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丁目４番１号株式会社本田技術研究所内
【要約】	【課題】本発明は、２輪４輪駆動切換装置を構成する切換機構の固定を確実に行い、音の発生を防止しつつ、切換機構の機能を確保することのできる車輌用２輪４輪駆動切換装置を提供する。【解決手段】２輪駆動と４輪駆動とを切り換える切換機構２５を構成する電磁コイル２７に外方フランジ２８を設け、この切換機構が装着されるケーシング１８に、外方フランジが当接させられる係止段部１８ａを形成するとともに、この係止段部から前記外方フランジの厚み以上の間隔をおいた内周面に係止溝１８ｂを形成し、この環状溝に、外方フランジに対向させられるサークリップ２９を装着し、このサークリップと外方フランジとの間に環状の弾性部材４１を介装することにより、外方フランジを、係止段部へ圧接させてな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の間にそれぞれ設けられた動力伝達機構の何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が、駆動側に連結された駆動軸と、この駆動軸に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸と、これらの駆動軸と従動軸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、これらの駆動軸と従動軸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、前記駆動軸と従動軸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、前記切換ユニットを収納するケーシングとを備え、前記切換機構を構成する電磁コイルに外方フランジを設け、前記ケーシングに、前記外方フランジが当接させられる係止段部を形成するとともに、この係止段部から前記外方フランジの厚み以上の間隔をおいた内周面に係止溝を形成し、この係止溝に、前記外方フランジに対向させられるサークリップを装着し、このサークリップと前記外方フランジとの間に環状の弾性部材を介装することにより、前記外方フランジを、前記係止段部へ圧接させてなることを特徴とする車輌用２輪４輪駆動切換装置。
【請求項２】前記弾性部材が、ウェーブワッシャによって構成さ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。
【請求項３】前記弾性部材が、さらばねによって構成さ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。

【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７ないし図９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、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および前記後輪５は、図８に示すように、前記車体フレーム３に設けられた懸架装置９・１０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１５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との間に設ける場合もある。
【０００６】そして、前記２輪４輪駆動切換装置として、本願出願人は、図９に示す構造のものを提案した。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のピニオンシャフト１６と前記プロペラシャフト１１との接続と切り離しを行う切り換えユニット１７とによって構成されている。
【０００７】前記切換ユニット１７は、前記前輪用最終減速機１３に取り付けられるケーシング１８内に装着されているもので、前記ピニオンシャフト１６にスプライン嵌合させられているインナーリング１９と、このインナーリング１９を取り囲んで、前記ケーシング１８に回転自在に支持されたアウターリング２１と、このアウターリング２１と前記インナーリング１９との間に介装されて、これらのアウターリング２１とインナーリング１９との係脱をなす複数の係脱部材２２と、これらの係脱部材２２を傾動自在に保持するリテーナ２３と、このリテーナ２３と連動したアーマチュア２４と、このアーマチュア２４を磁力によって、前記アウターリング２１に連結されたロータ２６に吸引することにより、前記リーテーナ２３の動きを抑制して、前記係脱部材２２を傾動させることにより、これらの係脱部材２２によって、前記アウターリング２１とインナーリング１９とを接続状態とする切換機構２５とを備えている。
【０００８】前記切換機構２５は、電磁石によって構成され、前記ロータ２６の内側に設けられる電磁コイル２７を備え、この電磁コイル２７の一端部に形成された外方フランジ２８を介して前記ケーシング１８に取り付けられるようになっている。
【０００９】そして、前記切換機構２５は、その外方フランジ２８が、前記ケーシング１８内に形成された係止段部１８ａに当接させられることによって位置決めされ、また、前記ケーシング１８の内周面で、前記係止段部１８ａから所定距離離間させられた位置に形成された係止溝１８ｂに装着されるサークリップ２９が係合させられることによって、前記ケーシング１８に固定されている。
【００１０】このように構成された２輪４輪駆動切換装置１５は、前記切換機構２５の磁力によって前記アーマチュア２４を吸引することにより、このアーマチュア２４およびリテーナ２３の回転を抑制して、前記各係脱部材２２の動きを制約するとともに、これら複数の係脱部材２２を介して前記インナーリング１９とアウターリング２１との接続を行い、これによって、４輪駆動の駆動状態とするようになっている。また、前記切換機構２５への通電を遮断して、前記アーマチュア２４の回転を自由にするとともに、前記複数の係脱部材２２を、図示しないリターンスプリングによって中立位置に戻すことにより、前記前輪用最終減速機１３への動力伝達を遮断して、後輪のみによる２輪駆動の駆動状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、前記切換機構２５を前記ケーシング１８に固定する際に、前記外方フランジ２８を、前記ケーシング１８に形成された係止段部１８ａと、前記ケーシング１８に形成された係止溝１８ｂに装着されたサークリップ２９との間に挟持することによって行っているが、前記外方フランジ２８の厚みの加工精度、前記係止溝１８ｂの加工精度、さらには、前記サークリップ２９の加工精度によって、前記外方フランジ２８と、前記サークリップ２９や前記係止段部１８ａとの間に隙間が生じる可能性がある。この結果、前記切換機構２５が、ケーシング１８の軸線方向に移動してしまうことが想定され、前記ロータ２６とアーマチュア２４との間隔が変化する可能性がある。
【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、２輪４輪駆動切換装置を構成する切換機構２５の固定を確実に行い、音の発生を防止しつつ、切換機構の機能を確保することのできる車輌用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の間にそれぞれ設けられた動力伝達機構の何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が、駆動側に連結された駆動軸と、この駆動軸に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸と、これらの駆動軸と従動軸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、これらの駆動軸と従動軸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、前記駆動軸と従動軸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、前記切換ユニットを収納するケーシングとを備え、前記切換機構を構成する電磁コイルに外方フランジを設け、前記ケーシングに、前記外方フランジが当接させられる係止段部を形成するとともに、この係止段部から前記外方フランジの厚み以上の間隔をおいた内周面に係止溝を形成し、この係止溝に、前記外方フランジに対向させられるサークリップを装着し、このサークリップと前記外方フランジとの間に環状の弾性部材を介装することにより、前記外方フランジを、前記係止段部へ圧接させてな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輪駆動切換装置は、請求項１に記載の前記弾性部材が、ウェーブワッシャによって構成されていることを特徴とする。本発明の請求項３に記載の車輌用２輪４輪駆動切換装置は、請求項１に記載の前記弾性部材が、さらばねによって構成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６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７ないし図９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】本実施形態における２輪４輪駆動切換装置１５は、図１および図２に示すように、エンジン２の前後に配設される前輪用最終減速器１３と後輪用最終減速器１４の内、前記前輪用最終減速器１３側に設けたものであり、前記エンジン２の前方に延設されたプロペラシャフト１１と前輪用最終減速器１３との間に設けられ、かつ、前記前輪用最終減速器１３に一体に取り付けられた構成となっている。
【００１７】そして、図１において符号４３は、前記前輪用最終減速器１３に連結された左右一対のドライブシャフトを示し、符号４４は、前記後輪用最終減速器１４に連結され、後輪用のドライブシャフトが挿通された左右一対のアクスルハウジングであり、これらの各ドライブシャフト４３およびアクスルハウジング４４の先端部に、前輪４や後輪５のホイールが装着されるホイールハブ４５・４６が設けられている。
【００１８】前記２輪４輪駆動切換装置（以下、駆動切換装置と略称する）１５は、前輪４側の動力伝達機構に設けられたもので、図３に示すように、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１７とからなり、この切換ユニット１７が、駆動側に連結されたプロペラシャフト１１と、このプロペラシャフト１１に環状の隙間をおいて嵌合されたピニオンシャフト１６と、これらのプロペラシャフト１１とピニオンシャフト１６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、これらのプロペラシャフト１１とピニオンシャフト１６との接続および切り離しを行う複数の係脱部材（ローラ）２２と、これらの係脱部材２２を、前記プロペラシャフト１１とピニオンシャフト１６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２５と、これらを取り囲むケーシング１８とによって概略構成されている。
【００１９】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１８内に、エンジン側へ突出する円筒状のアウターリング２１が軸受け２０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２１の、前記エンジン側の端部内周面には、スプライン３０が形成されており、このアウターリング２１に、前記スプライン３０と噛合するようにして、前記プロペラシャフト１１が挿入されることにより、前記プロペラシャフト１１と前記アウターリング２１とが連結されている。
【００２０】また、前記アウターリング２１の内部には、正多角形断面形状を有するインナーリング１９が、前記アウターリング２１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１９の内面にはスプライン３１が形成されており、前記ケーシング１８内に挿入される前記ピニオンシャフト１６が、前記スプライン３１を介して前記インナーリング１９に連結されている。そして、このピニオンシャフト１６の長さ方向の中間部は、前記ケーシング１８に取り付けられた軸受け３２によって回転自在に支持されている。
【００２１】また、前記ピニオンシャフト１６の先端部にはピニオンギア３３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３４に噛合させられている。
【００２２】前記切換ユニット１７を構成する係脱部材２２は、図３および図６（ａ）（ｂ）に示すように、前記アウターリング２１の軸線と平行に配設された複数のローラによって構成され、前記切換機構２５が、前記係脱部材２２を回転自在に保持するとともに、前記アウターリング２１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２３と、前記インナーリング１９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２２を径方向に移動させるカム面１９ａとによって構成されている。また、前記係脱部材２２は、奇数個、本実施形態においては９個設けられているとともに、前記インナーリング１９に形成されるカム面１９ａも同様に９箇所に設けられている。また、前記リテーナ２３とインナーリング１９との間には、前記リテーナ２３を、前記プロペラシャフト１１の、車輌１の前進時の回転方向と逆方向に付勢することにより、前記係脱部材２２を前記アウターリング２１とインナーリング１９とを接続する方向へ向けて付勢する弾性部材４２が設けられている。この弾性部材４２は、略Ｃ型に形成されており、それぞれの端部がリテーナ２３とインナーリング１９とに、それぞれ回転方向から係合させられているとともに、その径を縮められた状態で装着されている。
【００２３】そして、前記アウターリング２１のケーシング１８の内側に位置させられている端部には、前記リテーナ２３とアウターリング２１との固定および切り離しを行う、前記切換機構２５を構成する電磁クラッチ３５が設けられている。
【００２４】この電磁クラッチ３５は、前記リテーナー４５とアウターリング２１との間に介装されたクラッチ板３６と、このクラッチ板３６の圧接および切り離しを行う電磁コイル２７とによって構成されている。
【００２５】この電磁コイル２７は、前記クラッチ板３６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２３とアウターリング２１とを相対回動不可能に固定するようになっている。
【００２６】また、前記電磁コイル２７は、環状に形成されており、同じく環状に形成されたコア内に収納されているとともに、この電磁コイル２７が、前記ピニオンシャフト１６を取り囲むようにして、前記ケーシング１８に装着されることにより、このケーシング１８に取り付けられている。
【００２７】そして、前記アウターリング２１、インナーリング１９、および、切換機構２５は、前記ケーシング１８内に組み込まれてユニット化され、図３に示すように、ピニオンシャフト１６が装着された状態において、ケーシング１８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２７には、そのＯＮ・ＯＦＦを制御するコントロールユニット３９と、前記電磁コイル２７の駆動電力を供給する電源４０が接続されている。
【００２８】ついで、前記切換機構２５の前記ケーシング１８への取付構造について説明する。図４に示すように、前記電磁コイル２７のコアの端部には、全周にわたって外方フランジ２８が一体に設けられており、前記ケーシング１８の内部で、前記前輪用最終減速機１３側の端部近傍には、前記外方フランジ２８の外径とほぼ同等の内径を有する係止段部１８ａが形成されているとともに、この係止段部１８ａから所定距離離間した部位の内周面には、全周にわたって係止溝１８ｂが形成されている。
【００２９】そして、前記係止溝１８ｂには、サークリップ２９が装着されて前記外方フランジ２８に、前記係止段部１８ａと反対側から対向させられており、このサークリップ２９と前記外方フランジ２８との間に、弾性部材４１が圧縮状態で介装され、この弾性部材４１の弾性により、前記外方フランジ２８が前記係止段部１８ａに圧接させられることによって、この外方フランジ２８、すなわち、前記切換機構２５が、前記ケーシング１８に固定されている。
【００３０】さらに詳述すれば、前記弾性部材４１は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ウェーブワッシャが用いられており、前記サークリップ２９と外方フランジ２８との間に、その波のピッチが大きくなるように圧縮された状態で装着されている。そして、前記弾性部材４１は、前述したウェーブワッシャに代えて、図４（ｃ）に示すように、さらばねによって構成することも可能である。
【００３１】このように構成された本実施形態に係わる駆動切換装置１５にあっては、前記切換機構２５をケーシング１８に固定する場合、前記切換機構２５を、その外方フランジ２８側から前記ケーシング１８内に挿入するとともに、前記外方フランジ２８を前記ケーシング１８の係止段部１８ａに当接させ、ついで、前記ケーシング１８内に弾性部材４１を挿入するとともに前記外方フランジ２８に当接させておき、さらに、前記ケーシング１８内に、サークリップ２９を縮径させた状態で挿入するとともに、前記弾性部材４１を圧縮しつつさらに挿入し、このサークリップ２９を前記係止溝１８ｂにおいて拡径させて、この係止溝１８ｂに係合させることによって行うことができる。
【００３２】このような操作によって、前記係止溝１８ｂに係合させられているサークリップ２９を支持体として圧縮された弾性部材４１の弾性によって、前記外方フランジ２８が、前記ケーシング１８の係止段部１８ａに圧接させられる。これによって、前記外方フランジ２８が隙間なく前記係止段部１８ａに圧接させられることとなり、前記切換機構２５が隙間なく前記ケーシング１８に固定される。
【００３３】この結果、走行時の振動等による前記切換機構２５の位置ずれを防止することができ、がたに起因した音の発生を防止することができる。また、前記ロータ２６とアーマチュア２４との間隔を一定に保持することができ、これによって、前記電磁クラッチ３５の特性変化を防止することができる。
【００３４】そして、前輪１３への駆動力の伝達を解除するには、前記電磁コイル２７への通電を遮断して、電磁クラッチ３５によるリテーナ２３とアウターリング２１との固定を解除する。この状態において、図６（ｂ）に示すように、各係脱部材２２が、弾性部材４２によって、前記インナーリング１９のカム面１９ａの一方のトップ部へ付勢されて、アウターリング２１とインナーリング１９とに弾性的に当接させられているが、アウターリング２１の回動力が、同図（ａ）（ｂ）に矢印で示すように大きいことから、このアウターリング２１によって、前記係脱部材２２が、弾性部材４２の付勢力に抗してインナーリング１９との接続を解除する方向に移動する。この結果、前記アウターリング２１とインナーリング１９とが切り離されることとなり、前記プロペラシャフト１１の回転がピニオンシャフト１６へ伝達されることが阻止され、前輪１３への駆動力の伝達が停止される。一方、このような２輪駆動時において、たとえば、後輪５へ制動操作を行うと、図６（ｄ）（ｅ）に矢印で示すように、アウターリング２１の回動力が低下することによりに、前記弾性部材４２によって付勢されている係脱部材２２を、前記インナーリング１９カム面１９ａの一方のトップ部へ向けて移動させられる。したがって、前後輪４・５が接続され、これらの前後輪４・５へブレーキが作用することとなる。これは、エンジンブレーキを作用させたときも同様である。
【００３５】また、４輪駆動の駆動状態にするには、前記電磁コイル２７へ通電して電磁クラッチ３５をつなぐことにより、前記リテーナ２３をアウターリング２１に固定する。これによって、前記リテーナ２３に保持されている係脱部材２２がアウターリング２１と共に移動させられて、図５（ｄ）に示すように、前記インナーリング１９に形成されている前記カム面１９ａの他方のトップ部に移動させられるとともに、アウターリング２１の内面に当接させられる。この結果、前記アウターリング２１とインナーリング１９とが、前記係脱部材２２を介して連結され、これに伴い、プロペラシャフト１１とピニオンシャフト１６とが連結され、プロペラシャフト１１の回転がピニオンシャフト１６へ伝達され、前輪１３への駆動力の伝達が開始される。また、この４輪駆動時において後輪５の制動を行うと、インナーリング１９が先行して回転することにより、図６（ｆ）に示すように、インナーリング１９に形成されているカム４６の一方のトップ部が、前記係脱部材２２に当接させられる。これによって、４輪駆動状態が保持され、前述と同様にして、前記前後輪４・５へブレーキを作用させる。
【００３６】一方、前述したようにインナーリング１９とアウターリング２１との接続を、前記係脱部材２２によって行う際に、この係脱部材２２が奇数個、本実施形態においては９個設けられていることにより、接続初期の段階において、図５（ｂ）に示すように３つの係脱部材２２が当たり、その後、順次他の係脱部材２２の当たりがなされる。したがって、インナーリング１９とアウターリング２１との接触部が３点での接触となって、これらのセンタリングが行われる。これによって、前述した接続時のバランスがよくなり、音の発生が抑制されるとともに、係脱部材２２とインナーリング１９やアウターリング２１との接触圧が低減され、装置の小型化が可能となる。
【００３７】このような本実施形態に対して、前記係脱部材２２を図５（ｃ）（ｄ）に示すように、偶数個にした場合、図５（ｄ）に示すように、インナーリング１９とアウターリング２１との接続初期において２箇所の接触が行われた後に、順次係脱部材２２の接触がなされることとなり、インナーリング１９とアウターリング２１とのセンタリングが即座に行えず、音が発生することが想定される。
【００３８】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。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、係止溝に係合させられているサークリップを支持体として圧縮された弾性部材の弾性によって、電磁コイルに設けられた外方フランジを、この電磁コイルが組み込まれるケーシングの係止段部に圧接させ、これによって、前記外方フランジを隙間なく前記係止段部に圧接させることとなり、前記電磁コイル、すなわち、この電磁コイルを構成部材とする切換機構を隙間なく前記ケーシングに固定することができる。この結果、走行時の振動等による前記切換機構の位置ずれを防止することができ、がたに起因した音の発生を防止することができるとともに、切換機構の特性変化を防止することができる。

【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２００３－１９１７６９（Ｐ２００３－１９１７６９Ａ）
【公開日】	平成１５年７月９日（２００３．７．９）
【出願番号】	特願２００１－３９４３３６（Ｐ２００１－３９４３３６）