JP7255516B2 - トランスファ - Google Patents

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陽平 葉畑
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Description

本発明は、トランスファに関する。
四輪駆動車に搭載される動力伝達装置として、エンジンからの動力を前輪と後輪とに分配して伝達するトランスファが知られている。トランスファは、前輪に動力を伝達する前輪側出力部材と、後輪に動力を伝達する後輪側出力部材とを有し、一方の出力部材のみから動力を出力する二輪駆動状態と、両方の出力部材から動力を出力する四輪駆動状態とを成立させることが可能である。
また、トランスファは、トランスファケースの内部に、エンジンの回転を変速して出力する変速部としての遊星歯車装置を備えている。この遊星歯車装置を構成する三つの回転要素について、エンジンの動力が入力される回転要素と、トランスファケース（固定部材）に固定される回転要素とが、別の回転要素である。そして、トランスファは、エンジンの回転を変速せずに出力する状態と、エンジンの回転を遊星歯車装置で変速して出力する状態との間で切り替わることが可能である。
特許文献１には、トランスファケースの内部に、動力源として機能するモータを備えたトランスファが開示されている。このトランスファでは、エンジンの動力を駆動輪に伝達する際、モータの動力を遊星歯車装置を介して駆動輪に伝達することができる。
国際公開第２０１０／１４１６８２号
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、遊星歯車装置を構成する三つの回転要素について、固定部材に固定される回転要素と、モータの動力が入力される回転要素とが、同じ回転要素である。そのため、モータの動力を遊星歯車装置を介して駆動輪に伝達する際、遊星歯車装置を一つの回転要素が固定された状態の変速部として機能させることはできない。また、一つの回転要素を固定して遊星歯車装置を変速部として機能させる場合、モータの動力を遊星歯車装置を介して駆動輪に伝達させることができない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、一つの回転要素が固定部材に固定された状態の遊星歯車装置を介してモータから駆動輪に動力を伝達させることができるトランスファを提供することを目的とする。
本発明は、第１動力源からの動力を入力する入力軸と、第２動力源として機能するモータと、主駆動輪に動力を伝達する第１出力軸と、副駆動輪に動力を伝達する第２出力軸と、前記モータに連結された第１回転要素と、第２回転要素と、第３回転要素とを有する第１遊星歯車装置と、前記第２回転要素に連結された第４回転要素と、第５回転要素と、第６回転要素とを有する第２遊星歯車装置と、前記入力軸の接続先を選択的に切り替える入力切替部と、前記第１遊星歯車装置で前記第１回転要素の回転を変速して出力する変速状態と、前記第１遊星歯車装置で前記第１回転要素の回転を変速せずに出力する非変速状態とを切り替える変速切替部と、前記第１出力軸と前記第２出力軸とに動力を伝達する分配状態と、前記第１出力軸と前記第２出力軸とのうち前記第１出力軸のみに動力を伝達する非分配状態とを切り替える分配切替部と、を備え、前記入力軸、前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、前記第１出力軸、および前記第２出力軸の接続状態は、前記入力切替部、前記変速切替部、および前記分配切替部によって複数のモードに切り替わることが可能であり、前記複数のモードは、前記入力軸が前記第１出力軸に直結された状態であり、かつ前記分配切替部が前記非分配状態である第１モードと、前記入力軸が前記第１出力軸に直結された状態であり、かつ前記分配切替部が前記分配状態であり、前記第２遊星歯車装置における三つの回転要素が、前記モータ、前記第１出力軸、前記第２出力軸にそれぞれ連結された状態で差動可能である第２モードと、前記入力軸が前記第１遊星歯車装置の前記第１回転要素に連結された状態であり、かつ前記分配切替部が前記分配状態であり、前記変速切替部は前記第３回転要素を固定部材に固定した前記変速状態であり、前記第２遊星歯車装置では二つの回転要素が互いに連結された状態、かついずれかの回転要素が前記第１出力軸に連結された状態で三つの回転要素が一体回転可能である第３モードと、を含むことを特徴とする。
この構成によれば、モータと第１遊星歯車装置と第２遊星歯車装置とを備えたトランスファにおいて、第１遊星歯車装置を構成する三つに回転要素について、固定部材に固定される第３回転要素と、モータの動力が入力される第１回転要素とが、別の回転要素である。そのため、一つの回転要素が固定部材に固定された状態で第１遊星歯車装置を変速部として機能させる際、この第１遊星歯車装置を介してモータから駆動輪に動力を伝達させることができる。
また、前記変速切替部が前記変速状態である場合、前記モータから出力された動力を前記第１遊星歯車装置と前記第２遊星歯車装置とを介して前記第１出力軸に伝達する際に、前記第１遊星歯車装置で前記モータの回転を変速して出力してもよい。
この構成によれば、モータの動力によって主駆動輪を駆動する際、第１遊星歯車装置でモータの回転を変速して出力することができる。
また、前記第３モードでは、前記第１動力源からの動力および前記モータの動力が前記第１遊星歯車装置と前記第２遊星歯車装置とを介して前記主駆動輪と前記副駆動輪とに分配されるとともに、前記入力軸の回転および前記モータの回転を前記第１遊星歯車装置で変速して前記主駆動輪および前記副駆動輪に伝達する駆動状態となってもよい。
この構成によれば、第１動力源からの動力とモータの動力を主駆動輪と副駆動輪とに伝達する際、第１遊星歯車装置で入力軸の回転およびモータの回転を変速して出力することができる。
また、前記第１モードおよび前記第２モードでは、前記変速切替部が前記変速状態と前記非変速状態との間で切り替わることが可能であってもよい。
この構成によれば、第１モードと第２モードの場合にも第１遊星歯車装置を変速部として機能させることが可能である。これにより、第１モードと第２モードの場合にモータの動力で主駆動輪を駆動する際、モータの回転を第１遊星歯車装置で変速して出力することができる。
また、前記第１モードで前記変速切替部が前記変速状態である場合には、前記第１動力源からの動力が前記入力軸から前記第１出力軸に直接的に伝達され、かつ前記モータの動力が前記第１遊星歯車装置と前記第２遊星歯車装置とを介して前記第１出力軸に伝達されるとともに、前記第１動力源からの動力および前記モータの動力が前記第２出力軸には伝達されない駆動状態となってもよい。
この構成によれば、第１モードとなり主駆動輪を駆動する場合、第１動力源からの動力第１出力軸に直接的に伝達できるとともに、モータの動力を第１出力軸に伝達する際には第１遊星歯車装置でモータの回転を変速して出力することができる。
また、前記第２モードで前記変速切替部が前記変速状態である場合には、前記第１動力源からの動力が前記入力軸から前記第１出力軸に直接的に伝達され、かつ前記モータの動力が前記第１遊星歯車装置を介して前記第１出力軸に伝達される際に前記第１遊星歯車装置で前記モータの回転を変速して出力し、前記第１動力源からの動力および前記モータの動力が前記第２遊星歯車装置を介して前記主駆動輪と前記副駆動輪とに分配される駆動状態となってもよい。
この構成によれば、第２モードとなり主駆動輪と副駆動輪を駆動する場合、第１動力源からの動力を第１出力軸に直接的に伝達できるとともに、モータの動力を第１出力軸および第２出力軸に伝達する際には第１遊星歯車装置でモータの回転を変速して出力することができる。
また、前記変速切替部は、前記第３回転要素を前記固定部材に連結する係合状態と、前記第３回転要素を回転可能に解放する解放状態との間で切り替わる第１係合装置と、前記第２回転要素と前記第３回転要素とを一体可能に連結する係合状態と、前記第２回転要素を前記第３回転要素に対して相対回転可能に解放する解放状態との間で切り替わる第２係合装置と、を含んでもよい。
この構成によれば、第１係合装置を係合状態とすることにより第１遊星歯車装置を変速部として機能させることができる。また、第２係合装置を係合状態とすることにより第１遊星歯車装置の各回転要素が一体回転する状態に切り替えることができる。
また、前記第２出力軸に動力を伝達する伝達部をさらに備え、前記分配切替部は、前記第１出力軸を前記伝達部に選択的に連結する分配切替部材を有し、前記第２遊星歯車装置の前記第５回転要素は、前記第１出力軸に一体回転可能に連結されており、前記分配切替部材は、前記第１出力軸を前記伝達部に連結するとともに、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを一体回転可能に連結する第１分配状態と、前記第１出力軸を前記伝達部に連結するとともに、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを差動可能にする第２分配状態と、前記第１出力軸を前記伝達部に連結しない場合に、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを一体回転可能に連結する非分配状態との間で切り替わってもよい。
この構成によれば、分配切替部材が第１分配状態と第２分配状態と非分配状態との間で切り替わることによって、トランスファが複数の駆動状態に切り替わることが可能である。
また、前記第６回転要素を固定部材に連結する係合状態と、前記第６回転要素を回転可能に解放する解放状態との間で切り替わる第３係合装置を備え、前記第３係合装置は、前記第１モードおよび前記第３モードの場合に前記係合状態となることが可能であり、前記第２モードの場合には解放状態となってもよい。
この構成によれば、第１モードと第３モードの場合に、第３係合装置を係合状態とすることによって第２遊星歯車装置を変速部として機能させることができる。これにより、第３モードで第１動力源の動力を駆動輪に伝達する場合には、入力軸の回転を第１遊星歯車装置と第２遊星歯車装置で変速して出力することができる。
また、前記第２出力軸に動力を伝達する伝達部をさらに備え、前記入力切替部は、前記入力軸を前記第１回転要素に選択的に連結する入力切替部材を有し、前記第２遊星歯車装置の前記第５回転要素は、前記第１出力軸に対して相対回転可能であり、前記分配切替部は、前記入力切替部としても機能する部材であって、前記入力軸または前記伝達部を前記第１出力軸に選択的に連結する第１分配切替部材と、前記第５回転要素および前記第６回転要素のうちの少なくとも一方を前記伝達部に選択的に連結する第２分配切替部材と、を有してもよい。
この構成によれば、入力切替部材と第１分配切替部材とによって入力軸の接続先を選択的に切り替えることができる。また、第１分配切替部材と第２分配切替部材とによって伝達部へ動力伝達可能な場合と動力伝達不可の場合とを切り替えることができる。
また、前記第１モードである場合、前記入力切替部材は、前記入力軸を前記第１回転要素に連結せず、前記第１分配切替部材は、前記伝達部には連結せずに前記入力軸を前記第１出力軸に直結するとともに、前記第５回転要素を前記第１出力軸に連結する非分配状態であり、前記第２分配切替部材は、前記伝達部には連結せずに前記第５回転要素と前記第６回転要素とを一体回転可能に連結する非分配状態であってもよい。
この構成によれば、第１モードの場合、第１分配切替部材によって入力軸を第１出力軸に直結した状態で、第１動力源の動力を主駆動輪に伝達することができる。
また、前記第２モードである場合、前記入力切替部材は、前記入力軸を前記第１回転要素に連結せず、前記第１分配切替部材は、前記伝達部には連結せずに前記入力軸を前記第１出力軸に直結するとともに、前記第５回転要素を前記第１出力軸に連結する非分配状態であり、前記第２分配切替部材は、前記第６回転要素を前記伝達部に連結するとともに、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを差動可能にする分配状態であってもよい。
この構成によれば、第２モードの場合、第１分配切替部材によって入力軸を第１出力軸に直結した状態で、モータの動力を差動可能な状態の第２遊星歯車装置に伝達することによって、主駆動輪と副駆動輪とに伝達される動力の配分を制御することができる。
また、前記第３モードである場合、前記第１分配切替部材は、前記入力軸には連結せずに前記第１出力軸を前記伝達部に連結する分配状態であり、前記第２分配切替部材は、前記第５回転要素を前記伝達部に連結するとともに、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを一体回転可能に連結する分配状態であってもよい。
この構成によれば、第３モードの場合、第２分配切替部材によって第２遊星歯車装置が一体回転可能な状態となる。
本発明では、モータと第１遊星歯車装置と第２遊星歯車装置とを備えたトランスファにおいて、第１遊星歯車装置を構成する三つに回転要素について、固定部材に固定される第３回転要素と、モータの動力が入力される第１回転要素とが、別の回転要素である。そのため、一つの回転要素が固定部材に固定された状態で第１遊星歯車装置を変速部として機能させる際、この第１遊星歯車装置を介してモータから駆動輪に動力を伝達させることができる。
図１は、第１実施形態におけるトランスファを搭載した車両を模式的に示すスケルトン図である。 図２は、第１実施形態におけるトランスファが第１駆動状態である場合を示すスケルトン図である。 図３は、第１駆動状態での各遊星歯車装置における各回転要素の相対的な回転数の関係を示す共線図である。 図４は、第２駆動状態での各遊星歯車装置における各回転要素の相対的な回転数の関係を示す共線図である。 図５は、第１実施形態におけるトランスファが第３駆動状態である場合を示すスケルトン図である。 図６は、第３駆動状態での各遊星歯車装置における各回転要素の相対的な回転数の関係を示す共線図である。 図７は、第４駆動状態での各遊星歯車装置における各回転要素の相対的な回転数の関係を示す共線図である。 図８は、第１実施形態におけるトランスファが第５駆動状態である場合を示すスケルトン図である。 図９は、第５駆動状態での各遊星歯車装置における各回転要素の相対的な回転数の関係を示す共線図である。 図１０は、第１実施形態におけるトランスファが第６駆動状態である場合を示すスケルトン図である。 図１１は、第６駆動状態での各遊星歯車装置における各回転要素の相対的な回転数の関係を示す共線図である。 図１２は、第１実施形態の変形例におけるトランスファを模式的に示すスケルトン図である。 図１３は、第２実施形態におけるトランスファを模式的に示すスケルトン図である。 図１４は、第３実施形態におけるトランスファを模式的に示すスケルトン図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるトランスファについて具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
図１は、第１実施形態におけるトランスファを搭載した車両を模式的に示すスケルトン図である。車両１は、動力源としてのエンジン２と、左右の前輪３Ｌ，３Ｒと、左右の後輪４Ｌ，４Ｒと、エンジン２の動力を前輪３と後輪４とにそれぞれ伝達する動力伝達装置１０と、を備えている。この車両１は前置エンジン後輪駆動をベースとする四輪駆動車両である。後輪４は、二輪駆動状態で走行中および四輪駆動状態で走行中に駆動輪となる主駆動輪である。一方、前輪３は、二輪駆動状態で走行中に従動輪となり、四輪駆動状態で走行中に駆動輪となる副駆動輪である。
動力伝達装置１０は、エンジン２に連結された変速機１１と、変速機１１に連結された前後輪動力分配装置であるトランスファ１２と、トランスファ１２にそれぞれ連結されたフロントプロペラシャフト１３およびリヤプロペラシャフト１４と、フロントプロペラシャフト１３に連結された前輪用デファレンシャルギヤ機構１５と、リヤプロペラシャフト１４に連結された後輪用デファレンシャルギヤ機構１６と、前輪用デファレンシャルギヤ機構１５に連結された左右の前輪車軸１７Ｌ，１７Ｒと、後輪用デファレンシャルギヤ機構１６に連結された左右の後輪車軸１８Ｌ，１８Ｒと、を備えている。なお、車輪と車軸について左右を特に区別しない場合には、符号Ｌ，Ｒを省略して、前輪３、後輪４、前輪車軸１７、後輪車軸１８と記載する。
エンジン２から出力された動力は変速機１１を介してトランスファ１２に伝達される。そして、トランスファ１２に伝達された動力は、トランスファ１２から、リヤプロペラシャフト１４、後輪用デファレンシャルギヤ機構１６、後輪車軸１８の後輪側の動力伝達経路を順次介して後輪４へ伝達される。また、後輪４側へ伝達される動力の一部は、トランスファ１２によって前輪３側へ分配され、フロントプロペラシャフト１３、前輪用デファレンシャルギヤ機構１５、前輪車軸１７の前輪側の動力伝達経路を順次介して前輪３へ伝達される。
図２に示すように、第１実施形態のトランスファ１２は、非回転部材であるトランスファケース２０を備えている。トランスファ１２は、トランスファケース２０の内部に、入力軸２１と、主駆動輪である後輪４へ動力を出力する第１出力軸としての後輪側出力軸２２と、副駆動輪である前輪３へ動力を出力する第２出力軸としての前輪側出力軸２３と、変速部として機能する第１遊星歯車装置２４と、動力分配部として機能する第２遊星歯車装置２５と、を備えている。また、トランスファ１２は、トランスファケース２０の内部に、前輪側の動力伝達経路を形成する回転部材として、前輪側への入力部材として機能する伝達部２６と、前輪側出力軸２３に動力を出力するドライブギヤ２７と、前輪側出力軸２３に一体的に設けられたドリブンギヤ２８と、ドライブギヤ２７とドリブンギヤ２８との間を連結する前輪用駆動チェーン２９と、を備えている。さらに、トランスファ１２は、トランスファケース２０の内部に、動力源としてのモータ３０と、回転部材の接続状態を切り替える接続切替装置４０と、を備えている。
入力軸２１は、エンジン２からの動力をトランスファ１２に入力する入力部材である。例えば、入力軸２１は変速機１１の出力部材（図示せず）にスプライン嵌合されている。エンジン２から変速機１１を介して入力軸２１に伝達された動力がトランスファ１２に入力される。この入力軸２１の接続先は接続切替装置４０によって選択的に切り替えられる。
後輪側出力軸２２は、後輪４側へ動力を出力する出力部材である。この後輪側出力軸２２は入力軸２１と同一軸線上に配置され、リヤプロペラシャフト１４と一体回転するように連結されている。トランスファ１２では、後輪側出力軸２２と同一軸線上に、第１遊星歯車装置２４、第２遊星歯車装置２５、伝達部２６、ドライブギヤ２７が配置されている。
前輪側出力軸２３は、前輪３側へ動力を出力する出力部材である。この前輪側出力軸２３は入力軸２１および後輪側出力軸２２とは異なる軸線上に配置され、フロントプロペラシャフト１３と一体回転するように連結されている。また、前輪側出力軸２３はドリブンギヤ２８および前輪用駆動チェーン２９を介してドライブギヤ２７と常時接続されている。つまり、ドライブギヤ２７が回転することによって前輪側出力軸２３は回転する。そのドライブギヤ２７は、伝達部２６と一体回転するように連結されている。
伝達部２６は、前輪側出力軸２３へ動力を伝達する回転部材である。この伝達部２６は後輪側出力軸２２と同一軸線上で、後輪側出力軸２２に対して相対回転可能に配置されている。伝達部２６は、接続切替装置４０によって、動力源からの動力が伝達される接続状態と、動力源からの動力が伝達されない切断状態との間で切り替えられる。
第１遊星歯車装置２４は、エンジン２の回転を変速して出力する変速部として機能するものである。この第１遊星歯車装置２４はエンジン２の動力を伝達するとともに、モータ３０の動力を伝達可能である。第１遊星歯車装置２４は、エンジン２の動力を伝達する際にはエンジン２の回転を変速して出力する変速部（エンジン変速部）として機能し、モータ３０の動力を伝達する際にはモータ３０の回転を変速して出力する変速部（モータ変速部）として機能することが可能である。トランスファ１２では、第１遊星歯車装置２４を変速部として機能させることによって、高速側変速段Ｈｉおよび低速側変速段Ｌｏのいずれか一方を成立させて、動力源の回転を変速して後段へと伝達することができる。
この第１遊星歯車装置２４は、三つの回転要素を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置により構成されている。図２に示すように、第１遊星歯車装置２４は、三つの回転要素として、第１サンギヤＳ１と、第１サンギヤＳ１と同心円上に配置された第１リングギヤＲ１と、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１と噛み合う複数のピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に支持する第１キャリアＣ１と、を備えている。
第１サンギヤＳ１は、入力要素として機能する第１回転要素である。この第１サンギヤＳ１には、第１遊星歯車装置２４の入力部材である第１回転部材５１が一体回転するように連結されている。また、第１サンギヤＳ１は第１回転部材５１を介してモータ３０と動力伝達可能に常時接続されている。第１キャリアＣ１は、出力要素として機能する第２回転要素である。この第１キャリアＣ１には、第１遊星歯車装置２４の出力部材である第２回転部材５２が一体回転するように連結されている。第１リングギヤＲ１は、反力要素として機能する第３回転要素である。この第１リングギヤＲ１には、第３回転部材５３が一体回転するように連結されている。
第２遊星歯車装置２５は、エンジン２の動力を前輪３と後輪４とに分配して伝達する動力分配部として機能するものである。この第２遊星歯車装置２５は、第１遊星歯車装置２４と軸方向に並んで配置され、第１遊星歯車装置２４から出力された動力が入力されるように構成されている。第２遊星歯車装置２５はエンジン２の動力を伝達するとともに、モータ３０の動力を伝達可能である。そのため、第２遊星歯車装置２５は、エンジン２の動力を伝達する際にその動力を前輪３と後輪４とに分配し、モータ３０の動力を伝達する際にその動力を前輪３と後輪４とに分配することができる。
この第２遊星歯車装置２５は、三つの回転要素を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置により構成されている。図２に示すように、第２遊星歯車装置２５は、三つの回転要素として、第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２と同心円上に配置された第２リングギヤＲ２と、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２と噛み合う複数のピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に支持する第２キャリアＣ２と、を備えている。
第２サンギヤＳ２は、入力要素として機能する第４回転要素である。この第２サンギヤＳ２には第２回転部材５２が一体回転するように連結されている。つまり、第２サンギヤＳ２には第１キャリアＣ１が連結されており、第２サンギヤＳ２と第１キャリアＣ１とは一体回転する。第２キャリアＣ２は、出力要素として機能する第５回転要素である。この第２キャリアＣ２には後輪側出力軸２２が一体回転するように連結されている。第２キャリアＣ２と後輪側出力軸２２とは連結されている。さらに、第２キャリアＣ２には第４回転部材５４が一体回転するように連結されている。第２リングギヤＲ２は、出力要素として機能する第６回転要素である。この第２リングギヤＲ２には第５回転部材５５が一体回転するように連結されている。
モータ３０は、電動機および発電機として機能することが可能なモータ・ジェネレータ（ＭＧ）である。モータ３０は、ロータと、ステータと、ロータと一体回転する出力軸と、を備え、インバータを介してバッテリと電気的に接続されている。図２に示すように、モータ３０の出力軸にはリダクションギヤ３１が設けられている。リダクションギヤ３１はカウンタギヤ３２と噛み合っている。カウンタギヤ３２は入力ギヤ３３と噛み合っている。入力ギヤ３３は、第１回転部材５１に一体回転するように取り付けられており、第１遊星歯車装置２４の第１サンギヤＳ１と一体回転するように機械的に連結されている。そして、リダクションギヤ３１とカウンタギヤ３２と入力ギヤ３３とによって減速ギヤ列が形成されている。そのため、モータ３０から出力された動力がこの減速ギヤ列を介して第１サンギヤＳ１に伝達される際、モータ３０の回転は変速（減速）されて伝達される。
接続切替装置４０は、入力切替部、変速切替部、および分配切替部として機能するものである。この接続切替装置４０は、トランスファ１２を構成する回転部材の接続状態を切り替える装置であり、入力軸２１、後輪側出力軸２２、第１遊星歯車装置２４、第２遊星歯車装置２５、および伝達部２６の接続状態を切り替える。入力切替部は、入力軸２１の接続先を選択的に切り替える。この入力切替部は、入力軸２１を後輪側出力軸２２に直結した直結状態（第１入力状態）と、入力軸２１を第１遊星歯車装置２４の第１サンギヤＳ１に連結した変速状態（第２入力状態）とを切り替える。つまり、入力切替部は、いわゆるハイロー切替部であり、変速切替部としての機能も有する。変速切替部は、第１サンギヤＳ１の回転を変速して後輪側出力軸２２に伝達する変速状態と、第１サンギヤＳ１の回転を変速せずに後輪側出力軸２２に伝達する非変速状態とを切り替える。分配切替部は、動力源から出力された動力を後輪４のみへ伝達する非分配状態（二輪駆動状態）と、動力源から出力された動力を前輪３と後輪４とへ分配して伝達する分配状態（四輪駆動状態）とを切り替える。
図２に示すように、接続切替装置４０は、第１ドグクラッチ４１と、第１摩擦クラッチ４２と、第２ドグクラッチ４３と、第２摩擦クラッチ４４と、第３ドグクラッチ４５と、を備えている。
第１ドグクラッチ４１は、入力切替部および変速切替部として機能する係合装置である。図２に示すように、第１ドグクラッチ４１は、入力軸２１を、第１サンギヤＳ１と後輪側出力軸２２とに選択的に接続する噛合い係合装置である。この第１ドグクラッチ４１は、エンジン２の動力を第１遊星歯車装置２４を介さずに後輪側出力軸２２に伝達する第１入力状態（直結状態）と、エンジン２の動力を第１遊星歯車装置２４を介して後輪側出力軸２２に伝達する第２入力状態（変速状態）との間で切り替わる。言い換えれば、第１ドグクラッチ４１は、エンジン２の回転を変速せずに後輪側出力軸２２に伝達する直結状態（第１入力状態）と、エンジン２の回転を変速して後輪側出力軸２２に伝達する変速状態（第２入力状態）との間で切り替わる。
この第１ドグクラッチ４１は、入力切替部材としての第１切替スリーブ４６を有する。第１切替スリーブ４６は、入力軸２１の第１ギヤ歯２１ａと噛み合う第１ギヤ歯４６ａと、後輪側出力軸２２のギヤ歯２２ａと噛み合う第２ギヤ歯４６ｂと、を有する。この第２ギヤ歯４６ｂは、第１回転部材５１のギヤ歯５１ａと噛み合うことが可能である。第１切替スリーブ４６は第１ドグクラッチ４１のアクチュエータによって軸方向に移動する。そして、第１切替スリーブ４６は、第１ギヤ歯４６ａが入力軸２１に常時噛み合った状態で、第２ギヤ歯４６ｂの噛み合い相手が後輪側出力軸２２と第１回転部材５１とのうちのいずれか一方となるように切り替わる。第２ギヤ歯４６ｂが後輪側出力軸２２と噛み合う場合に、第１ドグクラッチ４１は直結状態（第１入力状態）となり、第２ギヤ歯４６ｂが第１回転部材５１と噛み合う場合に、第１ドグクラッチ４１は変速状態（第２入力状態）となる。
第１摩擦クラッチ４２は、変速切替部として機能する係合装置である。第１摩擦クラッチ４２は油圧アクチュエータによって作動し、第１リングギヤＲ１を固定部材２０ａに選択的に固定する摩擦係合装置である。固定部材２０ａは、トランスファケース２０自体、もしくはトランスファケース２０に一体化された非回転部材である。また、第１摩擦クラッチ４２では油圧を制御することによって係合力を制御することができる。
この第１摩擦クラッチ４２は、固定部材２０ａに固定された第１摩擦係合要素（固定要素）と、第１リングギヤＲ１と一体回転する第２摩擦係合要素（回転要素）と、を有する。例えば、この第１摩擦係合要素は固定部材２０ａにスプライン嵌合しており、第２摩擦係合要素は第３回転部材５３と一体回転するように機械的に連結されている。そのため、第１摩擦クラッチ４２が係合すると、第１リングギヤＲ１は回転不能になる。一方、第１摩擦クラッチ４２が解放すると、第１リングギヤＲ１は回転可能になる。
第２ドグクラッチ４３は、変速切替部として機能する係合装置である。この第２ドグクラッチ４３は第１リングギヤＲ１を固定部材２０ａに選択的に固定する噛合い係合装置である。第２ドグクラッチ４３は、第１リングギヤＲ１が機械的に固定された係合状態と、第１リングギヤＲ１が回転可能に解放された解放状態との間で切り替わる。
この第２ドグクラッチ４３は、変速切替部材としての第２切替スリーブ４７を有する。第２切替スリーブ４７は、第１リングギヤＲ１と一体回転する第３回転部材５３のギヤ歯５３ａと噛み合う第１ギヤ歯４７ａと、固定部材２０ａと噛み合う第２ギヤ歯４７ｂと、を有する。第２切替スリーブ４７は第２ドグクラッチ４３のアクチュエータによって軸方向に移動する。そして、第２切替スリーブ４７は、第１ギヤ歯４７ａが第３回転部材５３と常時噛み合った状態で、第２ギヤ歯４７ｂが固定部材２０ａに噛み合う場合と噛み合わない場合との間で切り替わる。第２ギヤ歯４７ｂが固定部材２０ａに噛み合う場合、第２ドグクラッチ４３は係合状態となる。第２ギヤ歯４７ｂが固定部材２０ａに噛み合わない場合、第２ドグクラッチ４３は解放状態となる。
例えば、第１摩擦クラッチ４２と第２ドグクラッチ４３とによって第１リングギヤＲ１を固定部材２０ａに固定する際、第２ドグクラッチ４３を解放した状態で第１摩擦クラッチ４２を解放状態から係合状態に切り替える。そして、第１摩擦クラッチ４２を係合状態に維持したままで、第２切替スリーブ４７を軸方向に動かし、第２ドグクラッチ４３を解放状態から係合状態に切り替える。その後、第１摩擦クラッチ４２を解放させることが可能である。第２ドグクラッチ４３が係合すると機械的な力によって第１リングギヤＲ１を固定することが可能になるため、係合力を生じさせるための油圧を第１摩擦クラッチ４２の油圧アクチュエータに供給しなくてもよくなる。これにより、この油圧分の燃費が向上する。
第２摩擦クラッチ４４は、変速切替部として機能する係合装置である。第２摩擦クラッチ４４は油圧アクチュエータによって作動し、第１リングギヤＲ１と第１キャリアＣ１とを選択的に係合する摩擦係合装置である。第２摩擦クラッチ４４では油圧を制御することによって係合力を制御することができる。
この第２摩擦クラッチ４４は、第１キャリアＣ１と一体回転する第１摩擦係合要素と、第１リングギヤＲ１と一体回転する第２摩擦係合要素と、を有する。例えば、この第１摩擦係合要素は第２回転部材５２の円筒部５２ａにスプライン嵌合しており、第２摩擦係合要素は第３回転部材５３の円筒部にスプライン嵌合している。第２摩擦クラッチ４４が係合すると、第１キャリアＣ１と第１リングギヤＲ１とが一体回転可能な状態となる。一方、第２摩擦クラッチ４４が解放すると、第１キャリアＣ１が第１リングギヤＲ１に対して相対回転可能な状態となる。また、第２回転部材５２は、第２遊星歯車装置２５側に延在し第２サンギヤＳ２と連結する接続部５２ｂを有する。なお、円筒部５２ａは第２回転部材５２と一体回転するように機械的に連結されたクラッチドラムであってもよい。同様に、第３回転部材５３の円筒部は第３回転部材５３と一体回転するように機械的に連結されたクラッチドラムであってもよい。
第３ドグクラッチ４５は、分配切替部として機能する係合装置である。第３ドグクラッチ４５は、後輪側出力軸２２を伝達部２６に選択的に連結する噛合い係合装置である。この第３ドグクラッチ４５は、後輪側出力軸２２に伝達される動力の一部を前輪側出力軸２３に分配する分配状態と、後輪側出力軸２２に伝達される動力を前輪側出力軸２３には分配しない非分配状態との間で切り替わる。
この第３ドグクラッチ４５は、分配切替部材としての第３切替スリーブ４８を有する。第３切替スリーブ４８は、第４回転部材５４の第１ギヤ歯５４ａおよび第５回転部材５５のギヤ歯５５ａと噛み合う第１ギヤ歯４８ａと、伝達部２６の第１ギヤ歯２６ａと噛み合う第２ギヤ歯４８ｂと、を有する。第３切替スリーブ４８は第３ドグクラッチ４５のアクチュエータによって軸方向に移動する。そして、第３切替スリーブ４８は連結対象を選択的に変更することによって、非分配状態と、第１分配状態と、第２分配状態との間で切り替わる。
非分配状態は、第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２を伝達部２６には連結せずに、第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２とを一体回転可能に連結した状態である。非分配状態では、第３切替スリーブ４８の第１ギヤ歯４８ａが第４回転部材５４と噛み合い、かつ第２ギヤ歯４８ｂが第５回転部材５５と噛み合う（図２参照）。第３切替スリーブ４８が非分配状態である場合、トランスファ１２は二輪駆動状態に設定されている。
第１分配状態は、第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２とが差動可能になり、第２リングギヤＲ２を伝達部２６に連結した状態である。第１分配状態では、第３切替スリーブ４８の第１ギヤ歯４８ａが第５回転部材５５と噛み合い、かつ第２ギヤ歯４８ｂが伝達部２６と噛み合う（後述する図５参照）。第３切替スリーブ４８が第１分配状態である場合、トランスファ１２は後輪側出力軸２２と前輪側出力軸２３との差動が許容された四輪駆動状態に設定されている。
第２分配状態は、第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２とを一体回転可能に連結し、かつ第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２とを伝達部２６に連結した状態である。第２分配状態では、第３切替スリーブ４８の第１ギヤ歯４８ａが第４回転部材５４および第５回転部材５５と噛み合い、かつ第２ギヤ歯４８ｂが伝達部２６と噛み合う（後述する図８，図１０参照）。第３切替スリーブ４８が第２分配状態である場合、トランスファ１２は後輪側出力軸２２と前輪側出力軸２３との差動が制限された四輪駆動状態に設定されている。
このように、第２遊星歯車装置２５および第３ドグクラッチ４５は、分配状態において、後輪側出力軸２２と伝達部２６とが差動可能な状態（第１分配状態）と、後輪側出力軸２２と伝達部２６とが非差動な状態（第２分配状態）とに切り替え可能である。すなわち、トランスファ１２は四輪駆動状態である際に、リヤプロペラシャフト１４とフロントプロペラシャフト１３との間の差動が制限されない差動状態（第１分配状態）と、それらの間の差動が制限された非差動状態（第２分配状態）との間で切り替わることができる。
また、図１に示すように、車両１は、車両１を制御する電子制御装置１００を備えている。電子制御装置１００は、接続切替装置４０を作動させるアクチュエータに指令信号を出力し、接続切替装置４０の動作を制御する。例えば、電子制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されている。ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより各種制御を実行する。
電子制御装置１００には、車両１に搭載された各種センサからのセンサ信号が入力される。例えば、各種センサには、エンジン回転数センサ、モータ回転角度センサ、車速センサ、アクセル開度センサ、運転者の操作によって高速側変速段Ｈｉを選択するためのＨｉレンジ選択スイッチ、運転者の操作によって四輪駆動状態を選択するための４ＷＤ選択スイッチが含まれる。電子制御装置１００は、入力されたセンサ信号に基づいて車両１の駆動制御等を実行する。そして、電子制御装置１００からは、エンジン２を制御する指令信号、変速機１１を制御する指令信号、トランスファ１２を制御する指令信号等を出力する。トランスファ１２を制御する指令信号には、モータ３０を制御する指令信号、接続切替装置４０を制御する指令信号が含まれる。
例えば、電子制御装置１００はモータ３０の動作を制御するとともに接続切替装置４０の接続状態を制御することによって、トランスファ１２の駆動状態を複数のモードに制御することができる。具体的には、電子制御装置１００が接続切替装置４０の切替制御を実行することにより、トランスファ１２を構成する回転部材の接続状態（入力軸２１，第１遊星歯車装置２４，第２遊星歯車装置２５，後輪側出力軸２２，前輪側出力軸２３の接続状態）は複数のモードに切り替わることが可能である。複数のモードには、第１モード，第２モード，第３モードが含まれる。
第１モードは、二輪駆動状態であって、入力軸２１が後輪側出力軸２２に直結された状態で第３ドグクラッチ４５が非分配状態となる接続状態である。また、第１モードでは、エンジン２の動力のみによって後輪４を駆動するエンジン走行モードと、エンジン２の動力とモータ３０の動力とによって後輪４を駆動するＨＶモードと、モータ３０の動力のみによって後輪４を駆動するＥＶモードとが設定可能である。
第２モードは、四輪駆動状態であって、入力軸２１が後輪側出力軸２２に直結された状態で第３ドグクラッチ４５が第１分配状態となり、第２遊星歯車装置２５の各回転要素が差動可能となる接続状態である。第２遊星歯車装置２５は分配切替部としての機能も有する。この第２モードは、いわゆるトルクスプリット４ＷＤモードであり、モータ３０の動作制御により前輪３および後輪４への動力配分を操作することができるモード（前後配分制御モード）である。
第３モードは、四輪駆動状態であって、第３ドグクラッチ４５が第２分配状態となり、第２遊星歯車装置２５に含まれる三つの回転要素が一体回転可能となる接続状態である。この第３モードは、第３ドグクラッチ４５により後輪側出力軸２２と伝達部２６とが一体回転するように係合しているため、前輪３および後輪４への動力配分が機械的に固定されたモード（固定配分モード）である。
さらに、第１モード，第２モード，第３モードは、それぞれに、第１遊星歯車装置２４を非変速状態（Ｈｉモード）と変速状態（Ｌｏモード）との間で切替可能である。第１遊星歯車装置２４は、非変速状態の場合、第１サンギヤＳ１，第１キャリアＣ１，第１リングギヤＲ１からなる三つの回転要素が一体回転可能なモード（Ｈｉモード）となる。また、第１遊星歯車装置２４は、変速状態の場合、第１リングギヤＲ１が固定された状態で第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とが回転可能なモード（Ｌｏモード）となる。すなわち、上述した第１モードと第２モードと第３モードとには、それぞれにＨｉモードの場合とＬｏモードの場合とが含まれる。
また、第３モードでは、Ｈｉモードとなる場合に、入力軸２１が後輪側出力軸２２に直結された状態となり、Ｌｏモードとなる場合に、入力軸２１が第１サンギヤＳ１に連結された状態となる。
このようにトランスファ１２では、接続切替装置４０と第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５とにより、複数の駆動状態に切り替わることができる。複数の駆動状態には、第１駆動状態（第１モードでＨｉモード）、第２駆動状態（第１モードでＬｏモード）、第３駆動状態（第２モードでＨｉモード）、第４駆動状態（第２モードでＬｏモード）、第５駆動状態（第３モードでＨｉモード）、第６駆動状態（第３モードでＬｏモード）が含まれる。
ここで、図２～図１１を参照して、第１～第６駆動状態について説明する。なお、図３，図４，図６，図７，図９，図１１には、モータ３０が「ＭＧ」、エンジン２が「ＥＮＧ」、第１サンギヤＳ１が「Ｓ１」、第１キャリアＣ１が「Ｃ１」、第１リングギヤＲ１が「Ｒ１」、第２ドグクラッチ４３が「ＣＬ１」、第２サンギヤＳ２が「Ｓ２」、第２キャリアＣ２が「Ｃ２」、第２リングギヤＲ２が「Ｒ２」、第３ドグクラッチ４５が「ＣＬ２」と記載されている。
まず、図２，図３を参照して、第１駆動状態（第１モードでＨｉモードである場合）について説明する。第１駆動状態では、接続切替装置４０が非分配状態となり後輪４のみに動力が伝達される二輪駆動状態において、第１遊星歯車装置２４が非変速状態となる。そのため、第１駆動状態では、モータ３０の動力を後輪４に伝達する際、図３に示すように、モータ３０の回転をトランスファ１２で減速せずに後輪側出力軸２２に伝達することになる。
図２に示すように、トランスファ１２が第１駆動状態である場合、第１ドグクラッチ４１は直結状態であり、第２ドグクラッチ４３は非変速状態であり、第３ドグクラッチ４５は非分配状態である。具体的には、第１切替スリーブ４６が入力軸２１と後輪側出力軸２２とに噛み合うことにより、入力軸２１を後輪側出力軸２２に直結する。第２切替スリーブ４７は固定部材２０ａには噛み合わない。また、第１摩擦クラッチ４２を解放し、第２摩擦クラッチ４４を係合することにより、第１遊星歯車装置２４では第１キャリアＣ１と第１リングギヤＲ１とが一体回転するように連結される。第３切替スリーブ４８が第４回転部材５４と第５回転部材５５とに噛み合うことにより、第２遊星歯車装置２５では第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２とが一体回転するように連結される。
このように第１駆動状態では、入力軸２１が後輪側出力軸２２に直結されるため、エンジン２の動力は第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５を介さずに後輪側出力軸２２へと伝達される。すなわち、入力軸２１の回転（エンジン２の回転）は変速されずに後輪側出力軸２２に伝達される。また、モータ３０は第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５を介して後輪側出力軸２２に常時接続されているものの、第１駆動状態では、第１遊星歯車装置２４および第２遊星歯車装置２５が非変速状態である。そのため、第１駆動状態では、第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５とに含まれる六つの回転要素は同一回転数となる。
次に、図４を参照して、第２駆動状態（第１モードでＬｏモードである場合）について説明する。第２駆動状態では、接続切替装置４０が非分配状態となり後輪４のみに動力が伝達される二輪駆動状態において、第１遊星歯車装置２４が変速状態となる。そのため、第２駆動状態では、モータ３０の動力を後輪４に伝達する際、図４に示すように、モータ３０の回転を第１遊星歯車装置２４で減速して後輪側出力軸２２に伝達することになる。
トランスファ１２が第２駆動状態である場合、第１駆動状態とは異なり、第２ドグクラッチ４３は変速状態である。つまり、第１摩擦クラッチ４２を解放し、第２摩擦クラッチ４４を解放した状態で、第２ドグクラッチ４３を係合する。これにより、第１遊星歯車装置２４では第１リングギヤＲ１を機械的に固定することができる。そのため、第２遊星歯車装置２５に含まれる三つの回転要素と第１キャリアＣ１とが同一回転数となる状態で、第１サンギヤＳ１に入力された動力（モータトルク）を第１キャリアＣ１から出力することができる。
このように、第１駆動状態と第２駆動状態とでは、エンジン２およびモータ３０により後輪駆動が可能であり、かつモータ３０は減速比の切替が可能である。
次に、図５，図６を参照して、第３駆動状態（第２モードでＨｉモードである場合）について説明する。第３駆動状態では、接続切替装置４０が第１分配状態となる四輪駆動状態において、第１遊星歯車装置２４が非変速状態となり、第２遊星歯車装置２５が差動可能な状態となる。
図５に示すように、トランスファ１２が第３駆動状態である場合、第１ドグクラッチ４１は直結状態であり、第２ドグクラッチ４３は非変速状態であり、第３ドグクラッチ４５は第１分配状態である。具体的には、第１切替スリーブ４６は入力軸２１と後輪側出力軸２２とに噛み合う。第２切替スリーブ４７は固定部材２０ａには噛み合わない。また、第１摩擦クラッチ４２は解放し、第２摩擦クラッチ４４は係合する。第３切替スリーブ４８は第５回転部材５５と伝達部２６とに噛み合う。これにより、第１遊星歯車装置２４では三つの回転要素が一体回転可能であり、第２遊星歯車装置２５では第２サンギヤＳ２と第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２とが差動可能である。
このように第３駆動状態では、入力軸２１が後輪側出力軸２２に直結されるため、エンジン２の動力は第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５を介さずに後輪側出力軸２２へと伝達される。すなわち、入力軸２１の回転（エンジン２の回転）は変速されずに後輪側出力軸２２に伝達される。また、第２遊星歯車装置２５は差動可能な状態であるため、モータ３０の動力は第１遊星歯車装置２４および第２遊星歯車装置２５を介して伝達部２６と後輪側出力軸２２とに分配して伝達される。そのため、第３駆動状態では、図６に示すように、モータ３０から出力されるトルクによって、前輪側と後輪側とに伝達される動力の配分を制御することが可能になる。
次に、図７を参照して、第４駆動状態（第２モードでＬｏモードである場合）について説明する。第４駆動状態では、接続切替装置４０が第１分配状態となる四輪駆動状態において、第１遊星歯車装置２４が変速状態となり、第２遊星歯車装置２５が差動可能な状態となる。そのため、第４駆動状態では、エンジン２の動力とモータ３０の動力とを前輪３と後輪４に伝達する際、図７に示すように、エンジン２の回転をトランスファ１２で減速せずに後輪側出力軸２２に伝達し、かつモータ３０の回転を第１遊星歯車装置２４で減速して後輪側出力軸２２に伝達することになる。このようにトランスファ１２が第４駆動状態である場合、第３駆動状態とは異なり、第２摩擦クラッチ４４を解放した状態で、第２ドグクラッチ４３を係合する。これにより、第１遊星歯車装置２４では第１リングギヤＲ１を機械的に固定することができる。そのため、第２遊星歯車装置２５に含まれる三つの回転要素と差動可能な状態で、第１サンギヤＳ１に入力された動力（モータトルク）を第１キャリアＣ１から出力することができる。
このように、第３駆動状態と第４駆動状態とでは、前後配分制御が可能であり、かつモータ３０は減速比の切替が可能である。
次に、図８，図９を参照して、第５駆動状態（第３モードでＨｉモードである場合）について説明する。第５駆動状態では、接続切替装置４０が第２分配状態となる四輪駆動状態において、第１遊星歯車装置２４が非変速状態となり、第２遊星歯車装置２５が一体回転状態となる。第５駆動状態では、エンジン２の回転をトランスファ１２で減速せずに出力し、かつ前後輪の動力配分が機械的に固定された固定配分４ＷＤモードが可能である。
図８に示すように、トランスファ１２が第５駆動状態である場合、第１ドグクラッチ４１は直結状態であり、第２ドグクラッチ４３は非変速状態であり、第３ドグクラッチ４５は第２分配状態である。具体的には、第１切替スリーブ４６が入力軸２１と後輪側出力軸２２とに噛み合う。第２切替スリーブ４７は固定部材２０ａには噛み合わない。また、第１摩擦クラッチ４２は解放し、第２摩擦クラッチ４４が係合する。第３切替スリーブ４８が第４回転部材５４と第５回転部材５５と伝達部２６とに噛み合うことにより、第２遊星歯車装置２５では第２リングギヤＲ２と第２キャリアＣ２とが一体回転するように連結され、かつ第２リングギヤＲ２および第２キャリアＣ２が伝達部２６に連結される。
このように第５駆動状態では、入力軸２１が後輪側出力軸２２に直結されるため、エンジン２の動力は第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５を介さずに後輪側出力軸２２に伝達される。すなわち、入力軸２１の回転（エンジン２の回転）は変速されずに後輪側出力軸２２に伝達される。また、第５駆動状態では第１遊星歯車装置２４および第２遊星歯車装置２５は非変速状態であるため、モータ３０の動力を後輪側出力軸２２および前輪側出力軸２３に伝達する際、図９に示すように、第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５とに含まれる六つの回転要素が同一回転数となる。
次に、図１０，図１１を参照して、第６駆動状態（第３モードでＬｏモードである場合）について説明する。第６駆動状態では、接続切替装置４０が第２分配状態となる四輪駆動状態において、第１遊星歯車装置２４が変速状態となり、第２遊星歯車装置２５が一体回転状態となる。第６駆動状態では、エンジン２の回転を第１遊星歯車装置２４で変速（減速）して出力することが可能である。さらに、第６駆動状態では、Ｌｏモードであってもモータ３０の動力で後輪４を駆動することが可能である。
図１０に示すように、トランスファ１２が第６駆動状態である場合、第１ドグクラッチ４１は第２入力状態であり、第２ドグクラッチ４３は変速状態であり、第３ドグクラッチ４５は第２分配状態である。具体的には、第１切替スリーブ４６が入力軸２１と第１回転部材５１とに噛み合う。第２切替スリーブ４７が固定部材２０ａと噛み合う。また、第１摩擦クラッチ４２は解放し、第２摩擦クラッチ４４は解放する。第３切替スリーブ４８は第４回転部材５４と第５回転部材５５と伝達部２６とに噛み合う。これにより、第２遊星歯車装置２５では第２リングギヤＲ２と第２キャリアＣ２とが一体回転するように連結され、かつ第２リングギヤＲ２および第２キャリアＣ２が伝達部２６に連結される。さらに、第１遊星歯車装置２４では第１リングギヤＲ１が機械的に固定された状態で第１サンギヤＳ１に入力された動力を第１キャリアＣ１から出力することができる。
このように第６駆動状態では、入力軸２１が第１回転部材５１に連結されるため、エンジン２の動力は第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５を介して後輪側出力軸２２に伝達される。また、第１遊星歯車装置２４は変速状態であるため、入力軸２１の回転（エンジン２の回転）は第１遊星歯車装置２４で変速されて後輪側出力軸２２に伝達される。そのため、第６駆動状態では、モータ３０の動力を後輪側出力軸２２に伝達する際、図１１に示すように、モータ３０の回転を第１遊星歯車装置２４で変速して後輪側出力軸２２に伝達することができる。
以上説明した通り、第１遊星歯車装置２４を構成する三つの回転要素について、固定部材２０ａに固定される第１リングギヤＲ１と、モータ３０が常時接続されている第１サンギヤＳ１とが、異なる回転要素である。そのため、第１リングギヤＲ１を固定した変速状態であっても、モータ３０の動力を後輪側出力軸２２に伝達することができる。これにより、第１遊星歯車装置２４が変速状態である場合に、モータ３０の回転を第１遊星歯車装置２４で変速して出力できるとともに、エンジン２の動力にモータ３０の動力を付加して駆動輪に伝達することができる。
また、入力軸２１を後輪側出力軸２２に直結した接続状態において、第１遊星歯車装置２４によって、モータ３０にかかる減速比を任意に切替可能となる。
なお、上述した第１実施形態の変形例を構成することが可能である。
例えば、図１２に示すように、変形例のトランスファ１２では、接続切替装置４０は、第２遊星歯車装置２５の第２リングギヤＲ２を選択的に固定部材２０ａに固定する第４ドグクラッチ４９を備えている。第４ドグクラッチ４９は変速切替部材としての切替スリーブを有する。第４ドグクラッチ４９の切替スリーブは、第５回転部材５５のギヤ歯５５ａと噛み合う第１ギヤ歯４９ａと、固定部材２０ａと噛み合う第２ギヤ歯４９ｂと、を有する。第４ドグクラッチ４９が固定部材２０ａに連結することにより第２リングギヤＲ２は固定され、第２遊星歯車装置２５において第２リングギヤＲ２が反力要素として機能する。このように第４ドグクラッチ４９が係合する場合、第３切替スリーブ４８が第２キャリアＣ２と伝達部２６とを連結する。これにより、第２遊星歯車装置２５は変速状態となり、第２サンギヤＳ２の回転を変速して第２キャリアＣ２から出力することができる。また、第３切替スリーブ４８が第４回転部材５４と第５回転部材５５とに噛み合う場合に、第４ドグクラッチ４９は解放状態となる。
さらに、図１２に示す駆動状態は、接続切替装置４０が分配状態となる四輪駆動状態において、第１遊星歯車装置２４が非変速状態となり、第２遊星歯車装置２５が変速状態となる第７駆動状態である。第７駆動状態では、エンジン２の回転をトランスファ１２で減速せずに出力し、かつ前後輪の動力配分が機械的に固定するとともに、モータ３０の回転を第２遊星歯車装置２５で変速して出力する。エンジン２の動力は入力軸２１から後輪側出力軸２２に直接的に伝達される。一方、モータ３０の動力は非変速状態の第１遊星歯車装置２４を介して変速状態の第２遊星歯車装置２５に伝達する。この第２遊星歯車装置２５は機械的な力によって第２リングギヤＲ２が反力要素として機能する状態となっている。
このように、トランスファ１２の変形例として、第２遊星歯車装置２５が変速状態と変速状態との間で切り替わるように構成されてもよい。これにより、上述した第３駆動状態および第４駆動状態以外の駆動状態において、第１遊星歯車装置２４からの出力を後輪側出力軸２２に伝達する際、第１遊星歯車装置２４で得られる減速比に加えて、第２遊星歯車装置２５で減速を得ることができる。
また、別の変形例として、第１遊星歯車装置２４がシングルピニオン型の場合、入力要素、出力要素、反力要素の組み合わせは、上述した第１実施形態に限定されない。一例として、第１サンギヤＳ１を第１回転要素（入力要素）、第１キャリアＣ１を第３回転要素（反力要素）、第１リングギヤＲ１を第２回転要素（出力要素）としてもよい。または、第１サンギヤＳ１を第３回転要素（反力要素）、第１キャリアＣ１を第２回転要素（出力要素）、第１リングギヤＲ１を第１回転要素（入力要素）としてもよい。あるいは、第１サンギヤＳ１を第２回転要素（出力要素）、第１キャリアＣ１を第３回転要素（反力要素）、第１リングギヤＲ１を第１回転要素（入力要素）としてもよい。これらの場合、第１回転部材５１は入力要素として機能する第１回転要素に一体的に取り付けられており、第２回転部材５２は出力要素として機能する第２回転要素に一体回転するように取り付けられている。また、第１摩擦クラッチ４２と第２ドグクラッチ４３とは、第３回転要素を固定部材２０ａに選択的に固定するように構成されている。
また、別の変形例として、第１遊星歯車装置２４はダブルピニオン型の遊星歯車装置により構成されてもよい。第１遊星歯車装置２４がダブルピニオン型の場合、第１サンギヤＳ１を第１回転要素（入力要素）、第１リングギヤＲ１を第２回転要素（出力要素）、第１キャリアＣ１を第３回転要素（反力要素）とすることが可能である。または、第１サンギヤＳ１を第１回転要素（入力要素）、第１リングギヤＲ１を第３回転要素（反力要素）、第１キャリアＣ１を第２回転要素（出力要素）としてもよい。あるいは、第１サンギヤＳ１を第３回転要素（反力要素）、第１リングギヤＲ１を第２回転要素（出力要素）、第１キャリアＣ１を第１回転要素（入力要素）としてもよい。もしくは、第１サンギヤＳ１を第２回転要素（出力要素）、第１リングギヤＲ１を第３回転要素（反力要素）、第１キャリアＣ１を第１回転要素（入力要素）としてもよい。
また、別の変形例として、第２遊星歯車装置２５がシングルピニオン型の場合には、第２回転部材５２の接続部５２ｂは第２リングギヤＲ２に連結されてもよい。すなわち、第２遊星歯車装置２５がシングルピニオン型の場合、第２リングギヤＲ２を第４回転要素（入力要素）、第２キャリアＣ２を第５回転要素（出力要素）、第２サンギヤＳ２を第６回転要素としてもよい。この場合、第５回転部材５５は、第２サンギヤＳ２に一体回転するように取り付けられている。第２サンギヤＳ２は第３ドグクラッチ４５によって選択的に伝達部２６に連結される。第３切替スリーブ４８は、第２キャリアＣ２と一体回転する第４回転部材５４の第１ギヤ歯５４ａと、第２サンギヤＳ２と一体回転する第５回転部材５５のギヤ歯５５ａと、伝達部２６の第１ギヤ歯２６ａとに噛み合う。
また、別の変形例として、第２遊星歯車装置２５はダブルピニオン型の遊星歯車装置により構成されてもよい。第２遊星歯車装置２５がダブルピニオン型の場合、第２サンギヤＳ２を第４回転要素（入力要素）、第２リングギヤＲ２を第５回転要素（出力要素）、第２キャリアＣ２を第６回転要素とすることが可能である。この場合、第２リングギヤＲ２には第４回転部材５４および後輪側出力軸２２が一体回転するように連結されている。第２キャリアＣ２には第５回転部材５５が一体回転するように連結されている。
また、別の変形例として、第２遊星歯車装置２５がダブルピニオン型の場合には、第２回転部材５２の接続部５２ｂは第２キャリアＣ２に連結されてもよい。すなわち、第２遊星歯車装置２５がダブルピニオン型の場合、第２キャリアＣ２を第４回転要素（入力要素）、第２リングギヤＲ２を第５回転要素（出力要素）、第２サンギヤＳ２を第６回転要素としてもよい。
さらに、上述した第１実施形態および各変形例において、接続切替装置４０を構成する係合装置は、上述したドグクラッチと摩擦クラッチとの組み合わせに限定されない。要するに、接続切替装置４０は、それぞれ必要な接続を実現できればよく、その数や形態（ドグクラッチ、摩擦クラッチ等）は自由に選択できる。例えば、第１ドグクラッチ４１，第３ドグクラッチ４５は摩擦クラッチにより構成されてもよい。第２摩擦クラッチ４４はドグクラッチにより構成されてもよい。また、第２ドグクラッチ４３は設けられていなくてもよい。
また、トランスファ１２は、トルクスプリット時に要求される前輪駆動力や、モータ特性等に応じて後輪側出力軸２２と前輪側出力軸２３との関係を入れ替えた接続状態を選択してもよい。つまり、前輪３を主駆動輪として、後輪４を副駆動輪とする車両にも適用可能である。この場合、上述した後輪側出力軸２２は前輪用の出力軸となり、上述した前輪側出力軸２３が後輪用の出力軸となる。
また、第１遊星歯車装置２４や第２遊星歯車装置２５が一体回転状態となる際、連結される二つの回転要素の組み合わせは特に限定されない。例えば、第１遊星歯車装置２４では、第１サンギヤＳ１と第１キャリアＣ１とを連結してもよく、三つの回転要素を全て連結してもよい。また、第２遊星歯車装置２５では、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とを連結してもよく、三つの回転要素を全て連結してもよい。
また、第１遊星歯車装置２４が変速状態となる場合、各回転要素の組み合わせは、入力に対して出力が減速（変速）できる組合せであればよい。そのため、第１遊星歯車装置２４での減速比や出力要素の回転方向は特に限定されない。なお、上述した第１実施形態では、第１サンギヤＳ１を入力要素、第１キャリアＣ１を出力要素、第１リングギヤＲ１を反力要素として、最も減速比（変速比）の値が大きくなり、入力要素の回転方向と出力要素の回転方向とが変わらない場合を説明した。
また、モータ３０の配置や接続時の減速の有無（リダクションギヤ３１等）や、モータ３０への変速機構の追加等は特に限定されない。車両１やモータ３０の仕様により適宜選択することができる。
次に、図１３を参照して、第２実施形態のトランスファ１２について説明する。第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、入力切替部が第１ドグクラッチ４１と第５ドグクラッチ５０とによって構成されている。なお、第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については参照符号を引用し、説明を省略する。
図１３に示すように、第２実施形態における接続切替装置４０は、入力切替部として機能する係合装置として、第１ドグクラッチ４１と第５ドグクラッチ５０との二つのクラッチを備えている。また、第２遊星歯車装置２５では、第２キャリアＣ２が後輪側出力軸２２に対して相対回転可能に配置されている。入力軸２１と第２キャリアＣ２とは、第５ドグクラッチ５０によって選択的に後輪側出力軸２２に連結される。この第５ドグクラッチ５０は、入力軸２１と後輪側出力軸２２と第２キャリアＣ２と伝達部２６との接続関係を切り替える。
第１ドグクラッチ４１は、入力軸２１を第１サンギヤＳ１に連結する第２入力状態と、入力軸２１を第１サンギヤＳ１に連結しない切断状態との間で切り替わる。第１ドグクラッチ４１が第２入力状態となる際、第１切替スリーブ４６は、第１ギヤ歯４６ａが入力軸２１の第１ギヤ歯２１ａと噛み合い、かつ第２ギヤ歯４６ｂが第１回転部材５１のギヤ歯５１ａと噛み合う。第１ドグクラッチ４１が切断状態である場合、第１切替スリーブ４６は第１回転部材５１と噛み合わない。
第５ドグクラッチ５０は、切替スリーブを有し、入力軸２１を後輪側出力軸２２に選択的に連結する噛合い係合装置である。第５ドグクラッチ５０が有する切替スリーブは、入力軸２１の第２ギヤ歯２１ｂおよび後輪側出力軸２２のギヤ歯２２ａと噛み合う第１ギヤ歯５０ａと、第４回転部材５４の第２ギヤ歯５４ｂまたは伝達部２６の第２ギヤ歯２６ｂと噛み合う第２ギヤ歯５０ｂと、を有する。
第５ドグクラッチ５０は、入力軸２１を後輪側出力軸２２に直結し、かつ第２キャリアＣ２と後輪側出力軸２２とを連結する第１入力状態（直結状態）と、後輪側出力軸２２と伝達部２６とを連結する分配状態との間で切り替わる。第５ドグクラッチ５０が第１入力状態となる際、第１ギヤ歯５０ａは入力軸２１の第２ギヤ歯２１ｂおよび後輪側出力軸２２のギヤ歯２２ａと噛み合い、かつ第２ギヤ歯５０ｂが第４回転部材５４の第２ギヤ歯５４ｂと噛み合う。第５ドグクラッチ５０が分配状態である場合、第１ギヤ歯５０ａは後輪側出力軸２２のギヤ歯２２ａと噛み合い、かつ第２ギヤ歯５０ｂが伝達部２６の第２ギヤ歯２６ｂと噛み合う。
また、図１３に示す駆動状態は、第６駆動状態である。この第６駆動状態では、第１ドグクラッチ４１が第２入力状態であり、第１遊星歯車装置２４が変速状態であり、第２遊星歯車装置２５が一体回転状態であり、第３ドグクラッチ４５が第２分配状態であり、第５ドグクラッチ５０が分配状態である。
次に、図１４を参照して、第３実施形態のトランスファ１２について説明する。第３実施形態では、第１実施形態とは異なり、第２遊星歯車装置２５の第２リングギヤＲ２が後輪側出力軸２２と一体回転するように連結されている。なお、第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については参照符号を引用し、説明を省略する。
図１４に示すように、第３実施形態におけるトランスファ１２は、軸方向に並んで配置された第１遊星歯車装置２４と第２遊星歯車装置２５との間に、伝達部２６、ドライブギヤ２７、および前輪用駆動チェーン２９が配置されている。第３ドグクラッチ４５の第３切替スリーブ４８は、第５回転部材５５のギヤ歯５５ａと噛み合う第１ギヤ歯４８ａと、伝達部２６の第１ギヤ歯２６ａと噛み合う第２ギヤ歯４８ｂと、第４回転部材５４の第１ギヤ歯５４ａと噛み合う第３ギヤ歯４８ｃと、を有する。
第３切替スリーブ４８は、非分配状態と、第１分配状態と、第２分配状態との間で切り替わる。非分配状態では、第３切替スリーブ４８の第２ギヤ歯４８ｂが第４回転部材５４と噛み合い、かつ第３ギヤ歯４８ｃが第５回転部材５５と噛み合う。第１分配状態は、図１４に示すように、第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２とが差動可能になり、第２キャリアＣ２を伝達部２６に連結した状態である。第１分配状態では、第３切替スリーブ４８の第１ギヤ歯４８ａが第５回転部材５５に噛み合わない状態で、第２ギヤ歯４８ｂが伝達部２６と噛み合い、かつ第３ギヤ歯４８ｃが第４回転部材５４に噛み合う。第２分配状態では、第３切替スリーブ４８の第１ギヤ歯４８ａが第５回転部材５５に噛み合い、第２ギヤ歯４８ｂが伝達部２６に噛み合い、第３ギヤ歯４８ｃが第４回転部材５４に噛み合う。
１ 車両
２ エンジン（第１動力源）
３，３Ｒ，３Ｌ 前輪（主駆動輪）
４，４Ｒ，４Ｌ 後輪（副駆動輪）
１０ 動力伝達装置
１１ 変速機
１２ トランスファ
１３ フロントプロペラシャフト
１４ リヤプロペラシャフト
２０ トランスファケース
２０ａ 固定部材
２１ 入力軸
２２ 後輪側出力軸（第１出力軸）
２３ 前輪側出力軸（第２出力軸）
２４ 第１遊星歯車装置
２５ 第２遊星歯車装置
２６ 伝達部
３０ モータ
３３ 入力ギヤ
４０ 接続切替装置
４１ 第１ドグクラッチ
４２ 第１摩擦クラッチ
４３ 第２ドグクラッチ
４４ 第２摩擦クラッチ
４５ 第３ドグクラッチ
４６ 第１切替スリーブ
４７ 第２切替スリーブ
４８ 第３切替スリーブ
５１ 第１回転部材
５２ 第２回転部材
５３ 第３回転部材
５４ 第４回転部材
５５ 第５回転部材
Ｃ１ 第１キャリア
Ｓ１ 第１サンギヤ
Ｒ１ 第１リングギヤ
Ｃ２ 第２キャリア
Ｓ２ 第２サンギヤ
Ｒ２ 第２リングギヤ

Claims (13)

  1. 第１動力源からの動力を入力する入力軸と、
    第２動力源として機能するモータと、
    主駆動輪に動力を伝達する第１出力軸と、
    副駆動輪に動力を伝達する第２出力軸と、
    前記モータに連結された第１回転要素と、第２回転要素と、第３回転要素とを有する第１遊星歯車装置と、
    前記第２回転要素に連結された第４回転要素と、第５回転要素と、第６回転要素とを有する第２遊星歯車装置と、
    前記入力軸の接続先を選択的に切り替える入力切替部と、
    前記第１遊星歯車装置で前記第１回転要素の回転を変速して出力する変速状態と、前記第１遊星歯車装置で前記第１回転要素の回転を変速せずに出力する非変速状態とを切り替える変速切替部と、
    前記第１出力軸と前記第２出力軸とに動力を伝達する分配状態と、前記第１出力軸と前記第２出力軸とのうち前記第１出力軸のみに動力を伝達する非分配状態とを切り替える分配切替部と、
    を備え、
    前記入力軸、前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、前記第１出力軸、および前記第２出力軸の接続状態は、前記入力切替部、前記変速切替部、および前記分配切替部によって複数のモードに切り替わることが可能であり、
    前記複数のモードは、
    前記入力軸が前記第１出力軸に直結された状態であり、かつ前記分配切替部が前記非分配状態である第１モードと、
    前記入力軸が前記第１出力軸に直結された状態であり、かつ前記分配切替部が前記分配状態であり、前記第２遊星歯車装置における三つの回転要素が、前記モータ、前記第１出力軸、前記第２出力軸にそれぞれ連結された状態で差動可能である第２モードと、
    前記入力軸が前記第１遊星歯車装置の前記第１回転要素に連結された状態であり、かつ前記分配切替部が前記分配状態であり、前記変速切替部は前記第３回転要素を固定部材に固定した前記変速状態であり、前記第２遊星歯車装置では二つの回転要素が互いに連結された状態、かついずれかの回転要素が前記第１出力軸に連結された状態で三つの回転要素が一体回転可能である第３モードと、を含む
    ことを特徴とするトランスファ。
  2. 前記変速切替部が前記変速状態である場合、前記モータから出力された動力を前記第１遊星歯車装置と前記第２遊星歯車装置とを介して前記第１出力軸に伝達する際に、前記第１遊星歯車装置で前記モータの回転を変速して出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスファ。
  3. 前記第３モードでは、前記第１動力源からの動力および前記モータの動力が前記第１遊星歯車装置と前記第２遊星歯車装置とを介して前記主駆動輪と前記副駆動輪とに分配されるとともに、前記入力軸の回転および前記モータの回転を前記第１遊星歯車装置で変速して前記主駆動輪および前記副駆動輪に伝達する駆動状態となる
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のトランスファ。
  4. 前記第１モードおよび前記第２モードでは、前記変速切替部が前記変速状態と前記非変速状態との間で切り替わることが可能である
    ことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のトランスファ。
  5. 前記第１モードで前記変速切替部が前記変速状態である場合には、前記第１動力源からの動力が前記入力軸から前記第１出力軸に直接的に伝達され、かつ前記モータの動力が前記第１遊星歯車装置と前記第２遊星歯車装置とを介して前記第１出力軸に伝達されるとともに、前記第１動力源からの動力および前記モータの動力が前記第２出力軸には伝達されない駆動状態となる
    ことを特徴とする請求項４に記載のトランスファ。
  6. 前記第２モードで前記変速切替部が前記変速状態である場合には、前記第１動力源からの動力が前記入力軸から前記第１出力軸に直接的に伝達され、かつ前記モータの動力が前記第１遊星歯車装置を介して前記第１出力軸に伝達される際に前記第１遊星歯車装置で前記モータの回転を変速して出力し、前記第１動力源からの動力および前記モータの動力が前記第２遊星歯車装置を介して前記主駆動輪と前記副駆動輪とに分配される駆動状態となる
    ことを特徴とする請求項４または５に記載のトランスファ。
  7. 前記変速切替部は、
    前記第３回転要素を前記固定部材に連結する係合状態と、前記第３回転要素を回転可能に解放する解放状態との間で切り替わる第１係合装置と、
    前記第２回転要素と前記第３回転要素とを一体可能に連結する係合状態と、前記第２回転要素を前記第３回転要素に対して相対回転可能に解放する解放状態との間で切り替わる第２係合装置と、を含む
    ことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載のトランスファ。
  8. 前記第２出力軸に動力を伝達する伝達部をさらに備え、
    前記分配切替部は、前記第１出力軸を前記伝達部に選択的に連結する分配切替部材を有し、
    前記第２遊星歯車装置の前記第５回転要素は、前記第１出力軸に一体回転可能に連結されており、
    前記分配切替部材は、
    前記第１出力軸を前記伝達部に連結するとともに、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを一体回転可能に連結する第１分配状態と、
    前記第１出力軸を前記伝達部に連結するとともに、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを差動可能にする第２分配状態と、
    前記第１出力軸を前記伝達部に連結しない場合に、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを一体回転可能に連結する非分配状態との間で切り替わる
    ことを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載のトランスファ。
  9. 前記第６回転要素を固定部材に連結する係合状態と、前記第６回転要素を回転可能に解放する解放状態との間で切り替わる第３係合装置を備え、
    前記第３係合装置は、前記第１モードおよび前記第３モードの場合に前記係合状態となることが可能であり、前記第２モードの場合には解放状態となる
    ことを特徴とする請求項８に記載のトランスファ。
  10. 前記第２出力軸に動力を伝達する伝達部をさらに備え、
    前記入力切替部は、前記入力軸を前記第１回転要素に選択的に連結する入力切替部材を有し、
    前記第２遊星歯車装置の前記第５回転要素は、前記第１出力軸に対して相対回転可能であり、
    前記分配切替部は、
    前記入力切替部としても機能する部材であって、前記入力軸または前記伝達部を前記第１出力軸に選択的に連結する第１分配切替部材と、
    前記第５回転要素および前記第６回転要素のうちの少なくとも一方を前記伝達部に選択的に連結する第２分配切替部材と、を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスファ。
  11. 前記第１モードである場合、
    前記入力切替部材は、前記入力軸を前記第１回転要素に連結せず、
    前記第１分配切替部材は、前記伝達部には連結せずに前記入力軸を前記第１出力軸に直結するとともに、前記第５回転要素を前記第１出力軸に連結する非分配状態であり、
    前記第２分配切替部材は、前記伝達部には連結せずに前記第５回転要素と前記第６回転要素とを一体回転可能に連結する非分配状態である
    ことを特徴とする請求項１０に記載のトランスファ。
  12. 前記第２モードである場合、
    前記入力切替部材は、前記入力軸を前記第１回転要素に連結せず、
    前記第１分配切替部材は、前記伝達部には連結せずに前記入力軸を前記第１出力軸に直結するとともに、前記第５回転要素を前記第１出力軸に連結する非分配状態であり、
    前記第２分配切替部材は、前記第６回転要素を前記伝達部に連結するとともに、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを差動可能にする分配状態である
    ことを特徴とする請求項１０に記載のトランスファ。
  13. 前記第３モードである場合、
    前記第１分配切替部材は、前記入力軸には連結せずに前記第１出力軸を前記伝達部に連結する分配状態であり、
    前記第２分配切替部材は、前記第５回転要素を前記伝達部に連結するとともに、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを一体回転可能に連結する分配状態である
    ことを特徴とする請求項１０から１２のうちのいずれか一項に記載のトランスファ。
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