JP6044291B2 - 車両用トランスファ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用トランスファ装置に関する。

従来、例えば四輪駆動車に搭載され、駆動源の駆動力を前輪側及び後輪側に配分する車両用トランスファ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のトランスファ装置は、回転中心軸を車両の前後方向に平行に配置した縦置きのトランスファであり、プラネタリーギヤ式のセンターデフ、センターデフの差動作用を有効及び無効とする切り替え機構、及びチェーン伝動機構を備えている。入力軸からセンターデフに入力した駆動源（エンジン）の駆動力は、後輪側出力軸を介して後輪側に伝達され、チェーン伝動機構と前輪側出力軸とを介して前輪側に伝達される。

切り替え機構は、ドライブスプロケットに対して一体回転可能かつ軸方向変位可能なスライダと、このスライダにスプライン嵌合したギヤピースと、スライダ及びギヤピースの間に介装されたコニカルスプリングとを有している。ギヤピースは、その軸方向端面に歯群を有し、スライダが駆動機構によって軸方向の一側に移動すると、コニカルスプリングの弾性力によってこの歯群がセンターデフのキャリアの歯群に噛み合う。これによりセンターデフの差動作用が無効となる。また、スライダが駆動機構によって軸方向の他側に移動して歯群同士の噛み合いが解除されると、センターデフの差動作用が有効となる。

センターデフ及び切り替え機構は、後輪側出力軸と同軸上で、後輪側出力軸の外周に配置されている。

特開２００９−７８５９３号公報

この種のトランスファ装置は、車室の下側に配置される場合が多く、車両の上下方向における厚みを薄くすることが求められている。この薄型化の要請は、特に車両の前面投影面積を減らして走行に伴う空気抵抗を減らし、燃費を向上させることを意図する場合に顕著になる。

特許文献１に記載のトランスファ装置では、後輪側出力軸の外周側に中空のセンターデフ及び切り替え機構が配置されている。これにより、車両の上下方向におけるトランスファ装置の最大寸法は、センターデフ又は切り替え機構の最大外径となり、トランスファ装置の薄型化に制約が生じていた。

そこで、本発明は、薄型化が可能なトランスファ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（６）のトランスファ装置を提供する。

（１）第１の回転軸線上で相対回転可能に配置された入力軸及び第１の出力軸と、前記第１の回転軸線と平行な第２の回転軸線上に配置された第２の出力軸と、前記入力軸からのトルクを受ける入力回転部材、前記第１の出力軸にトルクを出力する第１の出力回転部材、及び前記第１の出力回転部材に対して差動回転可能に配置され、前記第２の出力軸にトルクを出力する第２の出力回転部材を有し、前記入力軸から入力されたトルクを前記第１及び第２の出力軸に配分する差動装置とを備え、前記入力回転部材、前記第１の出力回転部材、及び前記第２の出力回転部材は、前記第１及び第２の回転軸線と平行な第３の回転軸線上で相対回転可能に支持され、かつ前記第１の回転軸線と前記第２の回転軸線とに挟まれる位置に配置されている車両用トランスファ装置。

（２）上記（１）に記載の車両用トランスファ装置において、前記入力軸と前記第１の出力軸との直接的な連結を断接する差動ロック用のクラッチをさらに備えた車両用トランスファ装置。

（３）上記（２）に記載の車両用トランスファ装置において、前記第１の出力軸と前記差動装置の前記第１の出力回転部材との間のトルク伝達を断接する動力断続用のクラッチをさらに備えた車両用トランスファ装置。

（４）上記（１）乃至（３）に記載の車両用トランスファ装置において、前記差動装置の前記入力軸と噛み合う前記入力回転部材の歯車のピッチ円径は、前記差動装置の前記入力回転部材と噛み合う前記入力軸の歯車のピッチ円径よりも小さい車両用トランスファ装置。

（５）上記（２）に記載の車両用トランスファ装置において、前記差動ロック用のクラッチは、軸方向に押圧される複数の摩擦部材間の摩擦によってトルクを伝達する摩擦クラッチである車両用トランスファ装置。

（６）上記（３）に記載の車両用トランスファ装置において、前記動力断続用のクラッチは、軸方向に押圧される複数の摩擦部材間の摩擦によってトルクを伝達する摩擦クラッチである車両用トランスファ装置。

本発明によれば、トランスファ装置の薄型化が可能となる。

第１の実施の形態に係るトランスファ装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略図である。 第１の実施の形態に係るトランスファ装置の構成例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。 第１の実施の形態に係るクラッチ装置の構成を詳細に示す断面図である。 第２の実施の形態に係るトランスファ装置の構成例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１から図３を参照して説明する。

(四輪駆動車の構成)
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るトランスファ装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略図である。この四輪駆動車２は、車体２００に搭載された駆動源２０の駆動力がトランスファ装置１を介して左右前輪２０１，２０２、及び左右後輪２０３，２０４に配分されるように構成されている。四輪駆動車２は、トランスファ装置１、トランスミッション２１、フロントディファレンシャル２２、前輪側のドライブシャフト２３１，２３２、リヤディファレンシャル２４、及び後輪側のドライブシャフト２５１，２５２を含んで構成される駆動力伝達系を備えている。

駆動源２０は、例えば内燃機関であるエンジンからなる。ただし、電動モータによって、あるいはエンジン及び電動モータの組み合わせによって、駆動源２０を構成してもよい。駆動源２０が出力する四輪駆動車２の駆動力としてのトルクは、トランスミッション２１で変速されてトランスファ装置１の入力軸１０に出力される。

トランスファ装置１は、入力軸１０から入力されたトルクを第１の出力軸１１及び第２の出力軸１２に配分する。本実施の形態に係るトランスファ装置１は、第１の出力軸１１及び第２の出力軸１２の差動回転が規制されるロックモードと、この差動回転が許容される非ロックモードとを切り替え可能である。ロックモードと非ロックモードとの切り替えは、制御装置Ｃによって制御される。

第１の出力軸１１は、リヤディファレンシャル２４を介して左右後輪２０３，２０４にトルクを伝達する。第１の出力軸１１の一端部には傘歯車１１ａが設けられ、この傘歯車１１ａがリヤディファレンシャル２４のデフケース２４０の外周部に固定されたリングギヤ２４１に噛み合っている。なお、図１では、第１の出力軸１１を１本の直線で示しているが、第１の出力軸１１は例えば十字継手によって連結された複数のシャフトから構成されていてもよい。

デフケース２４０には、その回転軸に直交するようにピニオンシャフト２４２が固定されている。デフケース２４０の内部には、ピニオンシャフト２４２に回転可能に支持された一対のピニオンギヤ２４３、及び一対のピニオンギヤ２４３に共に噛み合う一対のサイドギヤ２４４が収容されている。一対のサイドギヤ２４４のうち、一方のサイドギヤ２４４にはドライブシャフト２５１を介して左後輪２０３が連結され、他方のサイドギヤ２４４にはドライブシャフト２５２を介して右後輪２０４が連結されている。

第２の出力軸１２は、フロントディファレンシャル２２を介して左右前輪２０１，２０２にトルクを伝達する。第２の出力軸１２の一端部には傘歯車１２ａが設けられ、この傘歯車１２ａがフロントディファレンシャル２２のデフケース２２０の外周部に固定されたリングギヤ２２１に噛み合っている。

デフケース２２０にはピニオンシャフト２２２が固定されると共に、デフケース２２０の内部には、ピニオンシャフト２２２に回転可能に支持された一対のピニオンギヤ２２３、及び一対のピニオンギヤ２２３に共に噛み合う一対のサイドギヤ２２４が収容されている。一対のサイドギヤ２２４のうち、一方のサイドギヤ２２４にはドライブシャフト２３１を介して左前輪２０１が連結され、他方のサイドギヤ２２４にはドライブシャフト２３２を介して右前輪２０２が連結されている。

(トランスファ装置の構成)
図２は、トランスファ装置１の構成例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。図２（ａ）では、トランスファ装置１の各構成要素を四輪駆動車２の前後方向に平行な第１乃至第３の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２，Ｏ_３を含む平面（仮想面）で切断した断面を示している。本実施の形態では、第１乃至第３の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２，Ｏ_３が互いに平行で、かつ直線状に並列している。すなわち、第１乃至第３の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２，Ｏ_３は、四輪駆動車２の車幅方向に平行な１本の水平線Ｈに直交している。

トランスファ装置１は、第１の回転軸線Ｏ_１上で相対回転可能に配置された入力軸１０及び第１の出力軸１１と、第１の回転軸線Ｏ_１と平行な第２の回転軸線Ｏ_２上に配置された第２の出力軸１２と、第１及び第２の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２と平行な第３の回転軸線Ｏ_３上に配置され、入力軸１０から入力されたトルクを第１及び第２の出力軸１１，１２に配分する差動歯車装置１３と、入力軸１０と第１の出力軸１１との間をトルク伝達可能に連結するクラッチ装置１４とを備えている。

入力軸１０、第１の出力軸１１、第２の出力軸１２、差動歯車装置１３、及びクラッチ装置１４は、軸受９０〜９８によって回転可能に支持されている。軸受９０〜９８は、内輪と外輪との間に複数の玉が配置された玉軸受である。軸受９０〜９８のそれぞれの外輪は、車体２００に固定されたトランスファケース（図示せず）に固定されている。

入力軸１０は、軸状の軸部１００と、外周面にギヤ歯が形成された円板状のギヤ部１０１とを一体に有し、軸受９０によって回転可能に支持されている。第１の出力軸１１は、軸状の軸部１１０と、外周面にギヤ歯が形成された円板状のギヤ部１１１とを一体に有し、軸受９３によって回転可能に支持されている。入力軸１０のギヤ部１０１のピッチ円径、及び第１の出力軸１１のギヤ部１１１のピッチ円径は、共にｄ_１で共通である。

また、第２の出力軸１２は、軸状の軸部１２０と、外周面にギヤ歯が形成された円板状のギヤ部１２１とを一体に有し、軸受９８によって回転可能に支持されている。第２の出力軸１２のギヤ部１２１のピッチ円径はｄ_２である。本実施の形態では、出力軸１２のギヤ部１２１のピッチ円径ｄ_２が第１の出力軸１１のギヤ部１１１のピッチ円径ｄ_１と同じ（ｄ_１＝ｄ_２）である。

差動歯車装置１３は、遊星歯車機構からなり、入力軸１０のギヤ部１０１と噛み合う歯車が形成された入力回転部材としての保持器３０と、第１の出力軸１１側にトルクを出力する有底円筒状の第１の出力回転部材３１と、第２の出力軸１２側にトルクを出力する第２の出力回転部材３２と、保持器３０に回転可能に保持されると共に第１の出力回転部材３１及び第２の出力回転部材３２との間に配置された複数の遊星歯車３３とを有している。差動歯車装置１３は、本発明の差動装置の一例である。

保持器３０は、円筒状の保持部３００と、保持部３００の軸方向の一端に形成されたギヤ部３０１とを一体に有している。保持部３００の先端部（ギヤ部３０１とは反対側の端部）には、遊星歯車３３を回転可能に支持する複数の保持孔３００ａが形成されている。遊星歯車３３は、その一部が保持孔３００ａの内周側及び外周側に突出している。保持孔３００ａの内面３００ｂは、遊星歯車３３の外径に適合する内径を有する円弧状に形成されている。保持器３０は、内面３００ｂと遊星歯車３３の外周面に形成されたギヤ部３３１の歯先面との摺動による摩擦抵抗によって、遊星歯車３３の保持孔３００ａ内での回転（自転）を規制する。

第１の出力回転部材３１は、有底円筒状に形成され、保持器３０を収容する筒部３１０と、筒部３１０の一端に形成された底部３１１とを一体に有している。筒部３１０の内周面には、遊星歯車３３のギヤ部３３１と噛み合う内歯３１２が形成されている。また、底部３１１の外周側にあたる筒部３１０の外周面には、ギヤ部３１３が形成されている。

第２の出力回転部材３２は、円柱状の軸部３２０と、軸部３２０の一端に形成されたギヤ部３２１とを一体に有している。軸部３２０は、保持部３００に挿通され、その外周面には、遊星歯車３３のギヤ部３３１と噛み合う太陽歯車３２２が形成されている。軸部３２０と保持器３０の保持部３００との間には軸受３４１が、軸部３２０と第１の出力回転部材３１の底部３１１との間には軸受３４２が、それぞれ配置されている。

保持器３０は、軸受９５及び軸受３４１によって回転可能に支持されている。第１の出力回転部材３１は、軸受９６及び軸受３４２によって回転可能に支持されている。第２の出力回転部材３２は、軸部３２０の一端部及び他端部が軸受９４，９７によって回転可能に支持されている。

保持器３０のギヤ部３０１のピッチ円径、第１の出力回転部材３１のギヤ部３１３のピッチ円径、及び第２の出力回転部材３２のギヤ部３２１のピッチ円径は、共にｄ_３で共通である。本実施の形態では、保持器３０のギヤ部３０１のピッチ円径、第１の出力回転部材３１のギヤ部３１３のピッチ円径、及び第２の出力回転部材３２のギヤ部３２１のピッチ円径が、出力軸１２のギヤ部１２１及び第１の出力軸１１のギヤ部１１１のピッチ円径よりも小さく設定されている（ｄ_３＜ｄ_１＝ｄ_２）。

保持器３０、第１の出力回転部材３１、及び第２の出力回転部材３２は、第３の回転軸線Ｏ_３上で相対回転可能に支持されている。また、保持器３０、第１の出力回転部材３１、及び第２の出力回転部材３２は、第１の回転軸線Ｏ_１と第２の回転軸線Ｏ_２とに挟まれる位置に配置されている。すなわち、保持器３０、第１の出力回転部材３１、及び第２の出力回転部材３２は、第１の回転軸線Ｏ_１及び第２の回転軸線Ｏ_２を含む仮想面に少なくとも一部が交差するように配置されている。

クラッチ装置１４は、内部に収容空間を有する外側回転部材４０と、外側回転部材４０の収容空間に一部が収容された内側回転部材４２と、外側回転部材４０と内側回転部材４２との間に配置された多板クラッチ４３と、多板クラッチ４３を押圧するための押圧力を発生するカム機構４４と、カム機構４４を動作させる磁力を発生させる電磁コイル４５とを有している。外側回転部材４０は軸受９１によって、内側回転部材４２は軸受９２によって、それぞれ回転可能に支持されている。クラッチ装置１４は、入力軸１０と第１の出力軸１１との間のトルク伝達を断接する差動ロック用のクラッチである。

図３は、クラッチ装置１４の構成を詳細に示す断面図である。外側回転部材４０は、有底円筒状の第１ハウジング部材４０Ａと、第１ハウジング部材４０Ａの開口を塞ぐように配置された第２ハウジング部材４０Ｂとを、例えば螺合によって一体化して構成されている。

第１ハウジング部材４０Ａは、軸状の軸部４０１と、底部４０２と、筒部４０３とを一体に有している。軸部４０１は、底部４０２の中心部から、筒部４０３とは反対側の軸方向に突出している。軸部４０１の先端部には、スプライン嵌合部４０１ａが形成されている。第１ハウジング部材４０Ａは、このスプライン嵌合部４０１ａが入力軸１０に形成された凹部１００ａ（図２に示す）にスプライン嵌合することにより、入力軸１０と一体に回転する。

第２ハウジング部材４０Ｂは、第１乃至第３エレメント４０４〜４０６を溶接等によって互いに結合して構成されている。第１エレメント４０４及び第３エレメント４０６は鉄等の磁性体からなり、第２エレメント４０５はオーステナイト系ステンレス等の非磁性体からなる。第１エレメント４０４は第２エレメント４０５の外周側に、第３エレメント４０６は第２エレメント４０５の内周側に、それぞれ配置されている。

内側回転部材４２は、大径部４２１、中径部４２２、及び小径部４２３を一体に有し、大径部４２１は外側回転部材４０の収容空間の内部に、小径部４２３は外側回転部材４０の収容空間の外部に配置されている。内側回転部材４２の大径部４２１側の端部と第１ハウジング部材４０Ａの底部４０２との間には、軸受４６１が配置されている。中径部４２２と第２ハウジング部材４０Ｂの第３エレメント４０６との間には、ころ軸受４６２が配置されている。

小径部４２３の先端部には、スプライン嵌合部４２３ａが形成されている。内側回転部材４２は、このスプライン嵌合部４２３ａが第１の出力軸１１に形成された凹部１１０ａ（図２に示す）にスプライン嵌合することにより、第１の出力軸１１と一体に回転する。

多板クラッチ４３は、外側回転部材４０の筒部４０３の内周面に形成されたストレートスプライン部４０３ａに軸方向移動可能かつ相対回転不能に係合する複数のアウタクラッチプレート４３１と、内側回転部材４２の大径部４２１の外周面に形成されたストレートスプライン部４２１ａに軸方向移動可能かつ相対回転不能に係合する複数のインナクラッチプレート４３２とを有して構成されている。アウタクラッチプレート４３１及びインナクラッチプレート４３２は、外側回転部材４０及び内側回転部材４２の回転軸（第１の回転軸線Ｏ_１）に沿って交互に配置されている。

カム機構４４は、所定の角度範囲で相対回転可能な第１カム部材４４１及び第２カム部材４４２、ならびに第１カム部材４４１と第２カム部材４４２との間に配置されたカムボール４４３とを有して構成されている。第１カム部材４４１を第２カム部材４４２には、周方向に沿って軸方向の深さが滑らかに変化するカム溝が形成され、カムボール４４３がこのカム溝を転動することにより、第２カム部材４４２が第１カム部材４４１に対して軸方向に移動する。

第２カム部材４４２は、ストレートスプライン部４２１ａに軸方向移動可能かつ相対回転不能に係合し、内側回転部材４２における大径部４２１と中径部４２２との段差部に配置された皿バネ４４４によって第１カム部材４４１側に付勢されている。第１カム部材４４１は、第２ハウジング部材４０Ｂの第３エレメント４０６との間にスラストころ軸受４４６を介して配置された皿バネ４４５によって第２カム部材４４２側に付勢されている。

電磁コイル４５は、第１カム部材４４１との間に第２ハウジング部材４０Ｂを挟んで配置されている。電磁コイル４５は、ヨーク４５０に支持され、図略の配線によって制御装置Ｃ（図１に示す）に接続されている。

電磁コイル４５に制御装置Ｃから励磁電流が供給されると、第１エレメント４０４、第１カム部材４４１、及び第３エレメント４０６を磁路とする回転磁界が形成され、第１カム部材４４１がその磁力によって第２ハウジング部材４０Ｂに接触し、摩擦力が発生する。第１カム部材４４１が第２ハウジング部材４０Ｂに接触した状態で外側回転部材４０と内側回転部材４２とが相対回転すると、第１カム部材４４１と第２カム部材４４２とが相対回転し、カムボール４４３がカム溝を転動することにより、第２カム部材４４２が皿バネ４４４の付勢力に抗して第１カム部材４４１から離間して多板クラッチ４３側に移動する。

これにより、アウタクラッチプレート４３１とインナクラッチプレート４３２とが第２カム部材４４２による押圧力を受けて互いに押し付けられて摩擦係合する。すなわち、外側回転部材４０と内側回転部材４２とが多板クラッチ４３によってトルク伝達可能に連結される。つまり、クラッチ装置１４は、軸方向に押圧されるアウタクラッチプレート４３１とインナクラッチプレート４３２と摩擦によってトルクを伝達する摩擦クラッチである。

（トランスファ装置の動作）
次に、トランスファ装置１の動作について説明する。トランスファ装置１は、制御装置Ｃから電磁コイル４５に励磁電流を供給するクラッチ装置１４の作動状態と、この励磁電流を供給しない非作動状態とを切り替えることにより、動作モードが変化する。クラッチ装置１４が作動した場合には、第１の出力軸１１及び第２の出力軸１２の差動回転が規制されるロックモードとなり、クラッチ装置１４が非作動状態である場合には、第１の出力軸１１及び第２の出力軸１２の差動回転が許容される非ロックモードとなる。

ロックモードでは、入力軸１０及び第１の出力軸１１の相対回転が規制され、入力軸１０と第１の出力軸１１とが直結された状態となる。これにより、差動歯車装置１３の保持器３０、第１の出力回転部材３１、及び第２の出力回転部材３２の差動回転が規制され、ひいては第１の出力軸１１と第２の出力軸１２との差動回転が規制される。すなわち、前輪側（左右前輪２０１，２０２）と後輪側（左右後輪２０３，２０４）との差動回転が規制される。

非ロックモードでは、入力軸１０と第１の出力軸１１とのクラッチ装置１４による直接的な連結が遮断され、入力軸１０、第１の出力軸１１、及び第２の出力軸１２が差動歯車装置１３を介して相対回転可能に連結された状態となる。この場合、第１の出力軸１１と第２の出力軸１２との差動回転、すなわち差動歯車装置１３の第１の出力回転部材３１と第２の出力回転部材３２との差動回転は、保持器３０の内面３００ｂと遊星歯車３３のギヤ部３３１との摩擦抵抗によって抑制される。これにより、差動歯車装置１３の保持器３０、第１の出力回転部材３１、及び第２の出力回転部材３２は、差動回転が可能であるが、その差動回転は摩擦抵抗によって制限されることとなる。すなわち、差動歯車装置１３は、差動制限機能を有している。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す作用及び効果が得られる。

（１）差動歯車装置１３の保持器３０、第１の出力回転部材３１、及び第２の出力回転部材３２は、第１及び第２の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２に平行な第３の回転軸線Ｏ_３上で相対回転可能に支持され、かつ第１の回転軸線Ｏ_１と第２の回転軸線Ｏ_２とに挟まれる位置に配置されている。すなわち、差動歯車装置１３が入力軸１０、第１の出力軸１１、及び第２の出力軸１２の何れの回転軸線上にも配置されていないので、例えば差動歯車装置１３を入力軸１０又は第１の出力軸１１の外周側における同軸上に配置した場合に比較して、トランスファ装置１を薄型化（四輪駆動車２の上下方向における小型化）することが可能となる。

（２）入力軸１０と第１の出力軸１１との間にはクラッチ装置１４が配置されているので、クラッチ装置１４を作動させることにより、第１の出力軸１１と第２の出力軸１２との差動回転が規制され、トランスファ装置１がロックモードとなる。これにより、例えば積雪路等の低μ路の走行時においてスリップを抑制した安定走行が可能となる。

（３）差動歯車装置１３の入力回転部材３１におけるギヤ部３１３のピッチ円径ｄ_３は、入力軸１０におけるギヤ部１０１のピッチ円径ｄ_１よりも小さいので、ギヤ部３１３とギヤ部１０１との噛み合いにより、入力軸１０の回転が増速されて入力回転部材３１に伝達される。これにより、入力軸１０から入力回転部材３１に伝達されるトルクは、トランスミッション２１から入力軸１０に伝達されるトルクよりも小さくなるので、例えばピッチ円径ｄ_３とピッチ円径ｄ_１が等しい場合、又はピッチ円径ｄ_３がピッチ円径ｄ_１よりも大きい場合に比較して、差動歯車装置１３のトルク容量を小さくすることができ、差動歯車装置１３を小型化することが可能となる。

（４）クラッチ装置１４は、複数のアウタクラッチプレート４３１と複数のインナクラッチプレート４３２と摩擦によってトルクを伝達する摩擦クラッチであるので、入力軸１０と第１の出力軸１１とが相対回転している場合でも、電磁コイル４５に励磁電流を供給することにより、入力軸１０と第１の出力軸１１との回転を同期させてトルク伝達可能に連結することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４を参照して説明する。

図４は、第２の実施の形態に係るトランスファ装置１Ａの構成例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。図４において、第１の実施の形態について説明したものと共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付して、その重複した説明を省略する。

このトランスファ装置１Ａは、入力軸１０と第１の出力軸１１Ａとの間に第１のクラッチ装置１４Ａ及び第２のクラッチ装置１４Ｂが直列に設けられている。第１の出力軸１１Ａは、第１の実施の形態における第１の出力軸１１に相当するものであり、リヤディファレンシャル２４のリングギヤ２４１に連結されている。

第１のクラッチ装置１４Ａは、第１の実施の形態に係るクラッチ装置１４と同様に構成されている。第１のクラッチ装置１４Ａにおける内側回転部材４２は、第１の出力軸１１Ａに相対回転不能に連結されている。すなわち、第１のクラッチ装置１４Ａは、入力軸１０と第１の出力軸１１Ａとの間のトルク伝達を断接する差動ロック用のクラッチである。

第２のクラッチ装置１４Ｂは、その外側回転部材４１の構成が異なる他は、第１の実施の形態に係るクラッチ装置１４と同様、多板クラッチ４３、カム機構４４、及び電磁コイル４５を有して構成されている。第２のクラッチ装置１４Ｂの外側回転部材４１は、有底円筒状の第１ハウジング部材４１Ａと、第１ハウジング部材４１Ａの開口を塞ぐように配置された第２ハウジング部材４１Ｂとを、例えば螺合によって一体化して構成されている。外側回転部材４１は軸受９９によって回転可能に支持されている。

第１ハウジング部材４１Ａは、底部４１１と、底部４１１の径方向外側に突出して形成されたギヤ部４１２と、底部４１１から第１の回転軸線Ｏ_１に沿って延びるように形成された筒状の筒部４１３とを一体に有している。底部４１１には、第１の出力軸１１Ａの一端を挿通させる開口４１１ａが形成されている。筒部４１３の内周面には、ストレートスプライン部４１３ａが形成されている。このストレートスプライン部４１３ａには、多板クラッチ４３の複数のアウタクラッチプレート４３１（図３参照）が軸方向移動可能かつ相対回転不能に係合している。

第２のクラッチ装置１４Ｂにおける多板クラッチ４３の複数のインナクラッチプレート４３２は、第１の出力軸１１Ａの外周面に形成されたストレートスプライン部１１Ａａに軸方向移動可能かつ相対回転不能に係合している。

第２ハウジング部材４１Ｂは、第１乃至第３エレメント４１４〜４１６を溶接等によって互いに結合して構成されている。第１エレメント４１４及び第３エレメント４１６は鉄等の磁性体からなり、第２エレメント４１５はオーステナイト系ステンレス等の非磁性体からなる。第１エレメント４１４は第２エレメント４１５の外周側に、第３エレメント４１６は第２エレメント４１５の内周側にそれぞれ配置され、第３エレメント４１６と第１の出力軸１１Ａとの間にはころ軸受４６２が配置されている。

第１ハウジング部材４１Ａのギヤ部４１２は、第１の出力回転部材３１のギヤ部３１３と噛み合っている。ギヤ部４１２のピッチ円径は、第１の実施の形態における第１の出力軸１１のギヤ部１１１（図２参照）のピッチ円径ｄ_１と同じである。

第２のクラッチ装置１４Ｂの作動状態では、第１の出力軸１１Ａと差動歯車装置１３の第１の出力回転部材３１とがトルク伝達可能に連結され、第２のクラッチ装置１４Ｂの非作動状態では、第１の出力軸１１Ａと差動歯車装置１３の第１の出力回転部材３１との連結が遮断される。すなわち、第２のクラッチ装置１４Ｂは、第１の出力軸１１Ａと差動歯車装置１３の第１の出力回転部材３１との間のトルク伝達を断接する動力断続用のクラッチである。

（トランスファ装置の動作）
次に、本実施の形態に係るトランスファ装置１Ａの動作について説明する。トランスファ装置１Ａは、制御装置Ｃから第１クラッチ装置１４Ａ及び第２クラッチ装置１４Ｂの電磁コイル４５に供給する電流のオン又はオフにより、（１）ロックモード、（２）後輪駆動モード、（３）四輪駆動モード、（４）フリーモードの４つのモードを切り替え可能である。以下、これらの各モードにおけるトランスファ装置１Ａの動作について説明する。

（１）ロックモード
ロックモードでは、第１クラッチ装置１４Ａの電磁コイル４５及び第２クラッチ装置１４Ｂの電磁コイル４５に制御装置Ｃから励磁電流が供給され、第１クラッチ装置１４Ａ及び第２クラッチ装置１４Ｂが共に作動する。これにより、入力軸１０と第１の出力軸１１Ａとが相対回転不能に連結されると共に、差動歯車装置１３における保持器３０と第１及び第２の出力回転部材３１，３２との相対回転が規制される。すなわち、第１の出力軸１１と第２の出力軸１２との差動回転が規制され、ひいては前輪側（左右前輪２０１，２０２）と後輪側（左右後輪２０３，２０４）との差動回転が規制される。

（２）後輪駆動モード
後輪駆動モードでは、第１クラッチ装置１４Ａの電磁コイル４５に制御装置Ｃから励磁電流が供給されて第１クラッチ装置１４Ａが作動するが、第２クラッチ装置１４Ｂの電磁コイル４５には励磁電流が供給されない。これにより、入力軸１０と第１の出力軸１１Ａとが相対回転不能に連結されるが、第２クラッチ装置１４Ｂの外側回転部材４１は第１の出力軸１１Ａに対して自由に回転可能な状態となる。したがって、差動歯車装置１３の第１の出力回転部材３１から第１の出力軸１１Ａへのトルクの出力がなされず、これに伴って差動歯車装置１３の第２の出力回転部材３２から第２の出力軸１２へのトルクの出力もなされないこととなる。つまり、第１の出力回転部材３１が自由に回転可能な状態となるため、遊星歯車３３が保持器３０の保持孔３００ａ内において自転自在となり、遊星歯車３３を介した保持器３０から第２の出力回転部材３２へのトルク伝達が行われず、第２の出力軸１２へのトルクの出力がなされないこととなる。すなわち、後輪駆動モードでは、駆動源２０の駆動力が第１の出力軸１１Ａを介して左右後輪２０３，２０４のみに伝達される。

（３）四輪駆動モード
四輪駆動モードでは、第２クラッチ装置１４Ｂの電磁コイル４５に制御装置Ｃから励磁電流が供給されて第２クラッチ装置１４Ｂが作動するが、第１クラッチ装置１４Ａの電磁コイル４５には励磁電流が供給されない。これにより、入力軸１０と第１の出力軸１１Ａの相対回転が許容されると共に、第２クラッチ装置１４Ｂの外側回転部材４１と第１の出力軸１１Ａとの差動回転が規制される。したがって、入力軸１０に入力されたトルクは、差動歯車装置１３によって第１の出力軸１１Ａ及び第２の出力軸１２に配分される。この際、第１の出力軸１１Ａと第２の出力軸１２との差動回転、すなわち差動歯車装置１３の第１の出力回転部材３１と第２の出力回転部材３２との差動回転は、保持器３０の内面３００ｂと遊星歯車３３のギヤ部３３１との摩擦抵抗によって抑制される。

（４）フリーモード
フリーモードでは、第１クラッチ装置１４Ａの電磁コイル４５及び第２クラッチ装置１４Ｂの電磁コイル４５の何れにも制御装置Ｃから励磁電流が供給されず、第１クラッチ装置１４Ａ及び第２クラッチ装置１４Ｂが共に非作動状態となる。このため、入力軸１０と第１の出力軸１１Ａとの間のトルク伝達が行われず、また差動歯車装置１３の第１の出力回転部材３１が自由に回転可能な状態となるため、第２の出力軸１２へのトルクの出力もなされない。すなわち、駆動源２０の駆動力が第１の出力軸１１Ａにも第２の出力軸１２にも伝達されず、左右前輪２０１，２０２及び左右後輪２０３，２０４は自由に回転可能な状態となる。

（第２の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態について述べた作用及び効果に加え、四輪駆動車２の走行状態に応じて上記の４つのモードを選択することが可能となる。また、第１のクラッチ装置１４Ａ及び第２クラッチ装置１４Ｂは、複数のアウタクラッチプレート４３１と複数のインナクラッチプレート４３２と摩擦によってトルクを伝達する摩擦クラッチであるので、入力軸１０と第１の出力軸１１Ａ、及び第２クラッチ装置１４Ｂの外側回転部材４１と第１の出力軸１１Ａが相対回転している場合でも、電磁コイル４５に励磁電流を供給することにより、これらの回転を同期させることができる。

［他の実施の形態］
以上、本発明のトランスファ装置を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれら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。

例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、第１乃至第３の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２，Ｏ_３が同一平面上に含まれる場合について説明したが、これに限らない。つまり、第１の回転軸線Ｏ_１及び第２の回転軸線Ｏ_２を含む平面上に第３の回転軸線Ｏ_３が含まれていなくともよい。この場合でも、差動歯車装置１３の保持器３０、第１の出力回転部材３１、及び第２の出力回転部材３２の少なくとも一部が第１の回転軸線Ｏ_１と第２の回転軸線Ｏ_２とに挟まれる位置に配置されていれば、本発明の効果を得ることができる。

上記第１の実施の形態では、入力軸１０と第１の出力軸１１との間にクラッチ装置１４を配置した場合について説明したが、このクラッチ装置１４はなくともよい。この場合、トランスファ装置１は、常に非ロックモードで動作する。

上記第１及び第２の実施の形態では、差動歯車装置１３が差動制限機能を有する遊星歯車機構からなる場合について説明したが、差動歯車装置１３は、差動制限機能を有していなくともよい。また、差動歯車装置１３は、例えばフロントディファレンシャル２２やリヤディファレンシャル２４と同様のべベルギヤ式のものであってもよい。またさらに、平行軸ギヤ式、フェースギヤ式、又はカム式、あるいはその他の機構を用いた差動装置であってもよい。

上記第１及び第２の実施の形態では、クラッチ装置１４、第１のクラッチ装置１４Ａ、及び第２クラッチ装置１４Ｂが摩擦クラッチである場合について説明したが、これに限らず、例えばスリーブの軸方向移動によって２つの軸を連結する噛み合いクラッチ（ドグクラッチ）であってもよい。この場合、２つの軸の回転を同期させるシンクロ機構を設けることが望ましい。

上記第１及び第２の実施の形態では、クラッチ装置１４、第１のクラッチ装置１４Ａ、及び第２のクラッチ装置１４Ｂの多板クラッチ４３を、電磁コイル４５の電磁力によって作動するカム機構４４によって押圧する場合について説明したが、多板クラッチ４３を押圧する機構は、油圧や空圧、あるいは電動モータを用いたものであってもよい。

上記第１及び第２の実施の形態では、第１乃至第３の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２，Ｏ_３が四輪駆動車２の前後方向に平行である場合について説明したが、これに限らず、第１乃至第３の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２，Ｏ_３が四輪駆動車２の車幅方向に平行であってもよい。

上記第２の実施の形態では、左右後輪２０３，２０４のみに駆動源２０の駆動力を配分する後輪駆動モードを選択可能に構成した場合について説明したが、後輪駆動モードに替えて左右前輪２０１，２０２のみに駆動源２０の駆動力を配分する前輪駆動モードを選択可能に構成してもよい。この構成の変更は、例えば第１乃至第３の回転軸線Ｏ_１，Ｏ_２，Ｏ_３を四輪駆動車２の車幅方向に平行に配置し、第１の出力軸１１Ａをフロントディファレンシャル２２に、第２の出力軸１２をリヤディファレンシャル２４に、それぞれ連結することによって可能となる。

上記第１及び第２の実施の形態では、保持器３０のギヤ部３０１のピッチ円径（ｄ_３）が、入力軸１０のギヤ部１０１のピッチ円径（ｄ_１）及び出力軸１２のギヤ部１２１のピッチ円径（ｄ_２）よりも小さい場合（ｄ_３＜ｄ_１＝ｄ_２）について説明したが、保持器３０のギヤ部３０１のピッチ円径（ｄ_３）が、入力軸１０のギヤ部１０１のピッチ円径（ｄ_１）及び出力軸１２のギヤ部１２１のピッチ円径（ｄ_２）より大きくてもよい（ｄ_３＞ｄ_１＝ｄ_２）。この場合、入力軸１０の回転よりも保持器３０の回転が減速されるので、差動歯車装置１３の各部（例えば遊星歯車３３のギヤ部３３１の歯先面と保持器３０の保持部３００の内面）における焼き付き等の発生を抑制することが可能となる。また、保持器３０のギヤ部３０１のピッチ円径（ｄ_３）と入力軸１０のギヤ部１０１のピッチ円径（ｄ_１）及び出力軸１２のギヤ部１２１のピッチ円径（ｄ_２）とが同じであってもよい（ｄ_３＝ｄ_１＝ｄ_２）。

上記第１及び第２の実施の形態では、入力軸１０のギヤ部１０１のピッチ円径及び出力軸１１のギヤ部１１１のピッチ円径（ｄ_１）と、出力軸１２のギヤ部１２１のピッチ円径（ｄ_２）とが同じである場合（ｄ_１＝ｄ_２）について説明したが、入力軸１０のギヤ部１０１のピッチ円径（ｄ_１）と、出力軸１２のギヤ部１２１のピッチ円径（ｄ_２）と、出力軸１１のギヤ部１１１のピッチ円径とがそれぞれ異なっていてもよい。この場合、フロントディファレンシャル２２における減速比（第２の出力軸１２とリングギヤ２２１との歯数比）やリヤディファレンシャル２４における減速比（第１の出力軸１１とリングギヤ２４１との歯数比）の調整により、直進走行時における左右前輪２０１，２０２と左右後輪２０３，２０４の回転速度を均等にすることができる。

１，１Ａ…トランスファ装置、２…四輪駆動車、１０…入力軸、１１，１１Ａ…第１の出力軸、１２…第２の出力軸、１１ａ，１２ａ…傘歯車、１１Ａａ…ストレートスプライン部、１３…差動歯車装置、１４…クラッチ装置、１４Ａ…第１のクラッチ装置、１４Ｂ…第２のクラッチ装置、２０…駆動源、２１…トランスミッション、２２…フロントディファレンシャル、２４…リヤディファレンシャル、３０…保持器、３１…第１の出力回転部材、３２…第２の出力回転部材、３３…遊星歯車、４０…外側回転部材、４０Ａ…第１ハウジング部材、４０Ｂ…第２ハウジング部材、４１…外側回転部材、４１Ａ…第１ハウジング部材、４１Ｂ…第２ハウジング部材、４２…内側回転部材、４３…多板クラッチ、４４…カム機構、４５…電磁コイル、９０〜９９…軸受、１００…軸部、１００ａ…凹部、１０１…ギヤ部、１１０…軸部、１１０ａ…凹部、１１１…ギヤ部、１２０…軸部、１２１…ギヤ部、２００…車体、２０１…左前輪、２０２…右前輪、２０３…左後輪、２０４…右後輪、２２０，２４０…デフケース、２２１，２４１…リングギヤ、２２２，２４２…ピニオンシャフト、２２３，２４３ …ピニオンギヤ、２２４，２４４ …サイドギヤ、２３１，２３２ ，２５１，２５２…ドライブシャフト、３００…保持部、３００ａ…保持孔、３００ｂ…内面、３０１…ギヤ部、３１０…筒部、３１１…底部、３１２…内歯、３１３…ギヤ部、３２０…軸部、３２１…ギヤ部、３２２…太陽歯車、３３１…ギヤ部、３４１，３４２…軸受、４０１…軸部、４０１ａ…スプライン嵌合部、４０２…底部、４０３…筒部、４０３ａ…ストレートスプライン部、４０４〜４０６，４１４〜４１６…第１乃至第３エレメント、４１１…底部、４１１ａ…開口、４１２…ギヤ部、４１３…筒部、４１３ａ…ストレートスプライン部、４２１…大径部、４２１ａ…ストレートスプライン部、４２２…中径部、４２３…小径部、４２３ａ…スプライン嵌合部、４３１…アウタクラッチプレート、４３２…インナクラッチプレート、４４１…第１カム部材、４４２…第２カム部材、４４３…カムボール、４４４，４４５…皿バネ、４４６…ころ軸受、４５０…ヨーク、４６１…軸受、４６２…ころ軸受、Ｃ…制御装置、Ｈ…水平線、Ｏ_１…第１の回転軸線、Ｏ_２…第２の回転軸線、Ｏ_３…第３の回転軸線、ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３…ピッチ円径

Claims (6)

1. 第１の回転軸線上で相対回転可能に配置された入力軸及び第１の出力軸と、
   前記第１の回転軸線と平行な第２の回転軸線上に配置された第２の出力軸と、
   前記入力軸からのトルクを受ける入力回転部材、前記第１の出力軸にトルクを出力する第１の出力回転部材、及び前記第１の出力回転部材に対して差動回転可能に配置され、前記第２の出力軸にトルクを出力する第２の出力回転部材を有し、前記入力軸から入力されたトルクを前記第１及び第２の出力軸に配分する差動装置とを備え、
   前記入力回転部材、前記第１の出力回転部材、及び前記第２の出力回転部材は、前記第１及び第２の回転軸線と平行な第３の回転軸線上で相対回転可能に支持され、かつ前記第１の回転軸線と前記第２の回転軸線とに挟まれる位置に配置されている
   車両用トランスファ装置。
2. 前記入力軸と前記第１の出力軸との直接的な連結を断接する差動ロック用のクラッチをさらに備えた、
   請求項１に記載の車両用トランスファ装置。
3. 前記第１の出力軸と前記差動装置の前記第１の出力回転部材との間のトルク伝達を断接する動力断続用のクラッチをさらに備えた、
   請求項２に記載の車両用トランスファ装置。
4. 前記差動装置の前記入力軸と噛み合う前記入力回転部材の歯車のピッチ円径は、前記差動装置の前記入力回転部材と噛み合う前記入力軸の歯車のピッチ円径よりも小さい、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用トランスファ装置。
5. 前記差動ロック用のクラッチは、軸方向に押圧される複数の摩擦部材間の摩擦によってトルクを伝達する摩擦クラッチである、
   請求項２に記載の車両用トランスファ装置。
6. 前記動力断続用のクラッチは、軸方向に押圧される複数の摩擦部材間の摩擦によってトルクを伝達する摩擦クラッチである、
   請求項３に記載の車両用トランスファ装置。

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