JPH09104255A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライダーの移動操作によって、２駆走行モ
ードと４駆走行ロックモード及び４駆走行オーバランニ
ングモードの切換えが行なえるようにする。 【解決手段】 入力軸１２ａと出力軸１２ｂの突き合せ
端部の外径面にスプライン２１、２２を形成し、入力軸
１２ａと出力軸１２ｂの突き合せ部分の外側に２方向ク
ラッチ装置Ａを設け、入力軸１２ａに軸方向へ移動可能
となるようスライダー５１を外嵌し、このスライダー５
１の外部からの操作による移動によって、結合子５３が
出力軸１２ｂと内輪２３をスプライン結合する２駆走行
モードと、結合子５３が入力軸１２ａと出力軸１２ｂを
スプライン結合する４駆走行ロックモードと、結合子５
３が入力軸１２ａと内輪２３をスプライン結合する４駆
走行オーバランニングモードを選択できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の駆動系路
上において、駆動力の伝達と遮断の切換えに用いられる
動力伝達装置、更に詳しくは、２輪駆動モードと４輪駆
動モードの切換えを行なうための動力伝達装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パートタイム式の４輪駆動車には、後車
輪を常時駆動すると共に、前車輪の車軸とホイールハブ
との間にハブクラッチ装置を組込み、そのハブクラッチ
装置によりホイールハブへの駆動力の伝達と遮断を行な
って、４輪駆動と２輪駆動を自動的に切換えるようにし
たものが、例えば特願平６−２９７０２３号によって提
案されている。

【０００３】この装置は、２方向スプラグによって駆動
力の伝達と遮断の切替を行うクラッチ機構を有し、その
クラッチ機構のフリーランニングの機能を任意に停止さ
せるために、従動となる外輪と可動保持器とを切り離し
自在に結合する結合手段を備え、車両のフロントディフ
ァレンシャルと車軸との間に左用と右用の２つを配置す
る構造になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ハブクラッチ装置は、２駆走行モードと４駆走行モード
の切換えが行なえ、４駆走行時に２方向クラッチの作用
で、４駆走行オーバランニングモードが得られるが、こ
のオーバランニングモードは前進走行についてのみ有効
であり、後退時走行においてもスプラグは前進スタンバ
イのままの状態をつづけるため、４駆走行時の後退走行
に対するオーバランニングモードが得られず、車軸とホ
イールハブが直結した４輪駆動状態になるため、その状
態でタイトコーナ等を旋回した際、前車輪と後車輪の間
に生じる旋回距離の差によってタイトコーナブレーキ現
象を起こし、前後輪間にスリップが生じ、未舗装道路や
滑りやすい道路でしか走行できないという問題がある。

【０００５】そこで、この発明の課題は、２駆走行モー
ドと４駆走行オーバランニングモード及び４駆走行ロッ
クモードの切換えが行なえると共に、４駆走行オーバラ
ンニングモードにおいて、後退走行時のタイトコーナブ
レーキ現象の発生がない動力伝達装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項１の発明は、車両のディファレンシャ
ルと両側車輪を連結する両側駆動軸の片側駆動軸を軸方
向に分離して入力軸と出力軸とし、この入力軸と出力軸
の突き合せ部分に、ブレーキ部でスプラグの作動方向を
切換えることのできる２方向クラッチ装置を設け、該入
力軸と出力軸の外径面及び２方向クラッチ装置の内輪の
内径面の各々にスプラインを形成し、前記クラッチ装置
の外輪を出力軸と一体に回転するよう結合し、この外輪
と内輪の間に摩擦式の回転伝達機構を設け、前記内輪と
入力軸の間に、内輪と入力軸及び出力軸の各々にスプラ
イン結合が可能となり、外部からの操作で軸方向に移動
自在となるスライダーを設け、このスライダーを、内輪
と出力軸の各々にスプライン結合する位置と、内輪と出
力軸及び入力軸の各々にスプライン結合する位置と、入
力軸と内輪の各々にスプライン結合する位置に移動させ
るようにした構成を採用したものである。

【０００７】ここで、２方向クラッチ装置は、内輪と外
輪の間に、２方向スプラグと、回転自在な大径保持器、
内輪に弾性部材で押し付けられた小径保持器、２方向ス
プラグを前進スタンバイさせるためのスイッチばね及び
スプラグをバック方向に切換えるためのブレーキ機構か
らなり、入力軸と出力軸間の駆動力の伝達と遮断を行な
う。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面と共に説明する。

【０００９】図１は、後輪駆動を主とする４輪駆動車の
車輪駆動系を示したものであり、同図において、１はフ
ロントディファレンシャル、２は前車輪、３は後車輪を
示している。

【００１０】フロントディファレンシャル１は、デフカ
バー４の内側に、リングギヤ５とドライブピニオン６を
介してさらにトランスファー８を介してエンジン７と連
結するデフケース９を回転自在に支持し、そのデフケー
ス９と共回り可能に連結したピニオンギヤ１０、１０に
一対のサイドギヤ１１、１１を噛み合せて構成され、こ
の各サイドギヤ１１、１１に、駆動軸としての車軸１
２、１３が連結されている。

【００１１】図１と図２の如く、上記車軸１２、１３の
うち、短尺側の車軸１３は、等速ジョイント１４を介し
て前車輪２に連結されている。

【００１２】一方、長尺側の車軸１２は、その車軸１２
が挿通するデフカバー４の内部において、途中で入力軸
１２ａと出力軸１２ｂに軸方向に同軸心状の配置となる
よう２つに分離され、この分離部分にクラッチ装置Ａが
デフカバー４内に納まる状態で組込まれ、外側の出力軸
１２ｂは等速ジョイント１４を介して前車輪２に連結さ
れている。

【００１３】図２乃至図９は、２方向クラッチ装置（動
力伝達装置）Ａの構造を示し、分離されて同軸心状とな
るよう配置された入力軸１２ａと出力軸１２ｂの突き合
せ端部の外周面に等しい条件のスプライン２１、２２を
各々形成し、クラッチ装置Ａは、入力軸１２ａと出力軸
１２ｂに隙間を設けて回転可能に外嵌する内輪２３と、
この内輪２３の外側から出力軸１２ｂの外側にわたって
外嵌する外輪２４と、内輪２３と外輪２４の間に回転自
在に設けた大径保持器２５と、内輪２３に弾性部材でで
押し付けられた小径保持器２６と、内輪２３と外輪２４
の間に設けた２方向スプラグ２７とこれを前進スタンバ
イさせるためのスイッチばね２８及びスプラグ２７をバ
ック方向に切換えるためのブレーキ部ｂとで構成されて
いる。

【００１４】上記内輪２３の外径面と外輪２４の内径面
には、図６に示すように同芯の円筒面２９、３０が形成
され、その両円筒面２９、３０間に大径保持器２５と小
径保持器２６が組込まれ、大径保持器２５の後端部には
延長腕３１が一体に形成され、その延長腕３１が軸受３
２の案内により外輪２４と内輪２３に対して回転自在に
支持されている。

【００１５】一方、小径保持２６は、前端部に、内径側
に向かって屈曲する屈曲部３３が形成され、その屈曲部
３３が内輪２３の端面にすべり回転可能に接触してお
り、この屈曲部３３と止め輪３４との間に、皿バネから
成る圧着ばね３５が組込まれている。この圧着ばね３５
は、屈曲部３３を内輪２３の端面に向かって圧着してお
り、その押圧力によって生じる摩擦力により小径保持器
２６を内輪２３に圧着している。

【００１６】また、上記大径保持器２５と小径保持器２
６の周面には、図８と図９に示すように、径方向に対向
して複数のポケット３６、３７が形成され、その各ポケ
ット３６、３７に、係合子としてのスプラグ２７と、ス
プラグ２７を保持するばね３８とが組込まれている。

【００１７】このスプラグ２７は、外径側と内径側に、
それぞれ異なった曲率中心をもつ左右対称形の円弧面３
９と３９ａが形成され、左右の両方向に所定角度傾くと
両円筒面２９、３０と係合し、外輪２４と内輪２３を一
体化する。また、バネ３８は、大径保持器２５に一端が
支持されてスプラグ２７を両側から押圧し、各スプラグ
２７を円筒面２９、３０と係合する位置に保持してい
る。従って、大径保持器２５と小径保持器２６及びスプ
ラグ２７によって２方向クラッチ（ａ）を形成してい
る。

【００１８】また、上記大径保持器２５及び小径保持器
２６の端部には、図７の如く、それぞれ径方向に貫通す
るスリット４０、４１が形成され、そのスリット４０、
４１に、Ｃ字形のリング形状をしたスイッチばね２８の
両端部が係合している。このスイッチばね２８は、周方
向に縮められた状態でセットされ、一端を大径保持器２
５に、他端を小径保持器２６に押し付けて取付けられて
おり、そのばね力によって両保持器２５、２６に円周方
向の力を与えている。この力により大径保持器２５は回
転力を受け、上記スイッチばね２８のばね力により、両
保持器２５、２６とスプラグ２７は、回転の一方向の噛
み合い位置でスタンバイの状態となっている。上記の構
造では、スイッチばね２８が大径保持器２５に一方向の
回転力を付与する手段を構成する。

【００１９】一方、上記大径保持器２５の延長腕３１の
後端部には、大径保持器２５の回転に抵抗を与えるブレ
ーキ部ｂが連結されている。

【００２０】このブレーキ部ｂは、図３乃至図５に示す
ように、内輪２３の端部に嵌合する入力リング４２と延
長腕３１をクラッチばね４４を介して連結し、入力リン
グ４２の外側に配置した抵抗体ケース４５と該入力リン
グ４２に軸方向に対向するフランジ４２ａ、４５ａを形
成し、抵抗体ケース４５はナックル４３の先端部に軸方
向に移動可能な状態で回り止めされ、上記入力リング４
２のフランジ４２ａの両面には抵抗体４６が挿入され、
抵抗体ケース４５の先端内部に設けた止め輪４７と抵抗
体４６の間に皿ばね等の弾性部材４８が組込まれ、フラ
ンジ４２ａを抵抗体ケース４５のフランジ４５ａに向っ
て圧着させている。

【００２１】上記弾性部材４８のばね力は、圧着によっ
て入力リング４２のフランジ４２ａの摺接部に所定の摩
擦力を生じさせる大きさに設定され、この摩擦力により
大径保持器２５と一体に回転しようとする入力リング４
２に対してその回転を遅れさせる減速力を与えている。
ここで、入力リング４２に加えられる減速力は、スイッ
チばね２８のばね力によって大径保持器２５に加わる回
転力よりも大きくなるよう設定されている。

【００２２】上記ブレーキ部ｂと大径保持器２５の間に
配置されるクラッチバネ４４は図３乃至図５に示すよう
に、入力リング４２と大径保持器２５の延長腕３１とを
またぐように巻きコイルを連続させたコイルバネで形成
され、そのコイルバネの一端が入力リング４２の孔４９
に係合している。また、コイルバネの他端側の巻きコイ
ルは、大径保持器２５の延長腕３１に弱い締まり嵌め状
態で嵌合しており、大径保持器２５が巻きコイルを締め
込む方向に回転すると、コイルバネが大径保持器２５に
締まり込むようになっている。

【００２３】上記クラッチバネ４４では、内輪２３を介
して大径保持器２５が図７の矢印ロ方向に回転すると、
クラッチバネ４４が締まり込んで大径保持器２５と入力
リング４２を一体化し、逆に、大径保持器２５が図７の
矢印イ方向に回転すると、クラッチばね４４の巻きコイ
ルが緩み、大径保持器２５と入力リング４２を切離する
ように設定されている。

【００２４】図１乃至図５に示すように、前記入力軸１
２ａにスライダー５１が軸方向に移動自在となるよう外
嵌挿され、このスライダー５１の先端部には、内外径面
の両方にスプラインを有し、入力軸１２ａのスプライン
２１と出力軸１２ｂのスプライン２２及び内輪２３の内
径面に形成したスプライン５２の各々に結合する結合子
５３が設けられている。

【００２５】上記スライダー５１の後端に設けた周溝５
４に操作用フォーク５５が係合し、このフォーク５５は
図１のように、車両のトランスファー８に接続するアク
チュエータ等と連結しており、トランスファー８からの
遠隔操作によりスライダー５１を軸方向に移動させるよ
うになっている。

【００２６】上記スライダー５１は、軸方向への移動操
作により、結合子５３が、出力軸１２ｂと内輪２３のス
プライン２２、５２に噛合って両者を結合する位置（図
３）と、内輪２３の内径面に形成したスプライン５２と
入力軸１２ａのスプライン２１に噛合って両者を結合す
る位置（図５）と、出力軸１２ｂと入力軸１２ａのスプ
ライン２１、２２及び内輪２３のスプライン５２に各々
噛合い、入力軸１２ａと出力軸１２ｂを直結する位置
（図４）とに停止する。

【００２７】なお、入力軸１２ａと出力軸１２ｂのスプ
ライン２１、２２及び内輪２３のスプライン５２は、各
々同一形状とし、結合子５３は無負荷時に入力軸１２ａ
と出力軸１２ｂの間をスライドできる。

【００２８】前記外輪２４の先端側内部に、内周が出力
軸２２とスプライン２２によって回転方向に結合し、外
周が外輪２４の内周に設けたスプライン６１で外輪２４
と回転方向に結合し、外輪２４と出力軸２２を一体に回
転するよう結合する連結部材６２と、この連結部材６２
と外輪２４の内周に設けた環状鍔壁６３の対向面間に組
込まれた摩擦式の回転伝達機構６４と、外輪２４の先端
部に固定した止め輪６５と連結部材６２の間に縮設した
皿ばね６６とが設けられている。

【００２９】上記回転伝達機構６４は、内周が内輪２３
の外周に設けたスプライン６７で内輪２３と回転方向に
結合した環状板６８と、外周が外輪２４のスプライン６
１と結合して外輪２４と一体に回転する環状板６９と
を、交互に複数枚重ね合わせ、皿ばね６６の押圧により
接触面が圧接し、摩擦力が生じるように予圧が与えられ
た構造になっている。

【００３０】従って、多板式となる回転伝達機構６４
は、内輪２３と外輪２４を摩擦力によって回転方向に結
合し、内輪２３と外輪２４の間に摩擦力を上回る負荷が
作用した場合にスリップすることになる。

【００３１】この発明の回転伝達装置は上記のような構
成であり、次に、この装置を用いた車両の走行状態につ
いて説明する。

【００３２】〔２駆走行モード〕図３に示すように、ス
ライダー５１をエアアクチュエーター等の外部装置によ
り、出力軸１２ｂ側の最前進行位置に固定する。出力軸
１２ｂと内輪２３の間は、結合子５３が納まる空間を有
するため、該結合子５３は内輪２３と出力軸１２ｂのス
プライン２２、５２に噛み合う位置に移動する。このと
き、内輪２３と入力軸１２ａとは完全に分離するため、
出力軸１２ｂは入力軸１２ａの回転方向に全く影響され
ない。このため、プロペラシャフトを停止し、入力軸１
２ａが出力軸１２ｂに対してディファレンシャルの作用
で逆回転してもスプラグ２７の姿勢は変わらず、問題は
発生しない。

【００３３】従って、トランスファより動力を切離され
た前輪には、エンジンからの駆動力が伝わらず、後輪だ
けの２輪走行になるため、トランスファーからデフのリ
ングギヤまでの駆動系を停止させることができ、前進走
行中の静粛性や燃費性能の向上が図れる。

【００３４】〔４駆走行ロックモード〕図４に示すよう
に、スライダー５１を２駆走行位置からディファレンシ
ャル側に後退移動させ、結合子５３の内径スプラインが
入力軸１２ａと出力軸１２ｂの両方にまたがって、スプ
ライン２１と２２に噛合う中間位置で固定させる。

【００３５】これによって、入力軸１２ａと出力軸１２
ｂは、結合子５３によって直結となり、入力軸１２ａの
回転を出力軸１２ｂに伝える４駆状態になり、エンジン
ブレーキを効かせることができ、悪路走行や舗装道路等
の摩擦係数の低い路面の走行に有利となる。

【００３６】なお、このときの回転伝達の経路は、
（Ｉ）入力軸１２ａ→結合子５３→出力軸１２ｂ→（I
I）入力軸１２ａ→結合子５３→内輪２３→スプラグ２
７→外輪２４→連結部材６２→出力軸１２ｂ、（III ）
入力軸１２ａ→結合子５３→内輪２３→回転伝達機構６
４→外輪２４→連結部材６２→出力軸１２ｂの３つの経
路ができ、駆動時は、（Ｉ）＋（II）＋（III ）の経路
となり、オーバランニング（エンジンブレーキ時）は、
（Ｉ）、（III ）の経路を通る。よって、強力なエンジ
ンブレーキが効くことになる。

【００３７】〔４駆走行オーバランニングモード〕図５
に示すように、スライダー５１を、４駆ロックモード位
置から更にディファレンシャル側の最後退位置に移動さ
せ、結合子５３が入力軸１２ａと結合する位置で固定す
る。

【００３８】スライダー５１の結合子５３は、入力軸１
２ａと内輪２３のスプライン２１、５３に噛合って両者
を結合するように位置決めされる。

【００３９】これにより、入力軸１２ａから出力軸１２
ｂへのトルク伝達の経路は、（IV）入力軸１２ａ→結合
子５３→内輪２３→スプラグ２７→外輪２４→連結部材
６２→出力軸１２ｂ、（Ｖ）入力軸１２ａ→結合子５３
→内輪２３→回転伝達機構６４→外輪２４→連結部材６
２→出力軸１２ｂの２つの経路ができる。

【００４０】駆動時は、（IV）＋（Ｖ）の経路となり、
エンジンブレーキ時は（Ｖ）の経路を通る。よって、回
転伝達機構６４に設定された摩擦力に対応する範囲でエ
ンジンブレーキを効かせることができる。

【００４１】ここで、出力軸１２ｂが入力軸１２ａの回
転数を上回ったとき、フリーランニングにより駆動力の
伝達を遮断する。

【００４２】すなわち、車両が蛇角をもつと、前輪と後
輪の旋回距離の差により、前輪に連結する外輪２４が内
輪２３よりも速く回転し、外輪２４が２方向スプラグ２
７に対してフリーランニングする。このため、前輪と後
輪は切離されて回転し、タイトコーナでのブレーキング
現象が生じることがなく、舗装道路等の摩擦係数の高い
路面の走行に適している。

【００４３】また、この４駆走行オーバランニングモー
ドにおいて、後退走行を行なうと、入力軸１２ａと内輪
２３の逆転に対して、大径保持器２５はブレーキ部ｂに
よって付与された抵抗力によって逆転方向に遅れを生
じ、これによりスプラグ２７は、前進スタンバイの位置
から後退スタンバイの位置に切換わる。

【００４４】従って、４駆での後進走行時においても２
方向クラッチ装置Ａの作用でオーバランニングモードが
得られ、タイトコーナブレーキ現象の発生がない。

【００４５】このように、この動力伝達装置は、ドライ
バーの操作によるスライダー５１の位置選択により、走
行中の刻々と変る路面の変化に幅広く対応することがで
き、フルタイムの４輪駆動車と同様に安定した走行を行
なうことができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、スラ
イダーを移動操作するのみで、２駆走行モードと４駆走
行ロックモード及び４駆走行オーバランニングモードの
切換えが行なえ、フリーランニングトルクに影響され
ず、２駆走行時にはプロペラシャフトを停止することが
でき、燃費と静粛性に優れ、かつ、路面の変化に正確に
対応できる４駆走行を実現できると共に、回転伝達機構
により、４駆走行ランニングモードでエンジンブレーキ
を効かすことができ、更に、２方向クラッチに設けたブ
レーキ部で、後退走行時のタイトコーナブレーキ現象の
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】４輪駆動車の車輪駆動系を示す平面図

【図２】同上における前輪駆動系の動力伝達装置を示す
断面図

【図３】動力伝達装置の２駆走行モードを示す断面図

【図４】同上の４駆走行ロックモードを示す断面図

【図５】同上の４駆走行オーバランニングモードを示す
断面図

【図６】図３の矢印VI−VIに沿う断面図

【図７】図３の矢印VII −VII に沿う断面図

【図８】スプラグの前進係合状態とフリーランニング状
態を示す断面図

【図９】スプラグの後退係合状態とフリーランニングを
停止した状態を示す断面図

【符号の説明】

１２ａ 入力軸 １２ｂ 出力軸 ２１、２２、５２、６１、６７ スプライン ２３ 内輪 ２４ 外輪 ２５ 大径保持器 ２６ 小径保持器 ２７ ２方向スプラグ ２８ スイッチばね ５１ スライダー ５３ 結合子 ６２ 連結部材 ６４ 回転伝達機構 ６６ 皿ばね ６８、６９ 環状板 ａ ２方向クラッチ ｂ ブレーキ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のディファレンシャルと両側車輪を
   連結する両側駆動軸の片側駆動軸を軸方向に分離して入
   力軸と出力軸とし、この入力軸と出力軸の突き合せ部分
   に、ブレーキ部でスプラグの作動方向を切換えることの
   できる２方向クラッチ装置を設け、該入力軸と出力軸の
   外径面及び２方向クラッチ装置の内輪の内径面の各々に
   スプラインを形成し、前記クラッチ装置の外輪を出力軸
   と一体に回転するよう結合し、この外輪と内輪の間に摩
   擦式の回転伝達機構を設け、前記内輪と入力軸の間に、
   内輪と入力軸及び出力軸の各々にスプライン結合が可能
   となり、外部からの操作で軸方向に移動自在となるスラ
   イダーを設け、このスライダーを、内輪と出力軸の各々
   にスプライン結合する位置と、内輪と出力軸及び入力軸
   の各々にスプライン結合する位置と、入力軸と内輪の各
   々にスプライン結合する位置に移動させるようにした動
   力伝達装置。