JP3328303B2 - センターディファレンシャル装置付４輪駆動車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センターディファレン
シャル装置を備えた４輪駆動車に関し、詳しくは、セン
ターディファレンシャル装置に付設されて差動制限機能
と前後輪へのトルク配分機能，及び第５速等の増速用変
速段機能を生じる油圧多板クラッチ装置の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、センターディファレンシャル装置
を備えた４輪駆動車においては、センターディファレン
シャル装置に差動機能や前後輪へのトルク分割機能を付
与する以外に、前後輪のトルク配分を可変制御したり、
減速または増速装置として利用して、走行性能、操縦
性、安定性、制動性等を一段と向上させることが提案さ
れている。このようにセンターディファレンシャル装置
に種々の機能が付与されると、その機能を生じるために
複数の油圧多板クラッチやブレーキ等の摩擦係合要素が
付設されることになる。従って、この複数の油圧多板ク
ラッチ、ブレーキ等をいかに配置して、どのように構成
するかが重要な課題になる。

【０００３】従来、上記多機能を備えたセンターディフ
ァレンシャル装置付４輪駆動車に関しては、例えば特願
平２−１３４３０６号のものがある。ここで複合プラネ
タリギヤのセンターディファレンシャル装置に、動力接
断する油圧多板クラッチと、差動制限すると共に前後輪
へのトルク配分を可変する油圧多板クラッチと、第５速
の変速段を得る多板式ブレーキとが付設され、これらを
軸方向に順次並べて配置構成することが示されている。

【０００４】

【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、センターディファレンシャル装置に
付設される油圧多板クラッチや多板式ブレーキが独立し
て各別に構成されているので、トランスミッション全長
が長大化し、縦置き配置の場合にはコンソール付近のフ
ロアとの車載性が悪く、室内設計の自由度が小さくな
る。また、構成部材が大型化するため重量も嵩み、潤滑
系路が複雑になる等の問題がある。

【０００５】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、多機能のセンターディファレンシャル装置に付設さ
れる複数の油圧多板クラッチやブレーキ等の摩擦係合要
素の全体構造を簡素化して、軽量、コンパクトに構成
し、潤滑も有利にすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のセンターディファレンシャル装置付４輪駆
動車は以下の特徴を具備するものである。第１には、変
速機出力要素に対して、第１及び第２の中間出力要素と
前後輪の一方へ動力を伝達する第１の出力要素とを同軸
上に配置し、前記第１の出力要素と、前記第２の中間出
力要素を介して前後輪の他方へ動力を伝達する第２の出
力要素との間で、少なくとも差動機能とトルク配分の可
変制御を行うセンターディファレンシャル装置におい
て、前記第１の出力要素と前記第２の中間出力要素との
間に設けられ、前後輪の一方へ動力を伝達又は遮断する
ための第１の摩擦係合要素と、前記第１の中間出力要素
と前記第１の出力要素との間に設けられ、前記センター
ディファレンシャル装置の差動制限を行うと共に前後輪
へのトルク配分を可変にする第２の摩擦係合要素と、前
記第２の中間出力要素に対して設けられ、前記センター
ディファレンシャル装置による変速段を得る第３の摩擦
係合要素とを備え、前記第１の摩擦係合要素は前記第２
の摩擦係合要素の周りに配置され、前記第３の摩擦係合
要素は前記第１の摩擦係合要素の周りに配置され、更に
は、前記各摩擦係合要素は多重に重合して同軸上に配置
されることを特徴とする。第２には、第１の特徴を有す
るセンターディファレンシャル装置付４輪駆動車におい
て、前記第１及び第２の摩擦係合要素は油圧作動クラッ
チであり、前記第３の摩擦係合要素は油圧多板ブレーキ
であることを特徴とする。第３には、このような特徴を
有するセンターディファレンシャル装置付４輪駆動車に
おいて、前記油圧作動クラッチは、複数のドラム部材間
にドライブ板とドリブン板が設けられると共に、前記ド
ラム部材内部に油圧室及びピストンが設けられることを
特徴とする。第４には、第１の特徴を有するセンターデ
ィファレンシャル装置付４輪駆動車において、前記セン
ターディファレンシャル装置は、プラネタリギヤを備
え、該プラネタリギヤは、前記変速機出力要素に形成さ
れる第１のサンギヤと、前記第２の中間出力要素に形成
される第２のサンギヤと、前記第１の中間出力要素に接
続されるキャリヤと、該キャリヤに一体形成される第１
及び第２のピニオンとを有し、前記第１のピニオンが前
記第１のサンギヤに噛合うと共に前記第２のピニオンが
前記第２のサンギヤに噛合い、前記キャリヤが前記第２
の出力要素に接続されることを特徴とする。第５には、
第１の特徴を有するセンターディファレンシャル装置付
４輪駆動車において、前記各摩擦係合要素には、中心に
設けられた出力要素に供給されたオイルが最内に配置さ
れた摩擦係合要素から最外に配置された摩擦係合要素に
向けて順次連続的に給油されるような潤滑経路が形成さ
れることを特徴とする。第６には、第１の特徴を有する
センターディファレンシャル装置付４輪駆動車におい
て、前記第１の中間出力要素が前記各摩擦係合要素の中
心に配置され、前記第２の中間出力要素が該第１の中間
出力要素の周りに配置されて、前記第２の出力要素は前
記キャリアに噛合う連結要素を持って前記変速機出力要
素の外側に配置されることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成に基づき、センターディファレンシャ
ル装置に付設される複数の摩擦係合要素が選択的に作動
して、例えば前後輪の一方に動力伝達され、差動制限す
ると共に前後輪へのトルク配分が可変制御され、しか
も、主変速機より高速の変速段が得られるようになる。
そしてこの複数の摩擦係合要素が多重に重合して同軸上
に配置されることで簡素化、短縮化し、部品点数が少な
くなって軽量化し、更に中心の出力要素から給油するだ
けで、遠心力により内側から外側の摩擦係合要素に順次
確実にオイル供給して充分に潤滑することが可能にな
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、本発明が適用されるセンターディ
ファレンシャル装置付４輪駆動車として、エンジン、自
動変速機を車両前後方向に縦置き配置した第１の実施例
の駆動系について説明する。先ず、トルクコンバータケ
ース１、ディファレンシャルケース２の後部にトランス
ミッションケース３が接合し、トランスミッションケー
ス３の後部にトランスファケース４およびエクステンシ
ョンケース６が接合し、トランスミッションケース３の
下部にはオイルパン５が取付けられる。

【０００９】符号１０はエンジンであり、このエンジン
１０のクランク軸１１がトルクコンバータケース１内部
のロックアップクラッチ１２を備えたトルクコンバータ
１３に連結し、トルクコンバータ１３からの入力軸１４
がトランスミッションケース３内部の自動変速機３０に
入力する。自動変速機３０からの変速機出力軸１５は入
力軸１４と同軸上に出力し、この変速機出力軸１５がト
ランスファケース４内部のセンターディファレンシャル
装置５０に同軸上に連結する。

【００１０】トランスミッションケース３内部におい
て、入，出力軸１４，１５に対してフロントドライブ軸
１６が平行配置され、このフロントドライブ軸１６の後
端はセンターディファレンシャル装置５０に一対のリダ
クションギヤ１７，１８を介して連結し、フロントドラ
イブ軸１６の前端はディファレンシャルケース２内部の
フロントディファレンシャル装置１９を介して前輪に伝
動構成される。一方、センターディファレンシャル装置
５０の後部には油圧多板クラッチ装置６０が設けられ
て、この油圧多板クラッチ装置６０から出力するリヤド
ライブ軸２０は、プロペラ軸２１、リヤディファレンシ
ャル装置２２等を介して後輪に伝動構成される。

【００１１】自動変速機３０は、２組のフロントプラネ
タリギヤ３１，リヤプラネタリギヤ３２により前進４段
と後進１段を得る構成である。即ち、入力軸１４がリヤ
プラネタリギヤ３２のサンギヤ３２ａに、フロントプラ
ネタリギヤ３１のリングギヤ３１ｂおよびリヤプラネタ
リギヤ３２のキャリア３２ｃが変速機出力軸１５に連結
する。そしてフロントプラネタリギヤ３１のキャリア３
１ｃと一体的な連結要素３３と、リングギヤ３２ｂとの
間に、第１のワンウエイクラッチ３４、フォワードクラ
ッチ３５が直列的に設けられ、連結要素３３と固定部材
であるケース側との間に、第２のワンウエイクラッチ３
６、ローリバースブレーキ３７が並列的に設けられる。
連結要素３３とリングギヤ３２ｂとの間には、オーバラ
ンニングクラッチ３８がバイパスして設けてある。

【００１２】また、サンギヤ３１ａと一体的な連結要素
３９には、バンドブレーキ４０が設けられ、入力軸１４
と一体的な連結要素４１およびキャリア３１ｃと一体的
な連結要素４２との間には、ハイクラッチ４３が設けら
れる。更に連結要素３９と４１との間には、リバースク
ラッチ４４が設けられている。

【００１３】この自動変速機３０の構成により、Ｄレン
ジまたは３レンジと２レンジの１速ではフォワードクラ
ッチ３５が係合し、加速の場合は両ワンウエイクラッチ
３４，３６の作用で連結要素３３と共にリングギヤ３２
ｂをロックすることで、入力軸１４からサンギヤ３２
ａ，キャリア３２ｃを介して変速機出力軸１５に動力伝
達する。このとき、惰行時は第１のワンウエイクラッチ
３４がフリーになり、オーバランニングクラッチ３８を
係合して第１のワンウエイクラッチ３４のフリー回転を
規制しても、第２のワンウエイクラッチ３６がフリーに
なってエンジンブレーキは作用しない。１レンジの１速
では、ローリバースクラッチ３７の係合でオーバランニ
ングクラッチ３８を介してリングギヤ３２ｂを常にロッ
クするため、エンジンブレーキが作用する。

【００１４】Ｄレンジまたは３レンジと２レンジの２速
では、上記フォワードクラッチ３５とバンドブレーキ４
０とが係合し、このバンドブレーキ４０によりサンギヤ
３１ａをロックする。そこで、キャリア３１ｃとリング
ギヤ３２ｂとが、連結要素３３、フォワードクラッチ３
５、第１のワンウエイクラッチ３４を介して回転し、１
速時よりもリングギヤ３２ｂが回転する分だけ増速した
動力が出力する。このとき減速時には、オーバランニン
グクラッチ３８の係合により連結要素３３とリングギヤ
３２ｂとを連結状態に保つことで、エンジン側に逆駆動
力が伝達してエンジンブレーキが作用する。

【００１５】Ｄレンジまたは３レンジの３速では、フォ
ワードクラッチ３５とハイクラッチ４３とが係合し、こ
のハイクラッチ４３により入力軸１４が連結要素４１，
４２、キャリア３１ｃ、連結要素３３、フォワードクラ
ッチ３５、第１のワンウエイクラッチ３４を介してリン
グギヤ３２ｂに連結する。このため、リヤプラネタリギ
ヤ３２は一体化して、入力軸１４と変速機出力軸１５と
は直結する。このとき、減速時にオーバランニングクラ
ッチ３８の結合で第１のワンウエイクラッチ３４の空転
を規制することで、２速と同様にエンジンブレーキが作
用する。

【００１６】Ｄレンジの４速では、上述に加えてバンド
ブレーキ４０の係合でサンギヤ３１ａをロックする。こ
のため、フロントプラネタリギヤ３１でハイクラッチ４
３によりキャリア３１ｃに入力した動力でリングギヤ３
１ｂを増速することになり、これが変速機出力軸１５に
伝達する。この場合は、第１、第２のワンウエイクラッ
チ３４，３６を介しないため常にエンジンブレーキが作
用する。

【００１７】Ｒレンジでは、リバースクラッチ４４の結
合でサンギヤ３１ａに入力軸１４の動力が入力する。ま
た、ローリバースクラッチ３７の係合で連結要素３３と
共にキャリア３１ｃをロックするため、フロントプラネ
タリギヤ３１でリングギヤ３１ｂに逆転してギヤ比の大
きい動力が出力し、この逆転動力が変速機出力軸１５に
伝達して後進速になる。こうして、自動変速機３０にお
いて前進４段後進１段の変速段が得られる。

【００１８】一方、自動変速機３０の前方にはオイルポ
ンプ４５が設置され、トルクコンバータ１３のポンプイ
ンペラ側のドライブ軸４６で常に駆動される。オイルパ
ン５にはコントロールバルブボデー４７が収容され、上
述の各クラッチ、ブレーキに給排油して選択的に係合す
るようになっている。

【００１９】図２において、センターディファレンシャ
ル装置５０、油圧多板クラッチ装置６０の部分について
説明する。先ず、変速機出力軸１５の後方に第１、第２
の中間軸２３，２４を介してリヤドライブ軸２０が同軸
上に配置される。また、変速機出力軸１５には前輪側の
リダクションギヤ１７が回転自在に嵌合し、これらの変
速機出力軸１５、リダクションギヤ１７及び第１、第２
の中間軸２３，２４の間に、センターディファレンシャ
ル装置５０が同軸上に配置される。

【００２０】センターディファレンシャル装置５０は複
合プラネタリギヤに構成されるものであり、変速機出力
軸１５に形成される第１のサンギヤ５１と、第２の中間
軸２４に形成される第２のサンギヤ５３を有する。ま
た、キャリヤ５５は左右のフランジ５５ａ，５５ｂをア
ーム５５ｃにより一体化して成り、両フランジ５５ａ，
５５ｂの間に装架されたピニオン軸５６に、軸方向に一
体形成される第１、第２のピニオン５２，５４が、ニー
ドルベアリング２７を介して回転自在に装着される。そ
して、第１のサンギヤ５１に第１のピニオン５２が、第
２のサンギヤ５３に第２のピニオン５４がそれぞれ噛合
い、トルク配分した動力を第２の中間軸２４に出力する
ように構成される。

【００２１】一方、第２の中間軸２４の内部には更に第
１の中間軸２３が遊嵌され、この第１の中間軸２３の前
端で２つのサンギヤ５１，５３の間隙の箇所に連結部材
５７が結合され、この連結部材５７がキャリヤ５５のア
ーム５５ｃに一体的にスプライン結合して、差動制限等
の作用を行うようになっている。更に、キャリヤ５５の
一方のフランジ５５ａにはリダクションギヤ１７が、キ
ャリヤ５５の動力を出力するように結合される。ここ
で、キャリヤ５５の前方はそれと一体的なリダクション
ギヤ１７がトランスミッションケース３の壁部３ａにボ
ールベアリング２６ａで支持され、後方はフランジ５５
ｂのボス部５５ｄの外周がトランスファケース４に対し
てボールベアリング２６ｂで支持され、且つ内周が第２
の中間軸２４に対してボールベアリング２６ｃで支持さ
れ、両端支持で回転自在に設置される。

【００２２】このセンターディファレンシャル装置５０
の構成により、第１のサンギヤ５１に入力する動力を、
第１、第２のサンギヤ５１，５３と、第１、第２のピニ
オン５２，５４との歯車諸元によるトルク配分比でキャ
リヤ５５と第２のサンギヤ５３に伝達して、前後輪へ不
等トルク配分する機能を有する。また第１，第２のピニ
オン５２，５４の遊星回転により、旋回時の旋回半径の
差によって生じるキャリヤ５５と第２のサンギヤ５３と
の回転数差を吸収する差動機能を有する。

【００２３】ここで、図４の略図を用いてセンターディ
ファレンシャル装置５０の不等トルク配分機能について
詳記する。第１のサンギヤ５１の入力トルクをＴｉ、そ
の噛合いピッチ半径をｒｓ１、キャリヤ５５のフロント
側トルクをＴＦ、第１，第２のピニオン５２，５４の噛
合いピッチ半径をｒｐ１，ｒｐ２、第２のサンギヤ５３
のリヤ側トルクをＴＲ、その噛合いピッチ半径をｒｓ２
とすると、 Ｔｉ＝ＴＦ＋ＴＲ （１） ｒｓ１＋ｒｐ１＝ｒｓ２＋ｒｐ２ （２） が成立する。

【００２４】また、第１のサンギヤ５１と第１のピニオ
ン５２との噛合点に作用する接線方向荷重Ｐは、キャリ
ヤ５５に作用する接線方向荷重Ｐ１と、第２のサンギヤ
５３と第２のピニオン５４との噛合点に作用する接線方
向荷重Ｐ２との和に等しいので、次式が成立する。 Ｐ＝Ｔｉ／ｒｓ１ Ｐ１＝ＴＦ／（ｒｓ１＋ｒｐ１） Ｐ２＝ＴＲ／ｒｓ２ Ｔｉ／ｒs １＝{(ＴＦ／（ｒｓ１＋ｒｐ１)}＋ＴＲ／ｒｓ２ （３） そこで、（１），（２）式を（３）式に代入して整理す
ると、以下のようになる。 ＴＦ＝(1−ｒｐ１・ｒｓ２／ｒｓ１・ｒｐ２）×Ｔｉ ＴＲ＝（ｒｐ１・ｒｓ２／ｒｓ１・ｒｐ２）×Ｔｉ

【００２５】このことから、第１，第２のサンギヤ５
１，５３と、第１、第２のピニオン５２，５４との噛合
いピッチ半径により、フロント側トルクＴＦおよびリヤ
側トルクＴＲの基準トルク配分比を自由に設定し得るこ
とがわかる。ここで、ｒｓ１、ｒｐ１、ｒｐ２、ｒｓ２
は各歯数Ｚｓ１、Ｚｐ１、Ｚｐ２、Ｚｓ２に置き換える
ことができ、Ｚｐ１＝Ｚｐ２＝２１、Ｚｓ１＝３３、Ｚ
ｓ２＝２１とすると、 ＴＦ：ＴＲ＝３６．４：６３．６ になる。従って充分に後輪偏重の基準トルク配分比に設
定し得る。

【００２６】次に、センターディファレンシャル装置５
０を増速機として使用する場合について説明する。この
複合プラネタリギヤ式センターディファレンシャル装置
５０では、第２の中間軸２４を固定することで所定の増
速ギヤ比を得ることができ、この増速ギヤ比単独または
自動変速機３０の所定の変速段との共動により更に第５
速に変速するようになっている。そこで、例えば第２速
の変速段を用いる場合について説明すると、第２速のギ
ヤ比ｉ２、センターディファレンシャル装置５０の増速
ギヤ比ｉｐにより、第５速のギヤ比ｉ５は以下のように
なる。 ｉ５＝ｉ２・ｉｐ ここで、センターディファレンシャル装置５０の歯車諸
元に上述のものを用いると、ｉｐ＝（３３−２１）／３
３＝０．３６３になり、例えばｉ２＝１．５４５とする
と、ｉ５＝０．５６１になり、第４速よりギヤ比の小さ
い第５速が適正なギヤ比間隔で得られることになる。一
方、この第５速では、油圧多板クラッチ６２を走行状態
や路面状況に応じて油圧を制御することで伝達トルクを
生じ、前後輪のトルク配分が制御可能な４輪駆動とな
る。

【００２７】図３において、油圧多板クラッチ装置６０
について説明する。先ず、第２の中間軸２４とリヤドラ
イブ軸２０の間に介設され、トルク伝達用の摩擦係合要
素としての油圧多板クラッチ６１と、第１の中間軸２３
とリヤドライブ軸２０との間に介設され、差動制限とト
ルク移動用の摩擦係合要素としての油圧多板クラッチ６
２と、第２の中間軸２４に設けられ、センターディファ
レンシャル装置５０の差動機能を阻止してキャリヤ５５
を増速回転させる摩擦係合要素としての第５速用ブレー
キ６３とを有する。そして、これらの油圧多板クラッチ
６１，６２と第５速用ブレーキ６３は、センターディフ
ァレンシャル装置５０の直後において、第１中間軸２３
等の周囲の径方向に３重に重合して同軸上に配置され
る。即ち、油圧多板クラッチ６１，６２は共にリヤドラ
イブ軸２０に連結され、油圧多板クラッチ６１と第５速
用ブレーキ６３は共に第２の中間軸２４に連結されるこ
とから、油圧多板クラッチ６１が中間に配置され、この
油圧多板クラッチ６１の外側に第５速用ブレーキ６３
が、内側に油圧多板クラッチ６２が配置される。

【００２８】そこで、第２の中間軸２４にドラム部材６
４がスプライン結合され、このドラム部材６４の内側に
リヤドライブ軸２０の前端に一体形成されるドラム部材
６５が配置され、これらのドラム部材６４，６５の間に
油圧多板クラッチ６１が設けられる。油圧多板クラッチ
６１はドラム部材６４，６５の間にドライブプレート６
１ａとドリブンプレート６１ｂが交互に設けられ、ドラ
ム部材６４の内部に油圧室６１ｃ、ピストン６１ｄ、リ
ターンスプリング６１ｅが設けられ、第２の中間軸２４
をリヤドライブ軸２０に連結または遮断するように構成
される。

【００２９】第５速用ブレーキ６３は、ドラム部材６４
とトランスファケース４との間に交互にドライブプレー
ト６３ａとドリブンプレート６３ｂが設けられ、トラン
スファケース４の壁部４ａの内部に油圧室６３ｃ、ピス
トン６３ｄ、リターンスプリング６３ｅが設けられ、第
２の中間軸２４を固定またはフリーにするように構成さ
れる。

【００３０】油圧多板クラッチ６２は、第１の中間軸２
３にスプライン結合するハブ部材６６とドラム部材６５
との間に、ドライブプレート６２ａとドリブンプレート
６２ｂが交互に設けられる。また固定側のエクステンシ
ョンケース６のボス部６ａの内部に油圧室６２ｃ、ピス
トン６２ｄ、リターンスプリング６２ｅが設けられ、大
きい押圧力を発生すると共に、遠心油圧の影響のない状
態で油圧を正確に制御することが可能に設けられる。そ
してこのピストン６２ｄがボールベアリング６２ｆ、押
圧部材６２ｇを介してプレート側に連結され、可変制御
される差動制限トルクや伝達トルクを生じるように構成
される。尚、軸嵌合部にはブッシュ２８が介設され、軸
同志や軸と他の部材との突き当て部にはスラストベアリ
ング２５が介設されている。

【００３１】これらの油圧多板クラッチ６１，６２及び
第５速用ブレーキ６３は、コントロールバルブボデー４
７で自動変速機３０の変速制御等と共に油圧制御され
る。即ち、自動変速機３０で前進４段後進１段に変速さ
れる場合は、第５速用ブレーキ６３を解放して油圧多板
クラッチ６１を係合し、このとき後輪スリップ等に応じ
て油圧多板クラッチ６２に差動制限トルクを生じる。ま
た、第４速で車速が設定値より上昇すると、逆に第５速
用ブレーキ６３を係合して油圧多板クラッチ６１を解放
し、このとき前輪スリップ等に応じて油圧多板クラッチ
６２に伝達トルクを生じる。

【００３２】以上、自動変速機３０とセンターディファ
レンシャル装置５０のＤレンジと、Ｒレンジの各変速段
におけるクラッチ、ブレーキ動作を纏めて示すと、表１
のようになる。

【表１】 この表１において、○印はクラッチ，ブレーキの係合動
作を、●は油圧多板クラッチ６２による差動制限トルク
の発生を、◎は油圧多板クラッチ６２による前後輪への
駆動力配分制御をする場合の伝達トルク状態をそれぞれ
示す。

【００３３】また各変速段におけるギヤ比、ギヤ比の
例、トルク配分率をまとめて示すと、表２のようにな
る。

【表２】 この表２において、α１はフロントプラネタリギヤ３１
のサンギヤ３１ａの歯数Ｚｓ１とリングギヤ３１ｂの歯
数Ｚｒ１の比で、α１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１、α２はリヤプ
ラネタリギヤ３２のサンギヤ３２ａの歯数Ｚｓ２とリン
グギヤ３２ｂの歯数Ｚｒ２の比で、α２＝Ｚｓ２／Ｚｒ
２を示す。

【００３４】フロントプラネタリギヤ３１の各要素の回
転数の関係を示すと、次式のようになる。 Ｎｒ１＋α１・Ｎｓ１＝（１＋α１）・Ｎｃ１ 但し、α１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１ リヤプラネタリギヤ３２の各要素の回転数の関係を示す
と、次式のようになる。 Ｎｒ２＋α２・Ｎｓ２＝（１＋α２）・Ｎｃ２ 但し、α２＝Ｚｓ２／Ｚｒ２ ここで、フロントプラネタリギヤ３１のリングギヤ３１
ｂの回転数Ｎｒ１、サンギヤ３１ａの回転数Ｎｓ１、キ
ャリヤ３１ｃの回転数Ｎｃ１であり、またリヤプラネタ
リギヤ３２のリングギヤ３２ｂの回転数Ｎｒ２、サンギ
ヤ３２ａの回転数Ｎｓ２、キャリヤ３２ｃの回転数Ｎｃ
２である。

【００３５】更に、潤滑系として特に油圧多板クラッチ
装置６０の部分の潤滑系について説明する。先ず、中心
の第１の中間軸２３の内部にオイル通路７０が形成さ
れ、ドラム部材６４，６５やハブ部材６６の内側でスラ
ストベアリング２５が介設される箇所等にオイル通路７
０からのオイル孔７１が３つの経路で連通して設けられ
る。また、３重に重合されるドラム部材６４，６５とハ
ブ部材６６の筒部の円周上には、スプライン溝と各別ま
たはその溝を兼ねたオイル孔７２，７３，７４が多数設
けられ、これらの部材６４〜６６が回転する際に遠心力
によりオイルを内側から外側に連続的に供給するように
なっている。

【００３６】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、エンジン１０の動力はトルクコンバータ１
３、入力軸１４を介して自動変速機３０に入力し、２組
のフロントプラネタリギヤ３１とリヤプラネタリギヤ３
２の作動、クラッチ４４，４３，３５，３８，３６，３
４とブレーキ４０，３７の選択的係合により、Ｄレンジ
にシフトすると前進速の第１速ないし第４速に自動変速
され、Ｒレンジにシフトする場合は後進速になる。そし
てこの変速動力が、変速機出力軸１５からセンターディ
ファレンシャル装置５０の第１のサンギヤ５１に入力し
て、トルク配分される。またこの場合は、油圧多板クラ
ッチ装置６０の油圧多板クラッチ６１が係合して、セン
ターディファレンシャル装置５０の第２のサンギヤ５３
がリヤドライブ軸２０に連結される。

【００３７】ここでセンターディファレンシャル装置５
０の各歯車諸元により、例えばＴＦ：ＴＲ＝３６．４：
６３．６に設定されているため、変速動力の３６．４％
がキャリヤ５５に、６３．６％が第２のサンギヤ５３に
それぞれ配分して出力される。そしてキャリヤ５５の動
力は、リダクションドライブギヤ１７、リダクションド
リブンギヤ１８、フロントドライブ軸１６、フロントデ
ィファレンシャル装置１９を介して前輪に伝達する。ま
た、第２のサンギヤ５３の動力は、第２の中間軸２４、
油圧多板クラッチ６１、リヤドライブ軸２０以降の後輪
に伝達し、後輪偏重の４輪駆動走行になり、このトルク
配分ではオーバステア気味になって回頭性、操縦性等が
良好になる。この４輪駆動走行の旋回時には、センター
ディファレンシャル装置５０の第１、第２のピニオン５
２，５４の遊星回転により、旋回時に生じる前後輪の回
転数差が吸収され、自由に旋回可能になる。

【００３８】次いで、滑り易い路面走行時には、基準ト
ルク配分が後輪偏重のトルク配分のため通常は後輪が先
にスリップし、この場合に油圧多板クラッチ６２の差動
制限トルクＴｃがスリップ状態に応じて制御される。す
ると、センターディファレンシャル装置５０のキャリヤ
５５と第２のサンギヤ５３との間に、キャリヤ５５、連
結部材５７、第１の中間軸２３及び油圧多板クラッチ６
２による他の伝動系路がバイパスして形成され、高回転
の第２のサンギヤ５３の後輪側から低回転のキャリヤ５
５の前輪側に、差動制限トルクＴｃに応じてトルクバイ
パスする。そこで、前輪寄りにトルク配分制御されて後
輪スリップが防止され、走破性を向上する。

【００３９】このとき差動制限トルクＴｃが最大になる
と、第２のサンギヤ５３とキャリヤ５５との直結により
センターディファレンシャル装置５０はロックして直結
式４輪駆動になり、前後輪の輪荷重配分に相当したトル
ク配分になる。こうして差動制限トルクＴｃを制御する
ことにより、後輪偏重と直結式との間でトルク配分が可
変制御されることになる。

【００４０】一方、第４速の走行条件より更に高速にな
ると、自動変速機３０が第２速の状態になり、同時に第
５速用ブレーキ６３の係合によりセンターディファレン
シャル装置５０の第２のサンギヤ５３が固定して、キャ
リヤ５５が増速回転する。このため、自動変速機３０の
第２速の動力が、センターディファレンシャル装置５０
で大幅に増速されてキャリヤ５５以降の前輪に伝達し、
第４速よりギヤ比の小さいオーバドライブの第５速に変
速されて高速走行することが可能になるのであり、この
場合はアンダーステア気味になって高速安定性を向上す
る。この時、走行状態や前輪スリップの状況等に応じて
油圧多板クラッチ６２の伝達トルクＴDが可変制御され
ると、キャリヤ５５から第１の中間軸２３、油圧多板ク
ラッチ６２を介して後輪にもトルク伝達される。そこで
前輪スリップを防止すると共に、同様に前後輪のトルク
配分が制御可能な４輪駆動走行になる。

【００４１】上記４輪駆動での走行時等においては、第
１の中間軸２３のオイル通路７０に潤滑用のオイルが常
に供給されており、このオイルがオイル孔７１を通りス
ラストベアリング２５等に供給されて潤滑し、その直後
に油圧多板クラッチ装置６０のドラム部材６４，６５と
ハブ部材６６の内部に３つの経路で流入する。そしてド
ラム部材６４に流入する２つの経路のオイルで油圧多板
クラッチ６１，６２の主としてピストン側が強制潤滑さ
れる。また、特に走行中では各部材６４〜６６が高速回
転しているため、１つの経路でハブ部材６６の内部に流
入するオイルは遠心力により自動的に外方に飛散され、
これにより先ずオイル孔７２を通り油圧多板クラッチ６
２のプレート部に給油され、次いでオイル孔７３を通り
油圧多板クラッチ６１のプレート部に給油される。そし
て最後にオイル孔７４を通り第５速用ブレーキ６３のプ
レート部に給油され、更にトランスファケース４の案内
でそのピストン側にも給油されるのであり、こうして各
プレート部等にオイルが順次連続的に流れて良好に強制
潤滑される。

【００４２】尚、油圧多板クラッチ装置６０は上記実施
例のみに限定されるものではなく、例えば図５に示すよ
うに、第５速用ブレーキとしてドラム部材６４にブレー
キバンド８０を装着しても良い。また、差動制限作用す
るものとして例えばビスカスカップリング８１を、第１
の中間軸２３とドラム部材６５の間に設けることもでき
る。

【００４３】図６において、エンジン、自動変速機を車
両左右方向に横置き配置した他の実施例について説明す
る。この実施例では、車両の例えば前部の左右方向にエ
ンジン１０、トルクコンバータ１３及び自動変速機３０
が配置されて伝動構成され、トランスミッションケース
３の内部にフロントディファレンシャル装置１９が配置
されている。フロントディファレンシャル装置１９の左
右から車軸９０Ｌ，９０Ｒを介して前輪９１Ｌ，９１Ｒ
に連結して、右車軸９０Ｒのエンジン側にオフセットし
てトランスファケース４が設けられ、このトランスファ
ケース４内部でフロントディファレンシャル装置１９と
同軸上に、センターディファレンシャル装置５０、油圧
多板クラッチ装置６０の油圧多板クラッチ６１，６２と
第５速用ブレーキ６３が配置されている。

【００４４】そして自動変速機３０の出力軸１５が、一
対のギヤ９２、中間軸９３、ファイナルギヤ９４、中空
軸９５を介してセンターディファレンシャル装置５０の
第１のサンギヤ側に連結し、そのキャリヤ側が中間軸９
６を介してフロントディファレンシャル装置１９と油圧
多板クラッチ６２に連結してある。また、油圧多板クラ
ッチ６２は、一対のギヤ９７、トランスファ軸９８、変
向ギヤ９９、リヤドライブ軸２０、プロペラ軸２１、リ
ヤディファレンシャル装置２２、左右の車軸１００Ｌ，
１００Ｒを介して後輪１０１Ｌ，１０１Ｒに伝動構成さ
れる。一方、この場合の油圧多板クラッチ６１，６２と
第５速用ブレーキ６３も、３重に重合して同軸上に配置
される。

【００４５】従って、この実施例では、自動変速機３０
の変速動力が、一対のギヤ９２、中間軸９３、ファイナ
ルギヤ９４、および中空軸９５を介してセンターディフ
ァレンシャル装置５０に入力して同様にトルク配分され
る。そしてキャリヤ側の動力は、フロントディファレン
シャル装置１９を介して前輪９１Ｌ，９１Ｒに、第２の
サンギヤ側の動力は、油圧多板クラッチ６１により一対
のギヤ９７、トランスファ軸９８、変向ギヤ９９、リヤ
ドライブ軸２０、およびプロペラ軸２１等を介して後輪
１０１Ｌ，１０１Ｒに伝達する。また、上述と同様に油
圧多板クラッチ６２により差動制限作用し、第５速用ブ
レーキ６３と油圧多板クラッチ６２との係合により第５
速に変速される。

【００４６】以上、本発明の実施例について説明した
が、自動変速機は実施例に限定されず主変速機が３速や
２速の場合にも適用し得る。また、第５速のギヤ比は任
意に定めることができ、センターディファレンシャル装
置から得られる増速ギヤ比自体を用いたり、または主変
速機の所定の変速段と組合せることもできる。センター
ディファレンシャル装置は単純プラネタリギヤ、ベベル
ギヤで構成する場合や、減速機として使用する場合等に
も適応することができる。更に、横置き配置の場合に
は、フロントやリヤのディファレンシャル装置とセンタ
ーディファレンシャル装置の配置関係により、種々のレ
イアウトに構成することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センターディファレンシャル装置付４輪駆動車におい
て、センターディファレンシャル装置が多機能を有する
ように構成されて複数の油圧多板クラッチ、ブレーキ等
を備える場合に、これらの油圧多板クラッチ、ブレーキ
が多重に重合して同軸上に配置構成されるので、軽量、
コンパクトになって車載性等が向上する。ドラム部材は
２つの油圧多板クラッチ、ブレーキに兼用されるので、
部品点数が少なくなって構造が大幅に簡素化し、組付性
等も向上する。

【００４８】油圧多板クラッチ、ブレーキが、内側から
差動制限用、動力伝達用、ブレーキ用の順序で配置して
構成されるので、各クラッチで形状等に応じた所定のト
ルク容量を適確に得ることができ、ブレーキ側の放熱性
も良い。更に、油圧多板クラッチ、ブレーキが多重に重
合して同軸上に配置構成されるので、中心部からオイル
を供給するだけで、各部に遠心力により順次連続して給
油されて良好に強制潤滑することができ、耐久性、信頼
性が向上し、且つ潤滑系の構造が非常に簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセンターディファレンシャル装置
付４輪駆動車として、縦置き配置の実施例の全体を示す
スケルトン図である。

【図２】センターディファレンシャル装置と油圧多板ク
ラッチ装置の部分の拡大断面図である。

【図３】油圧多板クラッチ装置の部分の拡大断面図であ
る。

【図４】トルク配分状態，差動制限と直結用伝達トルク
の流れを説明する略図である。

【図５】本発明の他の実施例の要部を示すスケルトン図
である。

【図６】本発明に係るセンターディファレンシャル装置
付４輪駆動車として、横置き配置の実施例を示すスケル
トン図である。

【符号の説明】 １５ 変速機出力軸 １６ フロントドライブ軸 １７，１８ リダクションギヤ ２０ リヤドライブ軸 ３０ 自動変速機 ５０ センターディファレンシャル装置 ６０ 油圧多板クラッチ装置 ６１，６２ 油圧多板クラッチ ６３ 第５速用ブレーキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−293228（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−61122（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−27623（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−27622（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 17/28 - 17/36

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速機出力要素に対して、第１及び第２
   の中間出力要素と前後輪の一方へ動力を伝達する第１の
   出力要素とを同軸上に配置し、前記第１の出力要素と、
   前記第２の中間出力要素を介して前後輪の他方へ動力を
   伝達する第２の出力要素との間で、少なくとも差動機能
   とトルク配分の可変制御を行うセンターディファレンシ
   ャル装置において、 前記第１の出力要素と前記第２の中間出力要素との間に
   設けられ、前後輪の一方へ動力を伝達又は遮断するため
   の第１の摩擦係合要素と、 前記第１の中間出力要素と前記第１の出力要素との間に
   設けられ、前記センターディファレンシャル装置の差動
   制限を行うと共に前後輪へのトルク配分を可変にする第
   ２の摩擦係合要素と、 前記第２の中間出力要素に対して設けられ、前記センタ
   ーディファレンシャル装置による変速段を得る第３の摩
   擦係合要素とを備え、 前記第１の摩擦係合要素は前記第２の摩擦係合要素の周
   りに配置され、前記第３の摩擦係合要素は前記第１の摩
   擦係合要素の周りに配置され、更には、前記各摩擦係合
   要素は多重に重合して同軸上に配置されることを特徴と
   するセンターディファレンシャル装置付４輪駆動車。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の摩擦係合要素は油圧
   作動クラッチであり、前記第３の摩擦係合要素は油圧多
   板ブレーキであることを特徴とする請求項１記載のセン
   ターディファレンシャル装置付４輪駆動車。
3. 【請求項３】 前記油圧作動クラッチは、複数のドラム
   部材間にドライブ板とドリブン板が設けられると共に、
   前記ドラム部材内部に油圧室及びピストンが設けられる
   ことを特徴とする請求項２記載のセンターディファレン
   シャル装置付４輪駆動車。
4. 【請求項４】 前記センターディファレンシャル装置
   は、プラネタリギヤを備え、該プラネタリギヤは、前記
   変速機出力要素に形成される第１のサンギヤと、前記第
   ２の中間出力要素に形成される第２のサンギヤと、前記
   第１の中間出力要素に接続されるキャリヤと、該キャリ
   ヤに一体形成される第１及び第２のピニオンとを有し、
   前記第１のピニオンが前記第１のサンギヤに噛合うと共
   に前記第２のピニオンが前記第２のサンギヤに噛合い、
   前記キャリヤが前記第２の出力要素に接続されることを
   特徴とする請求項１記載のセンターディファレンシャル
   装置付４輪駆動車。
5. 【請求項５】 前記各摩擦係合要素には、中心に設けら
   れた出力要素に供給されたオイルが最内に配置された摩
   擦係合要素から最外に配置された摩擦係合要素に向けて
   順次連続的に給油されるような潤滑経路が形成されるこ
   とを特徴とする請求項１記載のセンターディファレンシ
   ャル装置付４輪駆動車。
6. 【請求項６】 前記第１の中間出力要素が前記各摩擦係
   合要素の中心に配置され、前記第２の中間出力要素が該
   第１の中間出力要素の周りに配置されて、前記第２の出
   力要素は前記キャリアに噛合う連結要素を持って前記変
   速機出力要素の外側に配置されることを特徴とする請求
   項１記載のセンターディファレンシャル装置付４輪駆動
   車。