JP2508123B2 - 四輪駆動用駆動連結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、四輪駆動装置において駆動力を前輪駆動
軸から後輪駆動軸に、あるいはこれとは反対に後輪駆動
軸から前輪駆動軸に伝達するための駆動連結装置に関す
るものである。

従来の技術 前後四輪の全てを駆動する四輪駆動車は、走破性に優
れるのみならず、走行安定性が良好であるために、最近
では小型乗用車としても採用されている。この四輪駆動
の型式としては、運転者が二輪駆動と四輪駆動とに切換
操作することのできるパートタイム四輪駆動と、駆動力
を常時、前輪側と後輪側とに分配するフルタイム四輪駆
動とが主であるが、パートタイム四輪駆動では、時々刻
々変化する路面状況に適格に対応して四輪駆動状態とな
し得ない場合があり、またフルタイム四輪駆動では、旋
回時の前後輪の走行半径差に起因するタイトコーナブレ
ーキング現象を回避するために、前後輪の差動を行なう
センターディファレンシャルを必要とし、またセンター
ディファレンシャルを設けた場合には、前輪もしくは後
輪の一方が脱輪などによって空転した場合に他方の車輪
への駆動力の伝達不能状態を回避するために差動制限装
置を必要とし、その結果、装置の全体が複雑化するなど
の不都合がある。

そこで最近では、前後輪に回転数の差が生じた場合
に、前後輪への駆動力の分配が生じるリアルタイム四輪
駆動と称される型式のものが使用されるようになってい
る。その最も一般的な構成は、例えば特開昭61−191434
号公報に記載されているように、推進軸を構成する前部
軸と後部軸との間にシリコンオイルなどの粘性流体の剪
断抵抗を利用してトルクの伝達を行なうビスカスカップ
リングを配置したものである。

発明が解決しようとする問題点 ビスカスカップリングを用いた四輪駆動では、平坦路
の直線走行時には、前輪と後輪との回転数が等しくなる
ために、前輪もしくは後輪のいずれか一方にのみ駆動力
が伝達されて実質的に二輪駆動となり、また悪路や急登
攀路などの走行の際に前輪と後輪とに回転数差が生じる
と、前後輪の回転数差によってピスカスカップリングが
作用して前後輪への駆動力の分配が生じ四輪駆動とな
る。すなわち前後輪に回転数差が生じた場合には、必
ず、ビスカスカップリングの特性に従った四輪駆動状態
となり、意図的に二輪駆動としたり、前後輪へのトルク
の分配率を変えたりすることはできない。そのために例
えばABS（アンチスキッドコントロール・ブレーキ・シ
ステム）と組合せて使用する場合、ビスカスカップリン
グを介して分配される駆動力がABSの外乱として働く問
題があり、このような問題を解消するために、例えば一
方向クラッチを更に追加して装備する必要が生じ、それ
に伴って装置の複雑化や重量の増大を招来する不都合が
ある。

ところで従来、前輪駆動軸と後輪駆動軸との相対回転
が生じた場合に、その相対回転によってポンプを駆動
し、その流体圧によってクラッチを係合させることによ
り四輪駆動とする装置が特開昭61−102329号公報に記載
されている。この装置は、前輪出力軸と後輪出力軸とを
同心状に配置するとともに、これらの軸端部に各軸を接
続・遮断する多板クラッチを設け、またその多板クラッ
チの内周側には、前輪出力軸と後輪出力軸との相対回転
によって駆動される例えばベーンポンプを配置し、さら
にそのベーンポンプによって発生させた油圧によって動
作するアクチュエータを多板クラッチに対向させて設け
たものである。

このような構成であれば、前輪と後輪とに回転数差が
生じることにより、ベーンポンプが動作して油圧を発生
し、その油圧によってアクチュエータが動作ることによ
り多板クラッチが係合するので、前述したビスカスカッ
プリングを用いた場合と同様に、所謂リアルタイムの四
輪駆動とすることができ、これに加え、ベーンポンプで
発生した油圧を電磁弁などの圧力制御弁によって調整す
ることにより、パートタイム四輪駆動とすることができ
る。しかしながら、上記の公報に記載された構成では、
ベーンポンプを多板クラッチの内周側に設けているため
に、多板クラッチの半径方向での寸法が大きくなり、し
たがって例えば前述したビスカスカップリングのように
推進軸の中間部に設ける構成とした場合には、設置スペ
ースの確保のためにフロアーを盛り上がらせる所謂トン
ネルが大きくなり、その結果、車両の居住性が悪化する
問題がある。このような問題を解消するために、ポンプ
を多板クラッチに対して軸線方向に並べて配置するとす
れば、これらポンプおよび多板クラッチに加えて前記ア
クチュエータも同一軸線状に並べて配置することになる
ので、軸線方向での寸法が大きくなり、車載性が悪くな
る問題が生じる。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、小型
化を図ることができるうえに前後輪の回転数差に応じた
トルクの分配やそのトルクの分配率の調整を行なうこと
のできる四輪駆動用駆動連結装置を提供することを目的
とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、駆動部材
と被駆動部材との相対回転によって駆動されるポンプ
を、その軸線方向に移動自在とするとともに、そのポン
プの吸入側もしくは吐出側の圧力を増減できるように
し、ポンプが発生させた流体圧によってポンプ自体を移
動させて摩擦式クラッチを係合させるよう構成したこと
を特徴とするものである。より具体的には、この発明
は、摩擦式クラッチによって接続および遮断される駆動
部材と被駆動部材との間に、駆動部材と被駆動部材との
相対回転によって回転駆動されるポンプが、軸線方向に
移動可能に設けられ、そのポンプと前記摩擦式クラッチ
との間に、ポンプの移動を摩擦式クラッチに伝えて摩擦
式クラッチを係合させる押圧部材が設けられるととも
に、ポンプの吸入口に連通する通路もしくは吐出口に連
通する通路のいずれか一方には、その開口面積を減じも
しくは全閉する封止手段が設けられていることを特徴と
するものである。

作用 この発明の装置では、駆動部材と被駆動部材とが等速
で回転していれば、ポンプが停止しており、したがって
流体圧が発生しないためにクラッチに押圧力がかから
ず、クラッチは解放状態になる。すなわち駆動部材から
被駆動部材に対するトルクの伝達は生じない。これは、
例えば四輪駆動車における前後いずれかの推進軸の中間
部にこの発明の装置を設けた場合において、直進走行し
ている状態である。そして駆動部材と被駆動部材との間
で回転数に差が生じると、ポンプが駆動されるために、
流体圧が発生する。この場合、ポンプの吐出口に連通す
る通路を封止しておくと、ポンプの吐出口側での圧力が
高くなり、その結果、ポンプが吐出口とは反対側に移動
し、それに伴いクラッチが押圧部材を介して押圧されて
係合するので、駆動部材から被駆動部材にトルクが伝達
される。この状態は例えば悪路走行時に前後輪の回転数
に差が生じた状態であり、したがってこのような走行状
態では、四輪の全てで走行力が生じるので走破性が良好
になる。その場合、吐出口を完全に封止せずにわずか開
いておけば、吐出口側の圧力がその開度に応じて調整さ
れ、それに伴ってクラッチの係合力が変わるので、被駆
動部材に対する伝達トルクを調整することができる。そ
してこの発明では、流体圧を発生するポンプ自体が、ク
ラッチを係合させるアクチュエータとなるので、小型軽
量なものとなる。

実 施 例 つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す部分断面図であっ
て、ここに示す例は、駆動力を車輪に伝達する推進軸を
駆動軸１と被駆動軸２とによって構成し、これらの駆動
軸１と被駆動軸２との間に設けた例である。すなわちこ
れらの軸1,2の連結部分は、１対のハウジング3,4によっ
て覆われており、駆動軸１の端部には、そのハウジング
3,4の内周面に対してＯリングなどのシール材で液密性
を保持して摺接するインナーケース５がスプライン嵌合
して取付けられている。このインナーケース５は、後述
する摩擦式クラッチ６の外周側のクラッチハブ７とポン
プ８のホルダとを兼ねるものであって、ハウジング3,4
の内周面に沿った形状に形成され、ラジアル軸受および
スラスト軸受などの軸受９によってハウジング3,4に対
して回転自在に保持されるとともに、その外周には４本
のＯリング10が取付けられ、したがってインナーケース
５とハウジング3,4との間はＯリング10によって３部分
に区画されている。

他方、被駆動軸２の端部には、駆動軸１側に延びた円
筒部材11がスプライン嵌合して取付けられている。この
円筒部材11のうち被駆動軸２の外周に嵌合しているボス
部が前記インナーケース５と共に後述するポンプ８を保
持するホルダとなっており、またその部分から駆動軸１
側に延びた部分が後述する摩擦式クラッチ６の外周側の
クラッチハブ12となっている。

ここで摩擦式クラッチ６について説明すると、このク
ラッチ６は、駆動軸１と被駆動軸２とを接続および遮断
するためのものであって、前記インナーケース５の一部
である外周側のクラッチハブ７の内周面にスプライン嵌
合させた多数枚のスペーサプレート13と、これらのスペ
ーサプレート13に対して交互に配置され、かつ前記円筒
部材11の一部である内周側のクラッチハブ12の外周面に
スプライン嵌合させた摩擦ディスク14とを有し、さらに
これらのスペーサプレート13と摩擦ディスク14とをオイ
ルによって湿潤させた湿式多板クラッチであり、スペー
サプレート13と摩擦ディスク14とを加圧接触させること
による摩擦力でトルクの伝達を行なうよう構成されてい
る。

またポンプ８について説明すると、ここで用いられて
いるポンプ８は第２図に示すようにベーンポンプであっ
て、そのロータ15は前記円筒部材11におけるボス部の外
周に、ボールスプライン16によって軸線方向に移動自在
でかつ円筒部材11と一体となって回転するよう取付けら
れている。またロータ15に保持させたベーン17の先端部
を摺接させるカムリング18は、前記インナーケース５の
内周に、ボールスプライン19によって軸線方向に移動自
在でかつインナーケース５一体となって回転するよう取
付けられている。さらにロータ15とカムリング18との間
には、左右１対のサイドプレート20,21がベーン17を挟
んだ状態に設けられており、これらのサイドプレート2
0,21はカムリング18に固定されるとともに、ロータ15に
対して回転自在となっている。そしてクラッチ６側（第
１図の左側）のサイドプレート20には、回転中心に対し
て対称となる２箇所に吸入ポート22が形成されており、
また他方のサイドプレート21のうち吸入ポート22に対し
て90度位相のずれた位置の２箇所に吐出ポート23が形成
されている。

上記のポンプ８に対してオイルを循環させる油路につ
いて説明すると、前記インナーケース５のうちクラッチ
６とポンプ８との間の空間部に対応する部分に、内面か
ら外面に貫通する小孔24が形成されるとともに、インナ
ーケース５の外周面とハウジング3,4の内面との間に
は、前記Ｏリング10によって区画されて小孔24に連通す
る吸入油路用スペース25が形成され、さらに第１図の左
側のハウジング３には、その吸入油路用スペース25に連
通するよう吸入チューブ26が接続されている。またさら
にインナーケース５のうち前記吐出ポート23を形成した
サイドプレート21に対向する部分には、内面から外面に
貫通する小孔27が形成されるとともに、インナーケース
５の内面と第１図の右側のハウジング４の内面との間に
は、小孔27に連通しかつ前記Ｏリング10によって区画さ
れた吐出油路用スペース28が形成され、この吐出油路用
スペース28に連通する吐出チューブ29がハウジング４に
接続されている。そして各チューブ26,29は開閉用電磁
弁30およびオイルリザーバ31を介して連通している。な
お、オイルの漏洩を防止して上記の油路を確保するため
に必要箇所にＯリングなどのシール材が配置されてい
る。

前述した説明から明らかなように、クラッチ６とポン
プ８とは、同一軸線上で互いに隣接して配置されてお
り、ポンプ８のうちクラッチ６側のサイドプレート20に
はクラッチ６のスペースプレート13に当接させた押圧部
材32が取付けられている。またインナーケース５のうち
外周側のクラッチハブ７とされた部分には、ポンプ８を
クラッチ６から離隔させる方向に押圧するリターンスプ
リング33が取付けられている。

つぎに上記の装置の作用を説明する。

駆動軸１と被駆動軸２とからなる推進軸を、FF車（前
置きエンジン前輪駆動車）をベースとした四輪駆動車に
おける後輪の推進軸とした場合、駆動軸１が変速機もし
くはトランスファ（それぞれ図示せず）に接続されてい
て駆動力を与えられる。平坦路の直進走行の場合には前
輪と後輪とが等速で回転するから、駆動軸１と被駆動軸
２とが等速で同方向に回転し、両者の間の相対回転はな
い。したがって前記インナーケース５と円筒部材11とが
同様に回転するので、ポンプ８におけるロータ15とカム
リング18とに相対回転が生じず、ポンプ８は駆動されな
い。この状態ではポンプ８は前記リターンスプリング33
によってクラッチ６から離隔する方向に押され、その結
果、クラッチ６には係合力が使用しないので解放状態に
ある。

これに対して悪路走行などの場合に、前輪と後輪とで
回転数に差が生じると、駆動軸１の回転数と被駆動軸２
の回転数とに差が生じ、したがってインナーケース５と
一体となって回転するカムリング18と、円筒部材11と一
体となって回転するロータ15とが相対回転する。すなわ
ちロータ15がカムリング８に対して回転するので、オイ
ルが前記吸入チューブ26および吸入油路用スペース25な
らびに小孔24を経て吸入ポート22が吸い込まれ、かつ加
圧されて吐出ポート23から送り出される。この場合、開
閉用電磁弁30によって油路を閉じておくと、吐出ポート
23から送り出されたオイルは、小孔27から吐出油路用ス
ペース28を経て吐出チューブ29に至る流通路内に充満す
ることになる。その結果、ポンプ８の吐出側での圧力が
高くなるために、ポンプ８は自らが発生させた圧力によ
って吸入ポート22側すなわちクラッチ６側に移動させら
れる。それに伴ってクラッチ６のスペーサプレート13が
押圧部材32を介して押されるので、クラッチ６が係合状
態となり、インナーケース５から円筒部材11に対して、
すなわち駆動軸１から被駆動軸２に対してトルクが伝達
される。その場合の伝達トルクは、クラッチ６のスペー
サプレート13を押圧する力、すなわちポンプ８で発生す
る圧力によって変わるが、ポンプ８で発生する圧力は第
３図に示すように、そのロータ15のカムリング18に対す
る回転数が大きくなるほど高くなり、したがって駆動軸
１と被駆動軸２との回転数の差が大きくなると伝達トル
クが大きくなる。したがって例えば前輪が脱輪などのよ
って空転し、それに伴って駆動軸１と被駆動軸２との回
転数の差が大きくなると、後輪に大きなトルクが伝達さ
れるので、脱輪状態からの脱出を図ることができる。

ところで、駆動軸１と被駆動軸２との間で相対回転が
生じ、ポンプ８が油圧を発生させた場合に、前記電磁弁
30を開いておけば、ポンプ８の吐出側の圧力が特に高く
なることはないので、ポンプ８はリターンスプリング33
によって押し戻された状態のままとなり、すなわちクラ
ッチ６を押圧しないので、クラッチ６が解放状態に維持
され、その結果、被駆動軸２側にトルクが伝達されず、
二輪駆動状態となる。すなわち電磁弁30によって二輪駆
動と四輪駆動とを選択でき、パートタイム四輪駆動とす
ることができる。

なお、上記の実施例では、ポンプ８の吐出口側の油路
を電磁弁30によって閉じる構成としたが、この発明では
上記の電磁弁30に変えて流体圧を一定圧力以下に維持す
る圧力調整弁もしくは流量調整弁を用いることもでき、
その場合、第３図に示すように流量を絞るほど圧力が高
くなって伝達トルクが増大する。またポンプ８は吸入側
と吐出側との圧力差によって移動するのであるから、こ
の発明ではポンプ８の吸入側の通路を閉じもしくは減じ
て吸入側の圧力を低くし、それに伴う圧力差によってポ
ンプを移動させるようにしてもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の駆動連結装
置によれば、摩擦式クラッチを係合させるための圧力を
発生するポンプが移動自在であって、そのポンプが発生
した圧力によってポンプ自体を移動させてクラッチを係
合させる構成であるから、ポンプが圧力の発生手段であ
ると同時にアクチュエータとなり、したがって従来必要
としていたピストンやそれを収容するケースなどが不要
となり、その結果、部品点数の削減とともに小型軽量化
を図り、車載性の良好なものとすることができる。また
この発明では、ポンプの吸入側もしくは吐出側の流路の
面積を減じあるいは全閉とすることによる圧力差によっ
てポンプを移動させ、それによりクラッチを係合させる
構成であるから、ポンプを移動さる圧力すなわちクラッ
チを係合させる力を、ポンプに連通する流路に介挿した
開閉手段もしくは圧力調整手段によって調整でき、さら
にはパートタイム四輪駆動とすることもでき、したがっ
てASBを搭載した四輪駆動車に良好に使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す一部省略した断面
図、第２図は第１図のII−II線矢視図、第３図はトルク
の伝達特性を示す線図である。 １……駆動軸、２……被駆動軸、５……インナーケー
ス、６……摩擦式クラッチ、７……外周側のクラッチハ
ブ、８……ベーンペンプ、11……円筒部材、12……内周
側のクラッチハブ、15……ロータ、16,19……ボールス
プライン、18……カムリング、20,21……サイドプレー
ト、22……吸入ポート、23……吐出ポート、24,27……
小孔、25……吸入油路用スペース、26……吸入チュー
ブ、28……吐出油路用スペース、29……吐出チューブ、
30……開閉用電磁弁、32……押圧部材、33……リターン
スプリング。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】摩擦式クラッチによって接続および遮断さ
   れる駆動部材と被駆動部材との間に、駆動部材と被駆動
   部材との相対回転によって回転駆動されるポンプが、軸
   線方向に移動可能に設けられ、そのポンプと前記摩擦式
   クラッチとの間に、ポンプの移動を摩擦式クラッチに伝
   えて摩擦式クラッチを係合させる押圧部材が設けられる
   とともに、ポンプの吸入口に連通する通路もしくは吐出
   口に連通する通路のいずれか一方には、その開口面積を
   減じもしくは全閉する封止手段が設けられていることを
   特徴とする四輪駆動用駆動連結装置。