JP2002264677A - 四輪駆動車の動力分配装置 - Google Patents
四輪駆動車の動力分配装置Info
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Abstract
の軸方向寸法を有するセンターデフを装備した四輪駆動
車の動力分配装置を提供する。 【解決手段】 後輪出力軸2に回転可能に取り付けられ
前輪出力軸3に連結された駆動部材14に隣接して遊星
歯車式センターディファレンシャル61を設け、そのリ
ングギヤ66外周側に、センターディファレンシャルを
選択的にロックするためのデフロック機構73を設け
る。センターディファレンシャルのデフキャリア65を
駆動部材14に結合すると共に、リングギヤ66の外周
部に第一スプライン67を設け、デフキャリア65に第
一スプライン67と同径の第二スプライン68を設け、
第一スプライン67にスリーブ69をスライド可能に設
ける。
Description
配装置(以下トランスファともいう)に係り、特にフル
タイム四駆を可能にしつつ前後輪の差動吸収を行うセン
ターディファレンシャル(以下センターデフともいう)
を装備したものに関する。
ン動力を前後輪側に分配するためトランスファが設けら
れる。そしてこのトランスファの中にあって、前後輪の
差動を吸収しつつフルタイム四駆を実現するためセンタ
ーデフを装備したものが多く見受けられる。
ァの開発に当たり、最も基本的な構成であるパートタイ
ム方式をベースにしてセンターデフを装備したフルタイ
ム方式を考えることがある。即ち、パートタイム式の二
駆・四駆切換機構をそのままセンターデフ(そのロック
機構を含む)と置換し、他の部品をそのまま流用してコ
ストを削減しつつ、バリエーション拡大、汎用性向上等
を図るのである。
駆切換機構よりも構造が複雑で軸方向の寸法が大きくな
る傾向にある。従って置換は必ずしも容易でなく、置換
しようとすればその分広いスペースが必要となり、パー
トタイム式に比較して軸方向寸法の拡大を余儀なくされ
てしまう。
され、その目的はパートタイム式の二駆・四駆切換機構
と同等の軸方向寸法を有するセンターデフを装備した四
輪駆動車の動力分配装置を提供することにある。
備するフルタイム式でありながらパートタイム式と同等
の軸方向寸法(全長)に抑えることができる四輪駆動車
の動力分配装置を提供することにある。
の動力分配装置は、主駆動輪出力軸に回転可能に取り付
けられ従駆動輪出力軸に連結された駆動部材に隣接して
遊星歯車式センターディファレンシャルを設け、そのリ
ングギヤ外周側に、上記センターディファレンシャルを
選択的にロックするためのデフロック機構を設けたもの
である。
装置は、後輪出力軸に回転可能に取り付けられ前輪出力
軸に連結された駆動部材に隣接して遊星歯車式センター
ディファレンシャルを設け、そのデフキャリアを上記駆
動部材に結合すると共に、そのリングギヤの外周部に第
一スプラインを設け、上記デフキャリアに上記第一スプ
ラインと同径の第二スプラインを設け、上記第一スプラ
インにスリーブをスライド可能に設けたものである。
装置は、主駆動輪出力軸上に、入力側から順に低速段・
高速段を切り換えるための遊星歯車式副変速機と、セン
ターディファレンシャルと、上記主駆動輪出力軸に回転
可能に取り付けられ従駆動輪出力軸に連結された駆動部
材とを設け、上記副変速機のサンギヤとキャリアとの内
周側に上記主駆動輪出力軸との隙間を形成するための空
洞部を設け、この空洞部に、上記センターディファレン
シャルのリングギヤから一体的に延出された円筒部と、
該円筒部上にスライド可能にスプライン嵌合され上記副
変速機の低速段・高速段を切り換えるための切換スリー
ブとを挿入し、上記切換スリーブの外周部と上記副変速
機のサンギヤ及びキャリアの内周部とにそれぞれスプラ
インを設け、上記切換スリーブの外周部のスプライン
を、上記副変速機のサンギヤ及びキャリアのスプライン
のいずれか一方に選択的に噛合可能としたものである。
を添付図面に基づいて詳述する。
ベースとなるパートタイム式トランスファとを説明す
る。図4に示すように、四輪駆動車はFRベースのパー
トタイム4WD車で、車両前部に縦置きされたエンジン
Eの動力を後方に向かって変速機(主変速機)T/M、
トランスファT/Fへと伝達し、トランスファT/Fに
て前後側に分配した後、主駆動輪である後輪RWと、従
駆動輪である前輪FWとに伝達して四輪を駆動するよう
になっている。ただしトランスファT/Fがパートタイ
ム式なので後輪RWは常時駆動、前輪FWの駆動は選択
的である。変速機T/Mは摩擦クラッチを含むマニュア
ル式か、流体コンバータを含む自動変速式のいずれかで
ある。
す。トランスファT/Fは前方に位置する入力軸1から
変速機T/Mの出力を入力し、後方の後輪出力軸2(主
駆動輪出力軸)から後輪側に動力を出力すると共に、前
輪出力軸3(従駆動輪出力軸)から前輪側に動力を選択
的に出力する。後輪出力軸2と前輪出力軸3とがチェー
ン・スプロケット機構からなる動力分配機構4で連結さ
れ、各軸に動力が分配伝達されるようになっている。前
輪出力軸3への動力分配は二駆・四駆切換機構5を切り
換えることにより選択的に行われる。これは通常の手動
変速機における変速機構部と同様の構成である。
段(Lo)への切換えを行うため、遊星歯車式の副変速機
6が設けられる。副変速機6はHiのとき1の減速比つま
り直結となり、Loのとき1より大きい値(本実施形態で
は2.5 )の減速比となり、入力軸1の回転を減速して出
力側に伝達する。また副変速機6はHiとLoとの間にニュ
ートラル(N)のポジションも備える。これら入力軸1
〜副変速機6の全体が共通のトランスファケーシング7
に収容されている。
入力軸1と後輪出力軸2とが同軸に嵌合接続され、互い
に相対回転自在となっている。接続部にはニードルベア
リング8が設けられる。入力軸1は中空とされ、その前
端部がケーシング7から突出されると共に、内周部にス
プライン9が形成され、変速機出力軸(図示せず)をス
プライン嵌合接続させ得るようになっている。入力軸1
はニードルベアリング10、キャリア軸受部30aを介
してボールベアリングからなる前部軸受11によって外
周側からも軸支される。これによって入力軸1はニード
ルベアリング8と前部軸受11によって内外周側から支
持されることになる。入力軸1とケーシング7との隙間
がオイルシール12でシールされる。
って延出され、後端側がボールベアリングからなる後部
軸受13によって軸支される。後端部がケーシング7か
ら突出され(図示せず)、図4の如く後輪駆動軸(プロ
ペラシャフト)S/Rを連結し得るようになっている。
間位置に設けられ、後輪出力軸2の外周側に回転可能に
取り付けられる駆動スプロケット(駆動部材)14と、
前輪出力軸3に固設される被駆動スプロケット(被駆動
部材)15と、これらスプロケット同士を連結するチェ
ーン16とから構成される。前輪出力軸3は、前部側が
ボールベアリング17、後端部がニードルベアリング1
8で軸支され、前端部がケーシング7から突出される。
その突出部にフランジ19がナット21により締結され
ており、ボルト20を用いて図4の如く前輪駆動軸S/
Fを連結し得るようになっている。突出部とケーシング
7との隙間がオイルシール22でシールされる。
/Fは正面視において鉛直でなく斜めに傾斜されてい
る。そして入力軸1及び後輪出力軸2の斜め下に前輪出
力軸3が配置され、これら軸位置が左右方向にオフセッ
トされる。これにより図4に示すようにエンジンEや変
速機T/Mと前輪駆動軸S/Fとの干渉が防止される。
14の前方(入力側)に隣接して設けられる。二駆・四
駆切換機構5は、駆動スプロケット14に設けられたド
グギヤ23と、後輪出力軸2に固設されたクラッチハブ
24と、クラッチハブ24の外周部に軸方向スライド自
在にスプライン嵌合された選択スリーブ25と、ドグギ
ヤ23及びクラッチハブ24間に設けられたシンクロナ
イザリング26とから構成される。図示するのは二駆状
態で、このとき選択スリーブ25はクラッチハブ24に
のみ噛合される。この状態から選択スリーブ25が後方
にスライドされるとシンクロナイザリング26による同
期後、選択スリーブ25がドグギヤ23に噛合する。こ
れによってクラッチハブ24とドグギヤ23、ひいては
後輪出力軸2と駆動スプロケット14が連結され、後輪
出力軸2の回転動力が前輪出力軸3に分配伝達されて四
駆状態となる。
定距離前方で且つ入力軸1と後輪出力軸2との接続部付
近に設けられる。副変速機6は、遊星歯車式であり、入
力軸1に一体に設けられたサンギヤ27と、サンギヤ2
7の外周部に噛合される複数のプラネタリギヤ28と、
各プラネタリギヤ28をシャフト29を介して軸支する
キャリア30と、各プラネタリギヤ28に噛合される内
周ギヤを有したリングギヤ31とから構成される。
い周方向位置においてブリッジ32が設けられ、サンギ
ヤ27及びプラネタリギヤ28の後方にも回り込んでシ
ャフト29を両端支持する。前述のキャリア軸受部30
aはキャリア30の一部であり、キャリア30から前方
に突出してニードルベアリング10と前部軸受11との
間に軸支される。サンギヤ27とキャリア30の間のス
ラスト荷重を低減するためスラスト用のニードルベアリ
ング33が設けられる。リングギヤ31はケーシング7
にスプライン嵌合されるが、リングギヤ31とケーシン
グ7との間には僅かな径方向隙間があり、リングギヤ3
1が僅かに偏心移動可能となっている(所謂フローティ
ング支持構造)。リングギヤ31とケーシング7との直
接衝突を緩衝するためゴム材を用いたダンパリング58
が設けられている。
れたリングギヤ嵌合穴56に後方から挿入され、スナッ
プリング57で軸位置が固定される。リングギヤ嵌合穴
56の最前端にダンパリング58が予め挿入され、この
後リングギヤ31が挿入されてリングギヤ31の最前端
部がダンパリング58に圧入されると共に、ダンパリン
グ58がリングギヤ31とリングギヤ嵌合穴56との間
に装入される。
に、後輪出力軸2との隙間を形成するための空洞部60
が設けられ、そこに切換スリーブ34が後輪出力軸2上
を軸方向スライド可能に設けられる。後輪出力軸2の外
周部とスリーブ34の内周部とにスプライン35a,3
5bが設けられ、これらが互いにスプライン嵌合されて
スリーブ34の軸方向のスライド移動が許容され、且つ
後輪出力軸2上での回転が防止される。
び切換スリーブ34の外周部にスプライン36,37,
38が設けられる。切換スリーブ34をスライドさせ、
そのスプライン38をサンギヤ及びキャリアスプライン
36,37のいずれか一方に選択的に噛合させることで
Hi-Lo の切換えがなされる。サンギヤ及びキャリアスプ
ライン36,37の間に切換スリーブ34のスプライン
38を非係合状態(フリー)にするためのニュートラル
(N)ポジションが設けられる。この副変速機にはシン
クロ機構が設けられておらず、Hi-Lo間のギヤ比差が大
きい(1又は2.5)。従って機械構造上、切換えは車速ゼ
ロ又はその付近の極低速(実質的な停車状態)で行わな
ければならない。
27に噛合しているときには実質入力軸1と後輪出力軸
2とが直結状態となり、入力軸1の回転動力がそのまま
後輪出力軸2に伝達される。これがHiのポジションであ
る。このときプラネタリギヤ28はサンギヤ27に追従
回転する。
方にスライドされ、Nポジションを越えてキャリア30
に噛合されると、入力軸1の回転動力がサンギヤ27→
プラネタリギヤ28→キャリア30→切換スリーブ34
→後輪出力軸2と伝達され、後輪出力軸2が入力軸1に
対し減速回転される。これがLoのポジションである。
構5の切換えと、副変速機6のHi-Lo 切換え(Nへの切
換えを含む)とが共通のアクチュエータ39により自動
的に行われるようになっている。アクチュエータ39
は、図示しない電子制御ユニットにより位相制御される
モータ40と、このモータ40により複数の位相位置に
ステップ状に回転され、二駆・四駆切換機構5及び副変
速機6の切換えのための二つのカム溝41,42を有し
た円柱カム43と、カム溝41及び選択スリーブ25に
係合してカム溝41の回転に応じて選択スリーブ25を
移動させる選択アーム44と、カム溝42及び切換スリ
ーブ34に係合してカム溝42の回転に応じて切換スリ
ーブ34を移動させる切換アーム45と、それぞれのア
ーム44,45を軸方向移動自在に支持する2本のシャ
フト(一本のシャフト46のみ図示)とを備える。各ア
ーム44,45にはバネ(一つのバネ47のみ図示)を
用いた緩衝装置48が設けられ、スプラインの噛合時に
過負荷を与えぬようになっている。それぞれのシャフト
に対して位置決めのためチェック機構48aが設けられ
る。
るが、このトランスファは図3に示すような傾斜配置の
ため、オイルは下部の前輪出力軸3側に溜まっており、
上部に行きづらい。そこで、オイルポンプ49により上
部の各部を強制潤滑するようになっている。
に隣接して設けられ、後輪出力軸2によって駆動される
トロコイドポンプとなっている。オイルポンプ49は、
矢視の如く、ケーシング内底部に貯留されたオイルを吸
引管50によって吸引し、後輪出力軸2の中心部に形成
されたオイル穴51に吐出する。オイル穴51のオイル
は各給油穴52を通じて駆動スプロケット14の支持
部、二駆・四駆切換機構5及び副変速機6へと供給され
る。オイル穴51の前端は開放され、ここからニードル
ベアリング8への給油がなされる。後輪出力軸2の前端
に近接して入力軸1にキャップ53が取り付けられ、オ
イルの外部への漏洩が防止される。
2にメータギヤ54が取り付けられ、メータギヤ54の
回転がウォームギヤ55を介して図示しない車速センサ
により検出される。
ム式トランスファを一部改変してフルタイム式としたの
が図1に示すトランスファである。以下相違部分につい
てのみ説明し、同一部分については図中同一符号を付し
説明を省略する。
では、パートタイム式の二駆・四駆切換機構5に代えて
センターデフ61が設けられる。そしてセンターデフ6
1には、軸方向寸法が比較的短くて済む遊星歯車式が採
用される。センターデフ61は、後輪出力軸2に一体的
に設けられたサンギヤ62と、サンギヤ62の外周部に
噛合される複数のプラネタリギヤ63と、各プラネタリ
ギヤ63をシャフト64を介して軸支するデフキャリア
65と、各プラネタリギヤ63に噛合される内周ギヤを
有したリングギヤ66とを有する。
30と同様シャフト64を両端支持している。そしてこ
のデフキャリア65は駆動スプロケット14に一体的に
結合されている。リングギヤ66の外周部に第一スプラ
イン67が設けられ、駆動スプロケット14の前方に隣
接したデフキャリア65の後部にも、第一スプライン6
7と同径の第二スプライン68が設けられる。第一スプ
ライン67にスリーブ69が軸方向スライド可能に噛合
して設けられる。これら第一スプライン67、第二スプ
ライン68及びスリーブ69により、センターデフ61
を選択的にロックするためのデフロック機構73が実現
される。以上の説明で分かるようにデフロック機構73
はリングギヤ66の外周側に設けられる。
リー)状態で、このときにはスリーブ69が第一スプラ
イン67のみに噛合されている。この状態からスリーブ
69が後方に移動されると第二スプライン68にも噛合
するようになり、センターデフロック状態となる。スリ
ーブ69を前後移動させるため、前述の選択アーム44
がスリーブ69に係合されている。但し前述の二駆・四
駆切換機構5に比べセンターデフ61は大径であるため
選択アーム44の長さが短くなっている。
1のサンギヤ62の直前から、副変速機6に給油するた
めのオイル穴52aまでの位置において、パートタイム
式のものに比べ外径が縮小されており、そこにリングギ
ヤ66の一部である円筒部70が嵌合されている。円筒
部70はリングギヤ66から一体的に延出され、後輪出
力軸2の外径縮小部の外周側に相対回転可能に嵌合され
る。円筒部70によって後輪出力軸2の外径縮小分が補
われ、全体としてパートタイム式のものと同等の外径を
保っている。
5に代わるスプライン71aが設けられ、これに切換ス
リーブ34が軸方向スライド可能にスプライン嵌合され
る。パートタイム式のものに比べ、切換スリーブ34の
アーム係合部72が大径とされ、その分切換アーム45
が短くされている。
明する。入力軸1に入力されている動力は、副変速機6
がHiのときはサンギヤ27から、Loのときはキャリア3
0から出力される。この動力は切換スリーブ34を介し
てセンターデフ61の円筒部70即ちリングギヤ66に
伝達される。リングギヤ66が、サンギヤ62を一体的
に有する後輪出力軸2に固定されていることから、セン
ターデフ61においてはリングギヤ66とサンギヤ62
とが入力側となる。これらに入力された動力の一部が後
輪出力軸2を通じて後輪側に送られ、残りの動力がプラ
ネタリギヤ63→デフキャリア65→駆動スプロケット
14という経路を経て前輪側に送られる。
においては、リングギヤ66及びサンギヤ62とプラネ
タリギヤ63とが差動可能であり、前後輪の差動が許容
される。一方、図示状態からスリーブ69を後方に移動
してセンターデフロック状態にすると、リングギヤ66
及びサンギヤ62とプラネタリギヤ63との差動が禁止
されるので、前後輪の差動も禁止される。
以下の特徴がある。即ち、センターデフ61に軸方向寸
法が短かくて済む遊星歯車式を採用し、そのリングギヤ
66の外周側にデフロック機構73を設けたので、デフ
ロック機構73を含むセンターデフ全体の軸方向寸法が
大幅に短縮でき、トランスファ全体の軸方向寸法の拡大
も防止できる。またセンターデフ61がパートタイム式
の二駆・四駆切換機構5と同等の軸方向寸法になり、こ
れらの置換が容易となる。よってフルタイム式とパート
タイム式という二つのバリエーションを多くの部品を流
用しつつ低コストで実現できる。また同一のケーシング
を使用でき、トランスファ全体の軸方向寸法(全長)を
変えずに済むため、周辺レイアウトの変更も行わなくて
済み、高い汎用性をもたらす。このようにセンターデフ
を装備するフルタイム式でありながらパートタイム式と
同等の軸方向寸法(全長)に抑えることができる。
0号等に示されるように、デフロック機構が遊星歯車機
構に対し軸方向に突出されるものが一般的であった。本
発明はかかる問題点を解消し、デフロック機構を遊星歯
車機構の軸方向範囲内に収め、センターデフ全体の軸方
向寸法を大幅に短縮できるものである。
デフ61のリングギヤ66の一部が副変速機6の内周側
に入り込む構造であり、且つその内周側に副変速機6の
Hi-Lo切換機構も入り込む構造であるため、トランスフ
ァ全体の軸方向寸法の短縮及びコンパクト化に大きく寄
与できるものである。
態に限られない。上記実施形態ではFRベースのもの、
即ち後輪を主駆動輪、前輪を従駆動輪とするものを示し
たが、FFベースのもの、即ち前輪を主駆動輪、後輪を
従駆動輪とするものでも構わない。この場合、上記後輪
出力軸2は前輪出力軸となって前輪に連結され、上記前
輪出力軸3は後輪出力軸となって後輪に連結される。こ
れらFR、FFベースのものを含め、上記後輪出力軸2
が主駆動輪出力軸、上記前輪出力軸3が従駆動輪出力軸
となる。
れた効果が発揮される。 (1) デフロック機構を含むセンターデフ全体の軸方向寸
法が大幅に短縮できる。 (2) センターデフがパートタイム式の二駆・四駆切換機
構と同等の軸方向寸法になり、これらの置換が容易とな
る。
で、左側が前、右側が後である。
で、左側が前、右側が後である。
右側が後(R)である。
Claims (3)
- 【請求項1】 主駆動輪出力軸に回転可能に取り付けら
れ従駆動輪出力軸に連結された駆動部材に隣接して遊星
歯車式センターディファレンシャルを設け、そのリング
ギヤ外周側に、上記センターディファレンシャルを選択
的にロックするためのデフロック機構を設けたことを特
徴とする四輪駆動車の動力分配装置。 - 【請求項2】 後輪出力軸に回転可能に取り付けられ前
輪出力軸に連結された駆動部材に隣接して遊星歯車式セ
ンターディファレンシャルを設け、そのデフキャリアを
上記駆動部材に結合すると共に、そのリングギヤの外周
部に第一スプラインを設け、上記デフキャリアに上記第
一スプラインと同径の第二スプラインを設け、上記第一
スプラインにスリーブをスライド可能に設けたことを特
徴とする四輪駆動車の動力分配装置。 - 【請求項3】 主駆動輪出力軸上に、入力側から順に低
速段・高速段を切り換えるための遊星歯車式副変速機
と、センターディファレンシャルと、上記主駆動輪出力
軸に回転可能に取り付けられ従駆動輪出力軸に連結され
た駆動部材とを設け、上記副変速機のサンギヤとキャリ
アとの内周側に上記主駆動輪出力軸との隙間を形成する
ための空洞部を設け、該空洞部に、上記センターディフ
ァレンシャルのリングギヤから一体的に延出された円筒
部と、該円筒部上にスライド可能にスプライン嵌合され
上記副変速機の低速段・高速段を切り換えるための切換
スリーブとを挿入し、上記切換スリーブの外周部と上記
副変速機のサンギヤ及びキャリアの内周部とにそれぞれ
スプラインを設け、上記切換スリーブの外周部のスプラ
インを、上記副変速機のサンギヤ及びキャリアのスプラ
インのいずれか一方に選択的に噛合可能としたことを特
徴とする四輪駆動車の動力分配装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001065071A JP4581272B2 (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | 四輪駆動車の動力分配装置 |
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---|---|---|---|
JP2001065071A JP4581272B2 (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | 四輪駆動車の動力分配装置 |
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---|---|
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