JP6354203B2 - ４輪駆動車のトランスファ装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力の回転方向を変えるギア機構と、駆動源からギア機構への動力伝達を断接するクラッチ機構を一つのトランスファケースに収納した４輪駆動車のトランスファ装置に関するものである。

従来、４輪駆動車に搭載され、前後輪の差動を許容する差動装置の差動機能を許容〜制限する差動制御クラッチを含む部分を、その他の一般潤滑部を潤滑するギアオイルとは別品質の変速機用オイルによって潤滑可能にした４輪駆動車が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１-２０２５３０号公報

ところで、従来の４輪駆動車では、差動制御クラッチを含む部分と、他の一般潤滑部とでオイル品質を別種としているが、変速機用オイルで潤滑する差動制御クラッチを含む部分と、ギアオイルで潤滑する他の一般潤滑部は、異なるケースに収納されていた。
これに対し、例えば、駆動源からの駆動力の回転方向を変えるギア機構と、駆動源からギア機構への駆動力伝達を断接するクラッチ機構を同一ケース内に隣接配置して収納する場合では、このギア機構とクラッチ機構を同じオイルで潤滑することが一般的である。しかも、このようなギア機構とクラッチ機構を同一オイルで潤滑する際、双方の粘度要求を満たすために比較的高粘度の潤滑オイルを用いることが考えられる。
すなわち、ギア機構は常時噛合っているために比較的高い極圧性や耐摩耗性が要求されるので潤滑オイルの粘度要求が高くなっている。一方、クラッチ機構は、解放時には潤滑オイルの極圧性や耐摩耗性が不要になるため潤滑オイルの粘度要求が低くなっている。しかし、このようなギア機構とクラッチ機構の潤滑を同一オイルで行うには、高い粘度の潤滑オイルを用いなければ、ギア機構における粘度要求に応えることができなくなってしまう。そのため、比較的高粘度の潤滑オイルを用いる必要がある。
しかしながら、この場合では、潤滑オイルの粘度要求が低いクラッチ機構でのオイル撹拌フリクションが大きくなり、燃費が悪化するという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたものであり、同一のトランスファケースにギア機構とクラッチ機構を収納する際、撹拌フリクションを低減して燃費悪化を抑制することができる４輪駆動車のトランスファ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の４輪駆動車のトランスファ装置は、左右前輪と左右後輪のうち、一方を駆動源に接続される主駆動輪とし、他方を前記駆動源にクラッチを介して接続される副駆動輪とする４輪駆動車に搭載され、ギア機構と、クラッチ機構と、トランスファケースと、を備えている。
前記ギア機構は、前記主駆動輪から前記副駆動輪への駆動分岐位置に設けられ、前記駆動源からの駆動力の回転方向を変える。また、このギア機構は、左右輪の作動を許容するデファレンシャルのデフケースに連結したシャフト部材が挿入貫通されるシャフト部、及び、前記シャフト部に取り付けられたギア部を有するリングギアと、前記リングギアに噛み合うと共に、前記主駆動輪と前記副駆動輪の間に配設されたプロペラシャフトに連結されたピニオンギアと、を有している。
前記クラッチ機構は、前記駆動源から前記ギア機構への駆動力伝達を断接する。また、このクラッチ機構は、前記デフケースに連結したシャフト部材に連結された入力側部材と、前記シャフト部に連結されると共に前記入力側部材に対して締結解放される出力側部材と、を有している。
前記トランスファケースは、前記ギア機構と前記クラッチ機構を隣接して収納すると共に、前記ギア機構を収納するギア室と、前記クラッチ機構を収納するクラッチ室と、前記ギア室と前記クラッチ室を分割するオイルシールと、を有している。
また、前記オイルシールは、前記シャフト部と前記トランスファケースとの間に配置されると共に、前記ギア機構を挟む位置に設けられた第１オイルシールと第２オイルシールとを有し、前記第１オイルシール及び前記第２オイルシールが接触する前記シャフト部は、単一部品によって形成されている。
そして、前記ギア室には、第１潤滑オイルを封入する。また、前記クラッチ室には、前記第１潤滑オイルよりも低粘度の第２潤滑オイルを封入する。

よって、本発明の４輪駆動車のトランスファ装置では、トランスファケースが有するギア室とクラッチ室がオイルシールで分割され、一方のギア室にギア機構を収納すると共に、第１潤滑オイルを封入する。また、他方のクラッチ室にクラッチ機構を収納すると共に、第１潤滑オイルよりも低粘度の第２潤滑オイルを封入する。
これにより、潤滑オイルの粘度要求が比較的低いクラッチ機構は、低粘度の潤滑オイルによって潤滑される。そのため、クラッチ機構によって潤滑オイルを撹拌する際の撹拌抵抗が下がり、撹拌フリクションの低減を図ることができる。そして、撹拌フリクションが低減することで燃費悪化を抑制することができる。

実施例１のトランスファ装置を適用した前輪駆動ベースの４輪駆動車の駆動系構成を示す駆動系構成図である。 実施例１のトランスファ装置を適用した前輪駆動ベースの４輪駆動車の制御系構成を示す制御系構成図である。 実施例１の「オートモード」選択時の車速とアクセル開度に応じた駆動モード切り替えマップを示す基本マップ図である。 実施例１の「オートモード」選択時の駆動モード（ディスコネクト２輪駆動モード・スタンバイ２輪駆動モード・コネクト４輪駆動モード）の切り替え遷移を示す駆動モード遷移図である。 実施例１のトランスファ装置を示す断面図である。

以下、本発明の４輪駆動車のトランスファ装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

（実施例１）
まず、実施例１の４輪駆動車のトランスファ装置における構成を、「４輪駆動車の駆動系構成」、「４輪駆動車の制御系構成」、「駆動モード切り替え構成」、「トランスファ装置の詳細構成」に分けて説明する。

［４輪駆動車の駆動系構成］
図１は、実施例１のトランスファ装置が適用された前輪駆動ベースの４輪駆動車の駆動系構成を示す。以下、図１に基づき、実施例１の４輪駆動車の駆動系構成を説明する。

前記４輪駆動車の前輪駆動系は、図１に示すように、横置きのエンジン１（駆動源）と、変速機２と、フロントデファレンシャル３と、左前輪ドライブシャフト４と、右前輪ドライブシャフト５と、左前輪６（主駆動輪）と、右前輪７（主駆動輪）と、を備えている。
すなわち、エンジン１及び変速機２を経過した駆動力は、フロントデファレンシャル３を介して左右前輪ドライブシャフト４,５に伝達され、差動を許容しながら主駆動輪である左右前輪６,７を常時駆動する。

前記４輪駆動車の後輪駆動系は、図１に示すように、トランスファ装置ＴＲと、後輪出力軸１１と、プロペラシャフト１２と、ドライブピニオン１３と、後輪側リングギア１４と、リアデファレンシャル１５と、電制カップリング１６と、左後輪ドライブシャフト１７と、右後輪ドライブシャフト１８と、左後輪１９（副駆動輪）と、右後輪２０（副駆動輪）と、を備えている。なお、図１中、２１は自在継手である。

すなわち、エンジン１及び変速機２を経過した駆動力は、トランスファ装置ＴＲ内のドグクラッチ８と、その下流に設けた電制カップリング１６の締結/解放によって、左右前輪６,７と左右後輪１９,２０に分配される。なお、「下流」とは、エンジン１から左右後輪１９，２０への駆動力伝達系において、ドグクラッチ８と左右後輪１９，２０との間の位置である。
ここでは、前記４輪駆動車の後輪駆動系を、ドグクラッチ８と電制カップリング１６を共に解放することで、副駆動輪である左右後輪１９,２０をエンジン１から切り離した２輪駆動走行（＝ディスコネクト２輪駆動モード）と、ドグクラッチ８と電制カップリング１６を共に締結することで、副駆動輪である左右後輪１９,２０をエンジン１に接続した４輪駆動走行（＝コネクト４輪駆動モード）と、を選択することが可能な駆動系構成としている。なお、ドグクラッチ８を解放することにより、ドグクラッチ８より下流側の駆動系回転（プロペラシャフト１２等の回転）を停止することができ、フリクション損失やオイル撹拌損失などが抑えられ、燃費向上が達成される。

前記トランスファ装置ＴＲは、左右前輪６,７から左右後輪１９,２０への駆動分岐位置に設けられ、ドグクラッチ８のクラッチ解放により左右後輪１９,２０への駆動力伝達系を、左右前輪６,７への駆動力伝達系から切り離す。
このドグクラッチ８は、一対の噛み合い部材（図１では不図示）を有する噛み合いクラッチであり、例えば、一方の噛み合い部材を固定部材とし他方の噛み合い部材を可動部材とし、固定部材と可動部材との間に締結方向に付勢するバネ（不図示）を設け、可動部材の外周にソレノイドピン（不図示）と嵌合可能なネジ溝（不図示）が形成されたものを用いる。このドグクラッチ８は、ネジ溝に対しソレノイドピンを突出させて嵌合すると、可動部材が回転しながら解放方向にストロークし、ストローク量が所定量を超えることで、噛み合い締結を解放する。一方、ネジ溝に対するソレノイドピンの嵌合を解除すると、バネ付勢力により固定部材に向かって可動部材が締結方向にストロークし、両者の歯部が噛み合って締結する。

前記電制カップリング１６は、ドグクラッチ８よりも下流位置に設けられ、クラッチ締結容量に応じてエンジン１からの駆動力の一部を左右後輪１９,２０へ配分する摩擦クラッチである。電制カップリング１６の入力側クラッチプレート（不図示）は、クラッチ入力軸（不図示）を介してリアデファレンシャル１５の左サイドギアに連結されている。また電制カップリング１６の出力側クラッチプレート（不図示）は、クラッチ出力軸（不図示）を介して左後輪ドライブシャフト１７に連結されている。さらに、この電制カップリング１６は、リアデファレンシャル１５を収納したリアデフハウジング２４の隣接位置に固定されたカップリングケース２５に収納されている。
この電制カップリング１６としては、例えば、入力側クラッチプレートと出力側クラッチプレートを交互に複数配置した多板摩擦クラッチと、対向するカム面を有する固定カムピストン（不図示）及び可動カムピストン（不図示）と、対向するカム面間に介装されたカム部材（不図示）と、を有するものを用いる。電制カップリング１６の締結は、電動モータ（不図示）が可動カムピストンを回転させることで生じるピストン間隔を拡大するカム作用により、可動カムピストンが回転角に応じてクラッチ締結方向にストロークし、多板摩擦クラッチの摩擦締結力を増すことで行う。電制カップリング１６の解放は、電動モータが可動カムピストンを締結方向とは逆方向に回転させることで生じるピストン間隔を縮小するカム作用により、可動カムピストンが回転角に応じてクラッチ解放方向にストロークし、多板摩擦クラッチの摩擦締結力を減じることで行う。

［４輪駆動車の制御系構成］
図２は、実施例１のトランスファ装置が適用された前輪駆動ベースの４輪駆動車の制御系構成を示す。以下、図２に基づき、実施例１の４輪駆動車の制御系構成を説明する。

前記４輪駆動車の制御系は、図２に示すように、エンジンコントロールモジュール３１（図２では「ＥＣＭ」と示す）と、変速機コントロールモジュール３２（図２では「ＴＣＭ」と示す）と、ＡＢＳアクチュエータコントロールユニット３３（図２では「ＡＢＳアクチュエータＣ／Ｕ」と示す）と、４ＷＤコントロールユニット３４（図２では「４ＷＣＣ／Ｕ」と示す）と、を備えている。

前記エンジンコントロールモジュール３１は、エンジン１の制御ディバイスであり、エンジン回転数センサ３５やアクセル開度センサ３６等からの検出信号を入力する。このエンジンコントロールモジュール３１からは、ＣＡＮ通信線３７を介して４ＷＤコントロールユニット３４に対し、エンジン回転数情報やアクセル開度情報（ACC情報）が入力される。

前記変速機コントロールモジュール３２は、変速機２の制御ディバイスであり、変速機入力回転数センサ３８や変速機出力回転数センサ３９等からの検出信号を入力する。この変速機コントロールモジュール３２からは、ＣＡＮ通信線３７を介して４ＷＤコントロールユニット３４に対し、ギアレシオ情報（ギア比情報）が入力される。

前記ＡＢＳアクチュエータコントロールユニット３３は、各輪のブレーキ液圧を制御するＡＢＳアクチュエータ（不図示）の制御ディバイスであり、ヨーレートセンサ４０や横Ｇセンサ４１や前後Ｇセンサ４２や車輪速センサ４３,４４,４５,４６等からの検出信号を入力する。このＡＢＳアクチュエータコントロールユニット３３からは、ＣＡＮ通信線３７を介して４ＷＤコントロールユニット３４に対し、ヨーレート情報や横Ｇ情報や前後Ｇ情報や各輪の車輪速情報が入力される。なお、上記情報以外に、ステアリング舵角センサ４７から舵角情報が、ＣＡＮ通信線３７を介して４ＷＤコントロールユニット３４に対し入力される。

前記４ＷＤコントロールユニット３４は、ドグクラッチ８と電制カップリング１６の締結/解放を制御する制御ディバイスであり、各種入力情報に基づいて演算処理を行う。
そして、この４ＷＤコントロールユニット３４は、ドグクラッチアクチュエータ４８（ソレノイドピン）と電制カップリングアクチュエータ４９（電動モータ）に駆動制御指令を出力する。ここで、ＣＡＮ通信線３７以外からの入力情報源として、駆動モード選択スイッチ５０、ブレーキ操作の有無を検出するブレーキスイッチ５１、リングギア回転数センサ５２、ドグクラッチストロークセンサ５３、モータ回転角度センサ５４等を有する。

前記駆動モード選択スイッチ５０は、「２ＷＤモード」と「ロックモード」と「オートモード」をドライバーが切り替え選択するスイッチである。「２ＷＤモード」が選択されると、ドグクラッチ８と電制カップリング１６を解放した前輪駆動の２ＷＤ状態（２輪駆動走行）が維持される。「ロックモード」が選択されると、ドグクラッチ８と電制カップリング１６を締結した完全４ＷＤ状態（４輪駆動走行）が維持される。さらに、「オートモード」が選択されると、車両状態（車速、アクセル開度）に応じてドグクラッチ８と電制カップリング１６の締結/解放が自動制御され、駆動モードが自動的に切り替えられる。

ここで、「オートモード」には、燃費向上を重視する際に選択する「エコオートモード」と、４輪駆動性能を重視する際に選択する「スポーツオートモード」の選択肢があり、ドグクラッチ８を締結し、電制カップリング１６を解放するスタンバイ２輪駆動モードにおける電制カップリング１６の状態が選択モードにより異なる。
つまり、「エコオートモード」の選択時には、スタンバイ２輪駆動モード中、電制カップリング１６を完全解放状態にして待機する。これに対し、「スポーツオートモード」の選択時には、スタンバイ２輪駆動モード中、電制カップリング１６を締結直前の解放状態にして待機する。なお、この「エコオートモード」と「スポーツオートモード」は、ドライバーによって任意に選択される。

そして、「完全解放状態」とは、電制カップリング１６の入力側クラッチプレートと出力側クラッチプレートを離間させ、可動カムピストンをクラッチ締結側にストロークさせた直後では両プレートが全く接触せず、クラッチ締結容量が発生しない状態である。また、「締結直前の解放状態」とは、クラッチ締結容量はゼロであるものの、入力側クラッチプレートと出力側クラッチプレートはごく僅かに接触しており、可動カムピストンを少しでもクラッチ締結側にストロークさせると直ちにクラッチ締結容量が発生する状態である。

前記リングギア回転数センサ５２は、ドグクラッチ８の出力回転数情報を取得するためのセンサであり、リングギア回転数検出値に、リア側ギア比とフロント側ギア比を演算に考慮することで、ドグクラッチ８の出力回転数を演算する。なお、ドグクラッチ８の入力回転数情報は、エンジン回転数とギアレシオとファイナルギア比を用いた演算により取得する。

［駆動モード切り替え構成］
図３は、実施例１の「オートモード」選択時の車速とアクセル開度に応じた駆動モード切り替えマップを示し、図４は、駆動モード（ディスコネクト２輪駆動モード・スタンバイ２輪駆動モード・コネクト４輪駆動モード）の切り替え遷移を示す。以下、図３及び図４に基づき、駆動モード切り替え構成を説明する。

実施例１において、「オートモード」が選択されたときの駆動モードは、ディスコネクト２輪駆動モード（Disconnect）と、スタンバイ２輪駆動モード（Stand-by）と、コネクト４輪駆動モード（Connect）と、を有している。そして、この３つの駆動モードは、車速（VSP）と、ドライバーの要求駆動力を表すアクセル開度（ACC）と、図３に示す駆動モード切替マップに基づき、４ＷＤコントロールユニット３４によって相互に切り替えられる。

前記駆動モード切り替えマップは、図３に示すように、車速とアクセル開度に応じて、ディスコネクト２輪駆動モード（図３において「差回転制御領域（Disconnect）」と示す）と、スタンバイ２輪駆動モード（図３において「差回転制御領域（Stand-by）」と示す）と、コネクト４輪駆動モード（図３において「駆動力配分領域（Connect）」と示す）と、を分けた設定としている。
この３つの駆動モードは、アクセル開度ゼロで設定車速VSP0の基点ａから車速の上昇に比例してアクセル開度が上昇する領域区分線Ａと、領域区分線Ａとの交点ｂから高車速側に引いた一定アクセル開度ACC0の領域区分線Ｂと、により分けている。

前記ディスコネクト２輪駆動モード（差回転制御領域（Disconnect））は、アクセル開度が設定開度ACC0以下であって、アクセル開度がゼロの車速軸線と領域区分線Ａと領域区分線Ｂにより囲まれる領域に設定している。すなわち、高車速域であってもアクセル開度が設定開度ACC0以下（ドライバーの要求駆動力が低い）であるため、駆動スリップによる左右前輪６,７と左右後輪１９,２０の差回転発生頻度が極めて小さいと共に、駆動スリップが発生してもスリップが緩増する４輪駆動性能の要求が低い領域に設定している。

前記スタンバイ２輪駆動モード（差回転制御領域（Stand-by））は、アクセル開度が設定開度ACC0を超えていて、領域区分線Ａと領域区分線Ｂにより囲まれる領域に設定している。つまり、高車速域であって、アクセル開度が設定開度ACC0を超えている（ドライバーの要求駆動力が高い）ため、４輪駆動性能の要求が低いものの、駆動スリップにより左右前輪６,７と左右後輪１９,２０の差回転が発生すると、スリップが急増する可能性が高い領域に設定している。

前記コネクト４輪駆動モード（駆動力配分領域（Connect））は、車速がゼロのアクセル開度軸線と、アクセル開度がゼロの車速軸線と、領域区分線Ａと、により囲まれる領域に設定している。つまり、発進時や車速が低い（低車速域）もののアクセル開度が高い高負荷走行等のように、４輪駆動性能の要求が高い領域に設定している。

前記ディスコネクト２輪駆動モードが選択されると、図４の枠線Ｃ内に示すように、ドグクラッチ８と電制カップリング１６が共に解放された「２ＷＤ走行（Disconnect）」になる。このディスコネクト２輪駆動モードでは、基本的に左右前輪６,７にのみ駆動力を伝達しての前輪駆動の２輪駆動走行（以下「２ＷＤ走行」という）が維持される。しかし、前輪駆動の２ＷＤ走行中に左右前輪６,７に駆動スリップが発生し、駆動スリップ量（又は駆動スリップ率）が閾値を超えると、電制カップリング１６を摩擦締結する。その後、回転同期状態が判定されるとドグクラッチ８を噛み合い締結して、４輪駆動走行（以下、「４ＷＤ走行」という）にする。これにより、左右後輪１９,２０にも駆動力を配分して駆動スリップを抑える差回転制御が行われる。

前記スタンバイ２輪駆動モードが選択されると、図４の枠線Ｄ内に示すように、ドグクラッチ８を締結し、電制カップリング１６を解放する「２ＷＤ走行（Stand-by）」になる。このスタンバイ２輪駆動モードでは、ドグクラッチ８を噛み合い締結しているものの基本的に左右前輪６,７にのみ駆動力を伝達しての前輪駆動の２ＷＤ走行が維持される。しかし、前輪駆動の２ＷＤ走行中に左右前輪６,７に駆動スリップが発生し、駆動スリップ量（又は駆動スリップ率）が閾値を超えると、予めドグクラッチ８が噛み合い締結されているため、電制カップリング１６の摩擦締結のみを行う。この電制カップリング１６の摩擦締結により、応答良く左右後輪１９,２０に駆動力を配分することで、駆動スリップを抑える差回転制御が行われる。

前記コネクト４輪駆動モードが選択されると、図４の枠線Ｅ内に示すように、ドグクラッチ８と電制カップリング１６が共に締結された「４ＷＤ走行（Connect）」になる。このコネクト４輪駆動モードでは、基本的に左右前輪６,７と左右後輪１９,２０に対して路面状況に合わせた最適の駆動力配分（例えば、発進時の前後輪等配分制御）とする駆動力配分制御が行われる。但し、駆動力配分制御中に、ステアリング舵角センサ４７やヨーレートセンサ４０や横Ｇセンサ４１や前後Ｇセンサ４２からの情報により、車両の旋回状態が判断されると、電制カップリング１６の締結容量を低下させてタイトコーナーブレーキング現象を抑える制御が行われる。

前記ディスコネクト２輪駆動モード（２ＷＤ走行（Disconnect））と、スタンバイ２輪駆動モード（２ＷＤ走行（Stand-by））と、コネクト４輪駆動モード（４ＷＤ走行（Connect））の切り替え遷移は、車速とアクセル開度により決まる動作点が、図３に示す領域区分線Ａや領域区分線Ｂを横切るときに出力される切り替え要求により行われる。各駆動モードの切り替え遷移速度については、４ＷＤ要求に応える駆動モードへの遷移速度を、燃費要求に応えるディスコネクト２輪駆動モードへの遷移速度に対して優先するように決めている。

すなわち、２ＷＤ走行（Disconnect）→２ＷＤ走行（Stand-by）の切り替え遷移速度（図４の矢印Ｆ）に対し、２ＷＤ走行（Stand-by）→２ＷＤ走行（Disconnect）の切り替え遷移速度（図４の矢印Ｇ）を遅くしている。同様に、２ＷＤ走行（Disconnect）→４ＷＤ走行（Connect）の切り替え遷移速度（図４の矢印Ｈ）に対し、４ＷＤ走行（Connect）→２ＷＤ走行（Disconnect）の切り替え遷移速度（図４の矢印Ｉ）を遅くしている。一方、２ＷＤ走行（Stand-by）→４ＷＤ走行（Connect）の切り替え遷移速度（図４の矢印Ｊ）と、４ＷＤ走行（Connect）→２ＷＤ走行（Stand-by）の切り替え遷移速度（図４の矢印Ｋ）は、同じ速い速度にしている。
また、「遷移速度」とは、切り替え要求が発生してから遷移完了までの時間である。ここでは、この遷移速度が遅い場合（矢印Ｇ、矢印Ｉ）には、切り替え要求出力後所定時間が経過してからモード遷移制御を開始する。また、遷移速度が速い場合（矢印Ｆ、矢印Ｈ、矢印Ｊ、矢印Ｋ）には、切り替え要求出力後直ちにモード遷移制御を開始する。

[トランスファ装置の詳細構成]
図５は、実施例１のトランスファ装置を示す断面図である。以下、図５に基づき、実施例１のトランスファ装置の詳細構成を説明する。

前記トランスファ装置ＴＲは、エンジン１の出力（駆動力）を、左右前輪６,７と左右後輪１９,２０に分配するための動力分配機構であり、図５に示すように、ドグクラッチ８（クラッチ機構）と、ギア機構Ｇと、トランスファケース２３と、を備えている。

前記ドグクラッチ８は、入力側噛み合い部材８ａがフロントデファレンシャル３のデフケース３ａに連結され、出力側噛み合い部材８ｂがギア機構Ｇの前輪側リングギア９に連結されている。すなわち、このドグクラッチ８は、エンジン１の駆動力が伝達されるデフケース３ａと、ギア機構Ｇの前輪側リングギア９の間に設けられ、クラッチ解放によりギア機構Ｇをエンジン１から切り離す。
ここで、デフケース３ａは、トランスファケース２３内に挿入される中空のシャフト部材３ｂを有しており、このシャフト部材３ｂにドグクラッチ８の入力側噛み合い部材８ａが連結される。なお、シャフト部材３ｂは、第１ボールベアリングＢ１を介して、トランスファケース２３に回転可能に支持されている。また、シャフト部材３ｂとトランスファケース２３の間には、第１シールベアリングＳ１、第２シールベアリングＳ２、第３シールベアリングＳ３が介装され、後述する第２潤滑オイルOIL2の漏れを防止している。
さらに、シャフト部材３ｂの内部には右前輪ドライブシャフト５が挿入貫通される。この右前輪ドライブシャフト５は、第２ボールベアリングＢ２を介してトランスファケース２３に回転可能に支持されている。なお、シャフト部材３ｂを貫通した右前輪ドライブシャフト５の一端には、フロントデファレンシャル３のサイドギア（不図示）が連結される。

前記ギア機構Ｇは、前輪側リングギア９（リングギア）と、出力ピニオン１０（ピニオンギア）と、から構成されている。

前記前輪側リングギア９は、図５に示すように、シャフト部材３ｂが挿入貫通されるシャフト部９ａと、このシャフト部９ａの外周面に取り付けられるギア部９ｂと、を有している。

前記シャフト部９ａは、両端が開放した中空円筒体であり、このシャフト部９ａにドグクラッチ８の出力側噛み合い部材８ｂが連結されている。そして、シャフト部９ａは、シャフト部材３ｂとの間にころ軸受Ｋが介装されて回転可能に支持されている。さらに、このシャフト部９ａは、第１円錐ころ軸受ＣＢ１と第２円錐ころ軸受ＣＢ２を介してトランスファケース２３に回転可能に支持されている。
ここで、第１,第２円錐ころ軸受ＣＢ１,ＣＢ２は、フランジ部９ｃに固定されたギア部９ｂを挟んで、大径側が互いに対向するように配置されている。そして、この第１,第２円錐ころ軸受ＣＢ１,ＣＢ２の小径側には、それぞれ第１,第２オイルシールＯＳ１,ＯＳ２が設けられ、シャフト部９ａとトランスファケース２３の間を水密に保持している。

前記ギア部９ｂは、噛合面９ｅが傾斜したベベルギア形状を呈したリング部材であり、ネジＮによってシャフト部９ａに形成されたフランジ部９ｃに固定されている。このギア部９ｂの噛合面９ｅには、出力ピニオン１０が噛合する。

前記出力ピニオン１０は、噛合面１０ａが傾斜したベベルギア形状を呈した歯車部材であり、後輪出力軸１１を介してプロペラシャフト１２の同軸上に連結している。また、出力ピニオン１０とトランスファケース２３の間には、ボールベアリングから構成されるピニオンベアリング１０ｂが介装されている。また、後輪出力軸１１とトランスファケース２３の間には、第４シールベアリングＳ４が介装され、後述する第１潤滑オイルOIL1の漏れを防止している。
さらに、この出力ピニオン１０と前輪側リングギア９には、軸方向がオフセットし、噛合面９ｅと噛合面１０ａがねじれた状態で噛み合うハイポイドギア構造を備えている。

前記トランスファケース２３は、図５に示すように、右前輪ドライブシャフト５が貫通し、シャフト部材３ｂ及び後輪出力軸１１が差し込まれる筐体であり、フロントデファレンシャル３を収納するフロントデフハウジング２２の隣接位置に固定されている。このトランスファケース２３には、ギア機構Ｇとドグクラッチ８が収納されている。

そして、このトランスファケース２３の内部には、ギア室６０と、クラッチ室６１と、軸端空間６２と、が形成されている。ここで、ギア室６０とクラッチ室６１とは、第１オイルシールＯＳ１により分割されている。また、ギア室６０と軸端空間６２とは、第２オイルシールＯＳ２により分割されている。なお、クラッチ室６１と軸端空間６２とは、デフケース３ａのシャフト部材３ｂと前輪側リングギア９のシャフト部９ａの隙間を介して連通している。

前記ギア室６０は、ギア機構Ｇである前輪側リングギア９のギア部９ｂ及び出力ピニオン１０を配置する空間であり、第１オイルシールＯＳ１と第２オイルシールＯＳ２と第４シールベアリングＳ４によって区画されている。そして、このギア室６０には、ハイポイドギアオイルからなる比較的粘度が高い第１潤滑オイルOIL1が封入されている。この第１潤滑オイルOIL1は、前輪側リングギア９の回転によってかき上げられ、ギア部９ｂと出力ピニオン１０の噛み合い面、第１,第２円錐ころ軸受ＣＢ１,ＣＢ２、ピニオンベアリング１０ｂをそれぞれ潤滑する。

前記クラッチ室６１は、ドグクラッチ８を配置する空間であり、第１オイルシールＯＳ１と第３シールベアリングＳ３によって区画されている。そして、このクラッチ室６１には、一般的なギアオイル等からなり、第１潤滑オイルOIl1よりも粘度が低い第２潤滑オイルOIL2が封入されている。この第２潤滑オイルOIL2は、ドグクラッチ８の回転によってかき上げられ、ドグクラッチ８の噛み合い面、第１ボールベアリングＢ１、ころ軸受Ｋをそれぞれ潤滑する。

前記軸端空間６２は、第２シールベアリングＳ２と第２オイルシールＯＳ２によって区画された空間であり、ころ軸受Ｋを潤滑した第２潤滑オイルOIL2が流れ込む。

次に、実施例１の４輪駆動車のトランスファ装置における作用を、「コネクト４輪駆動モード又はスタンバイ２輪駆動モード時潤滑作用」、「ディスコネクト２輪駆動モード時潤滑作用」、「撹拌フリクション低減作用」に分けて説明する。

［コネクト４輪駆動モード又はスタンバイ２輪駆動モード時潤滑作用］
実施例１の４輪駆動車が走行すると、フロントデファレンシャル３のデフケース３ａが回転し、このデフケース３ａのシャフト部材３ｂに連結されたドグクラッチ８の入力側噛み合い部材８ａがデフケース３ａと共に回転する。

ここで、コネクト４輪駆動モード又はスタンバイ２輪駆動モードのときには、ドグクラッチ８は締結され、このドグクラッチ８を介してフロントデファレンシャル３のデフケース３ａと前輪側リングギア９が連結される。これにより、デフケース３ａの回転が前輪側リングギア９に伝達され、前輪側リングギア９のシャフト部９ａ及びギア部９ｂが、ドグクラッチ８の出力側噛み合い部材８ｂと一体に回転する。

これにより、ギア室６０では、シャフト部９ａに固定されたギア部９ｂが回転し、このギア部９ｂによって第１潤滑オイルOIL1がかき上げられ、ギア部９ｂと出力ピニオン１０の噛み合い面や、第１,第２円錐ころ軸受ＣＢ１,ＣＢ２の潤滑を行う。

また、クラッチ室６１では、ドグクラッチ８の入力側噛み合い部材８ａと出力側噛み合い部材８ｂが一体になって第２潤滑オイルOIL2をかき上げ、第１ボールベアリングＢ１の潤滑を行う。また、第２潤滑オイルOIL2の一部は、シャフト部材３ｂとシャフト部９ａの間に入り込み、ころ軸受Ｋを潤滑する。

［ディスコネクト２輪駆動モード時潤滑作用］
一方、ドグクラッチ８と電制カップリング１６を共に解放したディスコネクト２輪駆動モードのときには、ドグクラッチ８が解放されるため、このドグクラッチ８の出力側噛み合い部材８ｂは回転しない。つまり、デフケース３ａの回転が前輪側リングギア９に伝達されないため、前側駆動系の回転によってギア機構Ｇが回転することはない。また、電制カップリング１６の解放によって、左後輪１９の回転がリアデファレンシャル１５に伝達されないため、リアデファレンシャル１５から上流側の部材（後輪側リングギア１４、ドライブピニオン１３、プロペラシャフト１２、後輪出力軸１１）の回転は停止する。つまり、左後輪１９の回転によってギア機構Ｇが回転することはない。
このように、ギア機構Ｇが回転しないので、ギア室６０内の第１潤滑オイルOIL1はかき上げられず、安定状態を維持する。

一方、ドグクラッチ８の入力側噛み合い部材８ａは、デフケース３ａのシャフト部材３ｂと共に回転する。このため、この入力側噛み合い部材８ａの回転によってクラッチ室６１内の第２潤滑オイルOIL2はかき上げられる。

このように、ディスコネクト２輪駆動モード時には、前輪側リングギア９が回転しないことで、ギア室６０内の第１潤滑オイルOIL1は安定状態を維持する。また、ドグクラッチ８の入力側噛み合い部材８ａだけが回転し、クラッチ室６１内の第２潤滑オイルOIL2はかき上げられ、ドグクラッチ８の噛み合い面や第１ボールベアリングＢ１の潤滑が行われる。

［撹拌フリクション低減作用］
実施例１の４輪駆動車では、上述のように駆動モードに応じてドグクラッチ８が締結又は解放される。そのため、このドグクラッチ８を潤滑する第２潤滑オイルOIL2には、高い極圧性や耐摩耗性が要求されることはなく、第２潤滑オイルOIL2に対する粘度要求は比較的低くなっている。
また、エンジン１の駆動力が伝達されるフロントデファレンシャル３のデフケース３ａは、駆動モードに拘らず常時回転する。すなわち、デフケース３ａのシャフト部材３ｂに連結されたドグクラッチ８の入力側噛み合い部材８ａは、駆動モードに拘らず常時回転することとなる。このため、クラッチ室６１内の第２潤滑オイルOIL2は、いずれも駆動モードであっても常時撹拌され、撹拌フリクションが発生する。

一方、ギア機構Ｇである前輪側リングギア９のギア部９ｂと、出力ピニオン１０は常時噛み合っており、このギア機構Ｇを潤滑する第１潤滑オイルOIL1には、高い極圧性や耐摩耗性が要求される。このため、この第１潤滑オイルOIL1に対する粘度要求は比較的高くなっている。
また、ギア室６０内の第１潤滑オイルOIL1は、ディスコネクト２輪駆動モード時には、ギア機構Ｇが回転しないことで安定状態を維持する。つまり、この第１潤滑オイルOIL1は、コネクト４輪駆動モード又はスタンバイ２輪駆動モードのときには、ギア機構Ｇの前輪側リングギア９によって撹拌されるが、ディスコネクト２輪駆動モードのときには撹拌されず、撹拌フリクションも発生しない。

これに対し、実施例１のトランスファ装置ＴＲでは、トランスファケース２３内が第１,第２オイルシールＯＳ１,ＯＳ２によってギア室６０とクラッチ室６１に分割され、クラッチ室６１に封入された第２潤滑オイルOIL2が第１潤滑オイルOIL1よりも低粘度となっている。

つまり、トランスファケース２３内を、第１,第２オイルシールＯＳ１,ＯＳ２によってギア室６０とクラッチ室６１に分割したことで、異種の潤滑オイル（第１,第２潤滑オイルOIL1,OIL2）をトランスファケース２３に封入することができる。
そして、オイル粘度要求が高い上、ディスコネクト２輪駆動モードのときには撹拌されないギア室６０には、比較的高粘度の第１潤滑オイルOIL1が封入される。また、駆動モードに拘らずドグクラッチ８の入力側噛み合い部材８ａによって常時撹拌され、撹拌フリクションが常に発生するクラッチ室６１には、比較的低粘度の第２潤滑オイルOIL2が封入される。

これにより、同一のトランスファケース２３にギア機構Ｇとドグクラッチ８を隣接して収納する際、ドグクラッチ８でのオイル撹拌フリクションを低減し、燃費の悪化を抑制することができる。また、オイル粘度が高い場合では、ドグクラッチ８を締結する際の応答性が低下するという問題がある。しかし、ドグクラッチ８を潤滑する第２潤滑オイルOIL2のオイル粘度を低くすることにより、ドグクラッチ８の締結応答性の向上を図ることができる。
さらに、ギア機構Ｇを潤滑する第１潤滑オイルOIL1は、比較的粘度が高くなっているので、ギア機構Ｇの潤滑に必要な粘度要求に応えることができ、ギア機構Ｇを円滑に潤滑することができる。なお、このギア機構Ｇでは、ディスコネクト２輪駆動モードでは撹拌フリクションが発生しないので、第１潤滑オイルOIL1が比較的高粘度であっても、オイル撹拌フリクションが増加することはなく、燃費が悪化することはない。

そして、この実施例１では、ギア機構Ｇが前輪側リングギア９と、出力ピニオン１０とを有すると共に、この前輪側リングギア９及び出力ピニオンにハイポイドギア構造を備えている。そのため、トランスファ装置ＴＲのコンパクト化を図り、たとえば同様のウォームギアを用いた場合と比べて、駆動力伝達効率を向上すると共に、騒音や振動を低減することができる。
なお、このギア機構Ｇを円滑に潤滑するためには、第１潤滑オイルOIL1を非常に高粘度なハイポイドオイルにすることが必要となる。しかし、ギア室６０とクラッチ室６１を分割し、別種の潤滑オイルを用いてギア機構Ｇとドグクラッチ８をそれぞれ潤滑することができるので、第１潤滑オイルOIL1の粘度を高くしても、ドグクラッチ８における撹拌フリクションの増加は発生せず、燃費悪化を抑制することができる。

さらに、この実施例１では、クラッチ室６１に収納され、第２潤滑オイルOIL2によって潤滑されるクラッチ機構を、入力側噛み合い部材８ａと出力側噛み合い部材８ｂが噛み合うことで締結する噛み合いクラッチであるドグクラッチ８としている。
そのため、このトランスファ装置ＴＲにおける駆動力伝達効率を、例えば摩擦クラッチと比べて向上することができる。
なお、クラッチ機構を噛み合いクラッチであるドグクラッチ８としたことで、入力側噛み合い部材８ａの噛合歯がオイル撹拌時の抵抗になってしまう。しかし、ギア室６０とクラッチ室６１を分割し、別種の潤滑オイルを用いてドグクラッチ８とギア機構Ｇをそれぞれ潤滑することで、噛み合いクラッチであるドグクラッチ８を用いても、撹拌抵抗の増加を抑制し、燃費悪化を抑えることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の４輪駆動車のトランスファ装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 左右前輪６,７と左右後輪１９,２０のうち、一方を駆動源（エンジン１）に接続される主駆動輪とし、他方を前記駆動源（エンジン１）にクラッチを介して接続される副駆動輪とする４輪駆動車に搭載され、
前記主駆動輪（左右前輪６,７）から前記副駆動輪（左右後輪１９,２０）への駆動分岐位置に設けられ、前記駆動源（エンジン１）からの駆動力の回転方向を変えるギア機構Ｇと、前記駆動源（エンジン１）から前記ギア機構Ｇへの駆動力伝達を断接するクラッチ機構（ドグクラッチ８）と、前記ギア機構Ｇと前記クラッチ機構（ドグクラッチ８）を隣接して収納するトランスファケース２３と、を備える４輪駆動車のトランスファ装置ＴＲにおいて、
前記トランスファケース２３は、前記ギア機構Ｇを収納するギア室６０と、前記クラッチ機構（ドグクラッチ８）を収納するクラッチ室６１と、前記ギア室６０と前記クラッチ室６１を分割するオイルシール（第１,第２オイルシールＯＳ１,ＯＳ２）と、を有し、
前記ギア室６０に、第１潤滑オイルOIL1を封入し、前記クラッチ室６１に、前記第１潤滑オイルOIL1よりも低粘度の第２潤滑オイルOIL2を封入する構成とした。
これにより、同一のトランスファケース２３にギア機構Ｇとクラッチ機構（ドグクラッチ８）を収納する際、撹拌フリクションを低減して燃費悪化を抑制することができる。

(2) 前記ギア機構Ｇは、前記クラッチ機構（ドグクラッチ８）に連結したリングギア（前輪側リングギア９）と、前記リングギア（前輪側リングギア９）に噛み合うと共に、前記主駆動輪（左右前輪６,７）と前記副駆動輪（左右後輪１９,２０）の間に配設されたプロペラシャフト１２に連結したピニオンギア（出力ピニオン１０）と、を有すると共に、前記リングギア（前輪側リングギア９）及び前記ピニオンギア（出力ピニオン１０）にハイポイドギア構造を備える構成とした。
これにより、上記(1)の効果に加え、トランスファ装置ＴＲのコンパクト化を図り、たとえば同様のウォームギアを用いた場合と比べて、駆動力伝達効率を向上すると共に、騒音や振動を低減することができる。

(3) 前記クラッチ機構は、前記駆動源（エンジン１）に連結した入力側噛み合い部材８ａと、前記ギア機構Ｇに連結した出力側噛み合い部材８ｂと、を有する噛み合いクラッチ（ドグクラッチ８）により構成する。
これにより、上記(1)又は(2)の効果に加え、このトランスファ装置ＴＲにおける駆動力伝達効率を、例えば摩擦クラッチと比べて向上することができる。

以上、本発明の４輪駆動車のトランスファ装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、トランスファ装置ＴＲを左右前輪６,７の間に配置する例を示したが、これに限らない。例えば、本発明のトランスファ装置を左右後輪１９,２０の間に配置してもよい。この場合では、リアデフハウジング２４内に、ドライブピニオン１３、後輪側リングギア１４、リアデファレンシャル１５に加えて、トランスファクラッチに相当する電制カップリング１６を収納する。そして、後輪側リングギア１４を大径側が対向するように配置された一対の円錐ころ軸受によって支持すると共に、この一対の円錐ころ軸受の小径側にブリーザを設ける。

また、クラッチ機構としては、噛み合いクラッチであるドグクラッチ８に限らず、電制カップリング１６のような摩擦クラッチであってもよい。
さらに、ドグクラッチ８は、油圧により駆動するシフトフォークを用いて解放/締結がなされる噛み合いクラッチによって構成してもよい。また、電制カップリング１６は、油圧により多板クラッチを解放/締結する油圧式摩擦クラッチによって構成してもよい。

実施例１では、駆動源としてエンジン１のみを有する４輪駆動車に適用する例を示したが、駆動源としてエンジンとモータを有するハイブリッド車両や、モータのみを有する電気自動車に対しても適用することができる。

１ エンジン（駆動源）
２ 変速機
３ フロントデファレンシャル
３ａ デフケース
３ｂ シャフト部材
４ 左前輪ドライブシャフト
５ 右前輪ドライブシャフト
６ 左前輪（主駆動輪）
７ 右前輪（主駆動輪）
８ ドグクラッチ（クラッチ機構）
８ａ 入力側噛み合い部材
８ｂ 出力側噛み合い部材
９ 前輪側リングギア（リングギア）
９ａ シャフト部
９ｂ ギア部
１０ 出力ピニオン（ピニオンギア）
１１ 後輪出力軸
１２ プロペラシャフト
１６ 電制カップリング
１９ 左後輪（副駆動輪）
２０ 右後輪（副駆動輪）
２３ トランスファケース
３１ エンジンコントロールモジュール
３２ 変速機コントロールモジュール
３３ ＡＢＳアクチュエータコントロールユニット
３４ ４ＷＤコントロールユニット
６０ ギア室
６１ クラッチ室
ＴＲ トランスファ装置
ＯＳ１ 第１オイルシール
ＯＳ２ 第２オイルシール
OIL1 第１潤滑オイル
OIL2 第２潤滑オイル

Claims (3)

1. 左右前輪と左右後輪のうち、一方を駆動源に接続される主駆動輪とし、他方を前記駆動源にクラッチを介して接続される副駆動輪とする４輪駆動車に搭載され、
   前記主駆動輪から前記副駆動輪への駆動分岐位置に設けられ、前記駆動源からの駆動力の回転方向を変えるギア機構と、前記駆動源から前記ギア機構への駆動力伝達を断接するクラッチ機構と、前記ギア機構と前記クラッチ機構を隣接して収納するトランスファケースと、を備える４輪駆動車のトランスファ装置において、
   前記ギア機構は、左右輪の作動を許容するデファレンシャルのデフケースに連結したシャフト部材が挿入貫通されるシャフト部、及び、前記シャフト部に取り付けられたギア部を有するリングギアと、前記リングギアに噛み合うと共に、前記主駆動輪と前記副駆動輪の間に配設されたプロペラシャフトに連結されたピニオンギアと、を有し、
   前記クラッチ機構は、前記シャフト部材に連結された入力側部材と、前記シャフト部に連結されると共に前記入力側部材に対して締結解放される出力側部材と、を有し、
   前記トランスファケースは、前記ギア機構を収納するギア室と、前記クラッチ機構を収納するクラッチ室と、前記ギア室と前記クラッチ室を分割するオイルシールと、を有し、
   前記オイルシールは、前記シャフト部と前記トランスファケースとの間に配置されると共に、前記ギア機構を挟む位置に設けられた第１オイルシールと第２オイルシールとを有し、
   前記第１オイルシール及び前記第２オイルシールが接触する前記シャフト部は、単一部品によって形成され、
   前記ギア室には、第１潤滑オイルを封入し、前記クラッチ室には、前記第１潤滑オイルよりも低粘度の第２潤滑オイルを封入する
   ことを特徴とする４輪駆動車のトランスファ装置。
2. 請求項１に記載された４輪駆動車のトランスファ装置において、
   前記ギア機構は、前記リングギア及び前記ピニオンギアにハイポイドギア構造を備える
   ことを特徴とする４輪駆動車のトランスファ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された４輪駆動車のトランスファ装置において、
   前記クラッチ機構は、前記入力側部材を入力側噛み合い部材とし、前記出力側部材を出力側噛み合い部材とする噛み合いクラッチにより構成する
   ことを特徴とする４輪駆動車のトランスファ装置。