JPH04328026A - 車両の駆動力伝達装置 - Google Patents

車両の駆動力伝達装置

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JPH04328026A
JPH04328026A JP3098847A JP9884791A JPH04328026A JP H04328026 A JPH04328026 A JP H04328026A JP 3098847 A JP3098847 A JP 3098847A JP 9884791 A JP9884791 A JP 9884791A JP H04328026 A JPH04328026 A JP H04328026A
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outer ring
differential
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retainer
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健一郎 伊藤
Hiromi Nojiri
博海 野尻
Tateo Adachi
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車両の車輪に駆動力
を伝達するための伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】車両において、４輪を直結
した状態でタイトコーナーを旋回すると、前後輪間の旋
回半径の差により速く回ろうとする前輪がスリップし、
あたかもブレーキをかけたような現象が生じる。
【０００３】このようなブレーキング現象を無くすため
、従来の４輪駆動車では、駆動経路上に前後輪のディフ
ァレンシャルとは別にセンタデフを設け、前後輪間の回
転差を吸収しているが、ギヤを噛み合せた機械的な構造
をもつセンタデフでは、脱輪等によって一方の車輪の負
荷が空転した場合、駆動力がその車輪だけに流れ、接地
している他の車輪には全く伝わらない不具合が生じる。
【０００４】このため、最近では、前後輪の回転差を吸
収できる差動機能と共に、その差動機能を制限する機能
を併せもつセンタデフが開発され、高粘性物質のせん断
力を利用するビスカスカップリングや、多板クラッチと
弾性部材による摩擦力を利用したカップリングなどが提
案されている。
【０００５】しかしながら、これらのカップリングは部
品点数が極めて多いために、車両の駆動系の構造を複雑
化し、コストを大きく上昇させる欠点がある。
【０００６】また、駆動力の伝達が入出力間の速度差を
利用して行なわれるため、低速時では大きな駆動力を伝
達することができず、十分な駆動力を得るには一定以上
の速度差の発生が必要になり、このため、駆動力伝達の
応答性や効率が悪いという欠点がある。
【０００７】そこで、この発明は、機械的な簡単な構造
により駆動力を効率よく伝達でき、車両の車輪とディフ
ァレンシャルとの間に組込むことにより、上述したよう
なセンタデフを用いずにフルタイム４輪駆動を実現でき
る駆動力の伝達装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、外輪同士が連結される等速ジョイン
トとクラッチ装置とから成り、そのクラッチ装置は、外
輪の内部に入力軸を回路自在に挿入し、その外輪と入力
軸の対向面間に回動可能に設けた保持器のポケットに、
入力軸と保持器の正逆方向の相対回転によって上記対向
面に係合する係合子と、この係合子を上記対向面と係合
しない位置に保持する弾性部材とを組込み、上記保持器
と入力軸とを回転方向すき間を介して共回り可能に連結
すると共に、保持器又は入力軸の一方にその両者の回転
に差を生じさせる差動手段を連結して構成したものであ
る。
【０００９】なお、上記の構造において、等速ジョイン
トの外輪とクラッチ装置の外輪とを一体に形成するよう
にしてもよい。
【００１０】
【作用】上記の構造において、等速ジョイントの内輪を
前輪の車軸に連結し、入力軸をディファレンシャルに連
結し、入力軸を回転させると、クラッチ装置においては
、差動手段の作用によって回転方向すき間の分だけ入力
軸と保持器とが相対回転し、係合子が係合作動状態に移
動する。
【００１１】この状態で、入力軸の回転が外輪を上回る
と、係合子が係合し、入力軸のトルクは外輪と等速ジョ
イントを介して前輪に伝えられる。
【００１２】逆に、タイトコーナの旋回により前輪の回
転が後輪の回転を上回ると、クラッチ装置の外輪の回転
が入力軸より速くなり、クラッチ装置がオーバランニン
グする。このため、前輪は後輪から切離された状態で回
転する。
【００１３】
【実施例】図１乃至図４は、第１の実施例の駆動力伝達
装置を示し、図５及び図６は、その装置を車両の駆動系
に装着した例を示している。図５に示す駆動系は、４輪
駆動車において、フロントディファレンシャル４０と左
右の前輪４１、４２との間を、長さの異なる車軸４３、
４４で連結した前輪の駆動構造を示しており、その長い
方の車輪４３に、実施例の駆動力伝達装置１が装着され
る。
【００１４】上記のフロントディファレンシャル４０は
、エンジン４５のトランスミッション（図示略）と連結
する回転自在のデフケース４６に、ピニオンギヤ４７、
４７を共回り可能に連結し、そのピニオンギヤ４７、４
７に一対のサイドギヤ４８、４８を噛み合せて構成され
ており、その各サイドギヤ４８、４８に、ダブルオフセ
ット型の等速ジョイント２、２’を介して車軸４３、４
４が連結され、その各車軸４３、４４に、ゼッパ型の等
速ジョイント４９、４９を介して前輪４１、４２が連結
されている。
【００１５】実施例の駆動力伝達装置１は、図１及び図
６に示すように、長い車軸４３におけるダブルオフセッ
ト型の等速ジョイント２と、クラッチ装置３とを、それ
らの外輪を同一の外筒部材４で形成して、両者を一体に
結合させた状態で構成されている。
【００１６】すなわち、等速ジョイント２は、外筒部材
４の一方の端部を外輪５としており、その外輪５の円筒
状の内部孔５ａに、車軸４３の端部と連結した内輪７と
ケージ８とが嵌まり込んでいる。この外輪５の内径面及
び内輪７の外径面には、軸方向にストレートに延びるボ
ールトラック溝９、１０が形成され、このボールトラッ
ク溝９、１０にケージ８で保持されたボール１１が嵌合
している。
【００１７】また、ケージ８の外径球面と内径球面の中
心ＡとＢは、ジョイントの角度中心Ｏに対して左右に等
距離だけオフセットされ、さらに、ジョイントの角度中
心Ｏが、ケージ８のボールポケットの中心線と外輪軸あ
るいは内輪軸との交点にあるように設定されている。
【００１８】上記の等速ジョイント２では、ケージ８が
ジョイントのあらゆる回転角においてボール１１を内外
輪軸の２等分面上に確保し、外輪５に加えられた回転は
等速で車軸４３に伝え、また、ジョイント内部における
内・外輪の軸方向変位を可能にする。
【００１９】一方、クラッチ装置３は、外筒部材４の他
方の端部を外輪６としており、その外輪６の内部孔６ａ
に、軸受１２、１３を介して入力軸１４が回転自在に挿
入されている。
【００２０】この入力軸１４の端部には、フロントディ
ファレンシャル４０から延びるスプライン軸５０が嵌め
込まれ、ディファレンシャル４０の正逆方向の回転が遅
れなく入力軸１４に伝えられるようになっている。
【００２１】また、入力軸１４の外径面と、それに対向
する外輪６の内径面には、それぞれ円筒形の係合面１５
、１６が形成され、その両係合面１５、１６の間に、回
動可能な制御保持器１７と、入力軸１４にピン止めされ
る固定保持器１８とが設けられている。
【００２２】この制御保持器１７と固定保持器１８には
、図２に示すように、対向して周方向に複数のポケット
１９、２０が形成され、その各ポケット１９、２０に、
係合子としてのスプラグ２１と、弾性部材２２とが組込
まれている。
【００２３】上記スプラグ２１は、図４に示すように、
外径側と内径側がスプラグの中央線上に曲率中心をもつ
弧状面２３で形成され、左右の両方向に所定角度傾くと
両係合面１５、１６と係合して、入力軸１４と外輪６を
一体化する。また、弾性部材２２は、制御保持器１７に
一端が支持されてスプラグ２１を両側から押圧しており
、各スプラグを両係合面１５、１６と係合しない中立位
置に保持する弾性力を与えている。
【００２４】一方、入力軸１４の内側には、軸受２４、
２４を介して制御軸２５が回転自在に支持され、その制
御軸２５の中央部に連結したピン２６が、入力軸１４に
設けたピン孔２７を挿通して制御保持器１７に連結して
いる。
【００２５】また、上記制御軸２５の後端部に連結した
ピン２８が、入力軸１４のピン孔２９を挿通し、差動手
段３０に連結している。この差動手段３０は、転がり軸
受３１と、その軸受３１を車体の固定部材に支持する支
持腕３２とから成り、転がり軸受３１は、半径方向すき
間がゼロ以下となるように所定圧以上の予圧をかけて支
持腕３２に嵌込まれ、転がり時に入力軸を支持する軸受
１２、１３よりも大きな回転抵抗をもつように設定され
ている。
【００２６】上記の構造では、転がり軸受３１の回転抵
抗により、制御軸２５と制御保持器１７には回転を押し
止めるような力が加えられ、制御保持器１７は、入力軸
１４の回転に対して減速されると共に、衝撃力や慣性力
によって容易に回転しないように保持される。
【００２７】また、制御軸２５の中央部のピン２６は、
図３に示すように制御保持器１７に対しては一体で固定
されるが、入力軸１４のピン孔２７には回転方向すき間
３３をもって遊嵌され、また、制御軸後端部のピン２８
と入力軸のピン孔２９との間には、上記の回転方向すき
間３３よりも大きな円周方向のすき間が設けられている
。
【００２８】上記回転方向すき間３３は、制御保持器１
７の入力軸１４に対する遅れ角を決めるもので、その大
きさは、スプラグ２１が係合面１５、１６間の中立位置
から弾性部材２２を介して両係合面に接触するまでの距
離よりも大きく設定されている。
【００２９】次に、上記のように構成される実施例の作
用を説明する。フロントディファレンシャル４０から入
力軸１４に回転が加えられると、差動手段３０の作用に
より減速される制御保持器１７は、回転方向すき間３３
の分だけ入力軸１４より回転が遅れ、固定保持器１８に
対して制御保持器１７が相対回転する。この両保持器の
相対回転により、図４に示すようにスプラグ２１が入力
軸１４の回転方向（矢印方向）に対して反対方向に傾き
、両係合面１５、１６に接触して係合作動状態になる。
【００３０】このスプラグの傾動時、制御保持器１７に
取付けた弾性部材２２により各スプラグ２１が常に押圧
状態で保持されているため、ピン２６とピン孔２７の周
壁が接触する前に全スプラグが係合作動状態に移動し、
その状態で入力軸１４と制御保持器１７が共回りする。
【００３１】上記の状態から、入力軸１４がひきつづき
回転し、外筒部材４と連結する車軸４３との間に回転差
が生じると、スプラグ２１が係合面１５、１６に係合し
、クラッチが成立する。このため、入力軸１４の駆動力
は、スプラグ２１を介して外筒部材４に伝わり、等速ジ
ョイント２を介して車軸４３に伝えられる。このように
一方の車軸４３に駆動力が伝達されると、フロントディ
ファレンシャル４０のサイドギヤ４８から他方の車軸４
４にも駆動力が伝わり、４輪駆動状態となる。
【００３２】また、車両が直進走行状態にあるときは、
後輪と前輪がつれ回りするため、フロントディファレン
シャル４０と車軸４３の回転は同じになるはずであるが
、実際には後輪と路面間に発生する滑りにより車速が若
干落ち、前輪及び車軸４３の回転に対してフロントディ
ファレンシャル４０の回転がわずかに上回る。このため
、直進走行時においてもクラッチが成立して前輪が駆動
され、４輪駆動状態となる。
【００３３】これに対して、タイトコーナーの旋回によ
って前輪が後輪よりも速く回転すると、車軸４３の回転
が入力軸１４の回転を上回り、外輪６がスプラグ２１に
対してオーバーランニングする。このため、スプラグ２
１は外輪６より係合面１５、１６との係合から外れる方
向の接線力を受けてクラッチが切れ、入力軸１４と車軸
４３が切離される。このように入力軸１４に加わる抵抗
が無くなり、一方の車軸４３が空転状態になると、フロ
ントディファレンシャル４０の駆動力がその車軸４３だ
けに流れ、他方の車軸４４には全く流れなくなる。この
ため、両前輪４１、４２の動きは、フロントディファレ
ンシャル４０の動きによって規制されなくなり、前後輪
の回転差によるタイトコーナーのブレーキング現象が防
止される。
【００３４】一方、後輪による２輪駆動の状態で、後輪
の一方が脱輪したり、タイトコーナーの旋回中に後輪が
スリップすると、車速が落ち、減速する前輪よりもフロ
ントディファレンシャル４０の回転が上回るため、入力
軸１４の回転が外筒部材４よりも速くなる。このため、
スプラグ２１が係合面１５、１６に係合して、前輪に駆
動力に伝わり、前輪により車両が駆動される。
【００３５】また、前輪の一方が脱輪すると、フロント
ディファレンシャル４０の差動機能により接地した車軸
には駆動力が全く流れず、各前輪４１、４２へは有効な
駆動力が伝達されないが、後輪による駆動状態が維持さ
れるため、車両の走行駆動は保持される。
【００３６】一方、車両の走行方向の変化により、フロ
ントディファレンシャル４０の逆向きに回転すると、入
力軸１４と制御保持器１７が逆方向に回動し、スプラグ
２１を図４において係合面１５、１６の反対側の係合位
置に移動させるため、車両の前進と後退の両方向におい
て駆動の切換えを全く同様に行なうことができる。
【００３７】このように、上記の構造では、走行中、後
輪又は前輪が脱輪やスリップすると、自動的に前輪又は
後輪の２輪駆動に切換って車両の駆動状態を維持し、タ
イトコーナーの旋回中において前輪の回転が後輪より速
くなると、クラッチのオーバーランニングによって前後
輪が切離される。このため、デフロック機能と回転差の
吸収機能とを合わせもつことができ、ビスカスカップリ
ングや多板クラッチを利用したカップリングなどの複雑
な構造のセンタデフを用いずに、フルタイムで直結型の
４輪駆動を可能にすることができる。
【００３８】図７は第２の実施例のクラッチ装置を示し
、図８はそれの車両駆動系への装着例を示している。 図８に示す駆動構造は、フロントディファレンシャル４
０と一方の車軸５１との間にセンタシャフト５３を設け
、左右の車軸５１、５２の長さを等しく形成したもので
、クラッチ装置６２は、捩り剛性が均衝するセンタシャ
フト５３に装着される。
【００３９】この例において、駆動力伝達装置６１は、
車軸５１の端部に連結した等速ジョイント６２と、それ
とは別体でセンタシャフト５３に連結されるクラッチ装
置６２とから構成され、その両者の外輪６４、６５がセ
ンタシャフト５３により一体に連結されている。
【００４０】上記クラッチ装置６２の基本的な構造は、
第１実施例のクラッチ装置３の構造と同じであり、同一
部品には同じ符号を付して説明を省略するが、この例の
クラッチ装置においては、その基本的な構造に加えて、
水や泥等の内部侵入を防止する完全密封型のシール構造
をとった点に特徴がある。
【００４１】すなわち、上記クラッチ装置６３は、外輪
６５の一方の端部を端壁６６により密封し、その端部に
、ボルト等を介してセンタシャフト５３を連結するよう
にしている。
【００４２】また、入力軸６７の端部の外周に、フロン
トディファレンシャル４０と連結するための入力用フラ
ンジ部材６８をスプライン６９の嵌め合いによって連結
し、そのフランジ部材６８と回転抵抗を発生する転がり
軸受７０とを、差動手段の支持腕を兼ねる金属ケース７
１で覆い、その金属ケース７１に外部固定材との連結具
７６を設けている。
【００４３】さらに、金属ケース７１と入力軸６７及び
フランジ部材６８との間に、軸シール７２、７３を設け
、その各軸シール７２、７３の内側に、高周速にも耐え
るシール材７４、７５を組込んでいる。
【００４４】通常、上記の等速ジョイント６２やクラッ
チ装置６３は、車両の底部にむき出しの状態で車軸に取
付けられるため、走行中に、水や泥、ゴミ等がかかって
内部に侵入する恐れがあり、特に、オフロード走行中に
は土砂や石等が激しく衝突する状態が生じる。
【００４５】このような苛酷な使用条件に対して、図７
に示すクラッチ装置６３では、装置全体を外輪６５と金
属ケース７１により覆い、それらと内部部品との間に軸
シールやシール材を設けて完全密封構造したので、内部
への異物の侵入をほぼ完全に防止できると共に、土砂や
石等の衝突にも十分に耐えることができ、装置の性能を
安定して保持できる利点がある。
【００４６】なお、上記の実施例では、制御保持器１７
に、制御軸２５を介してその回転を減速させる差動手段
３０を連結したが、入力軸側に差動手段を連結してもよ
い。この場合は、例えば図７に示すクラッチ装置６３に
おいて、入力軸６７とフランジ部材６８を連結するスプ
ライン６９に回転方向すき間を設け、そのフランジ部材
６８と制御軸２５を一体に連結すると共に、制御保持器
１７を固定保持器１８より内側に設け、かつ入力軸６７
に回転抵抗を与える転がり軸受７０を連結して、入力軸
６７の回転を制御保持器１７より遅れさせるようにする
。これにより、スプラグ２１を図４に示すような係合作
動状態におくことができ、上記と同様の作用を得ること
ができる。
【００４７】また、差動手段として、回転抵抗を付与し
た転がり軸受を示したが、これに限らず歯車を利用した
減速機構や、摩擦部材とのすべり接触によって減速され
るブレーキ機構などを利用することができる。
【００４８】さらに、上記の例では、係合子として正逆
方向に係合するスプラグ２１を示したが、これに代えて
１方向だけに係合するスプラグを左右対称で使用したり
、ローラ等の係合子を利用することもできる。
【００４９】
【効果】以上のように、この発明の駆動伝達装置は、機
械式クラッチの係合とオーバーランニングの作用を利用
し、車軸とディファレンシャルとの間の回転差に応じて
自動的に両者の係合と離脱を切換えるので、車軸とディ
ファレンシャルの間に取付けるだけで、前後輪間の回転
差の吸収機能とディファレンシャルの差動機能を制限す
る機能を併せもつことができる。したがって、センタデ
フを利用せずにフルタイムで直結型の４輪駆動を実現で
きる効果がある。
【００５０】また、クラッチを常に係合作動状態におき
、シャフトのスリップ等により車軸とディファレンシャ
ルとの間にわずかでも回転差が生じると、瞬時にクラッ
チを係合させるので、応答性のよい駆動力の切換えと強
力な駆動力の伝達が行なえる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の縦断正面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図
【図３】図
１のＩＩＩ　−ＩＩＩ　線に沿った断面図
【図４】同上
のスプラグの作動状態を示す断面図
【図５】同上の車両
の駆動系に対する装着例を示す一部縦断正面図
【図６】図５の要部を拡大して示す一部縦断正面図
【図
７】第２実施例のクラッチ装置を示す縦断正面図
【図８
】同上の車両の駆動系に対する装着例を示す一部縦断正
面図
【符号の説明】
１、６１　　駆動力伝達装置 ２、６２　　等速ジョイント ３、６３　　クラッチ装置 ４　　外筒部材 ５、６４　　外輪 ６、６５　　外輪 １４、６７　　入力軸 １５、１６　　係合面 １７　　制御保持器 １８　　固定保持器 １９、２０　　ポケット ２１　　スプラグ ２２　　弾性部材 ２５　　制御軸 ３０　　差動手段 ３１、７０　　転がり軸受 ３３　　回転方向すき間

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　外輪同士が連結される等速ジョイント
    とクラッチ装置とから成り、そのクラッチ装置は、上記
    外輪の内部に入力軸を回路自在に挿入し、その外輪と入
    力軸の対向面間に回動可能に設けた保持器のポケットに
    、入力軸と保持器の正逆方向の相対回転によって上記対
    向面に係合する係合子と、この係合子を上記対向面と係
    合しない位置に保持する弾性部材とを組込み、上記保持
    器と入力軸とを回転方向すき間を介して共回り可能に連
    結すると共に、保持器又は入力軸の一方にその両者の回
    転に差を生じさせる差動手段を連結して構成されている
    車両の駆動力伝達装置。
  2. 【請求項２】　　上記等速ジョイントの外輪とクラッチ
    装置の外輪が一体のものである請求項１に記載の車両の
    駆動力伝達装置。
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