(57)【要約】【課題】大きなトルク及び回転数の増幅機能と、種々の伝達トルク特性と、電力の回生機能や加速機能を持ちながら、低コストで、小型軽量に構成する。【解決手段】トルク伝達部材２，３間に配置され、トルク増幅機能を有するギア組４と、電力源３８から駆動電力を与えられてギア組４にトルクを負荷する電動手段５を備え、ギア組４において、電動手段５から与えられた負荷抵抗により大きなトルク増幅機能を得ると共に、電動手段５による負荷抵抗調整によって種々の伝達トルク特性を得る。【選択図】      図１
2004197860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のトルク伝達部材（２、３）と、
前記両トルク伝達部材（２、３）の間に配置されギア比によるトルク増幅機能を有するギア組（４、１０４）、
駆動電力が付与されて駆動力を発生し前記ギア組（４、１０４）に負荷抵抗を付与する電動モータ機能と前記ギア組（４、１０４）から付与された駆動力で起電力を発生させこの起電力で発生した駆動力による負荷抵抗を前記ギア組（４、１０４）に付与するジェネレータ機能の少なくとも一方の機能を有する電動手段（５）とを備え、
前記電動手段（５）による前記負荷抵抗を制御し、前記ギア組（４、１０４）に付与される負荷抵抗を調整することにより前記ギア組（４、１０４）による増幅機能を制御することを特徴とするカップリング（１、１０１、２０１、３０１）。
【請求項２】
請求項１に記載されたカップリング（１、１０１、２０１、３０１）であって、
電力源（３８）からの駆動電力を調整すると共に、回路の電気抵抗を調整する電気抵抗調整手段（４１）と、前記電気抵抗調整手段（４１）の電気抵抗を調整することにより前記ギア組（４、１０４）に負荷される前記電動手段（５）の負荷抵抗を制御するコントローラ（５２）とを備え、
前記電動手段（５）は、前記コントローラ（５２）による前記電気抵抗調整手段（４１）の電気抵抗の調整によって前記ギア組（１、１０４）へ負荷抵抗を調整することにより、前記ギア組（１、１０４）による前記両トルク伝達部材（２、３）間の伝達トルクの大きさを制御することを特徴とするカップリング（１、１０１、２０１、３０１）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された発明であって、
前記ギア組（４、１０４）が、ギア比によるトルク増幅機能を有することを特徴とするカップリング。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載された発明であって、
前記ギア組（４、１０４）が、各ギア間での噛み合い抵抗よるトルク増幅機能を有することを特徴とするカップリング。
【請求項５】
請求項３及び請求項４に記載された発明であって、
前記ギア組（４）が、ヘリカルピニオンギア（２６、２７、２８、２９）を介して一対のヘリカルサイドギア（２５、３０）を連結したギア組であり、
前記トルク伝達部材（２）の一方に、前記ヘリカルピニオンギア（２６、２７、２８、２９）を回転自在に収容する収容孔（１７、１８、１９、２０）が設けられ、
前記トルク伝達部材（３）の他方に、前記サイドギア（３０）の一方が連結され、
前記電動手段（５）が、前記サイドギア（３０）の他方と前記一方のトルク伝達部材（２）との間に配置され、
前記ギア組（４）において、ヘリカルギア（２５、２６、２７、２８、２９、３０）がトルクを受けて生じる噛み合いスラスト力により各構成ギアの端部側で摩擦抵抗が生じると共に、トルクを受けて生じる噛み合い反力により前記ヘリカルピニオンギアがそれぞれの収容孔に押圧されて摩擦抵抗が生じ、これら両摩擦抵抗によるトルク増幅機能が得られることを特徴とするカップリング（１）。
【請求項６】
請求項３に記載された発明であって、
前記ギア組（１０４）が、インターナルギア（１１７）と、サンギア（１２０）と、これらを連結するプラネタリーギア（１１８）を支持するキャリヤ（１１９）の３箇の相対回転部材からなるプラネタリーギア組であり、
前記トルク伝達部材の一方（２）と他方（３）が、前記３相対回転部材の内の２者と各別に連結され、
前記電動手段（５）が、前記トルク伝達部材（２）に連結された相対回転部材の内のいずれかと、前記３相対回転部材の他の１者との間に配置されていることを特徴とするカップリング（１０４）。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載された発明であって、前記コントローラ（５２）によって操作され、前記電動モータ機能と前記ジェネレータ機能とを切り換える切り換えスイッチ（３４１）を設け、
前記切り換えスイッチ（３４１）によって、前記電動モータとして作動する電動モータ機能と、前記ジェネレータとして作動するジェネレータ機能とを切り換えて用いられることを特徴とするカップリング（３０１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の動力伝達系などに用いられ、一対のトルク伝達部材間でトルク伝達するカップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−３２９５６２号公報（特許文献１）に図９のような駆動力伝達装置５０１が記載されている。
【０００３】
この駆動力伝達装置５０１は、回転ケース５０３、インナーシャフト５０５、多板式のメインクラッチ５０７、ボールカム５０９、プレッシャープレート５１１、カムリング５１３、多板式のパイロットクラッチ５１５、アーマチャ５１７、電磁石５１９などから構成されている。
【０００４】
駆動力伝達装置５０１は４輪駆動車において、２輪駆動走行時に切り離される後輪とトランスファとを連結する後輪側プロペラシャフトを分断して配置されており、回転ケース５０３は前側のプロペラシャフトに連結され、インナーシャフト５０５は後側のプロペラシャフトに連結されている。
【０００５】
電磁石５１９を励磁すると、磁束ループ５２１が形成されてアーマチャ５１７が吸引され、パイロットクラッチ５１５を押圧し締結させる。パイロットクラッチ５１５が締結されると、パイロットトルクが生じてボールカム５０９にエンジンの駆動力が掛かり、発生したカムスラスト力によってメインクラッチ５０７が押圧され、駆動力伝達装置５０１（メインクラッチ５０７）が連結されて後輪側に駆動力が伝達され、車両は４輪駆動状態になる。
【０００６】
また、電磁石５１９の励磁電流を制御すると、パイロットクラッチ５１５の滑り率に変化が生じてボールカム５０９のカムスラスト力が変わり、メインクラッチ５０７の押圧力が変化して後輪に送られる駆動力の大きさが変わるから、前後輪間の駆動力配分比を制御できる。
【０００７】
また、電磁石５１９の励磁を停止すると、パイロットクラッチ５１５が開放されてボールカム５０９のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ５０７が開放されて駆動力伝達装置５０１の連結が解除され、後輪側が切り離されて車両は２輪駆動状態になる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３２９５６２号公報（第６頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駆動力伝達装置５０１のようなトルクの主伝達経路に多板式のメインクラッチ５０７を用いた装置では、大トルクを伝達する多板クラッチに特有のスティックスリップ音（クラッチ板の断続的な滑りに起因する騒音）を避けることは難しい。
【００１０】
また、上記駆動力伝達装置５０１では、ボールカム５０９（カム機構）を用いているので、カムフォロアとカム部材のガタにより両部材間の相対回転方向が逆転する際、カムフォロアがカム部材に設けたカム溝内で中立状態が生じる。この時には、プレッシャープレートへのカムフォロアによるスラスト力が保持できなくなるため、トルク抜けが発生する。この結果、レスポンスが遅くなる上に、ガタに伴う騒音が発生する。
【００１１】
つまり、従来のカップリングは、電流値を与えることによりパイロットクラッチ、カム、メインクラッチに至る複雑な経路を介して多板クラッチにより伝達トルクを制御するものである。
【００１２】
そこで、本発明は、スリップスティック音の発生を防止でき、制御性を向上することができるカップリングの提供を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１のカップリングは、一対のトルク伝達部材と、前記両トルク伝達部材の間に配置されギア比によるトルク増幅機能を有するギア組と、駆動電力が付与されて駆動力を発生し前記ギア組に負荷抵抗を付与する電動モータ機能と前記ギア組から付与された駆動力で起電力を発生させこの起電力で発生した駆動力による負荷抵抗を前記ギア組に付与するジェネレータ機能の少なくとも一方の機能を有する電動手段とを備え、前記電動手段による前記負荷抵抗を制御し、前記ギア組に付与される負荷抵抗を調整することにより前記ギア組によるトルク増幅機能を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明では、ギア比によるトルク増幅機能を持ったギア組を用いたことにより、このギア比によるトルクの増幅機能が得られる上に、例えば、構成するギアの間で噛み合い抵抗が発生するギア組では、この噛み合い抵抗に見合った増幅率でトルクがさらに増幅される。また、電動手段が発生する負荷抵抗を制御し、ギア組に付与する負荷抵抗を調整することにより、カップリングの伝達トルクを制御する。この場合、一方のトルク伝達部材に電動手段からの小さな負荷抵抗（トルク）に対して、他方のトルク伝達部材から出力されるトルクは、ギア組によって増幅されて大きなトルクとなる。この結果、電動手段による小さいな負荷抵抗を制御することにより、他方のトルク伝達部材から出力される大きなトルクの制御を行うことができる。
【００１５】
また、請求項１の発明では、トルクの主伝達経路、すなわち、他方のトルク伝達部材に一方のトルク伝達部材からのトルクを伝達する主伝達経路に摩擦クラッチを用いていないので、スティックスリップ音が大幅に抑制できる。
【００１６】
さらに、請求項１の発明では、カム機構を用いていないので、トルク抜けが生じることがなく、レスポンスの低下を防止することができる。
【００１７】
その上、伝達トルクを電動モータ又はジェネレータにより直接制御しているので、正確な伝達トルク制御が可能である。
【００１８】
また、電動モータ機能に一対のトルク伝達部材間の回転数差を与えれば起電力が発生してジェネレータ機能になるから、いずれか一方の機能を用いてジェネレータ機能と電動モータ機能とを併用する構成が可能であり、電動モータとジェネレータを個別に用いることによる大型化と重量化が防止され、従って、構造簡単、低コスト、小型軽量、良好な車載性が得られるなどの上記の効果が高く保たれる。
【００１９】
また、電動モータ機能を用いる構成では、そのトルクによって出力側部材を加速し、入力側部材より先行回転させる加速機能が得られる。
【００２０】
従って、請求項１の発明のカップリングを、４輪駆動車において２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置し、例えば、旋回走行時に、旋回半径に応じて切り離し側車輪を電動モータで加速すれば、４輪駆動走行しながら、車両の加速性、旋回性、操舵性などを大きく向上させることができる。
【００２１】
また、ジェネレータ機能を用いる構成では、ギア組から回転及びトルクを与えられて発生した起電力でバッテリーを充電すれば、電力（エネルギー）を回生することが可能であり、バッテリーを充電するためのオルタネータと、オルタネータを駆動するエンジンの負担が軽減される上に、エンジンの燃費をそれだけ向上させることができる。
【００２２】
また、請求項１の発明のカップリングは、ギア組に抵抗を負荷する手段に電動モータやジェネレータを用いたことにより、流体圧式のアクチュエータを用いた構成と異なって、高価なポンプとその駆動源及び圧力ラインの引き回しなどが不要であり、構造簡単、低コストで、配置スペースが狭くてすみ、小型軽量に構成され、車載性に優れる上に、カップリングの伝達トルクを調整する際のレスポンスと、トルクを断続する際のレスポンスが速く、高い信頼性が得られる。
【００２３】
なお、本発明のカップリングでは、一対のトルク伝達部材のいずれを入力側にし、また、出力側にしてもよい。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたカップリングであって、  請求項１に記載されたカップリングであって、
電力源からの駆動電力を調整すると共に、回路の電気抵抗を調整する電気抵抗調整手段と、前記電気抵抗調整手段の電気抵抗を調整することにより前記ギア組に負荷される前記電動手段の負荷抵抗を制御するコントローラーとを備え、
前記電動手段は、前記コントローラによる前記電気抵抗調整手段の電気抵抗の調整によって前記ギア組へ負荷抵抗を調整することにより、前記ギア組による前記両トルク伝達部材間の増幅機能を制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項２のカップリングは、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２６】
また、コントローラによって電気抵抗調整手段を調整し、電動モータ機能やジェネレータ機能によりギア組に負荷される抵抗を調整すれば、必要に応じて（オンデマンドで）トルクと速度差とを広い範囲で調整することができる。
【００２７】
従って、上記の４輪駆動車では、走行性、旋回性、操舵性などをさらに大きく向上させることができる。
【００２８】
また、電動モータ機能のトルクにより、ギア組を自由回転の状態にすれば、トルク伝達を遮断することができる。
【００２９】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載されたカップリングであって、前記ギア組が、ギア比によるトルク増幅機能を有することを特徴とし、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３０】
これに加えて、請求項３のカップリングでは、ギア組で、ギア比によるトルク増幅機能が得られる上に、この増幅機能が電動モータ機能やジェネレータ機能の負荷抵抗によって増幅され、さらに大きな増幅機能が発生する。
【００３１】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載されたカップリングであって、前記ギア組が、各ギア間での噛み合い抵抗よる増幅機能を有することを特徴とし、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３２】
これに加えて、請求項４のカップリングでは、ギア組で、ギア比によるトルク増幅と噛み合い抵抗によるトルク増幅機能が得られる上に、この増幅機能が電動モータ機能やジェネレータ機能の負荷抵抗によって増幅され、さらに大きな増幅機能が発生する。
【００３３】
請求項５の発明は、請求項３及び請求項４に記載されたカップリングであって、前記ギア組が、ヘリカルピニオンギアを介して一対のヘリカルサイドギアを連結したギア組であり、前記トルク伝達部材の一方に、前記ヘリカルピニオンギアを回転自在に収容する収容孔が設けられ、前記トルク伝達部材の他方に、前記サイドギアの一方が連結され、前記電動手段が、前記サイドギアの他方と前記一方のトルク伝達部材との間に配置され、前記ギア組において、ヘリカルギアがトルクを受けて生じる噛み合いスラスト力により各構成ギアの端部側で摩擦抵抗が生じると共に、トルクを受けて生じる噛み合い反力により前記ヘリカルピニオンギアがそれぞれの収容孔に押圧されて摩擦抵抗が生じ、これら両摩擦抵抗による増幅機能が得られることを特徴としている。
【００３４】
請求項５のカップリングでは、電動手段の電動モータ機能やジェネレータ機能によって抵抗を与えた状態で、例えば、ヘリカルピニオンギアの収容孔が設けられたトルク伝達部材から入力したトルクは、収容孔からそれぞれのヘリカルピニオンギアを介して他方のトルク伝達部材側サイドギアに伝達され、他方のトルク伝達部材から出力されると共に、この間、ヘリカルギア組のギア比と噛み合い抵抗とによってトルクが増幅される。
【００３５】
また、電動モータ機能やジェネレータ機能の抵抗がヘリカルギア組に負荷されることにより、ギア組固有のギア比と噛み合い抵抗による増幅機能の数倍から約十倍にわたる大きな増幅機能が得られる。
【００３６】
さらに、電動モータ機能やジェネレータ機能による負荷抵抗を調整すれば、トルクと速度とを広い範囲で任意に（オンデマンドで）調整することができる。
【００３７】
また、ギア組自身のギア比と噛み合い抵抗（例えばギアの圧力角やねじれ角）を変えることにより、トルク増幅機能をさらに広い範囲で調整することができる。
【００３８】
また、電動モータ機能やジェネレータ機能を停止させ自由回転の状態にすると、これに伴い、ヘリカルピニオンギアが収容孔と共に公転し、各サイドギアが自転（空転）することによって、トルクの伝達を遮断することができる。
【００３９】
こうして、請求項５のカップリングは、請求項３及び請求項４の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００４０】
また、ギア組がヘリカルギアによって構成された請求項５のカップリングでは、ギア組固有の増幅機能に加えて、ヘリカルギアの噛み合いスラスト力と噛み合い反力とにより噛み合い抵抗（摩擦抵抗）が生じてトルク増幅機能が得られる上に、これらの増幅機能が摩擦クラッチの負荷抵抗によって増幅され、さらに大きな増幅機能が得られる。
【００４１】
請求項６の発明は、請求項３に記載されたカップリングであって、前記ギア組が、インターナルギアと、サンギアと、これらを連結するプラネタリーギアを支持するキャリヤの３箇の相対回転部材からなるプラネタリーギア組であり、前記トルク伝達部材の一方と他方が、前記３相対回転部材の内の２者と各別に連結され、前記電動モータ機能と前記ジェネレータ機能が、前記トルク伝達部材に連結された相対回転部材の内のいずれかと、前記３相対回転部材の他の１者との間に配置されていることを特徴としている。
【００４２】
請求項６のカップリングでは、例えば、インターナルギアを入力側のトルク伝達部材に連結し、キャリヤ（プラネタリーギアキャリヤ）を出力側のトルク伝達部材に連結し、電動手段をインターナルギアとサンギアとの間に配置すれば、入力側トルク伝達部材から入力したトルクは、インターナルギアからプラネタリーギアとキャリヤを介して出力側のトルク伝達部材に伝達されると共に、この間、プラネタリーギア組が持つギア比によってトルクが増幅される。
【００４３】
また、電動手段の電動モータ機能やジェネレータ機能の抵抗をインターナルギアとサンギアとの間に負荷することにより、プラネタリーギア組のギア比による増幅機能の数倍から約十倍にわたる大きなトルク増幅機能が得られる。
【００４４】
さらに、電動手段の電動モータ機能やジェネレータ機能によるこの負荷抵抗を調整すれば、トルクと回転速度差とを広い範囲で任意に調整することができる。
【００４５】
また、プラネタリーギア組自身のギア比を変えることにより、トルク増幅機能をさらに広い範囲で調整することができる。
【００４６】
また、電動モータ機能のトルクによって各構成ギアを自由回転の状態にすると、上記構成例の場合、インターナルギアとサンギアとが相対回転可能になり、プラネタリーギアの公転に伴ってキャリヤが回転し、サンギアが自転（空転）することによって、トルクの伝達をオンデマンドで遮断することができる。
【００４７】
こうして、請求項６のカップリングは、請求項３の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００４８】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載された発明であって、
前記コントローラによって操作され、前記電動モータ機能と前記ジェネレータ機能とを切り換える切り換えスイッチを設け、前記切り換えスイッチによって、前記電動モータとして作動する電動モータ機能と、前記ジェネレータとして作動するジェネレータ機能とを切り換えて用いられることを特徴とし、請求項１〜請求項６の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００４９】
また、同一の機器を電動モータとジェネレータとに切り換えて用いる請求項７の構成では、上記のように、電動モータとジェネレータによる大きな増幅機能に加えて、電動モータによる加速性などの向上効果と、ジェネレータによるエネルギー回生機能などの効果がシームレスに得られる。
【００５０】
さらに、請求項１で説明したように、同一の機器を電動モータとジェネレータとに切り換えて用いるこの構成では、電動モータとジェネレータを個別に用いることに伴うカップリングの大型化と重量化が防止されるから、構造簡単、低コスト、小型軽量、良好な車載性が得られるなどの効果が高く保たれる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１と図２及び図４によって本発明の第１実施形態である電動式のカップリング１の説明をする。この電動式のカップリング１は、４輪駆動車において２輪駆動走行時に切り離される後輪（リヤデフ）とトランスファとを連結する後輪側プロペラシャフトを分断して配置されている。また、左右の方向はこの４輪駆動車の左右の方向であり、図１の左方はこの車両の前方（エンジン側）に相当する。
【００５２】
カップリング１は、一対のトルク伝達部材２、３と、両トルク伝達部材２、３の間に配置されギア比によるトルク増幅機能を有するギア組４と、駆動電力が付与されて駆動力を発生しギア組４に負荷抵抗を付与する電動手段５とを備えている。そして、電動手段５による負荷抵抗を制御し、ギア組４に付与される負荷抵抗を調整することによりギア組４によるトルク増幅機能を制御する。
【００５３】
上記一方のトルク伝達部材２は、回転ケース６で構成され、回転ケース６は、筒状のケーシング本体７と、ケーシング本体７の両側を閉塞するカバー８、９とで形成されている。ケーシング本体７は、軸方向の中間部に隔壁１０が形成されており、一側にモータ室１１、他側にギア室１２がそれぞれ形成されている。モータ室１１は、一側の開口部１３に溶接されたカバー８によって閉塞され、内部に電動手段５としてのモータが収納されている。また、カバー８の中心部からは、外側に向けて入力軸１４が突設されている。この入力軸１４はコンパニオンフランジと継ぎ手と前方のプロペラシャフトなどを介してトランスファ側に連結され、エンジン（原動機）の駆動力はこれらの動力伝達系を介して入力軸１４に伝達され、回転ケース６を回転させる。また、カバー８の中心部内壁側には、後述するロータ軸３３の一端が支承される支承凹部１５が設けられている。
【００５４】
一方、ギア室１２は、図２に示すように、中心部に後述するヘリカルサイドギア２５が収容される大径の収容孔１６が形成され、この収容孔１６の周囲には収容孔１６と連通して後述するヘリカルピニオンギア２６、２７が収容される小径の収容孔１７、１８が形成されている。さらに、収容孔１６と連通すると共に収容孔１７、１８に連通し後述するヘリカルピニオンギア２８、２９が収容される大径の収容孔１９、２０が形成されている。また、ギア室１２は、他側の開口部２１に溶接されたカバー９により閉塞されている。このカバー９には、小径の開口部２２を形成するボス部２３が設けられている。ボス部２３の開口部２２からは、ギア組４に連結され、他方のトルク伝達部材３としての出力軸２４が外方へ突設されている。
【００５５】
ギア組４は、出力軸２４と一体に形成されたヘリカルサイドギア２５と、このヘリカルサイドギア２４に噛み合う長尺なヘリカルピニオンギア２６、２７と、これらのヘリカルピニオンギア２６、２７と噛み合う短尺なヘリカルピニオンギア２８、２９と、ヘリカルピニオンギア２８、２９と噛み合うヘリカルサイドギア３０とで構成されている。上記出力軸２４は、ヘリカルサイドギア２５の中心部から突設して設けられてボス部２３の開口部２２内を貫通して外方に突出されている。また、ヘリカルサイドギア３０は、電動手段５のロータ軸３３の一側に形成されている。
【００５６】
電動手段５は、いわゆるモータでステータ３１と、ステータ３１内に配置されたロータ３２と、このロータ３２を回転自在に支持するロータ軸３３とで形成されている。ステータ３１は、ケーシング本体７の内周に固定されている。ロータ３２はロータ軸３３の中間部にステータ３１と所定の間隔をあけて固定されている。つまり、ステータ３１とロータ３２は共に車両の走行時に一対のトルク伝達部材２、３間の回転速度に合わせてかつステータ３１とロータ３２が連結する部材の回転速度に合わせて共に回転する。ロータ軸３３は、一側が隔壁１０を貫通してギア室１２内に突出しその先端部に上記ヘリカルサイドギア３０が形成されている。隔壁１０の貫通孔３４とロータ軸３３の外周面との間は、シール部材３５によってシールされており、ギア室１２内の潤滑油がモータ室１１内に入り込まないようになっている。ロータ軸３３の他側は、拡径された支承軸部３６が形成されており、この支承軸部３６は、メタルブッシュ３７を介してカバー８の支承凹部１５に支承されている。この電動手段５としてのモータは、駆動制御手段３７によって、その駆動が制御される。
【００５７】
駆動制御手段３７は、駆動電源であるバッテリ３８と、このバッテリ３８にリード線３９、４０によって接続された電気抵抗調整手段である可変抵抗４１と、この可変抵抗４１とリード線４２、４３を介して接続されて可変抵抗４１の抵抗を制御するコントローラ５２と、入力軸１４の外周に設けられリード線４４、４５を介してステータ３１に接続されたスリップリング４７、４８と、これらのスリップリング４７、４８に接触するブラシ４９、５１とで形成されている。ブラシ４９、５１はリード線５４、５５で可変抵抗４１に接続されている。
【００５８】
そして、コントローラ５２で可変抵抗４１の抵抗値を調整することにより、バッテリ３８の電力を調節してステータ３１への通電電流を制御することでロータ３２の回転駆動力が制御され、ロータ３２の回転駆動力を制御することによりギア組４への負荷抵抗が調整される。
【００５９】
以下、カップリング１の作動について説明する。
【００６０】
ステータ３１に通電していない状態で、入力軸１４にエンジンからの回転駆動力（トルク）が入力されると回転ケース６が回転しケーシング本体７が回転する。ケーシング本体７が回転すると、収容孔１７、１８、１９、２０内に収容されているヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９がケーシング本体７と共に回転（公転）する。ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９がケーシング本体７と共に回転すると、ヘリカルピニオンギヤ２６、２７と噛み合っているヘリカルサイドギア２５もケーシング本体７と共に回転（公転）する。このとき、出力軸２４に負荷が加わっていない場合には、ヘリカルサイドギア２５と一体の出力軸２４はケーシング本体７と共に回転する。
【００６１】
この状態から、出力軸２４に負荷が加わると、出力軸２４がケーシング本体７と共に回転しようとするのを妨げるのでヘリカルサイドギア２５が収容孔１６内で回転する（自転）する。ヘリカルサイドギア２５が収容孔１６内で回転（自転）すると、このヘリカルサイドギア２５と噛み合っているヘリカルピニオンギア２６、２７が収容孔１７、１８内で回転（自転）する。さらに、ヘリカルピニオンギア２８、２９が収容孔１７、１８内で回転（自転）すると、ヘリカルピニオンギア２８、２９が収容孔１９、２０内で回転（自転）する。ヘリカルピニオンギア２８、２９が収容孔１９、２０内で回転（自転）すると、ヘリカルピニオンギア２８、２９と噛み合っているヘリカルサイドギア３０が回転し、ロータ軸３３が回転する。
【００６２】
この場合、ヘリカルサイドギア２５、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９、ヘリカルサイドギア３０は、ヘリカルギアで形成されているので、その噛み合い反力によって、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９は互いに押圧し合って収納孔１７、１８、１９、２０の内壁へ押し付けられて摩擦抵抗が発生する。
【００６３】
さらに、ヘリカルギアでピニオンギヤ、サイドギアが形成されているので、発生したスラスト力によって、ヘリカルサイドギア２５、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９の端面は、カバー９及び隔壁１０に押圧されて摩擦抵抗が発生する。これらの噛み合い反力による摩擦抵抗やスラスト力による摩擦抵抗が発生すると、収納孔１７、１８、１９、２０内でのヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９の回転（自転）が規制され、ヘリカルサイドギア２５、３０の回転（自転）も規制される。この結果、これらの摩擦抵抗に応じた力分だけ、ヘリカルサイドギア３０はケーシング本体７によって強制的に回転されて出力軸２４に回転駆動力（トルク）が伝達される。
【００６４】
ここで、ステータ３１に通電すると、ロータ３２に回転力が発生し、ロータ軸３３を回転させようとし、ロータ３２回転させようとすると、ロータ軸３３の上記回転を妨げようとしてヘリカルサイドギア３０に負荷抵抗が加わり、ヘリカルサイドギア３０の回転（自転）が規制される。ヘリカルサイドギア３０の回転（自転）が規制されると、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９の回転（自転）も規制され、ヘリカルサイドギア２５の回転（自転）も規制されるので、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９、ヘリカルサイドギア２５の公転によって強制的に出力軸２２４がケーシング本体７と共に回転され、ケーシング本体７から回転駆動力（トルク）が伝達される。
【００６５】
この場合、ステータ３１への通電電流値を大きくして、ロータ軸３３の回転を完全に停止させるとヘリカルサイドギア３０、ピニオンギア２６、２７、２８、２９の自転は完全に停止し、これにより入力軸１４側の回転駆動力（トルク）がケーシング本体７を介して出力軸２４側へ全て伝達される。
【００６６】
また、ステータ３１への通電電流値を調節しロータ軸３３の回転を許容するとヘリカルサイドギア３０、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９の自転が許容されるので、ケーシング本体７から出力軸２４へ伝達されるトルクを調節することができる。
【００６７】
従って、ステータ３１への通電電流を制御することでヘリカルサイドギア３０への負荷抵抗（小さなトルク）を調節することができ、出力軸２４に伝達されるトルクを増幅することができる。
【００６８】
また、ギア組４は、各構成ギア２５、２６、２７、２８、２０、３０の歯数比（ギア比）によるトルク増幅機能を持っており、トルクが伝達される間、ギア組４で発生する上記の各噛み合い抵抗と、ギア組４のギア比とによってトルクが増幅される。
【００６９】
さらに、電動手段５によって負荷される抵抗により、ギア組４の上記の増幅機能が数倍から約十倍にまで増幅される。
【００７０】
本実施形態のカップリング１では、トルクの主伝達経路、すなわち、他方のトルク伝達部材に一方のトルク伝達部材からのトルクを伝達する主伝達経路に摩擦クラッチを用いていないので、スティックスリップ音の発生を大幅に抑制することができる。
【００７１】
さらに、カム機構を用いていないので、トルク抜けが生じることがなく、レスポンスの低下を防止することができる。
【００７２】
また、可変抵抗４１によって電動手段５の駆動電流とトルクを制御し、ギア組４に負荷される抵抗を調整すると、カップリング１による伝達トルクの大きさを広い範囲で任意に調整することが可能であり、電動式カップリング１を介して後輪側に送られる駆動力の大きさを調整し、前後輪間の駆動力配分比を制御することができる。
【００７３】
例えば、旋回走行中にこのような駆動力配分比の制御（カップリング１による伝達トルクの大きさの調整）を行うと、車両の操縦性や安定性などを大きく向上させることができる。
【００７４】
また、電動手段５の駆動を停止すると、ギア組４に負荷される抵抗が消失し、ギア組４の各構成ギア２５、２６、２７、２８、２９、３０が相対回転可能になり、これに伴って、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９が収容孔１７、１８、１９、２０（回転ケース６）と共に公転し、各ヘリカルサイドギア２５、３０が自転（空転）することにより、トルクの伝達が遮断され、車両は前輪駆動による２輪駆動状態になる。
【００７５】
上記のように、カップリング１では、ギア組４固有のギア比及び噛み合い抵抗による増幅機能と、ギア組４に負荷される電動手段５の抵抗によるトルク増幅機能とによって大きなトルク増幅機能が得られると共に、電動手段５の駆動電流制御によって伝達トルク（トルク特性）を調整することができる。
【００７６】
図４のグラフ５３は、カップリング１において、電動手段５の駆動電流制御によって得られる伝達トルク（Ｎｍ）−駆動電流値（Ａ）特性の一例である。
【００７７】
また、電動手段５の駆動電流値（Ａ）に対する伝達トルク（Ｎｍ）の大きさは、エンジンの出力トルク、カップリング１の入力軸１４と出力軸２４（入出力）間の回転数差（ΔＮ）、あるいは、車両の旋回、加速、制動などの走行条件、路面状態などに応じて電動手段５の駆動電流を制御することによって任意に選択できるから、グラフ５３の他にも、種々の伝達トルク特性を得ることができる。従って、車両の加速性、旋回性、操縦性などにおいてさらに大きい向上効果が得られる。
【００７８】
また、電動手段５を用いて構成されたカップリング１では、電動手段５を用いて構成されている下記第４実施形態のカップリング３０１の特性（図８の各グラフ３６１、３６３、３６５、３６７）と同様な伝達トルク特性が得られる。
【００７９】
さらに、電動手段５のトルクによってヘリカルサイドギア３５からギア組７を介して出力軸９を加速すれば、出力軸９を入力軸３より先行回転させる加速機能が得られる。
【００８０】
従って、例えば旋回走行時に、旋回半径に応じて電動手段５によるこのような加速を行えば、４輪駆動走行しながら、車両の加速性、旋回性、操縦性などをさらに大きく向上させることができる。
【００８１】
［第２実施形態］
図３と図４によって本発明の第２実施形態であるカップリング１０１（カップリング）の説明をする。なお、上記第１実施形態と同構成部分については図面に同符号を付し、重複した説明は省略する。
【００８２】
第２実施形態のカップリング１０１は、上記第１実施形態のカップリング１に対してギア組１０４の構成が異なり、本実施形態のギア組１０４は、プラネタリーギアを用いている。
【００８３】
本実施形態のギア組４は、インターナルギア（３箇の相対回転部材の内の２者）１１７と、このインターナルギア１１７に噛み合うプラネタリーギア１１８と、プラネタリーギア１１８を支持するキャリヤ（３箇の相対回転部材の内の２者）１１９と、プラネタリーギア１１８と噛み合うサンギア（３箇の相対回転部材の内の２者）１２０とで構成されている。インターナルギア１１７は、ケーシング本体７のギア室１２の内壁に設けられている。キャリヤ１１９は、前方支持部材１２５と後方支持部材１２６とで形成され、これらの間に設けられた支持軸１２７に上記プラネタリーギア１１８が回転自在に支持されている。また、後方支持部材１２６の中心部から出力軸２４が一体に突設されている。サンギア１２０は、ケーシング本体７の中心部のロータ軸３３の一端側の外周に設けられている。
【００８４】
ステータ３１に通電していない状態で、入力軸１４に回転駆動力が入力されると、ロータ３２が回転し、ケーシング本体７が回転する。ケーシング本体７が回転すると、インターナルギア１１７と噛み合っているプラネタリーギア１１８がケーシング本体７と共に回転（公転）し、キャリヤ１１９がケーシング本体７と共に回転する。また、プラネタリーギア１１８と噛み合っているサンギア１２０が回転し、ロータ軸３３もケーシング本体７と共に回転する。このとき、出力軸２４に負荷が加わっていない場合には、キャリヤ１１９と一体の出力軸２４はケーシング本体７と共に回転する。
【００８５】
この状態から、出力軸２４に負荷が加わると、出力軸２４がケーシング本体７と共に回転しようとするのを妨げるのでプラネタリーギア１１８が支持軸１２７を中心に回転（自転）する。プラネタリーギア１１８が自転するとサンギア１２０がケーシング本体７と逆方向へ回転する。
【００８６】
ここで、ステータ３１に通電すると、ロータ３２が回転しロータ軸３３が回転する。この場合、ロータ軸３３の回転がサンギア１２０の回転方向と逆方向へ回転するように、ステータ３１に通電される。ロータ軸３３がサンギア１２０の回転を妨げるように回転すると、この回転が負荷抵抗となって、プラネタリーギア１１８の回転（自転）が規制される。プラネタリーギア１１８の回転（自転）が規制されると、キャリヤ１１９の回転（公転）も規制されるので出力軸２４がケーシング本体７と共に回転されてケーシング本体７から出力軸２４に回転駆動力（トルク）が伝達される。
【００８７】
この場合、ステータ３１への通電電流値を大きくして、ロータ軸３３の回転を完全に停止させると、サンギア１２０はケーシング本体７と一体に回転し、プラネタリーギア１１８の回転（自転）も完全に停止するので、ケーシング本体７の回転駆動力はキャリヤ１１９を介して出力軸２４７側へ全て伝達される。
【００８８】
また、ステータ３１への通電電流値を調節すると、すなわち、ロータ軸３３の回転を許容するとプラネタリーギア１１８の自転が許容されるので、ケーシング本体７から出力軸２４へ伝達されるトルクを調節することができる。
【００８９】
従って、ステータ３１への励磁電流を制御し、ロータ軸３３への負荷抵抗を調節することでサンギア１２０への負荷抵抗（小さなトルク）を調節することができ、ロータ軸３３の負荷抵抗によるトルクに対して出力軸２４に伝達されるトルクを増幅することができる。
【００９０】
また、本実施形態のカップリング１０１では、ギア組としてプラネタリー式のギア組を用いているので、インターナルギア１１７、サンギア１２０、プラネタリーギア１１８の歯数比によるトルク増幅機能を持っており、上記したトルクを伝達する間、このギア比によってもトルクが増幅される。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータ３１への通電電流を制御し、ギア組１０４に付与する負荷抵抗を調整することにより、ギア組１０４によるトルク増幅機能を制御することができる。この場合、ロータ軸３３の負荷抵抗による小さなトルクに対して他方のトルク伝達部材３から出力されるトルクは、ギア組１０４によって増幅されて大きなトルクとなる。この結果、ステータ３１への通電電流を制御することにより他方のトルク伝達部材３から出力される大きなトルクの制御を行うことができる。
【００９２】
また、本実施形態のカップリング１０１では、トルクの主伝達経路、すなわち、他方のトルク伝達部材３に一方のトルク伝達部材２からのトルクを伝達する主伝達経路に摩擦クラッチを用いていないので、スティックスリップ音を大幅に抑制することができる。
【００９３】
さらに、本実施形態のカップリング１０１では、カム機構を用いていないので、トルク抜けが生じることがなく、レスポンスの低下を防止することができる。
【００９４】
加えて、ギア組１０４のギア比を調節することにより、カップリング１０１による伝達トルクの大きさを広い範囲で任意に調整することが可能であり、カップリング１０１を介して後輪側に送られる駆動力の大きさを変えて前後輪の駆動力配分比を制御することができる。例えば、旋回走行中にこのような駆動力配分比の制御（カップリング１による伝達トルクの大きさ調整）を行うと、車両の操縦性や安定性などを大きく向上させることができる。
【００９５】
このようにカップリング１０１の伝達トルクの増幅率を調整すれば、操舵、加速、減速などの走行条件や、路面条件に応じ、オンデマンドで前後輪間のトルク配分比を調整することができ、車両の操縦性や安定性などを大きく向上させることができる。
【００９６】
また、ギア組１０４自身のギア比と噛み合い抵抗値を変えることにより、トルク増幅機能をさらに広い範囲で調整することができる。
【００９７】
また、カップリング１０１がこのように大きなトルクの増幅機能を負担するから、従来例と異なって、トランスミッション、トランスファ、方向変換歯車組、終減速機構などに要求されるトルク増幅機能がそれだけ軽減され、これらの機構は、設計上の自由度が高くなると共に、コストが低減され、小型化と軽量化が可能になり、車載性が向上する。
【００９８】
また、カップリング１０１は、カム機構を用いないから、カム機構のガタ、ガタによるレスポンスの低下と騒音などから解放されている。
【００９９】
また、メインクラッチ５０７、パイロットクラッチ５１５、ボールカム５０９、カムリング５１３、アーマチャ５１７、電磁石５１９などの部材を用いて構成された従来の駆動力伝達装置５０１と較べて、電磁式カップリング１０１は構造が簡単で、低コストであると共に、小型軽量に構成されるから、それだけ良好な車載性が得られる。
【０１００】
また、カップリング１０１は、電動手段５を用いたことにより、例えば、流体圧式のアクチュエータを用いた構成と異なって、高価なポンプとその駆動源及び圧力ラインの引き回しなどが不要であり、構造簡単、低コストで、配置スペースが狭くてすみ、小型軽量で、車載性に優れる上に、トルク増幅機能を調整し、トルクを断続する際のレスポンスが速く、高い信頼性が得られる。
【０１０１】
なお、カップリング１０１では、入力軸１４を出力側にし、出力軸２４を入力側にしてもよい。
【０１０２】
なお、電動手段５を停止させると、すなわちステータ３１への通電を完全に停止させると、プラネタリーギア組１０４に負荷される抵抗が消失し、インターナルギア１１７とサンギア１２０とが相対回転可能になり、プラネタリーギア１１８の公転に伴ってキャリヤ１１９が回転しサンギア１２０が空転（自転）するから、トルクの伝達が遮断され、車両は前輪駆動による２輪駆動状態になる。
【０１０３】
上記のように、電動式カップリング１０１では、プラネタリーギア組１０４固有のギア比によるトルク増幅機能と、プラネタリーギア組１０４に負荷される電動手段５の抵抗によるトルク増幅機能とによって大きなトルク増幅機能が得られると共に、電動モータ１１の駆動電流制御によって伝達トルク（トルク特性）を調整することができる。
【０１０４】
図４のグラフ５３は、電動モータ１１の駆動電流制御によって得られる電動式カップリング１０１の伝達トルク（Ｎｍ）−駆動電流値（Ａ）特性の一例であり、エンジンの出力トルク、入力軸１４と出力軸２４（入出力）間の回転数差（ΔＮ）、あるいは、車両の旋回、加速、制動などの走行条件、路面状態などに応じて電動モータ１１の駆動電流を制御すれば、グラフ５３の他にも、種々の伝達トルク特性を得ることができる。
【０１０５】
また、電動手段５を用いて構成されたカップリング１０１では、電動手段５を用いて構成されている下記第４実施形態のカップリング３０１の特性（図８の各グラフ３６１、３６３、３６５、３６７）と同様な伝達トルク特性が得られる。
【０１０６】
さらに、電動手段５のトルクによってサンギア１２０からプラネタリーギア組１０４を介して出力軸２４を加速すれば、出力軸２４を入力軸１４より先行回転させる加速機能が得られる。
【０１０７】
従って、旋回半径に応じて電動手段５によるこのような加速を行えば、４輪駆動走行しながら、車両の加速性、旋回性、操縦性などを大きく向上させることができる。
【０１０８】
［第３実施形態］
図５と図６によって本発明の第３実施形態であるカップリング２０１（カップリング）の説明をする。本実施形態のカップリング２０１は、第１実施形態のカップリング１の駆動制御手段３７の構成と、電動手段５の機能が異なる。他の構成については、第１実施形態のカップリング１と同構成なので、図面に同符号を付し、重複した説明は省略する。
【０１０９】
第１実施形態では、電動手段５は電動モータとして機能したが、本実施形態では、ジェネレータとして機能する。本実施形態の駆動制御手段２３７は、駆動電源であるバッテリ３８と、このバッテリ３８にリード線２３９、２４０によって接続されたコントローラ５２と、このコントローラ５２にリード線２４２、２４３によって接続されて抵抗が制御される電気抵抗調整手段である可変抵抗２４１と、入力軸１４の外周に設けられリード線４４、４５を介してステータ３１に接続されたスリップリング４７、４８と、これらのスリップリング４７、４８に接触するブラシ４９、５１とで形成されている。ブラシ４９、５１はリード線２５４、２５５で可変抵抗４１に接続されている。
【０１１０】
ステータ３１に通電していない状態で、入力軸１４にエンジンからの回転駆動力（トルク）が入力されると回転ケース６が回転しケーシング本体７が回転する。ケーシング本体７が回転すると、収容孔１７、１８、１９、２０内に収容されているヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９がケーシング本体７と共に回転（公転）する。ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９がケーシング本体７と共に回転すると、ヘリカルピニオンギヤ２６、２７と噛み合っているヘリカルサイドギア２５もケーシング本体７と共に回転（公転）する。このとき、出力軸２４に負荷が加わっていない場合には、ヘリカルサイドギア２５と一体の出力軸２４はケーシング本体７と共に回転する。
【０１１１】
この状態から、出力軸２４に負荷が加わると、出力軸２４がケーシング本体７と共に回転しようとするのを妨げるのでヘリカルサイドギア２５が収容孔１６内で回転する（自転）する。ヘリカルサイドギア２５が収容孔１６内で回転（自転）すると、このヘリカルサイドギア２５と噛み合っているヘリカルピニオンギア２６、２７が収容孔１７、１８内で回転（自転）する。さらに、ヘリカルピニオンギア２８、２９が収容孔１７、１８内で回転（自転）すると、ヘリカルピニオンギア２８、２９が収容孔１９、２０内で回転（自転）する。ヘリカルピニオンギア２８、２９が収容孔１９、２０内で回転（自転）すると、ヘリカルピニオンギア２８、２９と噛み合っているヘリカルサイドギア３０が回転し、ロータ軸３３が回転する。
【０１１２】
この場合、ヘリカルサイドギア２５、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９、ヘリカルサイドギア３０は、ヘリカルギアで形成されているので、その噛み合い反力によって、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９は互いに押圧し合って収納孔１７、１８、１９、２０の内壁へ押し付けられて摩擦抵抗が発生する。
【０１１３】
さらに、ヘリカルギアでピニオンギヤ、サイドギアが形成されているので、発生したスラスト力によって、ヘリカルサイドギア２５、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９の端面は、カバー９及び隔壁１０に押圧されて摩擦抵抗が発生する。これらの噛み合い反力による摩擦抵抗やスラスト力による摩擦抵抗が発生すると、収納孔１７、１８、１９、２０内でのヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９の回転（自転）が規制され、ヘリカルサイドギア２５、３０の回転（自転）も規制される。この結果、これらの摩擦抵抗に応じた力分だけ、ヘリカルサイドギア３０はケーシング本体７によって強制的に回転されて出力軸２４に回転駆動力（トルク）が伝達される。
【０１１４】
また、ロータ軸３３が回転し、ロータ３２が回転すると起電力が発生し、この起電力を発生させる仕事分だけギア組４に負荷抵抗を付与する。コントローラ５２は、可変抵抗２４１の抵抗値を調整することにより、電動手段５のジェネレータとしての機能による駆動抵抗によってギア組４に負荷される抵抗を制御すると共に、発生した起電力でバッテリ３８を充電する。
【０１１５】
ジェネレータとして機能する電動手段５の起電力の仕事分の負荷抵抗がロータ軸３３に加わると、ロータ軸３３の上記回転を妨げようとし、ヘリカルサイドギア３０に負荷抵抗が加わってヘリカルサイドギア３０の回転（自転）が規制される。ヘリカルサイドギア３０の回転（自転）が規制されると、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９の回転（自転）も規制され、ヘリカルサイドギア２５の回転（自転）も規制されるので、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９、ヘリカルサイドギア２５の公転によって強制的に出力軸２２４がケーシング本体７と共に回転され、ケーシング本体７から回転駆動力（トルク）が伝達される。
【０１１６】
この場合、電動手段５が発生した起電力によりロータ軸３３の回転を完全に停止させるとヘリカルサイドギア３０、ピニオンギア２６、２７、２８、２９の自転は完全に停止し、これにより入力軸１４側の回転駆動力（トルク）がケーシング本体７を介して出力軸２４側へ全て伝達される。
【０１１７】
また、可変抵抗２４１の抵抗値を制御することにより、ロータ軸３３への負荷抵抗を調整し、ロータ軸３３の回転を許容するとヘリカルサイドギア３０、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９の自転が許容されるので、ケーシング本体７から出力軸２４へ伝達されるトルクを調節することができる。
【０１１８】
従って、可変抵抗２４１の抵抗値を制御することでヘリカルサイドギア３０への負荷抵抗（小さなトルク）を調節することができ、出力軸２４に伝達されるトルクを増幅することができる。
【０１１９】
また、ギア組４は、各構成ギア２５、２６、２７、２８、２０、３０歯数比（ギア比）によるトルク増幅機能を持っており、トルクが伝達される間、ギア組４で発生する上記の各噛み合い抵抗と、ギア組４のギア比とによってトルクが増幅される。
【０１２０】
さらに、電動手段５によって負荷される抵抗により、ギア組４の上記の増幅機能が数倍から約十倍にまで増幅される。
【０１２１】
また、可変抵抗４１によって電動手段５の駆動電流とトルクを制御し、ギア組４に負荷される抵抗を調整すると、カップリング１によるトルクの増幅機能を広い範囲で任意に調整することが可能であり、電動式カップリング１を介して後輪側に送られる駆動力の大きさを調整し、前後輪間の駆動力配分比を制御することができる。
【０１２２】
例えば、旋回走行中にこのような駆動力配分比の制御（カップリング１による伝達トルクの大きさの調整）を行うと、車両の操縦性や安定性などを大きく向上させることができる。
【０１２３】
また、電動手段５の駆動を停止すると、ギア組４に負荷される抵抗が消失し、ギア組４の各構成ギア２５、２６、２７、２８、２９、３０が相対回転可能になり、これに伴って、ヘリカルピニオンギア２６、２７、２８、２９が収容孔１７、１８、１９、２０（回転ケース６）と共に公転し、各ヘリカルサイドギア２５、３０が自転（空転）することにより、トルクの伝達が遮断され、車両は前輪駆動による２輪駆動状態になる。
【０１２４】
上記のように、本実施形態のカップリング２０１は、トルクの主伝達経路、すなわち、他方のトルク伝達部材３に一方のトルク伝達部材２からのトルクを伝達する主伝達経路に摩擦クラッチを用いていないので、スティックスリップ音の発生を大幅に抑制できる。
【０１２５】
さらに、本実施形態のカップリング２０１では、カム機構を用いていないので、トルク抜けが生じることがなく、レスポンスの低下を防止することができる。
【０１２６】
また、本実施形態のカップリング２０１では、ギア組４のギア比及び噛み合い抵抗による増幅機能と、ギア組４に負荷される電動手段５の回転抵抗による増幅機能とによって大きなトルク増幅機能が得られると共に、可変抵抗２４１によるジェネレータとしての機能による抵抗値制御によって伝達トルク（トルク特性）を調整することができる。
【０１２７】
図６の各グラフ２５１，２５３，２５５，２５７，２５９，２６１は、電動式カップリング２０１において、ジェネレータとしての機能による抵抗値を可変抵抗２４１によって制御することにより得られる伝達トルク（Ｎｍ）−入出力間の回転数差（ΔＮ）特性の例である。
【０１２８】
このように、カップリング２０１の入力軸１４と出力軸２４（入出力）間の回転数差（ΔＮ）に対する伝達トルク（Ｎｍ）の大きさは、エンジンの出力トルク、あるいは、車両の旋回、加速、制動などの走行条件、路面状態に応じてジェネレータ２０３回路の抵抗値を制御することにより、各グラフ２５１，２５３，２５５，２５７，２５９，２６１のような種々の特性を選択できる。
【０１２９】
従って、車両の加速性、旋回性、操縦性などにおいてさらに大きい向上効果が得られる。
【０１３０】
また、上記のように、電動手段５で生じる電力によってバッテリ３８を充電すれば、電力（エネルギー）を回生できるから、バッテリ３８を充電するオルタネータと、オルタネータを駆動するエンジンの負担が軽減されると共に、エンジンの燃費がそれだけ向上する。
【０１３１】
本実施形態のカップリング２０１ではは、上記のように、ギア組４のギア比と噛み合い抵抗とによってトルク増幅機能が得られる上に、電動手段５の回転抵抗をギア組４に負荷することによってその数倍から約十倍にわたる大きな増幅機能が得られ、さらに、電動手段５による負荷抵抗の調整によって、全体の増幅機能を広い範囲で制御することができる。
【０１３２】
このような理由により、本実施形態のカップリング２０１は、電動手段５のモータとしての機能による加速機能を除いて、カップリング１と同等の効果が得られる。
【０１３３】
さらに、カップリング２０１では、電動手段５でバッテリ３８を充電し、電力（エネルギー）を回生することにより、オルタネータとエンジンの負担を軽減し、エンジンの燃費を向上させることができる。
【０１３４】
［第４実施形態］
図７と図８によって本発明の第４実施形態であるカップリング３０１の説明をする。本実施形態のカップリング３０１は、第２実施形態のカップリング１０１の駆動制御手段３７の構成と、電動手段５の機能が異なる。他の構成については、第２実施形態のカップリング１０１と同構成なので、図面に同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。
【０１３５】
第２実施形態では、電動手段５は電動のモータとして機能したが、本実施形態では、ジェネレータとしても機能する。本実施形態の駆動制御手段３３７は、駆動電源であるバッテリ３８と、このバッテリ３８にリード線２３９、２４０によって接続されたコントローラ５２と、このコントローラ５２にリード線２４２、２４３で接続された電気抵抗調整手段である可変抵抗２４１と、この可変抵抗２４１とリード線３４４、３４５を介して接続された切り換えスイッチ３４１と、入力軸１４の外周に設けられリード線４４、４５を介してステータ３１に接続されたスリップリング４７、４８と、これらのスリップリング４７、４８に接触するブラシ４９、５１とで形成されている。ブラシ４９、５１はリード線３５４、３５５で切り換えスイッチ３４１に接続されている。
【０１３６】
そして、コントローラ５２は、切り換えスイッチ３４１を操作し、電動手段５をバッテリ３８に接続してモータとして機能させるモータモード（モータ制御）に切り換え、電動手段５を可変抵抗２４１に接続してジェネレータとして機能させるジェネレータモード（ジェネレータ制御）に切り換える。
【０１３７】
モータモードとジェネレータモードでは、いずれも、プラネタリーギア組１０４のギア比による増幅機能と、プラネタリーギア組１０４に負荷される電動手段５のモータモードによるトルク及びジェネレータモードによる回転抵抗による増幅機能とによって極めて大きなトルク増幅機能が得られ、電動手段５のモータモードとして駆動電流制御及びジェネレータモードとしての抵抗値制御によって伝達トルク（トルク特性）を調整できるから、操舵、加速、減速などの走行条件や、路面状態に応じ、オンデマンドで前後輪間のトルク配分比を調整することにより、車両の加速性、旋回性、操縦性などを大きく向上させることができる。
【０１３８】
また、ジェネレータモードでは、第３実施形態のカップリング２０１と同様に、バッテリ３８を充電して電力（エネルギー）を回生し、バッテリ３８の充電用オルタネータと、オルタネータを駆動するエンジンの負担を軽減し、エンジンの燃費を向上させることができる。
【０１３９】
また、モータモードでは、第２実施形態のカップリング１０１と同様に、モータそしての加速機能によって出力軸２４を加速し、車両のトルク配分比、加速性、旋回性、操縦性などの調整機能を大きく向上させることができる。
【０１４０】
図８のグラフ３５１，３５３，３５５，３５７，３５９は、電動式カップリング３０１のジェネレータモード（ジェネレータ制御範囲）において、ジェネレータモードの抵抗値を制御して得られる伝達トルク（Ｎｍ）−入出力間の回転数差（ΔＮ）の特性を示す例である。
【０１４１】
このように、入力軸１４と出力軸２４（入出力）間の回転数差（ΔＮ）に対する伝達トルク（Ｎｍ）の大きさは、エンジンの出力トルク、あるいは、車両の旋回、加速、制動などの走行条件、路面状態に応じてジェネレータモードにおける抵抗値を制御することにより、各グラフ３５１，３５３，３５５，３５７，３５９のような種々の特性を選択できる。従って、車両の加速性、旋回性、操縦性などにおいてさらに大きい向上効果が得られる。
【０１４２】
また、図８のグラフ３６１，３６３，３６５，３６７は、カップリング３０１のモータモード（モータ制御範囲）において、電動手段５の駆動電流を制御して得られる伝達トルク（Ｎｍ）−入出力間の回転数差（ΔＮ）の特性を示す例である。
【０１４３】
各グラフ３６１，３６３，３６５，３６７では、回転数差（ΔＮ）が変化しても伝達トルク（Ｎｍ）は一定に保たれており、さらに、電動手段５の駆動電流を制御することにより、このように伝達トルク（Ｎｍ）一定の条件を満たしながら、任意の伝達トルク特性を選択することができる。従って、車両の加速性、旋回性、操縦性などにおいてさらに大きい向上効果が得られる。
【０１４４】
また、図８に表示したジェネレータ制御範囲とモータ制御範囲は一例であり、これらの範囲は、各矢印のいずれの方向にも自由に変更可能であり、さらに、ジェネレータ制御範囲とモータ制御範囲は互いに交差してもよい。
【０１４５】
電動式カップリング３０１は、同一の機器である電動手段５をモータモードとジェネレータモードとに切り換えて用いるように構成したことにより、モータモードとして用いた第２実施形態のカップリング１０１の効果と、ジェネレータモードとして用いた第３実施形態のカップリング２０１の効果の両方を得られる。
【０１４６】
さらに、同一の機器をモータモードとジェネレータモードとに切り換えて用いるこの構成では、モータとジェネレータを個別に用いることに伴うカップリング３０１の大型化と重量化が防止されるから、構造簡単、低コスト、小型軽量、良好な車載性が得られるなどの効果が保たれる。
【０１４７】
なお、電動式カップリング３０１は、入力軸１４を出力側にし、出力軸２４を入力側にしてもよい。
【０１４８】
なお、本発明のカップリングは、デファレンシャル装置の差動回転部材の間に配置すれば、差動制限機構に用いることもできる。
【０１４９】
【発明の効果】
請求項１のカップリングは、ギア組のギア比や噛み合い抵抗値によるトルク増幅機能が得られる上に、モータモードによるトルクやジェネレータモードによる回転抵抗をギア組に負荷し、この負荷抵抗を変えることにより、ギア組固有のトルク増幅機能の数倍から約十倍にわたる大きな増幅機能が得られ、トルクを広い範囲で任意に調整することが可能であり、操舵、加速、減速などの走行条件や、路面状態に応じ、オンデマンドで前後輪間のトルク配分比を調整することにより、車両の加速性、旋回性、操縦性などを大きく向上させることができる。
【０１５０】
また、従来はトランスミッション、トランスファ、方向変換歯車組、終減速機構などに要求されていた大きな増幅機能が軽減されるから、これらの機構は、設計上の自由度が高くなると共に、コストが低減され、小型化と軽量化が可能になり、車載性が向上する。
【０１５１】
また、本発明のカップリングでは、トルクの伝達経路に摩擦クラッチを用いないから、摩擦クラッチに付随した現象であるスティックスリップ音、クラッチの磨耗とオイルの経時劣化によるトルク伝達特性の変動と低下、オイルの粘性によるドラグトルクなどによる影響が大幅に低減され、トルク増幅機能、トルクの伝達機能及び断続機能がそれだけ安定する。
【０１５２】
また、カム機構を用いないから、カム機構のガタ、ガタによるレスポンスの低下と騒音などから解放される。
【０１５３】
また、従来の駆動力伝達装置５０１と較べて、構造簡単、低コストであり、小型軽量に構成され、車載性が向上する。
【０１５４】
また、同一の機器を電動モータとジェネレータとに併用できるから、モータとジェネレータを個別に用いることによる大型化と重量化が防止され、構造簡単、低コスト、小型軽量、良好な車載性などの効果が高く保たれる。
【０１５５】
また、ジェネレータを用いる構成では、バッテリーを充電して電力（エネルギー）を回生することにより、バッテリー充電用のオルタネータと、オルタネータを駆動するエンジンの負担が軽減されると共に、エンジンの燃費が向上する。
【０１５６】
また、電動モータを用いる構成では、例えば、旋回半径などに応じて切り離し側車輪を電動モータで加速すれば、４輪駆動走行しながら、車両の加速性、旋回性、操舵性などを大きく向上させることができる。
【０１５７】
また、ギア組に抵抗を負荷する手段に電動モータやジェネレータを用いたことにより、流体圧式のアクチュエータを用いた構成と異なって、高価なポンプとその駆動源及び圧力ラインの引き回しなどが不要であり、構造簡単、低コストで、配置スペースが狭くてすみ、小型軽量に構成され、車載性に優れる上に、トルク増幅機能を調整する際のレスポンスと、トルクを断続する際のレスポンスが速く、高い信頼性が得られる。
【０１５８】
請求項２のカップリングは、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１５９】
また、電動モータやジェネレータによってギア組に負荷される抵抗を調整すれば、上記のように、オンデマンドでトルクと速度とを広い範囲で調整可能であり、４輪駆動車の走行性、旋回性、操舵性などをさらに向上させることができる。
【０１６０】
また、電動モータのトルクにより、ギア組を自由回転の状態にすれば、トルクを遮断することができる。
【０１６１】
請求項３のカップリングは、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１６２】
これに加えて、ギア組のギア比によるトルク増幅機能が得られる上に、このトルク増幅機能が電動モータやジェネレータの負荷抵抗によって増幅され、さらに大きな増幅機能が得られる。
【０１６３】
請求項４のカップリングは、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１６４】
これに加えて、ギア組の噛み合い抵抗によるトルク増幅機能が得られる上に、このトルク増幅機能が電動モータやジェネレータの負荷抵抗によって増幅され、さらに大きな増幅機能が得られる。
【０１６５】
請求項５のカップリングは、請求項３及び請求項４の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１６６】
また、ヘリカルギアの噛み合いスラスト力と噛み合い反力とによって、さらに大きなトルク増幅機能が得られる。
【０１６７】
請求項６のカップリングは、請求項３の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１６８】
請求項７のカップリングは、請求項１〜請求項６の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１６９】
また、同一の機器を電動モータとジェネレータとに切り換えて用いるこの構成では、電動モータとジェネレータによる大きなトルク増幅機能と、電動モータによる加速性などの向上効果と、ジェネレータによるエネルギー回生機能などがシームレスに得られる。
【０１７０】
さらに、電動モータとジェネレータを個別に用いることに伴うカップリングの大型化と重量化が防止され、構造簡単、低コスト、小型軽量、良好な車載性が得られるなどの効果が高く保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に用いられたヘリカルギア構成のギア組と、各ヘリカルギアの収容孔とを示す図面である。
【図３】第２実施形態の断面図である。
【図４】第１実施形態と第２実施形態において、伝達トルク（Ｎｍ）−駆動電流値（Ａ）の特性を示すグラフである。
【図５】第３実施形態の断面図である。
【図６】第３実施形態において、伝達トルク（Ｎｍ）−入出力間の回転数差（ΔＮ）の特性を示すグラフである。
【図７】第４実施形態の断面図である。
【図８】第４実施形態において、伝達トルク（Ｎｍ）−入出力間の回転数差（ΔＮ）の特性を示すグラフである。
【図９】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１、１０１、２０１、３０１  カップリング
２  トルク伝達部材
３  トルク伝達部材
４、１０４  ギア組
５  電動手段
【図１】
2004197860.tif 000003
【図２】
2004197860.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004197860.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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