(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構の何れか一方に設けられ、
この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットが、駆動側に連結された駆動軸と、
この駆動軸に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸と、
これらの駆動軸と従動軸との隙間に介装され、
これらの対向面である前記従動軸に形成されたカム面と前記駆動軸の内面に係脱させられることにより、これらの駆動軸と従動軸との接続および切り離しを行う奇数個の係脱部材と、
前記駆動軸の回りにその駆動軸に対して相対回転可能に装着され、前記係脱部材を保持し、この係脱部材を前記駆動軸に対して相対移動させるリテーナーと、
前記リテーナーを前記駆動軸の前進時の回転方向と逆方向に付勢し、前記駆動軸と従動軸が接続する方向へ前記係脱部材を移動させる弾性部材と、
前記リテーナーと前記駆動軸との固定と切り離しを行う切換手段とを備え、
前記リテーナーと前記駆動軸との切り離しのときに、前記駆動軸の回転に伴い、前記弾性部材の弾性力に抗して前記駆動軸と従動軸との接続を解除する方向に前記係脱部材を移動させて２輪駆動状態とし、
制動操作時に、前記弾性部材の弾性力により、前記駆動軸と従動軸とを接続する方向に前記リテーナーを移動させ、前記駆動軸と従動軸とを接続する方向に前記係脱部材を移動させることを特徴とする車輌用２輪４輪駆動切換装置。
【請求項２】
前記係脱部材が９個設けられていることを特徴とする請求項１記載の車輌用２輪４輪駆動切換装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌用２輪４輪駆動切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２輪駆動と４輪駆動を切り換えて走行できる車輌が知られている。
図４および図５は、前述した車輌の一例を示すもので、これらの図において符号１で示す車輌は、エンジン２が中央部に搭載される車体フレーム３と、この車体フレーム３の前部および後部の両側に配設される前輪４および後輪５と、前記車体フレーム３の前方上部に配設されて、前記前輪４の操舵を行うステアリングハンドル６と、前記エンジン２の上方で、前記車体フレーム３に取り付けられた燃料タンク７と、この燃料タンク７の後方に取り付けられたシート８とによって概略構成されている。
【０００３】
前記各前輪４は、図５に示すように、前記車体フレーム３の前部両側部に設けられた懸架装置９によって上下動可能に支持され、また、前記後輪５は、前記車体フレーム３の後部両側部に設けられた懸架装置１０とによって、それぞれ上下動可能に支持されている。
【０００４】
また、前記車体フレーム３の前方中央部および後方中央部には、前記エンジン２にプロペラシャフト１１・１２によって連結された前輪用最終減速器１３と後輪用最終減速器１４が設けられ、これらの前輪用最終減速器１３と後輪用最終減速器１４のそれぞれに、左右の前輪４および左右の後輪５が接続されている。
【０００５】
そして、たとえば、前記前輪用最終減速器１３とプロペラシャフト１１との間に、前記前輪４へ伝達される動力の断続を行い、後輪駆動の形態と４輪駆動の形態とに切り換える２輪４輪駆動切換装置が設けられている。
あるいは、後方のプロペラシャフト１２と後輪用最終減速器１４との間に、前記２輪４輪駆動切換装置を設けて、前輪駆動の形態と４輪駆動の形態とに切り換える場合もある。
この駆動形態の切り換えは、路面状態や走行形態等に応じ、運転者によって適宜切り換えられるものである。
【０００６】
前記２輪４輪駆動切換装置は、たとえば、図６に示す構造のものが提案されている。
この図において符号１５で示す２輪４輪駆動切換装置は、前輪用最終減速器１３の入力軸１６を軸方向に２分割して形成され、同一軸線上において突き合わされる２つの入力軸構成体１６ａ・１６ｂと、これらの接続と切り離しを行う切り換えユニット１７とによって構成されている。
【０００７】
詳述すれば、前輪用最終減速器１３側に位置させられる入力軸構成体１６ａの端面中央には、円柱状の位置決め突起１８が突設され、また、外側に位置させられる入力軸構成体１６ｂの端面中央には、前記位置決め突起１８が回転自在に嵌合させられる位置決め凹部１９が形成され、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂを、位置決め突起１８と位置決め凹部１９とを嵌合させるようにして突き合わせることにより、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂが、同一軸線上に位置させられるとともに、相対回転自在に連結されるようになっている。
【０００８】
また、前記両入力軸構成体１６ａ・１６ｂのそれぞれの突き合わせ部の外周面には、スプライン（図示略）が形成されているとともに、この突き合わせ部を取り囲むように前記切換ユニット１７が設けられている。
【０００９】
この切換ユニット１７は、内面にスプラインが形成されて、前記両入力軸構成体１６ａ・１６ｂの突き合わせ部に摺動可能に被嵌されて、それぞれのスプラインに係脱させられる切換リング２０と、この切換リング２０を前記両入力軸構成体１６ａ・１６ｂの軸方向に摺動させて、一方の入力軸構成体１６ａのみに噛合させる位置と、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂのスプラインに同時に噛合させる位置とに選択的に移動させるソレノイドからなる駆動機構２１とによって構成されている。
【００１０】
このように構成された２輪４輪駆動切換装置１５は、駆動機構２１によって、前記切換リング２０を一方向に移動させて、一方の入力軸構成体１６ａのみに噛合させて前輪４への駆動力の伝達を遮断することにより、後輪のみ駆動する２輪駆動の形態とし、また、前記切換リング２０を摺動させることにより、この切換リング２０を、一方の入力軸構成体１６ａに噛合させた状態で他方の入力軸構成体１６ｂへ噛合させ、これによって、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂを連結することにより前輪４へ駆動力を伝達し、前輪４および後輪５を同時駆動する４輪駆動の形態とするようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の２輪４輪駆動切換装置１５にあっては、つぎのような改善すべき問題点が残されている。
【００１２】
すなわち、２輪駆動時においてリアブレーキでの制動操作を行った場合、たとえば、後輪５にはブレーキが作用し、前輪４にはブレーキが作用しないことから２輪駆動時と４輪駆動時で制動感覚に違いが生じる。
また、エンジンブレーキが作用したときも、同様の問題が生じる。
【００１３】
そして、このような問題点を解消するためには、２輪駆動時と４輪駆動時のどちらでも成立するブレーキ設定をする必要があり、複雑な制御機構でも対応が可能であるが、コストが高くなってしまう。
また、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂを連結する際に騒音が発生することが想定される。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、２輪駆動時であっても、前後輪にリアブレーキおよびエンジンブレーキを作用させることが可能で、かつ、切り換え時の騒音を極力小さくすることの可能な車輌用２輪４輪駆動切換装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の車輌用２輪４輪駆動切換装置は、エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構の何れか一方に設けられ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットが、駆動側に連結された駆動軸と、この駆動軸に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸と、
これらの駆動軸と従動軸との隙間に介装され、これらの対向面である前記従動軸に形成されたカム面と前記駆動軸の内面に係脱させられることにより、これらの駆動軸と従動軸との接続および切り離しを行う奇数個の係脱部材と、前記駆動軸の回りにその駆動軸に対して相対回転可能に装着され、前記係脱部材を保持し、この係脱部材を前記駆動軸に対して相対移動させるリテーナーと、前記リテーナーを前記駆動軸の前進時の回転方向と逆方向に付勢し、前記駆動軸と従動軸が接続する方向へ前記係脱部材を移動させる弾性部材と、
前記リテーナーと前記駆動軸との固定と切り離しを行う切換手段とを備え、前記リテーナーと前記駆動軸との切り離しのときに、前記駆動軸の回転に伴い、前記弾性部材の弾性力に抗して前記駆動軸と従動軸との接続を解除する方向に前記係脱部材を移動させて２輪駆動状態とし、制動操作時に、前記弾性部材の弾性力により、前記駆動軸と従動軸とを接続する方向に前記リテーナーを移動させ、前記駆動軸と従動軸とを接続する方向に前記係脱部材を移動させることを特徴とする。本発明の請求項２に記載の車輌用２輪４輪駆動切換装置は、前記係脱部材が９個設けられていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。
なお、以下の説明中、車輌の主要構成部分は、図４および図５と共通することから、同一符号を用いて説明を簡略化する。
【００１７】
図１において符号３０で示す本実施形態に係わる２輪４輪駆動切換装置（以下、駆動切換装置と略称する）は、前輪４とエンジン２との間に設けられた動力伝達機構に設けられたもので、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニット３１とからなり、この切換ユニット３１が、駆動側に連結された駆動軸３２と、この駆動軸３２に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸３３と、これらの駆動軸３２と従動軸３３との隙間に介装され、これらの対向面に係脱させられることにより、これらの駆動軸３２と従動軸３３との接続および切り離しを行う複数の係脱部材３４と、これらの係脱部材３４を、前記駆動軸３２と従動軸３３とを接続する位置と切り離す位置とに選択的に位置させる切換機構３５と、これらを取り囲むケーシング３６とによって概略構成されている。
【００１８】
次いで、これらの詳細について説明すれば、本実施形態においては、前記ケーシング３６内に、エンジン側へ突出する円筒状のアウターリング３７が軸受け３８を介して回転自在に設けられている。
このアウターリング３７の、前記エンジン側の端部内周面には、スプライン３９が形成されており、このアウターリング３７に、前記スプライン３９と噛合するようにして前記駆動軸３２が挿入されることにより、この駆動軸３２と前記アウターリング３７とが連結されている。
【００１９】
また、前記アウターリング３７の内部には、円筒状のインナーリング４０が、前記アウターリング３７の内周面との間に所定幅の環状の間隔をおいて配設されている。
このインナーリング４０の内面にはスプライン４１が形成されており、前記ケーシング３６内に挿入される前記従動軸３３が、前記スプライン４１を介して前記インナーリング４０に連結されている。
そして、この従動軸３３の長さ方向の中間部は、前記ケーシング３６に取り付けられた軸受け４２によって回転自在に支持されている。
【００２０】
また、前記従動軸３３の先端部にはベベルギア４３が一体に設けられており、前輪用最終減速器１３のリングギア４４に噛合させられている。
【００２１】
前記切換ユニット３１を構成する係脱部材３４は、図１および図２（ａ）（ｂ）に示すように、前記アウターリング３７の軸線と平行に配設された複数のローラーによって構成され、前記切換機構３５が、前記係脱部材３４を回転自在に保持するとともに、前記アウターリング３７に相対回転可能（軸線まわりの相対移動可能）に装着されたリテーナー４５と、前記インナーリング４０の表面に形成されて、前記リテーナー４５との相対移動に伴って、前記係脱部材３４を径方向に移動させるカム４６とによって構成されている。また、前記係脱部材３４は、奇数個、本実施形態においては９個設けられているとともに、前記インナーリング４０に形成されるカム面４０ａも同様に９箇所に設けられている。また、前記リテーナー４５とインナーリング４０との間には、前記リテーナー４５を、前記駆動軸３２の、車輌１の前進時の回転方向と逆方向に付勢することにより、前記係脱部材３４を前記アウターリング３７とインナーリング４０とを接続する方向へ向けて付勢する弾性部材５３が設けられている。この弾性部材５３は、略Ｃ形に形成されており、それぞれの端部がリテーナー４５とインナーリング４０とに、それぞれ回転方向から係合させられているとともに、その径を縮められた状態で装着されている。
【００２２】
そして、前記アウターリング３７のケーシング３６の内側に位置させられている端部には、前記リテーナー４５とアウターリング３７との固定および切り離しを行う、前記切換機構３５を構成する電磁クラッチ４７が設けられている。
【００２３】
この電磁クラッチ４７は、前記リテーナー４５とアウターリング３７との間に介装されたクラッチ板４８と、このクラッチ板４８の圧接および切り離しを行う電磁コイル４９とによって構成されている。
【００２４】
この電磁コイル４９は、前記クラッチ板４８を励磁することによって接続状態とし、これによって、前記リテーナー４５とアウターリング３７とを相対回動不可能に固定するようになっている。
【００２５】
また、前記電磁コイル４９は、環状に形成されており、同じく環状に形成され鉄心を構成するハウジング５０内に収納されているとともに、このハウジング５０が、前記従動軸３３を取り囲むようにして、前記ケーシング３６に装着されることにより、このケーシング３６に取り付けられている。
【００２６】
そして、前記アウターリング３７、インナーリング４０、および、切換機構３５は、前記ケーシング３６内に組み込まれてユニット化され、図１に示すように、従動軸３３が装着された状態において、ケーシング３６が前記前輪用最終減速器１３のケースにボルト締めされることによって、この前輪用最終減速器１３に取り付けられる。
また、前記電磁コイル４９には、そのＯＮ・ＯＦＦを制御するコントロールユニット５１と、前記電磁コイル４９の駆動電力を供給する電源５２が接続されている。
【００２７】
このように構成された本実施形態に係わる駆動切換装置３０は、前輪４への駆動力の伝達を解除するには、前記電磁コイル４９への通電を遮断して、電磁クラッチ４７によるリテーナー４５とアウターリング３７との固定を解除する。
この状態において、図３（ｂ）に示すように、各係脱部材３４が、弾性部材５３によって、前記カム４６の一方のトップ部へ付勢されて、アウターリング３７とインナーリング４０とに弾性的に当接させられているが、アウターリング３７の回動力が、同図（ａ）（ｂ）に矢印で示すように大きいことから、このアウターリング３７によって、前記係脱部材３４が、弾性部材５３の付勢力に抗してインナーリング４０との接続を解除する方向に移動する。
この結果、前記アウターリング３７とインナーリング４０とが切り離されることとなり、前記駆動軸３２の回転が従動軸３３へ伝達されることが阻止され、前輪４の駆動が停止される。
一方、このような２輪駆動時において、たとえば、後輪５へ制動操作を行うと、図３（ｄ）（ｅ）に矢印で示すように、アウターリング３７の回動力が低下することにより、前記弾性部材５３によって付勢されている係脱部材３４を、前記カム４６のカム面４０ａの一方のトップ部へ向けて移動させられる。
したがって、前後輪４・５が接続され、これらの前後輪４・５へブレーキが作用することとなる。
これは、エンジンブレーキを作用させたときも同様である。
【００２８】
また、４輪駆動の駆動形態にするには、前記電磁コイル４９へ通電して電磁クラッチ４７をつなぐことにより、前記リテーナー４５をアウターリング３７に固定する。
これによって、前記リテーナー４５に保持されている係脱部材３４がアウターリング３７と共に移動させられて、図３（ｃ）に示すように、前記インナーリング４０に形成されている前記カム４６の他方のトップ部に移動させられるとともに、アウターリング３７の内面に当接させられる。
この結果、前記アウターリング３７とインナーリング４０とが、前記係脱部材３４を介して連結され、これに伴い、駆動軸３２と従動軸３３とが連結され、駆動軸３２の回転が従動軸３３へ伝達され、前輪４の駆動が開始される。
また、この４輪駆動時において後輪５の制動を行うと、インナーリング４０が先行して回転することにより、図３（ｆ）に示すように、インナーリング４０に形成されているカム４６の一方のトップ部が、前記係脱部材３４に当接させられる。
これによって、４輪駆動状態が保持され、前述と同様にして、前記前後輪４・５へブレーキを作用させる。
一方、前述したようにインナーリング４０とアウターリング３７との接続を、前記係脱部材３４によって行う際に、この係脱部材３４が奇数個、本実施形態においては９個設けられていることにより、接続初期の段階において、図２（ｂ）に示すように３つの係脱部材３４が当たり、その後、順次他の係脱部材３４の当たりがなされる。
したがって、インナーリング４０とアウターリング３７との接触部が３点での接触となって、これらのセンタリングが行われる。
これによって、前述した接続時のバランスがよくなり、騒音の発生が抑制されるとともに、係脱部材３４とインナーリング４０やアウターリング３７との接触圧が低減され、装置の小型化が可能となる。
このような本実施形態に対して、前記係脱部材３４を図２（ｃ）（ｄ）に示すように、偶数個にした場合、図２（ｄ）に示すように、インナーリング４０とアウターリング３７との接続初期において２箇所の接触が行われた後に、順次係脱部材３４の接触がなされることとなり、インナーリング４０とアウターリング３７とのセンタリングが即座に行えず、騒音が発生することが想定される。
【００２９】
このように構成された本実施形態の駆動切換装置３０にあっては、弾性部材５３の作用により、制動時において、アウターリング３７とインナーリング４０とを接続状態として、前後輪４・５にリアブレーキやエンジンブレーキの制動力を作用させることができる。
【００３０】
また、弾性部材５３をリテーナー４５とインナーリング４０との間に介装するという簡素な構成で、前述した機能が得られる。
【００３１】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２輪駆動時と４輪駆動時との何れにおいても、制動時において前後輪へリアブレーキやエンジンブレーキの制動力を作用させることができる。
また、弾性部材を係脱部材に係合させるという簡素な構成で、前述した機能を得ることができる。
また、係脱部材を奇数個とすることによりインナーリングとアウターリングとの接続初期における係脱部材による当たりを３箇所として、インナーリングとアウターリングとのセンタリングを効率よく行い、騒音の発生を抑制するとともに、接触圧を低減して装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すもので、要部の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すもので、駆動切換装置の作動を説明するための要部の拡大断面図である。
【図４】２輪４輪駆動切換装置を備えた車輌の一例を示す側面図である。
【図５】図５に示す車輌の車体構成を説明するための平面図である。
【図６】従来の２輪４輪駆動切換装置の一構造例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１  （２輪４輪駆切換型）車輌
２  エンジン
３  車体フレーム
４  前輪
５  後輪
６  ステアリングハンドル
７  燃料タンク
８  シート
９  懸架装置
１０  懸架装置
１１  プロペラシャフト
１２  プロペラシャフト
１３  前輪用最終減速器
１４  後輪用最終減速器
１５  ２輪４輪駆動切換装置
１６  入力軸
１６ａ  入力軸構成体
１６ｂ  入力軸構成体
１７  切換ユニット
１８  位置決め突起
１９  位置決め凹部
２０  切換リング
２１  駆動機構
３０  （２輪４輪）駆動切換装置
３１  切換ユニット
３２  駆動軸
３３  従動軸
３４  係脱部材
３５  切換機構
３６  ケーシング
３７  アウターリング
３８  軸受け
３９  スプライン
４０  インナーリング
４０ａ  カム面
４１  スプライン
４２  軸受け
４３  ベベルギア
４４  リングギア
４５  リテーナー
４６  カム
４７  電磁クラッチ
４８  クラッチ板
４９  電磁コイル
５０  ハウジング
５１  コントロールユニット
５２  電源
５３  弾性部材
【図１】
0003976116.tif 000002
【図２】
0003976116.tif 000003
【図３】
0003976116.tif 000004
【図４】
0003976116.tif 000005
【図５】
0003976116.tif 000006
【図６】
0003976116.tif 000007