JP3813561B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪駆動車両の従駆動輪動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４輪駆動車両では、中低速域において４輪駆動の走行状態で旋回半径の小さいコーナーを旋回すると、前後輪の間に旋回半径の相違に伴う回転速度差が生じ、タイトコーナーブレーキング現象が発生する。
【０００３】
このような、タイトコーナーブレーキング現象の問題を解消するための従来技術としては、特公平７−６１７７９号公報及び特公平７−６４２１９号公報で開示するような前後輪駆動装置が知られている。
【０００４】
これらの公報に開示された前後輪駆動装置は、主駆動輪と従駆動輪の間に変速装置（増速装置）を設けることにより、主駆動輪の平均輪速に対する従駆動輪の平均輪速を調整するものである。
【０００５】
この変速装置は直結用クラッチと変速用クラッチのオン・オフを切り替えるこのにより、主駆動輪の平均輪速と従駆動輪の平均輪速とがほぼ等しくなる直結状態と、主駆動輪の平均輪速よりも従駆動輪の平均輪速が大きくなる増速状態とを切り替えるものである。
【０００６】
この前後輪駆動装置では、４輪駆動の走行状態で小さいコーナーを旋回するときに、変速装置で従駆動輪を増速状態にすることにより、タイトコーナーブレーキング現象を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した４輪駆動車両における変速装置（増速装置）では、直結用クラッチ及び変速用クラッチを作動させる動力として、油圧式や電磁式等のアクチュエータが少なくとも二つ必要となることから装置自体が大きくなり、また重量も増すといった欠点がある。
【０００８】
更に、変速装置の組立工程において、各部品を一つずつ組み付けて行く構造であり、組立工程数が多く生産性が悪い。また、クリアランス、スプリング荷重等の調整部分が多いため、生産性が悪い。
【０００９】
よって、本発明の目的は、装置全体を小型で軽量にすることのできる従駆動輪用動力伝達装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によると、ケーシング内に収容された入力シャフトと出力シャフトの間に設けられ、出力シャフトの速度を選択的に変速可能な動力伝達装置が提供される。
【００１１】
動力伝達装置は、入力シャフトと出力シャフトを直結するクラッチと、クラッチの軸方向に直列に配置された変速ブレーキと、変速ブレーキを締結すると同時にクラッチを解放する変速ブレーキの軸方向に直列に配置されたアクチュエータと、クラッチの軸方向に直列に配置されたプラネタリキャリアサブアセンブリとを含んでいる。
【００１２】
クラッチは、入力シャフトに固定されたクラッチインナーハブと、クラッチガイドと、クラッチインナーハブに取り付けられた複数のクラッチディスクと、クラッチディスクと交互に配置されるようにクラッチガイドに取り付けられた複数のクラッチプレートと、クラッチピストンと、クラッチディスクとクラッチプレートが係合する方向にクラッチピストンを付勢する付勢手段とを含んでいる。
【００１３】
変速ブレーキは、一端がクラッチピストンに連結されたブレーキインナーハブと、ブレーキインナーハブに取り付けられた複数のブレーキディスクと、ブレーキディスクと交互に配置されるようにケーシングに取り付けられた複数のブレーキプレートとを含んでいる。
【００１４】
プラネタリキャリアサブアセンブリは、入力シャフト及び出力シャフト回りにに回転可能に取り付けられると共にクラッチガイドに連結されたプラネタリキャリアと、プラネタリキャリアに回転可能に担持された第１ピニオンギヤと、第１ピニオンギヤと一体的に形成され、第１ピニオンギヤとは歯数の異なる第２ピニオンギヤと、入力シャフトに固定され第１ピニオンギヤに噛み合った第１サンギヤと、出力シャフトに固定され第２ピニオンギヤに噛み合った第２サンギヤとを含んでいる。
【００１５】
請求項１の動力伝達装置によると、一つのアクチュエータで変速ブレーキを締結すると同時に、クラッチを解放することができるので、小型で軽量の動力伝達装置を提供することができる。また、クラッチと変速ブレーキを軸方向に直列に配置したので、動力伝達装置の外径を小さくすることができる。
【００１６】
更に、アクチュエータを作動させると、変速ブレーキが徐々に締結されつつ、クラッチの係合が徐々に解除されて行くので、入力シャフトから出力シャフトへの動力の伝達が跡切れることがなく、変速時のショックを防止することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によると、動力伝達装置は更にクラッチインナーハブとクラッチガイドとの間に介装されたワンウェイクラッチを具備している。
【００１８】
このようにワンウェイクラッチをクラッチインナーハブとクラッチガイドとの間に介装したために、直結時の負荷をこのワンウェイクラッチで部分的に負担することができ、クラッチの負荷容量を小さくすることができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によると、クラッチピストンが、クラッチガイドとクラッチプレートの半径方向外側の間のスペースに軸方向に延長されて配置されている動力伝達装置が提供される。
【００２０】
この構造により、内径側にクラッチインナーハブ等の動力伝達部材が配置されていても、外径側でクラッチの制御（オン・オフ）を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明の増速装置（変速装置）が適用されるのに適したフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車ベースの４輪駆動車両の動力伝達系の概略図が示されている。
【００２２】
ここで注意すべきは、本発明はＦＦ車ベースの４ＷＤ車に限定されることなく、リヤエンジン・リヤドライブ（ＲＲ）車ベースの４ＷＤ車又はフロントエンジン・リヤドライブ（ＦＲ）車ベースの４ＷＤ車に適用することもできる。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の動力伝達系は、車両前方に配置されたエンジン２の動力がトランスミッション４の出力軸４ａから伝達されるフロントデファレンシャル装置６と、このフロントデファレンシャル装置６からの動力がプロペラシャフト８を介して伝達される本発明の動力伝達装置又は増速装置（変速装置）１０と、増速装置１０からの動力が伝達されるリヤデファレンシャル装置１２を主に含んでいる。
【００２４】
フロントデファレンシャル装置６は従来周知の構造となっており、トランスミッション４の出力軸４ａからの動力をデフケース６ａ内の複数のギヤ１４と出力軸１６，１８を介して左右の前輪駆動軸２０，２２に伝達することにより、各前輪が駆動される。
【００２５】
リヤデファレンシャル装置１２は、後で説明するように、一対のプラネタリギヤセットと、それぞれ多板ブレーキ機構の締結を制御する一対の電磁アクチュエータを含んでおり、電磁アクチュエータを制御して左右の後輪駆動軸２４，２６に動力を伝達することにより、各後輪が駆動される。
【００２６】
図２は本発明の増速装置１０と、増速装置１０の下流側に配置されたリヤデファレンシャル装置１２の断面図を示している。増速装置１０はケーシング２８中に回転可能に取り付けられた入力シャフト３０と、出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）３２を含んでいる。
【００２７】
増速装置１０は更に、オイルポンプサブアセンブリ３４と、プラネタリキャリアサブアセンブリ３８と、（直結）クラッチサブアセンブリ４０と、変速ブレーキ４２を含んでいる。
【００２８】
変速装置１０の下流側に設けられたリヤデファレンシャル装置１２は、ハイポイドピニオンシャフト３２の先端に形成されたハイポイドピニオンギヤ４４を有している。
【００２９】
ハイポイドピニオンギヤ４４はハイポイドリングギヤ４８と噛み合っており、ハイポイドリングギヤ４８からの動力は左右に一対設けられたプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤに入力される。
【００３０】
プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤは左側後ろ車軸２４，右側後ろ車軸２６回りに回転可能に取り付けられている。プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのプラネタリキャリアは、左側後ろ車軸２４，右側後ろ車軸２６に固定されている。プラネタリキャリアに担持されたプラネットギヤがサンギヤ及びリングギヤに噛み合っている。
【００３１】
左右のプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂは、サンギヤのトルクを可変制御するために設けられたブレーキ機構５１に連結される。ブレーキ機構５１は、湿式多板ブレーキ５２と、この多板ブレーキ５２を作動する電磁アクチュエータ５６を含んでいる。
【００３２】
湿式多板ブレーキ５２のブレーキプレートはケーシング５４に固定され、ブレーキディスクはプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤに固定されている。
【００３３】
電磁アクチュエータ５６は、コア（ヨーク）５８、コア５８中に挿入された電磁コイル６０、アーマチュア６２、アーマチュア６２に連結されたピストン６４とから構成される。
【００３４】
電磁コイル６０に電流を印加すると、アーマチュア６２がコイル６０によりコア５８に引き付けられ推力が発生する。この推力により、アーマチュア６２と一体に連結されたピストン６４が多板ブレーキ５２を押しつけることで、ブレーキトルクが発生する。
【００３５】
これにより、プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤはそれぞれケーシング５４に対して固定され、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力はプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤ、プラネットギヤ、プラネットキャリアを介して左右の後ろ車軸２４，２６に伝達される。
【００３６】
電磁コイル６０に印加する電流を可変にすることにより、左右の後ろ車軸２４，２６への出力トルクを可変に制御することができる。
【００３７】
次に図３を参照して、増速装置１０の構造について詳細に説明する。増速装置１０のケーシング２８はボルト６６によりリヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４に対して固定される。
【００３８】
オイルポンプサブアセンブリ３４は、ベース６８、オイルポンプボディー７０、カバー７２を含んでおり、カバー７２がボルト７６でオイルポンプボディー７０に固定され、ボルト７４でオイルポンプサブアセンブリ３４がリヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４に対して固定される。
【００３９】
オイルポンプサブアセンブリ３４はトコロイドポンプよりなり、オイルポンプボディー７０は相互に噛み合った内歯のアウターロータと外歯のインナーロータを有している。オイルポンプ駆動ピン３６がインナーロータに嵌合している。
【００４０】
プラネタリキャリアサブアセンブリ３８は、軸受け８０を介して入力シャフト３０及び出力シャフト３２回りに回転可能に取り付けられたプラネタリキャリア７８を含んでいる。
【００４１】
プラネタリキャリア７８はシャフト８２を有しており、このシャフト８２回りに一体的に形成された小径ピニオンギヤ（第１ピニオンギヤ）８４と、大径ピニオンギヤ（第２ピニオンギヤ）８６が回転可能に取り付けられている。
【００４２】
小径ピニオンギヤ８２は、スプライン９０，９２により入力シャフト３０に固定された第１サンギヤ８８に噛み合い、大径ピニオンギヤ８６は、スプライン９６，９８により出力シャフト３２に固定された第２サンギヤ９４に噛み合っている。
【００４３】
直結クラッチサブアセンブリ４０は、スプライン１００，１０２によりプラネタリキャリア７８に固定されたクラッチガイド１０４を含んでいる。図４はクラッチガイド１０４の正面図、図５は図４の５−５線断面図、図６はクラッチガイド１０４の背面図を示している。
【００４４】
図５に最もよく示されるように、クラッチガイド１０４は外周側クラッチガイド１００ａと、外周側クラッチガイド１０４ａに溶接されたリング１０４ｂと、外周側クラッチガイド１０４ａに固定された内周側クラッチガイド１０４ｃを有している。内周側クラッチプガイド１０４ｃはスプライン１０２を有している。
【００４５】
図６に最もよく示されるように、クラッチガイド１０４は半径方向内側に突出した六つの突出部１２２を有している。突出部１２２とリング１０４ｂの間には窪み１２４が画成されている。
【００４６】
図３を再び参照すると、直結クラッチサブアセンブリ４０は、スプライン１０８，１１０により入力シャフトを３０に固定されたクラッチインナーハブ１０６を有している。クラッチインナーハブ１０６の外周部には複数のクラッチディスク１１２が回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。
【００４７】
更に、クラッチディスク１１２と交互に配置されるようにクラッチガイド１０４に回転不能且つ軸方向移動可能に複数のクラッチプレート１１４が取り付けられている。
【００４８】
クラッチピストン１１６がクラッチガイド１０４とクラッチプレート１１２の半径方向外側との間のスペースに軸方向に延長されて配置されている。図７及び図８に示されるように、クラッチピストン１１６は軸方向に延長された六つの突出部１１６ａを有している。
【００４９】
各突出部１１６ａはその先端近傍両側に肩１１７を有している。クラッチガイド１０４とクラッチピストン１１６の間には、クラッチディスク１１２とクラッチプレート１１４を係合する方向にクラッチピストン１１６を付勢するコイルばね１１８が介装されている。
【００５０】
直結クラッチサブアセンブリ４０のクラッチインナーハブ１０６とクラッチガイド１０４の間にはワンウェイクラッチ１２０が介装されている。図９はワンウェイクラッチ１２０の正面図、図１０は図９の１０−１０線断面図を示している。
【００５１】
ワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６がクラッチガイド１０４に固定され、インナーリング１２８がクラッチインナーハブ１０６に固定されている。
【００５２】
図９に示されるように、ワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６は複数の突起１３０を有しており、隣接する一対の突起１３０の間には窪み１３２が画成されている。
【００５３】
ワンウェイクラッチ１２０は、入力シャフト３０の回転数が出力側であるクラッチガイド１０４の回転数以上の場合に、入力シャフト３０からクラッチガイド１０４にトルクを一方向に伝達するものである。
【００５４】
図１１を参照すると、図３の１１−１１線断面図が示されている。クラッチガイド１０４とワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６の間にはクラッチピストン１１６の軸方向突出部１１６ａが挿入されている。
【００５５】
更に、ワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６の一対の突起１３０の間にはクラッチガイド１０４の突出部１２２が嵌合しており、この嵌合部分でワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６からクラッチガイド１０４にトルクが伝達される。
【００５６】
図１２を参照すると、図３の１２−１２線断面図が示されている。クラッチプレート１１４とクラッチガイド１０４の間にはクラッチピストン１１６の軸方向突出部１１６ａが挿入されている。
【００５７】
クラッチプレート１１４は外周側に形成された複数の突起１１４ａを有しており、隣接する一対の突起１１４ａの間にクラッチガイド１０４の突出部１２２が嵌合することにより、クラッチプレート１１４はクラッチガイド１０４に回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。
【００５８】
図３を再び参照すると、符号４２は変速ブレーキを示しており、変速ブレーキ４２のブレーキインナーハブ１３６の一端がクラッチピストン１１６に係合している。図１３はブレーキインナーハブ１３６の正面図、図１４は図１３の１４−１４線断面図をそれぞれ示している。
【００５９】
図１３に示されるように、ブレーキインナーハブ１３６は円周方向に離間した６個の穴１３６ａを有している。図８に示したクラッチピストン１１６の軸方向突出部１１６ａがブレーキインナーハブ１３６の穴１３６ａ中に挿入され、ブレーキインナーハブ１３６がクラッチピストン１１６の肩１１７に当たることにより、ブレーキインナーハブ１３６の軸方向右側への動きが規制される。
【００６０】
ブレーキインナーハブ１３６には複数のブレーキディスク１３８が回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。更に、ブレーキディスク１３８と交互に配置されるように複数のブレーキプレート１４０がケーシング２８に回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。ブレーキインナーハブ１３６と最も右側のブレーキディスク１３８の間にはエンドプレート１４４が介装されている。
【００６１】
１４８はアクチュエータとしての油圧ピストンであり、油圧室１５２に導入された油圧により図で右方向に移動されて変速ブレーキ４２を締結する。油圧室１５２への油圧はオイルポンプサブアセンブリ３４から供給される。油圧ピストン１４８は、通常はコイルばね１５０により変速ブレーキ４２の締結を解除する方向に付勢されている。
【００６２】
入力シャフト３０にはスプライン１５６，１５８によりコンパニオンフランジ１５４が固定されている。コンパニオンフランジ１５４は図１に示したプロペラシャフト８に連結される。
【００６３】
次に、図１５〜図２２を参照して、上述した実施形態の増速装置１０の組立方法について説明する。まず、図１５に示すように、ケーシング５４組み付け前のリヤデファレンシャル装置１２のハイポイドピニオンシャフト（出力シャフト）３２にオイルポンプ駆動用ピン３６を取り付ける。
【００６４】
次いで、図１６に示すように、リヤデファレンシャル装置１２にオイルポンプサブアセンブリ３４を組み付け、ボルト７４を締め付ける。このとき、オイルポンプ駆動用ピン３６は、オイルポンプ本体７０に内臓されたインナーロータに嵌合する。
【００６５】
このように、ベース６８、オイルポンプボディー７０及びカバー７２を、内臓される部品と共に組み込んだ一次完成体をオイルポンプサブアセンブリ３４とすることにより、オイルポンプ単体での機能を確認することができる。また、搬送時にもオイルポンプの組立状態が保たれるため、最終組立ラインから離れた場所でのオイルポンプの組立に対しても有効である。
【００６６】
次いで、図１７に示すように、オイルポンプカバー７２に配置されたベアリング支持部７３（図１６参照）に対してプラネタリキャリアサブアセンブリ３８を組み付ける。このとき、第２サンギヤ９４のスプライン９８とハイポイドピニオンシャフト３２のスプライン９６が嵌合する。
【００６７】
このように、プラネタリキャリア７８に対し、ピニオンギヤ８２，８６、サンギヤ８８，９４及びベアリング８０等の内臓部品を組み込んだあと、サークリップ８１で固定することにより、プラネタリキャリアサブアセンブリ３８として一次完成体とすることができる。
【００６８】
よって、プラネタリキャリアサブアセンブリ３８の状態で、ピニオンギヤ８４，８６とサンギヤ８８，９４の噛み合い状態、スラストクリアランス等を確認できる。また、搬送時にもプラネタリキャリアサブアセンブリ３８の状態が保たれるため、最終組立ラインから離れた場所での組立に対しても有効である。
【００６９】
次いで、図１８に示すように、プラネタリキャリア７８のスプライン１００（図１７参照）に対して直結クラッチサブアセンブリ４０を組み付ける。更に、直結クラッチサブアセンブリ４０に対して変速ブレーキ４２を組み付ける。
【００７０】
即ち、変速ブレーキ４２のブレーキインナーハブ１３６を直結クラッチサブアセンブリ４０のピストン１１６に係合し、ブレーキディスク及びブレーキプレートを互い違いにブレーキインナーハブ１３６に取り付ける。
【００７１】
（直結）クラッチ４０は、クラッチトルク（コイルばね１１８のセット荷重のより決定）をある一定値に管理することが必要である。そのために、クラッチディスク１１２及びクラッチプレート１１４の厚さを選択して組み込む必要があるが、リヤデファレンシャル装置１２全体の組立工程でこの作業を行うのは組み立て全体の作業効率を下げることになる。
【００７２】
本実施形態では、直結クラッチサブアセンブリ４０として組み立てたため、リヤデファレンシャル装置１２全体の組立工程から分離することが可能となる。また、搬送時にも直結クラッチサブアセンブリ４０の組立状態が保たれるため、最終組立ラインから離れた場所での組立に対しても有効である。
【００７３】
次いで、図１９に示すように、入力シャフト３０を挿入する。このとき、第１サンギヤ８８と入力シャフト３０はスプライン９０，９２で嵌合する。また、直結クラッチアセンブリ４０のクラッチインナーハブ１０６と入力シャフト３０はスプライン１０８，１１０で嵌合する。
【００７４】
この状態で図１９のＮ１，Ｎ２の高さを計測する。即ち、リヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４からシム１４２までの高さＮ１と変速ブレーキ４２の最上端のブレーキプレート１４０までの高さＮ２を計測する。
【００７５】
次いで、図２０に示すように、別工程で組み立てられたフロントケースサブアセンブリ２７の２箇所の寸法Ｓ１，Ｓ２を計測する。フロントケースサブアセンブリ２７は、ケーシング２８と、入力シャフト３０を回転可能に支持する軸受け１４６と、変速ブレーキ４２の油圧ピストン１４８と、コイルばね１５０を含んでいる。
【００７６】
図１９に示した前工程で計測したＮ１，Ｎ２との差から規定クリアランスを設定するため、シム１４２とブレーキエンドプレート１４４の厚さを選択する。
【００７７】
フロントケースサブアセンブリ２７には、変速用油圧ピストン１４８が内臓されており、変速ブレーキのクリアランスを設定するためには、変速装置１０のケーシング２８とリヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４の合わせ面から油圧ピストン４８端面までの寸法Ｓ２を計測する必要がある。
【００７８】
この計測工程をリヤデファレンシャル装置１２全体の組立工程で行うのは、組立工程全体の効率を下げることになる。本実施形態のフロントケースサブアセンブリ２７は、周辺部品の寸法に影響されないため、リヤデファレンシャル装置１２全体の組立工程から分離することが可能となる。
【００７９】
次いで、図２１に示すように、フロントケースサブアセンブリ２７を組み付ける。フロントケースサブアセンブリ２７の軸受け１４６のインナーレースを入力シャフト３０に圧入し、ケーシング２８をリヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４にネジ６６で締結する。このとき、変速ブレーキ４２のブレーキクリアランスとケーシング２８が内臓する各部品の軸方向クリアランスは規定値となる。
【００８０】
最後に、図２２に示すように、コンパニオンフランジ１５４を入力シャフト３０に組み付ける。即ち、コンパニオンフランジ１５４をスプライン１５６，１５８同士を嵌合することにより、入力シャフト３０に固定する。
【００８１】
以下、上述した実施形態の増速装置１０及びリヤデファレンシャル装置１２の動作について説明する。
【００８２】
油圧ピストン１４８の油圧室１５２に油圧が導入されない変速ブレーキ４２がオフの状態では、直結クラッチ４０はコイルばね１１８の勢力により係合されている。
【００８３】
よって、入力シャフト３０とプラネタリキャリア７８は直結クラッチ４０及びワンウェイクラッチ１２０を介して結合され、ピニオンギヤ８４，８６を含むプラネタリキャリア７８及び第１及び第２サンギヤ８８，９４は一体で回転する。即ち、これらの各構成部品はワンブロック回転をする。
【００８４】
このとき、ピニオンギヤ８４，８６は自転をせず、入力シャフト３０及び出力シャフト３２と共に一体で回転する。即ち、コンパニオンフランジ１５４から入力された動力はそのまま出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）３２に出力される。
【００８５】
この直結状態でリヤデファレンシャル装置１２の左右の電磁コイル６０がオフの場合には、各ブレーキ機構５１は締結されないのでプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂの各サンギヤは左右の後ろ車軸２４，２６回りをそれぞれ空転する。
【００８６】
よって、ハイポイドピニオンギヤ３２の駆動力（トルク）は左右の後ろ車軸２４，２６に何ら伝達されことはない。この場合には、後輪は空転し、全ての駆動力は前輪に向けられて２輪駆動車両となる。
【００８７】
左右の電磁コイル６０に所定量の電流を流して、ピストン６４を介して左右の多板ブレーキ５２を完全に締結した場合には、プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤはそれぞれケーシング５４に対して固定される。
【００８８】
よって、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力はプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤ、プラネットギヤ、プラネットキャリアを介して左右の後ろ車軸２４，２６に伝達される。
【００８９】
よって、入力シャフト３０の駆動力は左右の後ろ車軸２４，２６に均等に分割されて伝達される。その結果、４輪駆動車両は４輪駆動モードとなり直進する。
【００９０】
一方、中低速域において４輪駆動の走行状態で旋回半径の小さいコーナーを旋回するときには、変速ブレーキ４２の油圧室１５２に油圧を導入し、油圧ピストン１４８を右方向に押して変速ブレーキ４２を締結する。
【００９１】
これと同時に、変速ブレーキ４２のブレーキインナーハブ１３６が直結クラッチ４０のクラッチピストン１１６をコイルばね１１８の付勢力に抗して右方向に押し、直結クラッチ４０の係合を解除する。
【００９２】
これにより、クラッチガイド１０４が変速ブレーキ４２を介してケーシング２８に対して固定され、クラッチガイド１０４に連結されたプラネタリキャリア７８がケーシング２８に対して固定される。
【００９３】
プラネタリキャリア７８がケーシング２８に対して固定された状態でも、プラネタリキャリア７８内に保持されている小径ピニオンギヤ８４及び大径ピニオンギヤ８６は回転可能であり、この状態ではプラネタリキャリアサブアセンブリ３８部分は、ある変速比を持ったギヤ列となり入力シャフト３０と出力シャフト（ハイポイドピニシャフト）３２間で変速が成立する。
【００９４】
ここで、サンギヤ８８の歯数を（Ｎ１）、小径ピニオンギヤ８４の歯数を（Ｎ２）、大径ピニオンギヤ８６の歯数を（Ｎ３）、サンギヤ９４の歯数を（Ｎ４）として、以下の関係に設定すると、入力シャフト３０と出力シャフト３２の間で増速が成立する。
【００９５】
【数１】
本実施形態では、増速比が約１．０７となるように各ピニオンギヤ８４，８６及び第１及び第２サンギヤ８８，９４の歯数を設定した。
【００９６】
出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）３２が入力シャフト３０に対して増速された状態で、車両が図２３に示すように左旋回したとする。このときには、リヤデファレンシャル装置１２の右側の電磁コイル６０に左側の電磁コイル６０よりも多く電流を流し、右側のブレーキ機構５１を左側よりも強く締結する。
【００９７】
これにより、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力は右側後ろ車軸２６に多く分配され、図２３の矢印Ｆ４に示すように、旋回外側の後輪駆動トルクを旋回内側の後輪駆動トルクよりも大きくできるため、例えば、中低速域での旋回性能を向上することができる。
【００９８】
また、逆に旋回外側の後輪駆動トルクよりも旋回内側の後輪駆動トルクを大きくすることも可能であり、これにより高速域での安定性を得ることができる。
【００９９】
このように、左右の電磁コイル６０に流す電流値を制御することにより、入力シャフト３０の駆動力を直結状態で或いは増速装置１０で増速して、左右の後ろ車軸２４，２６に任意に分配することができ、最適な旋回制御及び／又はぬかるみ脱出の容易化を実現している。
【０１００】
直結状態から増速状態への切り替えは、例えば次のように制御する。車速に対応してしきい値を設定し、操舵力又は操舵角が上記しきい値を超えた場合に増速装置１０を増速状態に制御する。
【０１０１】
また、リヤデファレンシャル装置１２は例えば次のように制御する。操舵力又は操舵角に対応して電磁コイル６０に流す電流値を予めマップとして設定しておく。
【０１０２】
これにより、旋回方向及び操舵力又は操舵角に基づいて左右の電磁コイル６０に流す電流値を制御して、旋回外側の後輪駆動トルクを旋回内側の後輪駆動トルクよりも大きくなるように制御する。
【０１０３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、一つのアクチュエータで変速ブレーキを締結すると同時に、クラッチを解放することができるので、小型で軽量の動力伝達装置を提供することができる。また、クラッチと変速ブレーキを軸方向に直列に配置したので、動力伝達装置の外径を小さくすることができる。
【０１０４】
更に、アクチュエータを作動させると、変速ブレーキが徐々に締結されつつ、クラッチの係合が徐々に解除されて行くので、入力シャフトから出力シャフトへの動力の伝達が跡切れることがなく、変速時のショックを防止することができる。
【０１０５】
請求項２記載の発明によると、ワンウェイクラッチがクラッチインナーハブとクラッチガイドとの間に介装されているため、直結時の負荷をワンウェイクラッチで部分的に負担することができ、クラッチの負荷容量を小さくすることができる。
【０１０６】
請求項３記載の発明によると、内径側にクラッチインナーハブ等の動力伝達部材が配置されていても、外径側でクラッチの制御（オン・オフ）を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動力伝達装置が適用されるのに適した４輪駆動車両の動力伝達系を示す概略図である。
【図２】本発明実施形態の動力伝達装置（変速装置）及びリヤデファレンシャル装置の断面図である。
【図３】本発明実施形態の動力伝達装置の拡大断面図である。
【図４】クラッチガイドの正面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】クラッチガイドの背面図である。
【図７】クラッチピストンの正面図である。
【図８】図７の８−８線断面図である。
【図９】ワンウェイクラッチの正面図である。
【図１０】クラッチインナーハブに取り付けられた状態の図９の１０−１０線断面図である。
【図１１】図３の１１−１１線断面図である。
【図１２】図３の１２−１２線断面図である。
【図１３】ブレーキインナーハブの正面図である。
【図１４】図１３の１４−１４線断面図である。
【図１５】オイルポンプ駆動用ピンの組み付け工程を示す断面図である。
【図１６】オイルポンプサブアセンブリの組み付け工程を示す断面図である。
【図１７】プラネタリキャリアサブアセンブリの組み付け工程を示す断面図である。
【図１８】直結クラッチサブアセンブリの組み付け工程を示す断面図である。
【図１９】入力シャフトの挿入工程及びＮ１，Ｎ２の計測工程を示す断面図である。
【図２０】フロントケースサブアセンブリの寸法Ｓ１，Ｓ２の計測工程を示す断面図である。
【図２１】フロントケースサブアセンブリの組み付け工程を示す断面図である。
【図２２】コンパニオンフランジ組み付け工程を示す断面図である。
【図２３】４輪駆動車両の左旋回状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 増速装置（変速装置）
１２ リヤデファレンシャル装置
２４，２６ 後ろ車軸
２８，５４ ケーシング
３０ 入力シャフト
３２ 出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）
３４ オイルポンプサブアセンブリ
３８ プラネタリキャリアサブアセンブリ
４０ 直結クラッチ（直結クラッチサブアセンブリ）
４２ 変速ブレーキ
５０Ａ，５０Ｂ プラネタリギヤセット
５１ ブレーキ機構
５２ 湿式多板ブレーキ
５６ 電磁アクチュエータ
５８ コア（ヨーク）
６０ 電磁コイル
６２ アーマチュア
８４ 小径ピニオンギヤ
８６ 大径ピニオンギヤ
８８ 第１サンギヤ
９４ 第２サンギヤ
１２０ ワンウェイクラッチ
１４８ 油圧ピストン
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪駆動車両の従駆動輪動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４輪駆動車両では、中低速域において４輪駆動の走行状態で旋回半径の小さいコーナーを旋回すると、前後輪の間に旋回半径の相違に伴う回転速度差が生じ、タイトコーナーブレーキング現象が発生する。
【０００３】
このような、タイトコーナーブレーキング現象の問題を解消するための従来技術としては、特公平７−６１７７９号公報及び特公平７−６４２１９号公報で開示するような前後輪駆動装置が知られている。
【０００４】
これらの公報に開示された前後輪駆動装置は、主駆動輪と従駆動輪の間に変速装置（増速装置）を設けることにより、主駆動輪の平均輪速に対する従駆動輪の平均輪速を調整するものである。
【０００５】
この変速装置は直結用クラッチと変速用クラッチのオン・オフを切り替えるこのにより、主駆動輪の平均輪速と従駆動輪の平均輪速とがほぼ等しくなる直結状態と、主駆動輪の平均輪速よりも従駆動輪の平均輪速が大きくなる増速状態とを切り替えるものである。
【０００６】
この前後輪駆動装置では、４輪駆動の走行状態で小さいコーナーを旋回するときに、変速装置で従駆動輪を増速状態にすることにより、タイトコーナーブレーキング現象を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した４輪駆動車両における変速装置（増速装置）では、直結用クラッチ及び変速用クラッチを作動させる動力として、油圧式や電磁式等のアクチュエータが少なくとも二つ必要となることから装置自体が大きくなり、また重量も増すといった欠点がある。
【０００８】
更に、変速装置の組立工程において、各部品を一つずつ組み付けて行く構造であり、組立工程数が多く生産性が悪い。また、クリアランス、スプリング荷重等の調整部分が多いため、生産性が悪い。
【０００９】
よって、本発明の目的は、装置全体を小型で軽量にすることのできる従駆動輪用動力伝達装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によると、ケーシング内に収容された入力シャフトと出力シャフトの間に設けられ、出力シャフトの速度を選択的に変速可能な動力伝達装置が提供される。
【００１１】
動力伝達装置は、入力シャフトと出力シャフトを直結するクラッチと、クラッチの軸方向に直列に配置された変速ブレーキと、変速ブレーキを締結すると同時にクラッチを解放する変速ブレーキの軸方向に直列に配置されたアクチュエータと、クラッチの軸方向に直列に配置されたプラネタリキャリアサブアセンブリとを含んでいる。
【００１２】
クラッチは、入力シャフトに固定されたクラッチインナーハブと、クラッチガイドと、クラッチインナーハブに取り付けられた複数のクラッチディスクと、クラッチディスクと交互に配置されるようにクラッチガイドに取り付けられた複数のクラッチプレートと、クラッチピストンと、クラッチディスクとクラッチプレートが係合する方向にクラッチピストンを付勢する付勢手段とを含んでいる。
【００１３】
変速ブレーキは、一端がクラッチピストンに連結されたブレーキインナーハブと、ブレーキインナーハブに取り付けられた複数のブレーキディスクと、ブレーキディスクと交互に配置されるようにケーシングに取り付けられた複数のブレーキプレートとを含んでいる。
【００１４】
プラネタリキャリアサブアセンブリは、入力シャフト及び出力シャフト回りにに回転可能に取り付けられると共にクラッチガイドに連結されたプラネタリキャリアと、プラネタリキャリアに回転可能に担持された第１ピニオンギヤと、第１ピニオンギヤと一体的に形成され、第１ピニオンギヤとは歯数の異なる第２ピニオンギヤと、入力シャフトに固定され第１ピニオンギヤに噛み合った第１サンギヤと、出力シャフトに固定され第２ピニオンギヤに噛み合った第２サンギヤとを含んでいる。
【００１５】
請求項１の動力伝達装置によると、一つのアクチュエータで変速ブレーキを締結すると同時に、クラッチを解放することができるので、小型で軽量の動力伝達装置を提供することができる。また、クラッチと変速ブレーキを軸方向に直列に配置したので、動力伝達装置の外径を小さくすることができる。
【００１６】
更に、アクチュエータを作動させると、変速ブレーキが徐々に締結されつつ、クラッチの係合が徐々に解除されて行くので、入力シャフトから出力シャフトへの動力の伝達が跡切れることがなく、変速時のショックを防止することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によると、動力伝達装置は更にクラッチインナーハブとクラッチガイドとの間に介装されたワンウェイクラッチを具備している。
【００１８】
このようにワンウェイクラッチをクラッチインナーハブとクラッチガイドとの間に介装したために、直結時の負荷をこのワンウェイクラッチで部分的に負担することができ、クラッチの負荷容量を小さくすることができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によると、クラッチピストンが、クラッチガイドとクラッチプレートの半径方向外側の間のスペースに軸方向に延長されて配置されている動力伝達装置が提供される。
【００２０】
この構造により、内径側にクラッチインナーハブ等の動力伝達部材が配置されていても、外径側でクラッチの制御（オン・オフ）を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明の増速装置（変速装置）が適用されるのに適したフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車ベースの４輪駆動車両の動力伝達系の概略図が示されている。
【００２２】
ここで注意すべきは、本発明はＦＦ車ベースの４ＷＤ車に限定されることなく、リヤエンジン・リヤドライブ（ＲＲ）車ベースの４ＷＤ車又はフロントエンジン・リヤドライブ（ＦＲ）車ベースの４ＷＤ車に適用することもできる。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の動力伝達系は、車両前方に配置されたエンジン２の動力がトランスミッション４の出力軸４ａから伝達されるフロントデファレンシャル装置６と、このフロントデファレンシャル装置６からの動力がプロペラシャフト８を介して伝達される本発明の動力伝達装置又は増速装置（変速装置）１０と、増速装置１０からの動力が伝達されるリヤデファレンシャル装置１２を主に含んでいる。
【００２４】
フロントデファレンシャル装置６は従来周知の構造となっており、トランスミッション４の出力軸４ａからの動力をデフケース６ａ内の複数のギヤ１４と出力軸１６，１８を介して左右の前輪駆動軸２０，２２に伝達することにより、各前輪が駆動される。
【００２５】
リヤデファレンシャル装置１２は、後で説明するように、一対のプラネタリギヤセットと、それぞれ多板ブレーキ機構の締結を制御する一対の電磁アクチュエータを含んでおり、電磁アクチュエータを制御して左右の後輪駆動軸２４，２６に動力を伝達することにより、各後輪が駆動される。
【００２６】
図２は本発明の増速装置１０と、増速装置１０の下流側に配置されたリヤデファレンシャル装置１２の断面図を示している。増速装置１０はケーシング２８中に回転可能に取り付けられた入力シャフト３０と、出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）３２を含んでいる。
【００２７】
増速装置１０は更に、オイルポンプサブアセンブリ３４と、プラネタリキャリアサブアセンブリ３８と、（直結）クラッチサブアセンブリ４０と、変速ブレーキ４２を含んでいる。
【００２８】
変速装置１０の下流側に設けられたリヤデファレンシャル装置１２は、ハイポイドピニオンシャフト３２の先端に形成されたハイポイドピニオンギヤ４４を有している。
【００２９】
ハイポイドピニオンギヤ４４はハイポイドリングギヤ４８と噛み合っており、ハイポイドリングギヤ４８からの動力は左右に一対設けられたプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤに入力される。
【００３０】
プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤは左側後ろ車軸２４，右側後ろ車軸２６回りに回転可能に取り付けられている。プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのプラネタリキャリアは、左側後ろ車軸２４，右側後ろ車軸２６に固定されている。プラネタリキャリアに担持されたプラネットギヤがサンギヤ及びリングギヤに噛み合っている。
【００３１】
左右のプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂは、サンギヤのトルクを可変制御するために設けられたブレーキ機構５１に連結される。ブレーキ機構５１は、湿式多板ブレーキ５２と、この多板ブレーキ５２を作動する電磁アクチュエータ５６を含んでいる。
【００３２】
湿式多板ブレーキ５２のブレーキプレートはケーシング５４に固定され、ブレーキディスクはプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤに固定されている。
【００３３】
電磁アクチュエータ５６は、コア（ヨーク）５８、コア５８中に挿入された電磁コイル６０、アーマチュア６２、アーマチュア６２に連結されたピストン６４とから構成される。
【００３４】
電磁コイル６０に電流を印加すると、アーマチュア６２がコイル６０によりコア５８に引き付けられ推力が発生する。この推力により、アーマチュア６２と一体に連結されたピストン６４が多板ブレーキ５２を押しつけることで、ブレーキトルクが発生する。
【００３５】
これにより、プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤはそれぞれケーシング５４に対して固定され、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力はプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤ、プラネットギヤ、プラネットキャリアを介して左右の後ろ車軸２４，２６に伝達される。
【００３６】
電磁コイル６０に印加する電流を可変にすることにより、左右の後ろ車軸２４，２６への出力トルクを可変に制御することができる。
【００３７】
次に図３を参照して、増速装置１０の構造について詳細に説明する。増速装置１０のケーシング２８はボルト６６によりリヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４に対して固定される。
【００３８】
オイルポンプサブアセンブリ３４は、ベース６８、オイルポンプボディー７０、カバー７２を含んでおり、カバー７２がボルト７６でオイルポンプボディー７０に固定され、ボルト７４でオイルポンプサブアセンブリ３４がリヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４に対して固定される。
【００３９】
オイルポンプサブアセンブリ３４はトコロイドポンプよりなり、オイルポンプボディー７０は相互に噛み合った内歯のアウターロータと外歯のインナーロータを有している。オイルポンプ駆動ピン３６がインナーロータに嵌合している。
【００４０】
プラネタリキャリアサブアセンブリ３８は、軸受け８０を介して入力シャフト３０及び出力シャフト３２回りに回転可能に取り付けられたプラネタリキャリア７８を含んでいる。
【００４１】
プラネタリキャリア７８はシャフト８２を有しており、このシャフト８２回りに一体的に形成された小径ピニオンギヤ（第１ピニオンギヤ）８４と、大径ピニオンギヤ（第２ピニオンギヤ）８６が回転可能に取り付けられている。
【００４２】
小径ピニオンギヤ８２は、スプライン９０，９２により入力シャフト３０に固定された第１サンギヤ８８に噛み合い、大径ピニオンギヤ８６は、スプライン９６，９８により出力シャフト３２に固定された第２サンギヤ９４に噛み合っている。
【００４３】
直結クラッチサブアセンブリ４０は、スプライン１００，１０２によりプラネタリキャリア７８に固定されたクラッチガイド１０４を含んでいる。図４はクラッチガイド１０４の正面図、図５は図４の５−５線断面図、図６はクラッチガイド１０４の背面図を示している。
【００４４】
図５に最もよく示されるように、クラッチガイド１０４は外周側クラッチガイド１００ａと、外周側クラッチガイド１０４ａに溶接されたリング１０４ｂと、外周側クラッチガイド１０４ａに固定された内周側クラッチガイド１０４ｃを有している。内周側クラッチプガイド１０４ｃはスプライン１０２を有している。
【００４５】
図６に最もよく示されるように、クラッチガイド１０４は半径方向内側に突出した六つの突出部１２２を有している。突出部１２２とリング１０４ｂの間には窪み１２４が画成されている。
【００４６】
図３を再び参照すると、直結クラッチサブアセンブリ４０は、スプライン１０８，１１０により入力シャフトを３０に固定されたクラッチインナーハブ１０６を有している。クラッチインナーハブ１０６の外周部には複数のクラッチディスク１１２が回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。
【００４７】
更に、クラッチディスク１１２と交互に配置されるようにクラッチガイド１０４に回転不能且つ軸方向移動可能に複数のクラッチプレート１１４が取り付けられている。
【００４８】
クラッチピストン１１６がクラッチガイド１０４とクラッチプレート１１２の半径方向外側との間のスペースに軸方向に延長されて配置されている。図７及び図８に示されるように、クラッチピストン１１６は軸方向に延長された六つの突出部１１６ａを有している。
【００４９】
各突出部１１６ａはその先端近傍両側に肩１１７を有している。クラッチガイド１０４とクラッチピストン１１６の間には、クラッチディスク１１２とクラッチプレート１１４を係合する方向にクラッチピストン１１６を付勢するコイルばね１１８が介装されている。
【００５０】
直結クラッチサブアセンブリ４０のクラッチインナーハブ１０６とクラッチガイド１０４の間にはワンウェイクラッチ１２０が介装されている。図９はワンウェイクラッチ１２０の正面図、図１０は図９の１０−１０線断面図を示している。
【００５１】
ワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６がクラッチガイド１０４に固定され、インナーリング１２８がクラッチインナーハブ１０６に固定されている。
【００５２】
図９に示されるように、ワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６は複数の突起１３０を有しており、隣接する一対の突起１３０の間には窪み１３２が画成されている。
【００５３】
ワンウェイクラッチ１２０は、入力シャフト３０の回転数が出力側であるクラッチガイド１０４の回転数以上の場合に、入力シャフト３０からクラッチガイド１０４にトルクを一方向に伝達するものである。
【００５４】
図１１を参照すると、図３の１１−１１線断面図が示されている。クラッチガイド１０４とワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６の間にはクラッチピストン１１６の軸方向突出部１１６ａが挿入されている。
【００５５】
更に、ワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６の一対の突起１３０の間にはクラッチガイド１０４の突出部１２２が嵌合しており、この嵌合部分でワンウェイクラッチ１２０のアウターリング１２６からクラッチガイド１０４にトルクが伝達される。
【００５６】
図１２を参照すると、図３の１２−１２線断面図が示されている。クラッチプレート１１４とクラッチガイド１０４の間にはクラッチピストン１１６の軸方向突出部１１６ａが挿入されている。
【００５７】
クラッチプレート１１４は外周側に形成された複数の突起１１４ａを有しており、隣接する一対の突起１１４ａの間にクラッチガイド１０４の突出部１２２が嵌合することにより、クラッチプレート１１４はクラッチガイド１０４に回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。
【００５８】
図３を再び参照すると、符号４２は変速ブレーキを示しており、変速ブレーキ４２のブレーキインナーハブ１３６の一端がクラッチピストン１１６に係合している。図１３はブレーキインナーハブ１３６の正面図、図１４は図１３の１４−１４線断面図をそれぞれ示している。
【００５９】
図１３に示されるように、ブレーキインナーハブ１３６は円周方向に離間した６個の穴１３６ａを有している。図８に示したクラッチピストン１１６の軸方向突出部１１６ａがブレーキインナーハブ１３６の穴１３６ａ中に挿入され、ブレーキインナーハブ１３６がクラッチピストン１１６の肩１１７に当たることにより、ブレーキインナーハブ１３６の軸方向右側への動きが規制される。
【００６０】
ブレーキインナーハブ１３６には複数のブレーキディスク１３８が回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。更に、ブレーキディスク１３８と交互に配置されるように複数のブレーキプレート１４０がケーシング２８に回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。ブレーキインナーハブ１３６と最も右側のブレーキディスク１３８の間にはエンドプレート１４４が介装されている。
【００６１】
１４８はアクチュエータとしての油圧ピストンであり、油圧室１５２に導入された油圧により図で右方向に移動されて変速ブレーキ４２を締結する。油圧室１５２への油圧はオイルポンプサブアセンブリ３４から供給される。油圧ピストン１４８は、通常はコイルばね１５０により変速ブレーキ４２の締結を解除する方向に付勢されている。
【００６２】
入力シャフト３０にはスプライン１５６，１５８によりコンパニオンフランジ１５４が固定されている。コンパニオンフランジ１５４は図１に示したプロペラシャフト８に連結される。
【００６３】
次に、図１５〜図２２を参照して、上述した実施形態の増速装置１０の組立方法について説明する。まず、図１５に示すように、ケーシング５４組み付け前のリヤデファレンシャル装置１２のハイポイドピニオンシャフト（出力シャフト）３２にオイルポンプ駆動用ピン３６を取り付ける。
【００６４】
次いで、図１６に示すように、リヤデファレンシャル装置１２にオイルポンプサブアセンブリ３４を組み付け、ボルト７４を締め付ける。このとき、オイルポンプ駆動用ピン３６は、オイルポンプ本体７０に内臓されたインナーロータに嵌合する。
【００６５】
このように、ベース６８、オイルポンプボディー７０及びカバー７２を、内臓される部品と共に組み込んだ一次完成体をオイルポンプサブアセンブリ３４とすることにより、オイルポンプ単体での機能を確認することができる。また、搬送時にもオイルポンプの組立状態が保たれるため、最終組立ラインから離れた場所でのオイルポンプの組立に対しても有効である。
【００６６】
次いで、図１７に示すように、オイルポンプカバー７２に配置されたベアリング支持部７３（図１６参照）に対してプラネタリキャリアサブアセンブリ３８を組み付ける。このとき、第２サンギヤ９４のスプライン９８とハイポイドピニオンシャフト３２のスプライン９６が嵌合する。
【００６７】
このように、プラネタリキャリア７８に対し、ピニオンギヤ８２，８６、サンギヤ８８，９４及びベアリング８０等の内臓部品を組み込んだあと、サークリップ８１で固定することにより、プラネタリキャリアサブアセンブリ３８として一次完成体とすることができる。
【００６８】
よって、プラネタリキャリアサブアセンブリ３８の状態で、ピニオンギヤ８４，８６とサンギヤ８８，９４の噛み合い状態、スラストクリアランス等を確認できる。また、搬送時にもプラネタリキャリアサブアセンブリ３８の状態が保たれるため、最終組立ラインから離れた場所での組立に対しても有効である。
【００６９】
次いで、図１８に示すように、プラネタリキャリア７８のスプライン１００（図１７参照）に対して直結クラッチサブアセンブリ４０を組み付ける。更に、直結クラッチサブアセンブリ４０に対して変速ブレーキ４２を組み付ける。
【００７０】
即ち、変速ブレーキ４２のブレーキインナーハブ１３６を直結クラッチサブアセンブリ４０のピストン１１６に係合し、ブレーキディスク及びブレーキプレートを互い違いにブレーキインナーハブ１３６に取り付ける。
【００７１】
（直結）クラッチ４０は、クラッチトルク（コイルばね１１８のセット荷重のより決定）をある一定値に管理することが必要である。そのために、クラッチディスク１１２及びクラッチプレート１１４の厚さを選択して組み込む必要があるが、リヤデファレンシャル装置１２全体の組立工程でこの作業を行うのは組み立て全体の作業効率を下げることになる。
【００７２】
本実施形態では、直結クラッチサブアセンブリ４０として組み立てたため、リヤデファレンシャル装置１２全体の組立工程から分離することが可能となる。また、搬送時にも直結クラッチサブアセンブリ４０の組立状態が保たれるため、最終組立ラインから離れた場所での組立に対しても有効である。
【００７３】
次いで、図１９に示すように、入力シャフト３０を挿入する。このとき、第１サンギヤ８８と入力シャフト３０はスプライン９０，９２で嵌合する。また、直結クラッチアセンブリ４０のクラッチインナーハブ１０６と入力シャフト３０はスプライン１０８，１１０で嵌合する。
【００７４】
この状態で図１９のＮ１，Ｎ２の高さを計測する。即ち、リヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４からシム１４２までの高さＮ１と変速ブレーキ４２の最上端のブレーキプレート１４０までの高さＮ２を計測する。
【００７５】
次いで、図２０に示すように、別工程で組み立てられたフロントケースサブアセンブリ２７の２箇所の寸法Ｓ１，Ｓ２を計測する。フロントケースサブアセンブリ２７は、ケーシング２８と、入力シャフト３０を回転可能に支持する軸受け１４６と、変速ブレーキ４２の油圧ピストン１４８と、コイルばね１５０を含んでいる。
【００７６】
図１９に示した前工程で計測したＮ１，Ｎ２との差から規定クリアランスを設定するため、シム１４２とブレーキエンドプレート１４４の厚さを選択する。
【００７７】
フロントケースサブアセンブリ２７には、変速用油圧ピストン１４８が内臓されており、変速ブレーキのクリアランスを設定するためには、変速装置１０のケーシング２８とリヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４の合わせ面から油圧ピストン４８端面までの寸法Ｓ２を計測する必要がある。
【００７８】
この計測工程をリヤデファレンシャル装置１２全体の組立工程で行うのは、組立工程全体の効率を下げることになる。本実施形態のフロントケースサブアセンブリ２７は、周辺部品の寸法に影響されないため、リヤデファレンシャル装置１２全体の組立工程から分離することが可能となる。
【００７９】
次いで、図２１に示すように、フロントケースサブアセンブリ２７を組み付ける。フロントケースサブアセンブリ２７の軸受け１４６のインナーレースを入力シャフト３０に圧入し、ケーシング２８をリヤデファレンシャル装置１２のケーシング５４にネジ６６で締結する。このとき、変速ブレーキ４２のブレーキクリアランスとケーシング２８が内臓する各部品の軸方向クリアランスは規定値となる。
【００８０】
最後に、図２２に示すように、コンパニオンフランジ１５４を入力シャフト３０に組み付ける。即ち、コンパニオンフランジ１５４をスプライン１５６，１５８同士を嵌合することにより、入力シャフト３０に固定する。
【００８１】
以下、上述した実施形態の増速装置１０及びリヤデファレンシャル装置１２の動作について説明する。
【００８２】
油圧ピストン１４８の油圧室１５２に油圧が導入されない変速ブレーキ４２がオフの状態では、直結クラッチ４０はコイルばね１１８の勢力により係合されている。
【００８３】
よって、入力シャフト３０とプラネタリキャリア７８は直結クラッチ４０及びワンウェイクラッチ１２０を介して結合され、ピニオンギヤ８４，８６を含むプラネタリキャリア７８及び第１及び第２サンギヤ８８，９４は一体で回転する。即ち、これらの各構成部品はワンブロック回転をする。
【００８４】
このとき、ピニオンギヤ８４，８６は自転をせず、入力シャフト３０及び出力シャフト３２と共に一体で回転する。即ち、コンパニオンフランジ１５４から入力された動力はそのまま出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）３２に出力される。
【００８５】
この直結状態でリヤデファレンシャル装置１２の左右の電磁コイル６０がオフの場合には、各ブレーキ機構５１は締結されないのでプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂの各サンギヤは左右の後ろ車軸２４，２６回りをそれぞれ空転する。
【００８６】
よって、ハイポイドピニオンギヤ３２の駆動力（トルク）は左右の後ろ車軸２４，２６に何ら伝達されことはない。この場合には、後輪は空転し、全ての駆動力は前輪に向けられて２輪駆動車両となる。
【００８７】
左右の電磁コイル６０に所定量の電流を流して、ピストン６４を介して左右の多板ブレーキ５２を完全に締結した場合には、プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤはそれぞれケーシング５４に対して固定される。
【００８８】
よって、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力はプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤ、プラネットギヤ、プラネットキャリアを介して左右の後ろ車軸２４，２６に伝達される。
【００８９】
よって、入力シャフト３０の駆動力は左右の後ろ車軸２４，２６に均等に分割されて伝達される。その結果、４輪駆動車両は４輪駆動モードとなり直進する。
【００９０】
一方、中低速域において４輪駆動の走行状態で旋回半径の小さいコーナーを旋回するときには、変速ブレーキ４２の油圧室１５２に油圧を導入し、油圧ピストン１４８を右方向に押して変速ブレーキ４２を締結する。
【００９１】
これと同時に、変速ブレーキ４２のブレーキインナーハブ１３６が直結クラッチ４０のクラッチピストン１１６をコイルばね１１８の付勢力に抗して右方向に押し、直結クラッチ４０の係合を解除する。
【００９２】
これにより、クラッチガイド１０４が変速ブレーキ４２を介してケーシング２８に対して固定され、クラッチガイド１０４に連結されたプラネタリキャリア７８がケーシング２８に対して固定される。
【００９３】
プラネタリキャリア７８がケーシング２８に対して固定された状態でも、プラネタリキャリア７８内に保持されている小径ピニオンギヤ８４及び大径ピニオンギヤ８６は回転可能であり、この状態ではプラネタリキャリアサブアセンブリ３８部分は、ある変速比を持ったギヤ列となり入力シャフト３０と出力シャフト（ハイポイドピニシャフト）３２間で変速が成立する。
【００９４】
ここで、サンギヤ８８の歯数を（Ｎ１）、小径ピニオンギヤ８４の歯数を（Ｎ２）、大径ピニオンギヤ８６の歯数を（Ｎ３）、サンギヤ９４の歯数を（Ｎ４）として、以下の関係に設定すると、入力シャフト３０と出力シャフト３２の間で増速が成立する。
【００９５】
【数１】
【００９６】
出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）３２が入力シャフト３０に対して増速された状態で、車両が図２３に示すように左旋回したとする。このときには、リヤデファレンシャル装置１２の右側の電磁コイル６０に左側の電磁コイル６０よりも多く電流を流し、右側のブレーキ機構５１を左側よりも強く締結する。
【００９７】
これにより、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力は右側後ろ車軸２６に多く分配され、図２３の矢印Ｆ４に示すように、旋回外側の後輪駆動トルクを旋回内側の後輪駆動トルクよりも大きくできるため、例えば、中低速域での旋回性能を向上することができる。
【００９８】
また、逆に旋回外側の後輪駆動トルクよりも旋回内側の後輪駆動トルクを大きくすることも可能であり、これにより高速域での安定性を得ることができる。
【００９９】
このように、左右の電磁コイル６０に流す電流値を制御することにより、入力シャフト３０の駆動力を直結状態で或いは増速装置１０で増速して、左右の後ろ車軸２４，２６に任意に分配することができ、最適な旋回制御及び／又はぬかるみ脱出の容易化を実現している。
【０１００】
直結状態から増速状態への切り替えは、例えば次のように制御する。車速に対応してしきい値を設定し、操舵力又は操舵角が上記しきい値を超えた場合に増速装置１０を増速状態に制御する。
【０１０１】
また、リヤデファレンシャル装置１２は例えば次のように制御する。操舵力又は操舵角に対応して電磁コイル６０に流す電流値を予めマップとして設定しておく。
【０１０２】
これにより、旋回方向及び操舵力又は操舵角に基づいて左右の電磁コイル６０に流す電流値を制御して、旋回外側の後輪駆動トルクを旋回内側の後輪駆動トルクよりも大きくなるように制御する。
【０１０３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、一つのアクチュエータで変速ブレーキを締結すると同時に、クラッチを解放することができるので、小型で軽量の動力伝達装置を提供することができる。また、クラッチと変速ブレーキを軸方向に直列に配置したので、動力伝達装置の外径を小さくすることができる。
【０１０４】
更に、アクチュエータを作動させると、変速ブレーキが徐々に締結されつつ、クラッチの係合が徐々に解除されて行くので、入力シャフトから出力シャフトへの動力の伝達が跡切れることがなく、変速時のショックを防止することができる。
【０１０５】
請求項２記載の発明によると、ワンウェイクラッチがクラッチインナーハブとクラッチガイドとの間に介装されているため、直結時の負荷をワンウェイクラッチで部分的に負担することができ、クラッチの負荷容量を小さくすることができる。
【０１０６】
請求項３記載の発明によると、内径側にクラッチインナーハブ等の動力伝達部材が配置されていても、外径側でクラッチの制御（オン・オフ）を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動力伝達装置が適用されるのに適した４輪駆動車両の動力伝達系を示す概略図である。
【図２】本発明実施形態の動力伝達装置（変速装置）及びリヤデファレンシャル装置の断面図である。
【図３】本発明実施形態の動力伝達装置の拡大断面図である。
【図４】クラッチガイドの正面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】クラッチガイドの背面図である。
【図７】クラッチピストンの正面図である。
【図８】図７の８−８線断面図である。
【図９】ワンウェイクラッチの正面図である。
【図１０】クラッチインナーハブに取り付けられた状態の図９の１０−１０線断面図である。
【図１１】図３の１１−１１線断面図である。
【図１２】図３の１２−１２線断面図である。
【図１３】ブレーキインナーハブの正面図である。
【図１４】図１３の１４−１４線断面図である。
【図１５】オイルポンプ駆動用ピンの組み付け工程を示す断面図である。
【図１６】オイルポンプサブアセンブリの組み付け工程を示す断面図である。
【図１７】プラネタリキャリアサブアセンブリの組み付け工程を示す断面図である。
【図１８】直結クラッチサブアセンブリの組み付け工程を示す断面図である。
【図１９】入力シャフトの挿入工程及びＮ１，Ｎ２の計測工程を示す断面図である。
【図２０】フロントケースサブアセンブリの寸法Ｓ１，Ｓ２の計測工程を示す断面図である。
【図２１】フロントケースサブアセンブリの組み付け工程を示す断面図である。
【図２２】コンパニオンフランジ組み付け工程を示す断面図である。
【図２３】４輪駆動車両の左旋回状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 増速装置（変速装置）
１２ リヤデファレンシャル装置
２４，２６ 後ろ車軸
２８，５４ ケーシング
３０ 入力シャフト
３２ 出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）
３４ オイルポンプサブアセンブリ
３８ プラネタリキャリアサブアセンブリ
４０ 直結クラッチ（直結クラッチサブアセンブリ）
４２ 変速ブレーキ
５０Ａ，５０Ｂ プラネタリギヤセット
５１ ブレーキ機構
５２ 湿式多板ブレーキ
５６ 電磁アクチュエータ
５８ コア（ヨーク）
６０ 電磁コイル
６２ アーマチュア
８４ 小径ピニオンギヤ
８６ 大径ピニオンギヤ
８８ 第１サンギヤ
９４ 第２サンギヤ
１２０ ワンウェイクラッチ
１４８ 油圧ピストン
Claims (3)
- ケーシング内に収容された入力シャフトと出力シャフトの間に設けられ、出力シャフトの速度を選択的に変速可能な動力伝達装置であって、
前記入力シャフトに固定されたクラッチインナーハブと、クラッチガイドと、前記クラッチインナーハブに取り付けられた複数のクラッチディスクと、前記クラッチディスクと交互に配置されるように前記クラッチガイドに取り付けられた複数のクラッチプレートと、クラッチピストンと、前記クラッチディスクと前記クラッチプレートが係合する方向に前記クラッチピストンを付勢する付勢手段とを有するクラッチと；
一端が前記クラッチピストンに連結されたブレーキインナーハブと、前記ブレーキインナーハブに取り付けられた複数のブレーキディスクと、前記ブレーキディスクと交互に配置されるように前記ケーシングに取り付けられた複数のブレーキプレートとを有し、前記クラッチの軸方向に直列に配置された変速ブレーキと；
前記変速ブレーキを締結すると同時に前記付勢手段の付勢力に抗して前記クラッチを解放する前記変速ブレーキの軸方向に直列に配置されたアクチュエータと；
前記入力シャフト及び出力シャフト回りに回転可能に取り付けられると共に前記クラッチガイドに連結されたプラネタリキャリアと、前記プラネタリキャリアに回転可能に担持された第１ピニオンギヤと、該第１ピニオンギヤと一体的に形成され、該第１ピニオンギヤとは歯数の異なる第２ピニオンギヤと、前記入力シャフトに固定され前記第１ピニオンギヤに噛み合った第１サンギヤと、前記出力シャフトに固定され前記第２ピニオンギヤに噛み合った第２サンギヤとを有し、前記クラッチの軸方向に直列に配置されたプラネタリキャリアサブアセンブリと；
を具備したことを特徴とする動力伝達装置。 - 前記クラッチインナーハブと前記クラッチガイドとの間に介装されたワンウェイクラッチを更に具備したことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
- 前記クラッチピストンは、前記クラッチガイドと前記クラッチプレートの半径方向外側の間のスペースに軸方向に延長されて配置されていることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
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