JP2003267082A

JP2003267082A - 車輌用２輪４輪駆動切換装置

Info

Publication number: JP2003267082A
Application number: JP2002076730A
Authority: JP
Inventors: Shinji Goto; 真二後藤; Akio Senda; 明生千田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-09-25
Also published as: CA2421282C; US6935452B2; CA2421282A1; US20040003953A1

Abstract

(57)【要約】【課題】音の発生が小さく、かつ、消費電力を極力小
さく抑えることのできる車輌用２輪４輪駆動切換装置を
提供することを目的とする。【解決手段】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いずれか一方に設けら
れ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切
換ユニットと、この切換ユニットを制御するコントロー
ルユニットとを備え、このコントロールユニットが、前
記切換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、こ
の駆動電流値を所定値に保持すべく、デューティー可変
制御を行うようになされている。

Description

【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１
０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１５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て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１５は、たとえ
ば、図９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
う切換ユニット１７とによって構成されている。

【０００７】詳述すれば、前記前輪用最終減速器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Ｓ
１、Ｓ２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Ｓ１、Ｓ２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・１６
ｂ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Ｓ１、Ｓ２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。そし
て、前記２輪４輪駆動切換装置１５にあっては、特開平
８−２１６７１４号公報に示されるように、４輪駆動時
においては、前記２輪４輪駆動切換装置１５に通電状態
に保持している。すなわち、図８に示すように、２輪駆
動時には、前記２輪４輪駆動切換装置１５への駆動電流
の供給を停止し、４輪駆動時において駆動電流を連続供
給するようにしている。

【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においては、つぎのよ
うな改善すべき課題が残されている。

【００１２】すなわち、駆動形態の切換時に、前輪４と
後輪５との間に少しでも周速差があると、切換リング２
０と入力軸構成体１６ｂとの噛合がうまくいかず、切り
換えできない場合があるといった課題である。また、切
り換えが行われた場合にあっても、その切り換え時にス
プラインどうしがぶつかり、音が発生するといった課題
もある。

【００１３】このような課題を解消するためには、切換
リング２０のスプラインと入力軸構成体１６ｂのスプラ
インとを同期させる（位置合わせする）ような機構が必
要となることから、構造が複雑になり、また、２輪４輪
駆動切換装置１５を組み込む際に、組み込み位置の部材
を、既存の構造から大幅に変更する必要がある。一方、
前記特開平８−２１６７１４号公報に示された技術にあ
っては、４輪駆動時においては、２輪４輪駆動切換装置
１５に駆動電流を連続供給していることから、消費電力
が大きく、小型の車輌においては、大きな負担となる。

【００１４】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、音の発生が小さく、かつ、消費電力を
極力小さく抑えることのできる車輌用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、前述した目的を達成
するために、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いず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
ニットと、この切換ユニットを制御するコントロールユ
ニットとを備え、このコントロールユニットが、前記切
換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、この駆
動電流値を所定値に保持すべく、デューティー可変制御
を行うことを特徴とする。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、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いずれか
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と、この切換ユニットを制御す
るコントロールユニットとを備え、このコントロールユ
ニットが、前記切換ユニットへ供給される駆動電流値を
検出して、この駆動電流値を所定値に保持すべく電圧調
整を行うようになさ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、および、図６ないし図８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３
２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】ついで、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２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は、その軸線方向に２分割されて、第
１のアウターリング３７ａと第２のアウターリング３７
ｂとなされているとともに、それぞれの端部に設けられ
たスプライン６０を介して一体回転可能に連結されてい
る。また、前記第２のアウターリング３７ｂの、前記エ
ンジン２側の端部内周面には、スプライン３９が形成さ
れており、この第２のアウターリング３７ｂ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と第２のアウター
リング３７ｂ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１
３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３
７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。

【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４
８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Ｏ
Ｎ・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】一方、前記コントロールユニット５１は、
図７に示すように、前記電磁コイル４９への駆動電流の
制御をなすデューティー（ＤＵＴＹ）制御手段６４と、
前記電磁コイル４９へ供給されている駆動電流値を検出
する電流検出手段６５とを備え、前記デューティー制御
手段６４は、前記電流検出手段６５からの検出信号に基
づいて、前記駆動電流を、デューティー可変制御を行う
ことにより、前記駆動電流値が設定値となるように制御
するようになっている。

【００２８】このデューティー可変制御は、前述したよ
うに、前記電磁コイル４９へ供給される駆動電流値を一
定にすべく設定されるもので、内燃機関２の運転状態や
負荷状態等に応じて適宜設定されるもので、クラッチ圧
不足によって２輪駆動に移行してしまうことを防止する
範囲内で設定される。すなわち、前記電流値が設定値以
下である場合には、前記電磁クラッチ４７における接合
力が弱く、運転状態によっては音の発生の原因となる場
合があり、また、電流値が設定値以上である場合には、
前記電磁コイル４９の温度が上昇し、これによって、消
費電力の増加を招き、あるいは、前記電磁クラッチ４７
のクラッチ圧が変化して音の発生の原因となる。また、
図１において符号６１および符号６２はオイルシールで
あり、さらに、符号６３はダストシールである。

【００２９】このように構成された本実施形態に係る２
輪４輪駆動切換装置３０は、前輪４への駆動力の伝達を
解除するために、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。これによって、図３
（ａ）に示すように、前記係脱部材３４が、前記カム４
６のボトム部に位置させられて、前記アウターリング３
７から離間した位置に保持される。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。

【００３０】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（ｂ）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。

【００３１】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、係脱部材３４が、アウターリン
グ３７とインナーリング４０との間に挟み込まれること
によって、動力伝達可能な状態となることから、その衝
撃音が極めて小さく、この結果、駆動形態の切り換え時
における音の発生を小さく抑えることができる。

【００３２】また、切換ユニット３１をユニット化し、
この切換ユニット３１を前輪用最終減速器１３へ固定す
ることによって装着可能であるから、既存の構造の大幅
な変更を伴うことなく組み込みが可能である。

【００３３】また、前後輪４・５に周速差があっても駆
動軸３２と従動軸３３との接続および切り離しが可能で
あり、同期機構等の複雑な補助機構を設ける必要が無
く、この点からも構成が簡素化される。

【００３４】そして、車輌１が４輪駆動の駆動形態にあ
る場合、切換機構３５に供給される駆動電流が、前述し
たように、デューティー可変制御によって供給されてい
ることから、連続供給のみの場合に比して消費電力が軽
減され、この結果、発電装置やバッテリの小型化が図ら
れる。また、本実施形態においては、前記コントロール
ユニット５１において、前述した電磁コイル４９へ供給
される駆動電流値が、電流検出手段６５によって常時検
出されるとともに、前記デューティー制御手段６４へフ
ィードバックされているとともに、図８の処理フローに
示すように、前記電流検出手段６５による駆動電流値の
読み込み（ステップＳ１）の後に、ステップＳ２におい
て電磁コイル４９の電流値が設定値以上であるか否かの
判断がなされ、設定値以上であれデューティー制御の比
率を下げることによって前記駆動電流値を下げるように
調整し（ステップＳ４）、また、前記電流値が設定値以
下である場合には、デューティー制御の比率を上げるこ
とによって前記駆動電流値を上げる（ステップＳ３）。
これによって、前記駆動電流値が所定値に調整されて、
前記電磁クラッチ４７のクラッチ圧が安定した状態に保
持される。

【００３５】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。たとえば、前記駆動電流調整
を、電磁コイル４９へ供給される電圧を調整することに
よって行うこともできる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、２輪４
輪駆動切換装置を構成する切換ユニットに供給する駆動
電流値を監視して、この駆動電流値を設定値とすべく、
前記駆動電流の供給を、デューティー可変制御による供
給によって行い、あるいは、前記切換ユニットに供給さ
れる電圧調整によって行うことにより、前記切換ユニッ
トにおけるクラッチ圧を一定に保持し、これによって、
車輌の運転状態の変化時等の、切換ユニットにおける音
の発生を抑制することができる。また、切換ユニットの
温度変化に伴う駆動電流値の変化に対しても、その調整
を自動的に行うことができ、この点からも、前述したク
ラッチ圧の変化を抑制して音の発生を抑制することがで
きるとともに、消費電力を軽減することができ、この結
果、発電装置やバッテリ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】本発明の一実施形態を示すもので、切換機構へ
供給される駆動電流の波形を示す図である。

【図７】本発明の一実施形態を示すもので、コントロー
ルユニットのブロック図である。

【図８】本発明の一実施形態を示すもので、コントロー
ルユニットの動作を説明するための処理フロー図であ
る。

【図９】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。

【図１０】従来の２輪４輪駆動切換装置へ供給される駆
動電流の波形を示す図である。

【符号の説明】

１（２輪４輪駆動切換型）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１５２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３７ａ第１のアウターリング３７ｂ第２のアウターリング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６０スプライン６１オイルシール６２オイルシール６３ダストシール６４デューティー（ＤＵＴＹ）制御手段６５電流検出手段Ｓ１、Ｓ２スプライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D036 GA12 GB05 GD08 GE05 GF07 GG15 GH26 GJ06 3D043 AA06 AA08 AB05 AB17 EA02 EA19 EA38 EA42 EB03 EB07 EB12 EC01 EC02 EF09 EF12 EF19 3J057 AA01 AA09 BB03 BB10 FF17 GA17 GB21 GC08 GE08 HH01 JJ05

Claims

【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いずれか一方に設けら
れ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切
換ユニットと、この切換ユニットを制御するコントロー
ルユニットとを備え、このコントロールユニットが、前
記切換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、こ
の駆動電流値を所定値に保持すべく、デューティー可変
制御を行う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】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いずれか一方に設けら
れ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切
換ユニットと、この切換ユニットを制御するコントロー
ルユニットとを備え、このコントロールユニットが、前
記切換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、こ
の駆動電流値を所定値に保持すべく電圧調整を行うよう
になされていることを特徴とする車輌用２輪４輪駆動切
換装置。