JP2003021221A - 二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリと二輪及び四輪駆動モード間の切替えを行う方法 - Google Patents
二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリと二輪及び四輪駆動モード間の切替えを行う方法Info
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Abstract
騒音が一層低い四輪駆動(4WD)車両用の二重接続は
ずしディファレンシャル・アセンブリ10を提供するこ
とにある。 【解決手段】 二重接続はずしディファレンシャル・ア
センブリは、その両車軸24、25をデフ・サイド・ギ
ヤ20、21に対し同時に接続し/接続をはずす。両車
軸24、25を相互に接続して軸線方向に沿い同時に滑
動させる。2個のデフ・サイド・ギヤ20、21に又各
車軸24、25に協働するクラッチ機構を、車軸24、
25の同時の接続又同時の接続はずしのために設ける。
二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ10
は、簡単、簡潔で信頼性が高く、現用の単一車軸接続は
ずし機構に伴う欠点を除く。
Description
はずし駆動アセンブリ(differential d
isconnect drive assembly)
又は機構、ことに二輪駆動モードでも又は四輪駆動モー
ドでも又は四輪駆動モードでも作動できる四輪駆動車両
用の二重接続はずし駆動アセンブリ(dual dis
connect drive assembly)に関
する。
でも作動できる四輪駆動車両は、広い普遍性を得てい
る。このような車両用の車軸接続はずし機構又はディフ
ァレンシャル接続はずし機構或はアセンブリはよく知ら
れている。
はずし機構は、車軸アセンブリの2本の出力軸のうちパ
ートタイム駆動される一方の出力軸だけの接続をはず
す。このようにしてディファレンシャルのピニオン・ギ
ヤ及びサイド・ギヤを逆駆動によって回転させる。ただ
しデフ・ケースは静止したままにしてある。このことは
速度検出リミテッド・スリップ・ディファレンシャルに
は適合しない。又単一車軸接続はずし機構は、この車両
が二輪駆動モードにある間は各デフ部品の回転によって
騒音及び摩耗を生じ燃料経済性が低くなる。
・アセンブリ又は機構が提案されている。これ等の機構
は一般に余分の運動部品を備え、かなり複雑であり又所
要空間のために比較的幅の広い自動車への取付けにしか
適合しない。初期の設計ではサイド・ギヤ及び車軸の間
にクラッチ部材を挿入している望ましい工業的承認は得
られていない。
転できる第1及び第2のサイド・ギヤを持つディファレ
ンシャルを提供する。回転できる第1及び第2の出力軸
は各サイド・ギヤと同軸であり、又クラッチ機構は各サ
イド・ギヤに対し同時に駆動作用を伴う係合状態にする
か又は同時にこの係合状態を離脱するのに使う。クラッ
チ係合位置(clutch engaging pos
ition)と、クラッチ係合離脱位置(clutch
disengaging position)との間
に被動車軸(driven axle)を滑動して同時
に動かすのにアクチュエータを使う。
各クラッチ部材を係合させるクラッチ部材を備え、被動
車軸は第1の方向にクラッチ係合位置に同時に滑動でき
又第2の方向にクラッチ係合離脱位置に同時に滑動でき
る。各被動車軸は同時の滑動運動を生ずるように相互に
接続する。
ァレンシャル・アセンブリは軸線方向に係合できるクラ
ッチ部材として、第1及び第2のサイド・ギヤと第1及
び第2の被動車軸との間のスプライン形インタフェース
接続部を備える。各被動ギヤをクラッチ係合はずし位置
に付勢する付勢手段を設けてある。自動車は、クラッチ
の係合をはずすと二輪駆動モードになりクラッチを係合
させると四輪駆動モードになる。アクチュエータは相互
接続した被動車軸の滑動運動により各車軸を係合離脱位
置に移す。
及びサイド・ギヤの両方に1対の割りスプライン歯を設
け二重車軸接続はずしシステムの係合及び係合はずしに
必要な移動距離を減らすようにしてある。
は、複数の利点を持ち、単一の出力軸及びその車軸だけ
を二輪駆動モードを選択したときにディファレンシャル
に対する駆動作用を伴う係合状態から離脱する従来知ら
れている接続はずし機構に比べて燃料経済性が一層高く
摩耗が一層少なく騒音が一層低い。従来知られている二
重接続はずしディファレンシャル・アセンブリに比べて
本発明の利点は、全体寸法は増さないで部品数は一層少
なく簡潔さを高め一層強い軸/ギヤ構造を備えることで
ある。このようにして、サブコンパクト車を含む任意の
寸法の自動車に本発明に二重接続はずし駆動機構を利用
することができる。これにより、現在知られている二重
接続はずし機構の所要空間によって従来随意の四輪駆動
方式を備えていない、サブコンパクト車を含む比較的小
形の自動車に四輪駆動装置を設けることができる。
について詳細に説明する。
ム前車軸を持つ四輪駆動(4WD)自動車の前車軸に対
する本発明による二重接続はずしディファレンシャル・
アセンブリ(又は機構)を示してある。
に、自動車変速機から縦方向に延びる駆動軸(図示して
ない)により駆動される縦方向に延びるピニオン軸(又
は入力軸)(図示してない)により駆動される。このピ
ニオン軸は、デフ・ケース12に固定した(たとえばボ
ルト止めした)リング・ギヤ(図示してない)にかみあ
う。デフ・ケース12は、軸受け15によりデフ・ハウ
ジング14内に回転できるように取付けてある。デフ・
ケース12とこのデフ・ケースに固定したリング・ギヤ
とは、出力軸24、25の軸線である横方向水平軸線の
まわりに回転する。
さらにクロス・ピン16とクロスピン16に対し回転で
きるように取付けたピニオン・ギヤ18とを備える。こ
のディファレンシャルはさらに、それぞれ第1(すなわ
ち左側)及び第2(すなわち右側)のサイド・ギヤ2
0、21(図1、2及び3参照)を備える。各サイド・
ギヤ20、21は、互いに同軸で共通の横方向軸線のま
わりに回転する。この軸線は又前記した車軸24、25
の共通の軸線である。
なようにそれぞれスプライン22、23の形のクラッチ
部材を備える。各スプライン22、23は左側サイド・
ギヤ20の外端部において又右側サイド・ギヤ21の内
端部において各サイド・ギヤ20、21の中心穴にその
各左端部の近くに形成してある。
ル・アセンブリ10はさらに互いに同軸の第1(又は左
側)の出力軸24と第2(又は右側)の出力軸25とを
備える。これ等の出力軸24、25は横方向に延び各サ
イド・ギヤ20、21と同軸である。これ等の出力軸2
4、25はクロスピン16の近くの内側端部から外側端
部に延びる。これ等の外側端部はデフ・ハウジング14
の外側に延びる。各スプライン26、27は出力軸2
4、25の内側端部にこれ等の出力軸を駆動するように
設けてある。普通のもの(たとえば自在接手)でよい接
手又はフランジ28は、出力軸24、25の各外側端部
に設けられこの自動車の各側で横方向外方に車輪(図示
してない)に延びている。
び第2の車軸24、25は相互に接続され一単位として
互いに軸線方向に滑動できる。すなわち本発明は、2本
の車軸24、25を互いに接続するようにディファレン
シャル・アセンブリを貫いて延びる接ぎロッド又はその
他の適当な部材の形のリンキング部材129を設けるの
がよい。この構造では本発明は各車軸の同時の軸線方向
運動を生ずることにより第1及び第2の車軸24、25
を第1及び第2のサイド・ギヤ20、21から手動で接
続をはずす。図1及び図2の実施例ではり接ぎロッドは
クロスピン16を貫通する。図3に示した変型ではリン
キング部材129は、各車軸24、25を互いに接続す
る接続スリップの形を持つ。図3の構造ではクロスピン
16は穴130でリンキング部材すなわち接続スリーブ
129を貫通する。例示した両方の構造で2本の被動車
軸24、25は確実に相互に結合してクラッチ係合位置
及び係合離脱位置の間で相互の直線滑動運動を生ずるよ
うにする。
ル・アセンブリ10は両出力軸24を各各サイド・ギヤ
20、21に対し駆動作用を伴って同時に組合う状態に
し、又は同時にこの状態からはずすクラッチ機構を備え
る。各サイド・ギヤ20、21のスプライン22、23
はこのクラッチ・アセンブリ又は機構の一部を形成す
る。
軸24、25に固定して設け又はその他の方法で形成す
る。各サイド・ギヤ20、21の内歯スプライン32と
各出力軸24、25の外歯スプライン26、27は被動
ギヤの軸線方向の滑動運動は生じさせるが相対回転は生
じないようにする。すなわち各サイド・ギヤ20、21
は係合位置では各出力軸24、25と共に回転する。
1と外歯スプライン付き車軸24、25とを備えた全体
のクラッチ部材は、正常位置である。図1にクラッチ係
合離脱位置で示してある。作動すると次に述べるように
軸線方向に滑動できる車軸24、25は図1に示すよう
にクラッチ係合位置に左方に滑動する。このクラッチ係
合位置では各サイド・ギヤ20、21のクラッチ部材す
なわちスプライン22、23は各車軸24、25の各ス
プライン26、27にかみあう。各出力軸24、25
は、クラッチ機構がクラッチ係合位置にあるときは各サ
イド・ギヤ20、21と共に回転し、又クラッチ機構が
クラッチ係合離脱位置にあるときは各サイド・ギヤ2
0、21に関係なく回転する。
24、25をクラッチ係合離脱位置にすなわち図1の右
方に付勢する付勢手段として作用する。ばね42は第1
のすなわち左方の出力軸24に衝合する。
クチュエータ40を二またの端部部分を持つシフトフォ
ークとして設けてある。この端部部分は、車軸の一方に
固定して設けたクラッチ・カラー36のみぞ38内に受
入れる。このシフトフォークは公知の手段41により、
たとえば電気式手段(これが好適である)により、又は
流体圧式、空気圧式、真空式又は機械式の手段により作
動する。作動は、自動的に又は自動車キャブ内の手動制
御器又はペダル制御器のような手動作動器により行う。
チ係合離脱位置にすなわち図1の右方にある。自動車は
クラッチの係合をはずすと二輪駆動(2WD)モードに
なる。クラッチ機構を係合させ自動車を四輪駆動(4W
D)モードにするにはクラッチ・アクチュエータ40に
より圧縮ばね42の付勢作用に逆ってクラッチ・カラー
36を図1の左方に動かす。クラッチ・カラー36は車
軸24、25をばね42の付勢作用に逆って左方に押す
ことにより各被動車軸24、25のクラッチ部材すなわ
ちスプライン26、27を各サイドギヤ20、21の各
クラッチ部材すなわちスプライン22、23に組合った
状態にする。クラッチ機構がこのようにして係合する
と、車軸24は各サイド・ギヤ20、21と同じ速度で
回転するように拘束され接手28を経て各車輪端部(図
示してない)に動力を伝える。四輪駆動の必要がもはや
なくなると、クラッチ・アクチュエータ40を右方に動
かす。この場合又クラッチ・カラー36を右方に滑動す
る。この場合圧縮ばね42二より車軸24、25を右方
にすなわちクラッチ係合離脱位置に押し自動車を二輪駆
動モードに戻す。
ンシャル・アセンブリを示す。四輪駆動方式を備えた最
近の自動車はフルタイム後車軸及びパートタイム前車軸
を備える。しかし若干の近年の四輪駆動者はフルタイム
前車軸及びパートタイム後車軸を備える。本発明ディフ
ァレンシャル・アセンブリは前車軸又は後車軸に、その
いずれがパートタイム車軸であっても、使うことができ
る。
通常クラッチ係合離脱位置に向かい付勢されパートタイ
ム車軸が係合離脱状態になる。その理由は通常運転条件
で四輪駆動運転が要求されるときを除いて、パートタイ
ム車軸の係合離脱状態で二輪駆動モードで運転するのが
よいからである。しかしこのばねは所望によりクラッチ
係合位置に向かい付勢することができる。他の付勢手段
たとえば空気ばね所望により図示の圧縮ばねの代りに使
うことができる。
部材に磁石のような若干の手段を設けてさえあればなし
で済ますことができる。このような磁石は使用した場合
に、互いに隣接する軸線方向に滑動できる部材間の相対
回転を防ぎ又は妨げるほど強くなくてもよい。被動車軸
24、25をクラッチ係合離脱位置にシフトする作用を
する他の機械的機構も又考えられる。
4を囲む環状ソレノイド・オペレータを使うことがで
き、この場合所望によりカラー36を設けないで済ます
ことができる。しかしカラー36及びシフト・フォーク
・アクチュエータ40を備えた図示の装置は、この場合
アクチュエータの形式に関して又その場所に関しても一
層高い普遍性がえらルから好適である。
軸(典型的には中心にリングを備えこのリングから外方
に延びる複数個の半径方向に延びるアームをこのリング
に設けてある)を使うことができる。
たって延びる外歯スプラインを持つ被動ギヤ30を例示
したが、被動ギヤの軸線方向長さが例示した長さより長
くてもよく又これ等の外歯スプラインが全長にわたって
は延びる必要がないのは明らかである。このような場合
にスプライン付き部分は図1の右方にある。このこと
は、スプライン付き部分の軸線方向長さが被動ギヤの軸
線方向全長の正確に半分である場合を除いて多くの場合
に互いに同じでない左右の被動ギヤを必要とするから通
常好ましくない。
はずしを行う簡単で信頼性のある機構を提供する。すな
わち両出力軸24、25は本発明装置ではこれ等の軸の
サイド・ギヤ20、21に対し同時に接続し又は接続を
はずす。この新規な二重接続はずしディファレンシャル
・アセンブリは、前記した逆駆動装置のような単一軸接
続はずし機構のよく知られた欠点を防ぐ。
ル・アセンブリは又密実である。本発明ではコンパクト
・カー及びサブコンパクト・カー用のパートタイム二重
接続はずし四輪駆動装置が得られる。
24が各サイド・ギヤ20、21に対し接続されていて
も接続がはずれていても、互いに異なる速度で自由に回
転する。しかし所望により図示したようなパートタイム
車軸用のディファレンシャル・アセンブリはさらに所望
によりディファレンシャル・ロックアウト機構(普通の
ものでよい)を設けることができる。
説明したが、本発明はなおその精神を逸脱しないで種種
の変化変型(とくに前記した又その他の例を含む)を行
うことができるのはもちろんである。
ル・アセンブリの水平断面図である。
相互接続カラーの斜視図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 クロス・ピンに対して回転できるように
取付けた各ピニオン・ギヤと、共通の横方向軸線のまわ
りに回転できる第1及び第2のサイド・ギヤと、これ等
の第1及び第2のサイド・ギヤにそれぞれ同軸の回転で
きる第1及び第2の出力軸とを備えた自動車用の二重接
続はずしディファレンシャル・アセンブリにおいて、 前記第1及び第2のサイド・ギヤにより駆動される第1
及び第2の互いに同軸に整合した車軸を備え、 これ等の第1及び第2の車軸を、軸線方向に滑動できる
ようにし、これ等の車軸の同時の軸線方向運動を生ずる
ように相互に接続することにより、前記第1及び第2の
車軸を前記第1及び第2のサイド・ギヤから相互に接続
をはずすようにして成る、二重接続はずしディファレン
シャル・アセンブリ。 - 【請求項2】 さらに、前記第1及び第2の車軸を、前
記横方向軸線に沿い同時に並進させるように相互に接続
する相互接続部材を備えた請求項1の二重接続はずしデ
ィファレンシャル・アセンブリ。 - 【請求項3】 前記相互接続部材を、前記第1の車軸の
内側端部から前記第2の車軸の内側端部に延びる棒によ
り構成した請求項1の二重接続はずしディファレンシャ
ル・アセンブリ。 - 【請求項4】 前記棒が前記クロス・ピンを貫通するよ
うにした請求項3の二重接続はずしディファレンシャル
・アセンブリ。 - 【請求項5】 前記相互接続部材を、貫通する前記クロ
ス・ピンを受入れることができ前記第1及び第2の車軸
の間に延び、これ等の車軸を互いに接続する相互接続カ
ラーにより構成した請求項2の二重接続はずしディファ
レンシャル・アセンブリ。 - 【請求項6】 さらに、 前記第1及び第2のサイド・ギヤに設けた第1のクラッ
チ部材と、 前記第1及び第2の車軸に設けられ、それぞれ前記第1
及び第2のサイド・ギヤのそれぞれの前記第1のクラッ
チ部材に係合する第2のクラッチ部材と、を備えた請求
項1の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブ
リ。 - 【請求項7】 さらに、前記第1及び第2の車軸の一方
に取付けられ、前記第1及び第2の車軸をクラッチ係合
位置及びクラッチ係合離脱位置の間で同じ方向に同時に
軸線方向に動かすリングを備えた請求項1の二重接続は
ずしディファレンシャル・アセンブリ。 - 【請求項8】 さらにアクチュエータを備え、このアク
チュエータに、前記第1及び第2の車軸を前記のクラッ
チ係合位置及びクラッチ係合離脱位置の間で滑動可能に
動かすように、前記リングに係合するアームを設けた請
求項7の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブ
リ。 - 【請求項9】 前記第1及び第2の車軸の外面と、前記
第1及び第2の再度・ギヤの内面とに、互いに相補的な
スプラインを設けた請求項1の二重接続はずしディファ
レンシャル・アセンブリ。 - 【請求項10】 前記第1及び第2のサイド・ギヤに、
軸線方向に延びる中心穴を設け、前記第1及び第2のサ
イド・ギヤの前記第1のクラッチ部材が、前記中心穴の
一部分に形成したスプラインであり、前記第1及び第2
の車軸の前記第2のクラッチ部材が、前記各車軸の外面
に形成したスプラインであり、前記第1及び第2のサイ
ド・ギヤの前記スプラインと、前記第1及び第2の車軸
の前記スプラインとが、前記第1及び第2の車軸がクラ
ッチ係合位置にあるときは互いに係合するが、前記第1
及び第2の車軸がクラッチ係合離脱位置にあるときは係
合が離脱するようにした請求項1の二重接続はずしディ
ファレンシャル・アセンブリ。 - 【請求項11】 圧縮ばねにより前記第1及び第2の車
軸を前記クラッチ係合位置及びクラッチ係合離脱位置の
一方に向かい付勢するようにした請求項10の二重接続
はずしディファレンシャル・アセンブリ。 - 【請求項12】 前記圧縮ばねにより前記第1及び第2
の車軸を前記係合離脱位置に向かい付勢するようにした
請求項11の二重接続はずしディファレンシャル・アセ
ンブリ。 - 【請求項13】 前記第1及び第2の車軸を、前記の第
1及び第2の被動ギヤがクラッチ係合位置にあるときは
前記第1及び第2のサイド・ギヤに駆動作用を伴って係
合するが、前記第1及び第2の車軸がクラッチ係合離脱
位置にあるときはフリー・ホイーリング・モードになる
ようにした請求項1の二重接続はずしディファレンシャ
ル・アセンブリ。 - 【請求項14】 前記第1及び第2の出力軸と、前記の
第1及び第2のサイド・ギヤとが、前記第1及び第2の
出力軸の被動モード及びフリー・ホイーリング・モード
の両方で互いに異なる速度で回転できるようにした請求
項13の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブ
リ。 - 【請求項15】 さらに、前記各車軸及び前記各サイド
・ギヤの間にスプライン付き相互接続部を設けて、この
スプライン付き相互接続部の各スプラインを、前記第1
及び第2の各車軸と、前記第1及び第2の各サイド・ギ
ヤとの軸線方向に互いに間隔を置いた1対のギヤ歯の列
に分割するようにした請求項1の二重接続はずしディフ
ァレンシャル・アセンブリ。 - 【請求項16】 四輪駆動(4WD)車両に対して二輪
駆動モードと四輪駆動モードとの間の切替えを行う方法
において、ディファレンシャル・アセンブリの互いに対
向する端部から延びる第1及び第2の車軸を相互に接続
するステップを包含する方法。 - 【請求項17】 相互に接続した前記第1及び第2の車
軸を、軸線方向に沿い滑動させ、前記各車軸を前記ディ
ファレンシャル・アセンブリの第1及び第2の各サイド
・ギヤから接続をはずすステップをさらに包含する請求
項16の方法。 - 【請求項18】 前記各車軸と前記各サイド・ギヤとの
間にスプライン付き相互接続部を設けることにより、こ
れ等のスプラインを軸線方向に互いに間隔を置いた1対
の列のギヤ歯に分割するステップをさらに包含する請求
項16の方法。
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