JPH1178587A - 四輪駆動車における切換同期方法およびその装置 - Google Patents

四輪駆動車における切換同期方法およびその装置

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JPH1178587A
JPH1178587A JP9246625A JP24662597A JPH1178587A JP H1178587 A JPH1178587 A JP H1178587A JP 9246625 A JP9246625 A JP 9246625A JP 24662597 A JP24662597 A JP 24662597A JP H1178587 A JPH1178587 A JP H1178587A
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Shinji Yamazaki
伸司 山崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期機構を持たないトランスファーを備えた
四輪駆動車であっても走行中に被駆動側差動装置の接続
装置を容易に接続させて四輪駆動状態に切り換えること
を可能にした四輪駆動車における切換同期方法およびそ
の装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 トランスファーの接続によって駆動力が
伝達される被駆動側差動装置１６を備える四輪駆動車に
おいて、前記トランスファーの四輪駆動状態への接続切
換えに先立って前記被駆動側差動装置１６における接続
装置（１１）の同期機構（７）を接続させることを特徴
とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被駆動側差動装置
における動力伝達経路の一部の断続により両輪への動力
伝達を断続させて、二輪・四輪駆動切換え制御を行う被
駆動側差動装置を備えた四輪駆動車における切換同期方
法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】差動装置における動力伝達経路の一部の
断続により両輪への動力伝達を断続させて、二輪・四輪
駆動切換え制御を行う被駆動側差動装置としては、例え
ば図５に示すようなフリーランニング差動装置が知られ
ている。図５は、特公平５−５４５７４号公報に開示さ
れたもので、図示しないエンジンからの駆動力がドライ
ブピニオン４５と傘歯噛合するリングギヤ４６に伝えら
れ、該リングギヤ４６を一体に固定するアウターデフケ
ース３１に伝達され、該アウターデフケース３１を回転
させる。アウターデフケース３１の途中には、車体に固
定されたデフキャリヤ４７の外側に設置されたロックシ
リダ４４のシフトフォーク４８によって断続が制御され
るドグクラッチ４１が設けられ、これによって通常の差
動装置を構成するところのピニオン軸３２に軸支された
複数のピニオンギヤ３３を介してこれらの両側から噛合
する左右一対のサイドギヤ３４、３５を収納するインナ
ーデフケース３６への駆動力の伝達を断続するものであ
る。これによって、例えば前輪側であるインナーデフケ
ース３１への駆動力を断続することで、後輪主駆動型の
二輪・四輪駆動切換え制御を行うものである。また、被
駆動側差動装置としては、被駆動側の左右車輪と連結す
る一方側の車軸を断続して二輪・四輪駆動切換え制御を
行うものも知られている。
【０００３】一方、このような動力伝達経路の一部の断
続により両輪への動力伝達を断続させて、二輪・四輪駆
動切換え制御を行う被駆動側差動装置を備える四輪駆動
車は、通常、別途トランスファーを備え、該トランスフ
ァーの接続によって駆動力が伝達されてくるものであ
る。例えば、後輪主駆動型の二輪・四輪駆動切換え型の
四輪駆動車では、トランスファーの接続により、常時後
輪駆動状態に加えて被駆動側差動装置を備える前輪側に
も駆動力が伝達されてくる。そして、前記トランファー
が接続されると同時に図５に示したフリーランニング差
動装置（被駆動側差動装置）におけるドグクラッチ４１
も連動して接続されるように構成されているので、トラ
ンファーが接続されない二輪駆動状態の間は、トランス
ファーからドライブピニオン４５、リングギヤ４６およ
び外デフケース３１までの動力伝達系が静止しており、
エネルギー損失が防止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
二輪・四輪駆動切換え制御を行う被駆動側差動装置を備
える四輪駆動車の駆動切換え装置では、特に車両の走行
中において、トランスファーの接続の際には、駆動回転
中の後輪側の駆動系から駆動力を分岐させるために停止
側の前輪側との接続を行う必要があり、通常は同期機構
（シンクロメッシュ）を必要とした。この同期機構を介
してトランスファーが接続されることによって、駆動力
が引き出される側、すなわち図５のドライブピニオン４
５、リングギヤ４６および外デフケース３１が同期接続
されることとなり、その際にドグクラッチ４１の接続も
円滑に行われることになる。しかしながら、車両の停止
中にトランスファーを切り換えるように構成された一部
の四輪駆動車の中にはトランスファーに同期機構を備え
ないものがある。このような四輪駆動車にあっては、走
行中のトランスファーの切換えは無論のこと、走行中に
はトランスファーに連動させて被駆動側差動装置におけ
るドグクラッチ等の接続装置を接続することは到底不可
能であった。
【０００５】このため本発明では、上記従来の被駆動側
差動装置を備えた四輪駆動車における課題を解決して、
同期機構を持たないトランスファーを備えた四輪駆動車
であっても走行中に被駆動側差動装置の接続装置を容易
に接続させて四輪駆動状態に切り換えることを可能にし
た四輪駆動車における切換同期方法およびその装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、トラン
スファーの接続によって駆動力が伝達される被駆動側差
動装置を備える四輪駆動車において、前記トランスファ
ーの四輪駆動状態への接続切換えに先立って前記被駆動
側差動装置における接続装置の同期機構を接続させるこ
とを特徴とするものである。また本発明は、前記請求項
１に記載された四輪駆動車における切換同期方法に使用
される被駆動側差動装置であって、該被駆動側差動装置
が接続すべき回転部材間に、これらの回転を予め同期さ
せる同期機構を備えたことを特徴とするものである。ま
た本発明は、前記被駆動側差動装置がデフケースからの
入力をキャリヤに支持されて該デフケースの回転軸に直
交するピニオン軸に軸支された複数のピニオンギヤを介
してこれらの両側から噛合する左右一対のサイドギヤに
トルク配分して伝達する差動装置を設け、前記デフケー
スとキャリヤとを断続自在に構成する接続装置を設けた
被駆動側差動装置を備え、前記接続装置は非回転部分に
配置されたアクチュエータによってスライドするデフケ
ースに設けられたクラッチリングを備え、該クラッチリ
ングと前記キャリヤとの間にこれらの接続に先立ってこ
れらの回転を予め同期させる同期リングを配置したこと
を特徴とするものであり、これらを課題解決のための手
段とするものである。なお、本発明における被駆動側差
動装置とは、フリーランニング差動装置やアクスルディ
スコネクト差動装置を意味するものである。
【０００７】
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１および図２は、本発明の四輪駆動車
における切換同期方法に使用されるフリーランニング差
動装置（被駆動側差動装置）の第１実施の形態を示すも
ので、図１は全体断面図、図２は四輪駆動車における切
換同期方法を示す全体スケルトン図である。図１に示す
ように、図示しないエンジンからの駆動力がトランスフ
ァー（図２の１７）の接続によりドライブピニオン、リ
ングギヤを介してフリーランニング差動装置１６のデフ
ケース１に伝達される。デフケース（外デフケース）１
からの入力は、デフケース１内に配置されたキャリヤ
（内デフケース）６に支持されて該デフケース１の回転
軸に直交するピニオン軸２に軸支された複数のピニオン
ギヤ３、３・を介してこれらの両側から噛合する左右一
対のサイドギヤ４、５にトルク配分して伝達される。こ
れら左右のサイドギヤ４、５にはスプライン嵌合等によ
って図示省略の左右の駆動軸が連結される。前記デフケ
ース１とキャリヤ６とは互いに回転自在なフリーな状態
に嵌合されており、これらデフケース１とキャリヤ６と
を断続自在に構成する接続装置が設けられている。
【０００８】本実施の形態における前記接続装置は、車
体に固定されたデフキャリヤ等の非回転部分に固定され
た第１アクチュエータ１４と、該第１アクチュエータ１
４によってスライドするデフケース１に設けられたクラ
ッチリング（スライダークラッチ）９と、該クラッチリ
ング９に接続されるキャリヤ６とにより構成される。前
記第１アクチュエータ１４は圧力供給源からの流体を給
気管１３から受けてダイヤフラム１０を拡張させ、プッ
シュロッド２０を介して、走行中の接続後は回転側とな
るデフケース１に軸方向にスライド自在に設けられたク
ラッチリング９の端面に固着された摺接板１９に当接さ
れ、クラッチリング９の端面の係合歯９Ａをキャリヤ６
の端面の係合歯６Ａに係合させてデフケース１とキャリ
ヤ６とを一体化することによって、トランスファー１７
からの駆動力がピニオンギヤ３および左右のサイドギヤ
４、５等からなる差動装置に伝達されることになる。符
号１２はリターンスプリングを示す。
【０００９】本発明では、前記クラッチリング９とキャ
リヤ６との間にこれらの接続に先立ってこれらの回転を
予め同期させる同期リング７を配置したことを特徴とす
るものである。同期リング７はデフケース１の内周側に
回転自在に嵌合されていて、クラッチリング９とキャリ
ヤ６の接続部の外周側に臨接配置されている。静止側の
クラッチリング９の接続動作による図面右方へのスライ
ドに伴い、クラッチリング９とキャリヤ６の接続に先立
って、クラッチリング９の外周面の溝内に収納されたＣ
クリップ８が同期リング７の端面を押圧し、同期リング
７を走行中は回転側であるキャリヤ６に押し付ける。同
期リング７とキャリヤ６との間は摺接傾斜面２１に形成
されていて、該摺接傾斜面２１によって同期リング７と
キャリヤ６とが緩やかに接続がなされた後に、前記クラ
ッチリング９がさらにスライドを続けることによって、
前記Ｃクリップ８が溝内に格納されて同期リング７の内
周側に進入し、クラッチリング９とキャリヤ６との回転
が同期された状態にてドグクラッチ接続部１１を構成す
るそれらの係合歯９Ａと係合歯６Ａとがさしたる衝撃も
なく円滑に係合して接続される。
【００１０】本発明のものは、図２の全体図で示したよ
うに、後輪主駆動型の二輪・四輪駆動切換え型の四輪駆
動車であるが、前輪主駆動型のものに採用することがで
きることは言うまでもない。図２において、トランスフ
ァー１７の接続により、常時後輪駆動状態に加えてフリ
ーランニング差動装置１６を備える前輪側にも駆動力が
伝達されてくる。符号１８は後輪デフ（差動装置）であ
る。四輪駆動状態にするために、４ＷＤスイッチをＯＮ
にすると、先ず、フリーランニング差動装置１６におけ
る第１アクチュエータ１４が作動し、タイマーによって
所定の時間の経過後にトランスファー１７の第２アクチ
ュエータ１５が作動してトランスファー１７側のクラッ
チが噛合する。この時、四輪駆動状態であることを示す
４ＷＤインジケータが点灯する。なお、タイマーによる
所定時間は、ドグクラッチ接続が完全に噛合するまでの
時間として定められているが、クラッチリング９の噛合
位置感知センサやＯＮ−ＯＦＦスイッチ等を設けて、こ
れらの信号をもとに第２アクチュエータ１５を作動させ
てもよい。
【００１１】以上のように構成したので、本発明のフリ
ーランニング差動装置を設置するだけで、同期機構を持
たないトランスファーを備えた四輪駆動車であっても、
トランスファーの接続に先立って、走行中にフリーラン
ニング差動装置側においてその接続を同期機構によって
容易に接続させて四輪駆動状態に切り換えることができ
ることとなる。しかも、フリーランニング差動装置にお
ける同期機構はデフケース内のキャリヤとの間に簡単に
設置することができるのて製作が容易で安価であり、ト
ランスファー側に何らの改造を加えることを必要としな
い。
【００１２】図３は、本発明の四輪駆動車における切換
同期方法に使用されるフリーランニング差動装置（被駆
動側差動装置）の第２実施の形態を示すものである。本
実施の形態のものは、前記第１実施の形態のもののダイ
ヤフラム、プッシュロッド、摺接板からなるアクチュエ
ータに代えて、シフトアームによって静止側と回転側と
の間を連結するアクチュエータを採用したものである。
適宜の動力源によって軸動する非回転部分に設置された
シフトアーム２２は、デフケース１と回転を共にして軸
方向にスライド自在なクラッチリング９の外周溝９Ｂに
係合して配置される。クラッチリング９の内周面の係合
歯９Ａにスプライン嵌合等により軸方向にスライドのみ
自在に同期リング７が嵌合され、その接続側外周には係
合歯７Ａが設けられる。一方、デフケース１の回転軸に
直交するピニオン軸２に軸支された複数のピニオンギヤ
３、３を支持し、デフケース１内に回転自在に配置され
たキャリヤ（内デフケース）６の接続側外周にも前記係
合歯７Ａおよび９Ａと整合する係合歯６Ａが設けられて
ドグクラッチ接続部１１が構成される。さらに、同期リ
ング７とキャリヤ６との間には、摺接傾斜面２１が形成
される。
【００１３】以上のように構成されているので、静止側
のシフトアーム２２の接続動作による図面右方へのスラ
イドに伴い、クラッチリング９とキャリヤ６の接続に先
立って、クラッチリング９の内周面の係合歯９Ａに嵌合
された同期リング７の係合歯７Ａの側面が矢印円内に拡
大断面にて示すように、クラッチリング９の係合歯９Ａ
の側面に押され、同期リング７は走行中は回転側である
キャリヤ６に押し付けられる。同期リング７とキャリヤ
６との間は摺接傾斜面２１に形成されていて、該摺接傾
斜面２１によって同期リング７とキャリヤ６とが緩やか
に接続がなされた後に、前記クラッチリング９がさらに
スライドを続けることによって、クラッチリング９の係
合歯９Ａが、同期リング７の係合歯７Ａとキャリヤ６の
係合歯６Ａの両方に係合してさしたる衝撃もなく円滑に
係合して接続される。なお、摺接傾斜面における相対回
転速度は差動装置の上流側でリングギヤ組によって減速
されるので、トランスファー側に比較して同等もしくは
低くなり、磨耗や焼付き等の発生も防止できる。以上、
第１および第２実施の形態に示す同期リング７はキャリ
ヤ６の外周にある摺接傾斜面２１上に配置されるので、
摺接径を大きく採れ、トルク容量を充分に得ることがで
きるとともに、コンパクト化が可能である。また、図示
説明外のアクスルディスコネクト差動装置においては、
クラッチ部に同期リングを設けることになる。
【００１４】図４は、本発明の四輪駆動車における切換
同期方法に使用されるフリーランニング差動装置（被駆
動側差動装置）の第３実施の形態を示すものである。本
実施の形態のものは、図４（Ａ）に示すように、前述の
第１および第２実施の形態のものとはやや異なり、キャ
リヤ６に代えて、左右に分割された一対のカムリング６
Ａ、６Ｂが採用されている。そして、例えば左カムリン
グ６Ａの外周面に同期リング７を兼用するクラッチリン
グ９の内周面が摺接するように構成されたものである。
図４（Ａ）のＡ−Ａ断面である図４（Ｂ）に示すよう
に、前記左右に分割された一対のカムリング６Ａ、６Ｂ
の対向面には、ピニオン軸２の円弧面の一部を裁断して
形成したカム面２Ｃ、２Ｃにカム係合するカム傾斜面６
Ｃ、６Ｃが形成されており、カムリング６Ａ、６Ｂから
の駆動力が差動装置としてのピニオン軸に伝達される際
に、これらのカム面でのカム作用によってカムリング６
Ａ、６Ｂが互いに軸方向外側に離反して、それぞれが左
右のデフケース１Ａ、１Ｂの側壁内面に摺接して差動制
限力が得られるものである。このような構成によって、
第２アクチュエータ１４の作動時には、同期リング７を
兼用するクラッチリング９がスライドして、該クラッチ
リング９の内周面と左カムリング６Ａの外周面との間に
形成されたコーンクラッチ部となる摺接斜面２１が摺接
の後に同期係合する。以上のように構成したので、本実
施の形態のものでは、クラッチリング９のストロークす
なわち、摺接斜面２１における摺接度合いを適宜に選定
して駆動力の伝達比率をトルク感応式とすることができ
る。また、フロント駆動力が特に必要となる旋回時に
は、ベベルギヤであるピニオンギヤ３とサイドギヤ４、
５との噛合反力も加わり、デフケース１Ａ、１Ｂとカム
リング６Ａ、６Ｂ間での締結力が増大して駆動力が増大
する。さらに、フリーランニング差動装置ＯＮと同時に
デフロック機能も作動できて悪路脱出等に威力を発揮で
きる。
【００１５】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明の趣旨の範囲内で差動装置の型式（被駆動側
差動装置の型式としてのアクスルディスコネクト差動装
置や差動ギヤ組としての種々の型式）、アクチュエータ
の型式およびその配設位置、接続装置の型式およびその
配設位置（接続装置がデフケースとキャリヤ間のみなら
ず、例えば、サイドギヤが分割構成されてこれらの分割
部分が接続装置となる場合等も含まれる）、同期機構の
形態およびその設置位置等については適宜のものが採用
され得る。
【００１６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、トランスファーの接続によって駆動力が伝達され
る被駆動側差動装置を備える四輪駆動車において、前記
トランスファーの四輪駆動状態への接続切換えに先立っ
て前記被駆動側差動装置における接続装置の同期機構を
接続させる被駆動側差動装置を設置するだけで、同期機
構を持たないトランスファーを備えた四輪駆動車であっ
ても、トランスファーの接続に先立って、走行中に被駆
動側差動装置側においてその接続を同期機構によって容
易に接続させて四輪駆動状態に切り換えることができる
こととなる。しかも、被駆動側差動装置における同期機
構はデフケース内のキャリヤとの間に簡単に設置するこ
とができるのて製作が容易で安価であり、トランスファ
ー側に何らの改造を加えることを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の四輪駆動車における切換同期方法に使
用される被駆動側差動装置の第１実施の形態を示す全体
断面図である。
【図２】本発明の四輪駆動車における切換同期方法を示
す全体スケルトン図である。
【図３】本発明の四輪駆動車における切換同期方法に使
用される被駆動側差動装置の第２実施の形態を示す全体
断面図である。
【図４】本発明の四輪駆動車における切換同期方法に使
用される被駆動側差動装置の第３実施の形態を示す全体
断面図である。
【図５】被駆動側差動装置の従来例を示す全体断面図で
ある。
【符号の説明】
１ デフケース（外デフケース） ２ ピニオン軸 ３ ピニオンギヤ ４ 左サイドギヤ ５ 右サイドギヤ ６ キャリヤ（内デフケース） ６Ａ 係合歯 ７ 同期リング ７Ａ 係合歯 ８ Ｃクリップ ９ クラッチリング（スライダークラッチ） ９Ａ 係合歯 １０ ダイヤフラム １１ ドグクラッチ接続部 １３ スラストベアリング １４ 第１アクチュエータ １５ 第２アクチュエータ １６ フリーランニング差動装置（被駆動側差動装
置） １７ トランスファー １９ 摺接板 ２０ プッシュロッド ２１ 摺接斜面 ２２ シフトアーム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トランスファーの接続によって駆動力が
    伝達される被駆動側差動装置を備える四輪駆動車におい
    て、前記トランスファーの四輪駆動状態への接続切換え
    に先立って前記被駆動側差動装置における接続装置の同
    期機構を接続させることを特徴とする四輪駆動車におけ
    る切換同期方法。
  2. 【請求項２】 前記請求項１に記載された四輪駆動車に
    おける切換同期方法に使用される被駆動側差動装置であ
    って、該被駆動側差動装置が接続すべき回転部材間に、
    これらの回転を予め同期させる同期機構を備えたことを
    特徴とする四輪駆動車における切換同期装置。
  3. 【請求項３】 前記請求項２に記載された四輪駆動車に
    おける切換同期装置であって、前記被駆動側差動装置が
    デフケースからの入力をキャリヤに支持されて該デフケ
    ースの回転軸に直交するピニオン軸に軸支された複数の
    ピニオンギヤを介してこれらの両側から噛合する左右一
    対のサイドギヤにトルク配分して伝達する差動装置を設
    け、前記デフケースとキャリヤとを断続自在に構成する
    接続装置を設けた被駆動側差動装置を備え、前記接続装
    置は非回転部分に配置されたアクチュエータによってス
    ライドするデフケースに設けられたクラッチリングを備
    え、該クラッチリングと前記キャリヤとの間にこれらの
    接続に先立ってこれらの回転を予め同期させる同期リン
    グを配置したことを特徴とする四輪駆動車における切換
    同期装置。
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