JPS62227822A - 車両用中央差動装置の切替制御装置 - 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】 ３、発明のムＴ　ｌ１ｌｌな説明 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は車両用中央差動装置の切替制御装置に関するも
のである。本発明の装置は中央差動ｎ構を備えた４輪駆
動車に適用丈ることができる。

（従来の技術） 従来知られた前・後輪駆動車としては、４ＷＤと呼ばれ
ている４輪駆動車がある。４ＷＤ車は、走行状態に応じ
て１ヘルク伝肋を２輪走行と４輪走行に切替えるバー１
−タイム式と呼ばれる車種と萌・後プロペラシ↑・スト
間に中央差動機構を設Ｇノ、常時４輪走行するフルタイ
ム式と呼ぶ車種に区別されている。

このうちフルタイム式については、駆動力は、各タイヤ
に加わる重量と路面間との摩擦係数によって決定される
ことから、１輪でもスリップ状態になり、路面保持力が
弱まると、残りの車輪も、それと均り合う駆動力となっ
てしまうため、中央差動機構のロック装置が必要となる
。

このロック装置の従来技術として【よ、ＩＡえば、特開
昭４６−７９１０号に開示されているように中央差動機
構を収納するケーシング内にかさ歯車装置ｔを配設し、
かさ歯車にて発生するスラスト力を利用して、差！Ｊ］
機構をロックする技術が公知となっている。

さらに、特開昭５０．−１５８７６５号においては、蜜
月された筐体内の粘性流体を利用する技術が開示されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の／ＩＷＤ中のうち、バー１〜タイム式については
、前・後プロペラシャフト間に回転差がないため、車両
が旋回１Ｊる場合、タイトコープ−ブレーキング現象が
生じるため、クイＡ７の摩耗、燃費の悪化等の問題があ
る。

一方フルク・イム式の場合には、中央差８偲構のロック
装ｒｒが必要となるが、上記したように、各種の方法が
試みられているものの、摩擦による熱、摩耗等解決１べ
き枚多くの課題が残されている。

本発明は、上記した問題点がなく、フルタイム式および
バー１〜タイム式４ＷＤ！ｌのそれぞれの特徴を生かし
た前・後輪駆動車のφｈ力切換ゐＩ［岨装置を提供−４
ることを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明の車両用中央差動ｖ装置の切替シリ罪装置は、車
両の前輪と後輪の回転差を吸収すべく、前、後輪の車軸
間に配置された中央差８装青の作動をＬｌ＋御する切８
制御ｎ置であ・）で、 該切ｒＪｊυＪ　ｔｉｌ＋装置は、該中央差動装置の一
方の出ツノ軸側に伸良し、該一方の出力軸の外筒を構成
する部分を右する該中央差動装置用ケーシングを包囲す
るとどもに、該ケーシングの該外筒部分との間に所定の
密閉室を形成し、該密閉室にｊや通して、油ＪＴ８ＩＩ
ＩＩ３Ｉｌ用作動油の第１の導入口、吐出口および第２
の導入［１をもつ外壁ハウジングと、該ハウジングの該
密閉室内に配置され、少なくとも３つの所定位置へ該出
力軸方向に移？ＪＪ可能である多段式ビス１〜ン状の第
１可動部材、Ｊ５Ｊ、び第２可動部材と、 該１１可動部材の内周上に対向配置され、一端が該第１
可動部材に固着された一対の弾性部材と、該第１可動部
材に内接して、該一対の弾性部材間に挟持され、該弾性
部材を介して、該第１可動部材と該第２可動部材の移動
に従動し、かつ該中央差動装置の基部に近い側から順次
配置された該中央差ｌＪｌ装置用ケーシングに設けられ
た第１係合部、該中央差動装置の該出力軸に設けられた
第２係合部、および該出ツノ軸と係脱する駆動軸に設け
られた第３係合部と選択的に係脱しうる連結部を備えた
可動連結部材、および 該第１可動部材Ｊｊよび該第２可動部材を上記した少な
くとも３つの位置間を移ａさせるための油圧制御部とで
構成されたことを特徴とするものである。

ここで中央差動装置とは、フルタイム式４ＷＤ巾に常装
備され、トランスミツシコンからの回転力を前後に分ｔ
ＪてそれぞれｉｙＪ後輪を馴初するが、同時に竹後輪の
回転数の差をなくしてスムーズな回転力を伝える装置の
ことである。

１．７Ｊ替制御装置とは、中央差動装置を作動状態と不
作動状態間で切替えｉＩ’ｌ　ＩＩＩすることにより車
両の走行セードを、２輪走ｔ７、差動４輪走行１．ｆｌ
　Ｊ：び直結４輪走行間で選択的に切替るもので制御系
に油圧制御回路および電気制御回路を含んでいる。

本発明では切替え操作を電気的に行う例で説明している
が、切替え用連結部材をリンクを介して直接レバーによ
り切替えるようにすることもできる。

中央差動装置の出力軸とは、差動による動力を前輪へ伝
動する出力軸と、後輪へ伝動する出力軸とがあり、その
一方とは、これらの出方軸のうちいずれかのことである
。

中央差！ｌＩ′Ｊ１Ｎ置用ケーシ装グとは、回転力が入
力軸から伝えられると、回転し、ピニオン、＋Ｊイドギ
ア等差動ｖｉ装を構成する各要素を作動ざぜる。

このケーシングの回転がロックされると、リーイドギア
等の回転も停止し、差動作用が生じなくなる。

所定の密開室とは、中火差ｖＪ装置用ケーシングとこの
ケーシングを更に包囲する外壁ハウジング問に形成され
る宮のことで、この室内を第１可動部材、第２可動部材
および可動連結部材が軸方向へ決められたストローク移
動する。

第１可動部祠とは、ハウジングの２つの導入口を通じ選
択的に供給される作動油の圧力を利用して、中央差動装
置の出力軸方向へ変位するピストン状部材のことである
。

第２可ｆｈ部祠とは、メインとなる第１可動部材を少な
くとも３位置へ移動させるために必要な補助的ビスｉ・
ン状部材で、上記密ｍ室の面積の変化による油圧の変化
に応じて移動量が規制される。

弾性部材とは、圧縮バネ等のことで第１可動部材の動き
を可動連結部材に伝えるＩ能を有し、可動連結部材の連
結部とこれに対応３Ｊる係合部との係脱を可能にするた
め、可動連結部材に対し常峙荷■をかける必要があため
設けたものである。

可動連結部材とは、ハブスリーブ等のことである。

第１係合部とはドッグクラッチ等係脱可能な部分のこと
である。

第２係合部とはハブクラッチ等係脱可能な部分のことで
ある。

第３係合部とはドッグクラッチ等係脱可能な部分のこと
である。

２輪走行モードとは、可動連結部材が右位置へ移動し、
中央差動装ｄのケーシングの第１係合部と可動連結部材
の連結部が係合し、一方、可動連結部材の連結部と駆動
軸の第３係合部との係合は断たれ、動力は中央差動装置
の他の一方の出Ｊ）＠のみへ伝えられるため２輪駆動状
態となることである。

差動４輸走行モードとは、可動連結部材が左位置を占め
たときであり、このとき、中央差動装置のケーシングの
第１係合部ど可動連結部材の連結部との係合（よ断たれ
ケーシング（よ回転自在となり差動作用が発生し、かつ
、可動連結ｔｇＳ材の連結部は駆動軸の第３の係合部と
係合している。従って駆動力は萌・復輪へ伝達され差動
作用により萌・接輪の回転差が吸収される。

直結４輪走行［−ドとは、可動連結部材が中立位置にあ
るｌＩ５で、この場合、可動連結部材の連結部は第１、
第２および第３係合部とずべて保合した状態となり、ケ
ーシングの回転は阻止されるため差動作用は発生けず、
前・後輪へ動力が伝達され４輪が直結した状態で駆動さ
れることである。

検出部材とは、第１可動部材が所定の位置へ正確に移動
したか否かを確認Ｊるための部材で、第１可動部祠の円
周上に設けた凹部に嵌入する。検出の結果、位置ズレが
発見された場合、油圧Ｌ１１１３ＩＩ部へ検出結末が入
力され、油圧の調圧等がなされる。

走ｔ７　’Ｅ−トリ換スイツブーとは、ボタン等で切換
操作されるもので上記した２輪走行、差動４輪走行、直
結４輪走（１の切換を電気信号として上記した電気制御
回路に人力するものである。

（Ｐｒ用） 本発明の構成によれば、３つの箕なる位置ｌ＼油圧を利
用しで移動される多段式ビス１〜ン状可動部材の作動が
弾性部（Δを介して、切Ｈ制罪用の可動連結部材に伝達
される。これによつｒ：可動連結部材が３つの位置へ移
動し、可動連結部材に設けた連結部が、中央差動装置の
出力軸等に段（〕た対応する係合部と選択的に係脱する
。これら３つの位置は２輪走ｔｒＴニード、差動４輸走
行モード、直結４輪走１ｊモードに対応するよう予め定
められているので、可動部材の変位に従って３つの走行
し一ドヘ切門可能となる。この１霞え操作は油圧制御部
の電気シリ卯回路に接続された切替スイッチを操作する
のみで自由に行うことができる。

（発明の実施例） 本発明による切替ｉ１＋’ｌ　ｉｌｌ装置の実施例を図
に従って説明する。本発明の切間制御装置を含む自動中
の動力伝達系全体の模式図を第１図にｉｊ＼Ｊ−。

エンジン１からの動力は、クラッチ２、変速機３を介し
て動力分配作用を行う１−ランスファ装置４の人力軸５
へ伝達される。入力軸５にはドッグクラッチ装置６が一
体的に結合されてＪタリ、クラッチスリーブ７はＴ／Ｆ
レバー（図示せず）の操作ににり選択的に初かされ、左
方向へ動くことにより低速段、第１図に示す状態で中立
、右方向へ動くことで高速段が１！？られるように歯巾
が配列されている。

中間山車ε３を介して出力歯車９へ伝）ヱされた助力は
、出力歯車つと一体的に結合された中央差動装置１０に
にす、出力軸１１と１２に助力分配される仕組みになっ
ている。出力軸１１の先端には第２の係合部であるハブ
クララ１−１３を一体的に結合した。中央差動装置のケ
ーシング１４の端部には第１係合部としてドッグクラッ
チ１５を、また前輪駆動軸１６には第３係合部としてド
ッグクラッチ１７を、それぞれハブスリーブからなる可
動連結部材１８の連結部と係脱可能に設置した。

中央差動装置と／１０と本発明による切替−１１岨装置
の詳１１１１な構成を第２図に、そして可動）デ帖部材
１８の移動態様を第３、第４図に承Ｊ０ 可ｎ１連結部材１８は、ハウジング１９内に収納された
第１可動部月２０の内周側に設置した弾性部４，１２１
．２２により保持されるよう構成した。

こうして可動連結部材１８は、第１可１１１部材２０の
移動方向に弾性部材２１．２２を介して移動されるよう
にした。

第２図は、可ＩＪＪ　’ｒ１１！結部材１８が中立位置
にある状態を示し、この場合、可動連結部材１８の連結
部は、ゲージング１４のドッグクラッチ１５、出力ｌｌ
ｌｌｌ１１１のハブクラッチ１３Ｊ−３よび駆動軸１６
のドッグクラッチ１７とそれぞれ係合しているため、中
央差動装置１０Ｇま差動作用を行わず、動力はＩＶ！・
後輪駆動軸へ伝達されるので直結４輪走行モードとなる
。

第２図に示す状態から、可動連結ＮＳ材１８がノ［方向
へ第３図に示す位置へ移動した場合には、可シＪｉＩ結
ｎ９材１８の連結部は出力＋１１１１１のハブクラッチ
１３および駆動＠１６のドッグクラッチ１７とそれぞれ
係合Ｊるが、ノノーシング１４のドッグクラッチ１５と
離１党するため、ケーシング１４は回転自在となり中央
差動装置のサイドギｔ　２３　ａ、２３ｂ（第２図）は
差動可能状態となる。一方出力軸１１と１２に動力は分
配され、差１１１Ｊノ４輪走（１モードが得られる。

次に、可動連結部材１８が第２図に示寸中台位置から右
方向へ移動すると第４図に示す状態になる。この場合、
可動連結部材１８の連結部（よケーシング１４のドッグ
クラッチ１５および出力軸１１のハブクラッチ１３と係
合し、一方駆動４＠１６のドッグクラッチ１７との係合
が断たれる。この状態では、動力は駆動軸１６へは伝達
されず、またケーシング１４が出力軸１１と一体的に係
合しているため差動作用は発生せず２輪走行〔−ドとな
る。

ここで、可ｖ）連結部材１８を移動さ「る第１可動部材
２０および第２可動部材２４の作用を説明する。

ハウジング１９に収納された第１可動部材２０１１−３
よび第２可動部材２４に対して圧ツノ源（図示せず）か
ら、導入Ｄ　２５　ａ、２５ｂ＠紅て作動油が供給され
る。第２図に示す状態では、２５ａ、２５ｂともに作動
油が供給された状態にあり、第１可動部材２０には左右
から作動油が作用するため、第１可動部月２０の面積比
により左右のいずれかへ動かされることになるが、油圧
の力関係をみると第２図の状態では第２可動部材２４が
ハウジング１９の端面２６ａに押しつｔノられる力が最
も大きく、導入口２５Ｍ’ｌう作動油の供給を受ける端
面２６ｂへの油圧力がこれに次ぎ、さらに導入口２５ａ
から作動油の供給を受ける端面２６ｃへの油圧力がこれ
に次ぐという関係になる。このため第１可動部材２０は
中立位ｄに維持される。なお２５ｃは第１　＆３よび第
２可動部材が動く際の作動油の吐出口である。

第１可肋部材２０が右に動く場合は導入口２５ｂへの作
動油の供給は遮断され、導入口２５ａのみに作動油が供
給される。また第１可動部材２０が左に移動する場合は
導入口２５ａへの作動油の給油は遮断され、ラフ入口２
５ｂのみに給油される。

第１可動部材２０の円周上には３つの凹部（溝）を所定
のピッチで穿設した。これらの凹部２７ａ１２７ｔ）、
および２７ｃは可動連結部材１８の変位量と同一ピッチ
で設【ノてあり、検出部材２８の先端部が１■入するよ
うになっている。この検出部材２８は、走行モード切替
スイッチを含む電気シリ御回路４１（第６図）からの指
示通りの状態に第１可動部材２０、可動連結部材１８等
が保たれているかどうかをヂエックし、必要な信号を電
気ｉ１１１２１１回路４１（第６図）へ送り込む機能を
有する。なお、オイルポンプ（後述）を駆動するための
助力を有効に使用するため、作動油は電気制御回路４１
（第６図）からの指示により、上記検出部材の出力でＯ
Ｎ、ＯＦＦされるようにした。

可動連結部材１８を保持する弾性部材２１．２２は、可
動連結部材１８を右→左、左→右に移動さぼる場合、可
動連結部材１８の連結部とドッグクラッチ１５．１７が
円滑に噛合うにうこれを補助１」るため常時可動連結部
４４１８に荷重を加えてＪ３り必要があることから配設
したものである。

第１可動部月２０及び第２可動部月２４に作動油を送油
するための油圧制御回路の概略図を第５図に示１゜ オイルポンプ２９の吐出油は、調圧弁３０．チェンジ弁
３１、チェンジ弁３３．３４を通って導入口２５ａ、２
５　ｂに導通ずるにう構成した。第５図に示寸状態では
ソレノイド弁３５．３６が双方とも閉状態にあることか
ら、調圧弁３０にて調圧された一定圧力が、Ａリフイス
３７．３８を通りチェンジ弁３３．３４に加えられ、こ
れらをバネ３９．４０に打ら勝って押していることから
作動油は導入口２５ａ、２５ｂに導通する。この状態で
は、助力伝達系は第２図の状態、即ち、直結４輪走行モ
ードになる。

第５図の状態で、ソレノイド弁３６を聞（ＯＮ）にする
と、オリフィス３８を通っていた作動油はソレノイド弁
３６にＪ二り吐出されてしまうためチェンジ弁３４はバ
ネ４０によって右方向へ動かされ、２５ｂへの給油は遮
断される。よって第１おＪ：び第２可動部材２０．２４
には２５　ａ力目ろ作ω」油が給油されることになり第
１および第２可動部４４２０．２４は右方向へ動かされ
第４図に示す噛合状態となる。即ち、２輪走行［−ドヘ
切Ｈえられる。。

逆にソレノイド弁３５を聞（ＯＮ）にずれば第３図に示
す噛合状ｒフとなり差動４軸止１７モードへ切替わる。

各走行［−ド（２輪、差動４輪、直結４輪）へ切替えの
ための概略を説明する７０−ｆ−セー１−を第６図に示
づ。図中、電気１ＩＩ１１罪回路４１への入力信号とし
では、人によって操作選択される各切替えスイッチ（２
輪重行スイッチ、差動４輸走行スイッチ、直結４輪走行
スイッチ〉　（図示Ｕず）第１可肋部材２０の仙ぎを検
知する検出部材２８、およびＴ／Ｆ位置く低速段となっ
たら、直結４輪モードへ自動的に切替えるために用いる
）検出部材〈図示ぜず）がある。電気制御回路４１から
の出力信号とじではソレノイド弁３５．３６を動作させ
る信号、直結４輪走行状態および差動４輪走（ｊ状態を
認知さけるインジケータランプ信号からなる。またオイ
ルポンプ２９からの吐出油は調圧弁３０を通りソレノイ
ド弁３５．３６を介して導入口２５ａ、２５ｂと導通さ
れ、ソレノイド弁３５．３６は各１Ｍ作スイッチレンサ
（図示ｌず）によりＯＮ、ＯＦＦされるよう構成した。

［発明のＡ）宋］ 本発明によれば、中央差動装置を作動状態と停止状態に
ＶＪ替える可動連結部材の連結および切断作用を利用し
て、２輪走行、差動４輪走行、直結／１輪走行という各
走行モードを走行中に、１３いて、簡１ｉなスイッチの
切１堕操作のみで自由に切替えることが出来る。しかも
切開制御装置仝体がコンバク１〜で、構成も筒中であり
、このため確実な作動が１！７られ、また突端でかつ容
易に製造できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による切替制御装置を含む動力伝達系の
全体を説明する骨格図である。第２図は本発明の実施例
のｙｖｍな構成を示す断面図であり、第３図ｊ３よび第
４図１よ本発明の実施例の作用態様を承り拡大断面図で
ある。第５図は本発明の実施例に用いられろ油圧制御回
路図であり、第６図は本発明の実施例にＪ３ける走行モ
ードＩ、７Ｊ替えの１甑略を説明するフローヂｐ−１〜
である。 １０・・・中央差動装置　　　１１．１２・・・出力軸
１３・・・ハブクラッヂ（第２係合部）１４・・・中央
差動装置の１７−ランプ１５・・・ドッグクラッチ（第
１係合部）１６　・・・ル８手重力 軸７・・・ドッグクラッチ（第３係合部）１８・・・可
動連結部月　　　１９・・・ハウジング２０・・・第１
可動部暑Δ ２１．２２・・・弾性部材 ２４・・・第２可動部）４ ２５ａ、２５ｔ）・・・導入口　２５ｃ・・・吐出口２
７０．２７ｂ、２７　Ｇ　・・・四部２８・・・検出部
４，４　　　　　２９・・・オイルポンプ３０・・・調
Ｆｆ弁　　　　　　３１・・・チェック弁３３・・・第
１チエンジ弁 ３／′Ｉ・・・第２チエンジ弁 ３５・・・第１ソレノイド弁 ３６・・・第２ソレノイド弁 ４１・・・電気制御回路 特ム′［出願人　　　アイシン精機株式会社代理人　　
　　弁理士　大川　宏 同　　　　　弁理士　丸山明夫 第１図 ？ 第３図 第４図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の前輪と後輪の回転差を吸収すべく、前、後
   輪の車軸間に配置された中央差動装置の作動を制御す切
   替制御装置であって、 該切替制御装置は、該中央差動装置の一方の出力軸側に
   伸長し、該一方の出力軸の外筒を構成する部分を有する
   該中央差動装置用ケーシングを包囲するとともに、該ケ
   ーシングの該外筒部分との間に所定の密閉室を形成し、
   該密閉室に連通して、油圧制御用作動油の第１の導入口
   、吐出口および第２の導入口をもつ外壁ハウジングと、 該ハウジングの該密閉室内に配置され、少なくとも３つ
   の所定位置へ該出力軸方向に移動可能である多段式ピス
   トン状の第１可動部材および第２可動部材と、 該第１可動部材の内周上に対向配置され、一端が該第１
   可動部材に固着された一対の弾性部材と、該第１可動部
   材に内接して、該一対の弾性部材間に挟持され、該弾性
   部材Ａを介して、該第１可動部材と該第２可動部材の移
   動に従動し、かつ該中央差動装置の基部に近い側から順
   次配置された該中央差動装置用ケーシングに設けられた
   第１係合部、該中央差動装置の該出力軸に設けられた第
   ２係合部、および該出力軸と係脱する駆動軸に設けられ
   た第３係合部と選択的に係脱し得る連結部を備えた可動
   連結部材、および 該第１可動部材および該第２可動部材を上記した少なく
   とも３つの位置間を移動させるための油圧制御部とで構
   成されたことを特徴とする車両用中央差動装置の切替制
   御装置
2. （２）上記可動連結部材は、その連結部が、該第１係合
   部に係脱することにより、該中央差動装置のロックおよ
   びロック解除を行い、該連結部が該第２係合部および該
   第３係合部と係脱することにより動力の接続および切断
   を行う特許請求の範囲第１項記載の車両用中央差動装置
   の切替制御装置。
3. （３）上記第１可動部材の３つの所定位置は、それぞれ
   、２輪走行モード、差動４輪走行モードおよび直結４輪
   走行モードに対応する特許請求の範囲第１項記載の車両
   用中央差動装置の切替制御装置。
4. （４）上記第１可動部材は、円周上に該可動連結部材の
   占める位置に対応して穿設された少なくとも３個の凹部
   を有し、一方上記ハウジングには該凹部に嵌入しうる位
   置検出部材が設けられた特許請求の範囲第１項記載の車
   両用中央差動装置。
5. （５）上記油圧制御部は、オイルポンプ、調圧弁、チェ
   ック弁、上記ハウジングの該第１導入口および該第２導
   入口と導通する第１チェンジ弁および第２チェンジ弁、
   および第１と第２のソレノイド弁とを具備し、これらの
   弁の連繋動作により、該第１導入口および該第２導入口
   への該作動油の供給および遮断を選択的に行う油圧制御
   回路と、該油圧制御回路を構成する該第１および第２ソ
   レノイドの作動を制御すべく、走行モード切換スイッチ
   等の操作に応じて電気信号を供給する電気制御回路とか
   らなる特許請求の範囲１項記載の車両用中央差動装置の
   切替制御装置。