JPH01160730A

JPH01160730A - 自動車の駆動力伝達系路切換装置

Info

Publication number: JPH01160730A
Application number: JP31784587A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hirakawa; 平川　聡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1989-06-23

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−４輪切換機構を備えた４輪駆動自動車
の駆動力伝達系路切換装置に関するものである。

先行技術２輪−４輪切換機構を備えた４輪駆動自動車において、
モータにより駆動されるチェンジドラムの外周面に溝部
を形成し、モータによってチェンジドラムを回転させて
、この溝部に係合するカムフォロアーを押圧移動させ、
このカムフォロアーに連動するシフトフォークにより同
期装置のスリーブを押圧移動させて、駆動力伝達系路を
運転状態に即して切換えるようにしたものが知られてい
る（たとえば、実開昭６０−１２７２３２号など）。こ
の場合、駆動力伝達系路をどのような運転状態からどの
ような運転状態に切換えるかによって、スリーブを押圧
移動させるのに必要な切換操作力が異なるため、チェン
ジドラムの外周面に設けた溝の角度を変化させて、溝部
に伝達されるモータトルりのカムフォロアー移動方向の
力成分を変化させることで、切換え時に、所望の切換操
作力が得られるように構成することが考えられる。

発明の解決しようとする問題点しかしながら、このように、スリーブを押圧移動させる
切換操作力を変化させるために、チェンジドラムの外周
面に設けた溝の角度を変える場合には、必然的にカムフ
ォロアーおよびこのカムフォロアーに連動するスリーブ
の移動速度も変化してしまい、移動速度が大きすぎると
、ショックが生じ、また、移動速度が小さすぎると、同
期の過程において、−旦、同期したものがくずれて、再
び非同期状態となる、いわゆる同期くずれが生じやすく
なる。

発明の目的本発明は、スリーブの移動速度を変化させることなく、
スリーブに加えられる切換操作力のみを変化させて、駆
動力伝達系路を切換えることのできる自動車の駆動力伝
達系路切換装置を提供することを目的とするものである
。

発明の構成本発明のかかる目的は、チェンジドラムの外周面に設け
た溝部によりカムフォロアーに加えられる力の作用点と
チェンジドラムの軸との距離を、チェンジドラムの周方
向に、異ならせることによって達成される。

チェンジドラムの回転トルクをＴ１溝部よりカムフォロ
アーに加えられる切換操作力の作用点とチェンジドラム
の軸との距離をｒとすると、溝部よりカムフォロアーに
加えられる力Ｆは、Ｔ／ｒに比例し、溝部よりカムフォ
ロアーに加えられる力の合力の作用点とチェンジドラム
の軸との距離ｒが小さいほど、溝部よりカムフォロアー
に加えられる力Ｆは大きくなる。本発明は、かかる原理
を利用し、大きな力が必要なときに、カムフォロアーが
係合する溝部の部分においては、溝部よりカムフォロア
ーに加えられる力の合力の作用点とチェンジドラムの軸
との距離ｒが小さくなるように、溝部およびカムフォロ
アーを構成し、他方、小さな力で足りるときには、溝部
よりカムフォロアーに加えられる力の合力の作用点とチ
ェンジドラムの軸との距離ｒが小さくなるように、溝部
およびカムフォロアーを構成することにより、カムフォ
ロアーに連動するスリーブの移動速度を一定に維持した
まま、スリーブに加えられる切換操作力を、所望のよう
に変えることを可能としたものである。

本発明において、溝部よりカムフォロアーに加えられる
力の作用点とチェンジドラムの軸との距離ｒを変化させ
る方法は、とくに問わないが、溝部の深さを変える方法
、カムフォロアーを大径部と小径部とにより形成し、必
要に応じて、溝部とカムフォロアーの大径部あるいは小
径部とが接触するような形状に溝部を形成する方法など
が好ましく利用し得る。

実施例以下、添付図面に基づき、本発明の実施例について、詳
細に説明を加える。

第１図は、本発明にかかる駆動力伝達系路切換装置を備
えた２輪−４輪切換機構を有する４輪駆動車の全体構成
図である。

第１図において、本実施例の４輪駆動車においては、エ
ンジン１、主変速機２、副変速機３とトランスファー装
置４とを車体方向に一列に連結したパワープラント５が
車体前部に設けられ、左右の前輪６．６問および後輪７
．７間に、それぞれ前輪差動装置８および後輪差動装置
９が設けられている。トランスファー装置４の側部から
前方へ延びる第１プロペラシヤフト１０が、前輪差動装
置８に、トランスファー装置４から後方へ延びる第２プ
ロペラシヤフト１１が、後輪差動装置９に、それぞれ連
結され、また、前輪差動装置８から左右に延びる車軸１
２．１２が左右の前輪６．６に、後輪差動装置９から左
右に延びる車軸１３．１３が左右の後輪７．７に、それ
ぞれ連結されて、パワープラント５により前輪６．６を
駆動する前輪駆動系１４と、後輪７．７を駆動する後輪
駆動系１５が構成されている。また、前輪差動装置８と
前輪６の一方との間に、これらの間を断接するリモート
フリーホイール１６が備えられ、２輪駆動状態において
は、これらの間を断絶して、燃費の向上が図られている
。

第２図は、本実施例の４輪駆動車における副変速機３と
トランスファー装置４の構成の詳細を示す図面である。

第２図において、副変速機３は、主変速機２の出力軸２
０に同心状に連結された入力軸２１、入力軸２１の後方
に同心状に配置され、トランスファー装置４内に延びる
中間軸２２、これら入力軸２１および中間軸２２間に配
置された減速歯車機構２３および減速歯車機構２３の動
力伝達経路を切換える変速段切換機構２４とにより構成
されている。

減速歯車機構２３は、サンギア２５と、その周囲に配置
された複数のピニオンギア２６と、これらのピニオンギ
ア２６を回転自在に支持するキャリヤ２７と、各ピニオ
ンギア２６の外側に配置されたリングギア２８よりなる
プラネタリギア機構によって構成されている。キャリヤ
２７は中間軸２２に結合され、また、リングギア２８は
ミッションケース２９に固定されている。

変速段切換機構２４においては、入力軸２１の後端部外
周と、減速歯車機構２３のサンギア２５の延長部外周と
、キャリア２７に結合されたリング部材３０の内周とに
、それぞれ、スプライン３１．３２．３３が形成され、
入力軸２１の外周のスプライン３１にスリーブ３４がス
ライド可能に嵌合されている。第２図における実線で示
される位置では、スリーブ３４の端部外周に設けられた
スプラインが、リング部材３０のスプライン３３に嵌合
して、スリーブ３４およびリング部材３０を介して、入
力軸２１とキャリヤ２７とが結合され、入力軸２１０回
転が、キャリヤ２７を介して、そのまま中間軸２２に伝
達される高速段が得られ、他方、スリーブ３４を破線で
示す位置にスライドさせると、スリーブ３４の端部外周
に設けられたスプラインが、入力軸２１のスプライン３
１とサンギア２５のスプライン３２とにまたがって嵌合
し、スリーブ３４を介して、入力軸２１とサンギア２５
とが結合され、入力軸２１の回転がサンギア２５に人力
されるが、このとき、減速歯車機構２３においては、リ
ングギア２８が固定されているので、サンギア２５に人
力された回転が減速された上で、キャリヤ２７から中間
軸２２に伝達されることになり、低速段が得られる。

一方、トランスファー装置４は、第２図に示すように、
副変速機３から延びる中間軸２２の後方に同心状に後輪
用出力軸５１を、また、中間軸２２に平行に前輪用出力
軸５２を、それぞれ配置し、後輪用出力軸５１に第２プ
ロペラシヤツ）１１を、前輪用出力軸５２に第１プロペ
ラシヤフト１０を、それぞれ連結するとともに、中間軸
２２と後輪用出力軸５１との間にセンタデフ５３を、中
間軸２２と前輪用出力軸５２との間に巻掛は伝動機構５
４を、それぞれ配置し、さらに、中間軸２２上のセンタ
デフ５３と巻掛は伝動機構５４との間に、駆動モード切
換機構５５を配置した構成とされている。

センタデフ５３は、サンギア５６と、その周囲に配置さ
れた複数のピニオンギア５７と、これらのピニオンギア
５７を支持するキャリヤ５８と、各ピニオンギア５７の
外側に配置されたリングギア５９よりなるプラネタリギ
ア機構によって構成されている。キャリヤ５８は中間軸
２２に、また、リングギア２８は後輪用出力軸５１に、
それぞれ連結されている。

巻掛は伝動機構５４は、中間軸２２上に遊嵌合された第
１スプロケツト６０と、前輪用出力軸５２に一体形成さ
れた第２スプロケツト６１と、第１、第２スプロケツト
６０．６１間に巻掛けられたチェーン６２とにより構成
さている。

駆動モード切換機構５５は、センタデフ５３のサンギア
５６と一体回転するクラッチハブ６３の両側に、センタ
デフ５３のリングギア５９の延長部と、第１スプロケツ
ト６０の延長部を隣接させるとともに、これらの外周囲
に同一諸元のスプライン６４．６５．６６を設け、これ
らのスプライン６４．６５．６６にまたがって、スライ
ド可能にスリーブ６７を嵌合させた構成よりなっている
。ここに、クラッチハブ６３と第１スプロケツト６０の
延長部との間には、スリーブ６７の移動に伴って、これ
らの回転速度を同期させる同期装置６８が介設されてい
る。

スリーブ６７を、第２図のように、クラッチハブ６３の
スプライン６４と、リングギア５９のスプライン６５と
にまたがって嵌合させた位置Ｉにおいては、クラッチハ
ブ６３とスリーブ６７を介して、センタデフ５３のサン
ギア５６とリングギア５９とが結合され、センタデフ５
３が一体回転するようにロックされるとともに、センタ
デフ５３と第１スプロケツト６０との間が切断され、そ
の結果、中間軸２２からセンタデフ５３のキャリヤ５８
に入力された回転が、リングギア５９から後輪用出力軸
５１にそのまま出力される２輪駆動モードが得られる。

また、スリーブ６７の位置を、第２図の位置■までスラ
イドさせると、スリーブ６７が、クラッチハブ６３のス
プライン６４およびリングギア５９のスプライン６５に
嵌合するとともに、第１スプロケツト６０のスプライン
６６にも嵌合し、センタデフ５３がロックされた状態で
、センタデフ５３と第１スプロケツト６０とが結合され
る。その結果、中間軸２２からセンタデフ５３に入力さ
れた回転は、後輪用出力軸５１に出力される一方、第１
スプロケツト６０、チェーン６２および第２スプロケツ
ト６１よりなる巻掛は伝動機構５４を介して、前輪用出
力軸５２にも出力され、センタデフ５３がロックされた
４輪駆動モードが得られる。

さらに、スリーブ６７の位置を、第２図の位ＦＥＩまで
スライドさせると、スリーブ６７が、クラッチハブ６３
のスプライン６４および第１スプロケツト６０のスプラ
イン６６とにのみまたがって嵌合する状態となり、セン
タデフ５３のサンギア５６と第１スプロケツト６０とが
結合される一方、センタデフ５３のサンギア５６とリン
グギア５９とが分離される。その結果、中間軸２２から
センタデフ５３のキャリヤ５８に入力された回転は、リ
ングギア５９から後輪用出力軸５１に出力され、かつサ
ンギア５６から第１スプロケツト６０ないし前輪用出力
軸５２に出力されるとともに、リングギア５９とサンギ
ア５６との差動動作が可能となって、前後輪間の回転速
度差が許容されるセンタデフフリーの４輪駆動モードが
得られる。

このように、スリーブ６７をスライドさせることによっ
て、駆動モードの切換えをおこなうモータ７０が設けら
れ、このモータ７０によって、歯車装置７１を介してチ
ェンジドラム７２を回転駆動することにより、チェンジ
ドラム７２の外周面に設けられた溝７３に係合されたカ
ムフォロアー７４、シフトロッド７５およびシフトフォ
ーク７６を介して、スリーブ６７がスライドされるよう
に構成されている。

本実施例においては、リモートフリーホイール１６が設
けられているので、２輪駆動モードから４輪駆動モード
への切換えの際には、駆動されていない前輪６．６を新
たに駆動するため、それらへの動力伝達機構である巻掛
は伝動機構５４を、現在駆動されている後輪７．７の動
力伝達機構と同期させて、駆動系に結合しなければなら
ず、その同期のために大きい切換操作力が必要である。

一方、４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切換えの
際には、前輪６．６への動力伝達機構である巻掛は伝動
機構５４と駆動系の結合を切り離すだけであるので、同
期操作は必要でなく、切換操作力は小さくても問題は生
じない。−例を挙げると、リモートフリーホイール１６
を設けた場合には、４輪駆動ロック状態から２輪駆動状
態への切換えおよび４輪駆動ロック状態と４輪駆動フリ
ー状態相互間の切換えには、５０ｋｇ程度の切換操作力
で十分であるが、２輪駆動状態から４輪駆動ロック状態
への切換えの場合には、８０ｋｇ程度の切換操作力が必
要とされる場合がある。

このようにどの運転状態間で切換えをおこなうかにより
、切換操作力の大きさを変えるため、本実施例において
は、第３図にその詳細が示されるような大径部８０と小
径部８１よりなるカムフォロアー７４を用い、チェンジ
ドラム７２の外周面に設ける溝７３の形状を、２輪駆動
状態と４輪駆動ロック状態相互間の切換え時に、カムフ
ォロアー７４を押圧する部分においては、片側の内壁７
３ａに段差が生じるように小径部７３ｂを設け、その他
では、矩形断面とすることにより、溝７３よりカムフォ
ロアー７４に加えられる切換操作力の作用点とチェンジ
ドラム７２の軸との距離を変えるようにしている。より
詳細には、第３図（ａ）に示されるように、８０ｋｇ程
度の切換操作力が必要な２輪駆動状態から４輪駆動ロッ
ク状態へ切換えるときには、カムフォロアー７４の小径
部８１が、溝７３の小径部７３ｂの内壁７３ａと当接し
、溝７３よりカムフォロアー７４に加えられる切換操作
力の作用点とチェンジドラム７２の軸との距離がｒ、と
なるようにして、切換操作力を大きくし、５０ｋｇ程度
の切換操作力で足りる４輪駆動ロック状態と４輪駆動フ
リー状態相互の切換え時には、第３図（ｂ）に示される
ように、矩形断面の溝７３の内壁７３ａに、カムフォロ
アー７４の大径部８０が当接し、溝７３よりカムフォロ
アー７４に加えられる切換操作力の作用点とチェンジド
ラム７２の軸との距離がｒｌより大きいｒ２となるよう
にして、切換操作力を小さくシ（第３図（ｂ）には、４
輪駆動ロック状態から４輪駆動フリー状態へ切換える場
合が示されている。）、同様に、５０ｋｇ程度の切換操
作力で足りる４輪駆動ロック状態から２輪駆動状態への
切換え時には、第３図（Ｃ）に示されるように、段差が
設けられていない側の溝７３の内壁７３ａに、カムフォ
ロアー７４の大径部８０が当接して、溝７３よりカムフ
ォロアー７４に加えられる切換操作力の作用点とチェン
ジドラム７２の軸との距離がｒ２となるようにして、切
換操作力を小さくなるように、構成され、カムフォロア
ー７４に連動するスリーブ６７の移動速度を一定に保ち
つつ、スリーブ６７に加えられる切換操作力を所望のよ
うに変化させている。

第４図は、本発明の他の実施例にかかる駆動力伝達系路
切換装置に用いられるカムフォロアー７４の形状を示す
図面であり、第５図は、このカムフォロアー７４ととも
に用いられる溝７３の延びる方向に沿って切った略断面
図である。

第４図においては、カムフォロアー７４は、大径部８０
と小径部８１よりなり、小径部８１の下端には、ローラ
８２が取り付けられている。８３は、カムフォロアー７
４を溝の底面に押圧するためのスプリングである。第４
図のカムフォロアー７４は、つねにその大径部８０が、
溝７３の内壁７３ａに当接するようにして用いられる。

第５図にその略断面図が示されるように、溝７３の深さ
は、溝７３の長さ方向に変化させられており、８０ｋｇ
程度の切換操作力が必要な２輪駆動状態から４輪駆動ロ
ック状態へ切換える領域Ａにおいては、溝７３の深さを
大として、溝７３よりカムフォロアー７４に加えられる
切換操作力の作用点とチェンジドラム７２の軸との距離
がｒｌとなるようにして、切換操作力を大きくし、また
、５０ｋｇ程度の切換操作力で足りる４輪駆動ロック状
態と４輪駆動フリー状態相互の切換え領域Ｂおよび　。

Ｃでは、領域Ａに比して、溝７３の深さを小として、溝
７３よりカムフォロアー７４に加えられる切換操作力の
作用点とチェンジドラム７２の軸との距離がｒｌより大
きいｒ２となるようにして、切換操作力が小さくなるよ
うに制御している。なお、４輪駆動ロック状態から２輪
駆動状態への切換え領域りにおいては、５０ｋｇ程度の
切換操作力で足りるが、第５図よりも明らかなように、
領域りにおいても、カムフォロアー７４は、必然的に領
域Ａと同じ溝７３０部分に当接することになり、溝７３
よりカムフォロアー７４に加えられる切換操作力の合力
の作用点とチェンジドラム７２の軸との距離はｒｌとな
ってしまう。そこで、本実施例においては、領域りにふ
いては、モータ７０の出力トルクＴを小さくして、切換
操作力が５０ｋｇ程度になるように制御している。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことはいうまでもない。

発明の効果本発明によれば、スリーブの移動速度を変化させること
なく、スリーブに加えられる切換操作力のみを変化させ
て、駆動力伝達系路を切換えることのできる自動車の駆
動力伝達系路切換装置を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる駆動力伝達系路切換装置を備
えた。２輪−４輪切換機構を有する４輪駆動車の全体構
成図である。第２図は、本実施例の４輪駆動車における
副変速機３とトランスファー装置４の構成の詳細を示す
図面である。第３図は、本発明の実施例にかかる駆動力
伝達系路切換装置の溝およびカムフォロアーの形状、な
らびに、その係合状態を示す図面である。第４図は、本
発明の他の実施例にかかる駆動力伝達系路切換装置に用
いられるカムフォロアーの形状を示す図面であリ、第５
図は、第４図のカムフォロアーとともに用いられる溝の
断面形状を示す略断面図である。１・・・エンジン、　２・・・主変速機、３・・・副変
速機、４・・・トランスファー装置、５・・・パワープラント、６・・・前輪、　７・・・後輪、８・・・前輪差動装置、９・・・後輪差動装置、１０・・・第１プロペラシヤフト、１１・・・第２７’ロペラシヤフト、１２．１３・・・車軸、１４・・・前輪駆動系、　１５・・・後輪駆動系、１６
・・・フリーホイール、２０・・・主変速機の出力軸、２１・・・副変速機の入力軸、２２・・・副変速機の中間軸、２３・・・減速歯車機構、２４・・・変速段切換機構、２５・・・サンギア、２６・・・ピニオンギア、２７・
・・キャリヤ、２８・・・リングギア、２９・・・ミッ
ションケース、３０・・・リング部材、３１．３２．３３・・・スプライン、３４・・・スリーブ、５１・・・後輪用出力軸、５２・・・前輪用出力軸、５３・・・センタデフ、５４・・・巻掛は伝動機構、５５・・・駆動モード切換機構、５６・・・サンギア、５７・・・ピニオンギア、５８・
・・キャリヤ、　５９・・・リングギア、６０・・・第
１スプロケツト、６１・・・第２スプロケツト、６２・・・チェーン、６３・・・クラッチハブ、６４．
６５．６６・・・スプライン、６７・・・スリーブ、　６８・・・同期装置、７０・・
・モータ、　７１・・・歯車装置、７２・・・チェンジ
ドラム、７３・・・溝、７３ａ・・・溝の内壁、７３ｂ・・・溝の小径部、７４・・・カムフォロアー、７５・・・シフトロッド、７６・・・シフトフォーク。８０・・・カムフォロアーの大径部、８１・・・カムフォロアーの小径部、８２・・・ローラ、８３・・・スプリング。第３図

Claims

【特許請求の範囲】

　モータにより駆動されるチェンジドラムの外周面に溝
部を形成し、モータによってチェンジドラムを回転させ
て、この溝部に係合するカムフォロアーを押圧移動させ
、該カムフォロアーに連動するシフトフォークによりス
リーブを押圧移動させて、駆動力伝達系路を切換える自
動車の駆動力伝達系路切換装置において、前記チェンジ
ドラムの外周面に設けた前記溝部より前記カムフォロア
ーに加えられる力の作用点と前記チェンジドラムの軸と
の距離を、該チェンジドラムの周方向に、異ならせたこ
とを特徴とする自動車の駆動力伝達系路切換装置。