JP2569052B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、パートタイム四輪駆動車に用いる動力伝
達装置に関する。

［従来技術］ 一般に、２輪駆動と４輪駆動の切換え可能な４輪駆動
車において、従動輪側となる前輪と前輪駆動軸（又は後
輪と後輪駆動軸でもよい）とを必要に応じて切離したり
結合するための装置として特開昭60−82404号公報記載
のようなフリーホイルハブクラッチが採用され、２輪駆
動時における従動輪側の駆動系が車輪側から回されるこ
とによって生ずる騒音及び燃費低下等の問題を解消して
いた。

しかし、ハブクラッチは全浮動式アクスルにしか使用
できないためこれを解消するものとしてデフキャリア内
に外部操作により、動力を断続する機構を設けたものと
して、例えば特開昭61−130646号公報記載のものが知ら
れている。

この主たる構成は、ディファレンシャルケースをイン
ナデフケースとアウタデフケースの二重ケースと成し、
インナデフケース内に差動機構を組込み、インナデフケ
ースにクラッチを備えたハブスリーブを設け、アウタデ
フケース側には前記ハブスリーブに備えたクラッチと噛
合するクラッチ部を設けて、リモート機構による操作で
ロックシリンダを作動させ、ロックシリンダに係止した
前記ハブスリーブを移行させて係合、離脱していた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の動力伝達装置にあっ
ては、ディファレンシャルケースを二重構造としたこと
による大型化により、デフキャリアを特別に製作しなく
てはならなかったり、重量も重く、コスト高となるとい
う不都合が発生し、更にリモート機構による操作が必要
となり、動力として作動源を要し、部品点数も多くなる
という問題点があった。

そこでこの発明は、上述した問題点に鑑み創案された
ものであって車輪にハブクラッチが設置できないパート
タイム４輪駆動車にも、設置可能とし燃費の向上、騒音
の防止を図るとともに装置自体の大型化に伴なう、デフ
キャリアを新たに製作する等の重畳増し、コスト高を抑
止することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記問題を解決するために次のような構
成としている。

すなわち、この発明に係る動力伝達装置は、回転入力
を受ける入力ギヤと、この入力ギヤと噛合するリングギ
ヤと、このリングギヤを支持するフランジを備え固定部
材に軸受を介して回転自在に設けられたデフケースと、
このデフケース内に相対回転自在に設けられたピニオン
シャフトと、このピニオンシャフトに回転自在に支承さ
れたピニオンギヤと、このピニオンギヤに噛合する一対
のサイドギヤと、このサイドギヤに連結された左右の車
軸とからなるディファレンシャル装置において、前記ピ
ニオンギヤを支承するピニオンシャフトに係合し前記デ
フケース内に回転自在に支承されたドライブギヤと、こ
のドライブギヤと係合、離脱自在に移動し、かつ、常時
前記デフケースに回転方向にて係合するスライドギヤ
と、固定部材との間で制動力を発生するブレーキ手段
と、前記入力ギヤの回転入力によるデフケースの回転に
起因し、ブレーキ手段の制動力に基づいてスライドギヤ
を移動するカム手段とより成る作動機構を備えた構成と
した。

［作用］ かかる装置において、ディファレンシャル装置に作動
機構を設けたことにより、車両が２輪駆動走行時には作
動機構が働かずドライブギヤとスライドギヤは離脱状態
に維持されるため、左右の車輪からの回転はサイドギヤ
に伝わり、ピニオンギヤを廻すがピニオンシャフトを支
承するドライブギヤがデフケースに対し相対回転される
こととなり、デフケースに設けたリングギヤからドライ
ブピニオンを通して２輪、４輪の駆動切換え装置に至る
動力伝達系が空転することによるオイルの撹拌抵抗等が
防止され、回転抵抗が低減される。

また、４輪駆動に切換えて発進すると入力ギヤの回転
入力によるリングギヤ、これと一体のデフケースの回転
に起因し、ブレーキ手段の制動力に基づいてカム手段を
介してスライドギヤが移動する。このようにして作動機
構が働きドライブギヤとスライドギヤとが係合し、動力
伝達系からの回転はディファレンシャル装置を通り左右
の車軸に伝達され４輪駆動車となる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は２輪駆動状態を示し、第３図は４輪駆動状
態を示す。

図中１はディファレンシャル装置を総括的に示し、３
は作動機構を総括的に示す。

ディファレンシャル装置１は、図外の動力伝達系より
の回転はギヤとしてのドライブピニオン５（一部図示省
略）より、これと噛合するリングギヤ７に回転伝達さ
れ、このリングギヤ７はフランジ９とデフケース11に複
数個の締結ボルト13により一体的に固着してある。前記
フランジ９とデフケース11内にはブッシュ15と17を介し
て左右に配設されたサイドギヤ19を回転自在に支承して
いる。

更に、デフケース11内には後述する作動機構３の部材
であるドライブギヤ21が回転自在に装着され、このドラ
イブギヤ21に設けた軸方向の溝23にピニオンシャフト25
が回転方向に係合し、このピニオンシャフト25にはピニ
オンギヤ27が回転自在に装着されている。このピニオン
ギヤ27に前記左右に配設したサイドギヤ19が噛合し、サ
イドギヤ19に係合した左右の車軸29および31（一部図示
省略）に回転は伝達される。なお、前記フランジ９とデ
フケース11は、それぞれベアリング33を介して固定部材
としてのハウジング35（一部図示省略）に回転自在に支
承されている。

次に作動機構３は、前記固定側であるハウジング35に
ブレーキアウタ37を固着し、このブレーキアウタ37の先
端（第１図にて右側）には、比較的大きな梯形状の山形
部39を複数配設し、内周面に設けたＶ形溝41にはワイヤ
ブレーキ43が装着されている。

更に、ブレーキベアリング（スラスト方向のベアリン
グ）45とスラストワッシャ47を介してブレーキインナ49
とリリースプレート51が設けられてある。このブレーキ
インナ49は片側（第１図にて左側）には前記ワイヤブレ
ーキ43の両端末が装着される切欠き部53を備え、他端は
前記ブレーキアウタ37に設けた山形部39と同様の第１の
山形部54と山形部39より更に傾斜のゆるい第２の山形部
55を複数配設してある。なお更に、前記リリースプレー
ト51は前記ブレーキインナ49の内径側に装着され、前記
スラストワッシャ47側にラグ部57が突設してある。

また、前記ブレーキインナ49に設けた第２の山形部55
と前記ブレーキアウタ37に設けた山形部39に係合、離脱
自在な梯形状の突部59を複数配設したカム61を装着し、
このカム61と前記リリースプレート51はフランジ９に複
数箇所配設したピン63に係合し、回転方向に係止し軸方
向に移動自在に設けられている。

前記フランジ９には、片側（第１図にて右側）に複数
のクラッチ歯65を円上に配設してあり、更に長孔67を複
数穿設してある。この長孔67にはリテーナ69に設けた突
部71が遊挿され、突部71の先端は前記カム61の側面に当
接してある。また、フランジ９に設けたクラッチ歯65と
軸方向にスライドしながらも常時係合するクラッチ歯73
を備え、反対側には前記ドライブギヤ21に設けたクラッ
チ歯75と係合、離脱自在なクラッチ歯77を備えたスライ
ドギヤ79が設けてある。このスライドギヤ79は外周に設
けたフランジ部81にて前記リテーナ69の内周面でセンタ
リングされ左右移行自在に支承されている。

更に、リテーナ69の端部とスライドギヤ79のフランジ
部81の側面と、前記デフケース11に設けた止め板85との
間にリターンスプリング87が装着され、このスプリング
87は常にリテーナ69をカム61の側面に、また、スライド
ギヤ79のクラッチ歯77とドライブギヤ21のクラッチ歯75
との噛合を解除するよう付勢してある。

なお更に、シフトスプリング89がフランジ９の側面と
スライドギヤ79間に装着しており、このシフトスプリン
グ89とリターンスプリング87は、リターンスプリング87
の弾撥力が大であり、そのため常にドライブギヤ21の突
起部75とスライドギヤ79の溝77とは離隔した状態に保持
されている。

ここでカム61の梯形状の突部59,ブレーキアウタ37の
山形部39,ブレーキインナ49の第１・第２の山型部54,55
にてカム手段を構成し、ブレーイアウタ37,ブレーキイ
ンナ49,ワイヤブレーキ43でブレーキ手段を構成してい
る。

以上の構成によりその作用としては、２輪駆動時（第
１図および第２図参照）の場合、動力伝達系よりドライ
ブピニオン５に回転力は伝達されない。

このため、車輪は路面より回され左右の車軸29,31が
回転し、該回転は左右のサイドギヤ19によりピニオンギ
ヤ27,ピニオンシャフト25、ドライブギヤ21に伝達され
るが、作動機構３は働いていないためドライブギヤ21と
スライドギヤ79は噛合せずドライブギヤ21は、デフケー
ス11の内周面とドライブギヤ21の外周間で摺動しデフケ
ース11には回転を伝達されない。

なお、フリー状態における作動機構３のブレーキ手段
とカム手段の位置関係を第６図乃至第８図に示す。

上記の２輪駆動走行より４輪駆動状態とするには、動
力伝達系におけるトランスファを２輪駆動から４輪駆動
に切替えて発進すると、ドライブピニオン５は回転し、
このドライブピニオン５と噛み合っているリングギヤ７
が回転する。このリングギヤ７はデフケース11とフラン
ジ９に一体的に固着しているため、回転はフランジ９に
配設されたピン63にて回転方向を係止したカム61および
リリースプレート51に伝達される。この際フランジ９に
設けた長孔67に挿入されたリテーナ69も共に回転する。

第６図乃至第８図に示す如く、カム61の突起部59は２
輪駆動状態でリターンスプリング87によりブレーキアウ
タ37の山形部39の谷部39−１に押込まれているが、ブレ
ーキアウタ37の固定側のハウジング35に爪部36によって
固着されているため、カム61はブレーキアウタ37の山形
部39の斜面39−２を登って、リテーナ69を介してリター
ンスプリング87を縮めながらリテーナ69を第１図にて右
側へ移動させる。この時にシフトスプリング89は伸長す
るため、スライドギヤ79は右側へ移動する。

前記スライドギヤ79の右側への移動によって、スライ
ドギヤ79に設けたクラッチ歯77とドライブギヤ21に設け
たクラッチ歯75とが噛合する。

もしここで、噛合位置の位相が合わなかった場合はス
ライドギヤ79のフランジ部81がリテーナ69の段部83近傍
までずれ、、一端プリセット状態（待ち機構が働らいて
いる状態）になり、その後の回転により位相が合った時
点でシフトスプリング89に押されて噛み合う。

カム61の突起部59は、ブレーキアウタ37の山形部39の
山部39−３に登り、その後ブレーキインナ49の山形部55
の第２の山形部55−１に当り、ブレーキインナ49はカム
61によって廻され始める。すると、ブレーキインナ49の
突部49−１がワイヤブレーキ43の開口部43−１に当る。
（第９図および第10図参照） ワイヤブレーキ43は、開口部43−１から廻す場合はサ
ーボ作用により回転抵抗が大きくなり、ワイヤブレーキ
43はブレーキアウタ37に圧着され回らなくなり、カム61
がブレーキインナ49の突起部55の緩やかな斜面55−１を
登っていく。なお、ブレーキアウタ37はハウジング35に
固定され常に静止状態となっている。

カム61の突起部59がブレーキインナ49の山形部55の緩
やかな斜面55−１を登りきり、フラットな面55−２にく
るりとリリースプレート51の突出部57がワイヤブレーキ
43の43−２の面に当り、ワイヤブレーキ43に働いていた
サーボ作用がなくなる。このため、ワイヤブレーキ43は
リリースプレート51によって廻され始め、カム61とブレ
ーキインナ49も同じく回転する。

上記の作用により、ドライブピニオン５の回転は、リ
ングギヤ７およびフランジ９を介して作動機構が働き、
ドライブギヤ21とスライドギヤ79がクラッチ結合してい
る為、ドライブギヤ21に伝達される。これによりドライ
ブギヤ21とデフケース11は一体的に回転し、ドライブギ
ヤ21の溝23に係合したピニオンシャフト25を介してピニ
オンギヤ27は回転し、左右のサイドギヤ19を経て左右の
車軸29,31へ回転を伝達することができる。

なお、４輪駆動走行状態（第３図と第４図及び第11図
と第12図参照）では、ブレーキインナ49とワイヤブレー
キ43とカム61等が回転しているが、ブレーキアウタ37は
静止している。又カム61の突起部59とブレーキアウタ37
の山形部39の山部39−３とは隙間ができており接触して
いないが、ブレーキアウタ37の内径面とワイヤブレーキ
43の外径面とは、ある回転抵抗をもって回転している。

更に、リターンスプリング87の反力は、リテーナ69か
らカム61、ブレーキインナ49、スラストワッシャ47、ブ
レーキベアリング45、ブレーキアウタ37に伝わろうとす
るが、このときブレーキベアリング45が回転摺動し静止
しているブレーキアウタ37との摩擦抵抗を減少せしめ
る。

４輪駆動状態から２輪駆動状態とする場合は、動力伝
達系によるトランスファを４輪駆動から２輪駆動に切換
え、車両を微かにバックする。

このことにより、リリースプレート51のラグ部57がワ
イヤブレーキ43から離れ、ワイヤブレーキ43は再びブレ
ーキインナ49の突部49−１で廻されようとするため、ブ
レーキインナ49は２輪駆動状態から４輪駆動状態にする
時と同じように、ワイヤブレーキ43によって廻らなくな
りカム61の突起部59はブレーキインナ49の山形部55の緩
やかな斜面55−１を降りてくる。このカム61の突起部59
は、ブレーキインナ49の山形部55の谷部55−３とブレー
キアウタ37の山形部39の谷部39−１が合ったところでリ
ターンスプリング87により第３図にて左側へもどされ
る。これと同時にリテーナ69,スライドギヤ79も左側へ
移動し、ドライブギヤ21のクラッチ歯75とスライドギヤ
79のクラッチ歯77が離れ、噛み合いを離脱し作動機構３
は第１図に示す２輪駆動状態にもどる。

このように、本発明の動力伝達装置によれば外部操作
系を用いたりディファレンシャル装置の大型化に伴なう
デフキャリアを特別に製作する手間が省けるとともに、
重量増やコスト高となることを抑制できる。しかも部品
点数を削減し、噛合に移行する際のレスポンスの向上を
図ることができた。

なお、上述した実施例に限定されることなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得ることは
勿論であり、本発明における動力伝達装置は前車輪側で
も後車輪側にでも設けることは自由である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、この発明の構成によ
れば、ディファレンシャル装置に作動機構を併設したこ
とにより、フリーホイルハブクラッチがアクスルの構造
上取付かないパートタイム４輪駆動車にも組込みがで
き、燃費の向上と雑音防止等の効果が得られる。

更に、リモート機構による切換え操作が無いので、運
転操作性が向上し、従来のディファレンシャル装置と大
きさもほとんど変わらず、重量，コストも従来より大幅
に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第12図は本発明に係る４輪駆動車の動力伝達
装置の一実施例を示し、第１図は作動機構の２輪駆動状
態を示す断面図、第２図は第１図のII−II視部分断面
図、第３図は作動機構の４輪駆動状態を示す断面図、第
４図は第３図のIV−IV視部分断面図、第５図は作動機構
の主要部材の組込構成順を示す斜視説明図、第６図は作
動機構のフリー状態におけるカム手段の位置関係を示す
部分説明図、第７図は第６図のVII−VII線断面図、第８
図は第６図のVIII−VIII線断面図であり、ブレーキ手段
の位置関係図、第９図は作動機構の２輪駆動より４輪駆
動状態へ移行する際のカム手段の位置関係を示す部分説
明図、第10図は第９図のＸ−Ｘ線断面図、第11図は作動
機構の４輪駆動状態におけるカム手段の位置関係を示す
部分説明図、第12図は第11図のXII−XII線断面図であ
る。 （図面の主要部を示す符号の説明） １……ディファレンシャル装置、３……作動機構 ５……ドライブピニオン（入力ギヤ） ７……リングギヤ、９……フランジ 11……デフケース、19……サイドギヤ 21……ドライブギヤ、25……ピニオンシャフト 27……ピニオンギヤ、29……車軸 31……車軸、79……スライドギヤ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転入力を受ける入力ギヤと、この入力ギ
   ヤと噛合するリングギヤと、このリングギヤを支持する
   フランジを備え固定部材に軸受を介して回転自在に設け
   られたデフケースと、このデフケース内に相対回転自在
   に設けられたピニオンシャフトと、このピニオンシャフ
   トに回転自在に支承されたピニオンギヤと、このピニオ
   ンギヤに噛合する一対のサイドギヤと、このサイドギヤ
   に連結された左右の車軸とからなるディファレンシャル
   装置において、前記ピニオンギヤを支承するピニオンシ
   ャフトに係合し前記デフケース内に回転自在に支承され
   たドライブギヤと、このドライブギヤと係合、離脱自在
   に移動し、かつ、常時前記デフケースに回転方向にて係
   合するスライドギヤと、固定部材との間で制動力を発生
   するブレーキ手段と、前記入力ギヤの回転入力によるデ
   フケースの回転に起因し、ブレーキ手段の制動力に基づ
   いてスライドギヤを移動するカム手段とより成る作動機
   構を備えたことを特徴とする動力伝達装置。