JP2781028B2 - ４ｗｄ自動車用回転力伝達機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転力伝達機構に関し、特にいわゆるフルタ
イム4WDと称される４輪駆動形式の自動車の駆動力伝達
系に適用される回転力伝達機構に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ 従来、いわゆるフルタイム4WDと称される４輪駆動形
式の自動車においては、エンジンからの駆動回転力をク
ラッチ及びトランスミッションを介して前輪及び後輪の
うちの一方に直結させ他方には流体を駆動力伝達媒体と
して利用する回転力伝達機構を介して結合させることが
なされている。そして、直結側の車輪が何らかの原因で
路面に対し滑りを生じたときに、上記回転力伝達機構に
おいてエンジン側回転数と車輪側回転数とに差が生じ、
この差に基づき車輪側回転数をエンジン側回転数に合致
させる様に流体を介して駆動力伝達がなされる。

上記流体を駆動力伝達媒体として利用する回転力伝達
機構としては、ビスカスカップリングと呼ばれるものが
例示されるが、これは流体の剪断抵抗を利用するもので
あるため次のような問題点がある。

（ａ）エネルギーロスがかなりあり、発熱量が比較的大
きく、流体の温度上昇による性能低下が著しく、このた
め例えば砂地などの長時間オフロード走行には適しない
とされている。

（ｂ）入力側と出力側との回転数の差が比較的大きくな
っても伝達力がそれ程大きくならない。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、フ
ルタイム4WDの自動車の前後輪へ駆動力配分する駆動力
伝達系に適用でき、発熱が少なく、出力軸回転数と入力
軸回転数との差が大きい場合も伝達力が十分大きい、新
規回転力伝達機構を提供することを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、以上のような目的を達成するものと
して、 第１の回転軸と第２の回転軸とが同軸状に対向配置さ
れており、上記第１の回転軸の端部には内部ケーシング
が取り付けられており、該内部ケーシングには上記第１
の回転軸の回転中心から偏心し且つ該回転中心と平行な
軸のまわりに回転可能にポンプギヤが支持されており、
また上記内部ケーシングには上記第１の回転軸の回転中
心のまわりに回転可能に上記ポンプギヤと噛み合うサン
ギヤが支持されており、上記第２の回転軸の端部には外
部ケーシングが取り付けられており、該外部ケーシング
の内面には上記ポンプギヤと噛み合うリングギヤが形成
されており、上記内部ケーシングと外部ケーシングとは
協働して少なくとも上記ポンプギヤ、サンギヤ及びリン
グギヤのギヤ面走行空間を密閉しており、これらギヤ面
走行空間内に作動油が充填されており、上記ポンプギヤ
とサンギヤとの接触位置の両側のギヤ面走行空間は小断
面の経路で連通しており、上記ポンプギヤとリングギヤ
との接触位置の両側のギヤ面走行空間は小断面の経路で
連通していることを特徴とする、4WD自動車用回転力伝
達機構、 が提供される。

本発明においては、上記ギヤ面走行空間と連通せる作
動油溜めを設け、該作動油溜め内の作動油を上記ギヤ面
走行空間内の低圧側に供給する機構を設けることができ
る。

また、本発明においては、上記ポンプギヤを複数設
け、これらを上記第１の回転軸の回転中心に関し回転対
称な位置に配置することができる。この場合、ポンプギ
ヤとサンギヤとの接触位置の両側のギヤ面走行空間のう
ちの高圧側を該ポンプギヤに隣接するポンプギヤとリン
グギヤとの接触位置の両側のギヤ面走行空間のうちの高
圧側と連通させ、ポンプギヤとサンギヤとの接触位置の
両側のギヤ面走行空間のうちの低圧側を該ポンプギヤに
隣接するポンプギヤとリングギヤとの接触位置の両側の
ギヤ面走行空間のうちの低圧側と連通させることができ
る。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説
明する。

第１図は本発明による回転力伝達機構の一実施例を示
す分解斜視図であり、第２図はその組立て状態を示す斜
視図であり、第３図及び第４図はその断面図である。

これらの図において、２は入力回転軸であり、４は出
力回転軸である。これら２つの回転軸は互いに一端部が
対向して配置されている。尚、２′,4′はそれぞれ入力
回転軸回転中心及び出力回転軸回転中心であり、これら
は合致している。

入力回転軸２の端部には上記入力回転軸回転中心２′
と垂直な板状の支持部材５が固定されている。該支持部
材には上記入力回転軸回転中心２′と平行なポンプギヤ
回転軸6a,6b,6cの一端が取り付けられている。これら回
転軸6a〜6cは上記入力回転軸回転中心２′のまわりに互
いに120度の角度間隔で回転対称的に配置されている。
また、該支持部材５には上記入力回転軸回転中心２′と
同軸のサンギヤ回転軸6dの一端が取り付けられている。
上記回転軸6a,6b,6cにはそれぞれ同等のポンプギヤ8a,8
b,8cが回転自在に取り付けられており、上記回転軸6dに
はサンギヤ8dが回転自在に取り付けられている。該サン
ギヤは上記ポンプギヤ8a,8b,8cとそれぞれ噛み合ってい
る。上記支持部材５には、また内部ケーシング10a,10b,
10cが固定されている。これら内部ケーシングには上記
ポンプギヤ8a,8b,8c及びサンギヤ8dの歯先が極く近接す
る円筒状内壁面が形成されている。

一方、出力回転軸４の端部には外部ケーシング16が固
定されている。該外部ケーシングは上記支持部材５、回
転軸6a〜6d、ポンプギヤ8a〜8c、サンギヤ8d及び内部ケ
ーシング10a〜10cを覆う円筒形状であり、内面には内歯
リングギヤ18が形成されている。該リングギヤは出力回
転軸回転中心４′に対し同軸状に配置されており、上記
ポンプギヤ8a,8b,8cとそれぞれ噛み合っている。そし
て、内部ケーシング10a〜10cの外周面は上記リングギヤ
18の歯先が極く近接する円筒面とされている。

12はスペーサーリングである。20は支持部材５の外側
から上記外部ケーシング16に対し取り付けられているプ
レートであり、これにより上記支持部材５、回転軸6a〜
6d、ポンプギヤ8a〜8c、サンギヤ8d及び内部ケーシング
10a〜10cが密閉されている。

以上の様な構成により、内部ケーシング10a〜10cと外
部ケーシング16との間の空間内でポンプギヤ8a〜8cはそ
れぞれリングギヤ18及びサンギヤ8dと噛み合った状態で
相対回転でき、かくして上記支持部材５、回転軸6a〜6
d、ポンプギヤ8a〜8c、サンギヤ8d及び内部ケーシング1
0a〜10cと外部ケーシング16及びプレート20とは入力回
転軸回転中心２′及び出力回転軸回転中心４′のまわり
に相対的に回転できる。この内部ケーシング10a〜10cと
外部ケーシング16との間の空間内には作動油が充填され
ている。

22は作動油溜めであり、ここにも作動油が充填されて
いる。該作動油溜めは上記外部ケーシング16と内部ケー
シング10a〜10cとの間の空間と逆止め弁24を介して連通
可能とされている。

第５図は本実施例の回転力伝達機構を用いた4WD自動
車の駆動力伝達系を示す模式図である。

以下、第１図〜第５図を参照しながら、本実施例の動
作を説明する。

第５図には示されていないが、エンジンから出力され
る回転力は、クラッチ及びトランスミッションを経てフ
ロントデフへと伝達され、該フロントデフは前輪と直結
されており、これにより前輪駆動系が構成されている。
一方、エンジンからフロントデフへと伝達された回転力
の一部は、上記実施例の回転力伝達機構30の上記入力回
転軸２へと伝達され、該機構の出力回転軸４はリアデフ
32を介して後輪34と接続されており、これにより後輪駆
動系が構成されている。

本実施例において、入力回転軸２がエンジンからの駆
動力に従い回転すると、ポンプギヤ回転軸6a,6b,6cが入
力回転軸回転中心２′のまわりに回転せしめられ、ここ
で出力回転軸４の回転数が入力回転軸２の回転数と異な
る場合には、リングギヤ18と噛み合っているポンプギヤ
8a,8b,8cが第４図に示される様に回転軸6a,6b,6cのまわ
りに矢印方向に回転せしめられ、これにつれてサンギヤ
8dが回転軸6dのまわりに矢印方向に回転せしめられる。
これにより、各ポンプギヤ8a,8b,8c及びリングギヤ18ま
たはサンギヤ8dと支持部材５、内部ケーシング10a〜10c
及び外部ケーシング16とを含んで構成される各ギヤポン
プにおいて、各ポンプギヤとリングギヤとが噛み合う位
置あるいは各ポンプギヤとサンギヤとが噛み合う位置の
両側のギヤ面走行空間に圧力差が発生する。第４図にお
いて、Ｈが高圧側であり、Ｌが低圧側である。

第４図に示されている様に、各ポンプギヤ（例えば8
a）とリングギヤ18とが噛み合う位置の片側の高圧側空
間Ｈと隣接ポンプギヤ（例えば8c）とサンギヤ8dとが噛
み合う位置の片側の高圧側空間Ｈとが小孔26により連通
されている。同様に、各ポンプギヤ（例えば8a）とリン
グギヤ18とが噛み合う位置の片側の低圧側空間Ｌと隣接
ポンプギヤ（例えば8b）とサンギヤ8dとが噛み合う位置
の片側の低圧側空間Ｌとが小孔28により連通されてい
る。

ところで、この様な構造では一般に作動油はギヤとケ
ーシングとの間などの隙間を通って高圧側から低圧側へ
とある程度リークする。このため、入力回転軸２及び出
力回転軸４の双方が停止している状態から入力回転軸２
が回転を始める際には、該入力回転軸の回転数が比較的
小さい場合には、上記高圧側と低圧側との圧力差はゆっ
くりと実現され、この間に十分にリークがなされる。こ
れにより、ポンプギヤ8a,8b,8c及びサンギヤ8dはそれぞ
れ回転軸6a,6b,6c,6dのまわりに自転するが、ポンプギ
ヤと噛み合っているリングギヤ18の形成されている外部
ケーシング16及び出力回転軸４は殆ど回転しない。

これに対し、入力回転軸２の回転数が比較的大きい場
合には、上記高圧側と低圧側との圧力差が急激に大きく
なるので、上記リークは十分に行なわれず、この結果ギ
ヤポンプが出口ブロックされた状態となり、大きな圧力
差が継続する。これにより、ポンプギヤ8a,8b,8cとサン
ギヤ8dとリングギヤ18と内部ケーシング10a〜10cと外部
ケーシング16とが固着された状態となり、かくして入力
回転軸２の回転力が外部ケーシング16へと伝達され、該
ケーシング及び出力回転軸４が入力回転軸回転中心２′
及び出力回転軸回転中心４′のまわりに回転する。

自動車の通常の走行状態では、前輪駆動系の回転数と
後輪駆動系の回転数とほぼ等しく、回転力伝達機構30は
入力回転軸２及び出力回転軸４がほぼ同一の回転数で回
転し、従ってポンプギヤ回転軸6a,6b,6cと外部ケーシン
グ16とは相対回転せず、結局駆動力伝達機構30はほぼ無
負荷状態で作動する。

一方、前輪が何らかの原因により路面に対して滑りを
生じ且つ後輪34が路面に対し滑りを生じない場合には、
前輪側と後輪側との間に回転数の差を生ずることにな
る。この場合には、回転力伝達機構30の入力回転軸２の
回転数が出力回転軸４の回転数よりも大きくなり、上記
ギヤポンプの出口ブロック効果により上記の様に入力回
転軸２の回転力が出力回転軸４に伝達され、後輪34に対
し回転力が伝達され、かくして出力回転軸４の回転数が
入力回転軸２の回転数に近づく様に制御される。

尚、本実施例では、上記作動油溜め22と上記ギヤ面走
行空間との間に設けられている逆止め弁24は上記高圧側
空間Ｈから作動油溜め22内には作動油が流れず且つ作動
油溜め22から低圧側空間Ｌへは作動油が流れる様になっ
ている。この様に、本実施例では、作動油溜め22から最
も低圧の部分へと直接作動油を供給するので、低圧側で
ペーパーロックを生じることなく安定した動作が可能と
なり、効率的である。

また、本実施例では、入力回転軸回転中心２′から偏
心させてポンプギヤを取り付けてポンプギヤの回転数を
増加させているので、ギヤポンプを効果的に動作させる
ことができ、更にこれらポンプギヤとリングギヤとの歯
数比を適宜設定することにより所望の動作特性を容易に
実現することができる。

上記実施例では、ギヤポンプの高圧側と低圧側との連
通経路として油リークの経路を利用しているが、本発明
では該連通経路として専用のバイパスルートを形成して
も良い、該バイパスルートの断面積を調節することによ
り所望の動作特性を得ることができる。

また、上記実施例において入力回転軸と出力回転軸と
を逆にして用いても同様の作用効果があることはもちろ
んである。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、フルタイム4WD
の自動車の前後輪へ駆動力配分する駆動力伝達系に良好
に適用でき、発熱が少なく、出力軸回転数と入力軸回転
数との差が大きい場合も伝達力が十分大きい、新規回転
力伝達機構が提供される。

また、本発明では、第１の回転軸に偏心させてポンプ
ギヤを取り付け第２の回転軸に上記ポンプギヤと噛み合
うリングギヤを取り付けてポンプギヤの回転数の増加さ
せているので、ギヤポンプを効果的に動作させることが
でき、更にこれらポンプギヤとリングギヤとの歯数比を
適宜設定することにより所望の動作特性を容易に実現す
ることができる。

更に、本発明では、全ポンプギヤと噛み合うサンギヤ
を設けているので、ギヤポンプの数が多く、効率がよ
く、従って大きな駆動力伝達が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転力伝達機構の一実施例を示す
分解斜視図であり、第２図はその組立て状態を示す斜視
図であり、第３図及び第４図はその断面図である。 第５図は本実施例の回転力伝達機構を用いた4WD自動車
の駆動力伝達系を示す模式図である。 2:入力回転軸、 ２′：入力回転軸回転中心、 4:出力回転軸、 ４′：出力回転軸回転中心、 5:支持部材、 6a〜6d:ギヤ回転軸、 8a〜8c:ポンプギヤ、 8d:サンギヤ、 10a〜10c:内部ケーシング、 12:スペーサーリング、 16:外部ケーシング、 18:リングギヤ、20:プレート、 22:作動油溜め、24:逆止め弁、 26,28:小孔、 30:回転力伝達機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−141241（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−52529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247961（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−94025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−30835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−59124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−33526（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−90454（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−162455（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭54−4134（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 17/34 F16H 57/02 F16H 1/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の回転軸と第２の回転軸とが同軸状に
   対向配置されており、上記第１の回転軸の端部には内部
   ケーシングが取り付けられており、該内部ケーシングに
   は上記第１の回転軸の回転中心から偏心し且つ該回転中
   心と平行な軸のまわりに回転可能にポンプギヤが支持さ
   れており、また上記内部ケーシングには上記第１の回転
   軸の回転中心のまわりに回転可能に上記ポンプギヤと噛
   み合うサンギヤが支持されており、上記第２の回転軸の
   端部には外部ケーシングが取り付けられており、該外部
   ケーシングの内面には上記ポンプギヤと噛み合うリング
   ギヤが形成されており、上記内部ケーシングと外部ケー
   シングとは協働して少なくとも上記ポンプギヤ、サンギ
   ヤ及びリングギヤのギヤ面走行空間を密閉しており、こ
   れらギヤ面走行空間内に作動油が充填されており、上記
   ポンプギヤとサンギヤとの接触位置の両側のギヤ面走行
   空間は小断面の経路で連通しており、上記ポンプギヤと
   リングギヤとの接触位置の両側のギヤ面走行空間は小断
   面の経路で連通していることを特徴とする、4WD自動車
   用回転力伝達機構。
2. 【請求項２】上記ギヤ面走行空間と連通せる作動油溜め
   が設けられており、該作動油溜め内の作動油を上記ギヤ
   面走行空間内の低圧側に供給する機構が設けられている
   ことを特徴とする、請求項１に記載の4WD自動車用回転
   力伝達機構。
3. 【請求項３】上記ポンプギヤが複数設けられており、こ
   れらが上記第１の回転軸の回転中心に関し回転対称な位
   置に配置されている、請求項１または２に記載の4WD自
   動車用回転力伝達機構。
4. 【請求項４】ポンプギヤとサンギヤとの接触位置の両側
   のギヤ面走行空間のうちの高圧側が該ポンプギヤに隣接
   するポンプギヤとリングギヤとの接触位置の両側のギヤ
   面走行空間のうちの高圧側と連通しており、ポンプギヤ
   とサンギヤとの接触位置の両側のギヤ面走行空間のうち
   の低圧側が該ポンプギヤに隣接するポンプギヤとリング
   ギヤとの接触位置の両側のギヤ面走行空間のうちの低圧
   側と連通している、請求項３に記載の4WD自動車用回転
   力伝達機構。