パートタイム4WDについて質問です。①スイッチで4WDと2WDを切り替えるタイプは切り替えた後はエンジンを停止しても、駆動方式は維持されますか？

Question

②FRベースのパートタイム4WD車を2WDで使用している時の動力伝達はFR車と違うのでしょうか？

③パートタイム4WDの切り替えで、スイッチ式とレバー式の違いは切り替え方式以外にありますか？

④ジープのMT車をレッカーで前輪を吊り上げて牽引する場合、トランスファレバーをNにしている状態とトランスファレバーが2HでギアをNにしている状態では、何か違いがありますか？

Answer 1

まず、説明を的確にするため、4WDを大きく以下の3つに分けます。

・パートタイム式4WD
・フルタイム4WD
・スタンバイ式4WD

「スタンバイ式4WD」の中にも、トヨタの「アクティブトルクコントロール4WD 」のように室内のボタンで2WDに切り換えられるものもありますが、これは「パートタイム式4WD」には含まないものとします。

パートタイム式4WDは、通常走行は2WDで走行し、悪路など必要な時のみ手動で4WDに切り替えるタイプですが、これにも大別して種類があります。

■ 機械式トランスファー

（１） レバー式
昔のジープのように4WDの切り替えをレバーを動かしトランスファーを繋ぐ方式です(これもトグ式とチェーン式がありますが、その違いは割愛します)。トランスファーとは、前輪と後輪とを繋ぐ装置です。トランスファーを繋ぐと前後輪が直結状態になり悪路での走破性が高まります。この直結状態のままアスファルト上で低速旋回すると、回転の遅い後輪と回転の速い前輪がケンカして「タイトコーナーブレーキング現象」が起こるのは有名ですね。

このタイプのパートタイム4WDでは、原則として、トランスファーを繋いで4WDに切り替えるには一度クルマを停止させるのが基本です。近年(といっても少し前ですが)のモデルは走行中に切り替え可能としているクルマもありますが、できれば停止状態で操作した方がいいです。
なぜかというと、補助駆動輪である前輪は、前輪→ドライブトレイン→トランスファーと繋がっていますが、2WD状態で走行時、前輪は地面を通じて回されていても、ドライブトレインは切り離されていて動いていません。一方、後輪はプロペラシャフトを通じて回転しています。トランスファは停止している前輪側のドライブトレインと、回転している後輪側のドライブトレインのギアを噛み合わせようとしても、回転差があるためジョイントできないのです。なので、一度停止をして、トランスファーをジョイントする儀式が必要というわけです。この方式の原型となるのはレバー操作によってトランスファ操作するものです。

（１）ボタン式

レバーでトランスファーの操作をするのが原型ですが、その後、スイッチで操作するものが一般化しました。トランスファーの仕組みそのものはレバー式と同じですが、トランスファーを切り替える方法がボタンひとつでできるようになりました。4WDスイッチを押すと電気信号でソレノイドバルブ等を稼動させてトランスファーをジョイントします。エンジンの負圧を利用するケースが多いため、エンジンをかけていないと2WDと4WDの切り替えができません。しかし、エンジンを切る前に4WDに切り替えていればエンジンを切っても4WDのままです。その逆もしかりですり。少し前までこの方式のパートタイム式4WDは売られていたのですが、現在ではスズキジムニーぐらいになりました。

■ 油圧クラッチ式トランスファー

一方で、パートタイム式4WDの中でもフルタイム4WDが一般化する前に、走行中に2WDと4WDが切り換えが自由にできるタイプのものがありました。これもいくつか種類がありますが、上記に説明した機械式トランスファーとは仕組みが根本的に異なります。こちらも室内からボタンひとつで4WDに切り替え可能です。2WD状態で走行中、前輪と後輪のドライブトレインは共に回転した状態です。トランスファーは油圧クラッチになっていて、4WDのボタンを押すとトランスファ内の油圧が高まり補助駆動輪にエンジン出力を伝えて四駆になる仕組みです。走行中は自由に4WDに切り替え可能なのです。この油圧はパワーステアリングと同じく、エンジンを切ると圧力が低下するのが基本です。なのでこのタイプのパートタイム式4WDは、4WDボタンを押したままエンジンを停止すると、前後の駆動系の結合は弱まるケースが多いです。スバルレオーネのATに搭載されていた「MP-T(マルチプレートトランスファー)」は代表例となります。これはFF ベースでATの油圧を利用していました。現在世の中の主流となっている「スタンバイ式4WD」もこの方式の進化版といえます。

ここまでの説明で質問1～3の回転は網羅されていると思います。

＜質問1＞
エンジンを切っても駆動状態は維持されるものが基本ですが、種類によっては維持されないものもあります。

＜質問2＞
FRベースのパートタイム式は2WD状態では前輪のドライブトレインが切り離されているため、FR車と同じ状態で走行しています。

＜質問3＞
レバー式はダイレクトな手動によってトランスファーを繋ぎ、スイッチ式は電気信号で機械を動かしてトランスファーを繋ぎます。後者はエンジンの負圧を利用してトランスファーを動かすケースが多いです。但し、スバルレオーネのような油圧クラッチ方式の場合は仕組みが全く別の仕組みとなる(上記説明参照)。

＜質問4＞
このご質問は「トランスファーN+ギアN」と「トランスファー2H+ギアN」の違いということで大丈夫ですか？
まず、「トランスファー2H」はFR状態です。ギアNに入れて牽引されるとトランスミッションの駆動側も回されます。
トランスファーNにするギアを入れてアクセルを踏んでも、エンジンだけが空回りして動きません。その状態でギアをNに入れて牽引されると、トランスミッションの駆動側も回りません。牽引されるときは、後者のようにトランスファーをNにするのが基本となっています。

長くなりましたが、こんな感じで大丈夫でしょうか？
もしも、的外れな回答をしていたら追加質問でお知らせください。

質問者からのお礼コメント

ネットで調べても出てこない（調べ方が悪いかも）情報を親切丁寧に説明して頂きありがとうございました。

Answer 2

三菱ジープなど古いものしか知らないので、最近のスイッチ切り替え並びにオートマチック車は存じません。
①、スイッチ式知りません。レバー機械式は、当然エンジンの駆動には関係なく、維持されます。

②、FRパートタイム車は、エンジン、クラッチ、ミッション、トランスファ、前後のデフ、と動力は伝達されます。FR2WD車と違うのは、トランスファがあるということです。
トランスファは、前輪駆動動力接続切り離し、ハイ・ローとギヤ比交換と動力切断のニュートラルの切り替えが出来ます。

③ 車種により、ハイロー切り替えがないものがあったかと。

④ 前者は、ミッションにタイヤからの回転が伝わっていません。後者は、ミッションのギヤが回っているくらいでしょうか。

付記 パートタイム4WDは、センターデフがないため、カーブなど、4輪のタイヤ回転を相殺できません。普通の牽引では、2WDにしておく必要がります。そのため、一般的に4WD車は、前輪を吊り上げ必要があるという方がいるのかもしれません。
フリーにできれば、前輪吊り上げは不要ですが、ハンドルとブレーキを操作する人が必要ですね。

MB GPW以降にはトウバーという、ジープを連結するオプションがあります。使い方として、フロントバンパーと交換し前のジープのピンドルフックにつなぎます。故障車の牽引(引かれる車は、ギヤは2WDの上フリーにする必要があります)に操縦者はいりません。ちゃんと曲がって付いてきます。

また重い高射砲などの牽引には文字通り機関車の重連のように使われていたようです。

Answer 3

4WDなら基本的に前輪だけ吊り上げて牽引しないと思います。