JPH0829685B2 - 四輪駆動車用駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、フルタイム四輪駆動車のトランスファ部
等における四輪駆動車用駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

一般的なこととして、車両がカーブを曲がる際には、
内側の車輪の走行する距離よりも外側の車輪の走行する
距離の方が長い。このため、FF車やFR車のような二輪駆
動車の場合、車両が無理なく曲がることができるように
するため、駆動車輪に内側と外側とで回転差をつけるデ
ィファレンシャルギヤ即ちデフが組込まれている。ま
た、むかるみ等で片方のタイヤが完全にスリップする現
象を起こすと、そのタイヤは空回りをするだけであり、
駆動力は空回りタイヤのみに費やされ、地面をしっかり
とグリップしている方のタイヤにはエンジンからの駆動
力は伝わらないという不具合な状態が生じる。このた
め、通常、片側のタイヤだけが過度に空回りすると、一
時的にデフの機能を停止させて地面をグリップしている
方のタイヤにも駆動力を伝えるような機構即ちデフロッ
ク機構が設けられている。ところで、フルタイム四輪駆
動車の場合には、文字どおり前後左右の４つの車輪を駆
動するわけであるから、４つの車輪が回転差を生じるよ
うな構造になっていなければならない。そこで、前輪間
に設けたフロントデフ、後輪間に設けたリヤデフに加え
て、エンジンの駆動力を前後に振り分ける装置、即ちフ
ルタイムトランスファに第３のデフであるセンタデフが
設ける。また、一部のタイヤが空回りをするような事態
を避けるために、センタデフにセンタデフロック機構が
設けられる。

従来、フルタイム四輪駆動車には、例えば、米国特許
第3848691号明細書及び図面に開示されたものがある。
該フルタイム四輪駆動車は、副変速機を通じて駆動力が
トランスファ後部に設置されているベベルギヤ即ち傘歯
車式センタデフにメインシャフト即ち主軸を介して入力
し、一方、フロント駆動系の出力はセンタデフ前部に設
置されたスプロケットによりチェーン駆動されて前輪に
トルクを伝達し、他方のリヤ駆動系の出力はセンタデフ
のサイドギヤにより後輪にトルクを伝達する。また、セ
ンタデフとスプロケットとの間には、スプライン係合式
のセンタデフロック機構が設置されている。

また、例えば、米国特許第3923113号明細書及び図面
には、四輪駆動車について開示されている。該四輪駆動
車は、上記フルタイム四輪駆動車における傘歯車式セン
タデフと同様な機能を有する傘歯車式センタデフの外周
部にビスカス式差動制限装置が設置されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記公報のフルタイム四輪駆動車にお
ける傘歯車式センタデフについては、該センタデフがト
ランスファ後部に位置しているために、変速機のメイン
シャフト即ち主軸に伝達されたトルクは、1:1のトルク
伝達比率でセンタデフに伝達される。特に、ロウレンジ
でリダクションされたトルクがそのままの状態で伝達さ
れる。このような場合には、主軸に相当のトルクがかか
ることになり、該主軸の強度を確保するために主軸の軸
径を太くする等の強度アップの対策を講じる必要があ
り、それ故に主軸等の重量の増加、コストの上昇等の問
題が生じる。また、上記フルタイム四輪駆動車では、セ
ンタデフロックのスリーブが一方はフロント駆動側のサ
イドギヤに結合され、他方がセンタデフのデフキャリヤ
に結合されているので、デフロック機構が働いてロック
状態になった時、トルクの伝達経路は、前輪→フロント
駆動系→デフロック機構のスリーブ→デフキャリヤ→デ
フギヤ→リヤ駆動系→後輪となり、常にセンタデフのピ
ニオンとサイドギヤとの歯面にはトルクを受けている状
態になっている。そのため、センタデフのサイドギヤ及
びピニオンの耐久性を確保するために、それらのギヤの
サイズをアップして強度を上げる必要があり、コスト、
重量、スペース等に関して不利になるという問題を有し
ている。更に、センタデフの構造に関して、ピニオンが
デフキャリヤに固定されているが、フロント駆動系のサ
イドギヤ及びリヤ駆動系のサイドギヤは該デフキャリヤ
の内部に収容された構造に構成されていない。従って、
センタデフのピニオンとサイドギヤとの間に発生するバ
ックラッシについては、特にフルタイム四輪駆動車の場
合に、ベベルギヤ即ちピニオンのバックラッシによるギ
ヤたたき音等の走行時の異音発生となる。このようなセ
ンタデフに関してはバックラッシの管理は必要不可欠な
ことであるが、上記のような構造の場合には、各サイド
ギヤスラスト面の対策のため配置されるワッシャ等の選
択時に、トランスファ部の総分解、組み立ての繰り返し
が必要であり、組付け等が面倒であり、生産性上好まし
くないという問題点を有している。

また、上記四輪駆動車については、ビスカスカップリ
ングが傘歯車式センタデフの外周部に配置されている。
従って、上記フルタイム四輪駆動車の問題点に加えて、
軸方向のスペースに関しては短縮して有利になるが、径
方向の寸法が大きくなり、特にフロントエンジンリヤド
ライブ即ちFr車の場合には、フロアトンネルとのスペー
スには限りが有り、問題点を有している。

この発明の目的は、上記のような問題点を解消するこ
とであり、センタデフをトランスファ部の前部に配置
し、フロント駆動軸及びリヤ駆動軸に伝達されるトルク
を入力トルクに対して小さく構成し、該駆動軸のサイズ
を小さくして該駆動軸に取付ける諸部品を小型に構成で
きるようにし、しかも径方向のサイズを小さく構成し、
コスト低減化、コンパクト化を達成し、各駆動軸間に発
生したねじりトルクをセンタデフのデフギヤに伝達しな
いように構成して該デフギヤのサイズの小型化を達成
し、しかもセンタデフのバックラッシ調整を容易に行う
ことができ、更にドライバの操作なしで前輪と後輪との
相対回転をビスカス式差動制限装置によって自動的に吸
収し、しかもビスカス式差動制限装置の容量を低減する
ことができる四輪駆動車用駆動装置を提供することであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解決し、上記の目的を達
成するために、次のように構成されている。即ち、この
発明は、主軸に連結した傘歯車式センタデフのセンタデ
フケージ内に配置したサイドギヤの一方をフロント駆動
軸に且つ他方をリヤ駆動軸に伝動連結し、該両駆動軸間
にデフロック機構を直接伝達状態に設け、前記センタデ
フと同一軸線上に前輪と後輪との相対回転を自動的に吸
収するビスカス式差動制限装置を配置したことを特徴と
する四輪駆動車用駆動装置に関し、更に具体的に詳述す
ると、前記ビスカス式差動制御装置のインナハブを前記
リヤ駆動軸に且つアウタハブを前記フロント駆動軸に伝
動連結し、また前記センタデフケージと各前記サイドギ
ヤとの間にスラストワッシャをそれぞれ配置したことを
特徴とする四輪駆動車用駆動装置に関する。

〔作用〕

この発明による四輪駆動車用駆動装置は、上記のよう
に構成されており、次のように作用する。即ち、この四
輪駆動車用駆動装置は、フロント駆動軸とリヤ駆動軸間
にセンタデフロック機構を設け且つビスカス式差動制限
装置を配置したので、前記センタデフロック機構が係合
していない時は前記ビスカス式差動制限装置によって前
輪と後輪との相対回転を自動的に吸収し即ちセンタデフ
の差動を制限し、前記センタデフロック機構が係合して
いる時は前輪と後輪はメカニカルに結合即ちデフロック
の状態にする。また、主軸に連結した傘歯車式の前記セ
ンタデフのサイドギヤの一方をフロント駆動軸に且つ他
方をリヤ駆動軸に連結したので、フロント駆動軸及びリ
ヤ駆動軸に伝達されるトルクを入力トルクに対して小さ
く構成して該各駆動軸のサイズを小さくできる。また、
前記センタデフのセンタデフケージ内にサイドギヤを配
置することによって、前記センタデフを１つの組立体に
構成でき、前記センタデフケージと各前記サイドギヤと
の間に配置したスラストワッシャを取り換えることによ
って前記センタデフのギヤ間のバックラッシを簡単に調
整できる。更に、ビスカス式差動制限装置を前記センタ
デフと同一軸線上に配置したので、径方向のサイズを小
さく構成できる。更に、該ビスカス式差動制限装置は、
前記フロント駆動軸と前記リヤ駆動軸間に直接的に組み
込んで前輪と後輪間で機能するように構成したので、前
記ビスカス式差動制限装置であるビスカスクラッチの容
量を低減できる。

〔実施例〕

以下、第１図を参照してこの発明による四輪駆動車用
駆動装置の一実施例を説明する。この四輪駆動車用駆動
装置10は、前輪と後輪とを駆動するフルタイム四輪駆動
車に関するものである。図に示すように、該四輪駆動車
用駆動装置10は、変速機部１とトランスファ部２から成
る。これらの変速機部１とトランスファ部２とを収容す
るケースは、変速機部１を収容するための主として２つ
の部分から構成した変速機部ケース39,40、及びトラン
スファ部２を収容するための主として２つの部分から構
成したトランスファケース41,42から成る。変速機部１
は、エンジンの駆動力がクラッチ等を介して入力される
入力軸８、出力軸となるメインシャフト即ち主軸７、入
力軸８と主軸７間に設けられている同期装置９、及び副
軸11から成る。該副軸11は、入力軸８の入力ギヤ36に噛
み合うギヤ37及び主軸７上に回転自在に取付けられたギ
ヤ43に噛み合うギヤ38を備えている。また、トランスフ
ァ部２については、その最前部に傘歯車式センタデフ５
を配置し、前記センタデフ５と同一軸線上で且つ最後部
に前輪と後輪との相対回転を自動的に吸収するビスカス
式差動制限装置であるビスカスシヤーカップリング即ち
ビスカスクラッチ３を配置し、更に、センタデフ５とビ
スカスクラツチ３との間にフロント駆動用スプロケット
６及びセンタデフロック機構４が設けられている。フロ
ント駆動用スプロケット６には、更に後続のフロント駆
動系を構成するため、チェーン12を介してフロント駆動
用スプロケット13に駆動力が伝達されるように構成され
ている。

この四輪駆動車用駆動装置10に組み込まれている傘歯
車式センタデフ５は、主軸７に連結したデフキャリヤ26
と他方のデフキャリヤ26とを当接状態にしてボルト24で
固定することによって構成したセンタデフケージ35、該
センタデフケージ35に取付けたピニオンシャフト18、該
ピニオンシャフト18に回転自在に取付けたピニオン25、
及びセンタデフケージ35内に収容され且つピニオン25と
噛み合う両側のサイドギヤ19,20から成る。一方のサイ
ドギヤ20は、中空状のフロント駆動軸17を構成し、該フ
ロント駆動軸17の外周面にはフロント駆動用スプロケッ
ト６がスプライン嵌合している。図では、サイドギヤ20
とフロント駆動軸17とは一体に形成されているが、この
ような構成に限らず、例えば、サイドギヤがフロント駆
動軸にスプライン嵌合するように構成してもよいことは
勿論であり、サイドギヤ20とフロント駆動軸17とが駆動
力の伝達状態に伝動連結されていればよいものである。
また、他方のサイドギヤ19は、センタデフ５、フロント
駆動軸17及びビスカスクラッチ３を貫通するリヤ駆動軸
15にスプライン嵌合（符号34で示す部位）している。ま
た、このリヤ駆動軸15は、軸受21を介して主軸７に支持
されている。このセンタデフ５において、センタデフケ
ージ35とサイドギヤ19との間にはスラストワッシャ22が
介在し、またセンタデフケージ35とサイドギヤ20との間
にはスラストワッシャ23が介在している。これらのスラ
ストワッシャ22,23は、一種の調整シムの機能を有して
おり、ピニオン25とサイドギヤ19,20との間に生じるバ
ックラッシの調整を最適状態にするために適宜の厚さの
ものに取り換え可能に構成されている。

この四輪駆動車用駆動装置10に組み込まれているセン
タデフロック機構４は、フロント駆動軸17にスプライン
嵌合したセンタデフロックスリーブ29、リヤ駆動軸15に
嵌合固定されたリング44に形成されたスプライン30、セ
ンタデフロックスリーブ29のスプライン32に常時噛み合
っているスプライン31を備えたケース45から成る。この
ケース45はビスカス式差動制限装置であるビスカスクラ
ッチ３のアウタハブ28と互いに固定状態に取付けられて
いる。即ち、センタデフロック機構４の図示の状態で
は、センタデフロックスリーブ29のスプライン32は、ケ
ース45のスプライン31とは噛み合っているが、リヤ駆動
軸15に固定されたリング44のスプライン30とは噛み合っ
ていない。従って、この図示の状態ではデフロック状態
ではなく、ビスカス式差動制限装置であるビスカスクラ
ッチ３が機能する状態である。この図示の状態からセン
タデフロックスリーブ29を図で左方に移動させ、センタ
デフロックスリーブ29のスプライン32が、リヤ駆動軸15
のリング44のスプライン30とケース45のスプライン31と
に跨がって噛み合う状態になった時、このセンタデフロ
ック機構４はデフロック状態になる。従って、このセン
タデフロック機構４は、フロント駆動軸17とリヤ駆動軸
15とを直接的に連結したことになる。

次に、この四輪駆動車用駆動装置10に組み込まれてい
るビスカス式差動制限装置であるビスカスクラッチ３に
ついて説明する。このビスカスクラッチ３は、センタデ
フ５と同一軸線上に前輪と後輪との相対回転を自動的に
吸収する粘性クラッチである。ビスカスクラッチ３につ
いては、ビスカスアウタハブであるアウタハブ28、ビス
カスインナハブであるインナハブ27及び両側のケース45
から成るケース内部に多数の円盤状のプレート46とシリ
コンオイルが封入されているものである。ビスカスクラ
ッチ３のアウタハブ28の内周面にはアウタプレートがス
プライン嵌合されており、またインナハブ27の外周面に
はインナプレートがスプライン嵌合されている。このア
ウタハブ28は、ケース45及びセンタデフロックスリーブ
29を介してフロント駆動軸17に伝動連結している。ま
た、インナハブ27は、リヤ駆動軸15にスプライン嵌合し
て伝動連結している。

次に、この発明による四輪駆動車用駆動装置は、上記
のように構成されており、次のように作動する。まず、
エンジンからの駆動力は、変速機部１を介して出力軸で
ある主軸７に入力される。この主軸７に入力された駆動
力は、トランスファ部２における傘歯車式センタデフ５
に入力され、該センタデフ５ではセンタデフケージ35を
構成するデフキャリヤ26からピニオンシャフト18を通じ
てピニオン25に伝達される。このセンタデフ５における
ピニオン25に伝達された駆動力は、センタデフ５におけ
るサイドギヤ19及びサイドギヤ20によってフロント用駆
動系とリヤ用駆動系とに配分される。

ここで、センタデフロックスリーブ29が、アクチュエ
ータ47の作動によって図に示す右方の位置に移動してい
る時には、センタデフロックスリーブ29のスプライン32
とリヤ駆動軸15に固定されたリング44のスプライン30と
は噛み合っておらず、センタデフロック機構４がデフロ
ック状態になっていない場合である。従って、ビスカス
クラッチ３は、前輪と後輪との相対回転を自動的に吸収
する機能を果たし、言い換えれば、センタデフ５の作動
を制限する。この場合には、サイドギヤ19に伝達された
一方の駆動力は、該サイドギヤ19とスプライン34によっ
て嵌合したリヤ駆動系のリヤ駆動軸15を通じてリヤ用コ
ンパニオンフランジ16に伝達され、該リヤ用コンパニオ
ンフランジ16からリヤプロペラシャフト、リヤデフ等を
通じて後輪に伝達される。また、サイドギヤ20に伝達さ
れた他方の駆動力は、該サイドギヤ20と一体的に構成さ
れたフロント駆動系のフロント駆動軸17から該フロント
駆動軸17にスプライン嵌合したフロント駆動用スプロケ
ット６、チェーン12、フロント駆動用スプロケット13及
び駆動軸33を通じてフロント用コンパニオンフランジ14
に伝達され、更に、該フロント用コンパニオンフランジ
14からフロントプロペラシャフト、フロントデフ等を通
じて前輪に伝達される。

これに対して、センタデフロックスリーブ29が、アク
チュエータ47の作動によって図に示す左方の位置に移動
した時には、センタデフロックスリーブ29のスプライン
32とリヤ駆動軸15に固定されたリング44のスプライン30
とが噛み合い、リヤ駆動軸15とフロント駆動軸17とは、
機械的に直結状態になり、センタデフロック機構４がデ
フロック状態になる。即ち、センタデフロック機構４が
デフロック状態になって、後輪と前輪とが機械的に直結
された状態となる。

〔発明の効果〕

この発明による四輪駆動車用駆動装置は、以上のよう
に構成されており、次のような効果を有する。即ち、こ
の発明による四輪駆動車用駆動装置は、主軸に連結した
傘歯車式センタデフのサイドギヤの一方をフロント駆動
軸に且つ他方をリヤ駆動軸に連結したので、フロント駆
動軸及びリヤ駆動軸に伝達されるトルクを入力トルクに
対して小さくでき、該各駆動軸のサイズを小さく構成し
て該駆動軸に取付ける諸部品、即ち、フロント駆動用ス
プロケット、ビスカスクラッチ、ベアリング、センタデ
フロック機構等を小型に構成でき、更にドライバの操作
なしで前輪と後輪との相対回転を自動的に吸収するビス
カス式差動制限装置であるビスカスクラッチを前記セン
タデフと同一軸線上に配置したので、径方向のサイズを
大幅に小さく構成でき、従って、装置全体をコンパクト
に構成できる。また、主軸に連結した傘歯車式センタデ
フのセンタデフケージ内にサイドギヤを配置することに
よって、センタデフを１つの組立体に構成でき、前記セ
ンタデフケージと各前記サイドギヤとの間に配置したス
ラストワッシャを取り換えることによってセンタデフの
ギヤ間のバックラッシを簡単に調整できる。更に、該ビ
スカスクラッチをフロント駆動軸とリヤ駆動軸間に直接
的に組み込んで前輪と後輪間で機能するように構成した
ので、前記ビスカスクラッチの作動を前輪と後輪間で作
動できる構造となり、該ビスカスクラッチの容量を低減
することができ、又は同容量のものを採用した場合には
より大きなトルクを発生させることができる。例えば、
前記ビスカスクラッチの機能を入力軸即ち主軸と前輪
（又は後輪）間に作用させる構造のものと、この発明に
よる四輪駆動車用駆動装置とを比較すると、前輪と後輪
との相対回転数は半分になる。また、前記フロント駆動
軸と前記リヤ駆動軸間にセンタデフロック機構を直接的
に設けたので、例えば、車両状態でタイヤ径差、コーナ
リング時に、前輪と後輪間で発生するねじりトルクは、
前記センタデフのギヤ即ちサイドギヤ及びピニオンに伝
達されないこととなり、これらのギヤのサイズを小さく
構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による四輪駆動車用駆動装置の一実施
例を示す断面図である。 １……変速機部、２……トランスファ部、３……ビスカ
スクラッチ（ビスカス式差動制限装置）、４……センタ
デフロック機構、５……センタデフ、６……フロント駆
動用スプロケット、７……主軸、10……四輪駆動車用駆
動装置、15……リヤ駆動軸、17……フロント駆動軸、1
9,20……サイドギヤ、22,23……スラストワッシャ、25
……ピニオン、26……デフキャリヤ、27……インナハ
ブ、28……アウタハブ、29……センタデフスリーブ、35
……センタデフケージ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸に連結した傘歯車式センタデフのセン
   タデフケージ内に配置したサイドギヤの一方をフロント
   駆動軸に且つ他方をリヤ駆動軸に伝達連結し、該両駆動
   軸間にセンタデフロック機構を直接伝達状態に設け、前
   記センタデフと同一軸線上に前輪と後輪との相対回転を
   吸収するビスカス式差動制限装置を配置したことを特徴
   とする四輪駆動車用駆動装置。
2. 【請求項２】前記ビスカス式差動制御装置のインナハブ
   を前記リヤ駆動軸に且つアウタハブを前記フロント駆動
   軸に伝動連結したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の四輪駆動車用駆動装置。
3. 【請求項３】前記センタデフケージと各前記サイドギヤ
   との間にスラストワッシャをそれぞれ配置したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の四輪駆動車用駆
   動装置。