(57)【要約】【課題】動力遮断時の引き摺りトルクが小さく且つ体格の小さな車両用クラッチ機構を提供する。【解決手段】クラッチハブ７６は、後輪側出力軸４４に相対回転不能に連結されたクラッチハブ本体７６ｂと、クラッチハブ本体７６ｂに対して相対回転可能に設けられ、前記摩擦係合要素の内周側が相対回転不能に係合させられたインナーハブ７６ｂとから構成され、インナーハブ７６ｄに対して相対回転不能且つ後輪側出力軸４４の回転軸線Ｃ１方向の相対移動可能に設けられてクラッチハブ本体７６ｂと係合する位置までピストン８２に連動するスリーブ７７を、備える。動力遮断時には、複数の摩擦板８０相互は相対回転しないので引き摺りトルクが大幅に小さい。また、回転同期と伝達トルクの調整機能を１つのピストン駆動装置ＰＤ１で行なうことができ、前輪駆動用クラッチ５０の体格が小さくなる。【選択図】図３
2016075361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状の第１回転部材および該第１回転部材に相対回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に相対回転不能に連結されたクラッチハブと前記第２回転部材に連結されたクラッチドラムとにそれぞれ相対回転不能に係合し且つ互いに重ねられて相互に摩擦係合可能な複数の摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を押圧するピストンおよび該ピストンを駆動するピストン駆動装置とを備え、該ピストンに押圧されることにより発生する前記摩擦係合要素の間の摩擦により前記第１回転部材および第２回転部材を選択的に連結する車両用クラッチ機構であって、
前記クラッチハブは、前記第１回転部材に相対回転不能に連結されたクラッチハブ本体と、該クラッチハブ本体に対して相対回転可能に設けられ、前記摩擦係合要素の内周側が相対回転不能に係合させられたインナーハブとから構成され、
前記インナーハブに対して相対回転不能且つ前記第１回転部材の回転軸線方向に相対移動可能に設けられ、前記クラッチハブ本体と相対回転不能に係合する位置まで前記ピストンに連動して移動させられるスリーブを、備える、
ことを特徴とする車両用クラッチ機構。
【請求項２】
前記クラッチハブ本体には、前記回転軸線方向に平行な第１スプライン歯が内向きに形成され、
前記インナーハブには、該第１スプライン歯に隣接し且つ該第１スプライン歯と同径の第２スプライン歯が内向きに形成され、
前記スリーブには、前記第２スプライン歯と係合する第３スプライン歯が外向きに形成され、該第３スプライン歯の端部が前記第１スプライン歯と噛み合う係合位置と該第１スプライン歯から離隔した非係合位置との間で移動可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１の車両用クラッチ機構。
【請求項３】
前記スリーブと前記ピストンとの間に介在させられ、前記係合位置へ向かって前記ピストンが移動させられるときに、該スリーブの一時停止を許容する弾性部材を、さらに含むことを特徴とする請求項１または２の車両用クラッチ機構。
【請求項４】
前記ピストン駆動装置は、前記軸状の第１回転部材に相対回転可能に支持され、外周面にねじ溝が形成された円筒状ねじ部材と、該円筒状ねじ部材に螺合され、前記ピストンに推力を付与するナット部材と、減速機を介して前記円筒状ねじ部材を回転駆動する電動機とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両用クラッチ機構。
【請求項５】
前記減速機は、前記円筒状ねじ部材に同心に固定されたウォームホイールと、該ウォームホイールの外周歯と噛み合い、前記電動機により回転駆動されるウォームとを有するウォーム式減速機から構成されることを特徴とする請求項４の車両用クラッチ機構。
【請求項６】
前記ピストン駆動装置は、ボールの一部を嵌め入れる第１カム溝が対向面に形成され、前記第１回転部材に相対回転可能に支持された第１カム板と、前記ボールの他の一部を嵌め入れる第２カム溝が対向面に形成され、前記第１回転部材に相対回転不能に支持された第２カム板とが、前記ボールを挟持した状態で前記ピストンと前記第１回転部材に設けられたストッパとの間に介在させられ、該第１カム板と非回転部材との間に設けられた電磁式摩擦ブレーキにより制動トルクが該第１カム板に作用されると、前記第１カム板と第２カム板との間の距離が増大させられて前記ピストンに推力を付与するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両用クラッチ機構。
【請求項７】
前記ピストン駆動装置は、油圧室と、該油圧室の開口に摺動可能に嵌合されて該油圧室内の作動油圧によって突き出される油圧ピストンとを有する油圧シリンダから構成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両用クラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力源から駆動輪に至る動力伝達経路に介挿されて動力の伝達を断接するクラッチ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達経路に設けられて相対回転する第１回転部材と第２回転部材との間を連結或いは解放することにより、動力の伝達を断接するクラッチ機構が知られている。たとえば、特許文献１に記載されたトランスファ装置内に設けられた第１の噛合クラッチがそれである。このようなクラッチ機構では、主軸７に相対回転不能且つ軸方向に移動可能に設けられた第１回転部材（２−４スリーブ７９）の噛合歯（８１）と、第２回転部材（入力側スプロケット２５）に設けられた噛合歯（８５）とが、シフトフォーク８６によって第１回転部材が非噛み合い位置と噛み合い位置とに移動させられることによって断接が行なわれることから、比較的大きな伝達容量が得られるという特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０６７７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この第１の噛合クラッチは、それが噛み合い状態とされることによって２ＷＤ駆動状態から４ＷＤ駆動状態に切り換えるものであるが、回転同期機構を有していないため、走行中に２ＷＤ駆動状態から４ＷＤ駆動状態に切り換えようとすると、噛合歯同士のギヤ鳴りや磨耗或いは破損が発生する可能性があるので、走行中の２ＷＤ駆動状態から４ＷＤ駆動状態への切り換えが困難であった。
【０００５】
これに対して、そのような噛合クラッチに、回転停止状態から同期回転まで回転数を引き上げるための回転同期機構を設けると、クラッチ機構が複雑となって、クラッチ機構の体格が大きくなるという欠点があった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力遮断時の引き摺りトルクが小さく且つ体格の小さな車両用クラッチ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、（a）軸状の第１回転部材および該第１回転部材に相対回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に相対回転不能に連結されたクラッチハブと前記第２回転部材に連結されたクラッチドラムとにそれぞれ相対回転不能に係合し且つ互いに重ねられて相互に摩擦係合可能な複数の摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を押圧するピストンおよび該ピストンを駆動するピストン駆動装置とを備え、該ピストンに押圧されることにより発生する前記摩擦係合要素の間の摩擦により前記第１回転部材および第２回転部材を選択的に連結する車両用クラッチ機構であって、（b）前記クラッチハブは、前記第１回転部材に相対回転不能に連結されたクラッチハブ本体と、該クラッチハブ本体に対して相対回転可能に設けられ、前記摩擦係合要素の内周側が相対回転不能に係合させられたインナーハブとから構成され、（c）前記インナーハブに対して相対回転不能且つ前記第１回転部材の回転軸線方向に相対移動可能に設けられ、前記クラッチハブ本体と相対回転不能に係合する位置まで前記ピストンに連動して移動させられるスリーブを、備えることにある。
【発明の効果】
【０００８】
このようにすれば、ピストンの非作動時には、前記クラッチハブのうちのクラッチハブ本体が前記第１回転部材と回転し、インナーハブ、摩擦板、クラッチドラム、第２回転部材は非回転状態となる。このときの複数の摩擦板相互は相対回転しないので引き摺りトルクが大幅に小さい。ピストンの作動時は、複数の摩擦板相互の相対回転は小さくなるが、スリーブはクラッチハブ本体と同様の回転数となるまで相互に非係合状態にある。スリーブとクラッチハブ本体とが回転同期に到達すると、スリーブとクラッチハブ本体とがスプライン嵌合し、動力伝達可能状態となる。
【０００９】
本発明の車両用クラッチ機構は、上記のように構成されているので、ピストンが非作動状態である解放時には、大幅に小さな引き摺りトルクとなるとともに、回転同期と伝達トルクの調整機能を１つのピストン駆動装置で行なうことができ、クラッチ機構の体格が小さくなる。
【００１０】
ここで、好適には、（d）前記クラッチハブ本体には、前記回転軸線方向に平行な第１スプライン歯が内向きに形成され、（e）前記インナーハブには、該第１スプライン歯に隣接し且つ該第１スプライン歯と同径の第２スプライン歯が内向きに形成され、（f）前記スリーブには、前記第２スプライン歯と係合する第３スプライン歯が外向きに形成され、該第３スプライン歯の端部が前記第１スプライン歯と噛み合う係合位置と該第１スプライン歯から離隔した非係合位置との間で移動可能に設けられている。このようにすれば、クラッチ機構の体格が一層小さくなる。
【００１１】
また、好適には、（g）前記スリーブと前記ピストンとの間に介在させられ、前記係合位置へ向かって前記ピストンが移動させられるときに、該スリーブの一時停止を許容する弾性部材を、さらに含む。このようにすれば、スリーブとクラッチハブ本体との間の噛み合い位相が一致しない場合でも、弾性部材の変形によってスリーブの一時停止が許容され、スリーブとクラッチハブ本体との間の噛み合い位相が一致すると、弾性部材の復帰力によってスリーブが移動させられるので、ギヤ鳴りや歯の破損が解消される。
【００１２】
また、好適には、（h）前記ピストン駆動装置は、前記軸状の第１回転部材に相対回転可能に支持され、外周面にねじ溝が形成された円筒状ねじ部材と、該円筒状ねじ部材に螺合され、前記ピストンに推力を付与するナット部材と、減速機を介して前記円筒状ねじ部材を回転駆動する電動機とを備えたものである。これにより、電動機によりクラッチ機構の係合、解放が制御されるので、駆動装置が小型化される。 
【００１３】
また、好適には、（i）前記減速機は、前記円筒状ねじ部材に同心に固定されたウォームホイールと、該ウォームホイールの外周歯と噛み合い、前記電動機により回転駆動されるウォームとを有するウォーム式減速機から構成される。これにより、ウォーム式減速機は減速比が大きいので、電動機の停止状態を維持するためのブレーキ機構が不要となる。
【００１４】
また、好適には、（j）前記ピストン駆動装置は、ボールの一部を嵌め入れる第１カム溝が対向面に形成され、前記第１回転部材に相対回転可能に支持された第１カム板と、前記ボールの他の一部を嵌め入れる第２カム溝が対向面に形成され、前記第１回転部材に相対回転不能に支持された第２カム板とが、前記ボールを挟持した状態で前記ピストンと前記第１回転部材に設けられたストッパとの間に介在させられ、該第１カム板と非回転部材との間に設けられた電磁式摩擦ブレーキにより制動トルクが該第１カム板に作用されると、前記第１カム板と第２カム板との間の距離が増大させられて前記ピストンに推力を付与するものである。これによれば、第１回転部材の回転力を利用して前記ピストンに推力が付与されるので、前記電磁式摩擦ブレーキの電磁コイルを励磁するための比較的小さなエネルギで大きな推力を得ることができる。
【００１５】
また、好適には、（k）前記ピストン駆動装置は、油圧室と、該油圧室の開口に摺動可能に嵌合され、該油圧室内の作動油圧により突き出される油圧ピストンとを有する油圧シリンダから構成されたものである。これにより、油圧ポンプや油圧回路が形成されたバルブボデーを備える車両では、それを利用して作動油を油圧室に供給することによって比較的大きな推力を得ることができる。
【００１６】
また、好適には、（l）前記車両は、駆動源から出力された動力を主駆動輪へ常時伝達し、前記クラッチ機構の作動により該動力の一部を副駆動輪へ伝達するトランスファを備える４輪駆動車両であり、前記軸状の第１回転部材は、前記駆動源から出力された動力を主駆動輪へ常時伝達するものであり、前記第２回転部材は、前記第１回転部材の回転軸線と平行な回転軸線まわりに回転可能に設けられた副駆動輪への出力軸に固定された従動側スプロケットと共に伝動ベルトが巻き掛けられた駆動側スプロケットである。これにより、前記クラッチ機構は、４輪駆動車の４輪駆動状態において前記副駆動輪への動力を分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一例のクラッチ機構が適用される４輪駆動車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。
【図２】図１の４輪駆動車両に設けられたトランスファの概略構成を説明する骨子図であって、高速側ギヤ段にてセンターデフロック状態での２ＷＤ走行状態とする為の態様を示す図である。
【図３】図２のトランスファにおいて２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り換えるために用いられているクラッチ機構の構成を説明する要部拡大図であって、解放状態を示している。
【図４】図２のトランスファにおいて２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り換えるために用いられているクラッチ機構の構成を説明する要部拡大図であって、係合状態を示している。
【図５】本発明の他の実施例のボールカムを用いたピストン駆動装置を有するクラッチ機構の構成を説明する要部拡大図であって、解放状態を示している。
【図６】本発明の他の実施例の油圧シリンダを用いたピストン駆動装置を有するクラッチ機構の構成を説明する要部拡大図であって、解放状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明が適用される４輪駆動（４ＷＤ）車両１０の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、駆動力源としてのエンジン１２、左右の前輪１４Ｌ，１４Ｒ（特に区別しない場合には前輪１４という）、左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒ（特に区別しない場合には後輪１６という）、エンジン１２の動力を前輪１４と後輪１６とへそれぞれ伝達する動力伝達装置１８などを備えている。後輪１６は、二輪駆動（２ＷＤ）走行中及び四輪駆動（４ＷＤ）走行中のときに共に駆動輪となる主駆動輪である。前輪１４は、２ＷＤ走行中のときに従動輪となり且つ４ＷＤ走行中のときに駆動輪となる副駆動輪である。従って、車両１０は、前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）をベースとする四輪駆動車両である。
【００２０】
動力伝達装置１８は、エンジン１２に連結された変速機２０、変速機２０に連結された前後輪動力分配装置である車両用トランスファ２２（以下、トランスファ２２という）、トランスファ２２にそれぞれ連結されたフロントプロペラシャフト２４及びリヤプロペラシャフト２６、フロントプロペラシャフト２４に連結された前輪用差動歯車装置２８、リヤプロペラシャフト２６に連結された後輪用差動歯車装置３０、前輪用差動歯車装置２８に連結された左右の前輪車軸３２Ｌ，３２Ｒ（特に区別しない場合には前輪車軸３２という）、後輪用差動歯車装置３０に連結された左右の後輪車軸３４Ｌ，３４Ｒ（特に区別しない場合には後輪車軸３４という）などを備えている。このように構成された動力伝達装置１８において、変速機２０を介してトランスファ２２へ伝達されたエンジン１２の動力は、トランスファ２２から、リヤプロペラシャフト２６、後輪用差動歯車装置３０、後輪車軸３４等の後輪側の動力伝達経路を順次介して後輪１６へ伝達される。又、後輪１６側へ伝達されるエンジン１２の動力の一部は、トランスファ２２にて前輪１４側へ分配されて、フロントプロペラシャフト２４、前輪用差動歯車装置２８、前輪車軸３２等の前輪側の動力伝達経路を順次介して前輪１４へ伝達される。
【００２１】
前輪用差動歯車装置２８は、フロント側クラッチ３６を前輪車軸３２Ｒ側に（すなわち前輪用差動歯車装置２８と前輪１４Ｒとの間に）備えている。フロント側クラッチ３６は、前輪用差動歯車装置２８と前輪１４Ｒとの間の動力伝達経路を選択的に接続又は遮断する、電気的（電磁的）に制御されるドグクラッチ（すなわち噛合式クラッチ）である。尚、フロント側クラッチ３６において、更に、同期機構（シンクロ機構）が備えられていても構わない。
【００２２】
図２は、トランスファ２２の概略構成を説明する骨子図である。図２において、トランスファ２２は、非回転部材としてのトランスファケース４０を備えている。トランスファ２２は、トランスファケース４０内において、入力軸４２と、第１の左右の車輪としての後輪１６へ動力を出力する第１回転部材としての後輪側出力軸４４と、第２の左右の車輪としての前輪１４へ動力を出力する第２回転部材としての駆動側スプロケット４６と、入力軸４２の回転を変速して後輪側出力軸４４へ伝達する副変速機としてのハイロー切替機構４８と、後輪側出力軸４４から駆動側スプロケット４６へ伝達する伝達トルクを調整する多板のクラッチとしての前輪駆動用クラッチ５０とを共通の軸心Ｃ１回りに備えている。又、トランスファ２２は、トランスファケース４０内において、前輪側出力軸５２と、前輪側出力軸５２に一体的に設けられた被駆動側スプロケット５４とを共通の軸心Ｃ２回りに備え、更に、駆動側スプロケット４６と被駆動側スプロケット５４との間を連結する前輪駆動用チェーン５６と、後輪側出力軸４４と駆動側スプロケット４６とを一体的に連結するドグクラッチとしてデフロック機構５８とを備えている。本実施例では、上記前輪駆動用クラッチ５０が本発明のクラッチ機構に対応し、後輪側出力軸４４が本発明の第１回転部材に対応し、駆動側スプロケット４６が本発明の第２回転部材に対応している。
【００２３】
入力軸４２は、変速機２０の出力回転部材（不図示）にスプライン嵌合継手などを介して連結されており、エンジン１２から変速機２０を介して伝達された駆動力を受けて回転駆動させられる。後輪側出力軸４４は、リヤプロペラシャフト２６に連結された主駆動軸である。駆動側スプロケット４６は、後輪側出力軸４４回りに相対回転可能に設けられている。前輪側出力軸５２は、フロントプロペラシャフト２４に連結された副駆動軸である。
【００２４】
このように構成されたトランスファ２２は、例えば駆動側スプロケット４６へ伝達するトルクを遮断して、変速機２０から伝達された動力を後輪１６のみへ伝達して２輪駆動状態としたり、或いは駆動側スプロケット４６へ動力を伝達して、前輪１４及び後輪１６のそれぞれに分配して４輪駆動状態とする。又、トランスファ２２は、例えば高速側ギヤ段（高速側変速段）Ｈ及び低速側ギヤ段（低速側変速段）Ｌの何れかを成立させて、変速機２０からの回転をそのまま或いは減速して後段へ伝達する。
【００２５】
ハイロー切替機構４８は、シングルピニオン型の遊星歯車装置６０と、ハイロースリーブ６２とを備えている。遊星歯車装置６０は、入力軸４２に対して軸心Ｃ１回りの回転不能に連結されたサンギヤＳと、そのサンギヤＳに対して略同心に配置され、トランスファケース４０に軸心Ｃ１回りの回転不能に連結されたリングギヤＲと、これらサンギヤＳ及びリングギヤＲに噛み合う複数のピニオンギヤＰを自転可能且つサンギヤＳ回りの公転可能に支持するキャリヤＣＡとを有している。よって、サンギヤＳの回転速度は入力軸４２に対して等速であり、キャリヤＣＡの回転速度は入力軸４２に対して減速される。このサンギヤＳの内周面にはハイ側ギヤ歯６４が固設されており、又、キャリヤＣＡにはハイ側ギヤ歯６４と同径のロー側ギヤ歯６６が固設されている。ハイ側ギヤ歯６４は、入力軸４２と等速の回転を出力する、高速側ギヤ段Ｈの成立に関与するスプライン歯である。ロー側ギヤ歯６６は、ハイ側ギヤ歯６４よりも低速側の回転を出力する、低速側ギヤ段Ｌの成立に関与するスプライン歯である。ハイロースリーブ６２は、後輪側出力軸４４に軸心Ｃ１と平行な方向の相対移動可能にスプライン嵌合されており、フォーク連結部６２ａと、フォーク連結部６２ａと隣接して一体的に設けられた、後輪側出力軸４４の軸心Ｃ１と平行な方向への移動によってハイ側ギヤ歯６４とロー側ギヤ歯６６とにそれぞれ噛み合う外周歯６２ｂとを有している。ハイ側ギヤ歯６４と外周歯６２ｂとが噛み合うことで、入力軸４２の回転と等速の回転が後輪側出力軸４４へ伝達され、ロー側ギヤ歯６６と外周歯６２ｂとが噛み合うことで、入力軸４２の回転に対して減速された回転が後輪側出力軸４４へ伝達される。ハイ側ギヤ歯６４とハイロースリーブ６２とは、高速側ギヤ段Ｈを形成する高速側ギヤ段用クラッチとして機能し、ロー側ギヤ歯６６とハイロースリーブ６２とは、低速側ギヤ段Ｌを形成する低速側ギヤ段用クラッチとして機能する。ハイロー切替機構４８は、ハイロースリーブ６２がハイ側ギヤ歯６４とロー側ギヤ歯６６との何れとも噛み合わないことにより動力伝達遮断状態（ニュートラル状態）になり、高速側ギヤ段Ｈと低速側ギヤ段Ｌとの間でギヤ段が切り替えられる際には、この動力伝達可能状態を経てから切り替えられる。
【００２６】
デフロック機構５８は、駆動側スプロケット４６の内周面に固設されたロック歯６８と、後輪側出力軸４４に軸心Ｃ１と平行な方向の相対移動可能にスプライン嵌合されて、軸心Ｃ１と平行な方向への移動によってロック歯６８に噛み合う外周歯７０ａが外周面に固設されたロックスリーブ７０とを有している。トランスファ２２は、ロックスリーブ７０の外周歯７０ａとロック歯６８とが噛み合ったデフロック機構５８の係合状態では、後輪側出力軸４４と駆動側スプロケット４６とが一体的に回転させられて、センターデフロック状態が形成される。
【００２７】
ハイロースリーブ６２は、遊星歯車装置６０に対して駆動側スプロケット４６側の空間に設けられている。ロックスリーブ７０は、ハイロー切替機構４８と駆動側スプロケット４６との間の空間に、ハイロースリーブ６２と隣接して別体で設けられている。トランスファ２２は、ハイロースリーブ６２とロックスリーブ７０との間に、それぞれに当接してハイロースリーブ６２とロックスリーブ７０とを相互に離間させる側へ付勢する第１スプリング７２を備えている。トランスファ２２は、駆動側スプロケット４６とロックスリーブ７０との間に、後輪側出力軸４４の凸部４４ａとロックスリーブ７０とに当接してロックスリーブ７０をロック歯６８から離す側へ付勢する第２スプリング７４を備えている。凸部４４ａは、駆動側スプロケット４６の径方向内側の空間においてロック歯６８側に突出して設けられた後輪側出力軸４４の鍔部である。ハイ側ギヤ歯６４は、軸心Ｃ１に平行な方向に見てロー側ギヤ歯６６よりもロックスリーブ７０から離れた位置に設けられている。ハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂは、ハイロースリーブ６２がロックスリーブ７０から離間する側（図２，３において左側）にてハイ側ギヤ歯６４に噛み合い、ハイロースリーブ６２がロックスリーブ７０に接近する側（図２，３において右側）にてロー側ギヤ歯６６に噛み合う。ロックスリーブ７０の外周歯７０ａは、ロックスリーブ７０が駆動側スプロケット４６に接近する側（図２，３において右側）にてロック歯６８に噛み合う。従って、ロックスリーブ７０の外周歯７０ａは、ハイロースリーブ６２がロー側ギヤ歯６６と噛み合う位置にてロック歯６８に噛み合う。
【００２８】
前輪駆動用クラッチ５０は、後輪側出力軸４４に相対回転不能に連結されたクラッチハブ７６と、駆動側スプロケット４６に相対回転不能に連結されたクラッチドラム７８と、クラッチハブ７６とクラッチドラム７８との間に介挿されこれらを選択的に断接する複数枚の摩擦板（摩擦係合要素）８０と、摩擦板８０を押圧するピストン８２とを備える、湿式多板の摩擦クラッチ機構である。前輪駆動用クラッチ５０は、後輪側出力軸４４の軸心Ｃ１回りに、駆動側スプロケット４６に対してハイロー切替機構４８とは反対側に配置されて、駆動側スプロケット４６側に移動するピストン８２によって摩擦板８０が押し付けられる。前輪駆動用クラッチ５０は、ピストン８２が駆動側スプロケット４６から軸心Ｃ１に平行な方向に離れる側である非押圧側（図２，３において右側）に移動させられて摩擦板８０に当接しない状態では、解放状態となる。一方で、前輪駆動用クラッチ５０は、ピストン８２が駆動側スプロケット４６に軸心Ｃ１に平行な方向に近づく側である押圧側（図２，３において左側）に移動させられて摩擦板８０に当接する状態では、ピストン８２の移動量によって伝達トルク（トルク容量）が調整され、スリップ状態又は係合状態となる。
【００２９】
図３の拡大図にも示すように、上記クラッチハブ７６は、内向きの第１スプライン歯（第１係合歯）７６ａが形成され、後輪側出力軸４４に相対回転不能に連結されたクラッチハブ本体７６ｂと、その第１スプライン歯７６ａに回転軸線方向に隣接してそれと同径の第２スプライン歯（第２係合歯）７６ｃが内向きに形成され、且つ、複数枚の摩擦板８０のうちの内周側に歯を有する１枚おきの内周側摩擦板８０ａが相対回転不能に係合させられて、クラッチハブ本体７６ｂに対して相対回転可能に設けられたインナーハブ７６ｄとから構成されている。そして、第２スプライン歯７６ｃと常時噛み合う外向きの第３スプライン歯（第３係合歯）７７ａが形成され、その第３スプライン歯７７ａの端部が第１スプライン歯７６ａと噛み合う位置まで後輪側出力軸（第１回転部材）４４の回転軸線方向に移動可能に設けられ、ピストン８２との相対距離の変化が可能にピストン８２に連れ動かされるスリーブ７７が設けられている。
【００３０】
第４スプリングＳ１がピストン８２とスリーブ７７との間に与圧状態で介挿され、第４スプリングＳ１よりも付勢力が小さい第５スプリングＳ２がスリーブ７７とインナーハブ７６ｄとの間に与圧状態で介挿されている。これにより、２輪駆動状態とするために前輪駆動用クラッチ５０が非係合状態とされているときは、第５スプリングＳ２の付勢力によりインナーハブ７６ｄがピストン８２側の非係合位置すなわちクラッチ解放位置に位置させられ、第４スプリングＳ１の付勢力によりピストン８２が非作動位置に位置させられている。図２および図３はこの状態を示している。この状態では、クラッチハブ本体７６ｂとインナーハブ７６ｄとが相対回転しており、クラッチドラム７８とインナーハブ７６ｄとが相対回転せず、それらクラッチドラム７８とインナーハブ７６ｄとに交互に相対回転可能に係合する摩擦板８０相互間の引き摺りはなく、複数枚の摩擦板８０のうちのクラッチハブ本体７６ｂに隣接する１枚とそのクラッチハブ本体７６ｂとの間で僅かな引き摺りが生じるだけであるので、解放状態の前輪駆動用クラッチ５０の引き摺りトルクが大幅に小さくされている。これにより、フロント側クラッチ３６および前輪駆動用クラッチ５０が解放される２輪駆動状態での走行では、駆動側スプロケット４６から前輪駆動用チェーン５６、被駆動側スプロケット５４、前輪側出力軸５２、フロントプロペラシャフト２４、前輪用差動歯車装置２８が非回転状態とされるので、フロントプロペラシャフト２４のディスコネクト状態が成立させられて、２輪駆動状態で走行時の車両の燃費が大幅に改善される。
【００３１】
トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５０の解放状態且つロックスリーブ７０の外周歯７０ａとロック歯６８とが噛み合っていないデフロック機構５８の解放状態では、後輪側出力軸４４と駆動側スプロケット４６との間の動力伝達経路が遮断されて、変速機２０から伝達された動力を後輪１６のみへ伝達する。トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５０のスリップ状態又係合状態では、変速機２０から伝達された動力を前輪１４及び後輪１６のそれぞれに分配する。トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５０のスリップ状態では、後輪側出力軸４４と駆動側スプロケット４６との間の回転差動が許容されて、差動状態（非センターデフロック状態）が形成される。トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５０の係合状態では、後輪側出力軸４４と駆動側スプロケット４６とが一体的に回転させられて、センターデフロック状態が形成される。前輪駆動用クラッチ５０は、伝達トルクが制御されることで、前輪１４と後輪１６とのトルク配分を例えば０：１００〜５０：５０の間で連続的に変更することができる。
【００３２】
トランスファ２２は、ハイロー切替機構４８、前輪駆動用クラッチ５０、及びデフロック機構５８を作動させる装置として、モータ８４と、モータ８４の回転運動を減速機であるウォームギヤ９０を介して直線運動に変換するねじ機構８６と、ねじ機構８６の直線運動力をハイロー切替機構４８、前輪駆動用クラッチ５０、及びデフロック機構５８へそれぞれ伝達する伝達機構８８とを、更に備えている。ピストン駆動装置ＰＤ１は、上記モータ８４、ウォームギヤ９０、ねじ機構８６から構成されている。
【００３３】
２輪駆動状態から４輪駆動状態とするために前輪駆動用クラッチ５０を係合状態とする場合は、モータ８４、ウォームギヤ９０、ねじ機構８６によりピストン８２が第４スプリングＳ１の付勢力および第５スプリングＳ２の付勢力に抗して駆動側スプロケット４６側へ前進移動させられる。この過程で、ピストン８２の前進に連動してスリーブ７７も前進移動させられて、スリーブ７７の第３スプライン歯７７ａがクラッチハブ本体７６ｂの第１スプライン歯７６ａと係合させられる。さらに、ピストン８２が前進移動させられ摩擦板８０を押圧することで、摩擦板８０相互の摩擦力によって前輪駆動用クラッチ５０が係合状態とされる。
【００３４】
ピストン８２の前進過程において、クラッチハブ本体７６ｂの第１スプライン歯７６ａとスリーブ７７の第３スプライン歯７７ａとの位相が不整合で第３スプライン歯７７ａが第１スプライン歯７６ａの端に当接する場合は、第４スプリングＳ１の圧縮変形によってピストン８２の前進に関わらすスリーブ７７の停止が許容され、その後に第３スプライン歯７７ａと第１スプライン歯７６ａと位相が一致すると、第４スプリングＳ１の弾性復帰力によりスリーブ７７の移動が行なわれ、第３スプライン歯７７ａと第１スプライン歯７６ａとが係合状態とされる。この状態では、ピストン８２に押圧力に応じた伝達トルクで動力が伝達される。図４は、この状態を示している。
【００３５】
ねじ機構８６は、後輪側出力軸４４と同じ軸心Ｃ１回りに配置されており、トランスファ２２に備えられたウォームギヤ９０を介してモータ８４に間接的に連結された円筒状ねじ部材９２と、その円筒状ねじ部材９２の回転に伴って軸心Ｃ１と平行な方向に移動可能にねじ軸部材９２に連結された直線運動部材としてのナット部材９４とを備えている。ねじ機構８６は、円筒状ねじ部材９２とナット部材９４が多数の小径ボール９６を介して作動するボールねじである。ウォームギヤ９０は、モータ８４のモータシャフトと一体的に形成されたウォーム９８と、軸心Ｃ１回りに配置されて円筒状ねじ部材９２と一体的に形成されたウォームホイール１００とを備えた歯車対である。例えばブラシレスモータであるモータ８４の回転は、ウォームギヤ９０を介して円筒状ねじ部材９２へ減速されて伝達される。ねじ機構８６は、円筒状ねじ部材９２に伝達されたモータ８４の回転を、ナット部材９４の直線運動に変換する。
【００３６】
伝達機構８８は、円筒状ねじ部材９２の軸心Ｃ１と平行な別の軸心Ｃ３回りに設けられて、ナット部材９４に連結されたフォークシャフト１０２と、フォークシャフト１０２に固設されて、ハイロースリーブ６２に連結されたフォーク１０４とを備えている。伝達機構８８は、ねじ機構８６におけるナット部材９４の直線運動力を、フォークシャフト１０２、及びフォーク１０４を介してハイロー切替機構４８のハイロースリーブ６２へ伝達する。ハイロースリーブ６２とロックスリーブ７０とは第１スプリング７２を介して相互に力が付与され、又、ロックスリーブ７０は第２スプリング７４を介して後輪側出力軸４４の凸部４４ａから力を付与されている。従って、伝達機構８８は、ねじ機構８６におけるナット部材９４の直線運動力を、ハイロースリーブ６２を介してデフロック機構５８のロックスリーブ７０へ伝達する。その為、第１スプリング７２及び第２スプリング７４は、伝達機構８８の一部を構成する部材として機能する。
【００３７】
ねじ機構８６は、前輪駆動用クラッチ５０に対して駆動側スプロケット４６とは反対側に配置されている。前輪駆動用クラッチ５０のピストン８２は、ねじ機構８６のナット部材９４とは軸心Ｃ１と平行な方向の相対移動不能且つ軸心Ｃ１回りの相対回転可能に連結されている。従って、ねじ機構８６におけるナット部材９４の直線運動力は、ピストン８２を介して前輪駆動用クラッチ５０の摩擦板８０に伝達される。その為、ピストン８２は、ナット部材９４に連結された、前輪駆動用クラッチ５０の摩擦板８０を押し付ける押付部材であり、伝達機構８８の一部を構成する部材としても機能する。このように、伝達機構８８は、ねじ機構８６におけるナット部材９４の直線運動力を、前輪駆動用クラッチ５０の摩擦板８０へ伝達する。
【００３８】
伝達機構８８は、ナット部材９４とフォークシャフト１０２とを連結する連結機構１０６を備えている。連結機構１０６は、軸心Ｃ３と平行な方向にフォークシャフト１０２と摺動可能に軸心Ｃ３回りに配置された、一端部に設けられた鍔どうしが相対する２つの鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂ、２つの鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの間に介在させられた円筒状のスペーサ１１０、及びスペーサ１１０の外周側に配置された第３スプリング１１２と、２つの鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂを軸心Ｃ３と平行な方向に摺動可能に把持する把持部材１１４と、把持部材１１４とナット部材９４とを連結する連結部材１１６とを備えている。把持部材１１４は、鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの鍔に当接することで鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂをフォークシャフト１０２上で摺動させる。鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの鍔が共に把持部材１１４と当接した状態における鍔間の長さは、スペーサ１１０の長さよりも長くされている。従って、鍔が共に把持部材１１４と当接した状態は、第３スプリング１１２の付勢力によって形成される。
【００３９】
フォークシャフト１０２は、鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの各々を軸心Ｃ３と平行な方向の摺動不能とするストッパ１１８ａ，１１８ｂを、外周面に備えている。ストッパ１１８ａ，１１８ｂにより鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂが摺動不能とされることで、伝達機構８８は、ナット部材９４の直線運動力を、フォークシャフト１０２、及びフォーク１０４を介してハイロー切替機構４８へ伝達することができる。
【００４０】
ロックスリーブ７０の外周歯７０ａは、フォークシャフト１０２がハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂをロー側ギヤ歯６６に噛み合わせる位置（ローギヤ位置と称す）にてロック歯６８に噛み合う。前輪駆動用クラッチ５０の摩擦板８０は、フォークシャフト１０２がハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂをハイ側ギヤ歯６４に噛み合わせる位置（ハイギヤ位置と称す）にてピストン８２によって押し付けられ、フォークシャフト１０２のローギヤ位置にてピストン８２によって押し付けられない。
【００４１】
フォークシャフト１０２のハイギヤ位置では、鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの鍔間の長さを、鍔が共に把持部材１１４と当接した状態での長さと、スペーサ１１０の長さとの間で変化させることができる。従って、連結機構１０６は、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置のままで、前輪駆動用クラッチ５０の摩擦板８０がピストン８２によって押し付けられる位置と押し付けられない位置との間で、ナット部材９４の軸心Ｃ１と平行な方向の移動を許容する。
【００４２】
トランスファ２２は、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置を保持し、又、フォークシャフト１０２のローギヤ位置を保持するギヤ位置保持機構１２０を備えている。ギヤ位置保持機構１２０は、フォークシャフト１０２が摺動するトランスファケース４０の内周面に形成された収容孔１２２と、収容孔１２２に収容されたロックボール１２４と、収容孔１２２に収容されてロックボール１２４をフォークシャフト１０２側へ付勢するロック用スプリング１２６と、フォークシャフト１０２の外周面に形成された、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置においてロックボール１２４の一部を受け入れる凹部１２８ｈ及びフォークシャフト１０２のローギヤ位置においてロックボール１２４の一部を受け入れる凹部１２８ｌとを備えている。ギヤ位置保持機構１２０によりフォークシャフト１０２の各ギヤ位置が保持されることで、その各ギヤ位置においてモータ８４からの出力を停止してもフォークシャフト１０２の各ギヤ位置が保持される。
【００４３】
トランスファ２２は、フォークシャフト１０２のローギヤ位置を検出するローギヤ位置検出スイッチ１３０を備えている。ローギヤ位置検出スイッチ１３０は、例えばボール型の接触スイッチである。ローギヤ位置検出スイッチ１３０は、ローギヤ位置に移動したフォークシャフト１０２と接触する位置において、トランスファケース４０に形成された貫通孔１３２に固設される。ローギヤ位置検出スイッチ１３０によってローギヤ位置が検出されると、例えば低速側ギヤ段Ｌにてセンターデフロック状態であることを運転者に知らせる為のインジケータが点灯される。
【００４４】
図１に戻り、車両１０には、例えば２ＷＤ状態と４ＷＤ状態とを切り替える車両１０の制御装置を含む電子制御装置（ＥＣＵ）２００が備えられている。電子制御装置２００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置２００は、エンジン１２の出力制御、車両１０の駆動状態の切替制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や駆動状態制御用等に分けて構成される。電子制御装置２００には、図１に示すように、車両１０に備えられた各種センサ（例えばエンジン回転速度センサ２０２、モータ回転角度センサ２０４、各車輪速センサ２０６、アクセル開度センサ２０８、運転者の操作によって高速側ギヤ段Ｈを選択する為のＨレンジ選択スイッチ２１０、運転者の操作によって４ＷＤ状態を選択する為の４ＷＤ選択スイッチ２１２、運転者の操作によってセンターデフロック状態を選択する為のデフロック選択スイッチ２１４など）による検出信号に基づく各種実際値（例えばエンジン回転速度Ｎe、モータ回転角度θm、前輪１４Ｌ，１４Ｒ、及び後輪１６Ｌ，１６Ｒの各車輪速Ｎwfl，Ｎwfr，Ｎwrl，Ｎwrr、アクセル開度θacc、Ｈレンジ選択スイッチ２１０が操作されたことを示す信号であるＨレンジ要求Ｈon、４ＷＤ選択スイッチ２１２が操作されたことを示す信号である４ＷＤ要求4WDon、デフロック選択スイッチ２１４が操作されたことを示す信号であるLOCKonなど）が、それぞれ供給される。電子制御装置２００からは、図１に示すように、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、フロント側クラッチ３６の状態を切り替える為の作動指令信号Ｓd、モータ８４の回転量を制御する為のモータ駆動指令信号Ｓmなどが、エンジン１２の出力制御装置、フロント側クラッチ３６のアクチュエータ、モータ８４などへそれぞれ出力される。
【００４５】
以上のように構成された車両１０では、モータ８４の回転量が制御されることでナット部材９４の移動量（ストローク）が制御される。フォークシャフト１０２のハイギヤ位置において、ピストン８２が摩擦板８０に当接した位置からモータ８４を所定の回転量だけ駆動して非押圧側に所定のストローク分だけナット部材９４を移動させることで前輪駆動用クラッチ５０を解放状態とした位置が、車両１０を高速側ギヤ段Ｈにて後輪１６のみを駆動する２ＷＤ走行状態とする為の位置（Ｈ２位置と称す）とされる。このＨ２位置においてフロント側クラッチ３６が解放状態とされると、２ＷＤ走行中において、駆動側スプロケット４６からフロントプロペラシャフト２４までの動力伝達経路を構成する各回転要素（駆動側スプロケット４６、前輪駆動用チェーン５６、被駆動側スプロケット５４、前輪側出力軸５２、フロントプロペラシャフト２４等）には、エンジン１２側からも前輪１４側からも回転が伝達されない。従って、２ＷＤ走行中において、これらの各回転要素が回転停止し、前記各回転要素の連れ回りが防止され、走行抵抗が低減される。
【００４６】
又、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置において、ピストン８２が摩擦板８０に当接した位置からモータ８４の回転量を制御して押圧側にナット部材９４を移動させることで前輪駆動用クラッチ５０をスリップ状態とした位置が、車両１０を高速側ギヤ段Ｈにて前輪１４及び後輪１６共に動力が伝達される４ＷＤ走行状態とする為の位置（Ｈ４位置と称す）とされる。このＨ４位置では、前輪駆動用クラッチ５０の伝達トルクが制御されることで、前輪１４と後輪１６とのトルク配分が必要に応じて調整される。
【００４７】
又、図２に示すように、前記Ｈ４位置からモータ８４の回転量を制御して押圧側にナット部材９４を更に移動させることで前輪駆動用クラッチ５０を係合状態とした位置が、車両１０を高速側ギヤ段Ｈにてセンターデフロック状態での４ＷＤ走行状態とする為の位置（Ｈ４Ｌ位置と称す）とされる。
【００４８】
又、フォークシャフト１０２のローギヤ位置では、前輪駆動用クラッチ５０が解放状態とされ且つデフロック機構５８が係合状態とされるので、車両１０を低速側ギヤ段Ｌにてセンターデフロック状態での４ＷＤ走行状態とする為の位置（Ｌ４位置と称す）とされる。
【００４９】
フォークシャフト１０２のハイギヤ位置とローギヤ位置との切替えは、例えば車両１０の停止時に変速機２０のニュートラル状態において行われる。その為、デフロック機構５８において、ハイロースリーブ６２はロックスリーブ７０とは別体で設けられているので、ロックスリーブ７０の外周歯７０ａとロック歯６８との位相が合っていなくてフォークシャフト１０２のハイギヤ位置とローギヤ位置との切替え時にロックスリーブ７０が移動できない場合でもハイロースリーブ６２は移動することが可能である。従って、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置とローギヤ位置との切替え時に、ハイロー切替機構４８をニュートラル状態とする位置でハイロースリーブ６２の移動が止められるということはなく、少なくとも後輪１６側への動力伝達は確保される。
【００５０】
上述のように、本実施例の前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）５０によれば、クラッチハブ７６は、後輪側出力軸（第１回転部材）４４に相対回転不能に連結されたクラッチハブ本体７６ｂと、そのクラッチハブ本体７６ｂに対して相対回転可能に設けられ、前記摩擦係合要素の内周側が相対回転不能に係合させられたインナーハブ７６ｄとから構成されるとともに、そのインナーハブ７６ｄに対して相対回転不能且つ後輪側出力軸（第１回転部材）４４の回転軸線Ｃ１方向の相対移動可能に設けられ、クラッチハブ本体７６ｂと相対回転不能に係合する位置までピストン８２に連動して移動させられるスリーブ７７が、備えられる。これにより、ピストン８２の非作動時には、クラッチハブ７６のうちのクラッチハブ本体７６ｂが後輪側出力軸（第１回転部材）４４と共に回転し、インナーハブ７６ｄ、摩擦板８０、クラッチドラム７８、駆動側スプロケット（第２回転部材）４６は非回転状態となる。このときの複数の摩擦板８０相互は相対回転しないので引き摺りトルクが大幅に小さい。ピストン８２の前進作動時は、複数の摩擦板８０相互の相対回転は小さくなるが、スリーブ７７とクラッチハブ本体７６ｂと同様の回転数となるまで相互に非係合状態にあるが、スリーブ７７とクラッチハブ本体とが回転同期に到達すると、スリーブ７７とクラッチハブ本体７６ｂとがスプライン嵌合し、動力伝達可能状態となる。したがって、ピストン８２が非作動状態である解放時には、大幅に小さな引き摺りトルクとなるとともに、回転同期と伝達トルクの調整機能を１つのピストン駆動装置ＰＤ１で行なうことができ、前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）５０の体格が小さくなる。
【００５１】
また、本実施例の前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）５０によれば、クラッチハブ本体７６ｂには、回転軸線方向Ｃ１に平行な第１スプライン歯７６ａが内向きに形成され、インナーハブ７６ｄには、その第１スプライン歯７６ａに隣接し且つその第１スプライン歯７６ａと同径の第２スプライン歯７６ｃが内向きに形成され、スリーブ７７には、第２スプライン歯７６ｃと係合する第３スプライン歯７７ａが外向きに形成され、その第３スプライン歯７７ａの端部が第１スプライン歯７６ａと噛み合う係合位置とその第１スプライン歯７６ａから離隔した非係合位置との間で移動可能に設けられているので、前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）５０の体格が一層小さくなる。
【００５２】
また、本実施例の前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）５０によれば、スリーブ７７とピストン８２との間に介在させられ、係合位置へ向かってピストン８２が移動させられるときに、スリーブ７７の一時停止を許容する第４スプリングＳ１（弾性部材）を、さらに含む。このため、スリーブ７７とクラッチハブ本体７６ｂとの間の噛み合い位相が一致しない場合でも、第４スプリングＳ１（弾性部材）の変形によってスリーブ７７の一時停止が許容され、スリーブ７７とクラッチハブ本体７６ａとの間の噛み合い位相が一致すると、第４スプリングＳ１の復帰力によってスリーブ７７が移動させられるので、ギヤ鳴りや歯の破損が解消される。
【００５３】
また、本実施例の前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）５０によれば、ピストン駆動装置ＰＤ１は、後輪側出力軸（第１回転部材）４４に相対回転可能に支持され、外周面にねじ溝が形成された円筒状ねじ部材９２と、該円筒状ねじ部材９２に螺合され、前記ピストンに推力を付与するナット部材と、ウォームギヤ（減速機）９０を介して円筒状ねじ部材９２を回転駆動するモータ（電動機）８４とを備えたものであるので、モータ（電動機）８４により前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）５０の係合、解放が制御されるので、ピストン駆動装置ＰＤ１が小型化される。 
【００５４】
また、本実施例の前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）５０によれば、ウォームギヤ（減速機）９０は、円筒状ねじ部材９２に同心に固定されたウォームホイール１００と、ウォームホイール１００の外周歯と噛み合い、モータ（電動機）８４により回転駆動されるウォーム９８とを有するウォーム式減速機から構成される。このウォーム式減速機は減速比が大きいので、モータ８４の停止状態を維持するためのブレーキ機構が不要となる。
【００５５】
以下において、本発明の他の実施例を以下に説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００５６】
図５は、本発明の他の実施例の、ボールカムを用いたピストン駆動装置ＰＤ２を有する前輪駆動用クラッチ１５０を説明する要部拡大図であって、図３に相当する図である。本実施例の前輪駆動用クラッチ１５０は、前述の前輪駆動用クラッチ５０に対して、ピストン駆動装置ＰＤ２が相違し、他は同様である。
【００５７】
図５において、ピストン駆動装置ＰＤ２では、たとえば鋼球から成るボール１５２と、ボール１５２の一部を嵌め入れる第１カム溝１５４が対向面１５６に形成され、後輪側出力軸（第１回転部材）４４に相対回転可能に支持された第１カム板１５８と、ボール１５２の他の一部を嵌め入れる第２カム溝１６０が対向面１６２に形成され、後輪側出力軸（第１回転部材）４４に相対回転不能に直接又は間接的に支持された第２カム板１６４とが、ボール１５２を挟持した状態でピストン８２と後輪側出力軸４４に設けられたストッパ部材１６６との間にスラストベアリング１６７を介して介在させられている。本実施例では、後輪側出力軸４４に嵌め着けられたベアリングの内周輪がストッパ部材１６６として機能している。また、トランスファケース４０に固定された電磁コイル１６８の励磁によって摩擦トルクを発生する湿式多板型の電磁式摩擦ブレーキ１７０が第１カム板１５８と非回転部材たとえばトランスファケース４０との間に設けられている。第１カム溝１５４および第２カム溝１６０の少なくとも一方は、溝深さが周方向に向かって浅くなるように形成されており、電磁式摩擦ブレーキ１７０によって第１カム板１５８に制動トルクが付与されると、後輪側出力軸４４と共に回転する第２カム板１６４との間の相対位相角が変化して、第１カム板１５８と第２カム板１６４との間の距離が増大させられ、ピストン８２に推力が付与されるようになっている。本実施例によれば、後輪側出力軸（第１回転部材）４４の回転力が回転軸線Ｃ１方向に変換され、且つボールカム機構により増幅されて、油圧室１８２に推力が付与されるので、電磁式摩擦ブレーキ１７０の電磁コイル１６８を励磁するための比較的小さなエネルギでピストン８２の大きな推力を得ることができる。
【実施例３】
【００５８】
図６は、本発明の他の実施例の、油圧シリンダを用いたピストン駆動装置ＰＤ３を有する前輪駆動用クラッチ１８０を説明する要部拡大図であって、図３に相当する図である。本実施例の前輪駆動用クラッチ１８０は、前述の前輪駆動用クラッチ５０に対して、ピストン駆動装置ＰＤ３が相違し、他は同様である。
【００５９】
図６において、ピストン駆動装置ＰＤ３は、トランスファケース４０に形成された、ピストン８２側に開口する油圧室１８２と、その油圧室１８２の開口から手動可能に嵌合され、油圧室１８２内の作動油圧によって突き出される油圧ピストン１８４とを備え、油圧ピストン１８４がスラストベアリング１８６を介してピストン８２を押圧するように構成されている。本実施例によれば、油圧ポンプや油圧回路が形成されたバルブボデーを備えている車両では、それを利用して作動油を油圧室に供給することによって比較的大きな推力を得ることができる。
【００６０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６１】
例えば、本発明のクラッチ機構は、前述のＦＲベースの４輪駆動車両の前輪駆動用クラッチ５０、１５０、１８０として用いられていたが、 ＦＦベースの４輪駆動車両のトランスファや、トランスファと後輪差動装置との間の部位等、他の部位でも適用される。さらに４輪駆動車両の構成ユニットに限らず他ユニットのクラッチ等にも適用できる。
【００６２】
また、前述の実施例において、第４スプリングＳ１および第５スプリングＳ２は、コイルスプリングから構成されていたが、波ばね、ダイヤフラムスプリングなどの形状であってもよいし、合成ゴム等の弾性変形可能な弾性部材であればよい。
【００６３】
また、前述の実施例では、第４スプリングＳ１および第５スプリングＳ２が用いられていたが、スリーブ７７とピストン８２との間に設けられた第４スプリングＳ１の両端が、それらスリーブ７７およびピストン８２に掛止される場合は、第５スプリングＳ２は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００６４】
また、前述の実施例において、スリーブ７７とピストン８２との間に第４スプリングＳ１が介在させられていたが、その第４スプリングＳ１は、スリーブ７７又はそれと共に一体的に移動する部材とピストン８２又はそれと共に一体的に移動する部材たとえばナット部材９４との間に設けられていてもよい。請求項３はそのような態様を含む表現である。
【００６５】
また、前述の実施例では、ねじ機構８６としてボールねじを例示したが、この態様に限らない。例えば、ねじ機構８６は、モータ８４の回転運動を直線運動に変換する変換機構であれば良く、単純なボルトの軸とナットとを組み合わせたような機構であっても良い。具体的には、ねじ機構８６は、すべりねじなどであっても良い。すべりねじの場合には、ボールねじと比較して回転運動を直線運動に変換する機械効率が低くされるが、前輪駆動用クラッチ５０へ高い推力を付与することができたり、ハイロー切替機構４８の作動に必要なストロークを得ることができるという、一定の効果は得られる。
【００６６】
また、前述の実施例では、ねじ機構８６はウォームギヤ９０を介してモータ８４に間接的に連結されたが、この態様に限らない。例えば、ねじ機構８６の円筒状ねじ部材９２とモータ８４とは、ウォームギヤ９０を介すことなく直接的に連結されても良い。具体的には、円筒状ねじ部材９２とモータ８４とは、モータ８４のモータシャフトに設けられたピニオンと円筒状ねじ部材９２に形成されたギヤ歯とが所定の減速比で噛み合うように、直接的に連結されても良い。
【００６７】
また、前述の実施例では、駆動力源として例示したエンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関が用いられる。又、駆動力源としては、例えば電動機等の他の原動機を単独で或いはエンジン１２と組み合わせて採用することもできる。又、変速機２０は、遊星歯車式多段変速機、無段変速機、同期噛合型平行２軸式変速機（公知のＤＣＴ含む）などの種々の自動変速機、又は公知の手動変速機である。又、フロント側クラッチ３６は、電磁ドグクラッチであったが、これに限らない。例えば、フロント側クラッチ３６は、スリーブを軸方向に移動させるシフトフォークを備え、電気制御可能な或いは油圧制御可能なアクチュエータによって、そのシフトフォークが駆動される形式のドグクラッチ、又は、摩擦クラッチなどであっても良い。
【００６８】
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１４（１４Ｌ，１４Ｒ）：前輪
１６（１６Ｌ，１６Ｒ）：後輪
２２：車両用トランスファ
４２：入力軸
４４：後輪側出力軸（第１回転部材）
４６：駆動側スプロケット（第２回転部材）
５０、１５０、１８０：前輪駆動用クラッチ（クラッチ機構）
５４：被駆動側スプロケット
５６：前輪駆動用チェーン
７２：第１スプリング
７４：第２スプリング
７６：クラッチハブ
７６ａ：第１スプライン歯
７６ｂ：クラッチハブ本体
７６ｃ：第２スプライン歯
７６ｄ：インナーハブ
７７：スリーブ
７７ａ：第３スプライン歯
７８：クラッチドラム
８０：摩擦板（摩擦係合要素）
８２：ピストン
８４：モータ（電動機）
８６：ねじ機構
９０：ウォームギヤ（減速機）
９２：円筒状ねじ部材
９４：ナット部材
９８：ウォーム
１００：ウォームホイール
１１２：第３スプリング
１５２：ボール
ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３：ピストン駆動装置
Ｓ１：第４スプリング（弾性部材）
Ｓ２：第５スプリング
【図１】
2016075361.tif 000003
【図２】
2016075361.tif 000004
【図３】
2016075361.tif 000005
【図４】
2016075361.tif 000006
【図５】
2016075361.tif 000007
【図６】
2016075361.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月28日(2015.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状の第１回転部材および該第１回転部材に相対回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に相対回転不能に連結されたクラッチハブと前記第２回転部材に連結されたクラッチドラムとにそれぞれ交互に相対回転不能に係合し且つ互に重ねられて相互に摩擦係合可能な複数の摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を押圧するピストンおよび該ピストンを駆動するピストン駆動装置とを備え、該ピストンに押圧されることにより発生する前記摩擦係合要素の間の摩擦により前記第１回転部材および第２回転部材を選択的に連結する車両用クラッチ機構であって、
前記クラッチハブは、前記第１回転部材に相対回転不能に連結されたクラッチハブ本体と、該クラッチハブ本体に対して相対回転可能に設けられ、前記摩擦係合要素の内周側が相対回転不能に係合させられたインナーハブとから構成され、
前記インナーハブに対して相対回転不能且つ前記第１回転部材の回転軸線方向の相対移動可能に設けられ、前記クラッチハブ本体と相対回転不能に係合する位置まで前記ピストンに連動して移動させられるスリーブを、備える、
ことを特徴とする車両用クラッチ機構。
【請求項２】
前記クラッチハブ本体には、前記回転軸線方向に平行な第１スプライン歯が内向きに形成され、
前記インナーハブには、該第１スプライン歯に隣接し且つ該第１スプライン歯と同径の第２スプライン歯が内向きに形成され、
前記スリーブには、前記第２スプライン歯と係合する第３スプライン歯が外向きに形成され、該第３スプライン歯の端部が前記第１スプライン歯と噛み合う係合位置と該第１ライン歯から離隔した非係合位置との間で移動可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１の車両用クラッチ機構。
【請求項３】
前記スリーブと前記ピストンとの間に介在させられ、前記係合位置へ向かって前記ピストンが移動させられるときに、該スリーブの一時停止を許容する弾性部材を、さらに含む
ことを特徴とする請求項２の車両用クラッチ機構。
【請求項４】
前記ピストン駆動装置は、前記軸状の第１回転部材に相対回転可能に支持され、外周面にねじ溝が形成された円筒状ねじ部材と、該円筒状ねじ部材に螺合され、前記ピストンに推力を付与するナット部材と、減速機を介して前記円筒状ねじ部材を回転駆動する電動機とを備える
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両用クラッチ機構。
【請求項５】
前記減速機は、前記円筒状ねじ部材に同心に固定されたウオームホイールと、該ウオームホイールの外周歯と噛み合い、前記電動機により回転駆動されるウオームとを有するウオーム式減速機から構成される
ことを特徴とする請求項４の車両用クラッチ機構。
【請求項６】
前記ピストン駆動装置は、ボールの一部を嵌め入れる第１カム溝が対向面に形成され、前記第１回転部材に相対回転可能に支持された第１カム板と、前記ボールの他の一部を嵌め入れる第２カム溝が対向面に形成され、前記第１回転部材に相対回転不能に支持された第２カム板とが、前記ボールを挟持した状態で前記ピストンと前記第１回転部材に設けられたストッパとの間に介在させられ、該第１カム板と非回転部材との間に設けられた電磁式摩擦ブレーキにより制動トルクが該第１カム板に作用されると、前記第１カム板と第２カム板との間の距離が増大させられて前記ピストンに推力を付与するものである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両用クラッチ機構。
【請求項７】
前記ピストン駆動装置は、油圧室と、該油圧室の開口に摺動可能に嵌合されて該油圧室内の作動油圧によって突き出される油圧ピストンとを有する油圧シリンダから構成されたものである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両用クラッチ機構。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、（a）軸状の第１回転部材および該第１回転部材に相対回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に相対回転不能に連結されたクラッチハブと前記第２回転部材に連結されたクラッチドラムとにそれぞれ交互に相対回転不能に係合し且つ互に重ねられて相互に摩擦係合可能な複数の摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を押圧するピストンおよび該ピストンを駆動するピストン駆動装置とを備え、該ピストンに押圧されることにより発生する前記摩擦係合要素の間の摩擦により前記第１回転部材および第２回転部材を選択的に連結する車両用クラッチ機構であって、（b）前記クラッチハブは、前記第１回転部材に相対回転不能に連結されたクラッチハブ本体と、該クラッチハブ本体に対して相対回転可能に設けられ、前記摩擦係合要素の内周側が相対回転不能に係合させられたインナーハブとから構成され、（c）前記インナーハブに対して相対回転不能且つ前記第１回転部材の回転軸線方向の相対移動可能に設けられ、前記クラッチハブ本体と相対回転不能に係合する位置まで前記ピストンに連動して移動させられるスリーブを、備えることにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
第１スプリングＳ１がピストン８２とスリーブ７７との間に与圧状態で介挿され、第１スプリングＳ１よりも付勢力が小さい第２スプリングＳ２がスリーブ７７とインナーハブ７６ｄとの間に与圧状態で介挿されている。これにより、２輪駆動状態とするために前輪駆動用クラッチ５０が非係合状態とされているときは、第２スプリングＳ２の付勢力によりインナーハブ７６ｄがピストン８２側の非係合位置すなわちクラッチ解放位置に位置させられ、第１スプリングＳ１の付勢力によりピストン８２が非作動位置に位置させられている。図２および図３はこの状態を示している。この状態では、クラッチハブ本体７６ｂとインナーハブ７６ｄとが相対回転であって、クラッチドラム７８とインナーハブ７６ｄとが相対回転せず、それらクラッチドラム７８とインナーハブ７６ｄとに交互に相対回転不能に係合する摩擦板８０相互間の引き摺りはなく、複数枚の摩擦板８０のうちのクラッチハブ本体７６ｂに隣接する１枚とそのクラッチハブ本体７６ｂとの間で僅かな引き摺りが生じるだけであるので、解放状態の前輪駆動用クラッチ５０の引き摺りトルクが大幅に小さくされている。これにより、フロント側クラッチ３６および前輪駆動用クラッチ５０が解放される２輪駆動状態での走行では、駆動側スプロケット４６から前輪駆動用チェーン５６、被駆動側スプロケット５４、前輪側出力軸５２、フロントプロペラシャフト２４、前輪用差動歯車装置２８が非回転状態とされるので、フロントプロペラシャフト２４のデイスコネクト状態が成立させられて、２輪駆動状態で走行時の車両の燃費が大幅に改善される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2016075361.tif 000009
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2016075361.tif 000010