JP2612734B2 - ４輪駆動車の動力分配装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、４輪駆動車において湿式多板の油圧式クラ
ッチを備えた動力分配装置に関し、詳しくは、クラッチ
における遠心油圧相殺の機構に関する。

【従来の技術】

４輪駆動車として油圧式クラッチを用いて動力分配可
能に構成したものが、本件出願人による例えば特開昭56
−43035号公報により提案されている。ここで、油圧ク
ラッチは駆動要素と被駆動要素との間に設けられ、ピス
トン室に圧油を供給してピストンによりクラッチプレー
トとクラッチディスクを押圧することで係合し、圧油を
排出してリターンスプリングにより押圧を解くことで解
放するように構成される。また、圧油の給排出でクラッ
チを係合または解放して2,4輪駆動に切換えるパートタ
イム式，圧油を走行状態や路面条件に応じ変化して前後
輪のトルク配分を必要に応じて制御するフルタイム式が
ある。 一方、ピストン室は回転する軸上に設けられているの
で、軸の回転に伴いピストン室には、作動油圧の他に遠
心油圧が作用し、これにより種々の不具合を生じる。即
ち、圧油の排出時に遠心油圧によるピストン押付力が残
るので、短時間にクラッチ解放できず、半クラッチ状態
が続いてクラッチが焼損したり、４輪駆動から２輪駆動
に切換えても４輪駆動状態となり、前後輪の有効径の差
で駆動系に内部循環トルクを生じ燃費悪化の原因とな
る。フルタイム式では目標の前輪，後輪へのトルク配分
に対して差が生じ、高速走行領域で補正制御を必要とす
る。更に、車両故障による牽引の場合にピストン室の残
油に遠心油圧が生じ、長時間の牽引では上述と同様に損
傷を招く恐れがある。このことから、動力分配する油圧
クラッチにおいても遠心油圧の相殺機構を施すことが望
まれる。 遠心油圧相殺機構としては、例えば特開昭62−52249
号公報に示すものがある。これは自動変速機のクラッチ
を対象としたもので、クラッチドラムの内部でピストン
のピストン室と反対側に遠心油圧室を設け、この遠心油
圧室潤滑油を排出可能に供給して遠心油圧を発生し、こ
の遠心油圧でピストン室の圧油の遠心油圧を相殺するよ
うに構成されている。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、上記先行技術のものにあっては、エンジン
運転中にオイルポンプにより潤滑油が遠心油圧室に常に
供給されている場合は相殺機能を有するが、これ以外で
はその機能が消失する。このため、エンジン停止による
車両の牽引の場合は遠心油圧室の油が排出されて相殺機
能が無く、ピストン室の残油の遠心油圧によるクラッチ
の焼損を生じる恐れがある。また、エンジン始動直後の
走行では、遠心油圧室に油が充填するまで時間が必要と
なり、その間、相殺機能が行なわれず、不安定な領域が
生ずることになる。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、駆
動系に設けられた動力分配用油圧クラッチで、エンジン
運転の有無に関係無く常に遠心油圧相殺機能を具備する
ようにした４輪駆動車の動力分配装置を提供するこを目
的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、駆動要素と被駆
動要素との間に油圧クラッチを備え、上記油圧クラッチ
はクラッチプレートとクラッチディスクとを多数交互に
配置して収容するクラッチドラムを有し、上記クラッチ
ドラムにピストンがピストン油圧室の圧油により上記ク
ラッチプレートとクラッチディスクとを押圧するように
嵌合し、上記ピストンのピストン油圧室と反対側にコイ
ルスプリングがリテーナで支持して付勢される構成にお
いて、上記リテーナの外周部を上記ピストンの筒部の内
面に摺動可能に嵌合し、上記リテーナとピストンとの間
に遠心油圧室を形成し、上記遠心油圧室への油路にチェ
ック弁を設けて、上記遠心油圧室に常に所定の油を貯え
るように構成されている。

【作用】

上記構成に基づき、油圧クラッチのピストンのピスト
ン油圧室と反対側にはコイルスプリングのリテーナを利
用して容積の大きい遠心油圧室が形成され、この遠心油
圧室にはチェック弁により常に油が供給されることで、
エンジン停止時でも遠心油圧室の油でピストン油圧室の
遠心油圧を相殺作用するようになる。 こうして本発明では、油圧クラッチにおける遠心油圧
相殺の機能を更に拡大することが可能となる。

【実 施 例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、縦置きトランスアクスル型のフロン
トエンジン・リヤドライブベースの４輪駆動車の場合に
ついて述べると、アルミダイキャスト製のコンバータケ
ース１の内部が中心の筒部1a,下部の仕切壁1bおよび上
部の傾斜した仕切壁1cにより前後に区画され、前方のコ
ンバータボックス２にロックアップクラッチ３を有する
トルクコンバータ４が設置され、後方のデフボックス５
にディファレンシャル装置６が配置される。コンバータ
ケース１の後端には鋳鉄製のオイルポンプハウジング７
を有する軸承板８が連結し、オイルポンプハウジング７
とカバー９の内部にオイルポンプ10を設けている。さら
に、軸承板８の後部にはトランスミッションケース11が
連結し、このトランスミッションケース11内部に自動変
速機構12を有している。 符号20はエンジンのクランク軸であり、このクランク
軸20のボス部20aにドライブプレート21を嵌合してボル
ト22により締結してあり、ドライブプレート21には更に
コンバータカバー23がフランジ部23aをボルト24で締結
して取付けられる。トルクコンバータ４は、ポンプイン
ペラ25,タービンランナ26およびステータ27を有し、コ
ンバータカバー23にポンプインペラ25が嵌合，溶接して
一体結合する。タービンランナ26は、入力軸28の先端に
スプライン嵌合するタービンハブ29にリベット30で固定
され、ステータ27は、ワンウエイクラッチ31を介して入
力軸28の外側の中空のステータ軸32に連結してある。 入力軸28は後方のトランスミッションケース11内部に
延びており、ステータ軸32も後方に延びてオイルポンプ
10のカバー９と一体形成される。ステータ軸32の外周に
は前端をポンプインペラ25に結合したオイルポンプ駆動
軸33が配置され、このオイルポンプ駆動軸33の後端がオ
イルポンプハウジング７内に挿入してオイルポンプ10の
ロータ側に係合している。さらに、自動変速機油（AT
F）の洩れと、ハイポイドギヤオイルの混入を防ぐた
め、オイルポンプ駆動軸33の外側にシールパイプ34が、
両端をコンバータケース１のシール筒部1aと、オイルポ
ンプハウジング７のボス部7aに嵌合して設置され、筒部
1aではシールパイプ34の先にブッシュ35を介してオイル
シール36が取付けられる。そして、かかるシールパイプ
34でオイルポンプ10やオイルポンプ駆動軸33からのリー
クオイルを捕集し、デフボックス５のギヤオイルと軸部
の自動変速機油を分離する構造になっている。 ロックアップクラッチ３はコンバータカバー23内部に
ロックアップピストン40を有し、このロックアップピス
トン40のカバー側外周部にフェーシング41が、タービン
ランナ側にトーションダンパ42が取付けられる。そして
ロックアップピストン40の前方にリリース圧用油圧室43
が、後方にトルクコンバータ４と連通したアプライ圧用
油圧室44が設けてある。一方、コンバータカバー23の中
心には有底筒状のパイロットボス45が貫通して固着さ
れ、このパイロットボス45の先端がクランク軸20の中心
の孔20bに嵌合して芯出しする。さらに、タービンハブ2
9は同心円の２段のボス部29a,29bを有し、内側ボス部29
aの内周にパイロットボス45がブッシュ46を介し嵌合し
てタービンハブ29を軸支しており、このボス部29aの外
周にロックアップピストン40が移動可能に嵌合し、外側
ボス部29bにトーショナルダンパ42がスプライン嵌合す
る。 ここで、トルクコンバータ４の作動油圧がアプライ圧
用油圧室44に供給されており、これに対しリリース圧用
油圧室43のリリース圧は少し高めに設定される。そして
リリース圧を給排油する際のリリース圧用油圧室43,ア
プライ圧用油圧室44の油圧差で、ロックアップピストン
40を後退させてコンバータカバー23から離し、またはそ
のロックアップピストン40をコンバータカバー23に圧着
するようになっている。 さらに、油圧回路について述べると、入力軸28の内部
のロックアップリリース油路47がパイロットボス45の内
部を介してリリース圧用油圧室43に連通する。また、入
力軸28とステータ軸32との間のコンバータ油路48がター
ビンランナ26およびアプライ圧用油圧室44に連通し、ポ
ンプインペラ25からのドレン油路49がステータ軸32とオ
イルポンプ駆動軸33との間に設けてある。 自動変速機構12は、図示しないプラネタリギヤ，クラ
ッチ，ブレーキ等を有し、入力軸28と同軸上の後方に設
置された出力軸13に必要段数に変速した動力を出力する
ものである。入力軸28,出力軸13の下部にはそれと平行
にフロントドライブ軸15が軸支して設置され、出力軸13
とフロントドライブ軸15のリダクションギヤ16,17が常
に噛合って、後方に出力した動力を前方に引回してい
る。そしてフロントドライブ軸15の先端のドライブピニ
オン18がディファレンシャル装置６のクラウンギヤ19に
噛合って、前輪に動力伝達する構成になっている。 トランスミッションケース11の後端にはエクステンシ
ョンケース50が連結し、このエクステンションケース50
の内部を出力軸13が貫通して図示しないプロペラ軸等を
介して後輪に直接動力伝達するように構成され、出力軸
13の途中に動力分配装置51が設けられる。動力分配装置
51は、出力軸13にニードルベアリング52を介して回転自
在に取付けられたリダクションギヤ16,このリダクショ
ンギヤ16と出力軸13との間に装着される油圧クラッチ60
とから成り、リダクションギヤ16のボス部16aがベアリ
ング53によりトランスミッションケース11に軸支されて
いる。 油圧クラッチ60は、第２図に詳記するように出力軸13
のボス部13aにクラッチドラム61が溶接等により一体的
に結合され、ハブ62がリダクションギヤ16に同様に一体
結合される。クラッチドラム61のスプライン61aには複
数のクラッチプレート63が嵌合し、ハブ62の外周のスプ
ライン62aにはクラッチディスク64が嵌合しており、こ
れらのクラッチプレート63とクラッチディスク64とは交
互に配置されて、この一方にプレート65がスナップリン
グ66で固定される。クラッチドラム61の内部にはピスト
ン67がシールリング68を有して摺動可能に嵌合し、ピス
トン67の外周筒部がクラッチプレート63とクラッチディ
スク64とに対向して押圧するようになっている。そして
クラッチドラム61とピストン67との間にピストン油圧室
69が形成され、図示されない油圧制御装置から油路70に
より圧油が給排油される。 また、ピストン67のピストン油圧室69の反対側にはリ
ターン用のコイルスプリング71が付勢され、このコイル
スプリング71の一端を受けるリテーナ72が、大径の円板
状に形成されてスナップリング73によりボス部13aに固
定される。ここでリテーナ72の内，外周には、シールリ
ング74が焼成等により一体化され、外周がシールリング
74を介してピストン67の筒部内面に移動可能に嵌合す
る。こうしてリテーナ72は、ボス部13aとピストン67と
の間に液密に取付けられるのであり、このリテーナ72と
ピストン67との間に容積の大きい遠心油圧室75が形成さ
れ、ボス部13aに遠心油圧室75と連通するチェック弁80
が設けられる。 チェック弁80は、第３図（ａ），（ｂ）に示すように
半径方向の段付孔81の途中のシート82にボール83が接
し、このボール83にスナップリング84により固定された
スプリング85が中心に向けて付勢され、遠心油圧室75に
常に油を貯えるようになっている。ここで、孔81の遠心
油圧室75側端部には放射状に溝86が形成され、ボール83
に働く遠心力や供給油圧でスプリング85が完全な密着状
態になると、孔81が溝86を介して遠心油圧室75に連通し
て給油可能になっている。 更に、遠心油圧室75への給油系について述べると、図
示しないオイルクーラにより冷却された潤滑油は、トラ
ンスミッションケース11の壁の油孔90,出力軸13の孔91
を介してその中心の油路92に入る。油路92の油は、前方
に流れて自動変速機構12の各部を強制潤滑する。また油
路92の油は、オリフィス93を介して後方にも流れ、油孔
94,95によりベアリング類，油圧クラッチ60に給油して
潤滑するのであり、油路92にはチェック弁80が連通し、
その後油路92の油は大気開放の孔96を介して排出され
る。油は流れる過程で圧力降下するが、チェック弁80の
部分では大気圧より高めの潤滑圧を有し遠心油圧室75に
供給可能である。 次いで、このように構成された動力分配装置の作用に
ついて述べる。 先ず、エンジン動力がトルクコンバータ４またはロッ
クアップクラッチ3,入力軸28を介して自動変速機構12に
入力し、必要段数に変速された動力が出力軸13に取出さ
れる。出力軸13の動力はそのままプロペラ軸等により後
輪側に伝達する。一方、動力分配装置51の油圧クラッチ
60のピストン油圧室69の圧油が、例えばアクセル全開発
進，登坂，悪路等では高く、転舵時には転舵角に応じて
低くなるように制御される。そこでこのクラッチ圧によ
り、ピストン67がクラッチプレート63とクラッチディス
ク64とを押圧してクラッチ圧に応じたトルクを生じるの
であり、このトルクに対応した動力が、出力軸13から更
に油圧クラッチ60,リダクションギヤ16,17,フロントド
ライブ軸15,ディファレンシャル装置６を介して前輪に
も伝達することで、フルタイム式４輪駆動走行になる。 ところでこの時、潤滑油が出力軸13の油路92から出力
軸13上の自動変速機構12,ベアリング類，油圧クラッチ6
0等に供給されて潤滑しており、この潤滑油が油圧クラ
ッチ60の遠心油圧室75にチェック弁80を介し流入して満
たされている。そこで、ピストン油圧室69の圧油に遠心
力が作用してその油圧がピストン67の押圧方向に働く
と、遠心油圧室75の油による遠心油圧がピストン67の解
除方向に働き、これら両者が略バランスして相殺される
のである。こうして、ピストン油圧室69の圧油の回転に
伴う遠心油圧の影響が無くなり、図示されない油圧制御
装置からのクラッチ圧制御により確実にクラッチトルク
が制御される。 一方、エンジン停止時は、潤滑油がドレンされている
が、チェック弁80が閉じて油を遠心油圧室75に貯えた状
態に保つ。そこで、牽引時に出力軸13が回転すると、そ
の回転に伴い遠心油圧室75の油による遠心油圧がピスト
ン67の解除方向に働くことになり、このためピストン油
圧室69の残油による遠心油圧が働いても、油圧クラッチ
60のクラッチプレート63とクラッチディスク64とが非接
触の解放状態に保持される。更にエンジン運転時に、遠
心油圧室75の油のリークに応じてチェック弁80が開いて
常に補給され、高速時にチェック弁80のスプリング85が
密着しても、孔81と溝86とにより遠心油圧室75が油路92
に連通して給油される。 以上、本発明の一実施例について述べたが、フロント
エンジン・フロントドライブベースのもの、横置きタイ
プにも同様に適用できる。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、 ４輪駆動車の動力分配装置に油圧式クラッチを備えた
方式において、油圧式クラッチのクラッチ圧が遠心油圧
の影響を受けなくなるので、このクラッチ圧でクラッチ
トルクを正確かつ応答良く制御することが可能になる。 従って、フルタイム式の動力分配を走行状態や路面状
態に応じて連続的に電子制御でき、４輪駆動車の能力を
有効に発揮させて車両の走行安定性を向上し得る。さら
に、旋回時のクラッチトルクの制御が応答良く行われて
駆動輪の有効径の差によって生ずる駆動系の内部潤滑ト
ルクを抑制でき、振動，騒音の低減に効果が大きい。さ
らにまた、ブレーキ系にアンチロックブレーキシステム
（ABS）制御を備えた場合に、ABS作動時に前後輪の駆動
系を最も有効な結合状態に保つことができ、ABS機能を
安定して有効に発揮し得る。 遠心油圧室への油路にはチェック弁が設けられて常に
その油圧室に油が貯えられ、エンジン停止時にも遠心油
圧相殺機能を有するので、牽引時の油圧クラッチの焼損
時を完全に防止し得る。また、エンジン始動直後の給油
遅れによる動力分配制御の乱れを防止できる。 遠心油圧室はスプリングを支持するリテーナを利用し
て形成されるので、構造が簡単になり、容積も充分大き
いことで遠心油圧相殺効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動力分配装置の実施例を示す断面図、 第２図は要部の拡大断面図、 第３図（ａ）は第２図のIII−III断面図，（ｂ）は一部
の斜視図である。 13……出力軸（駆動要素）、16……リダクションギヤ
（被駆動系）、51……動力分配装置、60……油圧クラッ
チ、61……クラッチドラム、63……クラッチプレート、
64……クラッチディスク、67……ピストン、69……ピス
トン油圧室、71……コイルスプリング、72……リテー
ナ、75……遠心油圧室、80……チェック弁、92……油路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動要素と被駆動要素との間に油圧クラッ
   チを備え、上記油圧クラッチはクラッチプレートとクラ
   ッチディスクとを多数交互に配置して収容するクラッチ
   ドラムを有し、上記クラッチドラムにピストンがピスト
   ン油圧室の圧油により上記クラッチプレートとクラッチ
   ディスクとを押圧するように嵌合し、上記ピストンのピ
   ストン油圧室と反対側にコイルスプリングがリテーナで
   支持して付勢される構成において、 上記リテーナの外周部を上記ピストンの筒部の内面に摺
   動可能に嵌合し、 上記リテーナとピストンとの間に遠心油圧室を形成し、 上記遠心油圧室への油路にチェック弁を設けて、上記遠
   心油圧室に常に所定の油を貯えることを特徴とする４輪
   駆動車の動力分配装置。