JP4399349B2 - 車両用四輪駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源（エンジン）からの回転駆動力を前輪および後輪に伝達して四輪全てを回転駆動する車両用四輪駆動装置に関し、さらに詳しくは、前輪若しくは後輪のいずれか一方に伝達する回転駆動力を、前輪若しくは後輪のアクスルディファレンシャル機構に組み込んだクラッチにより実現した車両用四輪駆動装置に関する。

前輪および後輪をともに駆動する四輪駆動車両は従来から一般的に知られており、前輪若しくは後輪のいずれか一方にはプロペラシャフトを介して駆動源からの回転駆動力を直接伝達して駆動し、他方はこのプロペラシャフト上に配設されたクラッチを用いることにより、配分される回転駆動力を調整して伝達する四輪駆動車両も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１６４９０５号公報

ところで、四輪駆動車両においては、４輪の内１輪が空転した場合は、ディファレンシャル機構により回転駆動力の大部分が滑った１輪に配分されてしまうため、車両全体としては十分な駆動力を得ることができない。そのため、駆動力を配分するクラッチを前輪若しくは後輪のアクスルディファレンシャル機構に組み込んでそれぞれのアクスルシャフトに対応させて配設し、その車輪に配分される駆動力を調整する働きに加えて前後輪の差動を抑えるセンター差動制限機能と、クラッチが配置されたアクスルシャフト側の左右の車輪の差動を抑え確実に回転駆動力を伝達するフロント又はリア差動制限機能とを備えることにより走行性能を向上させた四輪駆動車両も知られている。

しかしながら、このように左右のアクスルシャフトに対応したクラッチを配設する構成とすると、従来のプロペラシャフトにクラッチを配設した四輪駆動車両に比べてクラッチが２個必要となるため、重量が増加してしまうという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、アクスルディファレンシャル機構の左右方向一方側にクラッチを配置するとともに、他方側に油圧供給手段の駆動部を配置して小型化および軽量化した車両用四輪駆動装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る車両用四輪駆動装置は、車体の前後にそれぞれ左右一対の前輪および後輪を備え、駆動源（例えば、実施形態におけるエンジンＥ）からの回転駆動力を前輪および後輪に振り分けて伝達して駆動するように構成される。このとき、左右一対の前輪および後輪の一方の側に駆動源が設けられ、駆動源から振り分けられて前輪および後輪のうちの他方の側に伝達する駆動軸（例えば、実施形態におけるプロペラシャフト９）が、車体の左右方向中央部を前後に延びて設けられ、駆動軸を介して伝達される回転駆動力が、他方の側における左右一対の車輪の間に設けられたアクスルディファレンシャル機構（例えば、実施形態における後輪側アクスルディファレンシャル機構２０）を介して他方の側の左右一対の車輪に繋がる左右のアクスルシャフトに分割して伝達されるように構成されており、駆動軸とアクスルディファレンシャル機構とがべベルギヤ機構を介して回転駆動力の伝達を可能に接続され、アクスルディファレンシャル機構が、駆動軸と左右のアクスルシャフトの一方とを係脱して回転駆動力の伝達および切断を行う第１のクラッチ手段（例えば、実施形態における右クラッチ部３０）と、駆動軸と左右のアクスルシャフトの他方とを係脱して回転駆動力の伝達および切断を行う第２のクラッチ手段（例えば、実施形態における左クラッチ部４０）と、第１および第２のクラッチ手段を作動させる作動油の油圧を発生させる油圧発生部（例えば、実施形態におけるアクチュエータ５１）と油圧発生部を作動させる駆動部（例えば、実施形態における電動モータ５２）とからなる油圧供給手段（例えば、実施形態における油圧供給装置５０）を有して構成され、第１および第２のクラッチ手段が駆動軸の軸線に対して左右いずれか一方側に左右方向に並んで配置され、油圧供給手段の駆動部が軸線に対する他方側に配置され、油圧供給手段の作動油を吐出する吐出口が、第１および第２のクラッチ手段の近傍で、且つ、第１および第２のクラッチ手段の左右方向略中央部に形成されている。

また、油圧発生部が、シリンダ（例えば、実施形態におけるシリンダ室５７）、このシリンダ内を摺動するピストン（例えば、実施形態におけるピストン部材５６）およびピストンを摺動させる伸縮作動部（例えば、実施形態におけるボールネジ５５）から構成されるとともに、駆動部が伸縮作動部を作動させる電動モータで構成され、ピストンの摺動方向軸線と電動モータの出力軸の軸線とが交差して、油圧発生部と駆動部とがＬ字型に配置されることが好ましい。

このとき、シリンダが略垂直、若しくは、斜め上方に延びるように配置されるとともに、ピストンがシリンダの下方から上方に向かって摺動するように構成され、シリンダに作動油を供給する供給口がこのシリンダの上端部に形成されていることが好ましい。

また、アクスルディファレンシャル機構が、駆動軸の回転駆動力を第１および第２のクラッチ手段に伝達するギヤ（例えば、実施形態における後輪側第２ベベルギヤ１１）を有し、伸縮作動部がこのギヤと対面するように開放されて配置されていることが好ましい。

さらに、アクスルディファレンシャル機構が、供給口に繋がるとともにこの供給口の上方に配置されたオイルタンク（例えば、実施形態におけるリザーバータンク５４）と、供給口を閉止する弁（例えば、実施形態における弁部材５９）とを有し、シリンダ内の作動油の油圧が大気圧より小さくなったとき、若しくは、ピストンがシリンダの最下端に位置したときに弁が開放されて、シリンダとオイルタンクとが連通するように構成されることが好ましい。

本発明に係る車両用四輪駆動装置を以上のように構成すると、第１および第２のクラッチ手段を一体に構成することができるので、部品点数を減らして軽量化できるとともに、第１および第２のクラッチ手段の反対側に油圧供給手段の駆動部を配置することができるため、スペースを有効利用して小型化することができる。このとき、第１および第２のクラッチ手段に供給される作動油を吐出する油圧供給手段の吐出口を第１および第２のクラッチ手段の近傍で左右方向略中央部に形成することにより、油路の管路長を短くすることができるとともに略同一長さにすることができるため、応答性および圧力差を生じない。

また、油圧供給手段の油圧発生部と駆動部とをＬ字型に配置することにより、副アクスルディファレンシャル機構を大型化することなく、油圧発生部のストローク長を確保することができる。

また、シリンダを略垂直、若しくは、斜め上方に延びるように配置して、上端部に供給口を設けることにより、シリンダ内に発生した気泡を供給口から外部に排出することができるとともに、この供給口によりピストン部に取り付けられたシール部材（例えば、実施形態におけるＯ−リング５６ａ）の耐久性が低下させられることをなくして、保守性を向上させることができる。

また、油圧供給手段の伸縮作動部をギヤと対面するように開放して配置することにより、このギヤを潤滑する潤滑油が、ギヤの作動によって飛散して伸縮作動部を潤滑するため、駆動部を大型化することがない。

さらに、供給口の上部にオイルタンクを配設するともに、供給口を閉止する弁を設けることにより、シリンダ内に作動油が自動的にオイルタンクから供給されるため、保守性が向上する。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る車両用四輪駆動装置を有した動力伝達系を示しており、まずこの動力伝達系について説明する。この動力伝達系は、エンジンＥの回転駆動力を左右の前輪６ａ，６ｂおよび左右の後輪１３ａ，１３ｂに振り分けて伝達するように構成されている。エンジンＥの出力は、トルクコンバータ、変速ギヤ等を有して構成される変速機構ＴＭにおいて変速された後、変速機出力シャフト１上に結合配設された出力駆動ギヤ２から出力従動ギヤ３に伝達される。

出力従動ギヤ３には、前輪側アクスルディファレンシャル機構４が接続されており、この前輪側アクスルディファレンシャル機構４は、左右の前輪アクスルシャフト５ａ，５ｂを介して左右の前輪６ａ，６ｂに繋がる。また、出力従動ギヤ３と一体回転自在に前輪側第１ベベルギヤ７が連結され、この前輪側第１ベベルギヤ７と噛合する前輪側第２ベベルギヤ８にプロペラシャフト９の一方の端部が連結されている。プロペラシャフト９の他方の端部には後輪側第１ベベルギヤ１０が連結されており、この後輪側第１ベベルギヤ１０と噛合する後輪側第２ベベルギヤ１１に後輪側アクスルディファレンシャル機構２０を介して左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂが接続され、この左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂに左右の後輪１３ａ，１３ｂが繋がる。

左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂは独立して後輪側第２ベベルギヤ１１と相対回転可能に構成されており、また、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０は、右クラッチ部３０および左クラッチ部４０の２つのクラッチ部から構成されて、それぞれが後輪側第２ベベルギヤ１１と左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂのそれぞれとを係脱自在に構成されている。

後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の左右クラッチ部３０，４０は、油圧供給装置５０から供給される作動油の油圧により作動するように構成されており、油圧供給装置５０は、油圧を発生させるアクチュエータ５１と、電動モータ５２と、電動モータ５２により作動されてアクチュエータ５１を作動させるボールネジ５３を有するボールネジ機構と、作動油を供給するリザーバータンク５４とから構成される。アクチュエータ５１から吐出された作動油は、油路５５を通って左右のクラッチ部３０，４０に供給される。なお、この電動モータ５２の作動の制御はコントロールユニット７０により行われる。すなわち、コントロールユニット７０は、電動モータ５２の作動を制御して、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の作動を制御する。

このようにコントロールユニット７０は後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の作動の制御を行うのであるが、その制御のため、種々の検出信号が入力される。例えば、図示するように、油路５５に設けられた油圧センサ７１により作動油の油圧が検出されて入力される。また、図示しないが、前後輪６ａ，６ｂ，１３ａ，１３ｂのそれぞれに取り付けられた車輪速度センサからの検出値やアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサから検出値等が入力される。

以上のように、車両の走行状態に応じてコントロールユニット７０により後輪側アクスルディファレンシャル機構２０を制御してエンジンＥからの回転駆動力の配分を行うことにより、必要に応じた駆動力を常に得ることができ、走行性能を向上させるとともに、低燃費を実現することができる。

それでは、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の具体的な構成についての第１実施例を、図２〜図４を用いて説明する。なお、この第１実施例は、一組の油圧供給装置５０により左右クラッチ部３０，４０を係合させる場合を示している。

後輪側アクスルディファレンシャル機構２０は、ハウジングＨＳＧ内に後輪側第１ベベルギヤ１０、後輪側第２ベベルギヤ１１、左右クラッチ部３０，４０および油圧供給装置５０を有して構成される。後輪側第１ベベルギヤ１０の入力軸１４は、前後のテーパローラベアリング１５，１６により回転自在にハウジングＨＳＧに支持されており、この入力軸１４の一端に後輪側第１ベベルギヤ１０が取り付けられ、他端にプロペラシャフト９が連結されている。また、この後輪側第１ベベルギヤ１０と噛合する後輪側第２ベベルギヤ１１の左右に延びる回転軸部１１ａは円筒状に形成されており、この回転軸部１１ａと同軸上に延びた円筒状の保持部材２１の左端部が、後輪側第２ベベルギヤ１１の回転軸部１１ａの右端部にスプライン結合で取り付けられ、左右のテーパローラベアリング２２，２３によりハウジングＨＳＧに回転自在に一体に支持されている。

保持部材２１の右端部には、この保持部材２１の回転軸と同一軸線上に並んだ円筒状のクラッチガイド２４が取り付けられている。このクラッチガイド２４は、図５に示すように、左側には、内径が保持部２１の右端部の外径と略同一大きさに形成されたボス部２４ａを有しており、このボス部２４ａの内周面に円筒軸方向に延びる多数のスプライン溝が形成され、保持部材２１の右端部の外周面に形成されたスプライン溝とスプライン結合されている。また、ボス部２４ａの右端から回転軸と直交する方向に延びる壁部２４ｂ、さらに、壁部２４ｂの外周部から円筒軸方向右側に延びるケース部２４ｃを有している。この壁部２４ｂの左側面の外周部にはリング状の溝部２４ｄが形成されており、この溝部２４ｄに回転軸方向に貫通する複数のピストン挿入孔２４ｅが形成されている。そして、この溝部２４ｄには、リング状に形成された左突当て部材４１が取り付けられている。この左突当て部材４１には、回転軸方向右側に突出する突起部４１ａがピストン挿入孔２４ｅに対応して形成されており、突起部４１ａは、このピストン挿入口２４ｅに挿入されてクラッチガイド２４内に突出している。

クラッチガイド２４のケース部２４ｃ内に位置してクラッチガイド２４と同軸上に並んだ円筒状の左出力部材４２が取り付けられている。さらに、この左出力部材４２の右側に同軸上に並んで円筒状の右出力部材３２が取り付けられている。なお、クラッチガイド２４のケース部２４ｃの内周面には、回転軸方向に延びる複数のスプライン溝２４ｆが形成されている。また、左出力部材４２の外周面には、回転軸方向に延びる複数のスプライン溝４２ａが形成されており、クラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆの左側部分と対向している。さらに、右出力部材３２の外周面にも、回転軸方向に延びる複数のスプライン溝３２ａが形成されて、クラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆの右側部分と対向している。

このように構成されたクラッチガイド２４のケース部２４ｃと左右出力部材３２，４２との間には、左ピストンプレート４３、複数の左入力側プレート４４、複数の左出力側プレート４５、センタープレート２５、複数の右入力側プレート３４、複数の右出力側プレート３５および右ピストンプレート３３が回転軸方向に摺動自在にスプライン結合されている。

具体的には、クラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆの左端部で左突当て部材４１の突起部４１ａに当接するように左ピストンプレート４３が取り付けられ、この左ピストンプレート４３の右側に並んで、左出力部材４２のスプライン溝４２ａに取り付けられた左出力側プレート４５とクラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆに取り付けられた左入力側プレート４４とが交互に重なるように配置され、それらの右側で、ケース部２４ｃの回転軸方向略中央部（左出力部材４２と右出力部材３２の間）において、センタープレート２５がクラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆに取り付けられる。さらに、その右側に右出力部材３２のスプライン溝３２ａに取り付けられた右出力側プレート３５とクラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆに取り付けられた右入力側プレート３４とが交互に重なるように配置され、その右側のクラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆに右ピストンプレート３３が取り付けられている。そして、右ピストンプレート３３の右側に当接するように、リング状に形成されて外周がケース部２４ｃの内周面と略同一大きさに形成されてクラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆにスプライン結合された右突当て部材３１が配置される。

クラッチガイド２４の左方を囲むハウジングＨＳＧには、右方向に開口する左油室２６が形成されており、この左油室２６の開口部に、左右方向（回転軸方向）に摺動自在で右方向に突出した左ピストン部材４７が取り付けられている。この左ピストン部材４７の右端部は左スラストベアリング４６を介して左突当て部材４１の左端部に当接している。同様に、クラッチガイド２４の右方を囲むハウジングＨＳＧには、左方に開口する右油室２７が形成されており、この右油室２７の開口部に、左右方向（回転軸方向）に摺動自在で左方向に突出した右ピストン部材３７が取り付けられている。この右ピストン部材３７の左端部は右スラストベアリング３６を介して右突当て部材３１の右端部に当接している。

以上のように、クラッチガイド２４、左突当て部材４１、左ピストンプレート４３、左入力側プレート４４、左出力側プレート４５、センタープレート２５、左出力部材４２および左ピストン部材４７で左クラッチ部４０が構成され、クラッチガイド２４、右ピストンプレート３３、右入力側プレート３４、右出力側プレート３５、センタープレート２５、右突当て部材３１、右出力部材３２および右ピストン部材３７で右クラッチ部３０が構成される。この左右クラッチ部３０，４０は、図３から明らかなように、プロペラシャフト９に対してハウジングＨＳＧの左右方向一方側（この実施例の場合は右側）に、クラッチガイド２４に囲まれて一体に配設されるとともに、左右方向に直列に並んで配設されている。

このとき、クラッチガイド２４、左突当て部材４１、左ピストンプレート４３、左入力側プレート４４、センタープレート２５、右入力側プレート３４、右ピストンプレート３３および右突当て部材３１は一体回転し、左出力側プレート４５および左出力部材４２は一体回転し、右出力側プレート３５および右出力部材３２は一体回転するとともに、これらの間に配設されたスラストベアリング等により互いに相対回転可能である。なお、右出力部材３２はボールベアリング２８を介してハウジングＨＳＧに回転自在に支持されている。

後輪側第２ベベルギヤ１１の回転軸部１１ａの開口部から左後輪アクスルシャフト１２ｂが挿入され、この左後輪アクスルシャフト１２ｂの右端部と左出力部材４２がスプライン結合されて一体に回転する。なお、左後輪アクスルシャフト１２ｂの右端部は、右出力部材３２に挿入されており、左後輪アクスルシャフト１２ｂと後輪側第２ベベルギヤ１１、保持部材２１、クラッチガイド２４および右出力部材３２とは、これらの間に配設されたニードルベアリング等により相対回転自在である。また、右出力部材３２の右端部に右後輪アクスルシャフト１２ａがスプライン結合されて一体に回転する。

以上のような構成において、左右油室２６，２７に作動油を供給して左右ピストン部材３７，４７を作動させることにより、左右突当て部３１，４１を介して左右ピストンプレート３３，４３を押し、この左右ピストンプレート３３，４３とセンタープレート２５とで、右入力側プレート３４と右出力側プレート３５とを挟み込んで摩擦力で係合させるとともに、左入力側プレート４４と左出力側プレート４５とを挟み込んで摩擦力で係合させることにより、左右クラッチ部３０，４０によりクラッチガイド２４と左右出力部材３２，４２とを係合させて、後輪側第２ベベルギヤ１１に伝達されたエンジンＥの回転駆動力を左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂに伝達する。なお、左右ピストン部材３７，４７の左右油室２６，２７に挿入されている部分には、この左右油室２６，２７に供給された作動油が流出しないようにＯ−リング３７ａ，４７ａが取り付けられている。

このように、左右クラッチ部３０，４０の間に、クラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆを摺動可能なセンタープレート２５を設けることにより、油圧供給装置５０から供給される作動油により押し出された左右ピストン部材３７，４７からは等しい推力が発生する。また、左右クラッチ部３０，４０を後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の左右方向一方側にまとめて配設し、この左右クラッチ部３０，４０を係合する左右ピストン部材３７，４７を対向して配置することにより、一つの油圧供給装置５０により両ピストン部材３７，４７を押して左右クラッチ部３０，４０を係合させることができ、左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂに伝達される駆動力のバラツキをなくすことができる。また、左右クラッチ部３０，４０を後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の左右方向一方側にまとめて配設することにより、１つのクラッチガイド２４で構成することができるため、軽量化することができる。

それでは、次に、左右の油室２６，２７に作動油を供給する油圧供給装置５０について図６を合わせて用いて説明する。油圧供給装置５０の電動モータ５２は、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の外周側に取り付けられており、その出力軸５２ａの軸線は平面視において左後輪アクスルシャフト１２ｂに平行に延び、プロペラシャフト９に対してハウジングＨＳＧの左右クラッチ部３０，４０の反対側（この実施例においては左側）に配設されている。電動モータ５２の出力軸５２ａの先端にはボールネジ５３が取り付けられ、このボールネジ５３がピストン部材５６に螺挿されて取り付けられている。

図３および図６（ａ）に示すように、ハウジングＨＳＧには、ピストン部材５６の延びる方向であって、下方から上方に延びてシリンダ室５７が形成されており、このシリンダ室５７の左端側から（図６（ａ）は図３と逆方向から見た図であるため図面上では右側から）ピストン部材５６が挿入されている。このシリンダ室５７は、ハウジングＨＳＧの左右クラッチ部３０，４０が配設されている側に形成されており、シリンダ室５７の右端部には作動油を吐出する吐出口５７ａが形成されて油路５５に繋がる。なお、図３に示す通り、吐出口５７ａは左右クラッチ部３０，４０の左右方向（回転軸方向）の略中央部に形成されている。そのため、吐出口５７ａから左右油室２６，２７のそれぞれに繋がる油路５５（ハウジングＨＳＧ内に形成されているが、図３においては図示しない）の管路長を短くできるとともに略同一にすることができ、左右クラッチ３０，４０の応答性および圧力を同じにすることができる。

ピストン部材５６の先端部には、このピストン部材５６の先端部に摺動方向に挿入されてシリンダ室５７内に延びる軸部材５８が配設されている。ピストン部材５６は、電動モータ５２が回転駆動することによりボールネジ５３が回転駆動され、その結果このボールネジ５３に対して伸縮するが、このとき、軸部材５８にガイドされてシリンダ室５７内を摺動する。この軸部材５８の先端部には弁部材５９が取り付けられている。そして、この弁部材５９は、シリンダ室５７内に突出して形成されたバネ受け部５７ｃと弁部材５９との間に配設されたバネ６０により、シリンダ室５７の上端（図６（ａ）においては、左上端）に設けられた給油口５７ｂを塞ぐように付勢している。この給油口５７ｂはシリンダ室５７の上方のハウジングＨＳＧに形成されたリザーバータンク５４に連通しており、ドライブシャフト９上に配設されてドライブシャフト９により駆動されるオイルポンプ（図示せず）から油路６２を介して作動油が供給される。

なお、図６（ｂ）に示すように、電動モータ５２をハウジングＨＳＧの下部に配置し、ボールネジ５３、ピストン部材５６、シリンダ室５７および軸部材５８が上下方向に延びるように構成することも可能である。この場合、電動モータ５２の出力軸５２ａとボールネジ５３等とはその軸線が交差するように配設され、ベベルギヤ列６４により連結して電動モータ５２の回転駆動力をボールネジ５３に伝達する。また、バネ６０は、バネ受け部を設けずに、弁部材５９とピストン部材５６の先端部との間に配設することができる。もちろん、図６（ａ）に示すように、シリンダ室５７を斜め上方に延びるように形成した場合にも、ベベルギヤ列６４を用いて電動モータ５２の出力軸５２ａの軸線とボールネジ５３等の軸線とが交差するようにＬ字型に配置することも可能である。

このように、油圧供給装置５０を、プロペラシャフト９と後輪側ディファレンシャル機構２０との接続部近傍、若しくは、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０と左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂとの接続部近傍に配置し、さらに、油圧供給装置５０のアクチュエータ５１（ボールネジ５５、ピストン部５６等）と電動モータ５２とをハウジングＨＳＧの外側にＬ字型にして後輪側アクスルディファレンシャル機構２０を囲むように配置することにより、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０全体の小型化を維持したまま、ピストン部材５６のストローク長を確保することができるため、電動モータ５２がレイアウト上の課題にならない。また、上述のように左右クラッチ部３０，４０を後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の一方側に配置することにより、他方側に電動モータ５２を配置することができるので、スペースが有効利用でき、この後輪側アクスルディファレンシャル機構２０全体を小型化することができる。

油圧供給装置５０は、コントロールユニット７０により電動モータ５２を正転または逆転させてボールネジ５３を回転させることにより、ピストン部材５６をこのボールネジ５３に対して伸縮作動させることによりシリンダ室５７内を摺動させ、このシリンダ室５７に充填された作動油を吐出口５７ａから左右クラッチ部３０，４０に供給する。このとき、ピストン部材５６とシリンダ室５７との間から作動油が外部に流出することを防止するために、ピストン部材５６の先端部の外周面にはＯ−リング５６ａが取り付けられてシリンダ室５７の内周面と常時接触するように構成されている。また、軸部材５８とピストン部材５６との間にもＯ−リング５６ｂが取り付けられている。

エンジンＥが始動されて車両用四輪駆動装置がスタンバイ状態になると、コントロールユニット７０は油圧センサ７１の検出値に基づいて電動モータ５２を作動させてピストン部材５６を伸長させ、左右油室２６，２７にスタンバイ油圧を掛ける。スタンバイ油圧は、左右クラッチ部３０，４０が係合作動しない程度の油圧であり、これにより左右クラッチ部３０，４０の摩耗分による応答遅れをキャンセルすることができる。

そして、四輪駆動時、すなわち、エンジンＥの回転駆動力を後輪側アクスルディファレンシャル機構２０により後輪１３ａ，１３ｂに伝達するときには、電動モータ５２を作動させてピストン部材５６をさらに伸長させて左右油室２６，２７の油圧を加圧して左右クラッチ部３０，４０を係合させる。反対に、エンジンＥの回転駆動力を後輪１３ａ，１３ｂに伝達しないときは、電動モータ５２によりピストン部材５６を縮小させて左右油室２６，２７の油圧を減圧する。このとき、左右クラッチ部３０，４０における作動油の漏れ等により、シリンダ室５７内の作動油の油圧が大気圧以下になると、リザーバータンク６１に貯留された作動油の油圧により、バネ６０の付勢力に抗して弁部材５９が押し下げられ、給油口５７ｂから作動油が供給される。なお、左右クラッチ部３０，４０の係合の度合いは、油圧センサ７１により検出された油路５５の油圧に基づいてコントロールユニット７０により制御される。

一方、エンジンＥが停止するときは、コントロールユニット７０はピストン部材５６を全縮させる。このとき、軸部材５８の下端部にはサークリップ５８ａが取り付けられており、ピストン部材５６が全縮されると軸部材５８がサークリップ５８ａによりピストン部５６とともに下方に引き下げられる。ピストン部材５６が全縮状態での軸部材５８（弁部材５９を含む）のシリンダ室５７内の長さは、このシリンダ室５７の長さよりも短くなるように構成されているため、弁部材５９は給油口５７ｂから離れ、給油口５７ｂが開放されるように構成されている。そのため、シリンダ室５７とリザーバータンク５４が連通し、駐車中に作動油の温度が変化して体積変化を起こしたとしてもキャンセルすることができる。

以上のように、シリンダ室５７を斜め上方、若しくは、略垂直に延びるように形成し、このシリンダ室５７の上端部に給油口５７ｂを設けることにより、シリンダ室５７内に発生した気泡は給油口５７ｂから外部に排出することができる。このような構成によると、シリンダ室５７を水平に配置したときのようにこのシリンダ室５７の途中に気泡を排出するためのポートを設ける必要がなく、そのため、ピストン部材５６に取り付けられたＯ−リング５６ａもポートを通過することによる摩耗等が発生せず、Ｏ−リング５６の耐久性を向上させ、この油圧供給装置５０の保守性を向上させることができる。また、上述のように油漏れ等によりシリンダ室５７内の作動油が不足してもリザーバータンク５４から自動的に供給されるため、作動油供給等の保守を不要とする。このような四輪駆動車両の点検において、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０を車両から外して保守することは非常に困難であるため、保守回数を減らすことは重要である。

ところで、図６（ａ）等に示したように、ピストン部材５６を伸縮作動させるボールネジ５３は、ハウジングＨＳＧ内に位置しており、これを覆う部材等は無い。また、このボールネジ５３は、後輪側第２ベベルギヤ１１の近傍に配置されている。この後輪側第２ベベルギヤ１１には、上述のオイルポンプから潤滑油が供給されており、この後輪側第２ベベルギヤ１１の回転作動によってその潤滑油が飛散する。このとき、ボールネジ５３は後輪側第２ベベルギヤ１１と対面するように開放して配置されているため、飛散した潤滑油がこのボールネジ５３に当たって潤滑されるため、ボールネジ５３とピストン部材５６との抵抗を低減させることができる。ボールネジ５３に潤滑油を密閉して潤滑する構成をとった場合、密閉した潤滑油が抵抗となって電動モータ５２を大型化する必要があるが、本実施例のようにボールネジ５３をハウジングＨＳＧ内に開放した状態で配置して後輪側第２ベベルギヤ１１で飛散した潤滑油により潤滑することにより、電動モータ５２を小型化することができる。

あるいは、後輪側第２ベベルギヤ１１から飛散する潤滑油ではなく、リザーバータンク５４に供給された作動油のうち、このリザーバータンク５４から溢れた作動油を油路６３から直接ボールネジ５３に供給して潤滑するように構成することも可能である。

なお、以上の実施例において、リザーバータンク５４に供給される作動油は、オイルポンプから供給される構成として説明したが、後輪側第２ベベルギヤ１１により跳ね上げられた潤滑油を捕捉してリザーバータンク５４に貯留するように構成することも可能である。

以上の第１実施例においては、一組の油圧供給装置５０により左右のクラッチ部３０，４０を係合させるように構成した場合について説明したが、左右のクラッチ部３０，４０を独立して係合させて左右の後輪１３ａ，１３ｂに伝達される回転駆動力を制御するように構成することも可能である。そこで、第２実施例として、二組の油圧供給装置５０により左右のクラッチ部３０，４０を独立して係合させる場合について図７を用いて説明する。なお、第１実施例と同一の構成については説明を省略する。また、図７において、第１実施例と同一の構成要素は同一の符号を付すこととする。

第１実施例においては、クラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆに取り付けられたセンタープレート２５は回転軸方向に摺動可能に構成されていたが、本第２実施例においては、スプライン溝２４ｆの左右方向略中央部において、センタープレート２５は固定部材２５ａにより固定されている。固定部材２５ａは、クラッチガイド２４のスプライン溝２４ｆ、すなわち、このスプライン溝２４ｆとスプライン結合するセンタープレート２５の爪と位相をずらした回り止めの爪を設けてこの爪でセンタープレート２５を固定する。

そして、２つの油圧供給装置５０ａ，５０ｂから吐出された作動油を左右油室２６，２７のそれぞれに供給するように構成することにより、左右クラッチ部３０，４０の一方に加えられる推力は他方に作用することはないため、左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂに伝達される回転駆動力を独立して制御することができる。

この第２実施例においても、左右クラッチ部３０，４０は、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の左右方向一方側に一体に配設されているため、この後輪側アクスルディファレンシャル機構２０を軽量化することができ、また、他方側に油圧供給装置５０の電動モータ５２を配設することができるので、全体として小型化することができる。

なお、以上の第１および第２実施例においては、左右クラッチ部３０，４０の作動制御は、コントロールユニット７０が油圧センサー７１により検出された油路５５の油圧を用いてフィードバック制御する場合について説明したが、この方法に限定されることはなく、電動モータ５２の回転角度をレゾルバ等により検出して、ピストン部材５６のストローク量からフィードバック制御を行うように構成することも可能である。

以上説明した本発明の実施形態において達成される主要な効果を整理すれば次のようになる。第１に、左右クラッチ部３０，４０を後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の左右方向一方側に一体に配置することにより、部品点数を減らしてこの後輪側アクスルディファレンシャル機構２０を軽量化することができる。また、第２に、このような構成によると、一体化した左右クラッチ部３０，４０に同じ推力を加えて左右の後輪アクスルシャフト１２ａ．１２ｂに同時に回転駆動力を伝達する制御（両軸同圧制御）と、独立した推力を加えて左右の後輪アクスルシャフト１２ａ，１２ｂに独立して回転駆動力を伝達する制御（左右別圧制御）を実現することができる。このとき、両軸同圧制御を行う場合には、一つの油圧供給装置５０から左右油室２６，２７に作動油を供給し、センタープレート２５を摺動可能にすることにより実現でき、左右別圧制御を行う場合には、二つの油圧供給装置５０から左右油室２６，２７のそれぞれに作動油を供給し、センタープレート２５を固定することにより実現できる。

第３に、左右クラッチ部３０，４０を後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の左右方向一方側に配置することにより、他方側に油圧供給装置５０の電動モータ５２を配置することができるため、スペースを有効利用して後輪側アクスルディファレンシャル機構２０を小型化することができる。第４に、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０の外側にアクチュエータ５１と電動モータ５２とをＬ字型に配置することにより、後輪側アクスルディファレンシャル機構２０を大型化することなく、アクチュエータ５１のストローク長を確保することができる。

第５に、アクチュエータ５１から作動油を吐出するためにシリンダ室５７に形成された吐出口５７ａを左右クラッチ部３０，４０の左右方向略中央部に位置するように形成することにより、左右油室２６，２７に作動油を供給する油路５５の管路長を短くすることができるとともに、それぞれの油室２６，２７に繋がる油路５５の管路長を略同一長さにすることができるため、応答性および圧力差を生じない。第６に、油圧供給装置５０のボールネジ５３をハウジングＨＳＧ内に開放して配置することにより、このボールネジ５３が後輪側第２ベベルギヤ１１から飛散する潤滑油により潤滑されるため、電動モータ５２を小型化することができる。

さらに、第７に、シリンダ室５７を斜め上方に延びるか、若しくは、略垂直に延びるように構成し、このシリンダ室５７と連通するリザーバータンク５４をハウジングＨＳＧの上部に設けることにより、シリンダ室５７に作動油を自動的に供給することが可能であり、保守性を向上させることができる。同様に、第８に、シリンダ室５７に発生した気泡は上部からリザーバータンク５４に排出することができるので、シリンダ室５７の途中にポートを設ける必要がなく、ピストン部材５６に取り付けられたＯ−リング５６ａの耐久性が向上し、保守性を向上させることができる。

本発明に係る車両用四輪駆動装置を有した動力伝達系の構成を示す概略図である。 後輪側アクスルディファレンシャル機構を示すスケルトン図である。 上記四輪駆動装置の構成例を示す断面図である。 両軸同圧制御における左右クラッチ部の構造を示す断面図である。 クラッチガイドの斜視図である。 油圧供給装置の構造を示す断面図であり、（ａ）はシリンダ室を斜め上方に延びるように配置した場合であり、（ｂ）はシリンダ室を略垂直に延びるように配置した場合である。 左右別圧制御における左右クラッチ部の構造を示す断面図である。

符号の説明

Ｅ エンジン（駆動源）
４ 前輪側アクスルディファレンシャル機構（主アクスルディファレンシャル機構）
５ａ 右前輪アクスルシャフト
５ｂ 左前輪アクスルシャフト
６ａ 右前輪
６ｂ 左前輪
９ プロペラシャフト（駆動軸）
１１ 後輪側第２ベベルギヤ（ギヤ）
１２ａ 右後輪アクスルシャフト
１２ｂ 左後輪アクスルシャフト
１３ａ 右後輪
１３ｂ 左後輪
２０ 後輪側アクスルディファレンシャル機構（副アクスルディファレンシャル機構）
３０ 右クラッチ部（第１のクラッチ手段）
４０ 左クラッチ部（第２のクラッチ手段）
５０ 油圧供給装置（油圧供給手段）
５１ アクチュエータ（油圧発生部）
５２ 電動モータ（駆動部）
５４ リザーバータンク（オイルタンク）
５５ ボールネジ（伸縮作動手部）
５６ ピストン部材（ピストン）
５７ シリンダ室（シリンダ）
５７ａ 吐出口
５７ｂ 供給口
５９ 弁部材（弁）

Claims (5)

1. 車体の前後にそれぞれ左右一対の前輪および後輪を備え、駆動源からの回転駆動力を前記前輪および後輪に振り分けて伝達して駆動するように構成された車両用四輪駆動装置において、
   前記左右一対の前輪および後輪の一方の側に前記駆動源が設けられ、前記駆動源から振り分けられて前記前輪および後輪のうちの他方の側に伝達する駆動軸が、前記車体の左右方向中央部を前後に延びて設けられ、
   前記駆動軸を介して伝達される回転駆動力が、前記他方の側における左右一対の車輪の間に設けられたアクスルディファレンシャル機構を介して前記他方の側の左右一対の車輪に繋がる左右のアクスルシャフトに分割して伝達されるように構成されており、
   前記駆動軸と前記アクスルディファレンシャル機構とがべベルギヤ機構を介して回転駆動力の伝達を可能に接続され、
   前記アクスルディファレンシャル機構が、前記駆動軸と前記左右のアクスルシャフトの一方とを係脱して前記回転駆動力の伝達および切断を行う第１のクラッチ手段と、
   前記駆動軸と前記左右のアクスルシャフトの他方とを係脱して前記回転駆動力の伝達および切断を行う第２のクラッチ手段と、
   前記第１および第２のクラッチ手段を作動させる作動油の油圧を発生させる油圧発生部と前記油圧発生部を作動させる駆動部とからなる油圧供給手段を有して構成され、
   前記第１および第２のクラッチ手段が前記駆動軸の軸線に対して左右いずれか一方側に左右方向に並んで配置され、前記油圧供給手段の前記駆動部が前記軸線に対する他方側に配置され、
   前記油圧供給手段の前記作動油を吐出する吐出口が、前記第１および第２のクラッチ手段の近傍で、且つ、前記第１および第２のクラッチ手段の左右方向略中央部に形成されていることを特徴とする車両用四輪駆動装置。
2. 前記油圧発生部が、シリンダ、前記シリンダ内を摺動するピストンおよび前記ピストンを摺動させる伸縮作動部から構成されるとともに、前記駆動部が前記伸縮作動部を作動させる電動モータで構成され、
   前記ピストンの摺動方向軸線と前記電動モータの出力軸の軸線とが交差して、前記油圧発生部と前記駆動部とがＬ字型に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用四輪駆動装置。
3. 前記シリンダが、略垂直、若しくは、斜め上方に延びるように配置されるとともに、前記ピストンが前記シリンダの下方から上方に向かって摺動するように構成され、
   前記シリンダに前記作動油を供給する供給口が前記シリンダの上端部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用四輪駆動装置。
4. 前記アクスルディファレンシャル機構が、前記駆動軸の回転駆動力を前記第１および第２のクラッチ手段に伝達するギヤを有し、
   前記伸縮作動部が前記ギヤと対面するように開放されて配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用四輪駆動装置。
5. 前記アクスルディファレンシャル機構が、前記供給口に繋がるとともに前記供給口の上方に配置されたオイルタンクと、前記供給口を閉止する弁とを有し、
   前記シリンダ内の前記作動油の油圧が大気圧より小さくなったとき、若しくは、前記ピストンが前記シリンダの最下端に位置したときに前記弁が開放されて、前記シリンダと前記オイルタンクとが連通するように構成されたことを特徴とする請求項３または４に記載の車両用四輪駆動装置。

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