(57)【要約】【課題】走行中のデフロック状態への切替が容易で、デファレンシャル装置をコンパクトに設計できる四輪駆動車の差動制限装置を提供することである。【解決手段】デファレンシャル装置９の片側に２方向クラッチ１７、１８を半径方向の内外２段に設け、各２方向クラッチ１７、１８の側方に２つの電磁クラッチ２０、２１を併設して、その各アーマチュア２０ａ、２１ａを保持器１７ｄ、１８ｄに、各ロータ２０ｂ、２１ｂを外方部材１７ｂ、１８ｂに連結し、電磁コイル１９への通電で各２方向クラッチ１７、１８を入切するようにし、内方部材１７ａをサイドギヤ１６ｂに、外方部材１７ｂをアクスルシャフト１１ｂに連結して、２方向クラッチ１７を駆動切替手段とし、内方部材１８ａをアクスルシャフト１１ｂに、外方部材１８ｂをデファレンシャルケース１４に連結して、２方向クラッチ１８をデフロック切替手段とした。【選択図】図２
2007182185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力伝達系に四輪駆動と二輪駆動を切り替える駆動切替手段を設け、ドライブピニオンと噛み合うリングギヤを有するデファレンシャルケースの中で、デファレンシャルケースに取り付けられた差動ピニオンと、左右のアクスルシャフトに回転を伝達するサイドギヤとを噛み合わせるデファレンシャル装置に、前記駆動切替手段で四輪駆動に切り替えたときに、前記アクスルシャフトまたは前記サイドギヤを前記デファレンシャルケースに結合したデフロック状態に切り替えるデフロック切替手段を組み込んだ四輪駆動車の差動制限装置において、前記二輪駆動時に非駆動側となる前記デファレンシャル装置の片側に、内方部材と外方部材の間に保持器に収納した複数の係合子を介在させ、前記内方部材または外方部材に対する前記保持器の位相を変えることにより、前記係合子と前記内方部材および外方部材との間に楔係合状態を形成して、係合子を両方向に係脱させる２方向クラッチを、半径方向の内側と外側に２段に設け、これらの２段に設けた各２方向クラッチの側方に、電磁コイルへの通電でアーマチュアをロータに吸着する電磁クラッチを併設して、前記アーマチュアを前記各２方向クラッチの保持器に、前記ロータを前記各２方向クラッチの外方部材または内方部材に連結し、前記電磁コイルへの通電で前記保持器に収納した複数の係合子を係脱させて、前記各２方向クラッチを入切するようにし、前記内側の２方向クラッチの内方部材と外方部材のいずれか一方を片側の前記サイドギヤに、他方を片側の前記アクスルシャフトに連結して、この内側の２方向クラッチを前記駆動切替手段とし、前記外側の２方向クラッチの内方部材を片側の前記アクスルシャフトまたは前記サイドギヤに、外方部材を前記デファレンシャルケースに連結して、この外側の２方向クラッチを前記デフロック切替手段としたことを特徴とする四輪駆動車の差動制限装置。
【請求項２】
前記内側の２方向クラッチの外方部材と前記外側の２方向クラッチの内方部材とを一体に形成した請求項１に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
【請求項３】
前記各２方向クラッチに併設した前記電磁クラッチの電磁コイルを共通のものとし、この共通の電磁コイルへの通電で前記ロータに吸着されるアーマチュアの必要吸着力を、前記外側の２方向クラッチの保持器に連結されたアーマチュアのものを、前記内側の２方向クラッチの保持器に連結されたアーマチュアのものよりも大きくした請求項１または２に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力伝達系に四輪駆動と二輪駆動の駆動切替手段を設けた四輪駆動車のデファレンシャル装置に、四輪駆動時にアクスルシャフトまたはサイドギヤをデファレンシャルケースに結合したデフロック状態に切り替えるデフロック切替手段を組み込んだ四輪駆動車の差動制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動力伝達系に四輪駆動と二輪駆動の駆動切替手段を設けたパートタイム方式の四輪駆動車には、片側の車輪が浮いても走行できるように、四輪駆動時にデファレンシャル装置のアクスルシャフトまたはサイドギヤをデファレンシャルケースに結合したデフロック状態に切り替える差動制限装置を備えたものがある。このデフロック状態に切り替える差動制限装置のデフロック切替手段には、ドグクラッチを用いたもの（例えば、特許文献１参照）、カップリングスリーブをスライドさせるクラッチを用いたもの（例えば、特許文献２参照）、多板クラッチをシリンダで接続するもの（例えば、特許文献３参照）等がある。これらのデファレンシャル装置にデフロック切替手段を組み込んだ四輪駆動車では、四輪駆動と二輪駆動の駆動切替手段は、トランスファやプロペラシャフト等の、デファレンシャル装置とは別の駆動力伝達機構に設けられている。
【０００３】
なお、上述した差動制限装置を備えていない四輪駆動車では、四輪駆動と二輪駆動の駆動切替手段をデファレンシャル装置に設けたものもある（例えば、特許文献４、５参照）。特許文献４に記載されたものでは、デファレンシャル装置のリングギヤをデファレンシャルケースと分断し、分断したリングギヤをスライドするカップリングスリーブでデファレンシャルケースに連結するようにしている。また、特許文献５に記載されたものでは、デファレンシャル装置のサイドギヤをアクスルシャフトと分断し、これらをスライドするカップリングスリーブで連結するようにしている。
【０００４】
また、前記駆動切替手段の配設位置は特定していないが、二輪駆動時に非駆動輪とされる側への駆動力伝達機構中に、内方部材と外方部材の間で両方向に係脱可能な複数の係合子を保持器に収納した２方向クラッチを設け、この２方向クラッチの側方に、電磁コイルへの通電でアーマチュアをロータに吸着する電磁クラッチを併設して、電磁コイルへの通電で保持器に収納した複数の係合子を係脱させて、２方向クラッチを入切する駆動切替手段も提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４０８６１号公報
【特許文献２】特開平９−６６７５４号公報
【特許文献３】特開平３−１８６４３１号公報
【特許文献４】特開昭６２−１７８４２７号公報
【特許文献５】特開昭５６−１３５３２０号公報
【特許文献６】特開２００３−１２０７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および２に記載されたように、ドグクラッチやスライドするカップリングスリーブのような噛み合い式のクラッチを用いた差動制限装置は、結合されるアクスルシャフトまたはサイドギヤとデファレンシャルケースの間に回転速度差があると、これらの結合が難しく、走行中にデフロック状態に切り替えるのが困難な問題がある。また、これらのクラッチは、差動制限装置が組み込まれるデファレンシャル装置のコンパクトな設計を阻害する問題もある。
【０００７】
一方、特許文献３に記載された多板クラッチを用いた差動制限装置は、走行中でもデフロック状態に切り替えることができるが、多板クラッチを接続するシリンダを必要とするので、デファレンシャル装置のコンパクトな設計が阻害されるとともに、その重量が増加する問題がある。
【０００８】
また、上述した四輪駆動時にデフロック状態に切り替えるデフロック切替手段はデファレンシャル装置に設けられるので、駆動切替手段もデファレンシャル装置に設ければ、これらの２つの切替手段を組合わせて、四輪駆動車の駆動力伝達系をシンプルでコンパクトに設計できる可能性もある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、走行中のデフロック状態への切替が容易で、デファレンシャル装置をコンパクトに設計でき、さらに、駆動切替手段と組合わせて、四輪駆動車の駆動力伝達系をシンプルでコンパクトに設計できる差動制限装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、駆動力伝達系に四輪駆動と二輪駆動を切り替える駆動切替手段を設け、ドライブピニオンと噛み合うリングギヤを有するデファレンシャルケースの中で、デファレンシャルケースに取り付けられた差動ピニオンと、左右のアクスルシャフトに回転を伝達するサイドギヤとを噛み合わせるデファレンシャル装置に、前記駆動切替手段で四輪駆動に切り替えたときに、前記アクスルシャフトまたは前記サイドギヤを前記デファレンシャルケースに結合したデフロック状態に切り替えるデフロック切替手段を組み込んだ四輪駆動車の差動制限装置において、前記二輪駆動時に非駆動側となる前記デファレンシャル装置の片側に、内方部材と外方部材の間に保持器に収納した複数の係合子を介在させ、前記内方部材または外方部材に対する前記保持器の位相を変えることにより、前記係合子と前記内方部材および外方部材との間に楔係合状態を形成して、係合子を両方向に係脱させる２方向クラッチを、半径方向の内側と外側に２段に設け、これらの２段に設けた各２方向クラッチの側方に、電磁コイルへの通電でアーマチュアをロータに吸着する電磁クラッチを併設して、前記アーマチュアを前記各２方向クラッチの保持器に、前記ロータを前記各２方向クラッチの外方部材または内方部材に連結し、前記電磁コイルへの通電で前記保持器に収納した複数の係合子を係脱させて、前記各２方向クラッチを入切するようにし、前記内側の２方向クラッチの内方部材と外方部材のいずれか一方を片側の前記サイドギヤに、他方を片側の前記アクスルシャフトに連結して、この内側の２方向クラッチを前記駆動切替手段とし、前記外側の２方向クラッチの内方部材を片側の前記アクスルシャフトまたは前記サイドギヤに、外方部材を前記デファレンシャルケースに連結して、この外側の２方向クラッチを前記デフロック切替手段とした構成を採用した。
【００１１】
すなわち、二輪駆動時に非駆動側となるデファレンシャル装置の片側に、内方部材と外方部材の間に保持器に収納した複数の係合子を介在させ、内方部材または外方部材に対する保持器の位相を変えることにより、係合子と内方部材および外方部材との間に楔係合状態を形成して、係合子を両方向に係脱させる２方向クラッチを、半径方向の内側と外側に２段に設け、これらの２段に設けた各２方向クラッチの側方に、電磁コイルへの通電でアーマチュアをロータに吸着する電磁クラッチを併設して、そのアーマチュアを各２方向クラッチの保持器に、ロータを各２方向クラッチの外方部材または内方部材に連結し、電磁コイルへの通電で保持器に収納した複数の係合子を係脱させて、各２方向クラッチを入切するようにし、内側の２方向クラッチの内方部材と外方部材のいずれか一方を片側のサイドギヤに、他方を片側のアクスルシャフトに連結して、この内側の２方向クラッチを駆動切替手段とし、外側の２方向クラッチの内方部材を片側のアクスルシャフトまたはサイドギヤに、外方部材をデファレンシャルケースに連結して、この外側の２方向クラッチをデフロック切替手段とすることにより、デフロック切替手段に噛み合い式のクラッチを用いずに、走行中のデフロック状態への切替を容易にするとともに、駆動切替手段とデフロック切替手段をデファレンシャル装置の片側にまとめて配設して、デファレンシャル装置をコンパクトに設計できるようにした。また、大径でクラッチ能力が大きくなる外側の２方向クラッチをデフロック切替手段とすることにより、安定したデフロック状態を確保することができる。
【００１２】
なお、前記デフロック切替手段は、片側のアクスルシャフトまたはサイドギヤをデファレンシャルケースに結合すれば、サイドギヤと差動ピニオンとの噛み合いによって、他方のサイドギヤとアクスルシャフトもデファレンシャルケースとデフロックされる。また、駆動切替手段も、片側のアクスルシャフトとサイドギヤを連結すれば、サイドギヤと差動ピニオンとの噛み合いによって、他方のアクスルシャフトにもサイドギヤから回転が伝達される。
【００１３】
前記内側の２方向クラッチの外方部材と前記外側の２方向クラッチの内方部材とを一体に形成することにより、部品点数を減らすことができる。
【００１４】
前記各２方向クラッチに併設した前記電磁クラッチの電磁コイルを共通のものとし、この共通の電磁コイルへの通電で前記ロータに吸着されるアーマチュアの必要吸着力を、前記外側の２方向クラッチの保持器に連結されたアーマチュアのものを、前記内側の２方向クラッチの保持器に連結されたアーマチュアのものよりも大きくすることにより、１つの電磁コイルへの通電で駆動切替手段とデフロック切替手段を操作することができ、四輪駆動車の駆動力伝達系をシンプルでコンパクトに設計することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の四輪駆動車の差動制限装置は、二輪駆動時に非駆動側となるデファレンシャル装置の片側に、内方部材と外方部材の間に保持器に収納した複数の係合子を介在させ、内方部材または外方部材に対する保持器の位相を変えることにより、係合子と内方部材および外方部材との間に楔係合状態を形成して、係合子を両方向に係脱させる２方向クラッチを、半径方向の内側と外側に２段に設け、これらの２段に設けた各２方向クラッチの側方に、電磁コイルへの通電でアーマチュアをロータに吸着する電磁クラッチを併設して、そのアーマチュアを各２方向クラッチの保持器に、ロータを各２方向クラッチの外方部材または内方部材に連結し、電磁コイルへの通電で保持器に収納した複数の係合子を係脱させて、各２方向クラッチを入切するようにし、内側の２方向クラッチの内方部材と外方部材のいずれか一方を片側のサイドギヤに、他方を片側のアクスルシャフトに連結して、この内側の２方向クラッチを駆動切替手段とし、外側の２方向クラッチの内方部材を片側のアクスルシャフトまたはサイドギヤに、外方部材をデファレンシャルケースに連結して、この外側の２方向クラッチをデフロック切替手段としたので、走行中のデフロック状態への切替が容易になるとともに、デファレンシャル装置をコンパクトに設計することができる。
【００１６】
前記内側の２方向クラッチの外方部材と外側の２方向クラッチの内方部材とを一体に形成することにより、部品点数を減らすことができる。
【００１７】
前記各２方向クラッチに併設した電磁クラッチの電磁コイルを共通のものとし、この共通の電磁コイルへの通電でロータに吸着されるアーマチュアの必要吸着力を、外側の２方向クラッチの保持器に連結されたアーマチュアのものを、内側の２方向クラッチの保持器に連結されたアーマチュアのものよりも大きくすることにより、１つの電磁コイルへの通電で駆動切替手段とデフロック切替手段を操作することができ、四輪駆動車の駆動力伝達系をシンプルでコンパクトに設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る差動制限装置を備えた四輪駆動車の駆動力伝達系を示す。この四輪駆動車は、後輪１が常時駆動され、前輪２が駆動状態と非駆動状態とに切り替えられるパートタイム方式のものであり、エンジン３からの駆動力がトランスミッション４とトランスファ５を介して、リア側のプロペラシャフト６とフロント側のプロペラシャフト７に伝達され、四輪駆動時には、これらのプロペラシャフト６、７からの駆動力が、それぞれリア側とフロント側のデファレンシャル装置８、９を介して、後輪１の左右のアクスルシャフト１０ａ、１０ｂと、前輪２の左右のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂとに伝達される。
【００１９】
前記フロント側のデファレンシャル装置９は、図２に示すように、フロント側のプロペラシャフト７に連結されたドライブピニオン１２と噛み合うリングギヤ１３を有するデファレンシャルケース１４の中で、デファレンシャルケース１４に回転可能に取り付けられた差動ピニオン１５と、前輪２の左右のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂに回転を伝達するサイドギヤ１６ａ、１６ｂとを噛み合わせたものである。
【００２０】
前記デファレンシャル装置９の右片側には、内方部材１７ａ、１８ａと外方部材１７ｂ、１８ｂの間に複数の係合子としてのローラ１７ｃ、１８ｃを保持器１７ｄ、１８ｄに収納した２つの２方向クラッチ１７、１８が、半径方向の内側と外側に２段に設けられており、内側の２方向クラッチ１７の外方部材１７ｂと外側の２方向クラッチ１８の内方部材１８ａは一体に形成されている。内側の２方向クラッチ１７の内方部材１７ａは右側のサイドギヤ１６ｂに、一体とされた２方向クラッチ１７の外方部材１７ｂと２方向クラッチ１８の内方部材１８ａは右側のアクスルシャフト１１ｂに、外側の２方向クラッチ１８の外方部材１８ｂはデファレンシャルケース１４に、それぞれ連結されており、後述するように、内側の２方向クラッチ１７は四輪駆動と二輪駆動の駆動切替を、外側の２方向クラッチ１８は、四輪駆動時に右側のアクスルシャフト１１ｂをデファレンシャルケース１４に結合したデフロック状態とするデフロック切替を行うようになっている。
【００２１】
また、前記内外２段に設けられた各２方向クラッチ１７、１８の側方には、共通の電磁コイル１９への通電でアーマチュア２０ａ、２１ａをロータ２０ｂ、２１ｂに吸着する２つの電磁クラッチ２０、２１が内側と外側に併設されており、各電磁クラッチ２０、２１のアーマチュア２０ａ、２１ａが、それぞれの側方の各２方向クラッチ１７、１８の保持器１７ｄ、１８ｄに連結され、内側の電磁クラッチ２０のロータ２０ｂが、内側の２方向クラッチ１７の外方部材１７ｂ（外側の２方向クラッチ１８の内方部材１８ａと一体）に、外側の電磁クラッチ２１のロータ２１ｂが、外側の２方向クラッチ１８の外方部材１８ｂに連結されている。
【００２２】
図３に示すように、前記各２方向クラッチ１７、１８は、各内方部材１７ａ、１８ａの外径面にカム面１７ｅ、１８ｅが設けられ、各外方部材１７ｂ、１８ｂの内径面が円筒面１７ｆ、１８ｆとされて、各保持器１７ｄ、１８ｄがスイッチばね１７ｇ、１８ｇで付勢支持され、各ローラ１７ｃ、１８ｃが各カム面１７ｅ、１８ｅと円筒面１７ｆ、１８ｆとの間に楔係合しない中立位置に保持されるようになっている。外側の２方向クラッチ１８のスイッチばね１８ｇの付勢力は、内側の２方向クラッチ１７のスイッチばね１７ｇの付勢力よりも大きく設定されている。
【００２３】
前記２つの電磁クラッチ２０、２１の共通の電磁コイル１９に通電すると、それぞれのアーマチュア２０ａ、２１ａとロータ２０ｂ、２１ｂとの間に吸着力が発生する。発生した吸着力が各２方向クラッチ１７、１８のスイッチばね１７ｇ、１８ｇの付勢力にうち勝つと、各アーマチュア２０ａ、２１ａがロータ２０ｂ、２１ｂに吸着されて、各アーマチュア２０ａ、２１ａに連結された各２方向クラッチ１７、１８の保持器１７ｄ、１８ｄが、各ローラ１７ｃ、１８ｃを中立位置から移動させて、各カム面１７ｅ、１８ｅと円筒面１７ｆ、１８ｆとの間に楔係合させる。
【００２４】
したがって、前記電磁コイル１９への通電を、小さく設定された内側の２方向クラッチ１７のスイッチばね１７ｇの付勢力にのみうち勝つ吸着力を発生する電流値に設定すれば、内側の２方向クラッチ１７のみを入とし、右側のサイドギヤ１６ｂからアクスルシャフト１１ｂへ回転力を伝達して、二輪駆動から四輪駆動に切り替えることができる。この四輪駆動時に、電磁コイル１９への電流値をさらに上げて、大きく設定された外側の２方向クラッチ１８のスイッチばね１８ｇの付勢力にもうち勝つ吸着力を発生させれば、外側の２方向クラッチ１８も入とされ、右側のアクスルシャフト１１ｂをデファレンシャルケース１４に結合したデフロック状態に切り替えることができる。
【００２５】
上述した実施形態では、２つの電磁クラッチの電磁コイルを共通のものとし、内外２段に設けた２方向クラッチのスイッチばねの付勢力を、外側のものを内側のものよりも大きくして、共通の電磁コイルに通電する電流値を変えることにより、駆動切替を行う内側の２方向クラッチを低い電流値で入切し、デフロック切替を行う外側の２方向クラッチをこれよりも高い電流値で入切するようにしたが、各電磁クラッチの電磁コイルを個別のものとし、内側と外側の２方向クラッチを独立に入切することもできる。
【００２６】
また、上述した実施形態では、内側の２方向クラッチの内方部材をサイドギヤに、外方部材をアクスルシャフトに連結して、外側の２方向クラッチの内方部材をアクスルシャフトに連結し、アクスルシャフトをデファレンシャルケースに結合してデフロックするようにしたが、内側の２方向クラッチの内方部材をアクスルシャフトに、外方部材をサイドギヤに連結して、外側の２方向クラッチの内方部材をサイドギヤに連結し、サイドギヤをデファレンシャルケースに結合してデフロックするようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る差動制限装置を備えた四輪駆動車の駆動力伝達系を示す平面図
【図２】図１のフロント側のデファレンシャル装置を模式的に示す切欠き平面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  後輪
２  前輪
３  エンジン
４  トランスミッション
５  トランスファ
６、７  プロペラシャフト
８、９  デファレンシャル装置
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ  アクスルシャフト
１２  ドライブピニオン
１３  リングギヤ
１４  デファレンシャルケース
１５  差動ピニオン
１６ａ、１６ｂ  サイドギヤ
１７、１８  ２方向クラッチ
１７ａ、１８ａ  内方部材
１７ｂ、１８ｂ  外方部材
１７ｃ、１８ｃ  ローラ
１７ｄ、１８ｄ  保持器
１７ｅ、１８ｅ  カム面
１７ｆ、１８ｆ  円筒面
１７ｇ、１８ｇ  スイッチばね
１９  電磁コイル
２０、２１  電磁クラッチ
２０ａ、２１ａ  アーマチュア
２０ｂ、２１ｂ  ロータ
【図１】
2007182185.tif 000003
【図２】
2007182185.tif 000004
【図３】
2007182185.tif 000005