JPH05118407A

JPH05118407A - 車両の駆動力伝達装置

Info

Publication number: JPH05118407A
Application number: JP3275425A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ito; 健一郎伊藤; Tateo Adachi; 健郎安達; Makoto Yasui; 誠安井
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】車両の後輪デフに組込むことにより、４輪と
２輪駆動の自動切換えができ、車輪の機械的な直結を可
能にする装置を提供する。【構成】駆動軸２に、フロントプロペラシャフトに対
して遅く回転するリヤプロペラシャフトを連結し、その
駆動軸２に連結した入力軸８、９と、外輪１３、１４と
の間に、入力軸と遊びをもって共回りする制御保持器１
８と、固定保持器１７を設ける。この両保持器１７、１
８に、両者の相対回転で入力軸と外輪に係合するスプラ
グ２１を組込み、制御保持器１８にそれを減速させる差
動軸受２９を連結し、両外輪に後輪の車軸を連結する。
各入力軸の回転が後輪より低い間は、外輪がオーバーラ
ンニングして後輪に駆動力が伝わらない。前輪のスリッ
プ等により入力軸の回転が後輪を上回ると、スプラグ２
１が係合して入力軸と外輪を直結し、４輪駆動に切換わ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の駆動経路に組
込むことにより車輪に対する駆動力の伝達を切換える伝
達装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】ビスカスカップリング等の
高粘性流体を利用したセンタデフは、入力側と出力側の
速度差によって生じる高粘性流体内のせん断抵抗により
駆動力を伝達するため、速度差が小さい低速走行時にお
いては十分な駆動力が得られない欠点を有している。

【０００３】このため、従来のオフロード走行を主な使
用目的とする４輪駆動車においては、低速時で大きな駆
動力を得るために、運転車の判断により、タイヤの脱輪
や泥地、砂地等の走行路面に応じて４輪の機械的な直結
状態とデフロック状態を切換えるパートタイム式の駆動
機構が採用されている。

【０００４】しかし、このような機構では、駆動の切換
えがそれに必要な状況に立ち入ってからの判断になる場
合が多く、後手での処理になるために、最適な走行状態
を選択できない欠点がある。

【０００５】また、上記のオフロード走行を目的とした
４輪駆動車は、通常、後輪を主要駆動輪とするＦＲ方式
をベースにしているが、舗装道路等の走行においては、
負荷荷重の大きい前輪を主要駆動輪とするＦＦ方式をベ
ースにした方が、走行性の上に優れた性能を発揮できる
面がある。

【０００６】ところが、従来、ＦＦ方式をベースにした
構造でフルオートの４輪駆動を実現する装置は、前述し
た高粘性流体を用いるセンタデフがある程度であり、オ
フロードでの走行性を減じさせずに、フルタイムで直結
型の４輪駆動を実現できる装置は開発されていないのが
実状である。

【０００７】そこで、この発明は、車両の駆動経路に組
込むことにより自動的に４輪から２輪への駆動の切換え
とデフロックの作動を行なうことができ、しかもＦＦ方
式をベースにして大きな駆動力を発揮することができる
駆動力の伝達装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の駆動力伝達装置は、駆動部材に連結する
一対の入力軸の外周に、それぞれ外輪を回転自在に設
け、その各入力軸と各外輪の間に、入力軸との相対回転
によって係合子を入力軸と外輪に係合離脱させる保持器
を組込み、その各保持器と各入力軸又は各外輪とを回転
方向すき間を介して共回り可能に連結すると共に、各保
持器とそれが連結する入力軸又は外輪との間に回転差を
生じさせる差動手段を備えた構造としたものである。

【０００９】

【作用】上記の駆動力伝達装置を、ＦＦ方式をベースと
した４輪駆動車に適用するには、駆動部材にリアプロペ
ラシャフトを連結し、各外輪にそれぞれ後輪の車軸を連
結する。また、上記リアプロペラシャフトの回転を、前
輪を駆動するフロントプロペラシャフトの回転よりも若
干低くなるように設定する。

【００１０】この設定の状態で、駆動部材により各入力
軸を回転させると、差動手段の作用により保持器が入力
軸と相対回転し、係合子が係合作動位置に移動する。こ
のとき、車両が正常な走行状態にあるときは、入力軸の
回転に対して、前輪とつれ回りする後輪（外輪）の回転
が上回るため、外輪が係合子に対しオーバーランニング
する。このため、後輪が駆動されず、前輪だけの２輪駆
動になる。

【００１１】一方、前輪又は後輪がスリップ等をする
と、車速の減少に伴なって減速する外輪に対して入力軸
の回転が上回り、係合子が係合して後輪が駆動され、４
輪駆動に切換わる。

【００１２】

【実施例】図１乃至図５は、実施例の駆動力伝達装置を
示している。図１及び図２に示すように、ハウジング１
の内部には、外部から駆動軸２の端部が入り込み、この
駆動軸２の先端に設けたピニオンギヤ３に、その駆動軸
２やピニオンギヤ３と共に駆動部材を構成するリングギ
ヤ４が噛み合っている。

【００１３】このリングギヤ４の両側面には、ボルト５
によって結合用金具６、６が固定され、その各結合用金
具６、６に、セレーション溝７の嵌め合いにより入力軸
８、９が一体に連結されている。

【００１４】この各入力軸８、９は、軸受１０を介して
ハウジング１に回転自在に支持され、その各入力軸８、
９の端部外周に、それぞれ軸受１１、１２を介して外輪
１３、１４が回転自在に取付けられている。

【００１５】上記各外輪１３、１４の内径面と、それに
対向する各入力軸８、９の外径面は、図３及び図５に示
すように同心の円筒面１５、１６で形成され、その両円
筒面１５、１６の間に、入力軸８、９にピン止めされる
固定保持器１７と、回動可能な制御保持器１８とが組込
まれている。

【００１６】この固定保持器１７と制御保持器１８に
は、対向して周方向に複数のポケット１９、２０が形成
され、その各ポケット１９、２０に、係合子としてのス
プラグ２１と弾性部材２２とが組込まれている。

【００１７】上記スプラグ２１は、図５に示すように、
外径側と内径側がスプラグの中央線上に曲率中心をもつ
弧状面で形成され、左右の両方向に所定角度傾くと、両
円筒面１５、１６と係合して各入力軸８、９と外輪１
３、１４を一体化する。また、弾性部材２２は、制御保
持器１８に支持され、各スプラグ２１を両側から押圧し
て両円筒面１５、１６と係合しない中立位置に保持して
いる。

【００１８】一方、図１及び図２に示すように、各入力
軸８、９の内部には、中空の作動軸２３、２３が回転自
在に支持され、その各作動軸２３、２３の中央部に設け
た起動ピン２４、２４の両端部が、入力軸８、９の周壁
に設けたピン孔２５、２５を挿通して各制御保持器１
８、１８に連結している。

【００１９】また、各作動軸２３、２３のリングギヤ４
側の端部には、入力軸８、９端部のピン孔２６、２６を
挿通する連結ピン２７、２７が取付けられ、その連結ピ
ン２７、２７の先端に、ホルダ２８を介してハウジング
１に取付けた差動軸受２９、２９が連結されている。

【００２０】この各差動軸受２９、２９は、半径方向す
き間をゼロ以下に設定し、予圧を加えて転がり時の回転
モーメントを大きく設定してあり、その回転モーメント
によって制御保持器１８を減速し、入力軸８、９に対し
て制御保持器１８の回転を常に遅れさせる抵抗を与えて
いる。

【００２１】また、上記起動ピン２４は、図４に示すよ
うに、制御保持器１８と作動軸２３に対しては一体に固
定されるが、入力軸８、９のピン孔２５との間には、回
転方向すき間Ｘをもって遊嵌されている。この回転方向
すき間Ｘは、制御保持器１８の入力軸８、９に対する遅
れ角を決定するもので、その大きさは、スプラグ２１が
円筒面１５、１６に係合しない中立位置から弾性部材２
１を介して円筒面１５、１６に接触するまでの距離より
も大きく設定される。

【００２２】さらに、連結ピン２７は、ピン孔２６に円
周方向すき間をもって遊嵌されるが、この円周方向すき
間の大きさは、上記の回転方向すき間Ｘよりも大きく形
成され、起動ピン２４の動きを干渉しないようになって
いる。

【００２３】この実施例の駆動力伝達装置Ａは上記のよ
うな構造であり、図６及び図７は、その駆動力伝達装置
Ａを車両の駆動経路に装着した例を示している。

【００２４】図６に示す駆動経路は、前輪を主駆動輪と
するＦＦ方式をベースとした４輪駆動車の駆動系を示し
たものであり、図においてＢはエンジン、Ｃはトランス
ファー、Ｄはフロントプロペラシャフト、Ｅはリヤプロ
ペラシャフト、Ｆはフロントデフである。上記の駆動経
路において、駆動力伝達装置Ａは、リヤプロペラシャフ
トＥと、後輪に連結する各車軸Ｇ、Ｇとの分岐部分に装
着される。

【００２５】この場合、駆動力伝達装置Ａは、図７に示
すように駆動軸２をリヤプロペラシャフトＥに連結し
（駆動軸２自身をリヤプロペラシャフトとしてもよ
い）、左右の両外輪１３、１４に、等速ジョイントＨを
介して各車軸Ｇ、Ｇを連結する。

【００２６】また、後輪を駆動するリヤプロペラシャフ
トＥの回転Ｐ_Rが、フロントプロペラシャフトＤの回転
Ｐ_Fに対して若干遅く（Ｐ_F＞Ｐ_R）なるように、例え
ばトランスファーＣにおける両プロペラシャフトＤ、Ｅ
に対する駆動力伝達部のギヤ比を設定する。

【００２７】上記のように装着した状態で、リヤプロペ
ラシャフトＥから駆動軸２とリングギヤ４を介して各入
力軸８、９に回転が加えられると、差動軸受２９の作用
によって減速される制御保持器１８が、回転方向すき間
Ｘの分だけ入力軸８、９より回転が遅れ、固定保持器１
７に対して制御保持器１８が相対回転する。この相対回
転により、図５に示すようにスプラグ２１が入力軸８、
９の回転方向（矢印方向）に対して反対方向に傾き、両
円筒面１５、１６に接触して係合作動状態になる。

【００２８】このスプラグの傾動時、制御保持器１８に
取付けた弾性部材２２により各スプラグ２１が常に押圧
状態で保持されているため、起動ピン２４とピン孔２５
の周壁が接触する前に全スプラグが係合作動状態に移動
し、その状態で入力軸８、９と制御保持器１８が共回り
する。

【００２９】上記の状態で、車両の前後輪がスリップ等
をせず正常な走行状態にあるときは、予め設定した両プ
ロペラシャフトＤ、Ｅの回転差（Ｐ_F＞Ｐ_R）により、
前輪につれ回りする後輪の回転（ほぼＰ_Fと同じ）が、
各入力軸８、９の回転を上回るため、各外輪１３、１４
がスプラグ２１に対してオーバーランニングし、クラッ
チが入らない。このため、後輪に駆動力が伝わらず、車
両は前輪だけによる２輪駆動で走行する。

【００３０】これに対して、主駆動輪である前輪が雪道
や砂地等でスリップすると、車両の速度が落ち、減速す
る後輪の回転にリヤプロペラシャフトＥの回転が追い付
くため、入力軸８、９の回転が外輪１３、１４より速く
なる。このため、スプラグ２１が円筒面１５、１６に係
合して後輪に駆動力が伝わり、４輪駆動状態に切換わ
る。

【００３１】一方、前輪のスリップが収まり正常な状態
に戻ると、リアプロペラシャフトＥより後輪の回転が上
回るため、外輪１３、１４が再びオーバーランニングし
てクラッチが切れ、自動的に２輪駆動に復帰する。

【００３２】このように、上記の構造では、通常の走行
中は前輪によって駆動され、後輪は車体によりつれ回り
する従動状態となるが、前輪がスリップすると、プロペ
ラシャフトの回転が後輪の回転に追い付いた時点で連続
的に４輪駆動に切換わり、前輪の後輪に対するスリップ
率の割り合いは、それ以上増大しない。

【００３３】また、４輪駆動に切換った場合、両後輪は
スプラグ２１の係合によってリヤプロペラシャフトＥに
機械的に直結された状態（いわゆるデフロックの状態）
になるため、極めて大きく駆動力を得ることができ、強
力な悪路走破性を発揮できる。

【００３４】上記の構造においては、両プロペラシャフ
トＤ、Ｅの回転差（Ｐ_F−Ｐ_R）に対して、前輪のスリ
ップによって生じる後輪の回転上昇分が上回るかどうか
によってクラッチをオン・オフするので、上記回転差
を、（最小旋回時の前後輪間の回転差）＋（最小旋回時
の後輪における内外輪間の回転差）×１／２の値以上に
設定することにより、主駆動輪である前輪が一定のスリ
ップ値に達した段階で自動的に４輪駆動に切換えること
ができる。すなわち、上記回転差を適宜に設定すること
により、前輪のスリップ限界を任意に設定することがで
きる。

【００３５】また、上述の説明では、車両の一方向走行
の作用について説明したが、リアプロペラシャフトＥか
ら各入力軸８、９に加わる回転方向が逆になると、差動
軸受２９の減速作用により、スプラグ２１の傾きが逆に
なって係合するため、前進と後退の両方向において駆動
力の切換えを全く同様に行なうことができる。

【００３６】なお、クラッチ機能部品として作用する係
合子は、図示したスプラグ２１に限らず、一方向の回転
方向によって係合するスプラグを左右一対で用いたり、
ローラ等を用いるようにしてもよい。

【００３７】また、保持器と入力軸の間に回転差をつけ
る差動手段は、上述した差動軸受２９に限らず、歯車を
組合せた減速機構や、摩擦材のすべり接触によって減速
するブレーキ機構などを利用することができる。

【００３８】

【効果】以上のように、この発明の駆動力伝達装置は、
機械式クラッチの係合とオーバーランニングの作用を利
用して、左右の外輪に対する駆動力の伝達と遮断を自動
的に切換えるので、車両の後輪用デフとして用いること
により、フルタイムで直結型の４輪駆動を実現すること
ができる。

【００３９】また、係合子による機械的な係合によって
駆動力を伝達するので、低速走行時においてもエンジン
のフルトルクを車輪に伝達でき、優れたオフロード走行
力を発揮できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す縦断正面図

【図２】図１の要部を拡大して示す断面図

【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図

【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図

【図５】実施例のスプラグの作動状態を示す断面図

【図６】実施例の車両への装着例を示す図

【図７】同上の装着例の要部を拡大して示す一部縦断正
面図

【符号の説明】

２駆動軸８、９入力軸１３、１４外輪１７固定保持器１８制御保持器２１スプラグ２２弾性部材２３作動軸２４起動ピン２９差動軸受Ａ駆動力伝達装置ＤフロントプロペラシャフトＥリアプロペラシャフトＸ回転方向すき間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動部材に連結する一対の入力軸の外周
に、それぞれ外輪を回転自在に設け、その各入力軸と各
外輪の間に、入力軸との相対回転によって係合子を入力
軸と外輪に係合離脱させる保持器を組込み、その各保持
器と各入力軸又は各外輪とを回転方向すき間を介して共
回り可能に連結すると共に、各保持器とそれが連結する
入力軸又は外輪との間に回転差を生じさせる差動手段を
備えた車両の駆動力伝達装置。