JPH0814309B2 - ４輪駆動車のトランスフア切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、４輪駆動車のトランスファ切換装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来より、４輪駆動車として、トランスミッションに
連設されたトランスファ内の前輪駆動系と後輪駆動系と
の間にセンタデファレンシャルギヤを設け、該センタデ
ファレンシャルギヤの差動ロックによる直結４輪駆動の
モード、差動フリーの４輪駆動のモード、および前・後
輪の一方のみに動力を伝達する２輪駆動のモードのいず
れかのモードで走行することができるようにしたものは
知られている（特開昭59−81233号公報等参照）。ま
た、上記トランスファ内にセンタデファレンシャルギヤ
とは別に副変速ギヤ機構を設け、該副変速ギヤ機構によ
りトランスミッションからの動力を高速回転および低速
回転のいずれか一方で選択的に駆動系へ伝達し得るよう
にしたものも知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来の４輪駆動車においては、センタデフ
ァレンシャルギヤの差動ロックと差動フリーとの切換
え、４輪駆動と２輪駆動との切換えおよび副変速ギヤ機
構の高速回転伝達と低速回転伝達との切換えは、各々全
く別個の切換手段によって行われるようになっているた
め、これらの構造が複雑でトランスファが大型化すると
ともに、切換え操作が煩雑になるという問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、例えば実
開昭60−127232号公報に開示されるように、センタデフ
ァレンシャルギヤの差動ロックと差動フリーとの切換え
と、４輪駆動と２輪駆動との切換えとを１つの切換装置
によって行い得るようにしたもの、つまり切換装置の選
択モードとして、差動ロックによる直結４駆動のモード
と差動フリーの４輪駆動のモードと２輪駆動のモードと
を有してなるものが提案されている。しかし、この提案
のものにおいても、副変速ギヤ機構の高速回転伝達と低
速回転伝達とを切換えるための切換装置と上記の切換装
置とは全く別個に設けられており、従来の問題に対する
解決手段としては不十分である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、特に、上記提案のものに対し更に
改良を加えて、トランスファの小型化および切換え操作
の簡易化を図り得るトランスファ切換装置を提供せんと
するものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、４輪
駆動車のトランスファ切換装置として、高速回転伝達モ
ードおよび低速回転伝達モードを切換える第１切換装置
と、センタデファレンシャルギヤの差動ロックによる直
結４輪駆動のモード、センタデファレンシャルギヤの差
動フリーのモード、および前・後輪の一方のみに動力を
伝達する２輪駆動のモードを切換える第２切換装置と、
モータにより回転駆動されるドラム部材とを備える。そ
して、上記ドラム部材の外周面に第１切換装置用のカム
溝と第２切換装置用のカム溝とを形成し、該両カム溝に
よりドラム部材の回転に伴い上記第１および第２切換装
置の各シフトフォークが軸方向に移動して両切換装置が
互いに関連して切換作動をするように構成したものであ
る。

（作用） 上記の構成により、本発明では、モータの作動により
ドラム部材を回転させると、該ドラム部材外周面のカム
溝によって第１および第２切換装置の各シフトフォーク
が軸方向に移動することにより、第１切換装置におい
て、高速回転伝達モードと低速回転伝達モードとの切換
えが行われるとともに、第２切換装置において、上記第
１切換装置の切換作動と関連して、センタデファレンシ
ャルギヤの差動ロックと差動フリーとの切換えおよび４
輪駆動と２輪駆動との切換えが行われる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る４輪駆
動車のトランスファの全体構成を示し、１はトランスミ
ッションの出力軸２に連結された入力軸、３は該入力軸
１と同軸でかつ相対回転自在に配置された中間軸であっ
て、該中間軸３の軸線上には後輪駆動軸に連結される第
１出力部としての出力軸４が中間軸３と相対回転自在に
配設されているとともに、中間軸３の外周には第２出力
部としての出力歯車５が配置され、該出力歯車５は、前
輪駆動軸に連結されるトランスファギヤ６に対しチェー
ン７を介して連結されている。また、上記入力軸１と中
間軸３との嵌合部外周には副変速ギヤ機構８が配設され
ているとともに、上記中間軸３と出力軸４との嵌合部外
周にはセンタデファレンシャルギヤ（以下、センタデフ
という）９が配設されている。

上記副変速ギヤ機構８は、遊星歯車装置からなるもの
であって、上記入力軸１の端部に設けられたサンギヤ10
と、該サンギヤ10の外周側に位置するリングギヤ11と、
上記サンギヤ10とリングギヤ11との間にあって自転およ
び公転作用をなす複数のピニオンギヤ12,…とを有して
いる。上記ピニオンギヤ12,…は、キャリア13によって
回転自在に枢支されており、該キャリア13は、中間軸３
に対して共回り可能に支持されている。また、上記リン
グギヤ11は、中間軸３に対して相対回転自在に枢支され
ている。

上記リングギヤ11の枢支部外周にはクラッチハブ14を
介してスリーブ15が軸方向にスライド可能に支持されて
いる。該スリーブ15の軸方向両側には、トランスファケ
ーシング16に係止された係止部材17に設けられたクラッ
チ用歯18と、中間軸３に共回り可能に支持されたクラッ
チ用歯19とが配置されており、これらのクラッチ用歯1
8,19に対して軸方向にスライドしたスリーブ15が選択的
に係止せしめられるようになっている。上記のスリーブ
15およびクラッチ用歯18,19等によって上記副変速ギヤ
機構８による変速を切換える第１切換装置20が構成され
ており、この第１切換装置20は、その構成部材の１つで
ある後述のシフトフォーク33によりスリーブ15が軸方向
にスライドされるようになっている。

そして、上記第１切換装置20の切換え操作により上記
副変速ギヤ機構８において次のような３種類のモードで
変速作用がなされる。

（１） ニュートラルモード スリーブ15を第１図実線位置に位置せしめていずれの
クラッチ用歯18,19にも係合せしめず、リングギヤ11を
フリー状態にすると、入力軸１からサンギヤ10に入力さ
れた動力は、ピニオンギヤ12,…を自転させるのみで中
間軸３には伝達されず、ニュートラル状態となる。

（２） 低速回転伝達モード スリーブ15を符号15′で示す位置（第１図鎖線図示）
に位置せしめて係止部材17側のクラッチ用歯18に係合さ
せ、リングギヤ11をトランスファケーシング16に固定す
ると、入力軸１からサンギヤ10に入力された動力は、ピ
ニオンギヤ12,…を自転および公転させることとなり、
キャリア13を介して中間軸３に減速伝達される。

（３） 高速回転伝達モード スリーブ15を符号15″で示す位置（第１図鎖線図示）
に位置せしめて中間軸３側のクラッチ用歯19に係合さ
せ、リングギヤ11を中間軸３に連結すると、入力軸１か
らサンギヤ10に入力された動力は、ピニオンギヤ12,…
を公転させるのみとなり、キャリア13を介して直結状態
で中間軸３に伝達される。

一方、上記センタデフ９は、上記副変速ギヤ機構８と
同様遊星歯車装置からなるものであって、中間軸３の外
周に相対回転自在に枢支されたサンギヤ21と、該サンギ
ヤ21の外周側に位置するリングギヤ22と、上記サンギヤ
21とリングギヤ22との間にあって自転および公転作用を
なす複数のピニオンギヤ23,…とを有している。上記ピ
ニオンギヤ23,…は、キャリア24によって回転自在に枢
支されており、該キャリア24は、中間軸３の端部に共回
り可能に支持されている。また、上記リングギヤ22は、
後輪駆動軸側への出力部たる出力軸４に共回り可能に支
持されている。

上記サンギヤ21の枢支部外周には、前輪駆動軸側への
出力部たる出力歯車５が相対回転自在に枢支されている
とともに、該出力歯車５よりも副変速ギヤ機構８側の位
置にクラッチハブ25を介してスリーブ26が軸方向にスラ
イド可能に支持されている。該スリーブ26の軸方向両側
には、中間軸３に対して共回り可能に支持されたクラッ
チ用歯27と、上記出力歯車５に一体形成されたクラッチ
用歯28とが配置されており、これらのクラッチ用歯27,2
8に対して軸方向にスライドしたスリーブ26が選択的に
係止せしめられるようになっている。上記のスリーブ26
およびクラッチ用歯27,28等によって上記センタデフ９
による動力分配を切換える第２切換装置29が構成されて
おり、この第２切換装置29は、その構成部材の１つであ
る後述のシフトフォーク34によるスリーブ26が軸方向に
スライドされるようになっている。

そして、上記第２切換装置29の切換え操作により上記
センタデフ９において次のような３種類のモードで動力
分配作用がなされる。

（１） ２輪駆動モード スリーブ26を第１図実線位置に位置せしめて中間軸３
側のクラッチ用歯27に係合させ、サンギヤ21を中間軸３
に連結すると、副変速ギヤ機構８から中間軸３に入力さ
れた動力は、サンギヤ21およびキャリア24に入力され、
ピニオンギヤ23,…の公転によりリングギヤ22から出力
軸４を介して直結状態で後輪駆動軸に伝達されるが、出
力歯車５がフリー状態となっているため、前輪駆動軸へ
の動力伝達はなく、後輪のみの２輪駆動となる。

（２） 差動ロックの４輪駆動モード スリーブ26を符号26′で示す位置（第１図鎖線図示）
に位置せしめて中間軸３側のクラッチ用歯27および出力
歯車５側のクラッチ用歯28の両方に係合させ、サンギヤ
21を中間軸３および出力歯車５に連結すると、副変速ギ
ヤ機構８から中間軸３に入力された動力は、サンギヤ2
1、キャリア24および出力歯車５に入力され、ピニオン
ギヤ23,…の公転によりリングギヤ22から出力軸４を介
して直結状態で後輪駆動軸に伝達される一方、出力歯車
５からチェーン７およびトランスファギヤ６を介して前
輪駆動軸へも伝達され、前輪および後輪による４輪駆動
となる。この際、中間軸３からの動力は、サンギヤ21お
よびキャリア24に同時に入力されるため、ピニオンギヤ
23は自転せず、差動ロックの状態となる。

（３） 差動フリーの４輪駆動モード スリーブ26を符号26″で示す位置（第１図鎖線図示）
に位置せしめて出力歯車５側のクラッチ用歯28に係合さ
せ、サンギヤ21を出力歯車５に連結すると、副変速ギヤ
機構８から中間軸３に入力された動力は、キャリア24に
入力された後、ピニオンギヤ23,…を介してリングギヤ2
2およびサンギヤ21に分配される。上記リングギヤ22に
分配された動力は、出力軸４を介して後輪駆動軸に伝達
される一方、上記サンギヤ21に分配された動力は、出力
歯車５に入力された後、チェーン７およびトランスファ
ギヤ６を介して前輪駆動軸に伝達され、よって、前輪お
よび後輪による４輪駆動となる。この際、中間軸３から
の動力はキャリア24にのみ入力されるため、ピニオンギ
ヤ23,…は自転および公転をし、差動フリーの状態とな
る。

そして、上記第１および第２切換装置20,29の操作部
の構造は第３図ないし第６図に示す。第３図ないし第６
図において、30は駆動軸31に嵌合固定された円筒状のド
ラム部材であって、該ドラム部材30は、駆動軸31を介し
てトランスファケーシング16に回転自在に支持されてい
るとともに、駆動軸31の一端に連結されたモータ32によ
り回転駆動されるようになっており、上記モータ32はト
ランスファケーシング16に取付けられている。また、33
は第１切換装置20のシフトフォーク、34は第２切換装置
29のシフトフォークであり、上記両シフトフォーク33,3
4は、それぞれボス部33a,34aにてシフトロッド35または
36に嵌着されており、該各シフトロッド35,36はトラン
スファケーシング16に対して軸方向にスライド可能に支
持されている。上記駆動軸31およびシフトロッド35,36
は、トランスファケーシング16内にあって軸方向に延び
かつ互い近接して配置されている。

上記ドラム部材30の外周面には、第１切換装置用の第
１カム溝37と第２切換装置用の第２カム溝38とが形成さ
れている。一方、上記第１切換装置20のシフトロッド35
には、上記第１カム溝37に係合するピン39を有するボス
部材40が嵌着されているとともに、上記第２切換装置20
のシフトフォーク34のボス部34aには、上記第２カム溝3
8に係合するピン41が一体形成されている。上記両ピン3
9,41は、それぞれカム溝37または38に対しドラム部材30
の円周方向にスライド可能にかつドラム部材30の軸心と
なす開き角θが略60゜の状態で係合している。しかし
て、第１および第２切換装置20,29は、上記第１および
第２カム溝37,38によりドラム部材30の回転に伴い各シ
フトフォーク33,34がシフトロッド35,36と共に該シフト
ロッド35,36の軸方向に移動して互いに関連して切換作
動をするように構成されている。

ここで、上記第１および第２カム溝37,38は、ドラム
部材30の円周方向に沿って、第７図に示す如く第１切換
装置20または第２切換装置29が次のような切換作動をす
るように形成されている。すなわち、第２カム溝38は、
第２切換装置29の切換モードとの関係において、ドラム
部材30の円周方向０゜の位置で２輪駆動モード（2H）
に、60゜の位置で差動ロックの４輪駆動モード（4HL）
に、120゜の位置で差動フリーの４輪駆動モード（4HF）
に、180゜、240゜および300゜の各位置で差動ロックの
４輪駆動モードにそれぞれ変化するようになっている。
また、第１カム溝37は、第１切換装置20の切換モードと
の関係において、ドラム部材30の円周方向60゜、120
゜、180゜および240゜の各位置で高速回転伝達モード
（HI）に、300゜の位置でニュートラルモード（Ｎ）
に、360゜の位置で低速回転伝達モード（LOW）にそれぞ
れ変速するようになっている。尚、第１カム溝37の基準
位置（60゜の位置）と第２カム溝38の基準位置（０゜の
位置）とが異なっているのは、上記両カム溝37,38に対
してピン39,41が開き角θ（略60゜）をもって係合して
いることによるものである。

次に、上記実施例の作動を、第１および第２切換装置
20,29の切換え操作について説明するに、モータ32の作
動によりドラム部材30を60゜毎に間切的に回転させる
と、該ドラム部材30外周面の第１カム溝37および第２カ
ム溝38によって第１および第２切換装置20,29の各シフ
トフォーク33,34がシフトロッド35,36と共に該シフトロ
ッド35,36の軸方向に移動することにより、第１切換装
置20において、そのスリーブ15がクラッチハブ14上を軸
方向にスライドして高速回転伝達モード、ニュートラル
モードおよび低速回転伝達モードのいずれかのモードに
切換えが行われるとともに、第２切換装置29において、
そのスリーブ26がクラッチハブ25上を軸方向にスライド
し、上記第１切換装置20の切換作動と関連して差動フリ
ーの４輪駆動モード、差動ロックの４輪駆動モードおよ
び２輪駆動モードのいすれかのモードに切換えが行われ
る。

この場合、第１切換装置20と第２切換装置29とは、カ
ム溝37,38によって次のような５種類の組み合わせモー
ドに切換えられる。

すなわち、第７図において、 （１） 第１カム溝37に対しピン39が60゜位置で係合
し、かつ第２カム溝38に対しピン41が０゜位置で係合す
るとき、高速回転伝達による２輪駆動のモードとなる。

（２） 第１カム溝37に対しピン39が120゜位置で係合
し、かつ第２カム溝38に対しピン41が60゜位置で係合す
るとき、あるいは第１カム溝37に対しピン39が240゜位
置で係合し、かつ第２カム溝38に対しピン41が180゜位
置で係合するとき、高速回転伝達による差動ロックの４
輪駆動のモードとなる。

（３） 第１カム溝37に対しピン39が180゜位置で係合
し、かつ第２カム溝38に対しピン41が120゜位置で係合
するとき、高速回転伝達による差動フリーの４輪駆動の
モードとなる。

（４） 第１カム溝37に対しピン39が360゜位置で係合
し、かつ第２カム溝38に対しピン41が300゜位置で係合
するとき、低速回転伝達による差動ロックの４輪駆動の
モードとなる。

（５） 第１カム溝37に対しピン39が300゜位置で係合
するとき、動力伝達が全くなされないニュートラルのモ
ードとなる。

尚、組み合わせモードとして低速回転伝達による２輪
駆動のモードおよび低速回転伝達による差動フリーの４
輪駆動のモードがないのは、２輪駆動および差動フリー
の４輪駆動自体が高速走行時に採用されるべきものだか
らである。

したがって、このように、１つのモータ32の作動によ
り第１切換装置20および第２切換装置29が互いに関連し
て切換作動をし、高速回転伝達と低速回転伝達との切換
え、差動ロックと差動フリーとの切換えおよび４輪駆動
と２輪駆動との切換えが同時に行われるので、切換え操
作を容易に行うことができ、しかも、２輪駆動で低速回
転伝達とするような誤った切換え操作がなされることは
ない。また、上記第１および第２切換装置20,29の操作
部において、モータ32等の共用化により構造が簡単なも
のとなり、トランスファの小型化を図ることができると
ともに、切換え作動の信頼性を高めることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
その他種々の変形例を包含するものである。例えば、上
記実施例では、第２切換装置29の切換モードのうち２輪
駆動モードのとき、後輪のみに動力を伝達するようにし
たが、後輪の代わりに前輪のみに動力を伝達するように
構成してもよいのは勿論である。

また、動力を前・後輪に分配するセンタデフ９として
は、上記実施例の如く遊星歯車装置を用いる代わりに、
従来公知の傘歯車からなるものを用いてもよい。

（発明の効果） 以上の如く、本発明における４輪駆動車のトランスフ
ァ切換装置によれば、モータにより回転駆動されるドラ
ム部材のカム溝によって、第１および第２切換装置の各
シフトフォークがドラム部材の回転に伴い軸方向に移動
して、第１切換装置における高速回転伝達と低速回転伝
達との切換えと、第２切換装置における差動ロックと差
動フリーの切換えおよび４輪駆動と２輪駆動との切換え
とが互いに関連して作動するので、切換え操作の簡易化
を図ることができるとともに、切換装置全体の構造が簡
単なものとなり、トランスファの小型化および切換え作
動の信頼性の向上を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はトランス
ファの全体構成を示す断面図、第２図は同模式図であ
り、第３図ないし第６図はトランスファ切換装置の操作
部の構成を示し、第３図および第４図は断面図、第５図
は斜視図、第６図は側面図である。第７図はドラム部材
の外周面を展開した図である。 20……第１切換装置、29……第２切換装置、30……ドラ
ム部材、33…34……シフトフォーク、37……第１カム
溝、38……第２カム溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高速回転伝達モードおよび低速回転伝達モ
   ードを切換える第１切換装置と、センタデファレンシャ
   ルギヤの差動ロックによる直結４輪駆動のモード、セン
   タデファレンシャルギヤの差動フリーの４輪駆動のモー
   ド、および前・後輪の一方のみに動力を伝達する２輪駆
   動のモードを切換える第２切換装置と、モータにより回
   転駆動されるドラム部材とを備えており、上記ドラム部
   材の外周面には第１切換装置用のカム溝と第２切換装置
   用のカム溝とが形成されていて、該両カム溝によりドラ
   ム部材の回転に伴い上記第１および第２切換装置の各シ
   フトフォークが軸方向に移動して両切換装置が互いに関
   連して切換作動をするように構成されていることを特徴
   とする４輪駆動車のトランスファ切換装置。