(57)【要約】【課題】入力回転部材から出力回転部材には回転トルクを伝達し、その逆方向には回転トルクを伝達しない機構を簡素な構成で具現して、小型・軽量化及び低コスト化を図ることが可能なクラッチ、及びそのクラッチを用いた四輪駆動車を提供する。【解決手段】入力回転部材３１と、入力回転部材３１と同軸上で相対回転可能な出力回転部材３３と、入力回転部材と出力回転部材との間に介在する中間回転部材３２とを備え、入力回転部材３１から出力回転部材３３にはトルクを伝達し、出力回転部材３３から入力回転部材３１にはトルクを伝達しないクラッチ３は、中間回転部材３２の入力回転部材３１との相対回転が所定の範囲に制限され、入力回転部材３１との相対回転によって中間回転部材３２が軸方向に移動し、出力回転部材３３に摩擦接触する。【選択図】図２
2013108613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力回転部材と、前記入力回転部材と同軸上で相対回転可能な出力回転部材と、前記入力回転部材と前記出力回転部材との間に介在する中間回転部材とを備え、前記入力回転部材から前記出力回転部材にはトルクを伝達し、前記出力回転部材から前記入力回転部材にはトルクを伝達しないクラッチであって、
前記中間回転部材は、前記入力回転部材との相対回転が所定の範囲に制限され、前記入力回転部材との相対回転により軸方向に移動して前記出力回転部材に摩擦接触する
クラッチ。
【請求項２】
前記中間回転部材を収容する非回転部材であるハウジングと、
前記ハウジングと前記中間回転部材との間に介在し、前記中間回転部材を前記入力回転部材に向かって軸方向に付勢する付勢部材とをさらに備えた、
請求項１に記載のクラッチ。
【請求項３】
前記中間回転部材は、前記入力回転部材との相対回転により軸方向のスラスト力を発生させるカム部と、前記カム部の外周側に形成された円板状のフランジ部とを有し、
前記ハウジングは、前記フランジ部の少なくとも一部を収容する環状凹部を有し、
前記付勢部材は、前記ハウジングの前記環状凹部に収容されている、
請求項２に記載のクラッチ。
【請求項４】
車両の前輪及び後輪を駆動する駆動力を発生する駆動源と、
前記前輪及び前記後輪の一方である主駆動輪に駆動力を常時伝達し、前記前輪及び前記後輪の他方である補助駆動輪に前記駆動力を車両走行状態に応じて伝達する駆動力伝達系とを備え、
前記駆動力伝達系は、前記主駆動輪側の第１の差動歯車装置と、プロペラシャフトと、前記プロペラシャフトに駆動力を伝達する第１のクラッチと、前記プロペラシャフトを介して伝達された駆動力を前記補助駆動輪側に伝達する第２のクラッチと、前記補助駆動輪側の第２の差動歯車装置とを有し、
前記第１のクラッチは、前記プロペラシャフトに伝達する駆動力を調節可能な多板クラッチであり、
前記第２のクラッチは、前記プロペラシャフト側の入力回転部材と、前記入力回転部材と同軸上で相対回転可能な前記補助駆動輪側の出力回転部材と、前記入力回転部材と前記出力回転部材との間に介在する中間回転部材とを備え、前記入力回転部材から前記出力回転部材には回転トルクを伝達し、前記出力回転部材から前記入力回転部材にはトルクを伝達しないクラッチであり、
前記中間回転部材は、前記入力回転部材との相対回転が所定の範囲に制限され、前記入力回転部材との相対回転により軸方向に移動して前記出力回転部材に摩擦接触する
四輪駆動車。
【請求項５】
前記プロペラシャフトと前記第１及び第２の差動歯車装置とは、前記第１のクラッチの前記駆動源側の回転部材が前記第１のクラッチの前記プロペラシャフト側の回転部材よりも速く回転するようにギヤ比が設定されたギヤ機構により連結されている、
請求項４に記載の四輪駆動車。
【請求項６】
前記第２のクラッチは、前記第２の差動歯車装置と前記補助駆動輪としての左後輪及び右後輪の間にそれぞれ設けられている、
請求項４又は５に記載の四輪駆動車。
【請求項７】
前記第２のクラッチは、前記プロペラシャフトと前記第２の差動歯車装置との間に設けられている、
請求項４又は５に記載の四輪駆動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチ及び四輪駆動車に関し、特に入力回転部材から出力回転部材には回転トルクを伝達し、その逆方向には回転トルクを伝達しないクラッチ、及びそのクラッチを用いた四輪駆動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の前後方向に駆動力を伝達するプロペラシャフトの駆動源側及び車輪側にクラッチを設け、前輪のみに駆動力を伝達する二輪駆動時には、両クラッチをトルク伝達を行わない状態とすることで、プロペラシャフトの回転を停止させ、動力損失を低減することにより、燃費の向上を図ることが可能な四輪駆動車が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の四輪駆動車は、車両のフロント側に配置されたエンジンとプロペラシャフトとの間に多板クラッチを設けると共に、後輪車軸とホイールハブとの間にハブクラッチ装置を設け、このハブクラッチ装置により、後輪車軸とホイールハブとの結合及び切り離しを遠隔操作できるように構成されている。ハブクラッチ装置は、スプラグ式の一方向クラッチを備えている。この一方向クラッチは、ホイールハブに連結された内輪と、後輪車軸に結合可能な外輪と、内輪と外輪との間に配置された複数のスプラグとを備え、外輪の回転が内輪の回転を上回ったとき、スプラグが傾動してトルクを伝達し、内輪の回転が外輪の回転を上回ると、内輪と外輪との間でトルクの伝達が行われないフリーランニングの状態となるように構成されている。
【０００４】
また、外輪と後輪車軸との間には、外輪と後輪車軸とを結合可能なスライダーが配置されている。スライダーは、遠隔操作によって圧力流体の流路を切り替えることにより軸方向移動し、軸方向の一側に移動したときには外輪と後輪車軸とが結合され、軸方向の他側に移動したしたときには外輪と後輪車軸とが切り離された状態となる。外輪と後輪車軸とが切り離された状態では、内輪の回転と外輪の回転との大小関係に関わらず、後輪車軸とホイールハブとのトルク伝達が行われないように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１６９２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたホイールハブは、複数のスプラグや、この複数のスプラグを保持する一対の保持器、及び一対の保持器の間に配置されたスプリングを備えてなる一方向クラッチと、スライダーならびにこのスライダーを移動させる機構とを備えるので、部品点数が多く、かつ構造が複雑となる。このため、小型化や軽量化、及び低コスト化に構造上の制約があった。
【０００７】
そこで、本発明は、入力回転部材から出力回転部材には回転トルクを伝達し、その逆方向には回転トルクを伝達しない機構を簡素な構成で具現して、小型軽量化及び低コスト化を図ることが可能なクラッチ、及びそのクラッチを用いた四輪駆動車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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、［１］〜［７］のクラッチ及び四輪駆動車を提供する。
【０００９】
［１］入力回転部材と、前記入力回転部材と同軸上で相対回転可能な出力回転部材と、前記入力回転部材と前記出力回転部材との間に介在する中間回転部材とを備え、前記入力回転部材から前記出力回転部材にはトルクを伝達し、前記出力回転部材から前記入力回転部材にはトルクを伝達しないクラッチであって、前記中間回転部材は、前記入力回転部材との相対回転が所定の範囲に制限され、前記入力回転部材との相対回転により軸方向に移動して前記出力回転部材に摩擦接触するクラッチ。
【００１０】
［２］前記中間回転部材を収容する非回転部材であるハウジングと、前記ハウジングと前記中間回転部材との間に介在し、前記中間回転部材を前記入力回転部材に向かって軸方向に付勢する付勢部材とをさらに備えた、前記［１］に記載のクラッチ。
【００１１】
［３］前記中間回転部材は、前記入力回転部材との相対回転により軸方向のスラスト力を発生させるカム部と、前記カム部の外周側に形成された円板状のフランジ部とを有し、前記ハウジングは、前記フランジ部の少なくとも一部を収容する環状凹部を有し、前記付勢部材は、前記ハウジングの前記環状凹部に収容されている、前記［２］に記載のクラッチ。
【００１２】
［４］車両の前輪及び後輪を駆動する駆動力を発生する駆動源と、前記前輪及び前記後輪の一方である主駆動輪に駆動力を常時伝達し、前記前輪及び前記後輪の他方である補助駆動輪に前記駆動力を車両走行状態に応じて伝達する駆動力伝達系とを備え、前記駆動力伝達系は、前記主駆動輪側の第１の差動歯車装置と、プロペラシャフトと、前記プロペラシャフトに駆動力を伝達する第１のクラッチと、前記プロペラシャフトを介して伝達された駆動力を前記補助駆動輪側に伝達する第２のクラッチと、前記補助駆動輪側の第２の差動歯車装置とを有し、前記第１のクラッチは、前記プロペラシャフトに伝達する駆動力を調節可能な多板クラッチであり、前記第２のクラッチは、前記プロペラシャフト側の入力回転部材と、前記入力回転部材と同軸上で相対回転可能な前記補助駆動輪側の出力回転部材と、前記入力回転部材と前記出力回転部材との間に介在する中間回転部材とを備え、前記入力回転部材から前記出力回転部材には回転トルクを伝達し、前記出力回転部材から前記入力回転部材にはトルクを伝達しないクラッチであり、前記中間回転部材は、前記入力回転部材との相対回転が所定の範囲に制限され、前記入力回転部材との相対回転により軸方向に移動して前記出力回転部材に摩擦接触する四輪駆動車。
【００１３】
［５］前記プロペラシャフトと前記第１及び第２の差動歯車装置とは、前記第１のクラッチの前記駆動源側の回転部材が前記第１のクラッチの前記プロペラシャフト側の回転部材よりも速く回転するようにギヤ比が設定されたギヤ機構により連結されている、前記［４］に記載の四輪駆動車。
【００１４】
［６］前記第２のクラッチは、前記第２の差動歯車装置と前記補助駆動輪としての左後輪及び右後輪の間にそれぞれ設けられている、前記［４］又は［５］に記載の四輪駆動車。
【００１５】
［７］前記第２のクラッチは、前記プロペラシャフトと前記第２の差動歯車装置との間に設けられている、前記［４］又は［５］に記載の四輪駆動車。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、入力回転部材から出力回転部材には回転トルクを伝達し、その逆方向には回転トルクを伝達しない機構を簡素な構成で具現し、小型・軽量化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るクラッチの構成例を示す断面図である。（ｂ）は、入力回転部材及び中間回転部材のカム部を周方向に沿って切断した断面図である。
【図３】（ａ）は、トルク伝達状態におけるクラッチの構成例を示す断面図である。（ｂ）は、トルク伝達状態における入力回転部材及び中間回転部材のカム部を周方向に沿って切断した断面図である。
【図４】本発明の変形例に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。図１に示すように、この四輪駆動車１００は、駆動源としてのエンジン１０１と、エンジン１０１の出力軸に連結されたトルクコンバータ１０２と、トルクコンバータ１０２によって伝達されたエンジン１０１の駆動力を変速するトランスミッション１０３と、トランスミッション１０３によって変速されたエンジン１０１の駆動力を二輪駆動状態と四輪駆動状態とに切替可能に左右一対の前輪１０４（左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒ）及び左右一対の後輪１０５（左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒ）に伝達する駆動力伝達系１０９とを備えている。
【００１９】
本実施の形態では、前輪１０４が、エンジン１０１の駆動力が常時伝達される主駆動輪として、また後輪１０５が、車両走行状態に応じてエンジン１０１の駆動力が伝達される補助駆動輪として、それぞれ機能する。ここで、車両走行状態としては、例えば前輪１０４の回転速度と後輪１０５の回転速度との差や、運転者の操作によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）、及び操舵角等が含まれる。
【００２０】
（駆動力伝達系１０９の構成）
駆動力伝達系１０９は、エンジン１０１の駆動力を前輪１０４側の第１の差動歯車装置１１と、後輪１０５側の第２の差動歯車装置１２と、第１の差動歯車装置１１と第２の差動歯車装置１２との間に設けられ、四輪駆動車１００の前後方向にエンジン１０１の駆動力を伝達するプロペラシャフト１３と、第１の差動歯車装置１１とプロペラシャフト１３との間に設けられた駆動力伝達装置２とを有している。
【００２１】
また、駆動力伝達系１０９はさらに、第１の差動歯車装置１１と左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒとの間に設けられた一対のドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒと、第２の差動歯車装置１２の一対のサイドギヤ１２３にそれぞれ連結されたドライブシャフト１２Ｌ，１２Ｒと、ドライブシャフト１２Ｌと左後輪１０５Ｌとの間、及びドライブシャフト１２Ｒと右後輪１０５Ｒとの間にそれぞれ設けられた一対のクラッチ３とを有している。
【００２２】
第１の差動歯車装置１１は、左前輪１０４Ｌと右前輪１０４Ｒとの差動を許容しながら左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒに駆動力を伝達するディファレンシャル装置であり、デフケース１１０と、デフケース１１０に固定されたピニオンシャフト１１１と、ピニオンシャフト１１１に軸支された一対のピニオンギヤ１１２と、一対のピニオンギヤ１１２にギヤ軸を直交させて噛み合う一対のサイドギヤ１１３と、デフケース１１０の外周面に固定されたリングギヤ１１４とを有している。
【００２３】
一対のサイドギヤ１１３には、ドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒがそれぞれ連結されている。また、リングギヤ１１４には、トランスミッション１０３によって変速されたエンジン１０１の駆動力が減速機構１０６によって伝達される。
【００２４】
駆動力伝達装置２は、デフケース１１０に相対回転不能に連結された内側回転部材２１と、内側回転部材２１を収容する有底円筒状の外側回転部材２２と、内側回転部材２１の外周面と外側回転部材２２との間に配置された複数の摩擦板からなるメインクラッチ２３とを有している。駆動力伝達装置２の構成の詳細については後述する。
【００２５】
外側回転部材２２の一端（電磁コイル２４とは反対側の端部）には、歯車２２１が相対回転不能に固定されている。歯車２２１は、プロペラシャフト１３の前輪１０４側の一端に固定された歯車１３１に噛み合っている。歯車２２１と歯車１３１は、共に傘歯車からなり、それぞれのギヤ軸を直交させて噛合している。歯車２２１及び歯車１３１は、ギヤ機構１０７を構成する。
【００２６】
第２の差動歯車装置１２は、左後輪１０５Ｌと右後輪１０５Ｒとの差動を許容しながら左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒに駆動力を伝達するディファレンシャル装置であり、デフケース１２０と、デフケース１２０に固定されたピニオンシャフト１２１と、ピニオンシャフト１２１に軸支された一対のピニオンギヤ１２２と、一対のピニオンギヤ１２２にギヤ軸を直交させて噛み合う一対のサイドギヤ１２３と、デフケース１２０の外周面に固定されたリングギヤ１２４とを有している。
【００２７】
リングギヤ１２４は、プロペラシャフト１３の後輪１０５側の一端に固定された歯車１３２に噛み合っている。リングギヤ１２４と歯車１３２は、共に傘歯車からなり、それぞれのギヤ軸を直交させて噛合している。リングギヤ１２４及び歯車１３２は、ギヤ機構１０８を構成する。
【００２８】
また、本実施の形態では、歯車２２１と歯車１３１とからなるギヤ機構１０７のギヤ比（歯車２２１の歯数／歯車１３１の歯数）が、リングギヤ１２４と歯車１３２とからなるギヤ機構１０８のギヤ比（リングギヤ１２４の歯数／歯車１３２の歯数）よりも小さく設定されている。すなわち、前輪１０４と後輪１０５がそれぞれ自由に回転可能な状態でプロペラシャフト１３を回転させたとき、歯車２２１がリングギヤ１２４よりも速く回転するように、ギヤ機構１０７及びギヤ機構１０８のギヤ比が設定されている。このようなギヤ比の設定は、例えば歯車１３１と歯車１３２のピッチ円径を共通とし、歯車２２１のピッチ円径をリングギヤ１２４のピッチ円径よりも小さくすることで実現することができる。
【００２９】
（駆動力伝達装置２の構成）
駆動力伝達装置２のメインクラッチ２３は、内側回転部材２１に相対回転不能にスプライン嵌合された複数のインナクラッチプレート２３ａと、外側回転部材２２に相対回転不能にスプライン嵌合された複数のアウタクラッチプレート２３ｂとを交互に配列して構成されている。内側回転部材２１と外側回転部材２２との間には、インナクラッチプレート２３ａとアウタクラッチプレート２３ｂとの摩擦摺動を潤滑し、摩耗を抑制する図略の潤滑油が介在する。このメインクラッチ２３は、本発明の多板クラッチの一例である。
【００３０】
また、内側回転部材２１と外側回転部材２２との間には、メインクラッチ２３を軸方向に押圧する押圧力を発生させるための環状の電磁コイル２４、電磁コイル２４の電磁力により押圧されるパイロットクラッチ２５、及びパイロットクラッチ２５を介して伝達される回転力をメインクラッチ２３を押圧する軸方向のスラスト力に変換するカム機構２６が配置されている。
【００３１】
カム機構２６は、パイロットカム２６１と、メインカム２６２と、複数のカムボール２６３とを備えている。メインカム２６２は、内側回転部材２１に相対回転不能かつ軸方向移動可能にスプライン嵌合されている。複数のカムボール２６３は、パイロットカム２６１とメインカム２６２との対向面にそれぞれ形成された複数のカム溝を転動することで、パイロットカム２６１とメインカム２６２との相対回転に応じてメインカム２６２をパイロットカム２６１から軸方向に離間させ、スラスト力を発生させる。
【００３２】
電磁コイル２４には、図略の制御装置から、車両走行状態に応じて励磁電流が供給される。電磁コイル２４に励磁電流が供給されると、その電磁力によりパイロットクラッチ２５が押圧されてパイロットカム２６１と外側回転部材２２との相対回転が抑制され、これによりパイロットカム２６１とメインカム２６２とが相対回転し、メインカム２６２がメインクラッチ２３のインナクラッチプレート２３ａとアウタクラッチプレート２３ｂとを軸方向に押圧して摩擦接触させる。パイロットカム２６１とメインカム２６２との相対回転角度は、パイロットクラッチ２５の伝達トルク、すなわち電磁コイル２４に供給される励磁電流に応じて変化するので、内側回転部材２１と外側回転部材２２との間で伝達される駆動力は、電磁コイル２４に供給される励磁電流の増減によって調節可能である。
【００３３】
（クラッチ３の構成）
図２（ａ）は、クラッチ３の構成例を示す断面図である。このクラッチ３は、車体に固定された非回転部材であるハウジング３０と、入力回転部材３１と、入力回転部材３１と同軸上で相対回転可能な出力回転部材３３と、入力回転部材３１と出力回転部材３３との間に介在する中間回転部材３２と、入力回転部材３１と中間回転部材３２との間に介在する複数の転動体３４と、ハウジング３０と中間回転部材３２との間に介在する第１及び第２の皿バネ３５１，３５２とを有している。
【００３４】
入力回転部材３１は、ドライブシャフト１２Ｌ（又はドライブシャフト１２Ｒ）に相対回転不能に連結される。また、出力回転部材３３は、左後輪１０５Ｌ（又は右後輪１０５Ｒ）の図略のハブユニットに連結され、左後輪１０５Ｌ（又は右後輪１０５Ｒ）に駆動力を伝達する。
【００３５】
ハウジング３０は、第１ハウジング部材３０１と第２ハウジング部材３０２とからなり、第１ハウジング部材３０１と第２ハウジング部材３０２とが例えばボルト３０３によって相互に固定されている。ハウジング３０の内面には、第１ハウジング部材３０１と第２ハウジング部材３０２との間に、環状凹部３０ａが形成されている。環状凹部３０ａは、ハウジング３０の内方に開口を有する環状の溝として形成されている。環状凹部３０ａには、第１及び第２の皿バネ３５１，３５２が収容されている。
【００３６】
また、ハウジング３０は、入力回転部材３１及び出力回転部材３３の一端部、及び中間回転部材３２を収容する収容空間３０ｂを有し、出力回転部材３３の軸部３３１を挿通させる挿通孔３０ｃが第１ハウジング部材３０１に、入力回転部材３１の軸部３１１を挿通させる挿通孔３０ｄが第２ハウジング部材３０２に、それぞれ形成されている。また、挿通孔３０ｃが形成された第１ハウジング部材３０１の壁部３０１ａと出力回転部材３３との間にはニードルベアリング３６１が、挿通孔３０ｄが形成された第２ハウジング部材３０２の壁部３０２ａと入力回転部材３１との間にはニードルベアリング３６２が、それぞれ配設されている。
【００３７】
入力回転部材３１は、円筒状の軸部３１１と、軸部３１１の外周側に突出して形成され、軸部３１１と一体に回転するカム部３１２とを有している。軸部３１１とカム部３１２とは、例えば溶接によって結合されている。軸部３１１の内面には、ドライブシャフト１２Ｌ（又はドライブシャフト１２Ｒ）の一端部が嵌合するスプライン嵌合部３１１ａが形成されている。カム部３１２は円環板状であり、第２ハウジング部材３０２の壁部３０２ａに対向する一方の面にはニードルベアリング３６２が当接して、入力回転部材３１の軸方向移動が規制されている。また、カム部３１２のニードルベアリング３６２に当接する面の反対側の面には、複数（例えば６つ）のカム溝３１２ａが形成されている。
【００３８】
中間回転部材３２は、中心部に入力回転部材３１の軸部３１１を挿通させる貫通孔３２ａが形成されている。中間回転部材３２は、貫通孔３２ａの外周囲に形成されたカム部３２１と、カム部３２１の外周側に形成され、カム部３２１と一体に回転する円板状のフランジ部３２２とを有している。カム部３２１には、入力回転部材３１のカム部３１２に形成された複数のカム溝３１２ａに軸方向に対向して、カム溝３１２ａと同数の複数のカム溝３２１ａが形成されている。
【００３９】
フランジ部３２２の外周側の端部は、ハウジング３０の環状凹部３０ａに収容されている。フランジ部３２２は、第１ハウジング部材３０１との間に配置された第１の皿バネ３５１によって、入力回転部材３１のカム部３１２に向かって軸方向に付勢（押し付けること）されている。また、フランジ部３２２は、第２ハウジング部材３０２との間に配置された第２の皿バネ３５２によって、出力回転部材３３に向かって軸方向に付勢されている。中間回転部材３２は、フランジ部３２２と第１の皿バネ３５１及び第２の皿バネ３５２との接触によって、ハウジング３０に対して回転するにあたり抵抗力を受ける。
【００４０】
本実施の形態では、中間回転部材３２のカム部３２１の軸方向の厚みがフランジ部３２２の軸方向の厚みよりも厚く形成されている。ただし、カム部３２１の厚みとフランジ部３２２との厚みが同じであってもよい。
【００４１】
出力回転部材３３は、軸状の軸部３３１と、軸部３３１の一端に設けられ、軸部３３１よりも大径に形成された円板部３３２と、円板部３３２の外周側の端部から中間回転部材３２に向かって軸方向に突出して形成された円筒状の突出部３３３とを一体に有している。円板部３３２の一方の面（第１ハウジング部材３０１の壁部３０１ａに対向する面）にはニードルベアリング３６１が当接して、出力回転部材３３の軸方向移動が規制されている。突出部３３３は、円板部３３２の壁部３０１ａとの対向面の反対側の面に形成されている。突出部３３３の先端部における軸方向端面３３３ａは、フランジ部３２２に面している。フランジ部３２２の軸方向端面３３３ａに対向する領域は、後述するクラッチ３のトルク伝達状態において軸方向端面３３３ａに摩擦接触する接触面３２２ａとして形成されている。
【００４２】
図２（ｂ）は、入力回転部材３１のカム部３１２、及び中間回転部材３２のカム部３２１を周方向に沿って切断した断面図である。カム部３１２に形成されたカム溝３１２ａは、周方向に沿って延び、その中央部で最も深く、端部に近づくにつれて徐々に浅くなるように形成されている。また、カム部３２１に形成されたカム溝３２１ａも同様に、周方向に沿って延び、その中央部で最も深く、端部に近づくにつれて徐々に浅くなるように形成されている。カム溝３１２ａとカム溝３２１ａとの間には、転動体３４が介在している。本実施の形態では、転動体３４が球状のカムボールとして形成されている。
【００４３】
（クラッチ３の動作）
次に、クラッチ３の動作について説明する。
【００４４】
図３（ａ）は、クラッチ３が入力回転部材３１から出力回転部材３３に回転トルクを伝達するトルク伝達状態における断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す状態における入力回転部材３１のカム部３１２、及び中間回転部材３２のカム部３２１を周方向に沿って切断した断面図である。
【００４５】
駆動力伝達装置２及びプロペラシャフト１３を介して第２の差動歯車装置１２に駆動力が伝達され、クラッチ３の入力回転部材３１がドライブシャフト１２Ｌ（又はドライブシャフト１２Ｒ）から駆動力を受けると、中間回転部材３２のフランジ部３２２が第１の皿バネ３５１及び第２の皿バネ３５２から回転抵抗力を受けることにより、入力回転部材３１と中間回転部材３２との間に相対回転が発生する。この相対回転は、図３（ｂ）に示すように、転動体３４がカム溝３１２ａ及びカム溝３２１ａを転動する角度範囲に制限されている。
【００４６】
入力回転部材３１と中間回転部材３２との相対回転により、転動体３４がカム溝３１２ａ及びカム溝３２１ａを転動すると、転動体３４がカム溝３１２ａ及びカム溝３２１ａの浅い部位に移動するので、中間回転部材３２が入力回転部材３１に対して軸方向に離間する。この中間回転部材３２の軸方向移動により、フランジ部３２２の接触面３２２ａが出力回転部材３３の突出部３３３の軸方向端面３３３ａに摩擦接触する。この接触面３２２ａと軸方向端面３３３ａとの摩擦接触により、中間回転部材３２から出力回転部材３３にトルクが伝達される。また、接触面３２２ａと軸方向端面３３３ａとが接触すると、中間回転部材３２が入力回転部材３１からそれ以上離間しないので、転動体３４のカム溝３１２ａ及びカム溝３２１ａ内での転動が停止する。
【００４７】
このように、ドライブシャフト１２Ｌに連結されたクラッチ３によって左後輪１０５Ｌにトルク（第２の差動歯車装置１２によってドライブシャフト１２Ｌに分配された駆動力）が伝達され、ドライブシャフト１２Ｒに連結されたクラッチ３によって右後輪１０５Ｒにトルク（第２の差動歯車装置１２によってドライブシャフト１２Ｒに分配された駆動力）が伝達される。
【００４８】
一方、四輪駆動車１００の走行中に駆動力伝達装置２による駆動力の伝達が遮断されると、クラッチ３の入力回転部材３１にドライブシャフト１２Ｌ（又はドライブシャフト１２Ｒ）からトルクが入力されなくなるので、入力回転部材３１と中間回転部材３２とを相対回転させる力が弱くなり、第１の皿バネ３５１によって中間回転部材３２が押し戻される。すると、中間回転部材３２の接触面３２２ａと出力回転部材３３の軸方向端面３３３ａとの摩擦接触が解除され、クラッチ３を介したトルク伝達が行われなくなる。
【００４９】
この状態でも、四輪駆動車１００の走行によって後輪１０５（左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒ）は回転し、この後輪１０５の回転に連れて出力回転部材３３は回転するが、出力回転部材３３と中間回転部材３２とは離間しているので、出力回転部材３３から中間回転部材３２及び入力回転部材３１にはトルクが伝達されない。
【００５０】
これにより、四輪駆動車１００の走行中にもかかわらず、プロペラシャフト１３、第２の差動歯車装置１２、及びドライブシャフト１２Ｌ，１２Ｒには、駆動力伝達系１０９におけるトルク伝達上流側（エンジン１０１側）からも、トルク伝達下流側（後輪１０５側）からもトルクが伝達されないため、回転停止状態となる。これにより、例えばリングギヤ１２４によるデフオイルの撹拌による回転抵抗が発生しないので、四輪駆動車１００の燃費が向上する。
【００５１】
また、本実施の形態では、前述のように、歯車２２１と歯車１３１とからなるギヤ機構１０７のギヤ比が、リングギヤ１２４と歯車１３２とからなるギヤ機構１０８のギヤ比よりも小さく設定されているので、駆動力伝達装置２が駆動力を伝達する四輪駆動状態での走行中に出力回転部材３３が入力回転部材３１よりも速く回転することがなく、左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒに駆動力が伝達される状態が保たれる。
【００５２】
ここで、四輪駆動車１００の直進走行時には、前輪１０４及び後輪１０５は同じ速度で回転するので、第１の差動歯車装置１１のデフケース１１０と第２の差動歯車装置１２のデフケース１２０とは同じ速度で回転し、ギヤ機構１０７のギヤ比とギヤ機構１０８のギヤ比の差による歯車２２１とデフケース１１０との差回転は、インナクラッチプレート２３ａとアウタクラッチプレート２３ｂとの間の滑りとして吸収される。つまり、ギヤ機構１０７及びギヤ機構１０８のギヤ比は、四輪駆動車１００の直進走行時に、内側回転部材２１が外側回転部材２２よりも速く回転するように設定されている。これにより、四輪駆動状態での走行中には、前輪１０４及び後輪１０５に駆動力が伝達される。
【００５３】
（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態に係るクラッチ３及び四輪駆動車１００によれば、以下に示す効果が得られる。
【００５４】
（１）クラッチ３は、入力回転部材３１との相対回転が規制された中間回転部材３２を軸方向に移動させることによりトルク伝達状態とトルク伝達遮断状態とを切り替えるように構成されているので、例えばスプラグ式の一方向クラッチに比較して構造が簡素化されて部品点数を削減することができ、ひいては小型軽量化、さらには組み付け工数の削減や低コスト化を図ることが可能となる。
【００５５】
（２）また、クラッチ３は、出力回転部材３３から入力回転部材３１側にはトルクが伝達されず、出力回転部材３３のみが回転する状態では、出力回転部材３３が中間回転部材３２等の他の部材と接触しないので、引き摺りトルクを小さくすることができる。これにより、四輪駆動車１００の燃費をさらに向上させることができる。
【００５６】
（３）中間回転部材３２は、第１の皿バネ３５１から入力回転部材３１のカム部３１２に向かって付勢力を受けるので、入力回転部材３１にトルクが入力されない状態において中間回転部材３２と出力回転部材３３とを確実に離間させると共に、転動体３４を図２（ｂ）に示す位置に安定して保持することができる。これにより、トルク伝達遮断状態における四輪駆動車１００の振動等による部材間の衝突による異音を抑制できると共に、入力回転部材３１にトルクが入力された際には、転動体３４が円滑にカム溝３１２ａ，３２１ａを転動し、トルク伝達状態に移行することができる。
【００５７】
（４）中間回転部材３２は、フランジ部３２２の一部がハウジング３０の環状凹部３０ａに収容され、環状凹部３０ａ内に収容された第１及び第２の皿バネ３５１，３５２から付勢力を受けるように構成されているので、第１及び第２の皿バネ３５１，３５２を保持する構造、及び第１及び第２の皿バネ３５１，３５２によって中間回転部材３２を付勢する構造を簡素に実現できる。また、クラッチ３の組み付け時には、第１ハウジング部材３０１内に、ニードルベアリング３６１、出力回転部材３３、第１の皿バネ３５１、中間回転部材３２、第２の皿バネ３５２、転動体３４、入力回転部材３１、ニードルベアリング３６２を順次収容して第２ハウジング部材３０２を固定すればよいので、組み付けを容易に行うことができる。
【００５８】
（５）四輪駆動車１００の四輪駆動状態と二輪駆動状態とを駆動力伝達装置２の制御のみによって切り替えることができるので、四輪駆動状態と二輪駆動状態との切り替えを速やかに行うことができる。また、駆動力伝達装置２は、プロペラシャフト１３に伝達する駆動力を調節可能なので、プロペラシャフト１３の回転が停止した二輪駆動状態の走行状態から、徐々にプロペラシャフト１３に伝達する駆動力を大きくするように制御すれば、二輪駆動状態から四輪駆動状態への移行時の衝撃を緩和することができる。
【００５９】
（６）ギヤ機構１０７及びギヤ機構１０８のギヤ比は、四輪駆動車１００の直進走行時に、内側回転部材２１が外側回転部材２２よりも速く回転するように設定されているので、四輪駆動状態での走行時には常にクラッチ３を介して後輪１０５に駆動力が伝達される。つまり、例えば内側回転部材２１と外側回転部材２２が同じ速度で回転するようにギヤ機構１０７及びギヤ機構１０８のギヤ比が設定されていると、四輪駆動車１００の直進走行時に何らかの要因で出力回転部材３３が入力回転部材３１の回転速度を超えたときにクラッチ３によるトルク伝達が行われなくなるが、本実施の形態によれば、このような現象を回避することが可能である。
【００６０】
（７）クラッチ３は、第２の差動歯車装置１２と左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒとの間にそれぞれ設けられているので、二輪駆動状態での走行時に、プロペラシャフト１３のみならず、第２の差動歯車装置１２のデフケース１２０及びリングギヤ１２４の回転を停止させることができる。これにより、リングギヤ１２４によるデフオイルの撹拌による回転抵抗を低減し、四輪駆動車１００の燃費を向上させることができる。
【００６１】
［他の実施の形態］
以上、本発明のクラッチ及び四輪駆動車を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【００６２】
例えば、上記実施の形態では、２つのクラッチ３を第２の差動歯車装置１２と左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒとの間にそれぞれ設けた場合について説明したが、これに限らず、図４に示すように、プロペラシャフト１３と第２の差動歯車装置１２との間に１つのクラッチ３を設けてもよい。この場合には、入力回転部材３１にプロペラシャフト１３が連結され、出力回転部材３３には、一端に歯車１３２が設けられた駆動軸が連結される。この構成でも、上記実施の形態について説明した（１）〜（６）の効果を得ることができる。また、クラッチ３の個数を削減することができる。
【００６３】
また、上記実施の形態では、クラッチ３を四輪駆動車１００に適用した場合について説明したが、クラッチ３の用途はこれに限らず、他の構成の車両や、車両以外の輸送機械に適用することも可能である。また、例えば工作機械等の輸送機械以外の製品にクラッチ３を用いることも可能である。
【００６４】
また、上記実施の形態では、中間回転部材３２を付勢する付勢部材として皿バネを適用した場合について説明したが、これに限らず、コイルバネやウェーブワッシャ、あるいはゴム等の弾性体を付勢部材として適用してもよい。また、第２の皿バネ３５２を省略し、第１の皿バネ３５１の付勢力によって中間回転部材３２のフランジ部３２２を第２ハウジング部材３０２に当接させるようにクラッチ３を構成してもよい。
【００６５】
また、上記実施の形態では、入力回転部材３１との相対回転により中間回転部材３２を軸方向に移動させる機構を、カム面３１２ａ，３２１ａにおける転動体３４の転動によって具現した場合について説明したが、これに限らず、例えばカム部３１２及びカム部３２１に形成された斜面（周方向に対して傾斜した斜面）同士の摺動によって具現してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
２…駆動力伝達装置、３…クラッチ、１１…差動歯車装置、１１Ｌ，１１Ｒ…ドライブシャフト、１２…差動歯車装置、１２Ｌ，１２Ｒ…ドライブシャフト、１３…プロペラシャフト、２１…内側回転部材、２２…外側回転部材、２３…メインクラッチ、２３ａ…インナクラッチプレート、２３ｂ…アウタクラッチプレート、２４…電磁コイル、２５…パイロットクラッチ、２６…カム機構、３０…ハウジング、３０ａ…環状凹部、３０ｂ…収容空間、３０ｃ，３０ｄ…挿通孔、３１…入力回転部材、３２…中間回転部材、３２ａ…貫通孔、３３…出力回転部材、３４…転動体、１００…四輪駆動車、１０１…エンジン、１０２…トルクコンバータ、１０３…トランスミッション、１０４…前輪、１０４Ｌ…左前輪、１０４Ｒ…右前輪、１０５…後輪、１０５Ｌ…左後輪、１０５Ｒ…右後輪、１０６…減速機構、１０７，１０８…ギヤ機構、１０９…駆動力伝達系、１１０…デフケース、１１１…ピニオンシャフト、１１２…ピニオンギヤ、１１３…サイドギヤ、１１４…リングギヤ、１２０…デフケース、１２１…ピニオンシャフト、１２２…ピニオンギヤ、１２３…サイドギヤ、１２４…リングギヤ、１３１，１３２…歯車、２２１…歯車、２６１…パイロットカム、２６２…メインカム、２６３…カムボール、３０１…第１ハウジング部材、３０１ａ…壁部、３０２…第２ハウジング部材、３０２ａ…壁部、３０３…ボルト、３１１…軸部、３１１ａ…スプライン嵌合部、３１２，３２１…カム部、３１２ａ，３２１ａ…カム溝、３２２…フランジ部、３２２ａ…接触面、３３１…軸部、３３２…円板部、３３３…突出部、３３３ａ…軸方向端面、３５１…第１の皿バネ、３５２…第２の皿バネ、３６１，３６２…ニードルベアリング
【図１】
2013108613.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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