車輌用２輪４輪駆動切換装置

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【発明の名称】	車輌用２輪４輪駆動切換装置
【発明者】	【氏名】半田秋男【住所又は居所】埼玉県和光市中央１－４－１株式会社本田技術研究所内【氏名】冨田裕明【住所又は居所】埼玉県和光市中央１－４－１株式会社本田技術研究所内【氏名】後藤真二【住所又は居所】埼玉県和光市中央１－４－１株式会社本田技術研究所内【氏名】千田明生【住所又は居所】埼玉県和光市中央１－４－１株式会社本田技術研究所内
【要約】	【課題】音の発生が小さく、かつ、駆動状態の表示を確実に行い得る車輌用２輪４輪駆動切換装置を提供することを目的とする。【解決手段】エンジン２と前輪４および後輪５とを、最終減速器１３・１４を介してそれぞれ接続する動力伝達機構のいずれか一方に設けられ、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、動力伝達機構での動力伝達が行われていることを検出してインジケータ６４を点灯させる表示制御手段とを備え、この表示制御手段が、一対の最終減速器の回転の位相差を検出し、この位相差が所定範囲内にある時に、インジケータを点灯または消灯させるようになされていることを特徴とする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンと前輪および後輪とを、最終減速機を介してそれぞれ接続する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と、この切換ユニットの駆動を制御するコントロールユニットと、前記動力伝達機構での動力伝達が行われていることを検出してインジケータを点灯させる表示制御手段とを備え、この表示制御手段が、前記一対の最終減速機の回転の位相差を検出し、この位相差が所定範囲内にある時に、前記インジケータを点灯または消灯させるようになされていることを特徴とする車輌用２輪４輪駆動切換装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【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】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機１３と後輪用最終減速機１４が設けられ、これらの前輪用最終減速機１３と後輪用最終減速機１４が設けられている。
【０００４】そして、前記前輪用最終減速機１３の左右には、ドライブシャフト９が連結されており、これらのドライブシャフト９に、その先端部に取り付けられているホイールハブ１０を介して、前記前輪４が取り付けられるようになっている。また、前記後輪用最終減速機１４の左右には、後輪５用のドライブシャフトが内装されたアクスルハウジング２２が設けられ、これらのアクスルハウジング２２の先端部に配設され、かつ、前記ドライブシャフトに連結されたホイールハブ２３を介して、前記後輪５が取り付けられるようになっている。
【０００５】そして、たとえば、前記前輪用最終減速機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、後輪駆動の状態と４輪駆動の状態とに切り換える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と後輪用最終減速機１４との間に、前記２輪４輪駆動切換装置を設けて、前輪駆動の状態と４輪駆動の状態とに切り換える場合もある。この駆動状態の切り換えは、路面状態や走行状態等に応じて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、特開平１１－１１３１号公報や特開平１０－２９７３１３号公報等において提案されており、図７にその構造を示す。この図において符号１５で示す２輪４輪駆動切換装置は、前輪用最終減速機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機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輪駆動の状態とし、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輪駆動の状態とするようになっている。すなわち、図８に示すように、２輪駆動時には、前記２輪４輪駆動切換装置１５への駆動電流の供給を停止し、４輪駆動時において駆動電流を連続供給するようにしている。また、４輪駆動時において、その駆動状態が４輪駆動であることを運転者に告知すべくインジケータを点灯させるようにしているが、この４輪駆動の駆動状態を検知する方法として、前記切換リング２０が４輪駆動位置へ移動させられた際に、この切換リング２０やこの切換リング２０の移動をなすフォーク等に当接させられることによってＯＮ動作させられる検出スイッチを設けておき、この検出スイッチがＯＮとなされたことを検出することが挙げられる。
【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においては、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、４輪駆動状態を示すインジケータの点灯に際して、切換リング２０やフォークによって作動させられる検出スイッチを用いた場合、駆動状態の切換の度に、前記検出スイッチに衝撃が加わって音が発生する可能性がある。また、それに伴うスイッチの摩耗などにより、インジケータの点灯の精度に影響を及ぼしてしまう。
【００１３】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、音の発生が小さく、かつ、駆動状態の表示を確実に行い得る車輌用２輪４輪駆動切換装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【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輪駆動切換装置は、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を、最終減速機を介してそれぞれ接続する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と、この切換ユニットの駆動を制御するコントロールユニットと、前記動力伝達機構での動力伝達が行われていることを検出して、インジケータを点灯させる表示制御手段とを備え、この表示制御手段が、前記一対の最終減速機の回転の位相差を検出し、この位相差が所定範囲内にある時に、前記インジケータを点灯させるようになされていることを特徴とする。
【００１５】
【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、図６、および、図９ないし図１１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。
【００１６】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。
【００１７】ついで、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。また、前記第アウターリング３７の内周面には、スプライン３９が形成されており、このアウターリング３７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とアウターリング３７とが連結されている。
【００１８】また、前記アウターリング３７の内部には、正多角形断面の角柱形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。
【００１９】また、前記従動軸３３の先端部にはピニオンギア４３が一体に設けられており、前輪用最終減速機１３のリングギア４４に噛合させられている。
【００２０】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面４０ａとによって構成されている。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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とを相対回転不可能に固定するようになっている。
【００２４】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。
【００２５】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機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機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。
【００２６】一方、前記コントロールユニット５１は、図６に示すように、４輪駆動時の前記切換機構３５への駆動電流の供給を、連続的な供給と、デューティー制御による供給との反復によって行うようになされている。
【００２７】この駆動電流の連続供給時間と、デューティー制御による供給時間との比率は、内燃機関２の運転状態や負荷状態等に応じて適宜設定されるもので、クラッチ圧不足によって２輪駆動に移行してしまうことを防止する範囲内で設定される。また、図１において符号６１および符号６２はオイルシールであり、さらに、符号６３はダストシールである。
【００２８】また、本実施形態においては、図１に示すように、前記駆動切換装置３０での動力伝達が行われていることを表示するインジケータ６４が設けられているとともに、前述した動力伝達が行われていることを検出して前記インジケータ６４を点灯させる表示制御手段６５が設けられている。
【００２９】前記表示制御手段６５は、前記一対の最終減速機１３・１４の回転の位相差（前後のピニオンギアの回転の位相差）を検出し、この位相差が所定範囲内にある時に、前記インジケータ６４を点灯させ、あるいは、消灯させるようになされている。
【００３０】さらに詳述すれば、前記前輪４用の最終減速機１３と、前記後輪用の最終減速機１４との間に、位相差が設けられている。すなわち、前輪４と後輪５の直径（周長）が等しい場合、前輪４用の最終減速機１３の減速比を「Ａ／Ｂ」とし、後輪５用の最終減速機１４の減速比を「Ｃ／Ｄ」とした場合、Ａ／Ｂ≒Ｃ／Ｄとすることにより、２輪駆動状態では、前輪４用の最終減速機１３における入力軸となる従動軸３３の周速と、後輪５用の最終減速機１４における入力軸と一体的に回転させられるアウターリング３７の周速とに差が生じ、これらの回転に位相差が生じる。
【００３１】そして、前述した位相を検出するために、本実施形態においては、図１に示すように、前記前輪４用の最終減速機１３に、前記リングギア４４の歯の部分を検出してパルス信号を生成するフロントセンサ６６が設けられ、また、前記アウターリング３７の外周には、前記前輪４用の最終減速機１３の入力軸３３と一体化されたピニオンギア４３と同一歯数のスプライン６７が形成されているとともに、このスプライン６７を検出してパルス信号を生成するリアセンサ６８が設けられている。
【００３２】ここで、前記駆動切換装置３０が作動させられて、４輪駆動状態となされている場合、後輪５側と一体回転させられる前記アウタリング３７と、前記前輪４側の従動軸３３とが一体回転させられるが、このときに、前記フロントセンサ６６とリアセンサ６８とによって検出されるパルス信号に、図９にｔで示すようになる。そして、前記フロントセンサ６６によって検出されるパスルの周期Ｔに対する前記ずれｔの割合ｔ／Ｔが検出され、この割合が、前記駆動切換装置３０の前後の位相差（前記駆動軸３２と従動軸３３間の位相差）として得られるようになっている。この位相差は、前記両センサ６６・６８からの検出信号に基づいて、表示制御手段６５において算出される。
【００３３】このように構成された本実施形態に係る２輪４輪駆動切換装置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への駆動力伝達が解除される。
【００３４】また、４輪駆動の駆動状態にするには、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の駆動力伝達が開始される。
【００３５】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、駆動状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。
【００３６】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を前輪用最終減速機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。
【００３７】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。
【００３８】そして、車輌１が４輪駆動の駆動状態にある場合、切換機構３５に供給される駆動電流が、前述したように、連続的な供給と、デューティー制御による供給との反復によって供給されていることから、連続供給のみの場合に比して消費電力が軽減され、この結果、発電装置やバッテリの小型化が図られる。
【００３９】一方、車輌１の走行中において、前記フロントセンサ６６およびリアセンサ６８からそれぞれパルス信号が検出されているとともに、この検出信号に基づき、前記表示制御手段６５において位相差が算出されている。そして、４輪駆動状態である場合には、図１０に示すように、前記位相差が所定の範囲内に保持され、また、２輪駆動状態である場合には、図１１に示すように、前記位相差が順次変化し、所定の範囲外に至ることとなる。このように、前記位相差が所定範囲内で変化する場合には、４輪駆動状態にあると判断されることから、前記表示制御手段６５によって前記インジケータ６４が点灯され、これによって、４輪駆動による走行であることが搭乗者に告知される。また、前記位相差が所定範囲外に至ると、２輪駆動状態にあると判断されることから、前記表示制御手段６５によって前記インジケータ６４が消灯され、これによって、２輪駆動による走行であることが搭乗員に告知される。
【００４０】このようなインジケータ６４による２輪駆動・４輪駆動の駆動状態の告知に際して、駆動状態の検出が非接触で行われることから、従来において見られた音の発生が防止されるとともに、位相差を用いることによって、前述した駆動状態をほぼ直接的に検出することができる。
【００４１】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。
【００４２】たとえば、前記位相差を生じさせる手段としては、Ａ／Ｂ＝Ｃ／Ｄとし、前輪４と後輪５の直径（周長）を不等にすることが考えられる。
【００４３】また、前記フロントセンサ６６は、ピニオンギア４３を検出するようにしてもよく、あるいは、前輪４と一体回転させられるドライブシャフトやホイールハブ、リム、さらには、タイヤの回転を検出するようにしてもよい。さらに、前記スプライン６７の形成位置として、エンジン２、後輪用最終減速機１４、後輪５用のアクスルシャフト、ホイールハブ、あるいは、リムとすることも可能であり、また、リアセンサ６８は、後輪５の回転を検出するようにすることも可能である。そして、このリアセンサ６８は、スピードセンサを兼用させることも可能である。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、動力伝達機構での動力伝達が行われていることを検出してインジケータを点灯させる表示制御手段を備え、この表示制御手段が、前後の最終減速機の回転の位相差を検出し、この位相差が所定範囲内にある時に、前記インジケータを点灯させるようにしたから、駆動状態の検出を非接触で行って、従来において見られた音の発生を防止するとともに、位相差を用いることによって、前述した駆動状態をほぼ直接的に検出することができ、この結果、前記インジケータを駆動状態に応じて正確に作動させることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００５３２６【氏名又は名称】本田技研工業株式会社【住所又は居所】東京都港区南青山二丁目１番１号
【出願日】	平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６）
【代理人】	【識別番号】１０００９７１１３【弁理士】【氏名又は名称】堀城之
【公開番号】	特開２００３－１９１７６７（Ｐ２００３－１９１７６７Ａ）
【公開日】	平成１５年７月９日（２００３．７．９）
【出願番号】	特願２００１－３９４３３５（Ｐ２００１－３９４３３５）