JP3124607B2 - 車両のトランスファ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主変速機からの動力を噛
み合いクラッチにより高低速切り換えすると共に、摩擦
クラッチにより２輪−４輪駆動切り換えを行う車両のト
ランスファ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トランスファ装置としては従来、主変速
機から入力軸に至った動力を噛み合いクラッチにより高
低速切り換えして常時主出力軸に伝達する副変速機を具
え、主出力軸に副出力軸を適宜駆動結合して４輪駆動可
能にする２輪−４輪駆動切り換え機構を設けた構成のも
のが知られている。そして、主出力軸に適宜副出力軸を
駆動結合する２輪−４輪駆動切り換え機構は、切り換え
の応答性や、切り換えショックの軽減等を考慮する場
合、例えば特開昭５６−３９３５２号公報に記載の如く
ドグクラッチ等の噛み合いクラッチに代え油圧式または
電磁式の摩擦クラッチを用いるのが有利である。

【０００３】この種のトランスファ装置においては、２
輪−４輪駆動切り換え機構を構成する摩擦クラッチの作
動系が故障した時、クラッチが結合不能となり、４輪駆
動状態を選択することができなくなる。

【０００４】そこでこの問題解決のために、通常副変速
機の低速位置では２輪駆動が不要であることから、この
低速位置では運転者からの摩擦クラッチ結合，解除用ス
イッチ指令に関係なく強制的に４輪駆動状態となすよ
う、噛み合いクラッチを低速位置への切り換え時に副出
力軸にも噛み合い係合させて副出力軸を主出力軸に結合
することが考えられる。この場合、摩擦クラッチが作動
系の故障で結合不能になっても、低速位置では４輪駆動
が可能となり、４輪駆動不能になるような事態をなくし
得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような対
策をしたトランスファ装置の場合、高速位置から低速位
置に切り換える時、噛み合いクラッチを低速選択用クラ
ッチギヤと、４輪駆動用のクラッチギヤとの２箇所にほ
とんど同時に噛み合い噛合させなければならないことと
なり、当該切り換えの操作性が頗る悪くなるのを免れな
い。

【０００６】この問題解決のためには、一方の噛み合い
噛合が終わってから他方の噛み合い噛合が開始されるよ
うに設計することが考えられる。しかしてこの対策で
は、噛み合いクラッチの切り換えストロークが長くな
り、トランスファ装置の長大化を招くと共に、シフトス
トロークが長くなってこの点での操作性の悪化を免れ
ず、十分な解決策とはなり得ない。

【０００７】本発明は、前記摩擦クラッチを結合させる
と噛み合いクラッチ及び４輪駆動用クラッチギヤ間が結
合されて回転同期されるとの観点から、高速位置から低
速位置への切り換え時一時的に摩擦クラッチを結合させ
ることにより、当該切り換え時噛み合いクラッチを低速
選択用クラッチギヤと、４輪駆動用クラッチギヤとの２
箇所に同時に噛み合い噛合させると雖も、操作性が悪く
なることのないようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的のため本発明に
よる車両のトランスファ装置は、入力軸への動力を噛み
合いクラッチにより高低速切り換えして主出力軸へ伝え
る副変速機と、副出力軸を適宜主出力軸に駆動結合する
摩擦クラッチを主要素としてこの摩擦クラッチを適宜結
合する２輪−４輪駆動切り換え機構とを具え、前記噛み
合いクラッチを低速位置では副出力軸側部材にも噛み合
い係合させて副出力軸を主出力軸に駆動結合することに
より強制的に４輪駆動状態となすようにした車両のトラ
ンスファ装置において、前記主出力軸と副出力軸側部材
との間を前記噛み合いクラッチの噛み合い結合により一
体回転させている間、前記摩擦クラッチの結合によって
も一体回転させ得るよう構成し、前記噛み合いクラッチ
の高速位置から低速位置への切り換え時、前記摩擦クラ
ッチを一旦結合して噛み合いクラッチと副出力軸側部材
との噛み合い同期をとる摩擦クラッチ一時結合手段を設
けて構成したものである。

【０００９】

【作用】副変速機は噛み合いクラッチにより入力軸から
の動力を高低速切り換えし、これを主出力軸へ伝達して
常時駆動すべき２輪を駆動し、２輪−４輪駆動切り換え
機構は運転者からの要求指令に応じ摩擦クラッチにより
適宜副出力軸を主出力軸に駆動結合してこの副出力軸に
より他の２輪をも駆動可能な４輪駆動状態とする。な
お、噛み合いクラッチの低速位置ではこれが副出力軸側
部材にも噛み合い係合し、運転者の２輪−４輪駆動指令
に関係なく強制的に４輪駆動状態が得られる。

【００１０】ところで、主出力軸と副出力軸側部材との
間は上記噛み合いクラッチの噛み合い結合により一体回
転させている間、上記摩擦クラッチの結合によっても一
体回転させ得るよう構成し、噛み合いクラッチの高速位
置から低速位置への切り換え時、摩擦クラッチ一時結合
手段は摩擦クラッチを一旦結合する。これにより噛み合
いクラッチと副出力軸側部材との噛み合い同期がとられ
て副出力軸側部材に対する噛み合いクラッチの噛み合い
係合を容易に行い得ることとなり、高速位置から低速位
置への切り換え時に噛み合いクラッチを低速選択用クラ
ッチギヤと、副出力軸側部材（４輪駆動用クラッチギ
ヤ）との２箇所にほとんど同時に噛み合い噛合させると
雖も、当該切り換えの操作性が悪くなるの防止すること
ができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例を示すトランスファ
装置で、１はトランスファケースを示し、このトランス
ファケース１内に入力軸２および主出力軸３を同軸突合
せ関係に配して相対回転可能に軸承すると共に、これら
の軸２，３に対し平行に配置して副出力軸４を軸承す
る。入力軸２は図示せざる主変速機の出力軸５に結合
し、主出力軸３は車両の常時駆動すべき２輪のディファ
レンシャルギヤに結合し、副出力軸４は車両の適宜駆動
すべき２輪のディファレンシャルギヤに結合する。

【００１２】そして、入力軸２及び主出力軸３上に副変
速機６及び２輪−４輪駆動切り換え機構７を設ける。副
変速機６は、入力軸２に形成したサンギヤ８Ｓと、トラ
ンスファケース１内に固定したインターナルリングギヤ
８Ｒと、これらに噛合するピニオン８Ｐを回転自在に支
持したキャリア８Ｃとよりなる単純遊星歯車組８を主た
る構成要素とし、これに同軸に以下の噛み合いクラッチ
型式の高低速切り換え機構９を設けて構成する。

【００１３】高低速切り換え機構９は主出力軸３上に結
合したハブ９Ｂと、これにスライド可能に噛合させたカ
ップリングスリーブ９Ｃと、このカップリングスリーブ
９Ｃが図中上半部に実線にて示す高速位置Ｈで内歯を噛
合されるよう入力軸２に一体成形した高速選択用クラッ
チギヤ９Ｈと、カップリングスリーブ９Ｃが図中下半部
に示す低速位置Ｌで外歯を噛合されるようキャリア８Ｃ
に設けた低速選択用クラッチギヤ９Ｌとで構成する。

【００１４】２輪−４輪駆動切り換え機構７は摩擦クラ
ッチ１０を主たる構成要素とし、そのクラッチハブ１０
Ｈを主出力軸３上に回転自在に支持すると共に、スプロ
ケット１１、チェーン１２、スプロケット１３を順次介
して副出力軸４に巻掛け伝動関係に駆動連結する。摩擦
クラッチ１０のクラッチドラム１０Ｄは主出力軸３に駆
動結合し、このドラム１０Ｄ内にピストン１０Ｐを嵌合
する。摩擦クラッチ１０はピストン１０Ｐの油圧作動
時、クラッチハブ１０Ｈ及びクラッチドラム１０Ｄ間、
従って主出力軸３及び副出力軸４間を駆動結合して、主
出力軸３だけでなく適宜副出力軸４からも動力を取り出
し可能とする。

【００１５】本例では更に、摩擦クラッチ１０のクラッ
チハブ１０Ｈ上に、スプロケット１１と並べて４輪駆動
用クラッチギヤ１４（副出力軸側部材）を結合し、該ク
ラッチギヤ１４はカップリングスリーブ９Ｃが図中下半
部に示す低速位置Ｌで噛合するような配置及び直径とす
る。よって、これらカップリングスリーブ９Ｃ及びクラ
ッチギヤ１４は、低速位置で主出力軸３及び副出力軸４
間を強制的に結合するドグクラッチを構成する。

【００１６】高低速切り換え機構９のカップリングスリ
ーブ９Ｃは運転者が変速レバーで手動操作するものと
し、２輪−４輪駆動切り換え機構７の摩擦クラッチ１０
は油圧発生用モーター装置１５のＯＮ時これから作動油
圧を供給されて結合するものとする。そして、モーター
装置１５のＯＮ，ＯＦＦを４ＷＤランプ１６のＯＮ，Ｏ
ＦＦと共にコントローラ１７により制御し、このためこ
のコントローラ１７には、４輪駆動を希望する時運転者
がＯＮする４ＷＤスイッチ１８からのスイッチ指令を入
力すると共に、カップリングスリーブ９Ｃの高速位置Ｈ
でＯＮする高速スイッチ１９からの信号、及びカップリ
ングスリーブ９Ｃの低速位置Ｌ寸前でＯＮする低速スイ
ッチ２０からの信号、並びにモーター装置１５から摩擦
クラッチ１０への作動油圧を検出してＯＮするクラッチ
圧スイッチ２１からの信号を夫々入力する。

【００１７】上記実施例の作用を次に説明する。主変速
機出力軸５からの動力は一方で副変速機入力軸２にその
まま入力され、他方で遊星歯車組８により減速されてそ
のキャリア８Ｃに至る。しかして、カップリングスリー
ブ９Ｃが図１中上半部に２点鎖線で示す中立位置Ｎの時
は、このカップリングスリーブ９Ｃがクラッチギヤ９
Ｈ，９Ｌのいずれにも噛合せず、主出力軸３に動力が伝
達されない。勿論、副出力軸４にも動力伝達がなされる
ことはないから、全車輪が駆動されない状態となる。

【００１８】ここで、カップリングスリーブ９ＣをＨ位
置にすると、このカップリングスリーブ９Ｃはハブ９Ｂ
上をスライドしてクラッチギヤ９Ｈに噛合する。この時
入力軸２からの動力がそのままクラッチギヤ９Ｈ及びハ
ブ９Ｂを経て主出力軸３に至り、この主出力軸３に係わ
る常時駆動輪を高速駆動する。そして、摩擦クラッチ１
０をピストン１０Ｐの油圧作動により結合しなければ、
高速２輪駆動状態となり、摩擦クラッチ１０をピストン
１０Ｐの油圧作動で結合すると、主出力軸３に副出力軸
４が結合されてこの副出力軸４からも動力が出力され、
他の２輪も高速駆動される高速４輪駆動状態が得られ
る。

【００１９】カップリングスリーブ９ＣをＬ位置にする
と、このカップリングスリーブ９Ｃはクラッチギヤ９Ｌ
に噛合して、減速駆動されているキャリア８Ｃに主出力
軸３を結合し、常時駆動輪を低速駆動する。ところでこ
の低速位置Ｌで、カップリングスリーブ９Ｃはクラッチ
ギヤ１４にも噛合して、摩擦クラッチ１０に関係なく主
出力軸３及び副出力軸４間を強制的に駆動結合する。よ
って、摩擦クラッチ１０の作動系が故障してその作動油
圧が生じなくなっても、カップリングスリーブ９Ｃ及び
クラッチギヤ１４の噛合で最低限低速位置では４輪駆動
状態を確保することができ、４輪駆動が不能になる事態
を回避することができる。

【００２０】コントローラ１７は本発明における摩擦ク
ラッチ一時結合手段の用をなし、前記の各種入力情報を
基に図２（ａ），（ｂ）の制御プログラムを実行して通
常の、並びに本発明が狙いとする２輪−４輪駆動切り換
え制御を実現するものとする。図２（ａ）はメインルー
チンで、先ずステップ３１において各種の初期設定を行
い、ステップ３２でクラッチ圧スイッチ２１からの信
号、高速スイッチ１９からの信号、低速スイッチ２０か
らの信号を夫々読み込む。次のステップ３３ではクラッ
チ圧スイッチ２１からの信号に基づく判定結果から摩擦
クラッチ１０が結合していれば、又低速スイッチ２０か
らの信号に基づく判定結果から強制的に４輪駆動状態に
される低速位置Ｌなら、４ＷＤランプ１６をＯＮして４
輪駆動状態を表示し、それ以外で４ＷＤランプ１６をＯ
ＦＦする。

【００２１】ステップ３４では４ＷＤスイッチ１８から
の信号を読み込み、次のステップ３５でこの４ＷＤスイ
ッチ指令に対し摩擦クラッチ１０の結合、解放（クラッ
チ圧スイッチ２１の信号）が一致しているか否かをチェ
ックする。不一致の時はステップ３６で、モーター装置
１５のＯＮ，ＯＦＦ切り換えにより摩擦クラッチ１０を
結合、または解放状態に切り換えて４ＷＤスイッチ１８
を介した運転者からの指令にマッチするよう４輪駆動状
態または２輪駆動状態に切り換える。但し、低速位置Ｌ
では前記したように、摩擦クラッチ１０に関係なく４輪
駆動状態となるため、摩擦クラッチ１０を４ＷＤスイッ
チ１８からの指令に関係なく解放するものとする。

【００２２】ステップ３５で４ＷＤスイッチ１８による
運転者からの指令にマッチした駆動状態が達成されてい
ると判別する間に、ステップ３７において各高低速切り
換えサブルーチンを実行する。この高低速切り換えサブ
ルーチンのうち、本発明に関係する高速位置Ｈから低速
位置Ｌへの切り換え時におけるサブルーチンを示すと図
２（ｂ）の如くになる。即ち、ステップ４１で高速スイ
ッチ１９がＯＮされた高速選択中と判別する時は、制御
をそのまま終了してステップ３６での４輪駆動制御にま
かせるが、高速位置Ｈから低速位置Ｈへの切り換え時
は、高速スイッチ１９のＯＦＦを受けて選択されるステ
ップ４２で、モーター装置１５のＯＮにより摩擦クラッ
チ１０に作動油圧を供給してこれを一時結合する。かか
る摩擦クラッチ１０の一時結合はステップ４３で低速ス
イッチ２０がＯＮになったと判別する迄、つまりカップ
リングスリーブ９Ｃが低速位置Ｌとなってクラッチギヤ
９Ｌ及び１４に噛み合い係合し始める直前迄継続する。

【００２３】かかる摩擦クラッチ１０の一時結合によ
り、カップリングスリーブ９Ｃとクラッチギヤ１４とが
一体回転することとなって両者の回転同期をとることが
でき、高速位置Ｈから低速位置Ｌへの切り換え時、カッ
プリングスリーブ９Ｃがクラッチギヤ９Ｌ，１４の２者
にほとんど同時に噛み合い噛合する必要があると雖も、
この噛合による高速位置Ｈから低速位置Ｌへの切り換え
操作を難なく行うことができる。

【００２４】その後は低速スイッチ２０のＯＮでステッ
プ４４が選択され、ここでモーター装置１５のＯＦＦに
より摩擦クラッチ１０への作動油圧を消失せしめ、この
クラッチ１０を解放してカップリングスリーブ９Ｃ及び
クラッチギヤ１４の相対回転を可能ならしめる。よっ
て、カップリングスリーブ９Ｃはクラッチギヤ１４との
間に位相のずれがあっても当該クラッチギヤ１４との噛
み合い後におけるスライドを滑らかに進行することがで
き、そのための操作をスムーズに行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】かくして本発明のトランスファ装置は請
求項１に記載の如く、副変速機における噛み合いクラッ
チ９の高速位置Ｈから低速位置Ｌへの切り換え時、摩擦
クラッチ１０を一時結合して噛み合いクラッチ９（詳し
くはカップリングスリーブ９Ｃ）と４輪駆動用クラッチ
ギヤ１４とを回転同期させる構成としたから、当該切り
換え時噛み合いクラッチ９を低速選択用クラッチギヤ９
Ｌに噛み合いさせると同時に、強制的４輪駆動状態達成
のためクラッチギヤ１４に噛み合いさせる必要があって
も、そのための操作が困難にならず、高速位置Ｈから低
速位置Ｌへの切り換え操作性を良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す車両用トランスファ装
置の要部断面図である。

【図２】同例のコントローラが実行する２輪−４輪駆動
切り換え制御のプログラムを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ トランスファケース ２ 入力軸 ３ 主出力軸 ４ 副出力軸 ５ 主変速機出力軸 ６ 副変速機 ７ ２輪−４輪駆動切り換え機構 ８ 単純遊星歯車組 ９ 高低速切り換え機構（噛み合いクラッチ） 9H 高速選択用クラッチギヤ 9L 低速選択用クラッチギヤ 10 摩擦クラッチ 11 スプロケット 12 チェーン 13 スプロケット 14 ４輪駆動用クラッチギヤ（副出力軸側部材） 15 油圧発生用モーター装置 16 ４ＷＤランプ 17 コントローラ（摩擦クラッチ一時結合手段） 18 ４ＷＤスイッチ 19 高速スイッチ 20 低速スイッチ 21 クラッチ圧スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−267031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−4538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−39352（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−277853（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−129926（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−139424（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 23/08 - 23/08 B60K 17/28 - 17/36

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸への動力を噛み合いクラッチによ
   り高低速切り換えして主出力軸へ伝える副変速機と、 副出力軸を適宜主出力軸に駆動結合する摩擦クラッチを
   主要素としてこの摩擦クラッチを適宜結合する２輪−４
   輪駆動切り換え機構とを具え、 前記噛み合いクラッチを低速位置では副出力軸側部材に
   も噛み合い係合させて副出力軸を主出力軸に駆動結合す
   ることにより強制的に４輪駆動状態となすようにした車
   両のトランスファ装置において、 前記主出力軸と副出力軸側部材との間を前記噛み合いク
   ラッチの噛み合い結合により一体回転させている間、前
   記摩擦クラッチの結合によっても一体回転させ得るよう
   構成し、 前記噛み合いクラッチの高速位置から低速位置への切り
   換え時、前記摩擦クラッチを一旦結合して噛み合いクラ
   ッチと副出力軸側部材との噛み合い同期をとる摩擦クラ
   ッチ一時結合手段を設けて構成したことを特徴とする車
   両のトランスファ装置。