WO2014091621A1

WO2014091621A1 - 断続装置及びこの断続装置を用いた動力伝達装置

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Publication number: WO2014091621A1
Application number: PCT/JP2012/082507
Authority: WO
Inventors: 功廣田; 高橋　正樹; 寿明小松; 篤史田村
Original assignee: Ｇｋｎドライブラインジャパン株式会社
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-06-19
Also published as: WO2014091770A1

Abstract

　回転可能に配置され駆動力を入力する入力部材（３）と、この入力部材と相対回転可能に配置され入力部材から入力された駆動力を出力する出力部材（５）と、入力部材と出力部材との間に設けられ入力部材と出力部材との間の動力伝達を断続する多板クラッチ（７）とを備えた断続装置（１）において、多板クラッチの外側クラッチ板又は内側クラッチ板の一方に、入力部材と出力部材と相対回転可能に配置された連結部材（９）を連結し、出力部材に、軸方向移動可能で一体回転可能に連結された可動部材（１１）を設け、連結部材と可動部材との間に、連結部材と可動部材との間の動力伝達を断続する断続部（１３）が設けられている。

Description

断続装置及びこの断続装置を用いた動力伝達装置

　本発明は、車両に適用される断続装置及びこの断続装置を用いた動力伝達装置に関する。

　従来、断続装置としては、回転可能に配置され駆動力を入力する入力部材と、この入力部材と相対回転可能に配置され入力部材から入力された駆動力を出力する出力部材と、入力部材と出力部材との間に設けられ入力部材と出力部材との間の動力伝達を断続する多板クラッチとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

　この断続装置では、多板クラッチを接続させることにより、入力部材と出力部材との間の動力伝達が可能となり、入力部材からの駆動力が多板クラッチを介して出力部材に伝達される。

日本国特許出願公開２００９－２６９６０５号

　しかしながら、上記特許文献１のような断続装置では、多板クラッチが接続解除状態であるにも関わらず、潤滑油の粘性などによって多板クラッチが接続されて引き摺りトルクを発生させる恐れがあった。

　このように多板クラッチで引き摺りトルクが発生してしまうと、入力部材と出力部材との間の動力伝達が可能となってしまい、車両における無駄な回転系が増加してフリクションが増大し、燃費が悪化してしまう。

　そこで、この発明は、多板クラッチが接続解除状態でフリクションを低減することができる断続装置およびこの断続装置を用いた動力伝達装置の提供を目的としている。

　本発明は、回転可能に配置され駆動力を入力する入力部材と、この入力部材と相対回転可能に配置され前記入力部材から入力された駆動力を出力する出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に設けられ前記入力部材と前記出力部材との間の動力伝達を断続すべく少なくとも１枚の外側クラッチ板及び少なくとも１枚の内側クラッチ板からなる多板クラッチとを備えた断続装置であって、前記外側クラッチ板又は前記内側クラッチ板のいずれか一方には、前記入力部材と前記出力部材と相対回転可能に配置された連結部材が連結され、前記入力部材と前記出力部材とのうちいずれか一方には、軸方向移動可能で一体回転可能に連結された可動部材が設けられ、前記連結部材と前記可動部材との間には、前記連結部材と前記可動部材との間の動力伝達を断続する断続部が設けられていることを特徴とする。

　この断続装置では、連結部材と可動部材との間には動力伝達を断続する断続部が設けられているので、多板クラッチが接続解除状態である場合、断続部も接続解除状態とすることにより、多板クラッチと入力部材と出力部材とのうちいずれか一方との間の動力伝達を遮断することができる。

　従って、このような断続装置では、多板クラッチの接続解除状態で多板クラッチに引き摺りトルクが発生しても、断続部の接続解除により、入力部材と出力部材との間の動力伝達を遮断してフリクションを低減できる。

　本発明によれば、フリクションを低減することができる断続装置及びこの断続装置を用いた動力伝達装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る断続装置が搭載された動力伝達装置が適用された車両の動力系を示す概略図である。本発明の実施の形態に係る断続装置が用いられた第１実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。本発明の実施の形態に係る断続装置の断面図である。本発明の実施の形態に係る断続装置の第１付勢部材と第２付勢部材と第３付勢部材とのストロークに対するバネ力の変化を示す図である。本発明の実施の形態に係る断続装置の変換機構の拡大図である。本発明の実施の形態に係る断続装置が用いられた第２実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。

　添付の図面を参照して以下に本発明の幾つかの例示的な実施形態を説明する。

　まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係る断続装置が搭載された動力伝達装置が適用される車両の動力系の一例について説明する。

　図１に示すように、車両の動力系は、エンジン４０１や電動モータ４０３などの駆動源４０５と、変速機構としてのトランスミッション４０７と、前輪側の左右輪の差動を許容する分配機構４０９と、前車軸４１１，４１３と、前輪４１５，４１７と、前輪側と後輪側との間の動力伝達を断続する断続部４１９を有するトランスファ４２１と、プロペラシャフト４２３と、後輪側の左右輪の差動を許容する分配機構２１３と後車軸４１３に伝達される駆動力を断続する断続装置１とを有する動力伝達装置２０１と、後車軸４２５，４２７と、後輪４２９，４３１などから構成されている。

　なお、断続部４１９は、断続制御可能なアクチュエータ４２０を用いて一対の噛み合い歯を直接又は噛み合いスリーブなどを介して断続させる断続クラッチであり、必要に応じてシンクロナイザーリングを介在させてもよい。また、トランスミッション４０７の駆動源４０５と反対側の側面には、駆動源及びジェネレータとしての機能を有するモータ／ジェネレータ４３３が配置されている。

　このように構成された車両の動力系では、駆動源４０５の駆動力がトランスミッション４０７を介して分配機構４０９に伝達される。この分配機構４０９に伝達された駆動力は、一対のサイドギヤ４３５，４３７から前車軸４１１，４１３を介して前輪４１５，４１７に配分されると共に、分配機構４０９のケース４３９に連結された中空軸４４１を介してトランスファ４２１に伝達される。

　このトランスファ４２１に伝達された駆動力は、断続部４１９が接続状態であると、中空軸４４１と方向変換ギヤ組４４３との間の動力伝達が可能となり、方向変換ギヤ組４４３で方向変換されてプロペラシャフト４２３を介して動力伝達装置２０１に伝達される。

　このとき、動力伝達装置２０１に搭載された断続装置１は、トランスファ４２１の断続部４１９が接続された後に、多板クラッチ７が接続されるように同期して作動されて接続状態となる。この動力伝達装置２０１に伝達された駆動力は、分配機構２１３のサイドギヤ２０９，２１１から後車軸４２５，４２７を介して後輪４２９，４３１に配分され、車両は前後輪駆動の四輪駆動状態になる。なお、断続装置１の多板クラッチ７は、断続部４１９より先に接続することもできる。

　一方、車両が前輪駆動の二輪駆動状態になる場合には、トランスファ４２１の断続部４１９が接続解除状態となり、中空軸４４１と方向変換ギヤ組４４３との間の動力伝達が遮断され、駆動源４０５の駆動力がプロペラシャフト４２３側に伝達されず、後輪側への駆動力の伝達が遮断される。

　このとき、動力伝達装置２０１に搭載された断続装置１は、トランスファ４２１の断続部４１９が接続解除された後に、多板クラッチ７が接続解除されるように同期して作動されて接続解除状態となる。この状態では、車両の走行による後輪４３１の回転が断続装置１で遮断され、分配機構２１３のデフケース２０５に入力されることがない。なお、断続装置１の多板クラッチ７を断続部４１９より先に接続解除させてもよく、この場合には、断続部４１９の解除動作をスムーズに行うことができる。

　これに対して、車両の走行による後輪４２９の回転は、分配機構２１３のサイドギヤ２０９に入力されてピニオン２０７を回転させ、サイドギヤ２１１を回転させるが、デフケース２０５を回転させることがなく、デフケース２０５とプロペラシャフト４２３側とに設けられたギヤ組２２５を回転させることがない。

　このように車両の二輪駆動状態では、トランスファ４２１の断続部４１９と動力伝達装置２０１に搭載された断続装置１とを接続解除状態とすることにより、方向変換ギヤ組４４３、プロペラシャフト４２３、ギヤ組２２５などの回転を防止し、無駄な回転系のつれ回りを防止して燃費向上を図ることができる。

　なお、断続部４１９と断続装置１の接続又は解除のタイミングは、いずれか一方の接続が他方の接続に先行して行われ、いずれか一方の解除が他方の解除に先行して行われること、或いは両方の接続又は両方の解除が同時期に行われることなど、それらの接続と解除のタイミングは各構造の機能の特徴や車両の走行状態によって適宜決定されるものである。

　このような動力伝達装置２０１に搭載された断続装置１のように、一方の車軸に伝達される駆動力を制御可能に断続する断続機構は、いわゆるアクスルディスコネクトと称される。以下、図２～図６を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置及びこの動力伝達装置に用いられる断続装置について説明する。

　（第１実施形態）
　図２を用いて第１実施形態に係る動力伝達装置について説明する。

　本実施の形態に係る動力伝達装置２０１は、ケーシング２０３と、このケーシング２０３に回転可能に収容され駆動力が入力されるデフケース２０５と、このデフケース２０５に支承されて自転可能であると共にデフケース２０５の回転によって公転するピニオン２０７と、このピニオン２０７と噛み合って相対回転可能な一対のサイドギヤ２０９，２１１と、デフケース２０５とピニオン２０７と一対のサイドギヤ２０９，２１１とを有する差動機構としての分配機構２１３と、ケーシング２０３に収容されサイドギヤ２１１と後車軸４２７（図１参照）との間に設けられサイドギヤ２１１から車輪側へ伝達される駆動力を断続する断続装置１とを備えている。

　そして、断続装置１の入力部材３は、動力伝達可能な分配機構２１３に接続され、断続装置１の多板クラッチ７は、分配機構２１３との間の動力伝達を断続する。なお、多板クラッチ７は、複数枚の外側クラッチ板７ａと複数枚の内側クラッチ板７ｂとからなり、交互に配置されて互いの摺動摩擦により駆動力を伝達する。

　図２に示すように、ケーシング２０３は、内部が主に分配機構２１３と入力軸２２７とが収容される分配機構２１３側の収容空間と、主に断続装置１が収容される断続装置１側の収容空間とに大別され、外部側が車体フレームなどの静止系部材（不図示）に固定される。このケーシング２０３内には、分配機構２１３と、断続装置１とが収容されている。

　分配機構２１３は、差動機構からなり、デフケース２０５と、ピニオンシャフト２１５と、ピニオン２０７と、一対のサイドギヤ２０９，２１１とを備えている。

　デフケース２０５は、軸方向両側に形成されたボス部でそれぞれベアリング２１７，２１９を介してケーシング２０３に回転可能に支持されている。また、デフケース２０５には、リングギヤ２２１がボルトによって固定されたフランジ部が形成され、リングギヤ２２１が駆動力を伝達するドライブピニオン２２３と噛み合い、これらリングギヤ２２１とドライブピニオン２２３とでギヤ組２２５を構成している。

　ギヤ組２２５は、大径のリングギヤ２２１と、小径のドライブピニオン２２３とからなるベベルギヤ組で変速駆動されるように構成され、駆動源側から伝達された駆動力を方向変換する。このギヤ組２２５を構成する小径のドライブピニオン２２３は、入力軸２２７の軸方向一端側に入力軸２２７と連続する一部材で形成され、入力軸２２７から入力された駆動力を方向変換してデフケース２０５に伝達する。

　入力軸２２７は、軸心がデフケース２０５の回転軸心と直交する方向に配置され、軸方向に配置された２つのベアリング２２９，２３１を介してケーシング２０３に回転可能に支持されている。この入力軸２２７の他端側外周には、スプライン形状の連結部２３３が形成され、駆動源４０５（図１参照）側から駆動力を伝達するプロペラシャフト４２３（図１参照）側に連結される連結部材２３５が一体回転可能に連結されている。

　連結部材２３５は、入力軸２２７の端部にナット２３７をねじ締結することによって軸方向位置が固定されると共に、ベアリング２２９，２３１に予圧が付与され入力軸２２７の軸方向位置が位置決めされる。また、連結部材２３５とケーシング２０３との径方向間にはケーシング２０３の内部と外部とを区画するシール部材２３９が配置されると共に、連結部材２３５の外周にはシール部材２３９のリップ部と摺動するダストカバー２４１が配置されている。

　この連結部材２３５を介して入力軸２２７に伝達された駆動力は、ギヤ組２２５を介してデフケース２０５に伝達され、デフケース２０５に収容されたピニオンシャフト２１５と、ピニオン２０７と、一対のサイドギヤ２０９，２１１とに伝達される。

　ピニオンシャフト２１５は、端部をデフケース２０５に係合してピンで抜け止め及び回り止めされ、デフケース２０５と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト２１５には、ピニオン２０７が支承されている。

　ピニオン２０７は、デフケース２０５の周方向等間隔に複数配置され、ピニオンシャフト２１５に支承されてデフケース２０５の回転によって公転する。また、ピニオン２０７の背面側とデフケース２０５との径方向間には、ピニオン２０７の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャが配置されている。

　このピニオン２０７は、一対のサイドギヤ２０９，２１１に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ２０９，２１１に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト２１５に自転可能に支持されている。

　一対のサイドギヤ２０９，２１１は、それぞれのボス部でデフケース２０５に相対回転可能に支持され、ピニオン２０７と噛み合っている。また、サイドギヤ２０９，２１１の背面側とデフケース２０５との軸方向間には、ピニオン２０７との噛み合い反力によるサイドギヤ２０９，２１１の軸方向への移動を受けるスラストワッシャがそれぞれ配置されている。

　この一対のサイドギヤ２０９，２１１は、内周側にスプライン形状の連結部２４３，２７が形成され、それぞれ左右後輪４２９，４３１（図１参照）側に連結された一対の駆動軸としての入力部材３（サイドギヤ２０９に連結される駆動軸については不図示）がサイドギヤ２０９，２１１と一体回転可能に連結され、デフケース２０５に入力された駆動力を左右後輪４２９，４３１へ出力する。また、一対のサイドギヤ２０９，２１１のうちサイドギヤ２０９に連結される駆動軸とケーシング２０３との径方向間には、ケーシング２０３の内部と外部とを区画するシール部材２４５が配置されている。

　この一対のサイドギヤ２０９，２１１のうちサイドギヤ２１１に連結される入力部材３は、断続装置１を構成しており、この断続装置１は、分配機構２１３と後車軸４２７（図１参照）との間に伝達される駆動力を制御可能に断続する。以下、図２～図５を用いて本発明の実施の形態に係る断続装置について説明する。

　本実施の形態に係る断続装置１は、回転可能に配置され駆動力を入力する入力部材３と、この入力部材３と相対回転可能に配置され入力部材３から入力された駆動力を出力する出力部材５と、入力部材３と出力部材５との間に設けられ入力部材３と出力部材５との間の動力伝達を断続する多板クラッチ７とを備えている。

　また、多板クラッチ７の内側クラッチ板７ｂには、入力部材３と出力部材５と相対回転可能に配置された連結部材９が連結され、出力部材５には、軸方向移動可能で一体回転可能に連結された可動部材１１が設けられている。

　そして、連結部材９と可動部材１１との間には、連結部材９と可動部材１１との間の動力伝達を断続する断続部１３が設けられている。なお、連結部材９を多板クラッチ７の外側クラッチ板７ａに連結させ、可動部材１１を入力部材３に連結させるなど、他の変形する態様も可能である。

　また、断続部１３は、噛み合いクラッチである。

　さらに、断続部１３は、軸方向に対向する対向歯１５，１７の噛み合いであり、多板クラッチ７と可動部材１１とは、軸方向移動可能に隣接配置された押圧部材１９によって押圧操作され、断続部１３の噛み合い距離Ｓ１は、多板クラッチ７と押圧部材１９との軸方向間の距離Ｓ２より短く設定されている。

　図２，図３に示すように、入力部材３は、サイドギヤ２１１側が軸部２１で形成されると共に、多板クラッチ７側のクラッチドラム部２３が軸部２１と一体的に中空状に形成されている。また、クラッチドラム部２３の内周には、スプライン形状の係合部２５が形成され、多板クラッチ７の複数の外側クラッチ板７ａが係合されている。

　この入力部材３は、軸部２１の外周が連結部２７を介してサイドギヤ２１１と一体回転可能に連結される。このような入力部材３のクラッチドラム部２３側の回転軸心部には、出力部材５が入力部材３と相対回転可能に配置されている。

　出力部材５は、中空状に形成され、外周でベアリング２９を介して入力部材３と相対回転可能に配置されると共に、ベアリング３１を介してケーシング２０３に支持されている。また、出力部材５の軸方向一端側外周とケーシング２０３との径方向間には、ケーシング２０３の内部と外部とを区画するシール部材３３が設けられている。また、出力部材５の軸心側の中央部には、区画壁３５が出力部材５と連続する一部材で設けられ、ケーシング２０３の内部と外部とを区画している。
　この出力部材５の軸方向一端側内周には、スプライン形状の連結部３７が形成され、後輪４３１（図１参照）に連結された後車軸４２７（図１参照）が出力部材５と一体回転可能に連結される。このような入力部材３と出力部材５との間に伝達される駆動力は、多板クラッチ７によって断続される。

　多板クラッチ７は、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の摩擦クラッチからなり、複数の外側クラッチ板７ａと、複数の内側クラッチ板７ｂとを備えている。複数の外側クラッチ板７ａは、入力部材３のクラッチドラム部２３の内周に形成された係合部２５に軸方向移動可能で入力部材３と一体回転可能に係合されている。

　複数の内側クラッチ板７ｂは、複数の外側クラッチ板７ａに対して軸方向に交互に配置され、出力部材５の外周に配置された連結部材９の外周に形成された係合部３９に軸方向移動可能で連結部材９と一体回転可能に係合されている。

　連結部材９は、環状に形成され、出力部材５の外周上に摺動ブッシュ４１を介して入力部材３及び出力部材５と相対回転可能に配置され、出力部材５の外周に固定された規制部材４３にスラストベアリング４５を介して軸方向一側への移動が規制されている。この連結部材９の外周には、スプライン形状の係合部３９が形成され、多板クラッチ７の複数の内側クラッチ板７ｂが係合されている。また、係合部３９には、多板クラッチ７の複数のクラッチ板７ａ，７ｂの締結力を受ける受圧プレート４７が連結部材９と一体回転可能に係合されている。このような連結部材９には、可動部材１１が軸方向に隣接配置されている。

　可動部材１１は、環状に形成され、出力部材５の外周に形成されたスプライン形状の連結部４９に軸方向移動可能で出力部材５と一体回転可能に連結されている。このような連結部材９と可動部材１１との間には、連結部材９と可動部材１１との間の動力伝達を断続する断続部１３が設けられている。なお、連結部材９、可動部材１１を入力部材３側に配置することも可能である。

　断続部１３は、連結部材９と可動部材１１との周方向にそれぞれ複数形成され、軸方向に対向する対向歯１５，１７の噛み合いである噛み合いクラッチとなっている。この断続部１３は、接続されると、連結部材９と可動部材１１とが一体回転可能に接続、すなわち連結部材９と出力部材５とが一体回転可能に接続される。

　このような断続部１３の接続状態で、多板クラッチ７が接続されることにより、入力部材３と出力部材５との間の動力伝達が可能となり、分配機構２１３側から入力される駆動力を多板クラッチ７を介して後輪４３１（図１参照）側に出力することができる。このような多板クラッチ７と断続部１３とは、押圧部材１９によって押圧接続される。

　押圧部材１９は、多板クラッチ７及び可動部材１１に軸方向に隣接配置され、移動部５１と、押圧部５３とを備えている。移動部５１は、環状に形成され、出力部材５の外周に軸方向移動可能に配置されている。この移動部５１は、多板クラッチ７及び断続部１３の接続方向への軸方向移動により、後述する第２付勢部材６１を介して可動部材１１を押圧して断続部１３を接続させる。このような移動部５１と多板クラッチ７との軸方向間には、押圧部５３が配置されている。

　押圧部５３は、環状に形成され、移動部５１との軸方向間に移動部５１との相対回転を許容させると共に移動部５１の軸方向移動を押圧部５３に伝達させるスラストベアリング５５を介して移動部５１の外径側に配置されている。この押圧部５３は、移動部５１の多板クラッチ７及び断続部１３の接続方向への軸方向移動により、多板クラッチ７を押圧して接続させる。

　ここで、断続部１３の噛み合い距離Ｓ１、すなわち断続部１３の噛み合いストロークは、多板クラッチ７と押圧部材１９の押圧部５３との軸方向間の距離Ｓ２より短く設定されている。このため、押圧部材１９の多板クラッチ７及び断続部１３の接続方向への軸方向移動により、多板クラッチ７の接続より先に、断続部１３の接続が行われる。これにより、連結部材９と出力部材５とが一体回転可能となった後に、多板クラッチ７が接続されるので、断続部１３の噛み合いをスムーズに行えると共に、入力部材３と出力部材５との間の動力伝達を確実に断続することができる。

　このような多板クラッチ７と押圧部材１９の押圧部５３との軸方向間には、押圧部５３を多板クラッチ７の接続解除方向に付勢する第１付勢部材５７が配置されている。また、連結部材９と可動部材１１との軸方向間には、スラストベアリング５９を介して可動部材１１を断続部１３の接続解除方向に付勢する第２付勢部材６１が配置されている。さらに、可動部材１１と押圧部材１９の移動部５１との軸方向間には、スラストベアリング６３を介して移動部５１の軸方向移動を可動部材１１に伝達すると共に、断続部１３の噛み合いにおける待ち機構となる第３付勢部材６５が配置されている。

　この第１付勢部材５７と第２付勢部材６１と第３付勢部材６５とは、図４に示すように、ストロークに対するバネ力が第１付勢部材５７、第２付勢部材６１、第３付勢部材６５の順で高くなっている。

　このようなバネ特性により、押圧部材１９の多板クラッチ７及び断続部１３の接続方向への軸方向移動開始時には、まず、第１付勢部材５７が縮小し、次いで、第２付勢部材６１が縮小し、押圧部５３が多板クラッチ７に近接され、可動部材１１が連結部材９に近接される。このとき、第３付勢部材６５は、縮小せずに可動部材１１を押圧する。

　次に、断続部１３の接続時には、第１付勢部材５７と第２付勢部材６１とが縮小し、押圧部５３が多板クラッチ７にさらに近接され、可動部材１１が連結部材９側に移動して対向歯１５，１７が噛み合う。このとき、第３付勢部材６５は、対向歯１５，１７が噛み合い位置に位置するまでの待ち機構となる。

　そして、多板クラッチ７の接続時には、第１付勢部材５７が縮小しつつ、第３付勢部材６５が縮小し、押圧部５３が多板クラッチ７を押圧して多板クラッチ７を接続させる。このように第１付勢部材５７と第２付勢部材６１と第３付勢部材６５とのバネ特性を異ならせることにより、多板クラッチ７と断続部１３との接続のタイミングを異ならせることができる。

　一方、第１付勢部材５７と第２付勢部材６１とは、常時、押圧部材１９を多板クラッチ７の接続解除方向に付勢する。このため、押圧部材１９がアクチュエータ６７によって多板クラッチ７の接続方向に移動操作されていない状態では、押圧部５３が多板クラッチ７の複数のクラッチ板側に接触することがなく、多板クラッチ７の複数のクラッチ板が押圧されず、多板クラッチ７における引き摺りトルクの発生を低減することができる。このような押圧部材１９は、アクチュエータ６７によって軸方向移動操作される。

　アクチュエータ６７は、電動モータ６９と、減速機構７１と、変換機構７３とを備えている。電動モータ６９は、ケーシング２０３の外側に組付けられ、ケーシング２０３の内部にモータ軸７５が配置されている。この電動モータ６９は、制御手段としてのコントローラ７０（図１参照）に接続され、コントローラ７０によって制御可能に作動される。この電動モータ６９のモータ軸７５から出力される回転は、減速機構７１によって減速される。なお、トランスファ４２１側のアクチュエータ４２０においても、制御系はコントローラ７０に連結されており、アクチュエータ６７と共に統合制御される。

　減速機構７１は、第１減速ギヤ組７７と、第２減速ギヤ組７９と、第３減速ギヤ組８１とを備えている。第１減速ギヤ組７７は、電動モータ６９のモータ軸７５と第１大径ギヤ部８３とからなる。第１大径ギヤ部８３は、ケーシング２０３内に第１中間軸８５を介して回転可能に支持された第１中間ギヤ８７に設けられ、電動モータ６９のモータ軸７５と噛み合っている。この第１減速ギヤ組７７は、電動モータ６９の回転を減速して第１中間ギヤ８７を介して第２減速ギヤ組７９に伝達する。

　第２減速ギヤ組７９は、第２小径ギヤ部８９と第２大径ギヤ部９１とからなる。第２小径ギヤ部８９は、第１中間ギヤ８７に第１大径ギヤ部８３と隣接して設けられ、第２大径ギヤ部９１と噛み合っている。第２大径ギヤ部９１は、ケーシング２０３内に第２中間軸９３を介して回転可能に支持された第２中間ギヤ９５に設けられている。この第２減速ギヤ組７９は、第１中間ギヤ８７からの回転を減速して第２中間ギヤ９５を介して第３減速ギヤ組８１に伝達する。

　第３減速ギヤ組８１は、第３小径ギヤ部９７と第３大径ギヤ部９９とからなる。第３小径ギヤ部９７は、第２中間ギヤ９５に第２大径ギヤ部９１と隣接して設けられ、第３大径ギヤ部９９と噛み合っている。第３大径ギヤ部９９は、押圧部材１９の移動部５１の外径に設けられている。この第３減速ギヤ組８１は、第２中間ギヤ９５からの回転を減速して押圧部材１９の移動部５１を回転させる。

　このように減速機構７１は、電動モータ６９から押圧部材１９の移動部５１までの動力伝達経路を３段減速としており、減速された回転により押圧部材１９の移動部５１が回転される。この押圧部材１９の移動部５１の回転は、変換機構７３によって軸方向操作力に変換される。

　変換機構７３は、ボールカム機構であり、押圧部材１９の移動部５１とカムリング１０１とに周方向に形成された複数のカム面を対向させ、これらのカム面間に介在されたカムボール１０３からなる。

　カムリング１０１は、出力部材５の外周とベアリング３１のアウタレースの外周とに配置され、凹凸形状の係合部１０５を介してケーシング２０３に回転不能に係合されている。また、カムリング１０１は、スラスト反力によるベアリング３１側への軸方向移動がベアリング３１によって規制されている。このカムリング１０１と押圧部材１９の移動部５１との軸方向の対向面には、それぞれ周方向に形成された複数のカム面が形成され、これらのカム面間にはカムボール１０３が介在されている。

　カムボール１０３は、押圧部材１９の移動部５１の回転によってカムリング１０１と移動部５１との間に差回転が生じることにより、押圧部材１９を多板クラッチ７及び断続部１３側へ軸方向押圧移動させるカムスラスト力を発生させる。

　このボールカム機構では、図５に示すように、初期位置から作動する第１傾斜面１０７と、この第１傾斜面１０７から作動する第２傾斜面１０９とを有し、第１傾斜面１０７は、第２傾斜面１０９より急傾斜に設定されている。第１傾斜面１０７の範囲にカムボール１０３が位置される状態では、押圧部材１９を軸方向移動させ、断続部１３が接続可能であり、押圧部材１９の押圧部５３と多板クラッチ７との間に隙間が形成される。一方、第２傾斜面１０９の範囲にカムボール１０３が位置される状態では、押圧部材１９をさらに軸方向移動させ、押圧部５３が多板クラッチ７の複数のクラッチ板７ａ，７ｂを押圧し、多板クラッチ７が接続状態となる。

　このようにボールカム機構におけるカム面を第１傾斜面１０７と第２傾斜面１０９との２段で構成することにより、押圧部材１９の移動部５１が小さな回転角度であっても、押圧部材１９の軸方向移動ストロークを確保することができ、多板クラッチ７及び断続部１３の状態を確実に制御することができる。

　このように構成された断続装置１では、電動モータ６９の作動により電動モータ６９の回転が減速機構７１で減速され、変換機構７３に伝達される。この変換機構７３に伝達された回転は、軸方向操作力に変換され、押圧部材１９を多板クラッチ７及び断続部１３の接続方向に第１付勢部材５７及び第２付勢部材６１の付勢力に抗して軸方向移動させる。

　この押圧部材１９の軸方向移動により、移動部５１が第３付勢部材６５を介して可動部材１１を押圧して軸方向移動させ、断続部１３が多板クラッチ７より先に接続される。この断続部１３の接続により連結部材９と可動部材１１とが一体回転可能に接続され、連結部材９と出力部材５とが一体回転可能に接続される。

　この断続部１３の接続の後、押圧部材１９が多板クラッチ７の接続方向に第３付勢部材６５の付勢力に抗してさらに軸方向移動され、押圧部５３が多板クラッチ７の複数のクラッチ板を押圧して多板クラッチ７が接続される。この多板クラッチ７の接続により入力部材３と出力部材５との間の動力伝達が可能となり、動力伝達装置２０１において、分配機構２１３のサイドギヤ２１１と後輪４３１（図１参照）との間の動力伝達が可能となる。

　一方、多板クラッチ７及び断続部１３の接続は、電動モータ６９を逆回転させることにより、押圧部材１９が第１付勢部材５７と第２付勢部材６１と第３付勢部材６５によって多板クラッチ７及び断続部１３の接続解除方向に軸方向移動されて解除される。

　この多板クラッチ７及び断続部１３の切断により入力部材３と出力部材５との間の動力伝達が遮断され、動力伝達装置２０１において、車両の走行による後輪４３１の回転が分配機構２１３のサイドギヤ２１１に入力されることがない。

　特に、断続部１３の切断状態では、連結部材９と可動部材１１との間、すなわち連結部材９と出力部材５との間の動力伝達が遮断されているので、車両の走行による後輪４３１の回転が多板クラッチ７に入力されることがない。このため、断続部１３の切断状態では、多板クラッチ７に引き摺りトルクが発生したとしても、この引き摺りトルクによって出力部材５が回転されることがない。

　なお、多板クラッチ７の切断状態では、動力伝達装置２０１において、車両の走行による後輪４２９（図１参照）の回転が分配機構２１３のサイドギヤ２０９に入力されてピニオン２０７を回転させ、サイドギヤ２１１を回転させるが、サイドギヤ２１１と後輪４３１との間の動力伝達が遮断されているので、一対のサイドギヤ２０９，２１１は相対回転される。このため、デフケース２０５が回転されることがなく、ギヤ組２２５が回転されることがない。

　このように多板クラッチ７及び断続部１３の切断により、車両の走行による無駄な回転系を削減することができ、各部のフリクションを低減することができ、車両の燃費向上を図ることができる。また、多板クラッチ７に引き摺りトルクが発生しても、断続部１３の切断により、多板クラッチ７と出力部材５との間の動力伝達を遮断してフリクションを低減でき、さらに燃費向上を図ることができる。

　このような断続装置１では、多板クラッチ７に連結された連結部材９と出力部材５に連結された可動部材１１との間に連結部材９と可動部材１１との間の動力伝達を断続する断続部１３が設けられているので、多板クラッチ７が接続解除状態である場合、断続部１３も接続解除状態とすることにより、多板クラッチ７と出力部材５との間の動力伝達を遮断することができる。

　従って、このような断続装置１では、多板クラッチ７の接続解除状態で多板クラッチ７に引き摺りトルクが発生しても、断続部１３の接続解除により、入力部材３と出力部材５との間の動力伝達を遮断してフリクションを低減でき、燃費向上を図ることができる。

　また、断続部１３は、噛み合いクラッチであるので、連結部材９と可動部材１１との間の動力伝達を確実に断続することができ、断続部１３の接続解除により、多板クラッチ７と出力部材５との間の動力伝達を確実に遮断することができる。

　さらに、断続部１３の噛み合い距離Ｓ１は、多板クラッチ７と押圧部材１９との軸方向間の距離Ｓ２より短く設定されているので、多板クラッチ７より先に断続部１３を接続させることができ、断続部１３の噛み合いをスムーズに行えると共に、入力部材３と出力部材５との間の動力伝達を確実に断続することができる。

　このような断続装置１を用いた動力伝達装置２０１では、断続装置１の入力部材３が動力伝達可能な分配機構２１３に接続され、断続装置１の多板クラッチ７が分配機構２１３との間の動力伝達を断続するので、多板クラッチ７の接続解除状態で多板クラッチ７に引き摺りトルクが発生しても、断続部１３の接続解除により、分配機構２１３と出力部材５との間の動力伝達を遮断してフリクションを低減でき、燃費向上を図ることができる。

　（第２実施形態）
　図６を用いて第２実施形態に係る動力伝達装置について説明する。

　本実施の形態に係る動力伝達装置３０１は、断続装置１の出力部材５は、動力伝達可能な分配機構２１３に接続され、断続装置１の多板クラッチ７は、分配機構２１３との間の動力伝達を断続する。

　なお、第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同様の符号を記し、第１実施形態を参照するものとして説明を省略するが、第１実施形態と同様の構成であるので、得られる機能や効果は第１実施形態と同様である。

　図６に示すように、動力伝達装置３０１において、断続装置１は、プロペラシャフト４２３（図１参照）と分配機構２１３との間に配置され、前輪側と後輪側との間の動力伝達を断続するカップリングとなっている。

　このような動力伝達装置３０１に用いられた断続装置１は、入力部材３がベアリング３０３を介してケーシング２０３に回転可能に支持され、軸部２１の外周に形成された連結部３０５を介してプロペラシャフト４２３側に連結される連結部材３０７が一体回転可能に連結され、軸部２１の端部にナット３０９をねじ締結することによって軸方向位置が固定されている。なお、連結部材３０７とケーシング２０３との径方向間には、ケーシング２０３の内部と外部とを区画するシール部材３１１が配置されると共に、連結部材３０７の外周にはシール部材３１１のリップ部と摺動するダストカバー３１３が配置されている。

　出力部材５は、内周に形成された連結部３７を介して分配機構２１３の入力軸２２７と一体回転可能に連結されている。なお、出力部材５とケーシング２０３との径方向間には、ケーシング２０３の内部を断続装置１側の収容空間と分配機構２１３側の収容空間とに区画するシール部材３１５が配置されている。

　このように構成された動力伝達装置３０１では、断続装置１の多板クラッチ７及び断続部１３が接続されることにより、入力部材３と出力部材５とが一体回転可能に接続される。この入力部材３と出力部材５との接続によりプロペラシャフト４２３（図１参照）側と分配機構２１３との間の動力伝達が可能となる。

　一方、断続装置１の多板クラッチ７及び断続部１３の接続が解除されると、入力部材３と出力部材５との間の動力伝達が遮断され、車両の走行による後輪４２９，４３１（図１参照）の回転が分配機構２１３からプロペラシャフト４２３側に入力されることがない。

　特に、断続部１３の切断状態では、連結部材９と出力部材５との間の動力伝達が遮断されているので、車両の走行による後輪４２９，４３１の回転が多板クラッチ７に入力されることがない。このため、断続部１３の切断状態では、多板クラッチ７に引き摺りトルクが発生したとしても、この引き摺りトルクによって出力部材５が回転されることがない。

　このように断続装置１の多板クラッチ７及び断続部１３の切断により、車両の走行による無駄な回転系を削減することができ、車両の燃費向上を図ることができる。また、多板クラッチ７に引き摺りトルクが発生しても、断続部１３の切断により、多板クラッチ７と出力部材５との間の動力伝達を遮断してフリクションを低減でき、さらに燃費向上を図ることができる。

　このような断続装置１を用いた動力伝達装置３０１では、断続装置１の出力部材５が動力伝達可能な分配機構２１３に接続され、断続装置１の多板クラッチ７が分配機構２１３との間の動力伝達を断続するので、多板クラッチ７の接続解除状態で多板クラッチ７に引き摺りトルクが発生しても、断続部１３の接続解除により、入力部材３と分配機構２１３との間の動力伝達を遮断してフリクションを低減でき、燃費向上を図ることができる。

　なお、本発明の実施の形態に係る断続装置では、可動部材が出力部材と一体回転可能に連結されているが、これに限らず、可動部材を入力部材と一体回転可能に連結してもよい。

　また、アクチュエータは、モータ・ギヤ・カム機構となっているが、これに限らず、電磁式アクチュエータ、油圧シリンダ・ピストン機構、モータ・シフトロッド機構、エアダイアフラムなど、種々のアクチュエータを利用可能である。

　さらに、断続部は、軸方向に対向する対向歯の噛み合いクラッチとなっているが、これに限らず、噛み合いスリーブを介して断続される噛み合いクラッチなどであってもよい。

　また、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置は、分配機構が差動機構となっているが、これに限らず、方向変換ギヤ組を有するトランスファなど、動力伝達を可能な機構であれば分配機構はどのような形態であってもよい。

　さらに、分配機構は、断続装置の入力部材、或いは出力部材の一方にのみ接続されているが、これに限らず、２つの分配機構の間に断続装置を配置し、断続装置の入力部材と出力部材との両方にそれぞれ分配機構を接続してもよい。

　また、噛み合いクラッチは、軸方向の対向歯を有する噛み合いクラッチに限らず、径方向に対向歯を有するスリーブ形態の噛み合いクラッチやローラやスプラグを介在させた１ウェイ又は２ウェイクラッチなどでもよい。

　本発明の断続装置は、４輪駆動車のトランスファ装置に適用して搭載することも可能である。例えば、車両のフロント側にエンジンを搭載し、主に左右の後輪を駆動し、必要に応じて左右の前輪に駆動力を分配するトランスファ装置、いわゆるＦＲベースの４輪駆動車のトランスファ装置への適用が考えられる。

　この場合、多板クラッチは、前輪の駆動経路としてのプロペラシャフトなどの出力軸へ伝達される駆動力を調整可能である。断続部は、前輪車軸側に搭載されるだろうアクスルディスコネクト、フリーランニンクデファレンシャル、或いはハブクラッチなどの断続作用と連動して、断続操作することにより、後輪だけが駆動される２輪駆動時に、前輪側の駆動経路の回転を完全に断ち切ることができる。従って、上記ＦＦベースの４輪駆動車と同様に、２輪駆動時の駆動ロスを低減して、車両の燃費を向上させることができる。

　なお、断続装置は、図１におけるトランスファ内の断続装置として、多板クラッチとともに搭載することができる。この場合にも、上記のＦＲベースの４輪駆動車向けのトランスファ装置と同様に、２輪駆動時の駆動ロスを低減することができる。

　好適な実施形態により本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記開示内容に基づき、当該技術分野の通常の技術を有する者が、実施形態の修正ないし変形により本発明を実施することが可能である。

　接続解除状態においてフリクションが低減された断続装置およびこの断続装置を用いた動力伝達装置が提供される。

　１…断続装置
　３…入力部材
　５…出力部材
　７…多板クラッチ
　７ａ…外側クラッチ板
　７ｂ…内側クラッチ板
　９…連結部材
　１１…可動部材
　１３…断続部
　１５，１７…対向歯
　１９…押圧部材
　Ｓ１…断続部の噛み合い距離
　Ｓ２…多板クラッチと押圧部材との軸方向間の距離
　２０１，３０１…動力伝達装置
　２１３…分配機構

Claims

　回転可能に配置され駆動力を入力する入力部材と、この入力部材と相対回転可能に配置され前記入力部材から入力された駆動力を出力する出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に設けられ前記入力部材と前記出力部材との間の動力伝達を断続すべく少なくとも１枚の外側クラッチ板及び少なくとも１枚の内側クラッチ板からなる多板クラッチとを備えた断続装置であって、
　前記外側クラッチ板又は前記内側クラッチ板のいずれか一方には、前記入力部材と前記出力部材と相対回転可能に配置された連結部材が連結され、前記入力部材と前記出力部材とのうちいずれか一方には、軸方向移動可能で一体回転可能に連結された可動部材が設けられ、
　前記連結部材と前記可動部材との間には、前記連結部材と前記可動部材との間の動力伝達を断続する断続部が設けられている断続装置。
　請求項１記載の断続装置において、
　前記断続部は、噛み合いクラッチであることを特徴とする断続装置。
　請求項２記載の断続装置において、
　前記断続部は、軸方向に対向する対向歯の噛み合いであり、
　前記多板クラッチと前記可動部材とは、軸方向移動可能に隣接配置された押圧部材によって押圧操作され、
　前記断続部の噛み合い距離は、前記多板クラッチと前記押圧部材との軸方向間の距離より短く設定されていることを特徴とする断続装置。
　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の断続装置を備えた動力伝達装置において、
　前記入力部材と前記出力部材とのうち少なくともいずれか一方は、動力伝達可能な分配機構に接続され、前記多板クラッチは、前記分配機構との間の動力伝達を断続することを特徴とする動力伝達装置。