JP6879147B2 - 車両用駆動力配分装置 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動源から伝達された駆動力を差動機構を介して左右の駆動輪へ分配する車両用駆動力配分装置に関し、特に、断接機構に用いられる第１断接歯および第２断接歯の強度を高め、耐久性を向上させる技術に関する。
（ａ）駆動源からの駆動力が伝達されて回転軸線まわりに回転可能に設けられたリングギヤと、（ｂ）一対の差動ギヤが内部に組み付けられたデフケースを有する差動装置と、（ｃ）第１断接歯を外周側に有し、前記デフケースの一端部側にあって前記デフケースと共に前記回転軸線まわりに回転する円筒状回転体と、前記第１断接歯と係合可能な第２断接歯を内周側に有し、前記回転軸線方向の相対移動可能に前記リングギヤの内周側とスプライン嵌合された断接スリーブを含み、前記第２断接歯を前記第１断接歯と噛み合う噛合位置と前記第２断接歯を前記第１断接歯に噛み合わない非噛合位置とに前記断接スリーブを移動させることによって前記リングギヤと前記デフケースとの間の動力伝達経路を断接する断接機構と、前記断接スリーブと前記円筒状回転体との間に配設され、前記第１断接歯と前記第２断接歯との噛合に先立って前記第１断接歯および前記第２断接歯の相対回転を低減する同期機構とを備え、前記第１断接歯と前記第２断接歯との噛合により前記駆動源から伝達された駆動力を前記差動装置を介して左右の駆動輪へ分配する車両用駆動力配分装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用駆動力配分装置がそれである。
特開２０１６−２０３８７５号公報
ところで、上記特許文献１のような車両用駆動力配分装置では、リングギヤの内周側にスプライン嵌合された断接スリーブの内周側に第２断接歯が形成され、第２断接歯を第１断接歯に噛み合わせる噛合位置と、第２断接歯を第１断接歯に噛み合わない非噛合位置とに、断接スリーブを回転軸線方向に移動させることによって、リングギヤとデフケースとの間の動力伝達経路が断接されるようになっている。しかし、動力伝達のために断接スリーブの内周側に設けられている第２断接歯およびそれと噛み合う第１断接歯は、断接スリーブの外周側に設けられているスプライン嵌合のためのスプライン歯と比較して内周側に設けられている関係で径寸法が相対的に制限されているので、歯強度の上で不利であるという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、断接機構に用いられる第１断接歯および第２断接歯が強度の上で有利となる車両用駆動力配分装置を提供することにある。
第１発明の要旨とするところは、（ａ）一回転軸線まわりに回転可能に設けられたリングギヤと、前記回転軸線まわりに回転可能に設けられ、一対の差動ギヤが内部に組み付けられたデフケースとを有する差動装置とを、備え、駆動源から前記リングギヤに伝達された駆動力を前記差動装置を介して左右の駆動輪へ配分する車両用駆動力配分装置であって、（ｂ）前記リングギヤの内周側に設けられた第１断接歯と、（ｃ）前記差動ギヤと同心に配置され、前記デフケースの一端部に前記デフケースに一体に備えられたシャフト挿通部に相対回転不能に連結された円筒状の円筒部材と、外周側に第２断接歯を有し前記シャフト挿通部の外周に前記回転軸線方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合された断接スリーブとを含み、前記第２断接歯を前記第１断接歯に噛み合わせる噛合位置と、前記第２断接歯を前記第１断接歯に噛み合わない非噛合位置とに、前記断接スリーブを前記回転軸線方向に移動させることによって、前記リングギヤと前記デフケースとの間の動力伝達経路を断接する断接機構と、（ｄ）前記リングギヤと前記円筒部材との間に配設され、前記第１断接歯と前記第２断接歯との相対回転を低減する同期機構とを、含むことにある。
第２発明の要旨とするところは、前記断接スリーブは、前記シャフト挿通部の外周側にスプライン嵌合するための内周スプライン歯を有し、前記断接スリーブの外周側に設けられた第２断接歯のピッチ円は、前記内周スプライン歯のピッチ円よりも大径であることにある。
第３発明の要旨とするところは、前記断接スリーブの外周側に設けられた第２断接歯は、前記内周スプライン歯の歯幅よりも小さい歯幅を有することにある。
第４発明の要旨とするところは、前記シャフト挿通部および前記円筒部材は、互いに等しい外径および内径を有し、前記シャフト挿通部および前記円筒部材の外径よりも小径の管状連結部材が前記シャフト挿通部および前記円筒部材内に嵌合されることで前記シャフト挿通部および前記円筒部材が連ねられた状態で相互に連結されていることにある。
第５発明の要旨とするところは、前記同期機構は、前記リングギヤの内周面に形成された第１テーパ状摩擦係合面と摩擦係合可能な第２テーパ状摩擦係合面を外周側に有し、前記円筒部材の外周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合されて前記断接スリーブと共に前記回転軸線方向に移動する摩擦係合部材を含み、前記非噛合位置において前記第１テーパ状摩擦係合面と前記第２テーパ状摩擦係合面との摩擦係合によって、前記第１断接歯と前記第２断接歯との相対回転を低減するものであることにある。
第６発明の要旨とするところは、前記断接機構は、アクチュエータと、掛止め機構とを、含み、前記掛止め機構は、前記アクチュエータのオンオフに応じて前記回転軸線方向に往復動させられる第１ピストンと、前記円筒部材の外周側に前記回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第１ピストンにより前記回転軸線方向に駆動されて前記摩擦係合部材および前記断接スリーブを押圧する第２ピストンと、前記第２ピストンを復動方向へ付勢するスプリングと、前記第１ピストンの往復動に応じて前記スプリングの付勢力に抗して前記第２ピストンを掛け止めると共に、前記第１ピストンの往復動に応じて前記第２ピストンを掛け外すことにより前記スプリングの付勢力にしたがって前記第２ピストンを復動させるホルダーとを、含むことにある。
第１発明の車両用駆動力配分装置によれば、前記リングギヤの内周側に設けられた第１断接歯と、前記差動ギヤと同心に配置され、前記デフケースの一端部に前記デフケースに一体に備えられたシャフト挿通部に相対回転不能に連結された円筒状の円筒部材と、外周側に第２断接歯を有し前記シャフト挿通部の外周に前記回転軸線方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合された断接スリーブと、前記リングギヤと前記円筒部材との間に配設され、前記第１断接歯と前記第２断接歯との相対回転を低減する同期機構とを、含むことから、断接スリーブの外周側に設けられた第２断接歯は断接スリーブの内周側のスプライン嵌合に用いられるスプライン歯よりも大径となる。このため、第２断接歯およびこれと噛み合う第１断接歯の強度を向上させることができるので、同期機構を備えることによるスペースの制約があっても、車両用駆動力配分装置を第１断接歯および第２断接歯の強度の上で有利にすることができ、第１断接歯および第２断接歯の耐久性を高めることができる。また、同期機構をリングギヤと円筒部材との間に配置し、断接スリーブとシャフト挿通部との間で動力伝達が行なわれるようにされているので、たとえば、断接スリーブと円筒部材との間で動力伝達を行なう場合は円筒部材およびシャフト挿通部の両方の強度を高める必要があるのに比較して、強度を高めるために、シャフト挿通部の強度を高めるだけでよい利点がある。
第２発明の車両用駆動力配分装置によれば、前記断接スリーブは、前記シャフト挿通部の外周側にスプライン嵌合するための内周スプライン歯を有し、前記断接スリーブの外周側に設けられた第２断接歯のピッチ円は、前記内周スプライン歯のピッチ円よりも大径である。このことから、第２断接歯およびこれと噛み合う第１断接歯の強度を向上させることができ、同期機構を備えることによるスペースの制約があっても、車両用駆動力配分装置を第１断接歯および第２断接歯の強度の上で有利にすることができる。
第３発明の車両用駆動力配分装置によれば、前記断接スリーブの外周側に設けられた第２断接歯は、前記内周スプライン歯の歯幅よりも小さい歯幅を有する。このことから、断接スリーブの往復ストロークを小さくすることができ、車両用駆動力配分装置の前記回転軸線方向の寸法を小さく構成することができる。
第４発明の車両用駆動力配分装置によれば、前記シャフト挿通部および前記円筒部材は、互いに等しい外径および内径を有し、前記シャフト挿通部および前記円筒部材の外径よりも小径の管状連結部材が前記シャフト挿通部および前記円筒部材内に嵌合されることで前記シャフト挿通部および前記円筒部材が連ねられた状態で相互に連結されている。このことから、車両用駆動力配分装置の径方向寸法が一層小さくなる利点がある。
第５発明の車両用駆動力配分装置によれば、前記同期機構は、前記リングギヤの内周面に形成された第１テーパ状摩擦係合面と摩擦係合可能な第２テーパ状摩擦係合面を外周側に有し、前記円筒部材の外周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合されて前記断接スリーブと共に前記回転軸線方向に移動する摩擦係合部材を含み、前記非噛合位置において前記第１テーパ状摩擦係合面と前記第２テーパ状摩擦係合面との摩擦係合によって、前記第１断接歯と前記第２断接歯との相対回転が低減される。これにより、第１断接歯と第２断接歯との噛合に先立ってリングギヤと断接スリーブとの相対回転が小さくされるので、第１断接歯と第２断接歯との間のギヤ鳴りや摩耗が好適に抑制される。
第６発明の車両用駆動力配分装置によれば、記断接機構は、アクチュエータと、掛止め機構とを、含み、前記掛止め機構は、前記アクチュエータのオンオフに応じて前記回転軸線方向に往復動させられる第１ピストンと、前記円筒部材の外周側に前記回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第１ピストンにより前記回転軸線方向に駆動されて前記摩擦係合部材および前記断接スリーブを押圧する第２ピストンと、前記第２ピストンを復動方向へ付勢するスプリングと、前記第１ピストンの往復動に応じて前記スプリングの付勢力に抗して前記第２ピストンを掛け止めると共に、前記第１ピストンの往復動に応じて前記第２ピストンを掛け外すことにより前記スプリングの付勢力にしたがって前記第２ピストンを復動させるホルダーとが含まれる。これにより、断接スリーブを往動および復動させるに当たり、アクチュエータを短時間、駆動させるだけでよいので、電力消費を軽減することができる。
本発明が好適に適用された４輪駆動車両の構成を概略的に説明する骨子図である。 図１の４輪駆動車両に設けられた後輪用駆動力配分装置の構成を説明する断面図である。 図２の後輪用駆動力配分装置に設けられた掛止め機構の作動原理を説明する模式図である。 図２の後輪用駆動力配分装置の同期機構を拡大して詳しく説明する断面図である。
本発明の一実施形態において、本発明の駆動力配分装置は、駆動源としてエンジンを備える車両のみならず、電動機を駆動源として用いる車両にも、適用できる。
本発明の一実施形態において、本発明の駆動力配分装置は、車両の左右一対の後輪に駆動力を配分するために、好適に用いられる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図１は、本発明が好適に適用された４輪駆動車両１０の構成を概略的に説明する骨子図である。図１において、４輪駆動車両１０は、エンジン１２を駆動源とし、エンジン１２の動力を主駆動輪に対応する左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒ（特に区別しない場合には、前輪１４という）に伝達する第１の動力伝達経路と、エンジン１２の動力を副駆動輪に対応する左右一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒ（特に区別しない場合には、後輪１６という）に伝達する第２の動力伝達経路とを備えているＦＦベースの４輪駆動装置を備えている。
この４輪駆動車両１０の２輪駆動状態では、エンジン１２から自動変速機１８を介して伝達された駆動力が、前輪用駆動力配分装置２０を通して左右の車軸２２Ｌ、２２Ｒおよび左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒへ伝達される。この２輪駆動状態では、少なくとも第１クラッチ２４が開放され、トランスファ２６、プロペラシャフト２８、および、後輪用駆動力配分装置（車両用駆動力配分装置）３０および後輪１６Ｌ、１６Ｒへは動力が伝達されない。しかし、４輪駆動状態では、第１クラッチ２４および第２クラッチ（断接機構）３２が共に係合されて、上記トランスファ２６、プロペラシャフト２８、および、後輪用駆動力配分装置３０および後輪１６Ｌ、１６Ｒへエンジン１２からの駆動力が伝達される。
なお、前輪用駆動力配分装置２０は、４輪駆動車両１０の２輪駆動状態および４輪駆動状態において、エンジン１２から伝達された駆動力を第１差動装置３４を介して前輪（駆動輪）１４Ｌ、１４Ｒへ配分する。また、後輪用駆動力配分装置３０は、４輪駆動車両１０の４輪駆動状態において、エンジン１２から伝達された駆動力を第２差動機構（差動機構）３６を介して後輪（駆動輪）１６Ｌ、１６Ｒへ配分する。なお、図１では図示されていないが、エンジン１２と自動変速機１８との間には、流体伝動装置であるトルクコンバータ、フリードカップリング、或いはクラッチが設けられている。
前輪用駆動力配分装置２０には、自動変速機１８の出力歯車１８ａと噛み合うリングギヤ３４ｒと、リングギヤ３４ｒに一体的に固定され、一対の差動ギヤ３４ｓが内部に組み付けられたデフケース（ディファレンシャルケース）３４ｃとを有する第１差動装置３４を、第１回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に備えており、第１差動装置３４によって、前輪１４Ｌ、１４Ｒの左右の車軸２２Ｌ、２２Ｒにそれらの差回転を許容しつつエンジン１２からの駆動力が伝達されるようになっている。なお、デフケース３４ｃには、トランスファ２６に設けられた第１回転部材３８の第１差動装置３４側の軸端部に形成された外周嵌合歯３８ａと嵌合する内周嵌合歯３４ａが形成されている。これにより、エンジン１２から前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される駆動力の一部が、デフケース３４ｃからトランスファ２６へ伝達されるようになっている。
トランスファ２６は、図１に示すように、外周嵌合歯３８ａが形成された第１回転部材３８と、後輪１６Ｌ、１６Ｒ側に駆動力を伝達するためのリングギヤ４０ｒが一体的に形成されている第２回転部材４０とを備えている。また、トランスファ２６では、第１回転部材３８と第２回転部材４０との間の動力伝達経路が、噛合式のドグクラッチからなる第１クラッチ２４により選択的に断接される。
第１回転部材３８は、図１に示すように、その内周側を車軸２２Ｒが貫通する円筒状部材であって、車軸２２Ｒおよび第２回転部材４０と同心にすなわち第１回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に設けられている。また、第１回転部材３８の第１差動装置３４とは反対側の軸端部には、第１クラッチ２４の一部を構成する第１クラッチ歯３８ｂが一体的に形成されている。
第２回転部材４０は、図１に示すように、その内周側を車軸２２Ｒおよび第１回転部材３８が貫通する円筒状部材であって、車軸２２Ｒおよび第１回転部材３８と同心にすなわち第１回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に設けられている。また、第２回転部材４０の第１差動装置３４側の軸端部には、ドリブンピニオン４２と噛み合うリングギヤ４０ｒが一体的に形成されており、第２回転部材４０の第１差動装置３４側とは反対側の軸端部には、第１クラッチ２４の一部を構成する第２クラッチ歯４０ａが一体的に形成されている。なお、ドリブンピニオン４２は、プロペラシャフト２８の前輪１４側の端部に連結され、プロペラシャフト２８の後輪１６側の端部には図示しない電子制御装置によって伝達トルクを制御することが可能な制御カップリング４４を介してドライブピニオン４６が設けられている。
第１クラッチ２４は、第１回転部材３８と第２回転部材４０との間を断接するための噛合クラッチであり、第１回転部材３８に形成された第１クラッチ歯３８ｂと第１回転軸線Ｃ１方向の相対移動可能に常時噛み合い且つその第１回転軸線Ｃ１方向の移動により第２回転部材４０に形成された第２クラッチ歯４０ａにも噛合可能な内周歯４８ａが形成されているスリーブ４８と、スリーブ４８を第１非噛合位置と第１噛合位置とに第１回転軸線Ｃ１方向に駆動させる第１アクチュエータ５０とを備える噛合式のドグクラッチである。なお、上記第１噛合位置とは、スリーブ４８が第１回転軸線Ｃ１方向に移動してスリーブ４８の内周歯４８ａと第２回転部材４０の第２クラッチ歯４０ａとが噛み合う位置であり、上記第１非噛合位置とは、スリーブ４８が第１回転軸線Ｃ１方向に移動してスリーブ４８の内周歯４８ａと第２回転部材４０の第２クラッチ歯４０ａとが噛み合わない位置である。また、第１アクチュエータ５０は、例えば電磁石を用いて電気的に制御可能なアクチュエータから構成される。また、第１クラッチ２４には、好適には、スリーブ４８の内周歯４８ａが第２回転部材４０の第２クラッチ歯４０ａと噛み合うに際して、スリーブ４８と第２回転部材４０との両者の相対回転差を小さくする同期機構５２が備えられている。図１は、第１クラッチ２４が開放された状態を示している。
後輪用駆動力配分装置３０には、図１および図２に示すように、一対の差動ギヤ３６ｓａ、３６ｓｂが内部に組み付けられたデフケース（ディファレンシャルケース）３６ｃを有する第２差動装置（差動装置）３６と、第２差動装置３６を収容した状態で図示しない車体に固定された非回転部材であって、第２回転軸線（回転軸線）Ｃ２まわりに回転可能且つ第２回転軸線Ｃ２方向に移動不能にデフケース３６ｃを軸受６４および６６を介して支持するデフキャリヤ５４とが、設けられている。また、一対の差動ギヤ３６ｓａ、３６ｓｂの一方の差動ギヤ３６ｓａには後述の中間軸７４を介して車軸７２Ｌがスプライン嵌合によって連結され、他方の差動ギヤ３６ｓｂには車軸７２Ｒがスプライン嵌合によって連結されている（図１参照）。
後輪用駆動力配分装置３０は、内周断接歯（第１断接歯）５６ａが内周側に設けられた円筒状のリングギヤ５６と、差動ギヤ３６ｓａおよび３６ｓｂと同心に配置され、デフケース３６ｃの一端部におけるシャフト挿通部３６ａに相対回転不能に連結された円筒状の円筒部材５８と、外周断接歯（第２断接歯）６０ａを外周側に有しシャフト挿通部３６ａの外周側に第２回転軸線方向Ｃ２に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合された断接スリーブ６０とを含み、外周断接歯（第２断接歯）６０ａが内周断接歯（第１断接歯）５６ａと噛み合う第２噛合位置（噛合位置）と、外周断接歯（第２断接歯）６０ａが内周断接歯（第１断接歯）５６ａと噛み合わない第２非噛合位置（非噛合位置）とに、断接スリーブ６０を第２回転軸線Ｃ２方向に移動させることによって、リングギヤ５６とデフケース３６ｃとの間の動力伝達経路を断接する第２クラッチ（断接機構）３２と、リングギヤ５６と円筒部材５８との間に配設され、外周断接歯（第２断接歯）６０ａが内周断接歯（第１断接歯）５６ａと噛み合う直前にそれら外周断接歯（第２断接歯）６０ａと内周断接歯（第１断接歯）５６ａとの相対回転を低減する同期機構１１２（図２参照）とを、備えている。
また、後輪用駆動力配分装置３０には、円筒部材５８およびデフケース３４ｃのシャフト挿通部３６ａ内を挿通し、第２差動装置３６側の端部（一端部）が差動ギヤ３６ｓａに連結され、第２差動装置３６側とは反対側の端部（他端部）が車軸（ドライブシャフト）７２Ｌ（図１参照）に動力伝達可能に連結された中間軸７４が、設けられている。
デフケース３６ｃは、図２に示すように、一対の差動ギヤ３６ｓａ、３６ｓｂとその一対の差動ギヤ３６ｓａ、３６ｓｂと噛み合う一対のピニオンギヤ３６ｂとを収容する本体部３６ｄと、その本体部３６ｄの後輪１６Ｌ側の端部から後輪１６Ｌ側へ円筒状に突き出すシャフト挿通部３６ａと、本体部３６ｄの後輪１６Ｒ側の端部から後輪１６Ｒ側へ円筒状に突き出す突部３６ｅとが一体に備えられている。なお、デフケース３６ｃには、一対のピニオンギヤ３６ｂを回転可能に支持する円柱状のピニオンシャフト３６ｆ（図２参照）が一体的に備えられている。
また、デフケース３６ｃ内の差動ギヤ３６ｓａには、内周スプライン歯３６ｇが形成されており、その差動ギヤ３６ｓａの内周スプライン歯３６ｇに中間軸７４の第２差動装置３６側の端部に形成された外周スプライン歯７４ａが嵌合すなわちスプライン嵌合されている。また、中間軸７４の第２差動装置３６側とは反対側の端部の内周には、内周スプライン歯７４ｂが形成されており、その中間軸７４の内周スプライン歯７４ｂに車軸７２Ｌの第２差動装置３６側の端部（図１参照）がスプライン嵌合されている。
リングギヤ５６は、デフキャリヤ５４により第２回転軸線Ｃ２まわりに回転可能且つ第２回転軸線Ｃ２方向に移動不能に軸受７８を介して支持され、ドライブピニオン４６と噛合う円筒状の部材であり、内周面のうちの第２差動装置（差動装置）３６側の端部に内周断接歯（第１断接歯）５６ａが形成されている。リングギヤ５６は、たとえばハイポイドギヤが形成された傘歯車であり、そのリングギヤ５６の内周部から後輪１６Ｌ側に略円筒状に突出する軸部５６ｂが形成されている。また、円筒状のリングギヤ５６は、デフキャリヤ５４により軸受７８を介してリングギヤ５６の軸部５６ｂが支持されることによって、第２回転軸線Ｃ２まわりに回転可能に片持状に支持されている。なお、軸受７８には、軸受７８の外輪８０から外周側へ環状に突出するフランジ部８０ａが形成されており、フランジ部８０ａがデフキャリヤ５４にボルト８１（図２参照）により締結されることによって軸受７８がデフキャリヤ５４に固定されている。
シャフト挿通部３６ａは、デフケース３６ｃの後輪１６Ｌ側の端部（一端部）から第２回転軸線Ｃ２方向に突設された円筒状部である。円筒状の円筒部材５８は、シャフト挿通部３６ａと等しい外径および内径を有し、シャフト挿通部３６ａよりも小径の管状連結部材６２が円筒状の円筒部材５８およびシャフト挿通部３６ａ内に締まり嵌合或いはスプライン嵌合されることによって、シャフト挿通部３６ａの後輪１６Ｌ側の端面と突き合わされた状態で一体的に第２回転軸線Ｃ２方向に連ねられた状態で相対回転不能に連結されている。管状連結部材６２は、たとえば、その外周面に形成された外周スプライン歯と、シャフト挿通部３６ａおよび円筒部材５８の内周面に形成された内周スプライン歯とのスプライン嵌合や圧入することで、シャフト挿通部３６ａおよび円筒部材５８を相対回転不能に連結している。なお、円筒部材５８は、シャフト挿通部３６ａと一体に形成されたものでもよいが、シャフト挿通部３６ａと別体に構成されることで、組付け性が高められている。
断接スリーブ６０は、その外周面すなわち外周側に形成された外周断接歯（第２断接歯）６０ａと、その内周面すなわち内周側に形成された内周スプライン歯６０ｂとを備え、その内周スプライン歯６０ｂがシャフト挿通部３６ａの外周面に形成された外周スプライン歯３６ａａと常時スプライン嵌合することで、シャフト挿通部３６ａの外周側に第２回転軸線Ｃ２方向に移動可能且つシャフト挿通部３６ａに対して相対回転不能に配設されている。断接スリーブ６０は、円環状或いは短円筒状を成し、相対的に大径の外周面に形成された外周断接歯６０ａのピッチ円は、相対的に小径の内周面に形成された内周スプライン歯６０ｂのピッチ円よりも大径である。また、断接スリーブ６０の外周側に設けられた外周断接歯（第２断接歯）６０ａは、後述のボールカム１０６の駆動による移動ストロークＳＴ分よりも長い歯幅であるが、内周スプライン歯６０ｂの歯幅よりも小さい歯幅を有する（図１参照）。
第２クラッチ３２は、断接スリーブ６０の外周断接歯６０ａをリングギヤ５６の内周断接歯５６ａに噛み合わせる第２噛合位置（噛合位置）と、断接スリーブ６０の外周断接歯６０ａをリングギヤ５６の内周断接歯５６ａに噛み合わせない第２非噛合位置（非噛合位置）とに、断接スリーブ６０を第２回転軸線Ｃ２方向に移動させることによって、リングギヤ５６とデフケース３６ｃとの間の動力伝達経路を断接する断接機構として機能する。
断接機構として機能する第２クラッチ３２には図２に示すように、アクチュエータとして機能する電磁石９４により作動させられる制御クラッチ９６と、断接スリーブ６０を第２回転軸線Ｃ２方向に移動させて、断接スリーブ６０を前記第２噛合位置と前記第２非噛合位置との間で移動させるラチェット機構すなわち掛止め機構９２と、リングギヤ５６の内周側に設けられた内周断接歯（第１断接歯）５６ａと断接スリーブ６０の外周側に設けられた外周断接歯（第２段接歯）６０ａとの噛合に先立ってそれら内周断接歯５６ａおよび外周断接歯６０ａの相対回転を低減する同期機構１１２とが備えられている。
デフキャリヤ５４には、図２に示すように、アクチュエータである環状の電磁石９４と、環状の摩擦板１１４を介して電磁石９４に隣接し、電磁石９４に磁気的に吸引可能な環状の可動片１１６が組み付けられている。摩擦板１１４は、円筒部材５８に対して第２回転軸線Ｃ２まわりに相対回転可能に設けられている第２カム１０２の外周側において相対回転不能に連結されている。制御クラッチ９６は、電磁石９４、可動片１１６、摩擦板１１４により構成され、電磁石９４の作動によって可動片１１６が吸引されると、摩擦板１１４およびそれと相対回転不能に連結された第２カム１０２に回転制動トルクが伝達される。
掛止め機構９２は、図２に示すように、第１スプリング９０、第２ピストン９８、ボールカム１０６、第２スプリング１０８（スプリング）、および、ホルダー１１０を備えている。第２ピストン９８は、円筒部材５８の外周側に第２回転軸線Ｃ２まわりに回転可能且つ第２回転軸線Ｃ２方向に移動可能に設けられている。第２ピストン９８は、後述の摩擦係合部材１２０を介して断接スリーブを押圧し、第２スプリング１０８の付勢力に抗して断接スリーブ６０を前記第２非噛合位置へ移動させる。
ボールカム１０６は、第２ピストン９８と断接スリーブ６０との間に、第２回転軸線Ｃ２方向において重なるように介挿され、電磁石９４の作動により第２回転軸線Ｃ２まわりに相対回転させられる環状の一対の第１カム１００（第１ピストン）および第２カム１０２と、それら第１カム１００と第２カム１０２とにおいて周方向の複数個所（たとえば３箇所）に形成された、周方向で深さが変化する互いに対向する溝状の一対のカム面１００ｂ、１０２ｂに挟まれた複数個（たとえば３個）の球状転動体１０４とを有し、一対の第１カム１００および第２カム１０２が第２回転軸線Ｃ２まわりに相対回転させられると、それら第１カム１００と第２カム１０２が第２回転軸線Ｃ２方向に隔離させられ、第１カム１００が第２ピストン９８に向けて移動させられる。なお、第１カム１００の内周面には、図示されていないが、円筒部材５８に形成された外周スプライン歯と相対回転不能且つ第２回転軸線Ｃ２方向の移動可能に噛み合う内周噛合歯が形成されている。円筒部材５８が例えば第２回転軸線Ｃ２まわりに回転すると、第１カム１００も第２回転軸線Ｃ２まわりに回転し、例えばアクチュエータである電磁石９４が作動していない場合には、第２カム１０２が球状転動体１０４を介して第１カム１００と一体的に回転する。
第１スプリング９０は、第１カム１００とホルダー１１０との間に予圧された状態で介在されており、第１カム１００を第２カム１０２に向けて付勢する。第２スプリング１０８は、断接スリーブ６０および摩擦係合部材１２０を介して第２ピストン９８を第２回転軸線Ｃ２方向において第２差動装置３６から離れる側に付勢する。ホルダー１１０は、掛止歯１１０ａ（図３参照）を有し、円筒部材５８に対して第２回転軸線Ｃ２まわりの相対回転が不能且つ第２回転軸線Ｃ２方向の移動が不能に設けられ、掛止歯１１０ａで第２ピストン９８を掛け止める。
上記のように構成された掛止め機構９２において、例えば、車両走行中で円筒部材５８が第２回転軸線Ｃ２まわりに回転している状態において、アクチュエータである電磁石９４が作動して電磁石９４によって可動片１１６が吸引されると、摩擦板１１４およびそれと相対回転不能に連結された第２カム１０２に回転制動トルクが伝達される。この回転制動トルクによって、円筒部材５８に対して第２回転軸線Ｃ２まわりの相対回転が不能な第１カム１００と円筒部材５８に対して第２回転軸線Ｃ２まわりの相対回転が可能な第２カム１０２とが相対回転して、第１カム１００が球状転動体１０４を介して第２回転軸線Ｃ２方向において第１スプリング９０の付勢力に抗して第２ピストン９８に向けて往動すると共に、第２ピストン９８が第１カム１００に押圧される。また、電磁石９４が非作動状態となると、第１スプリング９０の付勢力により第１カム１００が第２ピストン９８から離されると共に、第１スプリング９０の付勢力によって第１カム１００が第２カム１０２に接近する方向へ復動する。
図３は、掛止め機構９２の作動原理を説明する模式図であり、環状の第２ピストン９８、環状の第１カム１００の押圧部１００ｃ、および環状のホルダー１１０をそれぞれ展開した状態を示している。図３に示すように、環状の第２ピストン９８には、ホルダー１１０側に突設された突起９８ａが形成されている。また、環状のホルダー１１０には、第２ピストン９８の突起９８ａを掛け止めるための円周方向に連なる鋸歯状の掛止歯１１０ａが周期的に形成されており、ホルダー１１０は、円筒部材５８に位置固定に配設されている。
環状の第１カム１００の押圧部１００ｃには、ホルダー１１０の掛止歯１１０ａと同様の鋸歯形状であるが周方向に所定位相ずれた形状で周方向に連なり、第２ピストン９８の突起９８ａを受け止める受止歯１００ｄが周期的に形成されている。また、環状の第１カム１００の押圧部１００ｃは、ホルダー１１０に対して相対回転不能且つ第２回転軸線Ｃ２方向の移動可能に設けられ、第１スプリング９０および第２スプリング１０８の付勢力に抗して第２ピストン９８をボールカム１０６の１ストローク分だけ移動させられる。なお、第１カム１００の押圧部１００ｃの受止歯１００ｄおよびホルダー１１０の掛止歯１１０ａの先端の斜面には、第２ピストン９８の突起９８ａの滑りを止めるストッパ１００ｅおよび１１０ｂがそれぞれ設けられている。
図３の（ａ）および（ｅ）は、断接スリーブ６０が前記第２噛合位置にある時を示している。図３の（ａ）および（ｅ）に示すように、第２ピストン９８から突設された突起９８ａがホルダー１１０の掛止歯１１０ａから掛け外された位置に位置している状態では、第２スプリング１０８の付勢力に従って断接スリーブ６０が前記第２噛合位置に位置させられている。
図３の（ｂ）は、第２ピストン９８が、アクチュエータである電磁石９４への通電によるボールカム１０６の駆動により移動ストロークＳＴ分だけ第１スプリング９０および第２スプリング１０８の付勢力に抗してそのベース位置から移動させられた状態を示している。この過程では、第１カム１００の押圧部１００ｃにより第２ピストン９８が移動させられてホルダー１１０から離されると共に、第２ピストン９８が第１カム１００の押圧部１００ｃの斜面１００ｆを滑り落ちる。なお、図３の（ｂ）に示されている一点鎖線は、移動ストロークＳＴを説明するために図３の（ａ）の第１カム１００の押圧部１００ｃのベース位置を示すものである。
図３の（ｃ）は、第１カム１００の押圧部１００ｃが、電磁石９４への非通電によるボールカム１０６の非駆動により第１スプリング９０の付勢力に従って移動ストロークＳＴ分だけ戻されてベース位置に位置させられた状態を示している。この過程では、第２スプリング１０８の付勢力に抗して第２ピストン９８がホルダー１１０の掛止歯１１０ａに掛け止められ、断接スリーブ６０が前記第２非噛合位置に位置させられる。
図３の（ｄ）は、再び第１カム１００の押圧部１００ｃが、電磁石９４への通電によるボールカム１０６の駆動により移動ストロークＳＴ分だけ第１スプリング９０および第２スプリング１０８の付勢力に抗してそのベース位置から移動させられた状態を示している。この過程では、第２ピストン９８が更に第２差動装置３６側に移動させられて同期機構１１２によってリングギヤ５６と断接スリーブ６０とが回転同期させられる。
次いで、図３の（ｅ）に示すように、第１カム１００の押圧部１００ｃが、電磁石９４への非通電によるボールカム１０６の非駆動により第１スプリング９０および第２スプリング１０８の付勢力に従ってベース位置に向けて戻されると、この過程で、第２ピストン９８が、ホルダー１１０の掛止歯１１０ａから掛け外されると共に、第２スプリング１０８の付勢力に従ってホルダー１１０の掛止歯１１０ａから掛け外された位置に戻されて、断接スリーブ６０が前記第２噛合位置へ位置させられる。
これにより、掛止め機構９２では、ボールカム１０６における第１カム１００の往復移動で第２ピストン９８を周方向へ送り断接スリーブ６０を前記第２非噛合位置、前記第２噛合位置へ向かって移動させられる。すなわち、第２ピストン９８が第１カム１００によって１回往復移動させられると、断接スリーブ６０が前記第２非噛合位置に位置させられる。そして、第２ピストン９８が第１カム１００によって２回往復移動すなわち断接スリーブ６０が前記第２非噛合位置にある状態においてさらに第２ピストン９８が第１カム１００によって１回往復移動させられると、第２ピストン９８がホルダー１１０の掛止歯１１０ａから掛け外されて第２スプリング１０８の付勢力により断接スリーブ６０が前記第２噛合位置に位置させられる。
以上のように構成された４輪駆動車両１０では、例えば、第１クラッチ２４および第２クラッチ３２が共に係合されている４輪駆動状態において、図示しない電子制御装置で２輪駆動走行モードが選択されると、第１アクチュエータ５０によってスリーブ４８が前記第１非噛合位置に移動して第１クラッチ２４が開放され、後輪用駆動力配分装置３０において電磁石９４によって断接スリーブ６０が前記第２非噛合位置に移動して第２クラッチ３２が開放されて、エンジン１２から駆動力が主駆動輪である前輪１４だけに伝達する２輪駆動状態となる。
また、第１クラッチ２４および第２クラッチ３２が共に開放されている２輪駆動状態すなわちエンジン１２とプロペラシャフト２８との間の動力伝達経路および後輪１６とプロペラシャフト２８との間の動力伝達経路がそれぞれ切り離されたディスコネクト状態において、図示しない電子制御装置で４輪駆動走行モードが選択されると、例えば、第１アクチュエータ５０によってスリーブ４８が前記第１噛合位置に移動して第１クラッチ２４が係合され、その第１クラッチ２４の係合後に電磁石９４によって断接スリーブ６０が前記第２噛合位置に移動して第２クラッチ３２が係合されて、前記ディスコネクト状態が解除される。
図４に詳しく示すように、同期機構１１２は、リングギヤ５６の内周面に形成された第１テーパ状摩擦係合面５６ｃと摩擦係合可能な第２テーパ状摩擦係合面１２０ａを外周側に有し、円筒部材５８の外周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合されて断接スリーブ６０と共に第２回転軸線Ｃ２方向に移動する摩擦係合部材１２０とを備え、第２非噛合位置において第１テーパ状摩擦係合面５６ｃと第２テーパ状摩擦係合面１２０ａとの摩擦係合により、リングギヤ５６の内周側断接歯（第１断接歯）５６ａと断接スリーブ６０の外周断接歯（第２断接歯）６０ａとの噛み合いに先立ってそれらの相対回転を低減する。摩擦係合部材１２０は、第２ピストン９８と断接スリーブ６０との間に配設されており、第２ピストン９８により押圧され、第２ピストン９８とともに往復動させられるようになっている。
上述のように、本実施例の後輪用の駆動力配分装置３０によれば、リングギヤ５６の内周側に設けられた内周断接歯（第１断接歯）５６ａと、差動ギヤ３６ｓａ３６ｓｂと同心に配置され、デフケース３６ｃの一端部におけるシャフト挿通部３６ａに相対回転不能に連結された円筒状の円筒部材５８と、外周側に外周断接歯（第２断接歯）６０ａを有しシャフト挿通部３６ａの外周側に第２回転軸線Ｃ２方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合された断接スリーブ６０とを含み、外周断接歯６０ａを内周断接歯５６ａに噛み合わせる第２噛合位置と、外周断接歯６０ａを内周断接歯５６ａに噛み合わない第２非噛合位置とに、断接スリーブ６０を第２回転軸線Ｃ２方向に移動させることによって、リングギヤ５６とデフケース３６ｃとの間の動力伝達経路を断接する断接機構と、リングギヤ５６と円筒部材５８との間に配設され、外周断接歯６０ａと内周断接歯５６ａとの相対回転を低減する同期機構１１２とを、含むことから、断接スリーブ６０の外周側に設けられた外周断接歯６０ａは断接スリーブ６０の内周側の内周スプライン歯６０ｂよりも大径となる。
このため、外周断接歯６０ａおよびこれと噛み合う内周断接歯５６ａの強度を向上させることができるので、同期機構１１２を備えることによるスペースの制約があっても、駆動力配分装置３０を内周断接歯５６ａおよび外周断接歯６０ａの強度の上で有利にすることができ、内周断接歯５６ａおよび外周断接歯６０ａの耐久性を高めることができる。また、同期機構１１２をリングギヤ５６と円筒部材５８との間の空間に配置し、断接スリーブ６０とシャフト挿通部３６ａとの間で動力伝達が行なわれるようにされているので、たとえば、断接スリーブ６０と円筒部材５８との間で動力伝達を行なう場合は円筒部材５８およびシャフト挿通部３６ａの両方の強度を高める必要があるのに比較して、強度を高めるために、シャフト挿通部３６ａの強度を高めるだけでよい利点がある。
また、本実施例の駆動力配分装置３０によれば、断接スリーブ６０は、シャフト挿通部３６ａの外周側にスプライン嵌合するための内周スプライン歯６０ｂを有し、断接スリーブ６０の外周側に設けられた外周断接歯（第２断接歯）６０ａのピッチ円は、内周スプライン歯６０ｂのピッチ円よりも大径である。これにより、外周断接歯（第２断接歯）６０ａおよびこれと噛み合う内周断接歯（第１断接歯）５６ａの強度を向上させることができ、同期機構１１２を設けることによるスペースの制約があっても、駆動力配分装置３０を外周断接歯（第２断接歯）６０ａおよびこれと噛み合う内周断接歯（第１断接歯）５６ａの強度の上で有利にすることができる。
また、本実施例の駆動力配分装置３０によれば、断接スリーブ６０の外周側に設けられた外周断接歯（第２断接歯）６０ａは、断接スリーブ６０の内周側に設けられた内周スプライン歯６０ｂの歯幅よりも小さい歯幅を有する。これにより、断接スリーブ６０の往復ストロークを小さくすることができる。また、掛止め機構９２のボールカム１０６における往復ストロークを小さくすることができ、掛止め機構９２の第２回転軸線Ｃ２方向の寸法を小さく構成することができる。したがって、駆動力配分装置３０の第２回転軸線Ｃ２方向の寸法を小さく構成することができる。
また、本実施例の駆動力配分装置３０によれば、シャフト挿通部３６ａおよび円筒部材５８は、互いに等しい外径および内径を有し、シャフト挿通部３６ａおよび円筒部材５８の外径よりも小径の管状連結部材６２がシャフト挿通部３６ａおよび円筒部材５８内に嵌合されることでシャフト挿通部３６ａおよび円筒部材５８が第２回転軸線Ｃ２方向に連ねられた状態で相互に相対回転不能に連結されている。これにより、駆動力配分装置３０の径方向寸法が一層小さくされ、組み付け性が容易となる利点がある。
また、本実施例の駆動力配分装置３０によれば、同期機構１１２は、リングギヤ５６の内周面に形成された第１テーパ状摩擦係合面５６ｂと摩擦係合可能な第２テーパ状摩擦係合面１２０ａを外周側に有し、円筒部材５８の外周側に回転軸線方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合されて断接スリーブ６０と共に第２回転軸線Ｃ２方向に移動する摩擦係合部材１２０を含み、第２非噛合位置において第１テーパ状摩擦係合面５６ｂと第２テーパ状摩擦係合面１２０ａとの摩擦係合によって、内周断接歯（第１断接歯）５６ａと外周断接歯（第２断接歯）６０ａとの相対回転が低減される。これにより、第１断接歯５６ａと第２断接歯６０ａとの噛合に先立ってリングギヤ５６と断接スリーブ６０との相対回転が小さくされるので、第１断接歯５６ａと第２断接歯６０ａとの間のギヤ鳴りや摩耗が好適に抑制される。
また、本実施例の後輪用駆動力配分装置３０によれば、第２クラッチ（断接機構）３２は、電磁石（アクチュエータ）９４と、掛止め機構９２とを、含み、掛止め機構９２は、電磁石９４のオンオフに応じて第２回転軸線Ｃ２方向に往復動させられる第１カム（第１ピストン）１００と、円筒部材５８の外周側に第２回転軸線Ｃ２方向に移動可能に設けられ、第１カム（第１ピストン）１００により第２回転軸線Ｃ２方向に駆動されて摩擦係合部材１２０および断接スリーブ６０を押圧する第２ピストン９８と、第２ピストン９８を復動方向へ付勢する第２スプリング（スプリング）１０８と、第１カム１００の往復動に応じて第２スプリング１０８の付勢力に抗して第２ピストン９８を掛け止めると共に、第１カム１００の往復動に応じて第２ピストン９８を掛け外すことにより第２スプリング１０８の付勢力にしたがって第２ピストン９８を復動させるホルダー１１０とが、含まれる。これにより、断接スリーブ６０を往動および復動させるに当たり、電磁石９４を短時間、駆動させるだけでよいので、電力消費を軽減することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例において、ホルダー１１０には、１段の掛止歯１１０ａが形成されていたが、例えば２段以上の掛止歯すなわち複数段の掛止歯が形成されていても良い。
また、前述の実施例において、後輪用駆動力配分装置３０は、４輪駆動車両１０の４輪駆動状態において、エンジン１２から伝達された駆動力を第２差動機構３６を介して後輪１６Ｌ、１６Ｒへ配分していたが、例えば、後輪用駆動力配分装置３０の構成を、４輪駆動車両１０の２輪駆動状態および４輪駆動状態において、エンジン１２から伝達された駆動力を前輪１４Ｌ、１４Ｒへ配分する前輪用駆動力配分装置に適用させても良い。
また、前述の実施例の制御クラッチ９６は、アクチュエータとして電磁石９４を備えるものであったが、形状記憶合金や圧電セラミックスなどから成る他の形式のアクチュエータであってもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１２：エンジン（駆動源）
１６Ｌ、１６Ｒ：後輪（駆動輪）
３０：後輪用駆動力配分装置（車両用駆動力配分装置）
３２：第２クラッチ（断接機構）
３６：第２差動装置（差動装置）
３６ａ：シャフト挿通部
３６ｃ：デフケース
３６ｓａ、３６ｓｂ：差動ギヤ
５６：リングギヤ
５６ａ：内周断接歯（第１断接歯）
５６ｃ：第１テーパ状摩擦係合面
５８：円筒部材
６０：断接スリーブ
６０ａ：外周断接歯（第２断接歯）
６０ｂ：内周スプライン歯
９２：掛止め機構
９４：電磁石（アクチュエータ）
９８：第２ピストン
１００：第１カム（第１ピストン）
１０２：第２カム
１０６：ボールカム
１０８：第２スプリング（スプリング）
１１０：ホルダー
１１２：同期機構
１２０：摩擦係合部材
１２０ａ：第２テーパ状摩擦係合面
Ｃ２：第２回転軸線（回転軸線）

Claims (6)

  1. 一回転軸線まわりに回転可能に設けられたリングギヤと、前記回転軸線まわりに回転可能に設けられ、一対の差動ギヤが内部に組み付けられたデフケースを有する差動装置とを備え、駆動源から前記リングギヤに伝達された駆動力を前記差動装置を介して左右の駆動輪へ配分する車両用駆動力配分装置であって、
    前記リングギヤの内周側に設けられた第１断接歯と、
    前記差動ギヤと同心に配置され、前記デフケースの一端部に前記デフケースに一体に備えられたシャフト挿通部に相対回転不能に連結された円筒状の円筒部材と、外周側に第２断接歯を有し前記シャフト挿通部の外周に前記回転軸線方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合された断接スリーブとを含み、前記第２断接歯を前記第１断接歯に噛み合わせる噛合位置と、前記第２断接歯を前記第１断接歯に噛み合わない非噛合位置とに、前記断接スリーブを前記回転軸線方向に移動させることによって、前記リングギヤと前記デフケースとの間の動力伝達経路を断接する断接機構と、
    前記リングギヤと前記円筒部材との間に配設され、前記第１断接歯と前記第２断接歯との相対回転を低減する同期機構とを、含む、
    ことを特徴とする車両用駆動力配分装置。
  2. 前記断接スリーブは、前記シャフト挿通部の外周側にスプライン嵌合するための内周スプライン歯を有し、前記断接スリーブの外周側に設けられた第２断接歯のピッチ円は、前記内周スプライン歯のピッチ円よりも大径である
    ことを特徴とする請求項１の車両用駆動力配分装置。
  3. 前記断接スリーブの外周側に設けられた第２断接歯は、前記内周スプライン歯の歯幅よりも小さい歯幅を有する
    ことを特徴とする請求項２の車両用駆動力配分装置。
  4. 前記シャフト挿通部および前記円筒部材は、互いに等しい共通の外径および内径を有し、前記シャフト挿通部および前記円筒部材の外径よりも小径の管状連結部材が前記シャフト挿通部および前記円筒部材内に嵌合されることで前記シャフト挿通部および前記円筒部材が連ねられた状態で相互に連結されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１の車両用駆動力配分装置。
  5. 前記同期機構は、前記リングギヤの内周面に形成された第１テーパ状摩擦係合面と摩擦係合可能な第２テーパ状摩擦係合面を外周側に有し、前記円筒部材の外周側に前記回転軸線方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合されて前記断接スリーブと共に前記回転軸線方向に移動する摩擦係合部材を含み、前記非噛合位置において前記第１テーパ状摩擦係合面と前記第２テーパ状摩擦係合面との摩擦係合によって、前記第１断接歯と前記第２断接歯との相対回転を低減するものである
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１の車両用駆動力配分装置。
  6. 前記断接機構は、アクチュエータと、掛止め機構とを、含み、前記掛止め機構は、前記アクチュエータのオンオフに応じて前記回転軸線方向に往復動させられる第１ピストンと、前記円筒部材の外周側に前記回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第１ピストンにより前記回転軸線方向に駆動されて前記摩擦係合部材および前記断接スリーブを押圧する第２ピストンと、前記第２ピストンを復動方向へ付勢するスプリングと、前記第１ピストンの往復動に応じて前記スプリングの付勢力に抗して前記第２ピストンを掛け止めると共に、前記第１ピストンの往復動に応じて前記第２ピストンを掛け外すことにより前記スプリングの付勢力にしたがって前記第２ピストンを復動させるホルダーとを、含む
    ことを特徴とする請求項５の車両用駆動力配分装置。
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