JP2005083550A - 相対回転制御装置及び四輪駆動車 - Google Patents

Abstract

【課題】 トルク伝達強度、性能の維持、スペース的に有利な構造、電磁石等の配置を容易にすることを可能とする。
【解決手段】 中空の外ケース６７と、外ケース６７内に相対回転自在に配置された中空のデフケース７９と、デフケース７９内に相対回転自在に配置されたサイドギヤ９３と、デフケース７９、サイドギヤ９３間の相対回転を制御するクラッチ９９と、外ケース６７の外側に配置されクラッチ９９を操作する電磁石７８と、外ケース６７，デフケース７９に設けられ電磁石７８の電磁力をクラッチ９９に及ぼすための非磁性部１２３，１２５とからなることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、四輪駆動車のトランスファ装置等に用いられる相対回転制御装置及び該相対回転制御装置を備えた四輪駆動車に関する。

図４は、従来のトランスファ装置２０１の断面図である。トランスファ装置２０１は、トランスファケース２０３にセンターデファレンシャル装置２０５、フロントデファレンシャル装置２０７、ドライブピニオンシャフト２０９を支持している。

前記センターデファレンシャル装置２０５は、デフケース２１１内に差動機構２１３を備えている。差動機構２１３は、ピニオンギヤ２１５と、差動ギヤ２１７，２１９とからなっている。ピニオンギヤ２１５は、ピニオンシャフト２２１を介して、前記デフケース２１１に回転自在に支持されている。差動ギヤ２１７，２１９は、ピニオンギヤ２１５に噛み合っている。

前記フロントデファレンシャル装置２０７は、デフケース２２３内に差動機構２２５を備えている。差動機構２５５は、ピニオンギヤ２２７と、サイドギヤ２２９，２３１からなっている。ピニオンギヤ２２７は、ピニオンシャフト２３３によって、前記デフケース２２３に回転自在に支持されている。サイドギヤ２２９，２３１は、ピニオンギヤ２２７に噛み合っている。サイドギヤ２２９，２３１には、左右のアクスルシャフト２３２，２３４が結合されている。

前記フロントデファレンシャル装置２０７のデフケース２２３は、第１の中空シャフト２３５に結合されている。第１の中空シャフト２３５は、センターデファレンシャル装置２０５の差動ギヤ２１７に結合されている。フロントデファレンシャル装置２０７のデフケース２２３に対し外側に第１のリングギヤマウントケース２３７が設けられている。第１のリングギヤマウントケース２３７には、第１のリングギヤ２３９が設けられている。第１のリングギヤマウントケース２３７には、第２の中空シャフト２４１が結合されている。第２の中空シャフト２４１は、前記センターデファレンシャル装置２０５のデフケース２１１に結合されている。

前記センターデファレンシャル装置２０５の他方の差動ギヤ２１９には、第２のリングギヤマウントケース２４３が結合されている。第２のリングギヤマウントケース２４３には、第２のリングギヤ２４５が取り付けられている。第２のリングギヤ２４５は、ドライブピニオンシャフト２０９のドライブピニオンギヤ２４７に噛み合っている。

前記センターデファレンシャル装置２０５の差動ギヤ２１９内周側には、外部操作可能なスリーブ２２０が設けられている。外部操作によってスリーブ２２０を回転軸心に沿った方向へ前後移動させることにより、差動ギヤ２１９とピニオンシャフト２２１とを結合する状態と離脱する状態とに切り替えることができる。

そして、エンジンからトランスミッションを介して、第１のリングギヤ２３９にトルクが伝達されると、第１のリングギヤマウントケース２３７から第２の中空シャフト２４１を介して、センターデファレンシャル装置２０５のデフケース２１１にトルクが入力される。このトルク入力によって、センターデファレンシャル装置２０５のデフケース２１１が回転し、ピニオンシャフト２２１、ピニオンギヤ２１５を介して、差動ギヤ２１７，２１９を一体に回転する。

一方の差動ギヤ２１７の回転によって、第１の中空シャフト２３５を介して、フロントデファレンシャル装置２０７のデフケース２２３にトルクが伝達される。このトルク伝達によって、ピニオンシャフト２３３、ピニオンギヤ２２７を介し、サイドギヤ２２７，２３１が一体に回転する。サイドギヤ２２９，２３１からは、左右のアクスルシャフト２３２，２３４へトルクが伝達され、左右の前輪が回転駆動される。

前記センターデファレンシャル装置２０５の他方の差動ギヤ２１９の回転によって、第２のリングギヤマウントケース２４３が共に回転する。第２のリングギヤマウントケース２４３からは、第２のリングギヤ２４５、ドライブピニオンギヤ２４７を介して、ドライブピニオンシャフト２０９へトルク伝達が行われる。ドライブピニオンシャフト２０９からは、後輪側へトルク出力が行われ、後輪が回転駆動される。

左右前輪間で差動回転したときには、差動機構２２５のサイドギヤ２２９，２３１が差動回転して、左右前輪の差動回転を許容する。前後輪間での差動回転時には、フロントデファレンシャル装置２０５の差動ギヤ２１７，２１９が差動回転して、前後輪間の差動を許容することができる。

前記センターデファレンシャル装置２０５では、前記スリーブ２２０を外部操作することにより移動させ、差動ギヤ２１９とピニオンシャフト２２１とを結合することにより差動機構２１３の差動をロックすることができる。この差動ロックによって、前後輪間の差動をロックし、悪路走破性等を向上することができる。

しかしながら、上記のような構造では、差動ロック用のクラッチを構成するスリーブ２２０が差動ギヤ２１９とピニオンシャフト２２１との結合を断続するために、差動ギヤ２１９の内周側に配置された構成となっている。このため、差動ギヤ２１９の大きさ等をを犠牲にしなければならず、十分なトルク伝達強度、性能を確保するのに困難を伴うものであった。

また、スリーブ２２０の操作は、差動ギヤ２１９の回転軸心に沿った方向の外部で行うものに限られ、トランスファ装置２０１の左右長さが長くなり、スペース的に不利な構造となっていた。

これに対し、デフケース２１１と差動ギヤ２１３，２１９との間に、摩擦多板クラッチを配置し、この摩擦多板クラッチをアクチュエータによる外部操作で締結制御する構成も考えられる。

しかしながら、センターデファレンシャル装置２０５のデフケース２１１の外側には、第２のリングギヤマウントケース２４３が存在し、アクチュエータの取り付けや配線等に困難を伴うものであった。

特開昭６０−１８６５６号公報

解決しようとする問題点は、外内二重の部材を備えた相対回転制御装置において、トルク伝達のための強度、性能を確保することが困難である点、軸方向長さが大きくスペース的に不利である点、アクチュエータ等操作源の配置、配線が困難である点である。

本発明は、トルク伝達強度、性能の確保、軸方向長さを短くしてスペース的に有利とし、電磁石の配置や配線等を容易にするため、クラッチを第２，第３の回転部材間の相対回転を制御するものとし、クラッチ操作源を第１の回転部材の外側に配置し、第１，第２の回転部材に、該第１，第２の回転部材間の相対回転を許容しつつクラッチ操作源の操作力をクラッチに及ぼすための伝達部を設けたことを最も主要な特徴とする。

前記第１，第２の回転部材は、外内二重の第１，第２回転ケースであり、前記第３の回転部材は前記第２の回転部材内に連結された差動機構の差動ギヤであることを特徴とする。

前記クラッチは、第２，第３の回転部材間に設けられ、電磁力に起因して締結操作される摩擦クラッチであり、前記クラッチ操作源は、通電制御により前記電磁力を作用させる電磁石であり、前記伝達部は非磁性部であることを特徴とする。

前記摩擦クラッチは、前記第１，第２の回転部材の回転軸心に沿った方向で締結され、前記電磁石は前記第１の回転部材の端壁部に回転軸心に沿った方向で対向配置され、前記第１，第２の回転部材間にスラストベアリングを配置したことを特徴とする。

前記第１の回転部材は、駆動源側からのトルク入力を受けて後輪側へトルク出力を行い、前記第２の回転部材は、駆動現側からのトルク入力を受けて前輪側へトルク出力を行うことを特徴とする。

本発明の相対回転制御装置は、クラッチを第２，第３の回転部材間の相対回転を制御するものとしたため、第３の回転部材の軸心部側にクラッチを配置する必要がなく、第３の回転部材の大きさを制限することを抑制し、トルク伝達強度、性能を向上することができる。

前記クラッチを第１の回転部材外に設け該クラッチと第２，第３の回転部材との間を結合する連結構造を設ける場合に比較して、クラッチを第２，第３の回転部材間に設けることができ、連結構造等の複雑化を回避することができる。

前記クラッチは、第３の回転部材の軸方向端部側から操作することなく、第１の回転部材の外側に配置されたクラッチ操作源によって操作するから、軸方向長さの増大を抑制し、スペース的に有利な構造にすることができる。

第１，第２の回転部材に、該第１，第２の回転部材の相対回転を許容しつつクラッチ操作源の操作力をクラッチに及ぼすための伝達部を設けたため、クラッチ操作源を第１の回転部材の外側で自由に、且つ容易に配置することができる。

前記第２，第３の回転部材間のクラッチを制御するために第１の回転部材の外側に配置されたクラッチ操作源を用いることで、第１，第２の回転部材の支持性を向上させることができる。

前記クラッチ操作源を、第１の回転部材の外側に配置したため、第１の回転部材の回転軸心に沿った方向両側の一方或いは双方に無理なく配置することができ、設計自由度が拡大する。

前記第１，第２の回転部材は、外内二重の第１，第２の回転ケースであり、前記第３の回転部材は、前記第２の回転部材内に支持された差動機構の差動ギヤであるため、差動ギヤの大きさを制限するのを抑制し、差動機構としてのトルク伝達強度、性能を維持することができる。全体的な軸方向長さの増大を抑制して、スペース的に有利な構造とすることができる。クラッチ操作源を第１の回転ケースの外側に配置して、自由に、且つ容易に配置することができる。

前記クラッチは第２，第３の回転部材間に設けられ、電磁力に起因して締結操作される摩擦クラッチであり、前記クラッチ操作源は、通電制御により前記電磁力を作用させる電磁石であり、前記伝達部は非磁性部であるため、電磁石の通電制御により摩擦クラッチを締結操作して、第２，第３の回転部材の相対回転を制御することができる。

前記電磁石は、第１の回転部材の外側に配置することができ、その配置や配線等を容易に行うことができる。

前記摩擦クラッチは、第１，第２の回転部材の回転軸心に沿った方向で締結され、前記電磁石は、前記第１の回転部材の端壁部に回転軸心に沿った方向で対向配置され、前記第１，第２の回転部材間にスラストベアリングを配置したため、電磁石の通電制御によって、第２の回転部材内の摩擦クラッチに電磁力を及ぼし、回転軸心に沿った方向で締結することができる。この締結状態でスラストベアリングにより第１，第２の回転部材間の相対回転を無理なく維持することができる。

前記第１の回転部材は、駆動源側からのトルク入力を受けて後輪側又は前輪側へトルク出力を行い、前記第２の回転部材は、駆動源側からのトルク入力を受けて前輪側又は後輪側へトルク出力を行うため、四輪駆動を無理なく行うことができる。

外内二重の回転部材を備えた相対回転制御装置において、トルク伝達強度、性能の維持を図ると共にスペース的に有利な構造とすること、クラッチ操作源の配置を容易にすること、という目的を、クラッチ、クラッチ操作源及び伝達部を設けて実現した。

図１は、本発明の実施例１を適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である。図１のように、四輪駆動車１は、駆動源である内燃機関としてのエンジン３の出力をトランスミッション５を介して動力伝達装置であるトランスファ装置７へ入力するようになっている。

前記トランスファ装置７は、前輪９，１１、後輪１３，１５へトルクを分配出力する。トランスファ装置７のフロントデファレンシャル装置１９には、左右のアクスルシャフト２１，２３が結合されている。トランスファ装置７の後輪側への出力軸であるドライブピニオンシャフト２５には、プロペラシャフト２７が結合されている。プロペラシャフト２７には、ドライブピニオンシャフト２９が結合されている。ドライブピニオンシャフト２９のドライブピニオンギヤ３１には、リヤデファレンシャル装置３３のリングギヤ３５が噛み合っている。リヤデファレンシャル装置３３には、左右のアクスルシャフト３７，３９が結合されている。

従って、エンジン３からトランスミッション５を介して、センターデファレンシャル装置１７へ入力されたトルクは、一方ではフロントデファレンシャル装置１９へ伝達され、他方ではドライブピニオンシャフト２５へ伝達される。

前記フロントデファレンシャル装置１９からは、左右のアクスルシャフト２１，２３を介して、左右の前輪９，１１が回転駆動される。前記ドライブピニオンシャフト２５からはプロペラシャフト２７、ドライブピニオンシャフト２９、ドライブピニオンギヤ３１、リングギヤ３５、リヤデファレンシャル装置３３へトルク伝達が行われ、リヤデファレンシャル装置３３から左右のアクスルシャフト３７，３９を介して、左右の後輪１３，１５が回転駆動される。

従って、四輪駆動車１は、前後輪９，１１，１３，１５の四輪駆動によって走行することができる。

図２は、前記トランスファ装置７の一部省略断面図であり、図３はトランスファ装置の要部拡大断面図である。

図１〜図３のように、トランスファ装置７のトランスファケース３７は、トランスミッションケース３９にボルトナット等によって結合固定されている。

前記センターデファレンシャル装置１７は、前記トランスミッションケース３９側に配置されている。センターデファレンシャル装置１７のデフケース４１に、トランスミッション５側からトルク入力を受ける第１リングギヤ４３が設けられている。

前記デフケース４１は、ベアリング４５，４７によって、トランスミッションケース３９側に回転自在に支持されている。デフケース４１内には、差動機構４９が設けられている。差動機構４９は、ピニオンギヤ５１と一対の差動ギヤ５３，５５とを備えている。ピニオンギヤ５１は、前記デフケース４１に支持されたピニオンシャフト５７に回転自在に支持されている。差動ギヤ５３，５５は、ピニオンギヤ５１に噛み合っている。

前記フロントデファレンシャル装置１９は、前記トランスファケース３７側に配置されている。トランスファケース３７は、本体部５９と、中間壁部６１と、蓋体部６３とからなっている。中間壁部６１と蓋体部６３とは、ボルト６５等によって、本体部５９に締結結合されている。

前記フロントデファレンシャル装置１９は、中空の第１の回転部材としての外ケース６７内に配置されている。外ケース６７は、本体部６９と端板部７１とがボルト７３によって締結固定されたものである。

前記外ケース６７は、ベアリング７５，７７によって、トランスファケース３７側に回転自在に支持されている。ベアリング７５は、後述する電磁石７９を介して、トランスファケース３７の本体部５９に支持され、ベアリング７７は、トランスファケース３７の中間壁部６１に支持されている。

前記フロントデファレンシャル装置１９は、デフケース７９を備えている。デフケース７９は、外ケース６７内に相対回転自在に配置された中空の第２の回転部材を構成している。

前記外ケース６７、デフケース７９は、外内二重の第１，第２の回転ケースを構成し、デフケース７９と外ケース６７との間には、スラストベアリング８１，８３とラジアルベアリング８５，８７とが配置されている。

前記デフケース７９内には、差動機構８９が結合支持されている。差動機構８９は、ピニオンギヤ９１と一対の差動ギヤであるサイドギヤ９３，９５とを備えている。ピニオンギヤ９１は、ピニオンシャフト９７によって、デフケース７９に回転自在に支持されている。サイドギヤ９３，９５は、前記ピニオンギヤ９１に噛み合っている。サイドギヤ９３は、前記デフケース７９内に相対回転自在に配置された第３の回転部材を構成している。

前記デフケース７９とサイドギヤ９３との間には、クラッチ９９が設けられている。クラッチ９９は、デフケース７９とサイドギヤ９３との間の相対回転を制御する。

本実施形態において、クラッチ９９は摩擦クラッチで構成されたメインクラッチ１０１と、パイロットクラッチ１０３とを備えている。

前記メインクラッチ１０１は、インナープレートがサイドギヤ９３の外周にスプライン係合し、アウタープレートがデフケース７９の内周にスプライン係合している。従って、メインクラッチ１０１は、デフケース７９、サイドギヤ９３に回転方向に係合し、回転軸心に沿った方向へ移動可能となっている。

前記パイロットクラッチ１０３のインナープレートは、カム機構１０５のカムプレート１０７外周にスプライン係合し、デフケース７９の内周にスプライン係合している。従って、パイロットクラッチ１０３は、カム機構１０５と、デフケース７９とに回転方向に係合し、回転軸心に沿った方向へ移動可能となっている。前記カムプレート１０７は、ニードルベアリング１０９によって、デフケース７９に回転軸心に沿った方向に支持されている。

前記カム機構１０５は、前記カムプレート１０７にカムボール１１１を介して対向する押圧プレート１１３を備えている。押圧プレート１１３は、サイドギヤ９３の外周にスプライン係合している。押圧プレート１１３の外周側は、前記メインクラッチ１０１に対向している。メインクラッチ１０１は、受圧部材１１５に支持されている。受圧部材１１５の内周側は球面に形成され、前記ピニオンギヤ９１の球状外面を支持している。前記パイロットクラッチ１０３に対向してアーマチュア１１７が設けられている。

前記デフケース７９と外ケース６７とには、縦壁部１１９，１２１に非磁性部１２３，１２５が設けられている。非磁性部１２３，１２５は、デフケース７９と外ケース６７との相対回転を許容しつつ電磁石７８の操作力である磁力をクラッチ９９に及ぼすための伝達部を構成している。

前記電磁石７８は、前記外ケース６７の外側に配置され、該外ケース６７の端壁部１２１に回転軸心に沿った方向で対向配置されている。電磁石７８は、クラッチ操作源を構成し、通電制御により前記クラッチ９９に電磁力を作用させる。前記クラッチ９９を電磁力により操作する。電磁石７８は、トランスファケース３７の本体部５９に設けられた嵌合部１２７に嵌合して位置決め固定されている。

なお、電磁石７８（クラッチ操作源）は、トランスファケース３７（固定側）の嵌合部１２７に支持するものに限らず、外ケース（回転側）の周回状面に対しベアリングなどの相対回転を許容する手段を介して支持することもできる。

前記電磁石７８は、前記外ケース６７の周回状の舌部１２９と、周回状の段部１３１とに径方向のエアギャップを有している。電磁石７８は、リード線１３３を介して、コネクタ１３５に接続されている。コネクタ１３５は、トランスファケース３７の本体部５９に支持されている。

そして、前記外ケース６７，デフケース７９，サイドギヤ９３，クラッチ９９，電磁石７８，非磁性部１２３，１２５は、本実施形態において相対回転制御装置を構成している。

前記フロントデファレンシャル装置１９のデフケース７９は、中空シャフト１３７を介して、前記センターデファレンシャル装置１７の差動ギヤ５３に結合されている。前記外ケース６７の一端は、前記センターデファレンシャル装置１７の他方の差動ギヤ５５にスプライン係合している。外ケース６７には、前記ボルト７３によって、第２リングギヤ１３９が締結固定されている。第２リングギヤ１３９は、前記ドライブピニオンシャフト２５のドライブピニオンギヤ１４１に噛み合っている。

前記トランスファケース３７の中間壁部６１と蓋体部６３との間には、前記センターデファレンシャル装置１７の差動制限装置１４３が配置されている。

前記作動制限装置１４３は、多板の摩擦クラッチ１４５で形成されている。摩擦クラッチ１４５のインナープレートは、インナーハブ１４７にスプライン係合し、アウタープレートはアウターハブ１４９にスプライン係合している。

前記インナーハブ１４７は、前記外ケース６７の端板部７１にスプライン結合されている。前記アウターハブ１４９は、前記フロントデファレンシャル装置１９のデフケース７９にスプライン結合され、且つベアリング１５１によって、蓋体部６３に回転自在に支持されている。

前記摩擦クラッチ１４５には、可動プレート１５３、ニードルベアリング１５５を介して、ピストンプレート１５７が対向している。ピストンプレート１５７と、前記中間壁部６１の間に、圧力室１５９が区画形成されている。

次に、作用を説明する。

前記第１リングギヤ４３に、前記のようにトルクが入力されると、デフケース４１が回転する。デフケース４１の回転によって、ピニオンシャフト５７、ピニオンギヤ５１を介し、差動ギヤ５３，５５が一体的に回転する。

前記一方の差動ギヤ５３からは、中空シャフト１３７を介して、フロントデファレンシャル装置１９のデフケース７９へトルクが伝達され、デフケース７９が回転する。デフケース７９の回転によって、ピニオンシャフト９７、ピニオンギヤ９１を介し、サイドギヤ９３，９５が一体的に回転する。この回転によって、左右のアクスルシャフト２１，２３を介し、前記のように左右の前輪９，１１が回転駆動される。

前記他方の差動ギヤ５５からは、外ケース６７へトルクが伝達される。外ケース６７からは、リングギヤ１３９、ドライブピニオンギヤ１４１を介し、ドライブピニオンシャフト２５へトルクが伝達され、前記のようにして後輪１３，１５が回転駆動される。

従って、四輪駆動車１は、四輪駆動状態で走行することができる。コーナリング走行や悪路走行において、左右前輪９，１１が差動回転したときには、アクスルシャフト２１，２３を介し、サイドギヤ９３，９５へ差動回転が伝達され、ピニオンシャフト９１が自転することによって差動回転を許容することができる。サイドギヤ９３，９５間の差動回転は、前記電磁石７８による電磁力によって前記クラッチ９９を締結させることにより制御することができる。

前記電磁石７８に通電制御を行うと、電磁石７８とアーマチュア１１７との間で非磁性部１２５，１２３の周りに磁力線のループが形成され、電磁石７８の電磁力をクラッチ９９のアーマチュア１１７に作用させることができる。

前記アーマチュア１１７は、前記電磁力に応じてパイロットクラッチ１０３を締結する。パイロットクラッチ１０３が締結されると、デフケース７９とカムプレート１０７との相対回転が制限され、サイドギヤ９３と共に回転している押圧プレート１１３との間に相対回転が起こる。

この相対回転により、カムボール１１１にカム面が乗り上げ、カムプレート１０７がニードルベアリング１０９によってデフケース７９の端壁部１１９に支えられ、反力として押圧プレート１１３がメインクラッチ１０１側へ移動する。この押圧プレート１１３の移動によって、メインクラッチ１０１が締結される。メインクラッチ１０１の締結によって、デフケース７９とサイドギヤ９３との間の相対回転が締結力に応じて制御される。締結力が強くなると、デフケース７９に対するサイドギヤ９３の相対回転がロックされることになる。

このようなメインクラッチ１０１による相対回転制御、相対回転ロックにより、サイドギヤ９３，９５間の差動制限或いは差動ロックが行われる。この差動制限、差動ロックにより、左右前輪９，１１間の差動回転が制限され、或いはロックされ、悪路での走破性を向上することができる。

前記電磁石７８の電磁力による締結時に、前記アーマチュア１１７は電磁石７８側に引かれ、パイロットクラッチ１０３を回転軸心に沿った方向で締結する。このとき外ケース６７とデフケース７９との端壁部１１９，１２１間には、スラストベアリング８１が介在しているため、両者間が密着することなく、相対回転を円滑に行わせることが可能となっている。従って、外ケース６７とデフケース７９との二重のケース構造であっても、両者の相対回転を許容しつつ電磁石７８による制御を円滑に行わせることができる。

また、コーナリング走行や悪路走行で前後輪９，１１，１３，１５間に差動回転を生じたときには、該差動回転がセンターデファレンシャル装置１７の差動ギヤ５３，５５に入力され、ピニオンギヤ５１の自転によって差動回転を許容することができる。このセンターデファレンシャル装置１７の差動回転は、差動制限装置１４３によって制御することができる。

前記圧力室１５９に外部操作によって差動オイル等を供給して圧力を作用させると、ピストンプレート１５７が摩擦クラッチ１４５側へ移動する。このピストンプレート１５７の移動によって、ニードルベアリング１５５、可動プレート１５３を介し、摩擦クラッチ１４５がアウターハブ１４９に対して締結される。この締結によって、インナーハブ１４７、アウターハブ１４９間の相対回転が締結力に応じて制限され、或いはロックされる。この差動制限力或いはロック力は、一方でインナーハブ１４７から外ケース６７を介しセンターデファレンシャル装置１７の一方の差動ギヤ５５へ伝達され、他方でアウターハブ１４９からフロントデファレンシャル装置１９のデフケース７９、中空シャフト１３７を介し、センターデファレンシャル装置１７の他方の差動ギヤ５３に伝達される。

この伝達によって、センターデファレンシャル装置１７の差動ギヤ５３，５５間の差動回転は制限され、或いはロックされることになる。この差動制限或いはロックによって、前後輪９，１１，１３，１５間の差動回転が制限され、或いはロックされることになり、悪路での走破性を向上することができる。

以上のように、クラッチ９９をデフケース７９とサイドギヤ９３との間の相対回転を制御するものとしたため、サイドギヤ９３の軸心部側に差動ロック用のスリーブ等を配置する必要がなく、サイドギヤ９３の大きさを制限することを抑制し、トルク伝達強度、性能を向上することができる。

前記クラッチ９９は、サイドギヤ９３の軸方向端部側から操作することなく、外ケース６７の外側に配置された電磁石７８によって操作するから、軸方向長さの増大を抑制し、スペース的に有利な構造にすることができる。

前記外ケース６７とデフケース７９とに、両者の相対回転を許容しつつ電磁石７８の電磁力をクラッチ９９に及ぼすための非磁性部１２３，１２５を設けたため、電磁石７８を外ケース６７の外側で自由に、かつ容易に配置することができる。

二重ケースである外ケース６７及びデフケース７９内の差動回転を制御するために、外ケース６７外に配置された電磁石７８を用いることで、外ケース６７はベアリング７５，７７でトランスファケース３９側に確実に支持することができる。また、デフケース７９もこの外ケース６７に対してスラストベアリング８１，８３、ラジアルベアリング８５，８７によって確実に支持することができ、全体的に支持剛性、支持性を向上することができる。

前記電磁石７８を、外ケース６７の外側に配置したため、外ケース６７の回転軸心に沿った方向両側の一方或いは双方に無理なく配置することができ、設計自由度が拡大する。

前記電磁石７８は、外ケース６７の端壁部１２１に対向して配置され、フロントデファレンシャル装置１９とセンターデファレンシャル装置１７との間に形成される空間部を利用して、極めて容易に、かつコンパクトに配置することができる。

前記電磁石７８に対するリード線１３３等も固定側のトランスファーケース３７の本体部５９側で配置することができ、操作源としての電磁石７８側の組み込みを極めて容易に行うことができる。

前記のように、フロントデファレンシャル装置１９の内部にクラッチ９９を設けているため、クラッチ９９を二重のケースである外ケース６７、デフケース７９外に別途配置して中空シャフト等により結合する構造に比較して、クラッチ９９をフロントデファレンシャル装置１９にコンパクトに収容することができ、連結構造等の複雑化を回避することができる。

前記電磁石７８は、トランスファケース３７の本体部５９に設けられた嵌合部１２７位置決め固定され、外ケース６７及びデフケース７９は、前記のようにトランスファーケース３７側に支持剛性高く支持されているため、前記舌部１２９及び段部１３１に対するエアギャップを正確に確保することができると共に、維持しクラッチ９９の動作を確実に行わせることができる。

尚、クラッチ９９は、摩擦クラッチに限定されず、断続クラッチ（ＯＮ−ＯＦＦ機構）で構成することもできる。クラッチ９９の操作源は電磁石７８に限らず、油圧シリンダ、ピストン、或いはモータ等によって構成することもできる。

上記実施例では、電磁石７８の電磁力によって、クラッチ９９を操作したが、電磁力に限らず、第１，第２の回転部材外の一部を通じてクラッチ操作源からクラッチに機械的に操作力を及ぼす構成にすることもできる。例えば、第１，第２の回転部材のそれぞれの一部を貫通するロッドを設け、該ロッドの一端部側に配置され相対回転部の自由な回転を確保するベアリング又はワッシャを介して、操作力を伝達する構成にすることもできる。

前記電磁石７８等の操作源及びクラッチ９９は、フロントデファレンシャル装置１９に対し、両側に設けることもできるし、反対側にのみ設けることも可能である。

前記電磁石７８等の操作源及びクラッチ９９の構成は、センターデファレンシャル装置１７側に設けることも可能である。

四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 トランスファ装置の一部省略断面図である（実施例１）。 トランスファ装置の要部拡大断面図である（実施例１）。 トランスファ装置の断面図である（従来例）。

符号の説明

１ 四輪駆動車
３ エンジン（駆動源）
６７ 外ケース（第１の回転部材、第１の回転ケース）
７９ デフケース（第２の回転部材、第２の回転ケース）
７８ 電磁石（クラッチ操作源）
８１ スラストベアリング
９３ サイドギヤ（第３の回転部材）
９９ クラッチ
１０１ メインクラッチ（摩擦クラッチ）
１２１ 端壁部
１２３，１２５ 非磁性部（伝達部）

Claims (5)

1. 中空の第１の回転部材と、
   該第１の回転部材内に相対回転自在に配置された中空の第２の回転部材と、
   該第２の回転部材内に相対回転自在に配置された第３の回転部材と、
   前記第２，第３の回転部材間の相対回転を制御するクラッチと、
   前記第１の回転部材の外側に配置され前記クラッチを操作するクラッチ操作源と、
   前記第１，第２の回転部材に設けられ該第１，第２の回転部材間の相対回転を許容しつつ前記クラッチ操作源の操作力を前記クラッチに及ぼすための伝達部とからなることを特徴とする相対回転制御装置。
2. 請求項１記載の相対回転制御装置であって、
   前記第１，第２の回転部材は、外内二重の第１，第２の回転ケースであり、
   前記第３の回転部材は、前記第２の回転部材内に連結された差動機構の差動ギヤであることを特徴とする相対回転制御装置。
3. 請求項１又は２記載の相対回転制御装置であって、
   前記クラッチは、第２，第３の回転部材間に設けられ電磁力に起因して締結操作される摩擦クラッチであり、
   前記クラッチ操作源は、通電制御により前記電磁力を作用させる電磁石であり、
   前記伝達部は、非磁性部であることを特徴とする相対回転制御装置。
4. 請求項３記載の相対回転制御装置であって、
   前記摩擦クラッチは、前記第１，第２の回転部材の回転軸心に沿った方向で締結され、
   前記電磁石は、前記第１の回転部材の端壁部に回転軸心に沿った方向で対向配置され、
   前記第１，第２の回転部材間に、スラストベアリングを配置したことを特徴とする相対回転制御装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の相対回転制御装置であって、
   前記第１の回転部材は、駆動源側からのトルク入力を受けて後輪側又は前輪側へトルク出力を行い、
   前記第２の回転部材は、駆動源側からのトルク入力を受けて前輪側又は後輪側へトルク出力を行うことを特徴とする四輪駆動車。
   

Images