JPH07172202A - 四輪駆動車のトランスファ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トランスファの変速時のギア鳴きの防止。 【構成】 動力源からの回転動力が伝達される入力軸
と、上記入力軸から回転動力を低速と高速とに変速する
変速歯車機構と、変速歯車機構から出力軸へ低速回転動
力を伝達するか高速回転動力を伝達するかを切り換える
カップリングスリーブと、カップリングスリーブにより
切り換えられた回転動力を前輪側と後輪側に分配する油
圧多板クラッチと、油圧多板クラッチに差動油圧を供給
する油圧源とを備えた四輪駆動車のトランスファ装置に
おいて、カップリングスリーブを切り換える時に油圧源
が油圧多板クラッチに作動油圧を供給して入力軸と出力
軸との間の摩擦を増加させる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は四輪駆動車のトランスフ
ァ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の四輪駆動車のトランスファ装置と
しては、例えば特開平５−４２８３７号の公報に記載さ
れたものが知られている。この装置において、トランス
ミッションの出力軸からの回転動力は入力軸を介して、
まず、低速あるいは高速への変速を行う遊星歯車組（変
速歯車機構）に伝達され、この遊星歯車組からカップリ
ングスリーブを介してセンターデフに伝達される。この
センターデフで前輪側と後輪側とに回転が分配され、さ
らに、前輪側と後輪側との間に設けられた油圧多板クラ
ッチの締結圧により前後輪へのトルク配分を制御して前
輪出力軸及び後輪出力軸を介してそれぞれ前輪及び後輪
に回転動力が伝達される。上記遊星歯車組は入力軸と一
体になったサンギア、ハウジングに固定されたリングギ
ア、サンギアとリングギアとの間に配置されサンギア及
びリングギアに噛合するようになっているプラネタリギ
ア、及びプラネタリギアのキャリアから構成される。上
記カップリングスリーブはセンターデフのデフケースに
スプライン結合されており、軸方向に移動可能であり、
その移動位置により上記遊星歯車組のキャリアあるいは
サンギアの軸と噛み合う構成となっている。上記カップ
リングスリーブがキャリアと噛み合う場合が低速側であ
り、上記カップリングスリーブがサンギアの軸と噛み合
う場合が高速側であり、いずれとも噛み合わない状態が
ニュートラルとなる。

【０００３】また、この高速側と低速側との切換は、運
転者がセレクトレバーにより高速側あるいは低速側を選
択することにより行われ、この時に遊星歯車組及びカッ
プリングスリーブが共に停止していないと、遊星歯車組
のチャンファとカップリングスリーブのチャンファとが
相対回転した状態で接触することになるのでギア鳴きが
発生する。したがって、この高速側と低速側との切換
は、車が停止しているときに行う。前記トランスファは
マニュアルトランスミッションを備えた車と同様にオー
トマチックトランスミッションを備えた車にも用いられ
ており、この場合トランスファの変速は車が停止中でト
ランスミッションのシフトポジションがＮの時に行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、オートマチ
ックトランスミッション（湿式多板クラッチを有するト
ランスミッション）では車が停止中でシフトポジション
がＮの場合であっても湿式多板クラッチの作動液の摩擦
によりトランスミッションの出力軸にはわずかながら駆
動力が発生しており、トランスファが高速側あるいは低
速側の場合にはトランスミッションから車輪の間を駆動
力は伝達される。しかしながら、オートマチックトラン
スミッションがシフトポジションＮの時に発生するわず
かな駆動力では車を動かすことはできないので、車が停
止中にはトランスファの入力軸も停止している。

【０００５】ところが、トランスファがニュートラルの
場合にはカップリングスリーブが遊星歯車組のサンギ
ア、キャリアのいずれとも噛み合っていないので、入力
軸は自由に回転可能である。

【０００６】したがって、車が停止中であってもオート
マチックトランスミッションがシフトポジションＮの時
に発生するわずかな駆動力によりトランスファの入力軸
が回転する。一方、車が停止中にはトランスファのカッ
プリングスリーブは完全に停止している。従って、トラ
ンスファの変速時にカップリングスリーブがニュートラ
ルの位置になると、入力軸が回転し始める。この状態で
高速側あるいは低速側に切り換えると、停止しているカ
ップリングスリーブと低速で回転しているサンギアある
いはキャリアとを噛み合わせることになるので、ギア鳴
きが発生するといった問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の請求項１記載のトランスファ装置では、動力
源からの回転動力が伝達される入力軸と、上記入力軸と
同軸上に軸方向に隣接して設けられた出力軸と、上記入
力軸から回転動力を低速と高速とに変速する変速歯車機
構と、上記変速歯車機構から上記出力軸へ低速回転動力
を伝達するか高速回転動力を伝達するかを切り換えるカ
ップリングスリーブと、上記カップリングスリーブによ
り切り換えられた回転動力を前輪側と後輪側に分配す
る、上記出力軸に設けられた油圧多板クラッチと、油圧
多板クラッチにより分配された前輪側回転力を伝達する
前輪出力軸と、油圧多板クラッチにより分配された後輪
側回転力を伝達する後輪出力軸と上記油圧多板クラッチ
に差動油圧を供給する油圧源とを備えた四輪駆動車のト
ランスファ装置において、上記カップリングスリーブを
切り換える時に上記油圧源が上記油圧多板クラッチに上
記油圧多板クラッチの作動油圧を供給して上記入力軸と
上記出力軸との間の摩擦を増加させる構成とした。

【０００８】

【作用】上記の構成によると、カップリングスリーブを
切り換える時に油圧源が油圧多板クラッチの作動油圧を
油圧多板クラッチに供給しておき、出力軸が入力軸側へ
押される。すると入力軸と出力軸との接触部分の摩擦が
増加するため、トランスファがニュートラルの位置にあ
っても入力軸と出力軸との間で駆動力は伝達されるの
で、オートマチックトランスミッションがシフトポジシ
ョンＮの時に発生するわずかな駆動力では入力軸を動か
すことはできないので、車が停止中にはトランスファの
入力軸も停止する。このように変速時にトランスファの
入力軸の回転を停止させることができるので、変速時の
ギア鳴きを防止することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明の実施例であるトランスファ装
置の断面図である。図２は油圧多板クラッチ制御のフロ
ーチャートである。図３は高速側から低速側へと切り換
える場合のタイミングチャートである。図４は図１の入
力軸と出力軸が隣接している部分の拡大図である。はじ
めに構成を説明する。１はエンジン（動力源）からトラ
ンスミッション（図示せず）を介して回転動力が伝達さ
れる入力軸、２１は入力軸１と一体になったサンギア、
２２はハウジング２０に固定されたリングギア、２３は
プラネタリギアであり、このプラネタリギア２３はサン
ギア２１とリングギア２２との間に配置され、サンギア
２１及びリングギア２２に噛合するようになっている。
また、２４はプラネタリギア２３のキャリアである。サ
ンギア２１の軸の入力軸１側とは反対側の外周部には第
１スプライン２１ａが形成されている。サンギア２１が
入力軸１と一体でありリングギア２２が固定されている
ため、入力軸１が回転すれば必ずキャリア２４が回転す
る。これら、サンギア２１、プラネタリギア２３、リン
グギア２２、キャリア２４からなる遊星歯車組２により
変速歯車機構が構成される。

【００１０】３はカップリングスリーブであり、このカ
ップリングスリーブ３は出力軸４にスプライン結合され
ており、軸方向に移動可能である。カップリングスリー
ブ３の軸の外周部には第２スプライン３ａが形成されて
いる。５は第１スプロケットであり、ベアリング５ａを
介して出力軸４と同軸状に設けられている。また、第１
スプロケット５は、ベアリング５ｂを介して出力軸４と
軸方向で接している。また、出力軸４は入力軸１と同軸
上にスプリング４２とベアリング４１により保持される
軸方向の隙間Ａを介して設けられている。

【００１１】上記第１スプライン２１ａは上記出力軸４
のスプラインと同径に形成されており、カップリングス
リーブ３が遊星歯車組２側に位置している場合に第１ス
プライン２１ａとカップリングスリーブ内周とが噛み合
う。また、カップリングスリーブ３が第１スプロケット
５側に位置している場合にはキャリア２４から一体に形
成される第３スプライン２４ａとカップリングスリーブ
３に形成された第２スプライン３ａとが噛み合う。ま
た、第１スプロケット５はチェーン６を介して第２スプ
ロケット７に結合されており、この第２スプロケット７
は前輪側出力軸８に結合されている。

【００１２】９は後輪側出力軸であり、特許請求の範囲
に記載された後輪出力軸に相当し、特許請求の範囲に記
載された出力軸に相当する出力軸４と一体に形成されて
いる。１０は油圧多板クラッチであり後輪側出力軸９と
同軸状に一体に設けられたドライブプレート１０ａと第
１スプロケット５と一体になったドリブンプレート１０
ｂと第１スプロケット５と一体になったストッパー１０
ｃから構成されている。ドライブプレート１０ａとドリ
ブンプレート１０ｂとを油圧により調整された締結圧に
より締結する。これら第１スプロケット５、チェーン
６、第２スプロケット７、油圧多板クラッチ１０により
分配機構が構成される。１１はシフトフォークであり、
カップリングスリーブ３外周部に設けられカップリング
スリーブ３に係合している。シフトフォーク１１と運転
者の操作するレバーは図示されないシフトロッドで連結
されている。シフトフォーク１１の外周部には図示され
ないＮスイッチ、Ｈスイッチ、Ｌスイッチが設けられて
おり、シフトフォーク１１が１１Ｎの位置にあるときに
はＮスイッチが、１１Ｈの位置にあるときにはＨスイッ
チが、１１Ｌの位置にあるときにはＬスイッチがそれぞ
れオン状態となる。これら、カップリングスリーブ３、
シフトフォーク１１により切換機構が構成されている。
油圧多板クラッチ１０付近のハウジング２０にオイルポ
ンプ１２が取り付けられており、オイルポンプ１２の外
側には電動モータ１３、内側（ハウジング２０内）には
電磁弁１４が取り付けられている。オイルポンプ１２は
電動モータ１３によ駆動されて油圧を出力し電磁弁１４
が油圧多板クラッチ１０の制御油圧を調整する。

【００１３】以下、本発明の実施例の作用を説明する。
エンジンからトランスミッションを介して回転動力が入
力軸１に伝達される。この回転動力は遊星歯車組２によ
り変速され、シフトフォーク１１を介して移動されたカ
ップリングスリーブ３の位置により高速又は低速とな
る。シフトフォーク１１が１１Ｈの位置にあり、カップ
リングスリーブ３が遊星歯車組２側に位置し、カップリ
ングスリーブ３の内周を第１スプライン２１ａに噛み合
わせた状態の場合は、入力軸１の回転が遊星歯車組２の
サンギア２１を介してカップリングスリーブ３に伝達さ
れる。つまり、入力軸１の回転が直接出力軸４に伝達さ
れ、高速側の設定状態となる。シフトフォーク１１が１
１Ｌの位置にあり、カップリングスリーブ３が第１スプ
ロケット５側に位置し、キャリア２４に形成される第４
スプライン２４ａとカップリングスリーブ３に形成され
た第２スプライン３ａとが噛み合わせた状態の場合は、
入力軸１の回転がキャリア２４を介して減速されて出力
軸４に伝達され、低速側の設定状態となる。出力軸４の
回転は油圧多板クラッチ１０により前輪側と後輪側への
配分比を調整されて後輪側出力軸９及び、第１、第２ス
プロケット５、７とチェーン６を介して前輪側出力軸８
へと伝達される。上記切換機構においてシフトフォーク
１１が１１Ｎの位置にあり、カップリングスリーブ３が
高速側と低速側の間に位置しており、カップリングスリ
ーブ３がサンギア２１の第１スプライン２１ａ及びキャ
リア２４の第４スプライン２４ａのいずれにも噛み合っ
ていない状態がニュートラル状態であり、出力軸４への
動力伝達は行われない。運転者はレバーを操作すること
により、四輪駆動の高速側（４Ｈ）、二輪駆動の高速側
（２Ｈ）、四輪駆動の低速側（４Ｌ）の３つの作動状態
を選択できる。４Ｈおよび４Ｌでは前輪と後輪との差動
状況などにより油圧を調整して油圧多板クラッチ１０の
締結力を変化させることにより前輪と後輪とのトルク配
分を調整している。２Ｈでは高速側であり、油圧多板ク
ラッチ１０は全く締結せず、前輪には回転力は全く伝達
されない。

【００１４】多板クラッチ１０は、出力軸４側に設けら
れたドライブプレート１０ａが油圧により入力軸側１に
押され、第１スプロケット５側に設けられたドリブンプ
レート１０ｂと接触することにより駆動力を伝達し、そ
の伝達割合はドライブプレート１０ａを押す油圧により
調整される。

【００１５】高速側と低速側との切換は運転者の操作す
るレバーに連動するシフトフォーク１１を介してカップ
リングスリーブ３を移動させることにより行われ、この
とき遊星歯車組２及びカップリングスリーブ３が共に停
止してなければならない。したがって、切換は車が停止
中に行う。また、オートマチックトランスミッションを
備えた車ではトランスミッションのシフトポジションを
Ｎにして行う。切換の際にトランスファがニュートラル
の状態の間は油圧多板クラッチ１０の作動油圧を供給し
ておく。すると、ドライブプレート１０ａが入力軸１側
に移動してドリブンプレート１０ｂと共にストッパー１
０ｃを介して第１スプロケット５を入力軸側に押す。第
１スプロケット５はベアリングリング５ａを介して出力
軸４を入力軸１側に押す。すると、入力軸１と出力軸４
との間に設けられていた隙間Ａが無くなる。すると、入
力軸１と出力軸４とが接触し、トランスファがニュート
ラルの状態にあっても入力軸１と出力軸４との間で摩擦
により駆動力は伝達されるので、オートマチックトラン
スミッションがシフトポジションＮの時に発生するわず
かな駆動力では入力軸１を動かすことはできないので、
車が停止中にはトランスファの入力軸も停止する。

【００１６】油圧多板クラッチ１０を作動させるを油圧
は、電動モータ１３がオイルポンプ１２を駆動すること
により油圧を発生させ、その油圧を電磁弁１４により調
整する。油圧多板クラッチ１０の作動油圧の制御は図３
に示したフローチャートに従って行われる。ステップＳ
Ｐ１では、２輪駆動（２ＷＤ）か４輪駆動（４ＷＤ）か
を判断する。２ＷＤの場合には油圧多板クラッチ１０は
作動させないのでステップＳＰ９へ進み電動モータ１３
をオフさせる。つまり、作動油圧は０とする。４ＷＤの
場合にはステップＳＰ２へ進み走行中かどうかを判断す
る。走行中である場合にはステップＳＰ３へ進み電動モ
ータ１３を作動させる。これによりオイルポンプ１２が
作動し油圧が発生する。更にステップＳＰ４へ進み電磁
弁１４により走行状態に適した油圧に調整する。ここで
発生された油圧により油圧多板クラッチ１０が作動す
る。ステップＳＰ２で走行中でないと判断されるとステ
ップ５へ進みトランスファのＮスイッチがオンかオフか
を判断する。オフの場合にはステップＳＰ９へ進み電動
モータ１３をオフさせる。つまり、作動油圧は０とす
る。オンの場合にはステップＳＰ６へ進み電動モータ１
３を作動させる。これによりオイルポンプ１２が作動し
油圧が発生する。更にステップＳＰ７へ進み電磁弁１４
を解放して油圧を最大値に設定する。更に、ステップＳ
Ｐ８に進みトランスファのＨスイッチ、Ｌスイッチのい
ずれかがオンとなっているかどうかを判定し、オンにな
るまでステップＳＰ８を繰り返す。オンとなるとステッ
プＳＰ９へ進み電動モータ１３をオフさせる。つまり、
作動油圧は０とする。

【００１７】高速側から低速側えと切り換える場合のス
イッチと作動油圧との関係を図３のタイミングチャート
に示す。このようにして、トランスファの変速時に油圧
多板クラッチ１０の作動油圧を供給する。なお、電動モ
ータ１３は耐久性向上のため必要の無いときにはオフさ
せておくことが望ましい。

【００１８】以上のように、カップリングスリーブを切
り換える時に油圧多板クラッチの作動油圧を供給するこ
とにより入力軸と出力軸とが接触して摩擦が増加するこ
とにより入力軸が固定されるので、オートマチックトラ
ンスミッションがシフトポジションＮの時に発生するわ
ずかな駆動力では入力軸を回転させることはできなくな
り、車が停止中にはトランスファの入力軸も停止する。
したがって、高速側と低速側との切換は、遊星歯車組及
びカップリングスリーブが共に停止しているときに行え
るので変速時のギア鳴きを防止することができる。

【００１９】なお、上述した実施例ではＦＲ車用の変速
機と組み合わせて使用するのに好適なトランスファにつ
いて説明したが本発明はこれに限らずＦＦ車用の変速機
と組み合わせて使用するのに好適なトランスファに適用
することももちろん可能である。例えば上述した実施例
における前輪側出力軸及び後輪側出力軸は、ＦＦ車用の
変速機と組み合わせて使用するのに好適なトランスファ
においてはそれぞれ後輪側出力軸および前輪側出力軸に
相当する。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかわるトラン
スファによれば、変速時にカップリングスリーブを切り
換える時に油圧源が油圧多板クラッチに作動油圧を供給
することにより、入力軸と同軸状に軸方向に隣接して設
けられた出力軸との間の摩擦が増加する。したがって摩
擦により入力軸が固定されるので、オートマチックトラ
ンスミッションがシフトポジションＮの時に発生するわ
ずかな駆動力では入力軸を回転させることはできなくな
り、車が停止中にはトランスファの入力軸も停止する。
したがって、高速側と低速側との切換は、遊星歯車組及
びカップリングスリーブが共に停止しているときに行え
るので変速時のギア鳴きを防止することができるという
効果がある。さらに、本発明では従来のトランスファ本
体の構成を変更することなく、油圧の制御を変更するこ
とのみで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面図

【図２】油圧多板クラッチの作動油圧の制御のフローチ
ャート

【図３】変速時の油圧のタイミングチャート

【図４】入力軸と出力軸の隣接部の拡大図

【符号の説明】

１…入力軸、２…遊星歯車組、３…カップリングスリー
ブ ３ａ…第２スプライン、４…出力軸、５…第１スプロケ
ット ５ａ…ベアリング、５ｂ…ベアリング ６…チェーン、７…第２スプロケット ８…前輪側出力軸、９…後輪側出力軸、１０…油圧多板
クラッチ １０ａ…ドライブプレート、１０ｂ…ドリブンプレート １０ｃ…ストッパー、１１…シフトフォーク １２…オイルポンプ、１３…電動モータ １４…電磁弁、２０…ハウジング、２１…サンギア ２１ａ…第１スプライン、２２…リングギア、２３…プ
ラネタリギア ２４…キャリア、２４ａ…第３スプライン ４１…ベアリング、４２…スプリング、Ａ…隙間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力源からの回転動力が伝達される入力軸
   と、上記入力軸と同軸上に軸方向に隣接して設けられた
   出力軸と、上記入力軸から回転動力を低速と高速とに変
   速する変速歯車機構と、上記変速歯車機構から上記出力
   軸へ低速回転動力を伝達するか高速回転動力を伝達する
   かを切り換えるカップリングスリーブと、上記カップリ
   ングスリーブにより切り換えられた回転動力を前輪側と
   後輪側に分配する、上記出力軸に設けられた油圧多板ク
   ラッチと、油圧多板クラッチにより分配された前輪側回
   転力を伝達する前輪出力軸と、油圧多板クラッチにより
   分配された後輪側回転力を伝達する後輪出力軸と上記油
   圧多板クラッチに差動油圧を供給する油圧源とを備えた
   四輪駆動車のトランスファ装置において、上記カップリ
   ングスリーブを切り換える時に上記油圧源が上記油圧多
   板クラッチに上記油圧多板クラッチの作動油圧を供給し
   て上記入力軸と上記出力軸との間の摩擦を増加させるこ
   とを特徴とする四輪駆動車のトランスファ装置。