JP4657269B2 - トランスファ装置 - Google Patents

Description

この発明は、４輪駆動車のトランスファ装置に関する。

特許文献１に図５のようなトランスファ装置２０１が記載されている。

このトランスファ装置２０１は、トランスミッションの出力軸に連結された入力軸２０３、主軸２０５、前輪側動力伝達系の一部を構成するチェーン伝動機構２０７、Ｈ−Ｌ切り替え機構（伝達トルク切り替え機構）２０９、その後段に配置されて前輪側の動力伝達系を断続し２輪駆動状態（及び後述するトルク可変４輪駆動状態）とトルク固定４輪駆動状態との切り替えを行う２−４切り替え機構２１１、この２−４切り替え機構２１１と並列に配置され、前輪側動力伝達系に伝達する駆動力の大きさを制御するトルク制御機構２１３などから構成されている。

入力軸２０３と主軸２０５は同軸配置されており、主軸２０５は後輪のプロペラシャフト側に連結されている。

チェーン伝動機構２０７は入力側と出力側の各スプロケット２１５，２１７とこれらを連結するチェーン２１９からなり、入力側のスプロケット２１５は主軸２０５上に回転自在に配置され、出力側スプロケット２１７は前輪のプロペラシャフト側に連結されている。

Ｈ−Ｌ切り替え機構２０９は、プラネタリーギヤ機構２２１と、切り替え操作用のシフトスリーブ２２３などから構成されている。

プラネタリーギヤ機構２２１は、インターナルギヤ２２５、プラネタリーギヤを支承するプラネタリーキャリヤ２２７、サンギヤ２２９などから構成されている。インターナルギヤ２２５はトランスファーケース２３１側に連結されており、プラネタリーキャリヤ２２７は回転自在な状態で配置され、サンギヤ２２９は入力軸２０３に形成されている。

トランスミッションから入力軸２０７に入力するエンジンの駆動力は、Ｈ−Ｌ切り替え機構２０９のシフトスリーブ２２３をＨポジションにシフトすると、プラネタリーギヤ機構２２１をバイパスし、シフトスリーブ２２３を介して高速(等速)で主軸２０５を回転させる。また、シフトスリーブ２２３をＬポジションにシフトすると、入力軸２０７の回転はサンギヤ２２９とプラネタリーギヤとプラネタリーキャリヤ２２７を介して減速され、低速でシフトスリーブ２２３から主軸２０５に伝達される。主軸２０５の回転は後輪側動力伝達系を介してリヤデフに伝達され、左右の後輪に配分される。

２−４切り替え機構２１１を構成するシフトスリーブ２３３は２輪駆動ポジション（及びトルク可変４輪駆動ポジション）とトルク固定４輪駆動ポジションとに移動可能であり、Ｈ−Ｌ切り替え機構２０９のシフトスリーブ２２３と一体に移動するように構成されている。

シフトスリーブ２３３を２輪駆動ポジション（及びトルク可変４輪駆動ポジション）にシフトすると、主軸２０５とスプロケット２１５との連結が解除されると共に、シフトスリーブ２２３がＨポジションに移動し、車両は高速モードの２輪駆動状態（２Ｈ）になる。

また、この状態では、下記のように、トルク制御機構２１３による高速モードのトルク可変４輪駆動状態（４Ｈ自動）を選択可能になる。

また、シフトスリーブ２３３をトルク固定４輪駆動ポジションにシフトすると、シフトスリーブ２２３がＬポジションに移動すると共に、主軸２０５とチェーン伝動機構２０７の入力側スプロケット２１５とがシフトスリーブ２３３を介して直結され、Ｈ−Ｌ切り替え機構２０９で減速されたエンジンの駆動力は、主軸２０５とシフトスリーブ２３３とチェーン伝動機構２０７とを介し、固定トルクで前輪側に伝達され、車両は低速モードのトルク固定４輪駆動状態（４Ｌ固定）になる。

トルク制御機構２１３は、湿式の多板クラッチ２３５、多板クラッチ２３５を押圧して締結する油圧アクチュエータ２３７、油圧アクチュエータ２３７を駆動するメインオイルポンプ及びサブオイルポンプ２３９、サブオイルポンプ２３９を駆動する電動モータ２４１などから構成されている。

多板クラッチ２３５は、スプロケット２１５に固定されたクラッチドラム２４３と、主軸２０５に連結されたクラッチハブ２４５との間に配置されている。

この多板クラッチ２３５は、２−４切り替え機構２１１のシフトスリーブ２３３が２輪駆動ポジションにあるときにメインオイルポンプ、または、サブオイルポンプ２３９によって締結される。

さらに、各オイルポンプによる油圧アクチュエータ２３７の油圧調整によって多板クラッチ２３５の滑りが制御され、前輪と後輪のトルク伝達比が、ほぼ０：１００になる２輪駆動状態と、５０：５０になる４輪駆動状態の間で調整される。

このように、従来のトランスファ装置２０１は、Ｈ−Ｌ切り替え機構２０９と２−４切り替え機構２１１によって、高速モードでの２輪駆動状態（２Ｈ）及びトルク可変４輪駆動状態（４Ｈ自動）と、低速モードでの固定トルク４輪駆動状態（４Ｌ固定）を選択可能であり、この４Ｈ自動モードでは、後輪を駆動しながら、トルク制御機構２１３のトルク調整機能によって前輪の駆動力を２輪駆動状態と４輪駆動状態の間で調整することができる。

トランスファ装置２０１は、このような切り替え機能及びトルク調整機能によって、路面条件、エンジン出力、操舵条件などの変化に応じて、悪路走破性、発進性、加速性、車体の安定性、エンジンの燃費、旋回性などを向上させる。
新型車解説書 ＮＩＳＳＡＮ テラノＲ５０型系車 １９９５年９月 日産自動車株式会社 編集発行

しかし、トランスファ装置２０１では、前輪側の動力伝達系と主軸２０５との間に配置されている多板クラッチ２３５を解除することによって２輪駆動状態を作り出しているので、多板クラッチ２３５にドラグトルク（引き摺りトルク）が発生すると、前輪側動力伝達系がこのドラグトルクによって主軸２０５と連結された状態になり、完全に切り離すことができないという問題があった。

このような状態では、２輪駆動走行時でも前輪とその動力伝達系がエンジンによる連れ回り状態になっており、これらの回転抵抗によってエンジンの燃費に影響する上に、前輪側動力伝達系の支承部や摺動部の耐久性磨耗に影響を及ぼすと共に、前輪側動力伝達系での騒音、振動も発生してしまうという問題があった。

また、このように前輪を完全に切り離すことができないと、旋回性を充分に発揮させることができない。

そこで、この発明は、一側車輪に伝達する駆動力を調整するトルク制御機構を２輪駆動時に完全に切り離すことにより、エンジンの燃費への影響、動力伝達系の耐久性、騒音、振動、また車両の旋回性を向上させるトランスファ装置の提供を目的とする。

請求項１のトランスファ装置は、エンジンから伝達される駆動力を後輪側の動力伝達系に直結して伝達する主軸と、前輪側の動力伝達系に駆動力を伝達するドライブシャフトと、前記主軸の外周に配置されたクラッチハブとクラッチドラムとの間に設けられ締結手段によって前記前輪側の動力伝達系へトルク可変に駆動力を伝達する多板クラッチとを備えたトランスファ装置であって、前記主軸を介して前記後輪側の動力伝達系へ駆動力を伝達すると共に前記主軸から前記クラッチハブ，前記クラッチドラム，前記多板クラッチ及び前記ドライブシャフトを切り離す２輪駆動ポジションと、前記主軸を介して前記後輪側の動力伝達系へ駆動力を伝達すると共に前記主軸から前記クラッチハブ，前記クラッチドラム，前記多板クラッチ及び前記ドライブシャフトを介して前記前輪側の動力伝達系へ駆動力を伝達するトルク可変４輪駆動ポジションとを切り換える噛み合いクラッチを設けたことを特徴とする。

請求項２のトランスファ装置は、請求項１に記載のトランスファ装置であって、前記噛み合いクラッチは、前記トルク可変４輪駆動ポジションと、前記クラッチハブ側と前記クラッチドラム側とを連結し前記後輪側の動力伝達系と前記前輪側の動力伝達系の伝達駆動力を固定するトルク固定４輪駆動ポジションとをシフト可能なスリーブを備えることを特徴とする。

請求項３のトランスファ装置は、請求項１又は２に記載のトランスファ装置であって、前記噛み合いクラッチは前記主軸と前記クラッチハブ側との間に配置され、前記クラッチドラムは入力側スプロケットに固定され、前記ドライブシャフトには出力側スプロケットが設けられ、前記主軸から前記前輪側の動力伝達系に駆動力を伝達することを特徴とする。

請求項４のトランスファ装置は、請求項１〜３の何れか一項に記載のトランスファ装置であって、前記噛み合いクラッチは入力側スプロケットに対して前記主軸の軸方向入力側に配置され、前記多板クラッチは前記入力側スプロケットに対して前記主軸の軸方向後輪出力側に配置されていることを特徴とする。

このように、本発明のトランスファ装置では、２輪駆動時に噛み合いクラッチによって主軸からクラッチハブ、クラッチドラム、多板クラッチを切り離すことができ、主軸の回転により多板クラッチにドラグトルクが発生することを防止することができる。

こうして、エネルギーロスによるエンジンの燃費への影響が防止されると共に、完全な２輪駆動状態では前後輪間の回転拘束力がなくなるから、旋回性が向上する。

また、噛み合いクラッチを設けたことによって、従来例の２輪駆動／トルク可変４輪駆動のような併用ポジションではなく、２ＷＤの専用ポジションを選ぶことが可能になる。

このように、本発明のトランスファ装置は、各ポジションの切替機能と、多板クラッチの機能により、路面条件、エンジンの出力、操舵条件のような走行中に生じる諸条件の変化に対応し、悪路走破性、発進性、加速性、車体の安定性、旋回性などを大幅に向上させることができる。

請求項２のトランスファ装置は、噛み合いクラッチがトルク可変４輪駆動ポジションとトルク固定４輪駆動ポジションとをシフト可能なスリーブを備えているので、噛み合いクラッチのトルク固定４輪駆動ポジションと２輪駆動ポジションとトルク可変４輪駆動ポジションとを、同一のシフト機構によって連続的に切り替え操作することが可能になり、切り替えの操作性が大きく向上する。

また、このように既存の機構に極めて簡単な変更を加えるだけで実施可能であることと、シフト機構を共用できることによって、構造とレイアウトが簡単であり、それだけ軽量、コンパクト、低コストに構成することができる。

請求項３のトランスファ装置は、請求項１又は２の構成と同等の効果を得ることができる。

請求項４のトランスファ装置は、請求項１〜３の構成と同等の効果を得ることができる。

図１〜４によってトランスファ装置１（本発明の一実施形態）の説明をする。

各図の左方はトランスファ装置１を用いた４輪駆動車の前方に相当する。

この４輪駆動車の動力系は、エンジン、クラッチ、トランスミッション、トランスファ装置１、前輪側の動力伝達系、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）、左右の前輪、後輪側の動力伝達系、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）、左右の後輪などから構成されている。

また、エンジン、トランスミッション、トランスファ装置１などは縦置きに配置されており、左右の前輪と各車軸との間にはこれらを断続するハブクラッチ（切り離し機構）がそれぞれ配置されている。

エンジンの駆動力はクラッチからトランスミッションを介してトランスファ装置１に伝達される。下記のように、後輪側はトランスファ装置１を介して直結されており、駆動力は常時後輪側動力伝達系を介してリヤデフに伝達され、左右の後輪に配分される。また、前輪側の駆動力は、トランスファ装置１によって断続され、また、伝達トルクが制御される。トランスファ装置１を介して前輪側に出力された駆動力は前輪側動力伝達系を介してフロントデフに伝達され、ハブクラッチを介して左右の前輪に配分される。

トランスファ装置１は、トランスファーケース３に収容されており、入力軸５、主軸７、前輪側動力伝達系の一部を構成するチェーン伝動機構９、サブトランスミッションであるＨ−Ｌ切り替え機構（伝達トルク切り替え機構）１１、第１の噛み合いクラッチ１３と第２の噛み合いクラッチ１５から成る２−４切り替え機構１７、トルク制御機構１９、コントローラなどから構成されている。

入力軸５は、トランスミッションの出力軸に連結されており、前方からトランスファーケース３に貫入し、ボールベアリング２０によってトランスファーケース３に支承されている。また、入力軸５とトランスファーケース３との間にはトランスミッションオイルとトランスファオイルの混ざり合いを防止するシール２１が配置されている。

主軸７は入力軸５と同軸に配置されており、継ぎ手を介して後輪側のプロペラシャフトに連結されている。また、主軸７は前端側をローラーベアリング２２，２３によって入力軸５に支承され、後端側をボールベアリング２４によってトランスファーケース３に支承されている。主軸７とトランスファーケース３との間には、オイル漏れを防止し、異物の侵入を防止するシール２６が配置されている。

チェーン伝動機構９は、入力側と出力側の各スプロケット２５，２７とこれらを連結するチェーン２９から構成されている。

入力側のスプロケット２５はニードルベアリング３１，３１によって、クラッチハブ３３上に回転自在に支承されており、出力側スプロケット２７はドライブシャフト３５に形成されている。ドライブシャフト３５はボールベアリング３７，３７によってトランスファーケース３に支承されており、その前端にはフランジ３９がスプライン連結され、ナット４１で固定されている。フランジ３９は相手側のフランジ４３を介して前輪側のプロペラシャフトに連結されており、フランジ３９とトランスファーケース３との間には、オイル漏れを防止し、異物の侵入を防止するシール４５が配置されている。

Ｈ−Ｌ切り替え機構１１は、プラネタリーギヤ機構４７、切り替え操作用の噛み合いクラッチ４９、Ｈ−Ｌスリーブ５１などから構成されている。

プラネタリーギヤ機構４７は、インターナルギヤ５３、プラネタリーギヤを支承するシャフト５５を前後から支持するプラネタリーキャリヤ５７，５９、サンギヤ６１などから構成されている。

インターナルギヤ５３はトランスファーケース３に連結されており、サンギヤ６１は入力軸５に形成されている。

前方のプラネタリーキャリヤ５７はローラーベアリング６３によって入力軸５に回転自在な状態で支承されている。また、プラネタリーキャリヤ５７とボールベアリング２０（トランスファーケース３）との間には互いの相対回転を吸収するスラストベアリング６５が配置されており、プラネタリーキャリヤ５７とサンギヤ６１（入力軸５）との間には互いの相対回転を吸収するスラストベアリング６６が配置されている。

噛み合いクラッチ４９は、図２〜４に示すように、クラッチドラム６７の内周に形成された噛み合い歯６９、Ｈ−Ｌスリーブ５１の外周と内周にそれぞれ形成された噛み合い歯７１，７３、入力軸５と主軸７の各外周に形成された噛み合い歯７５，７７などから構成されている。また、クラッチドラム６７は後方のプラネタリーキャリヤ５９に固定されている。

Ｈ−Ｌスリーブ５１はＨポジションとＬポジションとにシフト可能であり、Ｈ−Ｌスリーブ５１がＨポジションにシフトされると、噛み合い歯７３，７５，７７が噛み合うと共に、噛み合い歯６９，７１の噛み合いが解除され、入力軸５と主軸７がＨ−Ｌスリーブ５１を介して連結される。

また、Ｈ−Ｌスリーブ５１がＬポジションにシフトされると、噛み合い歯６９，７１が噛み合うと共に、噛み合い歯７３，７５の噛み合いが解除される。

トランスミッションから入力軸５に入力するエンジンの駆動力は、Ｈ−Ｌスリーブ５１をＨポジションにシフトすると、プラネタリーギヤ機構４７をバイパスし、入力軸５からＨ−Ｌスリーブ５１を介して高速（Ｈ：等速）で主軸７を回転させる。

また、Ｈ−Ｌスリーブ５１をＬポジションにシフトすると、入力軸５の回転はサンギヤ６１とプラネタリーギヤとプラネタリーキャリヤ５７，５９を介して減速され、クラッチドラム６７からＨ−Ｌスリーブ５１を介して低速（Ｌ）で主軸７を回転させる。

主軸７の回転はプロペラシャフトなどの後輪側動力伝達系を介してリヤデフに伝達され、左右の後輪に配分される。

第１の噛み合いクラッチ１３は、２−４スリーブ７９の内周に形成された噛み合い歯８１、主軸７の噛み合い歯７７、クラッチハブ３３と入力側スプロケット２５にそれぞれ形成された噛み合い歯８５などから構成されている。また、２−４スリーブ７９は噛み合い歯８１で主軸７の噛み合い歯７７と噛み合っており、前後に移動できる。

第２の噛み合いクラッチ１５は、２−４スリーブ７９の噛み合い歯８１、主軸７の噛み合い歯７７、クラッチハブ３３の噛み合い歯８３によって構成されている。

つまり、２−４切り替え機構１７は、２−４スリーブ７９の噛み合い歯８１、主軸７の噛み合い歯７７、クラッチハブ３３の噛み合い歯８３，８５によって構成されている。

このように、２−４切り替え機構１７は第１の噛み合いクラッチ１３と第２の噛み合いクラッチ１５とから構成されており、さらに、第２の噛み合いクラッチ１５はは第１の噛み合いクラッチ１３に組み込まれている。

２−４スリーブ７９は、２輪駆動ポジション（図２：２ＷＤ）と、トルク可変４輪駆動ポジション（図３：４ＷＤ（自動））と、トルク固定４輪駆動ポジション（図４：４ＷＤ（固定））にシフト可能である。

また、２−４スリーブ７９のこのようなシフト操作は、シフトフォーク８６を介して同一のシフト機構により行われる。

２−４スリーブ７９が２輪駆動ポジションにシフトされると、噛み合い歯８１と噛み合い歯８３，８５の噛み合いが解除される。また、２−４スリーブ７９がトルク可変４輪駆動ポジションにシフトされると、噛み合い歯８１，８３が噛み合い、主軸７とクラッチハブ３３が２−４スリーブ７９を介して連結される。また、２−４スリーブ７９がトルク固定４輪駆動ポジションにシフトされると、噛み合い歯８１，８３，８５が噛み合い、主軸７とクラッチハブ３３とスプロケット２５が２−４スリーブ７９を介して連結される。

トルク制御機構１９は、湿式の多板クラッチ８７、メインオイルポンプ、サブオイルポンプ８９、サブオイルポンプ８９とユニット化された電動モータ９１、多板クラッチ８７を押圧して締結する油圧アクチュエータ９３、コントローラなどから構成されている。

多板クラッチ８７は、スプロケット２５に固定されたクラッチドラム９５と、クラッチハブ３３との間に配置されており、クラッチハブ３３はニードルベアリング９７，９７によって主軸７の外周に支承されている。

また、多板クラッチ８７はＨ−Ｌ切り替え機構１１と同軸に配置されており、さらに、第１の噛み合いクラッチ１３，４９と第２の噛み合いクラッチ１５と２−４切り替え機構１７もこれらと同軸に配置されている。

メインオイルポンプは主軸７と一体に回転するギヤ９９によって回転駆動され、トランスファーケース３に設けられたオイル溜まりからオイルを吸入する。このオイルは、下記のように、トランスファ装置１各部の潤滑・冷却に供せられると共に、コントローラに制御されるバルブと油路１０１とを介して油圧アクチュエータ９３のシリンダ１０３にオイルを供給する。

コントローラは主軸７（メインオイルポンプ）が回転していないとき、電動モータ９１によってサブオイルポンプ８９を回転させ、上記のバルブと油路１０１とを介してシリンダ１０３にオイルを供給する。

シリンダ１０３はトランスファーケース３に形成されており、ピストン１０５と多板クラッチ８７の間にはスラストベアリング１０７とプレッシャープレート１０９が配置されている。静止側のピストン１０５と回転側のプレッシャープレート１０９の相対回転はこのスラストベアリング１０７によって吸収される。

また、クラッチハブ３３とプレッシャープレート１０９との間には、プレッシャープレート１０９を多板クラッチ８７の連結解除側に付勢するリターンスプリング１１１が配置されている。

シリンダ１０３に油圧が与えられると、油圧アクチュエータ９３はピストン１０５とスラストベアリング１０７とプレッシャープレート１０９とを介して多板クラッチ８７を押圧し締結させる。

このとき、コントローラは必要に応じて上記バルブの開度を調整し、シリンダ１０３に与える油圧を変えて多板クラッチ８７の滑りを調整し、前輪側に送られる駆動力の大きさを制御する。

また、シリンダ１０３へのオイル供給を停止すると、リターンスプリング１１１によってプレッシャープレート１０９などが後退し、多板クラッチ８７の連結が解除される。

第１の噛み合いクラッチ１３の２−４スリーブ７９を２輪駆動ポジションにシフトすると、上記のように噛み合い歯８１と噛み合い歯８３（クラッチハブ３３）及び噛み合い歯８５（スプロケット２５：クラッチドラム９５）との噛み合いが解除され、前輪側への動力伝達経路である多板クラッチ８７及びスプロケット２５の両方が主軸７と切り離されるから、車両は後輪駆動による２輪駆動状態になる。

また、このように多板クラッチ８７が切り離されるから、車両は完全な２輪駆動状態になり、従来例と異なって、多板クラッチ８７にドラグトルクが生じても、エンジンによる前輪とその動力伝達系の連れ回りが防止されると共に、旋回性が向上する。

さらに、このときコントローラは各ハブクラッチによって左右の前輪を車軸から切り離す。

左右の前輪が切り離されると、左右の前車軸からフロントデフ、プロペラシャフト、チェーン伝動機構９、多板クラッチ８７までの前輪側動力伝達系の回転が停止するから、その回転抵抗による燃費の低下が防止されると共に、動力伝達系の回転による振動、騒音、支承部と摺動部の耐久性への影響などが防止される。

また、例えばドライバー席にはスイッチ（断続を連動して行える操作手段）が設けられており、このスイッチは２−４スリーブ７９を２輪駆動ポジションにシフトして第２の噛み合いクラッチ１５の連結を解除する指令と、ハブクラッチの連結を解除する指令をコントローラに送る。

コントローラは、このスイッチの指令によって第２の噛み合いクラッチ１５とハブクラッチを連動して連結解除すると共に、２−４スリーブ７９が２輪駆動ポジション以外のポジションにあるときは、ハブクラッチを連結させる。

また、２−４スリーブ７９をトルク可変４輪駆動ポジションにシフトすると、上記のように噛み合い歯８１，８３が噛み合って主軸７と多板クラッチ８７とが連結される。

コントローラは、２−４スリーブ７９がこのようにトルク可変４輪駆動ポジションにあるときだけ多板クラッチ８７を作動させ、さらに、路面条件、エンジンの出力、操舵条件などの変化に応じて、上記のように多板クラッチ８７の滑りを調整し、前輪側に伝達される駆動力の大きさを制御する。

この制御は、駆動力が前輪に伝達されない２輪駆動状態（前輪と後輪のトルク伝達比がほぼ０：１００になる状態）と、リジッドの４輪駆動状態（前輪と後輪のトルク伝達比が５０：５０になる状態）の間で行われ、任意のトルク伝達比を選択できる。

また、２−４スリーブ７９をトルク固定４輪駆動ポジションにシフトすると、上記のように噛み合い歯８１，８３，８５が噛み合って主軸７とクラッチハブ３３とスプロケット２５が２−４スリーブ７９を介して連結されるから、車両はリジッドの４輪駆動状態になり、前輪と後輪に均等の駆動力が送られる。

また、トランスファ装置１では、Ｈ−Ｌ切り替え機構１１のＨ−Ｌスリーブ５１と、第１の噛み合いクラッチ１３の２−４スリーブ７９が別体であるから、これらを各別に操作すれば、第１の噛み合いクラッチ１３の２輪駆動ポジションと、トルク可変４輪駆動ポジションと、トルク固定４輪駆動ポジションのそれぞれで高速(Ｈ)状態と低速(Ｌ)状態を選ぶことができる。

トランスファ装置１は、このような切替機能と、トルク可変４輪駆動時のトルク制御機能によって、路面条件、エンジンの出力、操舵条件のような走行中に生じる諸条件の変化に応じて、４輪駆動状態では悪路走破性、発進性、加速性、車体の安定性などを大幅に向上させ、２輪駆動状態では燃費、旋回性などを大幅に向上させることができる。

なお、２輪駆動ポジションへの切替は、上記のようにドライバー席のスイッチで行い、他の切り替えと制御は、上記のような諸条件の変化を各種センサで検知し、コントローラによって総合的に行われる。

主軸７には軸方向の油路とこれと連通する多数の径方向油路が形成されており、入力軸５には主軸７の径方向油路に対向する径方向油路が形成されている。

メインオイルポンプのオイルは、その油圧及び入力軸５と主軸７の遠心力によってこれらの油路から噴出し、ベアリング２０，２２，２３，３１，６３，６５，６６，９７，１０７、プラネタリーギヤ機構４７、噛み合いクラッチ４９、Ｈ−Ｌスリーブ５１及びそのシフト機構の摺動部、第１の噛み合いクラッチ１３、第２の噛み合いクラッチ１５、２−４切り替え機構１７、２−４スリーブ７９及びそのシフト機構の摺動部、チェーン伝動機構９、多板クラッチ８７などを充分に潤滑・冷却し、耐久性を大きく向上させている。

こうして、トランスファ装置１が構成されている。

トランスファ装置１は、２輪駆動時には第２の噛み合いクラッチ１５によって多板クラッチ８７と前輪側動力伝達系が切り離されるから、多板クラッチ８７のドラグトルクによる前輪の連れ回りと、これに伴う走行抵抗が防止され、燃費が向上する。

また、ドラグトルクの影響を受けないから完全な２輪駆動状態になり、前後輪間の回転拘束力がなくなって旋回性が向上する。

また、第２の噛み合いクラッチ１５を設けたことによって、上記のように、２輪駆動ポジションを単独で選ぶことが可能になり、さらに、２輪駆動ポジション及び４輪駆動のトルク可変とトルク固定の各ポジションでＨ−Ｌ切り替えを行えるから、それだけ多くのポジションが選択可能になって走行中の条件変化に対応し易くなり、車両の走行性能を大きく向上させることができる。

また、第２の噛み合いクラッチ１５と２−４切り替え機構１７を組み込んだ第１の噛み合いクラッチ１３は、図２〜４に示すように、２輪駆動、トルク可変４輪駆動、トルク固定４輪駆動の各ポジションを備えているが、このような構成は、従来例の２Ｈ／４Ｈポジションと４Ｌポジションとの間に噛み合い歯８３を設け、２−４スリーブ７９のシフトストロークを延長するだけで実施可能になる。

また、２輪駆動、トルク可変４輪駆動、トルク固定４輪駆動の各ポジションを直線状に配置したから、同一のシフト機構によって連続的に切り替え操作が可能であり、操作性が大きく向上している。

また、このように既存の機構に極めて簡単な変更を加えるだけで実施できる上に、シフト機構を共用できるから、構造とレイアウトが簡素であり、それだけ軽量でコンパクトに構成されて車載性が向上すると共に、低コストになる。

また、トランスファ装置１では、Ｈ−Ｌ切り替え機構１１と、トルク制御機構１９の多板クラッチ８７と、第１の噛み合いクラッチ１３と、第２の噛み合いクラッチ１５と、２−４切り替え機構１７とを同軸に配置したから、これらを径方向に配置する構造に較べて、径方向にコンパクトになっており、車載性がさらに向上している。

また、多板クラッチ８７が切り離されたときに、ハブクラッチによって前輪と車軸とが切り離されるから、前輪側の動力伝達系が、エンジンの駆動力及び走行による前輪の回転の両方から遮断されて静止するから、その回転抵抗による燃費の低下が防止されると共に、振動、騒音、動力伝達系の支承部と摺動部の磨耗、耐久性の低下などが防止される。

また、第２の噛み合いクラッチ１５による多板クラッチ８７の切り離しと、ハブクラッチによる前輪の切り離しとを、ドライバー席のスイッチによって連動操作できるから、上記のような前輪側動力伝達系の回転静止機能とその効果を享受しながら、ドライバーの負担増加が防止される。

なお、Ｈ−Ｌ切り替え機構１１のＨ−Ｌスリーブ５１と第１の噛み合いクラッチ１３の２−４スリーブ７９とを、同一のシフト機構により連動させてシフト操作することも可能である。

このように構成すれば、シフト機構がさらに軽量コンパクトになり、トランスファ装置１が低コストになる。

なお、本発明のトランスファ装置において、切り離し側の車輪とその動力伝達系とを断続する切り離し機構は、ハブクラッチの他に、例えば、トルク断続機能を持ったデファレンシャル装置（ＦＲＤ：フリーランニングデフ）、車軸上で駆動力を断続する機構（ＡＤＤ：アクスルディスコネクト）などでもよい。

さらに、切り離し機構は、車軸上に配置するものだけでなく、例えば、プロペラシャフト上に配置するものでもよく、このような場合でも、質量の大きいプロペラシャフトの回転を停止させることができるから、振動、騒音、磨耗、耐久性と燃費への影響などを充分に防止できる。

また、トルク制御機構に用いられるクラッチは、多板クラッチに限らず、トルク可変のクラッチであれば、単板クラッチやコーンクラッチでもよく、また、これらは湿式でも乾式でもよい。

また、このクラッチの締結手段は、油圧アクチュエータのような液圧アクチュエータに限らず、電磁石、あるいは、電動モータとその回転を減速しながら操作力に変換する変換手段から構成されたアクチュエータなどでもよい。

本発明の一実施形態を示す断面図である。 実施形態の要部拡大図であり、２輪駆動状態を示す。 実施形態の要部拡大図であり、トルク可変の４輪駆動状態を示す。 実施形態の要部拡大図であり、トルク固定の４輪駆動状態を示す。 従来例の断面図である。

符号の説明

１ トランスファ装置
９ チェーン伝動機構（前輪側の動力伝達系）
１１ Ｈ−Ｌ切り替え機構（伝達トルク切り替え機構）
１３ 第１の噛み合いクラッチ
１５ 第２の噛み合いクラッチ
１９ トルク制御機構
８７ 多板クラッチ（トルク制御機構）

Claims (4)

1. エンジンから伝達される駆動力を後輪側の動力伝達系に直結して伝達する主軸と、前輪側の動力伝達系に駆動力を伝達するドライブシャフトと、前記主軸の外周に配置されたクラッチハブとクラッチドラムとの間に設けられ締結手段によって前記前輪側の動力伝達系へトルク可変に駆動力を伝達する多板クラッチとを備えたトランスファ装置であって、
   前記主軸を介して前記後輪側の動力伝達系へ駆動力を伝達すると共に前記主軸から前記クラッチハブ，前記クラッチドラム，前記多板クラッチ及び前記ドライブシャフトを切り離す２輪駆動ポジションと、前記主軸を介して前記後輪側の動力伝達系へ駆動力を伝達すると共に前記主軸から前記クラッチハブ，前記クラッチドラム，前記多板クラッチ及び前記ドライブシャフトを介して前記前輪側の動力伝達系へ駆動力を伝達するトルク可変４輪駆動ポジションとを切り換える噛み合いクラッチを設けたことを特徴とするトランスファ装置。
2. 請求項１に記載のトランスファ装置であって、
   前記噛み合いクラッチは、前記トルク可変４輪駆動ポジションと、前記クラッチハブ側と前記クラッチドラム側とを連結し前記後輪側の動力伝達系と前記前輪側の動力伝達系の伝達駆動力を固定するトルク固定４輪駆動ポジションとをシフト可能なスリーブを備えることを特徴とするトランスファ装置。
3. 請求項１又は２に記載のトランスファ装置であって、
   前記噛み合いクラッチは前記主軸と前記クラッチハブ側との間に配置され、前記クラッチドラムは入力側スプロケットに固定され、前記ドライブシャフトには出力側スプロケットが設けられ、前記主軸から前記前輪側の動力伝達系に駆動力を伝達することを特徴とするトランスファ装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のトランスファ装置であって、
   前記噛み合いクラッチは入力側スプロケットに対して前記主軸の軸方向入力側に配置され、前記多板クラッチは前記入力側スプロケットに対して前記主軸の軸方向後輪出力側に配置されていることを特徴とするトランスファ装置。

Images