(57)【要約】【課題】プラネタリギヤ機構の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化すると共に、分岐ギヤ機構の大型化を抑制し、装置を小型化することができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】差動機構３と、プラネタリギヤ機構５と、分岐ギヤ機構７とを備えた動力伝達装置１において、一方の車軸の外周に、軸方向移動して差動機構３とプラネタリギヤ機構５と分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９とを選択的に接続可能な入力部材１１を配置し、入力部材１１が軸方向移動して、プラネタリギヤ機構５を介して第１の速度で差動機構３に駆動力を伝達する第１ポジション１３と、この第１ポジション１３と同期して分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９に駆動力を伝達する第２ポジション１５と、分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９に駆動力を伝達すると共に、プラネタリギヤ機構５を介して第２の速度で差動機構３に駆動力を伝達する第３ポジション１７とを有した。【選択図】図１
2012025300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪側又は後輪側のうち一方の左右輪に連結された一対の車軸と連結され前記左右輪に駆動力を伝達する差動機構と、この差動機構に伝達する駆動力を変速させるプラネタリギヤ機構と、前記差動機構に伝達される駆動力を分岐して前記前輪側又は後輪側のうち他方に伝達する分岐ギヤ機構とを備えた動力伝達装置であって、
前記一対の車軸のうち一方の車軸の外周には、軸方向移動して前記差動機構と前記プラネタリギヤ機構と前記分岐ギヤ機構の第１分岐ギヤとを選択的に接続可能な入力部材が配置され、
前記入力部材は軸方向移動して、前記プラネタリギヤ機構を介して第１の速度で前記差動機構に駆動力を伝達する第１ポジションと、この第１ポジションと同期して前記分岐ギヤ機構の第１分岐ギヤに駆動力を伝達する第２ポジションと、前記分岐ギヤ機構の第１分岐ギヤに駆動力を伝達すると共に、前記プラネタリギヤ機構を介して第２の速度で前記差動機構に駆動力を伝達する第３ポジションとを有することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力伝達装置であって、
前記入力部材は、前記第２ポジションから前記第３ポジションへの移行で前記プラネタリギヤ機構との接続が解除される第４ポジションを有することを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用される動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、左右輪に連結された車軸上に配置された差動機構と、この差動機構に伝達される駆動力を変速させるプラネタリギヤ機構と、差動機構に伝達される駆動力を分岐して前輪側又は後輪側に伝達する分岐ギヤ機構とを備えた動力伝達装置としては、左右輪に連結された駆動軸上に配置された前輪用差動機構と、この前輪用差動機構に伝達される駆動力を変速させるプラネタリギヤ機構と、このプラネタリギヤ機構を介して伝達された駆動力を後輪側に伝達する傘歯車組からなる分岐ギヤ機構とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この動力伝達装置では、左右輪に連結された車軸上にプラネタリギヤ機構の動力伝達経路を切り換える高低切換機構が配置され、分岐ギヤ機構に連結された駆動軸上に前後輪間の駆動力の伝達を断続する２輪−４輪切換クラッチが配置されている。
【０００４】
そして、高低切換機構によってプラネタリギヤ機構の動力伝達経路を切り換えることにより、変速された駆動力が前輪用差動機構と分岐ギヤ機構とに伝達される。また、分岐ギヤ機構に伝達された駆動力は、２輪−４輪切換クラッチを切り換えることによって断続され、２輪−４輪切換クラッチが接続状態であるときには後輪側に駆動力が伝達されて、車両が４輪駆動状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−１８２５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような動力伝達装置では、プラネタリギヤ機構の動力伝達経路を切り換える機構と、前後輪間の駆動力の伝達を断続する機構とがそれぞれ独立して設けられているので、それぞれの機構を起動させるアクチュエータが２つ必要となるなど、装置全体が大型化してしまっていた。
【０００７】
また、分岐ギヤ機構がプラネタリギヤ機構の動力伝達経路の下流側に接続されているので、分岐ギヤ機構や分岐ギヤ機構以降に接続された動力伝達部材を変速された駆動力を伝達できるだけの許容範囲を有する構造としなければならなかった。このため、分岐ギヤ機構や分岐ギヤ機構以降の動力伝達機構が大型化してしまい、装置が大型化してしまっていた。
【０００８】
そこで、この発明は、プラネタリギヤ機構の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化すると共に、分岐ギヤ機構の大型化を抑制し、装置を小型化することができる動力伝達装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前輪側又は後輪側のうち一方の左右輪に連結された一対の車軸と連結され前記左右輪に駆動力を伝達する差動機構と、この差動機構に伝達する駆動力を変速させるプラネタリギヤ機構と、前記差動機構に伝達される駆動力を分岐して前記前輪側又は後輪側のうち他方に伝達する分岐ギヤ機構とを備えた動力伝達装置であって、前記一対の車軸のうち一方の車軸の外周には、軸方向移動して前記差動機構と前記プラネタリギヤ機構と前記分岐ギヤ機構の第１分岐ギヤとを選択的に接続可能な入力部材が配置され、前記入力部材は軸方向移動して、前記プラネタリギヤ機構を介して第１の速度で前記差動機構に駆動力を伝達する第１ポジションと、この第１ポジションと同期して前記分岐ギヤ機構の第１分岐ギヤに駆動力を伝達する第２ポジションと、前記分岐ギヤ機構の第１分岐ギヤに駆動力を伝達すると共に、前記プラネタリギヤ機構を介して第２の速度で前記差動機構に駆動力を伝達する第３ポジションとを有することを特徴とする。
【００１０】
この動力伝達装置では、プラネタリギヤ機構を切り換える機能と、前後輪間の駆動力の伝達を断続する機能とを１つの入力部材が有しているので、入力部材を軸方向に移動操作するアクチュエータを１つにすることができ、プラネタリギヤ機構の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化することができる。
【００１１】
また、分岐ギヤ機構は、プラネタリギヤ機構を介して駆動力が伝達されることがないので、分岐ギヤ機構に伝達する駆動力を一定とするすることができ、分岐ギヤ機構や分岐ギヤ機構以降に接続される動力伝達部材の大型化を抑制することができる。
【００１２】
従って、このような動力伝達装置では、プラネタリギヤ機構の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化すると共に、分岐ギヤ機構の大型化を抑制し、装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プラネタリギヤ機構の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化すると共に、分岐ギヤ機構の大型化を抑制し、装置を小型化することができる動力伝達装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の入力部材が第１ポジションであるときの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の入力部材が第２ポジションであるときの断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の入力部材が第３ポジションであるときの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の入力部材が第４ポジションであるときの断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の入力部材が第１ポジションであるときの断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の入力部材が第２ポジションであるときの断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の入力部材が第３ポジションであるときの断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の入力部材が第４ポジションであるときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図１０を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１〜図５を用いて第１実施形態について説明する。
【００１７】
本実施の形態に係る動力伝達装置１は、前輪の左右輪（不図示）に連結された一対の車軸（不図示）と連結され左右輪に駆動力を伝達する差動機構３と、この差動機構３に伝達する駆動力を変速させるプラネタリギヤ機構５と、差動機構３に伝達される駆動力を分岐して後輪側に伝達する分岐ギヤ機構７とを備えている。
【００１８】
また、一方の車軸の外周には、軸方向移動して差動機構３とプラネタリギヤ機構５と分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９とを選択的に接続可能な入力部材１１が配置されている。
【００１９】
そして、入力部材１１は軸方向移動して、プラネタリギヤ機構５を介して第１の速度で差動機構３に駆動力を伝達する第１ポジション１３と、この第１ポジション１３と同期して分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９に駆動力を伝達する第２ポジション１５と、分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９に駆動力を伝達すると共に、プラネタリギヤ機構５を介して第２の速度で差動機構３に駆動力を伝達する第３ポジション１７とを有する。
【００２０】
また、入力部材１１は、第２ポジション１５から第３ポジション１７への移行でプラネタリギヤ機構５との接続が解除される第４ポジション１９を有する。
【００２１】
図１〜図５に示すように、差動機構３は、前輪の左右輪に連結された一対の車軸と連結され、左右輪に駆動力を伝達する。この差動機構３は、デフケース２１と、ピニオンシャフト２３と、ピニオン２５と、一対のサイドギヤ２７，２９とを備えている。
【００２２】
デフケース２１は、軸方向一側に形成されたボス部でベアリング３１を介してトランスファケース３３に回転可能に支持されると共に、軸方向他側がプラネタリギヤ機構５の遊星キャリア４９と一体回転可能に固着されスラストベアリング３５を介して分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９と相対回転可能に支持されている。このデフケース２１には、ピニオンシャフト２３とピニオン２５と一対のサイドギヤ２７，２９とが収容されている。
【００２３】
ピニオンシャフト２３は、端部をデフケース２１に係合してピンで抜け止めされ、デフケース２１と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト２３には、ピニオン２５が支承されている。
【００２４】
ピニオン２５は、ピニオンシャフト２３に支承されてデフケース２１の回転によって公転する。また、ピニオン２５の背面側とデフケース２１との間には、ピニオン２５の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ３７が配置されている。このピニオン２５は、一対のサイドギヤ２７，２９に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ２７，２９に差回転が生じると回転駆動されるように自転可能にピニオンシャフト２３に支持されている。
【００２５】
一対のサイドギヤ２７，２９は、ボス部でそれぞれ遊星キャリア４９とデフケース２１とに相対回転可能に支持され、ピニオン２５と噛み合っている。また、一対のサイドギヤ２７，２９と遊星キャリア４９及びデフケース２１との軸方向間には、ピニオン２５との噛み合い反力によるサイドギヤ２７，２９の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ３９，４１が配置されている。この一対のサイドギヤ２７，２９は、内周側にスプライン形状の連結部４３，４５が設けられ、左右の車輪側に連結された車軸がサイドギヤ２７，２９と一体回転可能に連結され、デフケース２１に入力された駆動力を車軸を介して左右輪へ出力する。このような差動機構３には、プラネタリギヤ機構５を介して駆動力が伝達される。
【００２６】
プラネタリギヤ機構５は、差動機構３のサイドギヤ２７に連結された車軸の外周に配置され、太陽歯車４７と、遊星キャリア４９と、遊星歯車５１と、内歯車５３とから構成されている。太陽歯車４７は、中空状に形成され、サイドギヤ２７に連結された車軸の外周に相対回転可能に配置されている。また、太陽歯車４７と遊星キャリア４９との軸方向間には、太陽歯車４７の軸方向に掛かるスラスト力を受けるスラストベアリング５５が配置されている。遊星キャリア４９は、差動機構３のデフケース２１と一体回転可能に設けられ、複数のシャフト５７が一体回転可能に固定されている。遊星歯車５１は、複数設けられ、それぞれシャフト５７に支承されて遊星キャリア４９の回転によって公転する。また、複数の遊星歯車５１は、太陽歯車４７と内歯車５３と噛み合い、遊星キャリア４９及び太陽歯車４７の回転により自転可能にシャフト５７に支承されている。内歯車５３は、トランスファケース３３に回転不能に固定され、遊星歯車５１と噛み合っている。このようなプラネタリギヤ機構５は、ギヤ比が各ギヤを連結させる入出力経路によって変更可能であり、変更されたギヤ比で差動機構３に駆動力を伝達する。
【００２７】
なお、ここでは、駆動力が遊星キャリア４９から等速で差動機構３に伝達される速度を第１の速度とし、駆動力が太陽歯車４７から遊星歯車５１を介して遊星キャリア４９から減速されて差動機構３に伝達される速度を第２の速度とする。
【００２８】
分岐ギヤ機構７は、動力伝達ギヤ組５９と、方向変換ギヤ組６１とを備えている。動力伝達ギヤ組５９は、第１分岐ギヤ９と、第２分岐ギヤ６３とから構成されている。第１分岐ギヤ９は、ベアリング６５，６７を介してトランスファケース３３に回転可能に支持されると共に、スラストベアリング３５を介してプラネタリギヤ機構５の遊星キャリア４９と相対回転可能に配置されている。第２分岐ギヤ６３は、第１分岐ギヤ９と軸平行にベアリング６９，７１を介してトランスファケース３３に回転可能に支持された軸部材７３に連続する一部材で設けられている。この第２分岐ギヤ６３は、第１分岐ギヤ９よりも小径に形成され、第１分岐ギヤ９と噛み合うことにより、第１分岐ギヤ９に伝達された駆動力を増速して軸部材７３に伝達させる。
【００２９】
なお、分岐ギヤ機構７は、軸部材７３を省略して第１分岐ギヤ９をベベルギヤ式のリングギヤ（後述する第３分岐ギヤ７５相当）として、小径のピニオンとしての第４分岐ギヤ７７と噛み合わせることもできる。この場合、動力伝達装置１は、直交する２軸のベベルギヤ組となり、分岐ギヤ機構７をコンパクト化することができる。
【００３０】
方向変換ギヤ組６１は、大径のリングギヤからなる第３分岐ギヤ７５と、小径のピニオンからなる第４分岐ギヤ７７とからなるハイポイドギヤ組で変速駆動されるように構成されている。第３分岐ギヤ７５は、軸部材７３と圧入などの固定手段によって一体回転可能に固定されている。この第３分岐ギヤ７５は、第４分岐ギヤ７７と噛み合い、駆動力が軸部材７３から出力軸７９側へ方向変換されて伝達される。この第４分岐ギヤ７７は、出力軸７９の軸方向端部に出力軸７９と連続する一部材として形成されている。
【００３１】
出力軸７９は、軸心が車軸の軸心に対して交差する方向、詳細には直交方向に配置され、軸方向両側を一対のベアリング８１，８３を介してトランスファケース３３に回転可能に支持されている。この出力軸７９の軸方向端部には、出力側の動力伝達機構の各動力伝達部材（不図示）に連結された出力部材８５が一体回転可能に連結され、電動モータや内燃機関エンジンなどの駆動源（不図示）側からの駆動力が動力伝達ギヤ組５９と方向変換ギヤ組６１を介して出力側の伝達機構に出力される。
【００３２】
このような差動機構３とプラネタリギヤ機構５と分岐ギヤ機構７とへの駆動源側からの駆動力の切り換え及び伝達は、トランスファケース３３内に収容された入力部材１１によって行われる。
【００３３】
入力部材１１は、入力軸８７と、スリーブ８９とを備えている。入力軸８７は、中空状に形成され、軸方向一側の外周に形成されたスプライン形状の連結部９１を介して駆動源側からの駆動力を伝達する駆動部材（不図示）と一体回転可能に配置されると共に、サイドギヤ２７に連結された車軸の外周で相対回転可能に配置されている。この入力軸８７の軸方向他側の内周には、スプライン形状の入力部９３が形成され、スリーブ８９がスプライン連結されている。
【００３４】
スリーブ８９は、中空状に形成され、軸方向一側の外周に形成されたスプライン形状の入力部９３を介して入力軸８７と一体回転可能に配置されると共に、サイドギヤ２７に連結された車軸の外周に軸方向移動可能に配置されている。このスリーブ８９には、駆動源側からの駆動力が入力軸８７を介して入力部９３から入力される。このスリーブ８９に伝達された駆動力は、スリーブ８９に設けられた第１ポジション１３と、第２ポジション１５と、第３ポジション１７とのうち、いずれかのポジションを選択することにより、差動機構３、プラネタリギヤ機構５及び分岐ギヤ機構７に選択的に伝達される。なお、入力軸８７とスリーブ８９とが別部材で設けられているが、入力軸８７とスリーブ８９とを一部材として軸方向移動可能に配置し、入力軸８７の連結部９１を入力部としてもよい。
【００３５】
第１ポジション１３は、スリーブ８９の軸方向他側の外周にスプライン形状に形成され、プラネタリギヤ機構５の遊星キャリア４９の内周に形成されたスプライン形状の連結部９５にスプライン連結される。この第１ポジション１３は、図２に示すように、入力軸８７から入力部９３を介してスリーブ８９に伝達された駆動力を遊星キャリア４９に伝達させる。この遊星キャリア４９に伝達された駆動力は、第１の速度でデフケース２１から差動機構３に伝達される。このため、スリーブ８９が第１ポジション１３に位置しているときには、スリーブ８９から遊星キャリア４９を介して、入力部材１１に伝達された駆動力が等速で差動機構３に伝達される。この第１ポジション１３では、車両は駆動源側からの駆動力が等速で前輪側に伝達される２輪駆動状態となる。
【００３６】
第２ポジション１５は、スリーブ８９の第１ポジション１３よりも軸方向入力部９３側の外周にスプライン形状に形成され、分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９の内周に形成されたスプライン形状の連結部９７にスプライン連結される。この第２ポジション１５は、図３に示すように、入力軸８７から入力部９３を介してスリーブ８９に伝達された駆動力を等速で分岐ギヤ機構７に伝達させる。このとき、第１ポジション１３の連結は、解除されておらず、差動機構３にもスリーブ８９に伝達された駆動力が等速で伝達される。このため、スリーブ８９が第２ポジション１５に位置しているときには、差動機構３と分岐ギヤ機構７とに入力部材１１に伝達された駆動力が等速で伝達される。この第２ポジション１５では、車両は駆動源側からの駆動力が等速で前輪側に伝達されると共に、分岐ギヤ機構７の第１分岐ギヤ９に等速で伝達される４輪駆動状態となる。
【００３７】
第３ポジション１７は、スリーブ８９の軸方向他側の端部に噛み合い歯形状に形成され、プラネタリギヤ機構５の太陽歯車４７の端部に形成された噛み合い歯形状の連結部９９に噛み合い連結される。この第３ポジション１７は、図４に示すように、入力軸８７から入力部９３を介してスリーブ８９に伝達された駆動力を太陽歯車４７に伝達させる。この太陽歯車４７に伝達された駆動力は、減速されるように複数の遊星歯車５１を介して遊星キャリア４９に伝達される。このとき、第１ポジション１３の連結は解除されており、プラネタリギヤ機構５で減速された駆動力が第２の速度で差動機構３に伝達される。また、第２ポジション１５の連結は維持されており、分岐ギヤ機構７にはスリーブ８９に伝達された駆動力が等速で伝達される。このため、スリーブ８９が第３ポジション１７に位置しているときには、差動機構３には入力部材１１に伝達された駆動力がプラネタリギヤ機構５で減速されて伝達され、分岐ギヤ機構７には入力部材１１に伝達された駆動力が等速で伝達される。この第３ポジション１７では、車両は駆動源側からの駆動力が減速されて前輪側に伝達されると共に、駆動源側からの駆動力が等速で後輪側に伝達される４輪駆動状態となる。つまり、本実施の形態においては、分岐ギヤ機構７には、プラネタリギヤ機構５による減速された大きな駆動トルクが入力されないので、分岐ギヤ機構７の駆動系路における強度の負担が軽減される。
【００３８】
ここで、スリーブ８９には、第２ポジション１５から第３ポジション１７への移行でプラネタリギヤ機構５との接続、詳細には第１ポジション１３を解除させる第４ポジション１９を有する。第４ポジション１９は、図３に示す第２ポジション１５から図４に示す第３ポジション１７への移行において、第１ポジション１３が遊星キャリア４９の連結部９５に隣接して設けられた空間部１０１に配置されるように軸方向長さが設定されている。この第４ポジション１９では、スリーブ８９の第１ポジション１３が遊星キャリア４９と連結されておらず、第２ポジション１５のみが連結されている。この第４ポジション１９からスリーブ８９を第３ポジション１７に移行させることにより、スリーブ８９が第１ポジション１３が連結された状態から第３ポジション１７に移行されることがなく、スリーブ８９の第２ポジション１５から第３ポジション１７への移行をスムーズに行うことができる。
【００３９】
このようにスリーブ８９に各ポジションを設けることにより、１つのスリーブ８９で２−４切換機構と高低切換機構とを切り換えることができる。このため、２つの機構をそれぞれ独立して設ける必要がなく、装置を小型化することができる。このようなスリーブ８９の各ポジションの切換は、トランスファケース３３に配置されたアクチュエータ１０３による軸方向移動操作によって行われる。
【００４０】
アクチュエータ１０３は、電動モータ１０５と、シフトフォーク１０７とを備えている。電動モータ１０５は、トランスファケース３３の外部に取り付けられ、モータ軸１０９がサイドギヤ２７に連結された車軸と軸平行にトランスファケース３３の内部に挿入されている。このモータ軸１０９は、端部がトランスファケース３３の内部で回転可能に支持され、端部から中央部よりにはシフトフォーク１０７が設けられている。
【００４１】
シフトフォーク１０７は、モータ軸１０９の回転によって軸方向移動可能に配置されている。また、シフトフォーク１０７とトランスファケース３３とのモータ軸１０９の軸方向間には、シフトフォーク１０７にイニシャルトルクを付与する付勢部材１１１が設けられている。このシフトフォーク１０７は、モータ軸１０９側とは反対側の端部がスリーブ８９に係合され、電動モータ１０５の起動によって軸方向移動されてスリーブ８９を軸方向に移動操作する。
【００４２】
このような動力伝達装置１では、プラネタリギヤ機構５を切り換える機能と、前後輪間の駆動力の伝達を断続する機能とを１つの入力部材１１が有しているので、入力部材１１を軸方向に移動操作するアクチュエータ１０３を１つにすることができ、プラネタリギヤ機構５の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化することができる。
【００４３】
また、分岐ギヤ機構７は、プラネタリギヤ機構５を介して駆動力が伝達されることがないので、分岐ギヤ機構７に伝達する駆動力を一定とするすることができ、分岐ギヤ機構７や分岐ギヤ機構７以降に接続される動力伝達部材、ならびに動力伝達機構の大型化を抑制することができる。
【００４４】
従って、このような動力伝達装置１では、プラネタリギヤ機構５の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化すると共に、分岐ギヤ機構７の大型化を抑制し、装置を小型化することができる。
【００４５】
また、入力部材１１は、第２ポジション１５から第３ポジション１７への移行でプラネタリギヤ機構５との接続が解除される第４ポジション１９を有するので、入力部材１１が第１ポジション１３が連結された状態から第３ポジション１７に切り換えられることがなく、入力部材１１の切換時の誤作動を防止することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
図６〜図１０を用いて第２実施形態について説明する。
【００４７】
本実施の形態に係る動力伝達装置２０１は、電動モータや内燃機関エンジンなどの駆動源（不図示）からの駆動力が入力される駆動部材２０３と、この駆動部材２０３から駆動力が入力されると共に軸方向移動可能な入力部材２０５と、駆動部材２０３と同軸上で駆動部材２０３の内周に支持配置されると共に、前輪側の左右輪（不図示）に連結された一対の車軸２０７，２０９と連結され左右輪に駆動力を伝達する差動機構２１１と、入力部材２０５の軸方向移動により係合して差動機構２１１に伝達する駆動力を変速させるプラネタリギヤ機構２１３と、差動機構２１１に伝達される駆動力を分岐して後輪側に伝達する分岐ギヤ機構２１５とを備えている。
【００４８】
そして、入力部材２０５と、プラネタリギヤ機構２１３に備えられた太陽歯車２１７と、分岐ギヤ機構２１５に備えられた第１分岐ギヤ２１９とは、一方の車軸２０９の外周側に同軸上に配置され、差動機構２１１は、トランスミッションケース２２１内に収容され、プラネタリギヤ機構２１３と分岐ギヤ機構２１５とは、トランスミッションケース２２１に組み付けられるトランスファケース２２３内に収容され、プラネタリギヤ機構２１３は、分岐ギヤ機構２１５の第１分岐ギヤ２１９より軸方向外側、つまり、車軸２０９の外周上におけるトランスファケース２２３内の端部側に配置されている。
【００４９】
なお、トランスファケース２２３は、主にケース本体２２５とケースカバー２２７とから構成され、必要に応じて、ベアリング支持部材２２９などの機能部ケースを取り付けた分割構成を成している。
【００５０】
また、入力部材２０５は、駆動部材２０３と差動機構２１１とをスプライン連結して駆動力を伝達する第１ポジション２３１と、軸方向移動して駆動部材２０３と差動機構２１１と第１分岐ギヤ２１９とをそれぞれスプライン連結する第２ポジション２３３と、さらに軸方向移動して駆動部材２０３と第１分岐ギヤ２１９に駆動力を伝達すると共に、プラネタリギヤ機構２１３を介して変速された駆動力を差動機構２１１に伝達するようにそれぞれスプライン連結する第３ポジション２３５とを有する。
【００５１】
さらに、入力部材２０５は、第２ポジション２３３から第３ポジション２３５への軸方向移動の間に、互いのスプライン連結が解除され、駆動部材２０３から差動機構２１１への駆動力の伝達が解除される第４ポジション２３７を有する。
【００５２】
図６〜図１０に示すように、駆動部材２０３は、ケース形状を成し、軸方向両側に形成されたボス部でそれぞれベアリング２３９（片側のみ図示）を介してトランスミッションケース２２１に回転可能に収容支持されている。また、駆動部材２０３には入力ギヤ（不図示）が固定され、この入力ギヤがトランスミッションケース２２１内に収容されたトランスミッション（不図示）側からの駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されて駆動部材２０３を回転駆動させる。この駆動部材２０３には、差動機構２１１が収容されている。
【００５３】
差動機構２１１は、デフケース２４１と、ピニオンシャフト２４３と、ピニオン２４５と、一対のサイドギヤ２４７，２４９とを備えている。デフケース２４１は、軸方向両側に形成されたボス部で駆動部材２０３に相対回転可能に収容支持されている。このデフケース２４１には、ピニオンシャフト２４３とピニオン２４５と一対のサイドギヤ２４７，２４９とが収容されている。
【００５４】
ピニオンシャフト２４３は、端部をデフケース２４１に係合してピンで抜け止めされ、デフケース２４１と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト２４３には、ピニオン２４５が支承されている。
【００５５】
ピニオン２４５は、ピニオンシャフト２４３に支承されてデフケース２４１の回転によって公転する。また、ピニオン２４５の背面側とデフケース２４１との間には、ピニオン２４５の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ２５１が配置されている。このピニオン２４５は、一対のサイドギヤ２４７，２４９に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ２４７，２４９に差回転が生じると回転駆動されるように自転可能にピニオンシャフト２４３に支持されている。
【００５６】
一対のサイドギヤ２４７，２４９は、ボス部でデフケース２４１に相対回転可能に支持され、ピニオン２４５と噛み合っている。また、一対のサイドギヤ２４７，２４９とデフケース２４１との間には、ピニオン２４５との噛み合い反力によるサイドギヤ２４７，２４９の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ２５３，２５５が配置されている。この一対のサイドギヤ２４７，２４９は、内周側にスプライン形状の連結部２５７，２５９が設けられ、左右の車輪側に連結された車軸２０７，２０９がサイドギヤ２４７，２４９と一体回転可能に連結され、デフケース２４１に入力された駆動力を車軸２０７，２０９を介して左右輪へ出力する。
【００５７】
このような差動機構２１１を収容するトランスミッションケース２２１には、トランスファケース２２３が組付けられ、このトランスファケース２２３内には、プラネタリギヤ機構２１３と分岐ギヤ機構２１５とが収容されている。
【００５８】
プラネタリギヤ機構２１３は、車軸２０９と相対回転可能で同軸上に配置された中空軸２６１上に配置され、太陽歯車２１７と、遊星キャリア２６３と、遊星歯車２６５と、内歯車２６７とから構成されている。太陽歯車２１７は、ニードルベアリング２６９，２７１を介して中空軸２６１と相対回転可能に配置されている。遊星キャリア２６３は、中空軸２６１とスプライン形状の連結部２７３を介して一体回転可能に設けられ、複数のシャフト２７５が一体回転可能に固定されている。遊星歯車２６５は、複数設けられ、それぞれシャフト２７５に支承されて遊星キャリア２６３の回転によって公転する。また、複数の遊星歯車２６５は、太陽歯車２１７と内歯車２６７と噛み合い、遊星キャリア２６３及び太陽歯車２１７の回転によりニードルベアリング２７７，２７９を介して自転可能にシャフト２７５に支承されている。内歯車２６７は、トランスファケース２２３に回転不能に固定され、遊星歯車２６５と噛み合っている。このようなプラネタリギヤ機構２１３は、ギヤ比が各ギヤを連結させる入出力経路によって変更可能であり、変更されたギヤ比で差動機構２１１に駆動力を伝達する。
【００５９】
分岐ギヤ機構２１５は、動力伝達ギヤ組２８１と、方向変換ギヤ組２８３とを備えている。動力伝達ギヤ組２８１は、第１分岐ギヤ２１９と、第２分岐ギヤ２８５とから構成されている。第１分岐ギヤ２１９は、ベアリング２８７，２８９を介してトランスファケース２２３に回転可能に支持されると共に、スラストベアリング２９１を介してプラネタリギヤ機構２１３の遊星キャリア２６３と相対回転可能に配置されている。第２分岐ギヤ２８５は、第１分岐ギヤ２１９と軸平行にベアリング２９３，２９５を介してトランスファケース２２３に回転可能に支持された軸部材２９７に連続する一部材で設けられている。この第２分岐ギヤ２８５は、第１分岐ギヤ２１９と噛み合うことにより、第１分岐ギヤ２１９に伝達された駆動力を増速して軸部材２９７に伝達させる。
【００６０】
なお、分岐ギヤ機構２１５は、軸部材２９７を省略して第１分岐ギヤ２１９をベベルギヤ式のリングギヤ（第３分岐ギヤ２９９相当）として、小径のピニオンとしての第４分岐ギヤ３０１と噛み合わせることもできる。この場合、動力伝達装置２０１は、直交する２軸のベベルギヤ組となり、トランスファケース２２３側をさらにコンパクト化することができる。
【００６１】
方向変換ギヤ組２８３は、大径のリングギヤからなる第３分岐ギヤ２９９と、小径のピニオンからなる第４分岐ギヤ３０１とからなるベベルギヤ組の一種としてのハイポイドギヤ組で変速駆動されるように構成されている。第３分岐ギヤ２９９は、軸部材２９７と圧入などの固定手段によって一体回転可能に固定されている。この第３分岐ギヤ２９９は、第４分岐ギヤ３０１と噛み合い、駆動力が軸部材２９７から出力軸３０３側へ方向変換されて伝達される。この第４分岐ギヤ３０１は、出力軸３０３の軸方向端部に出力軸３０３と連続する一部材として形成されている。
【００６２】
出力軸３０３は、軸心が車軸２０９の軸心に対して交差する方向、詳細には直交方向に配置され、軸方向両側を一対のベアリング３０５，３０７を介してトランスファケース２２３に回転可能に支持されている。この出力軸３０３の軸方向端部には、出力側の動力伝達機構の各動力伝達部材（不図示）に連結される出力部材３０９が一体回転可能に連結され、トランスミッション側からの駆動力が動力伝達ギヤ組２８１と方向変換ギヤ組２８３を介して出力側の伝達機構に出力される。
【００６３】
このような差動機構２１１とプラネタリギヤ機構２１３と分岐ギヤ機構２１５とへのトランスミッション側からの駆動力の切り換え及び伝達は、トランスファケース２２３内に収容された入力部材２０５によって行われる。
【００６４】
入力部材２０５は、中空状に形成され、外周に形成されたスプライン形状の入力部３１１を介して駆動部材２０３と一体回転可能に配置されると共に、中空軸２６１の外周で軸方向移動可能に配置されている。この入力部材２０５には、トランスミッション側からの駆動力が駆動部材２０３を介して入力部３１１から入力される。この入力部材２０５に伝達された駆動力は、入力部材２０５に設けられた第１ポジション２３１と、第２ポジション２３３と、第３ポジション２３５とのうち、いずれかのポジションを選択することにより、差動機構２１１、プラネタリギヤ機構２１３及び分岐ギヤ機構２１５に選択的に伝達される。
【００６５】
第１ポジション２３１は、入力部材２０５の軸方向一側の内周にスプライン形状に形成され、中空軸２６１の外周に形成されたスプライン形状の連結部３１３にスプライン連結される。この第１ポジション２３１は、図７に示すように、駆動部材２０３から入力部３１１を介して伝達される駆動力を中空軸２６１に伝達させる。この中空軸２６１は、スプライン形状の連結部３１３を介して差動機構２１１のデフケース２４１と一体回転可能に連結されている。このため、入力部材２０５が第１ポジション２３１に位置しているときには、入力部材２０５から中空軸２６１を介して、入力部材２０５に入力された駆動力が等速で差動機構２１１に伝達される。この第１ポジション２３１では、車両はトランスミッション側からの駆動力が等速で前輪側に伝達される２輪駆動状態となる。
【００６６】
第２ポジション２３３は、入力部材２０５の軸方向他側の外周にスプライン形状に形成され、分岐ギヤ機構２１５の第１分岐ギヤ２１９の内周に形成されたスプライン形状の連結部３１５にスプライン連結される。この第２ポジション２３３は、図８に示すように、駆動部材２０３から入力部３１１を介して伝達される駆動力を等速で分岐ギヤ機構２１５に伝達させる。このとき、第１ポジション２３１の連結は、解除されておらず、差動機構２１１にも入力部材２０５に入力された駆動力が等速で伝達される。このため、入力部材２０５が第２ポジション２３３に位置しているときには、差動機構２１１と分岐ギヤ機構２１５とに入力部材２０５に入力された駆動力が等速で伝達される。この第２ポジション２３３では、車両はトランスミッション側からの駆動力が等速で前輪側に伝達されると共に、分岐ギヤ機構２１５の第１分岐ギヤ２１９に等速で伝達される４輪駆動状態となる。
【００６７】
第３ポジション２３５は、入力部材２０５の軸方向他側の内周にスプライン形状に形成され、プラネタリギヤ機構２１３の太陽歯車２１７の一端側の外周に形成されたスプライン形状の連結部３１７にスプライン連結される。この第３ポジション２３５は、図９に示すように、駆動部材２０３から入力部３１１を介して伝達される駆動力を太陽歯車２１７に伝達させる。この太陽歯車２１７に伝達された駆動力は、減速されるように複数の遊星歯車２６５を介して遊星キャリア２６３に伝達され、スプライン形状の連結部２７３を介して中空軸２６１に伝達される。このとき、第１ポジション２３１の連結は解除されており、プラネタリギヤ機構２１３で減速された駆動力が中空軸２６１を介して差動機構２１１に伝達される。また、第２ポジション２３３の連結は維持されており、分岐ギヤ機構２１５には入力部材２０５に入力された駆動力が等速で伝達される。このため、入力部材２０５が第３ポジション２３５に位置しているときには、差動機構２１１には入力部材２０５に入力された駆動力がプラネタリギヤ機構２１３で減速されて伝達され、分岐ギヤ機構２１５には入力部材２０５に入力された駆動力が等速で伝達される。この第３ポジション２３５では、車両はトランスミッション側からの駆動力が減速されて前輪側に伝達されると共に、トランスミッション側からの駆動力が等速で後輪側に伝達される４輪駆動状態となる。つまり、本実施の形態においては、分岐ギヤ機構２１５には、プラネタリギヤ機構２１３による減速された大きな駆動トルクが入力されないので、分岐ギヤ機構２１５の駆動系路における強度の負担が軽減される。
【００６８】
ここで、入力部材２０５には、第２ポジション２３３から第３ポジション２３５への軸方向移動の間に、第１ポジション２３１を解除させる、詳細には駆動部材２０３から差動機構２１１への駆動力の伝達が解除される第４ポジション２３７を有する。第４ポジション２３７は、図８に示す第２ポジション２３３から図９に示す第３ポジション２３５への移行において、図１０に示すように、第１ポジション２３１が中空軸２６１の連結部３１３に隣接して設けられた空間部３１９に配置されるように軸方向長さが設定されている。この第４ポジション２３７では、入力部材２０５が中空軸２６１と連結されておらず、第２ポジション２３３のみが連結されている。この第４ポジション２３７から入力部材２０５を第３ポジション２３５に移行させることにより、入力部材２０５が第１ポジション２３１が連結された状態から第３ポジション２３５に移行されることがなく、入力部材２０５の第２ポジション２３３から第３ポジション２３５への移行をスムーズに行うことができる。
【００６９】
このように入力部材２０５に各ポジションを設けることにより、１つの入力部材２０５で２−４切換機構と高低切換機構とを切り換えることができる。このため、２つの機構をそれぞれ独立して設ける必要がなく、装置を小型化することができる。このような入力部材２０５の各ポジションの切換は、トランスファケース２２３側に配置されたアクチュエータ３２１による軸方向移動操作によって行われる。
【００７０】
アクチュエータ３２１は、電動モータ３２３と、シフトフォーク３２５とを備えている。電動モータ３２３は、トランスファケース２２３の外部に取り付けられ、モータ軸３２７が車軸２０９及び中空軸２６１と軸平行にトランスファケース２２３の内部に挿入されている。このモータ軸３２７は、端部がトランスファケース２２３の内部で回転可能に支持され、端部から中央部よりにはシフトフォーク３２５が設けられている。
【００７１】
シフトフォーク３２５は、モータ軸３２７の回転によって軸方向移動可能に配置されている。また、シフトフォーク３２５とトランスファケース２２３とのモータ軸３２７の軸方向間には、シフトフォーク３２５にイニシャルトルクを付与する付勢部材３２９が設けられている。このシフトフォーク３２５は、モータ軸３２７側とは反対側の端部が入力部材２０５に係合され、電動モータ３２３の起動によって軸方向移動されて入力部材２０５を軸方向に移動操作する。
【００７２】
このように構成された動力伝達装置２０１では、入力部材２０５とプラネタリギヤ機構２１３の太陽歯車２１７と分岐ギヤ機構２１５の第１分岐ギヤ２１９とが一方の車軸２０９の外周側に配置され、差動機構２１１がトランスミッションケース２２１内に収容され、プラネタリギヤ機構２１３と分岐ギヤ機構２１５とがトランスミッションケース２２１に組付けられるトランスファケース２２３内に収容され、プラネタリギヤ機構２１３が分岐ギヤ機構２１５の第１分岐ギヤ２１９より軸方向外側に配置されている。
【００７３】
トランスミッションケース２２１は、エンジンや駆動モータなどの駆動源（不図示）からの駆動力を変速させるプラネタリギヤと多板クラッチ、平行複軸ギヤ噛合式、電動モータと変速ギヤ式、或いはＣＶＴ式などのトランスミッション（不図示）を収容している。このトランスミッションから駆動力が伝達される駆動部材２０３は、トランスミッションケース２２１に収容されており、この駆動部材２０３内に差動機構２１１が収容されている。このため、差動機構２１１は、トランスミッションケース２２１内に収容されていることになる。このトランスミッションケース２２１には、トランスファケース２２３が組付けられる。
【００７４】
トランスファケース２２３は、上述したように、車軸２０９側と出力軸３０３側とに分割されたケース本体２２５とケースカバー２２７などからなる分割ケースからなり、プラネタリギヤ機構２１３、分岐ギヤ機構２１５及び入力部材２０５などが収容され、一例としてケース本体２２５が図示外の取付部とボルトなどの固定手段によりトランスミッションケース２２１に組付けられる。このトランスファケース２２３の分割部分にはシール手段としてのＯリング３３１が配置され、トランスファケース２２３と車軸２０９との間、中空軸２６１と車軸２０９との間及びトランスファケース２２３と出力部材３０９との間にはそれぞれシール部材３３３，３３５，３３７が配置され、トランスファケース２２３の内部と外部とを区画している。なお、シール部材３３７のリップ部は、出力部材３０９に固定されたダストカバー３３９に当接されており、トランスファケース２２３内への粉塵などの侵入の防止や、飛び石などによるシール部材３３７の損傷を防止している。また、トランスファケース２２３とトランスミッションケース２２１との組付部分にはシール手段としてのＯリング３４１が配置され、トランスファケース２２３と駆動部材２０３との間、駆動部材２０３とデフケース２４１との間及びデフケース２４１と中空軸２６１との間にはそれぞれシール部材３４３，３４５及びシール手段としてのＸリング３４７が配置され、トランスファケース２２３の内部とトランスミッションケース２２１の内部とを区画している。
【００７５】
このようなトランスミッションケース２２１とトランスファケース２２３内には、それぞれ異なる潤滑油が封入されている。このため、トランスミッションケース２２１内に収容された差動機構２１１などはトランスミッションケース２２１側の潤滑油によって潤滑・冷却され、トランスファケース２２３内に収容されたプラネタリギヤ機構２１３や分岐ギヤ機構２１５などはトランスファケース２２３側の潤滑油によって潤滑・冷却される。このように差動機構２１１とプラネタリギヤ機構２１３とをそれぞれ異なるケース内に収容させることにより、トランスファケース２２３を小型化することができる。
【００７６】
このような動力伝達装置２０１では、プラネタリギヤ機構２１３を切り換える機能と、前後輪間の駆動力の伝達を断続する機能とを１つの入力部材２０５が有しているので、入力部材２０５を軸方向に移動操作するアクチュエータ３２１を１つにすることができ、プラネタリギヤ機構２１３の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化することができる。
【００７７】
また、分岐ギヤ機構２１５は、プラネタリギヤ機構２１３を介して駆動力が伝達されることがないので、分岐ギヤ機構２１５に伝達する駆動力を一定とするすることができ、分岐ギヤ機構２１５や分岐ギヤ機構２１５以降に接続される動力伝達機構の大型化を抑制することができる。
【００７８】
従って、このような動力伝達装置２０１では、プラネタリギヤ機構２１３の切り換えと前後輪間の断続とを簡素化すると共に、分岐ギヤ機構２１５の大型化を抑制し、装置を小型化することができる。
【００７９】
また、入力部材２０５とプラネタリギヤ機構２１３の太陽歯車２１７と分岐ギヤ機構２１５の第１分岐ギヤ２１９とが一方の車軸２０９の外周に配置され、差動機構２１１がトランスミッションケース２２１に収容され、プラネタリギヤ機構２１３と分岐ギヤ機構２１５とがトランスファケース２２３に収容されているので、１つのケース内に差動機構２１１とプラネタリギヤ機構２１３と分岐ギヤ機構２１５とを収容することがなく、トランスファケース２２３を小型化することができる。加えて、１つのケースに重量が集中することがなく、重量バランスの偏りを抑制することができる。
【００８０】
また、プラネタリギヤ機構２１３は、分岐ギヤ機構２１５の第１分岐ギヤ２１９より軸方向外側に配置されているので、一方の車軸２０９の両端側に差動機構２１１とプラネタリギヤ機構２１３とを配置させることができ、重量バランスを安定させることができる。
【００８１】
さらに、差動機構２１１とプラネタリギヤ機構２１３と分岐ギヤ機構２１５とが第１，第２，第３ポジション２３１，２３３，２３５を有する入力部材２０５によって接続されているので、前後輪間の動力伝達を断続する機構とプラネタリギヤ機構２１３の切り換え機構とを別々に設ける必要がなく、装置を小型化することができる。
【００８２】
また、入力部材２０５を軸方向に移動操作することによって各ポジションを切り換えるので、１つのアクチュエータ３２１で入力部材２０５を操作することができ、前後輪間の動力伝達を断続とプラネタリギヤ機構２１３の切り換えとを簡素化することができる。
【００８３】
さらに、入力部材２０５は、第２ポジション２３３から第３ポジション２３５への軸方向移動の間に、駆動部材２０３から差動機構２１１への駆動力の伝達が解除される第４ポジション２３７を有するので、入力部材２０５が第１ポジション２３１が連結された状態で第３ポジション２３５に切り換えられることがなく、入力部材２０５の切換時の誤作動を防止することができる。
【００８４】
なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、車両が２輪駆動状態であるときには前輪側が駆動される動力系としているが、これに限らず、車両が２輪駆動状態であるときには後輪側が駆動される動力系としてもよい。
【００８５】
また、アクチュエータに電動モータ式アクチュエータを適用しているが、ダイヤフラム式アクチュエータ、電磁式アクチュエータ、或いは油圧シリンダ−ピストンを用いたアクチュエータなど出力部材を軸方向に移動操作できる構成であれば、アクチュエータはどのような形態であってもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１，２０１…動力伝達装置
３，２１１…差動機構
５，２１３…プラネタリギヤ機構
７，２１５…分岐ギヤ機構
９，２１９…第１分岐ギヤ
１１，２０５…入力部材
１３，２３１…第１ポジション
１５，２３３…第２ポジション
１７，２３５…第３ポジション
１９，２３７…第４ポジション
【図１】
2012025300.tif 000003
【図２】
2012025300.tif 000004
【図３】
2012025300.tif 000005
【図４】
2012025300.tif 000006
【図５】
2012025300.tif 000007
【図６】
2012025300.tif 000008
【図７】
2012025300.tif 000009
【図８】
2012025300.tif 000010
【図９】
2012025300.tif 000011
【図１０】
2012025300.tif 000012