(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、前記コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有し、前記アーマチュアプレートを回転入力部材に連結し、前記クラッチ機構により前記回転入力部材と回転出力部材との係脱を行うように電磁クラッチが構成され、
前記ソレノイドコイルへの通電電流を制御して前記コイルハウジングに前記アーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、前記アーマチュアプレートに作用する吸着力をカム機構を介して前記クラッチ機構に作用させて前記クラッチ機構の係合制御を行うように構成され、
前記カム機構が、前記コイルハウジングに連結された第１カムプレートと、前記回転出力部材に連結されるとともに前記クラッチ機構に係合スラスト力を付与する第２カムプレートと、前記第１および第２カムプレートに形成されたテーパ面を有したカム溝内に配設されて前記第１および第２カムプレートにより挟持されたカムボールとからなり、前記第１および第２カムプレートの相対回転に応じて前記カムボールが前記カム溝のテーパ面に沿って移動して前記第１カムプレートに対して前記第２カムプレートを軸方向に移動させて前記クラッチ機構に係合すらすと力を付与するように構成され、
前記クラッチ機構が係合した状態で、前記クラッチ機構を介した回転伝達系において前記回転入力部材と前記回転出力部材との間で発生する第１回転バックラッシュ量ＢＬｍと、前記コイルハウジングに前記アーマチュアプレートを吸着させるとともに前記カム機構を固定した状態で、前記カム機構を介した回転伝達系において前記回転入力部材と前記回転出力部材との間で発生する第２回転バックラッシュ量ＢＬｐとが、
ＢＬｍ  ＞  ＢＬｐ
となるように設定し、前記バックラッシュ量の差を利用して前記カム機構におけるトルクロックの発生を防止することを特徴とする電磁クラッチを有した動力伝達装置。
【請求項２】
前記クラッチ機構が、前記回転入力部材を構成するクラッチハウジングと、前記クラッチハウジング内に軸方向に交互に並んで配設された複数のセパレータプレートおよびクラッチプレートと、前記複数のセパレータプレートおよびクラッチプレートを覆って配設されたプレッシャプレートと、前記複数のセパレータプレートおよびクラッチプレートの内周側に配設されたクラッチハブとから構成され、前記セパレータプレートおよびクラッチプレートの一方が前記クラッチハウジングに連結されるとともに他方が前記クラッチハブに連結され、前記クラッチハブが前記回転出力部材に連結されており、
前記第１回転バックラッシュ量ＢＬｍが、前記セパレータプレートおよびクラッチプレートの一方と前記クラッチハウジングとの連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ(1)と、前記セパレータプレートおよびクラッチプレートの他方と前記クラッチハブとの連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ(2)と、前記クラッチハブと前記回転出力部材との連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ(3)の合計により決まることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記第２回転バックラッシュ量ＢＬｐが、前記回転入力部材と前記アーマチュアプレートとの連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ(1)と、前記コイルハウジングと前記第１カムプレートとの連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ(2)と、前記第２カムプレートと前記回転出力部材との連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ(3)との合計により決まることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記コイルハウジングと前記第１カムプレートとが圧入スプライン係合されており、前記回転バックラッシュ量ＢＬｐ(2)＝０であることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記カム機構により前記クラッチ機構を係合させるときに、前記クラッチ機構の変形により生じる前記カム機構の回転量ＢＬｃを考慮し、
（ＢＬｍ）  ＞  （ＢＬｐ＋ＢＬｃ）
となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチを有した動力伝達装置。
【請求項６】
左右の車輪に駆動力を伝達するアクスル装置内に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記アクスル装置を構成する終減速ドリブンギヤの左右に対称となってそれぞれ配設され、２−４輪駆動切換およびディファレンシャル作用を行うことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項８】
前記アクスル装置を構成する終減速ドライブギヤの前に配設され、２−４輪駆動切換を行うことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドコイルと、ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して構成される電磁クラッチを有し、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力をカム機構を介してクラッチ機構に作用させてクラッチ機構の係合制御を行うように構成された動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような電磁クラッチは従来から種々のものが知られており、特開平１０−１９４００４号や、特開２０００−２４０６８５号等に開示のものがある。これら公報に開示の電磁クラッチは、自動車のアクスル装置におけるディファレンシャル機構として用いられている。例えば、特開平１０−１９４００４号には、リアアクスル装置におけるハイポイドギヤからなる終減速機構の左右に電磁クラッチからなるディファレンシャルクラッチ機構を配設し、これら左右ディファレンシャルクラッチ機構の係脱制御を行ってディファレンシャル作用を行わせるとともに２−４輪駆動切換を行わせるように構成されている。
【０００３】
このような構成の電磁クラッチからなるディファレンシャルクラッチ機構は、湿式多板クラッチ機構と、ソレノイド機構と、ボールカム機構とを有して構成される。ソレノイド機構は、ソレノイドコイルの周囲に配設したコイルハウジングに対向してアーマチュアプレートを配設して構成され、アーマチュアプレートは湿式多板クラッチ機構の入力側に連結され、コイルハウジングはボールカム機構の一端側に連結される。ボールカム機構の他端側は湿式多板クラッチ機構の出力側に連結されるとともにクラッチ機構を係合させるスラスト力を与えるように構成されている。
【０００４】
このディファレンシャルクラッチ機構において、ソレノイドコイルに通電して発生する磁力によりコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させると、コイルハウジングがアーマチュアプレートと同一回転してボールカム機構の一端側を湿式多板クラッチ機構の入力側と同一回転させる。ここでボールカム機構の他端側は湿式多板クラッチ機構の出力側に連結されているため、クラッチ機構の入出力間に回転差があると（アクスル駆動側回転に対して後輪回転が相違するような場合）ボールカム機構の一端側に対して他端側が回転駆動され、他端側から湿式多板クラッチ機構に係合方向のスラスト力が付与されてこれが係合され、ディファレンシャルクラッチ機構が係合されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このディファレンシャルクラッチ機構においては、ソレノイドコイルに通電されてコイルハウジングにアーマチュアプレートが吸着された状態であっても、上記のように入出力回転に回転差があるときにのみボールカム機構が作動されて湿式多板クラッチ機構が係合されるものであり、この回転差がないときにはボールカム機構から湿式多板クラッチ機構を係合させるスラスト力は作用しない。このため、例えば、加速走行時のようにディファレンシャルクラッチ機構の入力側から駆動されて入力回転数Ｎｉｎが出力回転数Ｎｏｕｔより大きくなると、ボールカム機構から湿式多板クラッチ機構の係合方向のスラスト力が作用してこれが係合される。逆に、走行中にスロットルペダルの踏み込みが解放されて入力回転数Ｎｉｎが減少し出力回転数Ｎｏｕｔより小さくなっても、ボールカム機構から湿式多板クラッチ機構に係合方向のスラスト力が作用してこれが係合される。
【０００６】
但し、Ｎｉｎ＞Ｎｏｕｔの場合とＮｉｎ＜Ｎｏｕｔの場合とでは、入出力部材間の回転差が発生する方向が逆方向であり、ボールカム機構の一端側に対して他端側が回転駆動される方向が逆となる。このため、例えば、加速走行状態からスロットルペダルの踏み込みを解放して減速走行状態となるときに、加速走行状態でボールカム機構において他端側に作用していた回転駆動力が一旦解放されて湿式多板クラッチ機構が解放され、減速状態に移行するときに他端側に逆方向の回転駆動力が作用してボールカム機構から湿式多板クラッチ機構に係合方向のスラスト力が作用してこれが再び係合される。このため、加速走行状態から減速走行状態への移行と同時にボールカム機構に作用する回転駆動方向を逆転させ、スムーズに減速走行状態に移行できるようにすることが望まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加速走行状態においてボールカム機構からのスラスト係合力を受けて湿式多板クラッチ機構が係合した状態では、ソレノイドコイルに通電して発生する磁力によりコイルハウジングにアーマチュアプレートが吸着されており、ボールカム機構の両側の動力伝達経路を介して入出力部材間でトルク伝達が行われる状態である。すなわち、アーマチュアプレートおよびこれが吸着されたコイルハウジングからボールカム機構を介する動力伝達経路と、湿式多板クラッチ機構を介する動力伝達経路とが並列に存在する状態である。このため、この状態から減速走行状態に移行するときにボールカム機構が一時的にロック状態となり、減速走行状態への移行が進んでコイルハウジングに対してアーマチュアプレートが滑ったときに初めてボールカム機構のトルクロック状態が急激に解除されるという現象が発生する。これにより、ボールカム機構に作用する回転駆動力が逆方向となって湿式多板クラッチ機構が再度係合されるのであるが、このとき、ボールカム機構に作用する回転駆動方向が急激に大きく変化して走行ショックが発生するおそれがあるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このようなことに鑑み、加速走行状態から減速走行状態への移行もしくはこれと逆の移行のように、Ｎｉｎ＞Ｎｏｕｔとなる条件下で電磁クラッチが係合した状態と、Ｎｉｎ＜Ｎｏｕｔとなる条件下で電磁クラッチが係合した状態との間の移行をスムーズに行わせることができるような動力伝達装置を提供することを目的とする。本発明はまた、上記移行に際して、カム機構に作用する駆動方向の切換を時間遅れなく行わせてスムーズな走行を行わせることができるような動力伝達装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明においては、ソレノイドコイルと、このソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、このコイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構（例えば、実施形態において、クラッチハウジング５２、セパレータプレート５３、クラッチプレート５４、プレッシャプレート５５等から構成される機構）とを有し、アーマチュアプレートを回転入力部材（例えば、実施形態におけるクラッチハウジング５２）に連結し、クラッチ機構により前記回転入力部材と回転出力部材（例えば、実施形態における左もしくは右サイドシャフト６０）との係脱を行うように電磁クラッチが構成され、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力をカム機構（例えば、実施形態におけるボールカム機構６５）を介してクラッチ機構に作用させてクラッチ機構の係合制御を行うように構成される。そして、クラッチ機構が係合した状態で、クラッチ機構を介した回転伝達系において回転入力部材と回転出力部材との間で発生する第１回転バックラッシュ量ＢＬｍと、コイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させるとともにカム機構を固定した状態で、カム機構を介した回転伝達系において回転入力部材と回転出力部材との間で発生する第２回転バックラッシュ量ＢＬｐとが、  ＢＬｍ＞ＢＬｐ  となるように設定されている。
【００１０】
電磁クラッチを有した動力伝達装置をこのように構成すれば、加速走行状態から減速走行状態への移行時に、上記バックラッシュ量の差を利用してカム機構を遅れなくすみやかに解除させてトルクロックの発生を防止することができ、減速走行状態にショックなくスムーズに移行させることができる。
【００１１】
上記クラッチ機構を、回転入力部材を構成するクラッチハウジングと、クラッチハウジング内に軸方向に交互に並んで配設された複数のセパレータプレートおよびクラッチプレートと、これら複数のセパレータプレートおよびクラッチプレートを覆って配設されたプレッシャプレートと、上記複数のセパレータプレートおよびクラッチプレートの内周側に配設されたクラッチハブとから構成し、セパレータプレートおよびクラッチプレートの一方をクラッチハウジングに連結するとともに他方をクラッチハブに連結し、クラッチハブを回転出力部材に連結して構成することができる。この場合には、第１回転バックラッシュ量ＢＬｍが、セパレータプレートおよびクラッチプレートの一方とクラッチハウジングとの連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ（１）と、セパレータプレートおよびクラッチプレートの他方とクラッチハブとの連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ（２）と、クラッチハブと回転出力部材との連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ（３）との合計により決まる。
【００１２】
上記カム機構が、コイルハウジングに連結された第１カムプレートと、回転出力部材に連結されるとともにクラッチに係合スラスト力を付与する第２カムプレートと、第１および第２カムプレートに形成されたカム溝内に配設されて第１および第２カムプレートにより挟持されたカムボールとから構成される。そして、第２回転バックラッシュ量ＢＬｐが、回転入力部材とアーマチュアプレートとの連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ（１）と、コイルハウジングと第１カムプレートとの連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ（２）と、第２カムプレートと回転出力部材との連結部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ（３）との合計により決まる。この場合、コイルハウジングと第１カムプレートとを圧入スプライン係合して、回転バックラッシュ量ＢＬｐ（２）＝０としても良い。
【００１３】
カム機構によりクラッチ機構を係合させるときに、クラッチ機構の変形により生じるカム機構の回転量ＢＬｃを考慮し、  （ＢＬｍ）＞（ＢＬｐ＋ＢＬｃ）  となるように設定するのが好ましい。これにより、クラッチ機構における変形が発生する場合でも、加速走行状態から減速走行状態への移行時に、上記バックラッシュ量の差を利用してカム機構を遅れなくすみやかに解除させてトルクロックの発生を防止することができる。
【００１４】
なお、本発明に係る動力伝達装置は、左右の車輪に駆動力を伝達するアクスル装置内に配設することができる。
【００１５】
この場合、アクスル装置を構成する終減速ドリブンギヤの左右に対称となって本発明に係る動力伝達装置をそれぞれ配設し、２−４輪駆動切換およびディファレンシャル作用を行うようにすることができる。
【００１６】
また、アクスル装置を構成する終減速ドライブギヤの前に本発明に係る動力伝達装置を配設し、２−４輪駆動切換を行うようにしても良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、本発明に係る動力伝達装置の一例として、電磁クラッチをディファレンシャルクラッチ機構として用いて構成されたアクスル装置がある。このようなディファレンシャルクラッチ機構を用いて構成されるアクスル装置を有する車両の動力伝達系を図１に示している。
【００１８】
この車両は四輪駆動車両であり、車体前部に横置きにエンジンＥＮが配設され、エンジンＥＮの出力端に一体に繋がってトランスミッションＴＭが取り付けられている。このトランスミッションＴＭ内にはフロントディファレンシャル機構ＤＦとトランスファー機構ＴＦとが設けられている。トランスミッションＴＭにより変速されたエンジンＥＮの動力（パワー）は、フロントディファレンシャル機構ＤＦにおいて左右のフロントアクスルシャフトＳＦＡに分割されて伝達され、左右の前輪ＷＦを駆動する。上記エンジン動力はトランスファー機構ＴＦにも分割されてフロントカップリングＦＣからプロペラシャフトＰＳに伝達される。このプロペラシャフトＰＳはリアカップリングＲＣを介してリアアクスル装置ＡＲに繋がる。
【００１９】
リアアクスル装置ＡＲは、プロペラシャフトＰＳの回転をこれと直交するリアアクスルシャフトＳＲＡに伝達できるように回転方向を変換するとともにこの回転を減速するハイポイドギヤ機構ＨＧ（終減速機構）と、ハイポイドギヤ機構ＨＧの左右に位置してハイポイドギヤ機構ＨＧの回転動力を左右のリアアクスルシャフトＳＲＡに伝達する制御を行う左右一対のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲとを有する。リアアクスル装置ＡＲにおいては、プロペラシャフトＰＳを介して伝達されるエンジン動力が、ハイポイドギヤ機構ＨＧを介して回転方向の変換がなされるとともに減速され、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲにより伝達制御されて左右のリアアクスルシャフトＳＲＡに分割されて伝達され、左右の後輪ＷＲを駆動可能となっている。
【００２０】
このリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲは電磁クラッチを有して構成され、車輪の回転速度、車両の減速度等に応じて係合制御が行われる。このため、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲをともに解放させれば後輪ＷＲにはエンジン動力は伝達されず、前輪ＷＦのみ駆動される二輪駆動状態となる。一方、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを係合させればエンジン動力を前輪ＷＦおよび後輪ＷＲに伝達する四輪駆動状態となる。この四輪駆動状態においては、後述するように駆動側回転と車輪回転とに差が発生するときにリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲが係合するように構成されている。また、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲの係合を適宜制御することにより、左右の後輪ＷＲへの動力分割比率を適宜制御でき、いわゆるディファレンシャル機構としての機能を発揮させることもできる。
【００２１】
上記リアアクスル装置ＡＲについて図２〜図６を参照して説明する。なお、上述のようにリアアクスル装置ＡＲ内には左右一対のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲが配設されるが、これらは左右対称の構造を有しているため、左右対称部分については同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２２】
リアアクスル装置ＡＲは、センターハウジング１と、このセンターハウジング１の左右端部に結合配設された左右サイドハウジング２Ｌ，２Ｒとを有する。そして、センターハウジング１内に形成されたセンター空間１ａ内にハイポイドギヤ機構ＨＧが配設され、左サイドハウジング２Ｌ内に形成された左サイド空間２ａ内に左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬが配設され、右サイドハウジング２Ｒ内に形成された右サイド空間２ｂ内に右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲが配設されている。
【００２３】
センターハウジング１内に配設されるハイポイドギヤＨＧは、回転軸が直交して配設されるとともに互いに噛合するドライブピニオン１１とドリブンギヤ１５とから構成される。ドライブピニオン１１は車体前後方向に延びる回転軸を中心として回転可能であり、車体前後方向に延びるとともにテーパローラベアリング１３ａ，１３ｂによりセンターハウジング１に対して回転自在に支持されたピニオンシャフト１２を有し、ピニオンシャフト１２の先端がセンターハウジング１の外方に突出する。
【００２４】
ピニオンシャフト１２においてこのように外方に突出した部分にコンパニオンフランジ３０が保持ナット１４により締結されてスプライン結合されている。コンパニオンフランジ３０はボス部３１に形成されたスプライン３１ａによりピニオンシャフト１２と連結され、外端部に図５に示す形状の端面フランジ部３２を有する。端面フランジ部３２には締結ボルト取付用ネジ３２ａが形成されている。一方、プロペラシャフトＰＳは車体前後に延びて回転自在に支持されたドライブチューブ３６の後端にユニバーサルジョイント３７を介して取り付けられたヨークフランジ３８を有し、このヨークフランジ３８とコンパニオンフランジ３０とが締結ボルト３５により結合されている。これらヨークフランジ３８およびコンパニオンフランジ３０によりリアカップリングＲＣが構成され、プロペラシャフトＰＳの回転がピニオンシャフト１２に伝達され、ハイポイドギヤ機構ＨＧを回転駆動させる。
【００２５】
ハイポイドギヤ機構ＨＧを構成するドリブンギヤ１５は、ボールベアリング１６により車幅方向に延びる回転軸（ピニオンギヤ１１の回転軸と直交する回転軸）を中心として回転自在となって、センターハウジング１により支持されている。ドリブンギヤ１５には回転軸を中心とするインターナルスプライン１５ａが形成されており、左端部においてこのインターナルスプライン１５ａと噛合するセンターシャフト２１がドライブギヤ１５と同軸上を延びてセンターハウジング１内に配設されている。センターシャフト２１の右端部はボールベアリング１７を介してセンターハウジング１により回転自在に支持されており、センターシャフト２１はドリブンギヤ１５と一体回転する。
【００２６】
ドリブンギヤ１５の左端部１５ｂは、外周部において左連結リング５１とスプライン結合されており、この左連結リング５１を介してドリブンギヤ１５が左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬと連結されている。また、センターシャフト２１の右端部２１ａは、外周部において右連結リング５１とスプライン結合されており、この右連結リング５１を介してセンターシャフト２１が左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬと連結されている。ここで、センターシャフト２１はドリブンギヤ１５とスプライン結合されており、ドリブンギヤ１５（すなわち、ハイポイドギヤ機構ＨＧ）は、左右のディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲと連結されている。
【００２７】
これら左右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲについて、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬを示す図４を参照して説明する。なお、前述したように、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬは右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲと左右対称形状であり、その構造および作動は同一であるため、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬのみについて説明し、右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲについての説明は省略する。
【００２８】
左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬは、円筒形状のクラッチハウジング５２と、このクラッチハウジング５２内に配設された複数のセパレータプレート５３および複数のクラッチプレート５４とを有する。クラッチハウジング５２は右端ハブ部５２ａにおいて連結リング５１の外周５１ｂとスプライン結合される。セパレータプレート５３は金属製の円盤状部材からなり外周部においてクラッチハウジング５２の内面と係合しており、クラッチハウジング５２と一体回転する。クラッチプレート５４は金属製の円盤状部材の両側面にクラッチフェーシング材を貼り付けて構成され、それぞれセパレータプレート５３の間に配設されている。すなわち、セパレータプレート５３とクラッチプレート５４とが軸方向に交互に並んで配設されている。このようにして交互に位置してクラッチハウジング５２内に配設された両プレート５３，５４を外側から覆うようにして円盤状のプレッシャプレート５５が配設されている。
【００２９】
このようにクラッチハウジング５２内に配設されたセパレータプレート５３、クラッチプレート５４およびプレッシャプレート５５の内周側にクラッチハブ５６が配設されている。クラッチプレート５４の内周がクラッチハブ５６の外周と係合しており、クラッチプレート５４とクラッチハブ５６とが一体回転する。このクラッチハブ５６は内周部においてスプライン結合して左サイドシャフト６０の上に配設されている。クラッチハウジング５２は、ラジアルベアリング６４ｂおよびスラストベアリング７４により左サイドシャフト６０上に回転自在に取り付けられている。
【００３０】
左サイドシャフト６０は、右端部６０ａがドリブンギヤ１５の右端部に形成された支持孔内に挿入されてラジアルベアリング６４ａにより回転自在に支持され、左側部においてボールベアリング７０を介して左サイドハウジング２Ｌにより回転自在に支持されている。なお、右サイドシャフト６０の場合は、右端部がセンターシャフト２１の左端部に形成された支持孔内に挿入されてラジアルベアリング６４ａにより回転自在に支持される。この左シャフト６０は左後輪ＷＲに繋がっており、左側リアアクスルシャフトＳＲＡを構成する。
【００３１】
プレッシャプレート５５の内径側側面が左側に突出して押圧部５５ａが形成されており、この押圧部５５ａに当接するようにしてボールカム機構６５が配設されている。ボールカム機構６５は、左サイドシャフト６０の上に回転自在に配設された第１カムプレート６６と、左サイドシャフト６０にスプライン結合されて配設された第２カムプレート６８と、両カムプレート６６，６８に形成された複数のカム溝６６ａ，６８ａ内に位置して配設された複数のカムボール６７とから構成される（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。
【００３２】
第１カムプレート６６はリテーニングリング７１およびスラストベアリング７２により左サイドシャフト６０に対して軸方向の位置決めがなされている。このため、後述するようにボールカム機構６５により発生するスラスト力は第１カムプレート６６により受け止められ、カムボール６７を介して第２カムプレート６８に作用し、第２カムプレート６８を右方向に移動させて、プレッシャプレート５５の押圧部５５ａを右に押圧する。
【００３３】
第１カムプレート６６の外周側に左端が開口した矩形断面を有するドーナッツ状のコイルハウジング８１が配設されている。このコイルハウジング８１は、左サイドシャフト６０の回転中心を中心とするドーナッツ形状をしており、内周部が第１カムプレート６６の外周とスプライン結合されており、第１カムプレート６６と一体となって左サイドシャフト６０の上を回転自在となっている。
【００３４】
コイルハウジング８１における左端が開口した断面矩形状の空間内にソレノイドコイル８０が突出して配設されている。このソレノイドコイル８０はソレノイドカバー８０ａにより覆われてドーナッツ形状に形成され、左サイドハウジング２Ｌに固設されている。ソレノイドカバー８０ａの外面とコイルハウジング８１の矩形断面空間の内面との間には間隙を有しており、コイルハウジング８１は固定保持されたソレノイドコイル８０に対して自由に回転可能である。
【００３５】
コイルハウジング８１の右端面を形成する摺接面８１ａに対向して円盤状のアーマチュアプレート８２が配設されている。アーマチュアプレート８２は外周部においてクラッチハウジング５２に係合しており、クラッチハウジング５２と一体回転する。
【００３６】
コイルハウジング８１の内周面８１ｂにオイルシール７５が圧入されて取り付けられており、そのリップ部が第１カムプレート６６の左側面に摺接している。また、アーマチュアプレート８２の内周面にオイルフェンスリング７６が圧入されて取り付けられている。このため、コイルハウジング８１の内周面およびアーマチュアプレート８２の内周面の内周側に、オイルシール７５とオイルフェンスリング７６に挟まれて油溜部７７が形成される。この油溜部７７はコイルハウジングの摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の左端面を形成する摺接面８２ａとの間隙に連通する。
【００３７】
なお、オイルフェンスリング７６は、リング状の金属心材の内周端にゴム製のリップを取り付けて構成している。このため、オイルフェンスリング７６の内周端が第２カムプレート６８の外周面と近接しているが、両者が回転中に接触してもゴムと金属の接触であり、接触により異音が発生したり、傷ついたりする問題はない。
【００３８】
左サイドシャフト６０内に右端面から軸方向に延びる第１潤滑孔６１が形成され、この第１潤滑孔６１から径方向に延びる第２および第３潤滑孔６２，６３が形成されている。第１潤滑孔６１には、センターシャフト２１の上に取り付けられたトロコイドポンプＰＴから潤滑油が供給される。この潤滑油が、第２潤滑孔６２からクラッチハブ５６に形成された潤滑孔５６ａを通ってセパレータプレート５３とクラッチプレート５４との間に供給され、第３潤滑孔６３からボールカム機構６５を通って（第１カムプレート６６および第２カムプレート６８の間を通って）油溜部７７に供給される。このため、ボールカム機構６５の潤滑も十分に行われる。
【００３９】
油溜部７７内の潤滑油は、ここに連通するコイルハウジング８１の摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａとの間隙に効果的に供給される。このため、コイルハウジング８１の摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａとが滑り接触する場合にも異音を発生させることなく、スムーズな滑り接触となる。
【００４０】
以上のように構成された左リアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬの作動を以下に説明する。
【００４１】
上述のように、プロペラシャフトＰＳからハイポイドギヤ機構ＨＧに伝達され、ドリブンギヤ１５が回転駆動されると、その回転動力は連結リング５１を介してクラッチハウジング５２に伝達され、クラッチハウジング５２が回転駆動される。ここで、ボールカム機構６５を介してプレッシャプレート５５にスラスト力が作用していない場合、すなわち、プレッシャプレート５５がフリーな状態にある場合には、セパレータプレート５３はクラッチハウジング５２と一体回転し、クラッチプレート５４はクラッチハブ５６と一体回転するだけで、両プレート５３，５４間での動力伝達は行われない。このため、後輪ＷＲには駆動力は伝達されず、車両は二輪駆動状態となる。
【００４２】
一方、ボールカム機構６５からプレッシャプレート５５を右方向に押圧するスラスト力を作用させると、プレッシャプレート５５がセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４をクラッチハウジング５２に押し付け、両者の摩擦力により両プレート５３，５４を係合させる。これによりクラッチハウジング５２とクラッチハブ５６とが一体回転し、後輪ＷＲに駆動力が伝達される四輪駆動状態となる。
【００４３】
このようにボールカム機構６５を介してプレッシャプレート５５にスラスト力を付与する制御は、ソレノイドコイル８０への通電制御により行われる。ソレノイドコイル８０が通電されるとこれを囲むコイルハウジング８１に磁力が発生し、アーマチュアプレート８２がコイルハウジング８１に吸着される。これにより、コイルハウジング８１の摺接面８１ａがアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａと摺接し、コイルハウジング８１を、クラッチハウジング５２と一体回転するアーマチュアプレート８２と同一回転させようとする回転力Ｆがコイルハウジング８１に作用する。
【００４４】
ここで、コイルハウジング８１は第１カムプレート６６に結合され、第１カムプレート６６は左サイドシャフト６０に結合されており、後輪ＷＲと一体に回転する。一方、アーマチュアプレート８２はクラッチハウジング５２に係合され、クラッチハウジング５２はドリブンギヤ１５に連結されており、エンジンＥＮの回転と対応する。このことから分かるように、エンジンＥＮにより駆動されるドリブンギヤ１５の回転と後輪ＷＲの回転とが同一回転のときには、上記回転力Ｆは発生しないが、回転差が発生したときに上記回転力Ｆが発生する。
【００４５】
このようにエンジンＥＮにより駆動されるドリブンギヤ１５の回転と後輪ＷＲの回転とに回転差が発生したときに上記回転力Ｆが発生し、この回転力Ｆはボールカム機構６５において、図６Ｂに示すように第１カムプレート６６に対して第２カムプレート６８を回転させる力として作用する。ここで、両カムプレート６６，６８の間にはテーパ面を有したカム溝６６ａ，６８ａ内に位置してカムボール６７が配設されている。このため、上記回転力Ｆにより第１カムプレート６６に対して第２カムプレート６８を相対回転させ、図６Ｂに示すように、第２カムプレート６８が矢印Ａで示すように、軸方向右に移動する。
【００４６】
このように第２カムプレート６８が右方向に移動するとこれがプレッシャプレート５５の押圧部５５ａを右方向に押圧し、プレッシャプレート５５がセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４をクラッチハウジング５２に押し付ける。この結果、両者の摩擦力により両プレート５３，５４が係合し、上記回転差が抑えられる。この場合におけるプレッシャプレート５５に加わる押圧力は、上記回転力Ｆに対応し、この回転力Ｆはソレノイドコイル８０の磁力によるアーマチュアプレート８２の吸引力に対応する。
【００４７】
このことから分かるように、ソレノイドコイル８０に通電する電流を制御して、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬにおけるクラッチ係合力を自由に制御可能であり、コイルハウジング８１の摺接面８１ａに対してアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａが滑りながらアーマチュアプレート８２を吸着させる制御となる。このとき、両摺接面８１ａ，８２ａの間には油溜部７７から潤滑油が効果的に供給されるため、スムーズな制御が可能である。
【００４８】
上記のようにコイルハウジング８１の摺接面８１ａにアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａを磁力により吸着させる場合、両摺接面８１ａ，８２ａの間に隙間があるとこの部分での磁束の流れが阻害されて吸着力が低下する。このため、両摺接面８１ａ，８２ａの間隙をできる限り小さくする、すなわち両摺接面８１ａ，８２ａをできる限り密着させるのが好ましい。ここでアーマチュアプレート８２は図示のように円盤形状であるため、熱処理等により円錐形状に変形することがある。この変形量は小さなものであるが、この変形により上記両摺接面８１ａ，８２ａに間隙が生じて吸着力が低下する。このため、アーマチュアプレート８１の変形形状に合わせてコイルハウジング８１の摺接面８１ａを加工し、両摺接面８１ａ，８２ａの間隙を小さくして密着性を高くするのが好ましい。
【００４９】
以上の構成の左リアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬにおいて、ソレノイドコイルに通電されてコイルハウジングにアーマチュアプレートが吸着された状態すなわち四輪駆動状態であっても、エンジンＥＮにより駆動されるドリブンギア１５の回転と後輪ＷＲの回転とに回転差がないとボールカム機構６５は作動されない。この回転差が発生した時に初めてボールカム機構６５によりプレッシャプレート５５がセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４をクラッチハウジング５２に押し付け、両者の摩擦力により両プレート５３，５４が係合される。
【００５０】
このため、例えば、加速走行時のように左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬの入力側（ドリブンギア１５側）から駆動されてこの左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬの入力回転数Ｎｉｎが出力回転数ＮＯｕｔより大きくなると、ボールカム機構６５からプレッシャプレート５５に押圧力が作用してセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４に係合される。逆に、走行中にスロットルペダルの踏み込みが解放されて入力回転数Ｎｉｎが減少し出力回転数Ｎｏｕｔより小さくなっても、ボールカム機構６５からプレッシャプレート５５に押圧力が作用してセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４が係合される。
【００５１】
但し、Ｎｉｎ＞Ｎｏｕｔの場合とＮｉｎ＜Ｎｏｕｔの場合とでは、入出力部材間の回転差が発生する方向が逆方向であり、ボールカム機構６５の一端側（第１カムプレート６６）に対して他端側（第２カムプレート６８）が回転駆動される方向が逆となる。例えば、加速走行状態でＮｉｎ＞Ｎｏｕｔとなる条件下では図６Ｂに示すような回転駆動力Ｆがボールカム機構６５に作用するが、減速走行状態でＮｉｎ＜Ｎｏｕｔとなる条件下では、図６Ｃに示すような図６Ｂとは逆方向に回転駆動力Ｆが作用する。いずれの場合もボールカム機構６５を構成する第２カムプレート６８からプレッシャプレート５５を押圧する押圧力Ａの方向は同一となる。このため、例えば、加速走行状態からスロットルペダルの踏み込みを解放して減速走行状態となるときに、加速走行状態でボールカム機構６５において図６Ｂに示すように作用していた回転駆動力Ｆが一旦解放され、減速状態においては図６Ｃに示すように逆方向の回転駆動力Ｆがボールカム機構６５に作用する。
【００５２】
ここで、加速走行状態においてボールカム機構６５からのスラスト係合力Ａを受けてセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４が係合された状態では、ソレノイドコイル８０に通電して発生する磁力によりコイルハウジング８１にアーマチュアプレート８２が吸着されている。このため、アーマチュアプレート８２およびこれが吸着されたコイルハウジング８１からボールカム機構６５を介して動力伝達経路（これをボールカム回転伝達系と称する）が形成されるとともに、クラッチハウジング５２から係合された状態のセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４とクラッチハブ５６を介して動力伝達経路（これをメイン回転伝達系と称する）が形成されており、これら二つの動力伝達経路が並列に形成された状態となっている。
【００５３】
このため、加速走行状態から減速走行状態に移行するときにボールカム機構６５が図６Ｂの状態のまま一時的にロックされた状態となり、減速走行状態への移行が進んでコイルハウジング８１に対してアーマチュアプレート８２が滑ったときに初めてボールカム機構６５のトルクロック状態が解除されるという現象が発生するおそれがある。このような現象が発生すると、加速走行状態から減速走行状態に移行するときに、ボールカム機構６５の解除が遅れて急激に解除されることになり、ボールカム機構６５に作用する回転駆動方向が急激に大きく変化して走行ショックが発生するおそれがある。
【００５４】
このようなことから、本例の左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬにおいては、メイン回転伝達系で発生する第１回転バックラッシュ量ＢＬｍと、ボールカム回転伝達系で発生する第２回転バックラッシュ量ＢＬｐとを、（第１回転バックラッシュ量ＢＬｍ）＞（第２回転バックラッシュ量ＢＬｐ）となるように設定している。
【００５５】
ここで、メイン回転伝達系とは、セパレータプレート５３およびクラッチプレート５４が係合した状態でクラッチハウジング５２から左サイドシャフト６０まで両プレート５３，５４を介して回転動力伝達を行う動力伝達系である。このメイン回転伝達系において、クラッチハウジング５２と左サイドシャフト６０との間で発生するバックラッシュ量が第１回転バックラッシュ量ＢＬｍである。また、ボールカム回転伝達系とは、コイルハウジング８１にアーマチュアプレート８２を吸着させるとともにボールカム機構６５を固定した状態で、クラッチハウジング５２から左サイドシャフト６０までこれらを介して回転動力伝達を行う動力伝達系である。このボールカム回転伝達系において、クラッチハウジング５２と左サイドシャフト６０との間で発生するバックラッシュ量が第２回転バックラッシュ量ＢＬｐである。
【００５６】
具体的には、第１回転バックラッシュ量ＢＬｍは、クラッチハウジング５２とクラッチプレート５４とのスプライン係合部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ（１）と、セパレータプレート５３とクラッチハブ５６とのスプライン係合部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ（２）と、クラッチハブ５６と左サイドシャフト６０とのスプライン係合部の回転バックラッシュ量ＢＬｍ（３）の合計である。また、第２回転バックラッシュ量ＢＬｐは、クラッチハウジング５２とアーマッチュアプレート８２との係合部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ（１）と、コイルハウジング８１と第１カムプレート６６とのスプライン係合部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ（２）と、第２カムプレート６８と左サイドシャフト６０とのスプライン係合部の回転バックラッシュ量ＢＬｐ（３）の合計である。但し、この例では、コイルハウジング８１と第１カムプレート６６とは圧入スプライン係合されており、この部分の回転バックラッシュ量ＢＬｐ（２）＝０である。
【００５７】
このようなバックラッシュの設定の下では、加速走行状態から減速走行状態に移行するときに回転駆動方向が逆転されるため、メイン回転伝達系全体がセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４が契合されたまま第１回転バックラッシュ量ＢＬｍだけ減速方向に回転され、ボールカム回転伝達系全体がボールカム機構６５がロックされた状態のまま第２回転バックラッシュ量ＢＬｐだけ減速方向に回転される。このとき、上記のように（第１回転バックラッシュ量ＢＬｍ）＞（第２回転バックラッシュ量ＢＬｐ）に設定されているので、メイン回転伝達系の回転量の方が大きい。メイン回転伝達系として回転するプレッシャプレート５５が第２カムプレート６８と当接接合しているため、第２カムプレート６８はメイン回転系と同じだけ回転され、ボールカム機構６５において、第１カムプレート６６より第２カムプレート６８の方が大きく回転される。この結果、ボールカム機構６５のロックが解除され、これに伴ってプレッシャプレート５５の押圧力が解放されてセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４の係合も解除される。
【００５８】
このように、（第１回転バックラッシュ量ＢＬｍ）＞（第２回転バックラッシュＢＬｐ）に設定することにより、加速走行状態から減速走行状態への移行時に、ボールカム機構６５を遅れなくすみやかに解除させてトルクロックの発生を防止することができ、減速走行状態にショックなくスムーズに移行させることができる。以上においては、加速走行状態から減速走行状態への移行を例にして説明したが、これと逆の場合も同様である。
【００５９】
なお、ボールカム機構６５の第２カムプレート６８からプレッシャプレート５５を押圧してセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４を係合させるときに、この押圧力Ａによりこれらプレートが圧縮変形する（特に、クラッチプレート５４のフェーシング材が圧縮変形する）。この変形を吸収するように第２カムプレート６８がさらに回転されて押圧方向に移動する。このため、上記のように加速走行状態から減速走行状態への移行時にボールカム機構６５からの押圧力がなくなると上記圧縮変形が元に戻され、これに対応して第２カムプレート６８がその分だけ回転する。この第２カムプレート６８における上記圧縮変形に対応する回転量は、見かけ上、上記第２回転バックラッシュ量ＢＬｐを増加させる。
【００６０】
このような第２カムプレート６８における上記圧縮変形に対応する回転量を第３回転バックラッシュ量ＢＬｃと称し、これを考慮して、（第１回転バックラッシュ量ＢＬｍ）＞（（第２回転バックラッシュ量ＢＬｐ）＋（第３回転バックラッシュ量ＢＬｃ））となるように設定するのが好ましい。これにより、加速走行状態から減速走行状態への移行時にボールカム機構６５のトルクロックの発生を確実に防止することができる。
【００６１】
なお、上記バックラッシュ量はそれ自体が大きくなるのは好ましくなく、できる限り小さく押さえるのが望ましい。特に、第３回転バックラッシュ量ＢＬｃはクラッチハウジング５２、セパレータプレート５３、クラッチプレート５４およびプレッシャプレート５５の剛性を高めることにより小さく抑えることが可能である。
【００６２】
上記リアアクスル装置ＡＲにおいては、ハイポイドギヤ機構ＨＧを構成するドリブンギヤ１５の両側に左右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを配設しているが、図７に示すように、ハイポイドギヤ機構ＨＧの前に本発明に係る電磁クラッチ機構を配設しても良い。なお、図７において図１の動力伝達系と同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
【００６３】
図７の動力伝達系では、リヤカップリングＲＣとハイポイドギヤ機構ＨＧとの間に電磁クラッチ機構を配設し、この電磁クラッチ機構により２−４切換機構ＣＴを構成している。これにより、プロペラシャフトＰＳからハイポイドギヤ機構ＨＧへの動力伝達を遮断して二輪駆動状態としたり、この動力伝達を行わせて四輪駆動状態とすることができる。このハイポイドギヤ機構ＨＧからリヤディファレンシャル機構ＤＲにより動力が分割されて左右の後輪ＷＲに伝達される。このリヤディファレンシャル機構ＤＲは従来から一般的に用いられている機構でも良いが、上述した左右リヤディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを用いて構成しても良い。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クラッチ機構が係合した状態で、クラッチ機構を介した回転伝達系において回転入力部材と回転出力部材との間で発生する第１回転バックラッシュ量ＢＬｍと、コイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させるとともにカム機構を固定した状態で、カム機構を介した回転伝達系において回転入力部材と回転出力部材との間で発生する第２回転バックラッシュ量ＢＬｐとが、  ＢＬｍ＞ＢＬｐ  となるように設定されているので、加速走行状態から減速走行状態への移行時に、上記バックラッシュ量の差を利用してカム機構を遅れなくすみやかに解除させてトルクロックの発生を防止することができ、減速走行状態にショックなくスムーズに移行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動力伝達装置を有して構成される四輪駆動車の動力伝達系を示す概略図である。
【図２】上記動力伝達装置を構成するリアアクスル装置の構成を示す断面図である。
【図３】プロペラシャフトと上記リアアクスル装置との連結部の構成を示す部分断面図である。
【図４】上記リアアクスル装置における左ディファレンシャルクラッチ機構を示す断面図である。
【図５】リアアクスル装置に用いられるコンパニオンフランジの端面形状を示す図である。
【図６】上記左ディファレンシャルクラッチ機構を構成するボールカム機構を示す断面図である。
【図７】本発明に係る動力伝達装置を有して構成される四輪駆動車の異なる例に係る動力伝達系を示す概略図である。
【符号の説明】
５２  クラッチハウジング（クラッチ機構）
５３  セパレータプレート（クラッチ機構）
５４  クラッチプレート（クラッチ機構）
５５  プレッシャプレート（クラッチ機構）
６０  サイドシャフト（回転出力部材）
６５  ボールカム機構
６６  第１カムプレート
６７  カムボール
６８  第２カムプレート
７５  オイルシール
８０  ソレノイドコイル
８１  コイルハウジング
８２  アーマチュアプレート
【図１】
0003628983.tif 000002
【図２】
0003628983.tif 000003
【図３】
0003628983.tif 000004
【図４】
0003628983.tif 000005
【図５】
0003628983.tif 000006
【図６】
0003628983.tif 000007
【図７】
0003628983.tif 000008