JP2015110388A - トランスファ - Google Patents

Abstract

【課題】センターデファレンシャル及び差動制限機構を有するトランスファに、大型化を防止しつつ、２輪駆動選択機構及びデフロック機構を更に設けたトランスファを提供することを目的とする。
【解決手段】外周にキャリアピーススプライン３５ｍが形成されたキャリアピース３５ｋと、外周に出力ピース外スプライン３５ｈが形成された出力ピース３５ｆと、第一出力軸３２に対して相対回転可能に配設され、外周に接続ピース外スプライン３６ｃが形成された接続ピース３６ｂが形成された回転部材３６と、内周面に第三内スプライン４２ａが形成された第二スリーブ４２を有し、第三内スプライン４２ａが接続ピース外スプライン３６ｃと嵌合しない２輪駆動モード位置、第三内スプライン４２ａがキャリアピーススプライン３５ｍ、出力ピース外スプライン３５ｈ、及び接続ピース外スプライン３６ｃと嵌合する４輪駆動デフロックモード位置に、第二スリーブ４２が選択的に位置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転駆動力を前後輪に分配するトランスファに関する。

従来から、特許文献１に示されるように、前後輪の差動を吸収するセンターデファレンシャル、及びセンターデファレンシャルの差動を制限する差動制限機構を備えたトランスファが提案されている。この特許文献１に示されるトランスファの差動制限機構は、ＥＣＵからの指令により湿式多板クラッチの摩擦力が制御され、車両の走行状態に応じてセンターデファレンシャルの差動を制限する電子制御式の差動制限機構である。

米国特許第７５４０８２０号明細書（図２）

特許文献１に示されるトランスファでは、エンジンの回転駆動力を後輪のみ又は前輪のみに伝達する２輪駆動モードを選択する２輪駆動モード選択機構を備えておらず、２輪駆動で走行することができないという問題があった。また、特許文献１に示されるトランスファでは、センターデファレンシャルをデフロックするためのデフロック機構が設けられておらず、悪路走行時等デフロックする必要が生じた場合には、湿式多板クラッチの摩擦力を最大にしてデフロックしていた。このため、湿式多板クラッチにおいてデフロックするために必要な摩擦力を得るために、差動制限機構が大型化し、ひいてはトランスファが大型化してしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、センターデファレンシャル及び差動制限機構を有するトランスファにおいて、大型化を防止しつつ、２輪駆動モード選択機構及びデフロック機構を更に設けたトランスファを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するためになされた、請求項１に係るトランスファの発明によると、回転駆動力が入力される入力軸と、車両の後輪及び前輪のうち一方に前記回転駆動力の一部を出力する第一出力軸と、車両の後輪及び前輪のうち他方に前記回転駆動力の残部を出力する第二出力軸と、前記第一出力軸に連結された第一サンギヤと、前記第一サンギヤと隣接して同軸に設けられた第二サンギヤと、前記第一サンギヤと噛合する第一プラネタリギヤと、前記第一プラネタリギヤ及び前記第二サンギヤと噛合する第二プラネタリギヤと、前記第一プラネタリギヤ及び第二プラネタリギヤを回転可能に支持し、前記入力軸に入力される回転駆動力が入力されるキャリアと、を有するセンターデファレンシャルと、前記第一出力軸の回転が伝達される第一摩擦要素と、前記第二出力軸の回転が伝達される第二摩擦要素とを有し、前記第一摩擦要素と前記第二摩擦要素の間の摩擦力によって、前記第一出力軸と前記第二出力軸の差動を制限する差動制限機構と、前記キャリアに接続されたキャリアピースと、前記第二サンギヤに接続された出力ピースと、前記第一出力軸の周囲に、前記第一出力軸に対して相対回転可能に配設され、前記第二出力軸と回転連結された回転部材と、前記キャリアピース、前記出力ピース、及び前記回転部材のいずれか２以上を接続する接続部材と、を有し、前記接続部材が、前記キャリアピース及び前記出力ピースを接続する２輪駆動モード位置、前記キャリアピース、前記出力ピース、及び前記回転部材を接続する４輪駆動デフロックモード位置、前記出力ピース、及び前記回転部材を接続する４輪駆動デフフリーモード位置のいずれかに、選択的に位置されるように構成されている。

これにより、接続部材が２輪駆動モード位置に位置すると、回転部材が第二サンギヤと回転接続されないので、第二サンギヤの回転が回転部材に伝達されず、第二出力軸に回転駆動力が伝達されず、２輪駆動モードとなる。また、接続部材が２輪駆動モード位置に位置している状態では、接続部材は、キャリアピース及び出力ピースを接続しているので、センターデフのキャリアと第二サンギヤが、接続部材によって固定され、相互に回転できない状態となり、センターデファレンシャルがデフロック状態となる。このため、２輪駆動モードにおいて、第一摩擦要素と第二摩擦要素との間に回転差が生じないため、第一摩擦要素と第二摩擦要素との間で摩擦抵抗が生じず、第一摩擦要素と第二摩擦要素の発熱や摩耗を防止することができる。

また、接続部材を４輪駆動デフロックモード位置に位置させると、キャリアピースと第二サンギヤが、接続部材によって固定され、相互に回転できない状態となり、センターデファレンシャルがデフロック状態となる。このため、差動制限機構でデフロックを実現する必要が無いことから、差動制限機構の大型化を防止し、ひいては、トランスファの大型化を防止することができる。

このように、請求項１に係る発明によれば、単一の接続部材を移動させることにより、２輪駆動モードと４輪駆動デフロックモードを選択することができる。このため、センターデファレンシャル及び差動制限機構を有するトランスファに、大型化を防止しつつ、２輪駆動モード選択機構及びデフロック機構を設けることができる。

また、センターデファレンシャルは、第一プラネタリギヤの外周囲にリングギヤを有さないので、センターデファレンシャルの外径を小型化することが可能となり、トランスファを小型化することが可能となる。

また、センターデファレンシャルは、第一プラネタリギヤと第二プラネタリギヤを有するダブルピニオンタイプであるので、第一出力軸が回転連結されている第一サンギヤと第二出力軸が回転連結されている第二サンギヤのピッチ円半径の寸法差を小さくすることができる。このため、シングルピニオンタイプのセンターデファレンシャルに比べて、前輪と後輪に分配される駆動力差を小さく設定することができる。

請求項２に係る発明によると、請求項１に係る発明において、前記接続部材は、円筒形状であり、その内面に内スプラインが形成され、前記第一出力軸の軸方向に対して移動可能に配設され、前記キャリアピース、前記出力ピース、前記回転部材には、前記内スプラインと嵌合する同一スプライン径の外スプラインが形成されている。これにより、単純な構造で、キャリアピース、出力ピース、及び回転部材のいずれか２以上を接続する構造を実現することができる。

請求項３に係る発明によると、請求項２において、前記キャリアピースは、円筒形状であり、前記センターデファレンシャルの外周側に同軸に設けられ、その外周面に前記外スプラインが形成されている。このように、外スプラインが、センターデファレンシャルの周囲に形成されていることから、センターデファレンシャルの軸方向に隣接する位置に外スプラインを形成した場合と比較して、トランスファの軸方向の大型化を防止することができる。

請求項４に係る発明によると、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記第二サンギヤと前記第二摩擦要素を連結する連結部材を設け、前記第一出力軸、前記連結部材、及び前記回転部材を、同軸に且つ相互に回転可能に配設した。このように、トランスファを構成する第一出力軸、連結部材、及び回転部材が同軸に配設され、これらが３重構造となっていることから、トランスファの大型化を防止することができる。

本発明の実施形態に係るトランスファを搭載した車両の駆動系統を模式的に示した説明図である。 本発明の実施形態に係るトランスファのスケルトン図である。 第一スリーブがローシフト位置にある状態の図２の拡大図である。 第一スリーブがハイシフト位置にある状態の図２の拡大図である。 第二スリーブが２輪駆動モード位置にある状態の図２の拡大図である。 第二スリーブが４輪駆動デフロックモード位置にある状態の図２の拡大図である。 第二スリーブが４輪駆動デフフリーモード位置にある状態の図２の拡大図である。 ２Ｈモードにおける回転駆動力の伝達経路を示した図２に対応する図である。 Ｈ４Ｌモードにおける回転駆動力の伝達経路を示した図２に対応する図である。 Ｈ４Ｆモードにおける回転駆動力の伝達経路を示した図２に対応する図である。 Ｌ４Ｌモードにおける回転駆動力の伝達経路を示した図２に対応する図である。 Ｌ４Ｆモードにおける回転駆動力の伝達経路を示した図２に対応する図である。 本実施形態のセンターデファレンシャルを示した模式図である。 比較例のセンターデファレンシャルを示した模式図である。

（トランスファが搭載される車両の説明）
以下に、本発明の実施形態に係るトランスファについて図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、トランスファ３０は、入力軸３１、第一出力軸３２、第二出力軸３３を有している。入力軸３１は、エンジン１１に接続された変速機１２（自動変速機又は手動変速機）の出力軸１２ａに接続されていて、変速機１２を介してエンジン１１の回転駆動力が入力される。第一出力軸３２は、リア側デファレンシャル１５を介して左右後輪と接続されていて、リア側デファレンシャル１５を介して左右後輪に回転駆動力を出力する。第二出力軸３３は、フロント側デファレンシャル１４を介して左右前輪と接続されていて、フロント側デファレンシャル１４を介して左右前輪に回転駆動力を出力する。

（トランスファの構造の説明）
以下に、図２を参照して、トランスファ３０について説明する。なお、図２において、紙面左側を前方とし、紙面右側を後方とする。図２に示すように、入力軸３１と第一出力軸３２とが、一直線上に（同軸に）トランスファ３０のハウジング（不図示）の回転軸線Ｌに軸支されている。第二出力軸３３は、第一出力軸３２に対して平行にハウジングに軸支されている。トランスファ３０は、入力軸３１から第一出力軸３２方向（前方から後方）に向かって順番に、副変速機３４、センターデファレンシャル３５、回転部材３６、及び差動制限機構３８を備えている。また、トランスファ３０は、第一スリーブ４１、第二スリーブ４２、第一シフトフォーク４３、第二シフトフォーク４４、シフトアクチュエータ４５、及びアクチュエータ４８を備えている。

副変速機３４は、本実施形態では、サンギヤ３４ａ、プラネタリギヤ３４ｂ、キャリア３４ｃ、及びリングギヤ３４ｄを備えたシングルピニオン遊星歯車機構である。サンギヤ３４ａは、入力軸３１に連結され、入力軸３１と一体回転する。プラネタリギヤ３４ｂは、サンギヤ３４ａの周囲に複数配設され、サンギヤ３４ａと噛合している。キャリア３４ｃは、複数のプラネタリギヤ３４ｂを回転可能（自転可能）に軸支している。リングギヤ３４ｄは、リング状であり、その内側に形成された内側ギヤでプラネタリギヤ３４ｂと噛合し、ハウジングに固着されている。

副変速機３４は、キャリア３４ｃに接続しキャリア３４ｃと一体回転するローピース３４ｅ、及びサンギヤ３４ａと接続しサンギヤ３４ａと一体回転するハイピース３４ｆを更に備えている。ローピース３４ｅの外周にはロー側外スプライン３４ｇが形成されている。ハイピース３４ｆの外周には、ハイ側外スプライン３４ｈが形成されている。

センターデファレンシャル３５は、第一サンギヤ３５ａ、第二サンギヤ３５ｂ、第一プラネタリギヤ３５ｃ、第二プラネタリギヤ３５ｄ、キャリア３５ｅを備えたダブルピニオン遊星歯車機構であり、差動制限機能を有さないオープンデファレンシャルである。

第一サンギヤ３５ａは、第一出力軸３２に連結されている。第二サンギヤ３５ｂは、第一サンギヤ３５ａの後方に隣接して、第一サンギヤ３５ａと同軸に設けられ、連結部材３９に連結されている。第一プラネタリギヤ３５ｃは、ロングピニオンギヤであり、第一サンギヤ３５ａの外周側に複数設けられ、第一サンギヤ３５ａと噛合している。第二プラネタリギヤ３５ｄは、第二サンギヤ３５ｂの外周側に複数設けられ、第二サンギヤ３５ｂ及び第一プラネタリギヤ３５ｃの両方と噛合している。キャリア３５ｅは、第一プラネタリギヤ３５ｃ及び第二プラネタリギヤ３５ｄを回転可能に支持し、ハウジングに回転可能に支持されている。

キャリア３５ｅの前部には、入力ピース３５ｊが連結されている。入力ピース３５ｊは、円筒形状であり、その外周面には入力ピース外スプライン３５ｇが形成されている。キャリア３５ｅの後部には、キャリアピース３５ｋが接続されている。キャリアピース３５ｋは、円筒形状であり、その外周面にはキャリアピース外スプライン３５ｍが形成されている。入力ピース３５ｊ及びキャリアピース３５ｋは、センターデファレンシャル３５の外周側に設けられている。キャリアピース３５ｋの後方に隣接する位置には、出力ピース３５ｆが設けられている。出力ピース３５ｆは、連結部材３９を介して第二サンギヤ３５ｂに連結されている。出力ピース３５ｆは、外径が入力ピース３５ｊ及びキャリアピース３５ｋと同一な円筒形状であり、その外周面に出力ピース外スプライン３５ｈが形成されている。

差動制限機構３８は、第一出力軸３２と一体回転し、第一出力軸３２の回転が伝達される第一摩擦要素３８ａ（インナープレート）、及び第二サンギヤ３５ｂと一体回転し、第二出力軸３３の回転が伝達される第二摩擦要素３８ｂ（アウタープレート）を有している。なお、第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂは、離接可能に相対向している。また、第二摩擦要素３８ｂと第二サンギヤ３５ｂは、第一出力軸３２の周囲に配設された円筒形状の連結部材３９によって連結（接続）されている。連結部材３９は、第一出力軸３２に遊転可能に軸支されている。また、本実施形態では、差動制限機構３８は、複数の第一摩擦要素３８ａと複数の第二摩擦要素３８ｂとが交互に配設されている湿式多板クラッチである。

第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂはアクチュエータ４８によって圧着又は開離されることにより、第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂとの間の摩擦力が可変とされ、第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂとの間のトルク伝達率が可変とされる。なお、アクチュエータ４８は、電動式や油圧式が含まれる。このように、差動制限機構３８は、電子制御式である。

回転部材３６は、センターデファレンシャル３５と差動制限機構３８との間に、連結部材３９（第一出力軸３２）の外周囲に、連結部材３９に遊転可能に軸支されている。言い換えると、第一出力軸３２、連結部材３９、及び回転部材３６は、同軸に互いに相対回転可能に配設されている。回転部材３６には、第一スプロケット３６ａと、出力ピース３５ｆに隣接する接続ピース３６ｂが、第一出力軸３２の軸方向に並列して形成されている。接続ピース３６ｂの外周には、接続ピース外スプライン３６ｃが形成されている。第二出力軸３３の末端には、第二スプロケット３３ａが接続されている。第一スプロケット３６ａ及び第二スプロケット３３ａには、チェーン３７が巻回されている。このような構造により、回転部材３６は、第二出力軸３３に回転接続されている。

第一スリーブ４１は、円筒形状であり、センターデファレンシャル３５の外周側に設けられている。第一スリーブ４１の内周部には、ロー側外スプライン３４ｇ又はハイ側外スプライン３４ｈとスプライン嵌合する第一内スプライン４１ａ、及び入力ピース外スプライン３５ｇと常時スプライン嵌合する第二内スプライン４１ｂが形成されている。なお、第一内スプライン４１ａと第二内スプライン４１ｂとの間には、これら内スプラインが形成されている部分よりも内径が大きく、ロー側外スプライン３４ｇ、ハイ側外スプライン３４ｈ、及び入力ピース外スプライン３５ｇのいずれにもスプライン嵌合しない逃げ部４１ｃが形成されている。第一スリーブ４１は、第一出力軸３２の軸方向に移動可能となっている。

第一シフトフォーク４３は、第一スリーブ４１と係合し、第一スリーブ４１を第一出力軸３２の軸方向に移動させる。第一シフトフォーク４３は、シフトアクチュエータ４５によって移動される。

第二スリーブ４２は、円筒形状であり、その内周部には、第三内スプライン４２ａが形成されている。第三内スプライン４２ａは、キャリアピース外スプライン３５ｍ、出力ピース外スプライン３５ｈ、及び接続ピース外スプライン３６ｃのいずれか２以上とスプライン嵌合する。第二スリーブ４２は、第一出力軸３２の軸方向に移動可能となっている。

第二シフトフォーク４４は、第二スリーブ４２と係合し、第二スリーブ４２を第一出力軸３２の軸方向に移動させる。第二シフトフォーク４４は、シフトアクチュエータ４５によって移動される。

なお、上述したローピース３４ｅ、ハイピース３４ｆ、及び入力ピース３５ｊの外径は、同一外径となっていて、これらに形成された外スプラインもまた同一スプライン径となっていて、第一スリーブ４１に形成された内スプライン４１ａ、４１ｂが、これらの外スプラインにスプライン嵌合するようになっている。また、キャリアピース３５ｋ、出力ピース３５ｆ、及び接続ピース３６ｂの外径は、同一外径となっていて、これらに形成された外スプラインもまた同一スプライン径となっていて、第二スリーブ４２に形成された第三内スプライン４２ａがこれらの外スプラインにスプライン嵌合するようになっている。

ＥＣＵ２０（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、アクチュエータ４８及びシフトアクチュエータ４５と通信可能に接続され、アクチュエータ４８及びシフトアクチュエータ４５を制御する。また、ＥＣＵ２０は、車両の走行状態（第一出力軸３２と第二出力軸３３の差動）に応じて、アクチュエータ４８を制御して、第一出力軸３２と第二出力軸３３の差動を制限する。

（トランスファの作動の説明）
次に、上述したトランスファ３０の作動について、図３〜図９を用いて説明する。図３Ａに示すように、第一スリーブ４１の第一内スプライン４１ａが、ロー側外スプライン３４ｇにスプライン嵌合している第一スリーブ４１の位置を「ローシフト位置」と呼ぶ。第一スリーブ４１が「ローシフト位置」にある状態では、ローピース３４ｅ及び入力ピース３５ｊが第一スリーブ４１によって接続されて一体回転し、入力軸３１に入力される回転駆動力は、副変速機３４によって減速されつつトルクが増大されてローピース３４ｅから入力ピース３５ｊに伝達（出力）される。

図３Ｂに示すように、第一スリーブ４１の第一内スプライン４１ａが、ハイ側外スプライン３４ｈにスプライン嵌合している第一スリーブ４１の位置を「ハイシフト位置」と呼ぶ。第一スリーブ４１が、「ハイシフト位置」にある状態では、ハイピース３４ｆ及び入力ピース３５ｊが第一スリーブ４１によって接続されて一体回転し、入力軸３１に入力される回転駆動力は、副変速機３４で減速されること無く、入力軸３１の回転数と同一回転で（等速で）、ハイピース３４ｆから入力ピース３５ｊに伝達（出力）される。

図４Ａに示すように、第二スリーブ４２の第三内スプライン４２ａが、キャリアピース外スプライン３５ｍ及び出力ピース外スプライン３５ｈにスプライン嵌合している第二スリーブ４２の位置を「２輪駆動モード位置」と呼ぶ。第二スリーブ４２が「２輪駆動モード位置」に位置している状態では、キャリアピース３５ｋ及び出力ピース３５ｆが、第二スリーブ４２によって接続されてセンターデファレンシャル３５が「デフロック状態」となる。この状態では、センターデファレンシャル３５が、一体回転するので、入力軸３１に入力される回転駆動力は、センターデファレンシャル３５を介して、第一出力軸３２に伝達される。一方で、出力ピース３５ｆと回転部材３６は、第二スリーブ４２によって接続されていないので、入力軸３１に入力される回転駆動力が、回転部材３６に伝達されず、第二出力軸３３に上記回転駆動力が伝達されず、車両は「２輪駆動モード」で走行する。

図４Ｂに示すように、第二スリーブ４２の第三内スプライン４２ａが、キャリアピース外スプライン３５ｍ、出力ピース外スプライン３５ｈ、及び接続ピース外スプライン３６ｃにスプライン嵌合している第二スリーブ４２の位置を「４輪駆動デフロックモード位置」と呼ぶ。第二スリーブ４２が「４輪駆動デフロックモード位置」に位置している状態では、キャリアピース３５ｋ、出力ピース３５ｆ、及び回転部材３６が、第二スリーブ４２によって接続されて一体回転するので、入力軸３１に入力される回転駆動力が、センターデファレンシャル３５を介して第一出力軸３２に伝達されるとともに、回転部材３６及びチェーン３７を介して第二出力軸３３に出力される。また、キャリアピース３５ｋ及び出力ピース３５ｆが一体回転するので、第一サンギヤ３５ａと第二サンギヤ３５ｂとの間に回転差が生じなく、センターデファレンシャル３５が「デフロック状態」となっている。

更に、図４Ｃに示すように、第二スリーブ４２の第三内スプライン４２ａが、出力ピース外スプライン３５ｈ及び接続ピース外スプライン３６ｃにスプライン嵌合している第二スリーブ４２の位置を、「４輪駆動デフフリーモード位置」と呼ぶ。第二スリーブ４２が「４輪駆動デフフリーモード位置」に位置している状態では、キャリアピース３５ｋと出力ピース３５ｆが接続されておらず相対回転可能であるので、センターデファレンシャル３５が差動機能を発揮する「デフフリー状態」となる。この状態で、キャリア３５ｅに入力ピース３５ｊを介して入力軸３１に入力された回転駆動力が入力され、キャリア３５ｅが回転すると、第一サンギヤ３５ａと第二サンギヤ３５ｂが回転する。このようにして、キャリア３５ｅに入力された回転駆動の一部は、第一サンギヤ３５ａから第一出力軸３２に出力される。そして、出力ピース３５ｆ及び回転部材３６が、第二スリーブ４２によって接続されて一体回転するので、キャリア３５ｅに入力された回転駆動力の残部は、第二サンギヤ３５ｂ、出力ピース３５ｆ、第二スリーブ４２、回転部材３６、チェーン３７の順に伝達し、第二出力軸３３に出力される。なお、第一プラネタリギヤ３５ｃ及び第二プラネタリギヤ３５ｄが、公転する際に自転することにより、センターデファレンシャル３５の差動機能が発揮される。一方で、非差動時には、第一プラネタリギヤ３５ｃ及び第二プラネタリギヤ３５ｄは自転しない。

＜Ｈ２モード＞
図５に示すように、第一スリーブ４１が「ハイシフト位置」にあり、且つ第二スリーブ４２が「２輪駆動モード位置」にある状態を、「Ｈ２モード」と呼ぶ。この「Ｈ２モード」では、図５の太矢印に示すように、入力軸３１に入力される回転駆動力は、ハイピース３４ｆ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、キャリア３５ｅ、第一プラネタリギヤ３５ｃ（非自転）、第一サンギヤ３５ａ、第一出力軸３２の順に伝達される。図５に示すように、「Ｈ２モード」では、第二スリーブ４２によってキャリアピース３５ｋ及び出力ピース３５ｆが連結されて一体回転するので、キャリア３５ｅと第二サンギヤ３５ｂとの間に回転差が生じなく、センターデファレンシャル３５が「デフロック状態」となっている。このため、第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂとの間で回転差が生じず、差動制限機構３８において摩擦損失が生じない。

＜Ｈ４Ｌモード＞
図６に示すように、第一スリーブ４１が「ハイシフト位置」にあり、且つ第二スリーブ４２が「４輪駆動デフロックモード位置」にある状態を、「Ｈ４Ｌモード」と呼ぶ。「Ｈ４Ｌモード」では、図６の太矢印に示すように、入力軸３１に入力される回転駆動力は、ハイピース３４ｆ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、キャリア３５ｅ、第一プラネタリギヤ３５ｃ（非自転）、第一サンギヤ３５ａ、第一出力軸３２の順に伝達される。加えて、入力軸３１に入力される回転駆動力は、ハイピース３４ｆ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、第二スリーブ４２、回転部材３６、チェーン３７、第二出力軸３３の順に伝達される。「Ｈ４Ｌモード」では、第二スリーブ４２によってキャリアピース３５ｋ及び出力ピース３５ｆが連結されて一体回転するので、センターデファレンシャル３５が「デフロック状態」となっている。このため、前後輪のいずれかが路面に対してスリップしたとしても、入力軸３１に入力される回転駆動力が、確実に第一出力軸３２及び第二出力軸３３に伝達され、確実に前後輪に伝達される。

＜Ｈ４Ｆモード＞
図７に示すように、第一スリーブ４１が「ハイシフト位置」にあり、且つ第二スリーブ４２が「４輪駆動デフフリーモード位置」にある状態を、「Ｈ４Ｆモード」と呼ぶ。「Ｈ４Ｆモード」では、図７の太矢印に示すように、入力軸３１に入力される回転駆動力は、ハイピース３４ｆ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、キャリア３５ｅ、第一プラネタリギヤ３５ｃ、第一サンギヤ３５ａ、第一出力軸３２の順に伝達される。加えて、入力軸３１に入力される回転駆動力は、ハイピース３４ｆ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、キャリア３５ｅ、第一プラネタリギヤ３５ｃ、第二プラネタリギヤ３５ｄ、第二サンギヤ３５ｂ、出力ピース３５ｆ、第二スリーブ４２、回転部材３６、チェーン３７、第二出力軸３３の順に伝達される。「Ｈ４Ｆモード」では、センターデファレンシャル３５が「デフフリー状態」となっている。このため、センターデファレンシャル３５によって、入力軸３１に入力される回転駆動力が、前後輪に分配されるとともに、前後輪の回転差（差動）が吸収される。ＥＣＵ２０は、走行状況に応じて、アクチュエータ４８に、第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂの係合力を上げてセンターデファレンシャル３５による差動を制限する指令を出力し、センターデファレンシャルでの差動を制限する。例えば、ＥＣＵ２０が、前後輪の何れかのスリップを検知した場合には、アクチュエータ４８に、センターデファレンシャル３５による差動を制限する指令を出力する。

＜Ｌ４Ｌモード＞
図８に示すように、第一スリーブ４１が「ローシフト位置」にあり、且つ第二スリーブ４２が「４輪駆動デフロックモード位置」にある状態を、「Ｌ４Ｌモード」と呼ぶ。「Ｌ４Ｌモード」では、図８の太矢印に示すように、入力軸３１に入力される回転駆動力は、サンギヤ３４ａ、プラネタリギヤ３４ｂ、キャリア３４ｃ、ローピース３４ｅ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、キャリア３５ｅ、第一プラネタリギヤ３５ｃ（非自転）、第一サンギヤ３５ａ、第一出力軸３２の順に伝達される。加えて、入力軸３１に入力される回転駆動力は、サンギヤ３４ａ、プラネタリギヤ３４ｂ、キャリア３４ｃ、ローピース３４ｅ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、第二スリーブ４２、回転部材３６、チェーン３７、第二出力軸３３の順に伝達される。「Ｌ４Ｌモード」では、入力軸３１に入力される回転駆動力によりサンギヤ３４ａが回転して、プラネタリギヤ３４ｂが自転しつつ公転し、キャリア３４ｃが回転して、前記回転駆動力が減速されたうえでトルクが増大されて、第一出力軸３２や第二出力軸３３に伝達される。また、「Ｌ４Ｌモード」では、センターデファレンシャル３５が「デフロック状態」となっている。

＜Ｌ４Ｆモード＞
図９に示すように、第一スリーブ４１が「ローシフト位置」にあり、且つ第二スリーブ４２が「４輪駆動デフフリーモード位置」にある状態を、「Ｌ４Ｆモード」と呼ぶ。「Ｌ４Ｆモード」では、図９の太矢印に示すように、入力軸３１に入力される回転駆動力は、サンギヤ３４ａ、プラネタリギヤ３４ｂ、キャリア３４ｃ、ローピース３４ｅ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、キャリア３５ｅ、第一プラネタリギヤ３５ｃ、第一サンギヤ３５ａ、第一出力軸３２の順に伝達される。加えて、入力軸３１に入力される回転駆動力は、サンギヤ３４ａ、プラネタリギヤ３４ｂ、キャリア３４ｃ、ローピース３４ｅ、第一スリーブ４１、入力ピース３５ｊ、キャリア３５ｅ、第一プラネタリギヤ３５ｃ、第二プラネタリギヤ３５ｄ、第二サンギヤ３５ｂ、出力ピース３５ｆ、第二スリーブ４２、回転部材３６、チェーン３７、第二出力軸３３の順に伝達される。「Ｈ４Ｆモード」では、センターデファレンシャル３５が「デフフリー状態」となっている。そして、差動制限機構３８の動作については、上述のとおりである。

（本実施形態の効果の説明）
上述した説明から明らかなように、第二スリーブ４２を「２輪駆動モード位置」に位置させると、回転部材３６が第二サンギヤ３５ｂと回転接続されないので、第二サンギヤ３５ｂの回転が回転部材３６に伝達されず、第二出力軸３３に回転駆動力が伝達されず、「２輪駆動モード」となる。また、第二スリーブ４２が「２輪駆動モード位置」に位置している状態では、第二スリーブ４２は、キャリアピース３５ｋ及び出力ピース３５ｆを接続している。これにより、センターデファレンシャル３５のキャリア３５ｅと第二サンギヤ３５ｂが、第二スリーブ４２によって固定され、相互に回転できない状態となり、センターデファレンシャル３５が「デフロック状態」となる。このため、「２輪駆動モード」において、第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂとの間に回転差が生じないため、第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂとの間で摩擦抵抗が生じず、第一摩擦要素３８ａと第二摩擦要素３８ｂの発熱や摩耗を防止することができる。

また、第二スリーブ４２を「４輪駆動デフロックモード位置」に位置させると、センターデファレンシャル３５のキャリア３５ｅと第二サンギヤ３５ｂが、第二スリーブ４２によって固定され、相互に回転できない状態となり、センターデファレンシャル３５が「デフロック状態」となる。このため、差動制限機構３８でデフロックを実現する必要が無いことから、差動制限機構３８の大型化を防止し、ひいては、トランスファの大型化を防止することができる。

また、センターデファレンシャル３５は、第一プラネタリギヤ３５ｃの外周囲にリングギヤを有さないので、センターデファレンシャル３５の外径を小型化することが可能となり、この結果、第一スリーブ４１及び第二スリーブ４２の外径も小型化することが可能となり、トランスファの外径を小型化することが可能となる。第一スリーブ４１及び第二スリーブ４２を小型化することができるので、第一スリーブ４１及び第二スリーブ４２の焼き入れによる歪み量も小さくなり、第一スリーブ４１及び第二スリーブ４２の焼き入れ後の歪み修正工程が不要又は容易となる。

このように、本実施形態によれば、単一の第二スリーブ４２を移動させることにより、「２輪駆動モード」と「４輪駆動デフロックモード」を選択することができる。このため、センターデファレンシャル３５及び差動制限機構３８を有するトランスファに、大型化を防止しつつ、２輪駆動モード選択機構及びデフロック機構を設けることができる。

また、センターデファレンシャル３５は、第一プラネタリギヤ３５ｃと第二プラネタリギヤ３５ｄを有するダブルピニオンタイプであるので、図１０Ａに示すように、第一サンギヤ３５ａのピッチ円半径Ｒ１と、第二サンギヤ３５ｂのピッチ円半径Ｒ２の寸法差を小さくすることができる。このため、図１０Ｂに示すシングルピニオンタイプのセンターデファレンシャル１３５に比べて、本実施形態のトランスファ３０では、前輪と後輪に分配される駆動力差を小さく設定することができる。

なお、図１０Ｂにおいて、ｒ１はプラネタリギヤ１３５ｂと噛合するリングギヤ１３５ｄのピッチ円半径であり、ｒ２はプラネタリギヤ１３５ｂと噛合するサンギヤ１３５ａのピッチ円半径である。そして、リングギヤ１３５ｄが後輪と回転連結され、サンギヤ１３５ａが前輪と回転連結される。このように、シングルピニオンタイプのセンターデファレンシャル１３５では、後輪に回転連結されたリングギヤ１３５ｄのピッチ円半径ｒ１と、前輪に回転連結されたサンギヤ１３５ａのピッチ円半径ｒ２との寸法差が大きくなってしまうので、前輪と後輪に分配される駆動力差が大きくなってしまう。一方で、本実施形態のトランスファ３０では、上述したように、前輪と後輪に分配される駆動力差を小さく設定することができる。

また、図２に示すように、第二スリーブ４２は、円筒形状であり、その内面に第三内スプライン４２ａ（内スプライン）が形成され、第一出力軸３２の軸方向に対して移動可能に配設され、キャリアピース３５ｋ、出力ピース３５ｆ、回転部材３６には、第三内スプライン４２ａとスプライン嵌合する同一スプライン径の外スプライン３５ｍ、３５ｈ、３６ｃが形成されている。これにより、単純な構造で、キャリアピース３５ｋ、出力ピース３５ｆ、及び回転部材のいずれか２以上を接続する構造を実現することができる。

また、図２に示すように、キャリアピース３５ｋは、センターデファレンシャル３５の外周側に同軸に設けられ、その外周面にキャリアピース外スプライン３５ｍが形成されている。このように、キャリアピース３５ｋが、センターデファレンシャル３５の周囲に形成されていることから、入力ピース外スプライン３５ｇが形成されたキャリアピースを、センターデファレンシャル３５の軸方向に隣接する位置に形成した場合と比較して、トランスファ３０の軸方向の大型化を防止することができる。

なお、「４輪駆動モード」時においては、チェーン３７に張力が発生し、これに伴い、回転部材３６を、連結部材３９を介して軸支している第一出力軸３２には、チェーン３７の張力によって第二出力軸３３側に変形しようとする。しかし、上述したように、本実施形態では、センターデファレンシャル３５の外周側に入力ピース３５ｊ及びキャリアピース３５ｋを設けたので、これら入力ピース３５ｊ及びキャリアピース３５ｋをセンターデファレンシャル３５の軸方向に隣接させて設けた場合と比較して、第一出力軸３２を短縮することができる。このため、第一出力軸３２を軸支している軸受間の距離を短縮することができ、第一出力軸３２の変形が低減され、第一出力軸３２の破損や、チェーン３７と第一スプロケット３６ａの噛合が外れてしまうことが防止される。

また、図２に示すように、第二サンギヤ３５ｂと第二摩擦要素３８ｂを接続する円筒形状の連結部材３９を設け、第一出力軸３２、連結部材３９、及び回転部材３６を、同軸に且つ相互に回転可能に配設した。このように、トランスファ３０を構成する第一出力軸３２、連結部材３９、及び回転部材３６が同軸に配設され、これらが３重構造となっていることから、これらを平行に配設した場合と比較して、トランスファ３０の大型化を防止することができる。

また、副変速機３４からの回転駆動力が伝達される入力ピース３５ｊは、センターデファレンシャル３５の外周側に設けられている。このため、トランスファ３０の軸方向の大型化が防止される。

（別の実施形態）
なお、以上説明した実施形態では、差動制限機構３８は、電子制御式である。しかし、このように、差動制限機構３８は、ビスカスカップリングやヘリカルギヤを用いた機械式のものであっても差し支え無い。また、以上説明した実施形態では、差動制限機構３８は、湿式多板クラッチを用いたものであるが、乾式単式クラッチを用いたものであっても差し支え無い。

また、以上説明した実施形態では、チェーン３７によって、回転駆動力を回転部材３６から第二出力軸３３に伝達させているが、チェーン３７の代わりに、回転部材３６と第二出力軸３３に噛合するギヤにより、回転駆動力を回転部材３６から第二出力軸３３に伝達させても差し支え無い。

また、以上説明した実施形態では、第一出力軸３２は後輪に回転駆動力を出力し、第二出力軸３３は前輪に回転駆動力を出力する。しかし、第一出力軸３２が前輪に回転駆動力を出力し、第二出力軸３３が後輪に回転駆動力を出力する実施形態であっても差し支え無い。

３０…トランスファ、 ３１…入力軸、 ３２…第一出力軸、 ３３…第二出力軸、 ３５…センターデファレンシャル、 ３５ａ…第一サンギヤ、 ３５ｂ…第二サンギヤ、 ３５ｅ…キャリア、 ３５ｆ…出力ピース、 ３５ｇ…入力ピース外スプライン（外スプライン）、 ３５ｈ…出力ピース外スプライン（外スプライン）、 ３５ｋ…キャリアピース、 ３６…回転部材、 ３６ｂ…接続ピース、 ３６ｃ…接続ピース外スプライン（外スプライン）、 ３７…チェーン、 ３８…差動制限機構、 ３８ａ…第一摩擦要素、 ３８ｂ…第二摩擦要素、 ３９…連結部材、 ４２…第二スリーブ（接続部材）、 ４２ａ…第三内スプライン（内スプライン）、 ４８…アクチュエータ

Claims (4)

1. 回転駆動力が入力される入力軸と、
   車両の後輪及び前輪のうち一方に前記回転駆動力の一部を出力する第一出力軸と、
   車両の後輪及び前輪のうち他方に前記回転駆動力の残部を出力する第二出力軸と、
   前記第一出力軸に連結された第一サンギヤと、前記第一サンギヤと隣接して同軸に設けられた第二サンギヤと、前記第一サンギヤと噛合する第一プラネタリギヤと、前記第一プラネタリギヤ及び前記第二サンギヤと噛合する第二プラネタリギヤと、前記第一プラネタリギヤ及び第二プラネタリギヤを回転可能に支持し、前記入力軸に入力される回転駆動力が入力されるキャリアとを有するセンターデファレンシャルと、
   前記第一出力軸の回転が伝達される第一摩擦要素と、前記第二出力軸の回転が伝達される第二摩擦要素とを有し、前記第一摩擦要素と前記第二摩擦要素の間の摩擦力によって、前記第一出力軸と前記第二出力軸の差動を制限する差動制限機構と、
   前記キャリアに接続されたキャリアピースと、
   前記第二サンギヤに接続された出力ピースと、
   前記第一出力軸の周囲に、前記第一出力軸に対して相対回転可能に配設され、前記第二出力軸と回転連結された回転部材と、
   前記キャリアピース、前記出力ピース、及び前記回転部材のいずれか２以上を接続する接続部材と、を有し、
   前記接続部材が、
   前記キャリアピース及び前記出力ピースを接続する２輪駆動モード位置、
   前記キャリアピース、前記出力ピース、及び前記回転部材を接続する４輪駆動デフロックモード位置、
   前記出力ピース、及び前記回転部材を接続する４輪駆動デフフリーモード位置のいずれかに、選択的に位置されるように構成されているトランスファ。
2. 前記接続部材は、円筒形状であり、その内面に内スプラインが形成され、前記第一出力軸の軸方向に対して移動可能に配設され、
   前記キャリアピース、前記出力ピース、前記回転部材には、前記内スプラインと嵌合する同一スプライン径の外スプラインが形成されている請求項１に記載のトランスファ。
3. 前記キャリアピースは、円筒形状であり、前記センターデファレンシャルの外周側に同軸に設けられ、その外周面に前記外スプラインが形成されている請求項２に記載のトランスファ。
4. 前記第二サンギヤと前記第二摩擦要素を連結する連結部材を設け、
   前記第一出力軸、前記連結部材、及び前記回転部材を、同軸に且つ相互に回転可能に配設した請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のトランスファ。

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