JP3572266B2 - 不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不整地走行用の四輪駆動車としては、フルタイム四駆方式と、二駆四駆切換装置を備えて二駆四駆切換可能なパートタイム四駆方式があり、いずれの駆動方式においても、前輪制動用と後輪制動用のブレーキ系統を独立して備えているものが多い。
【０００３】
また、二駆四駆切換装置としては、通常、前輪駆動用の動力伝達経路内にドグクラッチを備え、このドグクラッチの断続により二駆と四駆を切り換えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
不整地走行用の四輪駆動車は、その名の通り、凹凸の多い路面、山野、急斜面、荒地あるいは海岸等を走行するのに用いられており、ブレーキを強くかける機会が通常の自動車よりも多くなるが、四駆運転時、たとえ前輪用と後輪用のブレーキ系統を独立して備えていても、後輪のみに強くブレーキをかけて後輪がロック状態に至った場合には、前輪までも強くロックすることがあり、快適なブレーキ操作が得られない場合がある。
【０００５】
また、二駆四駆切換装置としてドグクラッチを利用していると、停止中に二駆と四駆を切り換えようとしても、ドグ爪の噛合い位相が合わず、停止中の切換操作は事実上無理である。
【０００６】
【発明の目的】
本願発明の目的は、四駆運転時におけるブレーキングを快適に行なえるようにすると共に、パートタイム方式の四輪駆動車においては、二駆四駆の切換えが、停止中でもスムースに行なえるようにすることである。また、構造の簡素化も目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本願請求項１記載の発明は、前輪用減速ギヤ機構よりも動力上流側の動力伝達経路に二駆四駆切換装置を備え、該二駆四駆切換装置は、内周に正多角形のカム面９３を有する駆動側のカム筒部９２と、上記カム面９３に対して径方向の内方から間隔をおいて対向する円筒摩擦面９４を有する被駆動側の軸４５と、上記カム面９３と円筒摩擦面９４の間に周方向移動可能に配置されたトルク伝達媒体５５と、該トルク伝達部材５５を径方向の外方に付勢するばね９６と、該トルク伝達媒体５５を制動可能な保持器５６と、保持器５６を制動状態と非制動状態に切換可能な制動機構を有し、保持器５６を制動することによりトルク伝達媒体５５をカム面９３と円筒摩擦面９４の間で挟圧してトルク伝達状態とし、保持器５６を非制動状態とすることによりトルク伝達媒体５５をカム面９３と円筒摩擦面９４の間で挟圧しないトルク伝達解除状態とするようにしてあることを特徴とする不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車である。
【０００８】
上記構成により、後輪に強いブレーキを掛けて後輪がロックしても、前輪が自動的にフリー状態になり、前輪がロックされるのを防ぐ。すなわち、四駆運転時におけるブレーキ操作がライダーの意に沿ったものとなり、快適なブレーキ操作が行なえる。
【０００９】
また、減速ギヤ機構よりも動力上流側の動力伝達経路に配置された二駆四輪切換装置は、高速で回転する経路部分であるが、本発明は、駆動側カム筒部９２の内周にカム面９３を形成して、該カム面９３に対して径方向の内方にトルク伝達部材５５を配置し、ばね９６により前記トルク伝達部材５５を径方向の外方に付勢してカム面９３に当接するように構成していることにより、運転中、遠心力はばね９６の付勢方向と同方向にかかることになる。したがって、ばね９６の荷重を小さくすることができ、上記のように高速で回転する動力伝達部分に二駆四輪切換装置を配置している場合でも、保持器に加える摩擦力を小さく抑え、切換操作が軽くなり、エネルギー損失及び発熱の問題が生じることはない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前輪駆動用の動力伝達経路に二駆四駆切換装置を備え、
二駆四駆切換装置は、駆動側回転部材に形成された複数のカム面と、被駆動側回転部材に形成されると共に上記カム面に径方向に間隔をおいて対向する円筒摩擦面と、カム面と円筒摩擦面の間に周方向移動可能に配置されたトルク伝達媒体と、該トルク伝達媒体を制動可能な保持器と、保持器を制動状態と非制動状態に切換可能な制動機構を有し、
保持器を制動することによりトルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧してトルク伝達状態とし、保持器を非制動状態とすることによりトルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧しないトルク伝達解除状態とするようにし、
保持器の制動機構として、カム突起を有するカムプレートと、保持器に当接する制動プレートを備え、制動プレートには受圧部を形成し、カムプレートの回動によりカム突起を受圧部に圧接し、保持器を制動するようにしてあることを特徴とする不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車である。
【００１１】
これにより、従来のドグクラッチ式の二駆四駆切換装置に比べ、運転時及び停止時にかかわらず、二駆と四駆の切換が可能となり、操作の利便性が向上すると共に、容易に制動力を付与し、切換操作が軽くなり、二駆四駆の切換を行うことができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、受圧部として板ばね部を形成し、板ばね部を介して制動プレートを押圧するようにしてある。これにより、簡単な構造で、カムプレートによる切換操作がスムースに行なえるようになり、しかも保持器の制動力を適切な大きさに維持することができ、トルク伝達効率の低下も防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本願発明が適用される不整地走行用の二駆四駆切換装置付き騎乗型四輪駆動車の平面図であり、左右１対の前輪１と左右１対の後輪２を備えると共に、前後の車輪１，２間にエンジン３を搭載し、エンジン３の左右両側にステップ４を備えている。車体上部には、前部にバー状の操向ハンドル５を、その後部に騎乗型シート６を備えている。操向ハンドル５の中央部には車速メータ１０３等の計器類が設けられると共に各種表示ランプ１０２、たとえば二駆用表示ランプ及び四駆用表示ランプ等が設けられている。
【００１４】
エンジン３のクランクケース１０は後方に延び、後端部に変速機ケース１１を一体に有しており、該変速機ケース１１内にはギヤ式変速機１３が内蔵されている。クランクケース１０の右側面には、上記ギヤ式変速機１３よりも動力上流側に位置するＶベルト式無段変速機１５が配置されている。
【００１５】
変速機ケース１１の下側には前後に向くドライブ軸１７が配置されており、該ドライブ軸１７の前端部と後端部には、それぞれ前輪用プロペラ軸１８と後輪用プロペラ軸１９が連結し、前輪用プロペラ軸１８の前端部は、前輪用減速ギヤケース２１内のギヤ機構に連結し、後輪用プロペラ軸１９の後端部は後輪用減速ギヤケース２２内のギヤ機構に連結している。
【００１６】
図２は前輪用減速ギヤケース２１の水平断面拡大図であり、減速ギヤケース２１は、左右の一対の半割形ケース部３０、３１を結合してなり、右側ケース部３１には後方へ突出する筒状の入力ケース部３３が一体に形成され、該入力ケース部３３の後面には筒状のケースカバー３４がボルト３２により着脱自在に結合されている。
【００１７】
入力ケース部３３及びケースカバー３４は、駆動力切断装置２３及び二駆四駆切換装置２４のハウジングを兼ねており、入力ケース部３３内及びケースカバー３４内には、減速用ギヤケース２１と共有のギヤオイルが注入されている。
【００１８】
減速ギヤケース２１内には差動ギヤ機構が内蔵されており、該差動ギヤ機構は周知のように差動ケース３５と、左右一対のべベル形サイドギヤ３６と、両サイドギヤ３６に噛み合う一対のべベル形ピニオンギヤ３７と、クラウン形の減速大ギヤ３８から構成されている。
【００１９】
差動ケース３５は減速ギヤケース２１に軸受４０を介して回転自在に支持され、サイドギヤ３６は差動ケース３５内に配置されると共に左右の前車用出力軸４２にそれぞれ固定され、ピニオンギヤ３７は、差動ケース３５内に架設された支軸４３に回転自在に嵌合すると共に前記両サイドギヤ３６に噛み合っている。減速大ギヤ３８は差動ケース３５の外周に固定されると共に入力ピニオンギア４４に噛み合っている。
【００２０】
入力ケース部３３には前記入力ピニオンギヤ４４を一体に有する前輪用の入力軸４５が軸受４６を介して回転自在に支持され、該入力軸４５の後側には該入力軸４５と同一軸芯Ｏ１上にカム軸４８が配置されている。カム軸４８の前端には凹部が形成され、該凹部は入力軸４５の後端小径部に軸受メタル６１等を介して回転自在に嵌合している。該カム軸４８はケースカバー３４に軸受４９を介して回転自在に支持されると共に、ケースカバー３４からオイルシール５０を通過して後方へ突出しており、カム軸４８の後端部は前輪駆動用プロペラ軸１８の前端部にスプライン嵌合し、常時一体的に回転するようになっている。
【００２１】
図３は駆動力切断装置２３の拡大水平断面図であり、駆動力切断装置２３は、カム軸４８の前部外周面に形成された複数のカム面５１と、入力軸４５にスプライン嵌合した円筒状のアウターレース５２と、該アウターレース５２の内周に形成された円筒摩擦面５４と、該円筒摩擦面５４とカム面５１の間に配置された複数のローラ（トルク伝達媒体）５５と、該ローラ５５を保持する保持器５６と、該保持器５６を制動する前後一対の制動プレート５８、５９と、ローラ５５をカム軸芯Ｏ１側に付勢するガータコイルばね６３等から構成されている。
【００２２】
ローラ５５は前後二連形状となっており、前後のローラ５５は連結部６２を介して一体に形成され、この連結部６２の径方向の外方側に前記ガータコイルばね６３が掛け渡されている。この実施の形態においては、上記カム面５１を有するカム軸４８が駆動力切断装置２３の駆動側回転部材に相当し、円筒摩擦面５４を有するアウターレース５２が被駆動側回転部材に相当する。
【００２３】
図４は図３のIV-IV断面図であり、ローラ５５がトルク伝達解除位置（二駆位置）に位置している状態を示している。カム軸４８を正六角形とすることにより６つのカム面５１をカム軸芯Ｏ１周り均等に形成しており、各カム面５１にそれぞれローラ５５を配置してある。各ローラ５５の周方向間には、保持器５６の爪部５６ａがそれぞれ挿入されており、これによりローラ５５の周方向間隔を一定に保つと共に、全ローラ５５をカム軸芯Ｏ１回りに同時に公転させ、かつ、制動できるようになっている。各カム面５１と円筒摩擦面５４の間の径方向の隙間は、カム面５１の周方向中央部と円筒摩擦面５４との間で形成される隙間Ｃ１がローラ５５の直径Ｄ１よりも大きく、カム面５１の周方向端縁と円筒摩擦面５４との間で形成される隙間Ｃ２がローラ５５の直径Ｄ１よりも小さくなるように設定されている。
【００２４】
各ローラ５５は前記ガータコイルばね６３でカム軸芯Ｏ１側に付勢されることにより、常時カム面５１に当接すると共に、カム面５１の周方向中央位置（トルク伝達解除位置）へ付勢されている。
【００２５】
［二駆四駆切換装置］
図３において、二駆四駆切換装置２４は、上記駆動力切断装置２３の構造に加え、保持器５６の制動をオンオフ切換可能なカムプレート５７等を備えることにより、二駆と四駆を切り換えることができるように構成されている。
【００２６】
保持器５６の環状本体部分は、カム軸４８の円筒状外周面に嵌合すると共に、軸方向の前後に配置された制動プレート５８，５９間に挟まれており、両制動プレート５８，５９は、外周に形成された突起がケースカバー３４の内周凹部３４ａに係合することにより、ケースカバー３４に対し回転不能に係止されている。さらに、前側の制動プレート５８は前側のストッパーリング７０により前方移動不能に係止され、後側の制動プレート５９の後方には、前記二駆四駆切換用のカムプレート５７が配置され、カムプレート５７の後側にはカムプレート５７の後方への移動を規制するバックプレート７２が配置され、バックプレート７２の後側にはケースカバー３４の段面との間にカラー７３が介装されている。
【００２７】
図９はカムプレート５７の単品の正面図であり、カムプレート５７には、周方向に等間隔をおいた３個所に、軸方向の前方に突出する山形のカム突起６５が形成されており、各カム突起６５の周方向間には、軸方向の後方に突出するばね係止部６６が折曲げ成形されている。さらに、カムプレート５７の外周端にはケーブルワイヤ接続部６７が折曲げ成形され、該ケーブルワイヤ接続部６７には、図示しない二駆四駆切換操作レバー部に連結するケーブルワイヤ７５が連結されている。
【００２８】
図６は図３のVI-VI断面図であり、バックプレート７２は外周に形成された突起７２ａがケースカバー３４の凹部３４ａに係合することにより、回転不能に係止されており、周方向に等間隔をおいた３個所に、軸方向の後方に突出するばね係止部７６が折曲げ成形され、ばね係止部７６の周方向間にはそれぞれガイド孔７７が形成されている。該ガイド孔７７には前記カムプレート５７のばね係止部６６が後方へ突出し、該ばね係止部６６とバックプレート７２のばね係止部７６の間にはそれぞれリターンばね７８が縮設されている。該リターンばね７８により、カムプレート５７を矢印Ｒ１方向に付勢し、ケーブルワイヤ係止部６７の位置Ｐ４で示すように、カムプレート５７を四駆位置に位置させる。
【００２９】
ケーブルワイヤ７５を上方（矢印Ｒ２方向）に引っ張ることにより、カムプレート５７をリターンばね７８に抗して矢印Ｒ２側に回動し、ケーブルワイヤ係止部６７の位置Ｐ２で示すように、カムプレート５７を二駆位置に切り換えることができる。
【００３０】
図７は図６のVII-VII断面図であり、後側の制動プレート５９には、後方に張り出す板ばね部（受圧部）８０が切り起こし成形されており、カムプレート５７が二駆位置の時は、図７のようにカム突起６５は板ばね部８０から周方向に外れ、保持器５６に対する前後の制動プレート５８，５９の摩擦抵抗を解除し、保持器５６を非制動状態としている。
【００３１】
一方、図８のようにカムプレート５７が四駆位置の時には、カム突起６５が板ばね部８０に圧接して後側制動プレート５９を一定のスラスト力で前方に押し、前後の制動プレート５８，５９間で保持器５６を軽く挟持することにより、保持器５６を制動するようになっている。本願発明で制動と称している内容は、保持器５６の回動を停止するのではなく、適当な摩擦抵抗を付与することにより、連り回り等の回転を抑制できるようにすることである。
【００３２】
【作用】
［前進二駆運転］
図６はカムプレート５７が二駆位置Ｐ２と四駆位置Ｐ４の中間に位置した状態を示しているが、二駆四駆切換操作レバー部を二駆位置に切り替えると、ケーブルワイヤ７５が上方に引っ張られ、カムプレート５７はリターンばね７８の弾性力に抗して二駆位置Ｐ２まで回動し、図７のようにカムプレート５７のカム突起６５は後側制動プレート５９の板ばね部（受圧部）８０から離れ、保持器５６は非制動状態となる。
【００３３】
上記のように保持器５６が非制動状態であると、図４のように各ローラ５５はガータコイルばね６３により各カム面５１の周方向中央のトルク伝達解除位置（二駆位置）に保持される。この図４の状態でカム軸４８がたとえば前進回転Ｆ方向に回転すると、ローラ５５と保持器５６とガータコイルばね６３はカム軸４８と一体的に回転するが、ローラ５５は円筒摩擦面５４から離れているので、アウターレース５２に回転トルクは伝達されない。すなわち、前輪へのトルク伝達が切断され、後輪のみの二駆運転状態となる。
【００３４】
［前進四駆運転］
図６において、二駆四駆切換操作レバー部を四駆位置に切り替えると、ケーブルワイヤ７５が緩められ、カムプレート５７はリターンばね７８の弾性力により矢印Ｒ１方向に四駆位置Ｐ４まで回動し、図８に示すようにカムプレート５７のカム突起６５が後側制動プレート５９の板ばね部８０に圧接し、両制動プレート５８，５９間で保持器５６の環状本体部分を軽く挟圧し、保持器５６を制動状態にする。
【００３５】
上記のように保持器５６を制動した状態で、図４のカム軸４８が前進回転Ｆ方向に回転すると、制動状態の保持器５６及びローラ５５に対してカム軸４８のみが前進回転Ｆ方向に回転し始める。すなわちアウターレース５２、ローラ５５及び保持器５６に対してカム軸４８が相対的に前進回転Ｆ方向にねじれ始める。ローラ５５に対するカム面５１の位相が前進回転Ｆ方向にずれると、ローラ５５はカム面５１により次第に径方向の外方に押され、図５のように円筒摩擦面５４とカム面５１の間で挟圧され、カム軸４８とアウターレース５２の間がローラ５５を介してトルク伝達状態となる。すなわち、アウターレース５２はローラ５５、保持器５６及びカム軸４８と一体的に前進回転Ｆ方向に回転し、前輪を駆動し、四駆運転となる。この二駆から四駆への切換は、運転中及び停止中のいずれの状態でも切換可能である。仮に、停止中に二駆四駆切換レバー部を四駆に切り換えた場合には、その後の運転開始により、自動的に図５の四駆状態に移行する。
【００３６】
なお、四駆運転時において、保持器５６は静止している前後の制動プレート５８，５９に対して擦れた状態で回転することになるが、上記保持器５６に付与する摩擦抵抗は、図４のローラ５５がカム面５１の端部付近まで移動するのに足りる大きさで充分であるので、四駆運転中、上記制動プレート５８，５９と保持器５６の摩擦が回転トルクの伝達に影響を与えることは殆どない。
【００３７】
［前進四駆運転時における後輪ブレーキ作動］
図５に示す四駆運転状態において、後輪に強いブレーキをかけることにより後輪がロックした場合、図５のカム軸４８もロックされ、停止することがあるが、この場合、停止したカム軸４８に対し、アウターレース５２は前輪の惰性回転により前進回転Ｆ方向に回り続けようとする。このアウターレース５２の前進回転Ｆ方向への回転に伴って、ローラ５５もカム面５１上を前進回転Ｆ方向側に移動し、図４のように円筒摩擦面５４から離れ、トルク伝達解除状態となる。すなわち、アウターレース５２及び前輪がフリー状態になることにより、駆動力切断装置２３は切断状態となり、前輪のロックを防ぐ。
【００３８】
［後進時］
図４において、後進時にはカム軸４８は後進回転Ｂ方向に回転するが、二駆運転、四駆運転及び四駆運転時のブレーキ作用については、前記前進回転時と回転方向が逆向きになるだけで、基本的な動作は同じである。
【００３９】
［駆動力切断装置の組付］
図３において、カバーケース３４を入力ケース部３３に装着する前に、アウターレース５２は入力軸４５の後部に予めスプライン嵌合し、抜け止めしておき、一方、ケースカバー３４には、予め軸受４９、カム軸４８、カムプレート５７及び制動プレート５８，５９等を装着すると共に、カム軸４８にローラ５５及び保持器５６を装着することにより、駆動力切断装置２３及び二駆四駆切換装置２４の大半の上記部品をケースカバー３４と共にユニット化しておき、このユニット化されたケースカバー３４を入力ケース部３３に合わせ、ボルト３２により締結する。すなわち、一回の組付け作業により駆動力切断装置２３及び二駆四駆切換装置２４を簡単に減速ギヤケース２１に組み付けることができる。
【００４０】
[ 二駆四駆切換装置の別の例 ]
図１０は二駆四輪切換装置の別の例を示しており、図３のカム面と円筒摩擦面の径方向の位置関係を、内外逆にした構造であり、この位置関係に関する構成以外は、前記図１〜図９で説明した構成と同じである。すなわち、図１０において、前輪駆動用プロペラ軸１８に連結されるカム軸９１にカム筒部９２を一体に形成して、該カム筒部９２の内周にカム面９３を形成し、入力軸４５の後端部の外周面に円筒摩擦面９４を形成している。円筒摩擦面９４と径方向外方のカム面９３の間にローラ５５を配置し、ローラ５５のカム軸芯Ｏ１側にリングばね９６を配置しており、保持器５６、制動プレート５８，５９及びカムプレート５７は入力ケース部３３に装着し、保持器５６は入力軸４５の外周にスリーブ９７を介して嵌合している。この実施の形態では、カム筒部９２を有するカム軸９１が駆動側回転部材に相当し、入力軸４５が被駆動側回転部材に相当する。
【００４１】
図１０の構造は、上記のように円筒摩擦面９４、カム面９３及びリングばね９６の配置及び形状が図３と異なり、また、保持器５６、制動プレート５８，５９及びカムプレート５７のカム軸芯方向の向き及び配置が図３と異なるが、前述のように、基本的な機能は図３と同様であり、同じ機能を有する部品には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００４２】
図１１は図１０のXI-XI断面図であり、カム面９３は、カム筒部９２の内周面を正六角形状に形成することにより６面形成されており、リングばね９６は、各ローラ５５の連結部６２のカム軸芯側に縮設され、ローラ５５を径方向の外方に付勢し、カム面９３に押し付けている。
【００４３】
カム面９３と円筒摩擦面９４との径方向の間隔は、前記図４の構造は反対に、カム面９３の周方向端部の間隔Ｃ２がローラ５５の直径Ｄ１より大きく、この端部近傍位置がトルク伝達解除位置（二駆位置）となり、周方向の中央位置の間隔Ｃ１がローラ５５の直径Ｄ１より小さく、この中央位置近傍がトルク伝達位置（四駆位置）となる。したがって、図１１の状態は、ローラ５５がカム面９３の周方向の端部付近に位置していることにより、トルク伝達解除状態（二駆状態）を示している。
【００４４】
図１１の二駆状態から二駆四駆切換操作レバー部を四駆位置に切り替え、保持器５６及びローラ５５を制動し、この制動状態でカム筒部９２が前進回転Ｆ方向に回転すると、入力軸４５、保持器５６及びローラ５５に対してカム筒部９２のみが前進回転Ｆ方向にねじれ始める。ローラ５５に対するカム面９３の位相が前進回転Ｆ方向にずれると、ローラ５５はカム面９３により次第に径方向の内方に押され、円筒摩擦面９４とカム面９３の間で挟圧され、カム筒部９２と入力軸４５がローラ５５を介してトルク伝達状態となる。すなわち、入力軸４５はローラ５５、保持器５６及びカム筒部９２と一体的に前進回転Ｆ方向に回転し、前輪を駆動し、四駆運転となる。
【００４５】
四駆運転状態において、後輪に強いブレーキをかけることにより後輪がロックした場合、カム筒部９２もロックされ、停止することがあるが、この場合、停止したカム筒部９２に対し、入力軸４５は前輪の惰性回転により前進回転Ｆ方向に回り続けようとする。この入力軸４５の前進回転Ｆ方向への回転に伴って、ローラ５５もカム面５１上を前進回転Ｆ方向Ｆ側に移動し、円筒摩擦面９４から離れ、図１１の状態のようにトルク伝達解除状態となる。
【００４６】
【その他の実施の形態】
（１）たとえば図１のドライブ軸１７と前輪駆動用プロペラ軸１８の間（エンジンとプロペラ軸の接続部分）等、前輪駆動用動力伝達経路の適所に配置することも可能である。
【００４７】
（３）トルク伝達媒体としては、ローラの他に、ボールあるいはスライド可能な楔形部材を利用することも可能である。
【００４８】
（４）図４では、カム軸４８のカム面５１を正六角形状に配置してあるが、正三角形、正方形、正五角形等、各種正多面体形状にすることも可能である。また、図１１のようにカム筒部９２の内周面にカム面９３を形成する場合でも、正三角形、正方形、正五角形等、各正多面体形状にすることは可能である。
【００４９】
（５）カム面５１，９３は、前記のように正多角形状に形成する代わりに、たとえば周方向に間隔をおいて複数個形成する構造とすることもできる。
【００５０】
（６）図７の制動プレート５９には、カム突起６５の当接する受圧部として板ばね部８０を形成してあるが、板ばね部８０の代わりにコイルばねを配置することも可能であり、また剛体の受圧部を形成することも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
（１）請求項 1 記載の発明によると、前輪駆動用の動力伝達経路に、四駆運転時、駆動側回転部材が制止された時に被駆動側回転部材がフリー状態となるように、駆動側回転部材と被駆動側回転部材をトルク伝達媒体により断続可能に接続する二駆四駆切換装置を備えているので、後輪に強いブレーキを掛けて後輪がロックしても、前輪が自動的にフリー状態になり、前輪がロックされるのを防ぐ。すなわち、四駆運転時におけるブレーキ操作が快適なものとなる。
【００５２】
（２）駆動側回転部材に形成された複数のカム面と、被駆動側回転部材に形成されると共に上記カム面に径方向に間隔をおいて対向する円筒摩擦面と、カム面と円筒摩擦面の間に周方向移動可能に配置されたトルク伝達媒体と、該トルク伝達媒体を制動する保持器を有し、駆動側回転部材と保持器を相対的にねじることにより、トルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧するトルク伝達状態と、トルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧しないトルク伝達解除状態とに変更可能としていると、簡単な構造でありながらも、四駆運転時には確実に被駆動側回転部材に回転トルクを伝達し、かつ、後輪ロック時には速やかに前輪を解除できる二駆四駆切換装置を提供することができる。
【００５３】
（３）トルク伝達媒体を付勢手段により径方向のカム面側に付勢してあると、四駆運転における後輪ロック時において、付勢手段の付勢力を利用して速やかにトルク伝達媒体を移動し、トルク伝達解除状態に変化させることができる。
【００５４】
（４）しかも、減速ギヤ機構よりも動力上流側の動力伝達経路に配置された二駆四輪切換装置は、高速で回転する経路部分であるが、本発明は、駆動側カム筒部９２の内周にカム面９３を形成して、該カム面９３に対して径方向の内方にトルク伝達部材５５を配置し、ばね９６により前記トルク伝達部材５５を径方向の外方に付勢してカム面９３に当接するように構成していることにより、運転中、遠心力はばね９６の付勢方向と同方向にかかることになる。したがって、ばね９６の荷重を小さくすることができ、上記のように高速で回転する動力伝達部分に二駆四輪切換装置を配置している場合でも、保持器に加える摩擦力を小さく抑え、エネルギー損失及び発熱の問題が生じることはない。
【００５５】
（５）駆動側回転部材のカム面を回転中心に点対称な多角形状に形成してあると、カム軸芯回りに均等に伝達トルクを分散でき、トルク伝達が一層確実になると共に、トルク伝達解除状態に変化する場合でも、カム軸芯回りに均等に伝達トルクを解除することができ、駆動力の接続及び切断が円滑に行なえる。
【００５６】
（６）請求項２記載の発明のように、二駆四駆切換装置を備えた不整地走行用の四輪駆動車において、保持器の制動機構として、カム突起を有するカムプレートと、保持器に当接する制動プレートを備え、制動プレートには受圧部を形成し、カムプレートの回動によりカム突起を受圧部に圧接し、保持器を制動するようにしてあると、容易に保持器に制動力を付与し、二駆四駆の切換を行なうことができる。
【００５７】
（７）受圧部として板ばね部を形成し、該板ばね部を介して制動プレートを押圧するようにしてあると、簡単な構造で、カムプレートによる切換操作がスムースに行なえるようになり、しかも保持器の制動力を適切な大きさに維持することができ、トルク伝達効率の低下も防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される不整地走行用の四輪駆動車の平面図である。
【図２】前輪用減速ギヤケースの水平断面図である。
【図３】駆動力切断装置及び二駆四駆切換装置の水平断面拡大図である。
【図４】二駆運転時又は後輪ロック時の状態を示す図３のIV-IV断面図である。
【図５】四駆運転時の状態を示す図３のIV-IV断面相当図である。
【図６】図３のVI-VI断面図である。
【図７】二駆状態を示す図６のVII-VII断面図である。
【図８】四駆状態を示す図６のVII-VII断面相当図である。
【図９】二駆四駆切換用のカムプレートの正面図である。
【図１０】二駆四駆切換装置の別の例を示す水平断面図である。
【図１１】図１０のXI-XI断面図である。
【符号の説明】
１ 前輪
２ 後輪
３ エンジン
２１ 前輪用の減速ギヤケース
３３ 入力ケース部
３４ ケースカバー
４５ 前車輪駆動用の入力軸（被駆動側回転部材の一例）
４８ カム軸（駆動側回転部材の一例）
５１ カム面
５２ アウターレース（被駆動側回転部材の一例）
５４ 円筒摩擦面
５５ ローラ（トルク伝達媒体の一例）
５６ 保持器
５７ カムプレート
５８，５９ 制動プレート
６３ ガータコイルばね
６５ カム突起
８０ 板ばね部（受圧部の一例）
９１ カム軸（駆動側回転部材の一例）
９２ カム筒部
９３ カム面
９４ 円筒摩擦面
９６ リングばね
【発明の属する技術分野】
本願発明は、不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不整地走行用の四輪駆動車としては、フルタイム四駆方式と、二駆四駆切換装置を備えて二駆四駆切換可能なパートタイム四駆方式があり、いずれの駆動方式においても、前輪制動用と後輪制動用のブレーキ系統を独立して備えているものが多い。
【０００３】
また、二駆四駆切換装置としては、通常、前輪駆動用の動力伝達経路内にドグクラッチを備え、このドグクラッチの断続により二駆と四駆を切り換えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
不整地走行用の四輪駆動車は、その名の通り、凹凸の多い路面、山野、急斜面、荒地あるいは海岸等を走行するのに用いられており、ブレーキを強くかける機会が通常の自動車よりも多くなるが、四駆運転時、たとえ前輪用と後輪用のブレーキ系統を独立して備えていても、後輪のみに強くブレーキをかけて後輪がロック状態に至った場合には、前輪までも強くロックすることがあり、快適なブレーキ操作が得られない場合がある。
【０００５】
また、二駆四駆切換装置としてドグクラッチを利用していると、停止中に二駆と四駆を切り換えようとしても、ドグ爪の噛合い位相が合わず、停止中の切換操作は事実上無理である。
【０００６】
【発明の目的】
本願発明の目的は、四駆運転時におけるブレーキングを快適に行なえるようにすると共に、パートタイム方式の四輪駆動車においては、二駆四駆の切換えが、停止中でもスムースに行なえるようにすることである。また、構造の簡素化も目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本願請求項１記載の発明は、前輪用減速ギヤ機構よりも動力上流側の動力伝達経路に二駆四駆切換装置を備え、該二駆四駆切換装置は、内周に正多角形のカム面９３を有する駆動側のカム筒部９２と、上記カム面９３に対して径方向の内方から間隔をおいて対向する円筒摩擦面９４を有する被駆動側の軸４５と、上記カム面９３と円筒摩擦面９４の間に周方向移動可能に配置されたトルク伝達媒体５５と、該トルク伝達部材５５を径方向の外方に付勢するばね９６と、該トルク伝達媒体５５を制動可能な保持器５６と、保持器５６を制動状態と非制動状態に切換可能な制動機構を有し、保持器５６を制動することによりトルク伝達媒体５５をカム面９３と円筒摩擦面９４の間で挟圧してトルク伝達状態とし、保持器５６を非制動状態とすることによりトルク伝達媒体５５をカム面９３と円筒摩擦面９４の間で挟圧しないトルク伝達解除状態とするようにしてあることを特徴とする不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車である。
【０００８】
上記構成により、後輪に強いブレーキを掛けて後輪がロックしても、前輪が自動的にフリー状態になり、前輪がロックされるのを防ぐ。すなわち、四駆運転時におけるブレーキ操作がライダーの意に沿ったものとなり、快適なブレーキ操作が行なえる。
【０００９】
また、減速ギヤ機構よりも動力上流側の動力伝達経路に配置された二駆四輪切換装置は、高速で回転する経路部分であるが、本発明は、駆動側カム筒部９２の内周にカム面９３を形成して、該カム面９３に対して径方向の内方にトルク伝達部材５５を配置し、ばね９６により前記トルク伝達部材５５を径方向の外方に付勢してカム面９３に当接するように構成していることにより、運転中、遠心力はばね９６の付勢方向と同方向にかかることになる。したがって、ばね９６の荷重を小さくすることができ、上記のように高速で回転する動力伝達部分に二駆四輪切換装置を配置している場合でも、保持器に加える摩擦力を小さく抑え、切換操作が軽くなり、エネルギー損失及び発熱の問題が生じることはない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前輪駆動用の動力伝達経路に二駆四駆切換装置を備え、
二駆四駆切換装置は、駆動側回転部材に形成された複数のカム面と、被駆動側回転部材に形成されると共に上記カム面に径方向に間隔をおいて対向する円筒摩擦面と、カム面と円筒摩擦面の間に周方向移動可能に配置されたトルク伝達媒体と、該トルク伝達媒体を制動可能な保持器と、保持器を制動状態と非制動状態に切換可能な制動機構を有し、
保持器を制動することによりトルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧してトルク伝達状態とし、保持器を非制動状態とすることによりトルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧しないトルク伝達解除状態とするようにし、
保持器の制動機構として、カム突起を有するカムプレートと、保持器に当接する制動プレートを備え、制動プレートには受圧部を形成し、カムプレートの回動によりカム突起を受圧部に圧接し、保持器を制動するようにしてあることを特徴とする不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車である。
【００１１】
これにより、従来のドグクラッチ式の二駆四駆切換装置に比べ、運転時及び停止時にかかわらず、二駆と四駆の切換が可能となり、操作の利便性が向上すると共に、容易に制動力を付与し、切換操作が軽くなり、二駆四駆の切換を行うことができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、受圧部として板ばね部を形成し、板ばね部を介して制動プレートを押圧するようにしてある。これにより、簡単な構造で、カムプレートによる切換操作がスムースに行なえるようになり、しかも保持器の制動力を適切な大きさに維持することができ、トルク伝達効率の低下も防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本願発明が適用される不整地走行用の二駆四駆切換装置付き騎乗型四輪駆動車の平面図であり、左右１対の前輪１と左右１対の後輪２を備えると共に、前後の車輪１，２間にエンジン３を搭載し、エンジン３の左右両側にステップ４を備えている。車体上部には、前部にバー状の操向ハンドル５を、その後部に騎乗型シート６を備えている。操向ハンドル５の中央部には車速メータ１０３等の計器類が設けられると共に各種表示ランプ１０２、たとえば二駆用表示ランプ及び四駆用表示ランプ等が設けられている。
【００１４】
エンジン３のクランクケース１０は後方に延び、後端部に変速機ケース１１を一体に有しており、該変速機ケース１１内にはギヤ式変速機１３が内蔵されている。クランクケース１０の右側面には、上記ギヤ式変速機１３よりも動力上流側に位置するＶベルト式無段変速機１５が配置されている。
【００１５】
変速機ケース１１の下側には前後に向くドライブ軸１７が配置されており、該ドライブ軸１７の前端部と後端部には、それぞれ前輪用プロペラ軸１８と後輪用プロペラ軸１９が連結し、前輪用プロペラ軸１８の前端部は、前輪用減速ギヤケース２１内のギヤ機構に連結し、後輪用プロペラ軸１９の後端部は後輪用減速ギヤケース２２内のギヤ機構に連結している。
【００１６】
図２は前輪用減速ギヤケース２１の水平断面拡大図であり、減速ギヤケース２１は、左右の一対の半割形ケース部３０、３１を結合してなり、右側ケース部３１には後方へ突出する筒状の入力ケース部３３が一体に形成され、該入力ケース部３３の後面には筒状のケースカバー３４がボルト３２により着脱自在に結合されている。
【００１７】
入力ケース部３３及びケースカバー３４は、駆動力切断装置２３及び二駆四駆切換装置２４のハウジングを兼ねており、入力ケース部３３内及びケースカバー３４内には、減速用ギヤケース２１と共有のギヤオイルが注入されている。
【００１８】
減速ギヤケース２１内には差動ギヤ機構が内蔵されており、該差動ギヤ機構は周知のように差動ケース３５と、左右一対のべベル形サイドギヤ３６と、両サイドギヤ３６に噛み合う一対のべベル形ピニオンギヤ３７と、クラウン形の減速大ギヤ３８から構成されている。
【００１９】
差動ケース３５は減速ギヤケース２１に軸受４０を介して回転自在に支持され、サイドギヤ３６は差動ケース３５内に配置されると共に左右の前車用出力軸４２にそれぞれ固定され、ピニオンギヤ３７は、差動ケース３５内に架設された支軸４３に回転自在に嵌合すると共に前記両サイドギヤ３６に噛み合っている。減速大ギヤ３８は差動ケース３５の外周に固定されると共に入力ピニオンギア４４に噛み合っている。
【００２０】
入力ケース部３３には前記入力ピニオンギヤ４４を一体に有する前輪用の入力軸４５が軸受４６を介して回転自在に支持され、該入力軸４５の後側には該入力軸４５と同一軸芯Ｏ１上にカム軸４８が配置されている。カム軸４８の前端には凹部が形成され、該凹部は入力軸４５の後端小径部に軸受メタル６１等を介して回転自在に嵌合している。該カム軸４８はケースカバー３４に軸受４９を介して回転自在に支持されると共に、ケースカバー３４からオイルシール５０を通過して後方へ突出しており、カム軸４８の後端部は前輪駆動用プロペラ軸１８の前端部にスプライン嵌合し、常時一体的に回転するようになっている。
【００２１】
図３は駆動力切断装置２３の拡大水平断面図であり、駆動力切断装置２３は、カム軸４８の前部外周面に形成された複数のカム面５１と、入力軸４５にスプライン嵌合した円筒状のアウターレース５２と、該アウターレース５２の内周に形成された円筒摩擦面５４と、該円筒摩擦面５４とカム面５１の間に配置された複数のローラ（トルク伝達媒体）５５と、該ローラ５５を保持する保持器５６と、該保持器５６を制動する前後一対の制動プレート５８、５９と、ローラ５５をカム軸芯Ｏ１側に付勢するガータコイルばね６３等から構成されている。
【００２２】
ローラ５５は前後二連形状となっており、前後のローラ５５は連結部６２を介して一体に形成され、この連結部６２の径方向の外方側に前記ガータコイルばね６３が掛け渡されている。この実施の形態においては、上記カム面５１を有するカム軸４８が駆動力切断装置２３の駆動側回転部材に相当し、円筒摩擦面５４を有するアウターレース５２が被駆動側回転部材に相当する。
【００２３】
図４は図３のIV-IV断面図であり、ローラ５５がトルク伝達解除位置（二駆位置）に位置している状態を示している。カム軸４８を正六角形とすることにより６つのカム面５１をカム軸芯Ｏ１周り均等に形成しており、各カム面５１にそれぞれローラ５５を配置してある。各ローラ５５の周方向間には、保持器５６の爪部５６ａがそれぞれ挿入されており、これによりローラ５５の周方向間隔を一定に保つと共に、全ローラ５５をカム軸芯Ｏ１回りに同時に公転させ、かつ、制動できるようになっている。各カム面５１と円筒摩擦面５４の間の径方向の隙間は、カム面５１の周方向中央部と円筒摩擦面５４との間で形成される隙間Ｃ１がローラ５５の直径Ｄ１よりも大きく、カム面５１の周方向端縁と円筒摩擦面５４との間で形成される隙間Ｃ２がローラ５５の直径Ｄ１よりも小さくなるように設定されている。
【００２４】
各ローラ５５は前記ガータコイルばね６３でカム軸芯Ｏ１側に付勢されることにより、常時カム面５１に当接すると共に、カム面５１の周方向中央位置（トルク伝達解除位置）へ付勢されている。
【００２５】
［二駆四駆切換装置］
図３において、二駆四駆切換装置２４は、上記駆動力切断装置２３の構造に加え、保持器５６の制動をオンオフ切換可能なカムプレート５７等を備えることにより、二駆と四駆を切り換えることができるように構成されている。
【００２６】
保持器５６の環状本体部分は、カム軸４８の円筒状外周面に嵌合すると共に、軸方向の前後に配置された制動プレート５８，５９間に挟まれており、両制動プレート５８，５９は、外周に形成された突起がケースカバー３４の内周凹部３４ａに係合することにより、ケースカバー３４に対し回転不能に係止されている。さらに、前側の制動プレート５８は前側のストッパーリング７０により前方移動不能に係止され、後側の制動プレート５９の後方には、前記二駆四駆切換用のカムプレート５７が配置され、カムプレート５７の後側にはカムプレート５７の後方への移動を規制するバックプレート７２が配置され、バックプレート７２の後側にはケースカバー３４の段面との間にカラー７３が介装されている。
【００２７】
図９はカムプレート５７の単品の正面図であり、カムプレート５７には、周方向に等間隔をおいた３個所に、軸方向の前方に突出する山形のカム突起６５が形成されており、各カム突起６５の周方向間には、軸方向の後方に突出するばね係止部６６が折曲げ成形されている。さらに、カムプレート５７の外周端にはケーブルワイヤ接続部６７が折曲げ成形され、該ケーブルワイヤ接続部６７には、図示しない二駆四駆切換操作レバー部に連結するケーブルワイヤ７５が連結されている。
【００２８】
図６は図３のVI-VI断面図であり、バックプレート７２は外周に形成された突起７２ａがケースカバー３４の凹部３４ａに係合することにより、回転不能に係止されており、周方向に等間隔をおいた３個所に、軸方向の後方に突出するばね係止部７６が折曲げ成形され、ばね係止部７６の周方向間にはそれぞれガイド孔７７が形成されている。該ガイド孔７７には前記カムプレート５７のばね係止部６６が後方へ突出し、該ばね係止部６６とバックプレート７２のばね係止部７６の間にはそれぞれリターンばね７８が縮設されている。該リターンばね７８により、カムプレート５７を矢印Ｒ１方向に付勢し、ケーブルワイヤ係止部６７の位置Ｐ４で示すように、カムプレート５７を四駆位置に位置させる。
【００２９】
ケーブルワイヤ７５を上方（矢印Ｒ２方向）に引っ張ることにより、カムプレート５７をリターンばね７８に抗して矢印Ｒ２側に回動し、ケーブルワイヤ係止部６７の位置Ｐ２で示すように、カムプレート５７を二駆位置に切り換えることができる。
【００３０】
図７は図６のVII-VII断面図であり、後側の制動プレート５９には、後方に張り出す板ばね部（受圧部）８０が切り起こし成形されており、カムプレート５７が二駆位置の時は、図７のようにカム突起６５は板ばね部８０から周方向に外れ、保持器５６に対する前後の制動プレート５８，５９の摩擦抵抗を解除し、保持器５６を非制動状態としている。
【００３１】
一方、図８のようにカムプレート５７が四駆位置の時には、カム突起６５が板ばね部８０に圧接して後側制動プレート５９を一定のスラスト力で前方に押し、前後の制動プレート５８，５９間で保持器５６を軽く挟持することにより、保持器５６を制動するようになっている。本願発明で制動と称している内容は、保持器５６の回動を停止するのではなく、適当な摩擦抵抗を付与することにより、連り回り等の回転を抑制できるようにすることである。
【００３２】
【作用】
［前進二駆運転］
図６はカムプレート５７が二駆位置Ｐ２と四駆位置Ｐ４の中間に位置した状態を示しているが、二駆四駆切換操作レバー部を二駆位置に切り替えると、ケーブルワイヤ７５が上方に引っ張られ、カムプレート５７はリターンばね７８の弾性力に抗して二駆位置Ｐ２まで回動し、図７のようにカムプレート５７のカム突起６５は後側制動プレート５９の板ばね部（受圧部）８０から離れ、保持器５６は非制動状態となる。
【００３３】
上記のように保持器５６が非制動状態であると、図４のように各ローラ５５はガータコイルばね６３により各カム面５１の周方向中央のトルク伝達解除位置（二駆位置）に保持される。この図４の状態でカム軸４８がたとえば前進回転Ｆ方向に回転すると、ローラ５５と保持器５６とガータコイルばね６３はカム軸４８と一体的に回転するが、ローラ５５は円筒摩擦面５４から離れているので、アウターレース５２に回転トルクは伝達されない。すなわち、前輪へのトルク伝達が切断され、後輪のみの二駆運転状態となる。
【００３４】
［前進四駆運転］
図６において、二駆四駆切換操作レバー部を四駆位置に切り替えると、ケーブルワイヤ７５が緩められ、カムプレート５７はリターンばね７８の弾性力により矢印Ｒ１方向に四駆位置Ｐ４まで回動し、図８に示すようにカムプレート５７のカム突起６５が後側制動プレート５９の板ばね部８０に圧接し、両制動プレート５８，５９間で保持器５６の環状本体部分を軽く挟圧し、保持器５６を制動状態にする。
【００３５】
上記のように保持器５６を制動した状態で、図４のカム軸４８が前進回転Ｆ方向に回転すると、制動状態の保持器５６及びローラ５５に対してカム軸４８のみが前進回転Ｆ方向に回転し始める。すなわちアウターレース５２、ローラ５５及び保持器５６に対してカム軸４８が相対的に前進回転Ｆ方向にねじれ始める。ローラ５５に対するカム面５１の位相が前進回転Ｆ方向にずれると、ローラ５５はカム面５１により次第に径方向の外方に押され、図５のように円筒摩擦面５４とカム面５１の間で挟圧され、カム軸４８とアウターレース５２の間がローラ５５を介してトルク伝達状態となる。すなわち、アウターレース５２はローラ５５、保持器５６及びカム軸４８と一体的に前進回転Ｆ方向に回転し、前輪を駆動し、四駆運転となる。この二駆から四駆への切換は、運転中及び停止中のいずれの状態でも切換可能である。仮に、停止中に二駆四駆切換レバー部を四駆に切り換えた場合には、その後の運転開始により、自動的に図５の四駆状態に移行する。
【００３６】
なお、四駆運転時において、保持器５６は静止している前後の制動プレート５８，５９に対して擦れた状態で回転することになるが、上記保持器５６に付与する摩擦抵抗は、図４のローラ５５がカム面５１の端部付近まで移動するのに足りる大きさで充分であるので、四駆運転中、上記制動プレート５８，５９と保持器５６の摩擦が回転トルクの伝達に影響を与えることは殆どない。
【００３７】
［前進四駆運転時における後輪ブレーキ作動］
図５に示す四駆運転状態において、後輪に強いブレーキをかけることにより後輪がロックした場合、図５のカム軸４８もロックされ、停止することがあるが、この場合、停止したカム軸４８に対し、アウターレース５２は前輪の惰性回転により前進回転Ｆ方向に回り続けようとする。このアウターレース５２の前進回転Ｆ方向への回転に伴って、ローラ５５もカム面５１上を前進回転Ｆ方向側に移動し、図４のように円筒摩擦面５４から離れ、トルク伝達解除状態となる。すなわち、アウターレース５２及び前輪がフリー状態になることにより、駆動力切断装置２３は切断状態となり、前輪のロックを防ぐ。
【００３８】
［後進時］
図４において、後進時にはカム軸４８は後進回転Ｂ方向に回転するが、二駆運転、四駆運転及び四駆運転時のブレーキ作用については、前記前進回転時と回転方向が逆向きになるだけで、基本的な動作は同じである。
【００３９】
［駆動力切断装置の組付］
図３において、カバーケース３４を入力ケース部３３に装着する前に、アウターレース５２は入力軸４５の後部に予めスプライン嵌合し、抜け止めしておき、一方、ケースカバー３４には、予め軸受４９、カム軸４８、カムプレート５７及び制動プレート５８，５９等を装着すると共に、カム軸４８にローラ５５及び保持器５６を装着することにより、駆動力切断装置２３及び二駆四駆切換装置２４の大半の上記部品をケースカバー３４と共にユニット化しておき、このユニット化されたケースカバー３４を入力ケース部３３に合わせ、ボルト３２により締結する。すなわち、一回の組付け作業により駆動力切断装置２３及び二駆四駆切換装置２４を簡単に減速ギヤケース２１に組み付けることができる。
【００４０】
[ 二駆四駆切換装置の別の例 ]
図１０は二駆四輪切換装置の別の例を示しており、図３のカム面と円筒摩擦面の径方向の位置関係を、内外逆にした構造であり、この位置関係に関する構成以外は、前記図１〜図９で説明した構成と同じである。すなわち、図１０において、前輪駆動用プロペラ軸１８に連結されるカム軸９１にカム筒部９２を一体に形成して、該カム筒部９２の内周にカム面９３を形成し、入力軸４５の後端部の外周面に円筒摩擦面９４を形成している。円筒摩擦面９４と径方向外方のカム面９３の間にローラ５５を配置し、ローラ５５のカム軸芯Ｏ１側にリングばね９６を配置しており、保持器５６、制動プレート５８，５９及びカムプレート５７は入力ケース部３３に装着し、保持器５６は入力軸４５の外周にスリーブ９７を介して嵌合している。この実施の形態では、カム筒部９２を有するカム軸９１が駆動側回転部材に相当し、入力軸４５が被駆動側回転部材に相当する。
【００４１】
図１０の構造は、上記のように円筒摩擦面９４、カム面９３及びリングばね９６の配置及び形状が図３と異なり、また、保持器５６、制動プレート５８，５９及びカムプレート５７のカム軸芯方向の向き及び配置が図３と異なるが、前述のように、基本的な機能は図３と同様であり、同じ機能を有する部品には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００４２】
図１１は図１０のXI-XI断面図であり、カム面９３は、カム筒部９２の内周面を正六角形状に形成することにより６面形成されており、リングばね９６は、各ローラ５５の連結部６２のカム軸芯側に縮設され、ローラ５５を径方向の外方に付勢し、カム面９３に押し付けている。
【００４３】
カム面９３と円筒摩擦面９４との径方向の間隔は、前記図４の構造は反対に、カム面９３の周方向端部の間隔Ｃ２がローラ５５の直径Ｄ１より大きく、この端部近傍位置がトルク伝達解除位置（二駆位置）となり、周方向の中央位置の間隔Ｃ１がローラ５５の直径Ｄ１より小さく、この中央位置近傍がトルク伝達位置（四駆位置）となる。したがって、図１１の状態は、ローラ５５がカム面９３の周方向の端部付近に位置していることにより、トルク伝達解除状態（二駆状態）を示している。
【００４４】
図１１の二駆状態から二駆四駆切換操作レバー部を四駆位置に切り替え、保持器５６及びローラ５５を制動し、この制動状態でカム筒部９２が前進回転Ｆ方向に回転すると、入力軸４５、保持器５６及びローラ５５に対してカム筒部９２のみが前進回転Ｆ方向にねじれ始める。ローラ５５に対するカム面９３の位相が前進回転Ｆ方向にずれると、ローラ５５はカム面９３により次第に径方向の内方に押され、円筒摩擦面９４とカム面９３の間で挟圧され、カム筒部９２と入力軸４５がローラ５５を介してトルク伝達状態となる。すなわち、入力軸４５はローラ５５、保持器５６及びカム筒部９２と一体的に前進回転Ｆ方向に回転し、前輪を駆動し、四駆運転となる。
【００４５】
四駆運転状態において、後輪に強いブレーキをかけることにより後輪がロックした場合、カム筒部９２もロックされ、停止することがあるが、この場合、停止したカム筒部９２に対し、入力軸４５は前輪の惰性回転により前進回転Ｆ方向に回り続けようとする。この入力軸４５の前進回転Ｆ方向への回転に伴って、ローラ５５もカム面５１上を前進回転Ｆ方向Ｆ側に移動し、円筒摩擦面９４から離れ、図１１の状態のようにトルク伝達解除状態となる。
【００４６】
【その他の実施の形態】
（１）たとえば図１のドライブ軸１７と前輪駆動用プロペラ軸１８の間（エンジンとプロペラ軸の接続部分）等、前輪駆動用動力伝達経路の適所に配置することも可能である。
【００４７】
（３）トルク伝達媒体としては、ローラの他に、ボールあるいはスライド可能な楔形部材を利用することも可能である。
【００４８】
（４）図４では、カム軸４８のカム面５１を正六角形状に配置してあるが、正三角形、正方形、正五角形等、各種正多面体形状にすることも可能である。また、図１１のようにカム筒部９２の内周面にカム面９３を形成する場合でも、正三角形、正方形、正五角形等、各正多面体形状にすることは可能である。
【００４９】
（５）カム面５１，９３は、前記のように正多角形状に形成する代わりに、たとえば周方向に間隔をおいて複数個形成する構造とすることもできる。
【００５０】
（６）図７の制動プレート５９には、カム突起６５の当接する受圧部として板ばね部８０を形成してあるが、板ばね部８０の代わりにコイルばねを配置することも可能であり、また剛体の受圧部を形成することも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
（１）請求項 1 記載の発明によると、前輪駆動用の動力伝達経路に、四駆運転時、駆動側回転部材が制止された時に被駆動側回転部材がフリー状態となるように、駆動側回転部材と被駆動側回転部材をトルク伝達媒体により断続可能に接続する二駆四駆切換装置を備えているので、後輪に強いブレーキを掛けて後輪がロックしても、前輪が自動的にフリー状態になり、前輪がロックされるのを防ぐ。すなわち、四駆運転時におけるブレーキ操作が快適なものとなる。
【００５２】
（２）駆動側回転部材に形成された複数のカム面と、被駆動側回転部材に形成されると共に上記カム面に径方向に間隔をおいて対向する円筒摩擦面と、カム面と円筒摩擦面の間に周方向移動可能に配置されたトルク伝達媒体と、該トルク伝達媒体を制動する保持器を有し、駆動側回転部材と保持器を相対的にねじることにより、トルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧するトルク伝達状態と、トルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧しないトルク伝達解除状態とに変更可能としていると、簡単な構造でありながらも、四駆運転時には確実に被駆動側回転部材に回転トルクを伝達し、かつ、後輪ロック時には速やかに前輪を解除できる二駆四駆切換装置を提供することができる。
【００５３】
（３）トルク伝達媒体を付勢手段により径方向のカム面側に付勢してあると、四駆運転における後輪ロック時において、付勢手段の付勢力を利用して速やかにトルク伝達媒体を移動し、トルク伝達解除状態に変化させることができる。
【００５４】
（４）しかも、減速ギヤ機構よりも動力上流側の動力伝達経路に配置された二駆四輪切換装置は、高速で回転する経路部分であるが、本発明は、駆動側カム筒部９２の内周にカム面９３を形成して、該カム面９３に対して径方向の内方にトルク伝達部材５５を配置し、ばね９６により前記トルク伝達部材５５を径方向の外方に付勢してカム面９３に当接するように構成していることにより、運転中、遠心力はばね９６の付勢方向と同方向にかかることになる。したがって、ばね９６の荷重を小さくすることができ、上記のように高速で回転する動力伝達部分に二駆四輪切換装置を配置している場合でも、保持器に加える摩擦力を小さく抑え、エネルギー損失及び発熱の問題が生じることはない。
【００５５】
（５）駆動側回転部材のカム面を回転中心に点対称な多角形状に形成してあると、カム軸芯回りに均等に伝達トルクを分散でき、トルク伝達が一層確実になると共に、トルク伝達解除状態に変化する場合でも、カム軸芯回りに均等に伝達トルクを解除することができ、駆動力の接続及び切断が円滑に行なえる。
【００５６】
（６）請求項２記載の発明のように、二駆四駆切換装置を備えた不整地走行用の四輪駆動車において、保持器の制動機構として、カム突起を有するカムプレートと、保持器に当接する制動プレートを備え、制動プレートには受圧部を形成し、カムプレートの回動によりカム突起を受圧部に圧接し、保持器を制動するようにしてあると、容易に保持器に制動力を付与し、二駆四駆の切換を行なうことができる。
【００５７】
（７）受圧部として板ばね部を形成し、該板ばね部を介して制動プレートを押圧するようにしてあると、簡単な構造で、カムプレートによる切換操作がスムースに行なえるようになり、しかも保持器の制動力を適切な大きさに維持することができ、トルク伝達効率の低下も防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される不整地走行用の四輪駆動車の平面図である。
【図２】前輪用減速ギヤケースの水平断面図である。
【図３】駆動力切断装置及び二駆四駆切換装置の水平断面拡大図である。
【図４】二駆運転時又は後輪ロック時の状態を示す図３のIV-IV断面図である。
【図５】四駆運転時の状態を示す図３のIV-IV断面相当図である。
【図６】図３のVI-VI断面図である。
【図７】二駆状態を示す図６のVII-VII断面図である。
【図８】四駆状態を示す図６のVII-VII断面相当図である。
【図９】二駆四駆切換用のカムプレートの正面図である。
【図１０】二駆四駆切換装置の別の例を示す水平断面図である。
【図１１】図１０のXI-XI断面図である。
【符号の説明】
１ 前輪
２ 後輪
３ エンジン
２１ 前輪用の減速ギヤケース
３３ 入力ケース部
３４ ケースカバー
４５ 前車輪駆動用の入力軸（被駆動側回転部材の一例）
４８ カム軸（駆動側回転部材の一例）
５１ カム面
５２ アウターレース（被駆動側回転部材の一例）
５４ 円筒摩擦面
５５ ローラ（トルク伝達媒体の一例）
５６ 保持器
５７ カムプレート
５８，５９ 制動プレート
６３ ガータコイルばね
６５ カム突起
８０ 板ばね部（受圧部の一例）
９１ カム軸（駆動側回転部材の一例）
９２ カム筒部
９３ カム面
９４ 円筒摩擦面
９６ リングばね
Claims (3)
- 前輪用減速ギヤ機構よりも動力上流側の動力伝達経路に二駆四駆切換装置を備え、
該二駆四駆切換装置は、内周に正多角形のカム面９３を有する駆動側のカム筒部９２と、上記カム面９３に対して径方向の内方から間隔をおいて対向する円筒摩擦面９４を有する被駆動側の軸４５と、上記カム面９３と円筒摩擦面９４の間に周方向移動可能に配置されたトルク伝達媒体５５と、該トルク伝達部材５５を径方向の外方に付勢するばね９６と、該トルク伝達媒体５５を制動可能な保持器５６と、保持器５６を制動状態と非制動状態に切換可能な制動機構を有し、
保持器５６を制動することによりトルク伝達媒体５５をカム面９３と円筒摩擦面９４の間で挟圧してトルク伝達状態とし、保持器５６を非制動状態とすることによりトルク伝達媒体５５をカム面９３と円筒摩擦面９４の間で挟圧しないトルク伝達解除状態とするようにしてあることを特徴とする不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車。 - 前輪駆動用の動力伝達経路に二駆四駆切換装置を備え、
二駆四駆切換装置は、駆動側回転部材に形成された複数のカム面と、被駆動側回転部材に形成されると共に上記カム面に径方向に間隔をおいて対向する円筒摩擦面と、カム面と円筒摩擦面の間に周方向移動可能に配置されたトルク伝達媒体と、該トルク伝達媒体を制動可能な保持器と、保持器を制動状態と非制動状態に切換可能な制動機構を有し、
保持器を制動することによりトルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧してトルク伝達状態とし、保持器を非制動状態とすることによりトルク伝達媒体をカム面と円筒摩擦面の間で挟圧しないトルク伝達解除状態とするようにし、
保持器の制動機構として、カム突起を有するカムプレートと、保持器に当接する制動プレートを備え、制動プレートには受圧部を形成し、カムプレートの回動によりカム突起を受圧部に圧接し、保持器を制動するようにしてあることを特徴とする不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車。 - 上記受圧部が板ばねで形成されていることを特徴とする請求項２の不整地走行用の二駆四駆切換装置付き四輪駆動車。
四輪駆動車。
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