JP4038033B2

JP4038033B2 - 車両の前後輪駆動装置およびクラッチの切換方法

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Publication number: JP4038033B2
Application number: JP2001274729A
Authority: JP
Inventors: 淳森; 康二芝端; 武彦古屋
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: JP2003080975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前後輪駆動装置およびクラッチの切換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４輪駆動車（以下、「４ＷＤ車」と言う。）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を生じ、タイトコーナブレーキング現象が発生する。このようなタイトコーナブレーキング現象の問題を解消するための技術としては、特公平７−６４２１９号公報で開示するような前後輪駆動装置が一般に知られている。この前後輪駆動装置は、主駆動輪と従駆動輪の間に変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節するものである。具体的に、この変速装置は直結用クラッチと変速用クラッチのＯＮ・ＯＦＦを切り換えることにより、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換えるものである。そのため、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、タイトコーナブレーキング現象を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような前後輪駆動装置における変速装置では、直結用クラッチや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。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、車両の前後輪駆動装置における変速装置を一つのアクチュエータにて変速の切り換えが可能なように構成することで、装置全体を小型で軽量にすることができる車両の前後輪駆動装置およびクラッチの切換方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に係る車両の前後輪駆動装置は、主駆動輪から従駆動輪までの動力伝達経路に複合プラネタリ歯車装置を車体に固定されたケーシング内に備えた変速可能な変速装置を有する車両の前後輪駆動装置において、前記主駆動輪側から動力が伝達される前記変速装置の入力軸または出力軸と同軸に設けられ、前記入力軸または出力軸方向に沿って移動可能、且つ前記複合プラネタリ歯車装置のキャリアと相対回転不能に噛合した環状部材からなる可動子の内周側と外周側とに、直結用クラッチと変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを配設し、前記直結用クラッチまたは変速用クラッチの係合状態を切り換えるための弾性体とアクチュエータは、前記入力軸または出力軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設されるとともに、前記直結用クラッチと前記変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを軸方向に挟むように配設され、前記弾性体は、その付勢力により前記可動子を移動させることで直結用または変速用クラッチのどちらか一方のクラッチを係合させ、前記アクチュエータは、その推力で他方のクラッチのクラッチディスクを移動させて可動子に配設される切換用クラッチディスクに係合させつつ、前記弾性体の付勢力に抗して可動子を移動させることで一方のクラッチの係合を解除させることを特徴とする。
【０００６】
ここで、「主駆動輪」とは、動力源からの動力が直接伝達される駆動輪をいい、「従駆動輪」とは、動力源からの動力がトルク伝達量を各々制御可能なトルク伝達クラッチを介して伝達される駆動輪をいう。また、「弾性体」とは、たとえば、皿ばね、コイルスプリング、板ばね、ゴム等である。また、その材質は、金属、プラスチック、ゴム等適宜に変更可能であることはいうまでもない。また、「同軸」とは、後記するような直結用クラッチと変速用クラッチの配設構造を含んで意味するものである。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、たとえば、弾性体の付勢力により可動子を一方向に移動させることで、直結用クラッチを常時係合させておく。そして、アクチュエータを作動させると、その推力が変速用クラッチのクラッチディスクを他方向に移動させて可動子に配設される切換用クラッチディスクに係合させつつ、この切換用クラッチディスクを介して弾性体の付勢力に抗して可動子を移動させるため、直結用クラッチの係合も同時に解除されていく。また、このアクチュエータの作動を停止させると、再び弾性体の付勢力により可動子が一方向に移動するため、再び直結用クラッチが係合されつつ、変速用クラッチの係合が解除されていく。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記直結用クラッチと変速用クラッチの各切換用クラッチディスクを可動子を挟んで半径方向に２段に配設し、そのうち内周側に位置する切換用クラッチディスクは前記入力軸または出力軸に配設されるクラッチディスクに係合し、外周側に位置する切換用クラッチディスクは前記ケーシングに配設されるクラッチディスクと係合することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による作用に加え、たとえば、弾性体の付勢力により可動子を一方向に移動させることで、この可動子に配設される直結用クラッチの切換用クラッチディスクを入力軸に配設されるクラッチディスクに常時係合させておく。このとき、入力軸と可動子が一体的に回転するので、この入力軸から伝達される動力がこの可動子と相対回転不能に噛合する複合プラネタリ歯車装置のキャリアを経由して出力される。そして、アクチュエータを作動させると、その推力が変速用クラッチのケーシングに配設されるクラッチディスクを他方向に移動させて可動子に配設される切換用クラッチディスクに係合させつつ、この切換用クラッチディスクを介して弾性体の付勢力に抗して可動子を移動させるため、直結用クラッチの係合も同時に解除されていく。このように、変速用クラッチが係合していくことで今まで回転していた可動子がケーシングに徐々に固定されてキャリアの回転が止められていき、また、直結用クラッチの係合が徐々に解除されていくことで入力軸が可動子とは別に独立して徐々に回転していく。このとき、入力軸から伝達される動力は複合プラネタリ歯車装置の各歯車を経由して徐々に出力されていく。そして、このアクチュエータの作動を停止させると、再び弾性体の付勢力により可動子が一方向に移動するため、再び直結用クラッチが係合されつつ、変速用クラッチの係合が解除されていく。
【００１０】
請求項３に記載のクラッチの切換方法は、動力が伝達される入力軸または出力軸と同軸に設けられ、前記入力軸または出力軸方向に沿って移動可能な環状部材からなる可動子の内周側と外周側とに、直結用クラッチと変速用クラッチとが配設され、前記直結用クラッチまたは変速用クラッチの係合状態を切り換えるための弾性体とアクチュエータが前記入力軸または出力軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設される変速装置におけるクラッチの切換方法であって、前記弾性体と前記アクチュエータは、前記直結用クラッチと前記変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを軸方向に挟むように配設され、前記直結用クラッチまたは変速用クラッチのどちらか一方のクラッチを前記弾性体の付勢力により前記可動子を常時一方向に移動させることで係合させておき、前記アクチュエータを作動させることにより、他方のクラッチを係合させつつ、前記弾性体の付勢力に抗して前記可動子を移動させることで一方のクラッチの係合を解除させることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、たとえば、直結用クラッチを弾性体の付勢力により可動子を介して常時係合させた状態にしておき、この状態でアクチュエータを作動させると、変速用クラッチが係合されつつ、可動子を介して直結用クラッチの係合が解除されていく。そして、この状態でアクチュエータの作動を停止すると、再び弾性体の付勢力により可動子が一方向に移動するため、再び直結用クラッチが係合されつつ、変速用クラッチの係合が解除されていく。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る車両の前後輪駆動装置およびクラッチの切換方法の詳細について説明する。この実施形態は、図１に示すように、エンジン前置式前輪駆動（ＦＦ）車ベースの４ＷＤ車に本発明を適用したものである。
なお、本発明はＦＦ車ベースの４ＷＤ車に限定されず、たとえば、図２に示すような、エンジン後置式後輪駆動（ＲＲ）車ベースの４ＷＤ車、図示しないエンジン前置式後輪駆動（ＦＲ）車ベースの４ＷＤ車に適用してもよい。また、本発明の前後輪駆動装置の変速装置を、ＦＲ車におけるトランスミッションの副変速機として適用してもよい。ここで、図２に示すＲＲ車ベースの４ＷＤ車の構造は、本実施形態のＦＦ車ベースの４ＷＤ車の構造を車両前後方向において逆にしたものなので、本実施形態と同様の各構成部品には同一の符号を付している。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態における車両の前後輪駆動装置Ｍは、車両前方に配置されるエンジン１の動力がトランスミッションの出力軸２から伝達される前輪（主駆動輪）側デフ装置３と、この前輪側デフ装置３から動力が推進軸（動力伝達経路）９を介して伝達される変速装置Ｃと、この変速装置Ｃからの動力が伝達される後輪（従駆動輪）側デフ装置１３とを主に有している。
【００１４】
前輪側デフ装置３は従来より周知の構造となっており、トランスミッションの出力軸２からの動力をデフケース４内の所定の各ギヤＧと出力軸５，６を介して左右の前輪駆動軸７，８に伝達することにより、各前輪が駆動される。一方、後輪側デフ装置１３も従来より周知の構造となっており、変速装置Ｃとギヤ１１，１２を介して伝達されてくる動力をデフケース１４内の油圧多板クラッチ２１，２５で制御して左右の後輪駆動軸１７，１８に伝達することにより、各後輪が可変的に駆動される。
【００１５】
変速装置Ｃは、図３に示すように、車体ボディに固定されるケーシングＢと、このケーシングＢ内の車両前方に配設されて前記前輪側デフ装置３から動力が伝達される入力軸１９と、この入力軸１９とその軸中心が同じとなってその後方に配設される出力軸２９と、この入力軸１９と出力軸２９とに跨って配設される複合プラネタリ歯車装置Ｄとを有している。これらの入力軸１９、出力軸２９および複合プラネタリ歯車装置Ｄは、ベアリング等により回転自在な状態となっている。この複合プラネタリ歯車装置Ｄはキャリア６１と増速機構４０により構成されており、その前方に入力軸１９から外方に向かって順次直結用クラッチ３０、可動子４６、変速用クラッチ５０がそれぞれ入力軸１９と同軸に設けられている。この変速用クラッチ５０の前方には、電磁式アクチュエータＥが設けられている。この電磁式アクチュエータＥは、車速およびハンドル舵角等の情報が入力信号として入力され、この入力信号に基づいてオンオフ制御される。そして、この電磁式アクチュエータＥに電力が供給されると、その励磁コイルＥｃが通電により磁力を帯び、この磁力が磁性体であるヨーク部材Ｅｙに伝達されることでアーマチュアＥａが後方に引き付けられて押付部Ｅｐを後方に押す。
【００１６】
以下に、変速装置Ｃを模式的に表した図４を用いて、この変速装置Ｃを前記に引き続き詳細に説明する（適宜、図３等参照）。
複合プラネタリ歯車装置Ｄのキャリア６１は、その前端の内周にインターナルギヤ４７が形成され、その中央部に増速機構４０が設けられている。このキャリア６１の前端（入力軸１９側）には、そのインターナルギヤ４７と相対回転不能に噛み合い、かつ、入力軸１９の軸方向に沿って移動可能なようにスプライン係合するギヤが形成された環状部材からなる可動子４６が設けられている。そして、この可動子４６とキャリア６１の間に環状の皿ばね（弾性体）４８が設けられ、この皿ばね４８が可動子４６を常時前方に付勢している。さらに、このキャリア６１の後端と出力軸２９との間にはワンウエイクラッチ４９が設けられ、このワンウエイクラッチ４９は入力軸１９が車両を前進させる回転方向（以下、「前進方向」と言う。）で回転したときのみクラッチが噛み合い、出力軸２９を前進方向に回転させるように設定されている。
ここで、皿ばね４８と前記電磁式アクチュエータＥを入力軸１９の軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設させることにより、皿ばね４８の付勢力に抗して電磁式アクチュエータＥの推力が後方に向かって働くことになる。
【００１７】
直結用クラッチ３０は、前後方向で摺動自在なようにその内周が入力軸１９とスプライン係合するように配設されるクラッチディスク３２と、前後方向で摺動自在なようにその外周が可動子４６とスプライン係合するように配設される切換用クラッチディスク３４からなる多板クラッチである。このクラッチディスク３２と切換用クラッチディスク３４は、前後方向に交互に配設され、入力軸１９に固定されたサークリップ３１と可動子４６から内側に突出した突出部３３（図３参照）とにより前後方向の動きが規制されている。
【００１８】
変速用クラッチ５０は、前後方向で摺動自在なようにその内周が可動子４６とスプライン係合するように配設される切換用クラッチディスク５３と、前後方向で摺動自在なようにその外周がケーシングＢとスプライン係合するように配設されるクラッチディスク５２からなる多板クラッチである。この切換用クラッチディスク５３とクラッチディスク５２は、前後方向に交互に配設されている。この切換用クラッチディスク５３とクラッチディスク５２は、可動子４６に固定されたサークリップ５４により後方への動きが規制されている。
このように、前記直結用クラッチ３０と変速用クラッチ５０の各切換用クラッチディスク３４，５３は、前記可動子４６を間に挟んで半径方向に２段に配設されることになる。
【００１９】
増速機構４０は、入力軸１９に固定されたサンギヤ４１と、このサンギヤ４１に噛み合う複数の小ピニオンギヤ４２と、各小ピニオンギヤ４２と連結軸４５を介して一体に形成される大ピニオンギヤ４３と、この大ピニオンギヤ４３と噛み合うとともに出力軸２９に固定されたサンギヤ４４とからなる遊星歯車機構となっている。これらの各小ピニオンギヤ４２と大ピニオンギヤ４３を連結する各連結軸４５は、キャリア６１により回転自在に支持されている。
【００２０】
ここで、サンギヤ４１の歯数を（Ｎ１）、小ピニオンギヤ４２の歯数を（Ｎ２）、大ピニオンギヤ４３の歯数を（Ｎ３）、サンギヤ４４の歯数を（Ｎ４）として、以下の関係に設定する。
【００２１】
【数１】

【００２２】
このようにして、前記の形式の４ＷＤ車の推進軸９に直結用クラッチ３０、増速機構４０、変速用クラッチ５０、可動子４６、ワンウエイクラッチ４９、皿ばね４８、電磁式アクチュエータＥ等を有する変速可能な変速装置Ｃを設ける。
【００２３】
次に、車両の前後輪駆動装置Ｍにおける変速装置Ｃの動作（クラッチの切換方法）について説明する。
この変速装置Ｃにおける電磁式アクチュエータＥがＯＦＦの状態では、この電磁式アクチュエータＥから図４に示す矢印Ｆ方向に向かう推力が発生していないため、変速用クラッチ５０には圧力がかからず、ケーシングＢと可動子４６の間に拘束力が発生していない。一方、可動子４６は皿ばね４８により前方に向かう推力が与えられて前方に移動する。この可動子４６が前方に移動することにより、その突出部３３で直結用クラッチ３０の切換用クラッチディスク３４とクラッチディスク３２が前方に押される。このように伝達されてくる付勢力を、サークリップ３１を介して入力軸１９が受け止めるため、直結用クラッチ３０がＯＮとなる。このとき、変速用クラッチ５０は前端が開放されているため圧力は発生せず、ＯＦＦとなる。
【００２４】
このように、直結用クラッチ３０がＯＮとなることにより入力軸１９に可動子４６が固定され、また、変速用クラッチ５０がＯＦＦとなることにより可動子４６がケーシングＢに固定されないため、入力軸１９と可動子４６とが一体的に回転する。この可動子４６とキャリア６１もインターナルギヤ４７により相対的な回転を阻止されているため、一体的に回転する。そして、入力軸１９の回転方向が前進方向である場合に、このキャリア６１の後端に設けられるワンウエイクラッチ４９のクラッチが噛み合って、出力軸２９が回転する。したがって、車両を前進させた場合は、入力軸１９、可動子４６、キャリア６１および出力軸２９が一体的に回転するため、出力軸２９の回転数（ω’）は入力軸１９の回転数（ω）と等しいものになる。すなわち、車両を前進させたときには、入力軸１９から出力軸２９へのトルク伝達の補助が可動子４６、キャリア６１およびワンウエイクラッチ４９により行われ、各回転数の関係がω＝ω’となる。
【００２５】
一方、電磁式アクチュエータＥがＯＮの状態では、この電磁式アクチュエータＥから図４に示す矢印Ｆ方向に向かう推力が発生しているため、この推力により変速用クラッチ５０のクラッチディスク５２と切換用クラッチディスク５３が後方に移動する。このクラッチディスク５２と切換用クラッチディスク５３は可動子４６のサークリップ５４により後方への移動を規制されるため、各クラッチディスク５２と切換用クラッチディスク５３は互いに徐々に摩擦係合していく。ここで、この各クラッチディスク５２と切換用クラッチディスク５３は可動子４６のサークリップ５４に抑えられて摩擦係合していくため、図５に示すように、電磁式アクチュエータＥの推力（以下、「変速用クラッチ押付力」と言う。）が強まるにつれて、直結用クラッチ３０に今まで皿ばね４８によって加えられていた付勢力（以下、「直結用クラッチ押付力」と言う。）が徐々に減衰していく。そのため、変速用クラッチ５０の各クラッチディスク５２と切換用クラッチディスク５３の摩擦係合力が徐々に強まることにより、直結用クラッチ３０の各切換用クラッチディスク３４とクラッチディスク３２の摩擦係合力が徐々に弱まることになる。
【００２６】
そして、直結用クラッチ３０の摩擦係合力がゼロになったとき、すなわち直結用クラッチ押付力がゼロになったとき、電磁式アクチュエータＥの押付部Ｅｐが皿ばね４８の付勢力を全て受け止めつつ、その推力で可動子４６を皿ばね４８の付勢力に抗して後方に移動させていく。この皿ばね４８の縮みが限界になると（皿ばね付勢力の上限値に到達すると）、変速用クラッチ押付力が全て変速用クラッチ５０にかかり、そのクラッチディスク５２と切換用クラッチディスク５３が完全に摩擦係合する。すなわち、変速用クラッチ５０がＯＮとなり、ケーシングＢに可動子４６が固定される。このとき、皿ばね４８の付勢力は変速用クラッチ押付力に全て受け止められ、かつ、可動子４６の移動により直結用クラッチ３０の各切換用クラッチディスク３４とクラッチディスク３２の摩擦係合を完全に解除するためのクリアランスが確保されて直結用クラッチ３０がＯＦＦとなる。つまり、可動子４６と入力軸１９の間には、拘束力が発生しなくなる。
【００２７】
このように、変速用クラッチ５０が徐々に摩擦係合されることで、今まで回転していた可動子４６がケーシングＢに徐々に固定されてキャリア６１の回転が止められていくとともに、直結用クラッチ３０の摩擦係合が徐々に解除されることで、入力軸１９が可動子４６とは別に独立して徐々に回転していく。このように可動子４６とは独立して入力軸１９が回転することにより、その動力は増速機構４０を介して出力軸２９に徐々に伝達されていくことになる。そして、電磁式アクチュエータＥの推力が皿ばね４８の付勢力の上限値に到達すると、変速用クラッチ５０が完全に摩擦係合して車体に固定されたケーシングＢに可動子４６が完全に固定され、また、直結用クラッチ３０の摩擦係合が完全に解除されて入力軸１９が完全に独立して回転することになる。このときの動力伝達は、入力軸１９から増速機構４０を介して（すなわち、サンギヤ４１、小ピニオンギヤ４２、大ピニオンギヤ４３およびサンギヤ４４を介して）出力軸２９へとバイパスして行われる。このとき、出力軸２９の回転数（ω’）と入力軸１９の回転数（ω）との関係は、
【００２８】
【数２】

【００２９】
であるから、出力軸２９の回転数（ω’）は入力軸１９の回転数（ω）よりも大きくなっており、つまりω’＞ωとなる。
【００３０】
また、この増速状態から直結状態に再び切り換える場合、電磁式アクチュエータＥをＯＦＦにすると、皿ばね４８の付勢力により可動子４６が前方に移動する。このとき、この可動子４６は電磁式アクチュエータＥの押付部Ｅｐとともに前方に移動するため、変速用クラッチ５０は摩擦係合されたまま前方に移動する。そして、可動子４６の突出部３３が入力軸１９のサークリップ３１に近づくと、皿ばね４８の付勢力が直結用クラッチ３０に伝達され始めるとともに、変速用クラッチ５０から押付部Ｅｐが離れていく。すなわち、図５に示すように、直結用クラッチ押付力が強まるにつれて、変速用クラッチ押付力が弱まっていく。そして、皿ばね４８の付勢力が直結用クラッチ３０を介して完全に入力軸１９のサークリップ３１に受け止められることにより、直結用クラッチ３０がＯＮとなる。
【００３１】
ここで、直結用クラッチ３０に皿ばね４８の付勢力が徐々に伝達されるとともに変速用クラッチ５０の摩擦係合が徐々に解除されることにより、可動子４６が入力軸１９とともに徐々に回転し始める。そして、この可動子４６の回転により変速用クラッチ５０の切換用クラッチディスク５３も回転し始める。そして、電磁式アクチュエータＥの押付部Ｅｐが変速用クラッチ５０から離れて変速用クラッチ５０の前端が開放すると、この切換用クラッチディスク５３の回転にともなって、各クラッチディスク５２と切換用クラッチディスク５３が前方に徐々に移動する。そして、直結用クラッチ３０が完全に摩擦係合してＯＮになると、変速用クラッチ５０の各クラッチディスク５２と切換用クラッチディスク５３の間に所定のクリアランスが確保されて、変速用クラッチ５０がＯＦＦとなる。
【００３２】
このように、直結状態から増速状態への切り換え、または、増速状態から直結状態への切り換えは、直結用クラッチ３０または変速用クラッチ５０のＯＮ・ＯＦＦが徐々に連続的に切り換わることによって行われる。したがって、後輪の回転速度は、変速装置Ｃの切り換えによって、連続的に増減することになる。
【００３３】
ここで、前記皿ばね４８の付勢力の上限値を１００として変速用クラッチ５０が完全に摩擦係合するために必要な力を５０とした場合における、電磁式アクチュエータＥの推力について説明する。図６（ａ）に示すように、直結用クラッチ３０の係合を解除させた後、変速用クラッチ５０をケーシングＢにサークリップ等を介して押し付けて係合させる構造では、直結用クラッチ３０の係合を解除させるために、電磁式アクチュエータＥは１００の推力で皿ばね４８を縮ませた後、さらに、変速用クラッチ５０を係合させるために５０の推力が必要となる。すなわち、このような構造では、電磁式アクチュエータＥの推力を１５０にする必要がある。一方、図６（ｂ）に示すように、本実施形態のような変速用クラッチ５０を係合させつつ、直結用クラッチ３０の係合を解除させていく構造においては、変速用クラッチ５０の係合を皿ばね４８の付勢力と電磁式アクチュエータＥの推力とで行うため、電磁式アクチュエータＥの推力は皿ばね４８の付勢力の上限値と同等の１００であれば足りることになる。
【００３４】
次に、様々な車両の走行状態における前後輪駆動装置Ｍの動作について説明する。
たとえば、車両が高速走行するときなど、その車速およびハンドル舵角等の情報に基づいて電磁式アクチュエータＥがＯＦＦの状態になっている場合は、変速装置Ｃが直結状態になって前後輪を同じ回転速度で回転させる。また、この高速走行時において所定のカーブを曲がるときには、電磁式アクチュエータＥをＯＮにして変速装置Ｃを増速状態にさせ、かつ、後輪側デフ装置１３の油圧多板クラッチ２１，２５を図示しない油圧制御装置等により制御して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させる。
さらに、たとえば、車両が中速または低速で小さなカーブを曲がるときには、電磁式アクチュエータＥをＯＮにして変速装置Ｃを増速状態にさせ、かつ、後輪側デフ装置１３の油圧多板クラッチ２１，２５を図示しない油圧制御装置等により制御して旋回内側の後輪駆動トルクよりも旋回外側の後輪駆動トルクを大きくさせる。
【００３５】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
皿ばね４８により直結用クラッチ３０を常時ＯＮにしておき、電磁式アクチュエータＥにより変速用クラッチ５０をＯＮにするとともに直結用クラッチ３０をＯＦＦにするので、一つのアクチュエータにて変速の切り換えが可能となり、車両の前後輪駆動装置が小型で軽量になる。また、変速用クラッチ５０の摩擦係合を皿ばね４８の付勢力と電磁式アクチュエータＥの推力とで行うため、この電磁式アクチュエータＥの推力を皿ばね４８の付勢力の上限値とほぼ同じに設定するか、その上限値より少し高めに設定にすればよい。そのため、電磁式アクチュエータＥとして小型で軽量なものを使用することができる。さらに、直結状態から増速状態への切り換え、または、増速状態から直結状態への切り換えの際は、直結用クラッチ３０と変速用クラッチ５０のＯＮ・ＯＦＦが連続的に切り換わることにより、双方のクラッチとも完全にＯＦＦになり駆動トルクが伝達できない時間が発生しないため、トルクの断続による走行時のショックおよび音の発生を回避できる。
【００３６】
電磁式アクチュエータＥを制御する制御装置においても、制御対象の数が従来よりも減少することにより、その制御則もしくはフエールセーフプログラムを、よりシンプルにすることができる。
また、本実施形態のような車両の前後輪駆動装置Ｍでも、従来と同様に変速装置Ｃや後輪側デフ装置１３の制御により、４ＷＤ車のメリットを損なうことなく、高速域におけるカーブ走行での安定性の向上や中低速域におけるタイトコーナブレーキング現象の防止等の様々な効果を奏することができる。
さらに、電磁式アクチュエータＥの押付部Ｅｐは、常時回転しない変速用クラッチ５０のクラッチディスク５２を押すため、回転するものを押すときに設けるベアリング等の必要がなく、その分構造を小さくすることができ、また、振動や騒音を防止することができる。
【００３７】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、直結用クラッチ３０と変速用クラッチ５０を切り換える動力として電磁式アクチュエータＥを採用したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、油圧を利用したものやモータを利用したものなどその他の任意の形式のアクチュエータを採用し得る。
本実施形態では、皿ばね４８の前方への付勢力により直結用クラッチ３０を常時係合させておき、電磁式アクチュエータＥの後方への推力により変速用クラッチ５０の係合と直結用クラッチ３０の係合の解除を行わせる構造にしたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、皿ばね４８により可動子４６を介して変速用クラッチ５０を常時係合させておき、電磁式アクチュエータＥにより直結用クラッチ３０の係合と変速用クラッチ５０の係合の解除を行わせてもよい。この場合は、ケーシングＢに新たなサークリップを固定させておくとともに、入力軸１９のサークリップ３１を取り除く必要がある。また、皿ばね４８と電磁式アクチュエータＥの位置を逆にするとともに、各サークリップ３１，５４と突出部３３の各クラッチディスク３２，３４，５３，５２に対する前後の位置関係を逆にしてもよい。このような構造では、皿ばね４８が後方に向かって可動子４６を付勢することにより、直結用クラッチ３０が常時係合され、電磁式アクチュエータＥの推力が前方に向かって発生することにより変速用クラッチ５０の係合と直結用クラッチ３０の係合の解除が行われる。
【００３８】
また、増速機構４０、直結用クラッチ３０、変速用クラッチ５０およびワンウエイクラッチ４９の位置関係は本実施形態に示した位置関係に限定されず、たとえば、ワンウエイクラッチ４９を入力軸１９側に配置したり、変速用クラッチ５０と直結用クラッチ３０を出力軸２９側に配置したり、任意の位置関係に配置し得る。
ワンウエイクラッチ４９は入力軸１９の回転が前進方向であるときのトルク伝達を補助する目的で設置されているので、このワンウエイクラッチ４９を廃止しても変速装置Ｃの機能には障害はなく、トルク伝達の補助が不必要な場合には廃止し得る。
【００３９】
本実施形態では、サークリップ５４を可動子４６に固定させることにより各クラッチディスク５３，５２の移動を規制する規制手段としたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、可動子４６における本実施形態のサークリップ５４が固定される位置に突出部を一体に形成することで、各クラッチディスク５３，５２の移動を規制してもよい。
また、各クラッチディスク３２，３４，５３，５２の数はいくつであってもよく、たとえば、それぞれ一枚ずつであってもよい。このように各クラッチディスクを一枚ずつ設ける構造の場合は、変速用クラッチのクラッチディスク以外の各クラッチディスクを入力軸、可動子に前後に摺動させずに固定させても、本実施形態の作用効果を奏することができる。
本実施形態では、皿ばね４８を常に圧縮した状態にすることにより発生する付勢力を利用したが、本発明はこれに限定されず、コイルバネ等を常に伸ばした状態にすることにより発生する縮み方向への付勢力を利用してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、弾性体を用いることにより、一つのアクチュエータで変速の切り換えが可能となるので、車両の前後輪駆動装置を小型で軽量にすることができる。また、たとえば、アクチュエータを作動させると、変速用クラッチが徐々に係合されつつ、直結用クラッチの係合が徐々に解除されていくので、動力の伝達が切れることがなく、変速時のショックを受けることがない。
【００４１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加え、各切換用クラッチディスクが半径方向に２段に配設されるので、変速装置を、その入力軸等の軸方向において、小型化することができる。
【００４２】
請求項３に記載の発明によれば、弾性体を用いることにより、一つのアクチュエータで変速の切り換えが可能となるので、たとえば、ＦＲ車におけるトランスミッションの副変速機等を小型で軽量にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両の前後輪駆動装置を適用したＦＦ車ベースの４ＷＤ車の駆動系を示す構造図である。
【図２】他の実施形態として本発明を適用したＲＲ車ベースの４ＷＤ車の駆動系を示す構造図である。
【図３】本実施形態における変速装置を示す横断面図である。
【図４】本実施形態における変速装置を模式的に示す構成図である。
【図５】皿ばね付勢力、増速クラッチ押付力および直結用クラッチ押付力の関係を示す図である。
【図６】直結用クラッチの係合を解除させた後、変速用クラッチを係合させる構造を模式的に示す構成図（ａ）と、変速用クラッチを係合させつつ、直結用クラッチの係合を解除させていく本実施形態の構造を簡略的に示す構成図（ｂ）である。
【符号の説明】
Ｍ前後輪駆動装置
Ｃ変速装置
Ｂケーシング
Ｄ複合プラネタリ歯車装置
Ｅ電磁式アクチュエータ
９推進軸（動力伝達経路）
１９入力軸
２９出力軸
３０直結用クラッチ
３２クラッチディスク
３４切換用クラッチディスク
４６可動子
４８皿ばね（弾性体）
５０変速用クラッチ
５２クラッチディスク
５３切換用クラッチディスク
６１キャリア

Claims

主駆動輪から従駆動輪までの動力伝達経路に複合プラネタリ歯車装置を車体に固定されたケーシング内に備えた変速可能な変速装置を有する車両の前後輪駆動装置において、
前記主駆動輪側から動力が伝達される前記変速装置の入力軸または出力軸と同軸に設けられ、前記入力軸または出力軸方向に沿って移動可能、且つ前記複合プラネタリ歯車装置のキャリアと相対回転不能に噛合した環状部材からなる可動子の内周側と外周側とに、直結用クラッチと変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを配設し、
前記直結用クラッチまたは変速用クラッチの係合状態を切り換えるための弾性体とアクチュエータは、前記入力軸または出力軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設されるとともに、前記直結用クラッチと前記変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを軸方向に挟むように配設され、
前記弾性体は、その付勢力により前記可動子を移動させることで直結用または変速用クラッチのどちらか一方のクラッチを係合させ、
前記アクチュエータは、その推力で他方のクラッチのクラッチディスクを移動させて可動子に配設される切換用クラッチディスクに係合させつつ、前記弾性体の付勢力に抗して可動子を移動させることで一方のクラッチの係合を解除させることを特徴とする車両の前後輪駆動装置。
前記直結用クラッチと変速用クラッチの各切換用クラッチディスクを可動子を挟んで半径方向に２段に配設し、そのうち内周側に位置する切換用クラッチディスクは前記入力軸または出力軸に配設されるクラッチディスクに係合し、外周側に位置する切換用クラッチディスクは前記ケーシングに配設されるクラッチディスクと係合することを特徴とする請求項１に記載の車両の前後輪駆動装置。
動力が伝達される入力軸または出力軸と同軸に設けられ、前記入力軸または出力軸方向に沿って移動可能な環状部材からなる可動子の内周側と外周側とに、直結用クラッチと変速用クラッチとが配設され、
前記直結用クラッチまたは変速用クラッチの係合状態を切り換えるための弾性体とアクチュエータが前記入力軸または出力軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設される変速装置におけるクラッチの切換方法であって、
前記弾性体と前記アクチュエータは、前記直結用クラッチと前記変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを軸方向に挟むように配設され、
前記直結用クラッチまたは変速用クラッチのどちらか一方のクラッチを前記弾性体の付勢力により前記可動子を常時一方向に移動させることで係合させておき、
前記アクチュエータを作動させることにより、他方のクラッチを係合させつつ、前記弾性体の付勢力に抗して前記可動子を移動させることで一方のクラッチの係合を解除させることを特徴とするクラッチの切換方法。