動力伝達装置
【課題】 出力シャフトのオフセットを極小化しうる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】 第１の端においてトランスミッションと結合可能なケーシングに、第１の軸の周りに回転可能な入力部材および出力部材を支承せしめ、前記入力部材と前記出力部材との間に断続部材を配置し、ギヤ部を前記出力部材を支承するベアリングより前記第１の端に向かって突出させ、出力シャフトに連結された第２のギヤ部をこれに噛合せしめる。
【解決手段】 第１の端においてトランスミッションと結合可能なケーシングに、第１の軸の周りに回転可能な入力部材および出力部材を支承せしめ、前記入力部材と前記出力部材との間に断続部材を配置し、ギヤ部を前記出力部材を支承するベアリングより前記第１の端に向かって突出させ、出力シャフトに連結された第２のギヤ部をこれに噛合せしめる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用される自動車用パワーテークオフユニットのごとき動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば前輪駆動の自動車では、車体の前方に据えられたエンジンがトルクを発生し、これをトランスミッションが受けてデファレンシャルを通じて左右の前輪に配分する。四輪駆動車の場合には、通常、かかるトランスミッションと組み合わせて、トルクの一部を後輪へ分配するパワーテークオフユニット（ＰＴＵ）が利用される。
【０００３】
ＰＴＵは、車体に対して横方向に延びた入力シャフト周りのトルクを、縦方向に延びた出力シャフト周りのトルクに変換する。出力シャフトはプロペラシャフトに駆動的に連結されており、これを介してトルクが後輪へ伝達される。
【０００４】
しばしば、パートタイム四輪駆動を実現するべく、トルクの伝達経路においてトルクの伝達を断続する装置が設けられる。エネルギ消費を抑制する観点からは、重いプロペラシャフトより以前においてトルクの伝達を遮断するのが有利であり、従って好ましくは断続装置はＰＴＵの内部に設けられる。これはＰＴＵを大型化する要因となりうる。
【０００５】
ＰＴＵは、通常、トランスミッションと横に並んで配置されるので、その出力シャフトは必然的に車体の中心から横方向に外れ（オフセット）、従ってプロペラシャフトもオフセットされる。車体に印加される荷重および力は対称的であることが好ましく、車体前後に長く伸びてトルクが加わるプロペラシャフトがオフセットを有するのは好ましくない。すなわち、ＰＴＵの出力シャフトおよびプロペラシャフトのオフセットは、その解決が長く望まれていた技術的課題である。
【０００６】
特許文献１，２は、関連する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６９６０５号公報
【特許文献２】特開２００９−２９２３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、トルク伝達の断続を可能にしながら小型であり、出力シャフトのオフセット、ひいてはプロペラシャフトのオフセットを極小化しうる動力伝達装置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】
【０００９】
トランスミッションのトルクを断続可能に伝達する動力伝達装置は、第１の端と、前記第１の端と対向する第２の端と、前記第１の端と前記第２の端とを結ぶ第１の軸と、前記第１の軸と平行でない第２の軸と、を有し、前記第１の端において前記トランスミッションと結合可能なケーシングと、前記ケーシングに支承され、前記トランスミッションにより駆動されて前記第１の軸の周りに回転可能な入力部材と、前記第２の端においてベアリングを介して前記ケーシングに回転可能に支承され、前記第１の軸の周りに回転可能な出力部材と、前記第１の端に向けて前記出力部材に嵌合し、前記出力部材と一体に回転可能であって、前記トルクの伝達を遮断する第１の位置と、前記入力部材と係合して前記入力部材から前記出力部材へ前記トルクを伝達する第２の位置と、の間で前記第１の軸の方向に可動な断続部材と、前記ベアリングより前記第１の端に向かって突出し、前記ベアリング以外の支承なしに前記出力部材と一体に回転するギヤ部と、前記トルクを伝えるべく前記ギヤ部と噛み合う第２のギヤ部を備え、前記第２の軸の周りに回転可能な軸部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
トルクを断続する断続部材は入力部材と出力部材との間に配置されるので、エネルギ消費を抑制しつつ、動力伝達装置の小型化が可能である。ギヤ部が第１の端に近接しているので、これと噛み合う第２のギヤ部も第１の端に近接し、以って軸部材（出力シャフト）のオフセットを極小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図４】何れかの実施形態による動力伝達装置が組み込まれた四輪駆動車の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の幾つかの例示的な実施形態を添付の図面を参照して以下に説明する。
【００１３】
図４を参照するに、何れかの実施形態による動力伝達装置１（または、１０１，２０１）は、例えばパートタイム四輪駆動車３０１に好適に利用される。エンジンあるいは電気モータとエンジンとの組み合わせが発生する駆動力（トルク）は、トランスミッション３０３のフロントデフ３０５を介して左右のフロントアクスル３０７に分配される。またトルクの一部は、パワーテークオフユニットたる動力伝達装置１（１０１，２０１）が受容し、プロペラシャフト３０９を介してリアデフ３１１に伝達され、左右のリアアクスル３１３に分配される。以下の実施形態によれば、トルク伝達の断続を可能にしながら小型の動力伝達装置１（１０１，２０１）を実現し、これは車体の中心Ｃに対する出力シャフトのオフセットＯＦを低減しうる。
【００１４】
第１の実施形態に係る動力伝達装置１は、ケーシング３と、このケーシング３に回転可能に支持され駆動力（トルク）が入力される入力部材５と、ケーシング３に入力部材５と相対回転可能に支持され入力部材５に入力された駆動力を出力するギヤ部７を有する出力部材９と、ケーシング３内に軸方向移動可能に配置され入力部材５と出力部材９との間に伝達される駆動力を断続部１１を介して断続する断続部材１３と、この断続部材１３を軸方向移動操作するアクチュエータ１５とを備えている。
【００１５】
ケーシング３は図１中で左端に示した第１の端においてトランスミッション３０３と結合可能である。第１の端と、第１の端に対向した第２の端とを結ぶ第１の軸（図中において水平に描かれた一点鎖線）の周りに、入力部材５と出力部材９とは回転可能にされている。ケーシング３は、第１の軸と平行でない第２の軸（図中において垂直に描かれた一点鎖線）を有しており、後述の軸部材３１は、この第２の軸の周りに回転可能にされており、出力シャフトとして機能する。
【００１６】
そして、入力部材５と出力部材９とは、それぞれの軸方向端面１７，１９が軸方向に対向して配置されている。
【００１７】
また、断続部材１３は、入力部材５と出力部材９との軸方向端面１７，１９間に配置されている。
【００１８】
さらに、出力部材９と断続部材１３とは、連結部２１を介して一体回転可能に連結され、連結部２１は、断続部材１３を断続部１１の接続方向に移動させるカムを有する対向した噛み合い歯により構成される。
【００１９】
また、出力部材９と断続部材１３との間には、断続部材１３を断続部１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されている。
【００２０】
さらに、出力部材９と断続部材１３とは、嵌合して互いの軸心同士のセンタリング部２４が形成されている。
【００２１】
また、断続部１１は、入力部材５と断続部材１３との軸方向間で対向する対向歯２５，２７の噛み合いにより構成される。
【００２２】
図１に示すように、動力伝達装置１は、ケーシング３と、入力部材５と、出力部材９と、方向変換ギヤ組２９と、軸部材３１と、断続部材１３と、アクチュエータ１５などから構成されている。
【００２３】
ケーシング３は、複数の分割ケースからなり、車体フレームや他の動力伝達機構を収容するケーシングなどの静止系部材（不図示）に固定される。このケーシング３内には、入力部材５と、出力部材９とが回転可能に収容されている。なお、本実施の形態のケーシング３においては、内部に各種部材の収容空間が広く形成されたケーシング本体４と、主に出力部材９の支持部を備えケーシング本体４を閉塞するカバー６とからなっている。
【００２４】
入力部材５は、中空状に形成され、外周がベアリング３３を介してケーシング３に回転可能に支持されている。なお、このベアリング３３は、入力部材５の外周を周方向の４箇所で支持する４点接触軸受となっており、入力部材５の支持が安定化されている。但し、入力部材５を軸方向に２点支持する一対のベアリングを用いてもよい。また、入力部材５とケーシング３との径方向間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材３５が配置されている。また、入力部材５の内周側には、入力側の伝達機構（不図示のデファレンシャル装置など）に連結されたシャフト（不図示の車軸或いは車軸中間軸など）が入力部材５と相対回転可能に挿通されている。このシャフトと入力部材５との径方向間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール手段であると共に摺動部材であるXリング３７が配置されている。
【００２５】
この入力部材５の軸方向端部の内周には、入力側の伝達機構に一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部３９が形成され、入力部材５に駆動力が入力される。この入力部材５に入力された駆動力は、後述のごとく断続部１１が噛み合うと、断続部材１３を介して出力部材９に出力される。
【００２６】
出力部材９は、中空状に形成され、軸心が入力部材５の軸心と同心となるように入力部材５と直列に配置され、ベアリング４１，４３を介してケーシング３のカバー６に入力部材５と相対回転可能に支持されている。ベアリング４１，４３は、ラジアル荷重のみならずスラスト荷重をも支えるべく、一対の円錐ころ軸受である。また、出力部材９の端部には、ナット４５がねじ締結され、ベアリング４１，４３に予圧が付与されると共に出力部材９の軸方向位置が位置決めされる。また、出力部材９の内周側には、入力側の伝達機構に連結されたシャフトが出力部材９と相対回転可能に挿通されている。このシャフトとケーシング３との径方向間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材４７が配置されている。この出力部材９の端部外周には、入力部材５から伝達された駆動力を出力する方向変換ギヤ組２９を構成するギヤ部７が設けられている。
【００２７】
方向変換ギヤ組２９は、大径のリングギヤであるギヤ部７と、小径のピニオン４９とからなるベベルギヤ組で変速駆動されるように構成され、出力部材９に伝達された駆動力を方向変換する。この方向変換ギヤ組２９を構成するピニオン４９は、軸部材３１の軸方向一端側に軸部材３１と連続する一部材で形成され、出力部材９から出力された駆動力を方向変換して軸部材３１に伝達する。
【００２８】
ギヤ部７は出力部材９と一体に回転するように構成されており、また好ましくはこれと一体に形成される。ギヤ部７はベアリング４１，４３より左端（第１の端）に向かって突出しており、ベアリング４１，４３以外による支承を受けていない。すなわち出力部材９に関わる何れの部材よりも左方に配置される。ベアリング４１，４３は上述のごとく一対の円錐ころ軸受であるので、ギヤの噛み合いによる荷重を受けても出力部材９が偏心運動ないし歳差運動を起こすことはない。
【００２９】
ピニオン（第２のギヤ部）４９は、好ましくは軸部材３１の一部分として形成され、ギヤ部７と噛み合うことにより出力部材９に伝達された駆動力（トルク）を軸部材３１に伝達する。左端に近接したギヤ部７に左から噛み合うので、軸部材３１の軸心はさらに左端寄りとなり、車体の中心Ｃに近接する。すなわちオフセットＯＦが低減される。
【００３０】
軸部材３１は、軸心が入力部材５及び出力部材９の軸心と直交する方向に配置され、軸方向に配置された２つのベアリング５１，５３を介してケーシング３のケーシング本体４に回転可能に支持されている。この軸部材３１の他端側外周には、スプライン形状の連結部５５が形成され、プロペラシャフトなどを介して出力側の伝達機構（不図示）側に連結された連結部材５７が一体回転可能に連結されている。
【００３１】
連結部材５７は、軸部材３１の端部にナット５９をねじ締結することによって軸方向位置が固定されると共に、ベアリング５１，５３に予圧が付与され軸部材３１の軸方向位置が位置決めされる。また、連結部材５７とケーシング３との径方向間にはケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材６１が配置されると共に、連結部材５７の外周にはシール部材６１のリップ部と摺動するダストカバー６３が配置されている。この連結部材５７に軸部材３１を介して伝達された駆動力は、出力側の伝達機構に伝達される。
【００３２】
このような入力部材５と出力部材９とは、それぞれの軸方向端面１７，１９が軸方向に対向して配置されている。このため、入力部材５と出力部材９とが径方向にオーバーラップして配置された２重構造となることがなく、入力部材５と出力部材９との軸方向長さを縮小することができる。この入力部材５と出力部材９との間の動力伝達は、断続部材１３によって断続される。
【００３３】
断続部材１３は、中空状に形成されて入力部材５と出力部材９との軸方向端面１７，１９間に配置され、軸方向一端側外周が出力部材９の内周に形成された凹部６５に軸方向移動可能に挿入されている。また、断続部材１３の内周側には、入力側の伝達機構に連結されたシャフトが断続部材１３と相対回転可能に挿通されている。この断続部材１３は、連結部２１を介して出力部材９と一体回転可能に連結されている。
【００３４】
この連結部２１は、出力部材９の周方向に複数形成された凸部と、断続部材１３の周方向に複数形成された凹部とが係合されている。これらの凸部と凹部との回転方向の係合面には、同一傾斜のカム面が形成され、断続部材１３の軸方向他端側に設けられた断続部１１に向けて断続部材１３を付勢し、以って断続部１１の噛み合いを強化している。
【００３５】
また、断続部材１３の軸方向端面と出力部材９の凹部６５との軸方向間には、断続部材１３を断続部１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されている。このように断続部材１３と一体回転可能に連結する出力部材９との間に付勢部材２３を配置することにより、断続部１１の接続が解除された状態で、断続部材１３と出力部材９との間に相対回転が発生しないので、付勢部材２３が断続部材１３及び出力部材９と摺動することがない。
【００３６】
断続部１１は、入力部材５と断続部材１３との軸方向に対向する対向面にそれぞれ設けられた複数の対向歯（第１のクラッチ歯，第２のクラッチ歯）２５，２７の噛み合いにより構成される。この断続部１１は、対向歯２５，２７が噛み合うと、入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が可能となり、入力側の伝達機構から入力部材５に入力された駆動力が出力部材９を介して出力側の伝達機構に出力される。また、断続部１１は、対向歯２５，２７の噛み合いが解除されると、入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が遮断され、入力側の伝達機構から入力部材５に入力された駆動力が出力部材９に伝達されず、出力側の伝達機構に駆動力が伝達されることがない。このような断続部１１は、断続部材１３の軸方向移動によって断続され、断続部材１３はアクチュエータ１５によって軸方向移動操作される。
【００３７】
アクチュエータ１５は、電動モータ６７と、シフトフォーク６９とを備えている。電動モータ６７は、ケーシング３のカバー６の外部に固定され、モータ軸７１がケーシング３の内部に配置され一端側がカバー６に支持され、他端側がケース本体４に支持されている。このモータ軸７１には、シフトフォーク６９が螺合されている。
【００３８】
シフトフォーク６９は、一端側がモータ軸７１に螺合され、他端側が断続部材１３の外周に設けられた係合溝７３に駆動的に係合している。シフトフォーク６９と係合溝７３との係合は、図１より明らかなように、ベアリング４１，４３やギヤ部７よりも、左端（第１の端）により近い位置である。また、シフトフォーク６９の一端側には、断続部１１の対向歯２５，２７が噛み合うときの待ち機構となる待ちバネ７５が配置されている。このシフトフォーク６９は、電動モータ６７の起動により、断続部１１の接続解除方向（図１における右方向）に移動し、断続部材１３を付勢部材２３の付勢力に抗して断続部１１の接続解除方向（第１の位置）に移動させる。この断続部材１３の移動により、断続部１１の接続が解除されて入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が遮断される。また、断続部１１を接続させる場合には、電動モータ６７を逆回転させ、シフトフォーク６９を断続部１１の接続方向に移動（図１におけるシフトフォーク６９の位置に移動）させ、付勢部材２３の付勢力によって断続部材１３を断続部１１の接続方向（第２の位置）に移動させて断続部１１を接続し、入力部材５と出力部材９との間の動力伝達を可能とする。
【００３９】
このように構成された動力伝達装置１では、断続部材１３が付勢部材２３の付勢力によって、常時、断続部１１の接続方向に付勢されており、断続部１１が接続状態となって入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が可能となっている。このとき、断続部１１は、断続部材１３と出力部材９との連結部２１に形成されたカムによって接続が強化されている。この状態からアクチュエータ１５の電動モータ６７を起動させ、シフトフォーク６９を断続部１１の接続解除方向に移動させることにより、断続部材１３が断続部１１の接続解除方向に移動され、断続部１１が接続解除状態となって入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が遮断される。
【００４０】
断続部１１は必然的に入力部材５と出力部材９との間に配置される。ここで動力伝達が遮断されるので、トランスミッション３０３から入力されたトルクは、プロペラシャフト３０９のみならず出力部材９、方向変換ギヤ組２９、軸部材３１の何れの回転にも消費されない。よって本実施形態はエネルギ消費を抑制しうる。またかかる部位は、先行技術においてはシャフトが延長されているに過ぎないが、本実施形態では、断続部１１やシフトフォーク６９を配置するためにかかる部位を利用している。すなわち、これらの配置のために特別のスペースを必要としないので、結果的に動力伝達装置１の小型化が可能である。
【００４１】
このような動力伝達装置１では、ケーシング３に入力部材５と出力部材９とが回転可能に支持され、ケーシング３に断続部材１３が軸方向移動可能に配置されているので、ケーシング３側のみで設計変更を行うことができ、動力伝達装置１を他の機構から独立して設計することができる。
【００４２】
また、入力部材５と出力部材９とは、それぞれの軸方向端面１７，１９が軸方向に対向して配置されているので、入力部材５と出力部材９の軸方向長さを縮小して配置させることができ、重量を低減して動力伝達装置１を小型化することができる。
【００４３】
さらに、断続部材１３を出力部材９のギヤ部７より軸方向端側に配置させることで、ピニオン４９の軸方向先端側に断続部材１３を配置させることができ、動力伝達装置１を軸方向にさらに小型化することができる。
【００４４】
従って、このような動力伝達装置１では、重量を低減し、ケーシング３側のみで設計を行うことができるので、小型化しつつ、独立して設計することができる。
【００４５】
また、断続部材１３は、入力部材５と出力部材９との軸方向端面１７，１９間に配置されているので、軸方向長さが縮小された入力部材５と出力部材９との間で断続部材１３の移動ストロークを確保することができ、断続部１１の断続特性を安定化させることができる。
【００４６】
さらに、出力部材９と断続部材１３とは、連結部２１を介して一体回転可能に連結され、連結部２１は、断続部材１３を断続部１１の接続方向に移動させるカムを有するので、連結部２１のカムによって断続部１１の接続を強化することができる。
【００４７】
また、出力部材９と断続部材１３との間には、断続部材１３を断続部１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されているので、一体回転可能に連結された出力部材９及び断続部材１３と付勢部材２３とが摺動することがなく、付勢部材２３の耐久性を向上することができる。
【００４８】
さらに、断続部１１は、入力部材５と断続部材１３との軸方向間で対向する対向歯２５，２７の噛み合いにより構成されるので、断続部材１３の軸方向移動ストロークを最小限に抑えることができ、動力伝達装置１を小型化することができる。加えて、入力部材５と出力部材９との間の動力伝達を確実な動作で断続することができ、断続部１１の断続特性を安定化させることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図２を用いて第２実施形態について説明する。
【００５０】
本実施の形態に係る動力伝達装置１０１は、入力部材１０３と出力部材１０５とは、それぞれの軸方向端面１０７，１０９が軸方向に対向して配置されている。
【００５１】
また、断続部１１１は、入力部材１０３と断続部材１１３との径方向間に形成された噛み合い歯１１５，１１７の噛み合いにより構成される。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。
【００５２】
図２に示すように、入力部材１０３は、軸方向の一端側の外径が他端側の外径より小径に形成されている。出力部材１０５は、ギヤ部７から軸方向の入力部材１０３側に向けてボス部１１９が延設されている。これらの入力部材１０３の一端側と出力部材１０５のボス部１１９とは、それぞれの軸方向端面１０７，１０９が軸方向に対向して配置されている。このように入力部材１０３と出力部材１０５とを配置させることにより、入力部材１０３と出力部材１０５とが径方向にオーバーラップして配置された２重構造となることがなく、入力部材１０３と出力部材１０５との軸方向長さを縮小することができる。また、入力部材１０３と出力部材１０５とが軸方向により近接して配置されているので、さらに入力部材１０３と出力部材１０５との軸方向長さを縮小することができる。なお、入力部材１０３の端部と出力部材１０５の端部との間は、噛み合い部を形成して互いにセンタリングさせてもよい。この入力部材１０３と出力部材１０５との間の動力伝達は、断続部材１１３によって断続される。
【００５３】
断続部材１１３は、環状に形成され、内周に形成された噛み合い歯１１７と出力部材１０５の外周に形成されたスプライン形状の連結部１２１とをスプライン連結させることにより出力部材１０５と一体回転可能で軸方向移動可能に配置されている。また、断続部材１１３の軸方向端面と出力部材１０５のギヤ部７の壁部との軸方向間には、断続部材１１３を断続部１１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されている。このように断続部材１１３と一体回転可能に連結する出力部材１０５との間に付勢部材２３を配置することにより、断続部１１１の接続が解除された状態で、断続部材１１３と出力部材１０５との間に相対回転が発生しないので、付勢部材２３が断続部材１１３及び出力部材１０５と摺動することがない。
【００５４】
断続部１１１は、入力部材１０３と断続部材１１３との径方向間に位置する外周面と内周面とにそれぞれ設けられた複数の噛み合い歯（第１のクラッチ歯，第２のクラッチ歯）１１５，１１７の噛み合いにより構成される。噛み合い歯１１５，１１７も第１の軸に沿って伸びたスプラインのように形成されており、付勢部材２３の付勢力によって断続部材１１３が入力部材１０３側に移動されると噛み合い歯１１５，１１７が噛み合い、以ってこの断続部１１１は入力部材１０３と出力部材１０５との間で動力伝達を可能にする。また、断続部１１１は、アクチュエータ１５の起動により断続部材１１３が付勢部材２３の付勢力に抗して出力部材１０５側に移動されると噛み合い歯１１５，１１７の噛み合いが解除され、入力部材１０３と出力部材１０５との間の動力伝達が遮断される。
【００５５】
このような動力伝達装置１０１では、入力部材１０３と出力部材１０５とのそれぞれの軸方向端面１０７，１０９が軸方向により近接して配置されているので、入力部材１０３と出力部材１０５の軸方向長さをより縮小して配置させることができ、重量を低減して動力伝達装置１０１を小型化することができる。
【００５６】
また、断続部１１１は、入力部材１０３と断続部材１１３との径方向間に形成された噛み合い歯１１５，１１７の噛み合いにより構成されるので、断続部材１１３が入力部材１０３の径方向にオーバーラップして配置され、動力伝達装置１０１を軸方向にさらに小型化することができる。加えて、断続部材１１３の軸方向移動ストロークを確保することができ、断続部１１１の断続特性を向上することができる。
【００５７】
（第３実施形態）
図３を用いて第３実施形態について説明する。
【００５８】
本実施の形態に係る動力伝達装置２０１は、出力部材９と断続部材１３とは、スプライン形状の連結部２０３を介して一体回転可能に連結されている。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。
【００５９】
図３に示すように、断続部材１３は、中空状に形成されて入力部材５と出力部材９との軸方向端面１７，１９間に配置され、軸方向一端側外周が出力部材９の内周に形成された凹部６５に軸方向移動可能に挿入されている。この断続部材１３の軸方向一端側外周と出力部材９の凹部６５の内周との間には、スプライン形状の連結部２０３が形成され、出力部材９と断続部材１３とが一体回転可能で断続部材１３が軸方向移動可能にスプライン連結されている。
【００６０】
この連結部２０３において、断続部材１３の軸方向端面と出力部材９の凹部６５の底部との軸方向間には、断続部材１３を断続部１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されている。このように断続部材１３と一体回転可能に連結する出力部材９との間に付勢部材２３を配置することにより、断続部１１の接続が解除された状態で、断続部材１３と出力部材９との間に相対回転が発生しないので、付勢部材２３が断続部材１３及び出力部材９と摺動することがない。
【００６１】
このような動力伝達装置２０１では、出力部材９と断続部材１３とがスプライン形状の連結部２０３を介して一体回転可能に連結されているので、簡易な構造で断続部材１３を出力部材９と一体回転可能で軸方向移動可能に配置させることができる。
【００６２】
なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、断続部材が出力部材と一体回転可能に連結されている。これは、断続部の接続を解除した状態で、断続部材が回転されることを防止し、燃費向上を図るためである。しかしながら、周辺部材の干渉などによって断続部材と出力部材とを一体回転可能に連結できない場合には、断続部材と入力部材とを一体回転可能に連結させてもよい。
【００６３】
また、第１実施形態に係る動力伝達装置では、断続部材と出力部材との連結部が凹凸部の係合となっており、凹凸部の係合面にカム面が形成されているが、断続部材の端部外周と出力部材の凹部内周にそれぞれスプライン形状の連結部を設けてスプライン連結させてもよい。
【００６４】
さらに、第２実施形態に係る動力伝達装置では、断続部材と出力部材との連結部にスプライン連結を採用しているが、これに限らず、第１実施形態の動力伝達装置のような凹凸部の連結であってもよい。この場合の断続部は、断続部材と入力部材とのうち一方の端部を大径に形成して内周に噛み合い歯を設け、他方の端部を小径に形成して外周に噛み合い歯を設ければよい。
【００６５】
好適な実施形態により本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記開示内容に基づき、当該技術分野の通常の技術を有する者が、実施形態の修正ないし変形により本発明を実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
トルク伝達の断続を可能にしながら、出力シャフトのオフセット、ひいてはプロペラシャフトのオフセットを極小化しうるＰＴＵのごとき動力伝達装置が提供される。
【符号の説明】
【００６７】
１，１０１，２０１…動力伝達装置
３…ケーシング
５，１０３…入力部材
７…ギヤ部
９，１０５…出力部材
１１，１１１…断続部
１３，１１３…断続部材
１５…アクチュエータ
１７，１９，１０７，１０９…軸方向端面
２１，２０３…連結部
２３…付勢部材
２５，２７…対向歯
１１５，１１７…噛み合い歯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用される自動車用パワーテークオフユニットのごとき動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば前輪駆動の自動車では、車体の前方に据えられたエンジンがトルクを発生し、これをトランスミッションが受けてデファレンシャルを通じて左右の前輪に配分する。四輪駆動車の場合には、通常、かかるトランスミッションと組み合わせて、トルクの一部を後輪へ分配するパワーテークオフユニット（ＰＴＵ）が利用される。
【０００３】
ＰＴＵは、車体に対して横方向に延びた入力シャフト周りのトルクを、縦方向に延びた出力シャフト周りのトルクに変換する。出力シャフトはプロペラシャフトに駆動的に連結されており、これを介してトルクが後輪へ伝達される。
【０００４】
しばしば、パートタイム四輪駆動を実現するべく、トルクの伝達経路においてトルクの伝達を断続する装置が設けられる。エネルギ消費を抑制する観点からは、重いプロペラシャフトより以前においてトルクの伝達を遮断するのが有利であり、従って好ましくは断続装置はＰＴＵの内部に設けられる。これはＰＴＵを大型化する要因となりうる。
【０００５】
ＰＴＵは、通常、トランスミッションと横に並んで配置されるので、その出力シャフトは必然的に車体の中心から横方向に外れ（オフセット）、従ってプロペラシャフトもオフセットされる。車体に印加される荷重および力は対称的であることが好ましく、車体前後に長く伸びてトルクが加わるプロペラシャフトがオフセットを有するのは好ましくない。すなわち、ＰＴＵの出力シャフトおよびプロペラシャフトのオフセットは、その解決が長く望まれていた技術的課題である。
【０００６】
特許文献１，２は、関連する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６９６０５号公報
【特許文献２】特開２００９−２９２３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、トルク伝達の断続を可能にしながら小型であり、出力シャフトのオフセット、ひいてはプロペラシャフトのオフセットを極小化しうる動力伝達装置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】
【０００９】
トランスミッションのトルクを断続可能に伝達する動力伝達装置は、第１の端と、前記第１の端と対向する第２の端と、前記第１の端と前記第２の端とを結ぶ第１の軸と、前記第１の軸と平行でない第２の軸と、を有し、前記第１の端において前記トランスミッションと結合可能なケーシングと、前記ケーシングに支承され、前記トランスミッションにより駆動されて前記第１の軸の周りに回転可能な入力部材と、前記第２の端においてベアリングを介して前記ケーシングに回転可能に支承され、前記第１の軸の周りに回転可能な出力部材と、前記第１の端に向けて前記出力部材に嵌合し、前記出力部材と一体に回転可能であって、前記トルクの伝達を遮断する第１の位置と、前記入力部材と係合して前記入力部材から前記出力部材へ前記トルクを伝達する第２の位置と、の間で前記第１の軸の方向に可動な断続部材と、前記ベアリングより前記第１の端に向かって突出し、前記ベアリング以外の支承なしに前記出力部材と一体に回転するギヤ部と、前記トルクを伝えるべく前記ギヤ部と噛み合う第２のギヤ部を備え、前記第２の軸の周りに回転可能な軸部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
トルクを断続する断続部材は入力部材と出力部材との間に配置されるので、エネルギ消費を抑制しつつ、動力伝達装置の小型化が可能である。ギヤ部が第１の端に近接しているので、これと噛み合う第２のギヤ部も第１の端に近接し、以って軸部材（出力シャフト）のオフセットを極小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図４】何れかの実施形態による動力伝達装置が組み込まれた四輪駆動車の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の幾つかの例示的な実施形態を添付の図面を参照して以下に説明する。
【００１３】
図４を参照するに、何れかの実施形態による動力伝達装置１（または、１０１，２０１）は、例えばパートタイム四輪駆動車３０１に好適に利用される。エンジンあるいは電気モータとエンジンとの組み合わせが発生する駆動力（トルク）は、トランスミッション３０３のフロントデフ３０５を介して左右のフロントアクスル３０７に分配される。またトルクの一部は、パワーテークオフユニットたる動力伝達装置１（１０１，２０１）が受容し、プロペラシャフト３０９を介してリアデフ３１１に伝達され、左右のリアアクスル３１３に分配される。以下の実施形態によれば、トルク伝達の断続を可能にしながら小型の動力伝達装置１（１０１，２０１）を実現し、これは車体の中心Ｃに対する出力シャフトのオフセットＯＦを低減しうる。
【００１４】
第１の実施形態に係る動力伝達装置１は、ケーシング３と、このケーシング３に回転可能に支持され駆動力（トルク）が入力される入力部材５と、ケーシング３に入力部材５と相対回転可能に支持され入力部材５に入力された駆動力を出力するギヤ部７を有する出力部材９と、ケーシング３内に軸方向移動可能に配置され入力部材５と出力部材９との間に伝達される駆動力を断続部１１を介して断続する断続部材１３と、この断続部材１３を軸方向移動操作するアクチュエータ１５とを備えている。
【００１５】
ケーシング３は図１中で左端に示した第１の端においてトランスミッション３０３と結合可能である。第１の端と、第１の端に対向した第２の端とを結ぶ第１の軸（図中において水平に描かれた一点鎖線）の周りに、入力部材５と出力部材９とは回転可能にされている。ケーシング３は、第１の軸と平行でない第２の軸（図中において垂直に描かれた一点鎖線）を有しており、後述の軸部材３１は、この第２の軸の周りに回転可能にされており、出力シャフトとして機能する。
【００１６】
そして、入力部材５と出力部材９とは、それぞれの軸方向端面１７，１９が軸方向に対向して配置されている。
【００１７】
また、断続部材１３は、入力部材５と出力部材９との軸方向端面１７，１９間に配置されている。
【００１８】
さらに、出力部材９と断続部材１３とは、連結部２１を介して一体回転可能に連結され、連結部２１は、断続部材１３を断続部１１の接続方向に移動させるカムを有する対向した噛み合い歯により構成される。
【００１９】
また、出力部材９と断続部材１３との間には、断続部材１３を断続部１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されている。
【００２０】
さらに、出力部材９と断続部材１３とは、嵌合して互いの軸心同士のセンタリング部２４が形成されている。
【００２１】
また、断続部１１は、入力部材５と断続部材１３との軸方向間で対向する対向歯２５，２７の噛み合いにより構成される。
【００２２】
図１に示すように、動力伝達装置１は、ケーシング３と、入力部材５と、出力部材９と、方向変換ギヤ組２９と、軸部材３１と、断続部材１３と、アクチュエータ１５などから構成されている。
【００２３】
ケーシング３は、複数の分割ケースからなり、車体フレームや他の動力伝達機構を収容するケーシングなどの静止系部材（不図示）に固定される。このケーシング３内には、入力部材５と、出力部材９とが回転可能に収容されている。なお、本実施の形態のケーシング３においては、内部に各種部材の収容空間が広く形成されたケーシング本体４と、主に出力部材９の支持部を備えケーシング本体４を閉塞するカバー６とからなっている。
【００２４】
入力部材５は、中空状に形成され、外周がベアリング３３を介してケーシング３に回転可能に支持されている。なお、このベアリング３３は、入力部材５の外周を周方向の４箇所で支持する４点接触軸受となっており、入力部材５の支持が安定化されている。但し、入力部材５を軸方向に２点支持する一対のベアリングを用いてもよい。また、入力部材５とケーシング３との径方向間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材３５が配置されている。また、入力部材５の内周側には、入力側の伝達機構（不図示のデファレンシャル装置など）に連結されたシャフト（不図示の車軸或いは車軸中間軸など）が入力部材５と相対回転可能に挿通されている。このシャフトと入力部材５との径方向間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール手段であると共に摺動部材であるXリング３７が配置されている。
【００２５】
この入力部材５の軸方向端部の内周には、入力側の伝達機構に一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部３９が形成され、入力部材５に駆動力が入力される。この入力部材５に入力された駆動力は、後述のごとく断続部１１が噛み合うと、断続部材１３を介して出力部材９に出力される。
【００２６】
出力部材９は、中空状に形成され、軸心が入力部材５の軸心と同心となるように入力部材５と直列に配置され、ベアリング４１，４３を介してケーシング３のカバー６に入力部材５と相対回転可能に支持されている。ベアリング４１，４３は、ラジアル荷重のみならずスラスト荷重をも支えるべく、一対の円錐ころ軸受である。また、出力部材９の端部には、ナット４５がねじ締結され、ベアリング４１，４３に予圧が付与されると共に出力部材９の軸方向位置が位置決めされる。また、出力部材９の内周側には、入力側の伝達機構に連結されたシャフトが出力部材９と相対回転可能に挿通されている。このシャフトとケーシング３との径方向間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材４７が配置されている。この出力部材９の端部外周には、入力部材５から伝達された駆動力を出力する方向変換ギヤ組２９を構成するギヤ部７が設けられている。
【００２７】
方向変換ギヤ組２９は、大径のリングギヤであるギヤ部７と、小径のピニオン４９とからなるベベルギヤ組で変速駆動されるように構成され、出力部材９に伝達された駆動力を方向変換する。この方向変換ギヤ組２９を構成するピニオン４９は、軸部材３１の軸方向一端側に軸部材３１と連続する一部材で形成され、出力部材９から出力された駆動力を方向変換して軸部材３１に伝達する。
【００２８】
ギヤ部７は出力部材９と一体に回転するように構成されており、また好ましくはこれと一体に形成される。ギヤ部７はベアリング４１，４３より左端（第１の端）に向かって突出しており、ベアリング４１，４３以外による支承を受けていない。すなわち出力部材９に関わる何れの部材よりも左方に配置される。ベアリング４１，４３は上述のごとく一対の円錐ころ軸受であるので、ギヤの噛み合いによる荷重を受けても出力部材９が偏心運動ないし歳差運動を起こすことはない。
【００２９】
ピニオン（第２のギヤ部）４９は、好ましくは軸部材３１の一部分として形成され、ギヤ部７と噛み合うことにより出力部材９に伝達された駆動力（トルク）を軸部材３１に伝達する。左端に近接したギヤ部７に左から噛み合うので、軸部材３１の軸心はさらに左端寄りとなり、車体の中心Ｃに近接する。すなわちオフセットＯＦが低減される。
【００３０】
軸部材３１は、軸心が入力部材５及び出力部材９の軸心と直交する方向に配置され、軸方向に配置された２つのベアリング５１，５３を介してケーシング３のケーシング本体４に回転可能に支持されている。この軸部材３１の他端側外周には、スプライン形状の連結部５５が形成され、プロペラシャフトなどを介して出力側の伝達機構（不図示）側に連結された連結部材５７が一体回転可能に連結されている。
【００３１】
連結部材５７は、軸部材３１の端部にナット５９をねじ締結することによって軸方向位置が固定されると共に、ベアリング５１，５３に予圧が付与され軸部材３１の軸方向位置が位置決めされる。また、連結部材５７とケーシング３との径方向間にはケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材６１が配置されると共に、連結部材５７の外周にはシール部材６１のリップ部と摺動するダストカバー６３が配置されている。この連結部材５７に軸部材３１を介して伝達された駆動力は、出力側の伝達機構に伝達される。
【００３２】
このような入力部材５と出力部材９とは、それぞれの軸方向端面１７，１９が軸方向に対向して配置されている。このため、入力部材５と出力部材９とが径方向にオーバーラップして配置された２重構造となることがなく、入力部材５と出力部材９との軸方向長さを縮小することができる。この入力部材５と出力部材９との間の動力伝達は、断続部材１３によって断続される。
【００３３】
断続部材１３は、中空状に形成されて入力部材５と出力部材９との軸方向端面１７，１９間に配置され、軸方向一端側外周が出力部材９の内周に形成された凹部６５に軸方向移動可能に挿入されている。また、断続部材１３の内周側には、入力側の伝達機構に連結されたシャフトが断続部材１３と相対回転可能に挿通されている。この断続部材１３は、連結部２１を介して出力部材９と一体回転可能に連結されている。
【００３４】
この連結部２１は、出力部材９の周方向に複数形成された凸部と、断続部材１３の周方向に複数形成された凹部とが係合されている。これらの凸部と凹部との回転方向の係合面には、同一傾斜のカム面が形成され、断続部材１３の軸方向他端側に設けられた断続部１１に向けて断続部材１３を付勢し、以って断続部１１の噛み合いを強化している。
【００３５】
また、断続部材１３の軸方向端面と出力部材９の凹部６５との軸方向間には、断続部材１３を断続部１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されている。このように断続部材１３と一体回転可能に連結する出力部材９との間に付勢部材２３を配置することにより、断続部１１の接続が解除された状態で、断続部材１３と出力部材９との間に相対回転が発生しないので、付勢部材２３が断続部材１３及び出力部材９と摺動することがない。
【００３６】
断続部１１は、入力部材５と断続部材１３との軸方向に対向する対向面にそれぞれ設けられた複数の対向歯（第１のクラッチ歯，第２のクラッチ歯）２５，２７の噛み合いにより構成される。この断続部１１は、対向歯２５，２７が噛み合うと、入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が可能となり、入力側の伝達機構から入力部材５に入力された駆動力が出力部材９を介して出力側の伝達機構に出力される。また、断続部１１は、対向歯２５，２７の噛み合いが解除されると、入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が遮断され、入力側の伝達機構から入力部材５に入力された駆動力が出力部材９に伝達されず、出力側の伝達機構に駆動力が伝達されることがない。このような断続部１１は、断続部材１３の軸方向移動によって断続され、断続部材１３はアクチュエータ１５によって軸方向移動操作される。
【００３７】
アクチュエータ１５は、電動モータ６７と、シフトフォーク６９とを備えている。電動モータ６７は、ケーシング３のカバー６の外部に固定され、モータ軸７１がケーシング３の内部に配置され一端側がカバー６に支持され、他端側がケース本体４に支持されている。このモータ軸７１には、シフトフォーク６９が螺合されている。
【００３８】
シフトフォーク６９は、一端側がモータ軸７１に螺合され、他端側が断続部材１３の外周に設けられた係合溝７３に駆動的に係合している。シフトフォーク６９と係合溝７３との係合は、図１より明らかなように、ベアリング４１，４３やギヤ部７よりも、左端（第１の端）により近い位置である。また、シフトフォーク６９の一端側には、断続部１１の対向歯２５，２７が噛み合うときの待ち機構となる待ちバネ７５が配置されている。このシフトフォーク６９は、電動モータ６７の起動により、断続部１１の接続解除方向（図１における右方向）に移動し、断続部材１３を付勢部材２３の付勢力に抗して断続部１１の接続解除方向（第１の位置）に移動させる。この断続部材１３の移動により、断続部１１の接続が解除されて入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が遮断される。また、断続部１１を接続させる場合には、電動モータ６７を逆回転させ、シフトフォーク６９を断続部１１の接続方向に移動（図１におけるシフトフォーク６９の位置に移動）させ、付勢部材２３の付勢力によって断続部材１３を断続部１１の接続方向（第２の位置）に移動させて断続部１１を接続し、入力部材５と出力部材９との間の動力伝達を可能とする。
【００３９】
このように構成された動力伝達装置１では、断続部材１３が付勢部材２３の付勢力によって、常時、断続部１１の接続方向に付勢されており、断続部１１が接続状態となって入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が可能となっている。このとき、断続部１１は、断続部材１３と出力部材９との連結部２１に形成されたカムによって接続が強化されている。この状態からアクチュエータ１５の電動モータ６７を起動させ、シフトフォーク６９を断続部１１の接続解除方向に移動させることにより、断続部材１３が断続部１１の接続解除方向に移動され、断続部１１が接続解除状態となって入力部材５と出力部材９との間の動力伝達が遮断される。
【００４０】
断続部１１は必然的に入力部材５と出力部材９との間に配置される。ここで動力伝達が遮断されるので、トランスミッション３０３から入力されたトルクは、プロペラシャフト３０９のみならず出力部材９、方向変換ギヤ組２９、軸部材３１の何れの回転にも消費されない。よって本実施形態はエネルギ消費を抑制しうる。またかかる部位は、先行技術においてはシャフトが延長されているに過ぎないが、本実施形態では、断続部１１やシフトフォーク６９を配置するためにかかる部位を利用している。すなわち、これらの配置のために特別のスペースを必要としないので、結果的に動力伝達装置１の小型化が可能である。
【００４１】
このような動力伝達装置１では、ケーシング３に入力部材５と出力部材９とが回転可能に支持され、ケーシング３に断続部材１３が軸方向移動可能に配置されているので、ケーシング３側のみで設計変更を行うことができ、動力伝達装置１を他の機構から独立して設計することができる。
【００４２】
また、入力部材５と出力部材９とは、それぞれの軸方向端面１７，１９が軸方向に対向して配置されているので、入力部材５と出力部材９の軸方向長さを縮小して配置させることができ、重量を低減して動力伝達装置１を小型化することができる。
【００４３】
さらに、断続部材１３を出力部材９のギヤ部７より軸方向端側に配置させることで、ピニオン４９の軸方向先端側に断続部材１３を配置させることができ、動力伝達装置１を軸方向にさらに小型化することができる。
【００４４】
従って、このような動力伝達装置１では、重量を低減し、ケーシング３側のみで設計を行うことができるので、小型化しつつ、独立して設計することができる。
【００４５】
また、断続部材１３は、入力部材５と出力部材９との軸方向端面１７，１９間に配置されているので、軸方向長さが縮小された入力部材５と出力部材９との間で断続部材１３の移動ストロークを確保することができ、断続部１１の断続特性を安定化させることができる。
【００４６】
さらに、出力部材９と断続部材１３とは、連結部２１を介して一体回転可能に連結され、連結部２１は、断続部材１３を断続部１１の接続方向に移動させるカムを有するので、連結部２１のカムによって断続部１１の接続を強化することができる。
【００４７】
また、出力部材９と断続部材１３との間には、断続部材１３を断続部１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されているので、一体回転可能に連結された出力部材９及び断続部材１３と付勢部材２３とが摺動することがなく、付勢部材２３の耐久性を向上することができる。
【００４８】
さらに、断続部１１は、入力部材５と断続部材１３との軸方向間で対向する対向歯２５，２７の噛み合いにより構成されるので、断続部材１３の軸方向移動ストロークを最小限に抑えることができ、動力伝達装置１を小型化することができる。加えて、入力部材５と出力部材９との間の動力伝達を確実な動作で断続することができ、断続部１１の断続特性を安定化させることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図２を用いて第２実施形態について説明する。
【００５０】
本実施の形態に係る動力伝達装置１０１は、入力部材１０３と出力部材１０５とは、それぞれの軸方向端面１０７，１０９が軸方向に対向して配置されている。
【００５１】
また、断続部１１１は、入力部材１０３と断続部材１１３との径方向間に形成された噛み合い歯１１５，１１７の噛み合いにより構成される。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。
【００５２】
図２に示すように、入力部材１０３は、軸方向の一端側の外径が他端側の外径より小径に形成されている。出力部材１０５は、ギヤ部７から軸方向の入力部材１０３側に向けてボス部１１９が延設されている。これらの入力部材１０３の一端側と出力部材１０５のボス部１１９とは、それぞれの軸方向端面１０７，１０９が軸方向に対向して配置されている。このように入力部材１０３と出力部材１０５とを配置させることにより、入力部材１０３と出力部材１０５とが径方向にオーバーラップして配置された２重構造となることがなく、入力部材１０３と出力部材１０５との軸方向長さを縮小することができる。また、入力部材１０３と出力部材１０５とが軸方向により近接して配置されているので、さらに入力部材１０３と出力部材１０５との軸方向長さを縮小することができる。なお、入力部材１０３の端部と出力部材１０５の端部との間は、噛み合い部を形成して互いにセンタリングさせてもよい。この入力部材１０３と出力部材１０５との間の動力伝達は、断続部材１１３によって断続される。
【００５３】
断続部材１１３は、環状に形成され、内周に形成された噛み合い歯１１７と出力部材１０５の外周に形成されたスプライン形状の連結部１２１とをスプライン連結させることにより出力部材１０５と一体回転可能で軸方向移動可能に配置されている。また、断続部材１１３の軸方向端面と出力部材１０５のギヤ部７の壁部との軸方向間には、断続部材１１３を断続部１１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されている。このように断続部材１１３と一体回転可能に連結する出力部材１０５との間に付勢部材２３を配置することにより、断続部１１１の接続が解除された状態で、断続部材１１３と出力部材１０５との間に相対回転が発生しないので、付勢部材２３が断続部材１１３及び出力部材１０５と摺動することがない。
【００５４】
断続部１１１は、入力部材１０３と断続部材１１３との径方向間に位置する外周面と内周面とにそれぞれ設けられた複数の噛み合い歯（第１のクラッチ歯，第２のクラッチ歯）１１５，１１７の噛み合いにより構成される。噛み合い歯１１５，１１７も第１の軸に沿って伸びたスプラインのように形成されており、付勢部材２３の付勢力によって断続部材１１３が入力部材１０３側に移動されると噛み合い歯１１５，１１７が噛み合い、以ってこの断続部１１１は入力部材１０３と出力部材１０５との間で動力伝達を可能にする。また、断続部１１１は、アクチュエータ１５の起動により断続部材１１３が付勢部材２３の付勢力に抗して出力部材１０５側に移動されると噛み合い歯１１５，１１７の噛み合いが解除され、入力部材１０３と出力部材１０５との間の動力伝達が遮断される。
【００５５】
このような動力伝達装置１０１では、入力部材１０３と出力部材１０５とのそれぞれの軸方向端面１０７，１０９が軸方向により近接して配置されているので、入力部材１０３と出力部材１０５の軸方向長さをより縮小して配置させることができ、重量を低減して動力伝達装置１０１を小型化することができる。
【００５６】
また、断続部１１１は、入力部材１０３と断続部材１１３との径方向間に形成された噛み合い歯１１５，１１７の噛み合いにより構成されるので、断続部材１１３が入力部材１０３の径方向にオーバーラップして配置され、動力伝達装置１０１を軸方向にさらに小型化することができる。加えて、断続部材１１３の軸方向移動ストロークを確保することができ、断続部１１１の断続特性を向上することができる。
【００５７】
（第３実施形態）
図３を用いて第３実施形態について説明する。
【００５８】
本実施の形態に係る動力伝達装置２０１は、出力部材９と断続部材１３とは、スプライン形状の連結部２０３を介して一体回転可能に連結されている。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。
【００５９】
図３に示すように、断続部材１３は、中空状に形成されて入力部材５と出力部材９との軸方向端面１７，１９間に配置され、軸方向一端側外周が出力部材９の内周に形成された凹部６５に軸方向移動可能に挿入されている。この断続部材１３の軸方向一端側外周と出力部材９の凹部６５の内周との間には、スプライン形状の連結部２０３が形成され、出力部材９と断続部材１３とが一体回転可能で断続部材１３が軸方向移動可能にスプライン連結されている。
【００６０】
この連結部２０３において、断続部材１３の軸方向端面と出力部材９の凹部６５の底部との軸方向間には、断続部材１３を断続部１１の接続方向に付勢する付勢部材２３が配置されている。このように断続部材１３と一体回転可能に連結する出力部材９との間に付勢部材２３を配置することにより、断続部１１の接続が解除された状態で、断続部材１３と出力部材９との間に相対回転が発生しないので、付勢部材２３が断続部材１３及び出力部材９と摺動することがない。
【００６１】
このような動力伝達装置２０１では、出力部材９と断続部材１３とがスプライン形状の連結部２０３を介して一体回転可能に連結されているので、簡易な構造で断続部材１３を出力部材９と一体回転可能で軸方向移動可能に配置させることができる。
【００６２】
なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、断続部材が出力部材と一体回転可能に連結されている。これは、断続部の接続を解除した状態で、断続部材が回転されることを防止し、燃費向上を図るためである。しかしながら、周辺部材の干渉などによって断続部材と出力部材とを一体回転可能に連結できない場合には、断続部材と入力部材とを一体回転可能に連結させてもよい。
【００６３】
また、第１実施形態に係る動力伝達装置では、断続部材と出力部材との連結部が凹凸部の係合となっており、凹凸部の係合面にカム面が形成されているが、断続部材の端部外周と出力部材の凹部内周にそれぞれスプライン形状の連結部を設けてスプライン連結させてもよい。
【００６４】
さらに、第２実施形態に係る動力伝達装置では、断続部材と出力部材との連結部にスプライン連結を採用しているが、これに限らず、第１実施形態の動力伝達装置のような凹凸部の連結であってもよい。この場合の断続部は、断続部材と入力部材とのうち一方の端部を大径に形成して内周に噛み合い歯を設け、他方の端部を小径に形成して外周に噛み合い歯を設ければよい。
【００６５】
好適な実施形態により本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記開示内容に基づき、当該技術分野の通常の技術を有する者が、実施形態の修正ないし変形により本発明を実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
トルク伝達の断続を可能にしながら、出力シャフトのオフセット、ひいてはプロペラシャフトのオフセットを極小化しうるＰＴＵのごとき動力伝達装置が提供される。
【符号の説明】
【００６７】
１，１０１，２０１…動力伝達装置
３…ケーシング
５，１０３…入力部材
７…ギヤ部
９，１０５…出力部材
１１，１１１…断続部
１３，１１３…断続部材
１５…アクチュエータ
１７，１９，１０７，１０９…軸方向端面
２１，２０３…連結部
２３…付勢部材
２５，２７…対向歯
１１５，１１７…噛み合い歯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションのトルクを断続可能に伝達する動力伝達装置であって、
第１の端と、前記第１の端と対向する第２の端と、前記第１の端と前記第２の端とを結ぶ第１の軸と、前記第１の軸と平行でない第２の軸と、を有し、前記第１の端において前記トランスミッションと結合可能なケーシングと、
前記ケーシングに支承され、前記トランスミッションにより駆動されて前記第１の軸の周りに回転可能な入力部材と、
前記第２の端においてベアリングを介して前記ケーシングに回転可能に支承され、前記第１の軸の周りに回転可能な出力部材と、
前記第１の端に向けて前記出力部材に嵌合し、前記出力部材と一体に回転可能であって、前記トルクの伝達を遮断する第１の位置と、前記入力部材と係合して前記入力部材から前記出力部材へ前記トルクを伝達する第２の位置と、の間で前記第１の軸の方向に可動な断続部材と、
前記ベアリングより前記第１の端に向かって突出し、前記ベアリング以外の支承なしに前記出力部材と一体に回転するギヤ部と、
前記トルクを伝えるべく前記ギヤ部と噛み合う第２のギヤ部を備え、前記第２の軸の周りに回転可能な軸部材と、
を備えた、動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、
前記ベアリングおよび前記ギヤ部よりも前記第１の端により近い位置において前記断続部材に駆動的に係合したシフトフォークを備え、前記シフトフォークを介して前記断続部材を駆動するアクチュエータをさらに備えた動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力伝達装置であって、前記入力部材は第１のクラッチ歯を備え、前記断続部材は前記第１のクラッチ歯と係合する第２のクラッチ歯を備えた、動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３に記載の動力伝達装置であって、前記第１のクラッチ歯は前記入力部材の端面に形成され、前記第２のクラッチ歯は前記断続部材の対向する端面に形成されている、動力伝達装置。
【請求項５】
請求項３に記載の動力伝達装置であって、前記第１のクラッチ歯および前記第２のクラッチ歯は、前記第１の軸に沿って延びたスプラインである、動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の動力伝達装置であって、
前記断続部材を前記第２の位置に向けて付勢するカムを備え、前記断続部材を前記出力部材と一体に回転させるべく構成された連結部をさらに備えた、動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の動力伝達装置であって、
前記断続部材を前記第２の位置に向けて付勢する付勢部材をさらに備えた、動力伝達装置。
【請求項１】
トランスミッションのトルクを断続可能に伝達する動力伝達装置であって、
第１の端と、前記第１の端と対向する第２の端と、前記第１の端と前記第２の端とを結ぶ第１の軸と、前記第１の軸と平行でない第２の軸と、を有し、前記第１の端において前記トランスミッションと結合可能なケーシングと、
前記ケーシングに支承され、前記トランスミッションにより駆動されて前記第１の軸の周りに回転可能な入力部材と、
前記第２の端においてベアリングを介して前記ケーシングに回転可能に支承され、前記第１の軸の周りに回転可能な出力部材と、
前記第１の端に向けて前記出力部材に嵌合し、前記出力部材と一体に回転可能であって、前記トルクの伝達を遮断する第１の位置と、前記入力部材と係合して前記入力部材から前記出力部材へ前記トルクを伝達する第２の位置と、の間で前記第１の軸の方向に可動な断続部材と、
前記ベアリングより前記第１の端に向かって突出し、前記ベアリング以外の支承なしに前記出力部材と一体に回転するギヤ部と、
前記トルクを伝えるべく前記ギヤ部と噛み合う第２のギヤ部を備え、前記第２の軸の周りに回転可能な軸部材と、
を備えた、動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、
前記ベアリングおよび前記ギヤ部よりも前記第１の端により近い位置において前記断続部材に駆動的に係合したシフトフォークを備え、前記シフトフォークを介して前記断続部材を駆動するアクチュエータをさらに備えた動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力伝達装置であって、前記入力部材は第１のクラッチ歯を備え、前記断続部材は前記第１のクラッチ歯と係合する第２のクラッチ歯を備えた、動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３に記載の動力伝達装置であって、前記第１のクラッチ歯は前記入力部材の端面に形成され、前記第２のクラッチ歯は前記断続部材の対向する端面に形成されている、動力伝達装置。
【請求項５】
請求項３に記載の動力伝達装置であって、前記第１のクラッチ歯および前記第２のクラッチ歯は、前記第１の軸に沿って延びたスプラインである、動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の動力伝達装置であって、
前記断続部材を前記第２の位置に向けて付勢するカムを備え、前記断続部材を前記出力部材と一体に回転させるべく構成された連結部をさらに備えた、動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の動力伝達装置であって、
前記断続部材を前記第２の位置に向けて付勢する付勢部材をさらに備えた、動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６３７６２（Ｐ２０１３−６３７６２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７６７４１（Ｐ２０１２−１７６７４１）
【出願日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【出願人】（０００２２５０５０）ＧＫＮドライブラインジャパン株式会社 (409)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【出願人】（０００２２５０５０）ＧＫＮドライブラインジャパン株式会社 (409)
【Ｆターム（参考）】
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