(57)【要約】【課題】二輪駆動状態での車両前進走行時において、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた場合に、ガタ詰めによるガタ打ち音や振動の発生を抑制できる四輪駆動車両を提供する。【解決手段】二輪駆動状態での車両前進走行時において、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた場合のプロペラシャフト２８の回転方向Ｒに対し、逆方向のトルクを走行風によってプロペラシャフト２８に付加するトルク付加機構が備えられている。これにより、二輪駆動状態では、第１クラッチ２４とプロペラシャフト２８との間およびプロペラシャフト２８と第２クラッチ５０との間において、相互に連結する部品間がガタ詰めされた状態となる。そのため、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えられた場合に、ガタ詰めによるガタ打ち音や振動が発生することを抑制することができる。【選択図】図３
2020069838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と主駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する回転部材に連結されて前記駆動源の動力を副駆動輪に分配するトランスファと、前記トランスファによって分配された動力を前記副駆動輪に伝達するプロペラシャフトと、前記トランスファ内に設けられ、前記回転部材と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路を断接する第１クラッチと、前記プロペラシャフトと前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接する第２クラッチとを備え、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを解放する二輪駆動状態と、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを係合する四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両であって、
前記二輪駆動状態での車両前進走行時において、前記二輪駆動状態から前記四輪駆動状態に切り替えられた場合の前記プロペラシャフトの回転方向に対して逆方向のトルクを走行風によって前記プロペラシャフトに付加するトルク付加機構を備えた
ことを特徴とする四輪駆動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪駆動車両に関し、特に四輪駆動車両に設けられるプロペラシャフトの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動源と主駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する回転部材に連結されてその駆動源の動力を副駆動輪に分配するトランスファと、トランスファによって分配された動力を副駆動輪に伝達するプロペラシャフトと、トランスファ内に設けられ、回転部材とプロペラシャフトとの間の動力伝達経路を断接する第１クラッチと、プロペラシャフトと副駆動輪との間の動力伝達経路を断接する第２クラッチとを備える四輪駆動車両が知られている。たとえば特許文献１に記載の四輪駆動車両がそれである。
【０００３】
特許文献１に記載の四輪駆動車両では、第１クラッチおよび第２クラッチを解放する二輪駆動状態と、第１クラッチおよび第２クラッチを係合する四輪駆動状態とが切り替え可能に制御される。これにより、二輪駆動状態において回転部材とプロペラシャフトとの間の動力伝達経路およびプロペラシャフトと副駆動輪との間の動力伝達経路が開放されてプロペラシャフトが切り離されるので、たとえば車両走行における動力損失が低減されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０７８６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載の四輪駆動車両では、二輪駆動状態での車両前進走行時において、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた場合に、たとえば回転部材とプロペラシャフトとの間の動力伝達経路内およびプロペラシャフトと副駆動輪との間の動力伝達経路内において、相互に連結する部品間の隙間いわゆるガタを詰めるガタ詰めが発生する。これにより、上記特許文献１に記載の四輪駆動車両では、二輪駆動状態での車両前進走行時において、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた場合に、上記ガタ詰めによって相互に連結する部品同士の衝突によるガタ打ち音や振動が発生する可能性があった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、二輪駆動状態での車両前進走行時において、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた場合に、ガタ詰めによるガタ打ち音や振動の発生を抑制できる四輪駆動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の要旨とするところは、駆動源と主駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する回転部材に連結されて前記駆動源の動力を副駆動輪に分配するトランスファと、前記トランスファによって分配された動力を前記副駆動輪に伝達するプロペラシャフトと、前記トランスファ内に設けられ、前記回転部材と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路を断接する第１クラッチと、前記プロペラシャフトと前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接する第２クラッチとを備え、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを解放する二輪駆動状態と前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを係合する四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両であって、前記二輪駆動状態での車両前進走行時において、前記二輪駆動状態から前記四輪駆動状態に切り替えられた場合の前記プロペラシャフトの回転方向に対して逆方向のトルクを走行風によって前記プロペラシャフトに付加するトルク付加機構を備えたことにある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の四輪駆動車両によれば、前記二輪駆動状態での車両前進走行時において、前記二輪駆動状態から前記四輪駆動状態に切り替えた場合の前記プロペラシャフトの回転方向に対し、逆方向のトルクを走行風によって前記プロペラシャフトに付加するトルク付加機構が備えられている。これにより、車両前進走行時において、たとえば前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを解放する二輪駆動状態では、前記プロペラシャフトに前記回転方向に対して逆方向のトルクが付加されているので、前記回転部材と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路内および前記プロペラシャフトと前記副駆動輪との間の動力伝達経路内において相互に連結する部品間がガタ詰めされた状態となる。そのため、前記二輪駆動状態から前記四輪駆動状態に切り替えられた場合に、ガタ詰めによる部品間の衝突によるガタ打ち音や振動が発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用された車両の概略構成を説明する図である。
【図２】図１の車両に設けられるプロペラシャフトの要部を拡大して示す拡大図である。
【図３】図２のプロペラシャフトの要部の一部を拡大して示す拡大図である。
【図４】図２のプロペラシャフトに設けられるトルク付加機構の要部を示す断面図であり、図３のIＶ−IＶ断面図である。
【図５】本発明の他の実施例におけるプロペラシャフトの要部の一部を拡大して示す拡大図である。
【図６】図５の実施例におけるトルク付加機構の要部を示す断面図であり、図５のＶI−ＶI断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、エンジン駆動車両に適用されているが、走行用の駆動力源としてエンジンの他に走行用回転機すなわち駆動用電動機を有するハイブリッド車両等や駆動力源として電動モータのみを備えている電気自動車などに適用され得る。
【００１１】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例が適用された四輪駆動車両１０（以下、車両１０という）の概略構成を説明する図である。車両１０は、四輪駆動車両であって、駆動力源としてたとえばエンジン１２を備えている。エンジン１２は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンなどの内燃機関である。車両１０は、エンジン１２の動力すなわちエンジン１２の伝達トルクを左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒ（特に区別しない場合には前輪１４という）に伝達する第１動力伝達経路と、エンジン１２の伝達トルクを左右一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒ（特に区別しない場合には後輪１６という）に伝達する第２動力伝達経路とを備えている。前輪１４は、二輪駆動状態および四輪駆動状態のときに、前記第１動力伝達経路を介してエンジン１２から伝達トルクが伝達される駆動輪となる主駆動輪である。後輪１６は、二輪駆動状態のときに従動輪となり、且つ四輪駆動状態のときに前記第２動力伝達経路を介してエンジン１２から伝達トルクが伝達される副駆動輪となる。したがって、車両１０は、ＦＦベースの前後輪駆動車両である。
【００１３】
前記第１動力伝達経路は、変速機１８、フロントデフ２０、左右の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒ（特に区別しない場合には前輪車軸２２という）などを備えている。フロントデフ２０は、伝達される伝達トルクを前輪１４に分配する前輪用伝達トルク分配ユニットとして作用する。フロントデフ２０は、たとえば傘歯歯車からなる差動機構を含んで構成されており、前輪車軸２２に伝達トルクを伝達する。前記第２動力伝達経路は、エンジン１２の伝達トルクを後輪１６に分配する前後輪伝達トルク分配装置であるトランスファ２６、トランスファ２６にて分配されたエンジン１２の伝達トルクを後輪１６へ伝達する伝達トルク伝達軸であるプロペラシャフト２８を備えている。また、前記第２動力伝達経路は、プロペラシャフト２８から入力された伝達トルクを左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒに配分する後輪用伝達トルク分配ユニット３０、左右の後輪車軸３２Ｌ、３２Ｒ（特に区別しない場合には後輪車軸３２という）などを備えている。
【００１４】
変速機１８は、エンジン１２と前輪１４との間の前記第１動力伝達経路およびエンジン１２と後輪１６との間の前記第２動力伝達経路のうちの共通する動力伝達経路の一部を構成している。
【００１５】
トランスファ２６は、図１に示すように、フロントデフ２０のデフケース２０ｃに一体的に連結された第１回転部材３８と、プロペラシャフト２８の前輪１４側の端部に形成されたドリブンピニオン２８ａに噛み合うリングギヤ４０ａが形成された第２回転部材４０と、第１回転部材３８と第２回転部材４０との間の動力伝達を選択的に断接する噛合式のドグクラッチである第１クラッチ２４とを備えている。第１クラッチ２４によって第１回転部材３８と第２回転部材４０との動力伝達が接続された場合には、エンジン１２から前輪１４に出力された伝達トルクの一部が後輪１６すなわちプロペラシャフト２８に分配される。
【００１６】
第１回転部材３８は、その内周側を前輪車軸２２Ｒが貫通する円筒部材であって、たとえば第１軸線Ｃ１まわりに回転可能にデフケース２０ｃおよびトランスファケース２６ｃに支持されている。第１回転部材３８の前輪１４Ｌ側の端部には、デフケース２０ｃに形成された図示しない内周噛合歯と噛み合う、図示しない外周噛合歯が形成されている。第１回転部材３８の前輪１４Ｌ側とは反対側の端部には、第１クラッチ２４に設けられた円筒状の可動スリーブ４２の内周歯４２ａと常時噛み合う第１クラッチ歯３８ｂが形成されている。
【００１７】
第２回転部材４０は、その内周側を前輪車軸２２Ｒが貫通する円筒部材であって、たとえば第１軸線Ｃ１まわりに回転可能にトランスファケース２６ｃに支持されている。第２回転部材４０の前輪１４Ｒ側の端部には、前述したリングギヤ４０ａが形成されており、第２回転部材４０の前輪１４Ｒ側とは反対側の端部には、可動スリーブ４２の内周歯４２ａと噛合可能な第２クラッチ歯４０ｂが形成されている。
【００１８】
第１クラッチ２４は、第１回転部材３８にデフケース２０ｃおよび変速機１８を介して連結されたエンジン１２と、第２回転部材４０に連結されたプロペラシャフト２８との間の動力伝達を選択的に断接するトルク伝達装置としての噛合クラッチである。第１クラッチ２４は、第１回転部材３８に形成された第１クラッチ歯３８ｂと、第２回転部材４０に形成された第２クラッチ歯４０ｂと、第１クラッチ歯３８ｂと第１軸線Ｃ１方向の相対移動可能に常時噛み合い且つ第２クラッチ歯４０ｂにも噛合可能な内周歯４２ａが形成された可動スリーブ４２とを備えている。また、第１クラッチ２４は、可動スリーブ４２を、第２クラッチ歯４０ｂに噛み合う噛合位置と第２クラッチ歯４０ｂに噛み合わない非噛合位置とに第１軸線Ｃ１方向に移動させる第１アクチュエータ４４を備えている。なお、第１アクチュエータ４４は、たとえば第１クラッチ用電磁コイルおよびボールカムを含み電気的に制御可能な第１クラッチ用電動アクチュエータと、その第１クラッチ用電動アクチュエータに作動される噛合クラッチとから構成されている。第１クラッチ２４には、図示していないが、好適には、可動スリーブ４２の内周歯４２ａが第２クラッチ歯４０ｂと噛み合うに際して第１回転部材３８と第２回転部材４０との相対回転差を小さくする同期機構が備えられていても良い。なお、図１は、第１クラッチ２４が解放された状態を示している。
【００１９】
後輪用伝達トルク分配ユニット３０は、左右の後輪車軸３２Ｌ、３２Ｒの差回転を許容しつつトランスファ２６から分配される伝達トルクを後輪１６に伝達するデファレンシャル機構４６と、デファレンシャル機構４６とプロペラシャフト２８との間の動力伝達を選択的に断接する噛合式の第２クラッチ５０とを備えている。トランスファ２６から分配された伝達トルクは、プロペラシャフト２８から第２クラッチ５０を介してデファレンシャル機構４６に伝達される。
【００２０】
デファレンシャル機構４６は、図１に示すように、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒを有している。デファレンシャル機構４６は、後輪１６のうちの左輪に対応する後輪１６Ｌに伝達する伝達トルクを調整する左電子制御カップリング３４Ｌと、後輪１６のうちの右輪に対応する後輪１６Ｒに伝達する伝達トルクを調整する右電子制御カップリング３４Ｒと、それら左電子制御カップリング３４Ｌと右電子制御カップリング３４Ｒとが両端部に連結された中央車軸４８とを有している。左電子制御カップリング３４Ｌおよび右電子制御カップリング３４Ｒには、図示しないが、たとえばカップリング用電磁コイルおよびボールカムを含み電気的に制御可能なカップリング用電動アクチュエータと、そのカップリング用電動アクチュエータによって摩擦力が調節される湿式多板クラッチとがそれぞれ備えられている。左電子制御カップリング３４Ｌおよび右電子制御カップリング３４Ｒは、カップリング用電磁コイルに通電することにより発生する磁力によって後輪１６Ｌ、１６Ｒに伝達する伝達トルクがそれぞれ調整されるようになっている。つまり、左電子制御カップリング３４Ｌおよび右電子制御カップリング３４Ｒには、たとえば走行において要求される後輪１６Ｌ、１６Ｒの伝達トルクの大きさに対応する伝達トルク指令値に基づき、後述する電子制御装置７０からそれぞれのカップリング用電磁コイルに左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒ（特に区別しない場合には電子カップリング３４という）へ伝達トルク指令値に対応する制御電流Ｉ３、Ｉ４がそれぞれ供給される。
【００２１】
図１に示すように、後輪用伝達トルク分配ユニット３０には、第２軸線Ｃ２まわりに回転可能に後輪用伝達トルク分配ユニット３０内に設けられた第１回転部材５２と、第２軸線Ｃ２まわりに回転可能にデファレンシャル機構４６の中央車軸４８に一体的に固定された第２回転部材５４とが備えられている。第２クラッチ５０は、それら第１回転部材５２と第２回転部材５４との間の動力伝達を選択的に断接する噛合式のドグクラッチである。第１回転部材５２は、その内周側に中央車軸４８が貫通する円筒部材であり、その円筒部材である第１回転部材５２の後輪１６Ｌ側の端部には、プロペラシャフト２８の後輪１６側の端部に形成されたドライブピニオン２８ｂと噛み合うリングギヤ５２ａが形成されている。第１回転部材５２の後輪１６Ｌ側とは反対側の端部には、第２クラッチ５０に設けられた円筒状の可動スリーブ５６の内周歯５６ａと噛合可能な第１クラッチ歯５２ｂが形成されている。第２回転部材５４は、中央車軸４８に固定された円板状のハブ部材であり、第２回転部材５４の外周部には、可動スリーブ５６の内周歯５６ａと常時噛み合う第２クラッチ歯５４ａが形成されている。
【００２２】
第２クラッチ５０は、図１に示すように、第１回転部材５２に連結されたプロペラシャフト２８と、第２回転部材５４に連結されたデファレンシャル機構４６の中央車軸４８との間の動力伝達を選択的に断接するトルク伝達装置としての噛合クラッチである。第２クラッチ５０は、第１回転部材５２に形成された第１クラッチ歯５２ｂと、第２回転部材５４に形成された第２クラッチ歯５４ａと、第２クラッチ歯５４ａと第２軸線Ｃ２方向の相対移動可能に常時噛み合い且つ第１クラッチ歯５２ｂにも噛合可能な内周歯５６ａが形成された可動スリーブ５６とを備えている。また、第２クラッチ５０は、可動スリーブ５６を、第１クラッチ歯５２ｂに噛み合う噛合位置と第１クラッチ歯５２ｂに噛み合わない非噛合位置とに第２軸線Ｃ２方向に移動させる第２アクチュエータ５８を備えている。なお、第２アクチュエータ５８は、たとえば第２クラッチ用電磁コイルおよびボールカムを含み電気的に制御可能な第２クラッチ用電動アクチュエータと、その第２クラッチ用電動アクチュエータによって作動させられる噛合クラッチとから構成されている。第２クラッチ５０には、図示していないが、好適には、可動スリーブ５６の内周歯５６ａが第１クラッチ歯５２ｂと噛み合うに際して第１回転部材５２と第２回転部材５４との相対回転差を小さくする同期機構が備えられていても良い。なお、図１は、第２クラッチ５０が解放された状態を示している。
【００２３】
以上のように構成された車両１０では、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０および電子カップリング３４がそれぞれ係合させられると、エンジン１２から前輪１４および後輪１６に伝達トルクが伝達される四輪駆動状態となる。また、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０および電子カップリング３４が解放させられると、二輪駆動状態となる。二輪駆動状態では、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０および電子カップリング３４が解放されるので、プロペラシャフト２８を前輪１4および後輪１６から切り離されたディスコネクト状態となる。二輪駆状態では、プロペラシャフト２８は非回転状態となっている。また、四輪駆動状態では、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０および電子カップリング３４がそれぞれ係合されるので、プロペラシャフト２８を前輪１４および後輪１６に接続するコネクト状態となる。
【００２４】
車両１０は、たとえば車両走行における駆動状態を切り替える制御をする電子制御装置７０を備えている。電子制御装置７０は、たとえばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。
【００２５】
電子制御装置７０には、車両１０が備える各種センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。たとえば、図示しない車輪速センサにより検出される前輪１４および後輪１６の車輪速すなわち回転速度を表す信号、図示しない４ＷＤ切替スイッチにより検出される四輪駆動状態への切替要求を表す４ＷＤ切替信号、図示しない車速センサにより検出される車速を表す信号、図示しない回転速度センサにより検出されるエンジン１２のエンジン回転速度などがそれぞれ供給される。また、電子制御装置７０には、たとえばアクセル開度を表す信号、スロットル弁開度を表す信号、タービン回転数を表す信号などが供給される。
【００２６】
電子制御装置７０からは、車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。たとえば、エンジン１２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓe、変速機１８の変速に関する油圧制御のための油圧制御指令信号Ｓpなどが出力される。また、電子制御装置７０からは、第１クラッチ２４を係合させるために第１アクチュエータ４４の第１クラッチ用電磁コイルに供給される第１制御電流Ｉ１、第２クラッチ５０を係合させるために第２アクチュエータ５８の第２クラッチ用電磁コイルに供給される第２制御電流Ｉ２が出力される。また、電子制御装置７０からは、後輪１６Ｌと中央車軸４８との間で伝達する伝達トルクを制御するために左電子制御カップリング３４Ｌに設けられた図示しないカップリング用電動アクチュエータのカップリング用電磁コイルに供給される第３制御電流Ｉ３、後輪１６Ｒと中央車軸４８との間で伝達する伝達トルクを制御するために右電子制御カップリング３４Ｒに設けられた図示しないカップリング用電動アクチュエータのカップリング用電磁コイルに供給される第４制御電流Ｉ４が出力される。また、電子制御装置７０からは、図示しないシフト装置のシフトレンジを指示するシフトレンジ信号、操舵の制動信号などが出力される。
【００２７】
電子制御装置７０は、制御機能の要部として、駆動状態切替制御手段すなわち駆動状態切替制御部７６、およびトルク配分制御手段すなわちトルク配分制御部７８を機能的に備えている。駆動状態切替制御部７６は、たとえば４ＷＤ切替スイッチからの４ＷＤ切替信号に基づいて、二輪駆動状態から四輪駆動状態あるいは四輪駆動状態から二輪駆動状態に車両の状態を切り替える。駆動状態切替制御部７６は、具体的には、４ＷＤ切替信号に基づいて、第１クラッチ２４および第２クラッチ５０の断接を制御するクラッチ断接制御を行う。トルク配分制御部７８は、たとえば第１クラッチ２４、第２クラッチ５０、および左右の電子カップリング３４に供給する制御電流Ｉ１〜Ｉ４を制御して、前輪１４および後輪１６に伝達される伝達トルクの配分の制御、あるいは左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒおよび左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される伝達トルクの配分の制御を行う。
【００２８】
図２は、図１の車両１０に設けられるプロペラシャフト２８の一例の要部を拡大して示す拡大図である。図２に示すように、プロペラシャフト２８は、その両端に設けられた第１自在継手８０と第２自在継手８２とを介して、たとえば第１クラッチ２４と第２クラッチ５０とを連結させるものである。プロペラシャフト２８は、第１自在継手８０により一端部が相対回転不能に連結された軸形状のフロントプロペラ８４を有している。また、プロペラシャフト２８は、一端部がフロントプロペラ８４の他端部と第３自在継手８６によって相対回転不能に連結され且つ図示されていない車体のフレームに固設された一対のセンタベアリング８８によって回転可能に支持された軸形状のセンタプロペラ９０を有している。さらに、プロペラシャフト２８は、一端部がセンタプロペラ９０の他端部と第４自在継手９２によって相対回転不能に連結され且つ回転軸線Ｃｐ方向に相対移動可能に連結された軸形状のリヤプロペラ９４を有している。これにより、エンジン１２からの伝達トルクは、プロペラシャフト２８を介して後輪１６へ伝達されるようになっている。第１自在継手８０、第２自在継手８２および第３自在継手８６は、それらが連結している回転軸線Ｃｐの交差角が所定の大きさを有していても伝達トルクを伝達するたとえば十字軸系継手である。
【００２９】
図３は、プロペラシャフト２８の要部の一部を拡大して示す拡大図であって、図２の一点鎖線で囲まれるＥ部を拡大した図である。具体的には、図３は、プロペラシャフト２８の他端側すなわち車両１０のリヤ側である後輪１６側に設けられるリヤプロペラ９４とその周辺を拡大して示す図である。図３の矢印Ｒは、たとえば車両１０が四輪駆動状態で前進走行している時のプロペラシャフト２８の回転方向Ｒを示している。図３の矢印Ａは、たとえば車両１０の前進走行時の空気の流れ方向すなわち走行風の流れ方向Ａを示している。図３における図面左は車両前方であり図面右は車両後方であって、車両１０の前進走行時には、車両前方から車両後方へ向かって走行風が流れる。なお、図３における図面上は車両上方であり、図面下は車両下方である。
【００３０】
図４は、図３のIＶ−IＶ断面図であって、リヤプロペラ９４に設けられているトルク付加機構１００の要部を示す正面図である。トルク付加機構１００は、たとえば回転軸線Ｃｐ方向にリヤプロペラ９４に嵌め入れられて、リヤプロペラ９４の外周面の一部を覆うように固設されている。トルク付加機構１００は、プロペラシャフト２８に相対回転不能に設けられている。トルク付加機構１００は、図３および図４に示すように、たとえばリヤプロペラ９４に嵌め入れられる円筒状の本体１０２と、本体１０２の外周面から径方向に突出するように形成された羽根１０４とを有して構成されている。
【００３１】
羽根１０４は、図４に示すように、本体１０２の周方向に等間隔に設けられており、複数枚、本実施例では４枚の羽根１０４がトルク付加機構１００に備えられている。羽根１０４は、トルク付加機構１００がプロペラシャフト２８に固設された状態において、本体１０２のリヤ側すなわち車両１０のリヤ側の端部から本体１０２のフロント側すなわち車両１０のフロント側の端部に向かうに従って、前進走行時のプロペラシャフト２８の回転方向Ｒとは反対の回転方向に向かって傾斜するように形成されている。羽根１０４は、たとえば断面が略円弧状あるいは略直線状の板状部材で形成されている。
【００３２】
羽根１０４は、図４に示すように、本体１０２の外周面の径方向へ放射線状に突出するように形成されている。本体１０２の外周面から外周側へ突出する羽根１０４の径方向の突出長さ寸法すなわち羽根１０４の幅寸法は、本体１０２のリヤ側よりも本体１０２のフロント側の方が大きくなるように形成されている。羽根１０４は、正面視において、本体１０２のリヤ側の端部から本体１０２のフロント側の端部に向かって連続的に形成された略扇状となっている。したがって、羽根１０４は、図４に示すように、本体１０２のリヤ側から本体１０２のフロント側すなわち車両１０の後方側から前方側へ向かうに従って表面１０４ａの面積が大きくなるように形成されている。
【００３３】
これにより、プロペラシャフト２８には、矢印Ａ方向に走行風が発生している場合すなわち車両１０が前進走行している場合に、たとえば車両下部の走行風に基づきトルク付加機構１００に設けられた羽根１０４によって回転しようとするトルクが付加される。具体的には、本実施例では、羽根１０４の形状に基づいて、車両１０が四輪駆動状態で前進走行している時の回転方向Ｒに対し、逆方向に回転しようとするトルクがプロペラシャフト２８に付加される。図３に示す矢印Ｂは、羽根１０４によって、プロペラシャフト２８の付加されるトルクの付加方向を示している。トルク付加機構１００によってプロペラシャフト２８に付加されるトルクは、走行風に基づいて付加されるため、たとえば二輪駆動状態および四輪駆動状態での車両前進走行時にプロペラシャフト２８に付加される。すなわちプロペラシャフト２８が非回転状態である場合および回転状態である場合にも、走行風に基づくトルクがプロペラシャフト２８に付加される。
【００３４】
ところで、図１に示すような車両１０では、二輪駆動状態での車両走行時に二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた場合に、たとえば回転部材であるデフケース２０ｃや第１回転部材３８とプロペラシャフト２８との間の動力伝達経路内およびプロペラシャフト２８と後輪１６との間の動力伝達経路内において、相互に連結する部品間の隙間いわゆるガタが形成される場合がある。具体的には、第１クラッチ２４とプロペラシャフト２８との間すなわちプロペラシャフト２８の一端部に設けられたドリブンピニオン２８ａとリングギヤ４０ａとの噛み合い部や、プロペラシャフト２８と第２クラッチ５０との間すなわちロペラシャフト２８の他端部に設けられたドライブピニオン２８ｂとリングギヤ５２ａとの噛み合い部、あるいはプロペラシャフト２８のジョイント部すなわちプロペラシャフト２８の第１自在継手８０、第２自在継手８２、および第３自在継手８６などにガタが形成される。
【００３５】
二輪駆動状態での車両前進走行時において、たとえば４ＷＤ切替信号に基づいて車両１０を二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える制御が実行された場合には、第１クラッチ２４および第２クラッチ５０が係合させられ、非回転部材のプロペラシャフト２８が車両前進走行時において回転する部材の回転数に同期させられる。この場合に、車両１０にガタが形成されていると、たとえば第１クラッチ２４および第２クラッチの係合に基づくそれぞれのドククラッチの係合音やドグクラッチのオーバーストロークストッパ音が発生し、且つ非回転部材と回転部材との同期たとえばプロペラシャフト２８とデフケース２０ｃや第１回転部材３８との同期に基づくシンクロタッチ音などが発生する。特に非回転部材と回転部材との同期に基づくシンクロタッチ音すなわち動力伝達経路内における連結する部品間のガタに基づく作動音は振動を伴って運転者に対して大きな異音として影響を与えるものである。具体的には、二輪駆動状態で非回転であるプロペラシャフト２８は、四輪駆動状態に切り替えられたことによって動力伝達経路においてガタが形成された状態で回転数が上昇し始めるため、ガタが形成された部分たとえばドリブンピニオン２８ａとリングギヤ４０ａとの噛み合い部やドライブピニオン２８ｂとリングギヤ５２ａとの噛み合い部でガタ詰めによる部品同士の衝突によるガタ打ち音が発生するとともに、回転数の上昇後の揺り返し変動も大きくなる。
【００３６】
本実施例では、プロペラシャフト２８にトルク付加機構１００が設けられていることによって、車両１０が四輪駆動状態で前進走行している時の回転方向Ｒに対し、逆方向に回転しようとするトルクがプロペラシャフト２８に付加されている。これにより、プロペラシャフト２８が非回転である二輪駆動状態において、回転方向Ｒに対して逆方向に回転させようとするトルクが常にプロペラシャフト２８に付加されるため、たとえば第１クラッチ２４とプロペラシャフト２８との間のガタやプロペラシャフト２８と第２クラッチ５０との間のガタが詰められた状態となる。つまり、車両１０は、二輪駆動状態において、ドリブンピニオン２８ａとリングギヤ４０ａとの間やドライブピニオン２８ｂとリングギヤ５２ａとの間が相互にギヤ歯面接触した状態で保持される。さらに、車両１０は、二輪駆動状態において、プロペラシャフト２８にトルク付加機構１００が設けられていることによって、プロペラシャフト２８のジョイント部であるプロペラシャフト２８の第１自在継手８０、第２自在継手８２、および第３自在継手８６などに形成されるガタが詰められた状態で保持される。
【００３７】
プロペラシャフト２８にトルク付加機構１００が設けられていることによって、シンクロタッチ時すなわち動力伝達経路内における非回転部材たとえばプロペラシャフト２８と回転部材たとえばデフケース２０ｃや第１回転部材３８との同期時において、たとえば相互に連結する部品間の位置のバラツキが抑制され、二輪駆動状態から四輪駆動状態への切替制御すなわち第１クラッチ２４５および第２クラッチ５０の係合制御の安定性が向上する。また、トルク付加機構１００による回転方向Ｒに対して逆方向に回転しようとするトルクによって、たとえばプロペラシャフト２８が予め設定された目標回転位置を超えるような回転オーバーシュートが低減される。そのため、たとえば二輪駆動状態での車両前進走行時において、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えられた場合に、プロペラシャフト２８の回転数の上昇開始時における初期回転挙動の安定すなわちガタ打ち音の低減が可能となり、スムーズに駆動状態を切り替えることができる。上記ガタ打ち音の低減は、たとえば第１クラッチ２４の同期の設定時あるいは第２クラッチ５０の同期の設定時のどちらの場合であっても有効である。
【００３８】
このように、本実施例の車両１０によれば、二輪駆動状態での車両前進走行時において、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた場合のプロペラシャフト２８の回転方向Ｒに対し、逆方向のトルクを走行風によってプロペラシャフト２８に付加するトルク付加機構が備えられている。これにより、たとえば第１クラッチ２４および第２クラッチ５０を解放する二輪駆動状態では、プロペラシャフト２８に回転方向Ｒに対して逆方向のトルクが付加されているので、第１クラッチ２４とプロペラシャフト２８との間およびプロペラシャフト２８と第２クラッチ５０との間において、相互に連結する部品間がガタ詰めされた状態となる。そのため、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えられた場合に、ガタ詰めによるガタ打ち音や振動が発生することを抑制することができる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、前述の実施例１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図５は、四輪駆動車両２００（以下、車両２００という）に設けられた、プロペラシャフト２８の要部の一部を拡大して示す図であり、実施例１の図３に対応する図である。具体的には、図５は、プロペラシャフト２８の他端側である車両２００のリヤ側すなわち後輪１６側に設けられるリヤプロペラ９４とその周辺を拡大して示す図である。図６は、図５のＶI−ＶI断面図であって、プロペラシャフト２８を構成するリヤプロペラ９４に設けられているトルク付加機構２０２の正面図である。図６は、実施例１の図４に対応する図である。
【００４１】
トルク付加機構２０２は、たとえば回転軸線Ｃｐ方向にリヤプロペラ９４に嵌め入れられて、リヤプロペラ９４の外周面の一部を覆うように固設されている。トルク付加機構２０２は、プロペラシャフト２８に相対回転不能に設けられている。トルク付加機構２０２は、図５および図６に示すように、たとえばリヤプロペラ９４に嵌め入れられる円筒状の本体２０４と、本体２０４の外周面から径方向に突出するように形成された羽根２０６とを有して構成されている。
【００４２】
羽根２０６は、図６に示すように、本体２０４の周方向に等間隔に設けられており、複数枚、本実施例では４枚の羽根２０６がトルク付加機構２０２に備えられている。羽根２０６は、トルク付加機構２０２がプロペラシャフト２８に固設された状態において、本体２０４のリヤ側すなわち車両２００のリヤ側の端部から本体２０４のフロント側すなわち車両２００のフロント側の端部に向かうに従って、前進走行時のプロペラシャフト２８の回転方向Ｒとは反対の回転方向に向かって傾斜するように形成されている。羽根２０６は、断面が略円弧状あるいは略直線状の板状部材で形成されている。
【００４３】
羽根２０６は、本体２０４の外周面の径方向へ放射線状に突出するように形成されている。本体２０４の外周面から外周側へ突出する羽根２０６の径方向の突出長さ寸法すなわち羽根２０６の幅寸法は、本体２０４のフロント側よりも本体２０４のリヤ側の方が大きくなるように形成されている。羽根２０６は、正面視において、本体２０４のリヤ側の端部から本体２０４のフロント側の端部に向かって外周側端縁が連続的に略扇状態に形成されている。したがって、羽根２０６は、図６に示すように、本体２０４のリヤ側から本体２０４のフロント側すなわち車両２００の前方側から後方側へ向かうに従って表面積が大きくなるように形成されている。
【００４４】
これにより、プロペラシャフト２８には、矢印Ａ方向に走行風が発生している場合すなわち車両２００が前進走行している場合に、トルク付加機構２０２に設けられた羽根２０６によりたとえば車両下部の走行風によってプロペラシャフト２８が回転しようとするトルクが生じる。具体的には、本実施例では、羽根２０６の形状に基づいて、車両２００が四輪駆動状態で前進走行している時の回転方向Ｒに対し、逆方向に回転しようとするトルクがプロペラシャフト２８に付加される。図３に示す矢印Ｂは、羽根２０６によって、プロペラシャフト２８に付加されるトルクの付加方向を示している。
【００４５】
羽根２０６は、図６に示すように、本体２０４のフロント側に位置するフロント部２０６ａと、本体２０４のリヤ側に位置するリヤ部２０６ｂとを含んで構成されている。羽根２０６は、図６に示すように、正面視において、たとえば本体２０４の径方向に伸びる境界２０６ｃにおいて、フロント部２０６ａとリヤ部２０６ｂとに分かれている。羽根２０６は、たとえばフロント部２０６ａが本体２０４に固設され、且つリヤ部２０６ｂが本体２０４に固設されないように形成されている。
【００４６】
リヤ部２０６ｂは、フロント部２０６ａに対して可動可能に形成されており、羽根２０６の形状が変形可能になっている。リヤ部２０６ｂは、矢印Ａ方向の走行風をリヤ部２０６ｂの表面２０６ｄで受けないように、たとえばフロント部２０６ａに対して回動して、矢印Ａ方向に対する表面２０６ｄの角度を調節可能になっている。すなわち、羽根２０６は、リヤ部２０６ｂが矢印Ａ方向の走行風を表面２０６ｄで受けないように形状を変形させて、フロント部２０６ａの表面２０６ｅで矢印Ａ方向の走行風を受けるようにすることができる。羽根２０６は、境界２０６ｃが羽根変形位置となっており、たとえば羽根２０６の外周側端縁が羽根変形位置で不連続となっている。
【００４７】
これにより、たとえば車両２００が高速走行であることによりトルク付加機構２０２によってプロペラシャフト２８に付加されるトルクがリングギヤ４０ａあるいはリングギヤ５２ａの引き摺りトルクよりも大きくなる場合に、羽根２０６を変形させることによってトルク付加機構２０２によってプロペラシャフト２８に付加されるトルクを低減させることができる。つまり、二輪駆動状態での車両走行時において二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた場合に、プロペラシャフト２８が回転方向Ｒとは逆方向に回転ないように、羽根２０６を変形させることによりトルク付加機構２０２によってプロペラシャフト２８に付加されるトルクを車速に応じて制限することができる。そのため、車両２００は、たとえば車速や車両走行時の空気流れすなわち走行風に応じて羽根２０６の形状を変形可能にすることにより、車両２００の高速走行時に走行風に基づいてプロペラシャフト２８に付加されるトルクの増加を抑制することができるので、車両走行における走行抵抗を抑制することができる。
【００４８】
なお、本実施例においては、リヤ部２０６ｂがフロント部２０６ａに対して回動して、矢印Ａ方向に対する表面２０６ｄの角度を調節可能になっているが、必ずしもこれに限らない。すなわち、羽根２０６は、リヤ部２０６ｂの表面２０６ｄが矢印Ａ方向の走行風を受けないように変形し、トルク付加機構２０２がプロペラシャフト２８に付加するトルクを低減できるものであればよい。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００５０】
たとえば、前述の実施例においては、トルク付加機構１００、２０２は、リヤプロペラ９４に固設されていたが、必ずしもこれに限らず、トルク付加機構１００、２０２は、フロントプロペラ８４あるいはセンタプロペラ９０に固設されていてもよい。また、プロペラシャフト２８は、フロントプロペラおよびリヤプロペラの２部材で構成されていてもよいし、１部材で構成されていてもよい。要するに、トルク付加機構１００、２０２は、プロペラシャフト２８の一部に相対回転不能に設けられていればよい。
【００５１】
また、前述の実施例においては、羽根１０４、２０６は、正面視において略扇状に形成されていたが、必ずしもこれに限らない。また、羽根１０４は、本体１０２の外周面から突出する羽根１０４の突出長さ寸法すなわち羽根１０４の幅寸法は、本体１０２のリヤ側よりも本体１０２のフロント側の方が大きくなるように形成されており、羽根２０６は、本体２０４の外周面から突出する羽根２０６の突出長さ寸法すなわち羽根２０６の幅寸法は、本体２０４のフロント側よりも本体２０４のリヤ側の方が大きくなるように形成されているが、必ずしもこれに限らない。すなわち、羽根１０４の幅寸法は、本体１０２のフロント側よりも本体１０２のリヤ側の方が大きくなるように形成されていてもよいし、羽根２０６の幅寸法は、本体２０４のリヤ側よりも本体１０２のフロント側の方が大きくなるように形成されていてもよい。あるいは、羽根１０４および羽根２０６の幅寸法は、フロント側とリヤ側とが同じ寸法であってもよい。
【００５２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０：車両（四輪駆動車両）
１２：エンジン（駆動力源）
１４（１４Ｌ、１４Ｒ）：前輪（主駆動輪）
１６（１６Ｌ、１６Ｒ）：後輪（副駆動輪）
２０ｃ：デフケース（回転部材）
２４：第１クラッチ
２６：トランスファ
２８：プロペラシャフト
５０：第２クラッチ
１００、２０２：トルク付加機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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