(57)【要約】      （修正有）【課題】両出力軸間にねじりが発生しても、わざわざ手動によるモード切り替えを行うことなく、ねじりを許容可能とし、トランスファ各部やトランスファに連結される駆動系に過大な負荷がかかることを抑制または防止可能とする。【解決手段】入力される回転動力を前輪側出力軸３と後輪側出力軸２とに差動配分して伝達するセンターデフ５と、要求に応じてセンターデフ５による差動作用を有効とするフリーモードあるいは無効とするロックモードに切り替える切り替え機構７とを備える車両用のトランスファにおいて、センターデフ５をロックモードにしている場合に、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間に規定以上のねじりが生じたときに、ロックモードを自動解除してフリーモードとする。【選択図】図１
2009078593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される回転動力を前輪側出力軸と後輪側出力軸とに差動配分して伝達するセンターデフと、前記センターデフによる差動作用を有効とするフリーモードと無効とするロックモードとを要求に応じて切り替える切り替え機構とを含み、
前記切り替え機構は、前記ロックモードになっている状態で、前記両出力軸間に規定以上のねじりが生じたときに、ロックモードを自動解除してフリーモードとする、ことを特徴とする車両用のトランスファ。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用のトランスファにおいて、
前記切り替え機構は、ロックモードの自動解除によりフリーモードになっている場合に、前記両出力軸間のねじりが規定未満になると、ロックモードに自動復帰する、ことを特徴とする車両用のトランスファ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用のトランスファにおいて、
前記センターデフは、遊星歯車機構とされ、前記回転動力が入力されるキャリアと、前記後輪側出力軸の外径側に相対回転可能に外装されるとともに前記後輪側出力軸と平行に配置される前記前輪側出力軸に動力を伝達する中継部材の外径側に一体回転可能に連結されるサンギアと、このサンギアの外径側に同心状に配置される状態で前記後輪側出力軸の外径側に一体回転可能に連結されるリングギアと、サンギアとリングギアとの対向間に自転および公転可能に配置されかつ前記キャリアに回転可能に支持される複数のピニオンギアとを含み、
前記切り替え機構は、前記キャリアと前記中継部材とを一体回転可能に連結する状態と相対回転可能に切り離す状態とを機械的に確保する構成とされ、前記フリーモードを成立させるときに前記非連結状態にする一方、前記ロックモードを成立させるときに前記連結状態にする、ことを特徴とする車両用のトランスファ。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用のトランスファにおいて、
前記切り替え機構は、前記中継部材に一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられるスライダと、このスライダに一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられかつ一側面に前記キャリアの外側面に円周方向に設けられる歯群に軸方向から噛合可能な歯群を有するギアピースと、このギアピースと前記スライダとの間に前記ギアピースを前記キャリア側へ押動するよう配置される弾性部材とを含み、
かつ、前記ギアピースの歯群と前記キャリアの歯群との噛合面は、噛合状態において前記キャリアと前記ギアピースとの間に規定以上のねじりが生じたときに、前記噛み合いを自動解除する方向へ前記ギアピースを後退させるスラスト力を発生する形状とされる、ことを特徴とする車両用のトランスファ。
【請求項５】
入力部材に入力される回転動力を第１、第２出力軸に差動配分して伝達する差動機構と、前記差動機構による差動作用を有効とするフリーモードと無効とするロックモードとを要求に応じて切り替える切り替え機構とを含み、
前記切り替え機構は、前記ロックモードになっている状態で、前記両出力軸間に規定以上のねじりが生じたときに、ロックモードを自動解除してフリーモードとする、ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項５に記載の動力伝達装置において、
前記切り替え機構は、ロックモードの自動解除によりフリーモードになっている場合に、前記両出力軸間のねじりが規定未満になると、ロックモードに自動復帰する、ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の動力伝達装置において、
前記差動機構は、遊星歯車機構とされ、前記入力部材とされるキャリアと、第１出力軸の外径側に相対回転可能に外装されるとともに第１出力軸と平行に配置される第２出力軸に動力を伝達する中継部材の外径側に一体回転可能に連結されるサンギアと、このサンギアの外径側に同心状に配置される状態で第１出力軸の外径側に一体回転可能に連結されるリングギアと、サンギアとリングギアとの対向間に自転および公転可能に配置されかつ前記キャリアに回転可能に支持される複数のピニオンギアとを含み、
前記切り替え機構は、前記キャリアと前記中継部材とを一体回転可能に連結する状態と相対回転可能に切り離す状態とを機械的に確保する構成とされ、前記フリーモードを成立させるときに前記非連結状態にする一方、前記ロックモードを成立させるときに前記連結状態にする、ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項７に記載の動力伝達装置において、
前記切り替え機構は、前記中継部材に一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられるスライダと、このスライダに一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられかつ一側面に前記キャリアの外側面に円周方向に設けられる歯群に軸方向から噛合可能な歯群を有するギアピースと、このギアピースと前記スライダとの間に前記ギアピースを前記キャリア側へ押動するよう配置される弾性部材とを含み、
かつ、前記ギアピースの歯群と前記キャリアの歯群との噛合面は、噛合状態において前記キャリアと前記ギアピースとの間に規定以上のねじりが生じたときに、前記噛み合いを自動解除する方向へ前記ギアピースを後退させるスラスト力を発生する形状とされる、ことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センターデフと、センターデフによる差動作用を有効とするフリーモードあるいは無効とするロックモードとを切り替える切り替え機構とを含む車両用のトランスファに関する。
【０００２】
また、本発明は、差動機構と、差動機構による差動作用を有効とするフリーモードあるいは無効とするロックモードに切り替える切り替え機構とを含む動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、車両において二輪駆動モードと四輪駆動モードとを切り替え可能とするパートタイム四輪駆動方式と、常時において四輪駆動モードとするフルタイム四輪駆動方式とが知られている。
【０００４】
パートタイム四輪駆動方式では、四輪に十分な駆動力を伝達できるので、例えば悪路等の低μ路面で走行するときに適しているが、その一方で、例えばアスファルト等のような比較的高μ路面のカーブを走行するときには、前輪と後輪との回転半径は異なるものの、前輪側出力軸と後輪側出力軸との回転は同一に固定されるため、前記両出力軸間にねじりが生じ、車両にブレーキング現象が発生し、駆動系にいわゆる循環トルクが蓄積されることになるので、駆動系が高負荷状態となり、好ましくない。
【０００５】
一方、フルタイム四輪駆動方式では、通常、前輪側出力軸と後輪側出力軸との間のねじりを許容するために、例えばトランスファにセンターデフ等の差動機構を設けるようになっている。そのため、例えばアスファルト等のような比較的高μ路面のカーブを走行するときに、前述のようなブレーキング現象が発生しない。
【０００６】
但し、前記フルタイム四輪駆動方式のトランスファにセンターデフを備える場合、前輪と後輪との走行抵抗に応じて、前輪および後輪に伝達する駆動力をセンターデフが差動配分するようになるので、前輪と後輪との全輪に伝達する駆動力がパートタイム四輪駆動方式に比べると不足する状態が起こりうる。
【０００７】
そこで、運転者によるセレクトレバーの操作により、センターデフによる差動作用を有効とするフリーモードと、無効とするロックモードとを切り替え可能とすることが考えられている（例えば特許文献１参照。）。
【０００８】
なお、フリーモードは、フルタイム四輪駆動方式と同様に、例えばアスファルト等のような比較的高μ路面での走行に適しており、また、ロックモードは、パートタイム四輪駆動方式と同様に、例えば悪路等の低μ路面での走行に適している。
【特許文献１】特開２００２−２０６６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、運転者が手動でモードを切り替えるようにしている場合には、状況に応じたモードの切り替えを忘れることが懸念される。
【００１０】
例えば、ロックモードで低μ路面を走行している状況から、フリーモードに切り替えることを忘れたまま、比較的高μ路面を走行するようになった場合には、高μ路面のカーブを走行するときに、上述したように前輪前輪側出力軸と後輪側出力軸との間のねじりをセンターデフが許容できなくなるので、循環トルクが蓄積されることになって、駆動系の負担が大きくなると言える。ここに改良の余地がある。
【００１１】
ところで、上記特許文献１には、上述した二つのモード切り替えの他に、入力軸の駆動力をセンターデフのキャリアすなわち後輪側出力軸に直結するオンデマンド四輪駆動状態も選べるという記載がある。この状態もセレクトレバーで選択する必要があり、しかも、前記状態そのものが、本発明のようにセンターデフがロックモードになっているときに一時的にロックモードを自動解除するというようなものではない。
【００１２】
さらに、上記特許文献１には、前後輪間で所定値以上の差動を生じた場合に回転感応型差動制限装置で前輪側出力スプロケットと後輪側出力軸とを直結するという記載があるが、この回転感応型差動制限装置は、本発明のようにセンターデフがロックモードになっているときに一時的にロックモードを自動解除するというようなものではない。
【００１３】
本発明は、センターデフと、センターデフをフリーモードとロックモードとに切り替える切り替え機構とを含む車両用のトランスファにおいて、ロックモードを選択している場合に後輪側出力軸と前輪側出力軸との間にねじりが発生しても、手動によるモード切り替えを行うことなく、前記ねじりを許容可能とし、トランスファ内部やトランスファに連結される駆動系に過大な負荷がかかること抑制または防止可能とすることを目的としている。
【００１４】
本発明は、差動機構と、差動機構による差動作用を有効とするフリーモードと無効とするロックモードとに切り替える切り替え機構とを含む動力伝達装置において、ロックモードを選択している場合に両出力軸間でねじりが発生しても、手動によるモード切り替えを行うことなく、前記ねじりを許容可能とし、動力伝達装置内部や動力伝達装置に連結される駆動系に過大な負荷がかかること抑制または防止可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る車両用のトランスファは、入力される回転動力を前輪側出力軸と後輪側出力軸とに差動配分して伝達するセンターデフと、前記センターデフによる差動作用を有効とするフリーモードと無効とするロックモードとを要求に応じて切り替える切り替え機構とを含み、前記切り替え機構は、前記ロックモードになっている状態で、前記両出力軸間に規定以上のねじりが生じたときに、ロックモードを自動解除してフリーモードとする、ことを特徴としている。
【００１６】
この場合、例えばロックモードでの車両走行中において、車両の前輪の走行抵抗と後輪の走行抵抗との差に起因して前輪側出力軸と後輪側出力軸との間に規定以上のねじりが発生したときに、運転者がわざわざモード切り替え操作をしなくても、ロックモードが自動解除されてフリーモードになるから、前記ねじりをセンターデフで許容させることが可能になる。
【００１７】
これにより、要するに、例えばロックモードにしている場合において一時的にフリーモードとするのに適した状況になったとき等のように、走行路面等の状況が変わるたびに、運転者がモード切り替え操作を行わなくても済むようになる等、運転者の操作負担を減らすことが可能になるとともに、トランスファ内部やトランスファに連結される駆動系に過大な負荷がかかること抑制または防止することが可能になる。
【００１８】
したがって、本発明に係るトランスファを車両に搭載すれば、車両運転操作性ならびに機構部分の耐久性の向上に貢献することが可能になる。
【００１９】
好ましくは、前記切り替え機構は、ロックモードの自動解除によりフリーモードになっている場合に、前記両出力軸間のねじりが規定未満になると、ロックモードに自動復帰する、構成とされる。
【００２０】
このように、必要に応じて、自動切り替えされる前のモードに自動復帰するようになっていれば、運転者が復帰のための操作をする必要がなくなるので、運転者の操作負担を軽減することが可能になり、また、復帰操作を忘れるといった心配がなくなる。
【００２１】
好ましくは、前記センターデフは、遊星歯車機構とされ、前記回転動力が入力されるキャリアと、前記後輪側出力軸の外径側に相対回転可能に外装されるとともに前記後輪側出力軸と平行に配置される前記前輪側出力軸に動力を伝達する中継部材の外径側に一体回転可能に連結されるサンギアと、このサンギアの外径側に同心状に配置される状態で前記後輪側出力軸の外径側に一体回転可能に連結されるリングギアと、サンギアとリングギアとの対向間に自転および公転可能に配置されかつ前記キャリアに回転可能に支持される複数のピニオンギアとを含む構成とされる。また、好ましくは、前記切り替え機構は、前記キャリアと前記中継部材とを一体回転可能に連結する状態と相対回転可能に切り離す状態とを機械的に確保する構成とされ、前記フリーモードを成立させるときに前記非連結状態にする一方、前記ロックモードを成立させるときに前記連結状態にする構成とされる。
【００２２】
このように、センターデフおよび切り替え機構の構成を特定すれば、差動作用や切り替え機構による切り替え形態が明確になる。
【００２３】
好ましくは、前記切り替え機構は、前記中継部材に一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられるスライダと、このスライダに一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられかつ一側面に前記キャリアの外側面に円周方向に設けられる歯群に軸方向から噛合可能な歯群を有するギアピースと、このギアピースと前記スライダとの間に前記ギアピースを前記キャリア側へ押動するよう配置される弾性部材とを含み、かつ、前記ギアピースの歯群と前記キャリアの歯群との噛合面は、噛合状態において前記キャリアと前記ギアピースとの間に規定以上のねじりが生じたときに、前記噛み合いを自動解除する方向へ前記ギアピースを後退させるスラスト力を発生する形状とされる。
【００２４】
このように、切り替え機構の構成やロックモードの自動解除作用を特定すれば、切り替え機構を具現化するための設計が比較的容易になることが明確になり、製造コスト面ならびに設置スペース面において有利となる。
【００２５】
また、本発明に係る動力伝達装置は、入力部材に入力される回転動力を第１、第２出力軸に差動配分して伝達する差動機構と、前記差動機構による差動作用を有効とするフリーモードと無効とするロックモードとを要求に応じて切り替える切り替え機構とを含み、前記切り替え機構は、前記ロックモードになっている状態で、前記両出力軸間に規定以上のねじりが生じたときに、ロックモードを自動解除してフリーモードとする、ことを特徴としている。
【００２６】
この場合、例えばロックモードでの車両走行中において、各出力軸間に規定以上のねじりが発生したときに、わざわざモード切り替え操作をしなくても、ロックモードが自動解除されてフリーモードになるから、前記ねじりを差動機構で許容させることが可能になる。
【００２７】
これにより、要するに、例えばロックモードにしている場合において一時的にフリーモードとするのに適した状況になったとき等のように、状況が変わるたびに、操作者がモード切り替え操作を行わなくても済むようになる等、操作者の操作負担を減らすことが可能になるとともに、動力伝達装置内部や動力伝達装置に連結される駆動系に過大な負荷がかかること抑制または防止することが可能になる。
【００２８】
したがって、本発明に係る動力伝達装置によれば、操作性ならびに機構部分の耐久性の向上に貢献することが可能になる。
【００２９】
好ましくは、前記切り替え機構は、ロックモードの自動解除によりフリーモードになっている場合に、前記両出力軸間のねじりが規定未満になると、ロックモードに自動復帰する、構成とされる。
【００３０】
このように、必要に応じて、自動切り替えされる前のモードに自動復帰するようになっていれば、操作者が復帰のための操作をする必要がなくなるので、操作者の操作負担を軽減することが可能になり、また、復帰操作を忘れるといった心配がなくなる。
【００３１】
好ましくは、前記差動機構は、遊星歯車機構とされ、前記入力部材とされるキャリアと、第１出力軸の外径側に相対回転可能に外装されるとともに第１出力軸と平行に配置される第２出力軸に動力を伝達する中継部材の外径側に一体回転可能に連結されるサンギアと、このサンギアの外径側に同心状に配置される状態で第１出力軸の外径側に一体回転可能に連結されるリングギアと、サンギアとリングギアとの対向間に自転および公転可能に配置されかつ前記キャリアに回転可能に支持される複数のピニオンギアとを含む、構成とされる。また、好ましくは、前記切り替え機構は、前記キャリアと前記中継部材とを一体回転可能に連結する状態と相対回転可能に切り離す状態とを機械的に確保する構成とされ、前記フリーモードを成立させるときに前記非連結状態にする一方、前記ロックモードを成立させるときに前記連結状態にする、構成とされる。
【００３２】
このように、差動機構および切り替え機構の構成を特定すれば、差動作用や切り替え機構による切り替え形態が明確になる。
【００３３】
好ましくは、前記切り替え機構は、前記中継部材に一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられるスライダと、このスライダに一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられかつ一側面に前記キャリアの外側面に円周方向に設けられる歯群に軸方向から噛合可能な歯群を有するギアピースと、このギアピースと前記スライダとの間に前記ギアピースを前記キャリア側へ押動するよう配置される弾性部材とを含み、かつ、前記ギアピースの歯群と前記キャリアの歯群との噛合面は、噛合状態において前記キャリアと前記ギアピースとの間に規定以上のねじりが生じたときに、前記噛み合いを自動解除する方向へ前記ギアピースを後退させるスラスト力を発生する形状とされる。
【００３４】
このように、切り替え機構の構成やロックモードの自動解除作用を特定すれば、切り替え機構を具現化するための設計が比較的容易になることが明確になり、製造コスト面ならびに設置スペース面において有利となる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る車両用のトランスファによれば、センターデフをロックモードにしている場合に、後輪側出力軸と前輪側出力軸との間にねじりが発生しても、手動によるモード切り替えを行うことなく、前記ねじりを許容可能とし、トランスファ内部やトランスファに連結される駆動系に過大な負荷がかかることを抑制または防止することが可能になる。
【００３６】
また、本発明に係る動力伝達装置によれば、差動機構をロックモードにしている場合に、各出力軸間でねじりが発生しても、手動によるモード切り替えを行うことなく、前記ねじりを許容可能とし、動力伝達装置内部や動力伝達装置に連結される駆動系に過大な負荷がかかることを抑制または防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について図１から図８を参照して詳細に説明する。まず、図１から図７に本発明の一実施形態を示している。
【００３８】
ここで、本発明の特徴部分の説明に先立ち、本発明の適用対象となる車両用のトランスファの概略構成について、図１を参照して説明する。
【００３９】
図示例のトランスファは、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）形式の車両をベースとした全輪駆動車両に搭載されるタイプである。図中、１は入力軸、２は後輪側出力軸、３は前輪側出力軸、４は副変速機構、５は差動機構としてのセンターデフ、６はレンジ切り替え機構、７はモード切り替え機構である。
【００４０】
入力軸１には、トランスファの上流側に連結される図示省略の自動変速機等の主変速機から出力される回転動力が入力される。
【００４１】
後輪側出力軸２は、入力軸１と同軸に配置されており、図示省略の後輪側へ駆動力を出力するものである。
【００４２】
前輪側出力軸３は、後輪側出力軸２と平行に配置されており、図示省略の前輪側へ駆動力を出力するものである。
【００４３】
なお、後輪側出力軸２には、ドライブスプロケット８が例えばケージアンドローラと呼ばれる転がり軸受（符号省略）を介して外装されており、また、前輪側出力軸３の外径側には、ドリブンスプロケット９が一体に形成されている。これらドライブスプロケット８とドリブンスプロケット９とには、チェーン（またはベルト等）１０が巻き掛けられている。
【００４４】
副変速機構４は、例えばシングルピニオンタイプの遊星歯車機構とされている。つまり、副変速機構４は、同心状に配置されるリングギア４１とサンギア４２との径方向対向空間に複数個のピニオンギア（またはプラネタリギア）４３を介装し、各ピニオンギア４３をキャリア４４に回転自在に支持させた構成になっている。
【００４５】
サンギア４２は、入力軸１に一体回転可能に連結されて、トランスファケースに転がり軸受を介して回転自在に支持されている。リングギア４１は、トランスファケースに非回転かつ軸方向不動に固定されている。
【００４６】
センターデフ５は、例えばシングルピニオンタイプの遊星歯車機構とされている。つまり、センターデフ５は、同心状に配置されるリングギア５１とサンギア５２との径方向対向空間に複数個のピニオンギア（またはプラネタリギア）５３を介装し、各ピニオンギア５３をキャリア５４に回転自在に支持させた構成になっている。
【００４７】
サンギア５２は、ドライブスプロケット８の延長筒部８ａにおいて自由端側の外周にスプライン嵌合により一体回転可能に装着されている。リングギア５１は、サンギア５２の外径側に同心状に配置されるような状態で、入力軸１の外周にスプライン嵌合により一体回転可能に装着されている。
【００４８】
キャリア５４は、円筒形部材の円周数ヶ所にピニオンギア５３を回転可能に収納保持するためのポケット（符号省略）を設けたような形状とされている。
【００４９】
このキャリア５４は、その円筒形状部分が、当該ドライブスプロケット８の延長筒部８ａにおける中間領域の外径側に相対回転可能な状態で配置されており、また、当該円筒形状部分の外径側が、下記するレンジ切り替え機構６のハブ６３における延長筒部６３ａの自由端側の内径側にスプライン嵌合により一体回転可能に連結されていて、この延長筒部６３ａに装着されるスナップリング５６により軸方向に抜け止めされている。
【００５０】
さらに、キャリア５４は、下記するモード切り替え機構７でもってドライブスプロケット８に対し、一体回転可能に連結される状態、あるいは相対回転可能に切り離される状態とされるようになっている。
【００５１】
レンジ切り替え機構６は、例えば図示省略の運転席近傍に設置される速度レンジセレクトレバー等が手動操作されることに応じて、副変速機構４の動力伝達経路を切り替えることによって、ニュートラルレンジ（Ｎ）、低速レンジ（Ｌ）、高速レンジ（Ｈ）のうちの一つを成立させるものである。
【００５２】
ニュートラルレンジは、入力軸１に入力された回転動力をセンターデフ５に入力させない状態つまり後輪側出力軸２および前輪側出力軸３に伝達しない状態のことである。
【００５３】
高速レンジは、入力軸１に入力された回転動力を副変速機構４のサンギア４２から後輪側出力軸２および前輪側出力軸３に伝達する動力伝達経路を確保する状態である。
【００５４】
低速レンジは、入力軸１に入力された回転動力を副変速機構４のキャリア４４から後輪側出力軸２および前輪側出力軸３に伝達する動力伝達経路を確保する状態である。この低速レンジでの減速比は、副変速機構４の各部の直径サイズやギア比等に応じて適宜に決定される。
【００５５】
このレンジ切り替え機構６は、本発明の特徴に直接的に関係しないものであるので簡単に説明するが、少なくとも、低速レンジ用ピース６１、高速レンジ用ピース６２、ハブ６３、カップリングスリーブ６４、シンクロナイザーリング６５、シンクロキー６６、等を含んで構成されている。
【００５６】
低速レンジ用ピース６１は、副変速機構４のキャリア４４に一体回転可能に結合されており、その自由端側の内周面には、内歯群が設けられている。
【００５７】
高速レンジ用ピース６２は、副変速機構４のサンギア４２における延長筒部の外径側に一体回転可能に結合されており、その外周面には、外歯群が設けられている。
【００５８】
ハブ６３は、後輪用出力軸２の外径側に相対回転可能に転がり軸受を介して配置されており、その外周面には外歯群が設けられている。
【００５９】
カップリングスリーブ６４は、低速レンジ用ピース６１と高速レンジ用ピース６２との間に配置されており、シフトフォーク１５によって後輪側出力軸２と平行に軸方向に変位されるようになっている。
【００６０】
このカップリングスリーブ６４の外周面には、低速レンジ用ピース６１の内歯群に噛合される外歯群が設けられており、また、カップリングスリーブ６４の内周面には、高速レンジ用ピース６２の外歯群に噛合される内歯群と、ハブ６３の外歯群に噛合される内歯群とが軸方向に離れて設けられている。
【００６１】
シンクロナイザーリング６５は、カップリングスリーブ６４を高速レンジ用ピース６２または低速レンジ用ピース６１に噛合させるときにカップリングスリーブ６４の軸方向スライドに連動するシンクロキー６６により押圧されることによって高速レンジ用ピース６２のテーパ状外周面に圧接させられるもので、この摺接面で摩擦トルクを発生することによって、高速レンジ用ピース６２または低速レンジ用ピース６１とカップリングスリーブ６４とを回転同期させるものである。
【００６２】
モード切り替え機構７は、例えば図示省略の運転席近傍に設置される駆動モードセレクトレバー等の運転者による操作に応じて、センターデフ５の差動作用を有効とするフリーモード、あるいはセンターデフ５の差動作用を無効とするロックモードを成立させるものである。
【００６３】
このモード切り替え機構７が本発明の特徴部分に関係するものであるので、その構成や動作等の詳細を後で説明する。
【００６４】
フリーモードとは、要するに、センターデフ５に入力される回転動力を後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との両方に伝達する動力伝達経路を確保したうえで、両出力軸２，３間にねじりが生じたときに当該ねじりを許容可能とする形態のことである。つまり、このフリーモードは、いわゆるフルタイム全輪駆動状態に相当する。
【００６５】
ロックモードとは、要するに、センターデフ５に入力される回転動力を後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との両方に伝達する動力伝達経路を確保したうえで、両出力軸２，３間にねじりが生じようとしても、当該ねじりを許容不可能とする形態のことである。つまり、このロックモードは、いわゆるパートタイム全輪駆動状態に相当する。
【００６６】
そして、レンジ切り替え機構６およびモード切り替え機構７の動作は、駆動ユニット１１およびコントロールユニット１２によって制御される。
【００６７】
駆動ユニット１１は、シフトフォーク１５，１６を軸方向に変位させるよう個別に駆動するもので、詳細に図示していないが、電動モータ等の駆動源と、駆動源で発生する回転動力を減速して直線推進力に変換する減速機構とを含んで構成されている。
【００６８】
コントロールユニット１２は、一般的に公知のＥＣＵ（Electronic Control Unit）とされ、前述した速度レンジセレクトレバー（図示省略）の操作に応じたレンジ切り替え信号の入力に応答してレンジ切り替え機構６の動作を制御する処理や、前述した駆動モードセレクトレバー（図示省略）の操作に応じたモード切り替え信号の入力に応答してモード切り替え機構７の動作を制御する処理等を行うものである。
【００６９】
次に、本発明の特徴を適用した部分について、図２から図７を参照して詳細に説明する。
【００７０】
要するに、モード切り替え機構７について、センターデフ５をロックするロックモードを成立している状態で、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間に規定以上のねじりが生じたときに、手動によるモード切り替え要求がなくても、一時的にロックモードを自動解除して、前記ねじりを許容可能なフリーモードにするように工夫している。
【００７１】
具体的に、モード切り替え機構７は、主として、スライダ７１と、ギアピース７２と、弾性部材としてのコニカルスプリング７３とを含んで構成されている。
【００７２】
スライダ７１は、ドライブスプロケット８の延長筒部８ａにおける外径側の付け根側にスプライン嵌合により一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられており、必要に応じて駆動ユニット１１によって駆動されるシフトフォーク１６で軸方向に変位操作されるようになっている。なお、ドライブスプロケット８が請求項に記載の中継部材に相当する。
【００７３】
このスライダ７１は、内筒部７１ａの軸方向一端側に、径方向外向きに延出する環状部７１ｂを設けるとともに、この環状部７１ｂの外径側に内筒部７１ａと平行に対向するように外筒部７１ｃを設けた形状になっている。内筒部７１ａがドライブスプロケット８の延長筒部８ａの外径側にスプライン嵌合されている。外筒部７１ｃの外周には、シフトフォーク１６が係合される環状溝（符号省略）が設けられている。
【００７４】
ギアピース７２は、スライダ７１の内筒部７１ａの外径側にスプライン嵌合により一体回転可能かつ軸方向変位可能に取り付けられており、スライダ７１の内筒部７１ａの自由端側外周に取り付けられるスナップリング７４でもって抜け止めされるとともに、前記自由端側への変位量が規制されるようになっている。
【００７５】
このギアピース７２の前側面には、図３に示すように、センターデフ５のキャリア５４の外側面に円周等配に設けられてある歯群５４ａに対して必要に応じて軸方向から噛合可能な歯群７２ａが円周等配に設けられている。
【００７６】
コニカルスプリング７３は、例えば皿ばね等とされ、ギアピース７２とスライダ７１の環状部７１ｂとの間に適宜、弾性変形した状態で介装されている。このコニカルスプリング７３は、その弾性復元力でもってギアピース７２をセンターデフ５のキャリア５４側に常時押圧するようになっている。
【００７７】
なお、ギアピース７２の歯群７２ａとセンターデフ５のキャリア５４の歯群５４ａとの噛合部分は、それらが噛合するロックモードにおいて、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間のねじりが大きくなることに伴い、センターデフ５のキャリア５４とギアピース７２との嵌合を自動解除するような構造とされている。
【００７８】
つまり、ギアピース７２の歯群７２ａおよびセンターデフ５のキャリア５４の歯群５４ａは、図５に示すように、それぞれ先細り形状とされており、前記両歯群７２ａ，５４ａの噛合面（側面）における傾斜角度αを適宜調整することによって、前記ロックモードの自動解除動作に関する設定をチューニングすることができる。
【００７９】
次に、上記モード切り替え機構７の動作について、詳細に説明する。
【００８０】
そもそも、センターデフ５のフリーモードは、例えばアスファルト等の高μ路面を走行するのに適しており、また、ロックモードは、例えば悪路等の低μ路面を走行するのに適しているので、そのような状況毎に、運転者がモードセレクトレバーでフリーモード、あるいはロックモードのいずれか一方に切り替える必要がある。また、そのような約束事が、一般的に、車両使用マニュアルに記載される。
【００８１】
但し、いずれか一方のモードを選択したままでも、車両を走行させることが可能であるが、例えばロックモードにしたまま、アスファルト等の高μ路面のカーブを走行すると、前輪側出力軸３と後輪側出力軸２との間のねじりが大きくなって車両にブレーキング現象が発生するために、駆動系に過大な循環トルクが発生して、駆動系にかかる負荷が増大する等、好ましくない。
【００８２】
このような状況において、この実施形態のトランスファは、手動によるモード切り替え要求がなくても、一時的にロックモードを自動解除して、センターデフ５による差動作用で後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間のねじりを許容可能にしている。
【００８３】
まず、運転者が、例えば図示省略のモードセレクトレバーによってフリーモードを選択すると、コントロールユニット１２が駆動ユニット１１を駆動して、シフトフォーク１６を後輪側出力軸２と平行に軸方向一方に変位させることにより、スライダ７１を前記同方向にスライドさせる。
【００８４】
これにより、スライダ７１に搭載されているギアピース７２がセンターデフ５のキャリア５４から引き離されることになって、ギアピース７２の歯群７２ａとセンターデフ５のキャリア５４の歯群５４ａとの噛み合いが外れると、キャリア５４がドライブスプロケット８と相対回転可能に切り離された状態になる。例えば図４の状態から図２の状態になる。なお、ドライブスプロケット８にサンギア５２がスプライン嵌合されているので、このサンギア５２もキャリア５４と相対回転可能な状態になる。
【００８５】
このようなフリーモードでは、副変速機構４を経た回転動力がキャリア５４に入力されると、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間のねじりに応じて、ピニオンギア５３が自転および公転して、サンギア５２とリングギア５１とに差動配分して伝達される。
【００８６】
つまり、キャリア５４に入力された回転動力は、ピニオンギア５３→リングギア５１→後輪側出力軸２へと伝達されるとともに、ピニオンギア５３→サンギア５２→ドライブスプロケット８→チェーン１０→ドリブンスプロケット９→前輪側出力軸３へと伝達される。そして、ピニオンギア５３の自転によって、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間のねじりを吸収することができるので、駆動系に循環トルクが発生せずに済む。
【００８７】
一方、運転者が、例えば図示省略のモードセレクトレバーによってロックモードを選択すると、コントロールユニット１２が駆動ユニット１１を駆動して、シフトフォーク１６を後輪側出力軸２と平行に軸方向他方に変位させることにより、スライダ７１を前記同方向にスライドさせる。
【００８８】
これにより、スライダ７１に搭載されるギアピース７２がセンターデフ５のキャリア５４側へ押されることになって、ギアピース７２の歯群７２ａがセンターデフ５のキャリア５４の歯群５４ａに軸方向から噛合すると、キャリア５４がドライブスプロケット８と一体回転可能に連結された状態になる。例えば図２の状態から図４の状態になる。なお、ドライブスプロケット８にサンギア５２がスプライン嵌合されているので、このサンギア５２もキャリア５４と一体回転する状態になる。
【００８９】
このロックモードでは、キャリア５４がドライブスプロケット８と直結された状態になり、それに伴いピニオンギア５３が自転不可能な状態になるから、キャリア５４がリングギア５１を介して後輪側出力軸２とも直結された状態になる。
【００９０】
但し、このロックモードでは、ピニオンギア５３が自転できないので、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間でねじりが発生すると、駆動系に循環トルクが発生して、センターデフ５や駆動系にかかる負荷が大きくなる。
【００９１】
このようなロックモードが成立している状況において、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間のねじりが大きくなると、センターデフ５のキャリア５４とモード切り替え機構７のギアピース７２とのねじりが大きくなる。
【００９２】
そこで、前記ねじりが規定以上に増大すると、キャリア５４の歯群５４ａとギアピース７２の歯群７２ａとの噛合部分で発生するスラスト力が、コニカルスプリング７３の弾性力に打ち勝つことになり、それによって、ギアピース７２がキャリア５４から離れる側へ変位させられて、図６および図７に示すように、ギアピース７２とキャリア５４との噛み合いが外れることになる。この状態は、ロックモードが解除されてフリーモードになっていることを意味する。
【００９３】
このようにしてロックモードが自動解除されると、センターデフ５のピニオンギア５３が自転可能になるので、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間のねじりに応じてピニオンギア５３が自転することによって、前記ねじりが許容されるようになる。したがって、センターデフ５に過大な負荷がかかることが抑制または防止されることになる。
【００９４】
こうしてねじりが許容されることによって、後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間のねじりが無くなると、キャリア５４とギアピース７２とのねじりが低減されるので、キャリア５４の歯群５４ａとギアピース７２の歯群７２ａとの噛合部分で発生するスラスト力が、コニカルスプリング７３の弾性力に負けることになる。そのため、コニカルスプリング７３の弾性力でもってギアピース７２がキャリア５４側へ押されることになって、再度、ギアピース７２がキャリア５４に噛合することになる。これで、ロックモードが自動復帰されることになる。
【００９５】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、センターデフ５をロックモードにしている状態において、車両の前輪の走行抵抗と後輪の走行抵抗との差に起因して後輪側出力軸２と前輪側出力軸３との間に規定以上のねじりが生じたときに、運転者がわざわざモードセレクトレバーでモード切り替え操作をしなくても、一時的にロックモードを自動解除してフリーモードにさせるようにしているから、前記ねじりをセンターデフ５で許容させることが可能になる。
【００９６】
これにより、要するに、ロックモードにしている場合に一時的にフリーモードとするのに適した状況になったとき等のように、走行路面等の状況が変わるたびに、運転者がモード切り替え操作を行わなくても済むようになる等、運転者の操作負担を減らすことが可能になるとともに、トランスファ内部やトランスファに連結される駆動系に過大な負荷がかかること抑制または防止することが可能になる。
【００９７】
しかも、ロックモードを自動解除することでフリーモードになった場合に、前記ねじりが規定未満になると、ロックモードに自動復帰させるようにしているから、運転者が復帰のための操作をする必要がなくなる。そのため、運転者の操作負担を軽減することが可能になり、また、復帰操作を忘れるといった心配がなくなる。
【００９８】
したがって、本発明に係るトランスファを車両に搭載すれば、車両運転操作性ならびに機構部分の耐久性の向上に貢献することが可能になる。
【００９９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１００】
（１）上記実施形態では、車両用のトランスファのセンターデフ５を遊星歯車機構とした例を挙げているが、センターデフ５については、ピニオンギアを組み合わせた一般的な構造等とすることが可能である。
【０１０１】
このようなタイプのセンターデフ５を、例えば図８に示している。図中、５０１はツーピース構造のデフケース、５０２Ａ，５０２Ｂはサイドギア、５０３Ａ，５０３Ｂはピニオンギア、５０４Ａ，５０４Ｂはピニオンシャフトであり、図２に示す部分と同一部分には同一符号を付している。
【０１０２】
ここで、デフケース５０１が回転動力の入力部材となり、デフケース５０１にピニオンシャフト５０４Ａ，５０４Ｂを介して回転自在に支持されている。一方のサイドギア５０２Ａは、後輪側出力軸２に一体回転可能にスプライン嵌合されているが、他方のサイドギア５０２Ｂは、後輪側出力軸２に適宜の転がり軸受（符号省略）を介して相対回転可能に外装されている。
【０１０３】
切り替え機構７については、上記実施形態と基本的に同様の構成になっており、スリーブ５０５上に配置されている。このスリーブ５０５は、他方のサイドギア５０２Ｂを介してドライブスプロケット８の延長筒部８ａに一体回転可能にスプライン嵌合されている。つまり、スリーブ５０５と他方のサイドギア５０２Ｂとドライブスプロケット８とが、一体に結合されており、これらが請求項に記載の中継部材に相当している。
【０１０４】
但し、上記実施形態と同様に、例えばスリーブ５０５をドライブスプロケット８と別体にしているが、一体に形成することも可能である。
【０１０５】
切り替え機構７のギアピース７２は、その歯群７２ａがデフケース５０１の端面に円周等配に形成される歯群５０１ａに対して軸方向から噛合可能に配置されている。
【０１０６】
この切り替え機構７の機能については、上記実施形態と基本的に同様であるが、簡単に説明すると、シフトフォーク１６によりスライダ７１を軸方向に変位させることによって、センターデフ５をフリーモードあるいはロックモードに切り替えることが可能になっているとともに、ロックモードを選択している状態において、一時的にロックモードを自動解除することが可能になっている。
【０１０７】
（２）上記実施形態に示したモード切り替え機構５については、上記実施形態で説明した作用を発揮するものであれば、スライダ７１、ギアピース７２、コニカルスプリング７３の形状や配置を適宜変更することが可能である。
【０１０８】
（３）上記実施形態では、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式の車両をベースにした四輪駆動車両に用いるトランスファを例に挙げているが、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両をベースにした四輪駆動車両に用いるトランスファや、その他の方式のトランスファにも本発明を適用することができる。また、このような車両用のトランスファのみに限定されず、例えば各種の動力伝達装置に本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明に係る車両用のトランスファの一実施形態で、要部を断面にして示す概略構成図である。
【図２】図１においてセンターデフおよびモード切り替え機構を拡大して示す図であり、モード切り替え機構をフリーモードにした状態を示している。
【図３】図２のモード切り替え機構を分解した斜視図である。
【図４】図２においてモード切り替え機構をロックモードにした状態を示している。
【図５】図４の（５）−（５）線断面の矢視図で、平面展開して示している。
【図６】図４において、ロックモードが一時的に自動解除された状態を示している。
【図７】図６の（７）−（７）線断面の矢視図で、平面展開して示している。
【図８】本発明に係る車両用のトランスファに備えるセンターデフの他の実施形態を示しており、図２に対応する図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１      入力軸
２      後輪側出力軸
３      前輪側出力軸
４      副変速機構
５      センターデフ
５１      リングギア
５２      サンギア
５３      ピニオンギア
５４      キャリア
５４ａ    キャリアの歯群
６      レンジ切り替え機構
７      モード切り替え機構
７１      スライダ
７２      ギアピース
７２ａ    ギアピースの歯群
７３      コニカルスプリング（弾性部材）
８      ドライブスプロケット（中継部材）
９      ドリブンスプロケット
１０      チェーン
１１      駆動ユニット
１２      コントロールユニット
１６      シフトフォーク
【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】
2009078593.tif 000009
【図８】
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