JP6822183B2 - 駆動力配分装置 - Google Patents

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Description

本発明は、入力された駆動力を第１及び第２の出力回転部材から出力する車両用の駆動力配分装置に関する。
従来、入力された駆動力を第１及び第２の出力回転部材から出力する駆動力配分装置が例えば四輪駆動車に搭載されている。この種の駆動力配分装置には、第１の出力回転部材から出力する駆動力と第２の出力回転部材から出力する駆動力との配分比を車両走行状態に応じて調整可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の駆動力配分装置（左右駆動力配分ユニット）は、駆動力が入力されるドライブピニオン、及びドライブピニオンとギヤ軸を直交させて噛み合うリングギヤからなる直交歯車対と、リングギヤを貫通して車幅方向に延在する中央車軸と、中央車軸に対して軸線方向に移動可能な可動スリーブの移動位置に応じてリングギヤと中央車軸との間を断接するクラッチと、可動スリーブを移動させるアクチュエータと、中央車軸と左右の後輪との間の伝達トルクをそれぞれ制御する摩擦係合式の左カップリング及び右カップリングと、これらを収容するユニットケースとを備えている。
特開２０１５−１２０５０１号公報
特許文献１に記載の駆動力配分装置では、ハイポイドギヤからなるリングギヤがドライブピニオンとの噛み合い部のギヤ背面側に延びる円筒状の軸部を有し、この軸部に嵌合された軸受を介してユニットケースに回転可能に支持されている。この構成では、リングギヤが片持ちとなるので、リングギヤの支持剛性を十分に確保することが難しく、リングギヤに伝達される駆動力によっては、ドライブピニオンとの噛み合い精度が低下して振動や騒音が発生するおそれがある。また、軸受を大型化してリングギヤの支持剛性を確保すれば、装置の大型化や重量の増大を招来してしまう。
そこで、本発明は、装置の大型化や重量の増大を抑制しながら直交歯車対の支持剛性を確保することが可能な駆動力配分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、入力される駆動力を第１及び第２の出力回転部材から出力する駆動力配分装置であって、ピニオンギヤ部が一端部に設けられ、駆動力が入力される第１のギヤ部材と、前記ピニオンギヤ部とギヤ軸を直交させて噛み合うリングギヤ部、及び前記リングギヤ部の回転軸線と平行な中心軸を有する筒部を有し、前記リングギヤ部と前記筒部とが一体に回転する第２のギヤ部材と、前記ピニオンギヤ部及び前記リングギヤ部を含む前記第１及び第２のギヤ部材のそれぞれの少なくとも一部を収容するケーシングと、前記第２のギヤ部材と同軸上で相対回転可能に配置された中間回転部材と、前記中間回転部材が前記第２のギヤ部材と一体に回転する連結状態と、前記中間回転部材が前記第２のギヤ部材と相対回転可能な非連結状態とを切り替えるアクチュエータと、前記連結状態において前記中間回転部材から前記第１の出力回転部材に伝達される駆動力を調整可能な第１の駆動力調整機構と、前記連結状態において前記中間回転部材から前記第２の出力回転部材に伝達される駆動力を調整可能な第２の駆動力調整機構と、前記アクチュエータによって前記第２のギヤ部材及び前記中間回転部材に対して前記回転軸線方向に相対移動するクラッチ部材とを備え、前記第２のギヤ部材は、前記リングギヤ部の前記ピニオンギヤ部との噛み合い部を前記回転軸線方向に挟む２位置において前記筒部が前記ケーシングとの間に配置された一対の軸受によって回転可能に支持されており、前記中間回転部材は、前記クラッチ部材と噛み合う噛み合い部を有し、前記第２のギヤ部材は、前記筒部の内周面に前記クラッチ部材と噛み合う噛み合い部を有し、前記クラッチ部材は、前記第２のギヤ部材及び前記中間回転部材の両前記噛み合い部に噛み合う連結位置と、前記第２のギヤ部材及び前記中間回転部材の両前記噛み合い部のうち少なくとも一方の前記噛み合い部に噛み合わない非連結位置との間を進退移動する、駆動力配分装置を提供する。
本発明に係る駆動力配分装置によれば、装置の大型化や重量の増大を抑制しながら直交歯車対の支持剛性を確保することが可能となる。
本発明の第１の実施の形態に係る駆動力配分装置が搭載された四輪駆動車の構成例を模式的に示す構成図である。 第１の実施の形態に係る駆動力配分装置の構成例を示す全体断面図である。 図２の一部を拡大して示す拡大図である。 図２の一部を拡大して示す拡大図である。 本発明の第２の実施の形態に係る駆動力配分装置の構成例を示す全体断面図である。 図５における第１及び第２の駆動力調整機構及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。 （ａ）は、図５におけるリングギヤ部材とクラッチ部材との噛み合い部及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。（ｂ）及び（ｃ）は、リングギヤ部材とクラッチ部材との噛み合い部を模式的に示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態に係る駆動力配分装置の構成例を示す全体断面図である。 図８におけるクラッチ部材及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動力配分装置が搭載された四輪駆動車の構成例を模式的に示す構成図である。
四輪駆動車１００は、走行用の駆動力を発生させる駆動源としてのエンジン１０２、トランスミッション１０３、左右一対の主駆動輪としての前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び左右一対の補助駆動輪としての後輪１０５Ｌ，１０５Ｒと、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達可能な駆動力伝達系１０１と、制御装置９とを備えている。
この四輪駆動車１００は、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達する四輪駆動状態と、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのみに伝達する二輪駆動状態とを切り替え可能である。なお、本実施の形態において、各符号における「Ｌ」及び「Ｒ」は、車両の前進方向に対する左側及び右側の意味で使用している。
駆動力伝達系１０１は、フロントディファレンシャル１１と、駆動力の伝達を遮断可能な噛み合いクラッチ１２と、車両前後方向に延在するプロペラシャフト１０８と、駆動力配分装置１と、前輪側のドライブシャフト１０６Ｌ，１０６Ｒと、後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒとを有する。前輪１０４Ｌ，１０４Ｒには、エンジン１０２の駆動力が常に伝達される。後輪１０５Ｌ，１０５Ｒには、噛み合いクラッチ１２、プロペラシャフト１０８、及び駆動力配分装置１を介してエンジン１０２の駆動力が伝達される。駆動力配分装置１は、エンジン１０２の駆動力を左右の後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに断続可能かつ差動を許容して配分することが可能である。
フロントディファレンシャル１１は、一対の前輪側のドライブシャフト１０６Ｌ，１０６Ｒにそれぞれ連結された一対のサイドギヤ１１１、一対のサイドギヤ１１１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１１２、一対のピニオンギヤ１１２を支持するピニオンギヤ支持部材１１３、及びこれら一対のサイドギヤ１１１と一対のピニオンギヤ１１２とピニオンギヤ支持部材１１３を収容するフロントデフケース１１４を有している。フロントデフケース１１４には、トランスミッション１０３で変速されたエンジン１０２の駆動力が伝達される。
噛み合いクラッチ１２は、フロントデフケース１１４と一体に回転する第１回転部材１２１と、第１回転部材１２１と軸方向に並んで配置された第２回転部材１２２と、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とを相対回転不能に連結することが可能なスリーブ１２３と、制御装置９により制御されるアクチュエータ１２０とを有している。スリーブ１２３は、アクチュエータ１２０により、第１回転部材１２１及び第２回転部材１２２に噛み合う連結位置と、第２回転部材１２２にのみ噛み合う非連結位置との間を軸方向に移動する。スリーブ１２３が連結位置にあるとき、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とが相対回転不能に連結され、スリーブ１２３が非連結位置にあるとき、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とが相対回転自在となる。
プロペラシャフト１０８は、エンジン１０２の駆動力をフロントデフケース１１４から噛み合いクラッチ１２を介して受けて駆動力配分装置１側に伝達する。プロペラシャフト１０８の両端部には、一対のユニバーサルジョイント１０９が取り付けられている。車両前方側のユニバーサルジョイント１０９は、噛み合いクラッチ１２の第２回転部材１２２に設けられたリングギヤ部１２２ａに噛み合うピニオンギヤシャフト１２４とプロペラシャフト１０８とを連結し、車両後方側のユニバーサルジョイント１０９は、プロペラシャフト１０８と後述する駆動力配分装置１のピニオンギヤシャフト２１とを連結している。
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１１を介して、一対の前輪側のドライブシャフト１０６Ｌ，１０６Ｒに駆動力を出力することにより、一対の前輪１０４Ｌ，１０４Ｒを駆動する。また、エンジン１０２は、トランスミッション１０３、噛み合いクラッチ１２、プロペラシャフト１０８、及び駆動力配分装置１を介して後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒに駆動力を出力することにより、一対の後輪１０５Ｌ，１０５Ｒを駆動する。
駆動力配分装置１は、本体部１０と、制御装置９により制御される電動モータ８０と、電動モータ８０の回転力により本体部１０に作動油を供給する油圧ユニット８１とを有して構成されている。油圧ユニット８１は、電動モータ８０を動力源とする油圧ポンプ、及び制御装置９により制御される複数の電磁弁を有している。
駆動力配分装置１は、ピニオンギヤシャフト２１に入力される駆動力を後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒに配分して出力する。ドライブシャフト１０７Ｌは左後輪１０５Ｌに連結され、ドライブシャフト１０７Ｒは右後輪１０５Ｒに連結されている。制御装置９は、例えば前輪１０４Ｌ，１０４Ｒの平均回転速度と後輪１０５Ｌ，１０５Ｒの平均回転速度との差である差動回転速度が高いほど、また運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量が大きいほど、後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに大きな駆動力が伝達されるように駆動力配分装置１を制御する。
（駆動力配分装置の構成）
図２は、駆動力配分装置１の構成例を示す全体断面図である。図３及び図４は、図２の一部を拡大して示す拡大図である。
駆動力配分装置１の本体部１０は、第１のギヤ部材としてのピニオンギヤシャフト２１、及び第２のギヤ部材としてのリングギヤ部材２２からなる直交歯車対２０と、第１乃至第４ケース部材２３〜２６からなるケーシング２と、リングギヤ部材２２と同軸上で相対回転可能に配置された中間回転部材３と、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒと、リングギヤ部材２２と中間回転部材３との間で駆動力を断続する駆動力断続機構５と、第１及び第２の出力回転部材６１，６２とを有している。
直交歯車対２０において、ピニオンギヤシャフト２１の回転軸線Ｏ１は車両前後方向に延び、リングギヤ部材２２の回転軸線Ｏ２は車両左右方向に延びている。駆動力断続機構５は、油圧ユニット８１から供給される作動油によって押圧力を発生するアクチュエータとしてのピストン５０と、ピストン５０の押圧力によって移動するクラッチ部材５１及び摩擦部材５２とを有している。図１では、ケーシング２、直交歯車対２０、中間回転部材３、ピストン５０、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒ、ならびにクラッチ部材５１を模式的に示している。
ケーシング２は、第１乃至第４ケース部材２３〜２６を図略のボルトによって締結して構成されている。第１ケース部材２３には電動モータ８０が収容され、第２ケース部材２４には油圧ユニット８１、直交歯車対２０、及び第２の駆動力調整機構４Ｒが収容されている。また、第３ケース部材２５には第１の駆動力調整機構４Ｌが収容され、第４ケース部材２６は第３ケース部材２５の開口を閉塞している。
ピニオンギヤシャフト２１には、プロペラシャフト１０８を介してエンジン１０２の駆動力が入力される。ピニオンギヤシャフト２１は、車両後方側のユニバーサルジョイント１０９（図１参照）に接続される円柱状の軸部２１１と、軸部２１１の一端部に設けられたピニオンギヤ部２１２とを一体に有している。ピニオンギヤシャフト２１の軸部２１１は、一対の円錐ころ軸受７１１，７１２によって第２ケース部材２４に支持されている。
リングギヤ部材２２は、ピニオンギヤシャフト２１のピニオンギヤ部２１２とギヤ軸を直交させて噛み合うリングギヤ部２２１、及びリングギヤ部２２１の回転軸線Ｏ２と平行な中心軸を有する筒部２２２とを有している。リングギヤ部２２１には、ハイポイドギヤとして形成された複数のギヤ歯が形成されている。なお、ピニオンギヤ部２１２及びリングギヤ部２２１は、ハイポイドギヤに限らず、例えば傘歯車などの直交系歯車を適宜用いることができる。筒部２２２の内周面には、複数のスプライン突起からなる噛み合い部２２２ａ（図３参照）が形成されている。リングギヤ部２２１と筒部２２２とは、ピニオンギヤシャフト２１から駆動力を受けて一体に回転する。本実施の形態では、リングギヤ部材２２が全体として一体に形成されているが、リングギヤ部材２２を複数の部分に分割してこれらを溶接等により一体化してもよい。
リングギヤ部材２２の筒部２２２は、リングギヤ部２２１におけるピニオンギヤ部２１２との噛み合い部のギヤ背面側及びギヤ歯面側にわたって延在している。図２及び図３では、図面左側がギヤ背面側にあたり、図面右側がギヤ歯面側にあたる。ケーシング２は、ピニオンギヤ部２１２及びリングギヤ部２２１を含むピニオンギヤシャフト２１及びリングギヤ部材２２のそれぞれの少なくとも一部を収容している。本実施の形態では、リングギヤ部材２２の全体が第２ケース部材２４に収容され、ピニオンギヤシャフト２１の軸部２１１の一端部が第２ケース部材２４から車両前方側に突出している。
リングギヤ部材２２は、リングギヤ部２２１におけるピニオンギヤ部２１２との噛み合い部を回転軸線Ｏ２方向に挟む２位置において、筒部２２２がケーシング２との間に配置された一対の軸受７１３，７１４によって回転可能に支持されている。本実施の形態では、一対の軸受７１３，７１４が円錐ころ軸受からなる。このうち一方の軸受７１３は、筒部２２２におけるギヤ背面側の端部を支持し、他方の軸受７１４は筒部２２２におけるギヤ歯面側の端部を支持している。
中間回転部材３は、リングギヤ部材２２と同軸上で相対回転可能に配置されている。本実施の形態では、中間回転部材３が、リングギヤ部材２２に伝達された駆動力を第１の駆動力調整機構４Ｌに伝達する第１の中間軸部材３１、及びリングギヤ部材２２に伝達された駆動力を第２の駆動力調整機構４Ｒに伝達する第２の中間軸部材３２からなる。
第１の中間軸部材３１は、図３に示すように、一端部がリングギヤ部材２２の筒部２２２の内側に収容された軸状の軸部３１１と、筒部２２２から突出した軸部３１１の外周面から径方向外方に張り出した環状板部３１２と、環状板部３１２の径方向外側の端部から回転軸線Ｏ２と平行な軸方向に延在する円筒部３１３とを一体に有している。軸部３１１の外周面には、複数のスプライン突起からなる噛み合い部３１１ａが設けられている。また、円筒部３１３の内周面には、複数のスプライン突起からなる噛み合い部３１３ａが設けられている。
第２の中間軸部材３２も同様に、一端部がリングギヤ部材２２の筒部２２２の内側に収容された軸状の軸部３２１と、筒部２２２から突出した軸部３２１の外周面から径方向外方に張り出した環状板部３２２と、環状板部３２２の径方向外側の端部から回転軸線Ｏ２と平行な軸方向に延在する円筒部３２３とを一体に有している。軸部３２１の外周面には、複数のスプライン突起からなる噛み合い部３２１ａが設けられている。また、円筒部３２３の内周面には、複数のスプライン突起からなる噛み合い部３２３ａが設けられている。第１の中間軸部材３１の軸部３１１と第２の中間軸部材３２の軸部３２１とは、回転軸線Ｏ２に沿って同軸上に配置され、リングギヤ部材２２の筒部２２２の内側で軸方向に向かい合っている。
第１の中間軸部材３１の環状板部３１２と第３ケース部材２５との間には、スラストころ軸受７１５が配置されている。また、第２の中間軸部材３２の軸部３２１とリングギヤ部材２２の筒部２２２との間には円筒ころ軸受７１６が配置され、第２の中間軸部材３２の環状板部３２２と第２ケース部材２４との間にはスラストころ軸受７１７が配置されている。
ピストン５０は、リングギヤ部材２２の筒部２２２の内側に配置され、リングギヤ部材２２及び中間回転部材３に対して回転軸線Ｏ２方向に相対移動可能である。また、ピストン５０は、その中心部に第１の中間軸部材３１の軸部３１１を挿通させる環状である。ケーシング２には、油圧ユニット８１に連通する第１及び第２の油路２ａ，２ｂが形成されている。ピストン５０は、このうち第１の油路２ａを介して油圧ユニット８１からシリンダ室２ｃに供給される作動油の油圧によって軸方向に移動する。第１及び第２の油路２ａ，２ｂは、例えばドリルによって第１乃至第４ケース部材２３〜２６に形成された孔によって形成されている。シリンダ室２ｃは、第２ケース部材２４に形成されている。
クラッチ部材５１は、第１の中間軸部材３１の軸部３１１及び第２の中間軸部材３２の軸部の３２１のそれぞれの一端部に外嵌された円筒部５１１と、円筒部５１１から径方向外側に向かって張り出した鍔部５１２とを一体に有している。クラッチ部材５１の鍔部５１２の外周面には、リングギヤ部材２２の筒部２２２の内周面に形成された噛み合い部２２２ａに噛み合う外側噛み合い部５１ａが形成されている。クラッチ部材５１の円筒部５１１の内周面には、第１及び第２の中間軸部材３１，３２の軸部３１１，３２１の外周面にそれぞれ形成された噛み合い部３１１ａ，３２１ａに噛み合う内側噛み合い部５１ｂが形成されている。また、クラッチ部材５１の円筒部５１１の外周面には、後述する摩擦部材５２に噛み合う摩擦部材噛み合い部５１ｃが形成されている。外側噛み合い部５１ａ、内側噛み合い部５１ｂ、及び摩擦部材噛み合い部５１ｃは、それぞれが軸方向に延びる複数のスプライン突起からなる。
クラッチ部材５１は、リングギヤ部材２２の筒部２２２におけるギヤ背面側及びギヤ歯面側のうち、ギヤ歯面側にあたる部分の内側に配置されている。より具体的には、回転軸線Ｏ２方向においてリングギヤ部２２１と軸受７１４との間にクラッチ部材５１が配置されている。クラッチ部材５１の円筒部５１１の軸方向端面と、第２の中間軸部材３２の軸部３２１の外周面に設けられた段差面との間には、第１のばね部材５３１が軸方向に圧縮された状態で配置されている。第１のばね部材５３１は、例えば平線材に波形状をつけながら螺旋状に巻き回してコイル状に形成されたコイルドウェーブスプリングからなる。
本実施の形態では、クラッチ部材５１の内側噛み合い部５１ｂが第１及び第２の中間軸部材３１，３２の噛み合い部３１１ａ，３２１ａに常時噛み合い、クラッチ部材５１が中間回転部材３と共に回転する。また、クラッチ部材５１は、ピストン５０によってリングギヤ部材２２及び中間回転部材３に対して回転軸線Ｏ２方向に相対移動し、外側噛み合い部５１ａがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ａに噛み合う連結位置と、外側噛み合い部５１ａがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ａに噛み合わない非連結位置との間を進退移動する。ピストン５０とクラッチ部材５１との間には、スラストころ軸受７１０が配置されている。
本実施の形態では、シリンダ室２ｃに作動油が供給されたとき、クラッチ部材５１がピストン５０に押圧されて連結位置に移動し、シリンダ室２ｃの圧力が減圧されてピストン５０による押圧力が低下したとき、クラッチ部材５１が第１のばね部材５３１の付勢力によって非連結位置に移動する。このように、ピストン５０は、中間回転部材３がリングギヤ部材２２と一体に回転する連結状態と、中間回転部材３がリングギヤ部材２２と相対回転可能な非連結状態とを切り替える。
クラッチ部材５１が連結位置にある場合には、クラッチ部材５１によってリングギヤ部材２２と第１及び第２の中間軸部材３１，３２とが相対回転不能に連結され、第１及び第２の中間軸部材３１，３２がリングギヤ部材２２と一体に回転する。一方、クラッチ部材５１が非連結位置にある場合には、リングギヤ部材２２と第１及び第２の中間軸部材３１，３２とが相対回転可能であり、リングギヤ部材２２と第１及び第２の中間軸部材３１，３２との間でトルクが伝達されない。
摩擦部材５２は、リングギヤ部材２２に対して回転軸線Ｏ２方向に相対移動することによって発生する摩擦力により、クラッチ部材５１によってリングギヤ部材２２と第１及び第２の中間軸部材３１，３２とを連結する際にリングギヤ部材２２と第１及び第２の中間軸部材３１，３２との相対回転速度を低下させる。これにより、クラッチ部材５１とリングギヤ部材２２との回転同期が容易となり、外側噛み合い部５１ａをリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ａに噛み合わせやすくなる。
摩擦部材５２は、クラッチ部材５１の円筒部５１１に外嵌された環状であり、図４に示すように、環状板部５２１と、環状板部５２１の外径側の端部から軸方向に延在する外周円筒部５２２とを一体に有している。環状板部５２１の内周面には、クラッチ部材５１の摩擦部材噛み合い部５１ｃに噛み合う複数のスプライン突起からなる噛み合い部５２１ａが形成されている。この構成により、摩擦部材５２は、クラッチ部材５１に対する相対回転が規制され、かつクラッチ部材５１に対して軸方向に相対移動可能である。
クラッチ部材５１の鍔部５１２から離間する方向への摩擦部材５２の移動は、クラッチ部材５１の円筒部５１１の外周面に嵌着された止め輪５１３によって規制されている。
摩擦部材５２の環状板部５２１とクラッチ部材５１の鍔部５１２との間には、第２のばね部材５３２が配置されている。第２のばね部材５３２は、摩擦部材５２をクラッチ部材５１の鍔部５１２から離間する方向に付勢している。第２のばね部材５３２の軸方向の自由長さは、止め輪５１３に当接した状態の摩擦部材５２の環状板部５２１とクラッチ部材５１の鍔部５１２との間の距離よりも大きい。このため、第２のばね部材５３２は、軸方向に圧縮された状態で配置されており、ピストン５０の押圧力をクラッチ部材５１を介して弾性的に摩擦部材５２に伝達する。第２のばね部材５３２は、例えばコイルドウェーブスプリングからなる。
摩擦部材５２の外周円筒部５２２の外周面は、リングギヤ部材２２の筒部２２２の内周面に形成された摩擦摺動対象面２２１ａに摩擦接触するテーパ状の摩擦面５２２ａとして形成されている。摩擦面５２２ａと摩擦摺動対象面２２１ａとは、ピストン５０の押圧力により互いに平行に面接触し、リングギヤ部材２２と第１及び第２の中間軸部材３１，３２との相対回転速度を低下させる摩擦力を発生させる。第２のばね部材５３２は、ピストン５０による押圧力により摩擦部材５２の摩擦面５２２ａをリングギヤ部材２２の摩擦摺動対象面２２１ａに弾接させる。ここで、弾接とは、弾性的に押し付けて接触させることをいう。摩擦部材５２は、クラッチ部材５１と共にピストン５０によって押圧されて、摩擦摺動対象面２２１ａとの間に摩擦力を発生させる。
第１の出力回転部材６１は、ドライブシャフト１０７Ｌが相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部６１１ａが内周面に形成された内側円筒部６１１と、内側円筒部６１１における軸方向略中央部の外周面から径方向外方に張り出した環状板部６１２と、環状板部６１２の径方向外側の端部から軸方向に延在する外側円筒部６１３とを一体に有している。外側円筒部６１３の外周面には、軸方向に延びる複数のスプライン突起からなる噛み合い部６１３ａが設けられている。第１の出力回転部材６１は、内側円筒部６１１の外周面と第４ケース部材２６の内面との間に配置された玉軸受７１８により、ケーシング２に回転可能に支持されている。
同様に、第２の出力回転部材６２は、ドライブシャフト１０７Ｒが相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部６２１ａが内周面に形成された内側円筒部６２１と、内側円筒部６２１における軸方向略中央部の外周面から径方向外方に張り出した環状板部６２２と、環状板部６２２の径方向外側の端部から軸方向に延在する外側円筒部６２３とを一体に有している。外側円筒部６２３の外周面には、軸方向に延びる複数のスプライン突起からなる噛み合い部６２３ａが設けられている。第２の出力回転部材６２は、内側円筒部６２１の外周面と第１ケース部材２３の内面との間に配置された玉軸受７１９により、ケーシング２に回転可能に支持されている。
第１の駆動力調整機構４Ｌは、中間回転部材３がリングギヤ部材２２と一体に回転する連結状態において、第１の中間軸部材３１から第１の出力回転部材６１に伝達される駆動力を調整可能である。同様に、第２の駆動力調整機構４Ｒは、中間回転部材３がリングギヤ部材２２と一体に回転する連結状態において、第２の中間軸部材３２から第２の出力回転部材６２に伝達される駆動力を調整可能である。第１の駆動力調整機構４Ｌ及び第２の駆動力調整機構４Ｒは、回転軸線Ｏ２方向において、リングギヤ部材２２を支持する一対の軸受７１３，７１４を挟む位置に配置されている。より具体的には、一対の軸受７１３，７１４のうちギヤ背面側の軸受７１３よりも左後輪１０５Ｌ側に第１の駆動力調整機構４Ｌが配置され、第２の駆動力調整機構４Ｒは、ギヤ歯面側の軸受７１４よりも右後輪１０５Ｒ側に配置されている。
第１の駆動力調整機構４Ｌは、第１の中間軸部材３１と一体に回転する複数のアウタクラッチプレート４１１、及び第１の出力回転部材６１と一体に回転する複数のインナクラッチプレート４１２からなる多板クラッチ４１と、ピストン４２１と、ピストン４２１と多板クラッチ４１との間に配置されたスラストころ軸受４２２及び押圧プレート４２３と、ピストン４２１を多板クラッチ４１から離間する方向に付勢するばね部材４２４とを有している。押圧プレート４２３の外周端部には、第１の中間軸部材３１の噛み合い部３１３ａに係合する複数の突起４２３ａが形成されている。本実施の形態では、ばね部材４２４が皿ばねからなる。ばね部材４２４は、第４ケース部材２６に嵌着された止め輪４２５により、ピストン４２１側とは反対側の端部が係止されている。
アウタクラッチプレート４１１の外周端部には、第１の中間軸部材３１の噛み合い部３１３ａに係合する複数の突起４１１ａが形成されている。また、インナクラッチプレート４１２の内周端部には、第１の出力回転部材６１の噛み合い部６１３ａに係合する複数の突起４１２ａが形成されている。アウタクラッチプレート４１１は、第１の中間軸部材３１に対して軸方向に相対移動可能であり、インナクラッチプレート４１２は、第１の出力回転部材６１に対して軸方向に相対移動可能である。複数のインナクラッチプレート４１２のうち最も押圧プレート４２３から遠い位置にあるインナクラッチプレート４１２と第１の中間軸部材３１の環状板部３１２との間には、受けプレート４１０が配置されている。
多板クラッチ４１は、ピストン４２１によって付与される押圧力に応じて複数のアウタクラッチプレート４１１及びインナクラッチプレート４１２の間に発生する摩擦力により、第１の中間軸部材３１から第１の出力回転部材６１に駆動力を伝達する。ピストン４２１は、第１の油路２ａを介して油圧ユニット８１からシリンダ室２ｄに供給される作動油の油圧を受け、この油圧による軸方向の移動力がばね部材４２４の付勢力よりも大きくなったとき、多板クラッチ４１側に移動する。シリンダ室２ｄは、第４ケース部材２６における第３ケース部材２５側の端面に形成された環状溝からなる。
同様に、第２の駆動力調整機構４Ｒは、第２の中間軸部材３２と一体に回転する複数のアウタクラッチプレート４３１、及び第２の出力回転部材６２と一体に回転する複数のインナクラッチプレート４３２からなる多板クラッチ４３と、ピストン４４１と、ピストン４４１と多板クラッチ４３との間に配置されたスラストころ軸受４４２及び押圧プレート４４３と、ピストン４４１を多板クラッチ４３から離間する方向に付勢するばね部材４４４とを有している。押圧プレート４４３の外周端部には、第２の中間軸部材３２の噛み合い部３２３ａに係合する複数の突起４４３ａが形成されている。ばね部材４４４は、皿ばねからなり、第１ケース部材２３に嵌着された止め輪４４５により、ピストン４４１側とは反対側の端部が係止されている。
アウタクラッチプレート４３１の外周端部には、第２の中間軸部材３２の噛み合い部３２３ａに係合する複数の突起４３１ａが形成されている。また、インナクラッチプレート４３２の内周端部には、第２の出力回転部材６２の噛み合い部６２３ａに係合する複数の突起４３２ａが形成されている。複数のインナクラッチプレート４３２のうち最も押圧プレート４４３から遠い位置にあるインナクラッチプレート４３２と第２の中間軸部材３２の環状板部３２２との間には、受けプレート４３０が配置されている。
第２の駆動力調整機構４Ｒは、第１の駆動力調整機構４Ｌと同様に動作し、第２の油路２ｂを介して油圧ユニット８１からシリンダ室２ｅに供給される作動油の油圧を受けたピストン４４１が多板クラッチ４３を押圧することにより、その押圧力に応じた駆動力を第２の中間軸部材３２から第２の出力回転部材６２に伝達する。シリンダ室２ｅは、第１ケース部材２３における第２ケース部材２４側の端面に形成された環状溝からなる。
ケーシング２の内部空間は、シール部材７２１〜７２９によって、直交歯車対２０を収容する第１収容部２０１と、第１の駆動力調整機構４Ｌを収容する第２収容部２０２と、第２の駆動力調整機構４Ｒを収容する第３収容部２０３とに区画されている。第２収容部２０２及び第３収容部２０３には、アウタクラッチプレート４１１，４３１とインナクラッチプレート４１２，４３２との摩擦摺動を潤滑するための潤滑油が封入されている。第１収容部２０１には、リングギヤ部２２１とピニオンギヤ部２１２との噛み合いを潤滑するための比較的粘度の高い潤滑油が封入されている。
（四輪駆動車１００の動作）
四輪駆動車１００は、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのみに伝達する二輪駆動状態では、制御装置９が噛み合いクラッチ１２における第１回転部材１２１と第２回転部材１２２との連結を解除すると共に、クラッチ部材５１によるリングギヤ部材２２と中間回転部材３との連結を解除する。これにより、四輪駆動車１００が走行中であってもプロペラシャフト１０８、噛み合いクラッチ１２の第２回転部材１２２及びピニオンギヤシャフト１２４、ならびに直交歯車対２０の回転が停止し、これらの回転抵抗に起因する動力ロスが抑制され、燃費性能が向上する。
なお、この二輪駆動状態での走行時には、潤滑油の粘性による多板クラッチ４１，４３の引き摺りトルクにより、第１及び第２の中間軸部材３１，３２が回転する。また、二輪駆動状態での走行時には、制御装置９が電動モータ８０を回転させず、シリンダ室２ｃ〜２ｅには油圧が供給されない。
この二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行する際にはまず、制御装置９が電動モータ８０及び油圧ユニット８１を制御して第１の油路２ａに作動油を供給し、クラッチ部材５１及び摩擦部材５２を軸方向に移動させる。このときの作動油の油圧は、第１の駆動力調整機構４Ｌのピストン４２１が軸方向移動しない程度の圧力である。そして、摩擦部材５２の摩擦面５２２ａとリングギヤ部材２２の摩擦摺動対象面２２１ａとの間の摩擦力によってクラッチ部材５１とリングギヤ部材２２との回転が同期すると、クラッチ部材５１の外側噛み合い部５１ａがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ａに噛み合い、リングギヤ部材２２と第１及び第２の中間軸部材３１，３２とがクラッチ部材５１によって相対回転不能に連結される。なお、図２では、回転軸線Ｏ２よりも上側にリングギヤ部材２２と中間回転部材３とがクラッチ部材５１によって連結される前の状態を示し、回転軸線Ｏ２よりも下側に連結後の状態を示している。
その後、制御装置９は、電動モータ８０及び油圧ユニット８１を制御してシリンダ室２ｄ，２ｅに供給する作動油の油圧を高め、ドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒの回転力を第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒ、第１及び第２の中間軸部材３１，３２、クラッチ部材５１、及び直交歯車対２０を介してプロペラシャフト１０８に伝達し、プロペラシャフト１０８を回転させる。そして、制御装置９は、噛み合いクラッチ１２における第１回転部材１２１と第２回転部材１２２との回転が同期すると、アクチュエータ１２０を制御して、スリーブ１２３によって第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とを相対回転不能に連結する。これにより、エンジン１０２の駆動力を後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達可能な状態となる。
その後さらに、制御装置９は、電動モータ８０及び油圧ユニット８１の制御によってシリンダ室２ｄ，２ｅに供給する作動油の圧力を調節し、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒを介して後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達される駆動力を調整する。
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、リングギヤ部材２２が、リングギヤ部２２１におけるピニオンギヤ部２１２との噛み合い部を回転軸線Ｏ２方向に挟む２位置において、一対の軸受７１３，７１４によって回転可能に支持されているので、例えばリングギヤ部材２２をギヤ背面側の端部のみで片持ちした場合に比較して、駆動力配分装置１の大型化や重量の増大を抑制しながら、直交歯車対２０の支持剛性を確保することが可能となる。
また、クラッチ部材５１及び摩擦部材５２がリングギヤ部材２２の内側、より具体的には筒部２２２におけるギヤ歯面側にあたる部分の内側に配置されているので、特に駆動力配分装置１の車幅方向の省スペース化が可能となる。
また、クラッチ部材５１及び摩擦部材５２は、１つのピストン５０によって軸方向に移動するので、第１及び第２のばね部材５３１，５３２を含むクラッチ部材５１及び摩擦部材５２を移動させるための機構を簡素に構成することができる。
また、中間回転部材３が車両の左右方向に並列する第１の中間軸部材３１及び第２の中間軸部材３２からなり、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒがリングギヤ部材２２を支持する一対の軸受７１３，７１４を挟む位置に配置されているので、駆動力配分装置１内における駆動力の伝達経路が単純化され、部品構成の簡素化によって組み立てが容易になると共に、装置サイズの小型化が可能となる。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る駆動力配分装置１Ａについて、図５乃至図７を参照して説明する。この駆動力配分装置１Ａは、第１の実施の形態に係る駆動力配分装置１と同様に、四輪駆動車の左右一対の補助駆動輪に駆動力を配分するために用いられる。
図５は、駆動力配分装置１Ａの構成例を示す全体断面図である。図６は、図５における第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒ及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。図７（ａ）は、図５におけるリングギヤ部材２２とクラッチ部材５１との噛み合い部及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。図７（ｂ），（ｃ）は、リングギヤ部材２２とクラッチ部材５１との噛み合い部を模式的に示す説明図である。
図５乃至図７において、第１の実施の形態において説明したものと同様の機能を有する部材等については、図２乃至図４に付したものと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。以下、第２の実施の形態に係る駆動力配分装置１Ａについて、第１の実施の形態に係る駆動力配分装置１と異なる部分を重点的に説明する。
駆動力配分装置１Ａのケーシング２は、第１乃至３ケース部材２３Ａ，２４Ａ，２５Ａからなる。第１ケース部材２３Ａには電動モータ８０が収容され、第２ケース部材２４Ａには油圧ユニット８１、直交歯車対２０、ならびに第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒが収容されている。第３ケース部材２５Ａには、ピストン５０に油圧を供給するシリンダ室２ｃが形成されている。
本実施の形態では、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒが、回転軸線Ｏ２方向において、共にリングギヤ部材２２の一側に配置されている。より具体的には、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒが、回転軸線Ｏ２方向においてリングギヤ部材２２を支持する一対の軸受７１３，７１４のうちリングギヤ部２２１から遠い側の軸受７１４よりもさらにリングギヤ部２２１から離間した位置に配置されている。
また、第１の実施の形態では、中間回転部材３が第１の中間軸部材３１及び第２の中間軸部材３２の２部材からなる場合について説明したが、本実施の形態では、中間回転部材３が単一の部材として構成されている。このため、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒは、中間回転部材３がリングギヤ部材２２と一体に回転する連結状態において、単一の中間回転部材３から第１及び第２の出力回転部材６１，６２に伝達される駆動力をそれぞれ調整する。
本実施の形態において、クラッチ部材５１は、図６に示すように、リングギヤ部材２２の筒部２２２の内側に挿通された中空軸状の軸部５１４と、リングギヤ部材２２の筒部２２２から突出した軸部５１４の一端部の外周面から径方向外方に張り出した環状板部５１５と、環状板部５１５の径方向外側の端部から回転軸線Ｏ２と平行な軸方向に延在する円筒部５１６とを一体に有している。リングギヤ部材２２の筒部２２２の内側におけるクラッチ部材５１の軸部５１４の外周面には、複数のランド状（島状）突起５１４ａからなる噛み合い部５１４ｂが形成されている。また、クラッチ部材５１の円筒部５１６の外周面には、軸方向に延びる複数のスプライン突起からなる噛み合い部５１６ａが形成されている。
リングギヤ部材２２の筒部２２２の内周面には、クラッチ部材５１の軸部５１４における噛み合い部５１４ｂに噛み合う噛み合い部２２２ｂが形成されている。本実施の形態では、この噛み合い部２２２ｂが複数のランド状突起２２２ｃからなる。
第１の駆動力調整機構４Ｌは、第１の実施の形態と同様に、中間回転部材３と一体に回転する複数のアウタクラッチプレート４１１、及び第１の出力回転部材６１と一体に回転する複数のインナクラッチプレート４１２からなる多板クラッチ４１と、ピストン４２１と、ピストン４２１と多板クラッチ４１との間に配置されたスラストころ軸受４２２及び押圧プレート４２３と、ピストン４２１を多板クラッチ４１から離間する方向に付勢するばね部材４２４とを有している。
また、本実施の形態では、第１の駆動力調整機構４Ｌが、ピストン４２１の押圧力をスラストころ軸受４２２から押圧プレート４２３に伝達する押圧力伝達部材４５を有している。押圧力伝達部材４５は、リング状の環状部４５１と、環状部４５１の周方向における複数箇所から軸方向に突出した複数の突起部４５２とを一体に有している。
第２の駆動力調整機構４Ｒは、第１の実施の形態と同様に、中間回転部材３と一体に回転する複数のアウタクラッチプレート４３１、及び第２の出力回転部材６２と一体に回転する複数のインナクラッチプレート４３２からなる多板クラッチ４３と、ピストン４４１と、ピストン４４１と多板クラッチ４３との間に配置されたスラストころ軸受４４２及び押圧プレート４４３と、ピストン４４１を多板クラッチ４３から離間する方向に付勢するばね部材４４４とを有している。
また、本実施の形態では、第２の駆動力調整機構４Ｒが、ピストン４４１の押圧力をスラストころ軸受４４２から押圧プレート４４３に伝達する押圧力伝達部材４６を有している。押圧力伝達部材４６は、リング状の環状部４６１と、環状部４６１の周方向における複数箇所から軸方向に突出した複数の突起部４６２とを一体に有している。
中間回転部材３は、第１の駆動力調整機構４Ｌの複数のアウタクラッチプレート４１１が係合する複数のスプライン突起からなる噛み合い部３３ａならびに第２の駆動力調整機構４Ｒの複数のアウタクラッチプレート４３１が係合する複数のスプライン突起からなる噛み合い部３３ｂが内周面に形成された外側円筒部３３と、クラッチ部材５１の噛み合い部５１６ａに噛み合う複数のスプライン突起からなる噛み合い部３４ａが内周面に形成された内側円筒部３４と、外側円筒部３３及び内側円筒部３４のそれぞれの軸方向一端部間の間に設けられた壁部３５とを一体に有している。
外側円筒部３３には、第１の駆動力調整機構４Ｌ側の受けプレート４１０及び第２の駆動力調整機構４Ｒ側の受けプレート４３０の軸方向移動を規制する止め輪３６１，３６２が嵌着されている。また、外側円筒部３３における壁部３５側とは反対側の端部には、円環板状のカバープレート３６が例えば溶接により固定されている。カバープレート３６は、壁部３５との間に、多板クラッチ４１，４３を挟んでいる。
外側円筒部３３の壁部３５には、押圧力伝達部材４５の複数の突起部４５２をそれぞれ挿通させる軸方向の貫通孔３５０が形成されている。ばね部材４２４は、皿ばねからなり、軸方向の一端部が壁部３５に当接すると共に他端部が押圧力伝達部材４５の環状部４５１に当接し、押圧力伝達部材４５を介してピストン４２１を多板クラッチ４１から離間する方向に付勢している。また、カバープレート３６には、押圧力伝達部材４６の複数の突起部４６２をそれぞれ挿通させる軸方向の貫通孔３６０が形成されている。ばね部材４４４は、皿ばねからなり、軸方向の一端部がカバープレート３６に当接すると共に他端部が押圧力伝達部材４６の環状部４６１に当接し、押圧力伝達部材４６を介してピストン４２１を多板クラッチ４３から離間する方向に付勢している。
外側円筒部３３の壁部３５と第２ケース部材２４Ａとの間には、スラストころ軸受７３１が配置されている。また、カバープレート３６と第１ケース部材２３Ａとの間には、スラストころ軸受７３２が配置されている。外側円筒部３３及びカバープレート３６の軸方向移動は、スラストころ軸受７３１，７３２によって規制されている。
本実施の形態では、第１の出力回転部材６１が、連結部６１ａで互いに相対回転不能に連結された筒状部材６３及び軸状部材６４からなる。筒状部材６３の内周面には、軸状部材６４との連結のためのスプライン嵌合部６３ａが形成されている。筒状部材６３の外周面には、インナクラッチプレート４１２の複数の突起４１２ａに噛み合う複数のスプライン突起からなる噛み合い部６３ｂが形成されている。軸状部材６４は、外周面にスプライン嵌合部６４ａが形成されたフランジ部６４１と、クラッチ部材５１の軸部５１４の内側に挿通された円柱状のシャフト部６４２とを一体に有している。シャフト部６４２には、フランジ部６４１とは反対側の端部に、ドライブシャフト１０７Ｌが相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部６４２ａが形成されている。筒状部材６３と軸状部材６４とは、スプライン嵌合部６３ａ，６４ａにおいて連結されている。
クラッチ部材５１は、シリンダ室２ｃに作動油が供給されたとき、ピストン５０に押圧されて軸方向に移動する。ピストン５０は、リングギヤ部２２１の筒部２２２の内側に配置されたスラストころ軸受７１０を介して、クラッチ部材５１の軸部５１４における環状板部５１５とは反対側の端部を押圧する。クラッチ部材５１の円筒部５１６の先端部と中間回転部材３の内側円筒部３４に嵌着された止め輪３７との間には、第１のばね部材５３１が軸方向に圧縮された状態で配置されている。本実施の形態では、第１のばね部材５３１が軸方向に並列配置された複数の皿ばねからなる。
図７に示すように、クラッチ部材５１の軸部５１４には、円筒状の摩擦部材５２が外嵌されている。摩擦部材５２は、その内周面に形成された噛み合い部５２ａがクラッチ部材５１の軸部５１４の外周面に形成された噛み合い部５１４ｂに噛み合うことで、クラッチ部材５１に対して相対回転不能である。また、摩擦部材５２は、クラッチ部材５１の軸部５１４に嵌着された止め輪５１７により、クラッチ部材５１に対する軸方向移動が規制されている。このように、本実施の形態では、摩擦部材５２がクラッチ部材５１に固定されている。
摩擦部材５２の外周面は、テーパ状の摩擦面５２ｂとして形成されている。この摩擦面５２ｂは、リングギヤ部材２２の筒部２２２に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された摩擦対象部材２２３の摩擦摺動対象面２２３ａに摩擦接触する。摩擦対象部材２２３の外周面には軸方向に延びる複数のスプライン突起からなる噛み合い部２２３ｂが形成されている。リングギヤ部材２２の筒部２２２の内周面には、摩擦対象部材２２３の噛み合い部２２３ｂに噛み合う複数のスプライン突起からなる噛み合い部２２２ｄが形成されている。摩擦対象部材２２３の摩擦摺動対象面２２３ａは、摩擦部材５２の摩擦面５２ｂに面接触するテーパ状である。
摩擦対象部材２２３は、その軸方向一端面とリングギヤ部材２２の筒部２２２に形成された段差面との間に配置された第２のばね部材５３２により、軸方向に沿ってピストン５０側に付勢されている。この付勢方向への摩擦対象部材２２３の軸方向移動は、リングギヤ部材２２の筒部２２２に嵌着された止め輪２２４によって規制されている。
図５では、シリンダ室２ｃの油圧が低いときの状態を回転軸線Ｏ２よりも上側に示し、シリンダ室２ｃに油圧が供給されてピストン５０が移動したときの状態を回転軸線Ｏ２よりも下側に示している。シリンダ室２ｃの油圧が低いときには、第１のばね部材５３１によって、ピストン５０が第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒから離間する方向に押し付けられた初期位置にある。そして、シリンダ室２ｃに油圧ユニット８１から作動油が供給されると、ピストン５０が第１のばね部材５３１の付勢力に抗してクラッチ部材５１を第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒ側に移動させる。
クラッチ部材５１が第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒ側に移動することにより、まず摩擦部材５２の摩擦面５２ｂが摩擦対象部材２２３の摩擦摺動対象面２２３ａに接触する。この際、第２のばね部材５３２は、摩擦部材５２の摩擦面５２ｂを摩擦対象部材２２３の摩擦摺動対象面２２３ａに弾接させる。そしてさらにクラッチ部材５１が第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒ側に移動すると、クラッチ部材５１の複数のランド状突起５１４ａからなる噛み合い部５１４ｂが、リングギヤ部材２２の複数のランド状突起２２２ｃからなる噛み合い部２２２ｂに噛み合う。
図７（ｂ），（ｃ）に示すように、クラッチ部材５１の噛み合い部５１４ｂは、周方向に沿って並ぶ複数のランド状突起５１４ａからなる列が軸方向に離間して複列に構成されている。同様に、リングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂは、複数のランド状突起２２２ｃからなる列が軸方向に離間して複列に構成されている。ピストン５０が初期位置にあるときには、図７（ｂ）に示すようにクラッチ部材５１のランド状突起５１４ａとリングギヤ部材２２のランド状突起２２２ｃとが噛み合わず、クラッチ部材５１がリングギヤ部材２２に対して相対回転可能である。
一方、クラッチ部材５１がピストン５０の押圧力を受けて移動すると、図７（ｃ）に示すようにクラッチ部材５１のランド状突起５１４ａとリングギヤ部材２２のランド状突起２２２ｃとが噛み合い、クラッチ部材５１及び中間回転部材３がリングギヤ部材２２と一体に回転する連結状態となる。クラッチ部材５１のランド状突起５１４ａ及びリングギヤ部材２２のランド状突起２２２ｃは、軸方向に向かい合う互いの対向面が周方向に対して傾斜した台形状であり、この形状によって両噛み合い部５１４ｂ，２２２ｂの噛み合わせが容易化されている。
図５において、クラッチ部材５１が回転軸線Ｏ２よりも上側に示す非連結位置にあるときには、クラッチ部材５１の噛み合い部５１４ｂがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂに噛み合わず、クラッチ部材５１が回転軸線Ｏ２よりも下側に示す連結位置にあるときには、クラッチ部材５１の噛み合い部５１４ｂがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂに噛み合う。クラッチ部材５１の噛み合い部５１６ａは、中間回転部材３の内側円筒部３４の噛み合い部３４ａに常に噛み合っている。
本実施の形態に係る駆動力配分装置１Ａも、第１の実施の形態に係る駆動力配分装置１と同様に動作する。すなわち、中間回転部材３がリングギヤ部材２２と相対回転可能な非連結状態からクラッチ部材５１及び中間回転部材３がリングギヤ部材２２と一体に回転する連結状態に切り替える際には、制御装置９が電動モータ８０及び油圧ユニット８１を制御して第１の油路２ａに作動油を供給し、クラッチ部材５１及び摩擦部材５２を軸方向に移動させる。そして、摩擦部材５２の摩擦面５２２ａと摩擦対象部材２２３の摩擦摺動対象面２２３ａとの間の摩擦力によってクラッチ部材５１とリングギヤ部材２２との回転が同期すると、クラッチ部材５１の噛み合い部５１４ｂがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂに噛み合い、リングギヤ部材２２と中間回転部材３とがクラッチ部材５１によって相対回転不能に連結される。
その後、制御装置９は、電動モータ８０及び油圧ユニット８１を制御してシリンダ室２ｄ，２ｅに供給する作動油の油圧を高め、ドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒの回転力を第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒ、中間回転部材３、クラッチ部材５１、及び直交歯車対２０を介してプロペラシャフト１０８に伝達し、プロペラシャフト１０８を回転させる。そして、制御装置９は、噛み合いクラッチ１２における第１回転部材１２１と第２回転部材１２２との回転が同期すると、アクチュエータ１２０を制御して、スリーブ１２３によって第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とを相対回転不能に連結する。
（第２の実施の形態の作用及び効果）
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に、リングギヤ部２２１におけるピニオンギヤ部２１２との噛み合い部を回転軸線Ｏ２方向に挟む２位置において、リングギヤ部材２２が一対の軸受７１３，７１４によって回転可能に支持されているので、駆動力配分装置１Ａの大型化や重量の増大を抑制しながら、直交歯車対２０の支持剛性を確保することが可能となる。
また、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒは、リングギヤ部材２２と中間回転部材３とがクラッチ部材５１によって一体に回転するように連結された連結状態において単一の中間回転部材３から第１及び第２の出力回転部材６１，６２に伝達される駆動力をそれぞれ調整するので、部品点数を削減することが可能となる。
またさらに、第１及び第２の駆動力調整機構４Ｌ，４Ｒは、回転軸線Ｏ２方向においてリングギヤ部材２２を支持する一対の軸受７１３，７１４のうちリングギヤ部２２１から遠い側の軸受７１４よりもさらにリングギヤ部２２１から離間した位置に配置されているので、特に回転軸線Ｏ２に直交する径方向における装置サイズの小型化が可能となる。
［第３の実施の形態］
次に、図８及び図９を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態に係る駆動力配分装置１Ｂは、第２の実施の形態に係る駆動力配分装置１Ａに対し、クラッチ部材５１によるリングギヤ部材２２と中間回転部材３との連結構造が異なり、その他の構成については共通である。
図８は、駆動力配分装置１Ｂの構成例を示す全体断面図である。図９は、図８におけるクラッチ部材５１及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。図８及び図９において、第２の実施の形態において説明したものと同様の機能を有する部材等については、図５乃至図７に付したものと同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
第２の実施の形態では、クラッチ部材５１の噛み合い部５１６ａが中間回転部材３の内側円筒部３４の噛み合い部３４ａに常に噛み合い、クラッチ部材５１の噛み合い部５１４ｂとリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂとはクラッチ部材５１が連結位置にあるときに噛み合うように構成された場合について説明したが、第３の実施の形態では、これとは逆に、クラッチ部材５１の噛み合い部５１４ｂとリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂとが常に噛み合う。また、クラッチ部材５１の噛み合い部５１６ａと中間回転部材３の内側円筒部３４の噛み合い部３４ａとは、クラッチ部材５１が連結位置にあるときに噛み合い、クラッチ部材５１が非連結位置にあるときには噛み合わない。
本実施の形態では、クラッチ部材５１の噛み合い部５１４ｂとリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂが、それぞれ軸方向に延びる複数のスプライン突起からなる。クラッチ部材５１は、噛み合い部５１４ｂがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂに噛み合った状態を保ちながらリングギヤ部材２２に対して軸方向移動可能である。また、クラッチ部材５１は、噛み合い部５１４ｂ，２２２ｂの噛み合いによりリングギヤ部材２２に対して相対回転不能であり、リングギヤ部材２２と一体に回転する。
クラッチ部材５１は、第２の実施の形態と同様に、リングギヤ部材２２の筒部２２２の内側に挿通された中空軸状の軸部５１４と、リングギヤ部材２２の筒部２２２から突出した軸部５１４の一端部の外周面から径方向外方に張り出した環状板部５１５と、環状板部５１５の径方向外側の端部から回転軸線Ｏ２と平行な軸方向に延在する円筒部５１６とを一体に有している。円筒部５１６は、環状の円環部５１６ｂと、円環部５１６ｂから軸方向に突出した複数の突部５１６ｃからなる。複数の突部５１６ｃは、中間回転部材３に噛み合い可能な噛み合い部５１６ａを構成する。
中間回転部材３の内側円筒部３４には、クラッチ部材５１の円筒部５１６の噛み合い部５１６ａが噛み合う複数の突起３４ｂからなる噛み合い部３４ａが形成されている。複数の突起３４ｂは、内側円筒部３４の軸方向一端部から径方向内方に向かって突出して形成されている。クラッチ部材５１は、リングギヤ部材２２の筒部２２２から回転軸線Ｏ２方向に突出した部分に噛み合い部５１６ａが設けられている。
また、本実施の形態では、環状の摩擦部材５２がクラッチ部材５１の複数の突部５１６ｃに軸方向移動可能に支持されている。摩擦部材５２は、複数の突部５１６ｃを挿通させる複数の貫通孔５２０が形成された環状板部５２３と、環状板部５２３の径方向外側の端部から軸方向に延びる円筒部５２４とを一体に有している。摩擦部材５２は、リングギヤ部材２２及び中間回転部材３に対して回転軸線Ｏ２方向に相対移動可能である。クラッチ部材５１の円筒部５１６における環状の円環部５１６ｂから離間する方向への摩擦部材５２の軸方向移動は、クラッチ部材５１の複数の突部５１６ｃに嵌着された止め輪５１８によって規制されている。
摩擦部材５２の円筒部５２４の外周面は、中間回転部材３の内側円筒部３４の内周面に形成された摩擦摺動対象面３４ｃに摩擦接触するテーパ状の摩擦面５２４ａとして形成されている。中間回転部材３の摩擦摺動対象面３４ｃは、摩擦部材５２の摩擦面５２４ａに面接触するテーパ状である。
摩擦部材５２は、クラッチ部材５１の円筒部５１６の外周側に配置された第２のばね部材５３２によって、円筒部５１６の円環部５１６ｂから離間する方向へ付勢されている。第２のばね部材５３２は、例えばコイルドウェーブスプリングからなり、クラッチ部材５１の段差面と摩擦部材５２の円筒部５２４の軸方向端面との間に軸方向に圧縮された状態で配置されている。
クラッチ部材５１の軸部５１４には、噛み合い部５１４ｂよりもピストン５０側の外周面に止め輪５１９が嵌着されている。この止め輪５１９とリングギヤ部材２２の筒部２２２の内周に形成された段差面２２２ｅとの間には、第１のばね部材５３１が軸方向に圧縮された状態で配置されている。第１のばね部材５３１は、例えばコイルドウェーブスプリングからなり、クラッチ部材５１及び摩擦部材５２をピストン５０による押圧方向とは反対側に付勢している。
クラッチ部材５１は、噛み合い部５１４ｂがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂに噛み合うと共に噛み合い部５１６ａが中間回転部材３の噛み合い部３４ａに噛み合う連結位置と、噛み合い部５１４ｂがリングギヤ部材２２の噛み合い部２２２ｂに噛み合うが、噛み合い部５１６ａが中間回転部材３の噛み合い部３４ａに噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動する。
本実施の形態に係る駆動力配分装置１Ｂも、第１及び第２の実施の形態に係る駆動力配分装置１，１Ａと同様に動作する。すなわち、中間回転部材３がリングギヤ部材２２と相対回転可能な非連結状態からクラッチ部材５１及び中間回転部材３がリングギヤ部材２２と一体に回転する連結状態に切り替える際には、制御装置９が電動モータ８０及び油圧ユニット８１を制御して第１の油路２ａに作動油を供給し、クラッチ部材５１及び摩擦部材５２を軸方向に移動させる。そして、摩擦部材５２の摩擦面５２４ａと中間回転部材３の摩擦摺動対象面３４ｃとの間の摩擦力によってクラッチ部材５１と中間回転部材３との回転が同期すると、クラッチ部材５１の噛み合い部５１６ａが中間回転部材３の噛み合い部３４ａに噛み合い、リングギヤ部材２２と中間回転部材３とがクラッチ部材５１によって相対回転不能に連結される。
（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣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。
１，１Ａ，１Ｂ…駆動力配分装置
２…ケーシング
２１…ピニオンギヤシャフト（第１のギヤ部材）
２１２…ピニオンギヤ部
２２…リングギヤ部材（第２のギヤ部材）
２２１…リングギヤ部
２２１ａ…摩擦摺動対象面
２２２…筒部
２２２ａ，２２２ｂ…噛み合い部
２２３ａ…摩擦摺動対象面
３…中間回転部材
３１…第１の中間軸部材
３１１，３２１…軸部
３１１ａ，３２１ａ…噛み合い部
３２…第２の中間軸部材
３４ｃ…摩擦摺動対象面
４Ｌ…第１の駆動力調整機構
４Ｒ…第２の駆動力調整機構
５０…ピストン（アクチュエータ）
５１…クラッチ部材
５１４ｂ，５１６ａ…噛み合い部
５２…摩擦部材
５２ｂ…摩擦面
５３１…第１のばね部材
５３２…第２のばね部材
６１…第１の出力回転部材
６２…第２の出力回転部材
７１３，７１４…軸受
Ｏ２…回転軸線

Claims (10)

  1. 入力される駆動力を第１及び第２の出力回転部材から出力する駆動力配分装置であって、
    ピニオンギヤ部が一端部に設けられ、駆動力が入力される第１のギヤ部材と、
    前記ピニオンギヤ部とギヤ軸を直交させて噛み合うリングギヤ部、及び前記リングギヤ部の回転軸線と平行な中心軸を有する筒部を有し、前記リングギヤ部と前記筒部とが一体に回転する第２のギヤ部材と、
    前記ピニオンギヤ部及び前記リングギヤ部を含む前記第１及び第２のギヤ部材のそれぞれの少なくとも一部を収容するケーシングと、
    前記第２のギヤ部材と同軸上で相対回転可能に配置された中間回転部材と、
    前記中間回転部材が前記第２のギヤ部材と一体に回転する連結状態と、前記中間回転部材が前記第２のギヤ部材と相対回転可能な非連結状態とを切り替えるアクチュエータと、
    前記連結状態において前記中間回転部材から前記第１の出力回転部材に伝達される駆動力を調整可能な第１の駆動力調整機構と、
    前記連結状態において前記中間回転部材から前記第２の出力回転部材に伝達される駆動力を調整可能な第２の駆動力調整機構と、
    前記アクチュエータによって前記第２のギヤ部材及び前記中間回転部材に対して前記回転軸線方向に相対移動するクラッチ部材とを備え、
    前記第２のギヤ部材は、前記リングギヤ部の前記ピニオンギヤ部との噛み合い部を前記回転軸線方向に挟む２位置において前記筒部が前記ケーシングとの間に配置された一対の軸受によって回転可能に支持されており、
    前記中間回転部材は、前記クラッチ部材と噛み合う噛み合い部を有し、
    前記第２のギヤ部材は、前記筒部の内周面に前記クラッチ部材と噛み合う噛み合い部を有し、
    前記クラッチ部材は、前記第２のギヤ部材及び前記中間回転部材の両前記噛み合い部に噛み合う連結位置と、前記第２のギヤ部材及び前記中間回転部材の両前記噛み合い部のうち少なくとも一方の前記噛み合い部に噛み合わない非連結位置との間を進退移動する、
    駆動力配分装置。
  2. 前記中間回転部材は、前記第２のギヤ部材の前記筒部の内側に配置された軸部の外周面に前記噛み合い部を有する、
    請求項１に記載の駆動力配分装置。
  3. 前記クラッチ部材は、前記第２のギヤ部材の前記リングギヤ部における前記ピニオンギヤ部との噛み合い部のギヤ背面側及びギヤ歯面側のうち、前記ギヤ歯面側にあたる前記筒部の内側に配置されている、
    請求項２に記載の駆動力配分装置。
  4. 前記第２のギヤ部材に対して前記回転軸線方向に相対移動することによって発生する摩擦力により、前記第２のギヤ部材と前記中間回転部材との相対回転速度を低下させる摩擦部材をさらに備えた、
    請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力配分装置。
  5. 前記摩擦部材は、前記クラッチ部材と共に前記アクチュエータによって押圧されて前記摩擦力を発生させる、
    請求項４に記載の駆動力配分装置。
  6. 前記クラッチ部材及び前記摩擦部材を前記アクチュエータによる押圧方向とは反対方向に付勢する第１のばね部材、及び前記アクチュエータの押圧力により前記摩擦部材の摩擦面を摩擦摺動対象面に弾接させる第２のばね部材をさらに備えた、
    請求項５に記載の駆動力配分装置。
  7. 前記中間回転部材は、前記第１の駆動力調整機構に駆動力を伝達する第１の中間軸部材、及び前記第２の駆動力調整機構に駆動力を伝達する第２の中間軸部材からなり、前記非連結状態において前記第１の中間軸部材と前記第２の中間軸部材とが同軸上で相対回転可能である、
    請求項１乃至５の何れか１項に記載の駆動力配分装置。
  8. 前記第１及び第２の駆動力調整機構は、前記回転軸線方向において前記一対の軸受を挟む位置に配置されている、
    請求項７に記載の駆動力配分装置。
  9. 前記第１及び第２の駆動力調整機構は、前記連結状態において単一の前記中間回転部材から前記第１及び第２の出力回転部材に伝達される駆動力をそれぞれ調整する、
    請求項１乃至６の何れか１項に記載の駆動力配分装置。
  10. 前記第１及び第２の駆動力調整機構は、前記回転軸線方向において前記一対の軸受のうち前記リングギヤ部から遠い側の軸受よりもさらに前記リングギヤ部から離間した位置に配置されている、
    請求項９に記載の駆動力配分装置。
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