JPH08197974A - 車両の駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ４輪駆動車のディファレンシャルと車輪の間
に組込まれ、遠隔操作によって２輪駆動と４輪駆動状態
を瞬時に切換えることができる駆動力伝達装置を提供す
る。 【構成】 フロントディファレンシャルに連結する車軸
１０とデフカバー３を軸方向に分離し、車輪側の車軸１
０ａに連結する外輪１４と、ディファレンシャル側の車
軸１０ｂに連結する内輪１６との間に、車軸１０ｂの回
転を車軸１０ａより上回らないように制御する一方向ク
ラッチ２０を組込む。外輪１４に外歯車３０を、内輪１
６に内歯車３１をそれぞれ取付け、スライダ３５の遠隔
操作により内外歯車３０、３１を噛合せることで、車軸
１０ａ、１０ｂを直結し、４輪駆動状態にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、４輪駆動車のディフ
ァレンシャルと車輪間の駆動経路上において駆動力の伝
達と遮断を切換える駆動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】パートタイム式の４輪駆動
車においては、前輪ハブと車軸との間にフリーホイール
ハブを組込み、車軸とホイール間の駆動力の伝達と遮断
を切換えるようにしたものがある。

【０００３】このフリーホイールハブの装着車は、２駆
走行時は後輪駆動とし、トランスファから前輪車軸まで
の駆動系をフリーホイールハブにより切離して走行し、
４駆走行時は、フリーホイールハブを結合して前後輪を
直結した駆動状態にして走行している。２駆走行時に前
輪駆動系を停止させる理由は、燃費の向上と、駆動系か
らの音発生を抑えて静粛性を図ることにある。

【０００４】上記のフリーホイールハブの種類として
は、手動で切換えを行なうマニュアル式と、切換えが自
動的に行なわれる自動式のものとがあるが、マニュアル
式のフリーホイールハブは、運転者が降車して手動によ
り切換え操作を行なう必要があるため、冬季や雨天時の
操作性が悪く、最近では、降車せずに操作が行なえる自
動式のものの使用が多くなっている。

【０００５】一方、従来の自動式のフリーホイールハブ
においては、４駆走行から２駆走行に切換える場合、ト
ランスファーを２駆状態にしたまま数メートルほど後退
することでハブの切換えを行なっているが、このような
切換えの方法では、悪路などでスタックした状態から前
後進の切換えを行なって脱出する場合、車両の後退によ
って２駆走行状態に切換ることがあり、４駆走行による
走破力を利用できない場合がある。

【０００６】また、雪道等の摩擦係数の低い登り坂等に
おいて、２駆走行から４駆走行に切換えて発進した場
合、前輪が駆動系と切離された状態にあるため、後輪の
みが空転して車両が動かず、ハブが４駆走行状態に切換
わらない問題がある。

【０００７】そこで、この発明は、上述した従来の問題
点を解決し、簡単な構造を用いて、２駆走行時は前輪駆
動系を切離し、４駆走行時には４輪を直結状態となるよ
うに遠隔操作によって切換えることができる車両の駆動
力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、この発明の駆動力伝達装置は、車両のディファレン
シャルと車輪を連結する駆動軸を軸方向に分離し、その
分離部に、駆動軸の軸方向に係合して分離部間でトルク
を伝達する噛合い部材を設け、この噛合い部材に、装置
外部から噛合い部材を遠隔操作する操作手段を連結し、
上記駆動軸に、ディファレンシャル側の回転が車輪側の
回転を上回ったときにトルクを伝達し、それ以外のとき
はフリーランニングする一方向クラッチを組込んだので
ある。

【０００９】また、この発明の第２の手段は、上記の構
造において、駆動軸の分離部と噛合い部材、及び一方向
クラッチを、ディファレンシャルを収納するデフカバー
の内部に組込んだ構造としたのである。

【００１０】

【作用】上記構造の駆動力伝達装置を、従動側のディフ
ァレンシャルと従動側車輪との間に組込み、噛合い部材
を切離した状態で車両が走行すると、一方向クラッチが
フリーランニングして車輪の駆動力がディファレンシャ
ルに伝わらず、従動側のディファレンシャルからトラン
スファまでの駆動経路が停止する。

【００１１】一方、噛合い部材を接近させて噛合せる
と、ディファレンシャルと車輪が一体に連結され、４輪
が直結した４駆走行状態になる。

【００１２】上記のように２駆走行から４駆走行へ切換
える場合、一方向クラッチの作用によってディファレン
シャル側の駆動軸の回転が車輪側の駆動軸の回転を上回
らないように制御されるため、噛合い部材の噛み合い作
動を円滑に行なうことができる。

【００１３】また、上記第２の手段のように噛合い部材
や一方向クラッチ等をデフカバー内部に組込むようにす
ると、駆動力伝達装置をディファレンシャルと一体のユ
ニットとして扱うことができるため、車両への装着を簡
単に行なうことができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は、後輪駆動を主とする４輪駆動車の
前輪駆動系を示したものであり、図において、１はフロ
ントディファレンシャル、２は前車輪を示している。

【００１５】フロントディファレンシャル１は、デフカ
バー３の内部に、リングギヤ５とドライブピニオン６を
介してエンジン７と連結するデフケース４を回転自在に
支持し、そのデフケース４と共回り可能に連結したピニ
オンギヤ８、８に、一対のサイドギヤ９、９を噛み合せ
て構成され、この各サイドギヤ９、９に、駆動軸として
の車軸１０、１１が連結されている。

【００１６】上記車軸１０、１１のうち、短尺側の車軸
１１は、等速ジョイント１２を介して前車輪２に連結し
ている。

【００１７】一方、長尺側の車軸１０と、その車軸１０
が挿通するデフカバー３は、途中で軸方向に２つに分離
され、その分離部に、駆動力伝達装置Ａが組込まれてい
る。

【００１８】この駆動力伝達装置Ａは、図２及び図３に
示すように、分離された車輪側の駆動軸１０ａにスプラ
イン１３を介して外輪１４を連結し、ディファレンシャ
ル側の駆動軸１０ｂにスプライン１５を介して内輪１６
を連結し、上記外輪１４を、軸受１７とスリーブ１８を
用いてデフカバー３に回転自在に支持している。

【００１９】また、上記外輪１４と内輪１６は、軸受１
９を介して回転自在に嵌合しており、その軸受１９の内
側に一方向クラッチ２０が組込まれている。

【００２０】この一方向クラッチ２０は、図７に示すよ
うに、外輪１４と内輪１６に対向して設けた円筒面２
１、２２間に、径の異なる２つの環状保持器２３、２４
を設け、その各保持器２３、２４に設けたポケット２
５、２６に、それぞれスプラグ２７を組込んで形成さ
れ、各スプラグ２７は、リボンスプリング２８によって
常に傾倒する方向にモーメントを受けている。

【００２１】上記構造の一方向クラッチ２０では、内輪
１６（ディファレンシャル側の車軸１０ｂ）の回転が外
輪１４（車輪側の車軸１０ａ）の回転を上回ったとき、
スプラグ２７が傾倒して各円筒面２１、２２に係合し、
トルクを伝達する。逆に、外輪１４の回転が内輪１６の
回転を上回ると、各スプラグ２７に対して外輪１４がフ
リーランニング（オーバランニング）の状態となり、ト
ルク伝達が行なわれない。この実施例では、一方向クラ
ッチ２０がロックする回転方向を車両の前進走行時の回
転方向となるように設定している。

【００２２】一方、図３に示すように、上記外輪１４の
端部には、ボルト２９を用いて噛合い用外歯車３０が固
定されている。また、内輪１６の外径面にはスプライン
３２を形成され、そのスプライン３２に、噛合い用内歯
車３１が軸方向に移動可能に取付けられている。

【００２３】この外歯車３０と内歯車３１は、図５及び
図６に示すように、内径面と外径面にそれぞれ対応して
複数のギヤ歯３３、３４が形成されており、内歯車３１
が外歯車３０の内側まで接近すると、各ギヤ歯３３、３
４が噛み合い、内輪１６と外輪１４（すなわち、ディフ
ァレンシャル側の駆動軸１０ｂと車輪側の駆動軸１０
ａ）を一体に連結する。

【００２４】また、内歯車３１の端部には、駆動軸１０
ｂに移動可能に嵌合したスライダ３５が連結され、その
スライダ３５に操作用フォーク３６が係合している。こ
の操作用フォーク３６は、図示省略したが車両のトラン
スファに接続するアクチェータ等と連結しており、トラ
ンスファからの遠隔操作によりスライダ３５を軸方向に
移動させ、内歯車３１を外歯車３０に対して接近離反さ
せるようになっている。

【００２５】この実施例は上記のような構造であり、２
駆走行の場合は、図４（ａ）に示すようにスライダ３５
を内輪１６から離れる方向に移動操作し、内歯車３１と
外歯車３０を切離した状態におく。この状態では、一方
向クラッチ２０がフリーランングにし、分離された駆動
軸１０ａ、１０ｂが完全に切離された状態になるため、
車輪２のトルクがフロントディファレンシャル１に伝達
されない。この場合、短尺側の車軸１０ｂが車輪と共に
回転することによってフロントディファレンシャル１の
サイドギヤ９が回されるが、長尺側の車軸１０ａが無負
荷の状態にあるため、ピニオンギヤ８は自転運動だけを
し、デフケース４は回転しない。このため、リングギヤ
５からトランスミッションまでの駆動系が停止状態にお
かれる。

【００２６】一方、４駆走行を行なう場合は、図４
（ｂ）のように遠隔操作によってスライダ３５を内輪１
６に接近させ、外歯車３０と内歯車３１を噛み合せる。
これにより、フロントディファレンシャル１と車輪２が
結合した状態となり、前後輪が直結した４輪駆動状態に
なる。また、車輪側から車両の駆動系に逆入力が可能に
なるため、前後輪においてエンジンブレーキを作用させ
ることができる。

【００２７】上記のように２駆走行から４駆走行に切換
える場合、車両が停止又は低速で走行している状態（例
えば低μ路等で後輪が滑っている場合）で、フロントデ
ィファレンシャル１によって高速回転している内歯車３
１を外歯車３０に噛み合せようとすると、両者間の速度
差によって噛合い時に激しいギヤ鳴りが生じ、衝撃など
により歯車の損傷が生じやすい問題がある。

【００２８】これに対して、実施例の構造では、一方向
クラッチ２０の存在によってディファレンシャル側の駆
動軸１０ｂの回転が車輪側の駆動軸１０ａの回転を上回
ることが防止されるため、外歯車３０と内歯車３１の回
転はほぼ同期することになり、円滑な噛合せを行なうこ
とができる。

【００２９】なお、上記一方向クラッチ２０は、図示し
たものに限定されるものではなく、一方向の回転方向で
ロックし、逆方向の回転でフリーランニングするもので
あれば、任意の構造のものを使用することができる。例
えば、図８に示すように、クラッチ用外輪４０に設けた
傾斜カム面４１と内輪１６との間にローラ４２を組込
み、そのローラ４２をバネ４３でカム面４１に押圧する
ようにした一方向クラッチを使用することができる。

【００３０】図９（ａ）（ｂ）は、第２の実施例を示し
ている。

【００３１】この例では、内歯車３１と、遠隔操作され
るスライダ３５とを一体に形成し、その一体化した噛合
い用部材５１を、車軸１０ｂに設けたスプライン１５に
移動可能に係合させている。

【００３２】他の構造や作用は、前述した実施例と同じ
である。一方、図１０に示す第３の実施例では、上記の
構造に対して、内輪１６をメタル車軸５２を介して車軸
１０ｂに回転可能に支持し、内輪１６の内径面の端部に
スプライン歯５３を形成している。

【００３３】また、噛合い用部材５１に、内輪１６の内
側に入り込む延長部５４を設け、その延長部５４にスプ
ライン歯５５を形成している。

【００３４】この内輪１６と噛合い用部材５１のスプラ
イン歯５３、５５は、図１０（ａ）のように外歯車３０
と内歯車３１が離れた状態にあるときは互いに係合し、
図１０（ｂ）のように外歯車３０と内歯車３１が完全に
噛合ったときは切離されるようになっている。

【００３５】上記の構造では、トランスファにおいて２
駆走行モードから４駆走行モードに切換えるシフト操作
をしたとき、最初は図１０（ａ）のようにスプライン歯
（５３、５５）が係合し、一方向クラッチ２０を介して
トルク伝達が行なわれる。そして、徐々に噛合い用部材
５１が噛合い方向にスライドし、図１０（ｂ）のように
外歯車３０と内歯車３１が完全に噛合った状態では、ス
プライン歯５３、５５の係合が外れ、外歯車３０と内歯
車３１で直接トルクが伝達される。この場合、一方向ク
ラッチ２０を介したトルク伝達は行なわれない。

【００３６】このように外歯車３０と内歯車３１の噛合
い時に一方向クラッチ２０を駆動経路から切離すことに
より、４輪直結走行時に一方向クラッチ２０と内外歯車
１４、１６間でトルクの循環現象が起こることを防止で
き、安定したトルク伝達を行なうことができる。

【００３７】

【効果】以上のように、この発明の駆動力伝達装置は、
遠隔操作によって噛合い部材を噛み合せ、４輪駆動車の
駆動系と従動系の連結状態を切換えるので、運転席等か
らの操作により２輪駆動と４輪駆動を瞬時に切換えるこ
とができ、操作性の向上と確実な駆動の切換えを行なう
ことができる。

【００３８】また、車輪と駆動系を切離した状態で２駆
走行できると共に、４駆走行時には前後輪を直結するこ
とができるので、燃費と静粛性に優れ、路面の変化に正
確に対応できる走行を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】４輪駆動車に対する駆動力伝達装置の装着例を
示す一部縦断面図

【図２】実施例を示す縦断面図

【図３】同上の要部を拡大して示す断面図

【図４】（ａ）は同上の２駆走行状態を示す断面図、
（ｂ）は４駆走行状態を示す断面図

【図５】（ａ）は外歯車の正面図、（ｂ）は縦断側面図

【図６】（ａ）は内歯車の正面図、（ｂ）は縦断側面図

【図７】一方向クラッチを示す縦断面図

【図８】他の一方向クラッチを示す縦断面図

【図９】（ａ）（ｂ）はそれぞれ第２の実施例を示す縦
断面図

【図１０】（ａ）（ｂ）はそれぞれ第３の実施例を示す
縦断面図

【符号の説明】

１ フロントディファレンシャル ２ 前車輪 ３ デフカバー ４ デフケース １０、１１ 車軸 １０ａ 車輪側の車軸 １０ｂ ディファレンシャル側の車軸 １４ 外輪 １６ 内輪 ２０ 一方向クラッチ ２７ スプラグ ３０ 外歯車 ３１ 内歯車 ３５ スライダ ３６ 操作用フォーク ５１ 噛合い部材 ５３、５５ スプライン歯 Ａ 駆動力伝達装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のディファレンシャルと車輪を連結
   する駆動軸を軸方向に分離し、その分離部に、駆動軸の
   軸方向に係合して分離部間でトルクを伝達する噛合い部
   材を設け、この噛合い部材に、装置外部から噛合い部材
   を遠隔操作する操作手段を連結し、上記駆動軸に、ディ
   ファレンシャル側の回転が車輪側の回転を上回ったとき
   にトルクを伝達し、それ以外のときはフリーランニング
   する一方向クラッチを組込んだ車両の駆動力伝達装置。
2. 【請求項２】 上記駆動軸の分離部と噛合い部材、及び
   一方向クラッチを、ディファレンシャルを収納するデフ
   カバーの内部に組込んだ請求項１に記載の車両の駆動力
   伝達装置。
3. 【請求項３】 上記噛合い部材を、分離した各駆動軸と
   連結すると共に、駆動軸の軸方向に相対移動して互いに
   噛合う２つの歯車から形成した請求項１又は２に記載の
   車両の駆動力伝達装置。
4. 【請求項４】 上記分離された駆動軸の一方に外輪を、
   他方に内輪を連結し、その外輪と内輪の間に一方向クラ
   ッチを組込み、上記外輪に噛合い用外歯車を取付け、上
   記内輪又は内輪が連結する駆動軸に、上記外歯車に向か
   って接近離反する噛合い用内歯車を連結した請求項３に
   記載の車両の駆動力伝達装置。
5. 【請求項５】 上記内輪を駆動軸に対して回転可能なも
   のとし、その内輪と上記駆動軸に連結した噛合い用内歯
   車とに、内歯車と外歯車が噛合わないときは係合し、内
   歯車と外歯車が噛合ったときは非係合となるスプライン
   を設けた請求項４に記載の車両の駆動力伝達装置。