JP3657311B2 - 四輪駆動用駆動連結装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、前，後輪間に介装されたベーンポンプが両輪間の回転速度差に応じて発生する油圧を媒介として四輪駆動状態を実現する四輪駆動用駆動連結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの駆動力を前，後輪双方に伝達して走行する四輪駆動車は、悪路走破性に優れているだけでなく、一般道においても加速性や走行安定性に優れていることから、急速に普及してきている。
近年においては、前，後輪を連結し、前，後輪間に回転速度差が生じたとき、この回転速度差に応じて両輪への駆動力配分を変更する駆動連結装置を備え、実質的に常時四輪駆動状態が得られるようにした、いわゆるフルタイム４ＷＤが主流となっている。
【０００３】
このような駆動連結装置の一つとして、前，後輪間に介装された油圧ポンプの発生油圧を利用するものが知られている。これは、前，後輪の一方への伝動軸と連動回転されるケーシング内に、他方への伝動軸と連動回転されるロータを収納して油圧ポンプ（一般にはベーンポンプ）を構成し、ケーシングとロータとの間に形成されたポンプ室内に、両伝動軸間の回転速度差に応じた油圧を発生させ、この油圧を介して、前，後輪間での駆動力伝達が行なわれるようにしたものである。
【０００４】
この際、上記相対回転の大小、すなわち前，後輪間に生じている回転速度差の大小に対応して発生する油圧は、ロータとケーシングとの間の相対回転を抑止するように作用するから、この油圧を媒介として前，後輪間の一方から他方へ、両輪間の回転速度差に応じた駆動力が伝達されることになり、いわゆる四輪駆動状態が実現される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の回転速度差が小さいときには、上記油圧が殆ど発生しないために、前，後輪間の連結力が弱い。このため、駆動系の従動側部分がフリーな状態となり、ギアの歯打ち音が発生したり、また、従動側部分のガタが累積してショックとして車体に伝わったりすることがあった。
【０００６】
そこで、ロータと一体回転する軸の所定の面と、これに対向するケーシングの外端面との間に、板ばね及び摺動プレートを介在させてフリクショントルクを負荷することが行なわれている。
しかしながら、上記の板ばねは、ケーシングの軸方向に隣接して配置されるため、この配置スペースの分だけ駆動連結装置が大型化するという問題があった。
【０００７】
また、実際上、フリクショントルクとしても十分な大きさのものが得られなかった。
さらに、回転速度差が小さいとき以外は不必要な上記のフリクショントルクが、回転速度差の大小とは無関係に、常時、負荷されているので、摺動プレートが早期に摩耗するという耐久上の問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、大型化を招かずに十分な大きさのフリクショントルクを得ることができ且つ耐久性にも優れた四輪駆動用駆動連結装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の四輪駆動用駆動連結装置は、前，後輪の一方と連動回転する円柱体状のロータと、他方と連動回転するとともに上記ロータを収納した状態で一対の内側面がロータの両端面にそれぞれ摺接されるケーシングと、ロータの周面に形成され且つ径方向に所定の深さを有する収納溝に、径方向に進退自在に収納されて径方向外向きに付勢されるベーンとによりベーンポンプを構成し、ロータとケーシングとの間の回転速度差に応じて発生させた油圧を媒介として前，後輪間にトルクを伝達する四輪駆動用駆動連結装置において、上記ロータの軸方向に延び且つロータの両端面に開口する複数の貫通孔と、各貫通孔の両端部にそれぞれ進退自在に収納され且つそれぞれケーシングの対応する内側面に摺接可能な一対の摩擦部材と、上記各貫通孔に収納され且つ対応する一対の摩擦部材間に介在して上記対応する一対の摩擦部材をそれぞれケーシングの対応する内側面に弾力的に押圧する付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の四輪駆動用駆動連結装置において、上記ロータとケーシングとの間の回転速度差が小さいときには、付勢部材により摩擦部材がケーシングの内側面に摺接され、ロータとケーシングとの間の回転速度差が大きいときには、ベーンポンプの発生する油圧によって摩擦部材がケーシングの内側面から離隔されるように、上記付勢部材の付勢力が設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
請求項１に係る発明の構成によれば、ロータの端面に開口する孔に収納された摩擦部材が、付勢部材によって、ケーシングの内側面に弾性的に押圧されている。したがって、ロータとケーシングとが相対回転すると、摩擦部材がケーシングの内側面に摺接することにより、ロータとケーシングとの相対回転を抑制するフリクショントルクが発生する。
【００１２】
このフリクショントルクは、回転速度差が小さくて油圧による連結力が小さいときに、これを補い、ロータとケーシングとの連結がルーズになることを防止する。
一方、回転速度差が大きい状態では、ロータの端面とケーシングの内側面との間に、ベーンポンプ内の高圧が導かれるので、この高圧を受けた上記摩擦部材は、付勢部材に抗してケーシングの内側面から離れる方向への力を受ける。その結果、摩擦部材のケーシング内側面への摺接力が弱まる。
【００１３】
請求項２に係る発明の構成によれば、ロータとケーシングとの間の回転速度差が大きいときに、ベーンポンプ内の高圧によって、摩擦部材が、付勢部材に抗してケーシングの内側面から離隔される。その結果、摩擦部材のケーシング内側面への摺接が回避される。
【００１４】
【実施例】
以下実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係る四輪駆動用駆動連結装置（以下、単に駆動連結装置という）の全体構成を示す縦断面図であり、図１を参照して、本駆動連結装置は、前，後輪の一方と連動回転する伝動軸（図示せず）と、他方と連動回転する伝動軸（図示せず）との間に、両軸の回転速度差に応じた油圧を発生させるベーンポンプ１を構成し、ベーンポンプ１の発生油圧を媒介として、前記前，後輪間のトルク伝達を行なうものである。
【００１５】
図１及び図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である図２を参照して、ベーンポンプ１の円筒形をなすロータ２は、外周面から半径方向に所定の深さを有する複数の収納溝３を周方向に等配に形成し、これら収納溝３にそれぞれ矩形平板状のベーン４を半径方向への進退自在に収納した公知の構成からなる。各ベーン４はオリフィス４ａを有している。各ベーン４とこれの収納溝３の底部との間には、ベーン４を半径方向外向きに付勢する圧縮コイルばね５が介装されている。また、ロータ２の両端面には、収納溝３の底部同士を連通する環状油路６が形成されている。
【００１６】
ベーンポンプ１のケーシング７は、ロータ２を軸方向に挟持する一対のサイドプレート８，９と、両サイドプレート８，９によって軸方向に挟持された状態でロータ２を内包することにより、ロータ２との間に複数のポンプ室１０を形成したカムリング１１とを備えている。サイドプレート８はカムリング１１及びサイドプレート９の外周を覆う筒状部８ａを一体に形成している。この筒状部８ａの開放側端部にサイドプレート９がねじ込まれて固定されており、また、カムリング１１は円周の複数箇所にてピン部材２３によりサイドプレート８に固定されている。これにより、ケーシング７全体が一体回転可能となっている。
【００１７】
カムリング１１の内側には、両サイドプレート８，９にて両側を囲繞された空洞部１１ａが形成され、上記ロータ２は、この空洞部１１ａ内に収容されている。ロータ２の回転軸である筒状のロータ軸１２は、サイドプレート８，９の中抜き部に挿入されている。各サイドプレート８，９とロータ軸１２との間には、各一対のニードルローラ軸受１３及びシール部材１４が介在している。
【００１８】
ロータ２は、ロータ軸１２にスプライン結合されており、このロータ軸１２に、後輪側と連動回転する伝動軸が締結されることから、ロータ２は後輪の回転に連動してその軸心回りに回転する。一方、ケーシング７は、前輪側と連動回転する伝動軸が締結されることから、ケーシング７は前輪の回転に連動してその軸心回りに回転する。したがって、ロータ２とケーシング７との間には、前，後輪間の回転速度差に応じた相対回転が生ずる。
【００１９】
ロータ２の外周面と、カムリング１１の空洞部１１ａの内周面との間には、両サイドプレート８，９の側面により挟まれた状態で、複数の変形三日月形をしたポンプ室１０が形成されている。このポンプ室１０は、ベーン４によって高圧側（回転方向側）部分と低圧側（反回転方向側）部分とに区画される。一方、ロータ２の内周面の一部と、これに対向するロータ軸１２の外周面との間には、油溜め部１５が形成されている。
【００２０】
ロータ２の内部には、上記油溜め部１５とポンプ室１０を連通するための第１油路１６と、ロータ２の一方の端面の環状油路６とポンプ室１０とを連通するための第２油路１７とが形成されている。上記第１油路１６には、油溜め部１５からポンプ室１０への油の流入のみを許容する第１チェック弁１８が配置されている一方、上記第２油路１７には、ポンプ室１０から上記環状油路６への油の流入のみを許容する第２チェック弁１９が配置されている。
【００２１】
ロータ２とケーシング７との間に相対回転が生ずると、ポンプ室１０の高圧側部分から低圧側部分へとこれらを隔てるベーン４のオリフィス４ａを通して油が流通される一方、低圧側部分に連通した第１油路１６を介して低圧側部分へ油が供給される。また、高圧側部分から第２油路１７及び環状油路６を介して収納溝３の底部に高圧が供給されることにより、ベーン４がカムリング１１の内周面に押し付けられる。
【００２２】
図２のＢ−Ｂ線に沿う断面の拡大図である図３を参照して、ロータ２の軸方向に延び且つロータ２の両端面に開口する貫通孔２０が、円周上の複数位置に設けられている。各貫通孔２０の両端部には、ケーシング７の内側面としてのサイドプレート８，９の端面にそれぞれ摺接可能な摩擦部材２１が、進退自在に収納されており、両摩擦部材２１同士の間には、圧縮コイルばね２２が介在している。この圧縮コイルばね２２は、各摩擦部材２１を、サイドプレート８，９に弾力的に押圧する付勢部材として機能する。上記摩擦部材２１は２段円柱状をしており、小径側の円柱部分を圧縮コイルばね５内に挿入している。
【００２３】
図２に示すように、ベーン用の収納溝３と第２油路１７とは円周方向の交互に配置され、上記貫通孔２０は、ベーン用の収納溝３と第２油路１７との間に配置されている。
本実施例によれば、前，後輪間の回転速度差が小さいときに、摩擦部材２０によってフリクショントルクを発生させ、これにより、前，後輪間の連結がルーズになることを防止できる。その結果、上記連結がルーズになることに起因して従来発生していた、振動に伴う歯打ち音やガタによるショックの発生を防止することができる。
【００２４】
特に、フリクショントルクを発生させるための機構を、ロータ２に内蔵したので、本駆動連結装置が大型化することがない。
また、摩擦部材２１、圧縮コイルばね２２をロータ２に多数設けることが可能で、従来の板ばね及び摺動プレートを１箇所に設けたものに比べて、より大きなフリクショントルクを得ることができると共に、配設個数の調整により、容易にフリクショントルク量を調整できる。
【００２５】
さらに、上記回転速度差が大きいときに、摩擦部材２１のサイドプレート８，９への摺接を回避することができるので、摩擦部材２１の摩耗の発生を大幅に低減することができる結果、耐久性を向上させることができる。
なお、図４及び図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である図５に示すように、ベーン押上用の圧縮コイルばね５を貫通支持する支持棒２４の一端に固定した底板部材２５と、収納溝３の溝底との間に、底板部材２５に溶着したゴム等からなる弾性板２６を介在させても良い。
【００２６】
この場合、ベーン４がカムリング１１の小径部分に摺接する際に、弾性板２６の圧縮によりベーン４を強く押し上げて、カムリング１１の内周面に押し付け、これにより、カムリング１１とベーン４との滑り摩擦力をフリクショントルクとして働かせる。本例においても、図１の実施例と同様に、駆動連結装置を大型化させることなく、低回転速度差での振動やガタの発生を抑制することができる。なお、圧縮コイルばね５は、最圧縮状態で略密着するものを用いることが十分なフリクショントルクを得るうえで望ましい。
【００２７】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、ロータ２の一方の端面のみに開口する孔を、各端面毎に設け、各孔にそれぞれ摩擦部材２１及び圧縮コイルばね２２を配置しても良い。
その他、本発明の範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ロータとケーシングとの回転速度差が小さいときに、摩擦部材によって発生させたフリクショントルクによって、前，後輪間の連結がルーズになることを防止できる。その結果、上記連結がルーズになることに起因した歯打ち音やショックの発生を防止することができる。
【００２９】
また、フリクショントルクを発生させるための機構を、ロータに内蔵したので、本駆動連結装置が大型化することがない。
さらに、ロータとケーシングとの間の回転速度差が大きいときに、摩擦部材のケーシング内側面への摺接力を弱めることができるので、摩擦部材の摩耗の発生を低減することができる結果、耐久性を向上させることができる。
【００３０】
請求項２に係る発明の構成によれば、ロータとケーシングとの間の回転速度差が大きいときに、摩擦部材のケーシング内側面への摺接を回避することができるので、摩擦部材の摩耗の発生を大幅に低減することができる結果、耐久性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての駆動連結装置の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】フリクショントルクを働かせるための他の例の駆動連結装置の縦断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ ベーンポンプ
２ ロータ
３ 収納溝
４ ベーン
７ ケーシング
８，９ サイドプレート
１１ カムリング
２０ 貫通孔
２１ 摩擦部材
２２ 圧縮コイルばね

Claims (2)

1. 前，後輪の一方と連動回転する円柱体状のロータと、他方と連動回転するとともに上記ロータを収納した状態で一対の内側面がロータの両端面にそれぞれ摺接されるケーシングと、ロータの周面に形成され且つ径方向に所定の深さを有する収納溝に、径方向に進退自在に収納されて径方向外向きに付勢されるベーンとによりベーンポンプを構成し、ロータとケーシングとの間の回転速度差に応じて発生させた油圧を媒介として前，後輪間にトルクを伝達する四輪駆動用駆動連結装置において、
   上記ロータの軸方向に延び且つロータの両端面に開口する複数の貫通孔と、
   各貫通孔の両端部にそれぞれ進退自在に収納され且つそれぞれケーシングの対応する内側面に摺接可能な一対の摩擦部材と、
   上記各貫通孔に収納され且つ対応する一対の摩擦部材間に介在して上記対応する一対の摩擦部材をそれぞれケーシングの対応する内側面に弾力的に押圧する付勢部材とを備えたことを特徴とする四輪駆動用駆動連結装置。
2. 上記ロータとケーシングとの間の回転速度差が小さいときには、付勢部材により摩擦部材がケーシングの内側面に摺接され、ロータとケーシングとの間の回転速度差が大きいときには、ベーンポンプの発生する油圧によって摩擦部材がケーシングの内側面から離隔されるように、上記付勢部材の付勢力が設定されていることを特徴とする請求項１記載の四輪駆動用駆動連結装置。

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