JP2012188000A - ４輪駆動車用駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２輪駆動モード時に駆動力の伝達に関係しない部分の回転を完全に停止することでフリクションロスを低減し、２輪駆動モード時に燃費低下が起きない４輪駆動車を低コストで実現する。
【解決手段】駆動力伝達装置１０は、エンジン３２からの駆動力を前輪５４、５６に伝達する前輪駆動部１４と、前輪駆動部１４からの駆動力を回転差感応型カップリング２８を介して前後輪の回転速度差に応じて配分し後輪側へ伝達する駆動力伝達部１６と、駆動力伝達部１６からの駆動力を後輪差動装置２２を介して左右後輪１００、１０２へ伝達する後輪駆動部１８と、前輪駆動部１４と駆動力伝達部１６との連結を切断及び接続する第１切離し装置２４と、後輪駆動部１８と右後輪１０２との連結を切断及び接続する第２切離し装置２６とを備え、第２切離し装置２６に同期機構９４を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、２輪駆動モードと４輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に関し、特に、２輪駆動モード時に駆動力の伝達に関係しない部分の回転を停止する４輪駆動車用駆動力伝達装置に係る。

従来のオンデマンド型フルタイム４輪駆動車においても、近年の環境問題から省エネルギー対策が要求されており、そのために、２輪駆動モード時に駆動力の伝達に関係しない部分の回転を停止して燃費向上を図る技術が提案されている。

オンデマンド型フルタイム４輪駆動車とは、主駆動輪のみを駆動する２輪駆動モードと、主駆動輪を常時駆動し必要に応じて副駆動輪も駆動する４輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車のことであり、その中でも、２輪駆動モードの場合は前輪を駆動し、４輪駆動モードの場合には前後輪への駆動力の配分をリアアクスル前の電子制御カップリングでアクティブ制御するＦＦ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られており、その実施例を図１０に示す。

図１０において、４輪駆動車７１２の駆動力伝達装置７１０は、第１切離し装置７２４、第２切離し装置７２６、電子制御カップリング７２８を備え、４輪駆動モードにおいては、第１切離し装置７２４及び第２切離し装置７２６を接続し、エンジン７３２からの駆動力を電子制御カップリング７２８によって前輪７５４、７５６と後輪８００、８０２へ配分する。

２輪駆動モードにおいては、第１切離し装置７２４及び第２切離し装置７２６を切断して両切離し装置間の駆動力の伝達を遮断することで、駆動力伝達部７１６の回転が停止し、この部分のオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等の発生を防止して燃費向上を図ることができる。

また、２輪駆動モードの場合は前輪を駆動し、４輪駆動モードの場合には前後輪への駆動力の配分をリアアクスル上の電子制御カップリングでアクティブ制御するＦＦ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば特許文献２のものが知られており、その実施例を図１１及び図１２に示す。

図１１において、４輪駆動車８１２の駆動力伝達装置８１０は、第１切離し装置８２４、第２切離し装置８２６、電子制御カップリング８２８を備え、４輪駆動モードにおいては、第１切離し装置８２４及び第２切離し装置８２６を接続し、エンジン８３２からの駆動力を電子制御カップリング８２８によって前輪８５４、８５６と後輪９００、９０２へ配分する。

２輪駆動モードにおいては、第１切離し装置８２４及び第２切離し装置８２６を切断して両切離し装置間の駆動力の伝達を遮断することで、駆動力伝達部８１６の回転が停止し、この部分のオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等の発生を防止して燃費向上を図ることができる。

図１２において、４輪駆動車９１２の駆動力伝達装置９１０は、第１切離し装置９２４、電子制御カップリング９２６、９２８を備え、４輪駆動モードにおいては、第１切離し装置９２４を接続し、エンジン９３２からの駆動力を電子制御カップリング９２６、９２８によって前輪９５４、９５６と後輪１０００、１００２へ配分する。

２輪駆動モードにおいては、第１切離し装置９２４を切断すると共に電子制御カップリング９２６、９２８の伝達トルクをゼロに制御して第１切離し装置９２４と両電子制御カップリング間の駆動力の伝達を遮断することで、駆動力伝達部９１６の回転が停止し、この部分のオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等の発生を防止して燃費向上を図ることができる。

特開２００９−２９２３０７号公報 特開２００９−２６９６０５号公報 特開２００２−３１０１９６号公報 特開昭６３−２４０４２９号公報

しかしながら、図１０及び図１１に示すような従来の駆動力伝達装置においては、切離し装置を設けていない構成に対し、フロントアクスル及びリアアクスルに２つの切離し装置を付加している分、コストアップになるという問題がある。

なお、切離し装置を設けていない構成においては、電子制御カップリングの伝達トルクをゼロに制御することで２輪駆動モードとしているが、このような構成の場合、２輪駆動モード時に駆動力の伝達に関係しない駆動力伝達部が回転してしまうため、この部分のオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等が発生し、燃費低下を招く。

また、図１２に示すような従来の駆動力伝達装置においても、切離し装置を設けていない構成に対し、フロントアクスルに切離し装置を、リアアクスルに２つの電子制御カップリングを付加している分、コストアップになるという問題がある。

更に、図１１の駆動力伝達装置においては、差動装置８２２の片側にトルクオンデマンド型（伝達トルク可変型）の電子制御カップリング８２８を配置しているため、差動装置８２２のトルクバイアスレシオ（グリップしているタイヤとスリップしているタイヤとに伝達されるトルクの比）が車両操安性に悪影響を及ぼす場合がある。そのため、トルクバイアスレシオを「１」に近づけるように差動装置８２２のフリクション抑制対策をする必要があり、コストアップになるという問題がある。

本発明は、２輪駆動モード時に駆動力の伝達に関わらない駆動力伝達部の回転を完全に停止することで、２輪駆動モード時に燃費低下が起きない４輪駆動車用動力伝達装置を低コストで提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置は次のように構成する。本発明は、第１駆動輪及び第２駆動輪に駆動力を配分する４輪駆動モードと、第１駆動輪のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、エンジンからの駆動力を第１駆動輪に伝達する第１駆動部と、第１駆動部からの駆動力を第２駆動輪へ伝達する駆動力伝達部と、駆動力伝達部からの駆動力を第２駆動輪へ伝達する第２駆動部と、第１駆動輪と第２駆動輪との回転速度差に応じて駆動力を配分する回転差感応型カップリングと、第１駆動部から駆動力伝達部への駆動力の伝達を切断及び接続する第１切離し装置と、第２駆動部から第２駆動輪への駆動力の伝達を切断及び接続する第２切離し装置とを備えたことを特徴とする。

ここで、回転差感応型カップリングは、第１切離し装置と第２駆動部との間に、又は、第２駆動部の出力軸と同軸に配置される。

また、第１切離し装置及び第２切離し装置の少なくとも一方に、接続時に駆動力伝達部側と対向側との回転を同期する同期機構を備える。

更に、第２切離し装置は、第２駆動部から第２駆動輪の左右少なくとも一方への駆動力の伝達を切断及び接続する。

本発明によれば、２輪駆動モード時に、第１切離し装置及び第２切離し装置を切断することで駆動力伝達部の構成要素の回転が完全に停止した状態になるため、この区間のオイル粘性抵抗や摩擦損失が発生しない。そのため、燃費低下を防止でき、４輪駆動車でありながら２輪駆動モードで使用しているときの燃費を２輪駆動車並みの燃費とすることができる。

また、本発明は、従来の電子制御カップリングをアクティブ制御する方式に対して、電子制御カップリングよりも安価な回転差感応型カップリングを使用してパッシブ制御する方式とすることで、切離し装置を２つ設けた構成であっても、２輪駆動モード時に燃費低下が起きない４輪駆動車を低コストで実現することができる。

更に、片方の切離し装置の同期機構を省略した場合でも、一方の切離し装置に設けた同期機構によって、同期機構を設けていない他方の切離し装置の両側の回転速度差を制御することで、他方の切離し装置を接続することが可能であるため、走行状態に係わらず２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替えを確実に行うことができる。

本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第１実施形態を示す説明図 図１の前輪駆動部の実施形態を示す断面図 図１の後輪駆動部と回転差感応型カップリングの実施形態を示す断面図 本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第２実施形態を示す説明図 図４の後輪駆動部と回転差感応型カップリングの実施形態を示す断面図 本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第３実施形態を示す説明図 本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第４実施形態を示す説明図 本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第５実施形態を示す説明図 本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第６実施形態を示す説明図 従来の４輪駆動車用駆動力伝達装置の実施例を示した説明図 従来の４輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施例を示した説明図 従来の４輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施例を示した説明図

以下、実施形態を示す図面に基づいて、本発明の４輪駆動車用駆動力伝達装置を詳細に説明する。各実施形態は、２輪駆動モード時に前輪を駆動するＦＦ（Front-engine Front-drive）車ベースの４輪駆動車、又は２輪駆動モード時に後輪を駆動するＦＲ（Front-engine Rear-drive）車ベースの４輪駆動車を示している。また、各実施形態の４輪駆動車は、少なくともエンジン及び駆動力伝達装置が、各種車両状態検出センサの検出値等に基づいてＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって制御される。

図１は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第１実施形態を示した説明図であり、ＦＦ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。

図１において、本実施形態の駆動力伝達装置１０は４輪駆動車１２に設けられ、前輪駆動部（第１駆動部）１４、駆動力伝達部１６、後輪駆動部（第２駆動部）１８を備え、前輪駆動部１４には前輪差動装置２０、駆動力伝達部１６には回転差感応型カップリング２８、後輪駆動部１８には後輪差動装置２２を設けている。また、前輪差動装置２０と駆動力伝達部１６との間には第１切離し装置２４、後輪差動装置２２と右後輪１０２との間には第２切離し装置２６を設けている。

第１切離し装置２４のアクチュエータ６４、第２切離し装置２６のアクチュエータ９８に対しては、ＥＣＵ３０からの制御信号Ｅ１、Ｅ２が与えられている。エンジン３２からの駆動力は変速機３４で変速された後、変速機３４のドライブギア３６から前輪差動装置２０に入力され、前輪差動装置２０は、変速機３４からの駆動力を左前輪５４及び右前輪５６へ伝達する。

前輪差動装置２０は、ドライブギア３６に係合するリングギア３８、リングギア３８が固定されているデフケース４０、デフケース４０の内部に回転自在に軸支されたピニオン４２、４４及びピニオン４２、４４に係合するサイドギア４６、４８で構成され、ドライブギア３６からの駆動力をリングギア３８で受け、ピニオン４２、４４及びサイドギア４６、４８を介して左前輪駆動軸５０及び右前輪駆動軸５２を駆動し、左前輪５４及び右前輪５６を回転させて駆動力を路面に伝達する。

前輪差動装置２０は、コーナリング時や路面状態の変化などにより左前輪５４と右前輪５６とに回転速度差が生じた場合、回転速度差を吸収して左前輪５４と右前輪５６に等しいトルクを与えて回転させる。

ドライブギア３６からの駆動力は、前輪差動装置２０のリングギア３８及びデフケース４０を介して第１切離し装置２４にも入力され、第１切離し装置２４は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ３０からの制御信号Ｅ１によってアクチュエータ６４を駆動して駆動力伝達部１６を切り離し、後輪側に対する駆動力を切断した状態となっている。そのため、２輪駆動モードの場合に、エンジン３２からの駆動力が駆動力伝達部１６を介して後輪側に伝達されることはない。

一方、４輪駆動モードにおいては、第１切離し装置２４は、ＥＣＵ３０からの制御信号Ｅ１によってアクチュエータ６４を駆動して駆動力伝達部１６と接続状態にある。そのため、第１切離し装置２４に入力された駆動力は、デフケース４０と一体に回転するデフケース軸５８からハイポイドリングギア軸６０に伝達され、ハイポイドリングギア軸６０と一体に回転するハイポイドリングギア６６と出力ピニオン６８とで伝達方向を変換して出力される。

出力ピニオン６８から出力された駆動力は、自在継手７０、プロペラシャフト７２、自在継手７４、回転差感応型カップリング２８を介してドライブピニオン７６に伝達され、ドライブピニオン７６から後輪差動装置２２のハイポイドリングギア７８に方向を変換して伝達される。

なお、回転差感応型カップリング２８を接続しているドライブピニオン７６の軸が、後輪駆動部１８の入力軸となる。すなわち、回転差感応型カップリング２８は、本実施形態においては、後輪駆動部１８の入力軸と同軸に配置されていることになるが、例えば、第１切離し装置２４とハイポイドリングギア６６との間や、出力ピニオン６８と自在継手７０との間等、第１切離し装置２４と後輪駆動部（第２駆動部）１８との間であれば、どこに配置しても構わない。

ここで、回転差感応型カップリングとは、入力側と出力側との回転速度に差がない場合にはトルクを伝達しないが、回転速度に差がある場合には回転速度差に応じたトルクを伝達するカップリングのことである。

図１０−１２に示す従来の駆動力伝達装置に使用された電子制御カップリングが、アクチュエータを用いて、能動的に、入出力軸間の伝達トルクを変化させるアクティブ型カップリングであるのに対し、回転差感応型カップリングは、入出力軸の回転速度差によって、受動的に、入出力軸間の伝達トルクが変化するパッシブ型カップリングである。

電子制御カップリングは、制御用のセンサ、コントローラ、アクチュエータ等が必要であるが、回転差感応型カップリングは、これらの制御機構が不要であるため、電子制御カップリングに対して遥かに安価である。

４輪駆動モードにおいて、前輪５４、５６と後輪１００、１０２との回転速度に差がない場合には、回転差感応型カップリング２８は駆動力を後輪駆動部１８に配分しないが、何れかの車輪がスリップした場合等の前輪５４、５６と後輪１００、１０２との回転速度に差が生じた場合、すなわち、回転差感応型カップリング２８の駆動力伝達部１６側とその対向側である後輪駆動部１８側とで回転速度差が発生した場合に、回転差感応型カップリング２８は、その回転速度差に応じた駆動力を後輪駆動部１８に配分する。

後輪差動装置２２は、ドライブピニオン７６に係合するハイポイドリングギア７８、ハイポイドリングギア７８が固定されているデフケース８０、デフケース８０の内部に回転自在に軸支されたピニオン８２、８４及びピニオン８２、８４に係合するサイドギア８６、８８で構成され、サイドギア８６に連結した左後輪駆動軸９０、サイドギア８８に連結した第２切離し装置２６及び右後輪駆動軸９２を介して、左後輪１００及び右後輪１０２を回転させ駆動力を路面に伝達している。

本実施形態において、第２切離し装置２６は、後輪差動装置２２と右後輪１０２を連結する右後輪駆動軸９２の途中に設けられ、右後輪１０２に対する駆動力の接続と切断を切り替えるが、第２切離し装置２６の位置はこれに限らず、左後輪駆動軸９０の途中や後輪差動装置２２の内部に設けても構わない。

第２切離し装置２６は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ３０からの制御信号Ｅ２によってアクチュエータ９８を駆動して切断状態に制御され、右後輪１０２と後輪差動装置２２との駆動力の伝達を切り離し、４輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ３０からの制御信号Ｅ２によってアクチュエータ９８を駆動して接続状態に制御され、回転差感応型カップリング２８及び後輪差動装置２２を介したエンジン３２からの駆動力を右後輪１０２に伝達している。

すなわち、４輪駆動モードでは後輪差動装置２２が有効に動作し、コーナリング時や路面状態の変化などにより左後輪１００と右後輪１０２に回転速度差が生じても、後輪差動装置２２は、回転速度差を吸収して左後輪１００及び右後輪１０２に等しいトルクを与えて回転させることができる。

本実施形態においては、次に図２、３を参照して詳細に説明するように、第１切離し装置２４として噛み合いクラッチ機構６２を、第２切離し装置２６として同期機構９４を有する噛み合いクラッチ機構９６を使用しており、各々アクチュエータ６４、９８を駆動して、２輪駆動モードとなる切断状態と４輪駆動モードとなる接続状態とを切り替えることができる。

図２は、図１の前輪駆動部１４を示す断面図であり、図の上方が４輪駆動車１２の前側（前進方向）となる。図２において、前輪差動装置２０、第１切離し装置２４、ハイポイドリングギア６６及び出力ピニオン６８が、変速機３４に接続したハウジング１０４に収容されている。ハウジング１０４は複数に分割され、各々がボルトで締結されている。

ハウジング１０４の左側に位置する前輪差動装置２０は、デフケース４０のフランジ部４０ａに固定されたリングギア３８、デフケース４０に固定されたピニオン軸１０６に回転自在に軸支されたピニオン４２、４４、デフケース４０に回転自在に軸支され左前輪駆動軸５０を回転不可に連結したサイドギア４６、デフケース４０に回転自在に軸支され右前輪駆動軸５２を回転不可に連結したサイドギア４８を備える。

リングギア３８は、変速機３４のドライブギア３６と係合し、サイドギア４６、４８は各々ピニオン４２、４４と係合している。デフケース４０は、左前輪駆動軸５０側と右前輪駆動軸５２側の両側を各々テーパーローラベアリング１０８、１１０によりハウジング１０４に回転自在に支持されている。

ハウジング１０４の右側には、デフケース４０と同軸にハイポイドリングギア６６を回転不可に嵌合したハイポイドリングギア軸６０を備え、ハイポイドリングギア軸６０は、デフケース４０側とハイポイドリングギア６６側の両側を各々テーパーローラベアリング１１２、１１４によりハウジング１０４に回転自在に支持されている。

ハウジング１０４の右下側には、ハイポイドリングギア６６に係合する出力ピニオン６８が配置され、出力ピニオン６８は、下方に接続する自在継手７０を介してプロペラシャフト７２に連結している。また、前輪差動装置２０とハイポイドリングギア６６の中間には第１切離し装置２４が備わる。

第１切離し装置２４は、デフケース軸５８の右端外周に形成したスプライン溝５８ａ、ハイポイドリングギア軸６０の左端外周に形成したスプライン溝６０ａ及びカップリングスリーブ１１６で構成される噛み合いクラッチ機構６２と、噛み合いクラッチ機構６２を操作するシフトフォーク１１８を固定したシフトロッド１２０を備え、シフトロッド１２０は、両端部が油圧プランジャを構成し、ハウジング１０４に形成されたシリンダ１２２、１２４に摺動自在に組み込まれている。

カップリングスリーブ１１６は、スプライン溝５８ａ、６０ａとスプライン結合して、デフケース軸５８とハイポイドリングギア軸６０を連結する接続位置と連結を解除する切断位置とを移動可能で、シフトフォーク１１８は、カップリングスリーブ１１６の溝部１１６ａに摺動自在に係合する先端部１１８ａによりカップリングスリーブ１１６をスライドさせることができる。

図２においては、２輪駆動モード時の第１切離し装置２４を切断した状態を示し、カップリングスリーブ１１６はデフケース軸５８のスプライン溝５８ａとは噛み合っておらず、デフケース軸５８とハイポイドリングギア軸６０とを連結しない切断位置にある。

４輪駆動モードでは、カップリングスリーブ１１６がデフケース軸５８とハイポイドリングギア軸６０とを連結し（想像線で図示）、第１切離し装置２４は接続状態になる。この状態で、リングギア３８と係合するドライブギア３６からの駆動力をハイポイドリングギア６６、出力ピニオン６８を介してプロペラシャフト７２に伝達可能となる。

図３は、図１の後輪駆動部１８と回転差感応型カップリング２８を示す断面図であり、図の上方が４輪駆動車１２の前側（前進方向）となる。図３において、回転差感応型カップリング２８、ドライブピニオン７６、後輪差動装置２２及び第２切離し装置２６が、ハウジング１２６に収容されている。ハウジング１２６は複数に分割され、各々がボルトで締結されている。

本実施形態においては、回転差感応型カップリング２８としてアキシャルピストンカップリングを使用している。アキシャルピストンカップリングは、入出力軸の各々に、複数のプランジャーポンプ及びオリフィスを有するロータとプランジャーポンプを駆動するカムリングとを設け、ロータとカムリングが相対回転する際のオイルの流動抵抗を利用したカップリングとして、特許文献３等によって周知の技術であるため、回転差感応型カップリング２８の構成や動作の詳細な説明は省略する。

ハウジング１２６の左下側に位置する後輪差動装置２２は、デフケース８０のフランジ部８０ａに固定されたハイポイドリングギア７８、デフケース８０に固定されたピニオン軸１２８に回転自在に軸支されたピニオン８２、８４、デフケース８０に回転自在に軸支され左後輪駆動軸９０を回転不可に連結したサイドギア８６、デフケース８０に回転自在に軸支されサイドギア軸１３０を回転不可に連結したサイドギア８８を備える。

ハイポイドリングギア７８は、回転差感応型カップリング２８に連結したドライブピニオン７６と係合し、サイドギア８６、８８は各々ピニオン８２、８４と係合している。デフケース８０は、左後輪駆動軸９０側とサイドギア軸１３０側の両側を各々テーパーローラベアリング１３２、１３４によりハウジング１２６に回転自在に支持されている。

ハウジング１２６の右側には第２切離し装置２６が備わり、第２切離し装置２６は、サイドギア軸１３０の右側端面部に形成したシンクロコーン１３０ａとフランジ部に形成した爪部１３０ｂ、クラッチ軸１３６の左端に形成したハブ部１３６ａ、ボークリング１３８、インサートキー１４０、クラッチスリーブ１４２、シフトフォーク１４４、シフトロッド１４６、ピニオン１４８及びサーボモータ（図示していない）で構成される。

シンクロコーン１３０ａは、外周部の摩擦面とボークリング１３８の左内側の摩擦面とで円錐摩擦クラッチ機構を構成し、クラッチ軸１３６は、左端側をローラベアリング１５０、右端側をボールベアリング１５２により、各々サイドギア軸１３０とハウジング１２６に回転自在に支持され、右側に右後輪駆動軸９２を回転不可に連結している。

ハブ部１３６ａは、バネ１５４によって外側径方向に付勢されると共にクラッチ軸１３６の軸方向に移動可能なインサートキー１４０を外周部に複数収容し、右後輪駆動軸９２と共に回転する。

クラッチスリーブ１４２は、ハブ部１３６ａの外周部にスプライン結合してクラッチ軸１３６と共に回転し、爪部１４２ｂがサイドギア軸１３０の爪部１３０ｂと噛み合ってサイドギア軸１３０と右後輪駆動軸９２を連結する接続位置と、噛み合いが外れて連結を解除する切断位置とを移動可能で、シフトフォーク１４４は、クラッチスリーブ１４２の溝部１４２ａに摺動自在に係合する先端部１４４ａによりクラッチスリーブ１４２をスライドさせることができる。

ボークリング１３８は、クラッチスリーブ１４２の内周部にスプライン結合してクラッチスリーブ１４２と共に回転し、摩擦面をシンクロコーン１３６ａの摩擦面に押圧する同期位置と、押圧しない非同期位置とを移動可能で、クラッチスリーブ１４２のスライドに連動したインサートキー１４０によって押圧され、両摩擦面で摩擦トルクを発生する。

シフトフォーク１４４は、シフトロッド１４６に固定され、シフトロッド１４６は、サーボモータ（図１のアクチュエータ９８に対応する）によって駆動されるピニオン１４８が係合するラック１４６ａを形成し、両端をハウジング１２６に設けた軸穴１５６、１５８に摺動自在に組み込んでいる。

図３においては、４輪駆動モード時の第２切離し装置２６を接続した状態を示し、クラッチスリーブ１４２は、爪部１４２ｂとサイドギア軸１３０の爪部１３０ｂとが噛み合った状態であり、サイドギア軸１３０と右後輪駆動軸９２とを連結する位置にある。この状態で、ハイポイドリングギア７８と係合するドライブピニオン７６からの駆動力は左後輪駆動軸９０、右後輪駆動軸９２を介して左後輪１００、右後輪１０２に伝達可能となる。

２輪駆動モード時には、シフトフォーク１４４及びシフトロッド１４６が右方に移動して爪部１４２ｂと爪部１３０ｂとの噛み合いが外れ（想像線で図示）、クラッチスリーブ１４２とサイドギア軸１３０とは連結されず、第２切離し装置２６は切断状態になる。

本実施形態において、図２に示す第１切離し装置２４の噛み合いクラッチ機構６２はスプラインクラッチ方式を、図３に示す第２切離し装置２６の噛み合いクラッチ機構９６はドッグクラッチ方式を使用しているが、第１切離し装置２４、第２切離し装置２６共に何れのクラッチ方式を使用することが可能であり、これ以外の他の方式でも構わない。また、第２切離し装置２６の同期機構は円錐摩擦クラッチ方式使用しているが、これ以外の他の方式でも構わない。

また、本実施形態において、図２に示すシフトロッド１２０は、シリンダ１２２やシリンダ１２４に油圧を加えることで矢印が示す方向に作動し、図３に示すシフトロッド１４６は、ラック１４６ａに係合するピニオン１４８がサーボモータに駆動されて回転することで矢印が示す方向に作動するが、シフトロッド１２０、１４６を駆動するアクチュエータは、どのような方式でも可能であり、本実施形態における油圧シリンダやサーボモータ以外の方式でも構わない。

更に、本実施形態において、回転差感応型カップリング２８としてアキシャルピストンカップリングを使用しているが、回転差感応型であれば他の方式のカップリング、例えば、ビスカスカップリングや、特許文献４等によって周知であるロータリーブレードカップリング等が使用可能である。

ここで、第１実施形態の２輪駆動モード及び４輪駆動モードにおける駆動力伝達装置１０の機能について図１を参照して説明する。

２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ３０の制御信号Ｅ１により、第１切離し装置２４を切断している。そのため、変速機３４からの駆動力は、前輪差動装置２０のリングギア３８、デフケース４０を介してデフケース軸５８に伝達されるが、第１切離し装置２４が切断状態にあるためハイポイドリングギア軸６０に出力されない。

一方、第２切離し装置２６についても、ＥＣＵ３０からの制御信号Ｅ２により切断されているため、左後輪１００と右後輪１０２が回転していても後輪差動装置２２のハイポイドリングギア７８は回転しない。

これによって、２輪駆動モードにおいては、ハイポイドリングギア６６、出力ピニオン６８、自在継手７０、プロペラシャフト７２、自在継手７４、回転差感応型カップリング２８、ドライブピニオン７６及び後輪差動装置２２のハイポイドリングギア７８を含む駆動力伝達部１６の回転が停止し、２輪駆動モード時に駆動力伝達部１６が回転することによるフリクションロスにより燃費が低下してしまう問題を解消することができる。

更に詳細に説明するならば、ＰＴＵ（Power Take-off Unit）として第１切離し装置２４のみが設けられた構成、すなわち、図１において第２切離し装置２６が存在しない構成で、２輪駆動モード時に後輪差動装置２２のサイドギア８８と右後輪駆動軸９２が連結されていたとすると、例えばサイドギア８６、８８が同方向に同速度で回転する場合、ピニオン８２、８４は回転（自転）せずにピニオン８２、８４を軸支しているデフケース８０及びハイポイドリングギア７８が回転する。

また、サイドギア８６、８８に回転速度差があったとしても同方向の回転であれば、回転速度は変化するが、デフケース８０及びハイポイドリングギア７８が回転する。このようにハイポイドリングギア７８が回転すると、ドライブピニオン７６、回転差感応型カップリング２８、自在継手７４、プロペラシャフト７２、自在継手７０、出力ピニオン６８、ハイポイドリングギア６６が回転してしまう。

このハイポイドリングギア６６からハイポイドリングギア７８までの駆動力伝達部１６は、２輪駆動モードでは回転する必要のない部分であるにも関わらず、この部分が回転することで、オイルの粘性抵抗や軸受け部の摩擦損失などを引き起こし、駆動力の損失となって燃費低下を招いてしまう。

そこで本実施形態においては、第１切離し装置２４に加えて第２切離し装置２６を設けることで、２輪駆動モード時に、第１切離し装置２４と第２切離し装置２６を切断してエンジン３２からの駆動力と後輪１００、１０２からの駆動力の伝達を断ち、ハイポイドリングギア６６からハイポイドリングギア７８に至る駆動力伝達部１６の回転を防止している。

すなわち、第２切離し装置２６を切断してサイドギア８８と右後輪駆動軸９２の連結が断たれると、右後輪１０２の回転はサイドギア８８に伝わらず、そのため、左後輪１００によるサイドギア８６の回転は、ピニオン８２、８４を介してサイドギア８８を反対方向に回転させる。このときサイドギア８８の回転抵抗よりもハイポイドリングギア７８に繋がる駆動力伝達部１６の回転抵抗の方が大きいため、ハイポイドリングギア７８は回転しない。

４輪駆動モードにおいては、第１切離し装置２４が接続されることで、変速機３４からの駆動力は、前輪差動装置２０のリングギア３８及びデフケース４０から、接続状態にある第１切離し装置２４を介してハイポイドリングギア６６を回転し、出力ピニオン６８で方向を変換された後、自在継手７０、プロペラシャフト７２、自在継手７４に伝達され、回転差感応型カップリング２８に入力する。

前輪５４、５６と後輪１００、１０２に回転速度差がある場合、回転差感応型カップリング２８は、回転速度差に応じた駆動力をドライブピニオン７６を介して後輪差動装置２２のハイポイドリングギア７８に出力する。後輪差動装置２２は、第２切離し装置２６が接続されていることにより有効に動作し、左後輪１００及び右後輪１０２に駆動力を伝達して回転させることができる。

もちろん２輪駆動モード及び４輪駆動モードの何れにおいても、変速機３４のドライブギア３６からの駆動力は、前輪差動装置２０を介して左前輪駆動軸５０及び右前輪駆動軸５２に伝達され、左前輪５４及び右前輪５６を回転させる。

次に、第１実施形態における、２輪駆動モードから４輪駆動モード及び４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え制御について図１−３を参照して説明する。

２輪駆動モードにおいては、第１切離し装置２４が切断されているため、エンジン３２からの駆動力は後輪差動装置２２に伝達されておらず、また、第２切離し装置２６も切断されているため、後輪差動装置２２は左後輪１００によってサイドギア８６が回転し、ピニオン８２、８４を介してサイドギア８８がサイドギア８６と逆方向に空転している。

２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ３０の制御信号Ｅ２によってアクチュエータ９８を駆動し、第２切離し装置２６の同期、すなわち、回転方向の異なるサイドギア軸１３０と右後輪駆動軸９２の同期を開始する。次に、第１切離し装置２４のハイポイドリングギア軸６０とデフケース軸５８との回転速度が一致した時、又は回転速度差が所定の範囲に減少した時に、ＥＣＵ３０の制御信号Ｅ１によってアクチュエータ６４を駆動し、第１切離し装置２０を接続する。

詳細に説明すると、図３において、サーボモータによってピニオン１４８が回転し、ピニオン１４８に係合するラック１４６ａを介してシフトロッド１４６及びシフトフォーク１４４が左方向（後輪差動装置２２の方向）に移動する。

溝部１４２ａに係合しているシフトフォーク１４４の歯部１４４ａが、クラッチスリーブ１４２を左方向に移動すると、クラッチスリーブ１４２に係合しているインサートキー１４０を介してボークリング１３８も左方向に移動し、ボークリング１３８の摩擦面とシンクロコーン１３０ａの摩擦面とが接触する。

両摩擦面によって発生する摩擦トルクによって、右後輪駆動軸９２を介した右後輪１０２の駆動力がサイドギア軸１３０に漸次的に伝達され同期を開始し、サイドギア軸１３０の回転方向が右後輪駆動軸９２と同方向に反転することでハイポイドリングギア７８が回転を開始する。

図１において、左後輪１００及び右後輪１０２からの駆動力は、ハイポイドリングギア７８からドライブピニオン７６に伝達され、回転差感応型カップリング２８を介して自在継手７４、プロペラシャフト７２、自在継手７０、出力ピニオン６８及びハイポイドリングギア６６を回転させる。すなわち、第２切離し装置２６の同期が開始されることで駆動力伝達部１６の回転速度が上昇し、ハイポイドリングギア軸６０とデフケース軸５８の回転速度差が減少し始める。

第２切離し装置２６の同期が完了した際に、ハイポイドリングギア軸６０の回転速度が対向するデフケース軸５８の回転速度を上回り、回転速度差の方向が逆転するように前後輪間の変速比が構成されているため、第２切離し装置２６の同期の開始から完了までの間で、ベルギア軸６０の回転速度が対向するデフケース軸５８の回転速度と一致した時、又は回転速度差が所定の範囲にある時に、ＥＣＵ３０の制御信号Ｅ１によってアクチュエータ６４を駆動する。

図２において、ＥＣＵ３０の制御信号Ｅ１によってシリンダ１２４に油圧を加えシフトロッド１２０が左方向（前輪差動装置２０の方向）に移動し、シフトロッド１２０に固定されたシフトフォーク１１８が左方向に移動する。溝部１１６ａに係合しているシフトフォーク１１８の歯部１１１８ａが、カップリングスリーブ１１６を左方向に移動し、カップリングスリーブ１１６はデフケース軸５８のスプライン溝５８ａと噛み合い、第１切離し装置２４は接続される。

図３において、第２切離し装置２６の同期が完了すると、クラッチスリーブ１４２の爪部１４２ｂとサイドギア軸１３０の爪部１３０ｂの相対速度がゼロとなり、クラッチスリーブ１４２を更に左方向に移動して、爪部１４２ｂと爪部１３０ｂを噛み合わせることが可能となる。

第２切離し装置２６の同期が完了してボークリング１３８の移動が停止すると、クラッチスリーブ１４２はバネ１５４に抗してインサートキー１４０を押し込んで乗り越え、更に左方向に移動し、爪部１４２ｂがサイドギア軸１３０の爪部１３０ｂに係合することで、第２切離し装置２６は接続状態となる。

図１において、第１切離し装置２４が接続された後、同期が完了して第２切離し装置２６も接続されると、エンジン３２からの駆動力は、前輪駆動部１４、駆動力伝達部１６、後輪駆動部１８を介して左後輪１００及び右後輪１０２にも伝達可能となり、回転差感応型カップリング２８が、走行状態に合わせて前後輪間の伝達トルクをパッシブ制御する４輪駆動モードとなる。

４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ３０によってエンジン３２を制御して、第１切離し装置２４にコーストトルク（後輪側からのトルク）が作用するようにした後、ＥＣＵ３０の制御信号Ｅ２によってアクチュエータ９８を駆動して第２切離し装置２６の切断を開始し、その後、第１切離し装置２４に作用するトルクの方向が転換する時、すなわち、コーストトルクからドライブトルク（エンジン側からのトルク）に転換する時に、トルクがゼロになるタイミングで、ＥＣＵ３０の制御信号Ｅ１によってアクチュエータ６４を駆動して、第１切離し装置２４を切断する。

ここで、駆動力伝達部１６は、後輪側が前輪側より高速で回転するような変速比となっているため、４輪駆動モードで惰力走行している場合等のエンジン３２からの駆動力が付加されない状態では、第１切離し装置２４にはコーストトルクが作用する。

図３において、ＥＣＵ３０の制御信号Ｅ２によってサーボモータがピニオン１４８を回転し、ピニオン１４８に係合するラック１４６ａを介してシフトロッド１４６及びシフトフォーク１４４が右方向に移動する。

溝部１４２ａに係合しているシフトフォーク１４４の歯部１４４ａが、クラッチスリーブ１４２を右方向に移動すると、爪部１４２ｂとサイドギア軸１３０の爪部１３０ｂの噛み合いが解除され、また、ボークリング１３８の摩擦面とシンクロコーン１３０ａの摩擦面との押圧も解除され、第２切離し装置２６が切断される。

図２において、駆動力伝達部１６を介したコーストトルクが減少し、第１切離し装置２４に作用するトルクの方向が転換する時、すなわち、コーストトルクからドライブトルクに転換する際に、カップリングスリーブ１１６に作用するトルクがゼロに近付いて、カップリングスリーブ１１６とスプライン溝５８ａ、６０ａとの間に発生したトルクが低下した時に、ＥＣＵ３０の制御信号Ｅ１によってシリンダ１２２に油圧に加え、シフトロッド１２０を右方向（ハイポイドリングギア６６の方向）に移動してカップリングスリーブ１１６を右方向に移動し、第１切離し装置２４を切断する。

図３において、シフトロッド１４６及びシフトフォーク１４４が更に右方向に移動し、ボークリング１３８の摩擦面とシンクロコーン１３０ａの摩擦面との接触が完全に解除されると、第２切離し装置２６は切断状態となる。

図１において、第１切離し装置２４と第２切離し装置２６が切断されると、エンジン３２からの駆動力と左後輪１００及び右後輪１０２からの駆動力は駆動力伝達部１６に伝達されず、駆動力伝達部１６が回転しないため、フリクションロスによる燃費低下を防止した２輪駆動モードとなる。

図４は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第２実施形態を示した説明図であり、ＦＦ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。本実施形態は、図１に示す第１実施形態に対し、同期機構が第２切離し装置ではなく第１切離し装置に備わり、また、回転差感応型カップリングにビスカスカップリングを使用している以外は実質的に同じ構成であるため、図１と異なる部分のみ説明する。

図４において、本実施形態の駆動力伝達装置２１０は４輪駆動車２１２に設けられ、前輪駆動部（第１駆動部）２１４、駆動力伝達部２１６、後輪駆動部（第２駆動部）２１８を備え、前輪駆動部２１４には前輪差動装置２２０、駆動力伝達部２１６には回転差感応型カップリング２２８、後輪駆動部２１８には後輪差動装置２２２を設けている。また、前輪差動装置２２０と駆動力伝達部２１６との間には第１切離し装置２２４、後輪差動装置２２２と右後輪３０２との間には第２切離し装置２２６を設けている。

本実施形態においては、第１切離し装置２２４として同期機構２９４を有する噛み合いクラッチ機構２６２を、第２切離し装置２２６として噛み合いクラッチ機構２９６を使用しており、各々アクチュエータ２６４、２９８を駆動して、２輪駆動モードとなる切断状態と４輪駆動モードにおける接続状態とを切り替えることができる。

第１切離し装置２２４は、第１実施形態の第１切離し装置２４に対して、同期機構２９４を設けたこと以外は実質的に同じであり、図３に示す第２切離し装置２６と同様な構成であるため、詳細な説明は省略する（図２、３を参照）。

図５は、図４の後輪駆動部２１８と回転差感応型カップリング２２８を示す断面図であり、図の上方が４輪駆動車２１２の前側（前進方向）となる。図５において、回転差感応型カップリング２２８、ドライブピニオン２７６、後輪差動装置２２２及び第２切離し装置２２６が、ハウジング３０６に収容されている。

図５において、後輪駆動部２１８は、第２切離し装置２２６が第１実施形態（図３）の第２切離し装置２６に対して同期機構を取り除いたこと以外は実質的に同じであるため、詳細な説明は省略する。

また、回転差感応型カップリング２２８は、第１実施形態の回転差感応型カップリング２８がアキシャルピストンカップリングを使用しているのに対し、ビスカスカップリングを使用している点が異なる。

ビスカスカップリングは、入出力軸の各々に設けた複数のクラッチ板が、オイルを封入したケースの中で相対回転する際のオイルの剪断抵抗を利用した流体クラッチとして周知の技術であり、その作用は第１実施形態のアキシャルピストンカップリングと同様であるため、回転差感応型カップリング２２８についても詳細な説明は省略する。

図６は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第３実施形態を示した説明図であり、ＦＦ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。本実施形態は、図４に示す第２実施形態に対し、第２切離し装置が後輪差動装置の両側に備わり、回転差感応型カップリングとしてロータリーブレードカップリングを使用している以外は実質的に同じ構成であるため、図４と異なる部分のみ説明する。

図６において、本実施形態の駆動力伝達装置３１０は４輪駆動車３１２に設けられ、前輪駆動部（第１駆動部）３１４、駆動力伝達部３１６、後輪駆動部（第２駆動部）３１８を備え、前輪駆動部３１４には前輪差動装置３２０、駆動力伝達部３１６には回転差感応型カップリング３２８、後輪駆動部３１８には後輪差動装置３２２が設けられている。

また、前輪差動装置３２０と駆動力伝達部３１６との間には第１切離し装置３２４、後輪差動装置３２２と左後輪４００との間には第２切離し装置３２６、後輪差動装置３２２と右後輪４０２との間には第２切離し装置３２７を設け、第１切離し装置３２４のアクチュエータ３６４及び第２切離し装置３２６、３２７のアクチュエータ３９８、３９９に対しては、ＥＣＵ３３０からの制御信号Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５が与えられている。

図４においては、第２切離し装置２２６が後輪差動装置２２２と右後輪３０２との間にのみ設置されているため、２輪駆動モードで第２切離し装置２２６が切断されて後輪差動装置２２２のハイポイドリングギア２７８が回転していない場合でも、左後輪３００が回転することで後輪差動装置２２２の内部、すなわち、サイドギア２８６、ピニオン２８２、２８４及びサイドギア２８８が回転してしまい、この部分のフリクションロスが燃費低下の要因となってしまう。

それに対し図６においては、２輪駆動モードで第２切離し装置３２６、３２７が切断されると、左後輪４００及び右後輪４０２の回転は後輪差動装置３２２には一切伝達されないため、後輪差動装置３２２の全ての要素、すなわち、ハイポイドリングギア３７８、デフケース３８０、ピニオン３８２、３８４及びサイドギア３８６、３８８は回転しない。従って、図６に示す第３実施形態は、図４に示す第２実施形態よりも更に燃費低下を防止することが可能となる。

第３実施形態における、２輪駆動モードから４輪駆動モード及び４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え制御について図６を参照して説明する。

２輪駆動モードにおいては、第１切離し装置３２４が切断されているため、エンジン３３２からの駆動力は後輪差動装置３２２に伝達されておらず、また、第２切離し装置３２６、３２７も切断されているため、左後輪４００及び右後輪４０２からの駆動力も後輪差動装置３２２に伝達されない。従って、２輪駆動モードにおいては、後輪差動装置３２２は全く回転しない。

２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ３３０の制御信号Ｅ３によってアクチュエータ３６４を駆動し、第１切離し装置３２４の同期、すなわち、回転しているデフケース軸３５８と回転していないハイポイドリングギア軸３６０との同期を開始する。

ドライブギア３３６からの駆動力は、回転差感応型カップリング３２８を介して後輪差動装置３２２を回転させるため、後輪差動装置３２２が回転しないために停止していたサイドギア３８６、３８８が回転するようになる。すなわち、第１切離し装置３２４の同期が開始することで駆動力伝達部３１６の回転速度が上昇し、サイドギア軸４０４と左後輪駆動軸３９０との回転速度差、サイドギア軸４０６と右後輪駆動軸３９２との回転速度差が減少し始める。

第１切離し装置３２４の同期が完了した際に、サイドギア軸４０４、４０６の回転速度が、各々対向する左後輪駆動軸３９０、右後輪駆動軸３９２の回転速度を上回り、回転速度差の方向が逆転するように前後輪間の変速比が構成されているため、第１切離し装置３２４の同期の開始から完了までの間で、サイドギア軸４０４、４０６の回転速度が対向する左後輪駆動軸３９０、右後輪駆動軸３９２の回転速度と一致した時、又は回転速度差が所定の範囲にある時に、ＥＣＵ３３０の制御信号Ｅ４、Ｅ５によってアクチュエータ３９８、３９９を駆動し、第２切離し装置３２６、３２７を接続する。

第２切離し装置３２６、３２７が接続された後、同期が完了して第１切離し装置３２４も接続されると、エンジン３３２からの駆動力は、駆動力伝達部３１６、回転差感応型カップリング３２８、後輪差動装置３２２を介して左後輪４００及び右後輪４０２にも伝達可能となり、回転差感応型カップリング３２８が走行状態に合わせて伝達トルクをパッシブ制御する４輪駆動モードとなる。

４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ３３０によってエンジン３３２を制御して、第２切離し装置３２６、３２７にドライブトルクが作用するようにした後、ＥＣＵ３３０の制御信号Ｅ３によってアクチュエータ３６４を駆動して第１切離し装置３２４の切断を開始し、その後、第２切離し装置３２６、３２７に作用するトルクの方向が転換する時、すなわち、ドライブトルクからコーストトルクに転換する時に、トルクがゼロになるタイミングで、ＥＣＵ３３０の制御信号Ｅ４、Ｅ５によってアクチュエータ３９８、３９９を駆動して、第２切離し装置３２６を切断する。

第１切離し装置３２４と第２切離し装置３２６、３２７が切断されると、エンジン３３２からの駆動力と左後輪４００及び右後輪４０２からの駆動力は駆動力伝達部３１６に伝達されず、駆動力伝達部３１６が回転しないため、フリクションロスによる燃費低下を防止した２輪駆動モードとなる。

図７は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第４実施形態を示した説明図であり、ＦＦ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。本実施形態は、図６に示す第３実施形態に対し、後輪差動装置に替えてハイポイドリングギアの両側に備わる回転差感応型カップリングが後輪差動装置の機能を代替しており、回転差感応型カップリングを後輪駆動軸上に配置している以外は実質的に同じ構成であるため、図６と異なる部分のみ説明する。

図７において、本実施形態の駆動力伝達装置４１０は４輪駆動車４１２に設けられ、前輪駆動部（第１駆動部）４１４、駆動力伝達部４１６、後輪駆動部（第２駆動部）４１８を備え、前輪駆動部４１４には前輪差動装置４２０、後輪駆動部４１８には回転差感応型カップリング４２８、４２９が設けられている。

また、前輪差動装置４２０と駆動力伝達部４１６との間には第１切離し装置４２４、回転差感応型カップリング４２８と左後輪５００との間には第２切離し装置４２６、回転差感応型カップリング４２９と右後輪５０２との間には第２切離し装置４２７が設けられている。

なお、左後輪５００及び右後輪５０２を接続している左後輪駆動軸４９０及び右後輪駆動軸４９２が、後輪駆動部４１８の出力軸となる。すなわち、回転差感応型カップリング４２８、４２９は、後輪駆動部４１８の出力軸と同軸に配置されていることになる。

４輪駆動モードにおいては、第１切離し装置４２４及び第２切離し装置４２６、４２７が接続されているため、エンジン４３２からの駆動力は、駆動力伝達部４１６、ハイポイドリングギア４７８、回転差感応型カップリング４２８、４２９を介して左後輪５００及び右後輪５０２に伝達され、回転差感応型カップリング４２８、４２９が走行状態に合わせて伝達トルクをパッシブ制御する。

２輪駆動モードにおいては、第１切離し装置４２４が切断されているため、エンジン４３２からの駆動力は回転差感応型カップリング４２８、４２９に伝達されず、また、第２切離し装置４２６、４２７も切断されているため、左後輪５００及び右後輪５０２からの駆動力も回転差感応型カップリング４２８、４２９に伝達されない。

従って、２輪駆動モードにおいては、駆動力伝達部４１６、ハイポイドリングギア４７８、回転差感応型カップリング４２８、４２９は全く回転しない。従って、図７に示す第４実施形態は、図６に示す第３実施形態と同様に、図４に示す第２実施形態よりも更に燃費低下を防止することが可能となる。

また、本実施形態においては、更に、回転差感応型カップリング４２８、４２９によるＬＳＤ（Limited Slip Differential）機能も備わり、４輪駆動車としての運動性能が向上する。

図８は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第５実施形態を示した説明図であり、ＦＦ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。本実施形態は、図７に示す第４実施形態に対し、回転差感応型カップリングと第２切離し装置の位置が入れ替わり、回転差感応型カップリングとしてアキシャルピストンカップリングを使用している以外は実質的に同じ構成であるため、図７と異なる部分のみ説明する。

図８において、本実施形態の駆動力伝達装置５１０は４輪駆動車５１２に設けられ、前輪駆動部（第１駆動部）５１４、駆動力伝達部５１６、後輪駆動部（第２駆動部）５１８を備え、前輪駆動部５１４には前輪差動装置５２０、後輪駆動部５１８には回転差感応型カップリング５２８、５２９が設けられている。

また、前輪差動装置５２０と駆動力伝達部５１６との間には第１切離し装置５２４、ハイポイドリングギア５７８と回転差感応型カップリング５２８、５２９との間には各々第２切離し装置５２６、５２７が設けられている。

４輪駆動モードにおいては、第１切離し装置５２４及び第２切離し装置５２６、５２７が接続されているため、エンジン５３２からの駆動力は、駆動力伝達部５１６、ハイポイドリングギア５７８、回転差感応型カップリング５２８、５２９を介して左後輪６００及び右後輪６０２に伝達され、回転差感応型カップリング５２８、５２９が走行状態に合わせて伝達トルクをパッシブ制御する。

２輪駆動モードにおいては、第１切離し装置５２４が切断されているため、エンジン５３２からの駆動力は駆動力伝達部５１６及びハイポイドリングギア５７８に伝達されておらず、また、第２切離し装置５２６、５２７も切断されているため、左後輪６００及び右後輪６０２からの駆動力も駆動力伝達部５１６及びハイポイドリングギア５７８に伝達されない。従って、２輪駆動モードにおいては、駆動力伝達部５１６、ハイポイドリングギア５７８は全く回転しない。

本実施形態においても、回転差感応型カップリング５２８、５２９によるＬＳＤ機能が備わり、４輪駆動車としての運動性能が向上する。

また、本実施形態においては、ハイポイドリングギア５７８の両側に第２切離し装置５２６、５２７を配置してあるが、ハイポイドリングギア５７８の片側に配置する構成、すなわち、第２切離し装置５２６、５２７の何れか一方のみの構成でも構わない。

図９は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第６実施形態を示した説明図であり、ＦＲ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。

図９において、本実施形態の駆動力伝達装置６１０は４輪駆動車６１２に設けられ、前輪駆動部（第２駆動部）６１４、駆動力伝達部６１６、後輪駆動部（第１駆動部）６１８を備え、前輪駆動部６１４には前輪差動装置６２０、駆動力伝達部６１６には回転差感応型カップリング６２８、後輪駆動部６１８には後輪差動装置６２２を設けている。また、駆動力伝達部６１６と後輪駆動部６１８との間には第１切離し装置６２４、前輪差動装置６２０と右前輪６５６との間には第２切離し装置６２６を設けている。

第１切離し装置６２４のアクチュエータ６６４、第２切離し装置６２６のアクチュエータ６９８に対しては、ＥＣＵ６３０からの制御信号Ｅ６、Ｅ７が与えられている。エンジン６３２からの駆動力は、変速機６３４で変速された後、出力軸６６８から自在継手６７０、プロペラシャフト６７２、自在継手６７４、ドライブピニオン６７６を介して後輪差動装置６２２へ伝達される。

後輪差動装置６２２は、ドライブピニオン６７６に係合するハイポイドリングギア６７８、ハイポイドリングギア６７８が固定されているデフケース６８０、デフケース６８０の内部に回転自在に軸支されたピニオン６８２、６８４及びピニオン６８２、６８４に係合するサイドギア６８６、６８８で構成され、ドライブピニオン６７６からの駆動力をハイポイドリングギア６７８で受け、ピニオン６８２、６８４及びサイドギア６８６、６８８を介して左後輪駆動軸６９０及び右後輪駆動軸６９２を駆動し、左後輪７００及び右後輪７０２を回転させて駆動力を路面に伝達する。

後輪差動装置６２２は、コーナリング時や路面状態の変化などにより左後輪７００と右後輪７０２に回転速度差を生じた場合、回転速度を吸収して左後輪７００と右後輪７０２に等しいトルクを与えて回転させる。

第１切離し装置６２４は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ６３０からの制御信号Ｅ６によってアクチュエータ６６４を駆動し、駆動力伝達部６１６を切り離して前輪側に対する駆動力を切断した状態となっている。そのため、２輪駆動モードの場合に、エンジン６３２からの駆動力が、駆動力伝達部６１６を介して前輪側に伝達されることはない。

一方、４輪駆動モードの場合においては、第１切離し装置６２４はＥＣＵ６３０からの制御信号Ｅ６によってアクチュエータ６６４を駆動して駆動力伝達部６１６と接続状態にある。そのため、出力軸６６８の駆動力はスプロケット軸６５８に出力され、スプロケット軸６５８と一体に回転するスプロケット７０４、チェーンベルト７０６、スプロケット７０８、回転差感応型カップリング６２８を介してドライブピニオン７０９に伝達され、ドライブピニオン７０９から前輪差動装置６２０のハイポイドリングギア６３８に方向を変換して伝達される。

本実施形態においては、回転差感応型カップリング６２８としてアキシャルピストンカップリングを使用しており、４輪駆動モードにおいて、前輪６５４、６５６と後輪７００、７０２との回転速度に差がない場合には、回転差感応型カップリング６２８は、駆動力を前輪駆動部６１４に配分しない。

しかし、４輪駆動モードにおいて、何れかの車輪がスリップした場合等の前輪６５４、６５６と後輪７００、７０２との回転速度に差が生じた場合、すなわち、回転差感応型カップリング６２８の駆動力伝達部６１６側とその対向側である前輪駆動部６１４側とで回転速度差が発生した場合に、回転差感応型カップリング６２８は、その回転速度差に応じた駆動力を前輪駆動部６１４に配分する。

前輪差動装置６２０は、ドライブピニオン７０９に係合するハイポイドリングギア６３８、ハイポイドリングギア６３８が固定されているデフケース６４０、デフケース６４０の内部に回転自在に軸支されたピニオン６４２、６４４及びピニオン６４２、６４４に係合するサイドギア６４６、６４８で構成され、サイドギア６４６に連結した左前輪駆動軸６５０、サイドギア６４８に連結した第２切離し装置６２６及び右前輪駆動軸６５２を介して、左前輪６５４及び右前輪６５６を回転させ駆動力を路面に伝達している。

本実施形態において、第２切離し装置６２６は、前輪差動装置６２０と右前輪６５６を連結する右前輪駆動軸６５２の途中に設けられ、右前輪６５６に対する駆動力の接続と切断を切り替えるが、第２切離し装置６２６の位置はこれに限らず、左前輪駆動軸６５０の途中や前輪差動装置６２０の内部に設けても構わない。

第２切離し装置６２６は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ６３０からの制御信号Ｅ７によってアクチュエータ６９８を駆動して切断状態に制御され、右前輪６５６と前輪差動装置６２０との駆動力の伝達を切り離し、４輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ６３０からの制御信号Ｅ７によってアクチュエータ６９８を駆動して接続状態に制御され、回転差感応型カップリング６２８及び前輪差動装置６２０を介したエンジン６３２からの駆動力を右前輪６５６に伝達している。

すなわち、４輪駆動モードでは前輪差動装置６２０が有効に動作し、コーナリング時や路面状態の変化などにより左前輪６５４と右前輪６５６に回転速度差が生じても、前輪差動装置６２０は、回転速度差を吸収して左前輪６５４及び右前輪６５６に等しいトルクを与えて回転させることができる。

本実施形態においては、第１切離し装置６２４として同期機構６６０を有する噛み合いクラッチ機構６６２を、第２切離し装置６２６として同期機構６９４を有する噛み合いクラッチ機構６９６を使用しており、各々アクチュエータ６６４、６９８を駆動して、２輪駆動モードとなる切断状態と４輪駆動モードにおける接続状態とを切り替えることができる。

第１切離し装置６２４は、図４に示す第２実施形態の第１切離し装置２２４と実質的に同じであり、また、第２切離し装置４２６は図１に示す第２切離し装置２６と実質的に同じ構成であるため、詳細な説明は省略する。

ここで、第４実施形態の２輪駆動モード及び４輪駆動モードにおける駆動力伝達装置６１０の機能について図９を参照して説明する。

２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ６３０の制御信号Ｅ６により、第１切離し装置６２４を切断している。そのため、変速機６３４からの駆動力は、スプロケット軸６５８に出力されない。

一方、第２切離し装置６２６についても、ＥＣＵ６３０からの制御信号Ｅ７により切断されているため、左前輪６５４と右前輪６５６が回転していても前輪差動装置６２０のハイポイドリングギア６３８は回転しない。

これによって、２輪駆動モードにおいては、スプロケット７０４、チェーンベルト７０６、スプロケット７０８、回転差感応型カップリング６２８、ドライブピニオン７０９及び前輪差動装置６２０のハイポイドリングギア６３８を含む駆動力伝達部６１６の回転が停止し、２輪駆動モード時に駆動力伝達部６１６が回転することによるフリクションロスにより燃費が低下してしまう問題を解消することができる。

４輪駆動モードにおいては、第１切離し装置６２４が接続されることで、変速機６３４からの駆動力は、出力軸６６８から接続状態にある第１切離し装置６２４を介してスプロケット７０４、チェーンベルト７０６、スプロケット７０８に伝達され、回転差感応型カップリング６２８に入力される。

前輪６５４、６５６と後輪７００、７０２に回転速度差がある場合、回転差感応型カップリング６２８は、回転速度差に応じた駆動力をドライブピニオン７０９を介して前輪差動装置６２０のハイポイドリングギア６３８に出力する。前輪差動装置６２０は、第２切離し装置６２６が接続されていることにより有効に動作し、左前輪６５４及び右前輪６５６に駆動力を伝達して回転させることができる。

もちろん２輪駆動モード及び４輪駆動モードの何れにおいても、変速機６３４の出力軸６６８からの駆動力は、後輪差動装置６２２を介して左後輪駆動軸６９０及び右後輪駆動軸６９２に伝達され、左後輪７００及び右後輪７０２を回転させることができる。

第６実施形態においては、第１切離し装置６２４と第２切離し装置６２６が、各々同期機構６６０、６９４を備えているため、図１−６に示す第１−３実施形態のように、両方の切離し装置の作動タイミングに時間差を設ける必要がなく、２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え、４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替えの何れにおいても、第１切離し装置６２４と第２切離し装置６２６を同時に作動させることができ、従って、第１−３実施形態より迅速なモード切り替えが可能となる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値等による限定は受けない。

１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０：駆動力伝達装置
１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２：４輪駆動車
１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４：前輪駆動部
１６、２１６、３１６、４１６、５１６、６１６：駆動力伝達部
１８、２１８、３１８、４１８、５１８、６１８：後輪駆動部
２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０：前輪差動装置
２２、２２２、３２２、６２２：後輪差動装置
２４、２２４、３２４、４２４、５２４、６２４：第１切離し装置
２６、２２６、３２６、３２７、４２６、４２７、５２６、５２７、６２６：第２切離し装置
２８、２２８、３２８、４２８、４２９、５２８、５２９、６２８：回転差感応型カップリング
３０、３３０、６３０：ＥＣＵ
３２、３３２、４３２、５３２、６３２：エンジン
３４、３３４、６３４：変速機
３６、３３６：ドライブギア
３８：リングギア
４０、８０、３８０、６４０、６８０：デフケース
４２、４４、８２、８４、２８２、２８４、３８２、３８４、６４２、６４４、６８２、６８４：ピニオン
４６、４８、８６、８８、２８６、２８８、３８６、３８８、６４６、６４８、６８６、６８８：サイドギア
５０、６５０：左前輪駆動軸
５２、６５２：右前輪駆動軸
５４、３５４、６５４：左前輪
５６、３５６、６５６：右前輪
５８、３５８：デフケース軸
６０、３６０：ハイポイドリングギア軸
６２、９６、２６２、２９６、６６２、６９６：噛み合いクラッチ機構
６４、９８、２６４、２９８、３６４、３９８、３９９、６６４、６９８：アクチュエータ
６６、７８、２７８、３７８、４７８、５７８、６３８、６７８：ハイポイドリングギア
６８：出力ピニオン
７０、７４、６７０、６７４：自在継手
７２、６７２：プロペラシャフト
７６、２７６、６７６、７０９：ドライブピニオン
９０、３９０、４９０、６９０：左後輪駆動軸
９２、３９２、４９２、６９２：右後輪駆動軸
９４、２９４、６６０、６９４：同期機構
１００、３００、４００、５００、６００、７００：左後輪
１０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２：右後輪
１０４、１２６、３０６：ハウジング
１０６、１２８：ピニオン軸
１０８、１１０、１１２、１１４、１３２、１３４：テーパーローラベアリング
１１６：カップリングスリーブ
１１８、１４４：シフトフォーク
１２０、１４６：シフトロッド
１２２、１２４：シリンダ
１３０、４０４、４０６：サイドギア軸
１３６：クラッチ軸
１３８：ボークリング
１４０：インサートキー
１４２：クラッチスリーブ
１４８：ピニオン
１５０：ローラベアリング
１５２：ボールベアリング
１５４：バネ
１５６、１５８：軸穴
６５８：スプロケット軸
６６８：出力軸
７０４、７０８：スプロケット
７０６：チェーンベルト

Claims (5)

1. 第１駆動輪及び第２駆動輪に駆動力を配分する４輪駆動モードと、前記第１駆動輪のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
   エンジンからの駆動力を前記第１駆動輪に伝達する第１駆動部と、
   前記第１駆動部からの駆動力を前記第２駆動輪へ伝達する駆動力伝達部と、
   前記駆動力伝達部からの駆動力を前記第２駆動輪へ伝達する第２駆動部と、
   前記第１駆動輪と前記第２駆動輪との回転速度差に応じて駆動力を配分する回転差感応型カップリングと、
   前記第１駆動部から前記駆動力伝達部への駆動力の伝達を切断及び接続する第１切離し装置と、
   前記第２駆動部から前記第２駆動輪への駆動力の伝達を切断及び接続する第２切離し装置と、
   を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
   
2. 請求項１記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記回転差感応型カップリングは、前記第１切離し装置と前記第２駆動部との間に配置されたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
   
3. 請求項１記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記回転差感応型カップリングは、前記第２駆動部の出力軸と同軸に配置されたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
   
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記第１切離し装置及び前記第２切離し装置の少なくとも一方に、接続時に駆動力伝達部側と対向側との回転を同期する同期機構を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
   
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記第２切離し装置は、前記第２駆動部から前記第２駆動輪の左右少なくとも一方への駆動力の伝達を切断及び接続することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。

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