(57)【要約】      （修正有）【課題】加工コストの低減と部品点数の低減による組立ての容易化とを図った四輪駆動車の差動制限装置の提供。【解決手段】エンジンからの動力を左右一対のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂに分配するディファレンシャル９の側部にサイドギヤ１８ｂとアクスルシャフト１１ｂの締結、解除により四輪駆動と二輪駆動の切換えを行う二方向クラッチ３０と、ドグクラッチ部材５１によってサイドギヤをデフケース１６に結合、解除するデフロック用のドグクラッチ５０とを設ける。二方向クラッチの外輪３１の開口端とディファレンシャルの対向部間にドグクラッチ部材を配置してデフケースに対して回り止めし、かつ、軸方向にスライド自在とし、ドグクラッチ部材と二方向クラッチの内輪３２の相互間に係脱可能な凹凸部５２、５３を設けてドグクラッチを形成する。内輪にサイドギヤに連結された中間軸３２ａを一体的に設けて部品点数を低減し、組立ての容易化を図る。【選択図】図２
2016188653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を左右一対のアクスルシャフトに分配するディファレンシャルの側部にデフケース内に組み込まれたサイドギヤとアクスルシャフトの締結、解除により四輪駆動と二輪駆動の切換えを行う二方向クラッチと、シフト部材によって軸方向に移動されるドグクラッチ部材を有し、そのドグクラッチ部材によって前記サイドギヤをデフケースに結合、解除するデフロック用のドグクラッチとを設け、前記二方向クラッチが、外輪と内輪間に係合子を組み込み、その係合子を保持する保持器の回転制御によって係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させるようにした二方向クラッチとされ、前記ドグクラッチ部材で前記保持器を弾性部材を介して外輪に押し付けて保持器の回転制御とし、二方向クラッチの係合状態への切換え後におけるドグクラッチ部材の二段階目の移動によってドグクラッチを係合状態に切り換える四輪駆動車の差動制限装置において、
前記二方向クラッチを、その外輪の開口端が前記ディファレンシャルに向く組み込みとし、その外輪の開口端とディファレンシャルの対向部間に前記ドグクラッチ部材を配置し、前記内輪に中間軸を一体的に設け、その中間軸の軸端部を前記ディファレンシャルのサイドギヤに連結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】
前記ドグクラッチ部材をデフケースに対して回り止めし、かつ、軸方向にスライド自在とし、そのドグクラッチ部材と前記二方向クラッチの内輪の相互間に係脱可能な凹凸部を設けて内輪との間でドグクラッチを形成している請求項１に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
【請求項３】
前記デフケースの一側部にガイド筒を設け、前記ドグクラッチ部材には前記ガイド筒内にセレーション嵌合またはスプライン嵌合される筒部を設けてドグクラッチ部材を回り止め状態でスライド自在に支持し、前記ガイド筒内にデフケース内の潤滑オイルが二方向クラッチに向けての漏洩を阻止するシール部材を組み込んだ請求項２に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
【請求項４】
前記内輪が、熱間鍛造または冷間鍛造による成形品とされ、その鍛造成形時に前記中間軸が一体的に設けられた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
【請求項５】
前記内輪が、軸心上に軸挿入孔を有し、その軸挿入孔に前記中間軸の軸端部が挿入されて溶接により内輪に一体化された請求項１乃至３のいずれか１項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】
この発明は、パートタイム式四輪駆動車のディファレンシャルにデフロック機能が付加された四輪駆動車の差動制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンからの動力伝達系に四輪駆動と二輪駆動の駆動切換え手段が設けられたパートタイム式四輪駆動車のディファレンシャルにデフロック機能が付加された四輪駆動車の差動制限装置として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
【０００３】
上記特許文献１に記載された四輪駆動車の差動制限装置においては、ディファレンシャルの一側部にローラ式の二方向クラッチとドグクラッチとを設け、上記２方向クラッチの係合によりディファレンシャルのサイドギヤとアクスルシャフトとを結合して四輪駆動に切換えるようにしている。また、ドグクラッチの係合によりサイドギヤをデフケースに結合してディファレンシャルをデフロックし、差動を制限するようにしている。
【０００４】
上記四輪駆動車の差動制限装置においては、ドグクラッチにおけるドグクラッチ部材としてのスライダをラック・ピニオン機構により二段階に移動可能とし、その一段階での移動により二方向クラッチを係合状態に切り換えて四輪駆動とし、二段階での移動によりドグクラッチを係合状態に切り換えてディファレンシャルをデフロックとして、単一の切換え手段で二方向クラッチおよびドグクラッチの係合、解除の切換えとしているため、二方向クラッチおよびドグクラッチを個別の切換え手段で切換えとする場合と比較して、構成の簡素化を図ることができるという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８２９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記四輪駆動車の差動制限装置においては、ローラ式二方向クラッチにおける外輪が車輪側に向かって開口しているため、二方向クラッチの係合による四輪駆動への切換えやドグクラッチの係合によるディファレンシャルのデフロックに際し、ドグクラッチ部材をディファレンシャル側に向かって移動させる必要がある。
【０００７】
そのため、ドグクラッチが係合した際、動力はディファレンシャルからドグクラッチを通り、アクスルシャフトに伝える必要がある。その動力伝達に際し、ドグクラッチ部材をアクスルシャフトに対してセレーションあるいはスプラインによる嵌合によって回り止めし、かつ、スライド自在に支持する必要があり、アクスルシャフトの加工に手間がかかり、コストを高める要因となっている。
【０００８】
また、上記四輪駆動車の差動制限装置においては、ローラ式二方向クラッチの内輪とディファレンシャルからの動力を車輪に伝達するため、中間軸を設ける必要があり、その中間軸を設けることで部品点数が増加し、組立てに手間がかかる不都合がある。
【０００９】
さらに、中間軸を内輪に接続する際、その接続部に円周方向ガタや軸方向ガタが発生する可能性がある。ここで、円周方向ガタが発生すると、クラッチの応答性を低下させることになる。一方、軸方向ガタが発生すると、内輪の軸方向の位置決め精度が低下し、ローラと内輪の接触位置が理想位置からずれることによって強度や耐久性が低下することになる。
【００１０】
この発明の課題は、加工コストの低減と部品点数の低減による組立ての容易化とを図ることができるようにした四輪駆動車の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】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明においては、エンジンからの動力を左右一対のアクスルシャフトに分配するディファレンシャルの側部にデフケース内に組み込まれたサイドギヤとアクスルシャフトの締結、解除により四輪駆動と二輪駆動の切換えを行う二方向クラッチと、シフト部材によって軸方向に移動されるドグクラッチ部材を有し、そのドグクラッチ部材によって前記サイドギヤをデフケースに結合、解除するデフロック用のドグクラッチとを設け、前記二方向クラッチが、外輪と内輪間に係合子を組み込み、その係合子を保持する保持器の回転制御によって係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させるようにした二方向クラッチとされ、前記ドグクラッチ部材で前記保持器を弾性部材を介して外輪に押し付けて保持器の回転制御とし、二方向クラッチの係合状態への切換え後におけるドグクラッチ部材の二段階目の移動によってドグクラッチを係合状態に切り換える四輪駆動車の差動制限装置において、前記二方向クラッチを、その外輪の開口端が前記ディファレンシャルに向く組み込みとし、その外輪の開口端とディファレンシャルの対向部間に前記ドグクラッチ部材を配置し、前記内輪に中間軸を一体的に設け、その中間軸の軸端部を前記ディファレンシャルのサイドギヤに連結した構成を採用したのである。
【００１２】
上記の構成からなる四輪駆動車の差動制限装置において、ドグクラッチ部材を二方向クラッチの外輪に向けて移動させると、そのドグクラッチ部材の押圧により保持器が回転制御されて、内輪に対する保持器の相対回転により係合子が内輪の外周と外輪の内周に係合し、二方向クラッチが係合状態となる。その二方向クラッチの係合によりサイドギヤとアクスルシャフトが結合され、エンジンからの動力はディファレンシャルのサイドギヤから中間軸、内輪および外輪を介してアクスルシャフトに伝達され、四輪駆動とされる。
【００１３】
二方向クラッチの係合状態への切換えとしたドグクラッチ部材をさらに同方向に移動させるとドグクラッチが係合し、サイドギヤがデフケースに結合されてディファレンシャルがデフロックされ、差動が制限される。
【００１４】
ディファレンシャルのデフロックにより、エンジンからの動力はディファレンシャル、ドグクラッチおよび２方向クラッチからアクスルシャフトに伝達される。その結果、ドグクラッチ部材からアクスルシャフトへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフトに設ける必要がない。
【００１５】
ここで、ディファレンシャルのサイドギヤの回転をアクスルシャフトに伝達する中間軸が内輪に対してセレーションやスプライン等の嵌合による接続であると、その接続部に円周方向ガタや軸方向ガタが発生する可能性がある。円周方向ガタが発生すると、クラッチの応答性が低下し、また、軸方向ガタが発生すると、内輪の軸方向の位置決め精度が低下し、ローラと内輪の接触位置が理想位置からずれることによって強度や耐久性が低下することになる。
【００１６】
しかし、この発明では、内輪に中間軸を一体的に設けているため、円周方向ガタや軸方向ガタの発生はなく、それらのガタの発生に起因する上記問題の発生を未然に防止することができる。また、中間軸を内輪に一体化することで部品点数が低減し、組立ての容易化を図ることができる。
【００１７】
内輪に対する中間軸の一体化に際し、内輪を熱間鍛造または冷間鍛造による成形品とし、その鍛造成形時に中間軸を一体的に設けるようにしてもよく、あるいは、内輪に形成された軸挿入孔内に中間軸の軸端部を挿入して、電子ビーム溶接あるいはレーザー溶接により内輪に一体化してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明においては、上記のように、ドグクラッチ部材を外輪に向けて移動させることにより二方向クラッチおよびドグクラッチを順次係合させることができ、そのドグクラッチの係合によりディファレンシャルがデフロックして、エンジンからの動力はディファレンシャル、ドグクラッチおよび２方向クラッチからアクスルシャフトに伝達されるため、ドグクラッチ部材からアクスルシャフトへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフトに設ける必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。
【００１９】
また、内輪に中間軸を一体化したことにより部品点数が低減して組立ての容易化を図ることができ、しかも、内輪と中間軸の相互間に回転方向ガタや軸方向ガタが発生することもないため、これらのガタに起因するクラッチの応答性の低下や強度、耐久性の低下を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に係る差動制限装置を採用したパートタイム式四輪駆動車の概略平面図
【図２】この発明に係る差動制限装置の実施の形態を示す縦断面図
【図３】図２の二方向クラッチ部を示す拡大断面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図４に示すスイッチばねの作動状態を示す断面図
【図６】二方向クラッチの係合状態を示す断面図
【図７】ドグクラッチの係合状態を示す断面図
【図８】中間軸が一体化された内輪の他の例を示す断面図
【図９】四輪駆動時の回転トルクの伝達経路を説明する図
【図１０】デフロック時の回転トルクの伝達経路を説明する図
【図１１】二方向クラッチの他の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１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換えられるパートタイム式四輪駆動車の動力伝達系を示す。エンジン３からの動力はトランスミッション４に入力され、そのトランスミッション４からの出力はトランスファ５を介してリヤ側プロペラシャフト６およびフロント側プロペラシャフト７に分配される。四輪駆動時には、これらプロペラシャフト６、７からの駆動力がリヤ側ディファレンシャル８およびフロント側ディファレンシャル９を介して、リヤ側の左右のアクスルシャフト１０ａ、１０ｂおよびフロント側の左右のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂに伝達される。
【００２２】
図２に示すように、フロント側ディファレンシャル９は、外装ケース１２内に収容されている。外装ケース１２は、デフケース部１２ａと、クラッチケース部１２ｂと、その両ケース部１２ａ、１２ｂを仕切る隔壁１２ｃとからなり、上記フロント側プロペラシャフト７の軸端部はデフケース部１２ａの周壁を貫通し、その貫通部に組み込まれた転がり軸受１３によって回転自在に支持されている。
【００２３】
フロント側ディファレンシャル９は、フロント側プロペラシャフト７の軸端部に取り付けられたピニオン１４と、そのピニオン１４に噛合するリングギヤ１５と、そのリングギヤ１５を支持するデフケース１６と、そのデフケース１６内に組み込まれた対向一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂおよびその一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂのそれぞれに噛合する一対のサイドギヤ１８ａ、１８ｂとを有し、上記一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂは、フロント側アクスルシャフト１１ａ、１１ｂと直交して両端部がデフケース１６に支持されたピニオン軸１９を中心にして回転自在に支持されている。
【００２４】
デフケース１６の上記リングギヤ１５を支持する一側部にはガイド筒２０がねじ止めによる手段を介して接続され、そのガイド筒２０の端部が隔壁１２ｃに形成された支持孔２１に挿入されている。支持孔２１内にはシール付きの転がり軸受２２が組み込まれ、その転がり軸受２２によってガイド筒２０が回転自在に支持されている。また、シール付き転がり軸受２２によってデフケース部１２ａ内に貯留される潤滑オイルが支持孔２１内からクラッチケース部１２ｂ内にリークするのが防止されている。
【００２５】
デフケース１６の他側部はデフケース部１２ａの端壁に形成された段付き孔２４の大径孔部内に挿入され、その段付き孔２４の大径孔部内に組み込まれた転がり軸受２５によって回転自在に支持されている。
【００２６】
また、段付き孔２４の小径孔部内にはデフケース部１２ａ内の潤滑オイルがリークするのを防止するオイルシール２６が組み込まれている。フロント側アクスルシャフト１１ａの軸端部はデフケース１６の端壁を貫通し、そのデフケース１６内に位置する端部に左右一対の一方のサイドギヤ１８ａがセレーション嵌合（以下、スプライン嵌合も含む）されて一体回転可能に支持されている。
【００２７】
他方のサイドギヤ１８ｂは、ボス部１８ｃがガイド筒２０内に挿入され、その
ガイド筒２０の内周とボス部１８ｃの対向部間に、デフケース１６内の潤滑オイルが上記ガイド筒２０内からクラッチケース部１２ｂ内にリークするのを防止するシール部材２７が組み込まれている。
【００２８】
他方のサイドギヤ１８ｂは中間軸３２ａの軸端部にセレーション嵌合によって連結され、一方、中間軸３２ａは後述する二方向クラッチ３０の内輪３２に一体化されている。中間軸３２ａとサイドギヤ１８ｂの嵌合部間にはＯリング２９が組み込まれ、そのＯリング２９によってデフケース１６内の潤滑オイルが嵌合部からクラッチケース部１２ｂ内にリークするのが防止されている。
【００２９】
中間軸３２ａはフロント側アクスルシャフト１１ｂと同軸上の配置とされ、その中間軸３２ａとフロント側アクスルシャフト１１ｂの相互間に、両軸を結合、解除する二方向クラッチ３０が設けられている。
【００３０】
図２乃至図４に示すように、二方向クラッチ３０は、外輪３１と、その内側に組み込まれた内輪３２と、上記外輪３１と内輪３２の対向部間に組み込まれた係合子としてのローラ３３と、そのローラ３３を保持する保持器３４を有し、上記保持器３４の回転制御によりローラ３３を内輪３２の外周に形成されたカム面３５と外輪３１の内周に設けられた円筒面３６とで形成されるくさび空間の狭小部に噛み込ませるようにしたローラ式の二方向クラッチからなる。
【００３１】
外輪３１は軸心上にボス部３１ａを有し、そのボス部３１ａに形成されたセレーション孔にフロント側アクスルシャフト１１ｂの軸端部が挿入されてセレーション嵌合によりフロント側アクスルシャフト１１ｂに連結されており、二方向クラッチ３０は外輪３１の開口端がディファレンシャル９に向く組み込みとされている。
【００３２】
一方、内輪３２にはサイドギヤ１８ｂに連結された中間軸３２ａが一体化され、その内輪３２と外輪３１は、外輪３１のボス部３１ａと内輪３２の径方向の対向部間に組み込まれた転がり軸受４４（ここでは針状ころ軸受）によって相対的に回転可能な支持とされている。
【００３３】
内輪３２と中間軸３２ａの一体化に際し、ここでは、内輪３２を熱間鍛造または冷間鍛造により成形し、その成形時に中間軸３２ａを一体的に設けているが、一体化はこれに限定されない。例えば、図８に示すように、内輪３２に軸挿入孔３２ｂを形成し、その軸挿入孔３２ｂに中間軸３２ａの軸端部を挿入して、その挿入部の溶接によって内輪３２と中間軸３２ａとを一体化してもよい。符号３２ｃは溶接された溶接部を示し、溶接は電子ビーム溶接あるいはレーザー溶接を用いている。また、内輪３２と中間軸３２ａとの一体化には、軸挿入孔３２ｂに中間軸３２ａのスプライン軸端部を圧入して軸挿入孔３２ｂに凹部を切削形成して全域で密着する凹凸嵌合構造を採用してもよい。
【００３４】
内輪３２には、ディファレンシャル９と対向する端面にリング溝３７が形成され、そのリング溝３７内にスイッチばね３８が組み込まれている。スイッチばね３８は周方向の一部に切り離し部を有し、その切り離し部の両端から外方に向く一対の押圧片３９がリング溝３７の外周壁の一部に形成された切欠部４０から保持器３４の端部に形成された周方向に長い長孔４１内に挿入されて切欠部４０および長孔４１の周方向で対向する両端を押圧し、その押圧によってローラ３３は係合解除される中立位置に保持されている。
【００３５】
保持器３４は、外輪３１の閉塞端側の内輪３２の端部外径面上に組み込まれた弾性部材４３によって外輪３１の開口端から突出する方向に向けて付勢されている。保持器３４の端部には外輪３１の開口端面と対向するフランジ４２が設けられ、そのフランジ４２を弾性部材４３の弾性に抗して外輪３１の開口端面に押し付けることにより保持器３４が外輪３１と一体化されて回転制御され、内輪３２と外輪３１の相対回転によりローラ３３がカム面３５と円筒面３６で形成されるくさび空間の狭小部に噛み込んで二方向クラッチ３０が係合状態とされる。
【００３６】
二方向クラッチ３０とフロント側ディファレンシャル９の対向部間には、そのディファレンシャル９のサイドギヤ１８ｂをデフケース１６に結合してディファレンシャル９をデフロックするドグクラッチ５０が設けられている。
【００３７】
ドグクラッチ５０は、二方向クラッチ３０の外輪３１の開口端側において内輪３２に対してドグクラッチ部材５１を対向配置し、そのドグクラッチ部材５１をデフケース１６に対して回り止めし、かつ、中間軸３２ａの軸方向に移動自在に支持し、上記ドグクラッチ部材５１の内輪３２に対する対向面に複数の凸部５２を周方向に等間隔に設け、内輪３２には上記凸部５２が係合可能な凹部５３を設け、その凹部５３に対する凸部５２の係合によってサイドギヤ１８ｂをデフケース１６に結合して、ディファレンシャル９をデフロックする。
【００３８】
ドグクラッチ部材５１の支持に際し、そのドグクラッチ部材５１の内周に筒部５４を設け、その筒部５４をガイド筒２０内に嵌合し、その嵌合面間に形成されたセレーション５５によりドグクラッチ部材５１を回り止めし、かつ、中間軸３２ａの軸方向に移動自在としている。
【００３９】
ドグクラッチ部材５１は、移動装置６０により移動されるフォーク状のシフト部材６３によって中間軸３２ａの軸方向に二段階に移動され、一段階目の移動により保持器３４のフランジ４２を外輪３１の端面に押し付けて、二方向クラッチ３０を係合状態に切り換えると共に、二段階目の移動により凸部５２を凹部５３に係合させてドグクラッチ５０を係合状態に切り換える。
【００４０】
図３に示すように、移動装置６０は、図示省略したモータを駆動源として定位置で回転されるピニオン６１と、そのピニオン６１に噛合するラック６２とからなり、上記ラック６２にシフト部材６３が連結されている。
【００４１】
シフト部材６３はドグクラッチ部材５１の円筒状外径面に形成された周溝６４に回転自在に嵌合されている。このため、ピニオン６１の回転によりラック６２を移動させると、ラック６２と共に移動するシフト部材６３が周溝６４の内側面を軸方向に押圧し、ドグクラッチ部材５１が移動される。
【００４２】
ここで、ラック６２は、中間軸３２ａに平行配置されたガイド軸６５に沿って移動自在とされており、ガイド軸６５はクラッチケース部１２ｂによって両端部が支持されている。
【００４３】
ドグクラッチ部材５１と保持器３４のフランジ４２間には弾性部材５７が組み込まれ、ドグクラッチ部材５１の二方向クラッチ３０に向けての移動時に、その弾性部材５７を介して保持器３４のフランジ４２が外輪３１の開口端面に押し付けられる。
【００４４】
弾性部材５７として、ここでは、複数のコイルスプリングを示したが、弾性部材５７はコイルスプリングに限定されるものではない。例えば、皿ばねであってもよい。
【００４５】
実施の形態で示す四輪駆動車の差動制限装置は上記の構造からなり、図２および図３は二方向クラッチ３０およびドグクラッチ５０のそれぞれが係合解除されている状態を示す。その二方向クラッチ３０の係合解除状態において、図１に示すパートタイム式四輪駆動車のエンジン３を駆動すると、四輪駆動車は後輪１のみが回転される二輪駆動状態で走行する。
【００４６】
上記のような二輪駆動での走行状態において、図３に示す移動装置６０のピニオン６１を同図の時計方向に回転させると、ラック６２が同図の左方向に移動し、ドグクラッチ部材５１がシフト部材６３で押されて二方向クラッチ３０に向けて移動する。
【００４７】
ドグクラッチ部材５１の移動により、二方向クラッチ３０の保持器３４に設けられたフランジ４２が弾性部材５７を介して外輪３１の開口端面に押し付けられる。このとき、弾性部材５７が圧縮される弾性力が外輪３１の閉塞端側に設けられた弾性部材４３の弾性力を上回り弾性部材４３を圧縮させることで保持器３４のフランジ４２を外輪３１の開口端面に押し付ける。
【００４８】
図６は、保持器３４のフランジ４２が外輪３１の開口端面に押し付けられた状態を示し、フランジ４２と外輪３１の開口端面の接触部に作用する摩擦によって保持器３４が外輪３１に回り止めされ、内輪３２に対する保持器３４の相対回転により、図５に示すように、ローラ３３が外輪３１の円筒面３６と内輪３２のカム面３５で形成されるくさび空間の狭小部に噛み込み、二方向クラッチ３０が係合状態とされる。
【００４９】
上記のような二方向クラッチ３０の係合により、サイドギヤ１８ｂに連結された中間軸３２ａとフロント側アクスルシャフト１１ｂが締結されて四輪駆動状態に切り換えられ、フロント側プロペラシャフト７の回転トルクが図９の矢印で示すように、フロント側ディファレンシャル９を介してフロント側の左右のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂに伝達され、前輪２が駆動される。具体的には、一方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ｂ→中間軸３２ａ→二方向クラッチ３０（内輪３２→ローラ３３→外輪３１）→フロント側アクスルシャフト１１ｂと回転トルクが伝達される。他方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ａ→フロント側アクスルシャフト１１ａと回転トルクが伝達される。
【００５０】
二方向クラッチ３０の係合後、ドグクラッチ部材５１を二方向クラッチ３０に向けてさらに移動させると、図７に示すように、弾性部材５７がさらに圧縮してドグクラッチ部材５１に設けられた凸部５２が内輪３２に形成された凹部５３に係合し、ドグクラッチ５０は係合状態とされる。そのドグクラッチ５０の係合により、図２に示されるサイドギヤ１８ｂが内輪３２、ドグクラッチ部材５１およびガイド筒２０を介してデフケース１６に結合され、フロント側ディファレンシャル９がデフロックされて差動が制限される。
【００５１】
ディファレンシャル９のデフロックによってエンジン３からの回転トルクが図１０の矢印で示すように、ディファレンシャル９、ドグクラッチ５０および二方向クラッチ３０からアクスルシャフト１１ｂに伝達される。具体的には、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６（ガイド筒２０）→ドグクラッチ５０のドグクラッチ部材５１（筒部５４→凸部５２）→二方向クラッチ３０（凹部５３→内輪３２→ローラ３３→外輪３１）→フロント側アクスルシャフト１１ｂと回転トルクが伝達される。他方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ａ→フロント側アクスルシャフト１１ａと回転トルクが伝達される。そのため、先行特許文献１に記載のようなドグクラッチ部材５１からアクスルシャフト１１ｂへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフト１１ｂに設ける必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。
【００５２】
また、図２に示すように、ガイド筒２０内に組み込まれたシール部材２７は、デフケース１６内の潤滑オイルのガイド筒２０内からの外部への漏洩を防止するため、潤滑オイルが二方向クラッチ３０内に浸入し、その潤滑オイルに混入するギヤ粉等の異物が二方向クラッチ３０で噛み込まれるという不都合の発生を未然に防止することができる。
【００５３】
ここで、フロント側ディファレンシャル９のサイドギヤ１８ｂの回転をアクスルシャフト１１ｂに伝達する中間軸３２ａが内輪３２に対してセレーションやスプライン等の嵌合による接続であると、その接続部に円周方向ガタや軸方向ガタが発生する可能性がある。そして、円周方向ガタが発生すると、二方向クラッチ３０の応答性が低下し、また、軸方向ガタが発生すると、内輪３２の軸方向の位置決め精度が低下し、ローラ３３と内輪３２の接触位置が理想位置からずれることによって強度や耐久性が低下することになる。
【００５４】
しかし、実施の形態では、内輪３２に中間軸３２ａを一体的に設けているため、円周方向ガタや軸方向ガタの発生はなく、それらのガタの発生に起因する上記問題の発生を未然に防止することができる。また、中間軸３２ａを内輪３２に一体化することで部品点数が低減し、組立ての容易化を図ることができる。
【００５５】
内輪３２に対する保持器３４の相対回転によって二方向クラッチ３０が係合状態とされるとき、図５に示すように、スイッチばね３８が弾性変形し、その復元弾性によってローラ３３を係合解除する中立位置に戻そうとする。
【００５６】
このため、ドグクラッチ部材５１をディファレンシャル９に向けて後退動させてフランジ４２の押圧を解除すると、スイッチばね３８の復元弾性により保持器３４が復帰回動されてローラ３３は中立位置に戻され、二方向クラッチ３０は係合解除状態とされる。
【００５７】
実施の形態においては、四輪駆動車の差動制限装置の耐久性の向上を図るため、ディファレンシャル９におけるリングギヤ１５やサイドギヤ１８ａ、１８ｂならびに二方向クラッチ３０における外輪３１、内輪３２および保持器３４のそれぞれをガス軟窒化処理、イオン窒化処理、浸炭焼入れ、高周波焼入れ等の熱処理を施して強度を高めている。
【００５８】
また、耐食性および耐摩耗性の向上を図るため、上記各種の部品の熱処理後、無電解ニッケルめっき、リン酸塩処理、黒色酸化クローム被膜処理、低温侵硫処理、固体潤滑処理、ショットブラスト処理、ショットピーニング処理の表面硬化処理を施すようにしている。
【００５９】
ここで、上記固体潤滑処理における固体潤滑剤として、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素樹脂、二硫化タングステンを採用している。
【００６０】
実施の形態においては、フロント側のディファレンシャル９の一側方に二方向クラッチ３０およびディファレンシャル９をデフロックするドグクラッチ５０を設けるようにしたが、リヤ側のディファレンシャル８の一側方に二方向クラッチ３０およびドグクラッチ５０を設けるようにしてもよい。
【００６１】
また、図２乃至図４では、二方向クラッチ３０として、ローラ式のものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、外輪７１と内輪７２間に径の異なる保持器７３、７４を組み込み、内輪７２に固定された小径側保持器７４のポケット７５にスプラグ７７の一端部を挿入し、スプラグ７７の他端部を大径側保持器７３に形成されたポケット７６に挿入し、上記大径側保持器７３の内径面に取り付けられたリボンスプリング７８に対向一対のばね片７９を設け、その一対のばね片７９でスプラグ７７を中立位置に弾性保持し、上記大径側保持器７３の端部に設けられた図示省略のフランジを外輪７１の端面に押し付け、外輪７１と内輪７２の相対回転によりスプラグ７７を周方向に傾動させて外輪７１の円筒形内径面７１ａおよび内輪７２の円筒形外径面７２ａに係合させるようにしたスプラグタイプのものであってもよい。
【００６２】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００６３】
３    エンジン
９    ディファレンシャル（フロント側）
１１ａ  アクスルシャフト（フロント側）
１１ｂ  アクスルシャフト（フロント側）
１６  デフケース
１８ｂ  サイドギヤ
２０  ガイド筒
２７  シール部材
３０  二方向クラッチ
３１  外輪
３２  内輪
３２ａ  中間軸
３３  ローラ（係合子）
３４  保持器
４２  フランジ
５０  ドグクラッチ
５１  ドグクラッチ部材
５２  凸部
５３  凹部
５４  筒部
６３  シフト部材
７１  外輪
７１ａ  円筒形内径面
７２  内輪
７２ａ  円筒形外径面
７３  大径側保持器
７４  小径側保持器
７７  スプラグ（係合子）
【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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