(57)【要約】【課題】幅方向の大幅なサイズダウンと重量の低減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。【解決手段】プロペラシャフト７からの駆動トルク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の側部に四輪駆動と二輪駆動の切換えを行う二方向クラッチ４０と、ディファレンシャル９のデフロック用のドグクラッチ６０とを設ける。ディファレンシャル９が、入力側リングギヤ１５に固定されたキャリヤ１６と、そのキャリヤ１６に回転自在に支持されたピニオンギヤ１７と、一対のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂ間において同軸上に組み込まれたトルク伝達軸２６の一端部に支持されてピニオンギヤ１７と噛合する分配トルク出力用のサンギヤ１８と、他方のアクスルシャフト１１ａの軸端部に設けられてピニオンギヤ１７に噛合する分配トルク出力用の出力側リングギヤ１９を有してなる遊星歯車式のものとして幅方向の大幅なサイズダウンと重量の低減を図る。【選択図】図２
2016088406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラシャフトから入力される駆動トルク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一側部に、そのディファレンシャルに設けられた分配トルクの出力部材と一方のアクスルシャフトを締結、解除する四輪駆動と二輪駆動の切換え用二方向クラッチと、移動手段により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の軸方向への移動により前記出力部材をディファレンシャルの入力側リングギヤに結合、解除するデフロック用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の端部に設けられたフランジを弾性部材を介して外輪の開口端に押し付けて保持器の回転制御とし、前記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、
前記ディファレンシャルが、前記入力側リングギヤに固定されたキャリヤと、そのキャリヤに回転自在に支持されたピニオンギヤと、前記一対のアクスルシャフトの対向部間に組み込まれたトルク伝達軸の一端部に支持されて前記ピニオンギヤと噛合する分配トルク出力用のサンギヤと、前記他方のアクスルシャフトの軸端部に設けられて前記ピニオンギヤに噛合する分配トルク出力用の出力側リングギヤを有してなる遊星歯車式のものからなることを特徴とする四輪駆動車の差動制限装置。
【請求項２】
前記二方向クラッチが、前記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され、前記内輪が前記トルク伝達軸の他端部に設けられ、前記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が配置され、そのドグクラッチ部材が前記入力側リングギヤに対して回り止めされ、かつ、軸方向にスライド自在に支持され、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が設けられて内輪との間でドグクラッチが形成された請求項１に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
【請求項３】
前記入力側リングギヤ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、前記ガイド筒内に前記ディファレンシャル内の潤滑油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１又は２に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
【請求項４】
前記二方向クラッチにおける外輪に、前記一方のアクスルシャフトの軸端部がスプライン嵌合またはセレーション嵌合される筒状の継手軸を一体に設けた請求項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】
前記ディファレンシャルの出力側リングギヤに、前記他方のアクスルシャフトの軸端部がスプライン嵌合またはセレーション嵌合される筒状の継手軸を一体に設けた請求項１乃至４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６】
前記トルク伝達軸の軸端部に前記サンギヤを一体に設けた請求項１乃至５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７】
前記二方向クラッチが、ローラを係合子とするローラ式のものからなる請求項１乃至６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下記特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
【０００３】
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、上記二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、上記従来の四輪駆動車の差動制限装置においては、プロペラシャフトからの出力される駆動トルク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が、入力側リングギヤを支持するデフケースに両端部が支持されたピニオン軸に一対のピニオンを設け、そのピニオンのそれぞれに一対のサイドギヤを噛合させた傘歯車式であり、そのディファレンシャルの一側部に二輪駆動および四輪駆動の切換え用のローラ式二方向クラッチを設けているため、幅方向の長さが長く、重量も重くなって取り扱いが困難となり、さらに、幅方向のサイズアップによってアクスルシャフトのシャフト長さが短くなり、アクスルシャフトの常用角が大きくなって耐久性の低下が懸念される。
【０００７】
また、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。
【０００８】
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。
【０００９】
この発明は、幅方向の大幅なサイズダウンと重量の低減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を第１の課題としている。
【００１０】
また、この発明においては、アクスルシャフトへのセレーションやスプラインの加工を不要として加工コストの低減を図ることを第２の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第１の課題を解決するため、この発明においては、プロペラシャフトから入力される駆動トルク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一側部に、そのディファレンシャルに設けられた分配トルクの出力部材と一方のアクスルシャフトを締結、解除する四輪駆動と二輪駆動の切換え用二方向クラッチと、移動手段により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の軸方向への移動により前記出力部材をディファレンシャルの入力側リングギヤに結合、解除するデフロック用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の端部に設けられたフランジを弾性部材を介して外輪の開口端に押し付けて保持器の回転制御とし、前記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、前記ディファレンシャルが、前記入力側リングギヤに固定されたキャリヤと、そのキャリヤに回転自在に支持されたピニオンギヤと、前記一対のアクスルシャフトの対向部間に組み込まれたトルク伝達軸の一端部に支持されて前記ピニオンギヤと噛合する分配トルク出力用のサンギヤと、前記他方のアクスルシャフトの軸端部に設けられて前記ピニオンギヤに噛合する分配トルク出力用の出力側リングギヤを有してなる遊星歯車式と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、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する。その二方向クラッチの係合によりトルク伝達軸を介してサンギヤとアクスルシャフトが結合され、四輪駆動の切換えとされる。
【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、サンギヤが入力側リングギヤ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】
この発明に係る四輪駆動車における差動制限装置のように、ディファレンシャルを遊星歯車式とすることによって、差動制限装置の幅方向の大幅なサイズダウンと重量の低減を図ることができる。また、大幅な幅方向のサイズダウンにより、アクスルシャフトに所定の軸方向長さを確保することができ、アクスルシャフトの常用角を低く設定することができる。
【００１５】
ここで、二方向クラッチの外輪を、その開口端がディファレンシャルに向く組み込みとし、内輪をトルク伝達軸の他端部に設け、上記外輪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、そのドグクラッチ部材をディファレンシャルの入力側リングギヤに対して回り止めし、かつ、軸方向にスライド自在に支持し、そのドグクラッチ部材と上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するが好ましい。
【００１６】
このようにすると、ディファレンシャルのデフロックにより、プロペラシャフトからの駆動トルク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、加工コストの低減を図ることができる。
【００１７】
また、入力側リングギヤの一側部にガイド筒を設け、ドグクラッチ部材には上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、上記ガイド筒内にディファレンシャル内の潤滑油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でおくのが好ましい。
【００１８】
このようにすると、ガイド筒内へのシール部材の組込みによって潤滑油に混入するギヤ粉等の異物が二方向クラッチ内に侵入するのを抑制することができる。
【００１９】
さらに、二方向クラッチにおける外輪に、一方のアクスルシャフトの軸端部がスプライン嵌合またはセレーション嵌合される筒状の継手軸を一体に設け、あるいは、ディファレンシャルの出力側リングギヤに、前記他方のアクスルシャフトの軸端部がスプライン嵌合またはセレーション嵌合される筒状の継手軸を一体に設け、さらには、トルク伝達軸の軸端部に前記サンギヤを一体に設けることにより、部品間の嵌合に関わる機械加工を不要として加工コストを低減し、回転方向のガタを小さなものとすることができる。
【００２０】
上記のような継手軸の一体化は、熱間鍛造や冷間鍛造による鍛造成形によるものであってもよく、あるいは、電子ビーム溶接やレーザ溶接等の溶接によるものであってもよい。
【００２１】
この発明に係る四輪駆動車の差動制限装置において、二方向クラッチは、ローラを係合子とするローラ式のものであってもよく、あるいは、スプラグを係合子とするスプラグ式のものであってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
この発明においては、上記のように、プロペラシャフトから入力される駆動トルク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を、入力側リングギヤと一体に回転する回転可能なピニオンギヤにサンギヤおよび出力側リングギヤを噛合させて、サンギヤおよび出力側リングギヤのそれぞれから左右のアクスルシャフトへ動力を出力する遊星歯車式としたことによって、差動制限装置の幅方向の大幅なサイズダウンと重量の低減を図ることができる。
【００２３】
また、差動制限装置の大幅な幅方向のサイズダウンにより、アクスルシャフトに所定の軸方向長さを確保することができ、アクスルシャフトの常用角を低く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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のディファレンシャル部を拡大して示す断面図
【図４】図２の二方向クラッチ部を示す拡大断面図
【図５】図４のV−V線に沿った断面図
【図６】図５に示すスイッチばねの作動状態を示す断面図
【図７】二方向クラッチの係合状態を示す断面図
【図８】ドグクラッチの係合状態を示す断面図
【図９】この発明に係る差動制限装置の他の実施の形態を示す縦断面図
【図１０】（ａ）は継手軸が溶接によって一体化された出力側リングギヤの断面図、（ｂ）はサンギヤが溶接により一体化されたトルク伝達軸の一部切欠断面図、（ｃ）は継手軸が溶接によって一体化された外輪の断面図
【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】
【００２５】
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からの駆動トルク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、リア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。
【００２６】
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軸受１３によって回転自在に支持されている。
【００２７】
また、フロント側の一方のアクスルシャフト１１ａは、デフケース部１２ａの端板を貫通して端部がデフケース部１２ａ内に位置し、端板の貫通部にシール部材２９が組み込まれている。一方、他方のアクスルシャフト１１ｂはクラッチケース部１２ｂの端板を貫通して端部がクラッチケース部１２ｂ内に位置し、上記端板の貫通部にシール部材３２が組み込まれている。
【００２８】
図２および図３に示すように、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駆動ピニオン１４に噛合して、フロント側アクスルシャフト１１ａ、１１ｂと同軸上に配置された入力側リングギヤ１５と、その入力側リングギヤ１５の内側面にボルト止めされたキャリヤ１６と、そのキャリヤ１６の回転軸心上に中心を有する一つの円周上に等間隔に設けられた複数の回転可能なピニオンギヤ１７と、上記キャリヤ１６の回転軸心上に配置されてピニオンギヤ１７のそれぞれと噛合するサンギヤ１８と、上記キャリヤ１６の回転軸心と同軸上に配置されてピニオンギヤ１７のそれぞれと噛合する出力側リングギヤ１９とを有する遊星歯車式のものからなる。
【００２９】
ここで、入力側リングギヤ１５の外側面には支持ディスク２０がボルト止めされ、その支持ディスク２０の中心部に設けられたガイド筒２１が隔壁１２ｃに形成された支持孔２２内に挿入されている。支持孔２２内にはガイド筒２１を回転自在に支持する軸受２３と、デフケース部１２ａ内に収容された潤滑油がクラッチケース部１２ｂ内にリークするのを防止するシール部材２４が組み込まれている。
【００３０】
また、キャリヤ１６は軸方向で対向する一対の円板１６ａ、１６ｂを有し、その円板１６ａ、１６ｂによって両端部が支持されて周方向に等間隔に設けられた複数の支持軸２５のそれぞれによってピニオンギヤ１７が回転自在に支持されている。
【００３１】
さらに、サンギヤ１８は、左右一対のフロント側アクスルシャフト１１ａ、１１ｂの対向部間において、そのフロント側アクスルシャフト１１ａ、１１ｂと同軸上に配置されたトルク伝達軸２６の一端部に設けられている。トルク伝達軸２６はガイド筒２１内に挿通されて他端部がクラッチケース部１２ｂ内に位置し、上記ガイド筒２１の内径面とトルク伝達軸２６の外径面間にシール部材２７が組み込まれている。シール部材２７はフロント側ディファレンシャル９内に収容される潤滑油がクラッチケース部１２ｂ内にリークするのを防止している。
【００３２】
また、出力側リングギヤ１９は、端板１９ａを有し、その端板１９ａの中心部に設けられたボス部１９ｂが、フロント側アクスルシャフト１１ａの軸端部にセレーション嵌合され、上記ボス部１９ｂの端部がデフケース部１２ａの端板に支持された軸受２８によって回転自在に支持されている。
【００３３】
出力側リングギヤ１９の端板１９ａとキャリヤ１６の自由側端部の端板１６ｂの対向部間にはスラスト軸受３０が組み込まれ、そのスラスト軸受３０によってキャリヤ１６と出力側リングギヤ１９は相対的に回転自在に支持されている。
【００３４】
上記の構成からなるフロント側ディファレンシャル９においては、フロント側プロペラシャフト７から入力側リングギヤ１５に入力される駆動トルクにより複数のピニオンギヤ１７を公転させつつ自転させ、ピニオンギヤ１７に噛合するサンギヤ１８および出力側リングギヤ１９から回転トルクを出力させて、トルク伝達軸２６およびフロント側アクスルシャフト１１ａ、１１ｂを回転させるようにしている。
【００３５】
図２に示すように、トルク伝達軸２６とフロント側アクスルシャフト１１ｂの相互間には、両軸を結合、解除する二方向クラッチ４０が設けられている。
【００３６】
図４および図５に示すように、二方向クラッチ４０は、外輪４１と、その内側に組み込まれた内輪４２と、上記外輪４１と内輪４２の対向部間に組み込まれた係合子としてのローラ４３と、そのローラ４３を保持する保持器４４、その保持器４４を外輪４１の開口端から抜け出る方向に付勢する弾性部材５３を有し、上記保持器４４の回転制御によりローラ４３を内輪４２の外周に形成されたカム面４５と外輪４１の内周に設けられた円筒面４６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。
【００３７】
図２に示すように、外輪４１はボス部４１ａを有し、そのボス部４１ａがフロント側アクスルシャフト１１ｂの軸端部にセレーション嵌合されて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おり、上記ボス部４１ａがクラッチケース部１２ｂの端板に支持された軸受３１によって回転自在に支持されている。
【００３８】
一方、内輪４２は、図４に示すように、トルク伝達軸２６の軸端部にセレーション嵌合されている。内輪４２のディファレンシャル９と対向する端面にはリング溝４７が形成され、そのリング溝４７内にスイッチばね４８が組み込まれている。
【００３９】
図４および図５に示すように、スイッチばね４８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４９はリング溝４７の外周壁の一部に形成された切欠部５０から保持器４４の端部に形成された周方向に長い長孔５１内に挿入されて切欠部５０および長孔５１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４３は係合解除される中立位置に保持されている。
【００４０】
保持器４４の端部には外輪４１の開口端面と対向するフランジ５２が設けられ、そのフランジ５２を外輪４１の開口端面に押し付けることにより保持器４４が外輪４１と一体化されて回転制御され、内輪４２と外輪４１の相対回転によりローラ４３がカム面４５と円筒面４６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４０が係合状態とされる。
【００４１】
二方向クラッチ４０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のサンギヤ１８を入力側リングギヤ１５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６０が設けられている。
【００４２】
ドグクラッチ６０は、二方向クラッチ４０の内輪４２に対してドグクラッチ部材６１を対向配置し、そのドグクラッチ部材６１を入力側リングギヤ１５に固定された前述のガイド筒２１に対して回り止めし、かつ、トルク伝達軸２６の軸方向に移動自在に支持し、上記ドグクラッチ部材６１の内輪４２に対する対向面に複数の凸部６２を周方向に等間隔に設け、内輪４２には上記凸部６２が係合可能な凹部６３を設け、その凹部６３に対する凸部６２の係合によってサンギヤ１８を入力側リングギヤ１５に結合して、ディファレンシャル９をデフロックする。
【００４３】
ドグクラッチ部材６１の支持に際し、そのドグクラッチ部材６１の内周に筒部６４を設け、その筒部６４をガイド筒２１内に嵌合し、その嵌合面間に形成されたセレーション６５によりドグクラッチ部材６１を回り止めし、かつ、トルク伝達軸２６の軸方向に移動自在としている。
【００４４】
ドグクラッチ部材６１は、移動装置７０によってトルク伝達軸２６の軸方向に移動される。図４に示すように、移動装置７０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７１と、そのピニオン７１に噛合するラック７２と、そのラック７２に連結されたシフト部材としてのピン７３とを有し、上記ピン７３をドグクラッチ部材６１の外周円筒部６６の外径面に形成された周溝７４に回転自在に嵌合し、上記ピニオン７１の回転によりラック７２を移動させ、ラック７２と共に移動するピン７３でドグクラッチ部材６１を移動させるようにしている。
【００４５】
ここで、ラック７２は、トルク伝達軸２６に平行配置されたガイド軸７５に沿って移動自在とされており、ガイド軸７５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。
【００４６】
ドグクラッチ部材６１と保持器４４のフランジ５２間には弾性部材６７が組み込まれ、ドグクラッチ部材６１の二方向クラッチ４０に向けての移動時に、その弾性部材６７を介してフランジ５２が外輪４１の開口端面に押し付けられるようになっている。
【００４７】
弾性部材６７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６７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。この弾性部材６７の弾性力は保持器４４を外部に向けて付勢する前述の弾性部材５３の弾性力より強いものが採用されている。
【００４８】
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４は二方向クラッチ４０およびドグクラッチ６０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４０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。
【００４９】
上記のような二輪駆動での走行状態において、図４に示す移動装置７０のピニオン７１を同図の時計方向に回転させると、ラック７２が同図の左方向に移動し、ドグクラッチ部材６１が二方向クラッチ４０に向けて移動する。
【００５０】
ドグクラッチ部材６１の移動により、二方向クラッチ４０の保持器４４に設けられたフランジ５２が弾性部材６７を介して外輪４１の開口端面に押し付けられる。
【００５１】
図７は、フランジ５２が外輪４１の開口端面に押し付けられた状態を示し、フランジ５２と外輪４１の開口端面の接触部に作用する摩擦によって保持器４４が外輪４１に回り止めされ、内輪４２に対する保持器４４の相対回転により、図６に示すように、ローラ４３が外輪４１の円筒面４６と内輪４２のカム面４５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４０が係合状態とされる。
【００５２】
上記のような二方向クラッチ４０の係合により、サンギヤ１８を支持するトルク伝達軸２６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の回転が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。
【００５３】
二方向クラッチ４０の係合後、ドグクラッチ部材６１を二方向クラッチ４０に向けてさらに移動させると、図８に示すように、ドグクラッチ部材６１に設けられた凸部６２が内輪４２に形成された凹部６３に係合し、ドグクラッチ６０が係合状態とされる。そのドグクラッチ６０の係合により、図２に示されるサンギヤ１８が内輪４２、ドグクラッチ部材６１およびガイド筒２１を介して入力側リングギヤ１５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。
【００５４】
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からの動力はディファレンシャル９、ドグクラッチ６０および２方向クラッチ４０からアクスルシャフト１１ｂに伝達される。このため、ドグクラッチ部材６１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。
【００５５】
また、ガイド筒２１内に組み込まれたシール部材２７は、ディファレンシャル９内の潤滑油のガイド筒２１内からの外部への漏洩を防止するため、潤滑油が二方向クラッチ４０内に浸入し、その潤滑油に混入するギヤ粉等の異物が二方向クラッチ４０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。
【００５６】
ここで、内輪４２に対する保持器４４の相対回転により二方向クラッチ４０が係合状態とされるとき、図６に示すように、スイッチばね４８が弾性変形し、その復元弾性によってローラ４３を係合解除する中立位置に戻そうとする。
【００５７】
このため、ドグクラッチ部材６１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５２の押圧を解除すると、スイッチばね４８の復元弾性により保持器４４が復帰回動されてローラ４３は中立位置に戻され、二方向クラッチ４０は係合解除状態とされる。
【００５８】
図２および図３に示すように、フロント側ディファレンシャル９を遊星歯車式とすることによって、差動制限装置の幅方向の大幅なサイズダウンと重量の低減を図ることができる。また、大幅な幅方向のサイズダウンにより、フロント側アクスルシャフト１１ｂに所定の軸方向長さを確保することができ、アクスルシャフト１１ｂの常用角を低く設定することができる。
【００５９】
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４０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６０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４０およびドグクラッチ６０を設けるようにしてもよい。
【００６０】
また、図２乃至図４では、二方向クラッチ４０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８１と内輪８２間に径の異なる保持器８３、８４を組み込み、内輪８２に固定された小径側保持器８４のポケット８５にスプラグ８７の一端部を挿入し、スプラグ８７の他端部を大径側保持器８３に形成されたポケット８６に挿入し、上記大径側保持器８３の内径面に取り付けられたリボンスプリング８８に対向一対のばね片８９を設け、その一対のばね片８９でスプラグ８７を中立位置に弾性保持し、上記大径側保持器８３の端部に設けられた図示省略のフランジを外輪８１の端面に押し付け、外輪８１と内輪８２の相対回転によりスプラグ８７を周方向に傾動させて外輪８１の円筒形内面８１ａおよび内輪８２の円筒形外径面８２ａ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。
【００６１】
図９は、差動制限装置の他の実施の形態を示す。この実施の形態においては、フロント側ディファレンシャル９における出力側リングギヤ１９の端板１９ａにフロント側アクスルシャフト１１ａの端部がセレーション嵌合される筒状の閉塞端を有する継手軸１９ｃを鍛造によって一体に形成している点、トルク伝達軸２６の軸端部にサンギヤ１８を鍛造によって一体に形成している点、および、二方向クラッチ４０における外輪４１の閉塞端壁に図２に示すアクスルシャフト１１ｂの端部がセレーション嵌合される筒状の閉塞端を有する継手軸４１ｂを鍛造によって一体に形成している点で図２に示す差動制限装置と相違している。このため、図２に示す差動制限装置と同一部品は同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図２では、出力側リングギヤ１９とフロント側アクスルシャフト１１ａ、トルク伝達軸２６とサンギヤ１８および外輪４１とアクスルシャフト１１ｂをセレーション嵌合によって互いに接続しているため、嵌合部の機械加工を必要とする。図９に示すように、出力側リングギヤ１９に継手軸１９ｃを鍛造によって一体に形成し、トルク伝達軸２６の軸端部にサンギヤ１８を鍛造によって一体に形成し、さらに、外輪４１に継手軸４１ｂを一体に形成することにより、嵌合部の機械加工が不要となり、コストの低減を図ることができる。加えて、嵌合部の回転方向ガタを無くすことも可能となる。
【００６３】
図９では、出力側リングギヤ１９と継手軸１９ｃ、トルク伝達軸２６とサンギヤ１８、外輪４１と継手軸４１ｂのそれぞれを、熱間鍛造あるいは冷間鍛造によって一体化しているが、溶接によって一体化してもよい。
【００６４】
図１０は溶接によって一体化した例を示し、図１０（ａ）では、出力側リングギヤ１９に形成された接続孔１９ｄに継手軸１９ｃの端部を嵌合して溶接により一体化している。また、図１０（ｂ）では、サンギヤ１８に形成された接続孔１８ａにトルク伝達軸２６の端部を嵌合して溶接により一体化している。さらに、図１０（ｃ）では、外輪４１の閉塞端壁に形成された接続孔４１ｃに継手軸４１ｂを嵌合して溶接により一体化している。３３は、溶接部を示している。
【００６５】
ここで、溶接は、電子ビーム溶接であってもよく、レーザ溶接であってもよい。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示すように、接続孔１９ｄ、１８ａ、４１ｃを段付き孔とすることにより、２部品間の同軸度の高い一体化とすることができる。
【符号の説明】
【００６６】
７    プロペラシャフト（フロント側）
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）
１５  入力側リングギヤ
１６  キャリヤ
１７  ピニオンギヤ
１８  サンギヤ
１９  出力側リングギヤ
１９ｃ  継手軸
２１  ガイド筒
２６  トルク伝達軸
２７  シール部材
４０  二方向クラッチ
４１  外輪
４１ｂ  継手軸
４２  内輪
４３  ローラ（係合子）
４４  保持器
５２  フランジ
６０  ドグクラッチ
６１  ドグクラッチ部材
６２  凸部
６３  凹部
６４  筒部
７０  移動装置
７１  ピニオン
８１  外輪
８１ａ  円筒形内面
８２  内輪
８２ａ  円筒形外面
８３  保持器
８４  保持器
８７  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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