JPH04357348A

JPH04357348A - ４輪駆動車のトランスファー

Info

Publication number: JPH04357348A
Application number: JP3129157A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ito; 健一郎伊藤; Hiromi Nojiri; 博海野尻; Tateo Adachi; 健郎安達
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP3207450B2

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、４輪駆動車において
エンジンの駆動力を前輪と後輪のディファレンシャルに
分配するトランスファー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、ギアを噛み合わせた機械的な構
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
収できる差動機能を持つと共に、車輪が空転した際にそ
の差動機能を制限する機能を併せもったセンタデフが開
発されており、その代表例として、高粘性物質のせん断
抵抗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知
られる。

【０００５】しかし、このようなビスカスカップリング
を代表とするカップリングは、いずれもトルク伝達に入
力側と出力側の間の速度差を利用しているため、低速域
でのトルク伝達がほとんど見込めず、十分な駆動力が得
られにくい欠点をもっている。

【０００６】また、低速域で大きな伝達トルクを得よう
とすると、粘性抵抗や摩擦力を利用する関係からカップ
リングの容量を大きくする必要があるため、外観形状が
大きくなり、一方、より高い粘度の流体等を用いて伝達
トルク不足に対処しようとすると、低速での旋回時に大
きな引きずりトルクが生じやすい問題があった。

【０００７】そこで、この発明は、機械的な構造により
大きな駆動力を効率よく伝達でき、上述したようなセン
タデフを用いずにフルタイムで直結型の４輪駆動を実現
できるトランスファー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、この発明は、エンジンのトランスミッションに連結
する入力軸と、後輪のディファレンシャルに連結する出
力軸を同軸上で回転自在に配置し、入力軸と、その外周
に回転自在に嵌合させた外輪との対向面間に、回動する
保持器を設け、その保持器に設けたポケットに、保持器
と入力軸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、そ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を組込み、上記保持器と出力軸
を、入力軸に対し回転方向すき間を介して共回り可能に
連結すると共に、その出力軸と入力軸を上記回転方向す
き間の中立位置で弾性的に保持する保持部材を設け、外
輪に、前輪のディファレンシャルに連結する駆動軸との
接続部を設けた構造としたものである。

【０００９】

【作用】上記の構造においては、入力軸が回転して出力
軸との間に回転差が生じると、弾性部材が変形して保持
器と入力軸が相対移動し、係合子が入力軸と外輪の対向
面間に係合する。このため、外輪を介して前輪が駆動さ
れると共に、出力軸を介して後輪が駆動され、４輪駆動
状態になる。

【００１０】一方、タイトコーナの旋回等により前輪の
回転が後輪の回転を上回ると、外輪の回転が入力軸より
速くなり、係合子に対してオーバランニングする。この
ため、前輪は後輪から切り離された状態で回転する。

【００１１】

【実施例】図１及び図２は、この発明の第１の実施例を
示し、図３は、その実施例のトランスファーを４輪駆動
車の駆動経路に装着した例を示している。

【００１２】図３に示す駆動経路において、Ｂはエンジ
ン、Ｃはトランスミッション、Ａは実施例のトランスフ
ァー、Ｄは後輪のディファレンシャル、Ｅは前輪のディ
ファレンシャルである。図に示すようにトランスミッシ
ョンＣに入力軸１が連結し、後輪のディファレンシャル
ＤにプロペラシャフトＦを介して出力軸２が連結し、前
輪のディファレンシャルＥに連結する駆動軸４に、サイ
レントチェーンＧを介して外輪３が接続されている。

【００１３】入力軸１は、図１に示すように外輪３の内
部に一対の軸受５、５を介して回転自在に支持され、そ
の入力軸１の端部に設けた軸芯孔６に、出力軸２の端部
が回転自在に挿入されている。

【００１４】この出力軸２の先端面には、図２に示すよ
うに角軸７が形成され、入力軸１の軸芯孔６の閉塞端に
は、その角軸７が遊嵌する角孔８が形成されており、そ
の角孔８と角軸７との間に回転方向すき間Ｘが設けられ
ている。

【００１５】外輪１は、外径面にサイレントチェーンＧ
と係合するスプロケットリング９が一体に固定され、内
径面が円筒面１０に形成されている。

【００１６】この円筒面１０に対向する入力軸１の外径
面には、周方向に複数のカム面１１が形成され、その各
カム面１１と円筒面１０との間に、周方向の両端が狭く
なる楔形空間が形成されている。

【００１７】また、円筒面１０とカム面１１の間には、
保持器１２が回動自在に設けられ、その保持器１２に各
カム面１１と対向して設けたポケット１３に、係合子と
してのローラ１４と、弾性部材１５とが組み込まれてい
る。この弾性部材１５は、ばね力を有する薄型の金属片
等で形成されており、両端部がポケット１３内部に突出
して、各ローラ１４を弾力によって円筒面１０及びカム
面１１と係合しない中立の位置に保持している。

【００１８】一方、出力軸２には、入力軸１の周壁に形
成されたピン挿入孔１６を貫通するピン１７が固定され
、そのピン１７の両端部が保持器１２に一体に連結され
ている。

【００１９】また、このピン１７とピン挿入孔１６の間
には、弾性リング１８が組み込まれている。この弾性リ
ング１８は、出力軸２の角軸７を回転方向すき間Ｘの中
立位置に保持しており、入力軸１と出力軸２の間で回転
差が生じた場合、ピン１７を介して保持器１２を入力軸
１に対して相対回転させる作用をする。

【００２０】第１の実施例は上記のような構造であり、
次にその作用を説明する。

【００２１】車両が停止した状態で、トランスミッショ
ンＣから入力軸１に回転が加えられると、出力軸２には
路面に停止した後輪から回転抵抗が加えられているため
、弾性リング１８が変形して、出力軸２と保持器１２が
入力軸１に対して相対回転する。これにより、ローラ１
４が周方向に移動して円筒面１０とカム面１１に係合し
、入力軸１と外輪３を一体にする。

【００２２】このため、入力軸１の回転は、外輪３から
駆動軸４を介して前輪のディファレンシャルＥに伝達さ
れ、前輪が駆動される。また、変形する弾性リング１８
の弾力が、後輪より出力軸２に加わる回転抵抗を上回っ
た時点で、出力軸２が入力軸１と共回りし、前後輪が駆
動される。したがって、車両の発進時においては、４輪
駆動となり、大きな駆動力が前後輪に伝えられる。

【００２３】一方、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し、入力軸１と出力軸２の間に回
転差が生じないはずであるが、実際には、後輪と路面間
に発生する滑りにより車速が落ち、トランスミッション
Ｃの回転が出力軸２の回転に対して上回る。このため、
直進走行時においてもローラ１４が係合して前輪が駆動
され、４輪駆動になる。

【００２４】これに対して、タイトコーナの旋回等によ
って前輪が後輪よりも速く回転すると、外輪３の回転が
入力軸１の回転を上回り、外輪３がオーバランニングす
る。このため、ローラ１４は、外輪３の円筒面１０との
接触によって周方向に押され、円筒面１０とカム面１１
との係合から外れ、外輪３は入力軸１と切り離された状
態で回転する。したがって、車両は後輪だけの２輪駆動
状態となり、前後輪の回転差によるタイトコーナでのブ
レーキング現象が防止される。

【００２５】このような後輪による２輪駆動の状態で、
後輪がスリップしたり、後輪の一方が脱輪すると、車速
が落ち、減速する前輪（外輪３）の回転に入力軸１の回
転が追いつく。このため、ローラ１４が円筒面１０とカ
ム面１１に係合して、前輪に駆動力が伝わり、自動的に
４輪駆動に移行する。

【００２６】この場合、エンジンの駆動力は、ビスカス
カップリング等のように前後輪の速度差に応じて伝達さ
れるのではなく、係合子の機械的な係合によって伝達さ
れるため、エンジンのフルトルクが前後輪に伝えられる
。このため、車両が砂地や泥地等のスリップしやすい不
整地を低速で走行する場合でも、４輪に大きな駆動力が
伝えられ、強力な走破性が発揮できる。

【００２７】一方、４輪駆動の状態で前輪の一方が脱輪
すると、ディファレンシャルＥの差動機能により、接地
した車輪には全く駆動力が伝わらず、結果的に両前輪へ
有効な駆動力が伝達されないが、トランスファーＡを介
して後輪による２輪駆動状態が維持されるため、車両の
走行状態が安定して保持される。

【００２８】なお、上記の作用は、車両の一方向の走行
について説明したが、トランスミッションから入力軸１
に加わる回転方向が逆になると、入力軸１と保持器１２
が逆方向に回動し、ローラ１４が円筒面１０とカム面１
１の間の反対側の位置に係合する。このため、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。

【００２９】このように、上記の実施例の構造では、走
行中に後輪又は前輪がスリップや脱輪すると、自動的に
４輪と２輪の駆動が切り換わり、車両の駆動状態が維持
される。また、タイトコーナの旋回等で前輪の回転が後
輪より速くなると、クラッチのオーバランニングにより
前後輪が切り離される。このため、トランスファーＡ自
身が、回転差吸収機能とデフロック機能を合せもつこと
になり、ビスカスカップリング等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。

【００３０】図２乃至図６は第２の実施例を示している
。この例では、入力軸２０の外径面を、外輪２１の円筒
面２２と同心の円筒面２３で形成し、その両円筒面２２
、２３の間に、回動自在な制御保持器２４と、入力軸２
０に固定される固定保持器２５を組み込んでいる。

【００３１】また、制御保持器２４と固定保持器２５に
は、周方向に複数のポケット２６、２７を形成し、その
各ポケット２６、２７に、係合子としてのスプラグ２８
と、弾性部材２９を組み込んでいる。

【００３２】上記スプラグ２８は、図６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３０で形成され、左右の所定角度傾くと、両円筒
面２２、２３に係合し、入力軸２０と外輪２１を一体化
する。また、弾性部材２９は、制御保持器２４に支持さ
れ、各スプラグ２８を両側から押圧して両円筒２２、２
３に係合しない中立位置に保持している。

【００３３】上記の構造では、入力軸２０と出力軸２の
間に回転差が生じると、ピン１７を介して制御保持器２
４が固定保持器２５に対し相対回転する。このため、ス
プラグ２８が両円筒面２２、２３に係合し、外輪２１を
入力軸２０と同一方向に回転させる。

【００３４】なお、上述した部品以外の構造や作動につ
いては、第１の実施例と同じであるので、同一部品には
同じ符号を付してその説明を省略する。

【００３５】図３及び図４は、第３の実施例を示してい
る。この例では、入力軸３１と出力軸３２に、その両者
を貫通する軸挿入孔３３、３４を形成し、その軸挿入孔
３３、３４に、保持部材としての弾性変形するトーショ
ンバー３５を挿入している。このトーションバー３５の
一端部は入力軸３１に連結し、他端部は出力軸３２に連
結しており、そのトーションバー３５の弾力によって、
出力軸３２の角軸３６を入力軸３１の角孔３７に対して
回転方向すき間Ｘの中立位置に保持している。

【００３６】また、出力軸３２と方向１２を連結するピ
ン１７と、入力軸３１の周壁に設けたピン挿入孔１６の
間には、第１の実施例のような弾性リングを設けず、両
者を回転方向にすき間をもたせた状態で嵌合させている
。

【００３７】なお、他の構成部品については、第１の実
施例と同様であり、同一の部品には同じ符号を付して説
明を省略する。

【００３８】上記の実施例のトランスファーにおいては
、入力軸３１が回転し、その回転力がトーションバー３
５の設定トルク以下であると、トーションバー３５を介
して出力軸３２に伝達される。

【００３９】一方、入力軸３１の回転力がトーションバ
ー３５の設定トルクを越えると、トーションバー２４が
大きく捩じれて入力軸３１と保持器１２とが出力軸３２
に対して相対回転し、その回転によりローラ１４が周方
向に移動して円筒面１０及びカム面１１と係合する。

【００４０】図９及び図１０は第４の実施例を示し、こ
の例では、第３実施例の構造において係合子にスプラグ
を用いた場合を示している。すなわち、入力軸４０の外
径面に外輪４１の円筒面４２と同心の円筒面４３を形成
し、その両円筒面４２、４３間に設けた制御保持器４４
と固定保持器４５の各ポケットに、スプラグ４６と弾性
部材４７とを組み込んでいる。他の構造については、前
述の実施例と同じであるので、同一部品に同じ符号を付
して説明を省略する。

【００４１】

【効果】以上のように、この発明のトランスファーは、
機械式クラッチの係合とオーバランニングの作用を利用
して、トランスミッションと前後輪間の速度差に応じて
自動的に駆動力の伝達方向を前輪と後輪に切り換えるの
で、前後輪間の回転差の吸収機能と、その差動機能を制
限する機能を併せもつことができる。このため、センタ
デフを利用せずに簡単な構造によりフルタイムで直結型
の４輪駆動を実現することができる。

【００４２】また、入出間の速度差を利用して駆動力を
伝達するのではなく、係合子による機械的な係合によっ
て駆動力を伝達するので、低速走行時においてもエンジ
ンのフルトルクを車輪に伝達でき、強力な走行力を発揮
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示す断面図

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図

【図３】同
上の車両への装着例を示す模式図

【図４】第２の実施例
を示す断面図

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図

【図６】同上の
要部を拡大して示す断面図

【図７】第３の実施例を示す
断面図

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図

【
図９】第４の実施例を示す断面図

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図

【符号の説明】

１、２０、３１、４０　　入力軸２、３２　　出力軸３、２１、４１　　外輪４　　駆動軸９　　スプロケットリング１０　　円筒面１１　　カム面１２　　保持器１４　　ローラ１５　　弾性部材１８　　弾性リング２４、４４　　制御保持器２５、４５　　固定保持器２８、４６　　スプラグ２９、４７　　弾性部材３５　　トーションバーＡ　　トランスファーＢ　　エンジンＣ　　トランスミッションＤ　　後輪のディファレンシャルＥ　　前輪のディファレンシャル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　エンジンのトランスミッションに連結
する入力軸と、後輪のディファレンシャルに連結する出
力軸を同軸上で回転自在に配置し、上記入力軸と、その
外周に回転自在に嵌合させた外輪との対向面間に、回動
する保持器を設け、その保持器に設けたポケットに、保
持器と入力軸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、そ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を組込み、上記保持器と出
力軸を、入力軸に対し回転方向すき間を介して共回り可
能に連結すると共に、その出力軸と入力軸を上記回転方
向すき間の中立位置で弾性的に保持する保持部材を設け
、上記外輪に、前輪のディファレンシャルに連結する駆
動軸との接続部を設けて成る４輪駆動車のトランスファ
ー。