から第１ローラ３と同じ方向に一定角度（例えば１５°）傾斜して（軸心Ｏに対して一定のスキュー角に設定され）、第２外周軌道面４ａ及び第２内周軌道面５ｂの円周方向に複数配設され、第２外周軌道面４ａ及び第２内周軌道面５ｂに外周面が線状に接触（線接触）可能に配置される。

移動手段１３は、第１内輪３及び第２内輪４を連動して軸方向に移動させるための手段であり、ストッパ１２から軸方向に離隔して配置されたソレノイド１４と、ソレノイド１４の往復動に連動して出没するピン１８とを備えている。ソレノイド１４は、ストッパ１２に向けて延びるロッド１５を軸方向に往復運動させる装置であり、ソレノイド１４とストッパ１２との間に配置されて一端１６ａが軸支されたアーム１６の他方側に、ロッド１５の先端が当接される。一端１６ａが軸支されたアーム１６は他端がロッド１５側（図２反時計回り）に付勢されているので、ロッド１５の往復運動に伴い、一端１６ａを中心に往復回動する。

移動板１７は、アーム１６の他方側が連係される円環状の部材であり、出力軸１０３が貫設され、アーム１６の往復回動に伴い軸方向に移動可能に構成される。また、移動板１７は、ストッパ１２に貫設されるピン１８の軸方向端面に一端面が当接するように配置される。ピン１８は、ストッパ１２の軸方向に貫通形成された孔部１２ａに遊挿される部材であり、軸方向長がストッパ１２の軸方向厚さより大きく設定されている。よって、移動板１７が軸方向一方側（図２左側）に移動すると、ピン１８がストッパ１２から第２内輪４側へ押し出される。

移動手段１３は、ソレノイド１４がオンのときにロッド１５を軸方向一方側（図２左側）に押出し、オフのときにロッド１５を軸方向他方側（図２右側）に後退させる。ロッド１５が後退したときは、図２に示すように、皿ばね１１の付勢力により第１内輪３及び第２内輪４を介して、ピン１８がストッパ１２から移動板１７側へ押し出される。

ソレノイド１４をオフすることによりロッド１５が後退して、皿ばね１１の付勢力により第１内輪３及び第２内輪４が軸方向他方側（図２右側）に押されると、第２内輪４の第２外周軌道面４ａは第２ローラ７の外周面から離れる方向に移動される。一方、第１内輪３の第１外周軌道面３ａは第１ローラ６の外周面に押し付けられる。この状態で、第１内輪３と外輪５との相対回転で、外輪５に対して第１内輪３が所定の一方向に回転する回転動力（４輪駆動車１００を前進走行させる回転動力）を出力軸１０３に入力すると、第１ローラ６は第１内輪３の第１外周軌道面３ａを転動する。第１ローラ６は、そのトラクションで外輪５の第１内周軌道面５ａに食い込み、クサビ作用でロック（係合）して第１内輪３及び外輪５と一体に回転する。これにより出力軸１０３に入力された回転動力が外輪５からギヤ５ｃに伝達され、前輪駆動系（前輪差動装置１１３等）に伝達される。これにより４輪駆動状態にできる。

なお、第２ローラ７については、第２内輪４の第２外周軌道面４ａが第２ローラ７の外周面から離れる方向に移動されているので、第２ローラ７は外輪５の第２内周軌道面５ｂに食い込むことができない。よって、第２ローラ７を介する動力伝達は遮断される。

従って、前輪駆動系（前輪差動装置１１３等）の回転速度が大きくなって第１内輪３の回転速度より外輪５の回転速度が大きくなる場合（例えば、コースティング走行の場合）、その回転速度差によって第１ローラ６の係合が解除されるので、外輪５から第１内輪３への動力の伝達は遮断される。出力軸１０３の回転動力は後輪駆動系（後輪差動装置１０４等）には伝達されるので、４輪駆動車１００は２輪駆動（後輪駆動）状態となる。また、出力軸１０３の回転方向が前進走行時の回転方向と反対となる後退走行のときも、同様に２輪駆動（後輪駆動）状態となる。

第１ローラ６が第１内輪３及び外輪５と係合するときには、第１ローラ６は、弾性変位分だけ僅かに転動し軸方向一方側（ストッパ１０側）に変位する。同時に、外輪５も軸方向一方側（ストッパ１０側）に変位する。外輪５の軸方向移動量は、ストッパ１０に外輪５の段部５ｄが突き当たることにより規制されるので、外輪５はそれ以上移動できない。即ち、規制された軸方向移動量を超えて外輪５が軸方向に移動しなければ伝達できないような過大なトルク（ピークトルク）が出力軸１０３に入力されたときには、第１ローラ６は、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａに係合不能となる。これにより、前輪駆動系にピークトルクが伝達されることを阻止できるので、ピークトルクを考慮して前輪駆動系の構造を設計する必要をなくし、前輪駆動系を小型・軽量化できる。

次に図３を参照して、ソレノイド１４をオンしてロッド１５を押し込んだときのクラッチ２の動作について説明する。図３は走行モード切換後のクラッチ２の軸方向断面図である。図３に示すように、ソレノイド１４をオンしてロッド１５を押し出したときには、移動板１７はストッパ１２側へ移動されてピン１８を押し込む。その結果、皿ばね１１の付勢力に抗して第１内輪３及び第２内輪４がストッパ１０側に押し戻され、第１内輪３の第１外周軌道面３ａは第１ローラ６の外周面から離れる方向に移動される。一方、第２内輪４の第２外周軌道面４ａは第２ローラ７の外周面に押し付けられ、それに伴い、第２内周軌道面５ｂに第２ローラ７の外周面が押し付けられる。

４輪駆動車１００が前進走行するときには、第１ローラ６は第１内輪３及び外輪５に係合できないので、出力軸１０３の動力は、クラッチ２を介して前輪駆動系に伝達されない。従って、４輪駆動車１００は２輪駆動（後輪駆動）状態となる。一方、コースティング走行のときは、第２内輪４と外輪５との相対回転で、第２内輪４に対して外輪５が所定の一方向に回転するので、第２内輪４と外輪５との回転速度差により、第２ローラ７は外輪５の第２内周軌道面５ｂを転動する。第２ローラ７は、そのトラクションで第２内輪４の第２外周軌道面４ａに食い込み、クサビ作用でロック（係合）して第２内輪４及び外輪５と一体に回転する。これにより、外輪５に入力された回転動力が第２内輪４を介して出力軸１０３（エンジン１０１）に伝達されるので、４輪駆動状態で走行しつつ制動作用が得られる。

後退走行のときは、出力軸１０３の回転方向が前進走行と反対方向になるので、第２内輪４と外輪５との相対回転で、外輪５に対して出力軸１０３（第２内輪４）が、前進走行の場合と反対方向に回転する。そうすると、第２ローラ７は第２内輪４の第２外周軌道面４ａを転動する。第２ローラ７は、そのトラクションで外輪５の第２内周軌道面５ｂに食い込み、クサビ作用でロック（係合）して第２内輪４及び外輪５と一体に回転する。これにより、出力軸１０３に入力された回転動力が外輪５からギヤ５ｃに伝達され、前輪駆動系（前輪差動装置１１３等）に伝達される。その結果、４輪駆動車１００は４輪駆動状態で後退走行する。以上のように、クラッチ２によれば、２つの走行モードに切り換えることが可能となる。

次に図４を参照して、軸方向に移動する外輪５に設けられたギヤ５ｃに作用する軸方向力（スラスト）について説明する。図４はギヤ５ｃの噛み合いを示す模式図である。図４では、ギヤ５ｃ及びそれに係合する被動歯車１１２を図示し、クラッチ２の他の各部の図示を省略すると共に、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２にそれぞれ形成された歯５ｃ１，１１２ａの一部の図示を省略している。

図４は、出力軸１０３からクラッチ２に回転動力が入力されて、ギヤ５ｃが矢印Ｒｏ方向に回転して４輪駆動車１００（図１参照）が前進走行するときの状態（図２に示す状態）を示している。ギヤ５ｃは、軸心Ｏに対して歯すじが非平行となる歯５ｃ１が形成されており、本実施の形態では、ヘリカルギヤによりギヤ５ｃが構成されている。ギヤ５ｃと噛合する被動歯車１１２も、軸心Ｏに対して歯すじが非平行となる歯１１２ａが形成されたヘリカルギヤにより構成されている。

出力軸１０３からギヤ５ｃに伝達された動力によって（回転方向は矢印Ｒｏ方向）、被動歯車１１２に回転が伝達されると（回転方向は矢印Ｒｔ方向）、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２に、それぞれ一定方向（図４矢印Ａ方向及び矢印Ｐ方向）の軸方向力（スラスト力）が発生する。ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２の歯すじの方向は、ギヤ５ｃに作用する軸方向力の向き（図４矢印Ａ方向）が、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａ（図２参照）に第１ローラ６が係合するときの軸方向における外輪５の移動方向（図４矢印Ａ方向）と同一になるように設定されている。

ここで、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａと第１ローラ５とに生じる摩擦力の軸方向分力は、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａに第１ローラ６が係合するときの第１内輪３及び外輪５の軸方向の引き寄せ力を抑制し、第１内輪３から外輪５へ所定のトルクを伝達できない原因となる。これに対しクラッチ２によれば、第１ローラ６の転動による第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａの引き寄せ力に加え、被動歯車１１２の反力による軸方向力によって、外輪５は軸方向への移動が促進される。その結果、第１内輪３及び外輪５の軸方向の引き寄せ力を増加させることができるので、クラッチ２は所定のトルクを確実に伝達できる。

一方、前輪駆動系（前輪差動装置１１３等）の回転速度が後輪駆動系（後輪差動装置１０４等）の回転速度より大きくなると、被動歯車１１２が駆動側、ギヤ５ｃが被動側となる。この場合には、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２にそれぞれ反対方向（図４反矢印Ａ方向および反矢印Ｐ方向）の軸方向力が発生する。この軸方向力は、被動歯車１１２が駆動側、ギヤ５ｃが被動側となると同時に働くので、第１ローラ６の回転による第１内輪３及び外輪５の引き離し力より外輪５に早く作用する。その結果、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａと第１ローラ６との係合解除を素早く行うことができる。

なお、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２が平歯車により構成されている場合には、外輪５が軸方向に移動するときに、歯面同士が擦れ合って軸心Ｏと平行方向の摩擦力が生じる。この摩擦力は、第１外周軌道面３ａ及び第１内周軌道面５ａに第１ローラ６が係合するときの第１内輪３及び外輪５の軸方向の引き寄せ力を抑制するので、外輪５がスムーズに移動できない原因となる。これに対しクラッチ２は、ギヤ５ｃの歯すじを軸心Ｏに対して非平行とすることより、軸方向のスラストを発生させ、外輪５の軸方向の移動を促進できる。また、軸方向の摩擦力を小さくするためにギヤ５ｃ及び被動歯車１１２の歯面間の間隔を大きくする必要がないので、ギヤ５ｃと被動歯車１１２とのガタつきを抑制できる。

また、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２はヘリカルギヤによって構成されているので、同じ大きさの平歯車に比べて強度を大きくできると共に、静かに回転動力を伝達できる。また、高速回転を伝達可能であると共に、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２の歯数の組み合わせに制限がなく自在性に優れる。

次に図４を参照して、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２の歯面同士の摩擦について検討する。ギヤ５ｃを一方向（図４矢印Ｒｏ方向）に回転した場合には、被動歯車１１２の反力によってギヤ５ｃの歯面に、軸直角平面における円周力Ｎが作用する。一方、被動歯車１１２の歯面にも、軸直角平面における円周力Ｎが作用する。円周力Ｎは、軸心Ｏと垂直方向の接線力Ｆ及び軸心Ｏと平行方向の軸方向力Ｓに分解される。ギヤ５ｃのねじれ角をβとすれば、軸方向力Ｓは式（１）で表される。

Ｓ＝Ｎ・ｓｉｎβ …式（１）
また、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２の歯面同士の摩擦係数をμとすれば、駆動歯車８ｂの歯面による摩擦力の軸方向分力Ｓ´は式（２）で表される。

Ｓ´＝μＮ・ｃｏｓβ …式（２）
ここで、外輪５を軸方向一方側（図２左側）へ移動させるには、被動歯車１１２に対してギヤ５ｃを軸方向（図４矢印Ａ方向）に移動させることが必要である。そのためには摩擦力の軸方向分力Ｓ´の絶対値より軸方向力Ｓの絶対値が大きいこと、即ち式（３）が成立することが必要である。なお、Ｓ＞０，Ｓ´＞０なので、式（３）では絶対値記号を省略する。

Ｓ−Ｓ´＞０ …式（３）
式（３）に式（１）及び式（２）を代入して解くと、式（４）が導かれる。

μ＜ｔａｎβ …式（４）
式（４）に示すようにギヤ５ｃ及び被動歯車１１２の歯面同士の摩擦係数μとギヤ５ｃのねじれ角βとを設定すれば、被動歯車１１２に対してギヤ５ｃを軸方向（図４矢印Ａ方向）に移動させることができる。それに伴い外輪５を軸方向（図４矢印Ａ方向）へ移動させることができるので、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２の歯面同士の摩擦によって、第１内輪３及び外輪５の軸方向の引き寄せ力が抑制されることを防止できる。これによりクラッチ２は所定のトルクを確実に伝達できる。

次に図５から図７を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、軸方向に往復運動をするソレノイド１４により第１内輪３及び第２内輪４を一括して軸方向に移動させるクラッチ２について説明した。これに対し第２実施の形態では、モータ３０により２つの端面カム３１，３２を回転させ、軸方向に第１内輪２３及び第２内輪２４を別個に移動させることができるクラッチ２２について説明する。

なお、クラッチ２２は、第１実施の形態で説明した４輪駆動車１００に、クラッチ２に代えて搭載されるものとする（他の実施の形態において同じ）。また、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５は第２実施の形態における動力伝達装置１のクラッチ２２の軸方向断面図であり、図６は走行モード切換後のクラッチ２２の軸方向断面図であり、図７（ａ）は走行モード切換後のクラッチ２２の軸方向断面図であり、図７（ｂ）は他の走行モードに切換後のクラッチ２２の軸方向断面図である。

図５に示すようにクラッチ２２は、出力軸１０３の径方向外側に配設される第１内輪２３と、第１内輪２３の軸方向に並設されると共に出力軸１０３の径方向外側に配設される第２内輪２４と、第１内輪２３及び第２内輪２４の径方向外側に配設される外輪５と、外輪５と第１内輪２３及び第２内輪２４との間に介設される複数の第１ローラ６及び第２ローラ７と、第１ローラ６及び第２ローラ７をそれぞれ保持する第１保持器８及び第２保持器９とを備えている。

第１内輪２３は、回転動力を伝達するための機能を担う円環状の部材であり、軸方向に亘って貫通する貫通孔２３ａが形成されている以外は第１実施の形態で説明した第１内輪３と同様の構成なので、以下の説明を省略する。出力軸１０３は、外周面から径方向外側に向かって延びる円盤状のストッパ２５が、第１内輪２３の軸方向一方側（図５左側）に立設され、貫通孔２３ａと対応する位置に、軸方向に亘って貫通する孔部２５ａが形成されている。また、ストッパ２５と第１内輪２３の軸方向一端との間にコイルばね２６（弾性部材）が配設されている。これにより、第１内輪２３はストッパ２５に対して軸方向他方側（図５右側）に付勢される。

第２内輪２４は、回転動力を伝達するための機能を担う円環状の部材であり、軸方向に亘って貫通する貫通孔２４ａが形成されている以外は第１実施の形態で説明した第２内輪４と同様の構成なので、以下の説明を省略する。出力軸１０３は、外周面から径方向外側に向かって延びる円盤状のストッパ２７が、第２内輪２４の軸方向他方側（図５右側）に立設され、貫通孔２４ａと対応する位置に、軸方向に亘って貫通する孔部２７ａが形成されている。また、ストッパ２７と第２内輪２４の軸方向他端との間にコイルばね２８（弾性部材）が配設されている。これにより、第２内輪２４はストッパ２７に対して軸方向一方側（図５左側）に付勢される。

移動手段２９は、第１内輪２３及び第２内輪２４を連動して軸方向に移動させるための手段であり、ストッパ２７から軸方向に離隔して配置されたモータ３０と、そのモータ３０の回転により出没するピン３７，４１とを備えている。モータ３０は、ストッパ２５，２７の軸方向外側にそれぞれ配置される端面カム３１，３２を回転させる装置である。ガイドレール３３は、出力軸１０３と平行に配置される軸状の部材であり、ガイドレール３３に沿って摺動可能に構成された案内部３４，３８がストッパ２５，２７の軸方向外側位置に装着されている。案内部３４，３８には案内ピン３４ａ，３８ａが突設されており、案内ピン３４ａ，３８ａが端面カム３１，３２のカム面３１ａ，３２ａにそれぞれ当接するように、各案内部３４，３８は軸方向外側にそれぞれ付勢されている。

案内部３４，３８から出力軸１０３に向かって延びるアーム３５，３９が、案内部３４，３８にそれぞれ設けられている。移動板３６，４０は、アーム３５，３９の先端側が連係される円環状の部材であり、出力軸１０３が貫設され、アーム３５，３９の軸方向の往復運動に伴い軸方向に移動可能に構成される。また、移動板３６，４０は、ストッパ２５，２７の孔部２５ａ，２７ａ及び貫通孔２３ａ，２４ａに遊挿されるピン３７，４１の軸方向一端に一端面が当接するように配置される。ピン３７，４１は、移動板３６，４０に軸方向一端が押されて、他端が第１内輪２３、第２内輪２４の軸方向端面にそれぞれ当接可能な軸方向長に設定されている。よって、移動板３６，４０がそれぞれストッパ２７，２５側に移動すると、ピン３７，４１がそれぞれ軸方向に押し出されて、第１内輪２３、第２内輪２４がコイルばね２６，２８の付勢力に抗してそれぞれ軸方向に移動する。

以上説明したように移動手段２９は、モータ３０の回転角に応じて、端面カム３１，３２のカム面３１ａ，３２ａにより案内部３４，３８及びアーム３５，３９（従節）が駆動されて移動板３６，４０が軸方向に移動される。移動板３６，４０の位置によりピン４７，４１の押し出される長さが変わり、第１内輪２３及び第２内輪２４は軸方向位置が異なる４つのポジションをとる（図５、図６、図７（ａ）及び図７（ｂ））。

図５に示すポジションでは、カム面３１ａ，３２ａにより、移動板３６，４０はストッパ２５，２７から離間して位置する。これにより、第１内輪２３及び第２内輪２４がコイルばね２６，２８により軸方向内側に付勢され、第１内輪２３の第１外周軌道面３ａ及び第２内輪２４の第２外周軌道面４ａは、第１ローラ６及び第２ローラ７の外周面にそれぞれ押し付けられる。このポジションでは、第１内輪２３と外輪５との相対回転で、外輪５に対して第１内輪２３が所定の一方向に回転する回転動力（４輪駆動車１００を前進走行させる回転動力）を出力軸１０３に入力すると、第１ローラ６は、第１内輪２３の第１外周軌道面３ａを転動し、そのトラクションで外輪５の第１内周軌道面５ａに食い込み、クサビ作用でロック（係合）して第１内輪２３及び外輪５と一体に回転する。これにより、出力軸１０３に入力された回転動力が外輪５からギヤ５ｃに伝達され、前輪駆動系（前輪差動装置１１３等）に伝達される。

なお、コースティング走行のときには、第２内輪２４と外輪５との相対回転で、第２内輪２４に対して外輪５が所定の一方向に回転するので、第２内輪２４と外輪５との回転速度差により、第２ローラ７は外輪５の第２内周軌道面５ｂを転動する。第２ローラ７は、そのトラクションで第２内輪２４の第２外周軌道面４ａに食い込み、クサビ作用でロック（係合）して第２内輪２４及び外輪５と一体に回転する。これにより、外輪５に入力された回転動力が第２内輪４を介して出力軸１０３（エンジン１０１）に伝達されるので、制動作用が得られる。後退走行のときも同様に、第２ローラ７が外輪５の第２内周軌道面５ｂに食い込み、第２内輪２４及び外輪５と一体に回転する。これにより、出力軸１０３に入力された回転動力が外輪５からギヤ５ｃに伝達され、前輪駆動系（前輪差動装置１１３等）に伝達される。従って、このクラッチ２２のポジションでは、４輪駆動車１００は常に４輪駆動状態で走行可能となる。

図６に示すポジションでは、カム面３１ａ，３２ａにより移動板４０はストッパ２５に近接し、移動板３６はストッパ２７から離間して位置する。このときは、コイルばね２６により軸方向他方側（図６右側）に第１内輪２３が付勢される一方、コイルばね２８の付勢力に抗してピン４１により軸方向他方側（図６右側）に第２内輪２４が押し付けられる。その結果、第１内輪２３の第１外周軌道面３ａは第１ローラ６の外周面に押し付けられ、第２内輪２４の第２外周軌道面４ａは第２ローラ７の外周面から離される。この場合、４輪駆動車１００を前進走行させる回転動力を出力軸１０３に入力すると、第１ローラ６はロック（係合）して第１内輪２３及び外輪５と一体に回転するので、４輪駆動状態となる。一方、第２ローラ７は、第２内輪２４及び外輪５に対してフリー状態となるので、コースティング走行や後退走行のときには２輪駆動（後輪駆動）状態となる。

図７（ａ）に示すポジションでは、カム面３１ａ，３２ａにより移動板３６，４０はストッパ２７，２５に近接する。このときは、コイルばね２６，２８の付勢力に抗してピン３７，４１により軸方向外側に第１内輪２３及び第２内輪２４が押し付けられる。その結果、第１内輪２３の第１外周軌道面３ａ及び第２内輪２４の第２外周軌道面４ａは、第１ローラ６及び第２ローラ７の外周面から離される。第１ローラ６及び第２ローラ７は、第１内輪２３、第２内輪２４及び外輪５に対してフリー状態となるので、４輪駆動車１００は常に２輪駆動（後輪駆動）状態となる。

この２輪駆動状態のときに断続装置１１６（図１参照）を切断することにより、右前輪第１駆動軸１１５及び前輪差動装置１１３の右前輪第１駆動軸１１５側のギヤの回転を停止させることができるので、それらのフリクションロスにより燃費が低下することを防止できる。これにより、前進走行時、図７（ａ）に示すポジションにより２輪駆動状態としつつ断続装置１１６を切断することで、燃費低下を抑制できる。

この状態（断続装置１１６が切断された状態）から４輪駆動状態（前進走行）とする場合には、まず、クラッチ２２を図６に示すポジションにする。これにより、第１ローラ６は第１内輪２３及び外輪５に係合可能となり、出力軸１０３の動力により第１内輪２３及び外輪５に第１ローラ６が食い込み、出力軸１０３と一体に外輪５が回転する。ギヤ５ｃに係合する被動歯車１１２及びフロント駆動軸１１１の回転速度および前輪駆動系（特に右前輪第１駆動軸１１５）の回転速度を上げることができるので、右前輪第１駆動軸１１５及び右前輪第２駆動軸１１７の回転速度を検出装置（図示せず）で検出し、それらの回転速度とが一致したとき又はそれらの回転速度の差が所定の範囲となったときに、断続装置１１６を接続する。これにより、断続装置１１６を接続するときのショックを抑制し、スムーズに２輪駆動状態から４輪駆動状態へ切り換えることができる。

図７（ｂ）に示すポジションでは、カム面３１ａ，３２ａにより移動板３６はストッパ２７に近接し、移動板４０はストッパ２５から離間して位置する。このときは、コイルばね２８により軸方向一方側（図７（ｂ）左側）に第２内輪２４が付勢される一方、コイルばね２６の付勢力に抗してピン３７により軸方向外側に第１内輪２３が押し付けられる。その結果、第２内輪２４の第２外周軌道面４ａは第２ローラ７の外周面に押し付けられ、第１内輪２３の第１外周軌道面３ａは第１ローラ６の外周面から離される。この場合、４輪駆動車１００を前進走行させる回転動力を出力軸１０３に入力すると、第１ローラ６は第１内輪２３及び外輪５に対してフリー状態となるので、前進走行のときには２輪駆動（後輪駆動）状態となる。

一方、コースティング走行や後退走行のときには、第２ローラ７はロック（係合）して第２内輪２４及び外輪５と一体に回転するので、４輪駆動状態となる。以上のように第２実施の形態では、移動手段２９により第１内輪２３と第２内輪２４とを別個に移動させることができるので、走行モード毎の駆動輪の選択の幅を広げることができる。

次に図８及び図９を参照して、第３実施の形態について説明する。第１実施の形態では、ソレノイド１４により第１内輪３及び第２内輪４を一括して軸方向に移動させる場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、ソレノイド５８により第１内輪５３及び第２内輪５４を別個に軸方向に移動させる場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明したものと同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図８は第３実施の形態における動力伝達装置１のクラッチ５２の軸方向断面図であり、図９（ａ）は走行モード切換後のクラッチ５２の軸方向断面図であり、図９（ｂ）他の走行モードに切換後のクラッチ５２の軸方向断面図である。

図８に示すようにクラッチ５２は、出力軸１０３の径方向外側に配設される第１内輪５３と、第１内輪５３の軸方向に並設されると共に出力軸１０３の径方向外側に配設される第２内輪５４と、第１内輪５３及び第２内輪５４の径方向外側に配設される外輪５と、外輪５と第１内輪５３及び第２内輪５４との間に介設される複数の第１ローラ６及び第２ローラ７と、第１ローラ６及び第２ローラ７をそれぞれ保持する第１保持器８及び第２保持器９とを備えている。

第１内輪５３は、皿ばね１１によりストッパ１０から離間する方向に付勢される円環状の部材であり、コイルばね５５（後述する）を係止する凹部が軸方向端部に形成されている以外は第１実施の形態で説明した第１内輪３と同様の構成である。第２内輪５４は、軸方向に亘って貫通する貫通孔５４ａが形成され、コイルばね５５（後述する）を係止する凹部が軸方向端部に形成されている。それら以外は第１実施の形態で説明した第１内輪３や第２内輪４と同様の構成なので、以下の説明を省略する。第２内輪５４は、第１内輪５３との間にコイルばね５５（弾性部材）が配設されているので、第２内輪５４は第１内輪５３に対して軸方向他方側（図８右側）に付勢される。

出力軸１０３は、外周面から径方向外側に向かって延びる円盤状のストッパ５６が、第２内輪５４の軸方向他方側（図８右側）に立設され、ストッパ５６は、貫通孔５４ａと対応する位置に、軸方向に亘って貫通する孔部５６ａが形成されている。ストッパ５６は、孔部５６ａと異なる位置に、軸方向に亘って貫通する孔部５６ｂが形成されている。貫通孔５４ａ及び孔部５６ａにはピン６０が挿通され、孔部５６ｂにはピン６１が挿通される。

移動手段５７は、第１内輪５３及び第２内輪５４を連動して軸方向に移動させるための手段であり、ストッパ５６から軸方向に離隔して配置されたソレノイド５８と、そのソレノイド５８が作動することにより出没するピン６０，６１とを備えている。ソレノイド５８は、オフのときに、ストッパ５６に向けて延びるロッド５９が後退し、オンのときのロッド５９の押出長さが２段階に調整可能とされている。ソレノイド５８とストッパ５６との間に配置されて一端１６ａが軸支されたアーム１６の他方側に、ロッド５９の先端が当接される。

アーム１６の往復回動により軸方向に移動される移動板１７は、ストッパ５６に貫設されるピン６０，６１の軸方向端面に一端面が当接可能に配置される。ピン６０，６１は、移動板１７に軸方向一端が押されて、他端が第１内輪５３、第２内輪５４の軸方向端面にそれぞれ当接可能な軸方向長に設定されている。

なお、ピン６１は、ソレノイド５８がオフのとき（図８参照）、移動板１７に当接しない軸方向長に設定されている。ソレノイド５８を作動させてロッド５９を最大に押し出すと（図９（ａ）参照）、ピン６０，６１がそれぞれ軸方向に押し出されて、第１内輪５３、第２内輪５４が皿ばね１１、コイルばね５５の付勢力に抗してそれぞれ軸方向に移動する。また、ソレノイド５８の作動によりロッド５９を中間位置まで押し出すと（図９（ｂ）参照）、ピン６０が軸方向に押し出されて、第１内輪５３が皿ばね１１の付勢力に抗して軸方向に移動する。従って、移動手段５７は、ソレノイド５８によるロッド５９の押出長さに応じて、移動板１７が軸方向に移動される。移動板１７の位置によりピン６０，６１の押し出される長さが変わり、第１内輪５３及び第２内輪５４は軸方向位置が異なる３つのポジションをとる（図８、図９（ａ）及び図９（ｂ））。

図８に示すポジション（ロッド５９の後退位置）では、皿ばね１１、コイルばね５５により第１内輪５３及び第２内輪５４が軸方向他方側（図８右側）に付勢される。このときには、第１内輪５３の第１外周軌道面３ａは第１ローラ６の外周面に押し付けられる一方、第２内輪５４の第２外周軌道面４ａは第２ローラ７の外周面から離される。この場合、４輪駆動車１００を前進走行させる回転動力を出力軸１０３に入力すると、第１ローラ６はロック（係合）して第１内輪５３及び外輪５と一体に回転するので、４輪駆動状態となる。一方、第２ローラ７は、第２内輪５４及び外輪５に対してフリー状態となるので、コースティング走行や後退走行のときには２輪駆動（後輪駆動）状態となる。

図９（ａ）に示すポジション（ロッド５９の最大押出位置）では、皿ばね１１、コイルばね５５の付勢力に抗してピン６０，６１により軸方向一方側（図９（ａ）左側）に第１内輪５３及び第２内輪５４が押し付けられる。このときには、第２内輪５４の第２外周軌道面４ａは第２ローラ７の外周面に押し付けられる一方、第１内輪５３の第１外周軌道面３ａは第１ローラ６の外周面から離される。この場合、４輪駆動車１００を前進走行させる回転動力を出力軸１０３に入力すると、第１ローラ６は第１内輪５２及び外輪５に対してフリー状態となるので、前進走行のときには２輪駆動（後輪駆動）状態となる。一方、コースティング走行や後退走行のときには、第２ローラ７はロック（係合）して第２内輪５４及び外輪５と一体に回転するので、４輪駆動状態となる。

図９（ｂ）に示すポジション（ロッド５９の中間位置）では、皿ばね１１の付勢力に抗してピン６０により軸方向一方側（図９（ｂ）左側）に第１内輪５３が押し付けられ、コイルばね５５により第２内輪５４が軸方向他方側（図９（ｂ）右側）に付勢される。このときには、第１内輪５３の第１外周軌道面３ａ及び第２内輪５４の第２外周軌道面４ａは、第１ローラ６及び第２ローラ７の外周面から離される。第１ローラ６及び第２ローラ７は、第１内輪５３、第２内輪５４及び外輪５に対してフリー状態となるので、４輪駆動車１００は常に２輪駆動（後輪駆動）状態となる。以上のように第３実施の形態では、ソレノイド５８を用いた簡易な移動手段５７により、第１内輪５３と第２内輪５４とを別個に移動させることができるので、走行モード毎の駆動輪の選択の幅を広げることができると共に装置を簡素化できる。

次に図１０及び図１１を参照して第４実施の形態について説明する。第３実施の形態では、ソレノイド５８を用いて第１ローラ６、第２ローラ７のいずれかがフリーとなるポジションをとり得るクラッチ５２について説明した。これに対し第４実施の形態では、ソレノイド５８を用いて第１ローラ６、第２ローラ７のいずれもがロックされるポジションをとり得るクラッチ６２について説明する。なお、第１実施の形態から第３実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図１０は第４実施の形態におけるクラッチ６２の軸方向断面図であり、図１１（ａ）は走行モード切換後のクラッチ６２の軸方向断面図であり、図１１（ｂ）は他の走行モードに切換後のクラッチ６２の軸方向断面図である。

図１０に示すようにクラッチ６２は、出力軸１０３の径方向外側に配設される第１内輪６３と、第１内輪６３の軸方向に並設されると共に出力軸１０３の径方向外側に配設される第２内輪６４と、第１内輪６３及び第２内輪６４の径方向外側に配設される外輪６５と、外輪６５と第１内輪６３及び第２内輪６４との間に介設される複数の第１ローラ６６及び第２ローラ６７と、第１ローラ６６及び第２ローラ６７をそれぞれ保持する第１保持器６８及び第２保持器６９とを備えている。

第１内輪６３及び第２内輪６４は、いずれも円環状の部材であり、軸心Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす第１外周軌道面６３ａ及び第２外周軌道面６４ａが外周面に形成されている。第１内輪６３及び第２内輪６４は、スプラインによって出力軸１０３に対して回転が規制される一方、出力軸１０３に対する軸方向の移動が許容されている。

外輪６５は、第１内輪６３及び第２内輪６４の径方向外側に配設される円環状の部材であり、軸心Ｏ回りの単葉回転双曲面をなす第１内周軌道面６５ａ及び第２内周軌道面６５ｂが、第１外周軌道面６３ａ及び第２外周軌道面６４ａと対向する内周面にそれぞれ形成されており、外周面にスプロケット６５ｃが設けられている。スプロケット６５ｃは、フロント駆動軸１１１（図１参照）に設けられた被動歯車１１２に代えて形成されるスプロケット（図示せず）との間でチェーン７３が係回される部位である。チェーン７３を介して外輪６５とフロント駆動軸１１１との間に動力が伝達される。

第１ローラ６６は円筒状に形成される部材であり、第１保持器６８により、軸心Ｏを含む面から一定角度傾斜して（軸心Ｏに対して一定のスキュー角に設定され）、第１外周軌道面６３ａ及び第１内周軌道面６５ａの円周方向に複数配設される。第２ローラ６７は円筒状に形成される部材であり、第２保持器９９により、軸心Ｏを含む面から第１ローラ６３と反対方向に一定角度傾斜して（軸心Ｏに対して一定のスキュー角に設定され）、第２外周軌道面６４ａ及び第２内周軌道面６５ｂの円周方向に複数配設される。第１外周軌道面６３ａ及び第１内周軌道面６５ａに第１ローラ６６が係合することにより動力の伝達が行われ、第２外周軌道面６４ａ及び第２内周軌道面６５ｂに第２ローラ６７が係合することにより動力の伝達が行われる。

外輪６５は、第１内輪６３及び第２内輪６４と相対回転可能かつ軸方向に相対移動可能に構成されており、軸方向他方側（図１０右側）の径方向内側に段差状に形成された段部６５ｅが、出力軸１０３に対して移動不能に設けられたストッパ７２の径方向外側の軸方向端面に突き当たることにより、それ以上の外輪６５の軸方向他方側への移動が規制される。また、出力軸１０３の軸方向一方側（図１０左側）に設けられた鍔部１０３ａに、外輪６５と一体に形成された壁部６５ｄが突き当たることにより、それ以上の外輪６５の軸方向一方側への移動が規制される。ストッパ７２及び段部６５ｅは、第１外周軌道面６３ａ及び第１内周軌道面６５ａに第１ローラ６６が係合して捻じ込まれたときに、一定位置で外輪６５の軸方向移動を停止させ、一定以上のトルクがかからないようにするトルクリミッタの機能と、第１ローラ６６や第２ローラ６７の抜け出しを防止する機能とを有する。

なお、軸方向に移動可能に構成された外輪６５は、チェーン７３によりフロント駆動軸１１１と連係されている。チェーン７３は軸心Ｏに対して直交する方向に架け渡されているので、軸心Ｏ方向に柔軟性を有している。よって、チェーン７３は外輪６５の軸方向の変位に追随することができ、チェーン７３により外輪６５の軸方向移動の移動が規制されるのを防止できる。

外輪５の壁部６５ｄと第１内輪６３との間に皿ばね７０が挿入され、第１内輪６３と第２内輪６４との間に皿ばね７１が挿入されている。また、ストッパ７２の軸方向に貫通形成された孔部７２ａにピン７５が挿通されている。ストッパ７２からのピン７５の突出長さ及び皿ばね７０，７１の付勢力により、第１内輪６３及び第２内輪６４の軸方向位置を定めることができる。なお、皿ばね７１の付勢力は、皿ばね７０の付勢力より大きく設定されている。

移動手段７４は、ソレノイド５８の往復動に連動して出没するピン７５により、第１内輪６３及び第２内輪６４を連動して軸方向に移動させるための手段である。ソレノイド５８は、ロッド５９の押出長さを２段階に切り換えることができるので、移動板１７の位置によりピン７５の押出長さを変えることができる。その結果、第１内輪６３及び第２内輪６４は軸方向位置が異なる３つのポジションをとる（図１０、図１１（ａ）及び図１１（ｂ））。

図１０に示すポジション（ロッド５９の後退位置）では、皿ばね７０，７１により第１内輪６３及び第２内輪６４が軸方向他方側（図１０右側）に付勢される。このときには、第１内輪６３の第１外周軌道面３ａ及び第２内輪６４の第２外周軌道面４ａは、第１ローラ６６及び第２ローラ６７の外周面から離される。第１ローラ６６及び第２ローラ６７は、第１内輪６３、第２内輪６４及び外輪６５に対してフリー状態となるので、４輪駆動車１００は常に２輪駆動（後輪駆動）状態となる。

図１１（ａ）に示すポジション（ロッド５９の最大押出位置）では、皿ばね７０，７１の付勢力に抗してピン７５により軸方向一方側（図１１（ａ）左側）に第２内輪６４が移動され、皿ばね７１の付勢力により第１内輪６３が移動される。このときには、第１内輪６３の第１外周軌道面６３ａ及び第２内輪６４の第２外周軌道面６４ａは、第１ローラ６６及び第２ローラ６７の外周面に押し付けられる。この場合、４輪駆動車１００は前進走行、コースティング走行および後退走行のとき、いずれも４輪駆動状態となる。

図１１（ｂ）に示すポジション（ロッド５９の中間位置）では、皿ばね７１の付勢力により、軸方向他方側（図１１（ｂ）右側）に第２内輪６４が押され、軸方向一方側（図１１（ａ）左側）に第１内輪６３が押される。このときには、第１内輪６３の第１外周軌道面６３ａは第１ローラ６６の外周面に押し付けられる一方、第２内輪６４の第２外周軌道面６４ａは第２ローラ６７の外周面から離される。この場合、４輪駆動車１００を前進走行させる回転動力を出力軸１０３に入力すると、第１ローラ６６はロック（係合）して４輪駆動状態となる。一方、第２ローラ６７は、第２内輪６４及び外輪６５に対してフリー状態となるので、コースティング走行や後退走行のときには２輪駆動（後輪駆動）状態となる。皿ばね７０の付勢力より皿ばね７１の付勢力が大きく設定されているので、第１ローラ６６が係合した状態で、皿ばね７１の付勢力により第２ローラ６７の係合を解除できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

上記各実施の形態では、エンジン１０１を駆動源とする４輪駆動車１００について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、エンジン及びモータを駆動源とする４輪駆動車、モータを駆動源とする４輪駆動車等に適用することは当然可能である。

上記各実施の形態では、第１内輪３，２３，５３，６３及び第２内輪４，２４，５４，６４に出力軸１０３の動力が伝達され、外輪５，６５から前輪駆動系に動力が伝達される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。外輪５，６５から径方向内側に向かって延びる連結部を設け、その連結部を出力軸１０３と連結する一方、出力軸１０３と外輪との間に内輪を設けるようにすることは当然可能である。その場合、内輪の軸方向端面を軸方向に延設して、外輪の軸方向端面より軸方向外側に延びる延設部を設け、その延設部の外周面にギヤやスプロケットを設ける。これにより、軸方向長は大きくなるが、本実施の形態と同様の作用効果を実現できる。

上記各実施の形態では、内輪を軸方向に２つに分けて第１内輪３，２３，５３，６３及び第２内輪４，２４，５４，６４とし、それらの径方向外側に位置する外輪５，６５は軸方向に分けずに一体とする場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。（１）外輪５，６５を軸方向に２つに分けて第１外輪および第２外輪とし、それらの径方向内側に位置する内輪は軸方向に分けずに一体とするもの、（２）内輪および外輪の双方を軸方向に２つに分けて第１内輪、第２内輪、第１外輪及び第２外輪を設け、第１内輪の径方向外側に第１外輪を配置すると共に、第２内輪の径方向外側に第２外輪を配置するもの等を採用することは当然可能である。これらの場合も、本実施の形態と同様の作用効果を実現できる。

なお、上記各実施の形態では、外輪５，６５を軸方向に分けずに一体とする場合について説明したので、被動歯車１１２又はチェーン７３と係合する単一のギヤ５ｃ又はスプロケット６５ｃを設けているが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、外輪５，６５を軸方向に２つに分けて第１外輪および第２外輪とする場合には、第１外輪および第２外輪の各々にギヤ又はスプロケットを設けることが必要である。第１外輪および第２外輪の各々とフロント駆動軸１１１との間で動力伝達をするためである。但し、外輪５，６５を軸方向に２つに分けて第１外輪および第２外輪とする場合であっても、第１外輪および第２外輪が連結され一体的に回転するように構成されている場合には、第１外輪または第２外輪の一方にギヤ又はスプロケットを設けることができる。

上記各実施の形態では、第１外周軌道面３ａ，６３ａ、第２外周軌道面４ａ，６４ａ（外周軌道面）、第１内周軌道面５ａ，６５ａ、第２内周軌道面５ｂ，６５ｂ（内周軌道面）を単葉回転双曲面で形成し、円筒状の第１ローラ６，６６及び第２ローラ７，６７（ローラ）を採用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の形態における外周軌道面、内周軌道面およびローラを採用することは当然可能である。他の形態としては、例えば外周軌道面および内周軌道面を単葉回転双曲面で形成しローラを円錐状とするもの、外周軌道面および内周軌道面を円錐状面とするもの、外周軌道面または内周軌道面を円筒状としたり、ローラを鼓状、太鼓状や円筒状としたりするもの等が挙げられる。

なお、内周軌道面および外周軌道面をローラの外周面と線接触する単葉回転双曲面または円錐状面として形成することが望ましい。軌道面の形状を単純な円錐状面とすることにより、内周軌道面および外周軌道面の加工を容易にできるからである。また、軌道面を単葉回転双曲面とすることにより、軌道面を円錐状面とする場合と比較して耐久性を向上できる。即ち、スキュー角を有するローラを軌道面（単葉回転双曲面）に係合させるときには、ローラの軸方向の撓み量が小さくてもローラと軌道面とを線接触させることができるので、ローラ径を大きくすることができると同時に接触面積を大きくできる（線接触長さを大きくできる）からである。

上記実施の形態では、ギヤ５ｃ及び被動歯車１１２を一対のヘリカルギヤ（斜歯ギヤ）で構成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、歯すじが軸心Ｏと非平行となるように歯を形成し軸方向力（スラスト）が発生するものであれば、他のギヤを採用することは当然可能である。他のギヤとしては、例えば、かさ歯車、ねじ歯車等を挙げることができる。

上記各実施の形態では、４輪駆動車１００に配設される断続手段として、スプラインクラッチ式の断続装置１１６を設ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他のクラッチ方式の断続装置を採用することは当然可能である。他のクラッチ方式としては、例えばドグクラッチ式、円錐摩擦クラッチ式等を挙げることができる。
＜その他＞
＜手段＞
技術的思想１の動力伝達装置は、駆動源からの動力を出力軸により後輪駆動系に伝達する一方、前記出力軸の動力を前輪駆動系に遮断可能に伝達するクラッチを備える４輪駆動車用の動力伝達装置であって、前記クラッチは、前記出力軸の径方向外側に配設される第１内輪と、その第１内輪の径方向外側に配設される第１外輪と、その第１外輪の内周面に形成される第１内周軌道面と、その第１内周軌道面に対向すると共に前記第１内輪の外周面に形成される第１外周軌道面と、その第１外周軌道面と前記第１内周軌道面との間に介設され、前記第１内輪および前記第１外輪の所定方向の相対回転により前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面に係合して回転動力を伝達する複数の第１ローラと、その複数の第１ローラを、前記出力軸の軸心を含む面から所定角度傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持する第１保持器とを備え、前記第１内輪または前記第１外輪の一方は、前記出力軸と一体回転可能に構成され、前記第１内輪または前記第１外輪の他方は、前記第１内輪または前記第１外輪の一方に対して相対回転可能および軸方向に相対移動可能に構成されると共に、前記第１内輪または前記第１外輪の他方と一体回転可能に構成されるスプロケット又はギヤを備え、そのスプロケットは、前記前輪駆動系に動力を伝達する無端状のチェーンと係合し、前記ギヤは、前記軸心に対して歯すじが非平行となるように所定のねじれ角を有する歯が形成され、前記前輪駆動系に動力を伝達する被動歯車と係合し、前記ギヤのねじれ方向は、前記被動歯車と係合して動力を伝達するときの前記ギヤに生じるスラスト力の方向と、前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面に前記第１ローラが係合して動力を伝達するときの前記第１内輪または前記第１外輪の他方が移動する方向とを一致させるように設定され、前記後輪駆動系の回転速度が前記前輪駆動系の回転速度より大きいときに前記出力軸の動力を前記前輪駆動系に伝達可能に構成されている。
技術的思想２記載の動力伝達装置は、技術的思想１記載の動力伝達装置において、前記クラッチは、前記出力軸の径方向外側に配設されると共に、前記第１内輪の軸方向に並設される第２内輪と、その第２内輪の径方向外側に配設されると共に、前記第１外輪の軸方向に並設される第２外輪と、その第２外輪の内周面に形成される第２内周軌道面と、その第２内周軌道面に対向すると共に前記第２内輪の外周面に形成される第２外周軌道面と、前記第２外周軌道面と前記第２内周軌道面との間に介設され、前記第１ローラが係合する方向と反対方向の前記第２内輪および前記第２外輪の相対回転により前記第２内周軌道面および前記第２外周軌道面に係合して回転動力を伝達する複数の第２ローラと、その複数の第２ローラを、前記出力軸の軸心を含む面から所定角度傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持する第２保持器とを備え、前記第２内輪または前記第２外輪の一方は、前記出力軸と一体回転可能に構成され、前記第２内輪または前記第２外輪の他方は、前記第２内輪または前記第２外輪の一方に対して相対回転可能および軸方向に相対移動可能に構成されると共に、前記スプロケット又は前記ギヤと共に前記第１内輪または前記第１外輪の他方と一体回転可能に構成され、前記第１内輪または前記第１外輪の他方、及び、それに並設される前記第２内輪または前記第２外輪を連動して軸方向に移動させる移動手段を備えている。
技術的思想３記載の動力伝達装置は、技術的思想２記載の動力伝達装置において、前記移動手段は、往復運動をするソレノイド又は回転運動をするモータの駆動力により前記第１内輪または前記第１外輪の他方、及び、それに並設される前記第２内輪または前記第２外輪を軸方向移動する。
技術的思想４記載の動力伝達装置は、技術的思想３記載の動力伝達装置において、前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面に前記第１ローラが係合して回転動力を伝達するときの前記第１内輪または前記第１外輪の軸方向の移動方向に前記第１内輪または前記第１外輪を付勢する第１弾性部材と、前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面と前記第１ローラとの係合を解除するときに、前記第１弾性部材による前記第１内輪または前記第１外輪の付勢を前記ソレノイド又は前記モータを作動させて解除する第１付勢解除手段とを備えている。
技術的思想５記載の動力伝達装置は、技術的思想３記載の動力伝達装置において、前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面と前記第１ローラとの係合を阻止する方向に前記第１内輪または前記第１外輪を軸方向に付勢する第２弾性部材と、前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面に前記第１ローラを係合するときに、前記第２弾性部材による前記第１内輪または前記第１外輪の付勢を前記ソレノイド又は前記モータを作動させて解除する第２付勢解除手段とを備えている。
技術的思想６記載の動力伝達装置は、技術的思想１から５のいずれかに記載の動力伝達装置において、前記第１外周軌道面および前記第１内周軌道面に前記第１ローラが係合するときの前記第１内輪または前記第１外輪の軸方向移動量を規制する移動規制手段を備えている。
技術的思想７記載の動力伝達装置は、技術的思想１から６のいずれかに記載の動力伝達装置において、前記クラッチから前記前輪駆動系までの動力伝達経路に配置され、動力の伝達を断続する断続手段を備えている。
＜効果＞
技術的思想１記載の４輪駆動車用の動力伝達装置によれば、駆動源からの動力が出力軸により後輪駆動系に伝達される一方、出力軸の動力を前輪駆動系に遮断可能に伝達するクラッチを備えるものであり、そのクラッチは、出力軸の径方向外側に第１内輪が配設され、その第１内輪の径方向外側に第１外輪が配設される。その第１外輪の内周面に第１内周軌道面が形成され、その第１内周軌道面に対向する第１外周軌道面が第１内輪の外周面に形成される。第１外周軌道面と第１内周軌道面との間に介設される複数の第１ローラは、第１保持器により、出力軸の軸心を含む面から所定角度傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持される。
第１内輪または第１外輪の一方は出力軸と一体回転可能に構成されるので、駆動源からの動力が出力軸に伝達されると、動力は、第１内輪または第１外輪の一方および後輪駆動系に伝達される。第１内輪または第１外輪の他方は、第１内輪または第１外輪の一方に対して相対回転可能に構成されているので、第１内輪または第１外輪の一方に動力を伝達し、第１内輪および第１外輪に所定方向の相対回転を与えると、第１ローラは第１内周軌道面および第１外周軌道面に案内されて自転しつつ出力軸の回りを公転する。その第１ローラの回転に案内されて、第１内輪または第１外輪の他方は径方向に弾性変形しながら、第１内輪または第１外輪の一方に対して軸方向に相対移動する。第１内周軌道面および第１外周軌道面に複数の第１ローラが係合すると、第１内輪、第１外輪および第１ローラが一体に回転し回転動力が伝達される。
第１内輪または第１外輪の他方は、第１内輪または第１外輪の他方と一体回転可能なスプロケット又はギヤを備えている。スプロケットは、前輪駆動系に動力を伝達するチェーンと係合する。チェーンは巻き掛け方向と交差する方向に変位できるので、第１内輪または第１外輪の他方の軸方向移動に追随できる。
また、ギヤは、軸心に対して歯すじが非平行となるように所定のねじれ角を有する歯が形成され、前輪駆動系に動力を伝達する被動歯車と係合する。ギヤのねじれ方向は、被動歯車と係合して動力を伝達するときのギヤに生じるスラスト力の方向と、第１内周軌道面および第１外周軌道面に第１ローラが係合して動力を伝達するときの第１内輪または第１外輪の他方が移動する方向とを一致させるように設定される。よって、第１内輪または第１外輪の他方の軸方向移動に伴いギヤが軸方向に移動するときに、歯面のねじれ角によるギヤのスラスト力によって第１内輪または第１外輪の他方の軸方向移動を規制することを防止できる。
以上のように、第１内輪または第１外輪の他方と一体回転可能なスプロケット又はギヤを備えることにより、第１内輪または第１外輪の他方が軸方向に移動できなくなることを防止できる。即ち、第１内周軌道面および第１外周軌道面に第１ローラが係合できなくなることを防止できるので、後輪駆動系の回転速度が前輪駆動系の回転速度より大きいときに第１内輪および第１外輪に第１ローラが係合して、出力軸の動力を前輪駆動系に伝達する４輪駆動状態にできる。
第１ローラが第１内輪および第１外輪に係合するときには、第１ローラは第１内輪の第１外周軌道面および第１外輪の第１内周軌道面を転動すると共に、第１外周軌道面および第１内周軌道面は径方向に弾性変形する。第１ローラの転動や第１内輪および第１外輪の弾性変形により切り換え時の衝撃が吸収されるので、２輪駆動状態から４輪駆動状態へスムーズに切り換えられる効果がある。
技術的思想２記載の動力伝達装置によれば、クラッチは、出力軸の径方向外側に配設される第２内輪が第１内輪の軸方向に並設され、その第２内輪の径方向外側に配設される第２外輪が第１外輪の軸方向に並設される。第２外輪の内周面に第２内周軌道面が形成され、その第２内周軌道面に対向する第２外周軌道面が第２内輪の外周面に形成される。その第２外周軌道面と第２内周軌道面との間に複数の第２ローラが介設される。複数の第２ローラは、第２保持器により、出力軸の軸心を含む面から所定角度傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持され、第１ローラが係合する方向と反対方向の第２内輪および第２外輪の相対回転により第２内周軌道面および第２外周軌道面に係合して回転動力を伝達する。
第２内輪または第２外輪の一方は出力軸と一体回転可能に構成され、第２内輪または第２外輪の他方は、第２内輪または第２外輪の一方に対して相対回転可能および軸方向に相対移動可能に構成される。第２内輪または第２外輪の他方は、スプロケット又はギヤと共に第１内輪または第１外輪の他方と一体回転可能に構成されるので、前進走行のときに第１内輪、第１外輪および第１ローラが係合可能となるように設定すれば、第２内輪、第２外輪および第２ローラを、コースティング走行や後退走行のときに係合可能となるように設定できる。第１内輪または第１外輪の他方、及び、それに並設される第２内輪または第２外輪を連動して移動手段により軸方向に移動させることができるので、前進走行、コースティング走行、後退走行等における駆動輪の切り換えを適宜行うことができる。よって、技術的思想１の効果に加え、駆動輪の選択の幅を広げる効果がある。
技術的思想３記載の動力伝達装置によれば、移動手段は、往復運動をするソレノイド又は回転運動をするモータの駆動力により第１内輪または第１外輪の他方、及び、それに並設される第２内輪または第２外輪を軸方向移動するので、技術的思想２の効果に加え、動力伝達装置を小型・軽量化できる効果がある。
技術的思想４記載の動力伝達装置によれば、第１内周軌道面および第１外周軌道面に第１ローラが係合して回転動力を伝達するときの第１内輪または第１外輪の軸方向の移動方向に、第１弾性部材により第１内輪または第１外輪が付勢される。第１内周軌道面および第１外周軌道面と第１ローラとの係合を解除するときに、第１付勢解除手段によりソレノイド又はモータを作動させて、第１弾性部材による第１内輪または第１外輪の付勢が解除される。その結果、技術的思想３の効果に加え、ソレノイド又はモータを作動させて、第１内周軌道面および第１外周軌道面と第１ローラとの係合を解除し、回転動力の伝達を遮断できる効果がある。
技術的思想５記載の動力伝達装置によれば、第１内周軌道面および第１外周軌道面と第１ローラとの係合を阻止する方向に、第２弾性部材により軸方向に第１内輪または第１外輪が付勢される。第１内周軌道面および第１外周軌道面に第１ローラを係合するときに、第２付勢解除手段によりソレノイド又はモータを作動させて、第２弾性部材による第１内輪または第１外輪の付勢が解除される。その結果、技術的思想３の効果に加え、ソレノイド又はモータを作動させて、第１内周軌道面および第１外周軌道面と第１ローラとを係合させ、回転動力を伝達できる効果がある。
技術的思想６記載の動力伝達装置によれば、第１外周軌道面および第１内周軌道面に第１ローラが係合するときの第１内輪または第１外輪の軸方向移動量が移動規制手段により規制されるので、規制された軸方向移動量を超えて軸方向に移動しなければ伝達できないような過大なトルク（ピークトルク）が出力軸に入力されたときには、第１ローラは、第１外周軌道面および第１内周軌道面に係合不能となる。これにより、前輪駆動系にピークトルクが伝達されることを阻止できるので、技術的思想１から５のいずれかの効果に加え、ピークトルクを考慮して前輪駆動系の構造を設計する必要をなくし、前輪駆動系を小型・軽量化できる効果がある。
技術的思想７記載の動力伝達装置によれば、動力の伝達を断続する断続手段が、クラッチから前輪駆動系までの動力伝達経路に配設される。断続手段により前輪駆動系の回転を停止することによって、２輪駆動時（後輪駆動）の回転によるフリクションロス及びユニット内のオイル撹拌によるエネルギーロスをなくすことができる。その結果、技術的思想１から６のいずれかの効果に加え、後輪駆動（２輪駆動状態）のときの燃費の向上を図ることができる。なお、４輪駆動が必要なときには、クラッチを締結して前輪駆動系の回転数を上昇させた後、断続手段を締結することで４輪駆動状態にできるので、駆動輪の選択の幅を広げられる効果がある。

１ 動力伝達装置
２，２２，５２，６２ クラッチ
３，２３，５３，６３ 第１内輪
３ａ，６３ａ 第１外周軌道面
４，２４，５４，６４ 第２内輪
４ａ，６４ａ 第２外周軌道面
５，６５ 外輪（第１外輪、第２外輪）
５ａ，６５ａ 第１内周軌道面
５ｂ，６５ｂ 第２内周軌道面
５ｃ ギヤ
５ｃ１ 歯
５ｄ，５ｅ 段部（移動規制手段の一部）
６，６６ 第１ローラ
７，６７ 第２ローラ
８，６８ 第１保持器
９，６９ 第２保持器
１０，１２，２５，２７，５６，７２ ストッパ（移動規制手段の一部）
１１，７１ 皿ばね（第１弾性部材）
１３，２９，５７，７４ 移動手段
１４，５８ ソレノイド
２６ コイルばね（第１弾性部材）
３０ モータ
５５ コイルばね（第２弾性部材）
６５ｃ スプロケット
７０ 皿ばね（第２弾性部材）
７３ チェーン
１００ ４輪駆動車
１０１ エンジン（駆動源）
１０３ 出力軸
１０４ 後輪差動装置（後輪駆動系の一部）
１０５ 左後輪駆動軸（後輪駆動系の一部）
１０６ 右後輪駆動軸（後輪駆動系の一部）
１１２ 被動歯車
１１３ 前輪差動装置（前輪駆動系の一部）
１１４ 左前輪駆動軸（前輪駆動系の一部）
１１５ 右前輪第１駆動軸（前輪駆動系の一部）
１１６ 断続装置（断続手段）
１１７ 右前輪第２駆動軸（前輪駆動系の一部）
Ｏ 軸心

Claims (7)

1. 駆動源からの動力を出力軸により後輪駆動系に伝達する一方、前記出力軸の動力を前輪駆動系に遮断可能に伝達するクラッチを備える４輪駆動車用の動力伝達装置であって、
   前記クラッチは、
   前記出力軸の径方向外側に配設される第１内輪と、
   その第１内輪の径方向外側に配設される第１外輪と、
   その第１外輪の内周面に形成される第１内周軌道面と、
   その第１内周軌道面に対向すると共に前記第１内輪の外周面に形成される第１外周軌道面と、
   その第１外周軌道面と前記第１内周軌道面との間に介設され、前記第１内輪および前記第１外輪の所定方向の相対回転により前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面に係合して回転動力を伝達する複数の第１ローラと、
   その複数の第１ローラを、前記出力軸の軸心を含む面から所定角度傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持する第１保持器とを備え、
   前記第１内輪または前記第１外輪の一方は、前記出力軸と一体回転可能に構成され、
   前記第１内輪または前記第１外輪の他方は、前記第１内輪または前記第１外輪の一方に対して相対回転可能および軸方向に相対移動可能に構成されると共に、前記第１内輪または前記第１外輪の他方と一体回転可能に構成されるギヤを備え、
   前記ギヤは、前記軸心に対して歯すじが非平行となるように所定のねじれ角を有する歯が形成され、前記前輪駆動系に動力を伝達する被動歯車と係合し、
   前記ギヤのねじれ方向は、前記被動歯車と係合して動力を伝達するときの前記ギヤに生じるスラスト力の方向と、前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面に前記第１ローラが係合して動力を伝達するときの前記第１内輪または前記第１外輪の他方が移動する方向とを一致させるように設定され、
   前記後輪駆動系の回転速度が前記前輪駆動系の回転速度より大きいときに前記出力軸の動力を前記前輪駆動系に伝達可能に構成され、
   前記被動歯車が駆動側、前記ギヤが被動側となって前記ギヤに発生する軸方向力は、前記第１ローラの回転による前記第１内輪および前記第１外輪の引き離し力より先に前記第１内輪または前記第１外輪に作用することを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記クラッチは、
   前記出力軸の径方向外側に配設されると共に、前記第１内輪の軸方向に並設される第２内輪と、
   その第２内輪の径方向外側に配設されると共に、前記第１外輪の軸方向に並設される第２外輪と、
   その第２外輪の内周面に形成される第２内周軌道面と、
   その第２内周軌道面に対向すると共に前記第２内輪の外周面に形成される第２外周軌道面と、
   前記第２外周軌道面と前記第２内周軌道面との間に介設され、前記第１ローラが係合する方向と反対方向の前記第２内輪および前記第２外輪の相対回転により前記第２内周軌道面および前記第２外周軌道面に係合して回転動力を伝達する複数の第２ローラと、
   その複数の第２ローラを、前記出力軸の軸心を含む面から所定角度傾斜させつつ周方向に互いに間隔をあけて保持する第２保持器とを備え、
   前記第２内輪および前記第１内輪は、前記出力軸と一体回転可能に構成され、
   前記第２外輪は、前記第２内輪に対して相対回転可能および軸方向に相対移動可能に構成されると共に、前記ギヤと共に前記第１外輪と一体回転可能に構成され、
   前記第１内輪、及び、それに並設される前記第２内輪を連動して軸方向に移動させる移動手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
3. 前記移動手段は、往復運動をするソレノイド又は回転運動をするモータの駆動力により前記第１内輪、及び、それに並設される前記第２内輪を軸方向移動することを特徴とする請求項２記載の動力伝達装置。
4. 前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面に前記第１ローラが係合して回転動力を伝達するときの前記第１内輪の軸方向の移動方向に前記第１内輪を付勢する第１弾性部材と、
   前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面と前記第１ローラとの係合を解除するときに、前記第１弾性部材による前記第１内輪の付勢を前記ソレノイド又は前記モータを作動させて解除する第１付勢解除手段とを備えていることを特徴とする請求項３記載の動力伝達装置。
5. 前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面と前記第１ローラとの係合を阻止する方向に前記第１内輪を軸方向に付勢する第２弾性部材と、
   前記第１内周軌道面および前記第１外周軌道面に前記第１ローラを係合するときに、前記第２弾性部材による前記第１内輪の付勢を前記ソレノイド又は前記モータを作動させて解除する第２付勢解除手段とを備えていることを特徴とする請求項３記載の動力伝達装置。
6. 前記第１外周軌道面および前記第１内周軌道面に前記第１ローラが係合するときの前記第１内輪または前記第１外輪の軸方向移動量を規制する移動規制手段を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の動力伝達装置。
7. 前記クラッチから前記前輪駆動系までの動力伝達経路に配置され、動力の伝達を断続する断続手段を備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の動力伝達装置。

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