JPH01115733A - ４輪駆動車の切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は２輪駆動と４輪駆動とを切換えるようにした４
輪駆動車の切換装置に関するものである。

（従来技術） 最近の自動車においては、２輪駆動と４輪駆動とを選択
的に切換えるようにしたものが多くなっている。このた
めの切換装置は、大きな動力（トルク）が伝達し得るよ
うに噛合選択式とされているのが一般的であり、噛合時
に４輪駆動とされ、噛合解除時に２輪駆動とされる。

このような噛合式の切換装置にあっては、噛合機構は手
動あるいは電磁式の７クチユエータによって切換作動さ
れるが、同期装置を有していないため４輪駆動を選択す
るような切換作動を行ったときは、回転差を生じている
と噛合関係がうまくいかない場合がある。このため、い
わゆるスプリングを利用した待ち機構を設けて、噛合が
不可能なときは、噛合待機位置で切換力を−Ｈスプリン
グの圧縮力として貯えておき、噛合が可能な状態となっ
たときに上記圧縮されたスプリングの付勢力によって噛
合完了状態とするようなことも行われている（実開昭６
０−１４７５２４号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、近時は、２輪駆動と４輪駆動との切換を極力
簡単、スムーズかつ確実に行えるようにすることが強く
望まれている。特に最近では、乗用車タイプの自動車に
おいて２輪駆動と４輪駆動とを切換可能にしたものが多
くなっているが、この種の自動車にあってはこのような
要請が特に強く、そのため、切換機構に同期装置を設け
るとともに、アクチュエータにて切換作動するようにし
たものがある。しかしながら、このものにおいては、ア
クチュエータによる切換速度に限度があることから同期
不良が生じる可能性があった。つまり同期装置のシンク
ロナイザ−リング及び接続さ仝 れるギヤとが同期した状態でスリーブがシンクロナイザ
−リングを押し分けて上記接“統されるギヤに噛み合う
までのストローク中にスリーブによってそれまで作用し
ていたシンクロナイザ−リングを押圧する力がなくなる
にもかかわらず、スリーブとギヤとが噛み合っていない
状態が所定時間（アクチュエータにより一定速度で上記
ストローク移動するに要する時間）生じてしまうことか
ら同期した゛ギヤとシンクロナイザ−リング（スリーブ
）とが再び相対回転してしまうことになるからである。

したがって、本発明の目的は、同期装置をもつ切換機構
における２輪駆動と４輪駆動との切換えを同期不良なく
より簡単、スムーズかつ確実になし得るようにした４輪
駆動車の切換装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明においては、第１に２輪駆動・４輪
駆動切換用の切換機構を同期噛合式として、この噛合す
なわち２輪駆動から４輪駆動への切換えをよりスムーズ
に行うようにしである。第２に１本発明にあっては、こ
の切換機構における切換スリーブギアの作動を電磁式の
７クチユエータによって行うことにより、運転者による
切換操作を極力簡単化するようにしである。第３に、上
記アクチュエータと切換スリーブギアとの間の４輪駆動
選択用の切換力伝達系路中に弾性体を利用した待ち機構
介在させて、同期噛合式切換装置の同期不良のような事
態を確実に回避すると共に、アクチュエータに対して必
要以上に無理な力が加わらないようにしである。また、
この待ち機構を設けることによって、アクチュエータの
急激な作動を弾性体が緩衝して、４輪駆動切換時に生じ
易いエンプレ感（従動輪とされていた２輪を駆動輪とす
る際に生じる一種のトルクショック）が低減される。具
体的には、本発明においては次のような構成としである
。すなわち、同期噛合式とされ噛合時に４輪駆動が選択
されるように設定された２輪駆動・４輪駆動切換用の切
換機構と、 前記切換機構における切換用のスリーブギアを駆動する
ための電磁式のアクチュエータと、前記アクチュエータ
と前記スリーブギアとの間の四輪駆動選択用の切換力伝
達系路中に介在され、少なくとも前記切換機構の同期状
態から噛合可地状態までに要する該切換スリーブギアの
ストローク分だけ圧縮変形可能とされた弾性体と、を備
えた構成としである。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図においてｌは入力軸、２は該入力軸１と同軸状に
配置された後輪駆動軸、３は該後輪駆動軸２に対して平
行方向に向けてしかも相互に離間して配置された前輪駆
動輪であり、入力軸１には図示を略すエンジン出力軸か
らの動力が入力される。この入力軸ｌと後輪駆動軸２上
に後述する副変速装置４とセンターデファレンシャル装
置５とこれに切換えを行う第１切換機構６と第２切換機
構７とがそれぞれ配置されている。

副変速装置４は、入力軸ｌに伝達された回転を選択的に
、高・低二段階に切換えて後述するセンターデファレン
シャル装置５偏に伝達するためのものであって、プラネ
タリ式ギア機構で構成されている。具体的には、ケーシ
ング２８側に固定された第１リングギア２６と第１中間
軸８上に相対回転可能に取付けられた第１サンギア２４
と、該第１中間軸８に固定された第１キヤリア２７に取
付けられた第１ピニオンギア２５とを備えている。

この副変速装置４の軸方向外方に（入力軸１側）には、
この副変速装置４のトルク伝達閉路を切換える前述した
第１切換機構６が備えられている。この第１切換機構６
は、スリーブギア式切換機構で構成されており、上記入
力軸ｌに形成された第１切換ギア２１と、」−記第１キ
ャリア２７にスプライン係合された第２切換ギア２２と
、上記第１サンギア２４に形成された第３切換ギア２３
と、その軸方向に摺動変位せしめられることによりこれ
ら三つの切換ギア２１．２２．２３に対して選択的に噛
合する第１スリーブギア２９とを備えている。そして、
この第１切換機構６によれば、第１図に示す如く第１ス
リーブギア２９が第１切換ギア２１と第２切換ギア２２
とに噛合した状態においては、入力軸１の回転は減速さ
れずにそのまま第１キヤリア２７に伝達され、該第１キ
ヤリア２７から後述のセンターデファレンシャル装置５
偏に出力される。すなわち、高速変速段が構成される（
パターンａ）。

これに対して、第１スリーブギ２９が１１１Ｍの状態か
ら右方向（副変速装置４側）に移動して第１切換ギア２
１と第３切換ギア２３とに噛合し、第２切換ギア２２．
とは被噛合とされた状態においては、入力軸１の回転は
、副変速装置４の第１サンギア２４に伝達されさらに該
第１サングア２４から第１ピニオンギア２５を介して第
１リングギア２６に伝達される。したがって、入力軸１
の回転は減速されて第１キヤリア２７からセンターデフ
ァレンシャル装！５偏に出力される。すなわち、サンギ
ア人力−キャリア出力方式のプラネタリ式ギアが構成さ
れ、これにより低速変速段が構成される（パターンｂ）
。

センターデファレンシャル装置５は、上記後輪駆動軸２
と前輪駆動軸３との間で差動作用を行うためのものであ
って、上記副変速装置４と同様にプラネタリ式ギア機構
で構成されている。具体的には、後輪駆動軸２に形成さ
れた第２サンギア３５と、上記副変速装置４の第１キヤ
リア２７に一体的に形成された第２リングギア３７と、
第３中間軸ｌＯと一体的に形成された第２キヤリア３８
に固定された第２ピニオンギア３６とを有している。

さらに、このセンターデファレンシャル装置５の軸方向
外方には、該センターデファレンシャル装置５のトルク
伝達閉路を切換えることによって後輪駆動軸２と前輪駆
動軸３との間における差動作用を制御すると同時に２輪
駆動（以下、単に２ＷＤという）と４輪駆動（以下、単
に４ＷＤという）の切換とを行う前述した第２切換機構
７が設けられている。すなわち、第２切換機構７は、後
輪駆動軸２に対してスプライン係合された第４切換ギア
３１と、第３中間軸ｌＯにスプライン係合された第５切
換ギア３２と、該第３中間軸ｌＯの外側に相対回動自在
に係合された第４中間軸１１に一体的に形成された第６
切換ギア３３と、軸方向に摺動変位することによりこれ
ら三つの切換ギア３１．３２．３３に対して選択的に噛
合する第２スリーブギア３４とを有している。また、第
４中間軸１１にはフロント側駆動ギア４１が形成され、
さらにこのフロント側駆動ギア４１はチェーン１５を介
して上記前輪駆動軸３側に取付けたフロント側従動ギア
４２に連結されている。

この第２切換機構７の切換パターンはＡ、Ｂ、Ｃ三つあ
り、先ずパターンＡは第１図に示すように第２スリーブ
ギア３４により第４切換ギア３１と第５切換ギア３２と
が結合され、第６切換ギア３３がフリーとされた状態で
ある。このパターンＡにおいてはセンターデファレンシ
ャル装置５の第２サンギア３５と第２ビニオンギア３６
が一体化されるため第２リングギア３７の回転はそのま
ま後輪駆動軸２側のみに伝達され、２ＷＤ状態が実現さ
れる。

パターンＢは、第２図に示すように第２スリーブギア３
４により第５切換ギア３２と第６切換ギア３３が結合さ
れ、第４切換ギア３１がフリーとされた状態である。こ
のパターンＢにおいては、第４中間軸１１と第３中間軸
ｌＯが結合されるため４ＷＤ状悪が実現される。また、
これと同時に、センターデファレンシャル装置５はフリ
ー状態となっており、後輪駆動軸２と前輪駆動軸３間に
おいて差動作用が行われる。

パターンＣは、第３図に示すように第２スリーブギア３
４によって第４切換ギア３１と第５切換ギア３２と第６
切換ギア３３の王者が一体的に結合された状態である。

このパターンＣにおいては、第４中間軸と８８３中間軸
１０とが結合されるため４ＷＤ状悪が実現されると同時
に、後輪駆動軸２と第３中間軸１０とが結合されるとこ
ろからセンターデファレンシャル装置５がロック状態に
なり後輪駆動軸２と前輪駆動軸３との間における差動作
用は行われない。

このように構成された動力伝達装置Ｚにおいては、上記
第１切換機構６と第２切換機構７の切換パターンの選択
により、次表に示す如き４つの作動パターンが得られる
ようになっている。

なお１図示していないが２ＷＤ状態のときに従動輪（前
輪）側の駆動系路の回転を阻止するリモートフリーホイ
ールを前輪駆動軸上に備えている。

（以下余白） 第４図には、前記第２切換機構７と、これを駆動するた
めの電磁式アクチュエータ（例えばステップモータ、Ｄ
Ｃモータ等）Ｍと、該アクチュエータＭからの切換力を
切換機構７へ伝達するための切換力伝達機構Ｔとが示さ
れている。

上記第２切換機構７は、特に第５図に示すように、同期
噛合式とされている。すなわち、第２切換機構７は、切
換スリーブギア３４の他、シンクロナイザキー５１、シ
ンクロナイザリング５２および４輪駆動選択用となる第
６切換ギア３３に形成されたコーン部５３を有する。こ
のような同期噛合式の第２切換機構７は、第４図、第５
図に示す２輪駆動選択の状態（第６図■参照）から、ス
リーブギア３４を図中左方動させると、キー５１がリン
グ５２をコーン部５３に圧接する（摩擦係合）と共に、
スリーブギア３４の傾斜端面がリング５２の傾斜面に当
接する（同期完了−第６図■参照）−０さらなるスリー
ブギア３４の左方動により、当該スリーブギア３４が第
６切換ギア３３の端面に接触しく第６図■参照）、やが
てこの第６切換ギア３３と噛合可能位置となり（第６図
■参照）、最終的に噛合完了となる（４輪駆動選択完了
−第６図■参照）、なお、モータ等の電磁式アクチュエ
ータにより切換えるものにおいては、操作速度には限度
があり、上述した同期状態から噛合可能位置まで瞬間的
に移行しないため前途の同期不良を生ずる場合もあり得
るが、この場合は後述する待ち機構によって噛合完了が
確実になされることになる。

再び第４図において、前記アクチュエータＭは、動力伝
達装置ＺのケーシングＣに固定され、このアクチュエー
タＭの駆動力が、切換力伝達機構Ｔを介して前記スリー
ブギア３４に伝達される。この伝達機構Ｔは、減速機構
６１、カム軸６２、カムフォロア６３、弾性体としての
スプリング６４、ばね座６５、シフトフォー”り６６を
備えている。上記カム軸６２は、後輪駆動軸２と平行に
ケーシングＣに回転自在に保持され、アクチュエータＭ
によって減速機構６１を介して正転あるいは逆転される
。

また、カム軸６１と平行に保持軸６７が固定保持され、
この保持軸６７に対して、カムフォロア６３、ばね座６
５、シフトフォーク６６が摺動自在に嵌合されている。

カムフォロア６３は、第７図に示すように、保持軸６７
に摺動自在に嵌合する筒部６３ａと、筒部６３ａより一
体的に延設されたアーム部６３ｂと、このアーム部６３
ｂの先端部に回転自在に保持されたローラからなるフォ
ロア部６３ｃと、を有し、このフォロア部８３ｃが、カ
ム軸６２の外周面に形成されたカム溝６２ａに嵌合され
ている。そして、カムフォロア６３は、その筒部６３ａ
に一体的に伸びる先端二又状のフォーク部６３ｄが、カ
ム軸６２の外周に嵌合されている。これにより、カム軸
６２が正転あるいは逆転されると、フォーク部６３ｄに
より回り止めされてカムフォロア６３が１図中左方ある
いは右方へ変位される。

前記シフトフォーク６６は、軸方向に離間した第１、第
２１７）　２　ツ１７）筒部６６ａ、６６ｂとを有し、
この両筒部６６ａと６６ｂ部分によって保持軸６７に摺
動自在に嵌合されている。この第１筒部６６ａから一体
的にシフトフォーク部６６ｃが延設され、このシフトフ
ォーク部６６ｃの先端部が、前記スリーブギア３４外周
に形成された係合溝３４ａ内に嵌合されている。この第
１．第２の両筒部６６ａと６６ｂとの間において、筒状
のばね座６５が保持軸６７に対して摺動自在に嵌合され
、このばね座６５とカムフォロア６３の筒部６３ａとの
間に、コイルスプリング６４が介装されている。そして
、２輪駆動選択状態にある第４図の状態では、スプリン
グ６４により、カムフォロア６３の筒部６３ａとシフト
フォーク６６の第１筒部６６ａとが軽く邑接する状態と
されている。

以上のような構成によって、２輪駆動から４輪駆動へと
切換えるべくアクチュエータＭが例えば正転される。こ
れによりカム軸６２が第４図矢印が示すように正転され
、そのカム溝６２ａの作用によって、カムフォロア６３
が第４図左方動される。これにより、シフトフォーク６
６は第４図左方への力を受け、スリーブギア３４を第４
図左方、すなわちスリーブギア３４が第６切換ギア３３
と噛合う方向へ押圧する。アクチュエータＭそのものは
４輪駆動選択位置より所定ストローク手前にまで一気に
駆動されるも、スリーブギア３４は第６図（多に示す同
期完了位置で停止されてしまうことになる°、このとき
は、上記アクチュエータＭの４輪駆動選択位置手前にま
で回転した分に相当するストローク量だけ、カムフォロ
ア６３はスプリング６４を圧縮して変位するもので、ス
プリング６４の圧縮によりアクチュエータＭに所定値以
上の負荷がかかることによって、アクチュエータ自体が
有する負荷検出センサの出力によって７クチユ工−タＭ
を停止しスリーブギヤ３４を停止するようになっており
、この停止位置が４輪駆動選択位置より所定ストローク
手前となるよう設定されている（シフトフォーク６６は
スリーブギア３４が同期完了位置にある状態に対応した
位置に維持）、このスプリング６４が圧縮されている状
態において、第６切換ギア３３の相対回転位置がスリー
ブギア３４が噛合回部な位置にまで変化すると、圧縮さ
れていたスプリング６４の付勢力を受けてシフトフォー
ク６６したがってスリーブギア３４が変位し、噛合が完
了する（４輪駆動選択）、勿論スプリング６４の圧縮変
形し得る範囲は、少なくとも第６図■の同期完了位置か
ら第６図■の噛合可能位置までの間のスリーブギア３４
のストロークに相当する分以上に設定されている。

上記４輪駆動選択の状態から７クチユ工−タＭを逆転さ
せるとカム軸６２が逆転される結果、カムフォロア６３
が第４図に左方動される。この結果、シフトフォーク６
６の第１筒部６８ａがカムフォロア６３の筒部６３ａに
より右方へ押圧されて、当該シフトフォーク６６したが
ってスリーブギア２４が第４図左方動する。これにより
、２輪駆動選択へと切換えられる。

ここで、同期噛合式とされた第２切換機構７においては
、第５図に示すように、第６切換ギア３３に保持された
スプリング７１とボール７２とによって、シンクロナイ
ザリング５２がコーン部５３から離間する方向に付勢さ
れている。これにより、噛合解除された第５図の２輪駆
動選択状態では、リング５２とコーン部５３との間に若
干隙間が形成されて焼付けが防止される（オイル通路を
符号７３で示す）、また、待ち機構用のスプリング６４
による緩衝作用と合せて、スプリング７１による緩衝作
用によって４輪駆動選択時におけるショック低減がより
一層良好に行われることになる。

さらにアクチュエータＭが４輪駆動選択位置となったこ
とを検出するスイッチを設ける一方、このスイッチによ
りリモートフリーホイールを作動制御するよう構成して
、アクチュエータＭが４輪駆動選択位置となったときに
リモートフリーホイールをロックさせるようになってお
り、この場合は、シンクロナイザリング５２とコーン部
５３とが例えば焼付きにより互いに固着されるような状
態（食い付き）となっても、前輪の回転がコーン部５３
（ギア３３）に伝達されて、この固着が解除される（４
輪駆動のより一層確実な選択）。

なお、本発明は上記実施例に限らず２輪駆動のときに、
前輪を駆動輪とする一方、後輪を従動輪とするようにし
てもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、電磁式の
７クチユエータによって２輪駆動と４輪駆動との切換え
を行うので、この切換操作の手間が簡単になる。

また、２輪駆動と４輪駆動との切換機構を同期噛合式と
したので、４輪駆動への切換えを確実に行うことができ
、こ゛れに合せて弾性体を利用した待ち機構を設けであ
るので、アクチュエータによる切換えによっても同期不
良を生じることなく４輪駆動への切換えがより一層確実
なものとなる。

さらに、待ち機構を構成する弾性体の緩衝作用によって
、４輪駆動切換時におけるショックを低減して、４輪駆
動切換　をスムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された４輪駆動車用の動力伝達装
置全体を示すスケルトン図。 第２図、第３図は２輪駆動・４輪駆動の切換機構の異な
る作動状態を示す要部スケルトン図。 第４図は２輪駆動・４輪駆動の切換機構とその切換力伝
達機構の具体例を示す断面図。 第５図が第４図に示す２輪駆動−４輪駆動切換機構部分
の要部拡大断面図。 第６図は２輪駆動−４輪駆動の切換機構の同期、噛合作
用を示す簡略平面図。 第７図は切換力伝達機構における要部分解斜視図。 ｌ二入力軸 ２：後輪駆動軸 ３：前輪駆動軸 、４：副変速装置 ５：ｔンターデファレンシャル装置 ６：第１切換機構（副変速用） ７：第２切換機構（２輪駆動・ ４輪駆動切換用） ３１．３２．３３：切換ギア ３４ニスリーブギア ５１：シンクロナイザキー ５２：シンクロナイザリング ５３：コーン部 ６１：減速機構 ６２：カム軸 ６３：カムフォロア ６４ニスプリング（弾性体） ６６：シフトフォーク Ｍ：アクチュエータ Ｔ：伝達機構 Ｃ：ケーシング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）同期噛合式とされ噛合時に４輪駆動が選択される
   ように設定された２輪駆動・４輪駆動切換用の切換機構
   と、 前記切換機構における切換用のスリーブギアを駆動する
   ための電磁式のアクチュエータと、前記アクチュエータ
   と前記スリーブギアとの間の四輪駆動選択用の切換力伝
   達系路中に介在され、少なくとも前記切換機構の同期状
   態から噛合可能状態までに要する該切換スリーブギアの
   ストローク分だけ圧縮変形可能とされた弾性体と、を備
   えていることを特徴とする４輪駆動車の切換装置。