JP2652672B2 - 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、前後輪へ動力分配する湿式油圧多板クラッ
チを備えた４輪駆動車の動力分配装置に関する。

【従来の技術】

このような４輪駆動車の動力分配装置として、縦置き
エンジン型式では特開昭61−155027号公報に記載のもの
が、また横置きエンジン型式では特開昭61−146637号公
報に記載のものが従来知られている。前者は、変速機出
力軸から前後輪へ分岐して動力伝達するトランスファ装
置のケース内に前輪駆動用と後輪駆動用との２つ湿式油
圧多板クラッチを配置したものであり、また後者は、ト
ランスアクスル内のファイナルギヤとトランスファ軸と
の間に湿式油圧多板クラッチを配置したものである。こ
こでこれらの湿式油圧多板クラッチにおけるクラッチプ
レート押圧用の油圧ピストンは、クラッチドラムと一緒
に回転する構成となっている。

【発明が解決しようとする課題】

このように油圧ピストンがクラッチドラムと一緒に回
転する構成のため、油圧ピストン駆動用の油圧室にはク
ラッチドラムの回転に伴って遠心油圧が発生し、これが
制御油圧に加算されて油圧ピストンに作用するようにな
る。従って湿式油圧多板クラッチは、伝達トルクが制御
油圧に応じた設定値よりも過大となって所望の油圧制御
ができなくなると共に、車両が中速から高速域に達し
て、遠心油圧が大きいときには、直進走行時の車両の軸
重配分の差や加速走行時における重心移動によって前後
輪のタイヤ有効径に差が生じることによって発生する内
部循環トルクを湿式油圧多板クラッチがトルクリミッタ
として充分に吸収できず、加速性能の低下，燃費の悪
化，振動騒音の発生などを伴う不都合がある。 そこで本発明は、トランスファ装置の構成がコンパク
トでありながら前後輪へのトルク分配を任意の比率に設
定可能とし、かつ上記不都合を解消すべく湿式油圧多板
クラッチの油圧室における遠心油圧の発生を未然に防止
することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

この目的のため本発明は、湿式油圧多板クラッチへの
作動油の圧力に応じて前後輪を動力分配可能に伝動構成
する４輪駆動車において、上記の湿式油圧多板クラッチ
はトランスファ付横置きトランスアクスル内のファイナ
ルギヤとディファレンシャルケースとの間，およびトラ
ンスファ伝動軸の途中の２箇所に配置し、これらの湿式
油圧多板クラッチにおける油圧ピストンは、上記トラン
スアクスルのケース部材をシリンダとしてこれに廻り止
めして摺動自在に嵌合させ、かつその作動用油圧室と反
対側の作用端部を上記湿式油圧多板クラッチのクラッチ
ドラムの端部に内嵌したリテーナプレートにベアリング
を介して圧接して上記クラッチドラム内のクラッチプレ
ートを押圧するよう構成したものである。

【作用】

このような手段では、ファイナルギヤおよびトランス
ファ伝動軸の回転によりクラッチドラム内のクラッチプ
レートが回転しても、各々の湿式油圧多板クラッチにお
ける油圧ピストンは回転せず、これらとトランスアクス
ルのケース部材との間に形成される各油圧室には遠心油
圧が発生しない。そして各湿式油圧多板クラッチの油圧
制御により前後輪へ任意の比率で動力分配される。

【実 施 例】

以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説
明する。 第２図は一実施例が適用されるトランスファ付横置き
トランスアクスルを備えた４輪駆動車の動力伝達系を示
し、車体前部にエンジン1,クラッチ2,手動変速機３が左
右方向に横置き配置され、これらの後方に前輪用差動装
置4,トランスファ装置5,プロペラシャフト6,後輪用差動
装置８が配置される。そしてエンジン１からクラッチ２
を介して手動変速機３に入力される動力は、そこで適宜
変速されて出力ギヤ９からファイナルギヤ10,第１の湿
式油圧多板クラッチ７を介して前輪用差動装置４に入力
し、そこから左右の前輪に動力伝達される。また前記フ
ァイナルギヤ10にはトランスファ装置５のトランスファ
ギヤ11が噛合い、このトランスファギヤ11から第２の湿
式油圧多板クラッチ28,トランスファ軸21,一対の変向用
ベベルギヤ12を介して後方に取出されるトランスファ装
置５からの動力は、プロペラシャフト6,ファイナルギヤ
13を介して後輪用差動装置８に入力し、そこから左右の
後輪に動力伝達されるようになっている。 ここで前記第1,第２の２つの湿式油圧多板クラッチ7,
28は、第３図に示すように電動モータもしくはエンジン
にて直接駆動されるオイルポンプ14,レギュレータバル
ブ15,トランスファクラッチバルブ16a,16b,デューティ
ソレノイドバルブ17a,17b,パイロットバルブ18a,18bを
有する専用の油圧制御系により走行状態に応じて適切な
制御油圧が供給されるようになっている。この油圧制御
系は、オイルポンプ14からレギュレータバルブ15により
所定の油圧に圧力調整されて２つの湿式油圧多板クラッ
チ7,28に至る油圧回路系にそれぞれデューティ圧制御さ
れるトランスファクラッチバルブ16a,16bが介在される
と共に、パイロットバルブ18を有してこれらのバルブ16
a,16bに至るパイロット圧回路系にそれぞれ排出制御用
のデューティソレノイドバルブ17a,17bが挿入されたも
のである。そしてこれらのデューティソレノイドバルブ
17a,17bが制御ユニット19からのデューティ信号により
それぞれ所望のデューティ圧に調整されることで、トラ
ンスファクラッチバルブ16a,16bがそれぞれ別個に所望
のクラッチ圧に調整されるようになっている。なおデュ
ーティ比とデューティ圧およびクラッチ圧との関係は第
４図のとおりである。 このような油圧制御系を備える湿式油圧多板クラッチ
7,28は、第１図に示すようにトランスファ付横置きトラ
ンスアクスル内のファイナルギヤ10と前輪用差動装置４
のディファレンシャルケース22との間，およびトランス
ファギヤ11とトランスファ軸21との間に介設される。す
なわち第１の湿式油圧多板クラッチ７は、ディファレン
シャルケース22をクラッチハブ7bに兼用し、これを覆う
クラッチドラム7aの一端部をファイナルギヤ10に嵌合固
定してなり、クラッチドラム7aの他端部は窓付きの支持
板23を介してケース部材24に回転自在に支持されてい
る。そしてクラッチドラム7aの内周には複数枚のリング
状クラッチプレート7cが両端部のリテーナプレート7dと
共にスプライン嵌合し、一方、クラッチハブ7bの外周に
は複数枚のリング状クラッチディスク7eが上記各クラッ
チプレート7cと交互に配置されてスプライン嵌合し、こ
れらのクラッチプレート7c,リテーナプレート7d,クラッ
チディスク7eで多板クラッチが構成されている。 ここで前記リテーナプレート7dに押圧力を付与するピ
ストン7fはリング状をなし、不動部材であるケース部材
24に対して摺動自在に嵌合し、かつノックピン25を介し
て廻り止めされており、このケース部材24との間に前記
トランスファクラッチバルブ16aに連通する油圧室7gを
形成する。そしてこの油圧室7gと反対側の作用端部をア
ンギュラコンタクトのレリーズベアリング27を介して前
記リテーナプレート7dに当接する。 前記レリーズベアリング27は、アウタレース27aがピ
ストン7fのシリンダ状ハウジング部7hに適切に嵌め合い
ながら当接し、インナレース27bは、第１図（ａ）に示
すように前記支持板23の窓23aを貫通して前記クラッチ
ドラム7aの内周にスプライン嵌合するリテーナ部27cを
介してリテーナプレート7dに当接している。 一方、第２の湿式油圧多板クラッチ28は、クラッチド
ラム28aが前記トランスファ軸21に回転自在に嵌合した
トランスファギヤ11のツバ部11aに嵌合固定され、クラ
ッチハブ28bはトランスファ軸21にスプライン嵌合して
いる。そしてクラッチドラム28aの内周には複数枚のリ
ング状クラッチプレート28cが両端部のリテーナプレー
ト28dと共にスプライン嵌合し、一方、クラッチハブ28b
の外周には複数枚のリング状クラッチディスク28eが上
記各クラッチプレート28cと交互に配置されてスプライ
ン嵌合し、これらのクラッチプレート28c,リテーナプレ
ート28d,クラッチディスク28eで多板クラッチが構成さ
れている。またリング状のピストン28fは、前記ピスト
ン7fと同様にケース部材24に対して摺動自在に嵌合し、
かつノックピン26を介して廻り止めされており、このケ
ース部材24との間に前記トランスファクラッチハブ16b
に連通する油圧室28gを形成する。そしてこのピストン2
8fは、油圧室28gと反対側の作用端部をアンギュラコン
タクトのレリーズベアリング29におけるインナレース29
aに当接し、クラッチドラム28aの内周にスプライン嵌合
するそのアウタレース29bを介してリテーナプレート28d
に当接する。 以上の構成を有する４輪駆動車は、エンジン１からク
ラッチ２を介して手動変速機３に伝達された動力をそこ
で適宜変速し、ファイナルギヤ10からこれを一方は第１
の湿式油圧多板クラッチ７を介して前輪用差動装置４に
入力し、他方は第２の湿式油圧多板クラッチ28を介して
後輪用差動装置８に入力することで４輪駆動する。この
場合、各湿式油圧多板クラッチ7,28の伝達トルクに応じ
て前輪側および後輪側へ動力分配される。そしてこの分
配比は、制御ユニット19からのデューティ比信号に応じ
たクラッチ圧の変化により前輪100％，後輪０％のFF状
態から漸次後輪側の分配を増して前後輪とも直結式の4W
D状態を経て、さらに前輪０％，後輪100％のFR状態とな
るまでの範囲で変化する。そこで制御ユニット19にスロ
ットル開度信号，後輪回転信号，前輪回転信号，レンジ
信号，アイドル信号等の各種の信号を入力して電子制御
することで、自動車の走行状態や路面条件に応じた最適
な前後動力分配が可能となり、走行安定性や運転性を向
上することができる。 ここで４輪駆動走行中に、車両の前輪と後輪の軸重配
分の差や急加速，登坂時における重心移動によって前後
輪のタイヤ有効径に差が生じた場合には、前後輪間に相
対回転が生じる。このような場合、湿式油圧多板クラッ
チ7,28は所望のクラッチ圧に制御されることによりトル
クリミッタとして働き、クラッチドラム7aもしくは28a
側のクラッチプレート7c,28cとクラッチハブ7b,28b側の
クラッチディスク7e,28eとの間にスベリを生じて前後輪
の回転差に伴う内部循環トルクを吸収する。従って４輪
駆動走行中の加速性能や燃費を向上させ、駆動系の振動
騒音を防止することができる。また、４輪駆動車走行中
に大きく転舵すると、前後輪の旋回半径の差より前後輪
間に内部循環トルクが発生し、特に低速最大転舵時が最
も大きく、必要以上の駆動力が必要となり、車庫入れな
どの時、エンストが発生するなどの不都合が生じる。こ
のような場合、第１もしくは第２の湿式油圧多板クラッ
チ7,28は、前述の前後回転数を検出し、回転比あるいは
回転差に応じて所望のクラッチ圧になるように減圧制御
されて、第１もしくは第２の湿式油圧多板クラッチ7,28
内にスベリを生じてこの問題に対処する。従って、旋回
時におけるタイトコーナブレーキング現象が回避でき
る。 ここで各湿式油圧多板クラッチ7,28自体の挙動につい
てみると、ファイナルギヤ10,トランスファギヤ11の回
転に伴いクラッチドラム7a,28aと共にクラッチプレート
7c,28c,レリーズベアリング27,29のインナレース27b,ア
ウターレース29bなどが回転してもピストン7f,28fは不
動部材であるケース部材24に廻り止めされて回転しな
い。そのためピストン7f,28fとケース部材24との間に形
成される油圧室7g,28g内には遠心油圧が発生することが
なく、クラッチプレート7c,28cなどに制御油圧による押
圧力以外に不要な押圧力が加わらない。従って油圧室7
g,28gの油圧制御は正確なものとなり、微妙な油圧制御
も可能となる。 また各湿式油圧多板クラッチ7,28は、油圧室7g,28gが
ケース部材24に形成されるため、回転部材に油圧室を設
けて、静止部材と回転部材間にシールリングを用いる油
圧回路を形成する方式に対して、シールリング等が不要
となるのでリークによる圧力ドロップの危険が少ないこ
とから湿式油圧多板クラッチ7,28の作動油圧の増圧，減
圧の応答性が良い。そして作動油圧の応答性が良いこと
から、前輪または後輪がスリップしたときなど瞬時に動
力分配比を変化させ、車両の挙動を制御することが可能
である。 またこのような湿式油圧多板クラッチ7,28は、その一
方がトランスファ付横置きトランスアクスル内の差動装
置外周に配置されてトランスファ装置の構成がコンパク
トとなり、パワートレーンのレイアウトに自由度が得ら
れる。 第５図，第６図は前記実施例における第２の湿式油圧
多板クラッチ28の配置のみが異なる他の実施例を示す。
ここでその他の構成は前記実施例と同様であるから同一
符号を用いて説明すると、第５図に示すものでは第２の
湿式油圧多板クラッチ28は、トランスファ軸21の軸端部
に配置され、トランスファギヤ11,クラッチドラム28a,
クラッチハブ28a,トランスファ軸21の径路で動力伝達す
るよう構成されている。また第６図に示すものでは第２
の湿式油圧多板クラッチ28は、トランスファ装置５にお
けるベベルギヤ12以降の軸方向に分割されたリヤドライ
ブシャフト6a,6bの途中に介設されている。 このような他の実施例においても、第２の湿式油圧多
板クラッチ28がトランスファ伝動軸の途中に介設されて
いることから前記一実施例と同様の効果が得られる。 なお、以上の実施例はフロントエンジンの４輪駆動車
をベースとしたが、リヤエンジンの４輪駆動車をベース
に構成してもよい。 またマニュアルトランスミッション車に限らずオート
マチックトランスミッション車，無段変速機付車両にも
適用可能である。

【発明の効果】

以上説明したとおり本発明によれば、ファイナルギヤ
およびトランスファ伝動軸の回転によりクラッチドラム
が回転しても、各々の湿式油圧多板クラッチにおける油
圧ピストンは回転せず、これらとトランスアクスルのケ
ース部材との間に形成される各油圧室には遠心油圧が発
生しない。従って各湿式油圧多板クラッチは制御油圧に
応じた適切な伝達トルクにより前後輪へ任意の比率で動
力分配するようになる。また前輪と後輪間の回転差に伴
なう内部循環トルクを湿式油圧多板クラッチに所望の制
御油圧を作用することで充分に吸収してタイトコーナブ
レーキング現象を回避し、加速性能および燃費を向上さ
せると共に、駆動系の振動騒音の発生も防止するように
なる。 各湿式油圧多板クラッチはトランスファ付の横置きト
ランスアクスル内に配置され、かつ、一方の湿式油圧多
板クラッチがディファレンシャルケース外周に配置され
るから、トランスファ装置の構成がコンパクトとなる。
加えて油圧室が不動部材であるトランスアクスルのケー
ス部材に形成されるので、回転軸に油路を形成する従来
例に比べて油圧回路のリークによる圧力ドロップの危険
が少なく、湿式油圧多板クラッチは作動油圧の応答性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第１図
（ａ）は第１図のＡ−Ａ線断面図、第２図は一実施例が
適用される４輪駆動車の伝動系のスケルトン図、第３図
は一実施例に使用する油圧回路図、第４図はデューティ
圧およびクラッチ圧の特性図、第５図，第６図はそれぞ
れ異なる他の実施例を示す要部断面図である。 １……エンジン、２……クラッチ、３……手動変速機、
４……前輪用差動装置、５……トランスファ装置、６…
…プロペラシャフト、７……第１の湿式油圧多板クラッ
チ、7a……クラッチドラム、7b……クラッチハブ、7c…
…クラッチプレート、7d……リテーナプレート、7e……
クラッチディスク、7f……ピストン、7g……油圧室、８
……後輪用差動装置、９……出力ギヤ、10……ファイナ
ルギヤ、11……トランスファギヤ、11a……ツバ部、12
……ベベルギヤ、13……ファイナルギヤ、14……オイル
ポンプ、15……レギュレータバルブ、16a,16b……トラ
ンスファクラッチバルブ、17a,17b……デューティソレ
ノイドバルブ、18……パイロットバルブ、19……制御ユ
ニット、21……トランスファ軸、22……ディファレンシ
ャルケース、23……支持板、23a……窓、24……ケース
部材、25,26……ノックピン、27……レリーズベアリン
グ、27a……アウタレース、27b……インナレース、27c
……リテーナ部、28……第２の湿式油圧多板クラッチ、
28a……クラッチドラム、28b……クラッチハブ、28c…
…クラッチプレート、28d……リテーナプレート、28e…
…クラッチディスク、28f……ピストン、28g……油圧
室、29……レリーズベアリング、29a……インナーレー
ス、29b……アウタレース。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湿式油圧多板クラッチへの作動油の圧力に
   応じて前後輪を動力分配可能に伝動構成する４輪駆動車
   において、 上記の湿式油圧多板クラッチはトランスファ付横置きト
   ランスアクスル内のファイナルギヤとディファレンシャ
   ルケースとの間，およびトランスファ伝動軸の途中の２
   箇所に配置し、 これらの湿式油圧多板クラッチにおける油圧ピストン
   は、上記トランスアクスルのケース部材をシリンダとし
   てこれに廻り止めして摺動自在に嵌合させ、かつその作
   動用油圧室と反対側の作用端部を上記湿式油圧多板クラ
   ッチのクラッチドラムの端部に内嵌したリテーナプレー
   トにベアリングを介して圧接して上記クラッチドラム内
   のクラッチプレートを押圧するよう構成してなる４輪駆
   動車の動力分配装置。