(57)【要約】      （修正有）【課題】パートタイム式４輪駆動車における２輪駆動モードと４輪駆動モードとの間の駆動モード切換に係る機構を単純化しコスト高を抑制する動力切断機構及びそれを利用した４輪駆動システムを提供する。【解決手段】第１シャフト５１に固定されたカムプレート５３に、第１及び第２ボール５７,５８を間に挟みパイロットカム５５及びメインカム５６を径方向内側に沿ってそれぞれ設ける。パイロットカム５５は、第１ケース５９に接地されたフリクションプレート６２にスプライン結合させると共に第１及び第２スプリングSP1,SP2によって両側から付勢する一方、メインカム５６は先端部においてクラッチドラム６１と係合させると共に第１シャフト５１に回動自由に取り付ける。パイロットカム５５とメインカム５６との接合面に軸方向左側に下る段差Ｄを設け、クラッチドラム６１のパイロットカム５５の反対側は第３スプリングSP3によって付勢する。【選択図】図２
2016142369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に分断された第１軸および第２軸と、前記第１軸に直交して設けられた第１カムプレートと、該第１カムプレートに対面して設けられた第２カムプレートと、該第１カムプレートに対面し且つ該第２カムプレートに径方向内側に隣接して設けられた第３カムプレートと、前記第１カムプレートと前記第２カムプレートとの間に挟持される第１ボールと、前記第１カムプレートと前記第３カムプレートとの間に挟持される第２ボールと、前記第２軸に対し軸方向移動可能かつ回転方向に同期したクラッチドラムとを備えた動力切断機構であって、
前記第２カムプレートは固定手段によって回転不能かつ軸方向移動可能に構成され且つ弾性体によって軸方向右側へ付勢され且つ前記クラッチドラムを押圧する押圧部を有し、
前記第３カムプレートは前記第１軸上に自由な状態で取り付けられ且つ前記クラッチドラムの複数のクラッチ板に互い違いに配設された複数のクラッチ板ならびに前記第２カムプレートに対し軸方向に係合する係合部を有し、
前記クラッチドラムは弾性体によって軸方向右側へ付勢されていることを特徴とする動力切断機構。
【請求項２】
前記固定手段は、底面にケースに接地する摩擦面と、側部内周面に前記第２カムプレートとスプライン結合するスプライン歯と、一端を前記第２カムプレートに支持され前記摩擦面を前記ケースに押し付ける弾性体とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の動力切断機構。
【請求項３】
前記固定手段の側部内周面には前記第２カムプレートの軸方向移動を規制するサークリップが設けられ、該サークリップと該第２カムプレートとの間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力切断機構。
【請求項４】
前記第３カムプレートの前記第２カムプレートに対する前記係合部は軸方向左側へ下る段差を成していることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の動力切断機構。
【請求項５】
前記第２軸上には軸方向左側へ上がる段差プレートが設けられ、下方には前記クラッチドラムが当接可能な第１段差面、ならびに上方には該クラッチドラムを付勢する前記弾性体の一端を支持する第２段差面がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の動力切断機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力切断機構に関し、より詳細には、いわゆるパートタイム式４輪駆動車における２輪駆動モードと４輪駆動モードとの間の駆動モード切換に係る機構を単純化しコスト高を抑制する動力切断機構及びそれを利用した４輪駆動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンからの駆動力を通常は前輪のみに伝達し、路面状況に応じ後輪にも駆動力を伝達するように構成された、いわゆるパートタイム式４輪駆動システムが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このような４輪駆動システムにおいては、前輪差動装置（フロントデフ）と前後輪連結軸（プロペラシャフト）との間に、動力の伝達を断続（オン／オフ）する第１断接機構が設けられ、さらに前後輪連結軸（プロペラシャフト）と後輪差動装置（リヤデフ）との間には後輪へ伝達される動力の配分比率を０％から５０％の間で変化させるカップリング装置、ならびに後輪差動装置（リヤデフ）と左又は右後輪との間に係る動力の伝達を断続（オン／オフ）する第２断接機構がそれぞれ設けられている。なお、上記第１断接機構、第２断接機構およびカップリング装置は全てエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からの制御信号により駆動される電子制御式の動力伝達機構により構成されている。すなわち、２輪駆動モードにおいてはエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からの制御信号により、第１断接機構および第２断接機構は全て切断され、エンジンからの動力はフロントデフを介して左右前輪のみへそれぞれ伝達される。なお、ここで第２断接機構を切断するのは、左右後輪の回転力がリヤデフを介してプロペラシャフトを回転させ、これにより燃料のエネルギーの一部が走行に寄与しないプロペラシャフト等の回転に費やされ、燃料消費率が悪化することを防止するためである。他方、４輪駆動モードにおいてはエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からの制御信号により、第１断接機構、第２断接機構およびカップリング装置は全て接続され、エンジンからの動力はフロントデフを介して左右前輪およびプロペラシャフトへ伝達され、プロペラシャフトへ伝達された動力はリヤデフを介して左右後輪へそれぞれ伝達される。
【０００３】
ところで、パートタイム式４輪駆動システムにおいて前輪から後輪への動力の伝達を断続（オン／オフ）するボールカム機構を利用した動力切断機構が知られている（例えば特許文献２を参照。）。この動力切断機構では、環状の第１カム部材及び環状の第２カム部材と、その間に挟持されたボールとから成るボールカム機構が、油圧式クラッチピストンによって軸方向左側へ移動させられ、（入力軸側の）クラッチドラムのクラッチ板と（出力軸側の）クラッチハブのクラッチ板を押圧する。両クラッチ板が押圧されることにより、動力が伝達されこれにより、第２カム部材が回転し始め、その結果、第１カム部材と第２部材との間に差回転が発生し、これによりボールが凹部（深い所）から表面（浅い所）へ乗り上げられる際カム力が発生する。このカム力によって第２カム部材がさらに軸方向左側へ移動させられ、両クラッチ板をさらに押圧し終いには完全に締結させてしまう。その結果、入力軸と出力軸が連結され、これにより動力が入力軸から出力軸へ伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７９４２１号公報
【特許文献２】特許第４２７１００１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されている４輪駆動システムは、上記第１断接機構、第２断接機構およびカップリング装置は全てエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からの制御信号により駆動される電子制御式の動力伝達機構であるため、これらの機構を駆動するためのアクチュエータ、及びアクチュエータを制御するための駆動源（油圧、電源）、センサ等の電子デバイスが必要となり、これにより４輪駆動システムに係る制御の複雑化および製造コストの増大を引き起こしている。
また、上記ボールカム機構を利用した動力切断機構では、ボールカム機構を軸方向へ移動させるために、油圧式クラッチピストンに係る油圧機構が必要となる。そのため、その油圧機構へ油圧を供給するための油圧回路も別途必要となる。油圧回路は、油路、オイルポンプ、オイルポンプを駆動する電動機、スプール弁、スプール弁を駆動するための電磁弁等から構成され、これら電動式アクチュエータに対する制御は、ＥＣＵ等のコントロールユニットによって行われる。従って、上記ボールカム機構を利用した動力切断機構を４輪駆動システムに適用した場合であっても、制御の複雑化および製造コストの増大を引き起こすことになる。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、パートタイム式４輪駆動車における２輪駆動モードと４輪駆動モードとの間の駆動モード切換に係る機構を単純化しコスト高を抑制する動力切断機構及びそれを利用した４輪駆動システを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の動力切断機構では、同軸上に分断された第１軸（５１）および第２軸（５２）と、前記第１軸（５１）に直交して設けられた第１カムプレート（５３）と、該第１カムプレート（５３）に対面して設けられた第２カムプレート（５５）と、該第１カムプレート（５３）に対面し且つ該第２カムプレート（５５）に径方向内側に隣接して設けられた第３カムプレート（５６）と、前記第１カムプレート（５３）と前記第２カムプレート（５５）との間に挟持される第１ボール（５７）と、前記第１カムプレート（５３）と前記第３カムプレート（５８）との間に挟持される第２ボール（５８）と、前記第２軸（５２）に対し軸方向移動可能かつ回転方向に同期したクラッチドラム（６１）とを備えた動力切断機構であって、
前記第２カムプレート（５５）は固定手段（６２）によって回転不能かつ軸方向移動可能に構成され且つ弾性体（SP2）によって軸方向右側へ付勢され且つ前記クラッチドラム（６１）を押圧する押圧部（B5）を有し、
前記第３カムプレート（５６）は前記第１軸（５１）上に自由な状態で取り付けられ且つ前記クラッチドラム（６１）の複数のクラッチ板（CP2）に互い違いに配設された複数のクラッチ板（CP1）ならびに前記第２カムプレート（５５）に対し軸方向に係合する係合部（Ｄ）を有し、
前記クラッチドラム（６１）は弾性体（SP3)によって軸方向右側へ付勢されていることを特徴とする。
【０００７】
上記構成では、従来のクラッチハブに相当する第３カムプレート（５６）が第１軸（５１）に対し自由な状態で取り付けられ、クラッチドラム（６１）と第３カムプレート（５６）とのクラッチ締結は、第３カムプレート（５６）と第１カムプレート（５３）との間の差回転に起因して発生するカム力（Fm）によって成され、第３カムプレート（５６）と第１軸（５１）との結合は、第２ボール（５８）を介して成されることとなる。他方、上記カム力（Fm）を発生させるために、第２カムプレート（５５）は、第１カムプレート（５３）との間の差回転に起因して発生するカム力（Fp）によって軸方向左側へ移動させられ、第３カムプレート（５６）に第２軸（５２）からの駆動力が加わる程度に、クラッチドラム（６１）を押圧してクラッチドラム（６１）のクラッチ板（CP2）と第３カムプレート（５６）のクラッチ板（CP1）とを締結させる、パイロット的機能を果たすこととなる。すなわち、第１軸（５１）が回転すると、第２カムプレート（５５）と第１カムプレート（５３）との間にカム力（Fp）が発生する。このカム力（Fp）によって第２カムプレート（５５）は軸方向左側へ移動し、クラッチドラム（６１）を押圧する。これによりクラッチ板（CP1,CP2）が半締結状態となり、第２軸（５２）からの駆動力によって第３カムプレート（５６）が回転駆動され、カムプレート間に新たなカム力（Fm）が発生し、このカム力（Fm）によって第３カムプレート（５６）は軸方向左側へ移動し始める。この移動により第２カムプレート（５５）を更に軸方向左側へ移動させてクラッチドラム（６１）を更に押圧する。その後、固定手段（６２）がケース内周面から分離して第２カムプレート（５５）が回転自由となり、クラッチ板（CP1,CP2）の締結が完了する。つまり、上記構成では、第１軸（５１）に回転負荷が入力されると、自動的に第２軸（５２）から第１軸（５１）へ動力が伝達されるようになる。
なお、詳細については後述する通り、逆に第１軸（５１）をフリーな状態、すなわち第１カムプレート（５３）をフリーな状態にすることにより、上記カムプレート間に上記カム力（Fm）が発生しなくなり、これによりクラッチドラム（６１）と第３カムプレート（５６）とのクラッチ締結が自動的に解除され、第２軸（５２）から第１軸（５１）へ動力が伝達されなくなる。
【０００８】
本発明の動力切断機構に係る第２の特徴は、前記固定手段（６２）は、底面にケース（５９）に接地する摩擦面（62a）と、側部内周面に前記第２カムプレート（５５）とスプライン結合するスプライン歯（62b）と、一端を前記第２カムプレート（５５）に支持され前記摩擦面（62a）を前記ケース（５９）に押し付ける弾性体（SP1）とを備えている、ことである。
【０００９】
上記構成では、弾性体(SP1)が摩擦面（62a）をケース（５９）に押し付けることによって、全体がケース（５９）に固定されるため、第２カムプレート（５５）を安定して回転静止させることが可能となり、これにより回転負荷が第１軸（５１）に入力される際、第１カムプレート（５３）と第２カムプレート（５５）との間に差回転を発生させ、これにより第２カムプレート（５５）を軸方向左側に移動させるカム力（Fp)を発生させることが可能となる。
【００１０】
本発明の動力切断機構に係る第３の特徴は、前記固定手段（６２）の側部内周面には前記第２カムプレート（５５）の軸方向移動を規制するサークリップ（SC1）が設けられ、該サークリップ（SC1）と該第２カムプレート（５５）との間に隙間（Ａ）が形成されている、ことである。
【００１１】
上記構成では、第２カムプレート（５５）が隙間分だけ移動する場合、サークリップ（SC1）に突き当たることにより、固定手段（６２）の摩擦面（62a）がケース（５９）から分離し、これにより第２カムプレート（５５）が回転フリーな状態になり、第１カムプレート（５３）と第２カムプレート（５５）との間の差回転に起因して発生するカム力（Fp）がゼロになり、第２カムプレート（５５）の機能を終了させることが可能となる。
【００１２】
本発明の動力切断機構に係る第４の特徴は、前記第３カムプレート（５６）の前記第２カムプレート（５５）に対する前記係合部（Ｄ）は軸方向左側へ下る段差を成している、ことである。
【００１３】
上記構成では、第３カムプレート（５６）が軸方向左側へ移動する際、第２カムプレート（５５）を同方向へ好適に移動させ、これにより第２カムプレート（５５）の当接によってクラッチ板（CP2）とクラッチ板（CP1）を圧着させ、クラッチドラム（６１）と第３カムプレート（５６）をクラッチ締結させ、その結果、第２軸（５２）からの動力によって第３カムプレート（５６）を回転駆動することが可能となる。
【００１４】
本発明の動力切断機構に係る第５の特徴は、前記第２軸（５２）上には軸方向左側へ上がる段差プレート（５４）が設けられ、下方には前記クラッチドラム（６１）が当接可能な第１段差面（５４ａ）、ならびに上方には該クラッチドラム（６１）を付勢する前記弾性体（SP3）の一端を支持する第２段差面（５４ｂ）がそれぞれ形成されている、ことである。
【００１５】
上記構成では、第３カムプレート（５６）が軸方向左側へ移動し、第２カムプレート（５５）をクラッチドラム（６１）にさらに押圧する際、クラッチドラム（６１）に対し右側から第３カムプレート（５６）にカム力（Fm）が作用し、左側から弾性体（SP3）の弾性力（F3）および上記第１段差面（５４ａ）からの垂直抗力（F4）を作用させることが可能となり、クラッチドラム（６１）と第３カムプレート（５６）とのクラッチ締結をより強固なものとする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の動力切断機構（５０）によれば、第１軸（５１）に回転負荷が入力されると、自動的に第２軸（５２）から第１軸（５１）へ動力が伝達されるようになる。逆に、第１軸（５１）をフリーな状態にすることにより、自動的に第２軸（５２）から第１軸（５１）へ動力が伝達されなくなる。従って、上記動力切断機構（５０）を４輪駆動システムに適用することにより、パートタイム式４輪駆動車における２輪駆動モードと４輪駆動との間の駆動モードに係る機構を単純化しコスト高を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の動力切断機構を適用した四輪駆動システムを示す説明図である。
【図２】本発明の動力切断機構を示す要部断面説明図である。
【図３】本発明の動力切断機構に係るパイロットカムが軸方向左側へ移動する時の動作を示す説明図である。
【図４】本発明の動力切断機構に係るメインカムが軸方向左側へ移動する時の動作を示す説明図である。
【図５】本発明の動力切断機構に係るクラッチドラムとメインカムがクラッチ締結する時の動作を示す説明図である。
【図６】本発明の動力切断機構に係るボールカム機構の動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る４輪駆動システム１００を示す説明図である。
この４輪駆動システム１００は、その動作については図２から図５を参照しながら後述するが、２輪駆動時に第２動力切断機構８０を接続すると、本発明の第１動力切断機構５０が自動的に接続され２輪駆動から４輪駆動へ移行し、その逆に４輪駆動時に第２動力切断機構８０を切断すると、本発明の第１動力切断機構５０が自動的に切断され２輪駆動から４輪駆動へ自動的に移行する。なお、本発明の第１動力切断機構５０は機械式である。
【００２０】
本４輪駆動システム１００の主要な構成として、動力を発生するエンジン１と、動力を所望の回転数に変速するトランスミッション２と、所望の回転数に変速された動力を左右のフロントタイヤ（前輪）５Ｌ,５Ｒへ両輪間の差回転を吸収しながらそれぞれ分配するフロントデファレンシャル３と、動力を伝達する左右のフロントドライブシャフト４Ｌ,４Ｒと、動力を路面に伝えて車体を前進または後進させる左右のフロントタイヤ（前輪）５Ｌ,５Ｒと、プロペラシャフト６への動力の伝達を断続（オン／オフ）する本発明の第１動力切断機構５０と、第１動力切断機構５０が接続される時に動力をリヤデファレンシャル７へ伝達するプロペラシャフト６と、プロペラシャフト６から伝達される動力を左右のリヤタイヤ（後輪）９Ｌ,９Ｒへ両輪間の差回転を吸収しながらそれぞれ分配するリヤデファレンシャル７と、動力を伝達する左右のリヤドライブシャフト８Ｌ,８Ｒと、動力を路面に伝えて車体を前進または後進させる左右のリヤタイヤ（後輪）９Ｌ,９Ｒとを具備して本４輪駆動システム１００は構成されている。以下、各構成について更に詳細に説明する。
【００２１】
第１動力切断機構５０は、動力伝達に係るギヤとして、プロペラシャフト６の軸端に設けられた第１ギヤＧ１と、第１シャフト５１の軸端に設けられ、第１ギヤＧ１と噛み合う第２ギヤＧ２と、第２シャフト５２の軸端に設けられフロントデファレンシャル３のリングギヤ３ａと噛み合う第３ギヤＧ３とを有している。また、詳細については図２から図５を参照しながら後述するが、パイロットカム５５（図２）とメインカム５６（図２）という、機能の異なる２種類のボールカム機構を備え、パイロットカム５５に係るカム力Fp（図３）、及びメインカム５６に係るカム力Fm（図４）を利用してフロントデファレンシャル３から伝達される動力をプロペラシャフト６へ伝達すると共に、フロントデファレンシャル３からの動力の伝達を切断する場合は、カム力Fm及びカム力Fpをゼロにすることにより動力を切断している。
【００２２】
リヤデファレンシャル７は、プロペラシャフト６と後輪との間の動力伝達を断続及びコントロールする電子制御式のカップリング機構（後述する第２動力切断機構８０）を有している。なお、第２動力切断機構８０の機構形式については、その形式は特に問われない。
【００２３】
リヤデファレンシャル７の右サイドギヤ７４Ｒと右後輪９Ｒとの間には、動力の伝達を断続する例えば電子制御式の第２動力切断機構８０を有している。この第２動力切断機構８０を設けないと、左右の後輪９Ｌ,９Ｒ（左右のリヤドライブシャフト８Ｌ,８Ｒ）間の差回転がゼロの場合、左右サイドギヤ７４Ｌ,７４Ｒとピニオンギヤ７３,７３とが一体となって回転し、これによりリングギヤ７２が回転駆動され、それに噛み合うベベルギヤ７１を回転させることとなり、エンジンの動力の一部が車両の移動に寄与しない機構の回転に使用され、その結果、車両の燃料消費率が悪化することになる。この第２動力切断機構８０を設けることにより、第２動力切断機構８０がオフの場合は、車両が走行中において、左リヤドライブシャフト８Ｌ（左サイドギヤ７４Ｌ）が、右リヤドライブシャフト８Ｒ（右サイドギヤ７４Ｒ）より速く回転しているため、その差回転はピニオンギヤ７３,７３が回転することにより吸収され、リングギヤ７２は回転駆動されず、その結果、それに噛み合うベベルギヤ７１を回転させることはなくなる。これにより、エンジンの動力の一部が車両の移動に寄与しない機構の回転に使用されることがなくなり、車両の燃料消費率が悪化しなくなる。また、この第２動力切断機構８０は、本４輪駆動システム１００においては２輪駆動と４輪駆動を相互に切り換えるスイッチ、すなわち本発明の第１動力切断機構５０を自動的に接続／切断させるスイッチとして機能している。
【００２４】
図２は、本発明の第１動力切断機構５０を示す要部断面説明図である。なお、説明の都合上、上記第１、第２及び第３ギヤＧ１,Ｇ２,Ｇ３については省略されている。
この第１動力切断機構５０は、従来のボールカム機構を利用した切断機構と異なり、ボールカム機構をクラッチ機構に押し付けるためのピストン機構がなく、更に従来のクラッチハブに相当するメインカム５６が、第１シャフト５１に対し回転自由（フリー）な状態で取り付けられ、クラッチドラム６１とメインカム５６とのクラッチ締結は、メインカム５６とカムプレート５３との間の差回転に起因して発生するカム力Fm（図４）によって成され、メインカム５６と第１シャフト５１との結合は、第２ボール５８を介して成されることとなる。他方、上記カム力Fmを発生させるために、パイロットカム５５はフリクションプレート６２によって回転拘束されながら、カムプレート５３との間の差回転に起因して発生するカム力Fp（図３）によって軸方向左側へ移動させられ、そして第２シャフト５２からの駆動力がメインカム５６に伝達される程度に、クラッチドラム６１を押圧してクラッチドラム６１のクラッチ板CP2とメインカム５６のクラッチ板CP1とを締結させる、パイロット的機能を果たすこととなる。接続に係る一連の動作を簡単に言うと、第１シャフト５１の回転→カム力Fpの発生→パイロットカム５５の左側移動→パイロットカム５５のクラッチドラム６１への押圧→クラッチ板CP1,CP2の半締結→メインカム５６の回転→カム力Fmの発生→メインカム５６の左側移動→フリクション面６２ａの分離→パイロットカム５５の回転自由→クラッチ板CP1,CP2の締結、となる。以下、第１動力切断機構５０の構成について説明する。
【００２５】
第１動力切断機構５０は、第１及び第２ギヤＧ１,Ｇ２を介してプロペラシャフト６と連結している第１シャフト５１と、第１シャフト５１に対し同軸上に分断され第３ギヤＧ３を介してフロントデファレンシャル３に連結している第２シャフト５２と、第１シャフト５１に直交して一体化されているカムプレート５３と、第２シャフト５２に直交して一体化されている段差プレート５４と、クラッチドラム６１を押圧するパイロットカム５５と、パイロットカム５５を軸方向左側へ移動させるメインカム５６と、パイロットカム５５を左方へ移動させるカム力Fpを発生させる第１ボール５７と、メインカム５６を左方へ移動させるカム力Fmを発生させる第２ボール５８と、第１シャフト５１を径方向に支持する第１ベアリングB1が設けられた第１ケース５９と、第２シャフト５２を支持する第２ベアリングB2が設けられた第２ケース６０と、内周面に複数のクラッチ板CP2が積層されたクラッチドラム６１と、第１ケース５９に接地してパイロットカム５５の回転を抑制すると共にパイロットカム５５が軸方向に移動する際のガイドとなるフリクションプレート６２と、カムプレート５３を軸方向に支持する第３ベアリングB3と、第２スプリングSP2の弾性力をパイロットカム５５に作用させる第４ベアリングB4と、パイロットカム５５の押圧をクラッチドラム６１に作用させる第５ベアリングB5と、フリクションプレート６２の摩擦面６２ａを第１ケース５９内周面に押圧する第１スプリングSP1と、パイロットカム５５を軸方向右側に付勢する第２スプリングSP2と、クラッチドラム６１を軸方向右側に付勢する第３スプリングSP3と、パイロットカム５５の軸方向の移動を規制すると共にフリクションプレート６２の摩擦面６２ａを第１ケース５９内周面から分離させるための係合部材となる第１サークリップSC1と、クラッチドラム６１の軸方向の移動を規制する第２サークリップSC2とを具備して構成されている。以下、各構成について更に説明する。
【００２６】
カムプレート５３は、パイロットカム５５及び第１ボール５７、又はメインカム５６及び第２ボール５８と協働してボールカム機構を構成している。カムプレート５３の左側の面には第１ボール５７が嵌合する第１右カム溝５３ａならびに第２ボール５８が嵌合する第２右カム溝５３ｂがそれぞれ形成されている。他方、カムプレート５３に対向するパイロットカム５５及びメインカム５６の各面には第１右カム溝５３ａおよび第２右カム溝５３ｂにそれぞれ対応する第１左カム溝５５ａおよび第２左カム溝５６ｂがそれぞれ形成されている。なお、各カム溝は、図６に示されるように、周方向に沿って深さが徐々に浅くなって面一になるように構成されている。また、図６(b)に示される矢印方向にカムプレート５３とパイロットカム５５が相対回転する時に、カム力Fpが発生する。なお、ここで注意しなければならないのは、パイロットカム５５が回転フリーの場合（回転負荷がかかっていない場合）は、図６(c)に示されるように第１ボール５７は溝５５ａ,５３ａに沿って移動しないためカム力Fpは発生しない。上記のことは、メインカム５６とカムプレート５３についても同様に当てはまる。
【００２７】
段差プレート５４の左側には第１段差面５４ａおよび第２段差面５４ｂがそれぞれ形成されている。第１段差面５４ａに直交する面にはスプライン歯５４ｃが形成され、クラッチドラム６１は軸方向に第１段差面５４ａと第２サークリップSC2との間を移動することが可能である。一方、第２段差面５４ｂには第３スプリングSP3の一端が取り付けられている。
【００２８】
パイロットカム５５は、フリクションプレート６２の内周面にスプライン結合し、フリクションプレート６２によって回転を拘束されながら軸方向に移動可能である。その可動範囲は第１サークリップSC1によって規制されている。従って、パイロットカム５５は軸方向左側へ隙間Ａだけ移動することが可能である。
【００２９】
パイロットカム５５のフリクションプレート６２に対向する面には第１スプリングSP1の一端が取り付けられフリクション面６２ａを第１ケース５９内周面に押し付けている。その反対側の面には第４ベアリングB4が取り付けられ、第２スプリングSP2の弾性力F2を受けている。また、左側最先端部にはクラッチドラム６１のエンドプレート６１ａを受ける第５ベアリングB5が取り付けられ、エンドプレート６１ａとの間に隙間Ｃが形成されている。
【００３０】
メインカム５６は、第１シャフト５１上に軸方向移動・回転自由に取り付けられ、クラッチ板CP1を介してクラッチドラム６１に係合すると共に第２ボール５８を介して第１シャフト５１に係合している。そのため、軸方向左側先端部には、複数のクラッチ板CP1がメインカム５６内周面にスプライン結合しクラッチドラム６１のクラッチ板CP2に対し互い違いに配設されている。従って、メインカム５６が軸方向左側へ移動する際、クラッチ板CP1とクラッチ板CP２が圧着し合うことになる。また、パイロットカム５５と接合する面には、軸方向左側に下る段差Ｄが形成され、この段差Ｄによりメインカム５６が軸方向左側に移動する際に、パイロットカム５５に係合する。従って、詳細については図４を参照しながら後述するが、メインカム５５とカムプレート５３との間に差回転が発生する場合、カム力Fmが発生し、このカム力Fmによってメインカム５６は軸方向左側へ押し出されてパイロットカム５５を軸方向左側へ強制的に移動させ、クラッチドラム６１を押圧させる。
【００３１】
クラッチドラム６１は、第２シャフト５２にスプライン結合し軸方向に移動可能であり、その可動範囲は第２サークリップSC2および段差プレート５４の第１段差面５４ａによって規制されている。初期状態（２輪駆動状態）においては、第３スプリングSP3によって軸方向右側へ付勢されながら第２サークリップSC2によって制止されている。この場合、段差プレート５４の第１段差面５４ａとの間に隙間Ｂが形成されている。
【００３２】
また、複数のクラッチ板CP2がその内周面にスプライン結合し、クラッチドラム６１に対し相対回転不能且つ軸方向に移動可能であり、その可動範囲はエンドプレート６１ａ及び凸部６１ｂによって規制される。従って、第２シャフト５２、クラッチドラム６１及びクラッチ板CP2は回転に関し同期している。また、クラッチ板CP2はクラッチ板CP1に対し互い違いに配設され、メインカム５６に係るカム力Fmと第３スプリングSP3の弾性力F3（図４）及び第１段差５４ａからの垂直抗力F4（図４）によってクラッチ板CP1に摩擦係合される。なお、初期状態（２輪駆動状態）においては、クラッチ板CP2とクラッチ板CP1と解放状態にある。
【００３３】
フリクションプレート６２は、第１スプリングSP1によってフリクション面６２ａが第１ケース５９内周面に押圧され第１ケース５９に固定されている。フリクション面６２ａについては、メインカム５６が軸方向左側へ移動する際、第１サークリップSC1に係合しているパイロットカム５５を軸方向左側へ強制的に移動させ、これによりフリクション面６２ａが第１ケース５９内周面から分離し、これによりパイロットカム５５は回転自由状態となる。
【００３４】
図３から図５は、本発明の第１動力切断機構５０の動作を示す説明図である。なお、図３はパイロットカム５５が軸方向左側へ移動する時の動作を、図４はメインカム５６が軸方向左側へ移動する時の動作を、図５はクラッチドラム６１とメインカム５６がクラッチ締結する時の動作をそれぞれ示している。
また、初期状態は、図２に示される状態（２輪駆動の定走行状態）となる。すなわち、第１シャフト５１（プロペラシャフト６）は停止状態にあり、フリクションプレート６２のフリクション面６２ａは第１ケース５９内周面に接地され、パイロットカム５５と第１サークリップSC1との間には隙間Ａ、パイロットカム５５に係る第５ベアリングB5とクラッチドラム６１のエンドプレート６１ａとの間には隙間Ｃ、そして段差プレート５４の第１段差面５４ａとクラッチドラム６１との間には隙間Ｂがそれぞれ形成されている。この状態においては、第１シャフト５１とパイロットカム５５又は第１シャフト５１とメインカム５６との間の差回転は発生しておらず、パイロットカム５５及びメインカム５６は第１ボール５７又は第２ボール５８からカム力を何も受けていない。他方、第２シャフト５２及びクラッチドラム６１並びに第３スプリングSP3及び第２サークリップSC2は、フロントデファレンシャル３の回転数にギヤ比（＝（リングギヤ３ａの歯数）／（第３ギヤＧ３の歯数））を掛けた回転数で回転している。
【００３５】
また、初期状態におけるパイロットカム５５の軸方向に係る力のつり合いを見ると、パイロットカム５５に対し第１スプリングSP1から受ける弾性力F1、第２スプリングSP2から受ける弾性力F2、静止した第１ボール５７から受ける反作用Fp（カム力ではない）という３力がつり合っている。従って、この時の力のつり合い（フォースバランス）は下記式１で表される。
式１：F2＝Fp＋F1
【００３６】
今、図１の第２動力切断機構８０を接続（オン）すると、左右後輪９Ｌ,９Ｒの回転が、左右リヤドライブシャフト８Ｌ,８Ｒ→左右サイドギヤ７４Ｌ,７４Ｒ→ピニオンギヤ７３,７３→リングギヤ７２→ベベルギヤ７１→プロペラシャフト６→第１ギヤＧ１→第２ギヤＧ２→第１シャフト５１という伝達経路に沿って第１シャフト５１に伝達される。第１シャフト５１に回転が伝達されると、第１シャフト５１が回転し、フリクションプレート６２によって回転静止しているパイロットカム５５と回転しているカムプレート５３との間で差回転が発生し、その結果パイロットカム５５に第１ボール５７からのカム力Fpが作用し、これにより力のつり合いがくずれ、パイロットカム５５が軸方向左側へ動き出す。従って、この時の力のつり合い（フォースバランス）は下記式２で表される。ただし、式１に対しFpは増加し、F2は増加し、F1は減少している。
式２：F2＜F1＋Fp
【００３７】
図３に示されるように、パイロットカム５５が隙間Ｃだけ軸方向左側へ移動すると、クラッチドラム６１のエンドプレート６１ａに当接しクラッチドラム６１を押し初め、その結果、クラッチドラム６１が軸方向左側へ移動し始め、これによりパイロットカム５５は第３スプリングSP3の弾性力F3を受ける。この場合、メインカム５６は、カムプレート５３との差回転がカム力Fmを発生するまでに達していないため、軸方向に対し静止している。従って、この時の力のつり合い（フォースバランス）は下記式３で表される。ただし、式２に対しFpは増加し、F2は増加し、F1は減少し、F3は新たに発生している。
式３：F2＋F3＜F1＋Fp
【００３８】
パイロットカム５５が更に軸方向左側へ移動すると、メインカム５６のクラッチ板CP1とクラッチドラム６１のクラッチ板CP2との締結程度が第２シャフト５２からのエンジントルクを伝達することが出来る容量に達する。これによりメインカム５６が回転し始め、メインカム５６とカムプレート５３との間の差回転が発生し、その差回転が所定の値を超えるとメインカム５６は第２ボール５８からカム力Fmを受けて軸方向左側へ移動し始める。従って、この時の力のつり合い（フォースバランス）は下記式４で表される。ただし、式３に対しFpは減少し、Fmは新たに発生している。
式４：F2＋F3＜F1＋Fp＋Fm
【００３９】
図４に示されるように、メインカム５６が更に軸方向左側へ移動すると、パイロットカム５５の段差Ｄに嵌合してパイロットカム５５と一体となって軸方向左側へ移動する。なお、この時パイロットカム５５に対し第１ボール５７からのカム力Fpはゼロとなる。従って、この時の力のつり合い（フォースバランス）は下記式５で表される。ただし、式４に対しF2は増加し、F3は増加し、Fmは新たに発生し、Fpはゼロとなる。
式５：F2＋F3＜F1＋Fm
【００４０】
図５に示されるように、メインカム５６が更に軸方向左側へ移動すると、隙間Ａがゼロとなり、フリクションプレート６２のフリクション面６２ａが第１ケース５９内周面から分離しフリクションがゼロとなる。なお、第１スプリングSP1の弾性力F1は第１サークリップSC1からの反作用で相殺されゼロとなる。そして、メインカム５６が更に軸方向左側へ移動すると、隙間Ｂがゼロとなり、その結果、クラッチドラム６１が段差プレート５４の第１段差面５４ａに突き当たり、メインカム５６に垂直抗力F4が作用し、第１シャフト５１と第２シャフト５２との間における動力伝達経路が確立され、２輪駆動から４輪駆動への移行が完了する。なお、この時の力のつり合い（フォースバランス）は、下記式６で表される。ただし、式５に対し、F2は増加し、F3は増加し、Fmは増加し、F4は新たに発生し、F1はゼロとなる。
式６：F2＋F3＋F4＝Fm
【００４１】
まとめると、第１シャフト５１が回転すると、パイロットカム５５とカムプレート５３との間にカム力Fpが発生する。このカム力Fpによってパイロットカム５５は軸方向左側へ移動し、クラッチドラム６１を押圧する。これによりクラッチ板CP1,CP2が半締結状態となり、第２シャフト５２からの駆動力によってメインカム５６が回転駆動され、カムプレート５３との間にカム力Fmが発生し、このカム力Fmによってメインカム５６は軸方向左側へ移動し始める。この移動によりパイロットカム５５を更に軸方向左側へ移動させてクラッチドラム６１を更に押圧する。その後、フリクションプレート６２のフリクション面６２ａが第１ケース５９内周面から分離してパイロットカム５５が回転自由となり、クラッチ板CP1,CP2の締結が完了する。
【００４２】
なお、４輪駆動から２輪駆動へ移行については、第２動力切断機構８０を切断（オフ）することにより、第１動力切断機構５０の接続が解除される。すなわち、第２動力切断機構８０を切断することにより、プロペラシャフト６が回転フリー状態になり、その結果、第１シャフト５１も回転フリー状態となり、メインカム５６において第２ボール５８から受けるカム力Fmがゼロになり、第２スプリングSP2の弾性力F2、第３スプリングSP3の弾性力F3、段差プレート５４の第１段差面５４ａから受ける抗力F4によって、メインカム５６及びパイロットカム５５が軸方向右側に移動させられる。これにより、メインカム５６のクラッチ板CP1とクラッチドラム６１のクラッチ板CP2との締結が解除され、これにより第１シャフト５１と第２シャフト５２との間の動力伝達が切断され、４輪駆動から２輪駆動への移行が完了する。
【００４３】
以上の通り、本発明の動力切断機構５０によれば、第１シャフト５１に回転負荷が入力されると、自動的に第２シャフト５２から第１シャフト５１へ動力が伝達されるようになる。逆に、第１シャフト５１をフリーな状態にすることにより、自動的に第シャフト５２から第１シャフト５１へ動力が伝達されなくなる。従って、上記動力切断機構５０を４輪駆動システムに適用することにより、パートタイム式４輪駆動車における２輪駆動モードと４輪駆動との間の駆動モードに係る機構を単純化しコスト高を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１      エンジン
２      トランスミッション
３      フロントデファレンシャル
４      フロントドライブシャフト
５      フロントホイール
６      プロペラシャフト
７      リヤデファレンシャル
８      リヤドライブシャフト
９      リヤホイール
５０    第１動力切断機構
５１    第１シャフト
５２    第２シャフト
５３    カムプレート
５４    段差プレート
５５    パイロットカム
５６    メインカム
５７    第１ボール
５８    第２ボール
５９    第１ケース
６０    第２ケース
６１    クラッチドラム
６２    フリクションプレート
８０    第２動力切断機構
Fp      パイロットカムに係るカム力
Fm      メインカムに係るカム力
１００  ４輪駆動システム
【図１】
2016142369.tif 000003
【図２】
2016142369.tif 000004
【図３】
2016142369.tif 000005
【図４】
2016142369.tif 000006
【図５】
2016142369.tif 000007
【図６】
2016142369.tif 000008