JP4511759B2 - 四輪駆動車両の動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主駆動輪および副駆動輪間に単一のベーンポンプよりなるハイドロリックカップリング装置を備えた四輪駆動車両の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車両の動力伝達装置は、本出願人が既に特願平１０−２３８５１７号により提案している。この動力伝達装置に用いられているハイドロリックカップリング装置は、左右の第１サイドプレートと中央の第２サイドプレートとの間に左右のカムリングを挟持し、左第１サイドプレート、第２サイドプレートおよび左カムリングに囲まれた空間に左ロータを収納し、右第１サイドプレート、第２サイドプレートおよび右カムリングに囲まれた空間に右ロータを収納している。そして吸入ポートおよび吐出ポートの何れか高圧側ポートを第２サイドプレートの側面に形成した環状のベーン押上ポートに選択的に連通させるべく、第２サイドプレートの側面に凹設したオリフィスプレート支持溝にオリフィスプレートを揺動自在に収納した切換バルブを備えている。
【０００３】
ところで上記従来のものは、第２サイドプレートの側面にオリフィスプレート支持溝を凹設する際に、そのオリフィスプレート支持溝の底面のエッジをシャープな直角に仕上げることが困難であり、多少の半径が残ることが避けられなかった。そのため、オリフィスプレート支持溝に揺動自在に収納されるオリフィスプレートのエッジをシャープな直角に仕上げてしまうと、オリフィスプレートの一側面がオリフィスプレート支持溝の底面に密着できなくなり、切換バルブのスムーズな作動が妨げられてしまう問題があった。この問題を回避するために、従来はオリフィスプレートの一側面のエッジにオリフィスプレート支持溝の底面のエッジの半径に見合う半径を形成し、オリフィスプレートがオリフィスプレート支持溝内でスムーズに揺動できるように考慮していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オリフィスプレートの他側面（ロータに摺接する側の面）は作動油のリークを防止するためにシャープな直角に仕上げる必要があることから、オリフィスプレートは一側面および他側面が非対称な部材となってしまい、その加工コストが嵩むだけでなく、オリフィスプレートの組付方向に充分な注意が必要となって作業性が低下する問題があった。このような問題は、単一のベーンポンプを備えたハイドロリックカップリング装置をプロペラシャフトの中間部に配置した動力伝達装置においても同様に発生する。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、、単一のベーンポンプを備えた四輪駆動車両の動力伝達装置において、吸入ポートおよび吐出ポートの何れか高圧側ポートをサイドプレートの側面に形成した環状のベーン押上ポートに選択的に連通させる切換バルブの加工性および組付性を高め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に、請求項１に記載された発明は、エンジンにより左右の主駆動輪と共に駆動される入力軸と、左右の副駆動輪と共に回転する出力軸と、入力軸および出力軸の相対回転速度差に応じて作動するベーンポンプと、ベーンポンプの吸入ポートおよび吐出ポート間に設けられたオリフィスとを備えてなり、前記ベーンポンプは、カムリングおよび一対のサイドプレートにより囲まれた空間にロータを収納し、このロータに半径方向摺動自在に支持した複数のベーンの半径方向外端をカムリングに摺接させ、一方のサイドプレートに、ベーンの半径方向内端が臨む環状のベーン押上ポートと、吸入ポートおよび吐出ポートを選択的にベーン押上ポートに連通させる切換バルブとを設け、前記切換バルブは、吸入ポートおよび吐出ポート間を横切って該吸入ポートおよび吐出ポートをベーン押上ポートに連通させる弁体支持溝と、弁体支持溝内に揺動自在に枢支された弁体とから構成された四輪駆動車両の動力伝達装置において、弁体支持溝は前記一方のサイドプレートを貫通するように形成され、弁体支持溝に収納された弁体の両側面はロータおよびベーンポンプのケーシングにそれぞれ摺接することを特徴とする四輪駆動車両の動力伝達装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、一方のサイドプレートを貫通するように形成した弁体支持溝に弁体を収納して切換バルブを構成したので、ロータおよびケーシングに摺接する弁体の両側面のエッジをシャープな直角に形成しても、弁体が弁体収納溝に噛み込むのを防止して該弁体をスムーズに揺動させることが可能となる。そして弁体支持溝がサイドプレートを貫通するので、サイドプレートを焼結型取りで製作することが可能となってコストダウンに寄与することができ、しかも弁体の両側面を対称形状として加工性および組付性を両立させることができる。
【０００８】
尚、実施例のフロントプロペラシャフト１０ｆおよびリヤプロペラシャフト１０ｒはそれぞれ本発明の入力軸および出力軸に対応し、実施例の第１ケーシング２１は本発明のケーシングに対応し、実施例の第１サイドプレート３０および第２サイドプレート３２は本発明のサイドプレートに対応し、実施例のオリフィスプレート支持溝４６およびオリフィスプレート４８はそれぞれ本発明の弁体支持溝および弁体に対応し、実施例の左前輪ＷＦＬおよび右前輪ＷＦＲは本発明の主駆動輪に対応し、実施例の左後輪ＷＲＬおよび右後輪ＷＲＲは本発明の副駆動輪に対応する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図９は本発明の第１実施例を示すもので、図１は四輪駆動車両の動力伝達装置のスケルトン図、図２はハイドロリックカップリング装置の縦断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５はオリフィスプレートの作用説明図、図６はオリフィスプレートの斜視図、図７は図４の７−７線断面図、図８はオリフィスプレートの作用を説明するグラフ、図９はハイドロリックカップリング装置の油圧回路図である。
【００１１】
図１に示すように、四輪駆動車両Ｖは車体前部に横置きに配置したエンジンＥと、このエンジンＥの右側面に結合したトランスミッションＭとを備える。トランスミッションＭの駆動力を主駆動輪としての左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに伝達する第１動力伝達系Ｄ１は、トランスミッションＭの出力軸１に設けた第１スパーギヤ２と、第１スパーギヤ２に噛合する第２スパーギヤ３と、第２スパーギヤ３により駆動されるベベルギヤ式のフロントディファレンシャル４と、フロントディファレンシャル４から左右に延出して前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに接続される左右の車軸５Ｌ，５Ｒとから構成される。
【００１２】
第１動力伝達系Ｄ１の駆動力を副駆動輪としての左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達する第２動力伝達系Ｄ２は、フロントディファレンシャル４のデフボックスに設けた第３スパーギヤ６と、第３スパーギヤ６に噛合する第４スパーギヤ７と、第４スパーギヤ７と一体に回転する第１ベベルギヤ８と、第１ベベルギヤ８に噛合する第２ベベルギヤ９と、前端に第２ベベルギヤ９を備えて車体後方に延びるフロントプロペラシャフト１０ｆおよびリヤプロペラシャフト１０ｒと、リヤプロペラシャフト１０ｒの後端に設けた第３ベベルギヤ１１と、第３ベベルギヤ１１に噛合する第４ベベルギヤ１２と、第４ベベルギヤ１２により駆動されるベベルギヤ式のリヤディファレンシャル１４と、リヤディファレンシャル１４から左右に延出して後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに接続される左右の車軸１３Ｌ，１３Ｒと、フロントプロペラシャフト１０ｆおよびリヤプロペラシャフト１０ｒ間に配置されたハイドロリックカップリング装置Ｈとを備える。
【００１３】
次に、図２に基づいてハイドロリックカップリング装置Ｈの構造を説明する。
【００１４】
フロントプロペラシャフト１０ｆおよびリヤプロペラシャフト１０ｒ間に配置されるハイドロリックカップリング装置Ｈは、概略円板状の第１ケーシング２１および概略カップ状の第２ケーシング２２をクリップ２３で結合してなるポンプケーシング２４を備える。第２ケーシング２２の内部には第１サイドプレート３０、カムリング３１、第２サイドプレート３２および第１ケーシング２１が積層状態で収納されて複数本のボルト３４…で一体に締結される。そして第１ケーシング２１の外周面に設けたシール部材２５で、第２ケーシング２２の内周面との間がシールされる。
【００１５】
ポンプケーシング２４の内部に収納されたロータシャフト２７は、第２サイドプレート３２の内周面に設けたニードルベアリング２８と、第２ケーシング２２の内周面に設けたボールベアリング２９とを介して回転自在に支持される。カムリング３１および第１、第２サイドプレート３０，３２に囲まれた空間に収納されたロータ３５は、ロータシャフト２７の外周にスプライン結合部３６で結合される。
【００１６】
ロータシャフト２７の外周面に形成した環状のシール溝２７ａの内部に嵌合するシール部材３７が、第２ケーシング２２の軸孔２２ａの内周面に当接することにより、第１、第２ケーシング２１，２２間のシール部材２５によるシール作用と相俟って、ポンプケーシング２４の外部への作動油の流出が防止されるとともに、ポンプケーシング２４の内部へのエアーの流入が防止される。このように、ロータシャフト２７側にシール溝２７ａを形成してシール部材３７を保持したので、シール溝２７ａの加工が容易になって加工コストを削減することができる。従来技術のように、ケーシング側にシール溝を加工しようとすると、面倒な中ぐり加工が必要になって加工コストが増加してしまう。
【００１７】
次に、図２〜図７を併せて参照しながらベーンポンプＰの構造を詳細に説明する。
【００１８】
図２〜図４から明らかなように、ポンプケーシング２４の内部に収納されたベーンポンプＰは、第１サイドプレート３０、カムリング３１、第２サイドプレート３２、ロータ３５およびロータシャフト２７を備えており、第１サイドプレート３０、カムリング３１および第２サイドプレート３２はボルト３４…で第１ケーシング２１に固定される。カムリング３１の内周面は概略３角形になっており、その内部に収納された円形のロータ３５との間に、円周方向に１２０°ずつ離間した３個の作動室４０が形成される。ロータ３５に放射状に形成された８個のベーン溝３５ａ…にそれぞれ板状のベーン４１…が摺動自在に支持されており、それらベーン４１…の半径方向外端はカムリング３１の内周面に摺接する。第２サイドプレート３２の前面には、各ベーン４１の半径方向外端をカムリング３１の内周面に密着させるべく環状のベーン押上ポート３２ａが凹設される。このベーン押上ポート３２ａはロータ３５の８個のベーン溝３５ａ…の底部にそれぞれ連通する。また各ベーン４１の半径方向外端をカムリング３１の内周面に密着させるべく、ベーン溝３５ａの底部とベーン４１の半径方向内端との間にコイルスプリング４２が縮設される。
【００１９】
図３〜図５から明らかなように、第２サイドプレート３２の前面には、ベーンポンプＰの３個の作動室４０…の円周方向両端にそれぞれ臨む３個の吸入ポート４３…および３個の吐出ポート４４…が凹設される。隣接する２個の作動室４０，４０の対向部にそれぞれ設けられた吸入ポート４３および吐出ポート４４を接続する連通溝４５を横切るように、半径方向に延びるオリフィスプレート支持溝４６が第２サイドプレート３２の前後面を貫通するように形成される。各オリフィスプレート支持溝４６は、半径方向外側に位置する支持部４６ａと、この支持部４６ａから半径方向内側に延びる溝部４６ｂとから構成される。
【００２０】
尚、ベーンポンプＰは、その正転時には作動油を吸入ポート４３…から吸入して吐出ポート４４…から吐出するが、その逆転時には作動油を吐出ポート４４…から吸入して吸入ポート４３…から吐出する。
【００２１】
図６に示すように、オリフィスプレート支持溝４６に首振り自在に支持されるオリフィスプレート４８は、部分円柱状の支点部４８ａと、この支点部４８ａから延びる板状の弁部４８ｂとから構成されており、弁部４８ｂにはその両側面を連通させるオリフィス４９が貫通するように形成される。またオリフィスプレート４８の弁部４８ｂの前面の１つのエッジに切欠５０が施される。図５に示すように、上記構造を有するオリフィスプレート４８は、支点部４８ａがオリフィスプレート支持溝４６の支持部４６ａに嵌合し、弁部４８ｂがオリフィスプレート支持溝４６の溝部４６ｂの内部において揺動する。オリフィスプレート支持溝４６およびオリフィスプレート４８は切換バルブＣＶを構成する。
【００２２】
図２、図４および図７から明らかなように、第２サイドプレート３２の前面に形成された各３個の吸入ポート４３…および吐出ポート４４…が、それぞれ連通路５２…でポンプケーシング２４内の低圧部に連通している。そして連通路５２…に臨む吸入ポート４３…および吐出ポート４４…にそれぞれチェックバルブ５３…が設けられる。チェックバルブ５３…は、第２サイドプレート３２の前面の高圧側から低圧の連通路５２…への作動油の流通を阻止し、その逆方向の作動油の流通を許容する。
【００２３】
即ち、図７から明らかなように、前記チェックバルブ５３…は弁座５３ａ…およびチェックボール５３ｂ…から構成され、吸入ポート４３…および吐出ポート４４…が高圧になるとチェックボール５３ｂ…が弁座５３ａ…に着座して閉弁し、吸入ポート４３…および吐出ポート４４…が低圧になるとチェックボール５３ｂ…が弁座５３ａ…から離反して開弁する。
【００２４】
従って、ベーンポンプＰの運転に伴って吸入ポート４３…（あるいは吐出ポート４４…）が負圧になったとき、その負圧でチェックバルブ５３…が開弁して吸入ポート４３…（あるいは吐出ポート４４…）を後記リザーバ５５に連通させるので、過剰な負圧によりキャビテーションが発生するのを確実に防止することができる。
【００２５】
このように６個のチェックバルブ５３…を第２サイドプレート３２に集中して設け、かつ吸入ポート４３…、吐出ポート４４…、連通溝４５…、オリフィスプレート支持溝４６…、オリフィスプレート４８…、オリフィス４９…、連通路５２…等の油圧制御系を全て第２サイドプレート３２に集約したので、第１サイドプレート３０を単なる板体で構成することが可能になるだけでなく、油路の短縮や第２サイドプレート３２のサブアセンブリ化による組付工数の削減を図ることができる。
【００２６】
またオリフィスプレート支持溝４６…は第２サイドプレート３２を貫通しているため、オリフィスプレート支持溝４６…の深さの管理が不要になり、第２サイドプレート３２を焼結型取りで製作することが可能となってコストダウンに寄与することができる。しかも第２サイドプレート３２を貫通するオリフィスプレート支持溝４６…は溝底部の丸まったエッジを持たないため、オリフィスプレート４８…の前後面のエッジ（切欠５０が形成されたエッジを除く）をシャープな直角に形成してもスムーズな揺動を可能とすることができる。これにより、オリフィスプレート４８の後面（切欠５０が設けられている前面と反対側の面）のエッジに丸みを付ける加工が不要になり、加工コストを削減することができる。
【００２７】
図２に示すように、ロータシャフト２７の内部には軸方向に延びる貫通孔２７ｂが形成されており、そこにリザーバ５５が収納される。リザーバ５５は、薄肉のラバーで形成されて内部にエアーが充填された筒状弾性体５６と、その一端開口部に嵌合する段付き円筒状の閉塞部材５７とから構成される。リザーバ５５はロータシャフト２７の貫通孔２７ｂの前端部から挿入され、リザーバ５５の閉塞部材５７が前記貫通孔２７ｂの段部２７ｃに例えば圧入により固定される。その際に、閉塞部材５７の小径部５７ａと貫通孔２７ｂの段部２７ｃとの間に筒状弾性体５６の開口端が挟まれることにより、リザーバ５５の固定と、筒状弾性体５６の密封と、貫通孔２７ｂのシールとが同時に達成される。
【００２８】
ロータシャフト２７の前端は大径になっており、その内周面にスプライン結合部６１で軸部６２ａを結合されたカップリング６２が、ボルト６３…でフロントプロペラシャフト１０ｆの後端に連結される。ロータシャフト２７とカップリング６２の軸部６２ａとのスプライン結合部６１に抜け止めを施すべく、カップリング６２側から挿入したボルト６４がロータシャフト２７の貫通孔２７ｂに螺入される。
【００２９】
このように、リザーバ５５をロータシャフト２７の貫通孔２７ｂに移動不能に支持すると同時に、その閉塞部材５７で貫通孔２７ｂの内周面をシールするので、特別のシール部材で貫通孔２７ｂの内周面をシールすることなく、ボルト６４の螺合部やスプライン結合部６１を通してポンプケーシング２４から作動油が流出したり、ポンプケーシング２４にエアーが流入したりするのを防止することができる。
【００３０】
而して、ポンプケーシング２４の内部の作動油が温度変化に応じて膨張・収縮したとき、リザーバ５５の容積が変化して作動油の容積変化を吸収することにより、作動油へのエアーの混入を防止することができる。特に、ロータシャフト２７の貫通孔２７ｂを利用してリザーバ５５を配置したので、リザーバ５５を設けたことによるベーンポンプＰの大型化を回避することができ、しかもベーンポンプＰの吐出圧が直接リザーバ５５に作用するのを防止することができる。
【００３１】
またリヤディファレンシャル１４のハウジング６５には第３ベベルギヤ１１と一体のリヤプロペラシャフト１０ｒがローラベアリング６６を介して支持されており、第１ケーシング２１にボルト６７…で固定されたカップリング６８に前記リヤプロペラシャフト１０ｒがスプライン結合部６９で結合されてナット７０で固定される。
【００３２】
図９は上記ハイドロリックカップリング装置Ｈの油圧回路を示すものである。同図から明らかなように、ベーンポンプＰの吸入ポート４３…および吐出ポート４４…は第２サイドプレート３２に設けた切換バルブＣＶのオリフィスプレート４８…のオリフィス４９…により相互に連通する。ベーンポンプＰの吸入ポート４３…および吐出ポート４４…の何れか高圧側は切換バルブＣＶを介してベーン押上ポート３２ａに連通する。ベーンポンプＰの吸入ポート４３…および吐出ポート４４…の何れか低圧側は第２サイドプレート３２に設けたチェックバルブ５３…を介してリザーバ５５に連通する。更に、ベーン押上ポート３２ａとリザーバ５５との間にリリーフバルブ５９およびチョーク６０が設けられる。前記リリーフバルブ５９は仮想的なもので、第１サイドプレート３０および第２サイドプレート３２が油圧で撓むことによりロータ３５との間に発生する間隙によって構成される。また前記チョーク６０も仮想的なもので、第１サイドプレート３０および第２プレート３２とロータ３５との摺動部の間隙によって構成される。
【００３３】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００３４】
車両Ｖが定速走行する状態では、エンジンＥの駆動力は出力軸１から第１スパーギヤ２、第２スパーギヤ３、フロントディファレンシャル４および左右の車軸５Ｌ，５Ｒを介して左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに伝達される。このとき、フロントディファレンシャル４の第３スパーギヤ６の回転は、第４スパーギヤ７、第１ベベルギヤ８、第２ベベルギヤ９およびフロントプロペラシャフト１０ｆを介してハイドロリックカップリング装置ＨのベーンポンプＰのロータシャフト２７およびロータ３５に伝達される。一方、車両Ｖの走行に伴って路面から受ける摩擦力で駆動される後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転は、左右の車軸１３Ｌ，１３Ｒからリヤディファレンシャル１４、第４ベベルギヤ１２、第３ベベルギヤ１１およびリヤプロペラシャフト１０ｒを介してベーンポンプＰのカムリング３１に伝達される。前輪ＷＦＬ，ＷＦＲにスリップが発生しておらず、従って前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が等しいときには、ロータ３５の回転数とカムリング３１の回転数とが一致して相対回転が発生しない。その結果、ベーンポンプＰが作動油を吐出しないためにハイドロリックカップリング装置Ｈは駆動力の伝達を行わず、車両Ｖは前輪駆動状態になる。
【００３５】
また低摩擦路における発進時や急加速時にエンジンＥの駆動力が直接作用する前輪ＷＦＬ，ＷＦＲがスリップすると、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転に連動するベーンポンプＰのロータ３５と、後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転に連動するベーンポンプＰのカムリング３１との間に正転方向の相対回転が発生し、ベーンポンプＰは吐出ポート４４…から吐出した作動油を吸入ポート４３…より吸入する。吐出ポート４４…から吐出された作動油はオリフィス４９…を通過して吸入ポート４３…に還流するが、その際の流通抵抗によりベーンポンプＰに負荷が発生し、この負荷が駆動力として左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達される。而して、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのスリップ時には四輪駆動状態となり、車両Ｖのトラクションを増加させることができる。このとき、オリフィス４９…の径を減少させるほど、ベーンポンプＰの負荷が増加して後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達される駆動力が増加する。
【００３６】
前述した低摩擦路における発進時や急加速時のように前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数を上回る場合には、ロータ３５が正転方向（図３の矢印Ａ方向）に相対回転し、図５（Ａ）に示すように、吸入ポート４３…から作動油が吸入されて吐出ポート４４…から作動油が吐出される。その結果、高圧側の吐出ポート４４…と低圧側の吸入ポート４３…との差圧によって切換バルブＣＶのオリフィスプレート４８…が吸入ポート４３…側に揺動するため、高圧側の吐出ポート４４…がオリフィスプレート支持溝４６…を介してベーン押上ポート３２ａに連通するとともに、ベーン押上ポート３２ａ低圧側の吸入ポート４３…との連通が遮断される。而して、ベーン押上ポート３２ａに伝達された油圧によってベーン４１…を半径方向外側に付勢し、その先端をカムリング３１の内周面に圧接することができる。
【００３７】
一方、車両が急制動を行う場合には、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等によって車輪のロック状態を制御することにより、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲが後輪ＷＲＬ，ＷＲＲよりも先にロックするようにして車両挙動の安定が図られる。このように急制動により後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数を上回ると、ロータ３５が逆転方向（図３の矢印Ｂ方向）に相対回転し、図５（Ｂ）に示すように、吐出ポート４４…から作動油が吸入されて吸入ポート４３…から作動油が吐出される。その結果、高圧側の吸入ポート４３…と低圧側の吐出ポート４４…との差圧によって切換バルブＣＶのオリフィスプレート４８…が吐出ポート４４…側に揺動するため、高圧側の吸入ポート４３…がオリフィスプレート支持溝４６…を介してベーン押上ポート３２ａに連通するとともに、ベーン押上ポート３２ａと低圧側の吐出ポート４４…との連通が遮断される。而して、ベーン押上ポート３２ａに伝達された油圧によってベーン４１…を半径方向外側に付勢し、その先端をカムリング３１の内周面に圧接することができる。
【００３８】
ところで、ハイドロリックカップリング装置Ｈを備えた四輪駆動車両Ｖでは、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの相対回転数差に応じてベーンポンプＰが負荷を発生し、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が大きい側から回転数が小さい側に駆動力が伝達される。従って、急制動時における制動力の制御により前輪ＷＦＬ，ＷＦＲが先にロックしようとすると、後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数を上回って後輪ＷＲＬ，ＷＲＲ側から前輪ＷＦＬ，ＷＦＲ側に駆動力が伝達されてしまい、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのロックが抑制されて後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのロックが促進されるため、最悪の場合に前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲが同時にロックして車両挙動が不安定になる可能性がある。
【００３９】
これを回避すべく、本実施例では前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの相対回転の方向によりベーンポンプＰが発生する負荷の大きさに差を持たせている。すなわち、前述した低摩擦路における発進時や急加速時のように前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数を上回る場合には、ロータ３５が図３の矢印Ａ方向に相対回転し、図５（Ａ）に示すように、オリフィスプレート４８…によって高圧のベーン押上ポート３２ａと低圧の吸入ポート４３…との連通が完全に遮断されるため、吸入ポート４３…および吐出ポート４４…はオリフィス４９…だけを介して連通し、ベーンポンプＰは大きな負荷を発生して前輪ＷＦＬ，ＷＦＲから後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達される駆動力が増加する（図８の実線参照）。
【００４０】
一方、前述した急制動時のように後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数を上回る場合には、ロータ３５が図３の矢印Ｂ方向に相対回転し、図５（Ｂ）に示すように、オリフィスプレート４８…によって高圧のベーン押上ポート３２ａと低圧の吐出ポート４４…との連通が一応遮断されるが、オリフィスプレート４８…に形成した切欠５０…によってベーン押上ポート３２ａから吐出ポート４４…に作動油がリークするため、ベーンポンプＰが発生する負荷が減少して前輪ＷＦＬ，ＷＦＲから後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達される駆動力が減少する（図８の破線参照）。而して、急制動時に前輪ＷＦＬ，ＷＦＲを後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに先立ってロックさせ、車両挙動が不安定になるのを未然に防止することができる。
【００４１】
また第１実施例に特有の効果として、ベーンポンプＰのロータシャフト２７が主駆動輪である前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに連動するフロントプロペラシャフト１０ｆにより駆動されるので、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲがスリップすると同時にロータ３５の回転が増速してベーン４１…の遠心力が増加し、ベーンポンプＰの起動時にベーン４１…とカムリング３１との間のシール性を高めて応答性を向上させることができる。
【００４２】
図１０は本発明の第２実施例を示すもので、第１実施例を示す図２に対応するものである。
【００４３】
第２実施例はベーンポンプＰの取付方向が第１実施例と逆になっており、フロントプロペラシャフト１０ｆ側に第１サイドプレート３０、カムリング３１および第２サイドプレート３２が接続されており、リヤプロペラシャフト１０ｒ側にロータシャフト２７およびロータ３５が接続されている。即ち、リヤプロペラシャフト１０ｒにスプライン結合部６９で結合されたカップリング６８にボルト６３…でカップリング６２が結合されており、このカップリング６２の軸部６２ａがロータシャフト２７の貫通孔２７ｂの内周にスプライン結合部６１で結合される。またフロントプロペラシャフト１０ｆはボルト６７…で第１ケーシング２１に結合される。
【００４４】
本実施例でも、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲと後輪ＷＲＬ，ＷＲＲとの相対回転により、カムリング３１およびロータ３５が相対回転してベーンポンプＰが作動するようになっており、前記第１実施例と同様に四輪駆動機能を発揮することができ、更にリーザバ５５による効果も第１実施例と同様である。但し、ベーンポンプＰを第１実施例に対して前後逆に取り付けたことにより、次のような特別の効果を得ることができる。
【００４５】
即ち、ロータ３５に複数の遠心バルブを放射状に設け、高速走行時にロータ３５の回転が高まると遠心バルブが開弁してベーンポンプＰを無負荷状態に切り換えるようにした場合、設定車速で遠心バルブを開弁させるにはロータ３５の回転数が主駆動輪である前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのスリップの影響を受けないようにする必要がある。従って、仮にロータ３５が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに接続されていると、車速が設定車速以下でも前輪ＷＦＬ，ＷＦＲがスリップして回転数が増加したときに遠心バルブが開弁してしまう問題があるが、実施例に如くロータ３５が副駆動輪である後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに接続されていれば上記問題を解消することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４７】
例えば、実施例では切欠５０の存在によってオリフィスプレート４８が非対称形状（図６参照）になるため、組付時に方向性を考慮する必要があるが、切欠５０を形成しなければオリフィスプレート４８を対称形状にすることができるため、組付時に方向性を考慮する必要がなくなって組付性が向上する。また実施例ではオリフィスプレート４８にオリフィス４９を形成しているが、オリフィス４９をオリフィスプレート４８以外の場所（第２サイドプレート３２等）に設けることも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、一方のサイドプレートを貫通するように形成した弁体支持溝に弁体を収納して切換バルブを構成したので、ロータおよびケーシングに摺接する弁体の両側面のエッジをシャープな直角に形成しても、弁体が弁体収納溝に噛み込むのを防止して該弁体をスムーズに揺動させることが可能となる。そして弁体支持溝がサイドプレートを貫通するので、サイドプレートを焼結型取りで製作することが可能となってコストダウンに寄与することができ、しかも弁体の両側面を対称形状として加工性および組付性を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】四輪駆動車両の動力伝達装置のスケルトン図
【図２】ハイドロリックカップリング装置の縦断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】オリフィスプレートの作用説明図
【図６】オリフィスプレートの斜視図
【図７】図４の７−７線断面図
【図８】オリフィスプレートの作用を説明するグラフ
【図９】ハイドロリックカップリング装置の油圧回路図
【図１０】本発明の第２実施例に係るハイドロリックカップリング装置の縦断面図
【符号の説明】
１０ｆ フロントプロペラシャフト（入力軸）
１０ｒ リヤプロペラシャフト（出力軸）
２１ 第１ケーシング（ケーシング）
３０ 第１サイドプレート（サイドプレート）
３１ カムリング
３２ 第２サイドプレート（サイドプレート）
３２ａ ベーン押上ポート
３５ ロータ
４１ ベーン
４３ 吸入ポート
４４ 吐出ポート
４６ オリフィスプレート支持溝（弁体支持溝）
４８ オリフィスプレート（弁体）
４９ 第１オリフィス
Ｅ エンジン
Ｐ ベーンポンプ
ＣＶ 切換バルブ
ＷＦＬ 左前輪（主駆動輪）
ＷＦＲ 右前輪（主駆動輪）
ＷＲＬ 左後輪（副駆動輪）
ＷＲＲ 右後輪（副駆動輪）
【発明の属する技術分野】
本発明は、主駆動輪および副駆動輪間に単一のベーンポンプよりなるハイドロリックカップリング装置を備えた四輪駆動車両の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車両の動力伝達装置は、本出願人が既に特願平１０−２３８５１７号により提案している。この動力伝達装置に用いられているハイドロリックカップリング装置は、左右の第１サイドプレートと中央の第２サイドプレートとの間に左右のカムリングを挟持し、左第１サイドプレート、第２サイドプレートおよび左カムリングに囲まれた空間に左ロータを収納し、右第１サイドプレート、第２サイドプレートおよび右カムリングに囲まれた空間に右ロータを収納している。そして吸入ポートおよび吐出ポートの何れか高圧側ポートを第２サイドプレートの側面に形成した環状のベーン押上ポートに選択的に連通させるべく、第２サイドプレートの側面に凹設したオリフィスプレート支持溝にオリフィスプレートを揺動自在に収納した切換バルブを備えている。
【０００３】
ところで上記従来のものは、第２サイドプレートの側面にオリフィスプレート支持溝を凹設する際に、そのオリフィスプレート支持溝の底面のエッジをシャープな直角に仕上げることが困難であり、多少の半径が残ることが避けられなかった。そのため、オリフィスプレート支持溝に揺動自在に収納されるオリフィスプレートのエッジをシャープな直角に仕上げてしまうと、オリフィスプレートの一側面がオリフィスプレート支持溝の底面に密着できなくなり、切換バルブのスムーズな作動が妨げられてしまう問題があった。この問題を回避するために、従来はオリフィスプレートの一側面のエッジにオリフィスプレート支持溝の底面のエッジの半径に見合う半径を形成し、オリフィスプレートがオリフィスプレート支持溝内でスムーズに揺動できるように考慮していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オリフィスプレートの他側面（ロータに摺接する側の面）は作動油のリークを防止するためにシャープな直角に仕上げる必要があることから、オリフィスプレートは一側面および他側面が非対称な部材となってしまい、その加工コストが嵩むだけでなく、オリフィスプレートの組付方向に充分な注意が必要となって作業性が低下する問題があった。このような問題は、単一のベーンポンプを備えたハイドロリックカップリング装置をプロペラシャフトの中間部に配置した動力伝達装置においても同様に発生する。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、、単一のベーンポンプを備えた四輪駆動車両の動力伝達装置において、吸入ポートおよび吐出ポートの何れか高圧側ポートをサイドプレートの側面に形成した環状のベーン押上ポートに選択的に連通させる切換バルブの加工性および組付性を高め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に、請求項１に記載された発明は、エンジンにより左右の主駆動輪と共に駆動される入力軸と、左右の副駆動輪と共に回転する出力軸と、入力軸および出力軸の相対回転速度差に応じて作動するベーンポンプと、ベーンポンプの吸入ポートおよび吐出ポート間に設けられたオリフィスとを備えてなり、前記ベーンポンプは、カムリングおよび一対のサイドプレートにより囲まれた空間にロータを収納し、このロータに半径方向摺動自在に支持した複数のベーンの半径方向外端をカムリングに摺接させ、一方のサイドプレートに、ベーンの半径方向内端が臨む環状のベーン押上ポートと、吸入ポートおよび吐出ポートを選択的にベーン押上ポートに連通させる切換バルブとを設け、前記切換バルブは、吸入ポートおよび吐出ポート間を横切って該吸入ポートおよび吐出ポートをベーン押上ポートに連通させる弁体支持溝と、弁体支持溝内に揺動自在に枢支された弁体とから構成された四輪駆動車両の動力伝達装置において、弁体支持溝は前記一方のサイドプレートを貫通するように形成され、弁体支持溝に収納された弁体の両側面はロータおよびベーンポンプのケーシングにそれぞれ摺接することを特徴とする四輪駆動車両の動力伝達装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、一方のサイドプレートを貫通するように形成した弁体支持溝に弁体を収納して切換バルブを構成したので、ロータおよびケーシングに摺接する弁体の両側面のエッジをシャープな直角に形成しても、弁体が弁体収納溝に噛み込むのを防止して該弁体をスムーズに揺動させることが可能となる。そして弁体支持溝がサイドプレートを貫通するので、サイドプレートを焼結型取りで製作することが可能となってコストダウンに寄与することができ、しかも弁体の両側面を対称形状として加工性および組付性を両立させることができる。
【０００８】
尚、実施例のフロントプロペラシャフト１０ｆおよびリヤプロペラシャフト１０ｒはそれぞれ本発明の入力軸および出力軸に対応し、実施例の第１ケーシング２１は本発明のケーシングに対応し、実施例の第１サイドプレート３０および第２サイドプレート３２は本発明のサイドプレートに対応し、実施例のオリフィスプレート支持溝４６およびオリフィスプレート４８はそれぞれ本発明の弁体支持溝および弁体に対応し、実施例の左前輪ＷＦＬおよび右前輪ＷＦＲは本発明の主駆動輪に対応し、実施例の左後輪ＷＲＬおよび右後輪ＷＲＲは本発明の副駆動輪に対応する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図９は本発明の第１実施例を示すもので、図１は四輪駆動車両の動力伝達装置のスケルトン図、図２はハイドロリックカップリング装置の縦断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５はオリフィスプレートの作用説明図、図６はオリフィスプレートの斜視図、図７は図４の７−７線断面図、図８はオリフィスプレートの作用を説明するグラフ、図９はハイドロリックカップリング装置の油圧回路図である。
【００１１】
図１に示すように、四輪駆動車両Ｖは車体前部に横置きに配置したエンジンＥと、このエンジンＥの右側面に結合したトランスミッションＭとを備える。トランスミッションＭの駆動力を主駆動輪としての左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに伝達する第１動力伝達系Ｄ１は、トランスミッションＭの出力軸１に設けた第１スパーギヤ２と、第１スパーギヤ２に噛合する第２スパーギヤ３と、第２スパーギヤ３により駆動されるベベルギヤ式のフロントディファレンシャル４と、フロントディファレンシャル４から左右に延出して前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに接続される左右の車軸５Ｌ，５Ｒとから構成される。
【００１２】
第１動力伝達系Ｄ１の駆動力を副駆動輪としての左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達する第２動力伝達系Ｄ２は、フロントディファレンシャル４のデフボックスに設けた第３スパーギヤ６と、第３スパーギヤ６に噛合する第４スパーギヤ７と、第４スパーギヤ７と一体に回転する第１ベベルギヤ８と、第１ベベルギヤ８に噛合する第２ベベルギヤ９と、前端に第２ベベルギヤ９を備えて車体後方に延びるフロントプロペラシャフト１０ｆおよびリヤプロペラシャフト１０ｒと、リヤプロペラシャフト１０ｒの後端に設けた第３ベベルギヤ１１と、第３ベベルギヤ１１に噛合する第４ベベルギヤ１２と、第４ベベルギヤ１２により駆動されるベベルギヤ式のリヤディファレンシャル１４と、リヤディファレンシャル１４から左右に延出して後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに接続される左右の車軸１３Ｌ，１３Ｒと、フロントプロペラシャフト１０ｆおよびリヤプロペラシャフト１０ｒ間に配置されたハイドロリックカップリング装置Ｈとを備える。
【００１３】
次に、図２に基づいてハイドロリックカップリング装置Ｈの構造を説明する。
【００１４】
フロントプロペラシャフト１０ｆおよびリヤプロペラシャフト１０ｒ間に配置されるハイドロリックカップリング装置Ｈは、概略円板状の第１ケーシング２１および概略カップ状の第２ケーシング２２をクリップ２３で結合してなるポンプケーシング２４を備える。第２ケーシング２２の内部には第１サイドプレート３０、カムリング３１、第２サイドプレート３２および第１ケーシング２１が積層状態で収納されて複数本のボルト３４…で一体に締結される。そして第１ケーシング２１の外周面に設けたシール部材２５で、第２ケーシング２２の内周面との間がシールされる。
【００１５】
ポンプケーシング２４の内部に収納されたロータシャフト２７は、第２サイドプレート３２の内周面に設けたニードルベアリング２８と、第２ケーシング２２の内周面に設けたボールベアリング２９とを介して回転自在に支持される。カムリング３１および第１、第２サイドプレート３０，３２に囲まれた空間に収納されたロータ３５は、ロータシャフト２７の外周にスプライン結合部３６で結合される。
【００１６】
ロータシャフト２７の外周面に形成した環状のシール溝２７ａの内部に嵌合するシール部材３７が、第２ケーシング２２の軸孔２２ａの内周面に当接することにより、第１、第２ケーシング２１，２２間のシール部材２５によるシール作用と相俟って、ポンプケーシング２４の外部への作動油の流出が防止されるとともに、ポンプケーシング２４の内部へのエアーの流入が防止される。このように、ロータシャフト２７側にシール溝２７ａを形成してシール部材３７を保持したので、シール溝２７ａの加工が容易になって加工コストを削減することができる。従来技術のように、ケーシング側にシール溝を加工しようとすると、面倒な中ぐり加工が必要になって加工コストが増加してしまう。
【００１７】
次に、図２〜図７を併せて参照しながらベーンポンプＰの構造を詳細に説明する。
【００１８】
図２〜図４から明らかなように、ポンプケーシング２４の内部に収納されたベーンポンプＰは、第１サイドプレート３０、カムリング３１、第２サイドプレート３２、ロータ３５およびロータシャフト２７を備えており、第１サイドプレート３０、カムリング３１および第２サイドプレート３２はボルト３４…で第１ケーシング２１に固定される。カムリング３１の内周面は概略３角形になっており、その内部に収納された円形のロータ３５との間に、円周方向に１２０°ずつ離間した３個の作動室４０が形成される。ロータ３５に放射状に形成された８個のベーン溝３５ａ…にそれぞれ板状のベーン４１…が摺動自在に支持されており、それらベーン４１…の半径方向外端はカムリング３１の内周面に摺接する。第２サイドプレート３２の前面には、各ベーン４１の半径方向外端をカムリング３１の内周面に密着させるべく環状のベーン押上ポート３２ａが凹設される。このベーン押上ポート３２ａはロータ３５の８個のベーン溝３５ａ…の底部にそれぞれ連通する。また各ベーン４１の半径方向外端をカムリング３１の内周面に密着させるべく、ベーン溝３５ａの底部とベーン４１の半径方向内端との間にコイルスプリング４２が縮設される。
【００１９】
図３〜図５から明らかなように、第２サイドプレート３２の前面には、ベーンポンプＰの３個の作動室４０…の円周方向両端にそれぞれ臨む３個の吸入ポート４３…および３個の吐出ポート４４…が凹設される。隣接する２個の作動室４０，４０の対向部にそれぞれ設けられた吸入ポート４３および吐出ポート４４を接続する連通溝４５を横切るように、半径方向に延びるオリフィスプレート支持溝４６が第２サイドプレート３２の前後面を貫通するように形成される。各オリフィスプレート支持溝４６は、半径方向外側に位置する支持部４６ａと、この支持部４６ａから半径方向内側に延びる溝部４６ｂとから構成される。
【００２０】
尚、ベーンポンプＰは、その正転時には作動油を吸入ポート４３…から吸入して吐出ポート４４…から吐出するが、その逆転時には作動油を吐出ポート４４…から吸入して吸入ポート４３…から吐出する。
【００２１】
図６に示すように、オリフィスプレート支持溝４６に首振り自在に支持されるオリフィスプレート４８は、部分円柱状の支点部４８ａと、この支点部４８ａから延びる板状の弁部４８ｂとから構成されており、弁部４８ｂにはその両側面を連通させるオリフィス４９が貫通するように形成される。またオリフィスプレート４８の弁部４８ｂの前面の１つのエッジに切欠５０が施される。図５に示すように、上記構造を有するオリフィスプレート４８は、支点部４８ａがオリフィスプレート支持溝４６の支持部４６ａに嵌合し、弁部４８ｂがオリフィスプレート支持溝４６の溝部４６ｂの内部において揺動する。オリフィスプレート支持溝４６およびオリフィスプレート４８は切換バルブＣＶを構成する。
【００２２】
図２、図４および図７から明らかなように、第２サイドプレート３２の前面に形成された各３個の吸入ポート４３…および吐出ポート４４…が、それぞれ連通路５２…でポンプケーシング２４内の低圧部に連通している。そして連通路５２…に臨む吸入ポート４３…および吐出ポート４４…にそれぞれチェックバルブ５３…が設けられる。チェックバルブ５３…は、第２サイドプレート３２の前面の高圧側から低圧の連通路５２…への作動油の流通を阻止し、その逆方向の作動油の流通を許容する。
【００２３】
即ち、図７から明らかなように、前記チェックバルブ５３…は弁座５３ａ…およびチェックボール５３ｂ…から構成され、吸入ポート４３…および吐出ポート４４…が高圧になるとチェックボール５３ｂ…が弁座５３ａ…に着座して閉弁し、吸入ポート４３…および吐出ポート４４…が低圧になるとチェックボール５３ｂ…が弁座５３ａ…から離反して開弁する。
【００２４】
従って、ベーンポンプＰの運転に伴って吸入ポート４３…（あるいは吐出ポート４４…）が負圧になったとき、その負圧でチェックバルブ５３…が開弁して吸入ポート４３…（あるいは吐出ポート４４…）を後記リザーバ５５に連通させるので、過剰な負圧によりキャビテーションが発生するのを確実に防止することができる。
【００２５】
このように６個のチェックバルブ５３…を第２サイドプレート３２に集中して設け、かつ吸入ポート４３…、吐出ポート４４…、連通溝４５…、オリフィスプレート支持溝４６…、オリフィスプレート４８…、オリフィス４９…、連通路５２…等の油圧制御系を全て第２サイドプレート３２に集約したので、第１サイドプレート３０を単なる板体で構成することが可能になるだけでなく、油路の短縮や第２サイドプレート３２のサブアセンブリ化による組付工数の削減を図ることができる。
【００２６】
またオリフィスプレート支持溝４６…は第２サイドプレート３２を貫通しているため、オリフィスプレート支持溝４６…の深さの管理が不要になり、第２サイドプレート３２を焼結型取りで製作することが可能となってコストダウンに寄与することができる。しかも第２サイドプレート３２を貫通するオリフィスプレート支持溝４６…は溝底部の丸まったエッジを持たないため、オリフィスプレート４８…の前後面のエッジ（切欠５０が形成されたエッジを除く）をシャープな直角に形成してもスムーズな揺動を可能とすることができる。これにより、オリフィスプレート４８の後面（切欠５０が設けられている前面と反対側の面）のエッジに丸みを付ける加工が不要になり、加工コストを削減することができる。
【００２７】
図２に示すように、ロータシャフト２７の内部には軸方向に延びる貫通孔２７ｂが形成されており、そこにリザーバ５５が収納される。リザーバ５５は、薄肉のラバーで形成されて内部にエアーが充填された筒状弾性体５６と、その一端開口部に嵌合する段付き円筒状の閉塞部材５７とから構成される。リザーバ５５はロータシャフト２７の貫通孔２７ｂの前端部から挿入され、リザーバ５５の閉塞部材５７が前記貫通孔２７ｂの段部２７ｃに例えば圧入により固定される。その際に、閉塞部材５７の小径部５７ａと貫通孔２７ｂの段部２７ｃとの間に筒状弾性体５６の開口端が挟まれることにより、リザーバ５５の固定と、筒状弾性体５６の密封と、貫通孔２７ｂのシールとが同時に達成される。
【００２８】
ロータシャフト２７の前端は大径になっており、その内周面にスプライン結合部６１で軸部６２ａを結合されたカップリング６２が、ボルト６３…でフロントプロペラシャフト１０ｆの後端に連結される。ロータシャフト２７とカップリング６２の軸部６２ａとのスプライン結合部６１に抜け止めを施すべく、カップリング６２側から挿入したボルト６４がロータシャフト２７の貫通孔２７ｂに螺入される。
【００２９】
このように、リザーバ５５をロータシャフト２７の貫通孔２７ｂに移動不能に支持すると同時に、その閉塞部材５７で貫通孔２７ｂの内周面をシールするので、特別のシール部材で貫通孔２７ｂの内周面をシールすることなく、ボルト６４の螺合部やスプライン結合部６１を通してポンプケーシング２４から作動油が流出したり、ポンプケーシング２４にエアーが流入したりするのを防止することができる。
【００３０】
而して、ポンプケーシング２４の内部の作動油が温度変化に応じて膨張・収縮したとき、リザーバ５５の容積が変化して作動油の容積変化を吸収することにより、作動油へのエアーの混入を防止することができる。特に、ロータシャフト２７の貫通孔２７ｂを利用してリザーバ５５を配置したので、リザーバ５５を設けたことによるベーンポンプＰの大型化を回避することができ、しかもベーンポンプＰの吐出圧が直接リザーバ５５に作用するのを防止することができる。
【００３１】
またリヤディファレンシャル１４のハウジング６５には第３ベベルギヤ１１と一体のリヤプロペラシャフト１０ｒがローラベアリング６６を介して支持されており、第１ケーシング２１にボルト６７…で固定されたカップリング６８に前記リヤプロペラシャフト１０ｒがスプライン結合部６９で結合されてナット７０で固定される。
【００３２】
図９は上記ハイドロリックカップリング装置Ｈの油圧回路を示すものである。同図から明らかなように、ベーンポンプＰの吸入ポート４３…および吐出ポート４４…は第２サイドプレート３２に設けた切換バルブＣＶのオリフィスプレート４８…のオリフィス４９…により相互に連通する。ベーンポンプＰの吸入ポート４３…および吐出ポート４４…の何れか高圧側は切換バルブＣＶを介してベーン押上ポート３２ａに連通する。ベーンポンプＰの吸入ポート４３…および吐出ポート４４…の何れか低圧側は第２サイドプレート３２に設けたチェックバルブ５３…を介してリザーバ５５に連通する。更に、ベーン押上ポート３２ａとリザーバ５５との間にリリーフバルブ５９およびチョーク６０が設けられる。前記リリーフバルブ５９は仮想的なもので、第１サイドプレート３０および第２サイドプレート３２が油圧で撓むことによりロータ３５との間に発生する間隙によって構成される。また前記チョーク６０も仮想的なもので、第１サイドプレート３０および第２プレート３２とロータ３５との摺動部の間隙によって構成される。
【００３３】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００３４】
車両Ｖが定速走行する状態では、エンジンＥの駆動力は出力軸１から第１スパーギヤ２、第２スパーギヤ３、フロントディファレンシャル４および左右の車軸５Ｌ，５Ｒを介して左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに伝達される。このとき、フロントディファレンシャル４の第３スパーギヤ６の回転は、第４スパーギヤ７、第１ベベルギヤ８、第２ベベルギヤ９およびフロントプロペラシャフト１０ｆを介してハイドロリックカップリング装置ＨのベーンポンプＰのロータシャフト２７およびロータ３５に伝達される。一方、車両Ｖの走行に伴って路面から受ける摩擦力で駆動される後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転は、左右の車軸１３Ｌ，１３Ｒからリヤディファレンシャル１４、第４ベベルギヤ１２、第３ベベルギヤ１１およびリヤプロペラシャフト１０ｒを介してベーンポンプＰのカムリング３１に伝達される。前輪ＷＦＬ，ＷＦＲにスリップが発生しておらず、従って前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が等しいときには、ロータ３５の回転数とカムリング３１の回転数とが一致して相対回転が発生しない。その結果、ベーンポンプＰが作動油を吐出しないためにハイドロリックカップリング装置Ｈは駆動力の伝達を行わず、車両Ｖは前輪駆動状態になる。
【００３５】
また低摩擦路における発進時や急加速時にエンジンＥの駆動力が直接作用する前輪ＷＦＬ，ＷＦＲがスリップすると、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転に連動するベーンポンプＰのロータ３５と、後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転に連動するベーンポンプＰのカムリング３１との間に正転方向の相対回転が発生し、ベーンポンプＰは吐出ポート４４…から吐出した作動油を吸入ポート４３…より吸入する。吐出ポート４４…から吐出された作動油はオリフィス４９…を通過して吸入ポート４３…に還流するが、その際の流通抵抗によりベーンポンプＰに負荷が発生し、この負荷が駆動力として左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達される。而して、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのスリップ時には四輪駆動状態となり、車両Ｖのトラクションを増加させることができる。このとき、オリフィス４９…の径を減少させるほど、ベーンポンプＰの負荷が増加して後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達される駆動力が増加する。
【００３６】
前述した低摩擦路における発進時や急加速時のように前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数を上回る場合には、ロータ３５が正転方向（図３の矢印Ａ方向）に相対回転し、図５（Ａ）に示すように、吸入ポート４３…から作動油が吸入されて吐出ポート４４…から作動油が吐出される。その結果、高圧側の吐出ポート４４…と低圧側の吸入ポート４３…との差圧によって切換バルブＣＶのオリフィスプレート４８…が吸入ポート４３…側に揺動するため、高圧側の吐出ポート４４…がオリフィスプレート支持溝４６…を介してベーン押上ポート３２ａに連通するとともに、ベーン押上ポート３２ａ低圧側の吸入ポート４３…との連通が遮断される。而して、ベーン押上ポート３２ａに伝達された油圧によってベーン４１…を半径方向外側に付勢し、その先端をカムリング３１の内周面に圧接することができる。
【００３７】
一方、車両が急制動を行う場合には、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等によって車輪のロック状態を制御することにより、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲが後輪ＷＲＬ，ＷＲＲよりも先にロックするようにして車両挙動の安定が図られる。このように急制動により後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数を上回ると、ロータ３５が逆転方向（図３の矢印Ｂ方向）に相対回転し、図５（Ｂ）に示すように、吐出ポート４４…から作動油が吸入されて吸入ポート４３…から作動油が吐出される。その結果、高圧側の吸入ポート４３…と低圧側の吐出ポート４４…との差圧によって切換バルブＣＶのオリフィスプレート４８…が吐出ポート４４…側に揺動するため、高圧側の吸入ポート４３…がオリフィスプレート支持溝４６…を介してベーン押上ポート３２ａに連通するとともに、ベーン押上ポート３２ａと低圧側の吐出ポート４４…との連通が遮断される。而して、ベーン押上ポート３２ａに伝達された油圧によってベーン４１…を半径方向外側に付勢し、その先端をカムリング３１の内周面に圧接することができる。
【００３８】
ところで、ハイドロリックカップリング装置Ｈを備えた四輪駆動車両Ｖでは、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの相対回転数差に応じてベーンポンプＰが負荷を発生し、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が大きい側から回転数が小さい側に駆動力が伝達される。従って、急制動時における制動力の制御により前輪ＷＦＬ，ＷＦＲが先にロックしようとすると、後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数を上回って後輪ＷＲＬ，ＷＲＲ側から前輪ＷＦＬ，ＷＦＲ側に駆動力が伝達されてしまい、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのロックが抑制されて後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのロックが促進されるため、最悪の場合に前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲが同時にロックして車両挙動が不安定になる可能性がある。
【００３９】
これを回避すべく、本実施例では前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの相対回転の方向によりベーンポンプＰが発生する負荷の大きさに差を持たせている。すなわち、前述した低摩擦路における発進時や急加速時のように前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数を上回る場合には、ロータ３５が図３の矢印Ａ方向に相対回転し、図５（Ａ）に示すように、オリフィスプレート４８…によって高圧のベーン押上ポート３２ａと低圧の吸入ポート４３…との連通が完全に遮断されるため、吸入ポート４３…および吐出ポート４４…はオリフィス４９…だけを介して連通し、ベーンポンプＰは大きな負荷を発生して前輪ＷＦＬ，ＷＦＲから後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達される駆動力が増加する（図８の実線参照）。
【００４０】
一方、前述した急制動時のように後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの回転数が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの回転数を上回る場合には、ロータ３５が図３の矢印Ｂ方向に相対回転し、図５（Ｂ）に示すように、オリフィスプレート４８…によって高圧のベーン押上ポート３２ａと低圧の吐出ポート４４…との連通が一応遮断されるが、オリフィスプレート４８…に形成した切欠５０…によってベーン押上ポート３２ａから吐出ポート４４…に作動油がリークするため、ベーンポンプＰが発生する負荷が減少して前輪ＷＦＬ，ＷＦＲから後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達される駆動力が減少する（図８の破線参照）。而して、急制動時に前輪ＷＦＬ，ＷＦＲを後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに先立ってロックさせ、車両挙動が不安定になるのを未然に防止することができる。
【００４１】
また第１実施例に特有の効果として、ベーンポンプＰのロータシャフト２７が主駆動輪である前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに連動するフロントプロペラシャフト１０ｆにより駆動されるので、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲがスリップすると同時にロータ３５の回転が増速してベーン４１…の遠心力が増加し、ベーンポンプＰの起動時にベーン４１…とカムリング３１との間のシール性を高めて応答性を向上させることができる。
【００４２】
図１０は本発明の第２実施例を示すもので、第１実施例を示す図２に対応するものである。
【００４３】
第２実施例はベーンポンプＰの取付方向が第１実施例と逆になっており、フロントプロペラシャフト１０ｆ側に第１サイドプレート３０、カムリング３１および第２サイドプレート３２が接続されており、リヤプロペラシャフト１０ｒ側にロータシャフト２７およびロータ３５が接続されている。即ち、リヤプロペラシャフト１０ｒにスプライン結合部６９で結合されたカップリング６８にボルト６３…でカップリング６２が結合されており、このカップリング６２の軸部６２ａがロータシャフト２７の貫通孔２７ｂの内周にスプライン結合部６１で結合される。またフロントプロペラシャフト１０ｆはボルト６７…で第１ケーシング２１に結合される。
【００４４】
本実施例でも、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲと後輪ＷＲＬ，ＷＲＲとの相対回転により、カムリング３１およびロータ３５が相対回転してベーンポンプＰが作動するようになっており、前記第１実施例と同様に四輪駆動機能を発揮することができ、更にリーザバ５５による効果も第１実施例と同様である。但し、ベーンポンプＰを第１実施例に対して前後逆に取り付けたことにより、次のような特別の効果を得ることができる。
【００４５】
即ち、ロータ３５に複数の遠心バルブを放射状に設け、高速走行時にロータ３５の回転が高まると遠心バルブが開弁してベーンポンプＰを無負荷状態に切り換えるようにした場合、設定車速で遠心バルブを開弁させるにはロータ３５の回転数が主駆動輪である前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのスリップの影響を受けないようにする必要がある。従って、仮にロータ３５が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに接続されていると、車速が設定車速以下でも前輪ＷＦＬ，ＷＦＲがスリップして回転数が増加したときに遠心バルブが開弁してしまう問題があるが、実施例に如くロータ３５が副駆動輪である後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに接続されていれば上記問題を解消することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４７】
例えば、実施例では切欠５０の存在によってオリフィスプレート４８が非対称形状（図６参照）になるため、組付時に方向性を考慮する必要があるが、切欠５０を形成しなければオリフィスプレート４８を対称形状にすることができるため、組付時に方向性を考慮する必要がなくなって組付性が向上する。また実施例ではオリフィスプレート４８にオリフィス４９を形成しているが、オリフィス４９をオリフィスプレート４８以外の場所（第２サイドプレート３２等）に設けることも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、一方のサイドプレートを貫通するように形成した弁体支持溝に弁体を収納して切換バルブを構成したので、ロータおよびケーシングに摺接する弁体の両側面のエッジをシャープな直角に形成しても、弁体が弁体収納溝に噛み込むのを防止して該弁体をスムーズに揺動させることが可能となる。そして弁体支持溝がサイドプレートを貫通するので、サイドプレートを焼結型取りで製作することが可能となってコストダウンに寄与することができ、しかも弁体の両側面を対称形状として加工性および組付性を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】四輪駆動車両の動力伝達装置のスケルトン図
【図２】ハイドロリックカップリング装置の縦断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】オリフィスプレートの作用説明図
【図６】オリフィスプレートの斜視図
【図７】図４の７−７線断面図
【図８】オリフィスプレートの作用を説明するグラフ
【図９】ハイドロリックカップリング装置の油圧回路図
【図１０】本発明の第２実施例に係るハイドロリックカップリング装置の縦断面図
【符号の説明】
１０ｆ フロントプロペラシャフト（入力軸）
１０ｒ リヤプロペラシャフト（出力軸）
２１ 第１ケーシング（ケーシング）
３０ 第１サイドプレート（サイドプレート）
３１ カムリング
３２ 第２サイドプレート（サイドプレート）
３２ａ ベーン押上ポート
３５ ロータ
４１ ベーン
４３ 吸入ポート
４４ 吐出ポート
４６ オリフィスプレート支持溝（弁体支持溝）
４８ オリフィスプレート（弁体）
４９ 第１オリフィス
Ｅ エンジン
Ｐ ベーンポンプ
ＣＶ 切換バルブ
ＷＦＬ 左前輪（主駆動輪）
ＷＦＲ 右前輪（主駆動輪）
ＷＲＬ 左後輪（副駆動輪）
ＷＲＲ 右後輪（副駆動輪）
Claims (1)
- エンジン（Ｅ）により左右の主駆動輪（ＷＦＬ，ＷＦＲ）と共に駆動される入力軸（１０ｆ）と、
左右の副駆動輪（ＷＲＬ，ＷＲＲ）と共に回転する出力軸（１０ｒ）と、
入力軸（１０ｆ）および出力軸（１０ｒ）の相対回転速度差に応じて作動するベーンポンプ（Ｐ）と、
ベーンポンプ（Ｐ）の吸入ポート（４３）および吐出ポート（４４）間に設けられたオリフィス（４９）と、
を備えてなり、
前記ベーンポンプ（Ｐ）は、カムリング（３１）および一対のサイドプレート（３０，３２）により囲まれた空間にロータ（３５）を収納し、このロータ（３５）に半径方向摺動自在に支持した複数のベーン（４１）の半径方向外端をカムリング（３１）に摺接させ、
一方のサイドプレート（３２）に、ベーン（４１）の半径方向内端が臨む環状のベーン押上ポート（３２ａ）と、吸入ポート（４３）および吐出ポート（４４）を選択的にベーン押上ポート（３２ａ）に連通させる切換バルブ（ＣＶ）とを設け、
前記切換バルブ（ＣＶ）は、吸入ポート（４３）および吐出ポート（４４）間を横切って該吸入ポート（４３）および吐出ポート（４４）をベーン押上ポート（３２ａ）に連通させる弁体支持溝（４６）と、弁体支持溝（４６）内に揺動自在に枢支された弁体（４８）とから構成された四輪駆動車両の動力伝達装置において、
弁体支持溝（４６）は前記一方のサイドプレート（３２）を貫通するように形成され、弁体支持溝（４６）に収納された弁体（４８）の両側面はロータ（３５）およびベーンポンプ（Ｐ）のケーシング（２１）にそれぞれ摺接することを特徴とする四輪駆動車両の動力伝達装置。
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- 2001-04-06 JP JP2001109020A patent/JP4511759B2/ja not_active Expired - Fee Related
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