(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションからの出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪推進軸へ動力を分岐し得るＦＲベースの４ＷＤ車用トランスファの内部に、係合子が中立位置に弾性部材で保持付勢され、入力軸と前輪推進軸の回転伝達と遮断を行うためのツーウェイクラッチと、このツーウェイクラッチのロックとフリーを制御する電磁コイルとを有し、２ＷＤと４ＷＤの切換えを行う回転伝達機構を組込んだ回転伝達装置において、回転伝達機構が、トランスファ内部の入力軸に内方部材を同軸上に回転不能に連結し、入力軸に同軸上回転可能に嵌合されたチェンスプロケットに外輪を同軸上に回転不能に連結し、内方部材と外輪の一方に複数のカム面と他方に円筒面を設けて両面間に楔形空間を形成し、この楔形空間内に保持器を設け、該保持器に形成した複数のポケットに係合子を組込み、この係合子がカム面と円筒面に係合しない中立位置へ保持器を支持付勢する弾性部材を、保持器とカム面を有する内方部材または外輪の間で係止してツーウェイクラッチを形成し、外輪または内方部材に固定された摩擦フランジと、保持器の端部に該保持器と軸方向にスライド可能で相対回転不可能に嵌合したアマチュアを適当な隙間を介して重ね合わせ、その摩擦フランジとアマチュアを磁力により圧接させるための電磁コイルを設けて形成されていることを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
回転伝達機構が、トランスファ内部の入力軸に外輪を同軸上に回転不能に連結し、入力軸に同軸上回転可能に嵌合されたチェンスプロケットに内方部材を同軸上に回転不能に連結し、内方部材と外輪の一方に複数のカム面と他方に円筒面を設けて両面間に楔形空間を形成し、この楔形空間内に保持器を設け、該保持器に形成した複数のポケットに係合子を組込み、この係合子がカム面と円筒面に係合しない中立位置へ保持器を支持付勢する弾性部材を、保持器とカム面を有する内方部材または外輪の間で係止してツーウェイクラッチを形成し、外輪または内方部材に固定された摩擦フランジと、保持器の端部に該保持器と軸方向にスライド可能で相対回転不可能に嵌合したアマチュアを適当な隙間を介して重ね合わせ、その摩擦フランジとアマチュアを磁力により圧接させるための電磁コイルを設けて形成されている請求項１記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記回転伝達機構において、車両がエンジンブレーキによって減速するとき、後輪回転数と前輪回転数を各々微分演算し、その微分値の差の大きさに応じて電磁コイルの電流を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記回転伝達機構のツーウェイクラッチに並列に、内方部材または入力軸と外輪との間に、両者にそれぞれ回転不能に嵌合された摩擦板を交互に重ね合わせ、この重なり方向の一方端部から押圧バネでこれらを圧接させ、エンジンブレーキトルクを前輪にも分配するために充分な大きさで、かつ、タイトコーナブレーキングを起さない大きさに設定された摩擦トルクを加えた湿式多板クラッチを設けた請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
湿式多板クラッチにおいて、摩擦板を内方部材または入力軸にワンウェイクラッチを介して嵌合させ、このワンウェイクラッチを、内方部材または入力軸が外輪に対して、車両の前進方向に対応する向きに相対回転するとき空転するように形成した請求項４記載の回転伝達装置。
【請求項６】
請求項４記載の回転伝達機構を組込んだトランスファにおいて、２ＷＤ走行を選択した場合に、前輪の駆動系を完全に切り離すために、前輪推進軸に連結されたアウトプットシャフトとアウトプットシャフトに同軸上に回転可能に嵌合されたチェーンの出力側スプロケットとの間にドッグクラッチを設けた回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の駆動経路上において、駆動力の伝達と遮断の切換えに用いられる回転伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前後輪を直結した４輪駆動車（４ＷＤ）が舗装のタイトコーナを旋回すると、いわゆるタイトコーナブレーキング現象が発生するが、この問題を解決する手段として、本出願人は、ローラクラッチと電磁コイルを使用した回転伝達装置を提案している。
【０００３】
図２７は、上記回転伝達装置の車両装着例を示し、エンジン１及びトランスミッション２に連なるトランスファ３によって、前輪４側のフロントプロペラシャフト５とリヤプロペラシャフト６が分岐されたＦＲベースの４輪駆動車において、フロントプロペラ５上に回転伝達装置７が装着され、該回転伝達装置７によって２駆走行と４駆走行の切換えが行われるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転伝達装置をフロントプロペラシャフト５に装着した状態では、フロントプロペラシャフトが回転伝達装置の軸方向長さ分だけ短くなるため、回転伝達装置とフロントプロペラシャフト５間のジョイント角度は大きくなり、走行時に大きな振動の原因になったり、プロペラシャフト５のいわゆるアンバランスの修正が困難である。
【０００５】
また、従来の装着位置であると、例えば、この４ＷＤ車が２駆走行モードを切替選択できるとし、前輪各端にハブクラッチ等の切り離し機構を有したとしても、２駆走行時にフロントプロペラシャフト５を停止させることができない。仮に従来の回転伝達装置７のクラッチ係合をオフにしても、ドライブシャフト８とフロントデフ９が停止するだけであり、トランスファ３内に別途、ドッグクラッチ等の駆動切り離し機構が無い限りはフロントプロペラシャフト５は２駆走行時も回転してしまい、燃費悪化、振動を引き起こす。また、トランスファ３内に別途、ドッグクラッチ等の駆動切り離し機構を設けることは、せっかく、回転伝達装置７が駆動切り離し機構を有していることからすれば、合理的でなく、コストアップにつながる。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、電磁クラッチを用いて電気的にツーウェイクラッチのロック、フリー制御を行う回転伝達機構をトランスファ内部に組込むことによって、車両の振動防止と２駆走行切換時の燃費向上が図れる回転伝達装置を提供することにある。
【０００７】
【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、トランスミッションからの出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪推進軸へ動力を分岐し得るＦＲベースの４ＷＤ車用トランスファの内部に、係合子が中立位置に弾性部材で保持付勢され、入力軸と前輪推進軸の回転伝達と遮断を行うためのツーウェイクラッチと、このツーウェイクラッチのロックとフリーを制御する電磁コイルとを有し、２ＷＤと４ＷＤの切換えを行う回転伝達機構を組込んだ回転伝達装置において、回転伝達機構が、トランスファ内部の入力軸に内方部材を同軸上に回転不能に連結し、入力軸に同軸上回転可能に嵌合されたチェンスプロケットに外輪を同軸上に回転不能に連結し、内方部材と外輪の一方に複数のカム面と他方に円筒面を設けて両面間に楔形空間を形成し、この楔形空間内に保持器を設け、該保持器に形成した複数のポケットに係合子を組込み、この係合子がカム面と円筒面に係合しない中立位置へ保持器を支持付勢する弾性部材を、保持器とカム面を有する内方部材または外輪の間で係止してツーウェイクラッチを形成し、外輪または内方部材に固定された摩擦フランジと、保持器の端部に該保持器と軸方向にスライド可能で相対回転不可能に嵌合したアマチュアを適当な隙間を介して重ね合わせ、その摩擦フランジとアマチュアを磁力により圧接させるための電磁コイルを設けて形成されている構成を採用したものである。
【０００９】
請求項２の発明は、回転伝達機構が、トランスファ内部の入力軸に外輪を同軸上に回転不能に連結し、入力軸に同軸上回転可能に嵌合されたチェンスプロケットに内方部材を同軸上に回転不能に連結し、内方部材と外輪の一方に複数のカム面と他方に円筒面を設けて両面間に楔形空間を形成し、この楔形空間内に保持器を設け、該保持器に形成した複数のポケットに係合子を組込み、この係合子がカム面と円筒面に係合しない中立位置へ保持器を支持付勢する弾性部材を、保持器とカム面を有する内方部材または外輪の間で係止してツーウェイクラッチを形成し、外輪または内方部材に固定された摩擦フランジと、保持器の端部に該保持器と軸方向にスライド可能で相対回転不可能に嵌合したアマチュアを適当な隙間を介して重ね合わせ、その摩擦フランジとアマチュアを磁力により圧接させるための電磁コイルを設けて形成されている構成を採用したものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の、前記回転伝達機構において、車両がエンジンブレーキによって減速するとき、後輪回転数と前輪回転数を各々微分演算し、その微分値の差の大きさに応じて電磁コイルの電流を制御する構成を採用したものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記回転伝達機構のツーウェイクラッチに並列に、内方部材または入力軸と外輪との間に、両者にそれぞれ回転不能に嵌合された摩擦板を交互に重ね合わせ、この重なり方向の一方端部から押圧バネでこれらを圧接させ、エンジンブレーキトルクを前輪にも分配するために充分な大きさで、かつ、タイトコーナブレーキングを起さない大きさに設定された摩擦トルクを加えた湿式多板クラッチを設けた構成を採用したものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の発明の湿式多板クラッチにおいて、摩擦板を内方部材または入力軸にワンウェイクラッチを介して嵌合させ、このワンウェイクラッチを、内方部材または入力軸が外輪に対して、車両の前進方向に対応する向きに相対回転するとき空転するように形成した構成を採用したものである。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項４記載の回転伝達機構を組み込んだトランスファにおいて、２ＷＤ走行を選択した場合に、前輪の駆動系を完全に切り離すために、前輪推進軸に連結されたアウトプットシャフトとアウトプットシャフトに同軸上に回転可能に嵌合されたチェーンの出力側スプロケットとの間にドッグクラッチを設けた構成を採用したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１８】
図１乃至図１１に示す第１の実施形態において、図１はこの発明の回転伝達装置１１を組込んだ４ＷＤ駆動レイアウトを示し、図２は回転伝達装置であるトランスファの断面図、図３は回転伝達機構の詳細を示している。
【００１９】
図１は、前輪４、４の各端部にハブクラッチ１０が装着されているＦＲベース４ＷＤ車のトランスファ３の内部に回転伝達機構１２が組込まれ、これによって、従来の典型的な４ＷＤの走行モード（２ＷＤ、４ＷＤ−Ｈｉ、４ＷＤ−Ｌｏ）に加えて、４ＷＤ制御オートモードおよび４ＷＤロックモードが追加される。
【００２０】
図１と図２に示すように、エンジン１に接続されたトランスミッション２からの出力は、トランスファ３を介してリヤプロペラシャフト６に伝達され、かつ、フロントプロペラシャフト５に動力を分岐し得るようになっている。
【００２１】
トランスファ３は、シャフト１３がトランスミッション２の出力軸とハイ・ローセレクトギヤ１４を介して結合され、このハイ・ローセレクトギヤ１４は既知の技術であり、プラネタリーギヤセット１５とセレクト用のスライドギヤ１６との組合せからなり、ハイギヤを通過する場合は１対１の関係で回転トルクを伝達し、ローギヤを通過する場合は回転が減速され、トルクは増大する。
【００２２】
上記シャフト１３と、フロントプロペラシャフト５に結合するフロントアウトプットシャフト１７は、それぞれのシャフト１３、１７に装着したチェン用スプロケット１８、１９をサイレントチェン２０で連動し、動力を前輪４へ分岐するようになっており、上記シャフト１３に対するスプロケット１８は、シャフト１３に回転自在に嵌合され、回転伝達機構１２を介してシャフト１３と結合される。
【００２３】
回転伝達機構１２は、シャフト１３のリヤプロペラシャフト６に通じる部分が入力軸２１となり、図３に示すように、入力軸２１に内方部材となるカムリング２２を同軸上にセレーションで回転不能に外嵌固定し、入力軸２１に軸受２３を介して回転可能となるよう外嵌挿したハウジング２４の筒状部がカムリング２２に外嵌する外輪２５となり、該ハウジング２４はチェンスプロケット１８とセレーション２６で一体に回転するよう結合されている。
【００２４】
図３（Ｂ）の如く、上記カムリング２２の外周に複数のカム面２７が設けられ、外輪２５の内径は円筒面２８となり、各カム面２７と円筒面２８間に楔形空間を形成していると共に、この楔形空間内にカムリング２２へ外嵌する保持器２９を設け、この保持器２９の各カム面２７と対応する位置に形成したポケット３０内に係合子としてのローラ３１が組込まれ、ツーウェイクラッチ３２を形成している。
【００２５】
上記ローラ３１は、図５の如く、カム面２７に対して中央の中立位置に位置するとき円筒面２８との間に隙間Ｈを生じ、カムリング２２の回転を外輪２５に伝えないオフの状態となり、図８（Ａ）、（Ｂ）の如く、保持器２９でローラ３１を楔空間の一方に片寄らすと、ローラ３１はカム面２７と円筒面２８間にかみ込み、カムリング２２の回転を外輪２５に伝達するオンの状態になる。
【００２６】
上記保持器２９に一方の端部を係止したスイッチバネ３３の他方端部がカムリング２２に係止され、図５の如く、ローラ３１がカム面２７と円筒面２８に係合しない中立位置へ保持器２９を支持付勢している。
【００２７】
前記入力軸２１と外輪２５の間でツーウェイクラッチ３２を挾む一方側の位置に、ツーウェイクラッチ３２をオン・オフ制御する電磁クラッチ３４と、他方側の位置にワンウェイクラッチ３５を介して入力軸２１の回転を外輪２５に伝達する湿式多板クラッチ３６が設けられている。
【００２８】
電磁クラッチ３４は、電磁コイル３７をトランスファケース３８にボルト３９等で回転不能に固定し、該コイル３７の電極はトランスファケース３８を通して外部コントローラ（以下ＥＣＵ）４０に接続される。このＥＣＵ４０は、図１のように、前輪４と後輪４ａの回転数、モード選択スイッチ４１、ＡＢＳ作動４２等から入力された各信号を演算および判断して、電磁コイル３７に流す電流を制御する。なお、図２の如く、前輪４の回転数は、フロントスピードセンサ４３で、後輪４ａの回転数はリヤスピードセンサ４４によって検出する。
【００２９】
上記電磁コイル３７に対して回転可能となるよう外嵌するロータ４５は、外輪２５に固定されて一体に回転するよう摩擦フランジとなり、このロータ４５と保持器２９の端部の間に、該保持器２９と軸方向のスライド可能で相対回転不能に嵌合したアマチュア４６をロータ４５と適当な隙間を介して重なるように配置し、電磁コイル３７に通電すると、ロータ４５とアマチュア４６を磁力により圧接させ、外輪２５と保持器２９を回転方向に固定化するようになっている。
【００３０】
前記湿式多板クラッチ３６は、ワンウェイクラッチ３５と回転方向に一体で軸方向に可動となる複数のインナープレート４７と、外輪２５と回転方向に一体で軸方向に可動となる複数のアウタープレート４８を順次交互に重ね合わせ、重なり方向の一方端部から押圧バネ４９でこれらを圧接させた構造になっており、ワンウェイクラッチ３５は、入力軸２１が外輪２５に対して、車両の前進方向に対応する向きに相対回転するとき空転するようになっている。
【００３１】
この発明の第１の実施形態は上記のような構成であり、図４と図７、図９、図１０に示す動力伝達経路図を主体に用いてその作用を説明する。
【００３２】
図４（ａ）は２ＷＤ前進時の動力の伝達経路を示し、トランスミッションからの動力は、Ｈｉレンジのハイ・ローセレクトギヤ１４を通過し、回転伝達機構１２の入力軸２１に入力される。入力軸２１の回転方向が車両の前進方向の場合は、ワンウェイクラッチ３５は空転する方向に装着しており、湿式多板クラッチ３６と入力軸２１は切り離されている。
【００３３】
また、別途設けられたモード選択スイッチ４１により、２ＷＤを選択しているときは、電磁コイル３７に電流は流れないようになっており、ツーウェイクラッチ３２は図５のようにニュートラル状態に保持されるため、入力軸２１と外輪２５は切り離される。
【００３４】
従って、外輪２５すなわち前輪駆動系には動力は伝達されずに切り離され、また、２ＷＤモードでは前記ハブクラッチ１０が切れているため、図６のように車両走行中でもフロントプロペラシャフト５、フロントデフ９、ドライブシャフト８を停止させることができる。
【００３５】
次に、図４（Ｂ）に２ＷＤ後退時の動力の伝達経路を示す。入力軸２１の回転方向が車両後退方向の場合は、ワンウェイクラッチ３５はロックし、入力軸２１と外輪２５が湿式多板クラッチ３６のトルク（Ｔｍｐ）で結合される。従って、フロントプロペラシャフト５を走行中に連れ回すこととなる。ツーウェイクラッチ３２は前進時と同様に図５の状態が保持される。ただし、ハブクラッチ１０は切れているので前輪４にはトルクはつながらない。また、後退時に連れ回すことは燃費や振動に対する影響は極めて少なく問題無い。
【００３６】
次に、４ＷＤ−Ｈｉレンジのロックモードについて、前進時を図７（Ａ）に、後退時を図７（Ｂ）に示す。回転伝達機構１２は、別途設けられたモード選択スイッチ４１のロックモードが選択されると、電磁コイル３７に電流が常時流れて、ツーウェイクラッチ３２を図８（Ａ）、（Ｂ）の状態に保持する。この図８（Ａ）の状態は、保持器２９と外輪２５が電磁コイル３７の吸引力により圧接されるため、入力軸２１と外輪２５が相対回転しようとすると、ローラ３１が両方向に噛み込むようになっている。したがって、トランスミッション３から、Ｈｉレンジのハイ・ローセレクトギヤ１４を通過してきた動力は、回転伝達機構１２のツーウェイクラッチ３２によって、前輪側に配分され、機械的に直結な４ＷＤとして走行できる。
【００３７】
次に、４ＷＤ−Ｌｏレンジのロックモードについて、前進時を図９（Ａ）に、後退時を図９（Ｂ）に示す。４ＷＤ−Ｌｏは、Ｌｏレンジのハイ・ローセレクトギヤ１４を通過する以外、回転伝達機構１２の作動は同じである。
【００３８】
次に、制御モードについて説明する。制御モードではＨｉレンジのハイ・ローセレクトギヤ１４を通過した動力が回転伝達機構１２の入力軸に入力される。
【００３９】
まず、制御モードの前進加速時を図１０（Ａ）に示す。滑りやすい路面上の加速等で、後輪４（入力軸）がスリップし、前輪４ａ（外輪）に対して後輪４の回転が上回る（「前輪回転数＜後輪回転数」）。この回転数差が設定値以上になると電磁コイル３７に電流が流れ、ツーウェイクラッチ３２がロックされ、前輪４に動力が伝達される。
【００４０】
次に、制御モードの前進定速走行、減速、旋回時を図１０（Ｂ）に示す。
定速走行時は前後輪間の回転数差が少なく、設定値に到達しないので、電磁コイル３７に電流は流れず、ツーウェイクラッチ３２はフリーの状態にあり、前輪４に動力は伝達されない。
【００４１】
また、エンジンブレーキによる減速時においては、エンジンと直結された後輪４ａ（入力軸）側の回転が低下し、前輪４（外輪）よりも下回る。この時は電磁コイル３７には電流を流さない制御となっているので、ツーウェイクラッチ３２はフリーの状態である。但し、車両が前進している場合、「前輪回転数＞後輪回転数」のような関係になった場合は、ワンウェイクラッチ３５は噛み込む方向であるため、湿式多板クラッチ３６のトルク（約３〜６ｋｇｆｍ）が減速トルクとして前輪４に伝達される。この程度のトルクがあれば、雪道などの滑りやすい路面での、エンジンブレーキによる後輪４ａのスリップを防止できる。
【００４２】
旋回時も同様に、「前輪回転数＞後輪回転数」の関係が成り立つため、前後輪の間には、湿式多板クラッチ３６のトルクによる前後輪の回転差を拘束する力が発生するが、この程度の小さいトルクではタイトコーナブレーキング現象は起こらない。
【００４３】
制御モードでの後退加速時を図１１（Ａ）に示す。滑りやすい路面の加速時には、前進時と同様に、「前輪回転数＜後輪回転数」の関係が成り立つため、ツーウェイクラッチ３２はロックされ、前輪に動力を伝達する。
【００４４】
制御モードでの後退定速走行、減速、旋回時を図１１（Ｂ）に示す。
後退の定速走行時は、回転数差が設定値に到達しないので、電磁コイル３７に電流は流れず、ツーウェイクラッチ３２はフリーの状態にあり、前輪４に動力は伝達されない。
【００４５】
後退時の、エンジンブレーキなどの減速においては、エンジンと直結された後輪４ａ（入力軸）側の回転が低下し、前輪４（外輪）よりも下回る。入力軸２１と湿式多板クラッチ３６の間のワンウェイクラッチ３５は、入力軸２１が車両後退方向に回転しているときは、入力軸２１の回転が、外輪（湿式多板のアウタープレートが接続）の回転を下回ったときには空転するように組み込まれているため、上記のような場合は、前輪４に動力は伝達されない。したがって、制御モードでは、車両の後退時に限り、エンジンブレーキトルクは前輪４には配分されない。しかし、後退時にエンジンブレーキが必要となることは希であり、通常はフットブレーキが併用されるため問題では無い。
【００４６】
後退の旋回時は、エンジンブレーキ時と同様の回転関係（「前輪回転数＞後輪回転数」）が起こり、回転方向は車両後退方向であるため、ツーウェイクラッチ３２もワンウェイクラッチ３５もフリーとなり、前輪に動力を伝達せず、タイトコーナーブレーキングを回避する。
【００４７】
一方、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が作動した場合、ＡＢＳコントローラから作動信号を検知して、回転伝達機構１２内の電磁コイル３７に、一切の電流を流さないような制御とする。そうすることによって、ツーウェイクラッチ３２はフリーの状態（図５）に保持されるため、ＡＢＳ作動時の前後輪間に及ぼす動力循環は、湿式多板クラッチ３６の３〜６ｋｇｆｍに抑えられる。これぐらいのトルク（抵抗力）が、ＡＢＳの作動に与える影響は極僅かである。
【００４８】
すなわち、制御モードにおいて、加速時には前進時も後退時もツーウェイクラッチ３２によって十分な駆動力が伝達されるが、定速走行時、エンジンブレーキ時、旋回時、ＡＢＳ作動時は前進時のみ、湿式多板クラッチ３６のトルクが前輪４に伝達される。
【００４９】
更に、その湿式多板クラッチ３６のトルクはエンジンブレーキトルクを前輪にも配分するために充分な大きさであり、かつ、タイトコーナブレーキングを起こさない大きさに設定されている。
【００５０】
なお、回転伝達機構１２において、この湿式多板クラッチ３６を無くすことも可能であり、その場合は、エンジンブレーキ作用時に後輪がスリップした場合をセンサーで感知し、ツーウェイクラッチ３２をロックさせるようにすれば良い。（以降の実施形態においても同様である。）
次に、図１２と図１３は回転伝達装置の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態の４ＷＤ車は２ＷＤ選択時にフロントデフ９やプロペラシャフト５を停止させるためのハブクラッチ等の断続装置が装備されていない場合である。コストを重視した４ＷＤ車に見られる。回転伝達装置１１はこのような４ＷＤレイアウトにも対応できる。図１３にトランスファの断面図を示す。第１の実施形態と異なる点は、湿式多板クラッチ３６と入力軸２１との間にワンウェイクラッチが必要無いことである。回転伝達機構１２の制御と作動は第１の実施形態のものとほとんど同じであるため省略する。但し、２ＷＤモードでもフロント駆動系が停止せずに回転していることが第１の実施形態とは異なる。湿式多板クラッチ３６が入力軸２１（後輪）と外輪２５（前輪）の間で、常に摩擦トルクを伝達するため、２ＷＤモードでも湿式多板クラッチ３６のトルクが前輪４に配分される。但し、加速時のトルクとしては小さいのでほとんど２ＷＤ同等である。
【００５１】
図１４は回転伝達装置の第３の実施形態であるトランスファの断面図である。第１の実施形態では２ＷＤモード時に車両後退時のみではあるが、フロントペラシャフト５を回転させてしまう。第３の実施形態ではこの連れ回りを防止するために、フロントアウトプットシャフト１７とフロントスプロケット１９との間に、ドッグクラッチ５０を設け、運転者が２ＷＤを選択した場合には、上記クラッチ５０を離脱させ、回転伝達機構１２の湿式多板のクラッチ３６のトルクをフロントプロペラシャフト５に全く伝達しないようにする。これにより、２ＷＤ時は前輪に一切のトルクを伝達しない。また、第１の実施形態に対して第３の実施形態では内部のワンウェイクラッチは必要無くなる。
【００５２】
４ＷＤ（ロックモード、制御モード）時は、上記ドッグクラッチ５０は嵌合しており、作動、制御内容は第２の実施形態と同じであるため省略する。
【００５３】
次に、図１５は回転伝達装置の第４の実施形態を示している。図１５の断面図のように、第１乃至第３の実施形態において、回転伝達機構１２の外輪２５に連結されたチェンスプロケット１８及び入力軸２１にスプロケット５１、５２を形成し、ドライバーが４ＷＤローギヤを選択した場合に、スライドギヤ１６を移動させて、両者をスプロケット５１、５２に嵌合させる。これにより、前輪４と後輪４ａの駆動系がこのスプロケット嵌合により直結されるため、ツーウェイクラッチ３２を動力は通過しない。第１乃至第３の実施形態では、４ＷＤロックモードでは回転伝達機構１２の電磁コイル３７に電流を流し続ける必要があったが、この第４の実施形態では動力が回転伝達装置を通過しないために電磁コイル３７に電流を流す必要が無く経済的である。
【００５４】
なおかつ、この第４の実施形態では４ＷＤローギヤが選択されると入力されるトルクが減速比分大きくなるが、この時は回転伝達装置をその大トルクが通過しないので、回転伝達装置の許容トルクは小さくて良く、より軽量、コンパクトにすることができる。
【００５５】
また、上記した第１乃至第４の各実施形態に使用される、ツーウェイクラッチ３２の構造は、図１６（Ａ）、（Ｂ）のように外輪２５に多角形のカム面２７、内輪２２ａ側に円筒面２８をもった構造としてもよい。この時、電磁クラッチ３４の吸引力は保持器２９と内輪２２ａ（図１６では内輪２２ａと入力軸２１を一体にしている）を圧接することになる。更に、ツーウェイクラッチ３２は、ローラ３１に代えてスプラグを用いたものを採用してもよい。
【００５６】
ここで、上記した第１乃至第４の各実施形態における回転伝達装置１１は、入力軸２１と出力外輪２５との間にツーウェイクラッチ３２に並列に湿式多板クラッチ３６を付加し、車両が通常一定速走行中は後輪駆動（２ＷＤ）状態である。
【００５７】
また、車両が加速した場合、後輪のスリップを感知すると電磁クラッチ３４に電流が流れ、ツーウェイクラッチ３２がロックされ４ＷＤとなり、かつ、低μ路で急なエンジンブレーキを掛けた場合、エンジンブレーキの減速トルクはツーウェイクラッチ３２を通らず、湿式多板クラッチ３５を通じて前輪４にも適度に配分される構成となっている。
【００５８】
ところが、この湿式多板クラッチ３６は弾性部材によって、常時、一定に押圧されているため摩擦面に潤滑油が入り難く、耐久性が低く、また、この定圧式湿式多板クラッチ３６は、車両が旋回中にも前後輪間に引きずり抵抗を作用させるため、ステアリングが重くなり、振動を起こすことがあり、さらに、湿式多板クラッチ３６はこの回転伝達装置の軸方向に長さをとる。
【００５９】
そこで、図１７乃至図２６に示す第５の実施形態は、前記第１乃至第４の各実施形態における回転伝達装置１１の湿式多板クラッチ３６を排除し、湿式多板クラッチ３６の役目であったエンジンブレーキによる減速トルクの前輪４側への分配機能を、ツーウェイクラッチ３２を電気的な制御によりロックさせることによって代替した、シンプル、コンパクトで廉価な回転伝達装置である。
【００６０】
図１７はこの第５の実施形態の回転伝達機構１２を組込んだＦＲベース４ＷＤ駆動レイアウト、図１８はこの回転伝達装置であるトランスファの断面図、図１９は同上の詳細図であり、具体的には、図２と図３で示した第１の実施形態の外輪２５内から湿式多板クラッチ３６を排除した以外は、機構的にほとんど同等であり、この回転伝達装置１１は、典型的なパートタイム４輪駆動車の走行モード（２ＷＤ、４ＷＤ−Ｈｉ、４ＷＤ−Ｌｏ）に加えて、本装置による４ＷＤ制御モードおよび４ＷＤロックモードが追加される。
【００６１】
図１８のように、トランスミッションからの出力はハイ・ローセレクトギヤ１４を通って、リヤプロペラシャフト６に伸びている。ハイ・ローセレクトギヤ１４は既知の技術であり、プラネタリギヤから成り、ハイギヤを通過する場合は１対１の関係で回転トルクを伝達し、ローギヤを通過する場合は回転が減速され、トルクは増大する。
【００６２】
このリヤプロペラシャフト６に通じる軸は回転伝達装置の入力軸２１となる。回転伝達装置の外輪２５は、動力を前輪へ分岐するためのチェーン用スプロケット１８にセレーション２６にて結合されている。尚、このスプロケット１８は入力軸２１に対して回転自在に嵌合されている。
【００６３】
この回転伝達装置のカムリング２２は入力軸２１とセレーションによって固定され、外輪２５との間に保持器２９、ローラ３１を設け、ツーウェイクラッチ３２を構成している。
【００６４】
図１９のように、電磁コイル３７はトランスファケース３８にボルト３９等で回転不可能に固定され、電磁コイル３７の電極はトランスファケース３８を通して外部コントローラ４０（ＥＣＵ）に接続される。
【００６５】
ＥＣＵは、図１７のように前後回転数、モード選択スイッチ４１、ＡＢＳ作動信号４２等から入力された各信号を演算および判断して、回転伝達装置の電磁コイル３７に流す電流を制御する。
【００６６】
まず、回転伝達装置を組み込んだトランスファの２ＷＤモードを説明する。図２０に回転伝達装置の原理と２ＷＤ時の動力の伝達経路を示す。トランスミッションからの動力は、Ｈｉレンジのギヤを通過し、回転伝達装置の入力軸２１に入力される。
【００６７】
また、別途設けられたモード選択スイッチ４１により、２ＷＤを選択しているときは、電磁コイル３７に電流は流れないようになっており、ツーウェイクラッチ３２部は図５で示したようにニュートラル状態に保持されるため、入力軸２１と外輪２５は切り離される。
【００６８】
従って、外輪２５すなわち前輪駆動系には動力は伝達されずに切り離され、また、２ＷＤモードでは前記ハブクラッチ１０の接続が切れているため、図２１のように車両走行中でもフロントプロペラシャフト５、フロントデフ９、ドライブシャフト８を停止させることができ燃費経済的な走行ができる。
【００６９】
次に、４ＷＤ−Ｈｉレンジのロックモード時の動力伝達経路を図２２（Ａ）に示す。回転伝達装置は、別途設けられたモード選択スイッチ４１のロックモードが選択されると、電磁コイルに電流が常時流れて、ツーウェイクラッチ３２を図８（Ａ）、（Ｂ）の状態に保持する。この図８（Ａ）、（Ｂ）の状態は、保持器２９と外輪２５が電磁コイル３７の吸引力によりアマチュア４６を介して摩擦抵抗を受けるため、入力軸２１と外輪２５が相対回転しようとすると、ローラ３１が両方向に噛み込むようになっている。したがって、トランスミッションからハイ・ローセレクトのＨｉレンジギヤを通過してきた動力は、回転伝達装置のツーウェイクラッチ３２部によって、前輪側にも配分され、機械的に直結な４ＷＤとして走行できる。
【００７０】
次に、４ＷＤ−Ｌｏレンジのロックモードについて、図２２（Ｂ）に示す。４ＷＤ−Ｌｏは、Ｌｏレンジギヤを通過する以外、上記Ｈｉレンジのロックモードと回転伝達装置の作動は同じである。
【００７１】
次に、制御モードについて説明する。制御モードはＨｉレンジギヤを通過した動力が回転伝達装置の入力軸２１に入力される。
【００７２】
まず、制御モードの加速時を図２３（Ａ）に示す。滑りやすい路面上の加速等で、後輪（入力軸）がスリップし、前輪（外輪）に対して後輪の回転が上回る（「前輪回転数＜後輪回転数」）。この回転数差が設定値以上になると電磁コイル３７に電流が流れ、ツーウェイクラッチ３２がロックされ、前輪に動力が伝達される。
【００７３】
次に、制御モードの定速走行時、および旋回時を図２３（Ｂ）に示す。
定速走行時は前後輪間の回転数差が少なく、設定値に到達しないので、電磁コイル３７に電流は流れずツーウェイクラッチ３２はフリーの状態にあり、前輪に動力は伝達されない。
【００７４】
次に、エンジンブレーキが作用した場合について説明する。車両にエンジンブレーキが加わった場合、エンジンブレーキのトルクは回転伝達装置の入力軸２１を介して後輪側に直接伝達される。路面がアスファルト等の高μ路であれば、エンジンブレーキのような比較的弱いトルクでは後輪はスリップしない。したがって、この状況では電磁クラッチ３４に電流を流さない制御になっている（図２４（Ａ））。したがって、高μ路でのエンジンブレーキ時はツーウェイクラッチ３２がロックすることが無く、タイトコーナブレーキを起こすことはない。
【００７５】
一方、雪道等の低μ路ではエンジンブレーキトルクだけでも後輪がスリップすることが有り、後輪は急激に減速しようとする。回転伝達装置はこのとき電磁クラッチ３４に電流を流し、ツーウェイクラッチ３２をロックさせ、後輪のスリップを防ぎ、前輪４にもエンジンブレーキトルクを配分することができる（図２４（Ｂ））。
【００７６】
図２５にエンジンブレーキ時の制御のフローチャートを示す。この制御方法は前輪（外輪側）と後輪（入力軸側）の回転数の微分値を演算し、後輪が減速方向にスリップし、その減速度（後輪微分値）が前輪の減速度（前輪微分値）を上回り、設定値に達した時、ツーウェイクラッチ３２をロックせさ、４ＷＤにさせるものである。
【００７７】
このことを式に表すと、下記のようになる。
【００７８】
｜ｄＶR ／ｄｔ−ｄＶF ／ｄｔ｜＞Ｄ1 
ＶR ：後輪回転速度
ＶF ：前輪回転速度
Ｄ1 ：設定値
図２６（Ａ）から（Ｄ）に高μ路の場合と低μ路の場合のエンジンブレーキ時の回転速度波形とその前後輪回転速度微分値（減速度）を示す。低μ路の場合の後輪だけの減速スリップによって後輪微分値が大きくなり、設定値を上回ることによって、電磁クラッチ３４に電流が流れ、４ＷＤとなる。高μ路ではエンジンブレーキによるスリップがほとんどないため電流は流れず２ＷＤのままである。
【００７９】
なお、ツーウェイクラッチ３４部の構造は、図１６（Ｂ）で示したように外輪に多角形のカム面、内輪側に円筒面をもった構造としてもよい。この時、電磁クラッチの吸引力は保持器と内輪（図では内輪と入力軸を一体にしている）を圧接することになる。
【００８０】
また、第１乃至第５の各実施形態では、外輪２５を出力側（前輪）としているが、逆に、外輪２５を入力軸に結合し、外輪からエンジン動力を入力させ、内輪側をチェーンスプロケットに結合してもよい。
【００８１】
更に、回転伝達装置をフロントアウトプットシャフト１７とフロントスプロケット１９間の動力の断続に用いるような位置に装着することも本発明の範疇である。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、回転伝達機構をトランスファ内に組み込むことによって、フロントプロペラシャフトに必要以上の角度がつくこともなく、走行中の振動も低減される。
【００８３】
また、回転伝達装置を利用して、２ＷＤ、ＬＯＣＫ、制御モードを選択利用でき、運転者が選択できる駆動モードを増やすことができる。
【００８４】
また、制御モードでは、舗装路等の高μ路から雪道等の低μ路にいたるまで、自動的に回転伝達装置が２ＷＤ、４ＷＤを切替えるため、路面状況に応じた快適で安全な走行が可能となる。
【００８５】
更に請求項４は、後輪のスリップを感知することによりエンジンブレーキトルクまでも必要に応じてツーウェイクラッチをロックさせることによって全輪に配分でき、これによって湿式多板クラッチの併用が省け、回転伝達装置を軽量コンパクト化、低コスト化することができ、湿式多板クラッチによるステアリングへの影響も無くなり、高μ路、低μ路を問わずスムーズな走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態の回転伝達装置を組込んだ４ＷＤ駆動車のレイアウトを示す平面図
【図２】回転伝達装置を組込んだトランスファの断面図
【図３】（Ａ）は同上における要部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印ｂ−ｂに沿う断面図
【図４】（Ａ）は回転伝達装置の原理と動力伝達経路を示す２ＷＤ前進時の説明図、（Ｂ）は同じく２ＷＤ後退時の説明図
【図５】ツーウェイクラッチのニュートラル状態を示す要部の拡大断面図
【図６】４ＷＤ駆動車の２ＷＤ走行時を示す平面図
【図７】（Ａ）は回転伝達装置の原理と動力伝達経路を示す４ＷＤ−Ｈｉ前進時の説明図、（Ｂ）は同じく４ＷＤ−Ｈｉ後退時の説明図
【図８】（Ａ）と（Ｂ）はツーウェイクラッチのロック状態を示す拡大断面図
【図９】（Ａ）は４ＷＤ−Ｌｏ前進時の動力伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は同じく４ＷＤ−Ｌｏ後退時の動力伝達経路を示す説明図
【図１０】（Ａ）４ＷＤ制御モード前進加速時の動力伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ制御モード前進減速時の動力伝達経路を示す説明図
【図１１】（Ａ）は４ＷＤ制御モード後退加速時の動力伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は同４ＷＤ制御モード後退減速時の動力伝達経路を示す説明図
【図１２】回転伝達装置の第２の実施形態を組込んだ４ＷＤ駆動車のレイアウトを示す平面図
【図１３】同上のトランスファを示す断面図
【図１４】回転伝達装置の第３の実施形態を示すトランスファの断面図
【図１５】回転伝達装置の第４の実施形態を示すトランスファの断面図
【図１６】（Ａ）は回転伝達装置のツーウェイクラッチの他の実施形態を示す要部の拡大断面図、（Ｂ）は図１６の矢印ｂ−ｂに沿う断面図
【図１７】第５の実施形態を組込んだ４ＷＤ駆動車のレイアウトを示す平面図
【図１８】同上の回転伝達装置を組込んだトランスファの断面図
【図１９】同上における要部の拡大断面図
【図２０】同じく回転伝達装置の原理と動力伝達経路を示す２ＷＤ時の説明図
【図２１】２ＷＤ走行時のレイアウトを示す平面図
【図２２】（Ａ）は４ＷＤ−Ｈｉ時の動力伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ−Ｌｏ時の動力伝達経路を示す説明図
【図２３】（Ａ）は４ＷＤ制御モード加速時の動力伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ制御モード定速、旋回時の動力伝達経路を示す説明図
【図２４】（Ａ）は４ＷＤ制御モードエンジンブレーキ時の高μ路での動力伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ制御モードエンジンブレーキ時の低μ路での動力伝達経路を示す説明図
【図２５】エンジンブレーキ作用時のロック制御を示すフローチャート図
【図２６】（Ａ）は高μ路でのエンジンブレーキ時の車輪速度、（Ｂ）は高μ路でのエンジンブレーキ時の車輪速度微分値の差、（Ｃ）は低μ路でのエンジンブレーキ時の車輪速度、（Ｄ）は低μ路でのエンジンブレーキ時の車輪速度微分値の差を各々示す説明図
【図２７】従来の回転伝達装置における車両装着実施形態を示す平面図
【符号の説明】
３  トランスファ
４  前輪
５  フロントプロペラシャフト
１１  回転伝達装置
１２  回転伝達機構
１３  シャフト
１４  ハイ・ローセレクトギヤ
１７  フロントアウトプットシャフト
１８、１９  チェン用スプロケット
２０  サイレントチェン
２１  入力軸
２２  カムリング
２４  ハウジング
２５  外輪
２７  カム面
２８  円筒面
２９  保持器
３０  ポケット
３１  ローラ
３２  ツーウェイクラッチ
３３  スイッチバネ
３４  電磁クラッチ
３５  ワンウェイクラッチ
３６  湿式多板クラッチ
３７  電磁コイル
３８  トランスファケース
４５  ロータ
４６  アマチュア
４７  インナープレート
４８  アウタープレート
４９  押圧バネ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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