JPH1071864A - 四輪駆動システム及びトランスフア・ケース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械式システムを使い自動車の後車輪及び前
車輪間の滑り又は差動作用を制限する、製造、保守の費
用が安価であり、簡略化した四輪自動車駆動トランスフ
ア・ケース１０を提供することにある。 【解決手段】 トルク・トランスフア・ケース１０は、
前車輪３０及び後車輪４６の差動作用を所定の限界値ま
で許容し、次いで滑動車輪を持つ車軸へのトルクを非滑
動車輪を持つ車軸に向きを変えて伝えるように差動作用
を防ぐ。トルク・トランスフア・ケース１０内の車軸間
デフアレンシャル１１８は、後部出力軸３２が前部出力
軸１６をオーバランするときにはつねに鎖錠する。又ト
ルク・トランスフア・ケースは、前部駆動軸１８に、自
動車の「正常な」旋回及びコーナリングの運転中に生ず
る量だけ後部駆動軸３６をオーバランさせ、車軸間デフ
アレンシヤル１１８を鎖錠する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、四輪駆動自動車に使う
トランスフア・ケース（ｔｒａｎｓｆｅｒｃａｓｅ）の
新規な改良に関する。ことに本発明は、自動車の前車輪
及び後車輪間の滑り又は差動速度を制限する機械的構造
を備えた四輪駆動自動車に使うトランスフア・ケースに
関する。本発明によるトランスフア・ケースは、自動車
の前車輪及び後車輪間の滑り又は差動速度を所定の限界
値まで許容し次いでこのような滑り又は差動速度を抑止
して滑動車輪を持つ車軸に加えられるトルクを非滑動車
輪を持つ車軸に向けなおして伝えるようにする。

【０００２】

【従来の技術】四輪駆動自動車はますます一般的になっ
ている。近年若干の自動車には「フルタイム」四輪駆動
システム（ｆｕｌｌ−ｔｉｍｅ ｆｏｕｒ−ｗｈｅｅｌ
ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ）を設けてある。このよう
な「フルタイム」四輪駆動システムでは、トルク・トラ
ンスフア・ケースは典型的には、自動車の前車輪及び後
車輪間にトルクを分割する車軸間デフアレンシャルを設
けてある。車軸間デフアレンシャルは、前車輪及び後車
輪を、自動車の正規の旋回中に又は前車輪及び後車輪が
互いに異なる直径のタイヤを持つ場合に生ずる互いに異
なる速度で回転させる。しかし一方の組の車輪が氷のよ
うな低い牽引作用部分に出会うときに前車輪及び後車輪
間に生ずるような過度の滑りを防ぐように、これ等のト
ランスフア・ケースは典型的にはトランスフア・ケース
の前部出力軸及び後部出力軸間の所定量の滑りを検知す
るときに車軸間デフアレンシャル（ｉｎｔｅｒａｘｌｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）を鎖錠（ｌｏｃｋ）するよ
うに作用する選択的に係合できるクラッチを備える。車
軸間デフアレンシャルの鎖錠により、トランスフア・ケ
ースの前部出力軸及び後部出力軸間の相対滑り又は差動
作用を防ぐ。

【０００３】公知の従来の「フルタイム」四輪駆動シス
テムは一般的に、自動車の前部出力軸及び後部出力軸間
又は前車輪及び後車輪間の滑り又は差動作用を監視する
のに複雑な電子式センサ又はその他の複雑なシステムを
必要とする。滑り又は差動作用を検知すると、電子式制
御システムは、出会った滑り又は差動作用が「正常な」
予知範囲内にあるか又は「過度」であるかどうかを判定
する。電子式制御システムが経験する滑り又は差動作用
が「過度」であることを指示すると、この電子式制御シ
ステムは、選択的に係合できるクラッチにより車軸間デ
フアレンシャルを鎖錠（ｌｏｃｋ）してより以上の滑り
又は差動作用を抑止する。電子式の又はこの種の制御シ
ステムは製造及び保守の費用が高くて、自動車の四輪駆
動トルク・トランスフア・ケースの前部出力軸及び後部
出力軸間の滑り又は差動作用を制限する費用的に一層有
効で簡略化したシステムが望ましい。

【０００４】

【発明の開示】従って本発明の好適な実施例は、エンジ
ン及び変速機アセンブリを持つ自動車に設けられこの自
動車の前車軸及び後車軸間にトルクを分割するトルク・
トランスフア・ケースを備えた四輪駆動システムに係わ
る。このトルク・トランスフア・ケースは、変速機アセ
ンブリにこの変速機アセンブリにより回転駆動されるよ
うに結合した入力軸と、自動車の前車軸にトルクを伝え
る第１の出力軸と、前記自動車の後車軸にトルクを伝え
る第２の出力軸と、車軸間デフアレンシャルと、前記第
２の出力軸が前記第１の出力軸を所定量だけオーバラン
する（ｏｖｅｒｒｕｎ）ときに前記デフアレンシャルを
選択的に鎖錠する第１の一方向クラッチと、前記第１の
出力軸が前記第２の出力軸を所定量だけオーバランする
ときに前記デフアレンシャルを選択的に鎖錠する第２の
一方向クラッチとを備えるのがよい。

【０００５】従って本発明は、トルク・トランスフアケ
ースの第１出力軸及び第２出力軸の両方に所要量のトル
クを加えるのに車軸間デフアレンシャルの鎖錠を必要と
するときを検知する簡単な全機械式構造を提供する。

【０００６】本発明のその他の利点及び新規な特徴は添
付図面による以下の詳細な説明から明らかである。

【０００７】

【実施例】本発明の好適な実施例についての以下の詳細
な説明では本発明による制限した差動作用を生ずる四輪
駆動自動車駆動装置トランスフアケースの第１及び第２
の好適な実施例を例示した添付図面を参照する。添付図
面を通じて同様な参照数字により対応部品を表した添付
図面のうちで先ず図１は、本発明の好適な実施例による
制限した差動作用を生ずるトルク・トランスフア・ケー
スを持つ四輪駆動システムを備えた自動車の平面図であ
る。トルク・トランスフア・ケース１０は、自動車駆動
エンジン１４に結合した従来の構造の自動車変速機１２
に結合してある。トルク・トランスフア・ケース１０は
一般に、従来の構造の自在継手２０を介して自動車前車
軸駆動軸１８の後端部に連結した第１のすなわち前部の
トルク出力軸１６を備えている。自動車前車軸駆動軸１
８の前端部２２は、自動車前部デフアレンシャル・ユニ
ット２６の入力軸又はヨーク２４に普通の構造の自在継
手２８を介して結合してある。自動車前部デフアレンシ
ャル・ユニット２６は、自動車前車軸駆動軸１８からの
トルクをこの自動車の前車輪３０に分割するようにして
ある。トルク・トランスフア・ケース１０は又、普通の
構造を持つ自動車後車軸駆動軸３６の前端部３４に駆動
作用を生ずるように連結した第２のすなわち後部のトル
ク出力軸３２を備えている。自動車後車軸駆動軸３６
は、普通の構造を持つ自在継手４４を介し自動車後部デ
フアレンシャル・ユニット４２の入力軸又はヨーク４０
に連結した後端部３８を持つ。自動車後部デフアレンシ
ャル・ユニット４２は自動車後車軸駆動軸３６から受け
るトルクを自動車の後車輪４６間に分割するようにして
ある。

【０００８】図２には本発明の第１の好適な実施例によ
るトルク・トランスファ・ケース１０を示してある。ト
ルク・トランスファ・ケース１０は一般に図１に示すよ
うに自動車のエンジン１４及び変速機アセンブリ１２か
らトルクを受ける入力軸１１２を備えている。後部出力
軸３２及び前部出力軸１６は図１について述べたように
自動車の後部及び前部の駆動軸に連結されこれ等の駆動
軸に駆動力を加える。入力軸１１２からのトルクを後部
出力軸３２及び前部出力軸１６間に分割するのに遊星歯
車式車軸間デファレンシャル１１８を使う。車軸間デフ
ァレンシャル１１８は、任意適当な形式のものでよく遊
星歯車式として示してあるが、他の形式たとえば傘歯車
式又はその他適宜の形式のものを使ってもよい。車軸間
デファレンシャル１１８には、トランスファ・ケース１
０内の各回転部材間の差動速度を制限するシステム１２
０を協働させる。本発明ではシステム１２０は、軸１
６、３２間の差動作用を必要とするコーナリング中に生
ずるような正常な自動車運転中の各出力軸１６、３２間
の差動作用を抑止しない。各出力軸間に必要な正規の差
動作用を越えると、システム１２０は軸１６、３２間の
許容差動速度を制限する。

【０００９】自動車の前車輪又は後車輪が泥又は氷にこ
の車輪が出会うときに生ずるように低い摩擦係数を持つ
表面に接触するときは、各出力軸１６、３２間に過度の
差動回転が生ずる。本発明のシステム１２０は、相対回
転速度が所定の又は前もって指定した限度を越えると各
出力軸１６、３２間の相対回転を抑止する能力を持ち、
そして出力軸１６、３２間に過度の差動作用を生じたと
きに非滑動車軸にトルクを伝える機構を形成する。なお
詳しく後述するように機械式システム１２０は、出力軸
１６、３２の一方が他方の軸を所定量だけオーバランす
るときに、出力軸１６、３２間に過度の相対回転が生ず
るとシステム１２０が軸１６、３２間の相対回転を阻止
するように構成してある。

【００１０】図２に示したトランスフア・ケース１０は
トルク・トランフア・ケースの１例にすぎなくて、本発
明のシステム１２０は他の形式のトランスフア・ケース
に使ってもよい。本発明の一部ではないが入力軸１１２
は、ハウジング１２２に回転できるように支えた中間軸
１２６に遊星歯車の組１２４を介して結合すればよい。
遊星歯車の組１２４は、トランスフア・ケース１０の作
動に低速及び高速の範囲を与える。アクチユエータ・ア
センブリ１２５はトランスフア・ケース１０の速度範囲
間でシフトするのに使う。或はトランスフア・ケース１
０は単一速度トランスフア・ケースでもよい。この例で
は中間軸１２６は車軸間デフアレンシャル１１８の遊星
歯車キャリア１２８に結合されこの遊星歯車キャリアを
駆動する。遊星歯車キャリア１２８は、円周方向に互い
に間隔を隔て個別に回転できる遊星歯車１３０を支え
る。各遊星歯車１３０は、遊星歯車式車軸間デフアレン
シャル１１８の太陽歯車１３２及びリングギヤ１３４に
かみあう。太陽歯車１３２は、中間軸１２６のまわりに
回転できるように取付けられ、スリーブを備えている。
このスリーブは、このスリーブと一緒に回転するように
結合した主駆動スプロケット１３８を支える。遊星歯車
式車軸間デフアレンシャル１１８のリングギヤ１３４
は、駆動トルクを加えるように後部出力軸３２に駆動作
用を伴って連結される連係ギヤ１４０に駆動作用を生ず
るように結合してある。トランスフア・ケース１０のこ
の例では、トルクは自動車エンジン及び変速機から入力
軸１１２に又プラネタリギヤの組１２４を介して中間軸
１２６に伝えられる。中間軸１２６は次いで、車軸間デ
フアレンシャル１１８に協働する遊星歯車キャリア１２
８を駆動し、その太陽歯車１３２及びリングギヤ１３４
にトルクを伝える。駆動トルクは、リングギヤ１３４か
ら後部出力軸３２に、又太陽歯車１３２を経て駆動スプ
ロケット１３８に伝えられる。駆動スプロケット１３８
は、駆動チェーン１４２又は類似物に連結され、前部出
力軸１６と一緒に回転するように結合した第２のスプロ
ケット１４４を駆動するようにしてある。しかし当業者
には明らかなように、入力軸１１２から各出力軸１６、
３２にトルクを配分するトランスフア・ケース１０の特
定の形状及び各部品は単に例示したものであり種種の構
造のものが利用される。たとえば車軸間デフアレンシャ
ル１１８はベベルギヤ式等のような任意適当な形式のも
のでよい。従って本発明は図示の特０定のトルク・トラ
ンスフア・ケース構造に限るものではない。

【００１１】この実施例では自動車の前車輪３０及び後
車輪４６が同様な牽引条件を受けるとき、たとえば自動
車が乾いた舗装道路上を走行しているときは、車軸間デ
フアレンシャル１１８は入力軸１１２から受けるトルク
を、出力軸１６又は出力軸３２がいずれも不均等な量の
トルクを受け取らないように分割する作用をする。従っ
て前車輪３０及び後車輪４６は共に自動車を推進するよ
うに作用する。しかし前車輪３０は又は後車輪４６が著
しく異なる摩擦係数を持つ表面に出会うときは、車軸間
デフアレンシャル１１８の性質として著しく低い摩擦係
数を持つ表面に出会う車輪がこの表面の牽引能力を越え
回転し始めるようになる。この場合残りの車輪は、影響
を受けたデフアレンシャルの比率により又通常重要でな
いシステム内の残留摩擦により修正され１つ又は複数の
回転する車輪と同じレベルのトルクを受ける。１つ又は
複数の非滑動車輪の下側の表面に対する摩擦係数が一層
大きいと、この場合制限する差動作用により付加的な牽
引作用が得られて一層高い牽引能力を持つ車輪にいっそ
う強いトルクを差向ける。トランスフア・ケース１０の
この実施例では第１のすなわち前部のトルク出力軸１６
が第２のすなわち後部のトルク出力軸よりかなり早く回
転するときは、或いは第２のすなわち後部のトルク出力
軸３２及び後車輪４６が第１のすなわち前部のトルク出
力軸１６よりかなり早く回転するときは、各部品は相対
的に「差動作用を生じている」と云われる。早い方の回
転部品は遅い方の回転部品に対し「オーバランニングし
ている」と云われる。従来の公知のシステムは、複雑高
価なセンサと、車軸間遊星歯車デフアレンシャル５０を
所要のときに鎖錠する電気機械式手段とを使った。これ
等の従来のシステムとは異なって、本発明により制限し
た差動作用を生ずる四輪自動車駆動トランスフア・ケー
スは、特定の自動車に対し最大のかじ取角で少なくとも
必要とするだけの差動作用を許容する機械式手段を提供
し、次いでさらに生ずる差動作用を防ぐ。本発明は、各
出力軸１６、３２間の差動作用を制限して各車輪に一層
高い牽引能力で自動的に一層高いトルクを加える。

【００１２】従ってトランスフア・ケース１０では第１
のオーバランニングクラッチすなわち一方向クラッチ１
６８は、車軸間デフアレンシャル１１８を有効に鎖錠す
る第２のすなわち後部のトルク出力軸３２に太陽歯車１
３２のスリーブ部材１５６を駆動作用を生ずるように選
択的に結合するようにしてある。この場合、第２のすな
わち後部のトルク出力軸３２がスリーブ部材１５６をオ
ーバランするときに第２のすなわち後部トルク出力軸３
２によりトルクをスリーブ部材１５６にトルクを伝え
る。従って自動車に推進作用を加えるのに一層強い牽引
作用を持つ前車輪３０に付加的なトルクを伝える。第２
のすなわち後部のトルク出力軸３２は、一方又は両方の
後車輪４６が氷、雪、泥又は類似物に出会うと生ずるよ
うに、後車輪４６が滑動して前車輪３０よりかなり早く
回転し始めるときは、第２のすなわち後部のトルク出力
軸３２がスリーブ部材１５６をオーバランする。第１の
オーバランニングクラッチすなわち一方向クラッチ１６
８は、自動車の前車輪３０が後車輪４６より早く回転す
るときに「正常な」自動車運転中にたとえばコーナリン
グ中又は旋回中に起こるようにスリーブ部材１５６に第
２のすなわち後部のトルク出力軸３２をオーバランさせ
る後述のような双方向のすなわち複動の一方向クラッチ
がよい。従って第１のオーバランニングクラッチすなわ
ち一方向クラッチ１６８は第２のすなわち後部のトルク
出力軸３２からスリーブ部材１５６にトルクを伝えるだ
けでスリーブ部材１５６から第２のすなわち後部のトル
ク出力軸にはトルクを伝えない。

【００１３】「正常な」自動車運転条件たとえば高い又
は比較的高い牽引作用を伴うコーナリング又は旋回で
は、自動車の前車輪３０は自然に速度を高めて後車輪４
６をオーバランする。前記したように前車輪３０がこの
ような「正常な」自動車運転条件のもとで後車輪４６を
オーバランする量は、「最大かじ取角」として知られて
いる位置に自動車ステアリングホイールをいずれかの末
端位置に回すことにより特定の自動車に対し定められる
最高値を持つ。この説明で述べるようなフルタイム四輪
駆動システムでは、「車輪のはずみ」、過度のタイヤ磨
耗及びその他の望ましくない自動車操縦特性を避けるの
に最高レベルの差動作用を許容できることが望ましい。
しかし最高のかじ取角で生ずる最高レベルの差動作用を
越える、後車輪４６に対する前車輪３０の過度の差動作
用又はオーバランニングは、前車輪３０の受ける低い牽
引条件を示す。従って車軸間デフアレンシャル１１８に
より、特定の自動車に対し最高のかじ取角で生じ車軸間
デフアレンシャル１１８を「鎖錠する」必要のある予知
される差動作用まで差動作用を生じさせて差動作用がこ
の予知される最高量を越えないようにする手段を提供す
ることが望ましい。

【００１４】この実施例では、スプロケット１３８、１
４４及びチェーン１４２から成る第１の駆動スプロケッ
ト・アセンブリにより出力軸１６に駆動トルクを加え
る。第２の駆動スプロケット・アセンブリをこの実施例
で設けて、後述のように一方向クラッチと協働して出力
軸１６、３２間に制限した差動作用を生ずるようにして
ある。第２駆動スプロケットアセンブリは、第３の駆動
スプロケット１７０と第４の駆動スプロケット１７４と
車軸間デフアレンシャルの歯車部材及び出力軸１６の間
に結合したチェーン１７２とを備えている。第２駆動ス
プロケットアセンブリは、正常な差動作用を補償し、ス
リーブ部材１５６に第２の又は後部のトルク出力軸３２
を特定の自動車に対し最高かじ取角の「正常な」旋回又
はコーナリングの運転中に生ずるオーバランニングの量
に等しい量だけオーバランさせる。駆動チェーン１７２
及び第４駆動スプロケット１７４を介して第１の又は前
部の出力軸１６と一緒に回転するように結合した第３駆
動スプロケット１７０は又第２の又は後部の出力軸３２
の回転速度を検知する。特定の自動車に対し最大のかじ
取角における乾いた舗装道路上の「正常な」旋回又はコ
ーナリングの運転中に、第１駆動スプロケット１３８は
第２の又は後部のトルク出力軸３２をオーバランする
が、第３駆動スプロケット１７０はオーバランしない。
しかし前車輪３０が氷、雪又は類似物に出会うときに生
ずるように前車輪３０が特定の自動車に対し「正常な」
旋回又はコーナリングの間に生ずるより大きい滑りを生
じ始めるときは、第３駆動スプロケット１７０は第２の
又は後部のトルク出力軸３２をオーバランする。第２の
オーバランニングクラッチすなわち一方向クラッチ１７
８は、第３スプロケット１７０が第２の又は後部のトル
ク出力軸３２をオーバランするときに第３駆動スプロケ
ット１７０と第２の又は後部のトルク出力軸３２とを選
択的に結合するように設けることにより、各出力軸１
６、３２間にさらに差動作用が生ずることがないように
する。第１のオーバランニングクラッチすなわち一方向
クラッチ１６８の場合のように、第２のオーバーランニ
ングクラッチすなわち一方向クラッチ１７８は、第２の
又は後部のトルク出力軸３２に前車輪３０が過度には滑
動していない任意のときのように第３出力スプロケット
１７０をオーバランさせる。

【００１５】第１のオーバランニングクラッチすなわち
一方向クラッチ１６８及び第２のオーバランニングクラ
ッチすなわち一方向クラッチ１７８は、たとえばラチエ
ット、スプラグ、多板又は一方向ボール傾斜板式のクラ
ッチのような任意適当な一方向クラッチでよい。このよ
うなクラッチにより、被駆動部材に駆動部材をオーバラ
ンさせるが、駆動部材には被駆動部材をオーバランさせ
ないことにより駆動部材を被駆動部材に駆動作用を伴っ
て結合する。各軸１６、３２間の相対回転の方向を定め
るのに検知機構を使う。適当な装置の一例として、自動
車が前進か後進かを指示するのにトランスフア・ケース
のハウジング１２２に対する入力軸１１２の回転方向を
定めるように検知装置１６９を使う。出力軸１６、３２
間の相対回転を判定するときは、必要に応じ双方向一方
向クラッチ（ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｏｎｅ−
ｗａｙ ｃｌｕｔｃｈ）１６８、１７８の方向を逆転す
るのに作動装置を使う。一例としてクラッチ作動を逆転
するのにカム装置又はトリガ装置１７９を使い、或いは
適正な運転のために車両制御システムを介し電子装置又
は電気磁気装置によって逆転する。

【００１６】図３にはトルク・トランスフア・ケース１
０の内部部品を線図的に表わした本発明の他の実施例を
示す。トルク入力軸４８は、自動車変速機１２（図１に
示してある）のトルク出力軸（図示してない）にこれか
らトルクを受けるように結合してある。トルク・トラン
スフア・ケース１０は、このトルク・トランスフア・ケ
ースの第１の又は前部のトルク出力軸１６及び第２の又
は後部のトルク出力軸３２の間にトルクを分割するのに
車軸間遊星歯車デフアレンシヤル５０を利用するのがよ
い。トルク入力軸４８は、円周方向に互いに間隔を隔て
個別に回転できる複数個の遊星歯車５４を支える遊星歯
車キヤリア５２にトルク入力軸４８を固定してある。ス
リーブ部材５６は、トルク入力軸４８のまわりに回転す
るように取付けられ一端部に遊星歯車式車軸間デフアレ
ンシヤル５０の太陽歯車５８を支える。太陽歯車５８は
遊星歯車５４にかみあう。スリーブ部材５６は又第１の
駆動スプロケット６０を支える。スプロケット６０は、
スリーブ部材５６と一緒に回転するように結合され、駆
動ベルト又はチエーン６２を経て第１の又は前部のトル
ク出力軸１６に、又第１の又は前部のトルク出力軸１６
と一緒に回転するように結合した第２の駆動スプロケッ
ト６４を経てスリーブ部材５６からトルクを伝えるよう
にしてある。第１の又は前部のトルク出力軸１６にトル
クを伝えるのに所望により他の適当な手段たとえば複数
個の歯車又はベルト駆動装置を利用してもよい。又図示
の特定のスプロケット及びチエーン構造に本発明を限定
するものではない。遊星歯車式車軸間デフアレンシヤル
５０はさらに、遊星歯車５４にかみあい第２の又は後部
のトルク出力軸３２と一緒に回転するように結合したリ
ングギヤ６６を備えている。遊星歯車式車軸間デフアレ
ンシヤル５０は、トルク入力軸４８から受けるトルクを
太陽歯車５８及びリングギヤ６６の間に分割するように
作用する。遊星歯車５４を経て太陽歯車５８に伝えるト
ルクは、スリーブ部材５６を経て第１駆動スプロケット
６０に従って自動車の前車輪３０に自動車前車軸駆動軸
を経て伝えられる。リングギヤ６６は第２の又は後部の
トルク出力軸３６に固着してあるから、リングギヤ６６
にプラネットギヤ５４を経て伝わるトルクは、自動車の
後車輪４６に自動車後車軸駆動軸３６を経て伝えられ
る。

【００１７】前記したように前車輪３０及び後車輪４６
が同様な索引条件を受けると、たとえば自動車が乾いた
舗装道路上を走行するときは、遊星歯車式車軸間デフア
レンシヤル５０はトルク入力軸から受けるトルクを、太
陽歯車５８又はリングギヤ６６のいずれも不均等な量の
トルクを受けないように分割する作用をする。従って前
車輪３０及び後車輪４６は共に自動車を推進するように
作用する。しかし前車輪３０及び後車輪４６が互いに著
しく異なる摩擦係数の表面に出会うと、遊星歯車式車軸
間デフアレンシヤル５０の性質は、摩擦係数の低い表面
に出会う車輪がこの表面の索引能力を超えて回転し始め
るようになる。この場合残りの車輪は、回転する車輪と
同じレベルで、影響を受けたデフアレンシヤル内の比率
により適正に修正されたトルクを受ける。非滑動車輪の
下側の摩擦係数が一層大きいと、差動作用を制限して一
層大きいトルクを一層高い索引能力を持つ車輪に差向け
ることによって付加的な索引力が得られる。第１の又は
前部のトルク出力軸１６及びスリーブ部材５６がそえぞ
れ第２の又は後部のトルク出力軸３２及びリングギヤ６
６よりかなり早く回転するとき、又は後部出力軸３２及
びリングギヤ６６がそれぞれ前部出力軸１６及びスリー
ブ部材５６よりかなり早く回転するときは、早い方の回
転部品は遅い方の回転部品を「オーバーランニング」し
ていると言われる。

【００１８】第１のオーバランニングクラッチすなわち
一方向クラッチ６８はリングギヤ６６及びスリーブ部材
５６を駆動作用を生ずるように選択的に結合する。この
場合遊星歯車式車軸間デフアレンシヤル５０を有効に鎖
錠し、リングギヤ６６がスリーブ部材５６をオーバラン
するときにリングギヤ６６はスリーブ部材５６にトルク
を伝える。従って前車輪３０に付加的なトルクが伝えら
れ自動車車輪に対し推進力を加える一層良好な索引作用
が得られる。前記したようにリングギヤ６６は、後車軸
４６の一方又は両方が氷、雪、泥又は類似物に出会うと
きに生ずるように後車輪４６が滑動して前車輪３０より
かなり早く回転し始めるときは、スリーブ部材５６をオ
ーバランする。第１のオーバランニングクラッチすなち
一方向クラッチ６８は後述のようにコーナリング中又は
旋回中のような正常な自動車運転中に生ずるように自動
車前車輪３０が後車輪４６より早く回転するときにスリ
ーブ部材５６にリングギヤ６６をオーバランさせる。従
って第１のオーバランニングクラッチすなわち一方向ク
ラッチ６８は、リングギヤ６６からスリーブ部材５６に
トルクを伝えるだけでスリーブ部材５６からリングギヤ
６６にはトルクを伝えない。

【００１９】本発明のシステムでは又、「正常な」自動
車運転条件に適応する所定の程度までの差動作用たとえ
ば高い又は比的高い牽引力によりコーナリング又は旋回
に必要な差動作用が得られる。しかし最大のかじ取角で
受けるこの最高レベルの差動作用を越える。後車輪４６
に対する前車輪３０の過度の差動作用又はオーバランニ
ングは、前車輪３０の出会う低い牽引条件を示す。従っ
て車軸間デフアレンシィヤル５０に、特定の自動車に対
し最大のかじ取り角で生ずるのに必要な予知される最高
量の差動作用まで差動作用を生じさせ次いで遊星歯車式
車軸間式デフアレンシヤル５０を鎖錠してこの予知され
る最高量を越える差動作用が生じないようにすることが
望ましい。この実施例は又、特定の自動車に対し最大の
かじ取角で少なくとも必要とされるだけの差動作用が得
られ次いでそれ以上の差動作用は生じないようにする機
械式手段を使い四輪自動車駆動トランスフア・ケースに
制限した差動作用を与える。

【００２０】副軸７２に取付けた減速歯車アセンブリ７
０は、特定の自動車に最大かじ取角の「正常な」旋回又
はコーナリングの運転中に生ずるオーバランニングの量
に等しい、リングギヤ６６に対するスリーブ部材５６の
オーバランニングの量を「吸収」し又は補償するように
設ける。スリーブ部材５６と一緒に回転するように結合
した歯車７４は、スリーブ部材５６から減速歯車アセン
ブリ７０の１個又は複数個の付加的歯車を介して、スリ
ーブ部材５６より一層遅く回転する出力歯車７６にトル
クを伝える。とくに出力歯車７６は。スリーブ部材５６
の回転速度から減速ギヤアセンブリ７０により「吸収」
される速度量を差引いた値に等しい速度で回転し、特定
の自動車に対し「正常な」旋回又はコーナリングの運転
中に生ずるオーバランニングを補償するようにする。従
って特定の自動車に対し最大のかじ取角における乾いた
舗装道路上の「正常な」旋回又はオーバランニングの運
転中に、スリーブ部材５６はリングギヤ６６をオーバラ
ンするが、出力歯車７６はリングギヤ６６をオーバラン
しない。しかし前車輪３０が氷、雪、泥又は類似物に出
会うときに生ずるように特定の自動車に対し「正常な」
旋回又はコーナリングの間に生ずるより大きい程度に前
車輪３０が滑動し始めるときは、出力歯車７６はリング
ギヤ６６をオーバランする。第２のオーバランニンググ
ラッチすなわち一方向クラッチ７８は、出力歯車７６が
リングギヤ６６をオーバランするときに出力歯車７６及
びリングギヤ６６を選択的に結合するように設けてあ
る。第１のオーバランニングクラッチすなわち一方向ク
ラッチ６８の場合と同様に第２のオーバランニングクラ
ッチすなわち一方向クラッチ７８は、前車輪３０が過度
には滑動してない任意のときのクラッチ７８の状態のよ
うにリングギヤ６６に出力歯車７６をオーバランさせる
一方向クラッチであるのがよい。

【００２１】第１のオーバランニングクラッチすなわち
一方向クラッチ６８と第２のオーバランニングクラッチ
すなわち一方向クラッチ７８とは、たとえば、従動部材
に駆動部材をオーバランするのを許容するが駆動部材に
従動部材をオーバランするのを許容しないことにより駆
動部材を従動部材に駆動作用を生ずるように結合する一
方向形ボール及び傾斜板クラッチのような任意適当な一
方向クラッチである。前記したようにそれぞれ前後部の
出力軸１６、３２の相対回転は自動車の走行方向によ
る。自動車の前進及び後進の両方の走行に適応するよう
に、一方向クラッチ６８、７８は又、オーバラン及びク
ラッチ係合の方向は自動車走行の方向を前進から後進に
又その逆に変える際に変えなければならない双方向形で
あることが望ましい。双方向形のワンウエイクラッチを
自動車走行方向に従って機能するように適正に設定する
ことのできる同様な機構を前記したように使うことがで
きる。

【００２２】以上本発明をその実施例について詳細に説
明したが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変
化変型を行うことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例によるトルク・トランス
フア・ケースを持つ四輪駆動システムを備えた自動車の
線図的平面図である。

【図２】本発明の第１実施例によりトランスフア・ケー
ス差動作用を制御するシステムの第第１実施例を備えた
トランスフア・ケースの縦断面図である。

【図３】本発明の別の実施例による図１に示したトルク
・トランスフア・ケースの内部部品の線図的縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ トルク・トランスフア・ケース １２ 変速機 １６ 第１の出力軸 ３２ 第２の出力軸 １１２ 入力軸 １１８ 車軸間デフアレンシヤル １６８ 第１の一方向クラッチ １７８ 第２の一方向クラッチ

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン及び変速機を持つ車両に設けら
   れ、この車両の前車軸及び後車軸に対しトルクを分割す
   るトルク・トランスフア・ケースを備えた四輪駆動シス
   テムにおいて、 前記トルク・トランスフア・ケースに、 前記変速機により回転駆動されるように、この変速機に
   結合した入力軸と、 前記車両の第１の車軸にトルクを伝える第１の出力軸
   と、 前記車両の第２の車軸にトルクを伝える第２の出力軸
   と、 前記入力軸から前記第１及び第２の出力軸にトルクを伝
   え、これ等の第１及び第２の出力軸を相対的に差動回転
   させるように、前記入力軸と前記第１及び第２の出力軸
   との間に配置された車軸間デフアレンシャルと、 前記第２の出力軸が前記第１の出力軸をオーバランする
   ときに、前記第１及び第２の出力軸を回転できるように
   相互に結合するように、前記車軸間デフアレンシヤルを
   選択的に鎖錠する第１の一方向クラッチと、 前記第１の出力軸が前記第２の出力軸を所定量だけオー
   バランするときに、前記第１及び第２の出力軸を回転で
   きるように相互に結合するように、前記車軸間デフアレ
   ンシヤルを選択的に鎖錠する第２の一方向クラッチとを
   設けた四輪駆動システム。
2. 【請求項２】 前記トルク・トランスフア・ケースの前
   記車軸間デフアレンシャルが、遊星歯車デフアレンシヤ
   ルであり、 この遊星歯車デフアレンシヤルに、 円周方向にお互いに間隔を置いて各別に回転できる複数
   個の遊星歯車を支え、前記入力軸と一緒に回転するよう
   に結合された遊星歯車キャリアと、 前記入力軸のまわりに回転可能に取付けられたスリーブ
   部材と一緒に回転するように結合された太陽歯車と、 前記第２の出力軸にトルクを伝えるように、前記第２出
   力軸と一緒に回転するように結合されたリングギヤと、
   を設け、 前記スリーブ部材に、このスリーブ部材と一緒に回転す
   るように結合され、前記第１の出力軸にトルクを伝える
   ように連結された駆動スプロケットを設けて成る、請求
   項１の四輪駆動システム。
3. 【請求項３】 前記第１の一方向クラッチにより前記リ
   ングギヤ及びスリーブ部材を駆動作用を生ずるように選
   択的に結合し、前記リングギヤが前記スリーブ部材をオ
   ーバランするときに、このスリーブ部材に前記リングギ
   ヤによりトルクを伝えるようにした請求項２の四輪駆動
   システム。
4. 【請求項４】 前記第１の一方向クラッチにより前記第
   ２の出力軸と前記スリーブ部材とを駆動作用を生ずるよ
   うに選択的に結合し、前記第２の出力軸が前記スリーブ
   部材をオーバランするときに、前記第２の出力軸が、前
   記スリーブ部材にトルクを伝えるようにした請求項２の
   トランスフア・ケース。
5. 【請求項５】 前記第１の出力軸に一緒に回転するよう
   に結合した第２の駆動スプロケットと、前記スリーブ部
   材を囲み前記第２駆動スプロケットと一緒に回転するよ
   うに結合した第３の駆動スプロケットとを備え、前記第
   ２の駆動スプロケットは、前記第１の出力軸から第１の
   回転速度でトルクを受け取り、この受け取つたたトルク
   を前記第２の駆動スプロケットに前記第１の回転速度よ
   り遅い第２の回転速度で伝えることにより、前記第２の
   出力軸に対する前記第１の出力軸の所定量の差動作用を
   補償することによつて、前記第３の駆動スプロケットが
   前記第２の出力軸をオーバーランするときに、前記第２
   の一方向クラッチが前記第３の駆動スプロケットを、前
   記第２の出力軸に駆動作用を生ずるように結合するよう
   にした請求項４のトランスフア・ケース。
6. 【請求項６】 前記第３の駆動スプロケットを、前記第
   １の出力軸が最大の車両かじ取角で前記第２の出力軸を
   オーバーランする量に等しい、前記第２の出力軸に対す
   る前記第１の出力軸の所定量の差動作用を補償するよう
   に設計した請求項５のトルク・トランスフア・ケース。
7. 【請求項７】 前記車軸間デフアレンシャルの歯車部材
   に協働し、この歯車部材により駆動され、前記入力軸か
   ら前記第１の出力軸にトルクを伝える第１の駆動スプロ
   ケット・アセンブリと、前記第１の出力軸と一緒に回転
   するように結合された第２の駆動スプロケット・アセン
   ブリとをさらに備え、前記第２の駆動スプロケット・ア
   センブリが前記第２の出力軸をオーバーランするとき
   に、前記第２の一方向クラッチが、前記第２の駆動スプ
   ロケット・アセンブリを鎖錠し前記大２の出力軸と一緒
   に回転するようにした請求項１の四輪駆動システム。
8. 【請求項８】 前記第２の出力軸に対する前記第１の出
   力軸の所定量の差動作用を補償するように、前記第２の
   駆動スプロケット・アセンブリが、前記第１の駆動スプ
   ロケット・アセンブリに対し或る歯車比を持つ請求項７
   の四輪駆動システム。
9. 【請求項９】 第１の回転速度で前記車軸間デフアレン
   シャルからトルクを受け取る副軸に取付けられ、前記第
   １の回転速度より遅い第２の回転速度で受け取る前記ト
   ルクを出力歯車に伝えることにより、前記第２の出力軸
   に対する前記第１の出力軸の所定量の差動作用を補償す
   る減速歯車アセンブリをさらに備えることにより前記出
   力歯車が前記歯車部材をオーバーランするときに、前記
   第２の一方向クラッチにより前記減速歯車アセンブリの
   前記出力歯車を前記車軸間デフアレンシャルの歯車部材
   に駆動作用を伴って結合するようにした請求項１の四輪
   駆動システム。
10. 【請求項１０】 前記第１の出力軸が最大の車両かじ取
    角で前記出力軸をオーバーランする量にに等しい、前記
    第２の出力軸に対する前記第１の出力軸の所定量の差動
    作用を補償するように、前記減速歯車アセンブリを設計
    した請求項９の四輪駆動システム。
11. 【請求項１１】 車両の前車軸及び後車軸にトルクを分
    割するトランスフア・ケースにおいて、 車両変速機により回転駆動されるように、この車両変速
    機に結合した入力軸と、 前記車両の第１の車軸にトルクを伝える第１の出力軸
    と、 前記車両の第２の車軸にトルクを伝える第２の出力軸
    と、 前記入力軸から前記第１及び第２の出力軸にトルクを伝
    え、これ等の第１及び第２の出力軸を相対的に差動回転
    させるように、前記入力軸と、前記第１及び第２の出力
    軸との間に配置された車軸間デフアレンシャルと、 前記第２の出力軸が、前記第１の出力軸を所定量だけオ
    ーバーランするときに、前記車軸間デフアレンシャルを
    選択的に鎖錠する第１の一方向クラッチと、 前記第１の出力が前記第２の出力軸を所定量だけオーバ
    ーランするときに前記車軸間デフアレンシャルを選択的
    に鎖錠する第２の一方向クラッチと、を包含するトラン
    スフア・ケース。
12. 【請求項１２】 前記トランスフア・ケースの車軸間デ
    フアレンシャルが、遊星歯車デフアレンシヤルであり、 この遊星歯車デフアレンシヤルが、 円周方向に互いに間隔を置いて各別に回転できる複数個
    の遊星歯車を支え、前記入力軸と一緒に回転するように
    結合した遊星歯車キャリアと、 スリーブ部材と一緒に回転するように結合された太陽歯
    車と、 前記第２の出力軸にトルクを伝えるように、この第２の
    出力軸と一緒に回転するように結合されたリングギヤと
    を備え、 前記スリーブ部材を前記入力軸のまわりに回転できるよ
    うに取り付け、前記スリーブ部材に、このスリーブ部材
    と一緒に回転するように結合され、前記第１の出力軸に
    トルクを伝えるように連結された駆動スプロケットを設
    けた請求項１１のトルク・トランスフア・ケース。
13. 【請求項１３】 前記第１の一方向クラッチにより前記
    リングギヤと前記スリーブ部材とを駆動作用を生ずるよ
    うに選択的に結合して、前記リングギヤが前記スリーブ
    部材をオーバーランするときに、前記リングギヤにより
    前記スリーブ部材にトルクを伝えるようにした請求項１
    ２のトルク・トランスフア・ケース。
14. 【請求項１４】 副軸に取付けられ、前記スリーブ部材
    から第１の回転速度でトルクを受け取り、前記第１の回
    転速度より遅い第２の回転速度で受け取る前記トルクを
    出力歯車に伝えることにより、前記第２の出力軸に対す
    る前記第１の出力軸の所定量の差動作用を補償するよう
    にした減速歯車アセンブリをさらに備えて、前記第２の
    一方向クラッチにより前記出力歯車が前記リングギヤを
    オーバーランするときに前記減速歯車アセンブリの前記
    出力歯車を前記リングギヤに駆動作用を生ずるように結
    合するようにした請求項１３のトルク・トランスフア・
    ケース。
15. 【請求項１５】 前記減速歯車アセンブリを、前記第１
    の出力軸が最大車両かじ取角で前記第２の出力軸をオー
    バーランする量に等しい、前記第２の出力軸に対する前
    記第１の出力軸の所定量の差動作用を補償するように構
    成した請求項１４のトランスフア・ケース。
16. 【請求項１６】 前記第１及び第２の一方向クラッチ
    を、前記の第１及び第２の出力軸の相対回転を逆にした
    ときに前記車軸間デフアレンシャルを選択的に鎖錠する
    ように双方向式にした請求項１１のトランスフア・ケー
    ス。
17. 【請求項１７】 車両の前車軸及び後車軸にトルクを分
    割するトランスフア・ケースにおいて、 トランスフア・ケース・ハウジングと、 このトランスフア・ケース・ハウジング内に回転するよ
    うに支えられ、車両変速機により回転駆動されるよう
    に、この車両変速機に結合された入力軸と、 前記車両の前車軸にトルクを伝える前部出力軸と、 前記車両の後車軸にトルクを伝える後部出力軸と、 前記入力軸から前記前部及び後部の出力軸にトルクを伝
    え、前記第１及び第２の出力軸を相対的に差動回転させ
    るように、前記入力軸と、前記前部及び後部の出力軸と
    の間に配置された車軸間デフアレンシャルと、 少なくとも第１の双方向性一方向クラッチであって、前
    記後部出力軸が、前記前部出力軸をオーバーランすると
    きに、前記車軸間デフアレンシャルを選択的に鎖錠し
    て、前記少なくとも第１の双方向性一方向クラッチの係
    合により前記のようなオーバーランニングを制限するよ
    うに、前記後部出力軸と前記前部出力軸との間に配置さ
    れた少なくとも第１の双方向性一方向クラッチとを包含
    するトランスフア・ケース。
18. 【請求項１８】 前記少なくとも第１の双方向性一方向
    クラッチを前記車両の走行方向に従って作動して、前記
    前部出力軸をして前記後部出力軸をオーバーランさせる
    が、前記車両が前進方向に走行しているときに前記後部
    出力軸が前記前部出力軸をオーバーランする場合に、前
    記後部出力軸が前記前部出力軸をオーバーランしないよ
    うに制限し、前記後部出力軸から前記前部出力軸にトル
    クを伝えるようにした請求項１７のトランスフア・ケー
    ス。
19. 【請求項１９】 前記少なくとも第１の双方向性一方向
    クラッチを、前記車両の走行方向に従って作動して、前
    記前部出力軸をして前記後部出力軸をオーバーランさせ
    るが、前記車両が後進方向に走行しているときに前記後
    部出力軸が前記前部出力軸をオーバーランしようとする
    場合に、前記後部出力軸が前記前部出力軸をオーバーラ
    ンしないように制限し、前記後部出力軸から前記前部出
    力軸にトルクを伝えるようにした請求項１７のトランス
    フア・ケース。
20. 【請求項２０】 前記車両の前記走行方向を前記前部及
    び後部の出力軸の間の相対回転を判定することにより検
    知し、前記少なくとも第１の双方向性一方向クラッチを
    前記判定に基づいて作動するようにした請求項１７のト
    ルク・トランスフア・ケース。
21. 【請求項２１】 前記車両の前記走行方向を前記入力軸
    と前記トランスフア・ケース・ハウジングとの間の相対
    回転を検知することにより判定するようにした請求項１
    ７のトルク・トランスフア・ケース。
22. 【請求項２２】 車両の前車軸及び後車軸にトルクを分
    割するトランスフア・ケースにおいて、 ハウジングと、 このハウジング内に支えられ、車両変速機により回転駆
    動されるようにこの車両変速機に結合した入力軸と、 前記車両の前車軸にトルクを伝える前部出力軸と、 前記車両の後車軸にトルクを伝える後部出力軸と、 前記入力軸から前記前後部の出力軸にトルクを伝え、こ
    れ等の第１及び第２の出力軸を相対的に差動回転させる
    ように、前記前部出力軸と前記後部出力軸との間に配置
    された車軸間デフアレンシャルと、 少なくとも第１の双方向性一方向クラッチであって、前
    記後部出力軸が前記前部出力軸をオーバーランするとき
    に、前記車軸間デフアレンシャルを選択的に鎖錠して、
    前記少なくとも第１の双方向性一方向クラッチの係合に
    より前記のようなオーバーランニングを制限するよう
    に、前記後部出力軸と前部出力軸の間に配置された少な
    くとも第１の双方向性一方向クラッチと、を包含するト
    ランスフア・ケース。
23. 【請求項２３】 前記少なくとも第１の双方向性一方向
    クラッチを前記車両の走行方向に従って作動して、前記
    後部出力軸に前記前部出力軸をオーバランするのを許容
    するが、前記車両が前進方向に走行しているときに前記
    前部出力軸が前記後部出力軸をオーバランしようとする
    場合に、前記前部出力軸が前記後部出力軸をオーバラン
    しないように制限し前記前部出力軸から前記後部出力軸
    にトルクを伝えるようにした請求項２２のトランスフア
    ・ケース。
24. 【請求項２４】 前記少なくとも第１の双方向性一方向
    クラッチを前記車両の走行方向に従って作動して、前記
    後部出力軸に前記前部出力軸をオーバーランするのを許
    容するが、前記車両が後進方向に走行しているときに前
    記前部出力軸が前記後部出力軸をオーバーランしようと
    する場合に、前記前部出力軸が前記後部出力軸をオーバ
    ランしないように制限し前記前部出力軸から前記後部出
    力軸にトルクを伝えるようにした請求項２２のトランス
    フア・ケース。
25. 【請求項２５】 前記車両の前記走行方向を前記前部及
    び後部の出力軸の間の相対回転を判定することにより検
    知し、前記少なくとも第１の双方向性一方向クラッチ
    を、前記判定に基づいて作動するようにした請求項２２
    のトルク・トランスフア・ケース。
26. 【請求項２６】 前記車両の前記走行方向を前記入力軸
    と前記トランスフアケースハウジングとの間の相対回転
    を検知することにより判定するようにした請求項２２の
    トルク・トランスフア・ケース。
27. 【請求項２７】 前記少なくとも第１の双方向性一方向
    クラッチと、前記前部及び後部の出力軸の間のトルクの
    伝達とにより許容されるオーバーランの方向は、前部出
    力部材と、前記前部及び後部出力軸の間に所定量のオー
    バランを生じさせる機構との相対回転を感知することに
    より、設定され、前記車両の走行方向に関連するように
    した請求項１７又は２２のトルク・トランスフア・ケー
    ス。