(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のディファレンシャルと車輪を連結する駆動軸を軸方向に分離し、この分離部に２駆走行と４駆走行の切換えを外部からの遠隔操作によって行なうクラッチ装置を設け、このクラッチ装置をデフカバー内に収納し、前記クラッチ装置が、ディファレンシャル側に固定した駆動部材と、車輪側の駆動軸に固定され前記駆動部材に回転可能に嵌合する従動部材と、駆動部材と従動部材の間に組込まれ、駆動部材と従動部材が正逆方向に相対回転したとき両部材に係合する複数の係合子と、駆動部材と従動部材の間に組込まれ、駆動部材と相対回転して各係合子を係合作動位置に移動させる保持器と、この保持器に連結され、各係合子が係合作動位置に移動するように保持器を一方向に相対回転させる回転力付与手段と、外部からの遠隔操作により保持器と従動部材を切離し自在に結合するロック手段とで形成されている車両の駆動力伝達装置において、上記ロック手段を、保持器と従動部材の一方に係合しつつ他方に設けた噛合い部に対して接近離反する結合部材と、駆動軸に軸方向への移動が自在となるよう嵌挿したスライダーを軸方向に一体動するよう結合し、スライダーに連結した操作用フォークで該スライダーを軸方向に移動させるように形成したことを特徴とする車両の駆動力伝達装置。
【請求項２】
車両のディファレンシャルと車輪を連結する駆動軸を軸方向に分離し、この分離部に２駆走行と４駆走行の切換えを外部からの遠隔操作によって行なうクラッチ装置を設け、このクラッチ装置をデフカバー内に収納し、前記クラッチ装置が、ディファレンシャル側に固定した駆動部材と、車輪側の駆動軸に固定され前記駆動部材に回転可能に嵌合する従動部材と、駆動部材と従動部材の間に組込まれ、駆動部材と従動部材が正逆方向に相対回転したとき両部材に係合する複数の係合子と、駆動部材と従動部材の間に組込まれ、駆動部材と相対回転して各係合子を係合作動位置に移動させる保持器と、この保持器に連結され、各係合子が係合作動位置に移動するように保持器を一方向に相対回転させる回転力付与手段と、外部からの遠隔操作により保持器と従動部材を切離し自在に結合するロック手段とで形成されている車両の駆動力伝達装置において、上記ロック手段を、保持器と従動部材の一方に係合しつつ他方に設けた噛合い部材に対して接近離反する結合部材と、駆動軸に軸方向への移動が自在となるよう嵌挿したスライダーを軸方向に一体動するよう結合し、スライダーに連結した圧力流体駆動源で該スライダーを軸方向に移動させるように形成したことを特徴とする車両の駆動力伝達装置。
【請求項３】
車両のディファレンシャルと車輪を連結する駆動軸を軸方向に分離し、この分離部に２駆走行と４駆走行の切換えを外部からの遠隔操作によって行なうクラッチ装置を設け、このクラッチ装置をデフカバー内に収納し、前記クラッチ装置が、ディファレンシャル側に固定した駆動部材と、車輪側の駆動軸に固定され前記駆動部材に回転可能に嵌合する従動部材と、駆動部材と従動部材の間に組込まれ、駆動部材と従動部材が正逆方向に相対回転したとき両部材に係合する複数の係合子と、駆動部材と従動部材の間に組込まれ、駆動部材と相対回転して各係合子を係合作動位置に移動させる保持器と、この保持器に連結され、各係合子が係合作動位置に移動するように保持器を一方向に相対回転させる回転力付与手段と、外部からの遠隔操作により保持器と従動部材を切離し自在に結合するロック手段とで形成されている車両の駆動力伝達装置において、上記ロック手段を、保持器と従動部材の一方に係合しつつ他方に設けた噛合い部に対して接近離反する結合部材と、その結合部材とワイヤケーブルを連結してワイヤケーブルに加えた操作力を結合部材の接近離反の動きに変換する操作部材とから形成したことを特徴とする車両の駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、４輪駆動車のディファレンシャルと車輪間の駆動経路上において、駆動力の伝達と遮断を切換える駆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輪駆動を切換えるようにしたものがある。
【０００３】
従来のハブクラッチ装置には、駆動の切換え方法として手動式と自動式のものがあるが、いずれも車軸とホイールハブを単に結合するか、切り離す機能しかもたされていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来のハブクラッチ装置は、車軸の動きに連動するカム機構等の作用によって車軸に嵌合したスライドギヤを移動させ、そのスライドギヤをホイールハブに噛み合せて、車軸とホイールハブを断接するようにしているが、ハブクラッチ装置が係合した時は、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。
【０００５】
このため、舗装道路等を走行する場合は、運転物がその都度ハブクラッチ装置の係合を切換えて前後輪間の連結を切離す必要があり、その駆動の切換え操作に手間がかかる問題があった。
【０００６】
また、車軸とホイールハブの間にハブクラッチ装置を組込んだ構造は、車両の組立て工程において、ディファレンシャルとハブクラッチ装置が別部品となり、車両の組立て作業に手間と時間がかかるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、２駆走行時は前輪駆動系を切離し、４駆走行時には４輪を直結状態にして走行することができ、タイトコーナブレーキ現象の発生がなく、しかもディファレンシャルとのユニット化によって車両組立ての能率向上を図ることができる車両の駆動力伝達装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、車両のディファレンシャルと車輪を連結する駆動軸を軸方向に分離し、この分離部に２駆走行と４駆走行の切換えを外部からの遠隔操作によって行なうクラッチ装置を設け、このクラッチ装置をデフカバー内に収納し、前記クラッチ装置が、ディファレンシャル側に固定した駆動部材と、車輪側の駆動軸に固定され前記駆動部材に回転可能に嵌合する従動部材と、駆動部材と従動部材の間に組込まれ、駆動部材と従動部材が正逆方向に相対回転したとき両部材に係合する複数の係合子と、駆動部材と従動部材の間に組込まれ、駆動部材と相対回転して各係合子を係合作動位置に移動させる保持器と、この保持器に連結され、各係合子が係合作動位置に移動するように保持器を一方向に相対回転させる回転力付与手段と、外部からの遠隔操作により保持器と従動部材を切離し自在に結合するロック手段とで形成されている車両の駆動力伝達装置において、上記ロック手段を、保持器と従動部材の一方に係合しつつ他方に設けた噛合い部に対して接近離反する結合部材と、駆動軸に軸方向への移動が自在となるよう嵌挿したスライダーを軸方向に一体動するよう結合し、スライダーに連結した操作用フォークで該スライダーを軸方向に移動させるように形成した構成としたものである。
【００１０】
請求項２は、請求項１と同じ車両の駆動力伝達装置において、上記ロック手段を、保持器と従動部材の一方に係合しつつ他方に設けた噛合い部材に対して接近離反する結合部材と、駆動軸に軸方向への移動が自在となるよう嵌挿したスライダーを軸方向に一体動するよう結合し、スライダーに連結した圧力流体駆動源で該スライダーを軸方向に移動させるように形成したものである。
【００１１】
請求項３は、請求項１と同じ車両の駆動力伝達装置において、上記ロック手段を、保持器と従動部材の一方に係合しつつ他方に設けた噛合い部に対して接近離反する結合部材と、その結合部材とワイヤケーブルを連結してワイヤケーブルに加えた操作力を結合部材の接近離反の動きに変換する操作部材とから形成したものである。
【００１２】
【作用】
上記の構造においては、従動部材と保持器を切離した状態で車両が走行すると、回転力付与手段の作用により係合子が駆動部材と従動部材間の係合作動位置に移動する。
【００１３】
この場合、通常の走行状態では、車輪と一体で回転する従動部材が、駆動部材に対して同等以上の回転数で回転するため、係合子に対してフリーランニング状態となる。これにより、トルク伝達がなされず、トランスファーから車軸までの駆動系が停止する。
【００１４】
一方、ロック手段により従動部材と保持器を結合すると、保持器の回転によって係合子が係合位置に強制的に移動するため、従動部材と駆動部材が一体に回転し、前後輪が直結した４輪駆動状態になる。
【００１５】
また、クラッチ装置は、ディファレンシャルのカバー内に収納したので、ディファレンシャルとのユニット化が可能になり、車両組立作業の簡略化が図れる。
【００１６】
【実施例】
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
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はフロンド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。
【００１８】
フロントディファレンシャル１は、デフカバー４の内部に、リングギヤ５とドライブピニオン６を介してエンジン７とトランスファー８を介して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１２、１３が連結されている。
【００１９】
図１と図２の如く、上記車輪１２、１３のうち、短尺側の車輪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。
【００２０】
一方、長尺側の車輪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、途中で駆動軸１２ａと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、外側の駆動軸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。
【００２１】
図３乃至図１０は、クラッチ装置Ａの第１の例を示し、分離された車輪側の駆動軸１２ｂにスプライン１５を介して従動部材となる外輪１６を連結し、ディファレンシャル側の駆動軸１２ａにスプライン１７を介して駆動部材となる内輪１８を連結し、上記外輪１６を軸受１９とスリーブ２０を用いてデフカバー４で回動自在に支持し、この外輪１６の内部に内輪１８が回転自在に嵌り合っている。
【００２２】
上記外輪１６の内径面と内輪１８の外径面には、図７及び図９に示すように、同芯の円筒面２１、２２が形成され、その両円筒面２１、２２の間に大径保持器２３と小径保持器２４が組込まれている。
【００２３】
上記大径保持器２３は、図４に示すように、後端部に延長腕２５が一体に形成され、その延長腕２５が軸受２６の案内により外輪１６と内輪１８に対して回転自在に支持されている。
【００２４】
一方、小径保持器２４は、前端部に、内径側に向かって屈曲する屈曲部２７が形成され、その屈曲部２７が内輪１８の端面にすべり回転可能に接触しており、この屈曲部２７と止め輪２８との間に、皿バネから成る圧着バネ２９が組込まれている。この圧着バネ２９は、屈曲部２７を内輪１８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２４を内輪１８に圧着している。
【００２５】
また、上記大径保持器２３と小径保持器２４の周面には、図７及び図９に示すように、径方向に対向して複数のポケット３０、３１が形成され、その各ポケット３０、３１に、係合子としてのスプラグ３２と、スプラグ３２を保持するバネ３３とが組込まれている。
【００２６】
このスプラグ３２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３４と３４ａが形成され、左右の両方向に所定角度傾くと両円筒面２１、２２と係合し、外輪１６と内輪１８を一体化する。また、バネ３３は、大径保持器３３に一端が支持されてスプラグ２０を両側から押圧し、各スプラグ３２を円筒面２１、２２と係合する位置に保持している。従って、大径保持器２３と小径保持器２４及びスプラグ３２によって２方向クラッチを形成している。
【００２７】
また、上記大径保持器２３及び小径保持器２４の端部には、それぞれ径方向に貫通するスリット３５、３６が形成され、そのスリット３５、３６に、Ｃ字形のリング形状をしたスイッチバネ３７の両端部が係合している。このスイッチバネ３７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２３に、他端を小径保持器２４に押し付けて取付けられており、そのバネ力によって両保持器２３、２４に円周方向の力を与えている。この力により大径保持器２３は回転力を受け、上記スイッチバネ３７のバネ力により、両保持器２３、２４とスプラグ３２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、スイッチバネ３７が大径保持器２３に一方向の回転力を付与する手段を構成する。
【００２８】
一方、上記大径保持器２３の延長腕２５の後端部には、その大径保持器２３と外輪１６を切離し自在に結合するロック手段３８が連結されている。
【００２９】
このロック手段３８は、図３乃至図６に示すように、外輪１６の内径面に、スプライン状の歯形を内周に形成する環状の噛合い部材３９を圧入固定し、大径保持器２３の延長腕２５の端部に、複数の切欠き４０が設けられている。
【００３０】
駆動軸１２ａに軸方向への移動と回転が自在となるよう外嵌挿した円筒状スライダー４１の先端に環状の結合部材４２が外嵌状に固定されている。
【００３１】
この結合部材４２は、外周に軸方向前方に屈曲するよう設けた複数の突起４３が大径保持器２３の延長部２５に設けた溝４０に嵌合しており、この突起４３と溝４０の案内により大径保持器２３と共回り状態で軸方向にスライドする。
【００３２】
上記結合部材４２の外周に半径方向の外方へ突出する複数の突起４４が設けられ、図５（ｂ）の如く、スライダー４１を内輪１８に接近する前進位置にすると、該突起４４は噛合い部材３９の歯形凹部４５と噛合い、これにより、大径保持器２３と外輪１６を回転方向に結合一体化する。
【００３３】
また、図５（ａ）の如く、スライダー４１を内輪１８に対して離反する後退位置に移動させると、結合部材４２の突起４４は噛合い部材３９から離反し、突起４４は歯形凹部４５から離脱し、大径保持器２３と外輪１６の回転方向の結合を解くことになる。
【００３４】
前記スライダー４１には操作用フォーク４６が係合している。この操作用フォーク４６は、図１のように車両のトランスファー８に接続するアクチェ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４１を軸方向に移動させ、結合部材４２を噛合い部材３９に対して接近離反させるようになっている。
【００３５】
図１１に示す例は、上記スライダー４１の軸方向の移動を、デフカバー４に取付けたエアや油圧のシリンダ５１に圧力流体を給排することによって行なうようにしたものであるが、これに代えてソレノイドを用い、スライダー４１の移動を電気的な制御によって行なうようにしてもよい。
【００３６】
図１２（ａ）、（ｂ）に示す例は、ロック手段３８における結合部材４２の移動をワイヤケーブル６１で行なう構造を示している。
【００３７】
この例では、駆動軸１２ａに軸方向へ移動自在となるよう外嵌挿した円板状スライダー４１ａに結合部材４２を固定し、デフカバー４側に固定する固定ケース６２とスライダー４１ａを軸方向に移動自在となるよう結合し、スライダー４１ａを回り止状とすると共に、両者の対向面間にスライダー４１ａを常時内輪１８側に押圧するリターンバネ６３を縮設し、上記スライダー４１ａにワイヤケーブル６１の先端を結合したものであり、このワイヤケーブル６１はトランスファに接続するアクチュエータ等と連結される。
【００３８】
上記ワイヤケーブル６１を引圧したときは、図１２（ａ）に示すように、スライダー４１ａはリターンバネ６３を圧縮して固定ケース６２側に移動し、結合部材４２の突起４４は噛合い部材３９から離反し、外輪１６と大径保持器２３の結合を解いている。また、ワイヤケーブル６１の引圧を解くと、リターンバネ６３の押圧力でスライダー４１ａと一体に結合部材４２が内輪１８側に接近移動し、外周の突起４４が噛合い部材３９に係合し、外輪１６と大径保持器２３を回転方向に結合一体化する。
【００３９】
この発明の駆動力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。
【００４０】
２駆走行モードでは、図５（ａ）のように、スライダー４１を退動させ、結合部材４２と噛合い部材３９を離反させ、外輪１６と大径保持器２３を離開した状態におく。
【００４１】
この状態で車輌が前進走行すると、大径保持器２３は、スイッチバネ３７の弾性力によって内輪１８に対し相対回転し、図９に示すようにスプラグ３２を前進方向の係合作動位置へ移動させる。
【００４２】
このようにスプラグ３２が係合作動位置に移行した状態では、車軸の回転数より上回った回転が外輪１６に与えられた場合、スプラグ３２は係合状態を解除し、外輪１６はフリーランニングすることができる。このため、トランスファより動力を切離された前輪車軸１２は、タイヤからの駆動力によりそれぞれ回される。長尺側の前車輪の駆動側はディファレンシャルを介し、短尺側の駆動軸と反対方向の回転となる。その場合、リングギヤ５、ピニオンギヤ６、それに連結するトランスファーまでの駆動系は停止する。
【００４３】
したがって、前進走行中の静粛性や燃費性能は、従来のマニュアル式や自動式のフリーホイールハブと同レベルに近く維持される。
【００４４】
雪道等の摩擦係数の低い路面を４駆走行する場合は、図５（ｂ）のように、スライダー４１を前進動させ、結合部材４２と噛合い部材３９を噛み合せた状態にする。
【００４５】
これにより、外輪１６と大径保持器２３が一体になり、大径保持器２３は外輪１６と同一方向に回転する。このため、スプラグ３２が図９のようにフリーランニングの状態にある場合でも、大径保持器２３の回転によってスプラグ３２は図１０のように傾きを変えて外輪１６と内輪１８の円筒面２１、２２に結合し、外輪１６のフリーランニングが停止する。したがって、外輪１６と駆動軸１２ａが直結した状態になり、前後輪が直結した４輪駆動状態になる。
【００４６】
上記の状態では、４駆走行を２駆走行に切換えるのに車両を後退させる必要がないため、悪路において前後進を切換えて脱出するような場合でも４駆走行状態が維持されることになり、大きな走破力を発揮することができる。
【００４７】
また、２駆走行状態で摩擦係数が低く長い登り坂等に停止し、その後４駆走行で発進する場合でも、瞬時に４駆状態に切換り、その切換りにタイムラグがないため、スムーズな発進を行なうことができる。
【００４８】
一方、舗装道路等の摩擦係数の高い路面を４駆走行する場合は、図５（ａ）のようにスライダー４１を後退動させ、外輪１６と大径保持器２３を切離した状態におく。
【００４９】
これにより、前進方向において４輪駆動となり、駆動側と従動側の回転差に応じてフリーランニング機能が作動する。
【００５０】
すなわち、車両が旋回して蛇角をもつと、前輪と外輪の旋回距離の差により、前輪に連結する外輪１６が内輪１８よりも速く回転し、外輪１６がスプラグ３２に対してフリーランニングする。このため、前輪と外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ない。
【００５１】
このように、実施例のクラッチ装置では、走行中の刻々と変わ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。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、駆動軸の分離部に２駆走行と４駆走行を外部からの遠隔操作によって切換えるクラッチ装置を設け、このクラッチ装置をデフケース内に収納したので、ディファレンシャルとクラッチ装置をユニット化でき、車両の組立工程の簡略化が図れる。
【００５３】
また、駆動軸の分離部分にクラッチ装置を設けることにより、クラッチ装置の設置スペースの確保が容易になり、ホイールハブの構造を簡略化することができる。
【００５４】
更に、クラッチ装置は、係合子の保持器を従動部材に結合部材で切離し自在に結合できるようにしたので、任意にクラッチのフリーランニングを停止させることができ、駆動部材と従動部材間でトルク伝達経路を開放状態と直結状態とに変化させることができ、前後駆動系を切離した状態で２駆走行できると共に、４駆走行時には前後輪を直結することができ、燃費と静粛性に優れ、路面の変化に正確に対応できる４輪走行を実現できる効果がある。
【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を示す縦断面図
【図３】同上における駆動力伝達装置の横断平面図
【図４】同上におけるクラッチ装置の拡大断面図
【図５】（ａ）は同上におけるロック手段の開放状態を示す断面図、（ｂ）は同じくロック状態を示す縦断面図
【図６】ロック手段の要部を示す分解斜視図
【図７】図４矢印ＶＩ−ＶＩに沿う断面図
【図８】図４の矢印ＶＩＩ  −ＶＩＩ  に沿う断面図
【図９】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１０】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
【図１１】ロック手段の他の例を示す縦断面図
【図１２】ロック手段の更に他の例を示す縦断面図
【符号の説明】
１  フロントディファレンシャル
２  前車輪
３  デフカバー
１２、１３  車軸
１２ａ、１２ｂ  駆動軸
１６  外輪
１８  内輪
２１、２２  円筒面
２３  大径保持器
２４  小径保持器
２５  延長腕
２９  圧着バネ
３０、３１  ポケット
３２  スプラグ
３７  スイッチバネ
３８  ロック手段
３９  噛合い部材
４０  切欠き
４１  スライダー
４２  結合部材
４３  突起
４４  溝
４５  歯形凹部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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