JPH0995152A - 四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オーバードライブ及びフルタイム四輪駆動可能
な四輪駆動車を、コンパクトなセンタディファレンシャ
ル付動力分配装置で実現する。 【解決手段】四輪駆動時にはクラッチＣ4 を接続状態か
つブレーキＢを解放状態として前輪側出力軸と前記後輪
側出力軸との回転差を吸収し、またクラッチＣを調圧す
ることによりトルクスプリット及びセンタデフロックを
可能とする。二輪駆動時にはクラッチＣ4 を断状態と
し、クラッチＣを断状態かつブレーキＢを固定状態とす
ることによって前記プラネタリギアセットをオーバード
ライブ用として利用することを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、四輪駆動から二輪
駆動への切り替え機能を持つ四輪駆動車用センタディフ
ァレンシャル付動力分配装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のアウトドアブームや安全性への関
心の高まりに呼応して、四輪駆動（「４ＷＤ」ともい
う）車の一般への普及はめざましいものがあり、それに
つれて悪路や凍結路面等での走行性能と一般路での走行
性能を両立させた、更に使いやすく、高性能かつ小型、
安価な四輪駆動装置（動力分配装置）が要求されてい
る。

【０００３】そこで、近年ではフルタイム方式の四輪駆
動車が普及してきている。フルタイム方式の四輪駆動車
においては、タイトコーナーでのブレーキング現象を防
止するため、動力分配装置（「トランスファ」ともい
う）内に前後輪の回転差を吸収するセンタディファレン
シャル（「センタデフ」ともいう）を設けることが必要
である。

【０００４】但し、単にセンタディファレンシャルを設
けただけではいずれかの車輪が空転すると他の車輪には
動力が伝わらなくなるため、ビスカス・カップリングや
多板クラッチ等を用いた作動制限装置をセンタディファ
レンシャルに用いることが一般に行われている。

【０００５】図４に従来のセンタディファレンシャル付
フルタイム式四輪駆動システムの一例を示す（トヨタ
マークII 新型解説書 1993年10月）。

【０００６】図４を参照して、エンジン（不図示）から
の動力はインプット・シャフト１１を通じてトランスミ
ッション２０を通じて動力分配装置（「トランスファ」
ともいう）１５に入力される。動力分配装置１５内では
プラネタリギア式のセンタデフ１２によって動力は前輪
側・後輪側の２つに分けられ、リヤ・ドライブシャフト
１３及びスプロケット１０、チェーン５を通じフロント
・ドライブシャフト１４に伝えられる。

【０００７】また、多板クラッチＣ10が作動制限装置の
働きをしており、油圧制御によって作動制限量を可変さ
せている。

【０００８】上記従来例に対し、悪路走破性を主目的と
する四輪駆動車では、センタディファレンシャルを設け
ず、一般路においては動力分配装置において前輪への動
力をカットするパートタイム式四輪駆動が長らく用いら
れてきた。

【０００９】そこで、上記従来例に加え、高い悪路走破
性を保ちつつ四輪駆動を必要としない一般路での走行時
における燃費、静粛性等を向上させるため、センタディ
ファレンシャルをロックする機能（つまり前後輪を直結
する）及び四輪駆動から二輪駆動（「２ＷＤ」ともい
う）への切替機能を設けたセンタディファレンシャル付
動力分配装置が提案されている（三菱自動車 パジェロ
サービスマニュアル1993年７月）。

【００１０】図５に上述のセンタディファレンシャル付
動力分配装置を示す。図５を参照して、エンジンからの
動力は不図示のトランスミッション（図４に示したトラ
ンスミッションと同じ）を介してメインシャフト１に入
力される。また、故障時の牽引やウインチ使用の際は未
潤滑状態のため、トランスミッションに車輪側から動力
が加わるとトランスミッションのシャフトやギア類に悪
影響を及ぼすので、動力分配装置内において車輪からの
動力をカットできるよう、ハイ／ロー切換部９にはニュ
ートラルポジションが設けられている。

【００１１】二輪駆動時においてはメインシャフト１に
入力された動力は２ＷＤ／４ＷＤ切換部８によって駆動
スプロケット１０には伝わらず、かつセンタ・ディファ
レンシャル６はロックされるため、リア・ドライブシャ
フト２にはトランスミッション（「Ｔ／Ｍ」ともいう）
からの動力が直接伝わることになり（直結状態）、フロ
ント・ドライブシャフト３にはエンジンからの動力は全
く伝わらないため、一般の二輪駆動車と同様となる。

【００１２】フルタイム四輪駆動時においては２ＷＤ／
４ＷＤ切換部８においてメインシャフト１に入力された
動力を分配し、フロント・ドライブシャフト３にはチェ
ーン５を通じて動力が伝わり、リア・ドライブシャフト
２へはベベルギアからなるセンタ・ディファレンシャル
６を通じて動力が伝わる。このセンタ・ディファレンシ
ャル６には作動制限装置としてビスカス・カップリング
７が並列して設けられている。

【００１３】また、四輪駆動時にセンタ・ディファレン
シャル６をロックすること（デフロックともいう）によ
って前輪及び後輪は直結状態となり、原野等の不整地を
走行する際の走破力を向上させることも可能である。

【００１４】上述のように、四輪駆動をフルタイム化す
るためにはセンタ・ディファレンシャルとしてプラネタ
リギアやベベルギア等を加えることが必須である。

【００１５】また、図４に示すようにオーバードライブ
ポジションを有する４速のオートマチック・トランスミ
ッション（「Ａ／Ｔ」ともいう）は、従来と同様の３速
オートマチック・トランスミッション部２３にプラネタ
リギアセット１６等からなるオーバードライブ部２２を
直列に加えた構成とされる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】最近では四輪駆動車と
いえどもオンロードでの高い走行性能や低燃費等に対す
る要求からトランスミッションにオーバードライブ
（「Ｏ／Ｄ」ともいう）を設ける必要性が高まってきて
いる。

【００１７】しかしながら、上記従来例においてはオー
バードライブ部２２とセンタディファレンシャル１２、
６と、別々に新たにギアを設ける必要があるため、装置
自体が大型化し、搭載性が悪く、かつコストが高くなる
ため、小型の四輪駆動車をオーバードライブかつフルタ
イム駆動可能とする構成にすることは困難である。

【００１８】また、Ａ／Ｔ車には一般にパーキングレン
ジ（Ｐレンジ）が設けられ、駐車時にはトランスミッシ
ョン内においてギアにロックがかかり、車が動き出すの
を防止する安全策が設けられているが、動力分配装置が
ニュートラル状態であれば、動力分配装置はトランスミ
ッションよりも後段にあるため、Ｐレンジであっても車
が動き出してしまう危険性がある。

【００１９】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、本発明の第１の視点として構成要素が
少なくともフルタイム四輪駆動が可能でかつＯ／Ｄが可
能な四輪駆動車を実現する動力分配装置を提供すること
を一つの目的とし、本発明の第２の視点において、動力
分配装置の状態に関わらず常時パーキングロックの可能
な安全性の高い動力分配装置を提供することを第２の目
的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の視点において、サンギア、リングギ
ア、該サンギア及び該リングギアに噛合するピニオンギ
ア及び該ピニオンギアを軸支するキャリアからなり、該
サンギア、該リングギアと該キャリアを第１、第２、第
３の入出力要素のいずれかとするプラネタリギアセット
を有し、該第１、第２、第３の入出力要素のいずれか１
つを入力要素とし、他の２つを出力要素として第１、第
２の出力軸に結合可能に構成して、入力軸からの回転力
を第１および第２の出力軸へ分配する四輪駆動車用セン
タディファレンシャル付動力分配装置であって、前記入
出力要素からの回転力を断接する第１及び第２の断接手
段を備え、前記入力軸は前記第１の入出力要素に連結さ
れ、前記第２の出力軸は前記第２の入出力要素に連結さ
れ、前記第１の出力軸は前記第２の断接手段を介して前
記第３の入出力要素と断接可変に連結され、前記第２お
よび第３の入出力要素は、前記第１の断接手段を介して
互いに断接可変に連結され、前記第３の入出力要素は、
固定手段により固定部材に固定可能とされることを特徴
とする四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分
配装置を提供する。

【００２１】本発明において好ましくは、前記第１の入
出力要素がキャリアであり、前記第２の入出力要素がリ
ングギアであり、前記第３の入出力要素がサンギアであ
る前記プラネタリギアセットを有することを特徴とする
四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装置
を提供する。

【００２２】また、本発明において好ましくは、前記第
１の入出力要素がリングギアであり、 前記第２の入出
力要素がキャリアであり、前記第３の入出力要素がサン
ギアであり、前記ピニオンギアがダブルピニオンギアで
ある前記プラネタリギアセットを有することを特徴とす
る四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装
置を提供する。

【００２３】本発明においては好ましくは、前記第１の
出力軸がフロント・ドライブシャフトに接続され、前記
第２の出力軸がリア・ドライブシャフトに接続されてい
ることを特徴とする四輪駆動車用センタディファレンシ
ャル付動力分配装置を提供する。

【００２４】更に、本発明において好ましくは、前記第
１の断接手段が多板クラッチからなり、四輪駆動時に該
多板第１のクラッチへの圧力によって前記第１の出力軸
と前記第２の出力軸へのトルク配分比を変化可能とする
ことを特徴とする四輪駆動車用センタディファレンシャ
ル付動力分配装置を提供する。

【００２５】また、本発明において好ましくは、前記第
１および第２の断接手段は共通回転部材を介して連結さ
れ、前記共通回転部材は前記第３の入出力要素に連結さ
れて前記入力軸の周りに同軸上に配されることを特徴と
する四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配
装置を提供する。

【００２６】さらにまた、本発明において好ましくは、
前記入力軸は、入力方向から前記サンギア中心を貫通
し、第１の半径方向部材を介してリングギアと連結さ
れ、前記出力軸は、前記プラネタリアギアセットの入力
方向とは反対側において、半径方向に延び、さらに前記
プラネタリギアセットの外周に沿って延びる部材を介し
て前記キャリアの入力側端と連結されていることを特徴
とするセンタディファレンシャル付動力分配装置を提供
する。

【００２７】本発明において好ましくは、前記第１の断
接手段は前記プラネタリギアセットの半径方向外周に配
され、前記第２の断接手段と前記固定手段は前記プラネ
タリギアの入力側において前記入力軸の外周に配される
ように構成されたことを特徴とするセンタディファレン
シャル付動力分配装置を提供する。

【００２８】本発明の第２の視点としては、入力軸から
の回転力を前輪側出力軸及び後輪側出力軸の２つの出力
軸に分配または前記後輪側出力軸のみに伝達する四輪駆
動車用センタディファレンシャル付動力分配装置であっ
て、前輪側出力軸上にパーキング・ロック部が設けられ
ていることを特徴とする四輪駆動車用センタディファレ
ンシャル付動力分配装置を提供する。

【００２９】一般に、オーバードライブが必要とされる
のは路面状態の良い高速道路等を高速で走行するような
場合であり、このような場合は四輪駆動は必要とせず、
低燃費、低騒音とするため二輪駆動として走行する場合
が多い。

【００３０】そこで、本発明の第１の視点においては、
従来二輪駆動時にはロックされ、何ら作用を及ぼさない
センタディファレンシャルにおけるプラネタリギアセッ
トに注目し、２ＷＤ時においてこのプラネタリギアセッ
トをオーバードライブ用として用いることによって、ト
ランスミッション部においてオーバードライブ用のギア
を不要とし、大幅なトランスミッションの小型化を実現
する。

【００３１】本発明の第１の視点におけるプラネタリ式
の四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装
置においては、駆動力が一の入出力要素に入力され、前
後輪への駆動力が他の２つの入出力要素から出力され
る。このプラネタリギアセットは四輪駆動時はピニオン
ギアの回転を介してのリングギア、サンギア、キャリア
間の相対回転によって前後輪の回転差を許容しながらト
ルク伝達するために働く。従来このプラネタリギアセッ
トは二輪駆動時にはサンギア、リングギアとキャリアの
いずれか二つがロックされ、何等働きを持たなかった
が、本発明により装置の占める空間を増大させることな
く二輪駆動時には、一の入出力要素を固定することによ
り増速用ギアとして動作させることができるため、従来
トランスミッション内に設けられていたＯ／Ｄ用プラネ
タリギアセットを不要とすることができ、動力分配装置
及びトランスミッションからなる動力伝達部分をコンパ
クト化することができる。

【００３２】また、トランスミッションがＯ／Ｄを有す
るか否かに関わらず、二輪駆動時のトランスミッション
を１速多段化することになり、四輪駆動車における二輪
駆動時の燃費等の向上、騒音等の低下をもたらすと共
に、更に一速多段化にも拘らずコンパクト化が達成され
る。

【００３３】更に、本発明における第２の視点における
四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装置
においては、全体としてコンパクト化が図られている上
に、前輪側出力軸上にパーキング・ロック部が設けられ
ているのでトランスファがニュートラル状態であっても
常時前輪でＡ／Ｔシフトによるパーキングロックが可能
となり、安全性を向上させることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００３５】

【実施形態１】図１は、本発明の第１の実施形態にかか
る四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装
置の構造を示す断面図である。

【００３６】図１を参照して、この動力分配装置は、不
図示のトランスミッションから動力が伝わるメインシャ
フト１、不図示のフロントディファレンシャルに動力を
伝えるフロント・ドライブシャフト３、不図示のリアデ
ィファレンシャルに動力を伝えるリア・ドライブシャフ
ト２、１組のプラネタリギアセット４、２つのクラッチ
Ｃ，Ｃ4 及び１つのブレーキＢ、フロント・ドライブシ
ャフト３に動力を伝えるためのチェーン５及び駆動スプ
ロケット１０、パーキングロックギアＰからなる。

【００３７】リア・ドライブシャフト２は、ケーシング
２４の一端においてベアリング２５Ｂおよびケーシング
２４のスペーサ部材２６の中心孔内に軸受保持され、そ
の延長が半径方向に延びるフランジ部２７Ａを介してプ
ラネタリギアセット４のリングギアに接続、終端してい
る。このリア・ドライブシャフト２の空洞部内において
メインシャフト１の後端部（後輪側）がベアリング２５
Ｃによって回転自在に支持され、またメインシャフト１
はケーシング２４の前端部（入力側）においてベアリン
グ２５Ａによって回転自在に支持され、更にメインシャ
フト１は後端部直前に設けられたスプラインによってフ
ランジ部２７Ｂを介し、プラネタリギアセット４のキャ
リアと接続される。

【００３８】プラネタリギアセット４のサンギアは複数
の部材を結合してなる共通回転部材１７と一体となって
おり、ベアリング２５Ｄによってメインシャフト１と同
軸上に配され、各クラッチＣ，Ｃ4およびブレーキＢに
回転力を伝える。

【００３９】スリーブ２８はベアリング２５Ｅを介して
メインシャフト１と同軸上に配されており、一端がクラ
ッチＣ4と接続され、パーキングロックギアＰおよびス
プロケット１０と嵌合されており、スプロケット１０か
らチェーン５を介しメインシャフト１と平行に配される
フロント・ドライブシャフト３と結合される。

【００４０】図２は、本発明の第１の実施形態にかかる
四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装置
のギアトレーン図である。

【００４１】図１及び図２を参照して、更に詳しく本実
施形態にかかる四輪駆動車用センタディファレンシャル
付動力分配装置の構造について説明すると、プラネタリ
ギアセット４は、サンギア４１、キャリア４２、リング
ギア４３とピニオンギア４４からなり、サンギア４１と
ピニオンギア４４、及びピニオンギア４４とリングギア
４３は夫々互いに噛み合わさっている。

【００４２】メインシャフト１は、プラネタリアギアセ
ット４と同軸上に配置され、サンギア中心を通り半径方
向部材１８（フランジ２７Ｂ）、ピニオンギア４４を軸
支しているキャリア４２に連結されている。リングギア
４３はリア・ドライブシャフト２に連結されると共に、
断接及び調圧可能なクラッチＣを介してサンギア４１と
接続可能な状態とされている。サンギア４１は断接可能
なクラッチＣ4 を介して駆動スプロケット１０と接続可
能な状態とされ、またブレーキＢによって固定可能であ
る。駆動スプロケット１０はパーキングロックギアＰに
よって固定可能とされ、チェーン５を介してフロントド
ライブシャフト３と連結されている。

【００４３】サンギア４１、クラッチＣ、Ｃ4 、ブレー
キＢはそれぞれ共通回転部材１７を介して接続され、共
通回転部材１７の回転力は不図示の油圧系統からの油圧
で作動するピストン２９Ｃ，２９Ｃ4、２９Ｂによって
制御される多板クラッチからなるクラッチＣ、Ｃ4およ
びブレーキＢの断節状態によって後述の作動要素ごとに
よって各部に配分または固定される。

【００４４】クラッチＣはプラネタリギアセット４の半
径方向外周に配され、クラッチＣ4とブレーキＢはプラ
ネタリギアセット４の入力側において入力軸の外周に配
されるように構成されており、特に入出力軸方向に対し
て非常にコンパクトにとまっており、動力分配装置の占
める空間が従来の動力分配装置と比して増大するといっ
たことはない。

【００４５】故障時の牽引やウインチによる駆動時など
動力分配装置をニュートラルとするときは各クラッチ
Ｃ、Ｃ4 、ブレーキＢを断状態とすることによってなさ
れる。

【００４６】また、本実施形態においては、従来のトラ
ンスミッションが一般に有するパーキングギアＰと不図
示のパーキングポールからなるパーキングロック部を動
力分配装置内の駆動スプロケット１０に隣接して設置
し、パーキングロック作動時はパーキングロックギアＰ
にパーキングポール（不図示）が噛み合い、ギアが固定
されることによって車輪がロックされる。

【００４７】よって、動力分配装置がニュートラルであ
っても、パーキングロックギアＰがクラッチやディファ
レンシャル用ギア等（本実施形態においてはクラッチ
Ｃ、Ｃ4 、プラネタリギアセット４）よりも前輪側にあ
るため、常時前輪でＡ／Ｔシフトによるパーキングロッ
クが可能となり、従来の動力分配装置を有する４ＷＤ車
において問題とされた動力分配装置がニュートラルの
時、パーキングロック（Ｐレンジ）が無効となるといっ
た問題も解消される。

【００４８】次に、上記の四輪駆動車用センタディファ
レンシャル付動力分配装置の動作を各作動要素毎に説明
する。

【００４９】表１は、本実施形態に係る動力分配装置の
各作動要素におけるブレーキＢ及びクラッチＣ4 ，Ｃの
作動状態を示したものである。丸印は各作動要素におい
て接続状態となることを示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】以下、各作動要素ことにその機能、動作を
説明する。４ＷＤ時におけるフルタイムＬｏｗとは、後
述のように動力分配装置内において減速作用が行われな
い（減速比＝１）状態であることを示す。２ＷＤは後二
輪駆動を示す。

【００５２】＜４ＷＤ オープン＞オープンとは、前輪
と後輪との間に差動制限が働かない（オープン）状態で
あり、オンロードのタイトコーナーもブレーキング現象
が起こることなく四輪駆動で走行することができるフル
タイム四輪駆動状態である。ブレーキＢ及びクラッチＣ
は断状態であり、クラッチＣ4 のみが接続状態となりフ
ロント・ドライブシャフト３はサンギア４１に接続され
る。キャリア４２に入力された駆動力は、サンギア４１
から共通回転部材１７、クラッチＣ4 を介してフロント
・ドライブシャフト３に、またリングギア４３からリア
・ドライブシャフト２に伝えられる。一般の直線走行に
おいては前輪と後輪の角速度は同じであるからサンギア
４１とリングギア４３は同じ角速度で回転し、ピニオン
ギア４４は自転することなくサンギア４１の周りを公転
する。コーナリングなどで前後輪の間に軌跡距離の差が
でると、前進の場合前輪の方が軌跡が長くなることから
サンギア４１の角速度はリングギア４３の角速度よりも
早くなるので、ピニオンギア４４は自転させられ、角速
度の差（前後輪の回転差）を許容しながら公転を行って
トルクを伝え、差動機能を発揮する。また、この状態に
おいては出力トルクの前後配分比はサンギア径（歯数）
とリングギア径（歯数）との比となる。すなわち、後輪
側に多くトルク配分されることになり、後輪駆動車に近
い軽快な運転感覚を得ることができる。

【００５３】＜４ＷＤ トルクスプリット（差動制限）
＞前記オープン状態では、前後左右いずれか一つの車輪
でも空転を始めると、左右輪デファレンシャルの差動機
構で空転を始めた車輪側のドライブシャフトも空転する
ので、前輪空転の場合にはサンギア４１の反力が、また
後輪空転の場合にはリングギア４３の反力がなくなり、
その結果駆動力が伝わらなくなってしまうという不都合
が起こる。そこで必要不可欠となるのが差動制限装置で
あり、本実施形態においては多板クラッチを用いたクラ
ッチＣをサンギア４１とリングギア４３の間に設置して
あり、前記オープン状態の動作に加えクラッチＣを調圧
状態とすることによってサンギア４１とリングギア４３
との差動を制限する。オープン状態においては出力トル
クの前後配分比はリングギア径とサンギア径との比とな
るが、差動制限量を増大することにより前後輪直結状態
まで可変（トルクスプリット）させることができる。

【００５４】＜４ＷＤ 直結＞前記４ＷＤトルクスプリ
ット状態において差動制限量を最大（クラッチＣを接続
状態）としたものであり、サンギア４１とリングギア４
３との間に差動が生じることはなく、メインシャフト
１、フロント・ドライブシャフト３とリア・ドライブシ
ャフト２との間は直結状態となる。

【００５５】＜２ＷＤ Ｌｏｗ＞クラッチＣ4 、ブレー
キＢを断状態とし、クラッチＣを接続状態としたもので
ある。フロント・ドライブシャフト３に駆動力を伝える
クラッチＣ4 が断状態であるので駆動力は前輪側には伝
わらず、二輪駆動（２ＷＤ）状態となる。また、クラッ
チＣを接続状態としたため、サンギア４１とリングギア
４３とは連結され、差動を生じないため、サンギア４
１、ピニオンギア４４、キャリア４２とリングギア４３
が一体となって回転する。つまりプラネタリギアセット
４は変速作用を持たず（減速比＝１）にメインシャフト
１に入力された駆動力（トルク）をリア・ドライブシャ
フト２に伝える。

【００５６】＜２ＷＤ Ｈｉｇｈ＞クラッチＣ，Ｃ4 共
に断状態とし、ブレーキＢのみを接続状態としたもので
あり、上記２ＷＤ Ｌｏｗ状態と同様にクラッチＣ4 が
断状態であるので後輪側のみに駆動力が伝わる２ＷＤ状
態となる。更に、ブレーキＢによってサンギア４１は固
定されるので、この場合キャリア４２に入力された回転
力は全てリングギア４３に伝えられ、かつプラネタリギ
アセット４が変速作用を持つこととなる。この際、キャ
リア４２に入力される入力トルクとリングギア４３から
出力される出力トルクとの比即ち減速比は、サンギアの
歯数をＺ_SUN 、リングギアの歯数をＺ_RINGとすると以下
の式で表される。

【００５７】 減速比＝１／（１＋ρ） （ρ＝Ｚ_SUN ／Ｚ_RING） …（１）

【００５８】（１）式より、減速比は常に１以下とな
る。つまり、オーバードライブ状態である。本実施形態
においては、一例として、サンギアの歯数Ｚ_SUN を２
７、リングギアの歯数Ｚ_RINGを６０とすると、減速比＝
０．６９０となり、良好なオーバードライブ比を実現す
ることができる。

【００５９】一般に、オーバードライブが必要とされる
のは路面状態の良い高速道路等を高速で走行するような
場合であり、このような場合は四輪駆動は必要とせず、
低燃費、低騒音とするため二輪駆動として走行する場合
が多い。

【００６０】そこで、２ＷＤ時においてこのプラネタリ
ギアセットをオーバードライブ用として用いることによ
って、トランスミッション部においてオーバードライブ
用のギアを不要とし、大幅なトランスミッションの小型
化を実現する。

【００６１】具体的には、図４に示したＯ／Ｄを有する
４速Ａ／Ｔにおいて、オーバードライブ部２２はトラン
スミッション２０のギア部の約３分の１を占めており、
この部分を不要とすることによって大幅なトランスミッ
ションの占有体積の減少、コスト削減となり、よって従
来困難とされた小型の四輪駆動車においてＯ／Ｄを有
し、かつフルタイム四輪駆動可能とする構成とすること
も容易となる。

【００６２】また、本実施形態はオーバードライブ部を
有さないトランスミッションのみに適したものではな
く、一般に２ＷＤ走行時は４ＷＤ走行時に比べ、高速走
行であり、また低燃費、低騒音が要求されるものである
ので、たとえばＯ／Ｄを有する４速Ａ／Ｔや５速Ｍ／Ｔ
（マニュアルトランスミッション）等に用いても２ＷＤ
時には更に１速増加することに変わりはなく、すなわち
燃費、騒音等に対する効果は非常に大きいことにも変わ
りはない。

【００６３】更に、本実施形態においては、本発明を二
輪駆動時に後輪が駆動輪となるＦＲ（フロントエンジン
・リアドライブ）ベースの四輪駆動車に適用した場合を
示したが、本発明はＦＲベースの四輪駆動車への適用に
限られず、ＦＦ（フロントエンジン・リアドライブ）や
ＭＲ（ミッドシップエンジン・リアドライブ）等の各種
駆動レイアウトをベースとする四輪駆動車にも適用可能
である。

【００６４】その他、トランスミッションにおける最高
速のギアの減速比を１以上とし、本発明に係るトランフ
ァを適用することによって最終的に減速比１を得られる
構成とすることも可能である。

【００６５】

【実施形態２】次に、本発明の第２の実施形態に係る四
輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装置を
図３を参照して以下に詳細に説明する。

【００６６】本実施形態においては、実施形態１とはプ
ラネタリギアの構成要素と他のメンバーとの接続状態に
おいて異なる。

【００６７】図３は、本実施形態に係る四輪駆動車用セ
ンタディファレンシャル付動力分配装置のギアトレーン
図である。

【００６８】図３を参照して、プラネタリギアセット
４’は、サンギア４１’、リングギア４３’とダブルピ
ニオンギア４４’とダブルピニオンギアを軸支するキャ
リア４２’と、からなり、サンギア４１’とダブルピニ
オンギア４４’、及びダブルピニオンギア４４’とリン
グギア４３’は夫々互いに噛み合わさっている。

【００６９】メインシャフト１はサンギア４１’を貫通
し、第１の半径方向部材１８’を介してリングギア４
３’に連結されている。キャリア４２’は第３の半径方
向部材２０、第２回転部材２１、第２の半径方向部材１
９を介してリア・ドライブシャフト２に連結されると共
に、断接及び調圧可能なクラッチＣ’を介してサンギア
４１’と接続可能な状態とされている。

【００７０】サンギア４１’、クラッチＣ’、Ｃ4 ’、
ブレーキＢ’はそれぞれ共通回転部材１７’を介して接
続され、回転力はクラッチＣ’、Ｃ4 ’の断節によって
後述の作動要素ごとによって各部に配分またはブレーキ
Ｂ’によって固定状態とされる。

【００７１】メインシャフト１から入力された回転力
は、第１の半径回転部材１８’を介してリングギア４
３’に入力され、またリア・ドライブシャフト２への出
力はキャリア４２’から第３の半径回転部材２０、第２
の回転部材２１、第２の半径回転部材１９を介して伝え
られる。

【００７２】次に、上記の四輪駆動車用センタディファ
レンシャル付動力分配装置の動作を各作動要素毎に説明
する。

【００７３】表２は、本実施形態に係る動力分配装置の
各作動要素におけるブレーキＢ’及びクラッチＣ4 ’，
Ｃ’の作動状態を示したものである。丸印は各作動要素
において接続状態となることを示す。

【００７４】

【表２】

【００７５】以下、各作動要素ことにその機能、動作を
説明する。主に前述の第１の実施形態と異なる部分につ
いてのみ説明を行う。

【００７６】＜４ＷＤ オープン＞本作動要素において
は、ブレーキＢ’及びクラッチＣ’は断状態であり、ク
ラッチＣ4 ’のみが接続状態となり、リングギア４３’
に入力された駆動力は、サンギア４１’から共通回転部
材１７’、クラッチＣ4 ’スプロケット１０およびチェ
ーン５を介してフロント・ドライブシャフト３に伝えら
れ、またキャリア４２’から第３の半径回転部材２０、
第２の回転部材２１、第２の半径回転部材１９を介して
リア・ドライブシャフト２に伝えられる。また、この状
態においては出力トルクの前後配分比は、リングギア径
（歯数）とサンギア径（歯数）との差と、サンギア径
（歯数）と、の比となる。すなわち、後輪側に多くトル
ク配分されることになり、後輪駆動車に近い軽快な運転
感覚を得ることができる。

【００７７】＜４ＷＤ トルクスプリット（差動制限）
＞クラッチＣ’を調圧状態とすることによってサンギア
４１’とキャリア４２’との差動を制限する。差動制限
量を増大することにより前後輪直結状態まで可変（トル
クスプリット）させることができる。

【００７８】＜４ＷＤ 直結＞前記４ＷＤトルクスプリ
ット状態において差動制限量を最大（クラッチＣ’を接
続状態）としたものであり、サンギア４１’とキャリア
４２’との間に差動が生じることはなく、入力（メイン
シャフト）および前・後輪側出力（フロント・ドライブ
シャフト、リア・ドライブシャフト）との間は直結状態
となる。

【００７９】＜２ＷＤ Ｌｏｗ＞クラッチＣ4 ’、ブレ
ーキＢ’を断状態とし、クラッチＣ’を接続状態とした
ものである。前輪側出力に駆動力を伝えるクラッチＣ4
’が断状態であるので駆動力は前輪側には伝わらず、
二輪駆動（２ＷＤ）状態となる。また、クラッチＣ’を
接続状態としたため、サンギア４１’とキャリア４２’
とは連結され、差動を生じないため、サンギア４１’、
ダブルピニオンギア４４’、リングギア４３’とキャリ
ア４２’が一体となって回転する。つまりプラネタリギ
アセット４’は変速作用を持たず（減速比＝１）に入力
された駆動力（トルク）をリア側出力に伝える。

【００８０】＜２ＷＤ Ｈｉｇｈ＞クラッチＣ’，Ｃ4
’共に断状態とし、ブレーキＢ’のみを接続状態とし
たものであり、上記２ＷＤ Ｌｏｗ状態と同様にクラッ
チＣ4 ’が断状態であるので 後輪側のみに駆動力が伝
わる２ＷＤ状態となる。更に、ブレーキＢ’によってサ
ンギア４１’は固定されるので、この場合プラネタリギ
アセット４’は変速作用を持つこととなる。この際、リ
ングギア４３’に入力される入力トルクとキャリア４
２’から出力される出力トルクとの比即ち減速比は、サ
ンギアの歯数をＺ_SUN 、リングギアの歯数をＺ_RINGとす
ると以下の式で表される。

【００８１】 減速比＝１−ρ （ρ＝Ｚ_SUN ／Ｚ_RING） …（２）

【００８２】（２）式より、減速比は常に１以下とな
る。つまり、オーバードライブ状態である。本実施形態
においては、一例として、サンギアの歯数Ｚ_SUN を２
７、リングギアの歯数Ｚ_RINGを６０とすると、減速比＝
０．５５０となり、実施形態１の場合に比べ、大きなオ
ーバードライブ能力を発揮することができる。

【００８３】その他の構成、作用及び効果は、実施形態
１と同様である。

【００８４】以上、本発明を上記実施形態に即して説明
したが、本発明は上記態様にのみ限定されるものではな
く、本発明の原理に準ずる各種様態を含むものである。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の視
点による四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力
分配装置は、センタディファレンシャルとオーバードラ
イブの変速機構を兼ねるプラネタリギアセットを用い、
その各メンバーの特定の断切ないし固定、切換機構を備
えることにより、二輪駆動時においてセンタディファレ
ンシャル部のプラネタリギアセットを減速用として利用
することを可能とし、プラネタリギアセットをオーバー
ドライブ用として用いた場合、従来トランスミッション
部と動力分配装置内とにおいて２つ別々に設けられてい
たプラネタリギアを１つにまとめることができ、大幅な
トランスミッションの小型化を実現する。

【００８６】具体的には、従来のトランスミッションの
ギア部において、その約３分の１を占めている別個のオ
ーバードライブ部を不要とすることによって大幅な小型
化、コスト削減となり、また従来困難とされた小型の四
輪駆動車を４速Ａ／Ｔかつフルタイム駆動可能とする構
成とすることも容易となる。

【００８７】また、本発明の第１の視点による四輪駆動
車用センタディファレンシャル付動力分配装置はＯ／Ｄ
を有する４速Ａ／Ｔや５速Ｍ／Ｔ等に用いても、コンパ
クトな構成のまま更に１速増加することになり、燃費、
騒音等に対し非常に有効であることに変わりはない。

【００８８】また、本発明の第１の視点においては、ク
ラッチＣはプラネタリギアセット４の半径方向外周に配
され、クラッチＣ4とブレーキＢはプラネタリギアセッ
ト４の入力側において入力軸の外周に配されるように構
成されており、特に入出力軸方向に対して非常にコンパ
クトにとまっており、動力分配装置の占める空間が従来
の動力分配装置と比して増大するといったことはない。

【００８９】また、本発明の第２の視点においては、パ
ーキングロックギアを動力分配装置内の前輪側出力軸上
に設けたことにより、従来の動力分配装置を有する４Ｗ
Ｄ車において問題とされた動力分配装置がニュートラル
の時、パーキングロック（Ｐレンジ）が無効となるとい
った問題も解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す四輪駆動車用セ
ンタディファレンシャル付動力分配装置を示す断面図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施形態を説明するギアトレー
ン図である。

【図３】本発明の第２の実施形態を説明するギアトレー
ン図である。

【図４】従来の、差動制限機能を備えたフルタイム四輪
駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装置及び
トランスミッションの断面図である。

【図５】従来の、２ＷＤ−４ＷＤ切換機能を備えた四輪
駆動車用センタディファレンシャル付動力分配装置をの
断面図である。

【符号の説明】

Ｂ、Ｂ’ ブレーキ Ｃ、Ｃ’、Ｃ4 、Ｃ4 ’、Ｃ10、Ｃ10’ クラッチ Ｐ パーキングロックギア １ メインシャフト ２ リア・ドライブシャフト ３ フロント・ドライブシャフト ４、４’ プラネタリギアセット ５ チェーン ６ センタ・ディファレンシャル ７ ビスカス・カップリング ８ ２ＷＤ／４ＷＤ切替部 ９ ハイ／ロー切替部 １０ スプロケット １１ インプット・シャフト １２ センタデフ １３ リア・ドライブシャフト １４ フロント・ドライブシャフト １５ トランスファ １６ プラネタリギアセット １７、１７’ 共通回転部材 １８、１８’ 第１半径回転部材 １９ 第２半径回転部材 ２０ 第３半径回転部材 ２１ 第２回転部材 ２２ オーバードライブ部 ２３ ３速Ａ／Ｔ部 ２４ ケーシング ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｅ ベアリング ２６ スペーサ部 ２７Ａ、２７Ｂ フランジ部 ２８ スリーブ ２９Ｃ、２９Ｃ4、２９Ｂ ピストン ４１、４１’ サンギア ４２、４２’ キャリア ４３、４３’ リングギア ４４、４４’ ピニオンギア

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンギア、リングギア、該サンギア及び該
   リングギアに噛合するピニオンギア及び該ピニオンギア
   を軸支するキャリアからなり、該サンギア、該リングギ
   アと該キャリアを第１、第２、第３の入出力要素のいず
   れかとするプラネタリギアセットを有し、該第１、第
   ２、第３の入出力要素のいずれか１つを入力要素とし、
   他の２つを出力要素として第１、第２の出力軸に結合可
   能に構成して、入力軸からの回転力を第１および第２の
   出力軸へ分配する四輪駆動車用センタディファレンシャ
   ル付動力分配装置であって、 前記入出力要素からの回転力を断接する第１及び第２の
   断接手段を備え、 前記入力軸は前記第１の入出力要素に連結され、 前記第２の出力軸は前記第２の入出力要素に連結され、 前記第１の出力軸は前記第２の断接手段を介して前記第
   ３の入出力要素と断接可変に連結され、 前記第２および第３の入出力要素は、前記第１の断接手
   段を介して互いに断接可変に連結され、 前記第３の入出力要素は、固定手段により固定部材に固
   定可能とされることを特徴とする四輪駆動車用センタデ
   ィファレンシャル付動力分配装置。
2. 【請求項２】入力軸からの回転力を第１の出力軸及び第
   ２の出力軸の２つの出力軸に分配または前記第２の出力
   軸のみに伝達する四輪駆動車用センタディファレンシャ
   ル付動力分配装置であって、 サンギア、リングギア、該サンギア及び該リングギアに
   噛合するピニオンギア及び該ピニオンギアを軸支するキ
   ャリアからなり、該サンギア、該リングギアと該キャリ
   アを第１、第２、第３の入出力要素のいずれかとするプ
   ラネタリギアセットと、 前記第２、第３の入出力要素を互いに断接する第１の断
   接手段と、 前記第３の入出力要素と前記第１の出力軸とを互いに断
   接する第２の断接手段と、 前記第３の入出力要素を固定部材に固定する固定手段
   と、を備え、 前記入力軸は前記第１の入出力要素に接続され、 前記第１の出力軸は前記第２の断接手段を介して前記第
   ３の入出力要素と断接可変に接続され、 前記第２の出力軸は前記第２の入出力要素に連結され、 四輪駆動時には前記第２の断接手段を接続状態かつ前記
   固定手段を解放状態として前記第１の出力軸と前記第２
   の出力軸との回転差を許容しながら回転力分配を可能と
   し、 二輪駆動時には前記第２の断接手段を断状態とし、前記
   第１の断接手段を断状態または接続状態かつ前記固定手
   段を固定状態または解放状態とすることによって前記プ
   ラネタリギアセットを変速用として利用することを特徴
   とする四輪駆動車用センタディファレンシャル付動力分
   配装置。
3. 【請求項３】前記プラネタリギアセットにおいて、 前記第１の入出力要素が前記キャリアであり、 前記第２の入出力要素が前記リングギアであり、 前記第３の入出力要素が前記サンギアであることを特徴
   とする請求項１または２記載の四輪駆動車用センタディ
   ファレンシャル付動力分配装置。
4. 【請求項４】前記プラネタリギアセットにおいて、 前記第１の入出力要素が前記リングギアであり、 前記第２の入出力要素が前記キャリアであり、 前記第３の入出力要素が前記サンギアであり、 前記ピニオンギアがダブルピニオンギアであることを特
   徴とする請求項１または２記載の四輪駆動車用センタデ
   ィファレンシャル付動力分配装置。
5. 【請求項５】前記第１の出力軸がフロント・ドライブシ
   ャフトに連結され、 前記第２の出力軸がリア・ドライブシャフトに連結され
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の四輪駆
   動車用センタディファレンシャル付動力分配装置。
6. 【請求項６】前記第１の断接手段が多板クラッチからな
   り、四輪駆動時に該多板クラッチの圧力を変化させるこ
   とによって前記第１の出力軸と前記第２の出力軸への回
   転力配分比を変化可能とすることを特徴とする請求項１
   または２記載の四輪駆動車用センタディファレンシャル
   付動力分配装置。
7. 【請求項７】前記第１および第２の断接手段は共通回転
   部材を介して連結され、 前記共通回転部材は前記第３の入出力要素に連結されて
   前記入力軸の周りに同軸上に配されることを特徴とする
   請求項１または２記載の四輪駆動車用センタディファレ
   ンシャル付動力分配装置。
8. 【請求項８】前記入力軸は、入力方向から前記サンギア
   中心を貫通し、第１の半径方向部材を介してリングギア
   と連結され、 前記出力軸は、前記プラネタリアギアセットの入力方向
   とは反対側において、半径方向に延び、さらに前記プラ
   ネタリギアセットの外周に沿って延びる部材を介して前
   記キャリアの入力側端と連結されていることを特徴とす
   る請求項４記載のセンタディファレンシャル付動力分配
   装置。
9. 【請求項９】前記第１の断接手段は前記プラネタリギア
   セットの半径方向外周に配され、前記第２の断接手段と
   前記固定手段は前記プラネタリギアの入力側において前
   記入力軸の外周に配されていることを特徴とする請求項
   １または２記載のセンタディファレンシャル付動力分配
   装置。
10. 【請求項１０】前記前輪側出力軸にパーキング・ロック
    部を設けることを特徴とする請求項１ないし９のいずれ
    か一に記載の四輪駆動車用センタディファレンシャル付
    動力分配装置。
11. 【請求項１１】入力軸からの回転力を前輪側出力軸及び
    後輪側出力軸の２つの出力軸に分配または前記後輪側出
    力軸のみに伝達する四輪駆動車用センタディファレンシ
    ャル付動力分配装置であって、 前記前輪側出力軸にパーキング・ロック部を設けること
    を特徴とする四輪駆動車用センタディファレンシャル付
    動力分配装置。