JP2641724B2 - 車両の左右輪駆動装置 - Google Patents

車両の左右輪駆動装置

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    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両の左右輪駆動装置に関するものであ
る。
（従来の技術及び課題） 車両において、左右の駆動輪の間に機械式デフ装置を
設けた場合、エンジンからの入力トルクは常に左右等し
く分配され、片側の車輪が空転すると、両輪の駆動がで
きなくなる。これはデフ装置に差動制限機能を付けるこ
とで解消され得るが、この差動制限機能付き機械式デフ
装置（L.S.D）によると、旋回状態での駆動トルクは回
転の速い外輪側から回転の遅い内輪側へ伝えられるた
め、内輪のトルクが増して旋回方向に対抗するモーメン
トが発生し、旋回性能が低下してしまう。
そこで本発明の目的は、外輪の駆動トルクを内輪の駆
動トルクよりも大きくすること等により旋回性能等の車
両の運動性能を向上できるようにした車両の左右輪駆動
装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 以上の課題を達成すべく本発明は、動力源からの動力
を左右輪へ伝達する機械式デフ装置と、右又は左のクラ
ッチを連結状態としたときのみ動力源からの動力を変速
して右輪又は左輪へ伝達するクラッチ及び変速機構とか
らなり、左右のクラッチ共に開放したときには機械式デ
フ装置を介して左右輪が駆動され、左右のクラッチの一
方を連結し他方を開放したときには右輪は左輪より早く
回転され、左右のクラッチの他方を連結し一方を開放し
たときには左輪は右輪より早く回転されるようにしたこ
とを特徴とする。
（作用） 例えば、中低速域での旋回走行時において、動力源か
らの動力が変速機構からクラッチを介して外輪側へと増
速して伝達され、外輪の駆動トルクが内輪の駆動トルク
よりも大きくなるので、旋回性能が向上する。
また高速域では、逆に外輪の駆動トルクよりも内輪の
駆動トルクを大きくすることで、高速安定性が得られ
る。
（実施例） 以下に添付図面を基に実施例を説明する。
先ず第１図において、１は機械式デフ装置で、２はデ
フケース、３はピニオン、4,5はサイドギヤ、6,7は出力
軸、８は動力伝達軸である。図示しないエンジンからの
駆動力はトランスミッションで変速されて動力伝達軸
８、ギヤ9,11を介しデフケース２に入力され、ピニオン
３から各サイドギヤ4,5を介し左右の出力軸6,7に分配さ
れ、図示しない左右の車輪が駆動される。
デフケース２には前記と別のギヤ12が一体に設けら
れ、左右の両出力軸6,7にもギヤ13,14が夫々一体に設け
られ、出力軸6,7と平行に中間軸15が配置されている。
この中間軸15には前記ギヤ12と噛み合うギヤ16が一体に
設けられるとともに、左右の前記ギヤ13,14と夫々噛み
合うギヤ17,18がトルク伝達クラッチ21,25を介して夫々
設けられている。
即ち中間軸15の左右にトルク伝達クラッチ（例えば油
圧多板クラッチ）21,25のインナープレート22,26が夫々
一体に設けられており、夫々のアウタープレート23,27
を保持する左右のドラム24,28に前記ギヤ17,18が夫々一
体に設けられている。
ここで、前記ギヤ13,14は夫々同一のものであり、前
記ギヤ17,18も夫々が同一のものである。
そして前記動力伝達軸８からの回転を前記デフケース
２を介して前記中間軸15へ伝達する増速用の前記ギヤ1
2,16の歯数を夫々（N1），（N2）とし、また中間軸15の
左右から夫々の前記油圧多板クラッチ21,25を介して前
記左右の出力軸6,7へ回転を伝達することが可能な減速
用の前記ギヤ17,13と前記ギヤ18,14の歯数を夫々
（N3），（N4）として以下の関係に設定する。
このようにして左右輪の間に設けられれたデフ装置１
の出力軸6,7と平行に中間軸15を配置してこの中間軸15
には動力伝達軸８からギヤ9,11,12,16により動力を伝達
し、この中間軸15と左右の出力軸6,7との間にギヤ13,17
とギヤ14,18を夫々設けることで、動力源（エンジン）
からの動力をデフ装置を介さずに左右輪へと夫々伝達す
るトルク伝達装置としての変速機構を構成し、この左右
のトルク伝達装置にトルク伝達量を可変とできる油圧多
板クラッチ（即ちトルク伝達クラッチ）21,25を夫々設
ける。
そして後述するように左右の油圧多板クラッチ21,25
の油圧を車両の旋回状態等の運動状態の検出に対応して
夫々制御する。
第２図は中間軸と油圧多板クラッチの配置が異なって
おり、即ち動力伝達軸８とデフケース２との間に中間軸
15を配置することで、動力伝達軸８のギヤ９から中間軸
15のギヤ16を介しギヤ11（前記ギヤ12を兼ねる）よりデ
フケース２に回転を伝達するようにしたものである。こ
れも同様のギヤ13,17とギヤ14,18及び油圧多板クラッチ
21,25が夫々設けられている。
また第３図は動力伝達軸の配置が相違し、即ち横置き
式の動力伝達軸８のギヤ９と中間軸15のギヤ16との間に
デフケース２のギヤ12（前記ギヤ11を兼ねる）を介設し
たものであり、その他は第１図のものと同様である。
次に第１図及び第４図に基づき作用を説明する。
第４図（ａ），（ｂ）は第１図に示す構成の作用図で
ある。
油圧多板クラッチ21,25を共に開放した状態では、第
４図（ａ）のように、動力伝達軸８は、ギヤ９→ギヤ11
→デフケース２→ピニオン3,3→サイドギヤ4,5の経路で
左右の出力軸6,7に動力を伝達する。このとき、左の出
力軸６の回転数nLと右の出力軸７の回転数nRは同一であ
る。このようにして、図示せぬ左右輪は機械式デフ装置
１を介して左右同速で駆動される。
この状態において、例えば、右の油圧多板クラッチ25
を連結し左の油圧多板クラッチ21を開放したときには、
第４図（ｂ）のように作用する。すなわち、右の油圧多
板クラッチ25のみに油圧を導入すると、インナープレー
ト26…とアウタープレート27…との摩擦係合力が高ま
り、クラッチ連結状態となる。このため、動力伝達軸８
は、ギヤ９→ギヤ11→デフケース２→ギヤ12→ギヤ16→
中間軸15→右の油圧多板クラッチ25のインナープレート
26…→アウタープレート27…→ドラム28→ギヤ18→ギヤ
14の経路で出力軸７に動力を伝達する。
ここで、上述のように、増速用ギヤ12,16の歯数比N1/
N2が減速用ギヤ18,14の歯数比N4/N3より大きいので、右
の出力軸７の回転数nRは左の出力軸６の回転数nLより大
きい。このようにして、図示せぬ右輪は左輪より早く回
転される。
詳しくは、動力伝達軸８からの回転を中間軸15へ伝達
する増速用のギヤ12,16の夫々の歯数（N1），（N2）
と、中間軸15から出力軸6,7へと回転を伝達する減速用
のギヤ18,14の夫々の歯数（N3），（N4）との前記関係
式より であるから、デフケース２と一体的に回転する左車輪用
の出力軸６の回転数よりも右車輪用の出力軸７の回転数
の方が高くなる。
この左右の出力軸6,7の回転差はピニオン３の回転に
より吸収され、油圧が導入されていない左側の油圧多板
クラッチ21は空転状態となっている。
従って本発明の左右輪駆動装置を後輪駆動（FR,RR,M
R）車に用いれば、車両旋回状態を示した第５図のよう
に旋回内側の後輪駆動トルクよりも旋回外側の後輪駆動
トルクを既述の増速機能によって大きくできるため、例
えば中低速域での旋回性能を向上することができる。
また、逆に左の油圧多板クラッチ21のみに油圧を導入
すると、旋回外側の後輪駆動トルクよりも旋回内側の後
輪駆動トルクを大きくすることも可能であり、これによ
り高速域での安定性を得ることもできる。
そして本発明の左右輪駆動装置は前輪駆動（FF）車に
用いても同様の効果を発揮でき、更に前後輪駆動（4W
D）車における後輪や前輪または前後輪ともに採用して
も良い。
第６図は一例としてエンジンミッドシップ式の後輪駆
動（MR）車における油圧回路を示し、31はエンジン、32
はトランスミッション装置、33,34は後輪駆動軸、41は
ステアリングハンドル、42はパワーステアリング用油タ
ンク、43は同ポンプ、44は同四方向切換弁、45はパワー
シリンダである。
本例ではパワーシリンダ45内の左右の油圧室45L,45R
と四方向切換弁44とを夫々繋ぐ油路46,47に分岐路48,49
を夫々設け、左側の油圧室45Lへの油路46に設けた分岐
路48を右側の油圧多板クラッチ25に接続するとともに、
右側の油圧室45Rへの油路47に設けた分岐路49を左側の
油圧多板クラッチ21に接続している。
例えば図示の如き左旋回時において、矢印で示される
ようにポンプ43とパワーシリンダ45内の左側油圧室45L
が連通して該室45L内の圧が上がり、右側油圧室45Rとタ
ンク42が連通して該室45R内の圧が下がる。同時に下側
分岐路48が通って右側の油圧多板クラッチ25の圧が上が
るとともに、右側分岐路49を通って左側の油圧多板クラ
ッチ21の圧が下がる。
このようにしてパワーシリンダ45の油圧に応じた左右
後輪へのトルク配分を行うことで、旋回内側の後輪駆動
トルクよりも旋回外側の後輪駆動トルクを既述の増速機
能により大きくして中低速域での旋回性能が高められ
る。
第７図は前後輪駆動（4WD）車の駆動系を示し、35は
前輪用機械式デフ装置、36,37は前輪駆動軸であり、エ
ンジン31、トランスミッション装置32、前輪用機械式デ
フ装置35を経て後輪用機械式デフ装置１へ駆動力を伝達
する推進軸８上に前後トルクスプリットクラッチ38が設
けられており、本発明の左右輪駆動装置は図示の如く後
輪側に設けられている。
また第８図は推進軸８上に機械式センターデフ装置39
を設け、エンジン31、トランスミッション装置32,機械
式センターデフ装置39、推進軸８を経て前輪用機械式デ
フ装置35と後輪用機械式デフ装置１とに駆動力を夫々伝
達するようにしたもので、同様に本発明の左右輪駆動装
置は図示の如く後輪側に設けられている。
第12図には中間軸15を設けずに動力伝達軸８にギヤ11
1を設け、動力をギヤ111から左右夫々の油圧多板クラッ
チ（トルク伝達クラッチ）21,25、ギヤ112,113及びギヤ
13、14を介して各出力軸6,7へと伝達するようにしたも
のを示している。
ここで、前記と同様にギヤ13,14は夫々同一のもので
あり、ギヤ17,18も夫々同一のものであり、更にギヤ11
2,113も夫々同一のものである。
またその他は第１図のものと同様である。
そしてギヤ11の歯数を（N1）とし、ギヤ９の歯数を
（N2）とし、ギヤ111の歯数を（N3）とし、両ギヤ17,18
の歯数を（N4）とし、両ギヤ112,113の歯数を（N5）と
し、両ギヤ13,14の歯数を（N6）とすると、以下の式が
成り立つ。
このトルク伝達装置によっても増速機能が得られる。
そして第６図のエンジンミッドシップ式の後輪駆動
（MR）車及び第８図の機械式センターデフ装置39を設け
た前後輪駆動（4WD）車に適用する油圧制御回路を第９
図に示す。
この第９図において、51はコントロールユニット、52
はクラッチ用油タンク、53は同ポンプ、61はクラッチ制
御用スプールである。このポンプ53からスプール61への
供給油路54とスプール61からタンク52への戻り油路55と
をバイパスする可変オリフィス56が設けられ、可変オリ
フイス56をコントロールユニット51により制御してポン
プ53の吐出流量Q0のうち所定量Q2をタンク52に戻しなが
らスプール61にエンジントルク、ギヤ比に比例した流量
Q1を供給するものである。
スプール61はケース62内に弁体67を摺動自在に収納し
て成り、前記供給油路54がケース62の流入ポート63に接
続され、ケース62の左右の戻しポート64L,64Rに前記戻
り油路55が接続されている。また弁体67を中位位置に付
勢する左右のスプリング68L,68Rが収納されたケース62
左右の油室65L,65Rには、前記パワーシリンダの左右の
油圧室45L,45Rと四方向切換弁44とを夫々繋ぐ油路46,47
からの分岐路48,49が左右に対応して夫々接続されてい
る。更にケース62の左右の吐出ポート66L,66Rと前記油
圧多板クラッチ21,25とが左右逆にして夫々の油路58,59
により接続されている。
このようにしてパワーシリンダの油圧に応じて移動す
るスプール61の弁体67に設けた左右のランド67L,67Rの
何れか一方から油圧多板クラッチ21,25のうち旋回外側
のものに既述のようにエンジントルク、ギヤ比に比例し
た流量Q1をもって油を供給することで、旋回内側の後輪
駆動トルクよりも旋回外側の後輪駆動トルクを既述の増
速機能により大きくして、中低速域での旋回性能を高め
ることができる。
また逆作用として、前記油圧多板クラッチ21,25のう
ち旋回内側のものに既述のようにエンジントルク、ギヤ
比に比例した流量Q1をもって油を供給することで、高速
域における旋回外側の後輪駆動トルクよりも旋回内側の
後輪駆動トルクを横Ｇ等に比例して大きくでき、高速域
での安定性が高められる。
そして第７図の前後トルクスプリットクラッチ38を設
けた前後輪駆動（4WD）車に適用する油圧制御回路を第1
0図に示す。
この第10図のものは、第９図の油圧制御回路におい
て、前記供給油路54に分岐路57を設け、この分岐路57を
前後トルクスプリットクラッチ38に接続したもので、69
は供給油路54に設けた絞りである。
このようにして後輪駆動系に設けた左右の油圧多板ク
ラッチ21,25への既述と同様の制御とともに、前後トル
クスプリットクラッチ38へもエンジントルク、ギヤ比に
比例した流量Q1をもって油を供給することもできる。
尚、第９図及び第10図において、スプールに代え流路
切換式の電磁弁を用いて外輪や内輪を増速するようにし
ても勿論良い。
次に第11図に前後トルクスプリットクラッチ38を設け
た前後輪駆動（4WD）車用の制御回路の一例を示し、71
はマイクロコンピュータ、81はクラッチ油圧源、91,92,
93はクラッチ用の各調圧バルブであり、油圧配管を実
線、電気信号を点線で夫々示している。
先ずマイクロコンピュータ71にはアクセル開度センサ
72からのアクセル開度、イグニッションパルスセンサ73
からのエンジン回転数、車速センサ74からの車速、操舵
力センサ75からの操舵力及び横Ｇセンサ76からの横Ｇが
夫々入力される。
またクラッチ油圧源81はモータ82、ポンプ83、タンク
84及びチェックバルブ85を含んでおり、油圧スイッチ86
とアキュムレータ87が設けられ、このクラッチ油圧源81
から並列にトルクスプリットクラッチ用調圧バルブ91
と、左後輪の油圧多板クラッチ用調圧バルブ92と、右後
輪の油圧多板クラッチ用調圧バルブ93とが夫々配設され
ている。
そして既述のアクセル開度、エンジン回転数、車速、
操舵力及び横Ｇに基づく車両の運動状態に応じてマイク
ロコンピュータ71は、前後トルクスプリット制御信号、
左後輪トルク制御信号、右後輪トルク制御信号を出力
し、この制御信号に応じてクラッチ用の各調圧バルブ9
1,92,93により夫々のクラッチ38,21,25の調圧が行われ
るようになっている。
また第11図の回路によると、各油圧多板クラッチ21,2
5を夫々独立に制御することができる。
以上の実施例はギヤ比を増速するよう設定したが、逆
にギヤ比を減速するように設定し、中低速時に旋回内側
輪を減速させて旋回性能を向上させたり、高速時に旋回
外側輪を減速させて安定性を向上させることもできる。
尚、トルク伝達装置や制御の仕方は実施例のみに限ら
れず、任意のものを採用し得る。
（発明の効果） 以上のように本発明の車両の左右輪駆動装置によれ
ば、動力源からの動力を左右輪へ伝達する機械式デフ装
置と、右又は左のクラッチを連結状態としたときのみ動
力源からの動力を変速して右輪又は左輪へ伝達するクラ
ッチ及び変速機構とからなり、左右のクラッチ共に開放
したときには機械式デフ装置を介して左右輪が駆動さ
れ、左右のクラッチの一方を連結し他方を開放したとき
には右輪は左輪より早く回転され、左右のクラッチの他
方を連結し一方を開放したときには左輪は右輪より早く
回転されるようにしたので、外輪の駆動トルクを内輪の
駆動トルクよりも大きくして中低速域での旋回性能を向
上することができるとともに、外輪の駆動トルクよりも
内輪の駆動トルクを大きくして高速安定性を得ることも
できる等、車両の運動性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の左右輪駆動装置の要部構成を示す構成
図、第２図はトルク伝達装置と同クラッチの配置を変え
た構成図、第３図はデフ装置への動力伝達方式が異なる
ものの構成図、第４図は第１図の構成の作用図、第５図
は本発明による車両旋回状態の一例としての作用説明
図、第６図は後輪駆動車の一例を示す油圧回路を含む構
成図、第７図は前後輪駆動車の一例を示す構成図、第８
図は別の前後輪駆動車の構成図、第９図と第10図はスプ
ールを設けた油圧回路要部の各構成図、第11図は前後輪
駆動車用の一例としての制御回路の構成図、第12図はト
ルク伝達装置の構造並びに配置と同クラッチの配置を変
えた構成図である。 尚、図面中、１はデフ装置、８は動力伝達軸、9,11,12,
13,14,15,16,17,18,111,112,113は変速機構（トルク伝
達装置）、21,25は左右のクラッチ（油圧多板クラッ
チ）、45はパワーシリンダ、61はスプール、91,92,93は
調圧バルブである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】動力源からの動力を左右輪へ伝達する機械
    式デフ装置と、右又は左のクラッチを連結状態としたと
    きのみ動力源からの動力を変速して右輪又は左輪へ伝達
    するクラッチ及び変速機構とからなり、 左右のクラッチ共に開放したときには機械式デフ装置を
    介して左右輪が駆動され、左右のクラッチの一方を連結
    し他方を開放したときには右輪は左輪より早く回転さ
    れ、左右のクラッチの他方を連結し一方を開放したとき
    には左輪は右輪より早く回転されるようにしたことを特
    徴とする車両の左右輪駆動装置。
JP63003490A 1988-01-11 1988-01-11 車両の左右輪駆動装置 Expired - Fee Related JP2641724B2 (ja)

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