JP2017056863A - 四輪駆動車の差動制限装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクスルシャフトへのセレーションやスプラインの加工を不要とし、加工コストの低減を図ることができる四輪駆動車の差動制限装置を提供することである。【解決手段】ディファレンシャル９のサイドギヤ１８ｂとアクスルシャフト１１ｂの締結、解除により四輪駆動と二輪駆動の切換えを行う二方向クラッチ３０と、アクスルシャフトの軸方向に移動可能なドグクラッチ部材５１によってサイドギヤをデフケースに結合、解除するデフロック用のドグクラッチ５０とを設ける。二方向クラッチを外輪３１の開口端とディファレンシャルの対向部間にドグクラッチ部材を配置し、ドグクラッチ部材をデフケースに対して回り止めし、かつ、軸方向にスライド自在とし、ドグクラッチ部材と二方向クラッチの外輪の相互間に係脱可能な凸部５３と凹部５５を設けて外輪との間でドグクラッチを形成し、ドグクラッチ部材からアクスルシャフトへのトルク伝達を不要とする。【選択図】図２

Description

この発明は、パートタイム式四輪駆動車のディファレンシャルにデフロック機能が付加された四輪駆動車の差動制限装置に関する。

エンジンからの動力伝達系に四輪駆動と二輪駆動の駆動切換え手段が設けられたパートタイム式四輪駆動車のディファレンシャルにデフロック機能が付加された四輪駆動車の差動制限装置として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。

上記特許文献１に記載された四輪駆動車の差動制限装置においては、ディファレンシャルの一側部にローラ式の二方向クラッチとドグクラッチとを設け、上記二方向クラッチの係合によりディファレンシャルのサイドギヤとアクスルシャフトとを結合して四輪駆動に切換えるようにしている。また、ドグクラッチの係合によりサイドギヤをデフケースに結合してディファレンシャルをデフロックし、差動を制限するようにしている。

上記四輪駆動車の差動制限装置においては、ドグクラッチにおけるドグクラッチ部材としてのスライダをラック・ピニオン機構により二段階に移動可能とし、その一段階での移動により二方向クラッチを係合状態に切り換えて四輪駆動とし、二段階での移動によりドグクラッチを係合状態に切り換えてディファレンシャルをデフロックとして、単一の切換え手段で二方向クラッチおよびドグクラッチの係合、解除の切換えとしているため、二方向クラッチおよびドグクラッチを個別の切換え手段で切換えとする場合と比較して、構成の簡素化を図ることができるという特徴を有している。

特開２００７−１８２９６５号公報

ところで、上記四輪駆動車の差動制限装置においては、ローラ式二方向クラッチにおける外輪が車輪側に向かって開口しているため、二方向クラッチの係合による四輪駆動への切換えやドグクラッチの係合によるディファレンシャルのデフロックに際し、ドグクラッチ部材をディファレンシャル側に向かって移動させる必要がある。

そのため、ドグクラッチが係合した際、動力はディファレンシャルからドグクラッチを通り、アクスルシャフトに伝える必要がある。その動力伝達に際し、ドグクラッチ部材をアクスルシャフトに対してセレーションあるいはスプラインによる嵌合によって回り止めし、かつ、スライド自在に支持する必要があり、アクスルシャフトの加工に手間がかかり、コストを高める要因となっている。

この発明の課題は、アクスルシャフトへのセレーションやスプラインの加工を不要とし、加工コストの低減を図ることができるようにした四輪駆動車の差動制限装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、エンジンからの動力を左右一対のアクスルシャフトに分配するディファレンシャルの側部にデフケース内に組み込まれたサイドギヤとアクスルシャフトの締結、解除により四輪駆動と二輪駆動の切換えを行う二方向クラッチと、移動手段によって軸方向に移動されるドグクラッチ部材を有し、そのドグクラッチ部材によって前記サイドギヤをデフケースに結合、解除するデフロック用のドグクラッチとを設け、前記二方向クラッチが、外輪と内輪間に係合子を組み込み、その係合子を保持する保持器の回転制御によって係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させる構成とされ、前記ドグクラッチ部材で前記保持器の端部に設けられたフランジを弾性部材を介して外輪の開口端に押し付けて保持器の回転制御とし、二方向クラッチの係合状態への切換え後におけるドグクラッチ部材の二段階目の移動によってドグクラッチを係合状態に切り換える四輪駆動車の差動制限装置において、前記二方向クラッチを、その外輪の開口端が前記ディファレンシャルに向く組み込みとし、その外輪の開口端とディファレンシャルの対向部間に前記ドグクラッチ部材を配置し、そのドグクラッチ部材をデフケースに対して回り止めし、かつ、軸方向にスライド自在とし、そのドグクラッチ部材と前記二方向クラッチの外輪の相互間に係脱可能な凹凸部を設けて外輪との間でドグクラッチを形成した構成を採用したのである。

上記の構成からなる四輪駆動車の差動制限装置において、ドグクラッチ部材を二方向クラッチの外輪に向けて移動させると、そのドグクラッチ部材の押圧により保持器が回転制御されて、内輪に対する保持器の相対回転により係合子が内輪の外周と外輪の内周に係合し、二方向クラッチが係合してサイドギヤとアクスルシャフトが結合され、四輪駆動の切換えとされる。

二方向クラッチの係合状態への切換えとしたドグクラッチ部材をさらに同方向に移動させると、ドグクラッチ部材と外輪の相互間に設けられた凹凸部が互いに噛合してドグクラッチが係合し、サイドギヤがデフケースに結合されてディファレンシャルがデフロックされ、差動が制限される。

ディファレンシャルのデフロックにより、エンジンからの動力はディファレンシャル、ドグクラッチ部材および二方向クラッチの外輪からアクスルシャフトに伝達されるため、ドグクラッチ部材からアクスルシャフトへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフトに設ける必要がない。

ここで、ドグクラッチ部材と二方向クラッチの内輪の相互間に凹凸部を設けてドグクラッチを形成することにより、ドグクラッチ部材からアクスルシャフトへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフトに設ける必要を無くすことができる。

しかし、その場合においては、デフロック時のトルク伝達経路が、内輪、係合子、外輪へと伝達されることになって、デフロック時の過大トルクが二方向クラッチの内部を経由することになるため、その過大トルクを許容できる接触面圧、外輪強度、内輪強度に設定する必要が生じ、二方向クラッチの外径が大きくなり、また、幅方向長さが長くなって重量も非常に重いものになる。

この発明では、ドグクラッチ部材と外輪の相互間に凹凸部を設けてドグラッチを形成しているため、デフロック時の過大トルクは二方向クラッチの内部を通らない。そのため、二方向クラッチを設計するにあたってデフロック時の過大トルクを考慮する必要が無くなり、二方向クラッチの外径、幅方向長さの縮小と、軽量化を図ることができる。

ここで、デフケースの一側部にガイド筒を設け、ドグクラッチ部材には上記ガイド筒内にセレーション嵌合またはスプライン嵌合される筒部を設けてドグクラッチ部材を回り止め状態でスライド自在に支持し、上記ガイド筒内にデフケース内の潤滑オイルの外部への漏洩を阻止するシール部材を組み込んでおくのがよい。

上記シール部材の組込みによって潤滑オイルに混入するギヤ粉等の異物が二方向クラッチ内に侵入するのを抑制することができる。

この発明に係る四輪駆動車における差動制限装置において、ドグクラッチ部材を移動させる移動手段としては、モータを駆動源として回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛合してピニオンの回転により軸方向に移動するラックとからなり、上記ラックに設けられた押圧片でドグクラッチ部材を押圧移動させる構成のものを採用することができる。

また、保持器のフランジを外輪に押し付ける弾性部材は、コイルスプリングであってもよく、皿ばねであってもよい。

さらに、二方向クラッチは、ローラを係合子とするローラ式のものであってもよく、あるいは、スプラグを係合子とするスプラグ式のものであってもよい。

この発明に係る四輪駆動車の差動制限装置においては、ドグクラッチ部材の二方向クラッチの外輪に向けての２段階への移動によって二方向クラッチの係合状態への切り換えとディファレンシャルのデフロックとを行うものであるため、ドグクラッチ部材を移動させる移動手段として、上記のように、モータにより回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛合するラックとからなり、上記ラックに押圧片を設け、その押圧片でドグクラッチ部材を軸方向に押圧移動させる簡単な構成のものを採用することができる。

この発明においては、上記のように、ディファレンシャルをデフロックすることにより、エンジンからの動力はディファレンシャル、ドグクラッチおよび外輪からアクスルシャフトに伝達されるため、ドグクラッチ部材からアクスルシャフトへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフトに設ける必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。

また、ドグクラッチ部材と二方向クラッチにおける外輪の相互間に凹凸部を設けてドグクラッチを形成したことにより、ディファレンシャルのデフロック時におけるトルク伝達経路は二方向クラッチの内部を経由することなく外輪へと伝達されることになり、二方向クラッチを設計するに際して、デフロック時の過大トルクを考慮する必要が無くなり、二方向クラッチの小型、軽量化を図ることができる。

この発明に係る差動制限装置を採用したパートタイム式四輪駆動車の概略平面図 この発明に係る差動制限装置の実施の形態を示す縦断面図 図２の二方向クラッチ部を示す拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図４に示すスイッチばねの作動状態を示す断面図 二方向クラッチの係合状態を示す断面図 ドグクラッチの係合状態を示す断面図 （ａ）はドグクラッチの係合状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のVIII−VIII線に沿った断面図 四輪駆動状態時の回転トルクの伝達経路を説明する図 デフロック時の回転トルクの伝達経路を説明する図 二方向クラッチの他の例を示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、後輪１が常時駆動され、前輪２が駆動状態と非駆動状態とに切換えられるパートタイム式四輪駆動車の動力伝達系を示す。エンジン３からの動力はトランスミッション４に入力され、そのトランスミッション４からの出力はトランスファ５を介してリヤ側プロペラシャフト６およびフロント側プロペラシャフト７に分配される。四輪駆動時には、これらプロペラシャフト６、７からの駆動力がリヤ側ディファレンシャル８およびフロント側ディファレンシャル９を介して、リヤ側の左右のアクスルシャフト１０ａ、１０ｂおよびフロント側の左右のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂに伝達される。

図２に示すように、フロント側ディファレンシャル９は、外装ケース１２内に収容されている。外装ケース１２は、デフケース部１２ａと、クラッチケース部１２ｂと、その両ケース部１２ａ、１２ｂを仕切る隔壁１２ｃからなり、上記フロント側プロペラシャフト７の軸端部はデフケース部１２ａの周壁を貫通し、その貫通部に組み込まれた軸受１３によって回転自在に支持されている。

フロント側ディファレンシャル９は、フロント側プロペラシャフト７の軸端部に取り付けられたピニオン１４と、そのピニオン１４に噛合するリングギヤ１５と、そのリングギヤ１５を支持するデフケース１６と、そのデフケース１６内に組み込まれた対向一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂおよびその一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂのそれぞれに噛合する一対のサイドギヤ１８ａ、１８ｂとを有し、上記一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂは、フロント側アクスルシャフト１１ａ、１１ｂと直交して両端部がデフケース１６に支持されたピニオン軸１９を中心にして回転自在に支持されている。

デフケース１６の上記リングギヤ１５を支持する一側部にはガイド筒２０がねじ止めによる手段を介して接続され、そのガイド筒２０の端部が隔壁１２ｃに形成された支持孔２１に挿入されている。支持孔２１にはシール付き軸受２２が組み込まれ、そのシール付き軸受２２によってガイド筒２０が回転自在に支持されている。

デフケース１６の他側部はデフケース部１２ａの端壁に形成された段付き孔２４の大径孔部内に挿入され、その段付き孔２４の大径孔部内に組み込まれた軸受２５によって回転自在に支持されている。

また、段付き孔２４の小径孔部内には、デフケース部１２ａ内に異物が侵入するのを防止するシール部材２６が組み込まれている。フロント側アクスルシャフト１１ａの軸端部はデフケース１６の端壁を貫通し、そのデフケース１６内に位置する端部に左右一対の一方のサイドギヤ１８ａがセレーション嵌合（以下、スプライン嵌合も含む）されて一体回転可能に支持されている。

他方のサイドギヤ１８ｂは、ボス部１８ｃがデフケース１６の端壁を貫通し、そのボス部１８ｃの端部外周とガイド筒２０の内周間に、デフケース１６内の潤滑オイルがボス部１８ｃの貫通部からクラッチケース部１２ｂ内にリークするのを防止するシール部材２７が組み込まれている。

他方のサイドギヤ１８ｂはトルク伝達軸２８の一端部にセレーション嵌合されて一体回転可能な支持とされ、その嵌合部にＯリング２９が組み込まれている。Ｏリング２９は、デフケース１６内の潤滑オイルが嵌合部からクラッチケース部１２ｂ内にリークするのを防止するようになっている。

なお、サイドギヤ１８ｂとトルク伝達軸２８を一体化してＯリング２９を省略してもよい。

トルク伝達軸２８は左側のフロント側アクスルシャフト１１ｂと同軸上の配置とされて軸端面が対向し、そのトルク伝達軸２８とフロント側アクスルシャフト１１ｂの相互間に、両軸を結合、解除する二方向クラッチ３０が設けられている。

図２乃至図４に示すように、二方向クラッチ３０は、外輪３１と、その内側に組み込まれた内輪３２と、上記外輪３１と内輪３２の対向部間に組み込まれた係合子としてのローラ３３と、そのローラ３３を保持する保持器３４を有し、上記保持器３４の回転制御によりローラ３３を内輪３２の外周に形成されたカム面３５と外輪３１の内周に設けられた円筒面３６とで形成されるくさび空間の狭小部に噛み込ませるようにしたローラ式の二方向クラッチからなる。

二方向クラッチ３０は、外輪３１がフロント側アクスルシャフト１１ｂの軸端部に取り付けられ、内輪３２がトルク伝達軸２８の軸端部に一体的に設けられて、外輪３１の開口端がディファレンシャル９に向く組み込みとされている。外輪３１はカップ形状をなし、その閉塞端に設けられたボス部４４内にフロント側アクスルシャフト１１ｂの軸端部が挿入されてセレーション４６による嵌合により回り止めされている。内輪３２は外輪３１の開口端から内部に挿入されて上記ボス部４４に嵌合され、その嵌合部間に組み込まれた軸受４５により外輪３１に対して相対的に回転自在に支持されている。

内輪３２には、ディファレンシャル９と対向する端面にリング溝３７が形成され、そのリング溝３７内にスイッチばね３８が組み込まれている。スイッチばね３８は周方向の一部に切り離し部を有し、その切り離し部の両端から外方に向く一対の押圧片３９はリング溝３７の外周壁の一部に形成された切欠部４０から保持器３４の端部に形成された周方向に長い長孔４１内に挿入されて切欠部４０および長孔４１の周方向で対向する両端を押圧し、その押圧によってローラ３３は係合解除される中立位置に保持されている。

保持器３４は、外輪３１の閉塞端側内に組み込まれた弾性部材４３によって外輪３１の開口端から突出方向に向けて付勢されている。その保持器３４の端部には外輪３１の開口端面と対向するフランジ４２が設けられ、そのフランジ４２を弾性部材４３の弾性に抗して外輪３１の開口端面に押し付けることにより保持器３４が外輪３１と一体化されて回転制御され、内輪３２と外輪３１の相対回転によりローラ３３がカム面３５と円筒面３６で形成されるくさび空間の狭小部に噛み込んで二方向クラッチ３０が係合状態とされる。

二方向クラッチ３０とフロント側ディファレンシャル９の対向部間には、そのディファレンシャル９のサイドギヤ１８ｂをデフケース１６に結合してディファレンシャル９をデフロックするドグクラッチ５０が設けられている。

ドグクラッチ５０は、二方向クラッチ３０の外輪３１の開口端面に対してドグクラッチ部材５１を対向配置し、そのドグクラッチ部材５１をデフケース１６に対して回り止めし、かつ、トルク伝達軸２８の軸方向に移動自在に支持し、上記ドグクラッチ部材５１の外周に形成された円筒部５２の内周に複数の凸部５３を周方向に等間隔に設け、外輪３１の開口端面に形成された小径環状部５４の外周に上記凸部５３に係合可能な凹部５５を設け、その凹部５５と凸部５３の係合によってサイドギヤ１８ｂをデフケース１６に結合して、ディファレンシャル９をデフロックしている。

ドグクラッチ部材５１の支持に際し、そのドグクラッチ部材５１の内周に筒部５６を設け、その筒部５６をガイド筒２０内に嵌合し、その嵌合面間に形成されたセレーション５７によりドグクラッチ部材５１を回り止めし、かつ、トルク伝達軸２８の軸方向に移動自在としている。

ドグクラッチ部材５１は、移動装置６０によってトルク伝達軸２８の軸方向に移動される。図３に示すように、移動装置６０は、図示省略したモータを駆動源として定位置で回転されるピニオン６１と、そのピニオン６１に噛合するラック６２とからなり、上記ラック６２にドグクラッチ部材５１のディファレンシャル側の端面外周部と軸方向で対向する押圧片６３を設け、その押圧片６３とドグクラッチ部材５１の対向部間にスラスト軸受６４を組込み、上記ピニオン６１の回転によりラック６２を移動させ、そのラック６２に設けられた上記押圧片６３でドグクラッチ部材５１を押圧移動させるようにしている。

ここで、ラック６２は、トルク伝達軸２８に平行配置されたガイド軸６５に沿って移動自在に支持されており、ガイド軸６５はクラッチケース部１２ｂと隔壁１２ｃによって両端部が支持されている。

なお、ラック６２に押圧片としてのシフトフォークを設け、そのシフトフォークをドグクラッチ部材５１の外径面に形成された周溝に挿入し、そのシフトフォークを介してドグクラッチ部材５１を押圧移動させるようにしてもよい。

ドグクラッチ部材５１と保持器３４のフランジ４２間には弾性部材５８が組み込まれ、ドグクラッチ部材５１の二方向クラッチ３０に向けての移動時に、その弾性部材５８を介して保持器３４のフランジ４２が外輪３１の開口端面に押し付けられるようになっている。

弾性部材５８として、ここでは、複数のコイルスプリングを示したが、弾性部材５８はコイルスプリングに限定されるものではない。例えば、皿ばねであってもよい。

実施の形態で示す四輪駆動車の差動制限装置は上記の構造からなり、図２および図３は二方向クラッチ３０およびドグクラッチ５０のそれぞれが係合解除されている状態を示す。その二方向クラッチ３０の係合解除状態において、図１に示すパートタイム式四輪駆動車のエンジン３を駆動すると、四輪駆動車は後輪１のみが回転される二輪駆動状態で走行する。

上記のような二輪駆動での走行状態において、図３に示す移動装置６０のピニオン６１を同図の時計方向に回転させると、ラック６２が同図の左方向に移動し、そのラック６２に設けられた押圧片６３の押圧によりドグクラッチ部材５１が二方向クラッチ３０に向けて移動する。

ドグクラッチ部材５１の移動により、二方向クラッチ３０の保持器３４に設けられたフランジ４２が弾性部材５８を介して外輪３１の開口端面に押し付けられる。このとき、弾性部材５８が圧縮される弾性力が外輪３１の閉塞端側に設けられた弾性部材４３の弾性力を上回り弾性部材４３を圧縮させることで保持器３４のフランジ４２を外輪３１の開口端面に押し付ける。

図６は、保持器３４のフランジ４２が外輪３１の開口端面に押し付けられた状態を示し、フランジ４２と外輪３１の開口端面の接触部に作用する摩擦によって保持器３４が外輪３１に回り止めされ、内輪３２に対する保持器３４の相対回転により、図５に示すように、ローラ３３が外輪３１の円筒面３６と内輪３２のカム面３５で形成されるくさび空間の狭小部に噛み込み、二方向クラッチ３０が係合状態とされる。

上記のような二方向クラッチ３０の係合により、サイドギヤ１８ｂを支持するトルク伝達軸２８とフロント側アクスルシャフト１１ｂが締結されて四輪駆動状態に切り換えられ、フロント側プロペラシャフト７の回転トルクが図９の矢印で示すように、フロント側ディファレンシャル９を介してフロント側の左右のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂに伝達され、前輪２が駆動される。具体的には、一方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ｂ→トルク伝達軸２８→二方向クラッチ３０（内輪３２→ローラ３３→外輪３１）→フロント側アクスルシャフト１１ｂと回転トルクが伝達される。他方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ａ→フロント側アクスルシャフト１１ａと回転トルクが伝達される。

二方向クラッチ３０の係合後、ドグクラッチ部材５１を二方向クラッチ３０に向けてさらに移動させると、図７に示すように、弾性部材５８がさらに圧縮してドグクラッチ部材５１に設けられた凸部５３が外輪３１に形成された凹部５５に係合し、ドグクラッチ５０は係合状態とされる。図８（ａ）はドグクラッチの係合状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のVIII−VIII線に沿った断面図をそれぞれ拡大して示している。そのドグクラッチ５０の係合により、図２に示されるサイドギヤ１８ｂが、トルク伝達軸２８、二方向クラッチ３０、ドグクラッチ部材５１およびガイド筒２０を介してデフケース１６に結合され、フロント側ディファレンシャル９がデフロックされて差動が制限される。

ディファレンシャル９のデフロックによってエンジン３からの回転トルクが図１０の矢印で示すように、ディファレンシャル９、ドグクラッチ５０および二方向クラッチ３０からアクスルシャフト１１ｂに伝達される。具体的には、一方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６（ガイド筒２０）→ドグクラッチ５０のドグクラッチ部材５１（筒部５６→凸部５３）→二方向クラッチ３０の外輪３１→フロント側アクスルシャフト１１ｂと回転トルクが伝達される。他方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ａ→フロント側アクスルシャフト１１ａと回転トルクが伝達される。そのため、先行特許文献１に記載のようなドグクラッチ部材５１からアクスルシャフト１１ｂへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフト１１ｂに設ける必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。

ここで、ドグクラッチ部材５１と二方向クラッチ３０の内輪３２の相互間に凹部と凸部を設けてドグクラッチを形成することにより、ドグクラッチ部材５１からアクスルシャフト１１ｂへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフト１１ｂに設ける必要を無くすことができる。

しかし、上記のように、ドグクラッチ部材５１と二方向クラッチ３０の内輪３２の相互間にドグクラッチを形成すると、デフロック時のトルク伝達経路が、内輪３２、ローラ３３、外輪３１へと伝達されることになって、デフロック時の過大トルクが二方向クラッチ３０の内部を経由することになる。このため、二方向クラッチ３０においては、その過大トルクを許容できる接触面圧、外輪強度、内輪強度に設定する必要が生じ、二方向クラッチ３０の外径が大きくなり、また、幅方向長さが長くなって重量も非常に重いものになる。

実施の形態においては、ドグクラッチ部材５１と二方向クラッチ３０における外輪３１の相互間に凸部５３と凹部５５を設けてドグラッチ５０を形成しているため、デフロック時の過大トルクは、図１０の矢印で示すように、二方向クラッチ５０の内部を通らない。そのため、二方向クラッチ５０を設計するにあたり、デフロック時の過大トルクを考慮する必要が無くなり、二方向クラッチの外径、幅方向長さの縮小と、軽量化を図ることができる。

また、図２に示すように、ガイド筒２０内に組み込まれたシール部材２７は、デフケース１６内の潤滑オイルのガイド筒２０内からの外部への漏洩を防止するため、潤滑オイルが二方向クラッチ３０内に浸入し、その潤滑オイルに混入するギヤ粉等の異物が二方向クラッチ３０で噛み込まれるという不都合の発生を未然に防止することができる。

ここで、内輪３２に対する保持器３４の相対回転により二方向クラッチ３０が係合状態とされるとき、図５に示すように、スイッチばね３８が弾性変形し、その復元弾性によってローラ３３を係合解除する中立位置に戻そうとする。

このため、ドグクラッチ部材５１をディファレンシャル９に向けて後退動させてフランジ４２の押圧を解除すると、スイッチばね３８の復元弾性により保持器３４が復帰回動してローラ３３は中立位置に戻され、二方向クラッチ３０は係合解除状態とされる。

実施の形態においては、フロント側のディファレンシャル９の一側方に二方向クラッチ３０およびディファレンシャル９をデフロックするドグクラッチ５０を設けるようにしたが、リヤ側のディファレンシャル８の一側方に二方向クラッチ３０およびドグクラッチ５０を設けるようにしてもよい。

また、図２乃至図４では、二方向クラッチ３０として、ローラ式のものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、外輪７１と内輪７２間に径の異なる保持器７３、７４を組み込み、内輪７２に固定された小径側保持器７４のポケット７５にスプラグ７７の一端部を挿入し、スプラグ７７の他端部を大径側保持器７３に形成されたポケット７６に挿入し、上記大径側保持器７３の内径面に取り付けられたリボンスプリング７８に対向一対のばね片７９を設け、その一対のばね片７９でスプラグ７７を中立位置に弾性保持し、上記大径側保持器７３の端部に設けられた図示省略のフランジを外輪７１の端面に押し付け、外輪７１と内輪７２の相対回転によりスプラグ７７を周方向に傾動させて外輪７１の円筒形内面７１ａおよび内輪７２の円筒形外面７２ａに係合させるようにしたスプラグタイプのものであってもよい。

３ エンジン
９ ディファレンシャル（フロント側）
１１ａ アクスルシャフト（フロント側）
１１ｂ アクスルシャフト（フロント側）
１６ デフケース
１８ｂ サイドギヤ
２０ ガイド筒
２７ シール部材
３０ 二方向クラッチ
３１ 外輪
３２ 内輪
３３ ローラ（係合子）
３４ 保持器
４２ フランジ
５０ ドグクラッチ
５１ ドグクラッチ部材
５３ 凸部
５５ 凹部
５８ 弾性部材
６０ 移動装置（移動手段）
６１ ピニオン
６２ ラック
６３ 押圧片
７１ 外輪
７１ａ 円筒形内面
７２ 内輪
７２ａ 円筒形外面
７３ 保持器
７４ 保持器
７７ スプラグ（係合子）

Claims (4)

1. エンジンからの動力を左右一対のアクスルシャフトに分配するディファレンシャルの側部にデフケース内に組み込まれたサイドギヤとアクスルシャフトの締結、解除により四輪駆動と二輪駆動の切換えを行う二方向クラッチと、移動手段によって軸方向に移動されるドグクラッチ部材を有し、そのドグクラッチ部材によって前記サイドギヤをデフケースに結合、解除するデフロック用のドグクラッチとを設け、前記二方向クラッチが、外輪と内輪間に係合子を組み込み、その係合子を保持する保持器の回転制御によって係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させる構成とされ、前記ドグクラッチ部材で前記保持器の端部に設けられたフランジを弾性部材を介して外輪の開口端に押し付けて保持器の回転制御とし、二方向クラッチの係合状態への切換え後におけるドグクラッチ部材の二段階目の移動によってドグクラッチを係合状態に切り換える四輪駆動車の差動制限装置において、
   前記二方向クラッチを、その外輪の開口端が前記ディファレンシャルに向く組み込みとし、その外輪の開口端とディファレンシャルの対向部間に前記ドグクラッチ部材を配置し、そのドグクラッチ部材をデフケースに対して回り止めし、かつ、軸方向にスライド自在とし、そのドグクラッチ部材と前記二方向クラッチの外輪の相互間に係脱可能な凹凸部を設けて外輪との間でドグクラッチを形成したことを特徴とする四輪駆動車の差動制限装置。
2. 前記デフケースの一側部にガイド筒を設け、前記ドグクラッチ部材には前記ガイド筒内にセレーション嵌合またはスプライン嵌合される筒部を設けてドグクラッチ部材を回り止め状態でスライド自在に支持し、前記ガイド筒内にデフケース内の潤滑オイルが二方向クラッチに向けての漏洩を阻止するシール部材を組み込んだ請求項１に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
3. 前記移動手段が、モータを駆動源として回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛合してピニオンの回転により軸方向に移動するラックとからなり、前記ラックに設けられた押圧片でドグクラッチ部材を押圧移動させる構成とされた請求項１又は２に記載の四輪駆動車の差動制限装置。
4. 前記二方向クラッチが、ローラを係合子とするローラ式のものからなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の四輪駆動車の差動制限装置。

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