(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多板クラッチ機構の締結力を連続的に変化させ前輪及び後輪に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する四輪駆動モードと、前記多板クラッチ機構を開放して前輪のみに駆動力を伝達する二輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
動力源からの駆動力を入力して左右前輪駆動軸及び前記多板クラッチ機構に出力する前輪差動装置と、
前記多板クラッチ機構により配分された駆動力を伝達するプロペラシャフトと、
前記プロペラシャフトからの駆動力を入力して左右後輪駆動軸に出力する後輪差動装置と、
前記後輪差動装置と前記左右後輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断及び接続可能な断接機構と、
前記多板クラッチ機構の開放時に、前記多板クラッチ機構の軸方向に変位可能な複数のラッチ板への潤滑油の供給を停止あるいは所定の量に制御する潤滑油供給量可変機構と、
を備え、前記潤滑油供給量可変機構は、
前記クラッチ板を締結及び開放する前記軸方向に移動可能な押圧部材に連動し、前記クラッチ板へ潤滑油を供給する油孔を前記クラッチ板の開放位置で閉鎖し締結位置では開放して潤滑油の流量を制御する油孔開閉部と、
前記クラッチ板の磨耗に応じて変化する前記押圧部材の締結方向の移動限界に連動して前記クラッチ板へ潤滑油を供給する油孔の位置を変位する油孔位置調整部材と、
を備え、
二輪駆動モード時に、前記潤滑油供給量可変機構により前記クラッチ板への潤滑油の供給を停止あるいは所定の量に制限して前記多板クラッチ機構の前記潤滑油による引き摺りトルクを前記多板クラッチ機構から前記断接機構までの後輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、前記断接機構により前記後輪差動装置と前記左右後輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して前記後輪駆動力伝達区間の回転を停止することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項２】
多板クラッチ機構の締結力を連続的に変化させ前輪及び後輪に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する四輪駆動モードと、前記多板クラッチ機構を開放して前輪のみに駆動力を伝達する二輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
動力源からの駆動力を入力して左右前輪駆動軸及び前記多板クラッチ機構に出力する前輪差動装置と、
前記多板クラッチ機構により配分された駆動力を伝達するプロペラシャフトと、
前記プロペラシャフトからの駆動力を入力して左右後輪駆動軸に出力する後輪差動装置と、
前記後輪差動装置と前記左右後輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断及び接続可能な断接機構と、
前記多板クラッチ機構の開放時に、前記多板クラッチ機構の軸方向に変位可能な複数のクラッチ板への潤滑油の供給を停止あるいは所定の量に制御する潤滑油供給量可変機構と、
を備え、前記潤滑油供給量可変機構は、
前記多板クラッチ機構から前記断接機構までの後輪駆動力伝達区間に連動して駆動され、四輪駆動時に前記クラッチ板へ潤滑油を供給するオイルポンプを備え、
二輪駆動モード時に、前記潤滑油供給量可変機構により前記クラッチ板への潤滑油の供給を停止あるいは所定の量に制限して前記多板クラッチ機構の前記潤滑油による引き摺りトルクを前記後輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、前記断接機構により前記後輪差動装置と前記左右後輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して前記後輪駆動力伝達区間の回転を停止することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記多板クラッチ機構は、前記クラッチ板相互の間隔を広げる方向に付勢するスペーサを備え、
前記多板クラッチ機構の開放時に、前記クラッチ板相互の間隔の合計を前記多板クラッチ機構の前記潤滑油による引き摺りトルクを前記後輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくする所定の値以上にすることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記スペーサは、
前記クラッチ板の周縁部に設けた板厚方向の凹部に挿入する挟持部と、
前記挟持部から前記クラッチ板の両表面の径方向に延び、前記クラッチ板の軸方向に変形可能な弾性片と、
を有する板ばね部材であることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記スペーサは、前記板ばね部材を前記クラッチ板の内周縁部に設けることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項６】
請求項４記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記スペーサは、前記弾性片が前記クラッチ板の外周方向に開いた板ばね部材であることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記多板クラッチ機構は、
前記クラッチ板を締結及び開放する前記軸方向に移動可能な押圧部材と、
前記押圧部材を移動させるために回転力を出力する駆動源と、
前記駆動源からの回転力を前記押圧部材の前記締結方向に変換及び増幅する押圧機構と、
を備え、
前記駆動源の回転角に対する前記押圧部材の軸方向変位への変換率が、前記押圧部材が前記開放方向の待機位置から前記締結方向の締結開始位置まで移動する移行区間と、前記締結開始位置から前記締結方向の締結終了位置までの締結力を連続的に変化させる押圧区間とでは、前記移行区間の方が大きいことを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項８】
請求項７記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記押圧機構は、前記押圧部材と同軸に設けられた固定カムプレートと回転カムプレートとの対向面上に円周方向に延びる複数のボールカム溝を各々設けると共に前記両ボールカム溝間に各々ボールを挟持したボールカム機構を備え、前記ボールカム溝は、
前記押圧部材を前記移行区間で移動させる非線形領域と、
前記押圧部材を前記押圧区間で移動させる線形領域と、
を有し、
前記回転カムプレートの回転角に対する前記軸方向の変位が、前記線形領域より前記非線形領域の方が大きいことを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項９】
請求項８記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記ボールカム機構は、円周方向に配置された各ボールの相対位置を保持するリテーナを備えたことを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項９記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記リテーナは、前記ボールカム溝に対するボールの初期位置を規制する位置決め部を有することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項１１】
請求項７記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記押圧機構は、
前記押圧部材と同軸に設けられ回転変位を軸方向変位に変換する回転カムプレートと、
外周方向のカム面を有し前記駆動源により回転駆動される周縁カムと、
前記回転カムプレートから延在したアーム部先端に前記周縁カムと係合するカムフォロアとを備え、前記カム面は、
前記押圧部材を前記移行区間で移動させる非線形領域と、
前記押圧部材を前記押圧区間で移動させる線形領域と、
を有し、
前記周縁カムの回転角に対する前記カムフォロアの法線方向変位が、前記線形領域より前記非線形領域の方が大きいことを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項１２】
請求項１又は２記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記多板クラッチ機構は、
前記クラッチ板を締結及び開放する前記軸方向に移動可能な押圧部材と、
プライマリークラッチと、
前記プライマリークラッチを締結及び開放する前記軸方向に移動可能なアクチュエータと、
前記プライマリークラッチからの回転力を前記押圧部材の前記締結方向に変換及び増幅する押圧機構と、
を備えたことを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪駆動と四輪駆動を切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置に関し、特に、二輪駆動時に駆動力の伝達に関わらない部分の回転を停止する四輪駆動車用駆動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のいわゆるオンデマンド型フルタイム四輪駆動車において、二輪駆動時は前輪を駆動し、四輪駆動時には後輪への駆動力の配分制御を多板クラッチ機構で行う四輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば図２１に示すものが知られている。
【０００３】
図２１において、駆動力伝達装置３００は四輪駆動車３０２に設けられ、エンジン３０４からの駆動力を変速機３０６で変速して駆動力伝達装置３００内の前輪差動装置３０８と駆動力方向変換部３１０に入力し、駆動力方向変換部３１０からの出力はプロペラシャフト３１２を介して多板クラッチ機構３１４に伝達される。
【０００４】
二輪駆動時の多板クラッチ機構３１４が開放（切り離された状態）されている場合は、駆動力は後輪差動装置３２４に配分されずに前輪差動装置３０８に伝達され、前輪差動装置３０８は左前輪３１６と右前後輪３１８の回転速度差を吸収しつつ左前輪３１６及び右前輪３１８に等しいトルクを与え回転させる。
【０００５】
四輪駆動時の多板クラッチ機構３１４が締結（接続された状態）されている場合では、駆動力は多板クラッチ機構３１４に連結されたドライブピニオン３２０とリングギア３２２を介して後輪差動装置３２４にも伝達され、後輪差動装置３２４は左後輪３２６と右後輪３２８の回転速度差を吸収しつつ左後輪３２６及び右後輪３２８に等しいトルクを与え回転させる。
【０００６】
一般的に、オンデマンド型フルタイム四輪駆動車には、ドライバーが運転中にスイッチ操作で選択できる駆動モードとして、二輪駆動モード、四輪駆動オートモード、四輪駆動ロックモードが用意されている。
【０００７】
二輪駆動モードは、駆動力伝達装置３００の多板クラッチ機構３１４を開放して二輪駆動状態で使用するモードであり、燃費が最も良いことから四輪による駆動力が必要ない乾燥舗装路などを走行する場合に選択する。
【０００８】
四輪駆動オートモードは、走行中の各種車両状態をセンサで検出し、その検出信号に基づいてＥＣＵ（Electronic control unit）により多板クラッチ機構３１４の前後輪への駆動力配分を最適な状態に自動的に制御するモードであり、路面状態に係わらず常時選択が可能な四輪駆動である。
【０００９】
このモードでは、多板クラッチ機構３１４の締結力はアクチュエータにより連続的に増減され、後輪への駆動力がほぼゼロの二輪駆動状態と最大締結力との間で前後輪の駆動力配分を制御する。
【００１０】
四輪駆動ロックモードは、各種センサが検出した車両状態に係わらず多板クラッチ機構３１４を最大締結力に保持するモードであり、悪路走行などで四輪駆動としての走破性を最大限に発揮したい場合に選択する。
【特許文献１】特開平１１−１２５２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような従来の四輪駆動車用駆動力伝達装置においては、二輪駆動モードであっても、変速機３０６からの駆動力は駆動力方向変換部３１０、プロペラシャフト３１２及び多板クラッチ機構３１４の駆動側（前輪側）を回転させ、また、左後輪３２６及び右後輪３２８と後輪差動装置３２４とが直結されているため、左後輪３２６及び右後輪３２８が回転することにより、後輪差動装置３２４、ドライブピニオン３２０及び多板クラッチ機構３１４の従動側（後輪側）が回転する。
【００１２】
すなわち、多板クラッチ機構３１４が開放され後輪に駆動力が伝達されない二輪駆動時にも、たとえ多板クラッチ機構３１４が完全に開放されたとしても、図２１に示すように駆動力方向変換部３１０、プロペラシャフト３１２、多板クラッチ機構３１４、ドライブピニオン３２０及び後輪差動装置３２４を含む後輪駆動力伝達区間３３０の各構成要素が回転してしまい、この区間におけるオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等により燃費低下を招いてしまう問題がある。
【００１３】
また、多板クラッチ機構３１４には複数のクラッチ板が備わり、オイルで潤滑及び冷却されているが、クラッチ板の駆動側と従動側の回転速度差により発生するオイルの粘性抵抗やクラッチ板同士の接触による摩擦損失で発生する、いわゆる引き摺りトルクがドライブピニオン３２０及び後輪差動装置３２４のフリクショントルクより大きいために、たとえ左後輪３２６及び右後輪３２８と後輪差動装置３２４の間を切り離したとしても、多板クラッチ機構３１４の側からドライブピニオン３２０及び後輪差動装置３２４を回転させてしまうことで、燃費を悪化させる問題もある。
【００１４】
この引き摺りトルクを減少させるには、多板クラッチ機構３１４へのオイルの供給を止めるか、あるいはオイルの量を極端に減らした状態で使用すれば、オイルの粘性抵抗により発生する引き摺りトルクを減少させ、又はなくすことができる。しかし、駆動力配分制御時には、十分な潤滑がされないと多板クラッチ機構３１４が焼き付く恐れがある。
【００１５】
また、多板クラッチ機構３１４の開放状態で各クラッチ板の間隔を十分に確保する方法として、隣接する駆動側のクラッチ板、あるいは隣接する従動側のクラッチ板の間に図２２に示すような、周方向に波状に形成されたリングばね３３２を挟む方法も提案されているが、この方法では駆動側のクラッチ板同士、あるいは従動側のクラッチ板同士の間隔を開けることはできるが、駆動側のクラッチ板と従動側のクラッチ板の接触を防止することはできない。
【００１６】
四輪駆動オートモードでは、後輪３２６及び３２８に駆動力を伝達するため、例えその伝達駆動力が最低であっても、後輪駆動力伝達区間３３０には二輪駆動モード時より大きな損失が発生するため、燃費は二輪駆動モードより悪くなる。
【００１７】
このモードでは、ドライバーが何の操作を行わなくとも駆動力の配分は最適な状態に自動的に制御されるが、乾燥舗装路などの四輪駆動の必要ない走行条件においても、ドライバーが２ＷＤモードへのスイッチ切り替えを忘れると燃費の悪い状態で走行を続けることになる問題がある。
【００１８】
この場合、走行条件に応じて自動的に二輪駆動モードと四輪駆動オートモードを切り替えることでドライバーのスイッチ操作に係わらず燃費を向上させることができるが、そのためには二輪駆動と四輪駆動の切り替えを迅速に行う必要がある。
【００１９】
多板クラッチ機構３１４の引き摺りトルクを減少させる他の方法として、多板クラッチ機構３１４の二輪駆動時の待機状態から四輪駆動時の締結状態に移行するアプローチ区間の距離、いわゆるエンドプレイを大きく取り、二輪駆動時の多板クラッチ機構３１４が開放状態で各クラッチ板の間隔を十分に確保しクラッチ板同士の接触を防止することが考えられる。しかし、エンドプレイを大きく取ると二輪駆動から四輪駆動に切り替える際に時間がかり、走行性能の低下を招いてしまう。
【００２０】
本発明は、二輪駆動から四輪駆動への切り替え応答性を犠牲にせず、二輪駆動時の後輪差動装置及び駆動力配分装置の回転によるオイル粘性抵抗や摩擦損失を減少させることで、燃費低下を伴わない四輪駆動車用動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。まず本発明は、多板クラッチ機構の締結力を連続的に変化させ前輪及び後輪に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する四輪駆動モードと、多板クラッチ機構を開放して前輪のみに駆動力を伝達する二輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置を対象とする。
【００２２】
本発明の四輪駆動車用駆動力伝達装置は、動力源からの駆動力を入力して左右前輪駆動軸及び多板クラッチ機構に出力する前輪差動装置と、多板クラッチ機構により配分された駆動力を伝達するプロペラシャフトと、プロペラシャフトからの駆動力を入力して左右後輪駆動軸に出力する後輪差動装置と、後輪差動装置と左右後輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断及び接続可能な断接機構と、多板クラッチ機構の開放時に、多板クラッチ機構の軸方向に変位可能な複数のラッチ板への潤滑油の供給を停止あるいは所定の量に制御する潤滑油供給量可変機構とを備え、潤滑油供給量可変機構は、クラッチ板を締結及び開放する軸方向に移動可能な押圧部材に連動し、クラッチ板へ潤滑油を供給する油孔をクラッチ板の開放位置で閉鎖し締結位置では開放して潤滑油の流量を制御する油孔開閉部と、クラッチ板の磨耗に応じて変化する押圧部材の締結方向の移動限界に連動してクラッチ板へ潤滑油を供給する油孔の位置を変位する油孔位置調整部材とを備え、二輪駆動モード時に、潤滑油供給量可変機構によりクラッチ板への潤滑油の供給を停止あるいは所定の量に制限して多板クラッチ機構の潤滑油による引き摺りトルクを多板クラッチ機構から断接機構までの後輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、断接機構により後輪差動装置と左右後輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して後輪駆動力伝達区間の回転を停止する。
【００２３】
あるいは、本発明の四輪駆動車用駆動力伝達装置は、動力源からの駆動力を入力して左右前輪駆動軸及び多板クラッチ機構に出力する前輪差動装置と、多板クラッチ機構により配分された駆動力を伝達するプロペラシャフトと、プロペラシャフトからの駆動力を入力して左右後輪駆動軸に出力する後輪差動装置と、後輪差動装置と左右後輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断及び接続可能な断接機構と、多板クラッチ機構の開放時に、多板クラッチ機構の軸方向に変位可能な複数のクラッチ板への潤滑油の供給を停止あるいは所定の量に制御する潤滑油供給量可変機構とを備え、潤滑油供給量可変機構は、多板クラッチ機構から断接機構までの後輪駆動力伝達区間に連動して駆動され、四輪駆動時にクラッチ板へ潤滑油を供給するオイルポンプを備え、二輪駆動モード時に、潤滑油供給量可変機構によりクラッチ板への潤滑油の供給を停止あるいは所定の量に制限して多板クラッチ機構の潤滑油による引き摺りトルクを後輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、断接機構により後輪差動装置と左右後輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して後輪駆動力伝達区間の回転を停止する。
【００２４】
多板クラッチ機構は、クラッチ板相互の間隔を広げる方向に付勢するスペーサを備え、多板クラッチ機構の開放時に、クラッチ板相互の間隔の合計を多板クラッチ機構の潤滑油による引き摺りトルクを後輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくする所定の値以上にする。
【００２５】
ここで、スペーサは、クラッチ板の周縁部に設けた板厚方向の凹部に挿入する挟持部と、挟持部からクラッチ板の両表面の径方向に延び、クラッチ板の軸方向に変形可能な弾性片と、を有する板ばね部材であり、また、板ばね部材を前記クラッチ板の内周縁部に設け、更に、板ばね部材は弾性片がクラッチ板の外周方向に開いた形状とする。
【００２６】
また、スペーサは、板ばね部材をクラッチ板の内周縁部に設け、更に、板ばね部材は弾性片がクラッチ板の外周方向に開いた形状とする。
【００２７】
更に、多板クラッチ機構は、クラッチ板を締結及び開放する軸方向に移動可能な押圧部材と、押圧部材を移動させるために回転力を出力する駆動源と、駆動源からの回転力を押圧部材の締結方向に変換及び増幅する押圧機構とを備え、駆動源の回転角に対する押圧部材の軸方向変位への変換率が、押圧部材が開放方向の待機位置から締結方向の締結開始位置まで移動する移行区間と、締結開始位置から締結方向の締結終了位置までの締結力を連続的に変化させる押圧区間とでは、移行区間の方が大きいとを特徴とする。
【００２８】
ここで、押圧機構は、押圧部材と同軸に設けられた固定カムプレートと回転カムプレートとの対向面上に円周方向に延びる複数のボールカム溝を各々設けると共に前記両ボールカム溝間に各々ボールを挟持したボールカム機構を備え、ボールカム溝は、押圧部材を移行区間で移動させる非線形領域と、押圧部材を押圧区間で移動させる線形領域とを有し、回転カムプレートの回転角に対する軸方向の変位が、線形領域より非線形領域の方が大きいことを特徴とする。
【００２９】
ボールカム機構は、円周方向に配置された各ボールの相対位置を保持するリテーナを備え、リテーナは、ボールカム溝に対するボールの初期位置を規制する位置決め部を有する。
【００３０】
また、押圧機構は、押圧部材と同軸に設けられ回転変位を軸方向変位に変換する回転カムプレートと、外周方向のカム面を有し駆動源により回転駆動される周縁カムと、回転カムプレートから延在したアーム部先端に周縁カムと係合するカムフォロアとを備え、カム面は、押圧部材を前記移行区間で移動させる非線形領域と、押圧部材を押圧区間で移動させる線形領域とを有し、周縁カムの回転角に対するカムフォロアの法線方向変位が、線形領域より非線形領域の方が大きいことを特徴とする。
【００３１】
あるいは、多板クラッチ機構は、クラッチ板を締結及び開放する軸方向に移動可能な押圧部材と、プライマリークラッチと、プライマリークラッチを締結及び開放する軸方向に移動可能なアクチュエータと、プライマリークラッチからの回転力を押圧部材の締結方向に変換及び増幅する押圧機構とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、二輪駆動モード時に、断接機構により後輪差動装置と左右後輪駆動軸の何れか一方、又は両方との連結を切断して後輪の回転に伴う後輪差動装置のリングギアの回転を抑制し、また、多板クラッチ機構のクラッチ板同士の間隔をスペーサを用いて確保すると共にクラッチ板へのオイルの供給を制限して多板クラッチ機構の引き摺りトルクを後輪駆動力伝達区間のフリクショントルクよりも小さくすることで、後輪駆動力伝達区間の構成要素の回転を止め、この区間のオイル粘性抵抗や摩擦損失を減少させ燃費低下を防止できる。
【００３３】
更に、クラッチ板同士の間隔を確保するためにエンドプレイを大きく取った場合でも、押圧部材がクラッチ板に接触、又は近接するまでのアプローチ区間をそれ以降の押圧区間よりも速く動かす押圧機構を備えることで、二輪駆動モードから四輪駆動モードへの切り替え応答性を犠牲にすることなく燃費低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の実施形態を示した説明図であり、二輪駆動モードでは前輪を駆動する方式の車両に適用した場合である。図１において、本実施形態の駆動力伝達装置１０は四輪駆動車１２に設けられ、駆動力配分装置１８、前輪差動装置２０及び後輪差動装置２２を備える。後輪差動装置２２はプロペラシャフト２４を介して駆動力配分装置１８に連結されている。
【００３５】
エンジン１４からの駆動力は変速機１６で変速され、変速機１６のドライブギア３６及び前輪差動装置２０のリングギア３８を介して駆動力配分装置１８の入力軸１０２に入力し、二輪駆動モードで、入力軸１０２に同軸に設けられた多板クラッチ機構１０６が開放されている場合、駆動力は後輪に配分されずにそのまま前輪差動装置２０に出力される。
【００３６】
リングギア３８はピニオン４０、４２、サイドギア４４、４６を介して左前輪駆動軸４８及び右前輪駆動軸５０を駆動し、左前輪駆動軸４８及び右前輪駆動軸５０は各々左前輪５２及び右前輪５４を回転させ駆動力を路面に伝達する。コーナリング時や路面状態の変化等により左前輪５２と右全輪５４に回転速度差が生じても、前輪差動装置２０は回転速度差を吸収し、左前輪５２及び右前輪５４に等しいトルクを与え回転させることができる。
【００３７】
ドライバーが二輪駆動モードから四輪駆動モードに切り替えると、ＥＣＵはまず多板クラッチ機構１０６を締結し、続いて断接機構７６の連結を接続することで、多板クラッチ機構１０６からの駆動力が左後輪７２及び右後輪７４に伝達可能となる。
【００３８】
後輪出力軸１１８から出力された駆動力は自在継手３２、プロペラシャフト２４、自在継手３４を介し、後輪差動装置２２のドライブピニオン５６に伝達され、ドライブピニオン５６は、リングギア５８、ピニオン６０、６２、サイドギア６４、６６を介して左後輪駆動軸６８及び右後輪駆動軸７０を駆動し、左後輪駆動軸６８及び右後輪駆動軸７０は各々左後輪７２及び右後輪７４を回転させ駆動力を路面に伝達する。
【００３９】
断接機構７６は四輪駆動時にはサイドギア６６と右後輪駆動軸７０を連結しており、サイドギア６６の回転はそのまま右後輪駆動軸７０に伝達される。コーナリング時や路面状態の変化等により左後輪７２と右後輪７４に回転速度差が生じても、後輪差動装置２２は回転速度差を吸収し、左後輪７２及び右後輪７４に等しいトルクを与え回転させることができる。
【００４０】
多板クラッチ機構１０６の締結力はサーボモータにより連続的に制御され、必要に応じて後輪出力軸１１８へ伝達する駆動力を増減させることで、前後輪の駆動力配分を制御する。
【００４１】
四輪駆動オートモードから二輪駆動モードに切り替えると、ＥＣＵはまず多板クラッチ機構１０６を開放し、続いて断接機構７６の連結を切断する。この場合、ＥＣＵは先に断接機構７６の連結を切断した後に多板クラッチ機構１０６を開放してもよい。
【００４２】
断接機構７６はサイドギア６６と右後輪駆動軸７０との連結を絶ち、左後輪７２及び右後輪７４が路面から受ける回転力がリングギア５８を回転させることを防止する。これにより、二輪駆動時に燃費低下を招く要因である、後輪を駆動しない二輪駆動時にもリングギア５８からベベルギア１１２までの後輪駆動力伝達区間７８が回転してしまう問題を解消できる。
【００４３】
また、ドライバーが切り替えスイッチを操作しなくとも、車両状態を検出してＥＣＵの判断により、四輪駆動の必要がない時には自動的に二輪駆動モードに切り替え、逆に四輪駆動が必要な時には四輪駆動モードに切り替えるようにしてもよい。
【００４４】
図１において、仮に、二輪駆動モード時にサイドギア６６と右後輪駆動軸７０が連結されているとすると、例えばサイドギア６４及び６６が同方向に同速度で回転する場合、ピニオン６０及びピニオン６２は回転（自転）せずにリングギア５８が回転する。サイドギア６４及び６６に回転速度差があったとしても同方向の回転であれば回転速度は変化するがリングギア５８は回転し、リングギア５８が回転することで連結しているドライブピニオン５６、自在継手３４、プロペラシャフト２４、自在継手３２、後輪出力軸１１８、出力ピニオン１１４、ベベルギア１１２が回転してしまう。
【００４５】
この、リングギア５８からベベルギア１１２までの後輪駆動力伝達区間７８は二輪駆動時には回転する必要のない部位であるにも関わらず、この部分の回転がオイルの粘性抵抗や軸受部の摩擦損失等を引き起こす。すなわち、左前輪５２及び右前輪５４から路面に伝わった駆動力が左後輪７２及び右後輪７４を回転させることで、二輪駆動時には回転する必要のない後輪駆動力伝達区間７８を回転させ、駆動力の損失となり燃費低下を招いてしまう。
【００４６】
そこで、本発明にあっては、二輪駆動モードでは断接機構７６によりサイドギア６６と右後輪駆動軸７０の連結を絶つと共に、多板クラッチ機構１０６の引き摺りトルクを後輪駆動力伝達区間７８のフリクショントルクより小さくすることで、後輪駆動力伝達区間７８の回転を防止している。
【００４７】
サイドギア６６と右後輪駆動軸７０の連結が絶たれると、右後輪７４の回転はサイドギア６６に伝わらず、そのため、左後輪７２によるサイドギア６４の回転はピニオン６０及びピニオン６２を介してサイドギア６６を反対方向に回転させることが可能で、このピニオン６０、ピニオン６２、サイドギア６６の回転抵抗よりも、リングギア５８に繋がるドライブピニオン５６からベベルギア１１２までの回転抵抗の方が大きいため、リングギア５８は回転しない。
【００４８】
リングギア５８が回転しないということは、後輪駆動力伝達区間７８が回転しないことであり、この場合の駆動力の損失はピニオン６０、ピニオン６２、サイドギア６６が回転する部分だけとなり、断接機構７６がなく前輪駆動力伝達区間７８が回転してしまう場合と比べて燃費向上が可能である。
【００４９】
なお、本実施形態において、断接機構７６は後輪差動装置２２内のサイドギア６６と右後輪駆動軸７０の中間に設置されているが、サイドギア６６と右後輪駆動軸７０を断続する位置、あるいはサイドギア６４と左後輪駆動軸６８を断続する位置、又はその両方の位置であれば後輪差動装置２２内に設置するか外に設置するかを問わない。更に、ピニオン６０、６２、サイドギア６４、６６で構成するユニットをリングギア５８と分離し、その連結を断続する方式等の他の機構でも構わない。
【００５０】
図２は、図１の後輪差動装置２２の実施形態を示した断面図であり、断接機構７６を備える。図２において、後輪差動装置２２はデフケース８０の外周部に固定されたリングギア５８、デフケース８０に固定されたピニオン軸８２に回転自在に軸支されたピニオン６０及びピニオン６２、左後輪駆動軸６８に回転不可に軸支されデフケース８０内ピニオン６０及びピニオン６２と噛み合うサイドギア６４、サイドギア軸８４に回転不可に軸支されデフケース８０内でピニオン６０及びピニオン６２と噛み合うサイドギア６６を備える。
【００５１】
更に、端部７０ｂがサイドギア軸８４に回転方向に拘束されずに勘合している右後輪駆動軸７０、右後輪駆動軸７０の歯部７０ａ及びサイドギア軸８４の歯部８４ａとスプライン結合し、右後輪駆動軸７０とサイドギア軸８４を連結する位置と連結を解除する位置でスライド可能なスリーブ８６、スリーブ８６の溝部８６ａに摺動自在に係合する先端部８８ａによりスリーブ８６をスライドさせるフォーク８８、フォーク８８に固定され図示しないアクチュエータにより軸方向に駆動されるシフト軸９０を備え、四輪駆動時にリングギア５８と噛み合うドライブピニオン５６からの駆動力を左後輪７２及び右後輪７４に伝達する。
【００５２】
図２（Ａ）は、二輪駆動時の断接機構７６が非連結状態で、スリーブ８６はサイドギア軸８４の歯部８４ａと噛み合っていない。左後輪駆動軸６８の回転はサイドギア６４、ピニオン６０及びピニオン６２を介してサイドギア６６に伝わり、リングギア５８が回転しないことからサイドギア軸８４を左後輪駆動軸６８とは反対方向に回転させる。
【００５３】
図２（Ｂ）は、四輪駆動時にフォーク８８がＬ方向に移動し断接機構７６が連結された状態で、スリーブ８６はサイドギア軸８４の歯部８４ａと噛み合っている。ドライブピニオン５６によりリングギア５８が回転し、左後輪駆動軸６８と右後輪駆動軸７０を同方向に回転させる。二輪駆動に戻る際にはフォーク８８がＵ方向に移動し断接機構７６は非連結状態に戻る。
【００５４】
二輪駆動モード時に燃費低下を招く他の要因として、多板クラッチ機構１０６に備わる複数のクラッチ板の駆動側（前輪側）と従動側（後輪側）の回転速度差により発生するオイルの粘性抵抗やクラッチ板同士の接触による摩擦損失、いわゆる引き摺りトルクが後輪駆動力伝達区間７８のフリクショントルクより大きいために、後輪駆動力伝達区間７８が回転してしまう問題がある。
【００５５】
図３は、図１の駆動力配分装置１８の実施形態を示した断面図である。図３において、駆動力配分装置１８はケース１００を有し、ケース１００の左側にエンジン１４からの駆動力を変速機１６、前輪差動装置２０のリングギア３８を介して入力する入力軸１０２が設けられ、入力軸１０２には、右前輪駆動軸５０が回転自在に貫通している。
【００５６】
入力軸１０２と同軸に多板クラッチ機構１０６とボールカム機構１２２が設けられ、多板クラッチ機構１０６はクラッチハブ１０８を入力軸１０２に固定し、クラッチドラム１１０を入力軸１０２に対しベベルギア軸１１６と共に回転自在に設けたベベルギア１１２に連結している。
【００５７】
入力軸１０２と直角に、後輪側に駆動力を出力する後輪出力軸１１８がケース１００の左下側に設けられており、後輪出力軸１１８には出力ピニオン１１４が連結されベベルギア１１２と噛み合っている。
【００５８】
ボールカム機構１２２の多板クラッチ機構１０６の反対側にはオイルポンプ１８４が配置され、入力軸１０２から動力を得て入力軸１０２に設けられた油路１８６にオイルを供給する。
【００５９】
このような駆動力配分装置１８において、二輪駆動時には、多板クラッチ機構１０６のクラッチハブ１０８とクラッチドラム１１０の間が開放され、入力軸１０２の駆動力は後輪出力軸１１８には伝達されない。
【００６０】
四輪駆動時にあっては、多板クラッチ機構１０６が締結され、入力軸１０２からの駆動力を多板クラッチ機構１０６、ベベルギア１１２、出力ピニオン１１４を介して後輪出力軸１１８にも伝達する。
【００６１】
図４は、図３の多板クラッチ機構１０６及びボールカム機構１２２を示した断面図である。図４において、多板クラッチ機構１０６に対しては、クラッチハブ１０８とクラッチドラム１１０の間に設けた複数のクラッチ板１２０の締結力を制御するボールカム機構１２２が設けられる。クラッチ板１２０は、クラッチ板同士の間隔を保持するスペーサ１７８を備える。
【００６２】
ボールカム機構１２２は、入力軸１０２と同軸に相対回転自在に設けられた一対の固定カムプレート１２４と回転カムプレート１２６の対向するカム面のボールカム溝１２８にボール１４０を挟んで保持している。更に、固定カムプレート１２４と回転カムプレート１２６の間には位置決め用の突起部１３８を有するリテーナ１３６を備える。
【００６３】
図５は、図３のボールカム機構１２２をオイルポンプ１８４の方向から見た説明図である。図５において、固定カムプレート１２４は、アーム部１４２を延在してＵ字形の先端を保持部１５２ａの外側に嵌め入れて回転を停止させている。回転カムプレート１２６は、円周方向に複数のボールカム溝１２８を有し、アーム部１４４を延在して先端に形成した扇型ギア１４６が駆動ギア１４８に噛み合っている。
【００６４】
再び、図３及び４を参照するに、サーボモータ１５０は減速機１５２を介して駆動ギア１４８を回転させる。固定カムプレート１２４の右側にはスラスト軸受１５４を介して固定プレート１５８が配置され、回転カムプレート１２６の左側にはスラスト軸受１５６を介して押圧部材１６０が配置される。押圧部材１６０は、クラッチハブ１０８との間に備わる復帰ばね１６２により多板クラッチ機構１０６の開放方向に付勢されている。
【００６５】
ボールカム機構１２２は、駆動ギア１４８により回転カムプレート１２６が固定カムプレート１２４に対し所定方向に回転駆動されると、対向する面の傾斜溝であるボールカム溝１２８に挟まれているボール１４０による押圧を受けて押圧部材１６０及び復帰ばね１６２を軸方向に押し、押圧部材１６０が多板クラッチ機構１０６のクラッチ板１２０を押すことで、駆動ギア１４８の回転量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。
【００６６】
入力軸１０２、クラッチハブ１０８及び押圧部材１６０に囲まれる部位には、油路１８６から多板クラッチ機構１０６の複数のクラッチ板１２０へのオイルの供給を制御する油孔開閉部１６４が配置される。油孔開閉部１６４は、油孔１６８、ラチェット爪１７０を有する油孔位置調整部材１６６、皿ばね１７２、入力軸１０２に設けられたラック１７４、押圧部材１６０に設けられ油孔１６８を開閉する弁部１７６で構成される。
【００６７】
図６は、図３の多板クラッチ機構１０６の油孔開閉部１６４の動作を示す説明図である。図６（Ａ）は、二輪駆動時の多板クラッチ機構１０６が開放された状態で、押圧部材１６０はクラッチ板１２０から最も離れた待機位置に在る。油孔位置調整部材１６６は皿ばね１７２により右方に付勢されているがラチェット爪１７０とラック１７４で規制されている。
【００６８】
この状態では、クラッチ板１２０の内でクラッチドラム１１０に係合した方は回転しないが、クラッチハブ１０８に係合した方が入力軸１０２の回転と共に回転する。しかし、押圧部材１６０がこの位置では弁部１７６が油孔１６８を閉じているため、油路１８６からのオイルはクラッチ板１２０には供給されず、オイルによる粘性抵抗を軽減することでクラッチドラム１１０側の引き摺りを防止できる。
【００６９】
なお、本実施形態にあっては、図６（Ａ）の多板クラッチ機構１０６が開放された状態で、弁部１７６が油孔１６８を完全に閉じているが、この時点で弁部１７６が油孔１６８を完全に閉じることなく、若干のオイルをクラッチ板１２０に供給するように構成してもよく、その量はクラッチ板１２０の潤滑や冷却を考慮して任意に設定できる。
【００７０】
図６（Ｂ）は、二輪駆動から四輪駆動へ切り替わる途中の多板クラッチ機構１０６の締結初期状態で、ボールカム機構１２２に押され左方に移動した押圧部材１６０はクラッチ板１２０に接触を開始した位置に在る。この時点からクラッチ板１２０同士も徐々に接触を始め、その摩擦トルクにより多板クラッチ機構１０６は駆動力を前輪側に伝達し始める。この位置では弁部１７６が油孔１６８を開いているため、矢印で示すように油路１８６からオイルがクラッチ板１２０に供給され、クラッチ板同士の焼き付を防止する。
【００７１】
図６（Ｃ）は、四輪駆動に切り替わり多板クラッチ機構１０６が完全に締結された状態で、押圧部材１６０はクラッチ板１２０同士の隙間が全く無い最大押付け位置に在る。油孔位置調整部材１６６は、突起１６６ａが弁部１７６に押され、押圧部材１６０の最大押付け位置でラチェット爪１７０がラック１７４に係合し保持される。
【００７２】
図７は、図６の油孔開閉部１６４の油孔位置調整部材１６６の動作を示す説明図である。図７（Ａ）はクラッチ板１２０が磨耗をしていない状態、あるいは磨耗の初期状態での油孔開閉部１６４を示し、図７（Ｂ）はクラッチ板１２０の磨耗が進行した状態での油孔開閉部１６４を示している。
【００７３】
図７（Ａ）から図７（Ｂ）にクラッチ板１２０の磨耗が進むと、押圧部材１６０の最大押付け位置が全てのクラッチ板１２０の減少した板厚の合計に略等しい距離分クラッチストロークが深くなる方向、図７において距離Ｗ左方に移動する。押圧部材１６０の最大押付け位置の移動に伴い、油孔位置調整部材１６６の突起１６６ａが弁部１７６に押し込まれる位置も左方に変化し、その押し込まれた位置でラチェット爪１７０がラック１７４に係止し、油孔位置調整部材１６６が保持される。
【００７４】
油孔位置調整部材１６６がクラッチ板１２０の磨耗に追従することで、油孔１６８の開き始めのタイミングはクラッチ板１２０の磨耗度に影響されず、クラッチ板１２０同士の間隔に対し略一定となり、クラッチ板１２０の潤滑、冷却や引き摺り等に影響するオイル供給量の安定化が図れる。
【００７５】
図８は、図３の多板クラッチ機構１０６のスペーサ１７８の設置状態を示す説明図である。図８は、二輪駆動時の多板クラッチ機構１０６が開放された状態で、押圧部材１６０はクラッチ板１２０から最も離れた待機位置に在る。
【００７６】
多板クラッチ機構１０６は軸方向に移動可能な複数のクラッチ板１２０を備え、クラッチ板１２０は、クラッチハブ１０８の外周に内側クラッチ板１２０ｈがスプライン嵌合されて、クラッチドラム１１０の内周には外側クラッチ板１２０ｄがスプライン嵌合されおり、内側クラッチ板１２０ｈと外側クラッチ板１２０ｄは１枚置きに配置される。外側クラッチ板１２０ｄの内周部には板材を成形した板ばねであるスペーサ１７８を備え、隣接する両側の内側クラッチ板１２０ｈと引き摺りを起さない摩擦面同士の隙間を確保する。
【００７７】
クラッチ板１２０はクラッチハブ１０８の受圧面１０８ａと押圧部材１６０の押圧面１６０ａの間で軸方向に移動可能であり、押圧面１６０ａとの隙間Ｅがあるが、スペーサ１７８がないとクラッチ板１２０同士は、オイルによって粘着し分離せず、引き摺りを起す。スペーサ１７８が摩擦面同士の隙間を確保することで、引き摺りによる駆動力の損失を防止し燃費を向上させることが可能となる。
【００７８】
なお、押圧部材１６０がクラッチ板１２０から最も離れた待機位置に在る場合の隙間Ｅの値は、クラッチ１２０同士の隙間の状態により一定とは限らない。
【００７９】
スペーサ１７８は内側クラッチ板１２０ｈの外周部に設置することも可能であるが、トルク損失の小さな内側の方が好ましい。すなわち、スペーサ１７８が設置されたクラッチ板１２０に隣接するクラッチ板１２０と、スペーサ１７８との摺動による摩擦抵抗が同じであれば内側に設置した方が摩擦トルクは少なく、摩擦トルクは駆動力の損失となるためである。また、スペーサ１７８のばね荷重は隣接するクラッチ板１２０ｈとの間隔を維持できる範囲で小さい方が好ましい。
【００８０】
図９は、図８のスペーサを示す斜視図である。図９において、スペーサ１７８は板材を成形した板ばねであり、外側クラッチ板１２０ｄの内周部に設けた板厚方向の凹部１２０ｃに挿入する挟持部１８０と、挟持部１８０から隣接するクラッチ板１２０の両表面の外径方向に延び、クラッチ板１２０の軸方向に変形可能な弾性片１８２を備る。
【００８１】
スペーサ１７８を矢印で示す方向に凹部１２０ｃに挿入し固定するために、挟持部１８０の間隔は凹部１２０ｃの厚みより狭く設定される。
【００８２】
図１０は、図８のスペーサ１７８を示す断面図である。図１０（Ａ）は、四輪駆動時の多板クラッチ機構１０６が締結された状態で、スペーサ１７８が設置された外側クラッチ板１２０ｄと隣接する内側クラッチ板１２０ｈの各々の摩擦面が密着し回転している。図１０（Ｂ）は、二輪駆動時の多板クラッチ機構１０６が開放された状態で、スペーサ１７８が設置された外側クラッチ板１２０ｄと隣接する内側クラッチ板１２０ｈの各々の摩擦面がスペーサ１７８により引き摺りを起さない隙間に隔離されている。
【００８３】
図１０（Ｂ）において、内側クラッチ板１２０ｈは回転し、外側クラッチ板１２０ｄは回転しないため、スペーサ１７８の弾性片１８２の先端が隣接する内側クラッチ板１２０ｈと摺動する。そのため、弾性片１８２の先端は摩擦面ではない部位と接触するのが好ましい。
【００８４】
図１１は、図３の多板クラッチ機構１０６のスペーサ１７８の他の実施形態を示す断面図である。図１１おいて、スペーサ１７８は板材を成形した板ばねであり、外側クラッチ板１２０ｄの内周部に設けた板厚方向の凹部１２０ｃに挿入する挟持部１８０と、挟持部１８０から隣接する内側クラッチ板１２０ｈの両表面の内径方向に延び、内側クラッチ板１２０ｈの軸方向に変形可能な弾性片１８２を備える。
【００８５】
図１１（Ａ）は、多板クラッチ機構１０６が締結された状態で、スペーサ１７８が設置された外側クラッチ板１２０ｄと隣接する内側クラッチ板１２０ｈの各々の摩擦面が密着している。図１１（Ｂ）は、多板クラッチ機構１０６が開放された状態で、スペーサ１７８が設置された外側クラッチ板１２０ｄと隣接する内側クラッチ板１２０ｈの各々の摩擦面がスペーサ１７８により引き摺りを起さない隙間に隔離されている。
【００８６】
図１１（Ａ）と（Ｂ）の中間の位置においては、内側クラッチ板１２０ｈと外側クラッチ板１２０ｄは共に回転するが、回転速度差があるため弾性片１８２の先端が隣接する内側クラッチ板１２０ｈと摺動する。しかし、弾性片１８２の先端は外側クラッチ板１２０ｄの回転による遠心力で、矢印で示すように閉じる方向に力を受けることで摩擦抵抗を減らすことができる。
【００８７】
図１２は、図３のボールカム機構１２２のボールカム溝１２８とリテーナ１３６を示す説明図である。図１２において、一対の固定カムプレート１２４と回転カムプレート１２６の相対するカム面のボールカム溝１２８にボール１４０を挟んで保持している。ボールカム溝１２８は、乗り越え部１３４を境界にしてカム形状が異なる初期領域１３０と傾斜領域１３２を有する。
【００８８】
また、固定カムプレート１２４と回転カムプレート１２６の間には各ボール１４０の相対位置を保持するリテーナ１３６を備え、リテーナ１３６はボールカム溝１２８に対するボール１４０の初期位置を規制する位置決め用の突起部１３８を設ける。突起部１３８は回転カムプレート１２６の外周部に形成したガイド部１２７に係合している。
【００８９】
図１２（Ａ）は、二輪駆動時の多板クラッチ機構１０６が開放され、押圧部１６０が待機位置に在る状態で、ボール１４０は固定カムプレート１２４と回転カムプレート１２６の両ボールカム溝１２８の初期領域１３０に位置する。
【００９０】
図１２（Ｂ）は、二輪駆動から四輪駆動へ移行する際の、多板クラッチ機構１０６の締結初期の押圧部材１６０がクラッチ板１２０に接触を開始した位置に在る状態で、ボール１４０はボールカム溝１２８の乗り越え部１３４から傾斜部１３２に移行した位置する。
【００９１】
図１２（Ｃ）は、四輪駆動へ切り替わり、多板クラッチ機構１０６が締結されて押圧部材１６０がクラッチ板１２０同士を押圧する位置に在る状態で、ボール１４０はボールカム溝１２８の傾斜部１３２に位置する。
【００９２】
荷重を分散するために円周上にボール１４０を複数配置した場合、ボールカム機構１２２の作動時にボールカム溝１２８とボール１４０との滑りにより各ボールの相対的な位置ずれが生じることがあり、その場合、複数のボールカム溝１２８を均等に押すことができなくなり、多板クラッチ機構１０６への偏荷重やボールカム溝１２８の表面の耐久性が著しく低下する。
【００９３】
リテーナ１３６を備えることで、各ボール１４０の相対位置が保持され、また、図１２（Ｃ）から図１２（Ａ）の初期位置に戻る毎に、位置決め用の突起部１３８により各ボール１４０のボールカム溝１２８に対する初期位置が補正される。
【００９４】
図１３は、図１の駆動力配分装置１８の他の実施形態を示した断面図であり、図３及び４に示す実施形態に対し、ボールカム機構１２２が異なる点を除けば同じ構成である。図１３において、サーボモータ１５０は減速機１５２を介して周縁カム１９８回転させる。
【００９５】
回転カムプレート１２６は、アーム部１４４を延在して先端に、回転可能なローラから成るカムフォロア１９６を設けており、カムフォロア１９６は周縁カム１９８の外周部に接している。
【００９６】
ボールカム機構１２２は、周縁カム１９８により回転カムプレート１２６が固定カムプレート１２４に対し所定方向に回転駆動されると、対向する面の傾斜溝であるボールカム溝１２８に挟まれているボール１４０による押圧を受けて押圧部材１６０及び復帰ばね１６２を軸方向に押し、押圧部材１６０が多板クラッチ機構１０６のクラッチ板１２０を押すことで、駆動ギア１４８の回転量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。
【００９７】
図１４は、図１３のボールカム機構１２２を入力軸１０２の方向から見た説明図である。図１４において、回転カムプレート１２６は、円周方向に複数のボールカム溝１２８を有する。この実施例におけるボールカム溝１２８は、図３の実施例において図１２に示すような乗り越え部１３４は存在せず、傾斜領域１３２は初期領域１３０から段差なく接する形状をしている。
【００９８】
回転カムプレート１２６から延在するアーム部１４４の先端に設けられたカムフォロア１９６の外周部は、周縁カム１９８のカム面に接している。周縁カム１９８のカム面は、初期領域２００、非線形領域２０２及び線形領域２０６で構成され、時計方向に回転することでカムフォロア１９６を介して回転カムプレート１２６を回転駆動し、多板クラッチ機構１０６を押圧する。
【００９９】
図１４（Ａ）は、二輪駆動時の多板クラッチ機構１０６が開放され、押圧部１６０が待機位置に在る状態で、カムフォロア１９６は周縁カム１９８のカム面の初期領域２００に位置する。
【０１００】
図１４（Ｂ）は、二輪駆動から四輪駆動へ移行する際の、多板クラッチ機構１０６の締結初期の押圧部材１６０がクラッチ板１２０に接触を開始した位置に在る状態で、カムフォロア１９６は周縁カム１９８のカム面の非線形領域２０２から線形領域２０６に移行する位置に在り、この点が押圧開始位置２０４となる。
【０１０１】
周縁カム１９８の押圧開始位置２０４は、非線形領域２０２から線形領域２０６に移行する位置の近傍であれば非線形領域２０２に在っても線形領域２０６に在っても構わないが、非線形領域２０２から線形領域２０６に移行する点が望ましい。
【０１０２】
ここで、従来例として非線形領域のない線形カム２０８の形状を示して周縁カム１９８との比較をすると、線形カム２０８においては押圧部材１６０がクラッチ板１２０を押圧始める押圧開始位置２１０までに角度βを要するが、非線形領域２０２の存在する周縁カム１９８においては角度βよりはるかに小さな角度αで押圧開始位置２０４に達する。
【０１０３】
図１５及び１６は、図１２及び１４に示すボールカム機構１２２の動作説明図である。図１５は、多板クラッチ機構１０６の押圧部材１６０に作用するカム荷重１８８と、押圧部材１６０のストローク１９０の関係、及びばね荷重１９２を模式的に示したグラフで、横軸は回転カムプレート１２６のカム角度（θ）、縦軸はカム荷重（Ｆ）とストローク（Ｓ）を表している。
【０１０４】
押圧部材１６０のストローク１９０は、カム角度θ０からθ１までが非線形領域で、カム角度θ１以降θmaxまでが線形領域であり、クラッチトルク（Ｔ）の軸は、カム角度θ１のバネ荷重１９２を始点（Ｔ０）とし、バネ荷重１９２の傾きに直角である。
【０１０５】
図１６（Ａ）は、図１５に示すカム角度θに対応した、押圧部材１６０、クラッチドラム１０８、クラッチ板１２０及び復帰ばね１６２の状態を表し、各々、多板クラッチ機構１０６の待機状態θ０、締結開始θ１、締結状態θｎである。
【０１０６】
図１６（Ｂ）は、図１２に示す固定カムプレート１２４、回転カムプレート１２６及びボール１４０のカム角度θに対応した位置関係を表し、左から各々、カム角度θ０のボール１４０がボールカム溝１２８の初期領域１３０に在る場合、カム角度θ１のボール１４０がボールカム溝１２８の乗り越え部１３４を乗り越え終わった位置に在る場合、カム角度θｎのボール１４０がボールカム溝１２８の傾斜領域１３２に在る場合である。
【０１０７】
図１６（Ｃ）は、図１４に示す周縁カム１９８と回転カムプレート１２６のアーム部１４４の先端に位置するカムフォロア１９６のカム角度θに対応した位置関係を表し、左から各々、カム角度θ０のカムフォロア１９６が周縁カム１９８の初期領域２００に在る場合、カム角度θ１のカムフォロア１９６が周縁カム１９８の押圧開始位置２０４に在る場合、カム角度θｎのカムフォロア１９６が周縁カム１９８の線形領域２０６に在る場合である。
【０１０８】
多板クラッチ機構１０６において、押圧部１６０の移動は、待機位置からクラッチ板１２０に接触を開始する位置までは、復帰ばね１６２を押し込むだけの小さな荷重でよいが、二輪駆動から四輪駆動への移行応答性を良くするために大な速度が必要になる。特に、二輪駆動時の引き摺りを防止するためにクラッチ板１２０同士の間隔を広げ、多板クラッチ機構１０６のエンドプレイを大きく取った場合はこの区間の移動速度が重要になる。
【０１０９】
カム角度θ０の待機状態では、押圧部材１６０とクラッチ板１２０とに距離ｅのエンドプレイがあり、図１６（Ｂ）の場合、ボール１４０がカム角度θ０からカム角度θ１のボールカム溝１２８の乗り越え部１３４を乗り越える非線形領域でこの距離ｅをすばやく詰める。
【０１１０】
図１６（Ｃ）の場合は、カムフォロア１９６がカム角度θ０からカム角度θ１で非線形領域２０２を経て押圧開始位置２０４に移動することでこの距離ｅをすばやく詰める。このカム角度θ０からカム角度θ１の区間でのカム荷重（Ｆ）は復帰ばね１６２のばね荷重１９２のみであるため、小さなカム角度θ１で大きなストロークＳ１を得ることが可能である。
【０１１１】
その後、押圧部材１６０がクラッチ板１２０に接触し押圧を開始すると、クラッチ板１２０にクラッチトルク（Ｔ）が発生し、カム荷重（Ｆ）は急激に増加する。カム角度θ１以降は、ボール１４０はボールカム溝１２８の傾斜領域１３２に在り、カム角度θｎのストロークＳｎにおいて、荷重Ｆｎからバネ荷重１９２を引いた値がクラッチトルクＴｎに相当する。
【０１１２】
図１７は、本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施形態を示した説明図であり、図１に示す実施形態に対しオイルポンプ１９４を除けば同じ構成である。図１７において、ベベルギア軸１１６にはオイルポンプ１９４が連結されており、多板クラッチ機構１０６が締結されベベルギア１１４が回転するとオイルポンプ１９４はオイルを図示しない油圧回路を経由して多板クラッチ機構１０６に供給し、多板クラッチ機構１０６に備わる複数のクラッチ板の摩擦熱による焼き付きを防止する。
【０１１３】
なお、本実施形態において、オイルポンプ１９４はベベルギア軸１１６に連結され動力を得ているが、二輪駆動時に駆動力が伝達されない部位、例えばベベルギア１１２や出力ピニオン１１４から動力を得るようにしても構わない。
【０１１４】
図１８は、図１７の駆動力配分装置１８の実施形態を示した断面図であり、図３に示す実施形態に対し入力軸１０２が駆動するオイルポンプ１８４がなく、代わりにベベルギア軸１１６が駆動するオイルポンプ１９４があること、及び図４に詳細を示す油孔開閉部１６４及び油路１８６が存在しないことを除けば同じ構成である。
【０１１５】
図１８において、ベベルギア軸１１６のベベルギア１１２の反対側にはオイルポンプ１９４が配置され、ベベルギア軸１１６から動力を得て、入力軸１０２の外周部とベベルギア軸１１６内周部の間、入力軸１０２の外周部とベベルギア１１２内周部の間を経由して多板クラッチ機構１０６にオイルを供給する。
【０１１６】
このような構成において、二輪駆動時の多板クラッチ機構１０６が開放され、押圧部材１６０はクラッチ板１２０から最も離れた待機位置に在る状態では、クラッチ板１２０の内でクラッチドラム１１０に係合した方は回転しないが、クラッチハブ１０８に係合した方が入力軸１０２の回転と共に回転する。
【０１１７】
しかし、クラッチドラム１１０が回転しないことから、ベベルギア１２及びベベルギア軸１１６が回転せず、よってオイルポンプ１９４はオイルを吐出しないため、オイルはクラッチ板１２０には供給されず、オイルによる粘性抵抗を軽減することでクラッチドラム１１０側の引き摺りを防止できる。
【０１１８】
二輪駆動から四輪駆動へ切り替わり、ボールカム機構１２２に押され左方に移動した押圧部材１６０がクラッチ板１２０を押圧し、クラッチ板１２０同士が接触した状態ではクラッチドラム１１０が回転するため、ベベルギア１１２を介してベベルギア軸１１６が回転する。従って、ベベルギア軸１１６に駆動されるオイルポンプ１９４はオイルを吐出することで、オイルがクラッチ板１２０に供給され、クラッチ板同士の焼き付を防止する。
【０１１９】
図１９は、本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施形態を示した断面図
である。図１９の実施形態は実質的に図１７の駆動力配分装置１８を示したものであり、図１８に示す断面図に対し、プライマリークラッチ２１２、ボールカム機構２１４を含む多板クラッチ機構２１０、油圧ピストン２４４、油圧ポンプ２５２及び圧力センサ２５６が異なることを除けば同じ構成である。
【０１２０】
図１９において、入力軸１０２と同軸に多板クラッチ機構２１０、プライマリークラッチ２１２及びボールカム機構２１４が設けられ、多板クラッチ機構２１０はクラッチドラム２１６を入力軸１０２に固定し、クラッチハブ２１８を入力軸１０２に対しベベルギア軸１１６と共に回転自在に設けたベベルギア１１２に連結している。
【０１２１】
このような駆動力配分装置１８において、二輪駆動時には、多板クラッチ機構２１０のクラッチドラム２１６とクラッチハブ２１８の間が開放され、入力軸１０２の駆動力は後輪出力軸１１８には伝達されない。
【０１２２】
四輪駆動時にあっては、多板クラッチ機構２１０が締結され、入力軸１０２からの駆動力を多板クラッチ機構２１０、ベベルギア１１２、出力ピニオン１１４を介して後輪出力軸１１８にも伝達する。
【０１２３】
図２０は、図１９の多板クラッチ機構２１０、プライマリークラッチ２１２及びボールカム機構２１４を示した断面図である。図２０において、多板クラッチ機構２１０に対しては、クラッチドラム２１６とクラッチハブ２１８の間に設けた複数のクラッチ板２２０の締結力を制御するボールカム機構２１４及びボールカム機構２１４を駆動するプライマリークラッチ２１２が設けられる。
【０１２４】
ボールカム機構２１４は、入力軸１０２と同軸に相対回転自在に設けられた一対の押圧部材２２２とカムプレート２２４の対向するカム面のボールカム溝２２６にボール２２８を挟んで保持している。
【０１２５】
押圧部材２２２は、クラッチハブ２１８と共に回転しクラッチハブ２１８との間に備わる復帰ばね２３０により多板クラッチ機構２１０の開放方向に付勢されている。カムプレート２２４とクラッチドラム２１６の間にはスラスト軸受２３２が備わる。
【０１２６】
プライマリークラッチ２１２は、クラッチドラム２１６とカムプレート２２４の間にクラッチ板２３４を備え、押圧板２３６がクラッチ板２３４を押圧し締結することでクラッチドラム２１６の回転をカムプレート２２４に伝達する。
【０１２７】
押圧板２３６はクラッチドラム２１６を貫通する押圧軸２３８を介して受圧板２４０と連結しており、受圧板２４０はスラスト軸受け２４２を介して油圧ピストン２４４と係合している。油圧ピストン２４４はシリンダ２４６の中をプライマリークラッチ２１２を開放する位置と締結する位置に移動可能であり、Ｏリング２４８でシールされている。
【０１２８】
図１９に示すように、サーボモータ２５０は油圧ポンプ２５２を駆動し、油圧ポンプ２５２から吐出されるオイルが油路２５４を経由してシリンダ２４６に流入することで、油圧ピストン２４４がスラスト軸受２４２、受圧板２４０、押圧軸２３８、押圧板２３６を介してクラッチ板２３４を押圧し、プライマリークラッチ２１２を締結する。
【０１２９】
油路２５４には油圧センサ２５６が備わり、油圧シリンダ２４６の油圧を検出する。図示しない油圧制御部が、油圧センサ２５６の検出する油圧を監視し油圧ピストン２４４を適切な移動量に制御する。
【０１３０】
ボールカム機構２１４は、プライマリークラッチ２１２によりカムプレート２２４が押圧部材２２２に対し所定方向に回転駆動されると、対向する面の傾斜溝であるボールカム溝２２６に挟まれているボール２２８による押圧を受け、押圧部材２２２及び復帰ばね２３０を軸方向に押し、押圧部材２２２が多板クラッチ機構２１０のクラッチ板２２０を押すことで、油圧ピストン２４４の移動量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。
【０１３１】
このようにプライマリークラッチ２１２を有する構成にすることで、クラッチ板２２０の枚数を減らすことが可能であり、これにより多板クラッチ機構２１０の引き摺りトルクを減少させることができる。引き摺りトルクを後輪駆動力伝達区間のフリクショントルクよりも小さくすることで、後輪駆動力伝達区間の構成要素の回転を止め、この区間のオイル粘性抵抗や摩擦損失を減少させ燃費低下を防止できる。
【０１３２】
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の実施形態を示した説明図
【図２】図１の前輪差動装置の実施形態を示した断面図
【図３】図１の駆動力配分装置の実施形態を示した断面図
【図４】図３の多板クラッチ機構及びボールカム機構を示した断面図
【図５】図３のボールカム機構を軸方向から見た説明図
【図６】図３の多板クラッチ機構の油孔開閉部の動作を示す説明図
【図７】図６の油孔開閉部の油孔位置調整部材の動作を示す説明図
【図８】図３の多板クラッチ機構のスペーサ設置状態を示す説明図
【図９】図８のスペーサを示す斜視図
【図１０】図８のスペーサを示す断面図
【図１１】図３の多板クラッチ機構のスペーサの他の実施形態を示す断面図
【図１２】図３のボールカム機構のボールカム溝とリテーナを示す説明図
【図１３】図１の駆動力配分装置の他の実施形態を示した断面図
【図１４】図１３のボールカム機構を軸方向から見た説明図
【図１５】図１２及び図１４に示すボールカム機構の動作説明図
【図１６】図１２及び図１４に示すボールカム機構の動作説明図
【図１７】本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施形態を示した説明図
【図１８】図１７の駆動力配分装置の実施形態を示した断面図
【図１９】本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施形態を示した断面図
【図２０】図１９プライマリークラッチ及びボールカム機構を示した断面図
【図２１】従来の四輪駆動車用駆動力伝達装置の説明図
【図２２】従来の多板クラッチ機構の引き摺り防止用リングばね
【符号の説明】
【０１３４】
１０：駆動力伝達装置
１２：四輪駆動車
１４：エンジン
１６：変速機
１８：駆動力配分装置
２０：前輪差動装置
２２：後輪差動装置
２４：プロペラシャフト
３２、３４：自在継手
３６：ドライブギア
３８：リングギア
４０、４２：ピニオン
４４、４６：サイドギア
４８：左前輪駆動軸
５０：右前輪駆動軸
５２：左前輪
５４：右前輪
５６：ドライブピニオン
５８：リングギア
６０、６２：ピニオン
６４、６６：サイドギア
６８：左後輪駆動軸
７０：右後輪駆動軸
７２：左後輪
７４：右後輪
７６：断接機構
７８：後輪駆動力伝達区間
８０：デフケース
８２：ピニオン軸
８４：サイドギア軸
８６：スリーブ
８８：フォーク
９０：シフト軸
１００：ケース
１０２：入力軸
１０６：多板クラッチ機構
１０８：クラッチハブ
１１０：クラッチドラム
１１２：ベベルギア
１１４：出力ピニオン
１１６：ベベルギア軸
１１８：後輪出力軸
１２０：クラッチ板
１２２：ボールカム機構
１２４：固定カムプレート
１２６：回転カムプレート
１２８：ボールカム溝
１３０：初期領域
１３２：傾斜領域
１３４：乗り越え部
１３６：リテーナ
１３８：突起部
１４０：ボール
１４２、１４４：アーム部
１４６：扇型ギア
１４８：駆動ギア
１５０：サーボモータ
１５２：減速機
１５４、１５６：スラスト軸受
１５８：固定プレート
１６０：押圧部材
１６２：復帰ばね
１６４：油孔開閉部
１６６：油孔位置調整部材
１６８：油孔
１７０：ラチェット爪
１７２：皿ばね
１７４：ラック
１７６：弁部
１７８：スペーサ
１８０：挟持部
１８２：弾性片
１８４、１９４：オイルポンプ
１８６：油路
１８８：カム荷重
１９０：ストローク
１９２：ばね荷重
１９６：カムフォロア
１９８：周縁カム
２００：初期領域
２０２：非線形領域
２０４、２１０：押圧開始位置
２０６：線形領域
２０８：線形カム
２１０：多板クラッチ機構
２１２：プライマリークラッチ
２１４：ボールカム機構
２１６：クラッチハブ
２１８：クラッチドラム
２２０：クラッチ板
２２２：押圧部材
２２４：カムプレート
２２６：ボールカム溝
２２８：ボール
２３０：復帰ばね
２３２、２４２：スラスト軸受
２３４：クラッチ板
２３６：押圧板
２３８：押圧軸
２４０：受圧板
２４４：油圧ピストン
２４６：シリンダ
２４８：Ｏリング
２５０：サーボモータ
２５２：油圧ポンプ
２５４：油路
２５６：圧力センサ
３００：駆動力伝達装置
３０２：四輪駆動車
３０４：エンジン
３０６：変速機
３０８：前輪差動装置
３１０：駆動力方向変換部
３１２：プロペラシャフト
３１４：多板クラッチ機構
３１６：左前輪
３１８：右前輪
３２０：ドライブピニオン
３２２：リングギア
３２４：後輪差動装置
３２６：左後輪
３２８：右後輪
３３０：前輪駆動力伝達区間
３３２：リングばね
【図１】
0005265947.tif 000002
【図２】
0005265947.tif 000003
【図３】
0005265947.tif 000004
【図４】
0005265947.tif 000005
【図５】
0005265947.tif 000006
【図６】
0005265947.tif 000007
【図７】
0005265947.tif 000008
【図８】
0005265947.tif 000009
【図９】
0005265947.tif 000010
【図１０】
0005265947.tif 000011
【図１１】
0005265947.tif 000012
【図１２】
0005265947.tif 000013
【図１３】
0005265947.tif 000014
【図１４】
0005265947.tif 000015
【図１５】
0005265947.tif 000016
【図１６】
0005265947.tif 000017
【図１７】
0005265947.tif 000018
【図１８】
0005265947.tif 000019
【図１９】
0005265947.tif 000020
【図２０】
0005265947.tif 000021
【図２１】
0005265947.tif 000022
【図２２】
0005265947.tif 000023