(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力したエンジンの駆動力を、それぞれ異なった出力トルクで前輪側と後輪側に配分する中間差動機構と、中間差動機構の差動回転を制限すると共に、この差動制限力を調整可能な差動制限機構とを備え、この差動制限機構が、中間差動機構の両出力部材間に配置され、
前記差動制限機構が、差動機構を通る駆動トルクに感応して差動制限力が変化するトルク感応型の差動制限機構であり、
該トルク感応型の差動制限機構が、軸方向に交互配置されたクラッチ板を一対の差動回転部材である両出力部材間に連結してなり、これらのクラッチ板が互いに押圧されると、その摩擦抵抗によって差動回転を制限する摩擦クラッチであり、
前記中間差動機構で発生するギヤの噛み合いスラスト力によって前記摩擦クラッチが押圧され、
一方の出力部材の噛み合い反力は前記摩擦クラッチの一側を押圧し、他方の出力部材の噛み合い反力は前記摩擦クラッチの他側を押圧して前記クラッチ板が互いに押圧されることを特徴とするトランスファ装置。
【請求項２】
入力したエンジンの駆動力を、それぞれ異なった出力トルクで前輪側と後輪側に配分する中間差動機構と、中間差動機構の差動回転を制限すると共に、この差動制限力を調整可能な差動制限機構とを備え、この差動制限機構が中間差動機構の両出力部材間に配置され、
該差動制限機構が差動機構を通る駆動トルクに感応して差動制限力が変化するトルク感応型の差動制限機構であり、一対の差動回転部材である両出力部材の間に形成され互いに摺動回転可能なテーパー状の摩擦面からなり、これらの摩擦面が互いに押圧されると、その摩擦抵抗によって差動回転を制限するテーパークラッチであり、
前記中間差動機構で発生するギヤの噛み合いスラスト力によって前記テーパークラッチが押圧され、
一方の出力部材の噛み合い反力は前記テーパークラッチの一側を押圧し、他方の出力部材の噛み合い反力は前記テーパークラッチの他側を押圧してテーパー状の摩擦面が押圧されることを特徴とするトランスファ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、４輪駆動車のトランスファ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトランスファ装置としては、特開平９−２９０６５３号公報に図６のようなトランスファ装置４０１が記載されている。
【０００３】
このトランスファ装置４０１は回転中心が車両の幅方向に配置されており、ベベルギヤ式のセンターデフ４０３（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）、ベベルギヤ式の方向変換ギヤ組４０５、センターデフ４０３の差動回転をロックする差動ロック機構４０７などから構成されている。
【０００４】
センターデフ４０３は、ピニオンシャフト４０９に支承されたピニオンギヤ４１１、これと噛み合ったサイドギヤ４１３，４１５から構成されている。
【０００５】
ピニオンシャフト４０９は中空軸４１７に連結されており、この中空軸４１７にはトランスミッションを介してエンジンの駆動力が入力する。ピニオンシャフト４０９はセンターデフ４０３の回転中心と直交する面に対して図６の右方に傾斜しており、サイドギヤ４１３の歯数はサイドギヤ４１５の歯数より大きい。
【０００６】
このように、センターデフ４０３はサイドギヤ４１３，４１５の歯数比によってトルク配分比が決まる不等トルク配分特性を持っている。
【０００７】
サイドギヤ４１３はセンターデフ４０３を内包するケーシング４１９に連結されており、サイドギヤ４１５は入力軸４１７の内側に配置された中空軸４２１に連結されている。
【０００８】
この中空軸４２１はフロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）のデフケースに連結されており、フロントデフの右車軸４２３は中空軸４２１を貫通している。
【０００９】
方向変換ギヤ組４０５は、互いに噛み合ったベベルギヤ４２５，４２７から構成されている。ベベルギヤ４２５はケーシング４１９（サイドギヤ４１３）に連結されている。ベベルギヤ４２７はドライブピニオンシャフト４２９に一体形成されており、ドライブピニオンシャフト４２９はプロペラシャフトを介してリヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）に連結されている。
【００１０】
エンジンの駆動力は、センターデフ４０３のサイドギヤ４１３から方向変換ギヤ組４０５などを介してリヤデフに伝達され、リヤデフによって左右の後輪に配分される。また、サイドギヤ４１５からフロントデフに伝達され、フロントデフによって左右の前輪に配分される。
【００１１】
このとき、上記の不等トルク配分特性により、歯数の大きいサイドギヤ４１３側の後輪には、歯数の小さいサイドギヤ４１５側の前輪より大きい駆動トルクが送られて、例えば、発進時、加速時、登坂時などのように車両の重心が後輪側に移動するときに、大きな走行性が得られる。
【００１２】
差動ロック機構４０７は、エア式のアクチュエータ４３１、噛み合いクラッチ４３３、リターンスプリング４３５などから構成されている。
【００１３】
噛み合いクラッチ４３３は、サイドギヤ４１５に形成された噛み合い歯４３７と、クラッチ部材４３９に形成された噛み合い歯４４１からなり、クラッチ部材４３９はケーシング４１９に移動自在に連結されている。
【００１４】
このように、差動ロック機構４０７（噛み合いクラッチ４３３）は、出力側の部材（シャフト：Ｓ）と入力側の部材（ケーシング：ハウジング：Ｈ）との間に配置（Ｓ−Ｈ配置）されており、噛み合いクラッチ４３３が噛み合うと、センターデフ４０３の差動回転がロックされる。
【００１５】
アクチュエータ４３１は、クラッチ部材４３９を移動させて噛み合いクラッチ４３３を噛み合わせ、アクチュエータ４３１の作動が停止すると、リターンスプリング４３５によって噛み合いクラッチ４３３の噛み合いが解除される。
【００１６】
悪路などで前後輪の一方が空転したときに、差動ロック機構４０７で差動回転をロックすれば、グリップ側の車輪に駆動力が送られて悪路走破性が向上する。
【００１７】
また、車庫入れなどのように低速で急旋回するときは、差動ロックを解除すれば、タイトコーナーブレーキング現象が回避され、車体の挙動が安定する。
【００１８】
センターデフ４０３のトルク配分（トルクスプリット）特性は、上記のように、サイドギヤ４１３，４１５の歯数比によって任意に変えることが可能であり、後輪より大きなトルクを前輪に配分することもできる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
差動機構の入力部材と出力部材の間（Ｓ−Ｈ間）に生じる差動回転速度は、両出力部材の間（Ｓ−Ｓ間）に生じる差動回転速度より小さいから、入力部材と出力部材の間に掛かる差動トルクは、両出力部材の間に掛かる差動トルクより大きい。
【００２０】
このように、従来のトランスファ装置４０１でＳ−Ｈ配置された差動ロック機構４０７（噛み合いクラッチ４３３）は大きな差動トルクを受けるから、それに見合って大容量にする必要があり、これに伴って、アクチュエータ４３１とリターンスプリング４３５も大型で強力なものが必要になる。
【００２１】
トランスファ装置４０１は、これらの大型化によって、大型で重くなり、車載性が低下してしまうという問題がある。
【００２２】
しかし、噛み合いクラッチ４３３とアクチュエータ４３１とリターンスプリング４３５などを小型化すると、充分な差動ロック機能を得るためには、同様な構成の差動ロック機構をケーシング４１９とサイドギヤ４１３の間にも配置する必要がある。
【００２３】
このような構成では、部品点数が増えて構造が複雑化するから、トランスファ装置４０１がさらに大型で重くなり、車載性が低下してしまうと共に、複雑化してしまうため、信頼性を確保するために、組み付け精度や、部品精度等に高いものが要求されてしまう。
【００２４】
また、例えば、車両が旋回するとき、特に、中高速で旋回するときは、センターデフ４０３の差動制限力を適度に調整すると、車体が安定すると共に、旋回性が向上するが、差動ロック機構４０７には差動制限力の調整機能がないため、トランスファ装置４０１では、このように差動制限力を調整して安定性や旋回性を向上させるということができない。
【００２５】
そこで、この発明は、トルクの不等配分機能と、差動制限力の調整機能と、充分な差動制限力とを備えながら、構造が簡単で、軽量、コンパクトに構成され、車載性に優れたトランスファ装置の提供を目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のトランスファ装置は、入力したエンジンの駆動力を、それぞれ異なった出力トルクで前輪側と後輪側に配分する中間差動機構と、中間差動機構の差動回転を制限すると共に、この差動制限力を調整可能な差動制限機構とを備え、この差動制限機構が、中間差動機構の両出力部材間に配置され、
前記差動制限機構が、差動機構を通る駆動トルクに感応して差動制限力が変化するトルク感応型の差動制限機構であり、該トルク感応型の差動制限機構が、軸方向に交互配置されたクラッチ板を一対の差動回転部材である両出力部材間に連結してなり、これらのクラッチ板が互いに押圧されると、その摩擦抵抗によって差動回転を制限する摩擦クラッチであり、前記中間差動機構で発生するギヤの噛み合いスラスト力によって前記摩擦クラッチが押圧され、一方の出力部材の噛み合い反力は前記摩擦クラッチの一側を押圧し、他方の出力部材の噛み合い反力は前記摩擦クラッチの他側を押圧して前記クラッチ板が互いに押圧されることを特徴としている。
【００２７】
トランスファ装置に入力したエンジンの駆動力は、中間差動機構からリヤデフに伝達されて左右の後輪に配分され、フロントデフに伝達されて左右の前輪に配分される。
【００２８】
このとき、中間差動機構の不等トルク配分特性によって、前後輪に異なった大きさの駆動トルクが送られる。
【００２９】
例えば、前輪より大きい駆動トルクが後輪に送られるように構成すれば、発進時、加速時、登坂時などのように車両の重心が後輪側に移動するときに、走行性が大幅に向上する。
【００３０】
また、後輪より大きい駆動トルクが前輪に送られるように構成すると、例えば、車両の直進性が向上する。
【００３１】
このように、中間差動機構の不等トルク配分特性によって前後輪のいずれに大きい駆動トルクを送ることが可能であり、そのトルク配分比を任意に設定することも可能であるから、異なった車種に広く対応することができる。
【００３２】
また、悪路走行時、スタック時、発進時、加速時などで前後輪の一方が空転したときは、差動制限機構を作動させれば、グリップ側の車輪に駆動力が送られて悪路走破性、スタック脱出性、発進性、加速性などが向上する。
【００３３】
また、低速で急旋回するとき、特に、低速の急旋回で前後進を繰り返す車庫入れのときは、差動制限機構の差動制限機能（前後輪間の相対回転拘束力）を解除するか、あるいは、相対回転拘束力を最も小さくすれば、タイトコーナーブレーキング現象を回避し、あるいは、実質的に防止して、車体の挙動を安定させることができる。
【００３４】
また、制動時は、同様に、差動制限機構の差動制限機能を解除するか、あるいは、差動制限力を最も小さくすれば、前後輪間の相対回転拘束力が消失し、あるいは、最も小さくなるから、Ａ．Ｂ．Ｓ（アンチロック・ブレーキング・システム）との干渉が防止され、あるいは、干渉が軽微になり、Ａ．Ｂ．Ｓの性能を充分に発揮することができる。
【００３５】
また、車両が旋回するとき、特に、中高速で旋回するときに、差動制限機構の差動制限力を適度に調整すれば、車体が安定し、旋回性が向上する。
【００３６】
これに加えて、請求項１のトランスファ装置は、差動制限機構が出力部材の間に配置（Ｓ−Ｓ配置）されているから、従来例と較べて、扱う差動トルクが小さくてすむ。
【００３７】
従って、差動制限機構を小容量にしても充分な差動制限力が得られ、その上、差動制限機構の小型軽量化によって、トランスファ装置もさらに軽量でコンパクトになり、車載性が向上する。
【００３８】
また、このように１セットの差動制限機構で充分な差動制限力が得られるから、入力部材と両方の出力部材の間にそれぞれ差動制限機構を配置する必要がなくなり、これに伴う部品点数の増加と構造の複雑化、及び、トランスファ装置の大型化と重量化などが避けられると共に、車載性及び信頼性などを高めることができる。
【００４０】
また、この構成では、中間差動機構に大きな駆動トルクが掛かる発進時、加速時は、トルク感応型差動制限機構で発生する大きな差動制限力によって車輪の空転が防止され、発進性と加速性が向上する。
【００４２】
また、この構成で差動制限機構に用いた摩擦クラッチ、特に、多板クラッチは、小型でも摩擦面の面積が広く、大きな差動制限力が得られる上に、極めて狭いスペースに配置できるから、トランスファ装置の軽量コンパクト化に大きく寄与する。
【００４３】
また、クラッチ板の枚数や摩擦面の径を変えることにより、差動制限力を広い範囲で調整可能であり、車両の性能を大きく向上させることができる。
さらに、中間差動機構で発生するギヤの噛み合い反力によってクラッチを押圧するこの構成では、クラッチを押圧する専用のアクチュエータが不要になるから、トランスファ装置が極めて軽量でコンパクトになり、車載性が大きく向上する上に、コストが大幅に低減される。
【００４４】
請求項２に記載の発明は、入力したエンジンの駆動力を、それぞれ異なった出力トルクで前輪側と後輪側に配分する中間差動機構と、中間差動機構の差動回転を制限すると共に、この差動制限力を調整可能な差動制限機構とを備え、この差動制限機構が中間差動機構の両出力部材間に配置され、該差動制限機構が差動機構を通る駆動トルクに感応して差動制限力が変化するトルク感応型の差動制限機構であり、一対の差動回転部材である両出力部材の間に形成され互いに摺動回転可能なテーパー状の摩擦面からなり、これらの摩擦面が互いに押圧されると、その摩擦抵抗によって差動回転を制限するテーパークラッチであり、前記中間差動機構で発生するギヤの噛み合いスラスト力によって前記テーパークラッチが押圧され、一方の出力部材の噛み合い反力は前記テーパークラッチの一側を押圧し、他方の出力部材の噛み合い反力は前記テーパークラッチの他側を押圧してテーパー状の摩擦面が押圧されることを特徴としている。
【００４５】
この構成で差動制限機構に用いたテーパークラッチは、部品点数が少なく、構造が簡単であるから、組み付け性が高く、組み付け作業のコストを低減することができる。
【００４６】
さらに、摩擦面のテーパー角度を変えることによって、差動制限力を広い範囲で調整可能であるから、車両の性能を大きく向上させることができる。
【００６５】
【発明の実施の形態】
図１と図５によって本発明の第１実施形態であるトランスファ１（トランスファ装置）の説明をする。
【００６６】
図１はトランスファ１を示し、図５はトランスファ１を用いた４輪駆動車の動力系を示している。また、図１の右方はこの車両の前方であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００６７】
図５のように、この動力系は、縦置きのエンジン３、発進クラッチ５、高速−低速切換機構７、機械式の変速機構９、トランスファ１、前輪側のプロペラシャフト１１、方向変換ギヤ組１３、フロントデフ１５、前車軸１７，１９、左右の前輪２１，２３、伝動ギヤ組２５、後輪側のプロペラシャフト２７、方向変換ギヤ組２９、リヤデフ３１、後車軸３３，３５、左右の後輪３７，３９などから構成されている。
【００６８】
図１のように、トランスファ１は、ベベルギヤ式のセンターデフ４１（中間差動機構）と多板クラッチ４３（トルク感応型の差動制限機構：摩擦クラッチ）から構成されている。
【００６９】
エンジン３の駆動力は発進クラッチ５から高速−低速切換機構７に伝達され、高速−低速切換機構７は駆動力を高速または低速に切り換えて変速機構９に伝達し、変速機構９は伝達された駆動力を変速ギヤ群の噛み合いを変えて変速し、トランスファ１のセンターデフ４１に伝達する。
【００７０】
センターデフ４１は、下記のように、伝達された駆動力を前輪側と後輪側とに配分し、前輪側の駆動力はプロペラシャフト１１と方向変換ギヤ組１３とを介してフロントデフ１５に伝達され、後輪側の駆動力は伝動ギヤ組２５とプロペラシャフト２７と方向変換ギヤ組２９とを介してリヤデフ３１に伝達される。
【００７１】
フロントデフ１５は伝達された駆動力を前車軸１７，１９を介して左右の前輪２１，２３に配分し、リヤデフ３１は伝達された駆動力を後車軸３３，３５を介して左右の後輪３７，３９に配分する。
【００７２】
図１のように、センターデフ４１は、ピニオンシャフト４５、ピニオンシャフト４５上に回転自在に支承されたピニオンギヤ４７、ピニオンギヤ４７と噛み合ったサイドギヤ４９，５１（出力部材：差動回転部材）、これらを収容する回転ケース５３（出力部材：差動回転部材）などから構成されている。
【００７３】
この回転ケース５３は、前方が開口したケーシング本体５５と、この開口側に配置されたカバー５７とで構成されている。これらは互いの間に形成された噛み合い部５９によって回転方向に連結されており、カバー５７はケーシング本体５５に装着されたスナップリング６１によって軸方向に位置決めされている。
【００７４】
回転ケース５３は前端部をボ−ルベアリング６３によって、また、後端部を他のベアリングによって、それぞれ、トランスファケース６５（図５）に支承されている。
【００７５】
伝動ギヤ組２５は、互いに噛み合った一対の伝動ギヤ６７，６９から構成されており、伝動ギヤ６７は回転ケース５３に溶接されている。また、図５のように、伝動ギヤ６９は連結軸７１に連結されており、連結軸７１は後輪側のプロペラシャフト２７に連結され、回転ケース５３の回転をリヤデフ３１側に伝達する。
【００７６】
ピニオンシャフト４５は中空の入力軸７３の外周に固定されている。入力軸７３のスプライン部７５には中空軸７７（図５）が連結されており、この中空軸７７には変速機構９の一側の変速ギヤ群が連結されている。こうして、ピニオンシャフト４５はエンジン３の駆動力を受けて公転する。
【００７７】
サイドギヤ４９は、中空の出力軸７９（出力部材：差動回転部材）の外周にスプライン連結されている。前輪側のプロペラシャフト１１は前記の中空軸７３，７７を貫通してこの出力軸７９のスプライン部８１に連結されている。出力軸７９の後端は回転ケース５３の支承部８２によって支承されている。
【００７８】
また、相対回転するケーシング本体５５（回転ケース５３）と出力軸７９との間には、スラストワッシャ８３が配置されている。
【００７９】
サイドギヤ５１は、回転ケース５３のカバー５７に形成されており、回転ケース５３などを介してリヤデフ３１側に連結されている。
【００８０】
ピニオンシャフト４５はセンターデフ４１の回転中心との直交面に対し、径方向外側端部に沿って左方（後方）に傾斜しており、サイドギヤ５１の歯数はサイドギヤ４９の歯数より大きい。
【００８１】
ピニオンシャフト４５の自由端側には球面ワッシャ８５が回転自在に装着されており、球面ワッシャ８５と回転ケース５３との間にはピニオンリング８７が配置されている。これらの球面ワッシャ８５とピニオンリング８７は、ピニオンギヤ４７の遠心力とサイドギヤ４９，５１との噛み合い反力とを受けて、ピニオンギヤ４７を安定して支持する。
【００８２】
また、サイドギヤ４９とピニオンリング８７との間には、サイドギヤ４９の噛み合い反力を受けるスラストワッシャ８９が配置されている。
【００８３】
多板クラッチ４３は、サイドギヤ５１側のケーシング本体５５（出力部材）とサイドギヤ４９（出力部材）との間に配置されており、アウタープレート９１はケーシング本体５５の内周に連結され、インナーシャフト９３はサイドギヤ４９の外周に連結されている。
【００８４】
このように、多板クラッチ４３はセンターデフ４１の出力部材の間にＳ−Ｓ配置されている。
【００８５】
多板クラッチ４３とケーシング本体５５との間には、皿ばね９５が撓んだ状態で配置されており、ピニオンリング８７との間で多板クラッチ４３を押圧し、一定のイニシャルトルクを与えている。ピニオンリング８７は、このように多板クラッチ４３を位置決めすると共に、その受圧部材になっている。
【００８６】
入力軸７３からピニオンシャフト４５に入力したエンジン３の駆動力は、ピニオンギヤ４７から各サイドギヤ４９，５１を介して分配され、サイドギヤ４９からフロントデフ１５に伝達され、サイドギヤ５１からリヤデフ３１に伝達される。
【００８７】
このとき、歯数の大きいサイドギヤ５１側の後輪３７，３９には、歯数の小さいサイドギヤ４９側の前輪２１，２３より大きい駆動トルクが送られる。
【００８８】
従って、発進時、加速時、登坂時などのように車両の重心が後輪側に移動するときに、走行性が大幅に向上する。
【００８９】
また、センターデフ４１が駆動トルクを伝達している間は、サイドギヤ４９の噛み合い反力がスラストワッシャ８９を介してピニオンリング８７を後方（多板クラッチ４３側）に押圧し、サイドギヤ５１の噛み合い反力が回転ケース５３を前方に引き寄せる。
【００９０】
このように、互いに反対方向の噛み合い反力によって多板クラッチ４３が押圧されて締結される。また、サイドギヤ５１の噛み合い反力は、ピニオンシャフト４５の傾斜によって多板クラッチ４３の押圧力の方向に向いているから、締結力が特に大きい。
【００９１】
多板クラッチ４３が締結されると、その摩擦抵抗によってセンターデフ４１の差動回転が制限される。各サイドギヤ４９，５１の噛み合い反力はセンターデフ４１の伝達トルクに比例して増減するから、この差動制限機能はトルク感応型である。
【００９２】
従って、センターデフ４１に大きな駆動トルクが掛かる発進時、加速時などは、このトルク感応型差動制限機能によって得られる大きな差動制限力によって前輪２１，２３と後輪３７，３９の空転が防止され、車両の発進性と加速性が大きく向上する。
【００９３】
また、上記の皿ばね９５によるイニシャルトルクは、駆動トルクや差動回転速度とは無関係に、多板クラッチ４３に一定の差動制限力を与えている。
【００９４】
従って、悪路走行時、スタック時、発進時、加速時などに前輪２１，２３と後輪３７，３９の一方が空転したときは、この一定の差動制限力によってグリップ側の車輪に駆動力が送られるから、悪路走破性、スタック脱出性、発進性、加速性などを高めることができる。
【００９５】
また、車両が旋回するとき、特に、中高速で旋回するときは、トルク感応型差動制限機能とイニシャルトルクとによってセンターデフ４１の差動回転が適度に制限され、車体が安定し、旋回性が向上する。
【００９６】
回転ケース５３には開口９７，９９が形成されており、これらの開口９７，９９からはトランスファケース６５に封入されたオイルが流出入し、流入したオイルは多板クラッチ４３、ピニオンギヤ４７とサイドギヤ４９，５１との噛み合い部、ピニオンギヤ４７と球面ワッシャ８５とピニオンリング８７の各摺動面、スラストワッシャ８３，８９などを潤滑し冷却する。
【００９７】
こうして、トランスファ１が構成されている。
【００９８】
トランスファ１は、上記のように、多板クラッチ４３がセンターデフ４１のサイドギヤ４９，５１の間に配置（Ｓ−Ｓ配置）されているから、従来例と較べて、扱う差動トルクが小さくてすむ。
【００９９】
従って、多板クラッチ４３は小容量でも充分な差動制限力が得られる。
【０１００】
その上、多板クラッチ４３の小型軽量化によって、トランスファ１も軽量でコンパクトになり、車載性を向上することができる。
【０１０１】
また、このように１セットの多板クラッチ４３で充分な差動制限力が得られるから、両方のサイドギヤ４９，５１と入力側との間にそれぞれ差動制限用のクラッチを配置する必要がなくなり、これに伴う部品点数の増加と構造の複雑化を防止すると共に、構造の複雑化による信頼性を確保するための部品や組み付け精度の高い要求によるコスト上昇を避けることができる。
【０１０２】
また、上記のように、サイドギヤ４９，５１の噛み合い反力で多板クラッチ４３を押圧するように構成して得たトルク感応型差動制限機能により、センターデフ４１に大きな駆動トルクが掛かる発進時や加速時に大きな差動制限力が得られるから、前輪２１，２３と後輪３７，３９の空転が防止され、発進性と加速性が大幅に向上する。
【０１０３】
また、多板クラッチ４３は、小型でも摩擦面の面積が広く、大きな差動制限力が得られる上に、極めて狭いスペースに配置できるから、トランスファ１がさらに軽量でコンパクトになり、車載性が向上する。
【０１０４】
また、多板クラッチ４３の押圧に、サイドギヤ４９，５１の片方ではなく、両方の噛み合い反力を利用するように構成したから、多板クラッチ４３はさらに大容量で小型になる。
【０１０５】
また、多板クラッチ４３は、クラッチ板の枚数や摩擦面の径を変えることによって、差動制限機能を広い範囲で調整できるから、車両の性能を大きく向上させることができる。
【０１０６】
また、センターデフ４１で発生するギヤの噛み合い反力によって多板クラッチ４３を押圧するように構成したことにより、多板クラッチ４３専用のアクチュエータが不要になるから、トランスファ１は極めて軽量でコンパクトになり、車載性が大きく向上する上に、コストが大幅に低減される。
【０１０７】
次に、図２によって本発明の第２実施形態であるトランスファ１０１（トランスファ装置）の説明をする。
【０１０８】
図２はトランスファ１０１を示しており、このトランスファ１０１は図５の４輪駆動車において第１実施形態のトランスファ１と同位置に配置される。また、図２の右方はこの車両の前方であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【０１０９】
また、第１実施形態と同機能の部材等には同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の重複説明は省く。
【０１１０】
図２のように、トランスファ１０１は、ベベルギヤ式のセンターデフ４１とコーンクラッチ１０３（トルク感応型の差動制限機構：摩擦クラッチ：テーパークラッチ）とで構成されている。
【０１１１】
コーンクラッチ１０３は、回転ケース５３のケーシング本体５５、ピニオンリング１０５、中間プレート１０７などの間に形成されている。
【０１１２】
ピニオンリング１０５は、サイドギヤ４９の外周にスプライン連結されており、これらの間にはスラストワッシャ８９が配置されている。ピニオンリング１０５は、球面ワッシャ８５と共に、ピニオンギヤ４７を安定して支持し、ピニオンギヤ４７の遠心力と、サイドギヤ４９，５１との噛み合い反力とを受けている。
【０１１３】
中間プレート１０７は、ケーシング本体５５とピニオンリング１０５との間に配置されており、凸部１０９を回転ケース５３の開口１１１に係合して回り止めされている。
【０１１４】
中間プレート１０７とケーシング本体５５には互いに摺動する円錐面１１３，１１５（テーパー状の摩擦面）が設けられ、中間プレート１０７とピニオンリング１０５には互いに摺動する円錐面１１７，１１９（テーパー状の摩擦面）が設けられている。
【０１１５】
このように、コーンクラッチ１０３は、ケーシング本体５５（サイドギヤ５１）とサイドギヤ４９との間に配置されており、センターデフ４１の出力部材の間にＳ−Ｓ配置されている。
【０１１６】
センターデフ４１が駆動トルクを伝達している間は、サイドギヤ４９の噛み合い反力とサイドギヤ５１の噛み合い反力によって円錐面１１３，１１５、１１７，１１９が押圧されてコーンクラッチ１０３が締結され、その摩擦抵抗によってセンターデフ４１の差動回転が制限される。
【０１１７】
各サイドギヤ４９，５１の噛み合い反力はセンターデフ４１の伝達トルクに比例して増減するから、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【０１１８】
そこで、センターデフ４１に大きな駆動トルクが掛かる発進時、加速時などは、このトルク感応型差動制限機能によって得られる大きな差動制限力により、前輪２１，２３と後輪３７，３９の空転が防止され、車両の発進性と加速性が大きく向上する。
【０１１９】
また、車両が旋回するとき、特に、センターデフ４１にある程度の駆動トルクが掛かる中高速で旋回するときは、適度な差動制限力によってセンターデフ４１の差動回転が制限され、車体が安定し、旋回性が向上する。
【０１２０】
回転ケース５３には、上記の開口１１１の他に、開口１２１，１２３が形成されており、これらから流入したオイルによってコーンクラッチ１０３（円錐面１１３，１１５、１１７，１１９）、ピニオンギヤ４７とサイドギヤ４９，５１との噛み合い部、ピニオンギヤ４７と球面ワッシャ８５とピニオンリング１０５との各摺動面、スラストワッシャ８３，８９などを潤滑し冷却する。
【０１２１】
また、ピニオンリング１０５にはオイルを溜める凹部１２５，１２７が形成されており、これらの凹部１２５，１２７から供給されるオイルによってコーンクラッチ１０３の潤滑・冷却効果が大きく向上すると共に、円錐面１１３，１１５、１１７，１１９の摩擦抵抗とコーンクラッチ１０３の性能が安定する。
【０１２２】
こうして、トランスファ１０１が構成されている。
【０１２３】
このトランスファ１０１は、コーンクラッチ１０３を差動制限機構に用いたことによって、部品点数が少なく、構造が簡単である。
【０１２４】
また、組み付け性が高く、組み付けコストが安い。
【０１２５】
また、コーンクラッチ１０３は円錐面１１３，１１５、１１７，１１９のテーパー角度を変えることによって、差動制限力を広い範囲で調整可能であり、車両の性能を大きく向上させることができる。
【０１２６】
これに加えて、トランスファ１０１は、コーンクラッチ１０３をセンターデフ４１のサイドギヤ４９，５１の間に配置（Ｓ−Ｓ配置）したことにより、差動制限機構に多板クラッチ４３を用いたことによる効果を除いて、上記のトランスファ１と同等の効果を得ることができる。
【０１２７】
次に、図３によって本発明の参考例であるトランスファ２０１（トランスファ装置）の説明をする。
【０１２８】
図３はトランスファ２０１を示しており、このトランスファ２０１は図５の４輪駆動車において第１実施形態のトランスファ１と同位置に配置される。また、図３の右方はこの車両の前方であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【０１２９】
また、第１，２実施形態と同機能の部材等には同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の重複説明は省く。
【０１３０】
図３のように、トランスファ２０１は、ベベルギヤ式のセンターデフ４１と差動回転速度感応型の差動制限機構２０３とで構成されている。
【０１３１】
ピニオンシャフト４５に支承された球面ワッシャ８５とケーシング本体５５（回転ケース５３）との間にはピニオンリング２０５が配置されており、このピニオンリング２０５は、球面ワッシャ８５と共に、センターデフ４１のピニオンギヤ４７を安定して支持し、ピニオンギヤ４７の遠心力とサイドギヤ４９，５１との噛み合い反力とを受けている。
【０１３２】
サイドギヤ４９の外周にはリング２０７が溶接されており、リング２０７とピニオンリング２０５との間にはスラストワッシャ２０９が配置されている。また、サイドギヤ４９の後部にはハブ２１１が溶接されている。
【０１３３】
差動制限機構２０３は、ケーシング本体５５とハブ２１１とサイドギヤ４９とリング２０７との間に設けられた流体室２１３と、流体室２１３に封入されたシリコンオイル（高粘性流体）と、流体室２１３の内部で交互配置された複数枚のアウタープレートとインナープレートから構成されている。各アウタープレートはケーシング本体５５の内周に連結され、各インナープレートはハブ２１１の外周に連結されている。
【０１３４】
また、リング２０７とケーシング本体５５との間、及び、ハブ２１１とケーシング本体５５との間には、断面がＸ字状のシールであるＸリング２１５，２１７が配置され、流体室２１３からシリコンオイルが漏れることを防止している。
【０１３５】
前輪２１，２３（サイドギヤ４９）と後輪３７，３９（サイドギヤ５１）の間に差動回転が生じると、差動制限機構２０３が作動し、アウタープレートとインナープレートがシリコンオイルを剪断するときの剪断抵抗によってセンターデフ４１の差動回転が制限される。
【０１３６】
シリコンオイルの剪断抵抗は差動回転速度が上昇する程大きくなるから、差動回転速度感応型の差動制限機能が得られる。
【０１３７】
また、シリコンオイルの剪断抵抗は、差動回転速度が零から上昇する過程でほぼ直線的に増加するが、差動回転速度がある程度上昇すると増加が鈍り、やがて横這い状態になるという特有の性質がある。
【０１３８】
従って、この差動制限機構２０３は、シリコンオイルの剪断抵抗を利用することによってこのような差動制限特性を得ることができる。
【０１３９】
悪路走行時、スタック時、発進時、加速時などで前後輪の一方が空転すると、差動制限機構２０３が作動してグリップ側の車輪に駆動力が送られ、悪路走破性、スタック脱出性、発進性、加速性などが向上する。
【０１４０】
また、差動回転速度感応型差動制限機能によって、空転が大きくなる程グリップ側の車輪に大きな駆動力が送られるから、空転を抑制することによる上記の向上効果が大きくなる。
【０１４１】
また、車庫入れのときは、前後輪間の差動回転速度が比較的遅いから、差動制限機構２０３の差動制限力（前後輪の相対回転拘束力）も小さくなり、タイトコーナーブレーキング現象が実質的に回避され、車体の挙動が安定する。
【０１４２】
また、制動時は、同様に、差動制限機構２０３による前後輪の相対回転拘束力が小さいから、Ａ．Ｂ．Ｓとの干渉が軽微になり、Ａ．Ｂ．Ｓの性能を充分に発揮することができる。
【０１４３】
また、車両が旋回するとき、特に、前後輪間の差動回転速度がある程度大きくなる中高速での旋回時は、差動制限機構２０３によって前後輪間の差動回転が適度に制限され、車体が安定し、旋回性が向上する。
【０１４４】
こうして、トランスファ２０１が構成されている。
【０１４５】
このトランスファ２０１は、差動回転速度感応型の差動制限機構２０３を用いたことにより、前後輪の一方が空転するとグリップ側の車輪に駆動力が送られると共に、空転が激しい程送られる駆動力が大きくなるから、悪路走破性、スタック脱出性、発進性、加速性などが大きく向上する。
【０１４６】
また、車庫入れのときは前後輪間の差動回転が適度に許容され、タイトコーナーブレーキング現象が防止されて、車体の挙動が安定する。
【０１４７】
また、制動時は前後輪の相対回転拘束力が小さくなってＡ．Ｂ．Ｓとの干渉が軽微になり、その性能が充分に発揮される。
【０１４８】
また、シリコンオイルの剪断抵抗を利用する差動制限機構２０３は、小型軽量でありながら大きな差動制限力が得られる上に、極めて狭いスペースに配置できるから、トランスファ２０１がそれだけ軽量でコンパクト化になり、車載性が大きく向上する。
【０１４９】
また、シリコンオイルの剪断抵抗を利用する差動制限機構２０３は、差動回転速度の上昇に伴って、差動制限力がほぼ直線的に増加し、やがて横這いになる差動制限特性が得られ、車両の操縦性、安定性、走行性などを大きく向上させることができる。
【０１５０】
これに加えて、トランスファ２０１は、差動制限機構２０３をセンターデフ４１のサイドギヤ４９，５１の間に配置（Ｓ−Ｓ配置）したことにより、トルク感応型の差動制限機構を用いたことによる効果を除いて、上記のトランスファ１，１０１と同等の効果を得ることができる。
【０１５１】
次に、図４によって本発明の参考例であるトランスファ３０１（トランスファ装置）の説明をする。
【０１５２】
図４はトランスファ３０１を示しており、このトランスファ３０１は図５の４輪駆動車において第１実施形態のトランスファ１と同位置に配置される。また、図４の右方はこの車両の前方であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【０１５３】
また、第１，２実施形態と同機能の部材等には同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の重複説明は省く。
【０１５４】
図４のように、トランスファ３０１は、ベベルギヤ式のセンターデフ４１と差動制限力を外部から制御できる差動制限機構３０３とで構成されている。
【０１５５】
回転ケース５３のケーシング本体５５は、センターデフ４１を収容するケース部材３０５、これに溶接された非磁性材料の円筒部材３０７、これに溶接された磁性材料のロータ３０９などから構成されている。
【０１５６】
ケース部材３０５とサイドギヤ４９との間にはスラストワッシャ３１１が配置されている。また、ロータ３０９には軸３１３がスプライン連結されており、軸３１３には伝動ギヤ組２５の伝動ギヤ６７が形成されている。
【０１５７】
差動制限機構３０３は、多板式のメインクラッチ３１５及びパイロットクラッチ３１７、カムリング３１９、ボールカム３２１（カム機構）、プレッシャープレート３２３、アーマチャ３２５、リング状の電磁石３２７（差動制限力の制御手段）、リタ−ンスプリング３２９、コントローラなどから構成されている。
【０１５８】
メインクラッチ３１５は、円筒部材３０７（回転ケース５３）とサイドギヤ４９との間に配置されており、パイロットクラッチ３１７は、円筒部材３０７とカムリング３１９との間に配置されている。
【０１５９】
ボールカム３２１は、カムリング３１９とプレッシャープレート３２３との間に形成されている。プレッシャープレート３２３は、サイドギヤ４９と共に、出力軸７９の外周にスプライン連結されている。
【０１６０】
また、カムリング３１９とロータ３０９（回転ケース５３）との間には、ボールカム３２１のカム反力を受けるスラストベアリング３３１とワッシャ３３３とが配置されている。
【０１６１】
アーマチャ３２５は、パイロットクラッチ３１７とプレッシャープレート３２３との間に配置されており、スナップリング３３５によって円筒部材３０７に位置決めされている。
【０１６２】
電磁石３２７のコア３３７は、ボ−ルベアリング３３９，３３９によってロータ３０９に支承されており、回転ケース５３の後端側はこれらのボ−ルベアリング３３９，３３９とコア３３７とによってトランスファケース６５に支承されている。
【０１６３】
コア３３７とロータ３０９との間にはエアギャップ３４１が形成されている。
【０１６４】
電磁石３２７のリード線３４３はグロメットを介して外部に引き出されており、コネクター３４５によって車載のバッテリに接続されている。
【０１６５】
ロータ３０９は、ステンレス鋼（非磁性材料）のリング３４７によって外周側と内周側とに分断されており、電磁石３２７の磁力はこのリング３４７によってロータ３０９上での短絡が防止され、アーマチャ３２５に集中する。
【０１６６】
コントローラは、車速、操舵角、横Ｇなどから旋回走行を検知し、あるいは、路面状態や前後輪の空転などに応じて、電磁石３２７の励磁、励磁電流の制御、励磁停止を行う。
【０１６７】
電磁石３２７が励磁されると、磁力のループ３４９が形成されてアーマチャ３２５が吸引され、パイロットクラッチ３１７を押圧して締結させる。パイロットクラッチ３１７が締結された状態で、前輪２１，２３（サイドギヤ４９）と後輪３７，３９（サイドギヤ５１）と間に差動回転が生じると、この差動トルクがボールカム３２１に掛かり、生じたカムスラスト力によりプレッシャープレート３２３を介してメインクラッチ３１５が押圧され、その摩擦抵抗によってセンターデフ４１の差動が制限される。
【０１６８】
また、電磁石３２７の励磁電流を制御すると、パイロットクラッチ３１７の滑りによってボールカム３２１のカムスラスト力が変化し、メインクラッチ３１５の連結力が変化して、差動制限力が調整される。
【０１６９】
一方、電磁石３２７の励磁を停止すると、パイロットクラッチ３１７が開放されてボールカム３２１のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ３１５が開放されて、センターデフ４１は差動がフリーになる。
【０１７０】
そこで、悪路走行時、スタック時、発進時、加速時などに前後輪の一方が空転したときは、差動制限機構３０３を作動させてメインクラッチ３１５を締結すると、グリップ側の車輪に駆動力が送られて悪路走破性、スタック脱出性、発進性、加速性などが向上する。
【０１７１】
また、低速で急旋回するとき、特に、低速の急旋回で前後進を繰り返す車庫入れのときは、メインクラッチ３１５による前後輪間の相対回転拘束を解除するか、あるいは、相対回転拘束力を最も小さくすれば、タイトコーナーブレーキング現象が回避され、車体の挙動が安定する。
【０１７２】
また、制動時は、同様に、メインクラッチ３１５による前後輪間の相対回転拘束を解除するか、相対回転拘束力を最も小さくすれば、Ａ．Ｂ．Ｓとの干渉が防止され、Ａ．Ｂ．Ｓの性能を充分に発揮することができる。
【０１７３】
また、車両が旋回するとき、特に、中高速で旋回するときは、差動制限機構３０３によって前後輪間の差動回転を適度に制限すれば、車体が安定し、旋回性が向上する。
【０１７４】
また、回転ケース５３には、パイロットクラッチ３１７に対向して、開口３５１が形成されており、これらの開口３５１から流入したオイルによってパイロットクラッチ３１７を始め、ボールカム３２１、スラストベアリング３３１、ワッシャ３３３などが潤滑・冷却され、差動制限機構３０３の機能が安定し、耐久性が向上する。
【０１７５】
こうして、トランスファ３０１が構成されている。
【０１７６】
このトランスファ３０１は、電磁石３２７によって差動制限力を外部から制御できる差動制限機構３０３を用いたことにより、車両の走行状態や路面状態の変化に応じて差動制限力を任意に制御できるから、車両の性能、走行性、安定性、タイトコーナーブレーキング現象の防止機能、Ａ．Ｂ．Ｓとの干渉防止機能などを大きく向上させることができる。
【０１７７】
また、この差動制限力の制御は、電磁石３２７の励磁電流を制御することによって精密に行えるから、走行性、操縦性、安定性などの向上効果が大きい。
【０１７８】
また、ボールカム３２１の増幅機能によってメインクラッチ３１５の連結力を強化することにより、充分な差動制限力が得られる上に、電磁石３２７を小型にすることができるから、トランスファ３０１がそれだけ軽量でコンパクトになり、車載性が向上する。
【０１７９】
また、電磁石３２７の小型化によって、バッテリの負担が軽減され、エンジン３の燃費が向上する。
【０１８０】
また、差動制限力の制御手段に電磁石３２７を用いたトランスファ３０１は、流体圧のアクチュエータを用いた構成と異なって、ポンプや圧力配管が不要になるから、構造が簡単で、軽量であり、その上、ポンプと圧力ライン各部での圧漏れから解放され、信頼性が大きく向上する。
【０１８１】
これに加えて、トランスファ３０１は、差動制限機構３０３をセンターデフ４１のサイドギヤ４９，５１の間に配置（Ｓ−Ｓ配置）したことにより、トルク感応型の差動制限機構や差動回転速度感応型の差動制限機構を用いたことによる効果を除いて、上記のトランスファ１，１０１，２０１と同等の効果が得られる。
【０１８２】
なお、前記外部制御手段には、電磁石の他に、例えば、油圧や空気圧で作動する流体圧アクチュエータを用いてもよい。
【０１８３】
また、上記第１、第２実施形態では、前輪よりも後輪に大きい駆動トルクが送られるように構成したものを示したが、中間差動機構の不等トルク配分特性によって前後輪のいずれに大きい駆動トルクを送ることも可能であり、そのトルク配分比を任意に設定することも可能である。
【０１８４】
例えば、各実施形態と反対に、後輪より大きい駆動トルクが前輪に送られるように構成すれば、車両の直進性が向上する。
【０１８５】
また、上記第１、第２実施形態では、不等トルク配分特性を持った中間差動機構に、両出力側サイドギヤの歯数が異なるベベルギヤ式の差動機構を用いた例を示したが、不当トルク配分特性をもった中間差動機構としては、これに限らない。
【０１８６】
例えば、デフケースの収容孔に摺動回転自在に収容されたピニオンギヤを介して両方のサイドギヤを連結する差動機構、プラネタリーギヤ式の差動機構、あるいは、ウォームギヤを用いた差動機構などでもよく、これらに不等トルク配分特性を与えるには、両出力ギヤの歯数を変えればよい。
【０１８７】
さらには、一対の摩擦クラッチを介して前後輪に異なった駆動トルクを配分するように構成された差動機構でもよい。
【０１８８】
【発明の効果】
請求項１に記載のトランスファ装置は、差動制限機構を出力部材の間に配置したことによって、充分な差動制限力が得られる上に、軽量でコンパクトになり、車載性が向上する。
【０１８９】
また、入力部材と両方の出力部材の間に差動制限機構をそれぞれ配置する必要がなくなり、これに伴う部品点数の増加と構造の複雑化、大型化、重量化、車載性の低下などが避けられる。
【０１９０】
また、トルク感応型の差動制限機構によって車輪の空転が防止され、発進性、加速性などが向上する。
【０１９１】
さらに、クラッチ板を用いた摩擦クラッチは、摩擦面積が広く大きな差動制限力が得られ、その上、狭いスペースに配置できるから、トランスファ装置の軽量化とコンパクト化に大きく寄与する。
【０１９２】
また、クラッチ板の枚数や摩擦面の径を変えることによって、広い範囲で差動制限力を調整可能であり、車両の性能を大きく向上させることができる。さらに、中間差動機構で発生するギヤの噛み合い反力をクラッチの押圧に利用することによってクラッチ押圧用のアクチュエータが不要になり、トランスファ装置が軽量コンパクトになって車載性が大きく向上し、コストが大幅に低減される。
【０１９３】
請求項２に記載の発明は、テーパークラッチを用いたことによって、部品点数が少なく、構造が簡単になり、その上、組み付け性が高く、組み付けコストが安い。
【０１９４】
また、テーパー角度を変えることによって、差動制限力を広い範囲で調整可能であり、車両の性能を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】  本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【図３】  本発明の参考例を示す断面図である。
【図４】  本発明の参考例を示す断面図である。
【図５】  第１実施形態を用いた４輪駆動車の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図６】  従来例の断面図である。
【符号の説明】
１，１０１，２０１，３０１  トランスファ（トランスファ装置）
３  エンジン
２１，２３  前輪
３７，３９  後輪
４１  ベベルギヤ式のセンターデフ（中間差動機構）
４３  多板クラッチ（トルク感応型の差動制限機構：摩擦クラッチ）
４９，５１  サイドギヤ（出力部材：差動回転部材）
５３  回転ケース（出力部材：差動回転部材）
９１  多板クラッチのアウタープレート（クラッチ板）
９３  多板クラッチのインナープレート（クラッチ板）
１０３  コーンクラッチ（トルク感応型の差動制限機構：摩擦クラッチ：テーパークラッチ）
１１３，１１５、１１７，１１９  円錐面（テーパー状の摩擦面）
２０３  差動回転速度感応型の差動制限機構
３０３  差動制限力を外部から制御できる差動制限機構
３１５  メインクラッチ
３１７  パイロットクラッチ
３２１  ボールカム（カム機構）
３２７  電磁石（差動制限力の制御手段）
【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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