(57)【要約】【課題】  減速駆動装置のトルク伝達容量を増大することができると共に、噛み合いショックを抑制することを可能とする。【解決手段】  トルクを出力可能な伝動モータ５と、伝動モータ５のトルクを減速する第１，第２の減速機構３３，３５と、第１，第２の減速機構３３，３５の出力を車軸２５，２７側に分配するリヤデファレンシャル装置３７とを備え、第２の減速機構３５のリヤデファレンシャル装置３７に対する出力を伝達遮断切り替えするために動作可能な噛み合いクラッチ９１を設け、伝動モータ５の出力開始後噛み合いクラッチ９１が出力を伝達するために動作したとき第２の減速機構３５の出力側回転数とリヤデファレンシャル装置３７の入力側回転数とが噛み合いに適するように対応するまで噛み合いクラッチの噛み合い結合を規制する規制手段９３を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
2005059791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを出力可能な駆動源と、
前記駆動源のトルクを減速する減速機構と、
前記減速機構の出力を車軸側に分配するデファレンシャル装置と、
前記減速機構の出力を前記デファレンシャル装置に対し伝達遮断切り替えするために動作可能な噛み合いクラッチと、
前記駆動源の出力開始後、前記噛み合いクラッチが前記出力を伝達するために動作したとき、前記減速機構の出力側回転数と前記デファレンシャル装置の入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応するまで噛み合いクラッチの噛み合い結合を規制する規制手段を設けたことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の減速駆動装置であって、
前記噛み合いクラッチを噛み合う状態へ動作させ該状態で噛み合いが外れる方向の移動を規制可能なクラッチ駆動手段を設けたことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の減速駆動装置であって、
前記噛み合いクラッチに、前記トルクの伝達により前記噛み合いが外れる方向へ移動力を発生させる当接面を設けたことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の減速駆動装置であって、
前記クラッチ駆動手段は、カム構造により前記噛み合いが外れる方向の移動を規制可能としたことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４記載の減速駆動装置であって、
前記噛み合いクラッチは、前記減速機構の出力側に設けられた出力噛合部と前記デファレンシャル装置の入力側に設けられた入力噛合部と前記入出力噛合部に噛み合い可能なクラッチ噛合部を備えて前記入出力噛合部に共に噛み合う状態と一方にのみ噛み合う状態とへ動作可能なスリーブとからなり、
前記規制手段は、前記入出力噛合部間に配置され前記クラッチ噛合部が噛み合い可能なアイドル噛合部を有したアイドル回転体及び該アイドル回転体と前記出力噛合部側との間に設けられたコーン面からなることを特徴とする減速駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の減速駆動装置であって、
前記噛み合いクラッチを、前記出力側回転数が前記入力側回転数に近づいた時動作させると共に、該噛み合いクラッチが噛み合わず前記出力側回転数が前記入力側回転数を上回ったとき前記駆動源の回転を前記出力側回転数と前記入力側回転数とが前記噛み合い結合に適するように対応するまで下げるように制御する制御手段を設けたことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の減速駆動装置であって、
前記駆動源を、他の主駆動源に対して副駆動源としたことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項８】
請求項７記載の減速駆動装置であって、
前記主駆動源は内燃機関であると共に副駆動源は電動モータであり、
前記内燃機関及び電動モータは、一方が前後輪の一方を他方が同他方を駆動することを特徴とする減速駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪駆動車等に用いられる減速駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の減速駆動装置としては、例えば図８に示すようなものがある。図８の減速駆動装置２０１は、電動モータの出力を減速して左右のアクスルシャフトへ伝達し、例えば左右の後輪を駆動するようになっている。電動モータは、副駆動源として用いられている。前輪側は内燃機関などのエンジンが主駆動源として用いられ、該エンジンによって左右前輪を駆動するようになっている。
【０００３】
前記減速駆動装置２０１には、固定側のハウジング２０５に第１伝動軸２０７が回転自在に支持されている。第１伝動軸２０７には、第１の減速機構２０９を構成する減速ギヤ２１１が設けられている。減速ギヤ２１１には、第１の減速機構２０９の他方の減速ギヤ２１５が噛合っている。減速ギヤ２１５は、第２伝動軸２１７に支持されている。第２伝動軸２１７は、前記第１伝動軸２０７に対して平行に配置され、前記ハウジング２０５に回転自在に支持されている。
【０００４】
前記第２伝動軸２１７には、第２の減速機構２１９を構成する減速ギヤ２２１が設けられている。減速ギヤ２２１には、第２の減速機構２１９の他方の減速ギヤ２２３が噛合っている。減速ギヤ２２３は、リヤデファレンシャル装置２２５のデフケース２２７に対しベアリング２２９を介して相対回転自在に支持されている。
【０００５】
前記リヤデファレンシャル装置２２５は、前記デフケース２２７内に差動歯車機構２３１を支持している。デフケース２２９は、ハウジング２０５にベアリング２３３により回転自在に支持されている。
【０００６】
前記減速ギヤ２２３とデフケース２２９との間のトルクの伝達遮断の切り替えは、多板の摩擦板を用いた電磁クラッチ２３５で行われる。
【０００７】
従って、電磁クラッチ２３５がトルク伝達状態に有れば、電動モータを駆動することにより、第１，第２減速機構２０９，２１９を介して減速されたトルクがリヤデファレンシャル装置２２５へ伝達される。リヤデファレンシャル装置２２５からは、左右のアクスルシャフトへトルクが伝達される。このトルクにより、エンジンの駆動に対し発進走行や登坂走行の補助を行うことができる。
【０００８】
前記電動モータが停止しているときは、前記電磁クラッチ２３５がトルク遮断状態に切り替えられる。この切り替え状態で、車輪側の回転がリヤデファレンシャル装置２２５へ伝達されても、第１，第２減速機構２０９，２１９、電動モータへ回転が伝達されることはない。このため、電動モータの出力が停止しているとき第１，第２減速機構２０９，２１９、及び電動モータが車輪側の回転により強制的に駆動されることはない。
【０００９】
しかし、電磁クラッチ２３５によりトルク伝達遮断の切り替えを行う構成であると、トルク伝達容量が小さいという問題がある。電磁クラッチ２３５のトルク伝達容量を大きくすると、電磁クラッチ２３５が大型化し、重量が増大すると共に高価になるという問題がある。
【００１０】
また、前記多板の摩擦板を用いた電磁クラッチ２３５は、電磁クラッチ２３５を遮断状態としてもオイルの粘性等により大きな引きずりトルクを生じる恐れがある。この引きずりトルクは、電磁クラッチ２３５が大型化すればそれだけ大きくなり、電磁クラッチ２３５のトルク伝達容量の増大が制限されることになる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１０４０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点は、減速駆動装置のトルク伝達容量が小さく、引きずりトルクが発生する等の点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、駆動源の出力開始後、噛み合いクラッチが減速機構の出力を伝達するために動作したとき、減速機構の出力側回転数とデファレンシャル装置の入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応するまで噛み合いクラッチの噛み合い結合を規制する規制手段を設けたことを最も主要な特徴とする。
【００１４】
前記噛み合いクラッチを噛み合う状態へ動作させ該状態で噛み合いが外れる方向の移動を規制可能なクラッチ駆動手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
前記噛み合いクラッチに、前記トルクの伝達により前記噛み合いが外れる方向へ動作力を発生させる当接面を設けたことを特徴とする。
【００１６】
前記クラッチ駆動手段は、カム構造により前記噛み合いが外れる方向の移動を規制可能としたことを特徴とする。
【００１７】
前記噛み合いクラッチは、前記減速機構の出力側に設けられた出力噛合部と前記デファレンシャル装置の入力側に設けられた入力噛合部と前記入出力噛合部に噛み合い可能なクラッチ噛合部を備えて前記入出力噛合部に共に噛み合う状態と一方にのみ噛み合う状態とへ動作可能なスリーブとからなり、前記規制手段は、前記入出力噛合部間に配置され前記クラッチ噛合部が噛み合い可能なアイドル噛合部を有したアイドル回転体及び該アイドル回転体と前記出力噛合部側との間に設けられたコーン面からなることを特徴とする。
【００１８】
前記噛み合いクラッチを、前記出力側回転数が前記入力側回転数に近づいた時動作させると共に、該噛み合いクラッチが噛み合わず前記出力側回転数が前記入力側回転数を上回ったとき前記駆動源の回転を前記出力側回転数と前記入力側回転数とが前記噛み合い結合に適するように対応するまで下げるように制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
前記駆動源を、他の主駆動源に対して副駆動源としたことを特徴とする。
【００２０】
前記主駆動源は内燃機関であると共に副駆動源は電動モータであり、前記内燃機関及び電動モータは、一方が前後輪の一方を他方が同他方を駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の減速駆動装置では、駆動源の出力開始後、前記噛み合いクラッチが前記出力を伝達するために動作したとき、前記減速機構の出力側回転数と前記デファレンシャル装置の入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応するまで噛み合いクラッチの噛み合い結合を規制する規制手段を設けたため、駆動源の回転を上昇させて出力側と入力側とが同期したとき噛み合いクラッチを噛み合い結合するとき、出力側回転数と入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応するまでの間は、噛み合いクラッチの噛み合い結合を規制することができ、出力側回転数と入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応したとき、噛み合い結合を行わせることができる。従って、入出力側回転数が迅速に同期され、噛み合いクラッチの噛み合いショックを的確に抑制することができ、駆動源から減速機構を介して車輪側へ伝達すべきトルクを確実に伝達することができる。
【００２２】
また、噛み合いクラッチであるから、多板の摩擦クラッチに比べて小型でありながら、トルク伝達容量を大幅に向上することができる。
【００２３】
噛み合いクラッチは、噛み合い結合を外してトルク遮断状態としたときには、多板摩擦クラッチのような引きづりトルクを招くことが抑制され、確実な遮断を行うことができる。この確実な遮断により、燃費向上も可能である。
【００２４】
前記噛み合いクラッチを噛み合う状態へ動作させ該状態で噛み合いが外れる方向の移動を規制可能なクラッチ駆動手段を設けたため、噛み合いクラッチの噛み合い状態では噛み合い状態を確実に維持することができる。
【００２５】
前記噛み合いクラッチに、前記トルクの伝達により前記噛み合いが外れる方向へ動作力を発生させる当接面を設けたため、クラッチ駆動手段によって噛み合いクラッチをトルク遮断状態へ切り替え動作させたときには、当接面による動作力により噛み合いクラッチを噛み合いが外れる方向へ確実に動作させることができる。
【００２６】
従って、噛み合いクラッチの噛み合い状態の確実な維持と、トルク遮断状態への切り替え動作とをより的確に行わせることができる。
【００２７】
前記クラッチ駆動手段は、カム構造により前記噛み合いが外れる方向の移動を規制可能としたため、噛み合いクラッチの噛み合い状態をカム構造によって確実に維持することができる。
【００２８】
前記噛み合いクラッチは、前記減速機構の出力側に設けられた出力噛合部と、前記デファレンシャル装置の入力側に設けられた入力噛合部と、前記入出力噛合部に噛み合い可能なクラッチ噛合部を備えて前記入出力噛合部と共に噛み合う状態と一方にのみ噛み合う状態とへ動作可能なスリーブとからなり、前記規制手段は、前記入出力噛合部間に配置され前記クラッチ噛合部が噛み合い可能なアイドル噛合部を有したアイドル回転体及び該アイドル回転体と前記出力噛合部との間に設けられたコーン面からなるため、スリーブを入出力噛合部に共に噛み合う状態へ動作させるとき出力側回転数と入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応するまではクラッチ噛合部の端部がアイドル噛合部の端部に当接してスリーブの移動が規制され、クラッチ噛合部とアイドル噛合部との噛み合いを規制することができる。
【００２９】
この噛み合い規制によりスリーブがアイドル回転体を押圧し、アイドル回転体と出力噛合部との間でコーン面により摩擦係合力を増大させることができる。この摩擦係合力の増大により、クラッチ噛合部の端部が、出力側回転数と入力側回転数との差に基づくトルクをアイドル噛合部の端部から受ける。このトルクによりスリーブに対する噛み合い移動方向への抵抗力が増大し、スリーブの入出力噛合部に共に噛み合う状態への動作を確実に規制することができる。
【００３０】
前記出力側回転数と前記入力側回転数とが噛み合いに適するように対応したとき、アイドル噛合部の端部からクラッチ噛合部の端部に働くトルクが小さくなり、あるいは無くなるため、スリーブに対する噛み合い移動方向への抵抗力が小さくなるか無くなる。このため、スリーブを無理なく移動させることができ、クラッチ噛合部がアイドル噛合部に噛み合い、スリーブを入出力噛合部に共に噛み合う状態へ動作させることができる。
【００３１】
このような動作によって、噛み合いクラッチの噛み合いショックを確実に抑制することができる。
【００３２】
前記噛み合いクラッチを前記出力側回転数が前記入力側回転数に近づいたとき動作させると共に、該噛み合いクラッチが噛み合わず前記出力側回転数が入力側回転数を上回ったとき前記駆動源の回転を前記出力側回転数と前記入力側回転数とが前記噛み合い結合に適するように対応するまで下げるように制御する制御手段を設けたため、出力側回転数と入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応しても噛み合いクラッチの噛み合い結合が行われず、駆動源の回転数がさらに上昇しようとしたときでも、再び駆動源の回転数を下げて噛み合いクラッチの噛み合い結合を行わせることができる。
【００３３】
従って、何らかの理由で噛み合いクラッチの噛み合い結合に失敗したときでも、駆動源がいたずらに高回転にならず、駆動源の耐久性を維持することができる。
【００３４】
前記駆動源を他の主駆動源に対して副駆動源としたため、副駆動源を小型、軽量に形成することができる。
【００３５】
前記主駆動源は内燃機関であると共に、副駆動源は電動モータであり、前記内燃機関及び電動モータは一方が前後輪の一方を、他方が同他方を駆動するため、四輪駆動車において、前後輪の一方へ動力を伝導する減速駆動装置を小型、軽量に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
噛み合いショックを抑制するという目的を、減速機構の出力側回転数とデファレンシャル装置の入力側回転数とが噛み合いに適するように対応するまで噛み合いクラッチの噛み合い結合を規制する規制手段を設けることにより実現した。
【実施例１】
【００３７】
図１は、本発明の実施例１に係る減速駆動装置を適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である。図１のように、四輪駆動車１は、主駆動源としての内燃機関であるエンジン３と、駆動源である副駆動源としての電動モータ５とを備えている。エンジン３は本実施形態において、左右の前輪７，９を駆動し、電動モータ５はコントローラ１０の制御により同左右の後輪１１，１３を駆動する駆動源となっている。但し、前輪を副駆動源の電動モータ５で駆動し、後輪１１，１３を主駆動源のエンジン３で駆動する構成にすることもできる。
【００３８】
前記エンジン３の出力は、トランスミッション１５を介してデファレンシャル装置であるフロントデファレンシャル装置１７に入力されるようになっている。フロントデファレンシャル装置１７には、左右のアクスルシャフト１９，２１を介して、前記前輪７，９が連動連結されている。
【００３９】
前記電動モータ５の出力は、減速駆動装置２３に入力されるようになっている。減速駆動装置２３には、後述するクラッチ駆動手段の切替モータ２４が設けられている。電動モータ５及び切替モータ２４は、前記コントローラ１０によって制御されるようになっている。コントローラ１０には、前後輪７，９，１１，１３の車輪速センサからの検出値を入力するようになっている。
【００４０】
前記減速駆動装置２３の出力側には、左右のアクスルシャフト２５，２７を介して、前記左右の後輪１１，１３が連動連結されている。
【００４１】
前記電動モータ５には、バッテリ２９から給電され又は後述するジェネレータから直接的に給電されるようになっている。車両の減速時等においては、前記ジェネレータの発電がバッテリ２９に充電されるようになっている。
【００４２】
従って、通常走行時は、エンジン３の駆動によってトランスミッション１５を介しフロントデファレンシャル装置１７にトルクが伝達される。フロントデファレンシャル装置１７から左右のアクスルシャフト１９，２１を介して、左右の前輪７，９にトルク伝達が行われる。
【００４３】
また、コントローラ１０の制御を介して電動モータ５に給電が行われ、電動モータ５の出力が減速駆動装置２３に伝達される。このときコントローラ１０の制御により切替モータ２４が駆動されて後述する噛み合いクラッチがトルク伝達状態に切り替えられ、減速駆動装置２３から左右のアクスルシャフト２５，２７を介して左右の後輪１１，１３へトルク伝達が行われる。
【００４４】
従って、四輪駆動車１は、エンジン３による前輪７，９の駆動と、電動モータ５による後輪１１，１３の補助的な駆動とによって四輪駆動状態で走行することができる。
【００４５】
かかる四輪駆動車１の前記減速駆動装置２３は、例えば図２，図３のようになっている。図２は減速駆動装置２３の断面図、図３は同要部の拡大断面図である。
【００４６】
図２，図３のように、減速駆動装置２３は、ハウジング３１内に減速機構として第１の減速機構３３及び第２の減速機構３５と、デファレンシャル装置としてのリヤデファレンシャル装置３７とを備えている。
【００４７】
前記ハウジング３１は、本体部３９と蓋体部４１との合わせ構造となっている。本体部３９と蓋体部４１とは、ボルト４３等によって複数箇所で締結結合されている。このハウジング３１は、入力部側４５と、出力部側４７とを備えている。
【００４８】
前記入力部側４５には、その外部に前記電動モータ５が配置され、ボルト４９等により複数箇所において締結固定されている。入力部側４５内には、伝動軸５１がベアリング５３，５５によって回転自在に支持されている。伝動軸５１の一端には、前記電動モータ５の出力軸５７が連動連結されている。伝動軸５１の他端には、前記第１の減速機構３３の一方の減速ギヤ５９が設けられている。減速ギヤ５９には、第１の減速機構３３の他方の減速ギヤ６１が噛み合っている。減速ギヤ６１は、中間伝動軸６３に一体回転するように設けられている。
【００４９】
前記中間伝動軸６３は、ベアリング６５、ニードルベアリング６７によって、前記ハウジング３１側に回転自在に支持されている。中間伝動軸６３には、前記第２の減速機構３５の一方の減速ギヤ６９が設けられている。減速ギヤ６９には、第２の減速機構３５の他方の減速ギヤ７１が噛み合っている。
【００５０】
前記第１，第２の減速機構３３，３５によって、前記電動モータ５のトルクを減速する構成となっている。減速ギヤ７１は、第１，第２の減速機構３３，３５で構成する減速機構の出力側を構成している。
【００５１】
前記リヤデファレンシャル装置３７は、前記第２の減速機構３５の出力をアクスルシャフト２５，２７に分配するものである。前記リヤデファレンシャル装置３７は、デフケース７５を備えている。
【００５２】
前記デフケース７５は、ボールベアリング７７，７９によって、前記ハウジング３１に回転自在に支持されている。デフケース７５にピニオンシャフト８１を介して、ピニオンギヤ８３が回転自在に支持されている。ピニオンギヤ８３に対し、左右のサイドギヤ８５，８７が噛み合い結合されている。サイドギヤ８５，８７には、前記後輪１１，１３側のアクスルシャフト２５，２７が連動構成されている。前記デフケース７５に対し、ボールベアリング８９を介して、前記減速ギヤ７１が相対回転自在に支持されている。
【００５３】
前記第２の減速機構３５とリヤデファレンシャル装置３７との間には、噛み合いクラッチ９１が設けられている。噛み合いクラッチ９１は、第２の減速機構３５の出力をリヤデファレンシャル装置３７に対し伝達遮断切り替えするために動作可能な構成となっている。
【００５４】
この噛み合いクラッチ９１と共に規制手段９３が設けられている。規制手段９３は、電動モータ５の出力回転開始後、前記噛み合いクラッチ９１が前記第２の減速機構３５の出力をリヤデファレンシャル装置３７へ伝達するために動作したとき、前記第２の減速機構３５の出力側回転数と前記リヤデファレンシャル装置３７の入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応するまで噛み合いクラッチ９１の噛み合い結合を規制するものである。
【００５５】
まず、前記噛み合いクラッチ９１は、出力噛合部９５と、入力噛合部９７と、スリーブ９９とからなっている。
【００５６】
前記出力噛合部９５は、前記第２の減速機構３５の出力側である減速ギヤ７１に一体に設けられている。前記入力噛合部９７は、前記リヤデファレンシャル装置３７の入力側であるデフケース７５にリング状に一体に設けられている。前記スリーブ９９は、内周面にクラッチ噛合部１０１を備えている。クラッチ噛合部１０１は、入力噛合部９７に噛み合っている。スリーブ９９は、回転軸心に沿った方向へ移動することにより、入力噛合部９７の一方にのみ噛み合う状態と、入出力噛合部９７，９５に共に噛み合う状態とへ動作可能となっている。
【００５７】
前記噛み合いクラッチ９１の前記出力噛合部９５とクラッチ噛合部１０１とには、当接面１１３，１１５が各歯毎に形成されている。当接面１１３，１１５は、トルクの伝達により噛み合いが外れる方向へ動作力を発生させる正テーパとなっている。
【００５８】
前記規制手段９３は、アイドル回転体１０３と、コーン面１０５，１０７からなっている。前記アイドル回転体１０３には、アイドル噛合部１０９が設けられている。アイドル噛合部１０９は、出入力噛合部９５，９７間に配置され、前記クラッチ噛合部１０１が噛み合い可能となっている。
【００５９】
前記コーン面１０５，１０７は、アイドル回転体１０３と出力噛合部９５側との間に設けられている。コーン面１０５は、出力噛合部９５に突設された円筒部１１１外周面に形成され、コーン面１０７は、アイドル回転体１０３の内周面に形成されている。
【００６０】
前記噛み合いクラッチ９１は、クラッチ駆動手段１１７で動作されるようになっている。クラッチ駆動手段１１７は、噛み合いクラッチ９１を噛み合う状態へ動作させ、該状態で噛み合いが外れる方向の動作を規制可能となっている。
【００６１】
前記クラッチ駆動手段１１７は、その切替モータ２４が、ブラケット１１９によってハウジング３１の本体部３９に取り付けられている。
【００６２】
前記切替モータ２４の出力軸１２１には、ギヤ部１２２が設けられている。ギヤ部１２２には、回転リング１２３のギヤ部１２５が噛み合っている。回転リング１２３は、前記ギヤ部１２２を備えたアウター１２７とインナー１２９とからなっている。アウター１２７とインナー１２９との間には、待ち機構を構成するコイルスプリング１３１が取り付けられている。コイルスプリング１３１の一端は、アウター１２７に取り付けられ、他端はインナー１２９に取り付けられている。
【００６３】
従って、アウター１２７が回転し、インナー１２９が連動しないときでも、コイルスプリング１３１が撓んでインナー１２９に付勢力を付与することになる。この付勢力により、インナー１２９が回転可能状態となったときに、インナー１２９は該付勢力によって回転することができる。
【００６４】
前記クラッチ駆動手段１１７は、カム構造１３３によって前記噛み合いクラッチ９１の噛み合いが外れる方向の移動を規制可能としている。前記回転リング１２３のインナー１２９には、ニードルベアリング１３５を介して、可動プレート１３７が対向している。可動プレート１３７は、前記スリーブ９９に一体に設けられている。可動プレート１３７と前記デフケース７５の壁部１３９との間には、リターンスプリング１４１が介設されている。
【００６５】
図４は、前記クラッチ噛合部１０１とアイドル噛合部１０９との関係を示す展開図である。図４のように、クラッチ噛合部１０１とアイドル噛合部１０９とにはそれぞれ端部に当接面１４３，１４５が設けられている。
【００６６】
図５は、前記カム構造１３３の展開断面図である。図５のように、前記ハウジング３１の本体部３９側には、２段のガイド面１４７，１４９が斜面１５１を介して連続形成されている。前記回転リング１２３のインナー１２９には、ガイド面１４７等に接する凸部１５３が設けられている。
【００６７】
次に作用を説明する。
【００６８】
前記電動モータ５の回転によって、電動モータ５の出力軸５７から伝動軸５１にトルクが出力される。このトルク出力によって、第１の減速機構３３の減速ギヤ５９，６１を介して、中間伝動軸６３にトルク伝達が行われる。
【００６９】
前記中間伝動軸６３からは、第２の減速機構３５の減速ギヤ６９，７１を介して、リヤデファレンシャル装置３７側へトルクが出力される。噛み合いクラッチ９１がトルク伝達状態となっているとき、すなわち、スリーブ７３が回転軸心に沿った方向へ移動し、クラッチ噛合部１０１が出力噛合部９５に噛み合っているときには、減速ギヤ７１から出力噛合部９５、スリーブ９９、クラッチ噛合部１０１、入力噛合部９７を順次介して、デフケース７５へトルクが伝達される。
【００７０】
前記デフケース７５からは、ピニオンシャフト８１、ピニオンギヤ８３、サイドギヤ８５，８７を介して、アクスルシャフト２５，２７側へトルク伝達が行われ、後輪１１，１３が駆動される。
【００７１】
前記後輪１１，１３の差動回転時には、ピニオンギヤ８３の自転を介して、サイドギヤ８５，８７が差動回転し、後輪１１，１３間の差動回転を許容することができる。
【００７２】
前記噛み合いクラッチ９１の噛み合い動作は、コントローラ１０の制御により切替モータ２４の駆動によって行われる。切替モータ２４が駆動されると、出力軸１２１を介して、ギヤ部１２２が回転駆動される。ギヤ部１２２の回転駆動により、ギヤ部１２５を介して回転リング１２３のアウター１２７へ回転力が伝達される。この回転力によって回転リング１２３が回転し、図５において、凸部１５３がガイド面１４７から斜面１５１を経てガイド面１４９側へ矢印Ａのように移行する。この移行によって、回転リング１２３が回転軸心に沿った方向へ移動し、ニードルベアリング１３５を介して、可動プレート１３７を移動させる。
【００７３】
前記可動プレート１３７は、リターンスプリング１４１を撓めつつ移動し、スリーブ９９が可動プレート１３７と共に一体に連動する。スリーブ９９の移動によって、クラッチ噛合部１０１がアイドル噛合部１０９に当接する。第２減速機構３５の出力側回転数とリヤデファレンシャル装置３７の入力側回転数とが噛み合いに適するように対応しているとき、すなわち、同期しているときにはクラッチ噛合部１０１がアイドル噛合部１０９に噛み合い、そのまま出力噛合部９５に噛み合う。この噛み合いによって、前記のようにトルク伝達を行うことができる。
【００７４】
この噛み合い状態では、図５のように、凸部１５３がガイド面１４９に乗り上げている。この乗り上げで、回転リング１２３は回転軸心に沿った方向に移動が戻るのを規制される。この規制があるため、出力噛合部９５とクラッチ噛合部１０１とに正テーパの当接面１１３，１１５が形成されていても、トルク伝達時に噛み合いが外れることはない。
【００７５】
前記噛み合いクラッチ９１をトルク遮断状態へ動作させるときには、前記切替モータ２４を逆方向へ駆動する。この駆動によって、前記とは逆の動作により、前記図５の凸部１５３がガイド面１４９から斜面１５１を経てガイド面１４７側へ移行する。
【００７６】
従って、可動プレート１３７は位置規制が解除され、スリーブ９９も同様に位置規制が解除される。この位置規制解除がなされると、前記出力噛合部９５とクラッチ噛合部１０１とのトルク伝達時の噛み合いにより、当接面１１３，１１５の正テーパの働きで出力噛合部９５からクラッチ噛合部１０１に対し噛み合いが外れる方向へ動作力が発生する。この動作力と前記リターンスプリング１４１の付勢力とにより、スリーブ９９は円滑に移動し、出力噛合部９５に対する噛み合いが確実に外れる。
【００７７】
上記のような噛み合い動作において、前記第２の減速機構３５の出力側回転数とリヤデファレンシャル装置３７の入力側回転数とが同期せず噛み合い結合に適するように対応していないときには、出力側回転数と入力側回転数とが同期するまで噛み合いクラッチ９１の噛み合い結合が規制される。
【００７８】
図６は、前記電動モータ５の回転数上昇と、アクスルシャフト２５，２７との回転数の関係を示したグラフである。
【００７９】
前記電動モータ５の出力トルクによって後輪１１，１３を駆動しようとするとき、コントローラ１０の制御により、図６のように電動モータ５の回転数が線分１５５のように次第に上昇する。この電動モータ５の回転数がアクスルシャフト２５，２７の回転数Ｎに接近したＰの時点で、コントローラ１０により切替モータ２４に動作信号が送られ、切替モータ２４がＯＮとなる。
【００８０】
この切替モータ２４のＯＮによって、前記のようにスリーブ９９が図４の矢印Ｂ方向へ移動し噛み合い動作を始める。このときアイドル回転体１０３は、コーン面１０５，１０７を介して減速ギヤ７１側と連動している。このアイドル回転体１０３のアイドル噛合部１０９の当接面１４５に対しクラッチ噛合部１０１の当接面１４３が係合する。
【００８１】
この係合によって、クラッチ噛合部１０１がさらに矢印Ｂ方向へ移動すると、当接面１４３，１４５を介して、アイドル回転体１０３に回転軸心に沿った方向へ押圧力が付与される。この押圧力によって、コーン面１０５，１０７が押し付けられる。コーン面１０５，１０７では、押し付け力に応じて摩擦係合力を増大させる。摩擦係合力が増大するとクラッチ噛合部１０１の端部が、出力側回転数と入力側回転数との差に基づくトルクを当接面１４３，１４５を介してアイドル噛合部１０９の端部から受ける。このトルクによりスリーブ９９に対する噛み合い移動方向への抵抗力が増大し、スリーブ９９の入出力噛合部９７，９５に共に噛み合う状態への動作を確実に規制することができる。
【００８２】
前記電動モータ５の回転数が図６のＱ点にくると、クラッチ噛合部１０１に対し出力噛合部９５が同期するため、図４の当接面１４３，１４５を介したスリーブ９９に対する噛み合い移動方向への抵抗力は殆どなくなる。これにより、クラッチ噛合部１０１がアイドル噛合部１０９間に噛み合うように回転軸心に沿った方向へ移動する。
【００８３】
この移動によって、クラッチ噛合部１０１は、出力噛合部９５に同期状態で円滑に噛み合うことができる。クラッチ噛合部１０１と出力噛合部９５との端部の関係は、図４と同様な構造となっており、円滑な噛み合いができるようになっている。
【００８４】
前記クラッチ噛合部１０１が当接面１４３，１４５によりアイドル噛合部１０９に当接して噛み合い結合が規制されているとき、スリーブ９９は回転軸心に沿った方向へ動作できない。このため、コイルスプリング１３１が撓んで回転リング１２３のアウター１２７に対しインナー１２９が付勢されることになる。このとき、切替モータ２４の負荷が増大するため、コントローラ１０において、クラッチ噛合部１０１が出力噛合部９５に噛み合っていないと判断し、所定の表示、例えば警告ランプを点灯させたり、ブザー音を発して運転者にこれを知らせることができる。このような検出は、スリーブ９９等の噛み合い移動動作を位置センサによって検出することにより行うことも可能である。
【００８５】
前記スリーブ９９が前記のように同期によって移動可能な状態になると、コイルスプリング１３１の付勢力によって回転リング１２３のインナー１２９がアウター１２７に対して回転し、前記のようにしてスリーブ９９が出力噛合部９５へ噛み合うように移動する。
【００８６】
図７は、出力側回転数と入力側回転数との同期状態で噛み合いクラッチ９１の噛み合い結合に失敗したときの制御動作を示すグラフである。
【００８７】
図７のように、Ｐ点で切替モータ２４が動作し、且つ出力側回転数と入力側回転数とがＮで同期しても、何らかの要因で噛み合いクラッチ９９が噛み合い結合しないときは、次のような制御が行われる。
【００８８】
前記のように噛み合い結合に失敗したとき、前記電動モータ５の回転による第２減速機構３５の出力側の回転数は、アクスルシャフト２５，２７の回転によるリヤデファレンシャル装置３７の入力側の回転数を上回ることになる。このとき、前記のように切替モータ２４にコイルスプリング１３１による負荷増がある。この負荷増及び前記伝動モータ５の出力側回転数が後輪１１，１３側への入力側回転数を上回ることの条件により、コントローラ１０では噛み合い結合に失敗したと判断し、電動モータ５の回転数を戻す。この回転数の制御で、Ｑ点の同期位置で再び噛み合いクラッチ９１の噛み合い結合を行わせることになる。
【００８９】
従って、何らかの理由で噛み合いクラッチの噛み合い結合に失敗したときでも、伝動モータ５がいたずらに高回転にならず、伝動モータ５の耐久性を維持することができる。
【００９０】
以上のように、出力側回転数と入力側回転数とが噛み合いに適するように対応するまでの間は、噛み合いクラッチ９１の噛み合い結合を規制し、出力側回転数と入力側回転数とが噛み合い結合に適するように対応したとき、噛み合い結合を行わせることができる。従って、噛み合いクラッチ９１の噛み合いショックを的確に抑制することができる。
【００９１】
また、噛み合いクラッチ９１であるから、多板の摩擦クラッチに比べて小型でありながら、トルク伝達容量を大幅に向上することができる。
【００９２】
前記噛み合いクラッチ９１は、噛み合い結合を外してトルク遮断状態としたときには、多板摩擦クラッチのような引きづりトルクを招くことがなく、確実な遮断を行うことができる。この確実な遮断により、車輪側が駆動源に対して先行回転するとき、駆動源が引きづりトルクによって無理に回されるようなことがなく、駆動源等を確実に保護することができ、燃費向上も可能である。
【００９３】
前記噛み合いクラッチ９１の噛み合い状態では噛み合い状態を確実に維持することができながら、クラッチ駆動手段１１７によって噛み合いクラッチ９１をトルク遮断状態へ切り替え動作させたときには、当接面１１３，１１５による動作力により噛み合いクラッチ９１を噛み合いが外れる方向へ確実に動作させることができる。
【００９４】
従って、噛み合いクラッチ９１の噛み合い状態の確実な維持と、トルク遮断状態への切り替え動作とをより的確に行わせることができる。
【００９５】
尚、前記スリーブ９９の内周側に、インサート、スプレッドスプリング、ハブを設け、スプレッドスプリングで付勢されたインサートをアイドル回転体１０３に回転方向に係合させ、スリーブ９９を動作させたときに、インサートによってアイドル回転体１０３を回転軸心に沿った方向へ押圧し、コーン面１０５，１０７を当接させる構成にすることもできる。そして、同期したときには、スリーブ９９がインサートを押し下げつつ、噛み合い動作を行うという構成にすることも可能である。
【００９６】
減速駆動装置は、前輪側に配置することも可能である。また、四輪駆動車にのみならず、他の装置に適用することも可能である。
【００９７】
前記クラッチ駆動手段は、前記噛み合いクラッチ９１の噛み合いが外れる方向の移動を規制する構造として、前記カム構造１３３に限らず、ねじ、リンク、レバー等を用いた他の構造で構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施例１に係る減速駆動装置を適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である。（実施例１）
【図２】減速駆動装置の断面図である。（実施例１）
【図３】減速駆動装置の要部拡大断面図である。（実施例１）
【図４】規制手段の作用を説明する要部展開平面図である。（実施例１）
【図５】カム構造を説明する展開断面図である。（実施例１）
【図６】電動モータの動作を示すグラフである。（実施例１）
【図７】同期時に噛み合い結合に失敗したときの電動モータの動作を示すグラフである（実施例１）。
【図８】減速駆動装置の断面図である（従来例）。
【符号の説明】
【００９９】
１  四輪駆動車
３  エンジン（主駆動源）
５  電動モータ（駆動源、副駆動源）
７，９  前輪
１０  コントローラ（制御手段）
１１，１３  後輪
２３  減速駆動装置
２４  切替モータ
３３  第１の減速機構（減速機構）
３５  第２の減速機構（減速機構）
３７  リヤデファレンシャル装置（デファレンシャル装置）
７１  減速ギヤ（出力側）
７５  デフケース（入力側）
９１  噛み合いクラッチ
９３  規制手段
９５  出力噛合部
９７  入力噛合部
９９  スリーブ
１０１  クラッチ噛合部
１０３  アイドル回転体
１０５，１０７  コーン面
１０９  アイドル噛合部
１１３，１１５  当接面
１１７  クラッチ駆動手段
１３３  カム構造
【図１】
2005059791.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005059791.tif 000007
【図６】
2005059791.tif 000008
【図７】
2005059791.tif 000009
【図８】
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