(57)【要約】【課題】装置全体の小型化を図ることができるとともに、１対の車軸の連結時における衝撃発生を抑制することができる駆動力伝達装置及びこれを備えた四輪駆動車を提供する。【解決手段】駆動力伝達装置１は、摩擦機構７の第２の摩擦部材７１に取り付けられ、第２の摩擦部材７１側の端部と反対側の端部にカム摺接部８ｂを有するカムジョイント８と、カムジョイント８のカム摺接部８ｂを摺接させるカム面９ｈ，９ｉを有し、電磁コイル６の通電状態で入力用の軸部材４から回転力を受けてカム面９ｈ，９ｉとカム摺接部８ｂとの間に発生するカム作用によって第２の摩擦部材７１側に移動するカム部材９と、カム部材９から第２の摩擦部材７１側への移動力を受けて入力用の軸部材４と出力用の軸部材５とを断続可能に連結するクラッチ１０とを備えた。【選択図】図３
2014098428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源によって軸線回りに回転する入力用の軸部材と、
前記入力用の軸部材に相対回転可能に配置され、前記入力用の軸部材の回転力を駆動力伝達対象に出力する出力用の軸部材と、
通電によって電磁力を発生させる電磁コイルと、
前記出力用の軸部材に相対回転不能に連結された第１の摩擦部材、及び前記電磁力の発生によって前記第１の摩擦部材に摩擦係合可能な第２の摩擦部材を有する摩擦機構と、
前記第２の摩擦部材に取り付けられ、前記第２の摩擦部材側の端部と反対側の端部にカム摺接部を有するカムジョイントと、
前記カムジョイントの前記カム摺接部を摺接させるカム面を有し、前記電磁コイルの通電状態で前記入力用の軸部材から回転力を受けて前記カム面と前記カム摺接部との間に発生するカム作用によって前記第２の摩擦部材側に移動するカム部材と、
前記カム部材から前記第２の摩擦部材側への移動力を受けて前記入力用の軸部材と前記出力用の軸部材とを断続可能に連結するクラッチと
を備えた駆動力伝達装置。
【請求項２】
前記クラッチは、前記入力用の軸部材と前記出力用の軸部材との連結位置にその始端部から終端部に向かって移動するためのばね力を移動用の弾性部材から受ける位置に配置されている請求項１に記載の駆動力伝達装置。
【請求項３】
前記クラッチは、前記入力用の軸部材と前記出力用の軸部材とをスプライン嵌合によって連結するスリーブによって形成されている請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
【請求項４】
前記カム部材は、前記第２の摩擦部材との間に介在する復帰用の弾性部材によって初期位置に復帰するためのばね力を受ける位置に配置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置。
【請求項５】
前記カム部材は、前記カム作用によって前記第２の摩擦部材に接触し、前記電磁コイルの磁路を形成して前記電磁力を受ける請求項１乃至４のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置。
【請求項６】
前記電磁コイルは、コイル部及びホルダ部を有し、第１の回転センサで検出された前記入力用の軸部材の回転数、及び第２の回転センサで検出された前記出力用の軸部材の回転数に基づいて前記コイル部への通電量を制御する制御部に接続されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記入力用の軸部材と前記出力用の軸部材とが前記クラッチによって連結された後、前記コイル部への通電量を減少させる請求項６に記載の駆動力伝達装置。
【請求項８】
主駆動輪側から補助駆動輪側に駆動トルクを伝達する駆動力伝達軸と、
前記駆動力伝達軸の前記主駆動輪側に配置された主駆動輪側の駆動力伝達系と、
前記主駆動輪側の駆動力伝達系の前記補助駆動輪側に配置された補助駆動輪側の駆動力伝達系とを備え、
前記補助動輪側の駆動力伝達系は、前記駆動力伝達軸と前記補助駆動輪側とを断続可能に連結する補助駆動輪側の駆動力断続部を含み、
前記主駆動輪側の駆動力伝達系は、前記駆動力伝達軸と前記主駆動輪側とを断続可能に連結する主駆動輪側の駆動力断続部を含み、前記主駆動輪側の駆動力断続部が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置である
四輪駆動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸からの駆動力を出力軸に伝達する駆動力伝達装置及びこれを備えた四輪駆動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の駆動力伝達装置には、１対の車軸を断続可能に連結する噛み合いクラッチと、噛み合いクラッチを作動させる電動式切替アクチュエータとを備え、四輪駆動車の駆動力伝達系に設けられたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、１対の車軸に進退移動可能にスプライン嵌合するスリーブを有し、このスリーブが１対の車軸の外周囲に配置されている。電動式切替アクチュエータは、１対の車軸の径方向外側に配置され、スリーブを進退移動させる。また、この駆動力伝達装置は、一対の車軸の回転を同期させるための同期用の電動モータを備えている。
【０００４】
以上の構成により、噛み合いクラッチを作動させる際には、同期用の電動モータによって一対の車軸の回転が同期され、同期が行われた後に電動式切替アクチュエータがスリーブを一方向に移動させ、スリーブとのスプライン嵌合によって１対の車軸が連結される。この連結状態から電動式切替アクチュエータによってスリーブが他方向に移動されると、１対の車軸とスリーブとのスプライン嵌合が解除され、一方の車軸と他方の車軸との連結が解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２５１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に示す駆動力伝達装置においては、電動モータが１対の車軸の径方向外側に配置されているため、装置径方向の寸法が大きくなり、装置全体が大型化するという問題があった。また、１対の車軸が同期用のモータによって回転同期されるため、この同期のための機構が複雑化するという問題もあった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、装置全体の小型化を図ることができるとともに、入力用の軸部材と出力用の軸部材との連結時における同期を簡素な構成で実現することができる駆動力伝達装置及びこれを備えた四輪駆動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（８）の駆動力伝達装置及びこれを備えた四輪駆動車を提供する。
【０００９】
（１）駆動源によって軸線回りに回転する入力用の軸部材と、前記入力用の軸部材に相対回転可能に配置され、前記入力用の軸部材の回転力を駆動力伝達対象に出力する出力用の軸部材と、通電によって電磁力を発生させる電磁コイルと、前記出力用の軸部材に相対回転不能に連結された第１の摩擦部材、及び前記電磁力の発生によって前記第１の摩擦部材に摩擦係合可能な第２の摩擦部材を有する摩擦機構と、前記第２の摩擦部材に取り付けられ、前記第２の摩擦部材側の端部と反対側の端部にカム摺接部を有するカムジョイントと、前記カムジョイントの前記カム摺接部を摺接させるカム面を有し、前記電磁コイルの通電状態で前記入力用の軸部材から回転力を受けて前記カム面と前記カム摺接部との間に発生するカム作用によって前記第２摩擦部材側に移動するカム部材と、前記カム部材から前記第２摩擦部材側への移動力を受けて前記入力用の軸部材と前記出力用の軸部材とを断続可能に連結するクラッチとを備えた駆動力伝達装置。
【００１０】
（２）上記（１）に記載の駆動力伝達装置において、前記クラッチは、前記入力用の軸部材と前記出力用の軸部材との連結位置にその始端部から終端部に向かって移動するためのばね力を移動用の弾性部材から受ける位置に配置されている。
【００１１】
（３）上記（１）又は（２）に記載の駆動力伝達装置において、前記クラッチは、前記入力用の軸部材と前記出力用の軸部材とをスプライン嵌合によって連結するスリーブによって形成されている。
【００１２】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の駆動力伝達装置において、前記カム部材は、前記第２摩擦部材との間に介在する復帰用の弾性部材によって初期位置に復帰するためのばね力を受ける位置に配置されている。
【００１３】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の駆動力伝達装置において、前記カム部材は、前記カム作用によって前記第２の摩擦部材に接触し、前記電磁コイルの磁路を形成して前記電磁力を受ける。
【００１４】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の駆動力伝達装置において、前記電磁コイルは、コイル部及びホルダ部を有し、第１の回転センサで検出された前記入力用の軸部材の回転数、及び第２の回転センサで検出された前記出力用の軸部材の回転数に基づいて前記コイル部への通電量を制御する制御部に接続されている。
【００１５】
（７）上記（６）に記載の駆動力伝達装置において、前記制御部は、前記入力用の軸部材と前記出力用の軸部材とが前記クラッチによって連結された後、前記コイル部への通電量を減少させる。
【００１６】
（８）主駆動輪側から補助駆動輪側に駆動トルクを伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸の前記主駆動輪側に配置された主駆動輪側の駆動力伝達系と、前記主駆動輪側の駆動力伝達系の前記補助駆動輪側に配置された補助駆動輪側の駆動力伝達系とを備え、前記補助動輪側の駆動力伝達系は、前記駆動力伝達軸と前記補助駆動輪側とを断続可能に連結する補助駆動輪側の駆動力断続部を含み、前記主駆動輪側の駆動力伝達系は、前記駆動力伝達軸と前記主駆動輪側とを断続可能に連結する主駆動輪側の駆動力断続部を含み、前記主駆動輪側の駆動力断続部が上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の駆動力伝達装置である四輪駆動車。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、装置全体の小型化を図ることができるとともに、入力用の軸部材と出力用の軸部材との連結時における衝撃発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の概略を説明するために示す平面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の全体を説明するために示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の要部を説明するために示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置におけるカム部材を説明するために示す斜視図。
【図５】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置におけるカム部材を説明するために示す右側面図。
【図６】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置におけるカム部材を説明するために示す左側面図。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図。
【図８】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図９】図８のＣ−Ｃ断面図。
【図１０】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置における入力用の軸部材・出力用の軸部材間の回転数差及び電磁コイルへの供給電流（電流）と時間との関係を示すグラフ。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置におけるクラッチの動作を説明するために示す断面図。（ａ）は初期位置おけるクラッチを、（ｂ）は連結位置の始端部におけるクラッチを、また（ｃ）は連結位置の終端部におけるクラッチをそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置及びこれを備えた四輪駆動車について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は四輪駆動車の概略を示す。図１に示すように、四輪駆動車２００は、駆動力伝達系２０１，エンジン（駆動源）２０２，トランスミッション２０３，主駆動輪としての前輪２０４Ｌ，２０４Ｒ及び補助駆動輪としての後輪２０５Ｌ，２０５Ｒを備えている。
【００２１】
駆動力伝達系２０１は、四輪駆動車２００におけるトランスミッション２０３側から後輪２０５Ｌ，２０５Ｒ側に至る駆動力伝達経路にフロントディファレンシャル２０６及びリヤディファレンシャル２０７と共に配置され、かつ四輪駆動車２００の車体（図示せず）に搭載されている。
【００２２】
そして、駆動力伝達系２０１は、主駆動輪側の駆動力伝達系２０１Ａ，補助駆動輪側の駆動力伝達系２０１Ｂ及び駆動力伝達軸（駆動力伝達対象：プロペラシャフト）２を有し、四輪駆動車２００の四輪駆動状態を二輪駆動状態に、また二輪駆動状態を四輪駆動状態にそれぞれ切り替え可能に構成されている。
【００２３】
主駆動輪側の駆動力伝達系２０１Ａは、主駆動輪側の駆動力断続部（駆動力伝達装置３）を含み、プロペラシャフト２の前輪２０４Ｌ，２０４Ｒ側に配置されている。補助駆動輪側の駆動力伝達系２０１Ｂは、補助駆動輪側の駆動力断続部（駆動力伝達装置１）を含み、プロペラシャフト２の後輪２０５Ｌ，２０５Ｒ側に配置されている。駆動力伝達装置３の詳細については後述する。
【００２４】
フロントディファレンシャル２０６は、サイドギヤ２０９Ｌ・２０９Ｒ，一対のピニオンギヤ２１０，ギヤ支持部材２１１及びフロントデフケース２１２を有し、トランスミッション２０３に連結されている。サイドギヤ２０９Ｌは前輪側のアクスルシャフト２０８Ｌに、またサイドギヤ２０９Ｒは前輪側のアクスルシャフト２０８Ｒにそれぞれ接続する。一対のピニオンギヤ２１０は、サイドギヤ２０９Ｌ，２０９Ｒにギヤ軸を直交させて噛合する。ギヤ支持部材２１１は、一対のピニオンギヤ２１０を回転可能に支持する。フロントデフケース２１２は、ギヤ支持部材２１１，一対のピニオンギヤ２１０及びサイドギヤ２０９Ｌ・２０９Ｒを収容する。
【００２５】
リヤディファレンシャル２０７は、サイドギヤ２１４Ｌ・２１４Ｒ，一対のピニオンギヤ２１５，ギヤ支持部材２１６及びリヤデフケース２１７を有し、プロペラシャフト２に連結されている。サイドギヤ２１４Ｌは駆動力伝達装置１（後輪側のアクスルシャフト２１３Ｌ）に、またサイドギヤ２１４Ｒは後輪側のアクスルシャフト２１３Ｒにそれぞれ接続する。一対のピニオンギヤ２１５は、サイドギヤ２１４Ｌ，２１４Ｒにギヤ軸を直交させて噛合する。ギヤ支持部材２１６は、一対のピニオンギヤ２１５を回転可能に支持する。リヤデフケース２１７は、ギヤ支持部材２１６，一対のピニオンギヤ２１５及びサイドギヤ２１４Ｌ・２１４Ｒを収容する。
【００２６】
エンジン２０２は、トランスミッション２０３及びフロントディファレンシャル２０６を介して前輪側のアクスルシャフト２０８Ｌ，２０８Ｒに駆動力を出力することにより前輪２０４Ｌ，２０４Ｒを駆動する。
【００２７】
また、エンジン２０２は、トランスミッション２０３，駆動力伝達装置３，プロペラシャフト２及びリヤディファレンシャル２０７を介して一方の後輪側のアクスルシャフト２１３Ｒに駆動力を出力することにより一方の後輪２０５Ｒを駆動する。エンジン２０２は、トランスミッション２０３，駆動力伝達装置３，プロペラシャフト２，リヤディファレンシャル２０７及び駆動力伝達装置１を介して他方の後輪側のアクスルシャフト２１３Ｌに駆動力を出力することにより他方の後輪２０５Ｌを駆動する。
【００２８】
プロペラシャフト２は、駆動力伝達装置３とリヤディファレンシャル２０７（駆動力伝達装置１）との間に配置されている。そして、プロペラシャフト２は、エンジン２０２の駆動力（駆動トルク）を駆動力伝達装置３から受けて前輪２０４Ｌ，２０４Ｒ側から後輪２０５Ｌ，２０５Ｒ側に伝達する。
【００２９】
プロペラシャフト２の前輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン２１８及びリングギヤ２１９からなる前輪側の歯車機構２２０が配置されている。プロペラシャフト２の後輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン２２１及びリングギヤ２２２からなる後輪側の歯車機構２２３が配置されている。
【００３０】
駆動力伝達装置１は、サイドギヤ２１４Ｒ側のハウジング２２４とアクスルシャフト２１３Ｌ側のインナシャフト２２５とを断続可能に連結するクラッチ２２６を有し、四輪駆動車２００の後輪２０５Ｌ側に配置されている。
【００３１】
〔駆動力伝達装置３の全体構成〕
図２は駆動力伝達装置の全体を示す。図３は駆動力伝達装置の要部を示す。図１〜図３に示すように、駆動力伝達装置３は、入力用の軸部材４，出力用の軸部材５，電磁コイル６，摩擦機構７，カムジョイント８，カム部材９，及びクラッチ１０に制御部としての車両用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１を加えて大略構成されている。
【００３２】
（入力用の軸部材４の構成）
入力用の軸部材４は、各外径を互いに異にする円筒部４ａ〜４ｃを有し、駆動力伝達装置３の装置ケース３０内に玉軸受４０を介して回転可能に収容され、かつフロントディファレンシャル２０６のフロントデフケース２１２に相対回転不能に連結され、全体が軸線両方向に開口して前輪側のアクスルシャフト２０８Ｒを挿通させる無底円筒部材によって形成されている。また、入力用の軸部材４は、出力用の軸部材５の内周面に針状ころ軸受４１を介して回転可能に支持されている。そして、入力用の軸部材４は、エンジン２０２の駆動トルクをフロントデフケース２１２から受けて軸線Ｌ回りに回転する。
【００３３】
装置ケース３０の内面３０ａには、軸線方向一方側（図２では右側）で後輪側のアクスルシャフト２０８Ｒの外周面との間に介在するシール機構３１が取り付けられている。また、装置ケース３０の内面３０ａには、軸線方向他方側（図２では左側）でフロントデフケース２１２の外周面との間に介在するシール機構３２が取り付けられている。装置ケース３０の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の非磁性材料が用いられる。
【００３４】
円筒部４ａは、円筒部４ｂ，４ｃの外径よりも大きい外径をもち、両円筒部４ｂ，４ｃ間に介在して入力用の軸部材４の軸線方向中間部に配置されている。円筒部４ａの外周面には、装置ケース３０内に露出するストレートスプライン嵌合部４ｄが設けられている。円筒部４ａと円筒部４ｂとの間には段差面４ｅが、また円筒部４ａと円筒部４ｃとの間には段差面４ｆがそれぞれ設けられている。
【００３５】
円筒部４ｂは、円筒部４ａ，４ｃの外径よりも小さい外径をもち、入力用の軸部材４の軸線方向一方側（図２では右側）端部に配置されている。円筒部４ｂの外周面には、装置ケース３０の内面３０ａとの間に介在する玉軸受４０が取り付けられている。玉軸受４０（内輪）と段差面４ｅとの間にはスペーサ４２が介在して配置されている。
【００３６】
円筒部４ｃは、円筒部４ａの外径よりも小さく、かつ円筒部４ｂの外径より大きい外径をもち、入力用の軸部材４の軸線方向他方側（図２では左側）端部に配置されている。円筒部４ｃの外周面には、フロントデフケース２１２の内面との間でスプライン嵌合するストレートスプライン嵌合部４ｇが設けられている。
【００３７】
（出力用の軸部材５の構成）
出力用の軸部材５は、各外径を互いに異にする円筒部５ａ〜５ｃを有し、入力用の軸部材４にその外周囲で針状ころ軸受４１を介して相対回転可能に配置され、かつ装置ケース３０内に円すいころ軸受５０を介して回転可能に収容され、全体が軸線両方向に開口して入力用の軸部材４を挿通させる無底円筒部材によって形成されている。また、出力用の軸部材５は、電磁コイル６のホルダ部６１に円すいころ軸受５１を介して回転可能に支持されている。そして、出力用の軸部材５は、入力用の軸部材４の回転力を受けてプロペラシャフト２に出力する。
【００３８】
円筒部５ａは、円筒部５ｂ，５ｃの外径よりも大きい外径をもち、両円筒部５ｂ，５ｃ間に介在して出力用の軸部材５の軸線方向中間部に配置されている。円筒部５ａの外周面には前輪側の歯車機構２２０のリングギヤ２１９が取り付けられている。
【００３９】
円筒部５ｂは、両円筒部５ａ，５ｃの外径よりも小さい外径をもち、出力用の軸部材５の軸線方向一方側（図２では右側）端部に配置されている。円筒部５ｂの外周面には、装置ケース３０内に露出する摩擦機構７（第１の摩擦部材７０）及びクラッチ１０との連結位置を含むストレートスプライン嵌合部５ｄが設けられている。また、円筒部５ｂの外周面には、電磁コイル６のホルダ部６１との間に介在する円すいころ軸受５１が取り付けられている。
【００４０】
円筒部５ｃは、円筒部５ａの外径よりも小さく、かつ円筒部５ｂの外径よりも大きい外径をもち、出力用の軸部材４の軸線方向他方側（図２では左側）端部に配置されている。円筒部５ｃの内周面には、入力用の軸部材４の外周面との間に介在する針状ころ軸受４１が取り付けられている。円筒部５ｃの外周面には、装置ケース３０の内面３０ａとの間に介在する円すいころ軸受５０が取り付けられている。
【００４１】
（電磁コイル６の構成）
電磁コイル６は、コイル部６０及びホルダ部６１を有し、出力用の軸部材５の外周囲で装置ケース３０内に取り付けられている。そして、電磁コイル６は、ＥＣＵ１１の制御によるコイル部６０への通電によってホルダ部６１及び摩擦機構７に跨って磁気回路Ｍを形成し、摩擦機構７にリングギヤ２１９側への移動力を付与するための電磁力Ｆを発生させる。コイル部６０はホルダ部６１内に収容されている。コイル部６０は、ヨークとして機能し、全体が出力用の軸部材５を挿通させる円環部材によって形成されている。ホルダ部６１には、カム部材９側に開口し、かつコイル部６０を収容する円環状の収容空間６１ａが設けられている。
【００４２】
（摩擦機構７の構成）
摩擦機構７は、第１の摩擦部材７０及び第２の摩擦部材７１を有し、電磁コイル６のリングギヤ２１９側とは反対側でコイル部６０に対向して出力用の軸部材５の外周囲に配置されている。
【００４３】
第１の摩擦部材７０は、基部７０ａ及び摩擦係合部７０ｂからなり、摩擦機構７の軸線方向一方側（電磁コイル６側）に配置され、全体が出力用の軸部材５の円筒部５ｂを挿通させる円環部材によって形成されている。
【００４４】
基部７０ａは、第１の摩擦部材７０の内周側に配置され、全体が例えば軟鉄等の磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。基部７０ａの内周面には、出力用の軸部材５におけるストレートスプライン嵌合部５ｄにスプライン嵌合するストレートスプライン嵌合部７０ｃが設けられている。第１の摩擦部材７０は、ストレートスプライン嵌合部７０ｃがストレートスプライン嵌合部５ｄにスプライン嵌合することにより、出力用の軸部材５に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。また、第１の摩擦部材７０は、ストレートスプライン嵌合部７０ｃがストレートスプライン嵌合部５ｄの電磁コイル６側の端部であるストレートスプライン根元部５ｅに当接することにより、電磁コイル６側への軸方向移動が規制されている。
【００４５】
摩擦係合部７０ｂは、第１の摩擦部材７０の外周側に配置され、全体が磁性部材７０ｄと非磁性部材７０ｅとからなる円環部材によって形成されている。磁性部材７０ｄ及び非磁性部材７０ｅは、それぞれが複数（実施の形態では磁性部材７０ｄが３個、非磁性部材７０ｅが２個）の円環部材からなり、第１の摩擦部材７０の径方向に交互に配置されている。最内周側の磁性部材７０ｄは基部７０ａに一体に設けられている。磁性部材７０ｄの材料としては例えば軟鉄等が、また非磁性部材７０ｅの材料としては例えばステンレス等がそれぞれ用いられる。
【００４６】
第２の摩擦部材７１は、摩擦機構７の軸線方向他方側（カム部材９側）に配置され、全体が出力用の軸部材５の円筒部５ｂを挿通させて複数（実施の形態では２個）の磁性部材７１ａと単一の非磁性部材７１ｂとからなる円環部材によって形成されている。そして、第２の摩擦部材７１は、電磁力Ｆの発生によって第１の摩擦部材７０における摩擦係合部７０ｂに摩擦係合する。磁性部材７１ａ及び非磁性部材７１ｂは円環部材からなり、第２の摩擦部材７１の径方向に交互に配置されている。磁性部材７１ａの材料としては例えば軟鉄等が、また非磁性部材７１ｂの材料としては例えばステンレス等がそれぞれ用いられる。第２の摩擦部材７１と第１の摩擦部材７０との間には、電磁コイル６への通電によって磁気回路Ｍの一部としての断面略ジグザグ状の磁路ｍが形成される。これにより、第１の摩擦部材７０と第２の摩擦部材７１との間に断面略ジグザグ状の磁路が形成されない場合と比べて大きい電磁力Ｆが発生する。第２の摩擦部材７１は、外径が第１の摩擦部材７０の外径とほぼ等しい寸法に、内径が第１の摩擦部材７０の内径よりも大きい寸法にそれぞれ設定されている。
【００４７】
（カムジョイント８の構成）
カムジョイント８は、基部８ａ及びカム摺接部８ｂを有し、入力用の軸部材４及び出力用の軸部材５の外周囲に複数個（実施の形態では３個）等間隔をもって配置され、かつ摩擦機構７における第２の摩擦部材７１に取り付けられている。そして、カムジョイント８は、第２の摩擦部材７１とカム部材９とを連結する。
【００４８】
基部８ａは、第２の摩擦部材７１に対するカムジョイント８の被取付部として機能し、カムジョイント８の軸線方向一方側（電磁コイル６側）に配置され、全体が丸軸によって形成されている。
【００４９】
カム摺接部８ｂは、カム部材９のカム面９ｈ，９ｉ（後述）に点接触可能な球状部からなり、カムジョイント８の軸線方向他方側（カム部材９側）の端部に、すなわちカムジョイント８において第２の摩擦部材７１側の端部とは反対側の端部に配置されている。そして、カム摺接部８ｂは、カム部材９の回転によってカム面９ｈ，９ｉに接触（摺接）する。これにより、カム摺接部８ｂとカム面９ｈ，９ｉとの接触抵抗が面接触する場合と比べて低減され、カム部材９からカムジョイント８への良好な回転力伝達特性が得られる。
【００５０】
（カム部材９の構成）
図４はカム部材の外観を示す。図５はカム部材の右側面を示す。図６はカム部材の左側面を示す。図７はカム部材の内部を示す。図２及び図４〜図７に示すように、カム部材９は、基部９ａ及びカム部９ｂからなり、入力用の軸部材４における円筒部４ａの外周囲に配置され、全体が略截頭円錐状の移動・回転部材によって形成されている。そして、カム部材９は、入力用の軸部材４の回転力を受けて回転するとともに、回転時にカムジョイント８のカム摺接部８ｂとカム部９ｂとの摺接（接触）に伴い発生するカム作用によって摩擦機構７における第２の摩擦部材７１側への移動力を受けて電磁コイル６側に移動する。カム部材９には、復帰用の弾性部材としてのスプリング９０によって軸線Ｌに沿う初期位置への復帰力が付与されている。これにより、第１の摩擦部材７０に対する第２の摩擦部材７１の摩擦係合状態（電磁コイル６の通電状態）が解除された場合において、カム部材９がスプリング９０のばね力によって初期位置に復帰する。復帰用のスプリング９０としては例えば圧縮コイルスプリングが用いられる。
【００５１】
基部９ａは、入力用の軸部材４における円筒部４ａを挿通させる円筒部からなり、カム部材９の内周側に配置されている。基部９ａには、軸線方向一方側（電磁コイル６側）に開口する内部空間９ｃが設けられている。基部９ａの軸線方向他方側（図２では右側）端部には、円筒部４ａのストレートスプライン嵌合部４ｄにスプライン嵌合する内フランジ９ｄが設けられている。カム部材９は、内フランジ９ｄがストレートスプライン嵌合部４ｄにスプライン嵌合することにより、入力用の軸部材４に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。また、基部９ａには、カム部材９から電磁コイル６側へのクラッチ１０の抜けを防止するための止め輪９１が取り付けられている。
【００５２】
カム部９ｂは、開口窓９ｅ及び挿通孔９ｆを有し、カム部材９の外周側に配置され、かつ基部９ａの外周面に一体に設けられ、全体が入力用の軸部材４における円筒部４ａを挿通させる略截頭円錐部によって形成されている。カム部９ｂには、電磁コイル６側に開口する複数の凹孔９ｇが設けられている。複数の凹孔９ｇは、カム部９ｂの円周方向に沿って千鳥足状に配置されている。複数の凹孔９ｇの底面と摩擦機構７の第２の摩擦部材７１との間には、復帰用のスプリング９０が介在して配置されている。
【００５３】
開口窓９ｅは、電磁コイル６側とは反対側に開口して径方向寸法よりも周方向寸法を大きい寸法とする断面略台形状の長孔からなり、カム部９ｂの円周方向に等間隔をもって複数個（実施の形態では３個）配置されている。
【００５４】
挿通孔９ｆは、カム部材９の電磁コイル６側に開口し、かつ開口窓９ｅに連通してカムジョイント８の基部８ａを挿通させ、カム部９ｂの円周方向に等間隔をもって複数個（実施の形態では３個）配置されている。
【００５５】
図８及び図９はカム部材に対するカム摺接部の接触状態を示す。図８及び図９に示すように、挿通孔９ｆの内側（開口窓９ｅ側）開口周縁には、カムジョイント８（図２に示す）におけるカム摺接部８ｂの初期位置（挿通孔９ｆの中立位置）を始端部ａとすると、始端部ａからカム部９ｂの円周方向に離間する終端部ｂに向かうにつれてカム部９ｂの軸線方向の厚さを漸次大きくする傾斜面からなるカム面９ｈ，９ｉが形成されている。カム面９ｈ，９ｉの各傾斜角度θ１は例えばθ１＝３０°に設定されている。カム面９ｈとカム面９ｉとがつくる傾斜角度θ２は例えばθ２＝４５°に設定されている。
【００５６】
（クラッチ１０の構成）
図２及び図３に示すように、クラッチ１０は、ストレートスプライン嵌合部１０ａを内周面に有し、カム部材９の内部空間９ｃに進退可能に収容され、全体が入力用の軸部材４のストレートスプライン嵌合部４ｄと出力用の軸部材５のストレートスプライン嵌合部５ｄとをスプライン嵌合によって連結する段状のスリーブによって形成されている。また、クラッチ１０は、入力用の軸部材４と出力用の軸部材５との連結位置としてのストレートスプライン嵌合部５ｄの一部にその始端部ｃから終端部ｄに向かって移動するためのばね力を移動用の弾性部材としてのスプリング１００によって受ける位置に配置されている。そして、クラッチ１０は、移動用のスプリング１００を介してカム部材９から電磁コイル６側への移動力を受けて電磁コイル６側に移動し、ストレートスプライン嵌合部５ｄとの連結位置まで移動することにより、入力用の軸部材４と出力用の軸部材５とを断続可能に連結する。クラッチ１０には、電磁コイル６側と反対側に開口する凹孔１０ｂが設けられている。凹孔１０ｂの底面とカム部材９における内フランジ９ｄのフランジ端面との間には、移動用のスプリング１００が介在して配置されている。移動用のスプリング１００としては例えば圧縮コイルスプリングが用いられる。
【００５７】
（ＥＣＵ１１の構成）
図１及び図２に示すように、ＥＣＵ１１は、四輪駆動車２００の車体に搭載され、かつ駆動力伝達装置３の電磁コイル６及び駆動力伝達装置１（図１に示す）の電磁コイル（図示せず）に接続されている。ＥＣＵ１１には、フロントデフケース２１２（入力用の軸部材４）の回転数を検出する第１の回転センサ１２、及びプロペラシャフト２（出力用の軸部材５）の回転数を検出する第２の回転センサ１３が接続されている。そして、ＥＣＵ１１は、四輪駆動車２００の二輪駆動状態から四輪駆動状態への切替時に第１の回転センサ１２からの出力信号Ｓ１及び第２の回転センサ１３からの出力信号Ｓ２を入力する。また、ＥＣＵ１１は、第１の回転センサ１２からの出力信号Ｓ１及び第２の回転センサ１３からの出力信号Ｓ２に基づいて、すなわち入力用の軸部材４の回転数と出力用の軸部材５の回転数との差（回転数差）に基づいて電磁コイル６（コイル部６０）への通電量（供給電流）を制御する制御信号Ｓ３をコイル部６０に出力する。一方、ＥＣＵ１１は、四輪駆動車２００の四輪駆動状態から二輪駆動状態への切替時に電磁コイル６（コイル部６０）への供給電流を制御する制御信号Ｓ４をコイル部６０に出力する。
【００５８】
〔駆動力伝達装置３の動作〕
次に、本実施の第１の形態に示す駆動力伝達装置の動作につき、図１，図２，図１０及び図１１（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図１０は入力・出力用の軸部材間の回転数差及び電磁コイルへの供給電流（電流）と時間との関係を示す。図１０において、実線は２軸部材間の回転数差（入力用の軸部材の回転数と出力用の軸部材の回転数との差）と時間との関係を、また一点鎖線は電磁コイルへの電流と時間との関係をそれぞれ示す。図１１（ａ）〜（ｃ）は駆動力伝達装置の動作状態を示す。
【００５９】
図１及び図２において、四輪駆動車２００の二輪駆動時には、エンジン２０２の回転駆動力（駆動トルク）がトランスミッション２０３を介してフロントディファレンシャル２０６に伝達され、さらにフロントディファレンシャル２０６から一対の前輪側のアクスルシャフト２０８Ｌ，２０８Ｒを介して一対の前輪２０４Ｌ，２０４Ｒに伝達され、一対の前輪２０４Ｌ，２０４Ｒが回転駆動される。この場合、フロントディファレンシャル２０６のフロントデフケース２１２から入力用の軸部材４が回転力を受けてカム部材９及びクラッチ１０と共に回転するが、電磁コイル６のコイル部６０が非通電状態にあるため、コイル部６０を基点とした磁気回路Ｍが形成されず、クラッチ１０によって入力用の軸部材４と出力用の軸部材５とが連結されない。
【００６０】
このため、フロントデフケース２１２とプロペラシャフト２とが連結されず、エンジン２０２の回転駆動力はフロントデフケース２１２からプロペラシャフト２に伝達されない。
【００６１】
このような二輪駆動状態にある四輪駆動車２００を四輪駆動状態に切り替えるには、図１０に矢印（イ）で示す電流（低電流）でＥＣＵ１１の制御に基づく電磁コイル６の駆動制御によってコイル部６０に通電する。この場合、図１０の時間ｔ＝ｔ１で入力用の軸部材４と出力用の軸部材５との同期が開始され、図１１（ａ）に示すように摩擦機構７における第１の摩擦部材７０と第２の摩擦部材７１とが互いに摩擦係合した状態で電磁コイル６側に吸引される。電磁コイル６のコイル部６０への通電によって発生する磁束の磁路は、第１の摩擦部材７０，第２の摩擦部材７１，及びホルダ部６１に形成される。
【００６２】
次に、入力用の軸部材４の回転数と出力用の軸部材５の回転数との差が「閾値以下である」とＥＣＵ１１で確認されると、ＥＣＵ１１では図１０に矢印（ロ）で示すようにコイル部６０に供給される電流（中電流）を漸次増加させる。この場合、図１０の時間ｔ＝ｔ２からコイル部６０への電流が漸次増加し、カム部材９の回転に伴うカム摺接部８ｂとカム面９ｈ，９ｉとの摺接によってカム摺接部８ｂとカム面９ｈ，９ｉとの間にカム作用が発生する。
【００６３】
このため、カム部材９が摩擦機構７における第２の摩擦部材７１との間でカムジョイント８を引き合う力を発生させながら、図１１（ａ）に示す位置から図１１（ｂ）に示す位置（カム部材９が初期位置から摩擦機構７の第２の摩擦部材７１に当接する位置）まで移動用のスプリング１００を圧縮させた状態で摩擦機構７側に移動する。同時に、クラッチ１０がカム部材９から移動用のスプリング１００を介して移動力を受け、ストレートスプライン嵌合部１０ａを出力用の軸部材５のストレートスプライン嵌合部５ｄ（連結位置）の始端部ｃに当接させる（ストレートスプライン嵌合部１０ａにおけるスプライン歯の歯面とストレートスプライン嵌合部５ｄにおけるスプライン歯の歯面とが互いに摩擦係合する）位置まで移動する。
【００６４】
カム部材９は、カム作用による移動力によって軸方向移動して第２の摩擦部材７１に接触する。これによりカム部材９と第２の摩擦部材７１との間の磁気抵抗が低下するので、カム部材９にも電磁コイル６の磁路が形成され、カム部材９が第２の摩擦部材７１に吸引される。すなわち、カム部材９が電磁コイル６の電磁力を受ける。
【００６５】
この後、ＥＣＵ１１において、図１０に矢印（ハ）で示すように電磁コイル６の駆動制御によってコイル部６０に供給される電流（大電流）を最大とする。この場合、図１０の時間ｔ＝ｔ３でコイル部６０への電流が最大となり、その後にクラッチ１０のストレートスプライン嵌合部１０ａが出力用の軸部材５のストレートスプライン嵌合部５ｄに嵌合し、入力用の軸部材４と出力用の軸部材５との同期が終了する。この際、クラッチ１０のストレートスプライン嵌合部１０ａにおけるスプライン歯の山部分と出力用の軸部材５のストレートスプライン嵌合部５ｄにおけるスプライン歯の谷部分とが、またクラッチ１０のストレートスプライン嵌合部１０ａにおけるスプライン歯の谷部分と出力用の軸部材５のストレートスプライン嵌合部５ｄにおけるスプライン歯の山部分とがそれぞれ互いに合致すると、クラッチ１０は移動用のスプリング１００からばね力を受け、ストレートスプライン嵌合部５ｄ（連結位置）の始端部ｃから終端部ｄ側に移動してストレートスプライン嵌合部１０ａをストレートスプライン嵌合部５ｄに嵌合させ、この嵌合状態を維持して図１１（ｃ）に示すようにストレートスプライン嵌合部５ｄ（連結位置）の終端部ｄまで移動する。
【００６６】
ＥＣＵ１１は、同期終了後、入力用の軸部材４と出力用の軸部材５とがクラッチ１０によって連結された後、電磁コイル６のコイル部６０への通電量を図１０に矢印（ニ）で示すように時間ｔ＝ｔ４と時間ｔ＝ｔ５との間で漸次減少させる。またさらに、ＥＣＵ１１は、図１０に矢印（ホ）で示すように時間ｔ＝ｔ５以降、コイル部６０への通電量を矢印（イ），（ロ）及び（ハ）の場合と比べて低減する。このようにコイル部６０への通電量を減少及び低減しても、カム部材９が第２の摩擦部材７１に接触した状態を維持することが可能である。これは、次に述べる３つの要因によるものである。
【００６７】
第１の要因は、同期終了時にはカム部材９が第２の摩擦部材７１に接触した状態であり、カム部材９にも電磁コイル６の磁路が形成されているので、電磁コイル６の磁路における磁気抵抗が同期開始時よりも低く、比較的少ない電流でもカム部材９が第２の摩擦部材７１に接触した状態を維持するために必要な磁束を確保できることである。第２の要因は、カム部材９にも磁路が形成されることにより、カム部材９に作用する電磁コイル６側への移動力として、カム作用によるカム推力に電磁コイル６の電磁力が加わることである。第３の要因は、クラッチ１０が連結位置に達したことで、クラッチ１０を介して電磁コイル６側への移動力の反力としてカム部材９が受けるばね力が低減されることである。
【００６８】
このようにして、駆動力伝達装置３による入力用の軸部材４と出力用の軸部材５との連結が実行され、これに伴いエンジン２０２の回転駆動力が駆動力伝達装置３からプロペラシャフト２に伝達され、プロペラシャフト２が回転駆動される。
【００６９】
これにより、四輪駆動車１０１の走行中において二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り替えが行われる。
【００７０】
一方、四輪駆動車２００の走行中における四輪駆動状態から二輪駆動状態に切り替えるには、ＥＣＵ１１の制御に基づく電磁コイル６の駆動制御によってコイル部６０への通電を停止する。この場合、電磁コイル６のコイル部６０への通電が停止されると、摩擦機構７における第１の摩擦部材７０と第２の摩擦部材７１との摩擦係合が解除され、これに伴い復帰用のスプリング９０のばね力によってカム部材９がカムジョイント８及び第２の摩擦部材７１と共に電磁コイル６から離間する方向に移動するとともに、カム部材９の移動動作に連動してその移動方向（ストレートスプライン嵌合部１０ａとストレートスプライン嵌合部５ｄとのスプライン嵌合を解除する方向）にクラッチ１０が移動する。そして、クラッチ１０のストレートスプライン嵌合部１０ａと出力用の軸部材５のストレートスプライン嵌合部５ｄとの嵌合が解除される。
【００７１】
このようにして、クラッチ１０のストレートスプライン嵌合部１０ａと出力用の軸部材５のストレートスプライン嵌合部５ｄとの嵌合が解除され、駆動力伝達装置３による入力用の軸部材４と出力用の軸部材５との連結の解除が実行される。
【００７２】
これにより、四輪駆動車１０１の走行中における四輪駆動状態から二輪駆動状態への切り替えが行われる。
【００７３】
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００７４】
（１）本実施の形態においては、入力用の軸部材４及び出力用の軸部材５の軸線Ｌ上に電磁コイル６及びカム部材９等を配置してクラッチ１０による入力用の軸部材４と出力用の軸部材５とを断続することができるため、装置径方向の寸法を短縮することができ、装置全体の小型化を図ることができる。
【００７５】
（２）本実施の形態においては、二輪駆動状態にある四輪駆動車２００を四輪駆動状態に切り替える場合に、電磁コイル６の電磁力によって入力用の軸部材４と出力用の軸部材５とを同期させて連結することができるため、例えば特許文献１に記載のもののように電動モータによって同期を行う場合に比較して、同期のための構成を簡素化することができる。
【００７６】
以上、本発明の駆動力伝達装置及びこれを備えた四輪駆動車を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【００７７】
上記実施の形態では、前輪２０４Ｌ，２０４Ｒが主駆動輪であり、後輪２０５Ｌ，２０５Ｒが補助駆動輪である四輪駆動車２００に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、前輪が補助駆動輪であり、後輪が主駆動輪である四輪駆動車に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１…駆動力伝達装置、２…プロペラシャフト、３…駆動力伝達装置、３０…装置ケース、３０ａ…内面、４…入力用の軸部材、４ａ〜４ｃ…円筒部、４ｄ…ストレートスプライン嵌合部、４ｅ，４ｆ…段差面、４ｇ…ストレートスプライン嵌合部、４０…玉軸受、４１…針状ころ軸受、４２…スペーサ、５…出力用の軸部材、５ａ〜５ｃ…円筒部、５ｄ…ストレートスプライン嵌合部、５０，５１…円すいころ軸受、６…電磁コイル、６０…コイル部、６１…ホルダ部、６１ａ…収容空間、７…摩擦機構、７０…第１の摩擦部材、７０ａ…基部、７０ｂ…摩擦係合部、７０ｃ…ストレートスプライン嵌合部、７０ｄ…磁性部材、７０ｅ…非磁性部材、７１…第２の摩擦部材、７１ａ…磁性部材、７１ｂ…非磁性部材、８…カムジョイント、８ａ…基部、８ｂ…カム摺接部、９…カム部材、９ａ…基部、９ｂ…カム部、９ｃ…内部空間、９ｄ…内フランジ、９ｅ…開口窓、９ｆ…挿通孔、９ｇ…凹孔、９ｈ，９ｉ…カム面、９０…スプリング、９１…止め輪、１０…クラッチ、１０ａ…ストレートスプライン嵌合部、１０ｂ…凹孔、１００…スプリング、１０１…四輪駆動車、１１…ＥＣＵ、１２…第１の回転センサ、１３…第２の回転センサ、２００…四輪駆動車、２０１…駆動力伝達系、２０１Ａ…主駆動輪側の駆動力伝達系、２０１Ｂ…補助駆動輪側の駆動力伝達系、２０２…エンジン、２０３…トランスミッション、２０４Ｌ，２０４Ｒ…前輪、２０５Ｌ，２０５Ｒ…後輪、２０６…フロントディファレンシャル、２０７…リヤディファレンシャル、２０８Ｌ，２０８Ｒ…前輪側のアクスルシャフト、２０９Ｌ，２０９Ｒ…サイドギヤ、２１０…ピニオンギヤ、２１１…ギヤ支持部材、２１２…フロントデフケース、２１３Ｌ，２１３Ｒ…後輪側のアクスルシャフト、２１４Ｌ，２１４Ｒ…サイドギヤ、２１５…ピニオンギヤ、２１６…ギヤ支持部材、２１７…リヤデフケース、２１８…ドライブピニオン、２１９…リングギヤ、２２０…前輪側の歯車機構、２２１…ドライブピニオン、２２２…リングギヤ、２２３…後輪側の歯車機構、２２４…ハウジング、２２５…インナシャフト、２２６…クラッチ、Ｌ…軸線、Ｆ…電磁力、Ｍ…磁気回路、ｍ…磁路、ａ…始端部、ｂ…終端部、ｃ…始端部、ｄ…終端部、θ１，θ２…傾斜角度、Ｓ１，Ｓ２…出力信号、Ｓ３，Ｓ４…制御信号
【図１】
2014098428.tif 000003
【図２】
2014098428.tif 000004
【図３】
2014098428.tif 000005
【図４】
2014098428.tif 000006
【図５】
2014098428.tif 000007
【図６】
2014098428.tif 000008
【図７】
2014098428.tif 000009
【図８】
2014098428.tif 000010
【図９】
2014098428.tif 000011
【図１０】
2014098428.tif 000012
【図１１】
2014098428.tif 000013