JP2596931B2

JP2596931B2 - ４輪駆動車の動力伝達装置

Info

Publication number: JP2596931B2
Application number: JP62105878A
Authority: JP
Inventors: 修亀田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1987-04-27
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: US4804061A; JPS63269729A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は４輪駆動車の動力伝達装置に関するものであ
る。

（従来技術）４輪駆動車の動力伝達装置においては、ギヤ機構で構
成され高速段と低速段に切り換え設定される副変速装置
と、センターデファレンシャル装置、及びこれらの切換
操作を行なう切換機構とを備えている関係上、その構造
が複雑となりしかもその軸方向長さが長くなる傾向にあ
るが、このことは車載上不利であり、これを改善するた
めに、例えば特開昭61−223366号公報に開示される如
く、副変速装置とセンターデファレンシャル装置をとも
にプラネタリ式ギヤ機構で構成し、これにより構造の簡
略化及び軸長の短縮化を図ったものが知られている。

ところが、この公知例のものは副変速装置を構成する
プラネタリ式ギヤ機構の一部とセンターデファレンシャ
ル装置を構成するプラネタリ式ギヤ機構の一部を相互に
兼用させるようにしているところから、これらの切換機
構として三つの切換機構が必要であり、このため、この
切換機構の構造が比較的複雑となりしかもこれらの軸長
も長くなるなど、副変速装置及びセンターデファレンシ
ャル装置としての構造の簡略化及び軸長の短縮化が十分
に図れておらず、この点において改善の余地を有してい
る。

また、このように共にプラネタリ式の副変速装置とセ
ンターデファレンシャル装置とを併設した場合には、ト
ルクの伝達経路の簡素化と、最も使用頻度の高い通常走
行モード、即ち、副変速装置を高速段に設定した走行状
態でのギヤの耐久性の向上とガタツキあるいはノイズの
低減との両立を図ることも要求される。

（発明の目的）そこで、本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点
を解決しようとするもので、副変速装置とセンターデフ
ァレンシャル装置を備えた４輪駆動車の動力伝達装置に
おいて、装置の構造の簡略化及びコンパクト化を図ると
ともに、併せてトルクの伝達経路の簡素化と、通常走行
状態での耐久性の向上とガタツキあるいはノイズの低減
との両立を図ることを目的としてなされたものである。

（目的を達成するための手段）本発明は上記の目的を達成するための手段として、入
力部材が主変速機の出力軸に連結されるとともに同軸状
配置の第１切換機構により高速段と低速段とに択一的に
切換設定される副変速装置と、入力部材が上記副変速装
置の出力部材に連結される一方、その第１の出力部材と
第２の出力部材とがそれぞれ前輪駆動軸と後輪駆動軸の
いずれか一方に連結され且つ同軸状配置の第２切換機構
の切換操作によって該第１の出力部材と第２の出力部材
との間における駆動状態を切換えるセンターデファレン
シャル装置とを備えた４輪駆動車の動力伝達装置におい
て、上記副変速装置を、出力部材をキャリアとし上記入
力部材をサンギヤとするプラネタリ式ギヤ機構で構成
し、また上記センターデファレンシャル装置を上記入力
部材をリングギヤとし上記第１及び第２の出力部材をそ
れぞれサンギヤとキャリアとするプラネタリ式ギヤ機構
で構成するとともに、上記副変速装置のキャリアと上記
センターデファレンシャル装置のリングギヤとを一体形
成して上記副変速装置とセンターデファレンシャル装置
とを該副変速装置の出力側に上記センターデファレンシ
ャル装置を位置させた状態で同軸状に近接して配置し、
さらに、上記第１切換機構を、上記主変速機からの出力
を上記副変速装置の上記キャリアを介し直接上記センタ
ーデファレンシャル装置の上記リングギヤに接続する第
１切換位置と、上記主変速機からの出力を上記副変速装
置のキャリアとの接続を断って該副変速装置の上記サン
ギヤに接続する第２切換装置とを選択可能に構成すると
ともに、上記第１切換機構を上記副変速装置の入力側
に、上記第２切換機構を上記センターデファレンシャル
装置の出力側にそれぞれ配置したことを特徴としてい
る。

（作用）本発明では上記の手段により、副変速装置はその入力
側に配置した第１切換機構により、またセンターデファ
レンシャル装置はその出力側に配置した第２切換機構に
より、それぞれ切換操作されるため、例えば上掲の公知
例の如く副変速装置とセンターデファレンシャル装置の
作動切換用に３個の切換装置が必要である場合に比し
て、切換機構の数が少ない分だけその構造が簡単となり
且つその軸長も縮少されることになる。

さらに、上記第１切換機構は、その第１切換位置にお
いては主変速機からの出力を上記副変速装置のキャリア
を介して直接上記センターデファレンシャル装置の入力
部材であるリングギヤに接続し、またその第２切換位置
においては上記主変速機からの出力を上記キャリアとの
接続を断って該副変速装置の上記サンギヤに接続する。
このため、特に、上記第１切換位置での走行、即ち、高
速段での走行においては、トルクがギヤを介さずにキャ
リアからセンターデファレンシャル装置に伝達されるの
で、ギヤを介さない分だけ該ギヤの耐久性の向上が図ら
れるとともに、トルク伝達時のガタツキ及びノイズの発
生も可及的に抑制されることとなる。

また、共にプラネタリ式の副変速装置とセンターデフ
ァレンシャル装置とが、該副変速装置の出力側にセンタ
ーデファレンシャル装置を位置せしめた状態で同軸状に
近接配置されるとともに、上記第１切換機構が第１切換
位置と第２切換位置のいずれに設定されている場合にお
いても上記副変速装置からの出力はキャリアを介して上
記センターデファレンシャル装置の入力部材であるリン
グギヤ側に伝達されるようになっていることから、該副
変速装置側からセンターデファレンシャル装置側へのト
ルク伝達がスムーズとなるものである。

（実施例）以下、第１図ないし第６図を参照して本発明の好適な
実施例を説明する。

第１図には本発明の実施例に係る４輪駆動車用動力伝
達装置Ｚが示されており、同図において符号１は主変速
機50の出力軸51に連結された入力軸、２は該入力軸１と
同軸状に配置された前輪駆動軸、３は該前輪駆動軸２に
対して平行方向に向けてしかも相互に離間して配置され
た後輪駆動軸であり、この入力軸１と前輪駆動軸２上に
後述する副変速装置４とセンターデファレンシャル装置
５とこれらの切換えを行なう第１切換機構６と第２切換
機構７とがそれぞれ配置されている。

副変速装置４は、主変速機50の出力軸51を介して入力
軸１に伝達された回転を選択的に高・低二段階に切換え
て後述するセンターデファレンシャル装置５側に伝達す
るためのものであって、プラネタリ式ギヤ機構で構成さ
れており、ケーシング28側に固定された第１リングギヤ
26と第１中間軸８上に相対回転可能に取付けられた第１
サンギヤ24と、該第１中間軸８に固定された第１キャリ
ヤ27に取付けられた第１ピニオンギヤ25とを備えてい
る。

また、この副変速装置４の軸方向外方に（入力軸１
側）には、この副変速装置４のトルク伝達経路を切換え
る第１切換機構６が備えられている。この第１切換機構
６は、スリーブギヤ式切換機構で構成されており、上記
入力軸１に形成された第１切換ギヤ21と、上記第１キャ
リヤ27にスプライン係合された第２切換ギヤ22と、上記
第１サンギヤ24に形成された第３切換ギヤ23と、その軸
方向に摺動変位せしめられることによりこれら三つの切
換ギヤ21,22,23に対して選択的に噛合する第１スリーブ
ギヤ29とを備えている。

そして、この第１切換機構６によれば、第１図に示す
如く第１スリーブギヤ29が第１切換ギヤ21と第２切換ギ
ヤ22とに換合した状態においては、入力軸１の回転は減
速されずにそのまま第１キャリヤ27に伝達され、該第１
キャリヤ27から後述のセンターデファレンシャル装置５
側に出力される。即ち、高速変速段（第６図においてHi
と表示する）が構成される（パターンａ）。このパター
ンａを構成する第１切換機構６の切換位置が特許請求の
範囲中の「第１切換位置」である。

これに対して、第１スリーブギヤ29が第１図の状態か
ら右方向（副変速装置４側）に移動して第１切換ギヤ21
と第３切換ギヤ23とに噛合し、第２切噛ギヤ22とは非噛
合とされた状態（第５図参照）においては、入力軸１の
回転は、副変速装置４の第１サンギヤ24に伝達されさら
に該第１サンギヤ24から第１ピニオンギヤ25を介して第
１リングギヤ26に伝達される。従って、入力軸１の回転
は減速されて第１キャリヤ27からセンターデファレンシ
ャル装置５側に出力される。即ち、サンギヤ入力−キャ
リヤ出力方式のプラネタリ式ギヤ機構が構成され、これ
により低速変速段（第６図においてLoと表示する）が構
成される（パターンｂ）。このパターンｂを構成する第
１切換機構６の切換位置が特許請求の範囲中の「第２切
換位置」である。また、この場合、第１サンギヤ24が特
許請求の範囲中の「入力部材」に、また第１キャリヤ27
が特許請求の範囲中の「出力部材」にそれぞれ該当す
る。

センターデファレンシャル装置５は、上記前輪駆動軸
２と後輪駆動軸３との間で差動作用を行なうためのもの
であって、上記副変速装置４と同様にプラネタリ式ギヤ
機構で構成されており、前輪駆動軸２に形成された第２
サンギヤ35（特許請求の範囲中の「第１の出力部材」に
該当する）と、上記副変速装置４の第１キャリヤ27に一
体的に形成された第２リングギヤ37（特許請求の範囲中
の「入力部材」に該当する）と、第３中間軸10と一体的
に形成された第２キャリヤ38（特許請求の範囲中の「第
２出力部材」に該当する）に固定された第２ピニオンギ
ヤ36とを有している。

さらに、このセンターデファレンシャル装置５の軸方
向外方には、該センターデファレンシャル装置５のトル
ク伝達経路を切換えることによって前輪駆動軸２と後輪
駆動軸３との間における差動作用を制御すると同時に２
輪駆動（以下、単に2WDという）と４輪駆動（以下、単
に4WDという）の切換とを行なう第２切換機構７が設け
られている。即ち、第２切換機構７は、前輪駆動軸２に
対してスプライン係合された第４切換ギヤ31と、第３中
間軸10にスプライン係合された第５切換ギヤ32と、該第
３中間軸10の外側に相対回動自在に嵌合された第４中間
軸11に一体的に形成された第６切換ギヤ33と、軸方向に
摺動変位することによりこれら三つの切換ギヤ31,32,33
に対して選択的に噛合する第２スリーブギヤ34とを有し
ている。また、第４中間軸11にはフロント側駆動ギヤ41
が形成され、さらにこのフロント側駆動ギヤ41はチェー
ン15を介して上記後輪駆動軸３側に取付けたフロント側
従動ギヤ42に連結されている。

この第２切換機構７の切換パターンは次述のように、
A,B,Cの三つのパターンがある。即ち、パターンＡは、
第１図及び第２図に示すように、第２スリーブギヤ34に
より第４切換ギヤ31と第５切換ギヤ32とが結合され、第
６切換ギヤ33がフリーとされた状態である。このパター
ンＡにおいては、センターデファレンシャル装置５の第
２サンギヤ35と第２ピニオンギヤ36が一体化されるため
第２リングギヤ37の回転はそのまま前輪駆動軸２側のみ
に伝達され、これにより2WD状態が実現される。

パターンＢは、第３図に示すように、第２スリーブギ
ヤ34により第５切換ギヤ32と第６切換ギヤ33が結合さ
れ、第４切換ギヤ31がフリーとされた状態である。この
パターンＢにおいては、第４中間軸11と第３中間軸10が
結合されるため、4WD状態が実現される。また、これと
同時に、センターデファレンシャル装置５はフリー状態
となっており、前輪駆動軸２と後輪駆動軸３間において
差動作用が行なわれる（第６図においてFREEと表示す
る）。

パターンＣは、第４図に示すように、第２スリーブギ
ヤ34によって第４切換ギヤ31と第５切換ギヤ32と第６切
換ギヤ33の三者が一体的に結合された状態である。この
パターンＣにおいては、第４中間軸と第３中間軸10とが
結合されるため4WD状態が実現されると同時に、前輪駆
動軸２と第３中間軸10とが結合されるところからセンタ
ーデファレンシャル装置５がロック状態となり、前輪駆
動軸２と後輪駆動軸３との間における差動作用は行なわ
れない（第６図においてLOCKと表示する）。

このように構成された動力伝達装置Ｚにおいては、上
記第１切換機構６と第２切換機構７の切換パターンの選
択により、第６図に示す如き４つの作動パターンが得ら
れるようになっている。

先ず、第１の作動パターンは、副変速装置４が第１切
換機構６によりパターンａとされ、センターデファレン
シャル装置５が第２切換機構７によりパターンＡとされ
た状態であり、高速変速段での2WDが実現される（第２
の状態）。

第２の作動パターンは、副変速装置４が第１切換機構
６によりパターンａとされ、センターディファレンシャ
ル装置５が第２切換機構７によりパターンＢとされた状
態であり、高速変速段での4WDでしかも前・後輪間にお
いて差動作用のある走行状態が実現される（第３図の状
態）。

第３の作動パターンは、副変速装置４が第１切換機構
６によりパターンａとされ、センターディファレンシャ
ル装置５が第２切換機構７によりパターンＣとされた状
態であり、高速変速段での4WDでしかも前・後輪間に差
動作用のない走行状態が得られる（第４図の状態）。

第４の作動パターンは、副変速装置４が第１切換機構
６によりパターンｂとされ、センターディファレンシャ
ル装置５が第２切換機構７によりパターンＣとされた状
態であり、低速変速段での4WDでしかも前・後輪間に差
動作用のない走行状態が実現される（第５図の状態）。

このように副変速装置４とセンターデファレンシャル
装置５をともにプラネタリ式ギヤ機構で構成し且つこれ
を同軸上に近接配置するとともに、副変速装置４切換用
の第１切換機構６を副変速装置４の反センターデファレ
ンシャル装置５側位置に、またセンターディファレンシ
ャル装置５切換用の第２切換機構７をセンターデファレ
ンシャル装置５の反副変速装置４側位置にそれぞれ配置
してなるこの実施例の動力伝達装置によれば、副変速装
置４及びセンターディファレンシャル装置５切換用の係
合部が第１切換機構６と第２切換機構７の二つだけでよ
いため、例えば上掲公知例の如く副変速装置とセンター
ディファレンシャル装置切換用の係合部が三つ必要であ
る場合に比べて切換機構部分の構造が簡単であり、しか
もその軸長を短くしてそのコンパクト化を促進し得ると
いう利点が得られる。

さらに、上記第１切換機構６がパターンａに設定され
る高速段での走行時には、上述のように副変速装置４の
出力部材である第１キャリア27が、センターデファレン
シャル装置５の入力部材である第２リングギヤ37に直接
接続され、この間にギヤを介することなくトルク伝達が
行われる。このため、この高速段での走行時にはギヤを
介することなくトルク伝達が行われる分だけ該ギヤの耐
久性が向上するとともに、該ギヤの回転に伴うガタツキ
あるいはノイズの発生が可及的に低減され、耐久性と静
粛性の両立が可能となるものである。そして、通常の走
行時には副変速装置４を高速段に設定するのが通例であ
りその使用頻度は低速段に比して高いところから、上記
効果は極めて有用である。

また、副変速装置４とセンターデファレンシャル装置
５とが、該副変速装置４の出力側にセンターデファレン
シャル装置５を位置せしめた状態で同軸状に近接配置さ
れるとともに、該副変速装置４からの出力が高速段と低
速段の双方において上記第１キャリア27を介して該副変
速装置４の出力側にある上記センターデファレンシャル
装置５側に入力されることからトルクの伝達経路が極め
て簡素化され、そのトルク伝達がスムーズとなり伝達効
率の向上も図れるものである。

さらに、この実施例のものにおいては、副変速装置４
が、サンギヤ入力−キャリヤ出力とされたプラネタリ式
ギヤ機構で構成されているため、その減速比を２以上と
ることができる（この実施例においては減速比を2.5に
設定している）。従って、車輪がぬかるみに入り混んだ
時のようなより大きな駆動力を必要とする緊急時に好適
である。因みに、上掲公知例のものは、副変速装置がリ
ングギヤ入力−キャリヤ出力のプラネタリ式ギヤ機構で
構成されているため、減速比は最大でも２までしかとれ
ない。従って、高トルクが必要な緊急時用副変速装置と
しては不適である。

また、この実施例では副変速装置４の第１キャリヤ27
とセンターデファレンシャル装置５の第２リングギヤ37
とを一体的に連結しているため、例えばこの両者間をギ
ヤ係合するような場合に比してギヤ噛合部分が少なくな
る分だけギヤの噛合いノイズ及び噛合いトルクが低減す
るという利点が得られる。

（発明の効果）本発明は、入力部材が主変速機の出力軸に連結される
とともに同軸状配置の第１切換機構により高速段と低速
段とに択一的に切換設定される副変速装置と、入力部材
が上記副変速装置の出力部材に連結される一方、その第
１の出力部材と第２の出力部材とがそれぞれ前輪駆動軸
と後輪駆動軸のいずれか一方に連結され且つ同軸状配置
の第２切換機構の切換操作によって該第１の出力部材と
第２の出力部材との間における駆動状態を切換えるセン
ターデファレンシャル装置とを備えた４輪駆動車の動力
伝達装置において、上記副変速装置を、出力部材をキャ
リアとし上記入力部材をサンギヤとするペラネタリ式ギ
ヤ機構で構成し、また上記センターデファレンシャル装
置を上記入力部材をリングギヤと上記第１及び第２の出
力部材をそれぞれサンギヤとキャリアとするプラネタリ
式ギヤ機構で構成するとともに、上記副変速装置のキャ
リアと上記センターデファレンシャル装置のリングギヤ
とを一体形成して上記副変速装置とセンターデファレン
シャル装置とを該副変速装置の出力側に上記センターデ
ファレンシャル装置を位置させた状態で同軸状に近接し
て配置し、さらに、上記第１切換機構を、上記主変速機
からの出力を上記副変速装置の上記キャリアを介して直
接上記センターデファレンシャル装置の上記リングギヤ
に接続する第１切換位置と、上記主変速機からの出力を
上記副変速装置のキャリアとの接続を断って該副変速装
置の上記サンギヤに接続する第２切換位置とを選択可能
に構成するとともに、上記第１切換機構を上記副変速装
置の入力側に、上記第２切換機構を上記センターデファ
レンシャル装置の出力側にそれぞれ配置したことを特徴
としている。

従って、本発明の４輪駆動車の動力伝達装置によれ
ば、副変速装置とセンターデファレンシャル装置がそれ
ぞれの構成上軸長の短いプラネタリ式ギヤ機構で構成さ
れ且つ同軸上に近接して配置されており、しかもこれら
の各プラネタリ式ギヤ機構の切換機構がそれぞれ１個づ
つその側方に配置されているため、該副変速装置とセン
ターデファレンシャル装置の切換機構を３個備えた公知
例の動力伝達装置の場合に比して装置の構造が簡単とな
りしかもその軸長が可及的に少ならしめられ、それだけ
装置の構造の簡略化並びにコンパクト化という点におい
て多大の効果が得られる。

さらに、上記第１切換機構は、その第１切換位置にお
いては主変速機からの出力をキャリアを介して直接上記
センターデファレンシャル装置の入力部材に接続し、ま
たその第２切換位置においては上記主変速機からの出力
を上記キャリアとの接続を断って上記サンギヤに接続す
るため、特に、上記第１切換位置での走行、即ち、高速
段での走行においては、トルクがギヤを介さずにキャリ
アからセンターデファレンシャル装置に伝達されるの
で、ギヤを介さない分だけ該ギヤの耐久性の向上が量ら
れるとともに、トルク伝達時のガタツキ及びノイズの発
生も可及的に抑制され、耐久性と静粛性の両立が図れる
という効果もある。

また、共にプラネタリ式の副変速装置とセンターデフ
ァレンシャル装置とが、該副変速装置の出力側にセンタ
ーデファレンシャル装置を位置せしめた状態で同軸状に
近接配置されるとともに、上記第１切換機構が第１切換
位置と第２切換位置のいずれに設定されている場合にお
いても上記副変速装置からの出力はキャリアを介いて上
記センターデファレンシャル装置の入力部材であるリン
グギヤ側に伝達されるようになっていることから、該副
変速装置側からセンターデファレンシャル装置側へのト
ルク伝達がスムーズとなり、それだけ伝達経路の構成の
簡素化が図れるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る４輪駆動車の動力伝達装
置の縦断面図、第２図は第１の動力伝達装置のスケルト
ン図、第３図ないし第５図は第２図の状態変化図、第６
図は第１図に示した動力伝達装置の切換パターン図であ
る。１……入力軸２……前輪駆動軸３……後輪駆動軸４……副変速装置５……センターデファレンシャル装置６……第１切換機構７……第２切換機構 21……第１切換ギヤ 22……第２切換ギヤ 23……第３切換ギヤ 31……第４切換ギヤ 32……第５切換ギヤ 33……第６切換ギヤ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力部材が主変速機の出力軸に連結される
とともに同軸状配置の第１切換機構により高速段と低速
段とに択一的に切換設定される副変速装置と、入力部材が上記副変速装置の出力部材に連結される一
方、その第１の出力部材と第２の出力部材とがそれぞれ前輪
駆動軸と後輪駆動軸のいずれか一方に連結され且つ同軸
状配置の第２切換機構の切換操作によって該第１の出力
部材と第２の出力部材との間における駆動状態を切換え
るセンターデファレンシャル装置とを備えた４輪駆動車
の動力伝達装置であって、上記副変速装置を、出力部材をキャリアとし上記入力部
材をサンギヤとするプラネタリ式ギヤ機構で構成し、ま
た上記センターデファレンシャル装置を上記入力部材を
リングギヤとし上記第１及び第２の出力部材をそれぞれ
サンギヤとキャリアとするプラネタリ式ギヤ機構で構成
するとともに、上記副変速装置のキャリアと上記センターデファレンシ
ャル装置のリングギヤとを一体形成して上記副変速装置
とセンターデファレンシャル装置とを該副変速装置の出
力側に上記センターデファレンシャル装置を位置させた
状態で同軸状に近接して配置し、さらに、上記第１切換機構を、上記主変速機構からの出
力を上記副変速装置の上記キャリアを介して直接上記セ
ンターデファレンシャル装置の上記リングギヤに接続す
る第１切換装置と、上記主変速機からの出力を上記副変
速装置のキャリアとの接続を断って該副変速装置の上記
サンギヤに接続する第２切換位置とを選択可能に構成す
るとともに、上記第１切換機構を上記副変速装置の入力側に、上記第
２切換機構を上記センターデファレンシャル装置の出力
側にそれぞれ配置したことを特徴とする４輪駆動車の動
力伝達装置。