JPS61116151A - ４輪駆動車におけるドライブシャフトの断続機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、４輪駆動車のうちトランスファ装置により２
輪駆動に切換可能な４輪駆動車におけるドライブシャフ
トの断続機構に関する。

〔従来技術〕

４輪駆動車の一形式として、２輪駆動時非駆動側となる
ディファレンシャルの両サイドギヤに連結する両ドライ
ブシャフトがそれぞれ２分割されて両分割シャフトが相
対回転可能に連結し、これら両分割シャフトの連結部に
設けたカップリング部材の軸方向への移動により前記両
分割シャフトの結合が選択的に断続される４輪駆動車が
ある。

この種形式の４輪駆動車においては、２輪駆動時に非駆
動側となる各車輪と各ドライブシャフト間の動力伝達を
断つことにより非駆動系から発生する騒音を低減させる
とともに、非駆動系の回転抵抗を減して燃費の向上と摩
耗の低減を図るものであり、一般にドライブシャフトの
断続機構を備えている。

また、従来の４輪駆動車においては断続機構が各ドライ
ブシャフトに対応してそれぞれ一対設けられているのが
一般であるが、米国特許第４，２７１．７２２号には１
つの断続機構により各ドライブシャフトの結合をそれぞ
れ連動させて断続するようにしたディファレンシャルが
示されている２このディファレンシャルにおいては、第
６図に示すように断続機構を構成する作動ロッド１がデ
フキャリア２にて両ドライブシャフト３，４に並列的か
つ軸方向へ所定量間欠的に往復動するように組付けられ
ており、また作動ロフト１の両端部には左右一対の操作
レバー５，６が組付けられている。かかるディファレン
シャルにおいては、各ドライブシャフト３．４が各アク
スルシャフト３ａ、４ａと各サイドギヤ３ｂ、４ｂとか
らなり、各アクスルシャフト３ａ、４ａと各サイドギヤ
３ｂ、４ｂの結合は各クラッチカラー７．８の摺動によ
り断続されるもので、各クラッチカラー７゜８に各操作
レバー５，６が常時係合している。

従って、かかる断続機構によれば、一本の作動ロッド１
を往復動させるのみで各アクスルシャフト３ａ、４ａと
各サイドギヤ３ｂ、４ｂとの結合を連動して断続し得る
利点がある。しかしながら、かかる断続機構においては
作動ロッド１をデフキャリア２内にて少くとも両クラッ
チカラー７．８間に延在させなければならず、またかか
る作動ロッド１上から両操作レバー５．６を各クラッチ
カラー７．８まで延在させなければならないため、デフ
キャリア２等断続機構が組付けられるケースを大型化せ
ざるを得ない。

これに対処すべく、本出願人は前記断続機構を各ドライ
ブシャフトを収容するケース内にてコンパクトに構成し
て、ケースの大型化を防止するようにした断続機構を特
願昭５９−７７０５５号にて出願している。

かかる断続機構は、前記ドライブシャフトを収容するケ
ースの一方のドライブシャフトの連結部に対応する部位
に同ドライブシャフトに並列的に組付けられ遠隔操作に
より軸方向へ所定量間欠的に往復動する作動ロッドと、
この作動ロッドに組付けられて一方のドライブシャフト
側に設けた第１のカップリング部材と係合しこれを両分
割シャフトの結合側および非結合側へ選択的に移動させ
る操作レバーと、前記一方のドライブシャフトを同心的
かつ軸方向へ移動可能に貫通して前記第１のカップリン
グ部材を他方のドライブシャフト側に設けた第２のカッ
プリング部材に連結する連結ロッドと、この連結ロッド
と前記第２のカップリング部材間に組付けられ同連結ロ
ッドの往復動時前記第２のカップリング部材を両分割シ
ャフトの結合側および非結合側へ選択的に付勢するバネ
部材を備えた構成をしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この断続機構においては連結ロッドにて両カ
ップリング部材が連結されているため、両カップリング
部材にて両ドライブシャフトの各分割シャフトを結合し
て４輪駆動させる場合、連結ロッドは第１のカップリン
グ部材を介して一方のドライブシャフトと一体回転する
。この場合、ディファレンシャルが作動すると両ドライ
ブシャフト間に回転差が生じ、連結ロッドと第２のカッ
プリング部材間に相対回転が生じる。従って、ディファ
レンシャルの作動時連結ロッドと第２のカップリング部
材間に大きな摩擦が生じ、これら両者の連結部の耐久性
を低下させるおそれがある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はかかる問題に対処すべく、前記断続機構におけ
る連結ロッドと第２のカップリング部材との連結機構を
、これら両者間に介装されて一端を前記第２のカップリ
ング部材に係止した圧縮スプリングと、前記両者間にて
軸方向へ移動可能にそれぞれ組付けられて前記圧縮スプ
リングの他端に当接するスプリングシートおよび前記圧
縮スプリングの付勢力にて前記スプリングシートにより
前記第２のカップリング部材に設けた係止部に当接する
プレートと、前記連結ロッドの外周にて前記プレートお
よびスプリングシート間に設けられ前記連結ロッドの一
方向への移動時に前記スプリングシートに係合して同ス
プリングシートを介して前記圧縮スプリングを圧縮する
係合部とにより構成している。

〔発明の作用〕

これにより、本発明においては、一方のドライブシャフ
トを結合すべく第１のカップリング部材を結合側へ移動
させると、連結ロッドが同方向へ移動してその結合部を
スプリングシートに係合させ、スプリングシートを一体
的に移動させる。この結果、圧縮スプリングが圧縮され
て第２のカップリング部材を他方のドライブシャフトを
結合させる結合側へ付勢し、同カップリング部材は圧縮
スプリングの付勢力にて速やかにまたは一時的に待機し
た後他方のドライブシャフトを結合する。

これにより、車両は４輪駆動可能となる。この状態にお
いては、連結ロッドの係合部とスプリングシートとは離
間し、スプリングシートは第２のカップリング部材の係
止部に当接するプレートに圧縮スプリングの付勢力にて
当接する。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、第２のカップリング部材を他
方のドライブシャフトの結合側、非結合側へ選択的に付
勢する圧縮スプリングの両端は、連結ロッドの移動時を
除き常に第２のカップリング部材に係止される。このた
め、ディファレンシャルが差動して両ドライブシャフト
間の回転差が生じ、連結ロッドと第２のカップリング部
材間に相対回転が生じても、これら両者間には圧縮スプ
リングの付勢力に起因する摩擦力が生じることはなく、
これら両者の連結部の耐久性を向上させることができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するに、第
１図には本発明の第１実施例に係る断続機構を備えた４
輪駆動車が概略的に示されている。

この４輪駆動車はフロントエンジン・フロントドライブ
方式（ＦＦ車）を基礎とした４輪駆動車で、当該車両に
おいてはエンジン１１の後部に組付けたトランスファと
一体のトランスアクスル１２により、両フロントアクス
ルシャフト１３を常時駆動可能にしているとともにトラ
ンスファの切換機構にてプロペラシャフト１４への動力
伝達を断続するようになっている。従って、当該車両に
おいては両リヤアクスルシャフト１５が２輪駆動時非駆
動側となるもので、両リヤアクスルシャフト１５はファ
イナルギヤと一体のディファレンシャル２０を介してプ
ロペラシャフト１４に連結されている。

ディファレンシャル２０は第２図に示すようにエクステ
ンションチューブ１６と一体のデフキャリア２１内にフ
ァイナルギヤユニットを構成するリングギヤ２２を備え
たディファレンシャルギヤユニットを収容してなるもの
で、リングギヤ２２はデフケース２３に一体的に支持さ
れかつデフケース２３はデフキャリア２１に回転可能に
支持されている。このリングギヤ２２は、プロペラシャ
フト１４に連結したドライブピニオン２４に常時噛合し
ている。また、ディファレンシャルギヤユニットはデフ
ケース２３にビニオンシャフト２５を介して組付けた２
組の一対のピニオンギヤ２６と、デフケース２３に回転
可能に支持されてピニオンギヤ２６に常時噛合する一対
のサイドギヤ２７とからなるもので、これら各サイドギ
ヤ２７には、各リヤアクスルシャフト１５の一部を構成
するドライブシャフト２８．２９がスプライン嵌合して
いる。これらドライブシャフト２８．２９のうち、図示
右側ドライブシャフト２８は長尺のもので、デフキャリ
ア２１を液密的かつ回転可能に貫通してエクステンショ
ンチューブ１６から突出し、その外端部にリヤアクスル
シャフト１５を構成するメインシャフト１５ａが連結さ
れている。

また、図示左側ドライブシャフト２９は右側ドライブシ
ャフト２８に比して短尺のもので、デフキャリア２１を
液密的かつ回転可能に貫通して突出し、その外端部にリ
ヤアクスルシャフト１５を構成するメインシャフト１５
ｂが連結されている。

右側ドライブシャフト２８はインナシャフト２８ａとア
ウタシャフト２８ｂとに分割してなるもので、両シャフ
ト２８ａ、２８ｂはそれらの端部にて相対回転可能に連
結されていて、断続機構３０にて両シャフト２８ａ、２
８ｂの結合が断続される。また、左側ドライブシャフト
２９はインナシャフト２９ａとアウタシャフト２９ｂと
に分割してなるもので、断続機構３０にてこれら両シャ
フ）２９ａ、２９ｂの結合が断続される。

断続機構３０は、第１のカップリング部材たるカップリ
ングスリーブ３１、第２のカップリング部材たるインナ
シャフト２９ａと兼用のカップリングロッド３２、作動
ロッド３３、操作レバー３４、圧縮スプリング３５．連
結ロッド３６およびカップリングロッド３２と連結ロッ
ド３６との連結機構３０ａの各部材を主要構成部材とし
ている。

カップリングスリーブ３１は両シャフト２８ａ。

２８ｂの端部外周に設けた外スプライン２８ａ１゜２８
ｂ１に噛合する内スプライン３１ａを備え、インナシャ
フト２８ａの外スプライン２８ａ１に噛合して軸方向へ
移動可能に組付けられている。

このカップリングスリーブ３１は、軸方向の移動により
インナシャフト２８ａに対するアウタシャフト２８ｂの
結合を断続するもので、作動ロッド３３上に組付けた操
作レバー３４により操作される。

カップリングロッド３２はサイドギヤ２７に対して軸方
向へのみ摺動可能に組付けられ、かつアウタシャフト２
９ｂに対して回転可能に嵌合しているヶこのカップリン
グロッド３２の外端部にはアウタシャフト２９ｂに設け
た内スプライン２９ｂ１に係脱する外スプライン３２ａ
が設けられていて、カップリングロッド３２の軸方向へ
の摺動により両シャフト２９ａ、２９ｂ、すなわちアウ
タシャフト２９ｂとサイドギヤ２７との結合を断続する
。なお、カップリングロフト３２は後述する連結機構３
０８を介して連結ロッド３６に連結され、かつ連結ロッ
ド３６を介してカップリングスリーブ３１に連結されて
いる。

（［１１０ツド３３は、デフキャリア２１の出力端側の
一側にてドライブシャフト２８と並列的かつ軸方向へ移
動可能に組付けられていて、その一端にはプッシュプル
ケーブルのインナワイヤ４１が連結されている。この作
動ロッド３３はプッシュプルケーブルの操作により往復
動するもので、ディテント機構４２の作用にて所定量間
欠的に往復動する。操作レバー３４は筒状基部３４ａに
て作動ロッド３３の外周に軸方向へ所定量移動可能に組
付けられていて、そのレバ一部３４ｂがデフキャリア２
１内に臨んでカップリングスリーブ３１に常時係合して
いる。作動ロッド３３の外周と操作レバー３４の筒状基
部３４３間には圧縮スプリング３５が介装されている。

この圧縮スプリング３５は作動ロッド３３の移動時常に
移動方向へ圧縮され、その反力にて操作レバー３４を作
動ロッド３３の移動方向へ付勢する。

連結ロッド３６はインナシャフト２８ａ、２９ａに同心
的かつ軸方向へ摺動可能に嵌揮されており、その右側外
端部にはクロスロッド３６ａが植設されている。クロス
ロッド３６ａはインナシャフト２Ｆａに径方向へ設けた
一対のスリット孔２８ａ２から突出し、カップリングス
リーブ３１に連結されている。また、連結ロッド３６の
左側外端部は連結機構３０ａを介してカップリングロッ
ド３２の外端部に連結されている。

しかして、連結機構３０ａは第３図に示すように圧縮ス
プリング３７．スプリングシート３８゜プレート３９お
よび両スナップリング３２ｂ、３６ｂを構成部材として
いる。圧縮スプリング３７゜スプリングシート３８およ
びプレート３９はカップリングロッド３２の外端部に設
けた円柱状凹所３２ｃ内にこの順序にて介装され、連結
ロッド３６の外端部上にこれと同心的に位置して軸方向
へ移動可能になっている。また、第１スナツプリング３
２ｂは凹所３２ｃの開口端部の内周に嵌着されており、
かつ第２スナツプリング３６ｂは第１スナツプリング３
２ｂから所定間隔離れた内端側にて連結ロッド３６の外
周に嵌着されている。圧縮スプリング３７とスプリング
シート３８は第２スナツプリング３６ｂと凹所３２ｃの
奥壁間に介装されており、またプレート３９は両スナッ
プリ７グ３２ｂ、３６ｂ間に介装されていて、スプリン
グシート３８は圧縮スプリング３７の付勢力にて筒部外
端をプレート３９に弾撥的に当接させている。これによ
り、プレート３９は第１スナツプリング３２ｂに弾撥的
に係止され、第２スナツプリング３６ｂから隔離されて
いる。また、第２スナツプリング３６ｂはこの状態でス
プリングシート３８のプレート部とプレート３９間に位
置し、連結ロッド３６の図示右方への移動によりスプリ
ングシート３８と係合してこれを同方間へ一体的に移動
させて、同時に圧縮スプリング３７を圧縮する。従って
、この連結状態において、圧縮スプリング３７の一端は
カップリングロッド３２に直接係止され、かつその他端
はスプリングシート３８、プレート３９および第１スナ
ツプリング３２ｂを介してカップリングロッド３２に間
接的に係止されており、圧縮スプリング３７はその付勢
力を連結ロッド３６には及ぼしていない。なお、符号４
３は作動口７ド３３の移動時に作動して両ドライブシャ
フト２８．２９の結合を表示するスイッチである。

このように構成した当該車両の２輪駆動時においては、
第２図に示すように各ドライブシャフト２８．２９の結
合が遮断されている。このため、各後輪は各ドライブシ
ャフト２８．２９のアウタシャフト２８ｂ、２９ｂを回
転させるのみで、ディファレンシャル２０の構成部材、
プロペラシャフト１４等を駆動させることはない。従っ
て、非駆動系から発生する騒音を低減させるとともに、
非駆動系の回転抵抗を減して燃費の向上と摩耗の低減を
図ることができる。

一方、当該車両の４輪駆動時においては、これに先立っ
てプッシュプルケーブルを操作して各ドライブシャフト
２８．２９の両シャフト２８ａ。

２８ｂ、２９ａ、２９ｂを結合させる。プッシュプルケ
ーブルのインナワイヤ４１を第２図示右方へ引張すると
、作動口・７ド３３はディテント機構４２の作用にて右
方へ所定量間欠的に移動して圧縮スプリング３５を撓ま
せ、操作レバー３４を介してカップリングスリーブ３１
を右方へ付勢する。

この場合、カップリングスリーブ３１とアウタシャツｌ
−２８ｂとの回転が同期していれば、カップリングスリ
ーブ３１はアウタシャフト２８ｂにスムーズに噛合して
アウタシャフト２８ｂをインナシャフト２８ａに結合す
る。また、カップリングスリーブ３１とアウタシャフト
２８ｂとの回転が同期していない場合には、カップリン
グスリーブ３１はアウタシャフト２８　ｂ　（ＩＩＪへ
弾撥的に当接し、一時的に待機した後アウタシャフト２
８ｂに噛合してこれをインナシャフト２８ａに結合する
。また、カップリングスリーブ３１の移動により連結ロ
ッド３６が同方向へ移動する。この移動時、連結ロッド
３６に設けた第２スナツプリング３６ｂがスプリングシ
ート３８と係合してこれを同方向へ一体的に移動させ、
同時に圧縮スプリング３７を圧縮してカップリングロッ
ド３２　（インナシャフト２９ａ）を右方へ付勢する。

この場合、カップリングロッド３２とアウタシャフト２
９ｂとの回転が同期していれば、カップリングロッド３
２がアウタシャフト２９ｂにスムーズに噛合してアウタ
シャフト２９ｂをインナシャフト２９ａに結合する。ま
た、カップリングロッド３２とアウタシャフト２９ｂと
の回転が同期していない場合には、カップリングロッド
３２はアウタシャフト２９ｂ側へ弾撥的に当接し、一時
的に待機した後アウタシャフト２９ｂに噛合してこれを
インナシャフト２９ａに結合する。この結果、ドライブ
ピニオン２４から入力される動力は両ドライブシャ７１
−２８．２９へ出力されて４輪駆動となる。なお２輪駆
動への切換え時においては、インナワイヤ４１を押動す
ると、断続機構３０は上記とは逆の作動を行って各ドラ
イブシャフト２８．２９の結合をそれぞれ連動して遮断
する。

ところで、本実施例の連結機構３０ａにおいて、圧縮ス
プリング３７は連結ロッド３６の移動時を除き常にカッ
プリングロッド３２に係止されていて、この状態におい
ては連結ロッド３６には圧縮スプリング３７の付勢力が
作用していない。このため、両ドライブシャフト２８．
２９の結合時（４輪駆動時）ディファレンシャル２０が
差動して両ドライブシャフト２８．２９に回転差が生じ
、カップリングロッド３２と連結ロン１３６間に相対回
転が生じても、連結機構３０ａの各構成部材間には圧縮
スプリング３７の付勢力に起因する摩擦力が生じること
がなく、同機構３０ａの耐久性を向上させることができ
る。

第４図には、本発明の第２実施例に係る断続機構におけ
る連結機構が示されている。この連結機構３０ｂにおい
ては、連結機構３０ａに比しカップリングロッド３２の
凹所３２Ｃが深く形成されているとともに圧縮スプリン
グ３７として撓み量の大きいものを採用している。これ
により、カップリングロッド３２の待機時における連結
ロフト３６のストロークを長くすることができる。その
他の構成および作用効果については、第１実施例におけ
る連結機構３０２と同様である。

第５図には、本発明に係る断続機構を備えた４輪駆動車
の他の一例が示されている。この４輪駆動車はフロント
エンジン・リヤドライブ（ＦＲ車）を基礎とした４輪駆
動車で、当該車両においてはエンジン１１の後部に組付
けたトランスミッション１２ａ、ｈランスノア１２ｂに
より両リヤアクスルシャフトを常時駆動可能にしている
とともに、トランスファ１２ｂの切換機構にてプロペラ
シャフト１４への動力伝達を断続するようになっている
。従って、当該車両においては、両フロントアクスルシ
ャフト１３が２輪駆動時非駆動側となるもので、フロン
ト側ディファレンシャル２０Ａに第１実施例のディファ
レンシャル２０と同様のものが採用されている。なお、
第５図において符号２０Ｂはリヤ側ディファレンシャル
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る断続機構を備えた４
輪駆動車の概略構成図、第２図は同車両におけるディフ
ァレンシャルの拡大横断平面図、第３図は同ディファレ
ンシャルにおける連結機構の拡大横断平面図、第４図は
本発明の第２実施例に係る断続機構における連結機構の
拡大横断平面図、第５図は本発明に係る断続機構を備え
た４輪駆動車の他の一例を示す概略構成図、第６図は従
来の断続機構を備えたディファレンシャルの横断平面図
である。 符号の説明 ２０．２０Ａ、２０Ｂ・・・ディファレンシャル、２１
・・・デフキャリア、２７・・・サイドギヤ、２８．２
９・・・ドライブシャフト、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、
２９ｂ−・・分割シャフト、３０・・・断続機構、３０
ａ、３０ｂ・・・連結機構３１・・・カップリングスリ
ーブ、３２・・・カップリングロッド、３２ｂ・・・ス
ナップリング３２ｃ・・・凹所、３３・・・作動ロッド
、３４・・・操作レバー、３５．３７・・・圧縮スプリ
ング、３６・・・連結ロッド、３６ｂ・・・スナップリ
ング、３８・・・スプリングシート、３９・・・プレー
ト。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　　長　谷　照　− 第１図 ７５ど７５ｂノ　　　　　　　　　　　　７５ｒｙｓａ
ノ第５　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２輪駆動時非駆動側となるディファレンシャルの両サイ
   ドギヤに連結する両ドライブシャフトがそれぞれ２分割
   されて両分割シャフトが相対回転可能に連結し、これら
   両分割シャフトの連結部に設けたカップリング部材の軸
   方向への移動により前記両分割シャフトの結合が選択的
   に断続される４輪駆動車において、前記両ドライブシャ
   フトを収容するケースの一方のドライブシャフトの連結
   部に対応する部位に同ドライブシャフトに並列的に組付
   けられ遠隔操作により軸方向へ所定量間欠的に往復動す
   る作動ロッドと、この作動ロッドに組付けられて一方の
   ドライブシャフト側に設けた第１のカップリング部材と
   係合しこれを両分割シャフトの結合側および非結合側へ
   選択的に移動させる操作レバーと、前記一方のドライブ
   シャフトを同心的かつ軸方向へ移動可能に貫通して前記
   第１のカップリング部材を他方のドライブシャフト側に
   設けた第２のカップリング部材に連結する連結ロッドを
   備え、この連結ロッドと前記第２のカップリング部材と
   の連結機構をこれら両者間に介装されて一端を前記第２
   のカップリング部材に係止した圧縮スプリングと、前記
   両者間にて軸方向へ移動可能にそれぞれ組付けられて前
   記圧縮スプリングの他端に当接するスプリングシートお
   よび前記圧縮スプリングの付勢力にて前記スプリングシ
   ートにより前記第２のカップリング部材に設けた係止部
   に当接するプレートと、前記連結ロッドの外周にて前記
   プレートおよびスプリングシート間に設けられ前記連結
   ロッドの一方向への移動時に前記スプリングシートに係
   合して間スプリングシートを介して前記圧縮スプリング
   を圧縮する係合部とにより構成したことを特徴とする４
   輪駆動車におけるドライブシャフトの断続機構。