JP2010058683A - 四輪駆動車用駆動力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】二輪駆動から四輪駆動への切り替え応答性を犠牲にせず、二輪駆動時の前輪差動装置及び駆動力配分装置のオイル粘性抵抗や摩擦損失を減少させることで、燃費低下を伴わない四輪駆動車用動力伝達装置を提供する。
【解決手段】前輪出力軸132への駆動力を配分する第1クラッチ機構106と、前輪出力軸132と第1クラッチ機構106との連結を断接可能な第2クラッチ機構118と、前輪差動装置22と左前輪駆動軸68との連結を断接可能な断接機構76を備え、二輪駆動時に第2クラッチ機構118の引き摺りトルクを前輪駆動力伝達区間78のフリクショントルクよりも小さくすると共に、断接機構76により前輪差動装置22と左前輪駆動軸68との連結を切断して前輪駆動力伝達区間78の回転を停止する。
【選択図】図1
【解決手段】前輪出力軸132への駆動力を配分する第1クラッチ機構106と、前輪出力軸132と第1クラッチ機構106との連結を断接可能な第2クラッチ機構118と、前輪差動装置22と左前輪駆動軸68との連結を断接可能な断接機構76を備え、二輪駆動時に第2クラッチ機構118の引き摺りトルクを前輪駆動力伝達区間78のフリクショントルクよりも小さくすると共に、断接機構76により前輪差動装置22と左前輪駆動軸68との連結を切断して前輪駆動力伝達区間78の回転を停止する。
【選択図】図1
Description
本発明は、二輪駆動と四輪駆動を切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置に関し、特に、二輪駆動時に駆動力の伝達に関わらない部分の回転を停止する四輪駆動車用駆動力伝達装置に関する。
従来のいわゆるオンデマンド型フルタイム四輪駆動車において、二輪駆動時は後輪を駆動し、四輪駆動時には前輪への駆動力の配分制御を多板クラッチ機構で行う四輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば図23示すものが知られている。
図23において、駆動力伝達装置400は四輪駆動車402に設けられ、エンジン404からの駆動力を変速機406で変速して駆動力伝達装置400内の駆動力配分装置408に入力する。
二輪駆動時の多板クラッチ機構410が開放(切り離された状態)されている場合は、駆動力はそのまま後輪プロペラシャフト414を介して後輪差動装置418に伝達され、後輪差動装置418は左後輪420と右後輪422の回転速度差を吸収しつつ左後輪420及び右後輪422に等しいトルクを与え回転させる。
四輪駆動時の多板クラッチ機構410が締結(接続された状態)されている場合では、駆動力は多板クラッチ機構410に連結されたチェーンベルト機構412と前輪プロペラシャフト416を介して前輪差動装置424にも伝達され、前輪差動装置424は左前輪426と右前輪428の回転速度差を吸収しつつ左前輪426及び右前輪428に等しいトルクを与え回転させる。
また、従来のオンデマンド型フルタイム四輪駆動車において、二輪駆動時は前輪を駆動し、四輪駆動時には後輪への駆動力の配分制御を多板クラッチ機構で行う四輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば図24に示すものが知られている。
図24において、駆動力伝達装置500は四輪駆動車502に設けられ、エンジン504からの駆動力を変速機506で変速して駆動力伝達装置500内の前輪差動装置518と駆動力方向変換部508に入力し、駆動力方向変換部508からの出力はプロペラシャフト516を介して多板クラッチ機構510に伝達される。
二輪駆動時の多板クラッチ機構510が開放されている場合は、駆動力は後輪差動装置524に配分されずに前輪差動装置518に伝達され、前輪差動装置518は左前輪520と右前後輪522の回転速度差を吸収しつつ左前輪520及び右前輪522に等しいトルクを与え回転させる。
四輪駆動時の多板クラッチ機構510が締結されている場合では、駆動力は多板クラッチ機構510に連結されたドライブピニオン512とリングギア514を介して後輪差動装置524にも伝達され、後輪差動装置524は左後輪526と右後輪528の回転速度差を吸収しつつ左後輪526及び右後輪528に等しいトルクを与え回転させる。
一般的に、オンデマンド型フルタイム四輪駆動車には、ドライバーが運転中にスイッチ操作で選択できる駆動モードとして、二輪駆動モード、四輪駆動オートモード、四輪駆動ロックモードが用意されている。
二輪駆動モードは、駆動力伝達装置400及び500の多板クラッチ機構410及び510を開放して二輪駆動状態で使用するモードであり、燃費が最も良いことから四輪による駆動力が必要ない乾燥舗装路などを走行する場合に選択する。
四輪駆動オートモードは、走行中の各種車両状態をセンサで検出し、その検出信号に基づいてECU(Electronic control unit)により多板クラッチ機構410及び510の前後輪への駆動力配分を最適な状態に自動的に制御するモードであり、路面状態に係わらず常時選択が可能な四輪駆動である。
このモードでは、多板クラッチ機構410及び510の締結力はアクチュエータにより連続的に制御され、従動輪(図23においては前輪426及び428、図24においては後輪526及び528)への駆動力がほぼゼロの二輪駆動状態と最大締結力との間で前後輪の駆動力配分を制御する。
四輪駆動ロックモードは、各種センサが検出した車両状態に係わらず多板クラッチ機構410及び510最大締結力に保持するモードであり、悪路走行などで四輪駆動としての走破性を最大限に発揮したい場合に選択する。
ここで本願においては、駆動輪とは二輪駆動時に駆動力を伝達する車輪であり、従動輪とは二輪駆動時には駆動力を伝達しないが四輪駆動時には駆動力を伝達する車輪とする。すなわち、二輪駆動時に後輪を駆動する四輪駆動車の場合は、前輪が従動輪、後輪が駆動輪となり、二輪駆動時に前輪を駆動する四輪駆動車の場合は、前輪が駆動輪、後輪が従動輪となる。
また、明確に区別する必要がない場合は、四輪駆動オートモード及び四輪駆動ロックモードを四輪駆動モードと総称する。
特開平8−91066号公報
特開平11−125279号公報
特開2001−206092号公報
しかしながら、このような従来の四輪駆動車用駆動力伝達装置においては、図23に示すように従動輪である左前輪426及び右前輪428と前輪差動装置424とが直結されているため、多板クラッチ機構410が開放され前輪に駆動力が伝達されない二輪駆動モードであっても左前輪426及び右前輪428が回転することにより、前輪差動装置424、前輪プロペラシャフト416及びチェーンベルト機構412を含む前輪駆動力伝達区間430の各構成要素が回転してしまい、この区間におけるオイルの攪拌抵抗、軸受部の摩擦損失、プロペラシャフト等の回転体イナーシャを加減速させるエネルギー損失等により燃費低下を招いてしまう問題がある。
また、図24においては、二輪駆動モードであっても、変速機506からの駆動力は駆動力方向変換部508、プロペラシャフト516及び多板クラッチ機構510の駆動側(前輪側)を回転させ、また、従動輪である左後輪526及び右後輪528と後輪差動装置524とが直結されているため、左後輪526及び右後輪528が回転することにより、後輪差動装置524、ドライブピニオン512及び多板クラッチ機構510の従動側(後輪側)が回転する。
すなわち、多板クラッチ機構510が開放され後輪に駆動力が伝達されない二輪駆動時にも、たとえ多板クラッチ機構510が完全に開放されたとしても、駆動力方向変換部508、プロペラシャフト516、多板クラッチ機構510、ドライブピニオン512及び後輪差動装置524を含む後輪駆動力伝達区間530の各構成要素が回転してしまい、この区間におけるオイルの攪拌抵抗、軸受部の摩擦損失、プロペラシャフト等の回転体イナーシャを加減速させるエネルギー損失等により燃費低下を招いてしまう問題がある。
更に、多板クラッチ機構410及び510には複数のクラッチ板が備わり、オイルで潤滑及び冷却されているが、クラッチ板の駆動側と従動側の回転速度差により発生するオイルの粘性抵抗やクラッチ板同士の接触による摩擦損失で発生する、いわゆる引き摺りトルクが前輪駆動力伝達区間430及び530のフリクショントルクより大きいために、たとえ図23における前輪差動装置424と左前輪426及び右前輪428との間、又は図24における後輪差動装置524と左後輪526及び右後輪528との間を切り離したとしても、多板クラッチ機構410及び510の側から前輪駆動力伝達区間430あるいは後輪駆動力伝達区間530を回転させてしまうことで、燃費を悪化させる問題もある。
この引き摺りトルクを減少させるには、多板クラッチ機構410及び510へのオイルの供給を止めるか、あるいはオイルの量を極端に減らした状態で使用し、また複数のクラッチ板間の隙間を十分確保することで、オイルの粘性抵抗により発生する引き摺りトルクを減少させ、又はなくすことができる。しかし、駆動力配分制御時には、十分な潤滑がされないと多板クラッチ機構410及び510が焼き付く恐れがある。
四輪駆動オートモードでは、従動輪に駆動力を伝達するため、例えその伝達駆動力が最低であっても、前輪駆動力伝達区間430及び後輪駆動力伝達区間530には二輪駆動モード時より大きな損失が発生するため、燃費は二輪駆動モードより悪くなる。
このモードでは、ドライバーが何の操作を行わなくとも駆動力の配分は最適な状態に自動的に制御されるが、乾燥舗装路などの四輪駆動の必要ない走行条件においても、ドライバーが二輪駆動モードへのスイッチ切り替えを忘れると燃費の悪い状態で走行を続けることになる問題がある。
この場合、走行条件に応じて自動的に二輪駆動モードと四輪駆動オートモードを切り替えることでドライバーのスイッチ操作に係わらず燃費を向上させることができるが、そのためには二輪駆動と四輪駆動の切り替えを迅速に行う必要がある。
多板クラッチ機構410及び510の引き摺りトルクを減少させる他の方法として、多板クラッチ機構410及び510の二輪駆動時の待機状態から四輪駆動時の締結状態に移行するアプローチ区間の距離、いわゆるエンドプレイを大きく取り、二輪駆動時の多板クラッチ機構410及び510が開放状態で各クラッチ板の間隔を十分に確保しクラッチ板同士の接触を防止することが考えられる。しかし、エンドプレイを大きく取ると二輪駆動から四輪駆動に切り替える際に時間がかり、走行性能の低下を招いてしまう。
本発明は、二輪駆動と四輪駆動の切り替え応答性を犠牲にせず、二輪駆動時の従動輪差動装置及び駆動力配分装置の回転によるオイル粘性抵抗や摩擦損失を減少させることで、燃費低下を伴わない四輪駆動車用駆動力伝達装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。まず本発明は、多板クラッチ機構の締結力を連続的に変化させ第1駆動輪及び第2駆動輪に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する四輪駆動モードと、第1駆動輪のみに駆動力を伝達する二輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置を対象とする。
本発明は、動力源からの駆動力を入力し前記第2駆動輪に配分する第1クラッチ機構と、第1クラッチ機構と第2駆動輪駆動力伝達系との連結を断接可能な第2クラッチ機構と、第2駆動輪差動装置と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を断接可能な断接機構とを備え、二輪駆動モード時に第2クラッチ機構の引き摺りトルクを第2クラッチ機構から断接機構までの第2駆動輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、断接機構により第2駆動輪差動装置と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して第2駆動輪駆動力伝達区間の回転を停止することを特徴とする。
本発明は、動力源からの駆動力を入力し前記第2駆動輪に配分する第1クラッチ機構と、動力源と第1クラッチ機構との連結を断接可能な第2クラッチ機構と、第2駆動輪差動装置と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を断接可能な断接機構とを備え、二輪駆動モード時に第2クラッチ機構の引き摺りトルクを第2クラッチ機構から断接機構までの第2駆動輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、断接機構により第2駆動輪差動装置と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して第2駆動輪駆動力伝達区間の回転を停止することを特徴とする。
本発明は、動力源からの駆動力を入力し第2駆動輪に配分する第1クラッチ機構と、第1クラッチ機構と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を断接可能な第2クラッチ機構と、動力源と第1クラッチ機構との連結を断接可能な断接機構とを備え、二輪駆動モード時に第2クラッチ機構の引き摺りトルクを断接機構から第2クラッチ機構までの第2駆動輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、断接機構により動力源と第1クラッチ機構との連結を切断して第2駆動輪駆動力伝達区間の回転を停止することを特徴とする。
ここで、第2クラッチ機構は、動力源又は第1クラッチ機構からの駆動力を入力する入力要素と、入力要素と同軸に配置され駆動力を第2駆動輪に伝達する出力要素と、入力要素と出力要素の間に配置され軸方向に変位可能な複数のクラッチ板と、クラッチ板を締結及び開放する軸方向に移動可能な押圧部材と、押圧部材をクラッチ板の締結方向に常時押圧する締結バネと、押圧部材をクラッチ板の開放方向に移動する油圧機構とを備える。
入力要素は、第1クラッチ機構の出力要素と一体に構成し、油圧機構は、第1クラッチ機構と第2クラッチ機構の間に配置し、締結バネは、1又は複数の皿バネにより、荷重特性を複数のクラッチ板が駆動力を伝達する位置では単位荷重あたりの撓み量を少なく、複数のクラッチ板が駆動力を伝達しない位置では単位荷重あたりの撓み量を多く構成し、油圧機構の油圧が複数のクラッチ板が駆動力を伝達しない油圧値以上では、同じ油圧増加率に対して撓み量がより大きく増加して、第2クラッチ機構の複数のクラッチ板相互の間隔を確保する。
また、油圧機構は、第1クラッチ機構を駆動する第1油圧ピストン機構と、第2クラッチ機構を駆動する第2油圧ピストン機構と、第1油圧ピストン機構及び第2油圧ピストン機構に油圧を供給する油圧ポンプとを備える。
ここで、第2油圧ピストン機構は、第1油圧ピストン機構より大きい受圧面積を有し、第2クラッチ機構は、第1クラッチ機構より少ない枚数のクラッチ板で構成する。
更に、油圧機構は、第2油圧ピストン機構の油圧を保持する逆止弁と、第2油圧ピストン機構の油圧を検出する油圧センサとを備え、油圧センサが検出した油圧が所定値以下の場合に油圧ポンプが油圧を所定値に上昇させる。
また、油圧機構は、第2油圧ピストン機構の油圧を第1油圧値で開放し、第1油圧値よりも低い第2油圧値に降下したときに閉鎖する逃し弁を備え、二輪駆動から四輪駆動に切り替える際に第2油圧ピストン機構を第1油圧値に上昇させて逃し弁を開放する。
あるいは、油圧機構は、油圧ポンプから第2油圧ピストン機構への油圧供給を開閉する切替弁を備え、第1クラッチ機構が最大締結力となる油圧で切替弁を開放する。
また、第2クラッチ機構は、クラッチ板相互の間隔を広げる方向に付勢するスペーサをクラッチ板に備える。
本発明によれば、第1駆動輪及び第2駆動輪への駆動力を配分する第1クラッチ機構とは別に第2駆動輪への駆動力の伝達をオンオフする第2クラッチ機構を設け、二輪駆動モード時に、断接機構により第2駆動輪差動装置と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方、又は両方との連結を切断して第2駆動輪の回転に伴う第2駆動輪差動装置のリングギアの回転を抑制し、また、第2クラッチ機構のクラッチ板の枚数を第1クラッチ機構より少なく構成すると共にクラッチ板同士の間隔をスペーサを用いて確保して第2クラッチ機構の引き摺りトルクを第2動輪駆動力伝達区間のフリクショントルクよりも小さくすることで、第2従動輪駆動力伝達区間の構成要素の回転を止め、この区間のオイル粘性抵抗や摩擦損失を減少させ燃費低下を防止できる。
更に、第1クラッチ機構を締結した状態で第2クラッチ機構により四輪駆動と二輪駆動を迅速に切り替えることが可能であることから、四輪駆動モードから二輪駆動モードへ、あるいは二輪駆動モードから四輪駆動モードへの切り替え応答性を犠牲にすることなく燃費低下を防止できる。
図1は、本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の実施形態を示した説明図であり、二輪駆動モードでは後輪を駆動する方式の車両に適用した場合である。図1において、本実施形態の駆動力伝達装置10は四輪駆動車12に設けられ、駆動力配分装置18、後輪差動装置20及び前輪差動装置22を備える。後輪差動装置20及び前輪差動装置22は各々後輪プロペラシャフト24及び前輪プロペラシャフト26を介して駆動力配分装置18に連結されている。
エンジン14からの駆動力は変速機16で変速され、駆動力配分装置18の入力軸102から入力する。入力した駆動力は、駆動モードに係わらず後輪出力軸104に出力され、自在継手28、後輪プロペラシャフト24、自在継手30を介し、後輪差動装置20のドライブピニオン36に伝達される。
ドライブピニオン36は、リングギア38、ピニオン40、42、サイドギア44、46を介して左後輪駆動軸48及び右後輪駆動軸50を駆動し、左後輪駆動軸48及び右後輪駆動軸50は各々左後輪52及び右後輪54を回転させ駆動力を路面に伝達する。コーナリング時や路面状態の変化等により左後輪52と右後輪54に回転速度差が生じても、後輪差動装置20は回転速度差を吸収し、左後輪52及び右後輪54に等しいトルクを与え回転させることができる。
四輪駆動オートモードにおいては、ECUは第1クラッチ機構106を締結し、また、断接機構76を連結しているので、入力した駆動力は第1クラッチ機構106を介して左前輪72及び右前輪74にも伝達可能となる。
第1クラッチ機構106が締結されると駆動力は第2クラッチ機構118に伝達され、第2クラッチ機構118は締結されているため同軸に連結されたスプロケット126がチェーンベルト130を介しスプロケット128を回転させることで、駆動力は前輪出力軸132にも伝達される。
前輪出力軸132から出力された駆動力は自在継手32、前輪プロペラシャフト26、自在継手34を介し、前輪差動装置22のドライブピニオン56に伝達され、ドライブピニオン56は、リングギア58、ピニオン60、62、サイドギア64、66を介して左前輪駆動軸68及び右前輪駆動軸70を駆動し、左前輪駆動軸68及び右前輪駆動軸70は各々左前輪72及び右前輪74を回転させ駆動力を路面に伝達する。
断接機構76は四輪駆動時にはサイドギア64と左前輪駆動軸68を連結しており、サイドギア64の回転はそのまま左前輪駆動軸68に伝達される。コーナリング時や路面状態の変化等により左前輪72と右前輪74に回転速度差が生じても、前輪差動装置22は回転速度差を吸収し、左前輪72及び右前輪74に等しいトルクを与え回転させることができる。
第1クラッチ機構106の締結力はサーボモータ及び油圧アクチュエータにより連続的に制御され、必要に応じて前輪出力軸132へ伝達する駆動力を増減させることで、前後輪の駆動力配分を制御する。
四輪駆動オートモードから二輪駆動モードに切り替える場合、又はドライバーが切り替えスイッチを操作しなくても、車両状態を検出してECUの判断により四輪駆動の必要がない時に自動的に二輪駆動モードに切り替える場合は、ECUは第1クラッチ106を締結した状態で第2クラッチ機構118を開放し、続いて断接機構76の連結を切断する。この場合、ECUは先に断接機構76の連結を切断した後に第2クラッチ機構118を開放してもよい。
断接機構76はサイドギア64と左前輪駆動軸68との連結を絶ち、左前輪72及び右前輪74が路面から受ける回転力がリングギア58を回転させることを防止する。これにより、二輪駆動時に燃費低下を招く要因である、前輪を駆動しない二輪駆動時にもリングギア58からスプロケット126までの前輪駆動力伝達区間78が回転してしまう連れ回りの問題を解消できる。
二輪駆動にするには、第2クラッチ機構118ではなく第1クラッチ機構106を開放しても可能であるが、後で詳細に説明するように、第2クラッチ機構118は第1クラッチ機構106よりも少ない枚数のクラッチ板で構成し、またクラッチ板同士の間隔をスペーサを用いて確保して引き摺りトルクを小さくしてあるため、第2クラッチ機構118を開放することでより効果的に連れ回りを防止している。
この第1クラッチ106を締結した状態で第2クラッチ機構118を開放した二輪駆動モード時に路面状態の変化等で四輪駆動が必要になった場合は、第2クラッチ機構118を締結することで迅速に四輪駆動モードに復帰できる。
図1において、仮に、二輪駆動モード時にサイドギア64と左前輪駆動軸68が連結されているとすると、例えばサイドギア64及び66が同方向に同速度で回転する場合、ピニオン60及びピニオン62は回転(自転)せずにリングギア58が回転する。サイドギア64及び66に回転速度差があったとしても同方向の回転であれば回転速度は変化するがリングギア58は回転し、リングギア58が回転することで連結しているドライブピニオン56、自在継手34、前輪プロペラシャフト26、自在継手32、前輪出力軸132、スプロケット128、チェーンベルト130、スプロケット126が回転してしまう。
この、リングギア58からスプロケット126までの前輪駆動力伝達区間78は二輪駆動時には回転する必要のない部位であるにも関わらず、この部分の回転がオイルの粘性抵抗や軸受部の摩擦損失等を引き起こし、またプロペラシャフト等の回転体イナーシャを加減速させるエネルギー損失が発生する。
すなわち、左後輪52及び右後輪54から路面に伝わった駆動力が左前輪72及び右前輪74を回転させることで、二輪駆動時には回転する必要のない前輪駆動力伝達区間78を回転させ、駆動力の損失となり燃費低下を招いてしまう。
そこで、本発明にあっては、二輪駆動モードでは断接機構76によりサイドギア64と左前輪駆動軸68の連結を絶つと共に、第2クラッチ機構118の引き摺りトルクを前輪駆動力伝達区間78のフリクショントルクよりも小さくすることで、前輪駆動力伝達区間78の回転を防止している。
サイドギア64と左前輪駆動軸68の連結が絶たれると、左前輪72の回転はサイドギア64に伝わらず、そのため、右前輪74によるサイドギア66の回転はピニオン60及びピニオン62を介してサイドギア64を反対方向に回転させることが可能で、このピニオン60、ピニオン62、サイドギア64の回転抵抗よりも、リングギア58に繋がるドライブピニオン56からスプロケット126までの回転抵抗の方が大きいため、リングギア58は回転しない。
リングギア58が回転しないということは、前輪駆動力伝達区間78が回転しないことであり、この場合の駆動力の損失はピニオン60、ピニオン62、サイドギア64が回転する部分だけとなり、断接機構76がなく前輪駆動力伝達区間78が回転してしまう場合と比べて燃費向上が可能である。
なお、図1に示す実施形態において、断接機構76は前輪差動装置22内のサイドギア64と左前輪駆動軸68の中間に設置されているが、サイドギア64と左前輪駆動軸68を断続する位置、あるいはサイドギア66と右前輪駆動軸70を断続する位置、又はその両方の位置であれば前輪差動装置22内に設置するか外に設置するかを問わない。更に、ピニオン60、62、サイドギア64、66で構成するユニットをリングギア58と分離し、その連結を断続する方式等の他の機構でも構わない。
図2は、図1の前輪差動装置22の実施形態を示した断面図であり、断接機構76を含む。図2において、前輪差動装置22はデフケース80の外周部に固定されたリングギア58、デフケース80に固定されたピニオン軸82に回転自在に軸支されたピニオン60及びピニオン62、サイドギア軸84に回転不可に軸支されデフケース80内でピニオン60及びピニオン62と噛み合うサイドギア64、右前輪駆動軸70に回転不可に軸支されデフケース80内ピニオン60及びピニオン62と噛み合うサイドギア66を備える。
更に、端部68bがサイドギア軸84に回転方向に拘束されずに勘合している左前輪駆動軸68、左前輪駆動軸68の歯部68a及びサイドギア軸84の歯部84aとスプライン結合し、左前輪駆動軸68とサイドギア軸84を連結する位置と連結を解除する位置でスライド可能なスリーブ86、スリーブ86の溝部86aに摺動自在に係合する先端部88aによりスリーブ86をスライドさせるフォーク88、フォーク88に固定され図示しないアクチュエータにより軸方向に駆動されるシフト軸90を備え、四輪駆動時にリングギア58と噛み合うドライブピニオン56からの駆動力を左前輪72及び右前輪74に伝達する。
図2(A)は、二輪駆動時の断接機構76が非連結状態で、スリーブ86はサイドギア軸84の歯部84aと噛み合っていない。右前輪駆動軸70の回転はサイドギア66、ピニオン60及びピニオン62を介してサイドギア64に伝わり、リングギア58が回転しないことからサイドギア軸84を右前輪駆動軸70とは反対方向に回転させる。
図2(B)は、四輪駆動時にフォーク88がC方向に移動し断接機構76が連結された状態で、スリーブ86はサイドギア軸84の歯部84aと噛み合っている。ドライブピニオン56によりリングギア58が回転し、左前輪駆動軸68と右前輪駆動軸70を同方向に回転させる。二輪駆動に戻る際にはフォーク88がD方向に移動し断接機構76は非連結状態に戻る。
二輪駆動モード時に燃費低下を招く他の要因として、多板クラッチ機構106に備わる複数のクラッチ板の駆動側(後輪側)と従動側(前輪側)の回転速度差により発生するオイルの粘性抵抗やクラッチ板同士の接触による摩擦損失、いわゆる引き摺りトルクが前輪駆動力伝達区間78のフリクショントルクより大きいために、前輪駆動力伝達区間78が回転してしまう問題がある。
図3は、図1の駆動力配分装置18の実施形態を示した断面図である。図3において、駆動力配分装置18はケース左側部100aとケース右側部100bがケース中央部100cを挟むように構成されたケース100を有し、ケース100の左側にエンジン14からの駆動力を変速機16を介して入力する入力軸102が設けられ、入力軸102は、ケース100の右側に配置された後輪出力軸104に直結されている。
入力軸102と同軸に第1クラッチ機構106が設けられ、第1クラッチ機構106はクラッチハブ108を入力軸102に形成し、クラッチドラム110を入力軸102に対し回転自在に設けたクラッチ軸112の一端に固定している。第1クラッチ機構106は、プライマリークラッチ114及びボールカム機構116を備える。
更に、クラッチ軸112と同軸に押圧部材124を有する第2クラッチ機構118が設けられ、第2クラッチ機構118はクラッチドラム120をクラッチ軸112の他端に連結し、クラッチハブ122を入力軸102に対し回転自在に設けたスプロケット126に連結している。
入力軸102と平行に、後輪出力軸104と反対側に駆動力を出力する前輪出力軸132がケース100の左下側に設けられており、前輪出力軸132にはスプロケット128が連結され、第2クラッチ機構118側のスプロケット126との間にチェーンベルト30を掛けて連結している。
第1クラッチ機構106と第2クラッチ機構118の間に位置するケース中央部100cには、プライマリークラッチ114及びボールカム機構116を介し第1クラッチ機構106の締結力を制御する第1油圧ピストン機構134と、第2クラッチ機構118の締結と開放を押圧部材124を介して切り替える第2油圧ピストン機構136とを備える。
第1油圧ピストン機構134と第2油圧ピストン機構136の前輪出力軸132側には、第1油圧ピストン機構134と第2油圧ピストン機構136に油圧を供給する油圧ポンプ138、油圧ポンプ138を駆動するサーボモータ140及びその油圧を検出する第1油圧センサ142を備える。
このような駆動力配分装置18において、駆動モードに係わらず入力軸102の駆動力は後輪出力軸104に直接伝達される。四輪駆動時には、第1クラッチ機構106及び第2クラッチ機構118が締結され、入力軸102からの駆動力を第1クラッチ機構106、第2クラッチ機構118、スプロケット126、チェーンベルト130、スプロケット128を介して前輪出力軸132にも伝達する。
二輪駆動時にあっては、第1クラッチ機構が開放された場合と、第1クラッチ機構106が締結されていても第2クラッチ機構118が開放された場合があり、この両二輪駆動の状態は制御条件により適宜選択可能である。
図4は、図3の第1クラッチ機構106及び第2クラッチ機構118を示した断面図である。図4において、第1クラッチ機構106に対しては、クラッチハブ108とクラッチドラム110の間に設けた多板クラッチ146の締結力を制御するボールカム機構116及びボールカム機構116を駆動するプライマリークラッチ114が設けられる。
ボールカム機構116は、入力軸102と同軸に相対回転自在に設けられた一対の押圧カムプレート148と回転カムプレート150の対向するカム面のボールカム溝148a及び150aにボール152を挟んで保持している。
図5は、図4のボールカム機構116の説明図であり、図5(A)は、回転カムプレート148を後輪出力軸104の方向から見た状態であり、図5(B)及び(C)は、回転カムプレート150、押圧カムプレート148及びボール152の状態を示し、図5(A)のA−A断面である。
図5(A)において、回転カムプレート150は、外周部にクラッチ板160と係合するスプライン溝150bを有し、カム面150cの円周方向に形成した複数のボールカム溝150aと対面する押圧カムプレート148のボールカム溝148aとでボール152を挟んで保持している。本実施形態では、ボールカム溝148a、ボールカム溝150a及びボール152は四組備わるが、この組数は各種条件により適宜設定される。
図5(B)は、プライマリークラッチ114が開放され、押圧カムプレート148が多板クラッチ146を押圧していない状態を示しており、図5(C)は、プライマリークラッチ114が締結を開始し、回転カムプレート150と押圧カムプレート148の回転速度差により回転カムプレート150の押圧カムプレート148に対する相対位置がR方向に移動した状態を示している。
回転カムプレート150がR方向に移動すると、ボール152は自転しながらボールカム溝150a及び148aの斜面をB方向に移動しながら押圧カムプレート148をF方向に変位させる。
再び図4を参照するに、多板クラッチ146は、押圧カムプレート148の押圧部148bとクラッチドラム110に固定された受圧板154との間でクラッチハブ108あるいはクラッチドラム110に軸方向に移動可能に保持されている。
押圧カムプレート148は、入力軸102にスプライン結合して軸方向に移動可能で且つクラッチハブ108と共に回転し、クラッチハブ108との間に備わる皿バネ156により第1クラッチ機構106の開放方向に付勢されている。
回転カムプレート150は、ボール152を介して押圧カムプレート148と共に回転するが、回転カムプレート150とクラッチドラム110の間にはスラスト軸受158が備わり、クラッチドラム110との回転速度差を吸収している。
プライマリークラッチ114は、クラッチドラム110と回転カムプレート150の間で回転カムプレート150に軸方向に移動可能に保持され且つ回転カムプレート150と共に回転するクラッチ板160を備え、押圧板162がクラッチドラム110に固定された受圧板164に対しクラッチ板160を押圧し締結することでクラッチハブ108とクラッチドラム110の回転速度差を回転カムプレート150に伝達する。
押圧板162はクラッチドラム110をスライド可能に貫通する押圧軸166を介してスラスト軸受168と連結し、スラスト軸受168は第1油圧ピストン機構132のリング状の油圧ピストン170と係合している。油圧ピストン170はケース中央部100cの右側に形成された油圧シリンダ172の内部に遊嵌され、プライマリークラッチ114を開放する位置と締結する位置に移動可能であり、Oリング174でシールされている。
第2クラッチ機構118に対しては、クラッチドラム120とクラッチハブ122の間に設けた多板クラッチ板176の締結力を制御する押圧部材124が設けられ、多板クラッチ板176は、クラッチドラム120の押圧部120aと押圧部材124の押圧部124aとの間でクラッチドラム120あるいはクラッチハブ122に軸方向に移動可能に保持されている。
押圧部材124は、クラッチハブ122の軸部122aに遊嵌され軸方向に移動可能であり、スプロケット126との間に備わる皿バネ176により第2クラッチ機構118の締結方向に付勢されている。
また、押圧部材124は、端部124bがスラスト軸受180と連結し、スラスト軸受180は第2油圧ピストン機構136のリング状の油圧ピストン182と係合している。油圧ピストン182はケース中央部100cの左側に形成された油圧シリンダ184の内部に遊嵌され、第2クラッチ機構118を開放する位置と締結する位置に移動可能であり、Oリング186でシールされている。
また、第2クラッチ機構118の引き摺りトルクを減少させるために、多板クラッチ176の枚数を第1クラッチ機構106の多板クラッチ146の枚数より少なく構成しており、それに伴い油圧ピストン182の受圧面積を油圧ピストン170より大きくしている。
すなわち、第2クラッチ機構118は、第1クラッチ機構106の多板クラッチ146より少ない枚数の多板クラッチ176で同等のトルクを伝達するために、押圧部材124が第1クラッチ機構106より高い押圧力で皿バネ178で付勢されており、この押圧力に抗して多板クラッチ176を開放する出力を得るために油圧ピストン182の受圧面積を油圧ピストン170より大きくし、同じ油圧でより大きな出力を得るようにしている。
図6は、図3の油圧機構144の下側半分を示した断面図である。図6に示すように、サーボモータ140は油圧ポンプ138を駆動し、油圧ポンプ138から吐出されるオイルが油路188を通って油圧シリンダ172に流入することで、油圧ピストン170がスラスト軸受168、押圧軸166及び押圧板162を介してクラッチ板160を押圧し、プライマリークラッチ114を締結する。
プライマリークラッチ114により回転カムプレート150が押圧カムプレート148に対し所定方向に相対回転駆動されると、ボールカム機構116は、対向する面の傾斜溝であるボールカム溝150a及び148aに挟まれているボール152による押圧を受け、押圧カムプレート148及び皿バネ156を軸方向に押し、押圧カムプレート148の押圧部148bが第1クラッチ機構106の多板クラッチ146を押すことで、第1クラッチ機構106は油圧ピストン170の移動量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。
また、油圧ポンプ138から吐出されるオイルは油路190を通って油圧シリンダ184にも流入することで、油圧ピストン182がスラスト軸受180を介し皿バネ178の付勢力に抗して押圧部材124を押圧し、第2クラッチ機構118を開放する。
また、油路188には第1油圧センサ142が備わり、油圧シリンダ172及び184の油圧を検出する。図示しないECUが、第1油圧センサ142の検出する油圧を監視し油圧ピストン170及び182を適切な移動量に制御する。
再び、図3及び4を参照するに、第2クラッチ機構118の入力要素であるクラッチドラム120は、クラッチ軸112を介して第1クラッチ機構106の出力要素であるクラッチドラム110と共に回転するため、油圧が第1クラッチ機構106を締結し且つ第2クラッチ機構118を開放しない所定値以下の場合に、入力軸102に入力された駆動力は、クラッチハブ108、多板クラッチ146、クラッチドラム110、クラッチ軸112、クラッチドラム120、多板クラッチ176、クラッチハブ122及びスプロケット126を介して前輪側に伝達され四輪駆動となる。
第1クラッチ機構106を締結した状態から二輪駆動に切り替えるには、油圧を所定値以上の第2クラッチ機構118を開放する値まで上昇させることで可能であり、これは第1クラッチ機構106を開放させるまで油圧を降下するより短時間で行うことができる。
図7は、図1の駆動力伝達装置10の四輪駆動時の状態を示す動作説明図であり、駆動力配分装置18及び断接機構76の状態を模式的に示し、特に、第1クラッチ機構106、第2クラッチ機構118、第1油圧ピストン機構134及び第2油圧ピストン機構136は入力軸102に対し断面の上側半分のみを簡略して示している。
図7において、エンジン14からの駆動力は変速機16を経由し、入力軸102を介して第1クラッチ機構106に伝達され、第1クラッチ機構106は、第1油圧ピストン機構132がプライマリークラッチ機構114及びボールカム機構116を介して多板クラッチ146を押圧することで締結しているため、第1クラッチ機構106で配分された一方の駆動力はクラッチ軸112を介して第2クラッチ機構118に伝達される。
第2クラッチ機構118は、皿バネ178が押圧部材124を介して多板クラッチ176を押圧することで締結しているため、第1クラッチ機構106からの駆動力は更にスプロケット126、チェーンベルト130及びスプロケット128を経由して前輪差動装置22に伝達される。
前輪差動装置22に伝達された駆動力は、断接機構76が連結しているので左前輪72及び右前輪74に伝達され、また、第1クラッチ機構106で配分された他方の駆動力は後輪差動装置20を介して左後輪52及び右後輪54に伝達されることで、四輪駆動車12は四輪駆動となる。
ここで、第1油圧ピストン機構134への油圧は、油圧ポンプ138から供給され、その油圧の供給量は、第1油圧センサ142が検出した油圧情報に基づきECU192が油圧ポンプ138を駆動するサーボモータ140を制御することで行われる。
図8は、図7の第1クラッチ機構106及び第2クラッチ機構118の前輪へ伝達可能な駆動力のトルクカーブを、縦軸を前輪伝達トルクT、横軸を油圧Pとして表している。
図8において、第1クラッチトルクカーブ194及び第2クラッチトルクカーブ196は、各々油圧P0からP4における第1クラッチ機構106及び第2クラッチ機構118が前輪に伝達可能なトルクを示している。
油圧P0では、第2クラッチ機構118は皿バネ178により最大締結力で締結されているため前輪伝達トルクは最大値のT4となるが、第1クラッチ機構106は開放されておりトルクを前輪に全く伝達しない前輪伝達トルクT0であるため、駆動力配分装置18はこの初期位置198では二輪駆動となる。
油圧を上昇させると、第1油圧ピストン機構134が第1クラッチ機構106の押圧を開始すると共に、第2油圧ピストン機構136は第2クラッチ機構118の押圧解除を開始し、油圧P1で第1クラッチ機構106が第2クラッチ機構118にトルクT1の伝達を開始すると、駆動力配分装置18は油圧P0からP1までの二輪駆動から四輪駆動への移行区間200を経て四輪駆動となる。
更に油圧を上昇させると、第2クラッチ機構118の締結力は徐々に低下するが、第1クラッチ機構106の締結力は増加する。駆動力配分装置18は、圧力P2で第2クラッチ機構118の締結力が第1クラッチ機構106の伝達トルクT2と等しくなるように設定する。
第1クラッチ機構106は油圧P1からP2までを四輪駆動範囲202として前輪伝達トルクT1からT2の間で制御される。すなわち、図7は、図8における四輪駆動範囲202の状態を示している。
図9は、図1の駆動力伝達装置10の二輪駆動時の状態を示す動作説明図であり、駆動力配分装置18及び断接機構76の状態を模式的に示し、図7に対し第2油圧ピストン機構136が皿バネ178の押圧に抗して押圧部材124をU方向に移動し、第2クラッチ機構118が開放された状態であること、及び、スリーブ86がD方向に移動し断接機構76の連結が切断された状態であること以外は同じである。
図8において、油圧がP2を超えて皿バネ178が押圧部材124を押圧する荷重と等しくなる油圧P3に達すると、第2クラッチ機構118の押圧力は相殺されてゼロになるため前輪伝達トルクはT0となり、駆動力配分装置18は油圧P2からP3までの四輪駆動から二輪駆動への移行区間204を経て二輪駆動となる。
駆動力配分装置18は、油圧P2からP4の間で前輪伝達トルクT2からT4を第1クラッチ機構118に伝達するが、第2クラッチ機構118が開放されているためトルクは前輪差動装置22に伝達されず、また、図9に示すように、断接機構76の連結が切断されているため、前輪を駆動しない二輪駆動時にも前輪駆動力伝達区間78が回転してしまう連れ回りの問題を解消できる。
図10は、図3の第2クラッチ機構118の油圧及び伝達トルクと皿バネ178の荷重特性との関連を示す説明図であり、左側に第2クラッチ機構118の前輪へ伝達可能な駆動力のトルクカーブ196を、縦軸を前輪伝達トルクT、横軸を油圧Pとして表し、右側に荷重特性カーブ208を縦軸に荷重F、横軸を撓み量δとして表しており、荷重P0、P3、P4は各々図8の油圧P0、P3、P4に対応している。
また、皿バネ178は、板厚と自由高及び枚数を適宜設定することで荷重特性カーブ208を得ている。皿バネは組み合わせ方によって色々な荷重特性を得ることが可能であり、本発明においてはこのような皿バネの特性を利用して、単位荷重あたりの撓み量が少ない領域(線形領域)と、単位荷重あたりの撓み量が多い領域(非線形領域)を示すように構成している。
図10に示すように、皿バネ178は初期撓み量δ1で荷重F1となるが、これは図7に示す皿バネ176の組み付け状態であり、この荷重F1で第2クラッチ機構118は最大締結力を発生し、この状態で最大伝達トルクT4となる。
第2油圧ピストン機構136が押圧部材124を多板クラッチ176が開放する方向に押すことで皿バネ178の撓み量は増加し、押圧部材124の第2クラッチ機構118への押圧力が低下することで第2クラッチ機構118の伝達トルクが減少する。
油圧P3までは皿バネ178の荷重F1より第2油圧ピストン機構136の押圧力が小さいため、皿バネ178は初期撓みδ1を維持している。油圧をP3からP4まで上昇させると、油圧による皿バネ178への荷重はF1を上回りF2となり、皿バネ178の撓み量は荷重特性カーブ208に従いδ2まで急激に増加する。
皿バネ178の初期荷重F1を荷重特性カーブ208の線形部(単位荷重あたりの撓み量が少ない領域)から非線形部(単位荷重あたりの撓み量が多い領域)に変化する直前に設定することにより、油圧P3からP4のわずかな油圧上昇で第2クラッチ機構118の多板クラッチ176のエンドプレイを十分確保でき、二輪駆動時の引き摺りトルクを減少させることができる。
また、駆動力配分装置18は、四輪駆動範囲202で制御されていても走行条件が四輪駆動を必要としない場合は燃費向上のために二輪駆動に移行する。この二輪駆動時に、路面状態の急激な変化等により、前輪に大きな駆動力を伝達し得る四輪駆動に迅速に復帰させる必要が発生した場合にも、わずかな油圧降下で四輪駆動状態に復帰できる。
このように、皿バネ特有の特性を適切に設定することで、二輪駆動から四輪駆動への切り替えを迅速に行うことができる。また、撓み量δ3は使用限界撓みであり、撓み量がこれを越すと皿バネが反転を起す危険性があるため、皿バネ178の最大撓み量δ3はこれを考慮して設定される。
図11は、図1の駆動力配分装置の他の実施形態における油圧機構210の下側半分を示した断面図であり、図6に示す油圧機構144の断面図に対し、逆止弁212、逃し弁214、第2油圧センサ216、油路218及び220が付加された点を除けば同じ構成である。
図11において、サーボモータ140は油圧ポンプ138を駆動し、油圧ポンプ138から吐出されるオイルが油路188を通って油圧シリンダ172に流入することで、油圧ピストン170がプライマリークラッチ114、ボールカム機構116を介して多板クラッチ146を押すことで、第1クラッチ機構106は油圧ピストン170の移動量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。
油路188には第1油圧センサ142が備わり油圧シリンダ172の油圧を検出し、図示しないECUが、第1油圧センサ142の検出する油圧を監視し油圧ピストン170を適切な移動量に制御する。
また、油圧ポンプ138から吐出されるオイルは逆止弁212、油路218及び190を通って油圧シリンダ184にも流入することで、油圧ピストン182がスラスト軸受180を介し皿バネ178の付勢力に抗して押圧部材124を押圧し、第2クラッチ機構118を開放する。
第2クラッチ機構118が開放されると二輪駆動になり、第1クラッチ機構106の締結状態が変化しても走行には影響しないため、オイルポンプ138の駆動を停止して油圧シリンダ172の油圧が低下しても構わない。この場合、油圧シリンダ184の油圧が低下すると第2クラッチ機構118が締結を開始する恐れがあるが、逆止弁212により油圧が油路188側に逆流するのを防止している。
但し、油圧ポンプ138の停止状態が長時間に亘ると、油圧シリンダ184のオイルが徐々にリークすることで油圧が低下するが、油路190に備わる第2油圧センサ216が検出する油圧シリンダ184の油圧をECUが監視し、油圧が所定値に低下したら油圧ポンプ138の停止を解除する。
また、油路190には逃し弁214が備わり、逃し弁214は、第2クラッチ機構118が開放される油圧よりも高い所定値で開放し、第2クラッチ機構118が開放される油圧よりも低い所定値で閉鎖する特性を有する。油圧ポンプ138により油圧を上昇させ、逃し弁214を開放して油圧シリンダ184内のオイルを一気にドレン222に流出させることで、迅速に二輪駆動から四輪駆動に切り替えることが可能である。
図12は、図11に示す駆動力配分装置を備えた駆動力伝達装置10の駆動状態を示す動作説明図であり、駆動力配分装置18及び断接機構76の状態を模式的に示し、図7に対し逆止弁212、逃し弁214及び第2油圧センサ216が付加された点を除けば同じ構成である。
図13は、図12の状態における第1クラッチ機構106及び第2クラッチ機構118の前輪へ伝達可能な駆動力のトルクカーブを、縦軸を前輪伝達トルクT、横軸を油圧Pとして表している。
図13において、油圧P0からP4までの動作は図8と同じであるが、逆止弁212が備わるため油圧P3からP4の二輪駆動範囲206においては油圧ポンプ138を停止できる。第2油圧センサ216が油圧の低下を検出した場合、例えば圧力P3に低下した際には油圧ポンプ138を駆動し圧力P4まで上昇させ二輪駆動範囲206を維持する。
また、二輪駆動時に油圧を二輪駆動範囲206の圧力P5まで上昇させると逃し弁214が開放し、油圧が四輪駆動範囲202の圧力P6まで一気に降下して、二輪駆動状態から四輪駆動動状態に迅速に切り替わる。
すなわち、油圧を油圧P0から上昇させて行くと、油圧P1からP2の四輪駆動範囲202及び油圧P2からP3の移行区間204を経て油圧P3からP4の二輪駆動範囲206に移行し、更に上昇させ油圧P5に達すると逆方向の四輪駆動範囲202に反転する。油圧をP4からP6まで降下させる時間よりP4からP5まで上昇させる時間の方が短く、駆動輪がスリップした場合などの緊急時に速やかに対応することができる。
図14は、図1の駆動力配分装置の他の実施形態における油圧機構224の下側半分を示した断面図であり、図6に示す油圧機構144の断面図に対し、逆止弁212、切替弁226、ソレノイド228、油路230が付加された点を除けば同じ構成である。
図14において、サーボモータ140は油圧ポンプ138を駆動し、油圧ポンプ138から吐出されるオイルが油路188を通って油圧シリンダ172に流入することで、油圧ピストン170がプライマリークラッチ114、ボールカム機構116を介して多板クラッチ146を押すことで、第1クラッチ機構106は油圧ピストン170の移動量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。
油路188には第1油圧センサ142が備わり油圧シリンダ172の油圧を検出し、図示しないECUが、第1油圧センサ142の検出する油圧を監視し油圧ピストン170を適切な移動量に制御する。
また、油圧ポンプ138から吐出されるオイルは逆止弁212を経て油路230に達するが、図14の状態では切替弁226が油路230と190の連通を絶っているため油圧シリンダ184へ流入することはなく、第2クラッチ機構118は締結されたままになる。
第1クラッチ機構106が締結している状態でソレノイド228に通電して切替弁226を駆動し油路230と190を連通すると、油圧ポンプ138から吐出されるオイルは逆止弁212、油路230及び190を通って油圧シリンダ184にも流入することで、油圧ピストン182がスラスト軸受180を介し皿バネ178の付勢力に抗して押圧部材124を押圧し、第2クラッチ機構118を開放する。
図15は、図14に示す駆動力配分装置を備えた駆動力伝達装置10の駆動状態を示す動作説明図であり、駆動力配分装置18及び断接機構76の状態を模式的に示し、図7に対し逆止弁212及び切替弁226が付加された点を除けば同じ構成である。
図16は、図15の状態における第1クラッチ機構106及び第2クラッチ機構118の前輪へ伝達可能な駆動力のトルクカーブを、縦軸を前輪伝達トルクT、横軸を油圧Pとして表している。
図16において、第1クラッチトルクカーブ194及び第2クラッチトルクカーブ196は、各々油圧P0からP4における第1クラッチ機構106及び第2クラッチ機構118が前輪に伝達可能なトルクを示している。
油圧P0では、第2クラッチ機構118は皿バネ178により最大締結力で締結されているため前輪伝達トルクは最大値のT2となるが、第1クラッチ機構106は開放されておりトルクを前輪に全く伝達しない前輪伝達トルクT0であるため、駆動力配分装置18はこの初期位置198では二輪駆動となる。
油圧を上昇させると、第1油圧ピストン機構134が第1クラッチ機構106の押圧を開始するが、切替弁226が閉じているため第2油圧ピストン機構136に油圧は供給されない。油圧P1で第1クラッチ機構106が第2クラッチ機構118にトルクT1の伝達を開始すると、駆動力配分装置18は油圧P0からP1まの二輪駆動から四輪駆動への移行区間200を経て四輪駆動となる。
更に油圧を上昇させると、第1クラッチ機構106の締結力は増加し、駆動力配分装置18は圧力P2まで四輪駆動を維持する。第1クラッチ機構106は油圧P1からP2までを四輪駆動範囲202として前輪伝達トルクT1からT2の間で制御される。
第2クラッチ機構118は、油圧P2による第2油圧ピストン機構136の出力で開放するように皿バネ178の付勢力を設定してあるため、油圧P2で切替弁226を開くと第2油圧ピストン機構136が皿バネ178に抗して押圧部材124を一気に押し戻し、第2クラッチ機構118を完全に開放する。
第2クラッチ機構118が開放すると前輪伝達トルクはT0となり、駆動力配分装置18は油圧P2で二輪駆動となる。すなわち、四輪駆動から二輪駆動への移行区間を必要とせずに二輪駆動範囲206に移行するため、四輪駆動から二輪駆動へ瞬時に切り替えることが可能となる。
図17は、図3の第2クラッチ機構118にスペーサ232を設置した状態を示す説明図である。図17は、二輪駆動時の第2クラッチ機構118が開放された状態で、押圧部材124は多板クラッチ176から最も離れた待機位置に在る。
第2クラッチ機構118は軸方向に移動可能な多板クラッチ176を備え、多板クラッチ176は、クラッチハブ122の外周に複数の内側クラッチ板176hがスプライン嵌合されて、クラッチドラム120の内周には複数の外側クラッチ板176dがスプライン嵌合されおり、内側クラッチ板176hと外側クラッチ板176dは交互に配置される。
外側クラッチ板176dの内周部には板材を成形した板バネであるスペーサ232を備え、隣接する両側の内側クラッチ板176hと引き摺りを起さない摩擦面同士の隙間を確保する。
多板クラッチ176はクラッチドラム120の受圧面120bと押圧部材124の押圧面124bの間で軸方向に移動可能であり、押圧面124bとの隙間Eがあるが、スペーサ232がないと多板クラッチ176同士は、オイルによって粘着し分離せず、引き摺りを起す。スペーサ232が摩擦面同士の隙間を確保することで、引き摺りによる駆動力の損失を防止し燃費を向上させることが可能となる。
なお、押圧部材124が多板クラッチ176から最も離れた待機位置に在る場合の隙間Eの値は、多板クラッチ176同士の隙間の状態により一定とは限らない。
スペーサ232は内側クラッチ板176hの外周部に設置することも可能であるが、トルク損失の小さな内側の方が好ましい。すなわち、スペーサ232が設置された外側クラッチ板176dに隣接する内側クラッチ板176hと、スペーサ232との摺動による摩擦抵抗が同じであれば内側に設置した方が摩擦トルクは少なく、摩擦トルクは駆動力の損失となるためである。また、スペーサ232のばね荷重は隣接する内側クラッチ板176hとの間隔を維持できる範囲で小さい方が好ましい。
図18は、図17のスペーサを示す斜視図である。図18において、スペーサ232は板材を成形した板ばねであり、外側クラッチ板176dの内周部に設けた板厚方向の凹部176cに挿入する挟持部232aと、挟持部232aから隣接する内側クラッチ板176hの両表面の外径方向に延び、多板ラッチ板176の軸方向に変形可能な弾性片232bを備える。
スペーサ232を矢印で示す方向に凹部176cに挿入し固定するために、挟持部232aの間隔は凹部176cの厚みより狭く設定される。
図19は、図17のスペーサ232を示す断面図である。図19(A)は、四輪駆動時の第2クラッチ機構118が締結された状態で、スペーサ232が設置された外側クラッチ板176dと隣接する内側クラッチ板176hの各々の摩擦面が密着し回転している。
図19(B)は、二輪駆動時の第2クラッチ機構118が開放された状態で、スペーサ232が設置された外側クラッチ板176dと隣接する内側クラッチ板176hの各々の摩擦面がスペーサ232により引き摺りを起さない隙間に隔離されている。
図19(B)において、外側クラッチ板176dは回転し、内側クラッチ板176hは回転しないため、スペーサ232の弾性片232bの先端が隣接する内側クラッチ板176hと摺動する。そのため、弾性片232bの先端は摩擦面ではない部位と接触するのが好ましい。
図20は、本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施形態を示した説明図であり、二輪駆動モードでは前輪を駆動する方式の車両に適当した場合である。図20において、本実施形態の駆動力伝達装置300は四輪駆動車302に設けられ、駆動力配分装置308、前輪差動装置320及び後輪差動装置322を備える。後輪差動装置322はプロペラシャフト324を介して駆動力配分装置308に連結されている。
エンジン304からの駆動力は変速機306で変速され、駆動モードに係わらず、変速機306のドライブギア336及びリングギア338を介して前輪差動装置320及び駆動力配分装置308の入力軸312に伝達される。
リングギア338はピニオン340、342、サイドギア344、346を介して左前輪駆動軸348及び右前輪駆動軸350を駆動し、左前輪駆動軸348及び右前輪駆動軸350は各々左前輪352及び右前輪354を回転させ駆動力を路面に伝達する。コーナリング時や路面状態の変化等により左前輪352と右全輪354に回転速度差が生じても、前輪差動装置320は回転速度差を吸収し、左前輪352及び右前輪354に等しいトルクを与え回転させることができる。
四輪駆動オートモードにおいては、ECUは第1クラッチ機構316を締結し、また、断接機構376を連結しているので、入力軸312に入力した駆動力は第1クラッチ機構316を介して左後輪372及び右後輪374に伝達可能となる。
第1クラッチ機構316が締結されると駆動力は第2クラッチ機構318に伝達され、
第2クラッチ機構318は締結されているため同軸に連結されたベベルギア326を介して出力ピニオン328を回転させることで、駆動力は後輪出力軸330にも伝達される。
第2クラッチ機構318は締結されているため同軸に連結されたベベルギア326を介して出力ピニオン328を回転させることで、駆動力は後輪出力軸330にも伝達される。
後輪出力軸330から出力された駆動力は自在継手332、プロペラシャフト324、自在継手334を介し、後輪差動装置322のドライブピニオン356に伝達され、ドライブピニオン356は、リングギア358、ピニオン360、362、サイドギア364、366を介して左後輪駆動軸368及び右後輪駆動軸370を駆動し、左後輪駆動軸368及び右後輪駆動軸370は各々左後輪372及び右後輪374を回転させ駆動力を路面に伝達する。
断接機構376は四輪駆動時にはサイドギア366と右後輪駆動軸370を連結しており、サイドギア366の回転はそのまま右後輪駆動軸370に伝達される。コーナリング時や路面状態の変化等により左後輪372と右後輪374に回転速度差が生じても、後輪差動装置322は回転速度差を吸収し、左後輪372及び右後輪374に等しいトルクを与え回転させることができる。
第1クラッチ機構316の締結力はサーボモータ及び油圧アクチュエータにより連続的に制御され、必要に応じて後輪出力軸330へ伝達する駆動力を増減させることで、前後輪の駆動力配分を制御する。
四輪駆動オートモードから二輪駆動モードに切り替える場合、又はドライバーが切り替えスイッチを操作しなくても、車両状態を検出してECUの判断により、四輪駆動の必要がない時に自動的に二輪駆動モードに切り替える場合は、ECUはまず第2クラッチ機構318を開放し、続いて断接機構376の連結を切断する。この場合、ECUは先に断接機構376の連結を切断した後に第2クラッチ機構318を開放してもよい。
断接機構376はサイドギア366と右後輪駆動軸370との連結を絶ち、左後輪372及び右後輪374が路面から受ける回転力がリングギア358を回転させることを防止する。これにより、二輪駆動時に燃費低下を招く要因である、後輪を駆動しない二輪駆動時にも第2クラッチ機構から断接機構376まで、実質的にはベベルギア326からリングギア358までの後輪駆動力伝達区間378が回転してしまう連れ回りの問題を解消できる。
この第1クラッチ316を締結した状態で第2クラッチ機構318を開放した二輪駆動モード時に路面状態の変化等で四輪駆動が必要になった場合は、第2クラッチ機構318を締結することで迅速に四輪駆動モードに復帰できる。
図21は、本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施形態を示した説明図であり、二輪駆動モードでは前輪を駆動する方式の車両に適当した場合である。図21において、本実施形態の駆動力伝達装置380は四輪駆動車382に設けられ、駆動力配分装置384、前輪差動装置320及び後輪差動装置322を備える。後輪差動装置322はプロペラシャフト324を介して駆動力配分装置384に連結されている。
エンジン304からの駆動力は変速機306で変速され、駆動モードに係わらず、変速機306のドライブギア336及びリングギア338を介して前輪差動装置320及び駆動力配分装置384の入力軸312に伝達される。
リングギア338はピニオン340、342、サイドギア344、346を介して左前輪駆動軸348及び右前輪駆動軸350を駆動し、左前輪駆動軸348及び右前輪駆動軸350は各々左前輪352及び右前輪354を回転させ駆動力を路面に伝達する。コーナリング時や路面状態の変化等により左前輪352と右全輪354に回転速度差が生じても、前輪差動装置320は回転速度差を吸収し、左前輪352及び右前輪354に等しいトルクを与え回転させることができる。
四輪駆動オートモードにおいては、ECUは第1クラッチ機構386を締結し、また、断接機構376を連結しているので、入力軸312に入力した駆動力は第2クラッチ機構388及び第1クラッチ機構386を介して左後輪372及び右後輪374に伝達可能となる。
第1クラッチ機構386が締結されると、第2クラッチ機構388が締結されているため、駆動力はベベルギア326及び出力ピニオン328を介して後輪出力軸330にも伝達される。
後輪出力軸330から出力された駆動力は自在継手332、プロペラシャフト324、自在継手334を介し、後輪差動装置322のドライブピニオン356に伝達され、ドライブピニオン356は、リングギア358、ピニオン360、362、サイドギア364、366を介して左後輪駆動軸368及び右後輪駆動軸370を駆動し、左後輪駆動軸368及び右後輪駆動軸370は各々左後輪372及び右後輪374を回転させ駆動力を路面に伝達する。
断接機構376は四輪駆動時にはサイドギア366と右後輪駆動軸370を連結しており、サイドギア366の回転はそのまま右後輪駆動軸370に伝達される。コーナリング時や路面状態の変化等により左後輪372と右後輪374に回転速度差が生じても、後輪差動装置322は回転速度差を吸収し、左後輪372及び右後輪374に等しいトルクを与え回転させることができる。
第1クラッチ機構386の締結力はサーボモータ及び油圧アクチュエータにより連続的に制御され、必要に応じて後輪出力軸330へ伝達する駆動力を増減させることで、前後輪の駆動力配分を制御する。
四輪駆動オートモードから二輪駆動モードに切り替える場合、又はドライバーが切り替えスイッチを操作しなくても、車両状態を検出してECUの判断により、四輪駆動の必要がない時に自動的に二輪駆動モードに切り替える場合は、ECUはまず第2クラッチ機構388を開放し、続いて断接機構376の連結を切断する。この場合、ECUは先に断接機構376の連結を切断した後に第2クラッチ機構388を開放してもよい。
断接機構376はサイドギア366と右後輪駆動軸370との連結を絶ち、左後輪372及び右後輪374が路面から受ける回転力がリングギア358を回転させることを防止する。これにより、二輪駆動時に燃費低下を招く要因である、後輪を駆動しない二輪駆動時にも第2クラッチ機構388から断接機構376まで、実質的にはベベルギア326からリングギア358までの後輪駆動力伝達区間378が回転してしまう連れ回りの問題を解消できる。
この第1クラッチ386を締結した状態で第2クラッチ機構388を開放した二輪駆動モード時に路面状態の変化等で四輪駆動が必要になった場合は、第2クラッチ機構388を締結することで迅速に四輪駆動モードに復帰できる。
なお、図20及び21に示す実施形態において、断接機構376は後輪差動装置322内のサイドギア366と右後輪駆動軸370の中間に設置されているが、サイドギア366と右後輪駆動軸370を断続する位置、あるいはサイドギア364と左後輪駆動軸368を断続する位置、又はその両方の位置であれば後輪差動装置322内に設置するか外に設置するかを問わない。更に、ピニオン360、362、サイドギア364、366で構成するユニットをリングギア358と分離し、その連結を断続する方式等の他の機構でも構わない。
図22は、本発明による四輪駆動車用駆動力伝達装置の他の実施形態を示した説明図であり、二輪駆動モードでは前輪を駆動する方式の車両に適当した場合である。図22において、本実施形態の駆動力伝達装置390は四輪駆動車392に設けられ、駆動力配分装置394、前輪差動装置320、後輪差動装置322及び駆動力方向変換部395を備える。後輪差動装置322は駆動力配分装置394及びプロペラシャフト324を介して駆動力方向変換部395に連結されている。
エンジン304からの駆動力は変速機306で変速され、駆動モードに係わらず、変速機306のドライブギア336及びリングギア338を介して前輪差動装置320及び駆動力方向変換部395の入力軸312に伝達される。
リングギア338はピニオン340、342、サイドギア344、346を介して左前輪駆動軸348及び右前輪駆動軸350を駆動し、左前輪駆動軸348及び右前輪駆動軸350は各々左前輪352及び右前輪354を回転させ駆動力を路面に伝達する。コーナリング時や路面状態の変化等により左前輪352と右全輪354に回転速度差が生じても、前輪差動装置320は回転速度差を吸収し、左前輪352及び右前輪354に等しいトルクを与え回転させることができる。
四輪駆動オートモードにおいては、ECUは第1クラッチ機構396を締結し、また、断接機構399を連結しているので、入力軸312に入力した駆動力はベベルギア326に伝達され、更に、出力ピニオン328、自在継手332、プロペラシャフト324、自在継手334を介し、駆動力配分装置394の入力軸397に伝達される。入力軸397に入力した駆動力は、第1クラッチ機構396及び第2クラッチ機構398を介して左後輪372及び右後輪374に伝達可能となる。
第1クラッチ機構396が締結されると、駆動力はドライブピニオン356からリングギア358を介して後輪差動装置322に伝達され、ピニオン360、362、サイドギア364、366を介して左後輪駆動軸368及び右後輪駆動軸370に分配される。第2クラッチ機構398は締結されているため、駆動力は左後輪372及び右後輪374を回転させ駆動力を路面に伝達する。
第1クラッチ機構396の締結力はサーボモータ及び油圧アクチュエータにより連続的に制御され、必要に応じてドライブピニオン356へ伝達する駆動力を増減させることで、前後輪の駆動力配分を制御する。
四輪駆動オートモードから二輪駆動モードに切り替える場合、又はドライバーが切り替えスイッチを操作しなくても、車両状態を検出してECUの判断により、四輪駆動の必要がない時に自動的に二輪駆動モードに切り替える場合は、ECUはまず第2クラッチ機構398を開放し、続いて断接機構399の連結を切断する。この場合、ECUは先に断接機構399の連結を切断した後に第2クラッチ機構398を開放してもよい。
断接機構399は駆動力方向変換部395の入力軸312とベベルギア326との連結を絶ち、また第2クラッチ398はサイドギア366と右後輪駆動軸370との連結を絶って、左後輪372及び右後輪374が路面から受ける回転力がリングギア358を回転させることを防止する。これにより、二輪駆動時に燃費低下を招く要因である、後輪を駆動しない二輪駆動時にも断接機構399から第2クラッチ機構398まで、実質的にはベベルギア326からリングギア358までの後輪駆動力伝達区間378が回転してしまう連れ回りの問題を解消できる。
なお、図22に示す実施形態において、第2クラッチ機構398はサイドギア366と右後輪駆動軸370を断続する位置に設置されているが、サイドギア364と左後輪駆動軸368を断続する位置に設置しても構わない。更に、ピニオン360、362、サイドギ364、366で構成するユニットをリングギア358と分離し、その連結を断続する位置に設置しても構わない。
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
10、300、380、390:駆動力伝達装置
12、302、382、392:四輪駆動車
14、304:エンジン
16、306:変速機
18、308、384、394:駆動力配分装置
20、322:後輪差動装置
22、320:前輪差動装置
24:後輪プロペラシャフト
26:前輪プロペラシャフト
28、30、32、34、332、334:自在継手
36、56、356:ドライブピニオン
38、58、338、358:リングギア
40、42、60、62、340、342、360、362:ピニオン
44、46、64、66、344、346、364、366:サイドギア
48、368:左後輪駆動軸
50、370:右後輪駆動軸
52、372:左後輪
54、374:右後輪
68、348:左前輪駆動軸
70、350:右前輪駆動軸
72、352:左前輪
74、354:右前輪
76、376、399:断接機構
78:前輪駆動力伝達区間
80:デフケース
82:ピニオン軸
84:サイドギア軸
86:スリーブ
88:フォーク
90:シフト軸
100:ケース
102、312、397:入力軸
104、330:後輪出力軸
106、316、386、396:第1クラッチ機構
108、122:クラッチハブ
110、120:クラッチドラム
112:クラッチ軸
114:プライマリークラッチ
116:ボールカム機構
118、318、388、389:第2クラッチ機構
124:押圧部材
126、128:スプロケット
130:チェーンベルト
132:前輪出力軸
134:第1油圧ピストン機構
136:第2油圧ピストン機構
138:油圧ポンプ
140:サーボモータ
142:第1油圧センサ
144、210、224:油圧回路部
146、176:多板クラッチ
148:押圧カムプレート
150:回転カムプレート
152:ボール
154:受圧板
156:皿バネ
158、168、180:スラスト軸受
160:クラッチ板
162:押圧板
164:受圧板
166:押圧軸
170、182:油圧ピストン
172、184:油圧シリンダ
174、186:Oリング
178:皿バネ
188、190、218、220、230:油路
192:ECU
194:第1クラッチトルクカーブ
196:第2クラッチトルクカーブ
198:初期位置
200:移行区間
202:四輪駆動範囲
204:移行区間
206:二輪駆動範囲
208:荷重特性カーブ
212:逆止弁
214:逃し弁
216:第2油圧センサ
222:ドレン
226:切替弁
228:ソレノイド
232:スペーサ
324:プロペラシャフト
326:ベベルギア
328:出力ピニオン
336:ドライブギア
378:後輪駆動力伝達区間
395:駆動力方向変換部
400、500:駆動力伝達装置
402、502:四輪駆動車
404、504:エンジン
406、506:変速機
408:駆動力配分装置
410、510:多板クラッチ機構
412:チェーンベルト機構
414:後輪プロペラシャフト
416:前輪プロペラシャフト
418、524:後輪差動装置
420、526:左後輪
422、528:右後輪
424、518:前輪差動装置
426、520:左前輪
428、522:右前輪
430:前輪駆動力伝達区間
508:駆動力方向変換部
512:ドライブピニオン
514:リングギア
516:プロペラシャフト
530:後輪駆動力伝達区間
12、302、382、392:四輪駆動車
14、304:エンジン
16、306:変速機
18、308、384、394:駆動力配分装置
20、322:後輪差動装置
22、320:前輪差動装置
24:後輪プロペラシャフト
26:前輪プロペラシャフト
28、30、32、34、332、334:自在継手
36、56、356:ドライブピニオン
38、58、338、358:リングギア
40、42、60、62、340、342、360、362:ピニオン
44、46、64、66、344、346、364、366:サイドギア
48、368:左後輪駆動軸
50、370:右後輪駆動軸
52、372:左後輪
54、374:右後輪
68、348:左前輪駆動軸
70、350:右前輪駆動軸
72、352:左前輪
74、354:右前輪
76、376、399:断接機構
78:前輪駆動力伝達区間
80:デフケース
82:ピニオン軸
84:サイドギア軸
86:スリーブ
88:フォーク
90:シフト軸
100:ケース
102、312、397:入力軸
104、330:後輪出力軸
106、316、386、396:第1クラッチ機構
108、122:クラッチハブ
110、120:クラッチドラム
112:クラッチ軸
114:プライマリークラッチ
116:ボールカム機構
118、318、388、389:第2クラッチ機構
124:押圧部材
126、128:スプロケット
130:チェーンベルト
132:前輪出力軸
134:第1油圧ピストン機構
136:第2油圧ピストン機構
138:油圧ポンプ
140:サーボモータ
142:第1油圧センサ
144、210、224:油圧回路部
146、176:多板クラッチ
148:押圧カムプレート
150:回転カムプレート
152:ボール
154:受圧板
156:皿バネ
158、168、180:スラスト軸受
160:クラッチ板
162:押圧板
164:受圧板
166:押圧軸
170、182:油圧ピストン
172、184:油圧シリンダ
174、186:Oリング
178:皿バネ
188、190、218、220、230:油路
192:ECU
194:第1クラッチトルクカーブ
196:第2クラッチトルクカーブ
198:初期位置
200:移行区間
202:四輪駆動範囲
204:移行区間
206:二輪駆動範囲
208:荷重特性カーブ
212:逆止弁
214:逃し弁
216:第2油圧センサ
222:ドレン
226:切替弁
228:ソレノイド
232:スペーサ
324:プロペラシャフト
326:ベベルギア
328:出力ピニオン
336:ドライブギア
378:後輪駆動力伝達区間
395:駆動力方向変換部
400、500:駆動力伝達装置
402、502:四輪駆動車
404、504:エンジン
406、506:変速機
408:駆動力配分装置
410、510:多板クラッチ機構
412:チェーンベルト機構
414:後輪プロペラシャフト
416:前輪プロペラシャフト
418、524:後輪差動装置
420、526:左後輪
422、528:右後輪
424、518:前輪差動装置
426、520:左前輪
428、522:右前輪
430:前輪駆動力伝達区間
508:駆動力方向変換部
512:ドライブピニオン
514:リングギア
516:プロペラシャフト
530:後輪駆動力伝達区間
Claims (12)
- 多板クラッチ機構の締結力を連続的に変化させ第1駆動輪及び第2駆動輪に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する四輪駆動モードと、前記第1駆動輪のみに駆動力を伝達する二輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
動力源からの駆動力を入力し前記第2駆動輪に配分する第1クラッチ機構と、
前記第1クラッチ機構と第2駆動輪駆動力伝達系との連結を断接可能な第2クラッチ機構と、
第2駆動輪差動装置と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を断接可能な断接機構と、
を備え、二輪駆動モード時に前記第2クラッチ機構の引き摺りトルクを前記第2クラッチ機構から前記断接機構までの第2駆動輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、前記断接機構により前記第2駆動輪差動装置と前記左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して前記第2駆動輪駆動力伝達区間の回転を停止することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 多板クラッチ機構の締結力を連続的に変化させ第1駆動輪及び第2駆動輪に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する四輪駆動モードと、前記第1駆動輪のみに駆動力を伝達する二輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
動力源からの駆動力を入力し前記第2駆動輪に配分する第1クラッチ機構と、
前記動力源と前記第1クラッチ機構との連結を断接可能な第2クラッチ機構と、
第2駆動輪差動装置と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を断接可能な断接機構と、
を備え、二輪駆動モード時に前記第2クラッチ機構の引き摺りトルクを前記第2クラッチ機構から前記断接機構までの第2駆動輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、前記断接機構により前記第2駆動輪差動装置と前記左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して前記第2駆動輪駆動力伝達区間の回転を停止することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 多板クラッチ機構の締結力を連続的に変化させ第1駆動輪及び第2駆動輪に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する四輪駆動モードと、前記第1駆動輪のみに駆動力を伝達する二輪駆動モードとを切り替え可能な四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
動力源からの駆動力を入力し前記第2駆動輪に配分する第1クラッチ機構と、
前記第1クラッチ機構と左右第2駆動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を断接可能な第2クラッチ機構と、
前記動力源と前記第1クラッチ機構との連結を断接可能な断接機構と、
を備え、二輪駆動モード時に前記第2クラッチ機構の引き摺りトルクを前記断接機構から前記第2クラッチ機構までの第2駆動輪駆動力伝達区間の回転抵抗よりも小さくすると共に、前記断接機構により前記動力源と前記第1クラッチ機構との連結を切断して前記第2駆動輪駆動力伝達区間の回転を停止することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項1乃至3記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記第2クラッチ機構は、
前記動力源又は前記第1クラッチ機構からの駆動力を入力する入力要素と、
前記入力要素と同軸に配置され駆動力を前記第2駆動輪に伝達する出力要素と、
前記入力要素と出力要素の間に配置され軸方向に変位可能な複数のクラッチ板と、
前記クラッチ板を締結及び開放する前記軸方向に移動可能な押圧部材と、
前記押圧部材を前記クラッチ板の締結方向に常時押圧する締結バネと、
前記押圧部材を前記クラッチ板の開放方向に移動する油圧機構と、
を備えたことを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項4記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
前記入力要素は、前記第1クラッチ機構の出力要素と一体に構成し、前記油圧機構は、前記第1クラッチ機構と前記第2クラッチ機構の間に配置することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項4記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記締結バネは、
1又は複数の皿バネにより、荷重特性を前記複数のクラッチ板が駆動力を伝達する位置では単位荷重あたりの撓み量を少なく、前記複数のクラッチ板が駆動力を伝達しない位置では単位荷重あたりの撓み量を多く構成し、
前記油圧機構の油圧が前記複数のクラッチ板が駆動力を伝達しない油圧値以上では、同じ油圧増加率に対して撓み量がより大きく増加して、前記第2クラッチ機構の前記複数のクラッチ板相互の間隔を確保することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項4記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記油圧機構は、
前記第1クラッチ機構を駆動する第1油圧ピストン機構と、
前記第2クラッチ機構を駆動する第2油圧ピストン機構と、
前記第1油圧ピストン機構及び第2油圧ピストン機構に油圧を供給する油圧ポンプと、
を備えたことを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項7記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
前記第2油圧ピストン機構は、前記第1油圧ピストン機構より大きい受圧面積を有し、前記第2クラッチ機構は、前記第1クラッチ機構より少ない枚数の前記クラッチ板で構成することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項7又は8記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記油圧機構は、
前記第2油圧ピストン機構の油圧を保持する逆止弁と、
前記第2油圧ピストン機構の油圧を検出する油圧センサと、
を備え、前記油圧センサが検出した油圧が所定値以下の場合に前記油圧ポンプが油圧を前記所定値に上昇させることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項9記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記油圧機構は、
前記第2油圧ピストン機構の油圧を第1油圧値で開放し、前記第1油圧値よりも低い第2油圧値に降下したときに閉鎖する逃し弁を備え、二輪駆動から四輪駆動に切り替える際に前記第2油圧ピストン機構を前記第1油圧値に上昇させて逃し弁を開放することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項7乃至10記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記油圧機構は、
前記油圧ポンプから前記第2油圧ピストン機構への油圧供給を開閉する切替弁を備え、前記第1クラッチ機構が最大締結力となる油圧で前記切替弁を開放することを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
- 請求項4記載の四輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記第2クラッチ機構は、
前記複数のクラッチ板相互の間隔を広げる方向に付勢するスペーサを前記クラッチ板に備えたことを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達装置。
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JP2008226868A JP2010058683A (ja) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | 四輪駆動車用駆動力伝達装置 |
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- 2008-09-04 JP JP2008226868A patent/JP2010058683A/ja active Pending
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