JPS6246717A - 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輪駆動へ切り換えるためのトランスファ
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） 例えば雪道と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ば、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、この差動装ほからトランス
ファクラッチに至る間の１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な空転が防止され、
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、フリーホイルクラッチが切断動作
されているときには、走行中に２輪駆動から４輪駆動へ
切り換えるため上記トランスファクラッチを接続動作さ
せようとすると、この接続動作は、まず、エンジンによ
って回転されているトランスファクラッチ駆動側と、２
輪駆動時には回転が停止されていたトランスファクラッ
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なる。

このため、上記トランスファクラッチ従動側に連なる差
動装置のりングキャ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。この結果、トランスファ
クラッチの駆動側と従動側とが摩擦接合しようとする場
合に、この攪拌抵抗に打ち勝つだけの十分の接合力が得
られず、この場合にはこれら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、フリーホイルクラッ
チが切断動作された状態で、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不能
になるという不都合を生じることがある。また、十分の
接合力を得るまでの駆動側と従動側の摩擦接合期間が長
くなるために、これらの接合面で早期摩耗を生ずるとい
う不都合もある。

（発明の目的） この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、シンクロメツシュ式のトランスファクラッチと、フ
リーホイルクラッチを設けた２輪、４輪駆動切換装置に
おいて、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トランスファクラッチ従
動側の回転時の抵抗が大きい場合でも、このトランスフ
ァ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し
、かつ、トランスファクラッチにおける摩擦接合面が早
期摩耗を生じないようにすることを目的とする。

（発明の構成） 上記目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り、かつ、エンジンを始動させ
たときにフリーホイルクラッチを接続動作させ、これに
よってトランスファクラッチの駆動側と従動側とをこの
トランスファ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。

１は自動車で、この自動車１は駆動装置２と、この駆動
装置２により駆動される前輪装置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縮機１０を有し、圧
ｌｉｉ機１０と上記気化器７と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１
６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。

上記エンジン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。

Ｌ記トランスファ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Ｍ３１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２５と後輪用出力軸２
９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、上記後輪用出力軸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。上記各ギヤ
等３３〜４０は潤滑油に油浴されている。

そして、図中実線で示すように上記係合子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輪駆動状態とされる。

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、トランスフアク
ランチ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（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１９．１
９’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
ダイアフラムで仕切られた一方の室４２°ａ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４
３は３ボート２ポジシヨンの電磁弁とされ１、ソレノイ
ドをオフ（ＯＦ　Ｆ）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ボート以外の第３のポート
はチェック弁４４を介して前記気化器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
て負圧にされる。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アクチュエータ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から前市軸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
も前輪用差動装置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
ダイアプ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
てダイアフ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
開閉弁５０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ボート２ボジ
シゴ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ポ
ート以外の第３のポートは上記気化器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により気化器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、同上フリーホイルアクチュエータ４８の他方の室
４８ｂは第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４
８が作動させられている。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を切断する（図中実
線図示）。

また、上記とは逆に第１開閉５ｆ４３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
４８の一方の室４８ａは大気側に連通され、他方の室４
８ｂ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だめ
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輪駆動周接点
５３ａと４輪駆動相接点５３ｂとを有している。そして
、上記２輪駆動剛接点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を介して上記４輪駆動相接点
５３ｂに接続される。

また、４輪駆動相接点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輪駆動周接点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下流側の負圧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、４輪駆動相接点５３ｂがオフとされ、また
、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
動相接点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２
９と出力歯車３６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開閉升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１４とデフサイドギヤ１７を接続させる。

上記構成において、切換スイッチ５３が２輪駆動周接点
５３ａをオンとしている状態であっても、前輪用差動装
置１５などの＠滑油温度が所定以下に下り、かつ、エン
ジン６を始動させたときにフリーホイルクラッチ４７を
自動的に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は、例えば、＋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°Ｃ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は第１リレー、５９はこの第１リレー５８の
フィルで、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
５９をオンとした場合にオフとなる常閉式のＢ接点５８
ｂとが設けられる。

前記第１開閉弁４３と２輪駆動周接点５３ａとの間には
上記第１リレー５８のＢ接点５８ｂが介在され、また、
第３開閉弁５０には上記Ａ接点５８ａを介して第２電源
６１が接続される。そして、前記第１電源５２に第１リ
レー５８の第１リレーコイル５゛９と温度スイッチ５７
とが直列に接続されると共に、第１電源５２と第１リレ
ーコイル５９の間にはスタータスイッチ６３と第２リレ
ー６４が直列に介在される。

上記スタータスイッチ６３はキー操作で作動するスイッ
チで、オフ接点６５と図示しないイグニッシゴンコイル
に接続される点火接点６６と、同上イグニッションコイ
ルおよび図示しないスタータモータに接続されるスター
タ接点６７とを有し、上記点火接点６６はキー操作でス
タータ接点６７をオンとした場合にもオン状態を保つこ
ととされている。

一方、前記第２リレー６４は、上記点火接点６６に接続
される自己保持コイル６９と、スタータ接点６７に接続
される第２リレーコイル７０を有している。また、この
第２リレーコイル７０の励磁でオンとされる常開式の自
己保持接点６４ａが設けられる。この自己保持接点６４
ａは第１リレーコイル５９と点火接点６６の間に介在さ
れる。

そして、２輪駆動周接点５３ａをオンとした状態のとき
に、潤滑油温度が所定値以下であり、温度スイッチ５７
がオンとなっており、更に、スタータスイッチ６３によ
りエンジン６の始動操作がなされると、スタータ接点６
７がオンし、これにより第２リレーコイル７０が励磁さ
れる。上記スタータスイッチ６３は始動操作後はスプリ
ングリターンにより点火接点６６のオン位置に復帰して
スタータ接点６７はオフとなるが、上記第２リレーコイ
ル７０の励磁で第２リレー６４の自己保持接点６４ａが
オンし、これにより自己保持コイル６９が励磁されて自
己保持接点６４ａのオン状態が保持されている。

そして、上記第２リレー６４の自己保持接点６４ａのオ
ンで第１リレー５８のコイル５９が励磁されて第１リレ
ー５８のＢ接点５８ｂがオフとされ、同時にＡ接点５８
ａ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、前輪用出力軸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と出力歯車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５
３ａを４輪駆動用後点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。

上記自己保持接点６４ａと点火接点６６の間には自動復
帰式の解除スイッチ７２が介在される。

上記のように温度スイッチ５７や自己保持接点６４ａが
オン状態でフリーホイルクラッチ４７が接続状態にある
場合でも解除スイッチ７２をオフとすれば、自己保持コ
イル６９が消磁ぎれ、これに伴って自己保持接点６４ａ
がオフとされる。このため、第１リレーコイル５９の消
磁でＢ接点５８ｂがオン、Ａ接点５８ａがオフとされて
切換スイッチ５３で選択される駆動状態に復帰する。

従って、上記のように潤滑油温度が所定温度に下り、か
つ、エンジン６を始動させたときにはフリーホイルクラ
ッチ４７が自動的に接続動作するが、この状ｙムから解
除スイッチ７？をオフさせれば、自己保持接点６４ａが
オフされ、よって、第１リレー５８が元の状態に復帰し
、切換スイッチ５３の切り換え操作によってのみ、２輪
もしくは４輪駆動状態が得られることとなる。

この場合、解除スイッチ７２をオフとさせる従前の切換
スイッチ５３の状態が２輪駆動周接点５３ａをオンとし
たものであればフリーホイルクラッチ４７は切断動作す
る。このため、この解除スイッチ７２のオフ操作が誤動
作であってもフリーホイルクラッチ４７が接続動作時に
生じるような異音の発生はない。また、上記解除スイッ
チ７２をオフとさせる従前の切換スイッチ５３の状態が
４輪駆動用接点５３ｂオンであれば、フリーホイルクラ
ッチ４７は接続状態のままに保たれ、この場合にも上記
のような異音を発することはない。

（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り、かつ、エン
ジンを始動させたときにフリーホイルクラッチを自動的
に接続動作させ、これによってトランスファクラッチの
駆動側と従動側とをこのトランスファクラッチの接続動
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輪駆動上行中に４輪駆動へ切り換えるためのトラ
ンスフアクラン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、かつ、トランスファクラッチの摩擦接
合面が早期摩耗を生じることも抑制される。

しかも、この場合、トランスファクラッチの駆動側と従
動側とを同期させるためのフリーホイルクラッチの接続
動作は潤滑油が所定温度以下になり、かつ、エンジンの
始動で自動的になされるため、潤滑油温度が低いときに
フリーホイルクラッチを接続動作させることを忘れて自
動車を走行させてしまうという不都合を回避することが
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。 ｌ・・自動車、６・・エンジン、１３．１３’・φ前輪
、１５脅・前輪用差動装置、１９．１９′・・後輪、２
１・・後輪用差動装置、４ｏ・・トランスファクラッチ
、４７φ・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り、かつ、エンジンを
   始動させたときに上記フリーホイル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。