JPS621642A - 自動車の２輪、４輪駆動切換装置 - 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） この発明は、４輪駆動への切換操作時にクラッチの接続
操作が円滑にできるようにした自動車の２輪、４輪駆動
切換装置に関する。

（従来の技術） 例えば雪道において安定した走行を確保するなどのため
に４輪駆動ができるようにした自動車においては、従来
、エンジンで駆動される前、後輪用の各差動装置のうち
例えば前輪用差動装置とこのエンジンとの間にトランス
ファクラッチが介在されたものがある。そして、この場
合には、トランスファクラッチを切断動作させれば後輪
のみが駆動し、同上トランスファクラッチを接続動作さ
せれば前、後輪の４輪が共に駆動される（例えば、特開
昭５９−１１４１３２号公報）。

また、上記構成において、２輪駆動時の動力損失を低減
させるため、前輪用差動装置と前輪との間にフリーホイ
ルクラッチを介在させたものがある。即ち、このフリー
ホイルクラッチを切断動作させると、上記前輪用差動装
置が空転することによって、この差動装置からトランス
ファクラッチに至る間の、例えばこの差動装置のりング
ギャや推進軸など動力伝達系の無用矢空転が防止され、
これによって動力損失が低減される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記トランスファクラッチがシンクロメツシ
ュ式とされた場合で、走行中に２輪駆動から４輪駆動へ
切り換えるため上記各クラッチを接続動作させようとす
る際には、この接続動作は、まず、エンジンによって回
転されているクラッチ駆動側と、２輪駆動時には回転が
停止されていたクラッチ従動側とを摩擦接合により同期
させ、その後に、これら駆動側と従動側とを噛合させる
ことによって行われる。

しかしながら、寒冷地などのように外気温度が低い場合
には例えば差動装置における潤滑油の粘度が高く、よっ
て、上記クラッチ従動側に連なる差動装置のリングギヤ
が同上差動装置内の潤滑油を攪拌する際の攪拌抵抗が大
きくなるため、クラッチの駆動側と従動側とを同期させ
ることが困難となる。

このことから、上記従来構成では、外気温度の低い場合
にはトランスファクラッチの接続動作を円滑にすること
ができず、よって、２輪駆動から４輪駆動への切換操作
が煩雑になるという不都合を生じることがある。

（発明の［１的） この発明は、上記のような恵情に注目してなされたもの
で、寒冷地などで潤滑油の温度が低く、そのため潤滑油
の粘度が高いことによってクラッチ従動側の回転時の堺
抗が大きい場合でも、クラッチの接続動作が円滑にでき
るようにして２輪駆動から４輪駆動への切換操作が容易
になされるようにすることを目的とする。

（発明の構成） １−記「１的を達成するためのこの発明の特徴とすると
ころは、シンクロメツシュ式クラッチであるトランスフ
ァクラッチと、フリーボイルクラッチとを設けた自動車
の２輪、４輪駆動切換装置において、差動装置などの潤
滑油温度が所定温度以下に下ったときに、上記両クラッ
チのうちいずれが一方のクラッチを接続動作させ、これ
によって他方のクラッチの駆動側と従動側とをこのクラ
ッチの接続動作に備えて同期させておくようにした点に
ある。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

ｌは自動車で、この自動車ｌは駆動装置２と、この駆動
装置２により駆動され８前輪装置３および後輪装置４を
有している。

上記駆動装置２はエンジン６を有し、このエンジン６の
吸気側に気化器７が連結され、この気化器７に過給機８
が連結される。この過給機８は上記エンジン６の排気エ
ネルギによって駆動されるタービン９と、このタービン
９に直結されて吸気を加圧する圧ｌｉｔ機１０を有し、
圧縮ｆｉｌＯと上記気化器７どの間にはサージタンク１
１が介在される。

前記前輪装置３について説明すると、１３゜１３′は前
輪で、この各前輪１３．１３’には左右一対の前車軸１
４．１４’がそれぞれ連結される。また、この前車軸１
４．１４’の間には前輪用差動装置１５が設けられる。

この前輪用差動装置と１５は公知のもので、入力側であ
るドライブピニオン１６や、出力側である左右一対のデ
フサイドギヤ１７．１７’、また、これらデフサイドギ
ヤ１７．１７’と同軸上で回転し上記ドライブピニオン
１６に噛合するリングギヤ１８を有し、これら各ギヤは
潤滑油に油浴されている。

前記後輪装置４について説明すると、この後輪装置４は
上記前輪装置３と同様に左右一対の後輪１９．１９’、
後車軸２０．２０′および後輪用差動装置２１で構成さ
れ、この後輪用差動装置２１はドライブピニオン２２を
有している。

Ｌ記エンジ、ン６と前、後輪用差動装置１５．２１とは
トランスファ２４を介して連結される。このトランスフ
ァ２４はエンジン６の動力を高速や低速に切り換えてこ
れを後輪１９．１９’のみに伝達し、もしくはこれに加
えて前輪１３．１３’にも伝達する。

」二足トランスファ２４をより具体的に説明する。

このトランスファ２４はエンジン６の動力を受ける入力
軸２５と、前輪用推進軸２６を介して前輪用差動装置１
５のドライブピニオン１６に連結される前輪用出力軸２
７と、後輪用推進軸２８を介して後輪用差動装置２１の
ドライブピニオン２２に接続され上記入力軸２５と同軸
上に設けられる後輪用出力軸２９とを有している。

また、上記トランスファ２４は変速装置３１を有してい
る。この変速装置３１は上記入力軸２５と後輪用出力軸
２９に対応して設けられる変速軸３２を有している。そ
して、上記入力軸２５に入力歯車３３が遊転自在に設け
られ、この入力歯車３３に噛合するように上記変速軸３
２に第１減速歯車３４が支持される。また、同上変速軸
３２に第２減速歯車３５が支持され、この第２減速歯車
３５に噛合するように上記後輪用出力軸２９に出力歯車
３６が遊転自在に設けられる。

上記入力軸２５には係合子３８が軸方向摺動自在に設け
られる。この係合子３８はその軸方向移動で、入力軸２
５と後輪用出力軸２９を直結させ、もしくは入力軸２５
と入力歯車３３とを接続させる。３９はチェーン伝動手
段で、このチェーン伝動手段３９は出力歯車３６と前輪
用出力軸２７を連結させている。

また、Ｌ記後輪用出力軸２９から出力歯車３６への動力
伝達を断接する公知のシンクロメツシュ式クラッチであ
るトランスファクラッチ４０が設けられる。上記各キャ
等３３〜４０は潤滑油に油浴されている。

そして１図中実線で示すように上記保合子３８を操作し
て入力軸２５と後輪用出力軸２９を接続させ、かつ、ト
ランスファクラッチ４０を操作して後輪用出力軸２９と
出力歯車３６とを切断すると、エンジン６の動力が高速
で後輪用差動装置２１を介し後輪１９．１９’のみに伝
達される。

即ち、これは高速の２輪駆動状ｙ６とされる。

同上係合子３８を操作して入力軸２５と後輪用出力軸２
９を接続させ（図中実線図示）、かつ。

トランスファクラッチ４０ｔ−操作して後輪用出力軸２
９と出力歯車３６とを接続させると（図中二点鎖線図示
）、エンジン６の動力が高速で後輪用差動装置２１を介
して後輪１９．１９’に伝達され、かつ、同上エンジン
６の動力が前輪用差動装置１５を介し前輪１３．１３’
に伝達される。即ち、これは高速の４輪駆動状態とされ
る。

また、図中二点鎖線で示すように同上係合子３８を操作
して入力軸２５と入力歯車３３を接続させ、かつ、トラ
ンスファクラッチ４０を操作して後輪用出力軸２９と出
力歯車３６とを接続させると、まず、入力軸２５の動力
が各歯車３３〜３６で減速され、この減速された動力が
前、後輪用差動装置１５．２１を介して前、後輪１３゜
１９に伝達される。即ち、これは低速の４輪駆動状態と
される。

上記トランスファクラッチ４０を断接操作するためのダ
イアフラム式トランスファアクチュエータ４２が設けら
れる。このトランスファアクチュエータ４２内において
ダイアプラムで仕切られた一方の室４２ａは第１開閉弁
４３を介して大気側に連通される。この第１開閉弁４３
は３ポート２ポジシヨンの電磁弁とされ、ソレノイドを
オフ（ＯＦＦ）とした状態を実線で示し、ソレノイドを
オン（ＯＮ）とした状態を二点鎖線で示している。この
第１開閉弁４３において上記一方の室４２ａと大気側と
にそれぞれ接続されるポート以外の第３のボートはチェ
ック弁４４を介して面記気化器７の下流側、即ち、エン
ジン６の吸気負圧の大きいところに接続される。

また、上記トランスファアクチュエータ４２の他方の室
４２ｂは第２開閉弁４６を介して大気側に連通される。

この第２開閉弁４６は上記第１開閉弁４３と同構成で、
その第３のポートは気化器７の下流側に接続される。

そして、常時は第１開閉弁４３がオンとされており、上
記トランスファアクチュエータ４２の一方の室４２ａは
この第１開閉弁４３により気化器７の下流側に連通され
て負正にされる。また、第２開閉弁４６はオフとされて
おり、同上トランスファアクチュエータ４２の他方の室
４２ｂは第２開閉弁４６により大気側に連通されており
、これらの差圧によりトランスファ７クチユエータ４２
が作動させられている。そして、このトランスファアク
チュエータ４２に連動してトランスファクラッチ４０は
後輪用出力軸２９から出力歯車３６への動力伝達を切断
する（図中実線図示）、このようにすれば、前記したよ
うな２輪駆動状態を得ることができる。

また、上記とは逆に第１開閉弁４３をオフとし、第２開
閉弁４６をオンすれば、上記とは逆にトランスファアク
チュエータ４２の一方の室４２ａは大気側に連通され、
他方の室４２ｂは気化器７の下流側に接続されて負圧と
・され、これらの差圧によりトランスファアクチュエー
タ４２が作動させられる。そして、このトランスファア
クチュエータ４２に連動してトランスファクラッチ４０
は後輪用出力軸２９と出力歯車３６とを接続する（図中
二点鎖線図示）、このようにすれば、前記したような４
輪駆動状態を得ることができる。

一方、上記前車軸１４とデフサイドギヤ１７との間には
フリーホイルクラッチ４７が介在される。このフリーホ
イルクラッチ４７は公知のドグ式クラッチでデフサイド
ギヤ１７から前車軸１４への動力伝達を断接する。上記
２輪駆動時にこのフリーホイルクラッチ４７を切断動作
させると、走行により前輪１３．１３’が回転していて
も前輪用差！ｌ！ｌＪ装置１５は空転するため、ドライ
ブピニオン１６やリングギヤ１８．また、前輪用推進軸
２６が無用に回転することは防止される。

また、上記フリーホイルクラッチ４７を操作するための
ダイアフラム式フリーホイルアクチュエータ４８が設け
られる。このフリーホイルアクチュエータ４８内におい
てダイアプラムで仕切られた一方の室４８ａは前記第１
開閉弁４３を介して大気側に接続される。また、上記フ
リーホイルアクチュエータ４８の他方の室４８ｂも第３
開閉ブｊ５０を介して大気側に接続される。この第３開
閉弁５０は前記第１開閉弁４３と同構成の３ポー　　゛
ト２ポジションの電磁弁とされる。この第３開閉弁５０
において上記他方の室４８ｂと大気側とにそれぞれ接続
されるボート以外の第３のボートは上記気化器７の下流
側に接続される。

そして、常時は第１開閉弁４３がオンとされており、上
記フリーホイルアクチュエータ４８の一方の室４８ａは
この第１開閉弁４３により気イヒ器７の下流側に連通さ
れて負圧にされる。また、第３開閉弁５０はオフとされ
ており、同上フリ−ホイルアクチュエータ４８の他方の
室４８ｂ１ま第３開閉弁５０により大気側に連通されて
おり、これらの差圧によりフリーホイルアクチュエータ
４８が作動させられている。そして、このフリ−ホイル
アクチュエータ４８に連動してフリーホイルクラッチ４
７は前車軸１４とデフサイドギヤ１７を切断する（図中
実線図示）。

また、上記とは逆に第１開閉弁４３をオフとし、第３開
閉弁５０をオンすれば、フリーホイルアクチュエータ４
８の一方の室４８　ａ　ｉｔ大気側に連通され、他方の
室４８ｂは気化器７の下流側に接続されて負圧とされ、
これらの差圧番こよりフリーホイルアクチュエータ４８
が作動させられる。そして、このフリーホイルアクチュ
エータ４８に連動してフリーホイルクラッチ４７は前車
軸１４とデフサイドギヤ１７とを接続する（図中二点鎖
線図示）。

次に、２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り換えるため
の電気的な装置につき説明する。

５２は第１電源で、この第１電源５２に切換スイッチ５
３が接続される。この切換スイッチ５３は２輪駆動と４
輪駆動とを選択するためのスイッチで、２輪駆動用接点
５３ａと４輪駆動周接点５３ｂとを有している。そして
、上記２輪駆動用接点５３ａには第１開閉弁４３が接続
される。

一方、トランスファクラッチ４０が後輪用出力軸２９と
出力歯車３６とを接続し後輪１９．１９′に加えて前輪
１３．１３’を駆動させるとき、このトランスファクラ
ッチ４０の動作を検出する検出手段であるリミットスイ
ッチ５５が設けられる。そして、前記第３開閉弁５０は
このリミットスイッチ５５を介して第２電源５６に接続
される。

また、４輪駆動周接点５３ｂには第２開閉弁４６が接続
される。

次に、上記構成により２輪駆動と４輪駆動とを切り換え
る場合の作用を説明する。

上記切換スイッチ５３を２輪駆動相接点５３ａに切り換
えると、第１開閉弁４３がオンされ、第２開閉弁４６が
オフされる。このため、トランスファアクチュエータ４
２が気化器７下流側の負正によって作動させられ、後輪
用出力軸２９と出力歯車３６が切断させられる。これに
よって、後輪１９．１９’のみにエンジン６の動力が伝
達され、２輪駆動が与えられる（図中実線図示）。

上記の場合、リミットスイッチ５５はオフされているた
め、第３開閉弁５０もオフとされる。このため、フリー
ホイルアクチュエータ４８が気化器７下流側の負圧によ
って作動させられ、前車軸１４とデフサイドギヤ１７が
切断させられている。

次に、上記２輪駆動状態から切換スイッチ５３を４輪駆
動用接点５３ｂに切り換えると、まず、第１開閉弁４３
がオフされ、一方、第２開閉弁４６がオンとされる。す
ると、トランスファアクチュエータ４２が作動してトラ
ンスファクラッチ４０が後輪用出力軸２９と出力歯車３
６を接続させる。このとき、トランスファクラッチ４０
が接続状態になったことによってリミットスイッチ５５
がオンし、これによって第３開閉弁５０がオンされ、フ
リーホイルアクチュエータ４８が気化器７下流側の負圧
によって作動してフリーホイルクラッチ４７が前車軸１
４とデフサイドギヤ１７をＩ８続させる。

上記構成において、前輪用差動装置１５などの潤滑油温
度が所定以下に下ったときに、上記トランスファクラッ
チ４０とフリーホイルクラッチ４７のうちいずれか一方
のクラッチを接続動作させるための装置が設けられる。

以下、この装置について説明する。

５７は温度スイッチで、この温度スイッチ５７は前輪用
差動装置１５の潤滑油温度を検出するように設けられる
。上記温度スイッチ５７ば＋５℃から一５℃までの温度
範囲で次のようなヒステリシスを有している。即ち、潤
滑油温度が一５℃以下に下がるとこの温度スイッチ５７
がオンし、次に、これから温度が上昇して＋５℃になる
までこのオンの状態が維持され、この＋５℃を越えると
オフとなる。また、再び温度が降下するときには一５°
Ｃまでオフの状態が維持される。この場合、温度スイッ
チ５７はトランスファ２４などの潤滑油温度を検出する
ものであってもよい。

また、５８はリレー、５９はこのリレー５８のコイルで
、このリレー５８にはコイル５９をオンとした場合にオ
ンとなる常開式のＡ接点５８ａと、同上コイル５・９を
オンとした場合にオフとなる常閉式のＢ接点５８ｂとが
設けられる。

前記２輪駆動用接点５３ａには上記リレー５８のコイル
５９と上記温度スイッチ５７とが直列に接続されると共
に、これらコイル５９と温度スイッチ５７の間には、常
時はオンされているが必要に応じて両者の接続を解除す
る解除スイッチ６０が介在される。そして、第１開閉弁
４３と２輪駆動相接点５３ａとの間には上記Ｂ接点５８
ｂが介在され、第３開閉弁５０と２輪駆動相接点５３ａ
との間には上記Ａ接点５８ａが介在される。

そして、前記した２輪駆動状態のときに、即ち、２輪駆
動相接点５３ａをオンとした状態のときに、温度が下っ
て温度スイッチ５７がオンすると、コイル５９が励磁さ
れてＢ接点５８ｂがオフとされ、同時にＡ接点５８ａが
オンとされる（図中二点鎖線図示）。このため、第１開
閉弁４３がオフ、第３開閉弁５０がオンとされ、これに
よるフリーホイルアクチュエータ４８の作動でフリーホ
イルクラッチ４７が接続動作させられる。

一方、上記の場合、第１開閉弁４３と第２開閉弁４６は
共にオフであるため、トランスファアクチュエータ４２
の両室４２ａ、４２ｂは共に大気側に連通させられてト
ランスファクラッチ４０の切断状態が保たれる。

上記のようにフリーホイルクラッチ４７が接続動作をす
ると、走行中には左右前輪１３　、１３　’が同方向に
回転することからドライブピニオン１６が回転し、これ
に伴って前輪用推進軸２６、前幅用出力軸２７およびチ
ェーン伝動手段３９を介して出力歯車３６が回転するこ
ととなる。一方、入力軸２５はエンジン６により駆動さ
れているため、これら入力軸２５と出力山車３６とは同
期することとなる。従って、この状態から２輪駆動周接
点５３ａを４輪駆動相接点５３ｂに切り換えると、トラ
ンスファクラッチ４０は円滑に接続動作をすることとな
る。

なお、上記の場合、Ａ接点５８ａを第３開閉弁５０に接
続することに代えてこのＡ接点５８ａを第２開閉弁４６
に接続してもよい（図中一点鎖線図示）。

この構成によれば、２輪駆動周接点５３ａをオンとした
状態のときに温度が下って温度スイッチ５７がオンする
と、コイル５９が励磁されてＢ接点５８ｂがオフとされ
、同時にＡ接点５８ａがオンとされる（図中二点鎖線図
示）。このため、第１開閉弁４３がオフ、第２開閉弁４
６がオンされ、これによるトランスファアクチュエータ
４２の作動でトランスファクラッチ４０が接続動作させ
られる。また、このトランスファクラッチ４０の接続動
作でリミットスイッチ５５がオンし、これによって第３
開閉弁５０がオンし、上記トランスファクラッチ４０の
接続動作に続いてフリーホイルアクチュエータ４８の作
動でフリーホイルクラッチ４７が接続動作され、この結
果、４輪駆動状態となる。

」−記のようにトランスファクラッチ４０が接続動作を
すれば、チェーン伝動手段３９や前輪用推進軸２６を介
しドライブピニオン１６やリングギヤ１８が駆動され、
これに伴い各デフサイドギヤ１７が走行速度に見合う回
転数で同方向に回転することとなる。一方、前輪１３に
接続された前車軸１４は走行速度に見合うように回転し
ているため、フリーホイルクラッチ４７の上記接続動作
は円滑に行われ不。

（発明の効果） この発明によれば、シンクロメツシュ式クラッチである
トランスファクラッチと、フリーホイルクラッチとを設
けた自動車の２輪、４輪駆動切換装置において、差動装
置などの潤滑油温度が所定温度以下に下ったときに、上
記両クラッチのうちいずれか一方のクラッチを接続動作
させ、これによって他方のクラッチの駆動側と従動側と
をこのクラッチの接続動作に備えて同期させておくよう
にしたため、寒冷地などで潤滑油の温度が低く、そのた
め潤滑油の粘度が高いことによりクラッチ従動側の回転
時の抵抗が大きい場合でも、２輪駆動走行中に４輪駆動
へ切り換えるためのクラッチの接続動作は円滑にするこ
とができる。従って。

２輪駆動から４輪駆動への切換操作は容易にすることが
できる。しかも、この場合、一方のクラッチの駆動側と
従動側とを同期させるための他方のクラッチの接続動作
は潤滑油が所定温度以下になったときに自動的になされ
るため、上記４輪駆動への切換操作は極めて容易にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示す全体図である。 ｌΦφ自動車、６・・エンジン、１３　、１３　’・・
前輪、１５・・前輪用差動装置、１９，１９′・−後輪
、２１番争後輪用差動装置、４０・・トランスファクラ
ッチ、４７・・フリーホイルクラッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンで駆動される前、後輪用の各差動装置のう
   ち一方の差動装置とこのエンジンとの間にシンクロメッ
   シュ式のトランスファクラッチを介在させ、かつ、上記
   一方の差動装置と、この差動装置に連結される車輪との
   間にフリーホイルクラッチを介在させた自動車の２輪、
   ４輪駆動切換装置において、上記一方の差動装置内など
   の潤滑油温度が所定温度以下に下ったときに、上記両ク
   ラッチのうちいずれか一方のクラッチを接続動作させる
   ようにしたことを特徴とする自動車の２輪、４輪駆動切
   換装置。