JP2006232079A - トランスファ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数の低減と小型・軽量化を図ったトランスファ装置を提供する。
【解決手段】 駆動力は、入力歯車２３のクラッチギア２３ｂからスリーブ７４を介してケーシング７６に伝達されると、ケーシング７６は、スプライン７６ａと係合突起７１を係止してカム従動子７０を押圧し、前輪および後輪の回転数に応じてそれぞれの駆動力を第１フェースカム７２を介して後輪用出力軸４および第２フェースカム７３を介して前輪側に出力すべく前輪用出力部材９５に駆動力が伝達される。ケーシング７６は、第１および第２フェースカム７２，７３の摺動面７２ａ、７３ａにより支持される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、入力された駆動力を前後輪に出力するトランスファ装置に関し、特に、部品点数の低減と小型・軽量化を図ったトランスファ装置に関する。

一般に四輪駆動車のトランスファ装置には、フルタイム方式とパートタイム方式とがある。前者のフルタイム方式では前後輪への分配機構として、例えば、センターデファレンシャルが用いられており、このセンターデファレンシャルは、前輪および後輪に常時駆動力を分配する駆動力分配機構と、前輪および後輪の差動を制限する差動制限機構とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図５は、特許文献１と同様の差動制限機構を有する従来のトランスファ装置を示す。このトランスファ装置１００は、図示しないトランスミッションから出力された動力源としてのエンジンの回転が入力される入力軸１７５と、エンジンの回転力を入力して後輪側および前輪側の双方に出力するセンターデファレンシャルとしての遊星ギア機構１８０と、遊星ギア機構１８０を包囲するように配置され、遊星ギア機構１８０に駆動力を入力するケーシング１７６と、遊星ギア機構１８０により出力された駆動力をＦｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換部１９２を介して後述するドライブスプロケット９０に伝達する前輪用出力部材１９５と、図示しない前輪用出力軸に駆動力を伝達するドライブスプロケット９０と、ボールベアリング４０に支持され、遊星ギア機構１８０により出力された駆動力を後輪に伝達する後輪用出力軸４とを有し、上記Ｆｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換部１９２におけるＦｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換スリーブ１９１をスライドさせて、前輪用出力部材１９５とドライブスプロケット９０との係合およびその解除を行うことにより２輪駆動または４輪駆動の切換を行うようになっている。

遊星ギア機構１８０は、内周側に設けられたサンギア１７２と、外周側に設けられたリングギア１７４と、サンギア１７２とリングギア１７４との間に設けられた複数のピニオンギア１７０とを有する。ピニオンギア１７０は、デファレンシャルキャリア１７１に連結されている。

ドライブスプロケット９０は、図示しないチェーンを介して前輪用のスプロケットに接続され、さらに前輪用のスプロケットは、図示しない前輪用出力軸に接続される。ドライブスプロケット９０は、ニードルベアリング１８１により後輪用出力軸４に回転自在に支持されている。

このトランスファ装置１は、入力軸１７５にエンジンからの駆動力が伝達されると、駆動力は、ケーシング１７６およびデファレンシャルキャリア１７１を介してピニオンギア１７０に伝達される。ピニオンギア１７０は、リングギア１７４およびサンギア１７２を駆動する。リングギア１７４は、デファレンシャルキャリア１７１を介して後輪用出力軸４を駆動し、駆動力が伝達された後輪用出力軸４は、図示しないリアデファレンシャルを介して左右の後輪を駆動する。また、サンギア１７２は、前輪用出力部材１９５およびＦｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換部１９２を介してドライブスプロケット１９０を駆動し、ドライブスプロケット１９０は、図示しないチェーンを介して前輪用出力軸が取り付けられた前輪出力用スプロケットを駆動する。
特開平５−５８１７７号公報（図１）

しかし、従来のトランスファ装置によると、センターデファレンシャルは、ケーシングにより包囲されるように支持されているため、駆動力入力部材であるケーシングを大型、かつ、複雑な形状としなければならなかった。そのため、入力部材の周辺の部品点数が増大して重量が増加するという問題がある。

従って、本発明の目的は、部品点数の低減と小型・軽量化を図ったトランスファ装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、対向する一対のカム面を有し、前輪または後輪にトルクをそれぞれ配分する一対のトルク伝達部材と、前記一対のトルク伝達部材間にあって前記一対のカム面に沿って往復動するとともに、前記一対のトルク伝達部材にトルクを配分する複数のカム従動子と、前記複数のカム従動子を軸方向に往復自在に収納するとともに、エンジンから伝達されるトルクを前記複数のカム従動子に伝達する入力部と、前記入力部に摺動可能に係合するスライド部材、および前記スライド部材の摺動により前記スライド部材と係合してトルクを伝達する第１および第２の伝達手段を有し、前記スライド部材を摺動させて前記スライド部材と前記第１または第２の伝達手段とを係合することにより、前記入力部の入力回転数を切換える入力回転数切換部とを備えたトランスファ装置において、前記入力部は、前記入力部と同軸上に設けられた支持部材により摺動可能に支持されることを特徴とするトランスファ装置を提供する。

本発明のトランスファ装置によれば、入力部が、入力部と同軸上に設けられた支持部材により支持されるため、入力部の部品を減少させることができるとともに小型の入力部とすることができるので、トランスファ装置を小型・軽量化することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係るトランスファ装置が適用された四輪駆動車の基本構成を示す。この四輪駆動車は、エンジン１０１で発生した駆動力をトランスミッション１０２およびセンタードライブシャフト１０３を介してトランスファ装置１に伝達し、トランスファ装置１に内蔵されているトルク感応型差動制限機能付き差動装置により、エンジン１０１からの駆動力を所定の配分比でリアドライブシャフト１０８およびデファレンシャル１０４を介して後輪１０５に伝達するとともに、フロントドライブシャフト１０６およびデファレンシャル１０４を介して前輪１０７に駆動力を伝達するものである。トランスファ装置１は、運転者の操作により入力回転数のハイ・ローの切換え、２ＷＤ／４ＷＤの切換えを行うためのＦｒｅｅ／Ｌｏｃｋ制御信号等を信号線６ａに出力する制御回路６を有している。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るトランスファ装置を示し、図３は、第１の実施の形態に係るトランスファ装置１の要部拡大断面を示す。このトランスファ装置１は、３つに分割され、内部に機構部を収容するハウジング３Ａ，３Ｂ、３Ｃと、エンジン１０１からの駆動力を入力する入力軸２と、入力された駆動力を前輪１０７および後輪１０５に分配するセンターデファレンシャル７と、入力軸２と同軸状に配置されて、センターデファレンシャル７から出力される駆動力を後輪１０５に出力する後輪用出力軸４と、入力軸２および後輪用出力軸４と平行に配置され、センターデファレンシャル７から出力される駆動力を前輪１０７に出力する前輪用出力軸５とを有する。

入力軸２は、ハウジング３Ａ，３Ｂ、３Ｃ内に一部が収容されるとともに、ボールベアリング４０およびニードルベアリング７９によりに支持され、一端は、入力歯車２３が形成される。入力歯車２３は、後述する大径ギア８２と噛合する歯部２３ａと、センターデファレンシャル７にスリーブ７４を介して駆動力を伝達する第１の伝達手段としてのクラッチギア２３ｂとを有する。

（センターデファレンシャルの構成）
センターデファレンシャル７は、駆動力が入力され、軸方向に往復動するカム従動子７０と、カム従動子７０により前輪１０７および後輪１０５にそれらの回転数に応じて駆動力を伝達するトルク伝達部材としての第１および第２フェースカム７２，７３と、複数のカム従動子７０を軸方向に往復自在に収納するとともに、カム従動子７０に駆動力を伝達する入力部としてのケーシング７６と、クラッチギア２３ｂからの駆動力をケーシング７６と係合することにより駆動力を伝達するスライド部材としてのスリーブ７４とを有する。

スリーブ７４は、ケーシング７６の外側に位置し、Ｈ／Ｌ切換フォーク７５を係止する溝部７１ａが形成されている。第１および第２フェースカム７２，７３は、ケーシング７６の内周面との間で摺動し、後述する支持部材としての摺動面７２ａ，７３ａを有する。なお、スリーブ７４，Ｈ／Ｌ切換フォーク７５，クラッチギア２３ｂ，後述のクラッチギア７７ａにより入力回転数切換部を構成する。

また、トランスファ装置１は、入力回転数を低速回転とする副変速機８を有する。なお、カム従動子７０と、第１フェースカム７２および第２フェースカム７３は、後述するように出力側の回転数に応じたトルクを発生するようになっている。

ケーシング７６は、ほぼ中空円筒状であり、その内面にカム従動子７０の係合突起７１を押圧するスプライン７６ａと、第１および第２フェースカム７２，７３の外周部を摺動する摺動面７６ｃを有する。なお、ケーシング７６は、後輪用出力軸４と同一軸上に存在する。

副変速機８は、入力歯車２３に噛み合う大径ギア８２と、大径ギア８２と副軸８１を介して平行に連結された小径ギア８３と、小径ギア８３と噛み合い、入力歯車２３の駆動力をセンターデファレンシャル７に伝達する速度変換用ギア７７と、速度変換用ギア７７に設けられてスリーブ７４と噛み合うように構成され、スリーブ７４を介して駆動力が伝達される第２の伝達手段としてのクラッチギア７７ａとを有する。

副変速機８の支持軸部８１ａは、ボールベアリング４０により支持され、副変速機８の他方は、支持部８１ｂにより支持されている。速度変換用ギア７７は、ニードルベアリング７９により後述する前輪用出力部材９５と回転自在に支持されている。スリーブ７４は、溝部７１ａが形成され、溝部７１ａには、センターデファレンシャル７の入力部であるケーシング７６に駆動力を入力する入力回転数を切換えるＨ／Ｌ切換フォーク７５が嵌め込まれている。

副変速機８は、図示しない操作部によりＨ／Ｌ切換フォーク７５を介して図中右方向（７５’で示す位置）にスリーブ７４を摺動することにより、入力軸２から直接センターデファレンシャル７に入力するか、副変速機８を介して低速回転でセンターデファレンシャル７に入力するかを切換えることができるよう構成されている。

前輪用出力軸５は、ドリブンスプロケット５３に取り付けられる。ドリブンスプロケット５３は、チェーン９３を介してドライブスプロケット９０に接続され、ドライブスプロケット９０は、第２フェースカム７３から出力される駆動力を伝達する前輪用出力部材９５にＦｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換フォーク９２によりスリーブ９１を摺動してＦｒｅｅ／Ｌｏｃｋの切換えを行うＦｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換クラッチ９を介して接続されている。

前輪用出力部材９５は、後輪用出力軸４と同一軸上にあり、ニードルベアリング７９を介して空転部材９６が接続されており、Ｆｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換フォーク９２がＬｏｃｋの位置にあるときは、スリーブ９１により前輪用出力部材９５と空転部材９６とが一体化される。Ｆｒｅｅの位置にあるときは、Ｆｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換フォーク９２を図示しない操作部材により図中左方向（９２で示す位置）にスライドさせる。スリーブ９１は、ドライブスプロケット９０と前輪用出力部材９５とを結合するので、空転部材９６は、ニードルベアリング７９により空転する。

（デファレンシャルの動作）
図１〜図３を参照しながら、このデファレンシャル７の動作について説明する。この場合、Ｆｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換クラッチ９のＦｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換フォーク９２およびＨ／Ｌ切換フォーク７５は、図２の実線で示す位置にあるものとする。エンジン１０１により生じた駆動力は、トランスミッション１０２およびセンタードライブシャフト１０３を介して入力軸２に伝達される。

入力軸２に伝達された駆動力は、入力歯車２３のクラッチギア２３ｂからスリーブ７４を介してケーシング７６に伝達される。ケーシング７６は、スプライン７６ａと係合突起７１を係止してカム従動子７０を押圧する。カム従動子７０に加えられた駆動力は、第１フェースカム７２および第２フェースカム７３に伝達される。第１フェースカム７２に伝達された駆動力は、後輪用出力軸４に伝達され、さらに図示しない継手およびリアドライブシャフト１０８を介してデファレンシャル１０４に伝達されて左右の後輪１０５を駆動する。

また、前輪用出力部材９５に伝達された駆動力は、スリーブ９１を介してドライブスプロケット９０に伝達され、さらにチェーン９３によりドリブンスプロケット５３に伝達されてドリブンスプロケット５３に結合された前輪用出力軸５により出力される。前輪用出力軸５に出力された駆動力は、図示しない継手を介してフロントドライブシャフト１０６に伝達され、デファレンシャル１０４を介して左右の前輪１０７を駆動する。このとき、ケーシングの摺動面７６ｃと第１および第２フェースカム７２，７３の摺動面７２ａ、７３ａとが摺動し、ケーシング７６は、第１および第２フェースカム７２，７３の摺動面７２ａ、７３ａにより支持される。

次に、前輪１０７に駆動力を伝達する前輪用出力部材９５にかかる負荷が後輪用出力軸４にかかる負荷より小さくなると、カム従動子７０に対する第２フェースカム７３の反力が小さくなり、第１フェースカム７２の反力が大きくなる。カム従動子７０は、第２フェースカム７３側に押付けられるとともに、第２フェースカム７３を押し下げるので、前輪用出力部材９５には、後輪用出力軸４よりも高速で回転する差動が生じる。このとき、カム従動子７０と第１フェースカム７２および第２フェースカム７３とのそれぞれの間に、入力トルクに応じた摩擦力がそれぞれ作用し、その結果、回転速度の速い後輪用出力部材９５には小さな、回転速度の遅い後輪用出力軸４には大きな駆動トルクがそれぞれ伝達され、差動回転が制限される。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、ケーシング７６を、第１および第２フェースカム７３，７３の摺動面７２ａ，７３ａによって支持するようにしたため、部品点数を軽減することができ、ケーシング７６を小型・軽量化を図ることができる。また中空円筒状であるため、単純な形状であるので製作が容易である。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るトランスファ装置１の要部拡大断面を示す。このトランスファ装置１は、第１の実施の形態とはケーシング７６をクラッチギア２３ｂ摺動面２３ｃまたはクラッチギア７７aの摺動面７７ｃによって支持するように構成されている点が異なる。そのため、ケーシング７６は、クラッチギア２３ｂ，７７ａの支持部材としての摺動面２３ｃ，７７ｃにより支持されるため、ケーシング７６を小型・軽量化を図ることができる。

なお、上記の実施の形態では、入力部を摺動可能に支持する支持部材として、トルク伝達部材と第１および第２の伝達手段について説明したが、入力部を後輪用出力軸４または前輪用出力部材９５の軸上に設けられた部材により摺動可能に支持してもよい。

本発明の実施の形態に係るトランスファ装置が適用された四輪駆動車の基本構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るトランスファ装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るトランスファ装置の要部拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るトランスファ装置の要部拡大断面図である。 従来のトランスファ装置の要部断面図である。

符号の説明

１ トランスファ装置
２ 入力軸
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ ハウジング
４ 後輪用出力軸
５ 前輪用出力軸
６ 制御回路
６ａ 信号線
７ センターデファレンシャル
８ 副変速機
９ Ｆｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換クラッチ
２３ 入力歯車
２３ａ 歯部
２３ｂ クラッチギア
４０ ボールベアリング
５３ ドリブンスプロケット
７０ カム従動子
７１ 係合突起
７１ａ 溝部
７２、７３ フェースカム
７２ａ，７３ａ，７６ｃ，７７ｃ 摺動面
７４ スリーブ
７５ Ｈ／Ｌ切換フォーク
７６ ケーシング
７６ａ スプライン
７７ 速度変換用ギア
７７ａ クラッチギア
７９ ニードルベアリング
８１ 副軸
８１ａ 支持軸部
８１ｂ 支持部
８２ 大径ギア
８３ 小径ギア
９０ ドライブスプロケット
９１ スリーブ
９２ Ｆｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換フォーク
９３ チェーン
９５ 前輪用出力部材
９６ 空転部材
１００ トランスファ装置
１０１ エンジン
１０２ トランスミッション
１０３ センタードライブシャフト
１０４ デファレンシャル
１０６ フロントドライブシャフト
１０７ 前輪
１０８ リアドライブシャフト
１７０ ピニオンギア
１７１ デファレンシャルキャリア
１７２ サンギア
１７４ リングギア
１７５ 入力軸
１７６ ケーシング
１８０ 遊星ギア機構
１８１ ニードルベアリング
１９０ ドライブスプロケット
１９１ 切換スリーブ
１９２ Ｆｒｅｅ／Ｌｏｃｋ切換部
１９５ 前輪用出力部材

Claims (3)

1. 対向する一対のカム面を有し、前輪または後輪にトルクをそれぞれ配分する一対のトルク伝達部材と、
   前記一対のトルク伝達部材間にあって前記一対のカム面に沿って往復動するとともに、前記一対のトルク伝達部材にトルクを配分する複数のカム従動子と、
   前記複数のカム従動子を軸方向に往復自在に収納するとともに、エンジンから伝達されるトルクを前記複数のカム従動子に伝達する入力部と、
   前記入力部に摺動可能に係合するスライド部材、および前記スライド部材の摺動により前記スライド部材と係合してトルクを伝達する第１および第２の伝達手段を有し、前記スライド部材を摺動させて前記スライド部材と前記第１または第２の伝達手段とを係合することにより、前記入力部の入力回転数を切換える入力回転数切換部とを備えたトランスファ装置において、
   前記入力部は、前記入力部と同軸上に設けられた支持部材により摺動可能に支持されることを特徴とするトランスファ装置。
2. 前記支持部材は、前記トルク伝達部材であることを特徴とする請求項１記載のトランスファ装置。
3. 前記支持部材は、前記第１および第２の伝達手段であることを特徴とする請求項１記載のトランスファ装置。