JP4301738B2 - 車輌用2輪4輪駆動切換装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌用2輪4輪駆動切換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、2輪駆動と4輪駆動を切り換えて走行できる車輌が知られている。
図4および図5は、前述した車輌の一例を示すもので、これらの図において符号1で示す車輌は、エンジン2が中央部に搭載される車体フレーム3と、この車体フレーム3の前部および後部の両側に配設される前輪4および後輪5と、前記車体フレーム3の前方上部に配設されて、前記前輪4の操舵を行うステアリングハンドル6と、前記エンジン2の上方で、前記車体フレーム3に取り付けられた燃料タンク7と、この燃料タンク7の後方に取り付けられたシート8とによって概略構成されている。
【0003】
前記各前輪4は、図5に示すように、前記車体フレーム3の前部両側部に設けられた懸架装置9によって上下動可能に支持され、また、前記後輪5は、前記車体フレーム3の後部両側部に設けられた懸架装置10とによって、それぞれ上下動可能に支持されている。
【0004】
また、前記車体フレーム3の前方中央部および後方中央部には、前記エンジン2にプロペラシャフト11・12によって連結された前輪用最終減速器13と後輪用最終減速器14が設けられ、これらの前輪用最終減速器13と後輪用最終減速器14のそれぞれに、左右の前輪4および左右の後輪5が接続されている。
【0005】
そして、たとえば、前記前輪用最終減速器13とプロペラシャフト11との間に、前記前輪4へ伝達される動力の断続を行い、後輪駆動の形態と4輪駆動の形態とに切り換える2輪4輪駆動切換装置が設けられている。
あるいは、後方のプロペラシャフト12と後輪用最終減速器14との間に、前記2輪4輪駆動切換装置を設けて、前輪駆動の形態と4輪駆動の形態とに切り換える場合もある。
この駆動形態の切り換えは、路面状態や走行形態等に応じ、運転者によって適宜切り換えられるものである。
【0006】
前記2輪4輪駆動切換装置は、たとえば、図6に示す構造のものが提案されている。
この図において符号15で示す2輪4輪駆動切換装置は、前輪用最終減速器13の入力軸16を軸方向に2分割して形成され、同一軸線上において突き合わされる2つの入力軸構成体16a・16bと、これらの接続と切り離しを行う切換ユニット17とによって構成されている。
【0007】
詳述すれば、前記前輪用最終減速器13側に位置させられる入力軸構成体16aの端面中央には、円柱状の位置決め突起18が突設され、また、外側に位置させられる入力軸構成体16bの端面中央には、前記位置決め突起18が回転自在に嵌合させられる位置決め凹部19が形成され、両入力軸構成体16a・16bを、位置決め突起18と位置決め凹部19とを嵌合させるようにして突き合わせることにより、両入力軸構成体16a・16bが、同一軸線上に位置させられるとともに、相対回転自在に連結されるようになっている。
【0008】
また、前記両入力軸構成体16a・16bのそれぞれの突き合わせ部の外周面には、スプラインS1、S2が形成されているとともに、この突き合わせ部を取り囲むように前記切換ユニット17が設けられている。
【0009】
この切換ユニット17は、内面にスプラインが形成されて、前記両入力軸構成体16a・16bの突き合わせ部に摺動可能に被嵌されて、それぞれのスプラインS1、S2に係脱させられる切換リング20と、この切換リング20を前記両入力軸構成体16a・16bの軸方向に摺動させて、一方の入力軸構成体16aのみに噛合させる位置と、両入力軸構成体16a・16bのスプラインS1、S2に同時に噛合させる位置とに選択的に移動させるソレノイドからなる駆動機構21とによって構成されている。
【0010】
このように構成された2輪4輪駆動切換装置15は、駆動機構21によって、前記切換リング20を一方向に移動させて、一方の入力軸構成体16aのみに噛合させて前輪4への駆動力の伝達を遮断することにより、後輪のみ駆動する2輪駆動の形態とし、また、前記切換リング20を摺動させることにより、この切換リング20を、一方の入力軸構成体16aに噛合させた状態で他方の入力軸構成体16bへ噛合させ、これによって、両入力軸構成体16a・16bを連結することにより前輪4へ駆動力を伝達し、前輪4および後輪5を同時駆動する4輪駆動の形態とするようになっている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の2輪4輪駆動切換装置15にあっては、つぎのような改善すべき課題が残されている。
【0012】
すなわち、駆動形態の切換時に、前輪4と後輪5との間に少しでも周速差があると、切換リング20と入力軸構成体16bとの噛合がうまくいかず、切り換えできない場合があるといった課題である。
また、切り換えが行われた場合にあっても、その切り換え時にスプラインどうしがぶつかり、音が発生するといった課題もある。
【0013】
そして、このような課題を解消するためには、切換リング20のスプラインと入力軸構成体16bのスプラインとを同期させる(位置合わせする)ような機構が必要となることから、構造が複雑になり、また、2輪4輪駆動切換装置15を組み込む際に、組み込み位置の部材を、既存の構造から大幅に変更する必要がある。
一方、前記2輪4輪駆動切換装置15の内部と前輪用最終減速器13の内部とが、連通させられていることから、これらの2輪4輪駆動切換装置15および前輪用最終減速器13の潤滑を、同一の潤滑油を用いて行う必要がある。
しかしながら、2輪4輪駆動切換装置15と前輪用最終減速器13は、その機能が異なることから、これらの機能に合わせた適切な潤滑を行うことが望まれる。
【0014】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、構成が簡素で、既存の構成を極力変更せずに組み込みが可能であり、音の発生が小さく、かつ、他の作動部分から切り離した個別の潤滑を行い得る車輌用2輪4輪駆動切換装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の車輌用2輪4輪切換装置は、前述した目的を達成するために、エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構のいずれか一方に設けられ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットを備え、この切換ユニットが、駆動側に連結された駆動軸と、該駆動軸が挿入されることにより該駆動軸と連結される円筒状のアウターリングと、前記駆動軸に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸と、該従動軸が連結され、前記アウターリングの内部に配設される円筒状のインナーリングと、該インナーリングと前記アウターリングとの隙間に介装され、これらの対向面に係脱させられることにより、前記アウターリングと前記インナーリングとの接続および切り離しを行う複数の係脱部材と、これらの係脱部材を、前記アウターリングと前記インナーリングとを接続する位置と切り離す位置とに選択的に位置させる切換機構と、これらを取り囲み、最終減速器に取り付けられるケーシングとによって構成され、該切換ユニットの前記切換機構は、前記アウターリングに相対回転可能に装着されたリテーナーと、前記インナーリングの表面に形成され、前記係脱部材を、前記リテーナーとの相対回転に伴い径方向に移動させるカムと、前記リテーナーと前記アウターリングとの間に介装されたクラッチ板、および、該クラッチ板の圧接により前記リテーナーと前記アウターリングとを相対回転不可能に固定するとともに、該クラッチ板の切り離しにより前記固定を解除する電磁コイルを有する電磁クラッチとを含んで構成され、該切換ユニットの該切換機構を密封するように、前記従動軸の長さ方向に間隔をおいて、該切換機構と前記最終減速器とを分離する位置、および、該切換ユニットと前記駆動軸側の空間部とを遮蔽する位置の2箇所にオイルシールが設けられており、該切換ユニットの該切換機構と、前記最終減速器とは、異なる潤滑油によって個別に潤滑することを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の車輌用2輪4輪切換装置は、請求項1に記載の車輌用2輪4輪切換装置において、前記ケーシングと前記駆動軸あるいは従動軸との間に形成される隙間に、前記ケーシングの端部を閉塞するダストシールが設けられていることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図1ないし図3を参照して説明する。
なお、以下の説明中、車輌の主要構成部分は、図4および図5と共通することから、同一符号を用いて説明を簡略化する。
【0017】
図1において符号30で示す本実施形態に係る2輪4輪駆動切換装置(以下、駆動切換装置と略称する)は、前輪4とエンジン2との間に設けられた動力伝達機構に設けられたもので、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニット31とからなり、この切換ユニット31が、駆動側に連結された駆動軸32と、この駆動軸32に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸33と、これらの駆動軸32と従動軸33との隙間に介装され、これらの対向面に係脱させられることにより、これらの駆動軸32と従動軸33との接続および切り離しを行う複数の係脱部材34と、これらの係脱部材34を、前記駆動軸32と従動軸33とを接続する位置と切り離す位置とに選択的に位置させる切換機構35と、これらを取り囲むケーシング36とによって概略構成されている。
【0018】
次いで、これらの詳細について説明すれば、本実施形態においては、前記ケーシング36内に、エンジン2側へ突出する円筒状のアウターリング37が軸受け38を介して回転自在に設けられている。
このアウターリング37は、その軸線方向に2分割されて、第1のアウターリング37aと第2のアウターリング37bとなされているとともに、それぞれの端部に設けられたスプライン60を介して一体回転可能に連結されている。
また、前記第2のアウターリング37bの、前記エンジン2側の端部内周面には、スプライン39が形成されており、この第2のアウターリング37bに、前記スプライン39と噛合するようにして前記駆動軸32が挿入されることにより、この駆動軸32と第2のアウターリング37とが連結されている。
【0019】
また、前記アウターリング37の内部には、円筒状のインナーリング40が、前記アウターリング37の内周面との間に所定幅の環状の間隔をおいて配設されている。
このインナーリング40の内面にはスプライン41が形成されており、前記ケーシング36内に挿入される前記従動軸33が、前記スプライン41を介して前記インナーリング40に連結されている。
そして、この従動軸33の長さ方向の中間部は、前記ケーシング36に取り付けられた軸受け42によって回転自在に支持されている。
【0020】
また、前記従動軸33の先端部にはベベルギア43が一体に設けられており、前輪用最終減速器13のリングギア44に噛合させられている。
【0021】
前記切換ユニット31を構成する係脱部材34は、図1および図2に示すように、前記アウターリング37の軸線と平行に配設された複数のローラーによって構成され、前記切換機構35が、前記係脱部材34を回転自在に保持するとともに、前記アウターリング37に相対回転可能(軸線まわりの相対移動可能)に装着されたリテーナー45と、前記インナーリング40の表面に形成されて、前記リテーナー45との相対移動に伴って、前記係脱部材34を径方向に移動させるカム46とによって構成されている。
【0022】
そして、前記アウターリング37のケーシング36の内側に位置させられている端部には、前記リテーナー45とアウターリング37との固定および切り離しを行う、前記切換機構35を構成する電磁クラッチ47が設けられている。
【0023】
この電磁クラッチ47は、前記リテーナー45とアウターリング37との間に介装されたクラッチ板48と、このクラッチ板48の圧接および切り離しを行う電磁コイル49とによって構成されている。
【0024】
この電磁コイル49は、前記クラッチ板48を励磁することによって接続状態とし、これによって、前記リテーナー45とアウターリング37とを相対回動不可能に固定するようになっている。
【0025】
また、前記電磁コイル49は、環状に形成されており、同じく環状に形成され鉄心を構成するハウジング50内に収納されているとともに、このハウジング50が、前記従動軸33を取り囲むようにして、前記ケーシング36に装着されることにより、このケーシング36に取り付けられている。
【0026】
そして、前記アウターリング37、インナーリング40、および、切換機構35は、前記ケーシング36内に組み込まれてユニット化され、図1に示すように、従動軸33が装着された状態において、ケーシング36が前記前輪用最終減速器13のケースにボルト締めされることによって、この前輪用最終減速器13に取り付けられる。
また、前記電磁コイル49には、そのON・OFFを制御するコントロールユニット51と、前記電磁コイル49の駆動電力を供給する電源52が接続されている。
【0027】
一方、本実施形態においては、前記従動軸33の外周で、前記軸受け42と前記切換機構35との間には、この切換機構35と前記最終減速器13のケーシング内部とを分離するオイルシール61が設けられ、また、前記従動軸33の端部と、前記インナーリング40の端部内周との間には、前記切換ユニット31の内部と、駆動軸32側の空間部とを遮蔽するオイルシール62が設けられている。このような構成とすることにより、両オイルシール61、62によって、前記切換ユニット31が密封されて、最終減速器13等の他の作動部分から独立させられている。
【0028】
さらに、前記第1のアウターリング37aと前記ケーシング36の端部内周面との間には、これらの隙間を閉塞するように、ダストシール63が設けられて、前記ケーシング36内への埃等の侵入が防止されている。
【0029】
このように構成された本実施形態に係る駆動切換装置30は、前輪4への駆動力の伝達を解除するために、前記電磁コイル49への通電を遮断して、電磁クラッチ47によるリテーナー45とアウターリング37との固定を解除する。
これによって、図3(a)に示すように、前記係脱部材34が、前記カム46のボトム部に位置させられて、前記アウターリング37から離間した位置に保持される。
この結果、前記アウターリング37とインナーリング40とが切り離されることとなり、前記駆動軸32の回転が従動軸33へ伝達されることが阻止され、前輪4の駆動が停止される。
【0030】
また、4輪駆動の駆動形態にするには、前記電磁コイル49へ通電して電磁クラッチ47をつなぐことにより、前記リテーナー45をアウターリング37に固定する。
これによって、前記リテーナー45に保持されている係脱部材34がアウターリング37と共に移動させられて、図3(b)に示すように、前記インナーリング40に形成されている前記カム46のトップ部に移動させられるとともに、アウターリング37の内面に当接させられる。
この結果、前記アウターリング37とインナーリング40とが、前記係脱部材34を介して連結され、これに伴い、駆動軸32と従動軸33とが連結され、駆動軸32の回転が従動軸33へ伝達され、前輪4の駆動が開始される。
【0031】
このように構成された本実施形態の駆動切換装置30にあっては、係脱部材34が、アウターリング37とインナーリング40との間に挟み込まれることによって、動力伝達可能な状態となることから、その衝撃音が極めて小さく、この結果、駆動形態の切り換え時における音の発生を小さく抑えることができる。
【0032】
また、切換ユニット31をユニット化し、この切換ユニット31を前輪用最終減速器13へ固定することによって装着可能であるから、既存の構造の大幅な変更を伴うことなく組み込みが可能である。
【0033】
また、前後輪4・5に周速差があっても駆動軸32と従動軸33との接続および切り離しが可能であり、同期機構等の複雑な補助機構を設ける必要が無く、この点からも構成が簡素化される。
【0034】
そして、本実施形態においては、前記駆動切換装置30が両オイルシール61、62によって密封されており、これによって、この駆動切換装置30を他の作動部分とは異なる潤滑油によって個別に潤滑することができる。
したがって、駆動切換装置30を最適な潤滑方法(たとえばグリスによる潤滑)によって潤滑することが可能となり、その機能を十分に確保することができる。
さらに、駆動切換装置30を構成するケーシング36と、このケーシング36にその端部から挿入されるアウターリング37との間に、前記ケーシング36の端部を閉塞するダストシール63を設けたことにより、前記ケーシング36内への埃や水等の浸入が防止されて、前記駆動切換装置30の健全性を確保することができるとともに、この駆動切換装置30の密閉性をさらに高めて、潤滑の独立性を確保することができる。
【0035】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、駆動軸と従動軸の嵌合部分に介装された係脱部材によって、これらの駆動軸と従動軸との連結および切り離しを行うようにしたから、これらの回転速度に差がある場合にあっても、円滑に接続および切り離しが行える。
したがって、同期機構等の複雑な補助機構を設ける必要が無く、簡素な構造とすることができる。
また、接続および切り離し時の衝撃音を小さく抑えることができ、この結果、駆動形態の切り換え時における音の発生を小さく抑えることができる。
また、切換ユニットをユニット化し、この切換ユニットを最終減速器等の既存の構造体へ固定することによって装着可能であるから、既存構造の大幅な変更を伴うことなく組み込みが可能である。
また、従動軸にオイルシールを設けて、前記切換ユニットを密封することにより、切換ユニットを独立した空間部に設置し、これによって、他の作動部分から切りなはして、独立した潤滑を行うことができ、切換ユニットに最適な潤滑方法を確保することができる。
さらに、切換ユニットを構成するケーシングの端部開口部に、ダストシールを設けることにより、前記切換ユニット内への埃や水等の浸入を防止してその健全性を確保することができるとともに、この切換ユニットの密閉性をさらに高めて、潤滑の独立性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態を示すもので、要部の縦断面図である。
【図3】本発明の一実施形態を示すもので、駆動切換装置の作動を説明するための要部の拡大断面図である。
【図4】2輪4輪駆動切換装置を備えた車輌の一例を示す側面図である。
【図5】図5に示す車輌の車体構成を説明するための平面図である。
【図6】従来の2輪4輪駆動切換装置の一構造例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
1 (2輪4輪駆動切換型)車輌
2 エンジン
3 車体フレーム
4 前輪
5 後輪
6 ステアリングハンドル
7 燃料タンク
8 シート
9 懸架装置
10 懸架装置
11 プロペラシャフト
12 プロペラシャフト
13 前輪用最終減速器
14 後輪用最終減速器
15 2輪4輪駆動切換装置
16 入力軸
16a 入力軸構成体
16b 入力軸構成体
17 切換ユニット
18 位置決め突起
19 位置決め凹部
20 切換リング
21 駆動機構
30 (2輪4輪)駆動切換装置
31 切換ユニット
32 駆動軸
33 従動軸
34 係脱部材
35 切換機構
36 ケーシング
37 アウターリング
37a 第1のアウターリング
37b 第2のアウターリング
38 軸受け
39 スプライン
40 インナーリング
41 スプライン
42 軸受け
43 ベベルギア
44 リングギア
45 リテーナー
46 カム
47 電磁クラッチ
48 クラッチ板
49 電磁コイル
50 ハウジング
51 コントロールユニット
52 電源
60 スプライン
61 オイルシール
62 オイルシール
63 ダストシール
S1、S2 スプライン
Claims (2)
- エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構のいずれか一方に設けられ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットを備え、
この切換ユニットが、
駆動側に連結された駆動軸と、
該駆動軸が挿入されることにより該駆動軸と連結される円筒状のアウターリングと、
前記駆動軸に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸と、
該従動軸が連結され、前記アウターリングの内部に配設される円筒状のインナーリングと、
該インナーリングと前記アウターリングとの隙間に介装され、これらの対向面に係脱させられることにより、前記アウターリングと前記インナーリングとの接続および切り離しを行う複数の係脱部材と、
これらの係脱部材を、前記アウターリングと前記インナーリングとを接続する位置と切り離す位置とに選択的に位置させる切換機構と、
これらを取り囲み、最終減速器に取り付けられるケーシングとによって構成され、
該切換ユニットの前記切換機構は、
前記アウターリングに相対回転可能に装着されたリテーナーと、
前記インナーリングの表面に形成され、前記係脱部材を、前記リテーナーとの相対回転に伴い径方向に移動させるカムと、
前記リテーナーと前記アウターリングとの間に介装されたクラッチ板、および、該クラッチ板の圧接により前記リテーナーと前記アウターリングとを相対回転不可能に固定するとともに、該クラッチ板の切り離しにより前記固定を解除する電磁コイルを有する電磁クラッチとを含んで構成され、
該切換ユニットの該切換機構を密封するように、前記従動軸の長さ方向に間隔をおいて、該切換機構と前記最終減速器とを分離する位置、および、該切換ユニットと前記駆動軸側の空間部とを遮蔽する位置の2箇所にオイルシールが設けられており、
該切換ユニットの該切換機構と、前記最終減速器とは、異なる潤滑油によって個別に潤滑することを特徴とする車輌用2輪4輪駆動切換装置。 - 前記ケーシングと前記駆動軸あるいは従動軸との間に形成される隙間に、前記ケーシングの端部を閉塞するダストシールが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の車輌用2輪4輪駆動切換装置。
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