JP6244393B2 - 四輪駆動車両のトルク伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、四輪駆動車両における駆動源と副駆動輪との間に設置するビスカスカップリングなどのトルク伝達装置に関する。

従来、駆動源からの駆動力を主駆動輪及び副駆動輪に伝達する四輪駆動車両では、駆動源と副駆動輪との間のプロペラシャフト上に配置したビスカスカップリング（ＶＣ）などのトルク伝達装置を備えるものがある。

このような四輪駆動車両では、主駆動輪と副駆動輪の車輪速差がプロペラシャフト上のビスカスカップリングに対する入力差回転数となり、四輪駆動トルク（４ＷＤトルク）を出力する構造である。すなわち、例えば、車両のフロント側にエンジン及びトランスミッションを配置し、前輪を主駆動輪とし後輪を副駆動輪とする前輪駆動車（ＦＦ車）では、車両が低摩擦抵抗（低μ）路面を走行中にドライバーがアクセルペダルを踏み込んだ場合、まず、前輪に駆動トルクが伝達される。そして、前輪が路面のグリップ限界を超えて空転するとビスカスカップリングに差回転が入力されて後輪に駆動トルクが伝達される。

上記のような四輪駆動車両では、通常走行時には、主駆動輪と副駆動輪の回転差によりビスカスカップリングに差回転が入力され続ける四輪駆動（４ＷＤ）状態である。しかしながら、車両の走行状態に関わらずこのような四輪駆動状態が継続すると、駆動伝達系における各部の損失や走行抵抗の増大による車両の燃費（燃料消費率）の悪化を招く一因となる。また、転舵旋回など前後輪差で発生する４ＷＤタイトターンブレーキング現象が顕著に出るため、車両の走行性能（走行商品性）の悪化も招くおそがある。さらには、低摩擦抵抗の路面でのＡＢＳ（Anti-lock Braking System）作動時のカスケードロックを誘発することでも知られている。

そこで、上記の各種問題に対する従来の手法として、車両の走行状態に応じてトルク伝達装置による副駆動輪へのトルク伝達量を可変する機構が採用されている。このような機構として、電気的にクラッチのオンオフ制御を行うもの（特許文献１）や、手動で異なるトルク特性のビスカスカップリングの切替を行うもの（特許文献２）や、ワンウェイクラッチで異なるトルク特性のビスカスカップリングの切替を行うもの（特許文献３）がある。

しかしながら、特許文献１乃至３に記載の従来技術は、対応する制御回路を備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）や、操作用のレバーなどの付帯物が必要となることで、車両の構造の複雑化や部品点数の増加、制御処理の煩雑化につながる。そのため、車両のコスト・重量・サイズ増を招くという問題がある。また、車速が所定以上の高速域では、ビスカスカップリングなどのトルク伝達装置による副駆動輪へのトルク伝達の必要性が減少するところ、電子制御により副駆動輪へのトルク伝達量を可変するもの以外は、高速域での伝達トルクを適切に低減することができない、という問題もある。

特開２００９−１４４７７９号公報 特開平３−２０１２５号公報 実開平４−４５３７号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、かつ電子制御や手動操作などを行うことなく、車両の走行状態に応じた副駆動輪への適切なトルク伝達が可能となる四輪駆動車両のトルク伝達装置を提供することにある。

本発明にかかる四輪駆動車両のトルク伝達装置は、駆動源（３）からの駆動力を主駆動輪（Ｗ１，Ｗ２）及び副駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）に伝達する駆動力伝達経路（２０）における前記駆動源（３）と前記副駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）との間に配置された四輪駆動車両のトルク伝達装置（１０）であって、前記駆動源（３）と前記副駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）との間に設けた回転軸（７）と、前記回転軸（７）に接続されたハウジング（１１）と、前記回転軸（７）においてハウジング（１１）より前記副駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）側に接続された出力軸（１２）と、前記ハウジング（１１）と前記出力軸（１２）との間に介装されたトルク伝達部（４０）と、を備え、前記トルク伝達部（４０）は、前記回転軸（７）の軸方向に相対移動可能に設置された押圧部材（２７）と、前記押圧部材（２７）を有するイナータ部材（２５）と、前記イナータ部材（２５）と一体回転可能に固定されたアウタープレート群（１３）と、前記出力軸（１２）と一体回転可能に固定されたインナープレート群（１４）と、を備え、前記アウタープレート群（１３）と前記インナープレート群（１４）とは、前記軸方向に沿って交互に配置され、前記イナータ部材（２５）は、前記アウタープレート群（１３）又は前記インナープレート群（１４）と前記軸方向で隣接して配置され、車両の加速度又は走行路の登坂勾配が所定以上になると、慣性力に応じて前記押圧部材（２７）が前記軸方向に移動し、前記アウタープレート群（１３）又は前記インナープレート群（１４）を押圧することで、前記アウタープレート群（１３）と前記インナープレート群（１４）との間のクリアランスが変化し、前記トルク伝達部（４０）のトルク伝達特性が変化するように構成したことを特徴とする。

また、上記のトルク伝達装置において、前記イナータ部材（２５）は、前記ハウジング（１１）の内周面に沿って設置される外径部（２５ａ）と、前記出力軸（１２）の外周面に沿って設置される内径部（２５ｂ）と、を有し、前記押圧部材（２７）は、前記外径部（２５ａ）と前記内径部（２５ｂ）との間にガイドされ前記軸方向に進退移動可能に設置されることを特徴としてもよい。

また、上記のトルク伝達装置において、前記イナータ部材（２５）は、前記外径部（２５ａ）と前記内径部（２５ｂ）とを連結する連結部（２５ｃ）を有し、前記押圧部材（２７）は、前記連結部（２５ｃ）に当接する非作動位置と、前記非作動位置から前記トルク伝達部（４０）側へ移動することで前記トルク伝達部（４０）を押圧する作動位置との間を移動することを特徴としてもよい。

また、上記のトルク伝達装置では、前記ハウジング（１１）内において、前記イナータ部材（２５）の前記軸方向の前記駆動源（３）側に隣接して配設されるプラネタリギヤ機構（３０）を有し、前記プラネタリギヤ機構（３０）の一部のギヤは、前記イナータ部材（２５）の一部に設けられることを特徴としてもよい。

なお、上記で括弧内に記した参照符号は、後述する実施形態における対応する構成要素に付した符号を参考のために例示したものである。

本発明にかかる四輪駆動車両のトルク伝達装置によれば、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、かつ電子制御や手動操作などを行うことなく、車両の走行状態に応じた副駆動輪への適切なトルク伝達が可能となる。

本発明の第１実施形態にかかるトルク伝達装置を備える四輪駆動車両の概略構成を示す図である。 トルク伝達装置を示す側断面図である。 図２のＸ部分の部分拡大図であり、トルク伝達装置の要部の詳細構成を示す図である。 トルク伝達装置におけるピストンの動作を説明するための図で、（ａ）は、ピストンの非作動状態、（ｂ）は、ピストンの作動状態を示す図である。 トルク伝達装置の入力差回転とビスカスカップリングの伝達トルク（カップリングトルク）の関係を示すグラフである。 前後スプリットμ路での発進時について説明するための図である。 低μ路でのブレーキング時について説明するための図である。 タイトターンブレーキング時について説明するための図である。 本発明の第２実施形態にかかるトルク伝達装置を備える四輪駆動車両の概略構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるトルク伝達装置を備えた四輪駆動車両の概略構成を示す図である。同図に示す四輪駆動車両１は、車両の前部に横置きに搭載したエンジン（駆動源）３と、エンジン３と一体に設置したトランスミッション（変速機）４と、エンジン３からの駆動力を前輪Ｗ１，Ｗ２及び後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達するための駆動力伝達経路２とを備えている。

エンジン３の出力軸（図示せず）は、トランスミッション４、フロントディファレンシャル（以下「フロントデフ」という）５、左右のフロントドライブシャフト６，６を介して、主駆動輪である左右の前輪Ｗ１，Ｗ２に連結されている。さらに、エンジン３の出力軸は、トランスミッション４、フロントデフ５、プロペラシャフト７、リアデファレンシャル（以下「リアデフ」という）８、左右のリアドライブシャフト９，９を介して副駆動輪である左右の後輪Ｗ３，Ｗ４に連結されている。なお、以下の説明で軸方向というときは、車両の進行方向（前後方向）に沿って延伸するプロペラシャフト７の軸方向を指すものとする。また、前又は後というときは、当該軸方向の前（車両の前進方向）及び後（後進方向）を指すものとする。

プロペラシャフト７上には、フロントデフ５からリアデフ８への駆動力伝達経路２上に配置したトルク伝達装置１０が設けられている。トルク伝達装置１０は、駆動力伝達経路２において後輪Ｗ３，Ｗ４に配分するトルクを制御するための回転差応動型のトルク伝達装置である。

図２は、トルク伝達装置１０を示す側断面図である。また、図３は、図２のＸ部分の部分拡大図であり、トルク伝達装置１０の要部の詳細構成を示す図である。同図に示すように、トルク伝達装置１０は、前側のプロペラシャフト７ａ（図１参照）と一体に回転する筒状のハウジング１１と、ハウジング１１内において該ハウジング１１と同一軸線回りで後側のプロペラシャフト７ｂ（図１参照）と一体に回転する出力軸１２と、ハウジング１１と出力軸１２との間を閉塞するカバー部材１５と、ハウジング１１内の軸方向に沿って前後に直列に配置されたプラネタリギヤ機構３０とビスカスカップリング（トルク伝達部）４０とを備えると共に、プラネタリギヤ機構３０とビスカスカップリング４０との間で出力軸１２周りに回転可能に設置された慣性質量を有するイナータ部材２５を備える。

また、ハウジング１１における前壁１１ａの内周面と出力軸１２の外周面との間には、それらの隙間をシールするシール部材２０が設置されている。また、出力軸１２の外周面とカバー部材１５の内周面との間には、それらの隙間をシールするシール部材２１が設置されている。また、ハウジング１１の内周面とカバー部材１５の外周面との間には、それらの隙間をシールするシール部材２２が設置されている。また、ハウジング１１の内周面と出力軸１２の外周面との間には、軸受２３が介装されている。

プラネタリギヤ機構３０は、サンギヤＳＧ１とキャリアＣ１とリングギヤＲ１とを有する第１遊星歯車組Ｐ１と、サンギヤＳＧ２とキャリアＣ２とリングギヤＲ２とを有する第２遊星歯車組Ｐ２とを備える。第１遊星歯車組Ｐ１のサンギヤＳＧ１と第２遊星歯車組Ｐ２のサンギヤＳＧ２はいずれも、出力軸１２上に固定されて該出力軸１２と一体に回転するようになっている。また、第１遊星歯車組Ｐ１のキャリアＣ１は、ハウジング１１の前壁１１ａに連結されており、ハウジング１１と一体に回転するようになっている。第１遊星歯車組Ｐ１のリングギヤＲ１は、連結部材Ｌを介して第２遊星歯車組Ｐ２のキャリアＣ２と一体に連結されている。第２遊星歯車組Ｐ２のリングギヤＲ２は、後述するイナータ部材２５の外径部２５ａに設けられている。

したがって、プラネタリギヤ機構３０では、ハウジング１１から入力した回転が第１遊星歯車組Ｐ１のキャリアＣ１、リングギヤＲ１、第２遊星歯車組Ｐ２のキャリアＣ２、リングギヤＲ２をこの順に経由してイナータ部材２５（ビスカスカップリング４０）に入力される。このとき、ハウジング１１からの入力回転に対してイナータ部材２５への出力回転が数倍〜十数倍程度に増速されて出力される。すなわち、プラネタリギヤ機構３０は、ハウジング１１から入力された回転を増速してビスカスカップリング４０へ出力する増速型のプラネタリギヤ機構である。

イナータ部材２５は、プラネタリギヤ機構３０の一部及びビスカスカップリング４０の一部を構成する外径部２５ａと、プラネタリギヤ機構３０とビスカスカップリング４０との間で出力軸１２の外周面に沿って延びる内径部２５ｂと、外径部２５ａと内径部２５ｂとを連結してなる連結部２５ｃとを一体に備えた構成である。

イナータ部材２５の内径部２５ｂは、出力軸１２の外周面に沿って設置された円筒状の部材（部分）であり、外径部２５ａは、ハウジング１１の内周面に沿って設置された内径部２５ｂよりも大径の円筒状の部材（部分）であり、連結部２５ｃは、プラネタリギヤ機構３０とビスカスカップリング４０との間で内径部２５ｂから外径部２５ａに向かって径方向に延びる略平板状の部材（部分）である。外径部２５ａと出力軸１２の外周面との間、及び内径部２５ｂと出力軸１２の外周面との間には、ニードルベアリング２９，２９が介在している。これにより、イナータ部材２５は、ハウジング１１及び出力軸１２に対して相対回転が可能であり、かつ高速回転が可能である。

また、イナータ部材２５は、ビスカスカップリング４０を軸方向に押圧するためのピストン（押圧部材）２７を備える。ピストン２７は、慣性質量を有する部材であって、イナータ部材２５の内径部２５ｂと外径部２５ａとにガイドされて、それら間を軸方向に沿って進退移動可能に設置されている。ピストン２７は、前側の連結部２５ｃに当接する非作動位置と、非作動位置から後側へ移動することでビスカスカップリング４０を押圧する作動位置との間で移動（摺動）可能となっている。なお、連結部２５ｃには、ピストン２７の摺動時に該ピストン２７が収容された空間（イナータ部材２５の外径部２５ａ及び内径部２５ｂと連結部２５ｃとで囲まれた収容空間）内とプラネタリギヤ機構３０側の空間との間で作動油を移動（流通）させるための開口部（呼吸穴）２５ｄが形成されている。開口部２５ｄを設けたことで、イナータ部材２５に対するピストン２７のスムーズな摺動が可能となる。

本実施形態のトルク伝達装置１０では、ハウジング１１と出力軸１２とカバー部材１５とで囲まれた作動室１６内に作動油が充填されている。そして、この作動油が充填された作動室１６内にプラネタリギヤ機構３０とビスカスカップリング４０が設置されており、かつ、プラネタリギヤ機構３０とビスカスカップリング４０の間にイナータ部材２５が介在している。

ビスカスカップリング４０は、上記の作動室１６内に設置したアウタープレート群１３とインナープレート群１４とを備える。アウタープレート群１３は、イナータ部材２５の外径部２５ａの内周面に軸方向にのみ相対可能に係合する複数のプレートからなり、インナープレート群１４は、出力軸１２の外周面に軸方向にのみ相対可能に係合する複数のプレートからなる。アウタープレート群１３の各プレートとインナープレート群１４の各プレートは、軸方向に沿って交互に積層されている。また、アウタープレート群１３の各プレート間には、コイルバネ（付勢手段）２８が介在している。コイルバネ２８は、出力軸１２の軸方向に沿って延伸する弾性金属製のバネ材であり、各プレート間にそれらを離間する方へ付勢する弾発力を付与している。

そして、車両の加速度又は走行路の登坂勾配が所定以上になると、ピストン２７に車両の後方向への慣性力が作用することで、該ピストン２７がビスカスカップリング４０側に向かって移動する。これにより、ビスカスカップリング４０のアウタープレート群１３及びインナープレート群１４に対して積層方向への押圧力が付与され、ビスカスカップリング４０のプレート間（アウタープレート群１３の各プレートとインナープレート群１４の各プレートとの間を指す、以下同じ。）の間隔がコイルバネ２８の付勢力（弾発力）に抗して狭まる（縮小する）ように構成している。

次に、トルク伝達装置１０の動作について説明する。図１に示すエンジン３から出力されたトルクがトランスミッション４を介してフロントデフ５に伝達される。フロントデフ５に伝達されたトルクの一部は、フロントドライブシャフト６，６を介して前輪Ｗ１，Ｗ２に伝達され、前輪Ｗ１，Ｗ２の駆動力により車両が走行する。また、フロントデフ５に伝達されたトルクの一部はプロペラシャフト７に伝達される。プロペラシャフト７に伝達されたトルクは、トルク伝達装置１０のハウジング１１に伝達される。

車両１の走行中は、後輪Ｗ３，Ｗ４から入力されるトルクが、リアデフ８を介して出力軸１２に伝達される。そして、ハウジング１１の回転数と出力軸１２の回転数とが等しい場合は、ビスカスカップリング４０のアウタープレート群１３の回転数とインナープレート群１４の回転数が等しく、プロペラシャフト７のトルクは後輪Ｗ３，Ｗ４には伝達されない。これにより、車両は二輪駆動（前輪駆動）により走行する。

一方、前輪Ｗ１，Ｗ２がスリップしてハウジング１１と出力軸１２との間に差回転が生じた場合は、ハウジング１１とイナータ部材２５との間、及びイナータ部材２５と出力軸１２との間にも差回転が生じる。その結果、プラネタリギヤ機構３０が作動することで、ハウジング１１に入力した回転がプラネタリギヤ機構３０で増速されてビスカスカップリング４０に入力される。

これにより、ビスカスカップリング４０のアウタープレート群１３とインナープレート群１４とに差動回転が生じ、その回転差に応じて作動室１６内の作動油（粘性流体）にせん断力が発生する。このせん断力により、プロペラシャフト７からハウジング１１に伝達されたトルクが出力軸１２に伝達されるとともに、リアデフ８を介して後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達される。これにより、車両は四輪駆動状態になる。

本実施形態のトルク伝達装置１０は、増速型のプラネタリギヤ機構３０とビスカスカップリング４０とを駆動力（トルク）の伝達方向に対して直列に配置し、ハウジング１１への入力回転に対してプラネタリギヤ機構３０で増速された回転がビスカスカップリング４０に入力されるように構成した。これにより、前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４の差動回転に対して、ビスカスカップリング４０のプレート間の摺動速度が数倍〜十数倍程度となる。これにより、作動室１６内に充填する作動油として低粘度の作動油を使用しても、高トルクの出力が可能であり、かつ、差動の低い状態での発生トルクを低減することで、引き摺りトルクを効果的に抑制できる。

また、プラネタリギヤ機構３０からなる増速機構と慣性体であるイナータ部材２５とを備えたことで、下記で詳細に説明するように、前輪（駆動輪）Ｗ１、Ｗ２の空転初期から前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４の差回転を抑制することができる。また、イナータ部材２５に生じる回転方向の慣性力によって、後輪（従動輪）Ｗ３，Ｗ４の回転トルクを維持できるため、カスケードロックの防止、タイトターンブレーキングの抑制、及び定常走行でトルク伝達装置１０に生じる引き摺りトルクの低減など図ることができる。

次に、トルク伝達装置１０が伝達するトルク特性について説明する。本実施形態のトルク伝達装置１０では、車両の前後方向への慣性力で移動するピストン２７を設けたことで、車両の加速度や傾斜角に応じた前後方向の慣性力が作用した場合に当該ピストン２７でビスカスカップリング４０が押圧される。これにより、ビスカスカップリング４０のプレート間のクリアランスを変化させることができる。したがって、ビスカスカップリング４０及びトルク伝達装置１０全体の伝達トルク特性を可変させることができる。

図４は、トルク伝達装置１０におけるピストン２７の動作を説明するための図で、（ａ）は、ピストン２７の非作動状態、（ｂ）は、ピストン２７の作動状態を示す図である。なお、図４には、トルク伝達装置１０のトルク伝達経路を一点鎖線で併記している。また、図５は、ビスカスカップリング４０の差回転（入力差回転）と伝達トルクとの関係を示すグラフである。同図のグラフには、ピストン２７によるビスカスカップリング４０の非押圧時（定常時）のトルク特性Ｓ１と、ピストン２７によるビスカスカップリング４０の押圧時（加圧時）のトルク特性Ｓ２とを示している。なお、加圧時のトルク特性Ｓ２は、ピストン２７によるビスカスカップリング４０への押圧力が最大になったときの特性である。

車両が平地路面（勾配が無いか極めて小さい路面をいう、以下同じ。）を走行している場合や、加速・減速状態以外の場合には、車両の慣性力が所定以下となる通常の走行状態である。このような通常の走行状態では、ピストン２７に車両の進行方向（前後方向）の慣性力が作用しないか又は作用する慣性力が小さい。そのため、この状態では、図４（ａ）に示すように、ピストン２７は、プラネタリギヤ機構３０側の初期位置（非作動位置）にあり、ビスカスカップリング４０に押圧力を付与していない状態である。したがって、ビスカスカップリング４０では、コイルバネ２８の付勢力（弾発力）でプレート間にクリアランスが確保された状態（プレート間が狭められていない状態）であり、ビスカスカップリング４０のトルク伝達特性は、図５（ａ）に示す定常時のトルク特性Ｓ１となっている。

その一方で、車両が勾配路を走行している場合や加速状態の場合には、ピストン２７に車両の進行方向で後向きの慣性力が作用する。そのため、図４（ｂ）に示すように、ピストン２７は、慣性力でビスカスカップリング４０側の作動位置へ移動することで、ビスカスカップリング４０に押圧力を付与する状態となる。これにより、ビスカスカップリング４０では、コイルバネ２８の付勢力に抗してプレート間のクリアランスが狭められる。したがって、ビスカスカップリング４０のトルク伝達特性は、図５（ａ）に示す定常時のトルク特性Ｓ１から加圧時のトルク特性Ｓ２側に変化する。すなわち、車両の加速度や勾配の程度に応じてピストン２７にかかる慣性力が変化することで、ビスカスカップリング４０のトルク特性は、図５（ａ）に示す定常時のトルク特性Ｓ１と加圧時のトルク特性Ｓ２との間で変化する。

すなわち、ビスカスカップリングでは、一般的に、プレート間のクリアランスを狭めることによって伝達トルクが高くなる。これに対して、本実施形態のトルク伝達装置１０が備えるビスカスカップリング４０では、ピストン２７の作動でビスカスカップリング４０のプレート間のクリアランスを狭めることが可能である。これにより、ビスカスカップリング４０の差動に対する発生トルクが高くなることで、定常時の伝達トルク特性Ｓ１と比較して、加圧時の伝達トルク特性Ｓ２では、同じトルクを出力するために必要な入出力差回転が小さくなる。結果として、ピストン２７の作動によって、トルク伝達装置１０の入力差回転に対する伝達トルクがより大きくなるようなトルク特性に変化させることが可能となる。

つまり、登坂路の走行など後輪（従動輪）Ｗ３，Ｗ４の駆動力を必要とする状況において、トルク伝達装置１０の伝達トルクを一時的に上昇させることが可能である。その後、定常状態や平坦路での走行になった場合には、ピストン２７に加わる加速側の慣性力による軸方向の力が弱まる。そのため、コイルバネ２８による復元力もしくは減速加速度側の慣性力によりピストン２７が押し戻されて初期位置へ戻り、トルク伝達装置１０の伝達トルク特性が加圧時の伝達トルク特性Ｓ２から定常時の伝達トルク特性Ｓ１に切り替わる。

また、トルク伝達装置１０が備えるイナータ部材２５は、慣性質量を有することで、特に、ビスカスカップリング４０の入力回転数が大きい場合には当該回転数の変化を抑制する方向へ作用する。したがって、加圧時のトルク特性Ｓ２では、ビスカスカップリング４０の入力差回転が大きな領域では、入力差回転の変化に対する伝達トルクの変化量が少ないが、入力差回転が小さな領域では、入力差回転の変化に対して伝達トルクの変化量が多くなる。具体的には、入力差回転の減少（下降）に対して伝達トルクの変化量（低減量）が多くなる。

以下、車両の各走行状態におけるトルク伝達装置１０の過渡トルク特性について詳細に説明する。
（１）乾燥路及び雪上での走行時
乾燥路及び雪上での通常走行時には、トルク伝達装置１０の伝達トルク特性は、図５に示す通常時のトルク特性Ｓ１となる。一方、乾燥路及び雪上での登坂走行時及び急加速時は、イナータ部材２５のピストン２７が慣性力でビスカスカップリング４０側へ付勢されることで、ビスカスカップリング４０が加圧されて伝達トルクが上昇する。これにより、トルク伝達装置１０の伝達トルク特性が通常時のトルク特性Ｓ１から加圧時のトルク特性Ｓ２側に変化する。

したがって、車両の通常走行時は、定常時のトルク特性にて走行することで、後輪Ｗ３，Ｗ４のトルク（４ＷＤトルク）を小さく抑えることで、後輪Ｗ３，Ｗ４の引き摺り抵抗を低減することができる。また、前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４とで径の異なるタイヤを装着している異径タイヤ装着時などにおいて、連続的な高差回転の入力によるトルク伝達装置１０の発熱を抑制することができ、トルク伝達装置１０にかかる負荷を低減することができる。その一方で、急加速時や登坂発進時に車両にかかる加速度や勾配に応じて、ピストン２７の慣性力が作用してビスカスカップリング４０のプレート間に押圧力が付与された場合には、後輪Ｗ３，Ｗ４にかかる４ＷＤトルクを高めることで、車両の走破性の確保が可能となる。

（２）前後スプリットμ路での発進時
図６は、前後スプリットμ路（前輪Ｗ１，Ｗ２が踏む路面の摩擦係数が後輪Ｗ３，Ｗ４が踏む路面の摩擦係数よりも小さい路面をいう。）での発進時について説明するための図で、（ａ）は、トルク伝達装置１０の入力トルクと、入出力差回転と、出力トルクの時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、トルク伝達装置１０の入力差回転Ｎ１と出力差回転Ｎ２を示す車両の模式図である。

図６のグラフに示すように、前後スプリットμ路での発進時に、プラネタリギヤ機構３０からの入力負荷に対して角加速度が大きい場合は、イナータ部材２５による回転方向の慣性抵抗が作用することで、ビスカスカップリング４０への入力差回転を低く抑える（制限する）ことができる。そのため、トルク伝達装置１０の伝達トルクの一時的な上昇（過渡トルク状態）を制限することが可能となる。これにより、リアデフ８の保障強度を下げることができる。

（３）低μ路でのブレーキング時
図７は、低μ路（比較的に低摩擦係数の路面をいう。）での走行中のブレーキング時について説明するための図で、（ａ）は、ブレーキフラグ（ブレーキのオンオフ）と、トルク伝達装置１０の入出力トルクと、前後車輪速及び推定車体速の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、トルク伝達装置１０の入力トルクＴ１及び出力トルクＴ２を示す車両の模式図である。

低μ路での走行中のブレーキング時には、前輪Ｗ１，Ｗ２の回転数の大幅な低下（落ち込み）による減速トルクが大きくなる。そして、カップリング機構のみを備えた従来のトルク伝達装置（ビスカスカップリング）では、後輪Ｗ３，Ｗ４の回転数が前輪Ｗ１，Ｗ２の回転数に同期して落ち込むことでカスケードロックを誘発する可能性が高い。これに対して、本実施形態のトルク伝達装置１０では、イナータ部材２５の回転方向の慣性力がプラネタリギヤ機構３０からビスカスカップリング４０へ伝達される減速側の差回転に抵抗するように作用する。そのため、図７（ａ）に示すように、ビスカスカップリング４０の減速トルクを効果的に低減することが可能となる。また、前輪Ｗ１，Ｗ２の車輪速が後輪Ｗ３，Ｗ４の車輪速に引き摺られて落ち込むことを抑制できる。これらにより、カスケードロックを防止することができる。また、ブレーキング時に車両にかかる減速加速度によって、イナータ部材２５のピストン２７が初期位置（非作動位置）へ復帰する。そのため、車両の加速中であってもブレーキが作動したときには、瞬時にトルク伝達装置１０の伝達トルク特性を通常時のトルク特性Ｓ１に切り替えて伝達トルクを低減することが可能である。これにより、ＡＢＳ干渉が起きることも防止できる。

（４）タイトターンブレーキング時
図８は、タイトターンブレーキング時について説明するための図で、（ａ）は、アクセルフラグ（アクセルのオンオフ）、トルク伝達装置１０のトルク（伝達トルク）、車体速の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、トルク伝達装置１０の入力トルク及び出力トルクを示す車両の模式図である。なお、同図（ａ）のグラフには、本実施形態のトルク伝達装置１０のデータ（実線）と、従来構成のトルク伝達装置（カップリング機構のみを備えるトルク伝達装置）のデータ（一点鎖線）とを併記している。本実施形態のような主駆動輪（前輪Ｗ１，Ｗ２）と副駆動輪（後輪Ｗ３，Ｗ４）を有する四輪駆動車両では、転舵時の前後輪の旋回半径差によって前後差回転が発生する。そのため、従動輪が４ＷＤトルクで引き摺られるタイトターンブレーキング現象が起こる。このタイトターンブレーキング現象は、アクセルオフの際などに減速感を顕著に伴う事象である。

これに対して、本実施形態のトルク伝達装置１０では、車両の減速に伴う回転軸７の回転数減少に対して、イナータ部材２５の慣性力（回転方向の慣性力）が回転数の減少を抑制する方向（回り続けようとする方向）へ作用する。そのため、図８（ａ）のグラフに示すように、アクセルオフ時のトルク伝達装置１０の伝達トルク（負荷トルク）を低減することができる。これにより、車体の減速加速度を緩和してタイトターンブレーキング現象を抑制できる。また、タイトターンブレーキング時には、通常のブレーキング時と同様に、トルク伝達装置１０の伝達トルク特性は、通常時のトルク特性Ｓ１に切り替わる。そのため、トルク伝達装置１０での引き摺りトルクを低減でき、車両の空走距離（アクセルオフ後の走行距離）及び空走時間を延ばすことができる。

以上説明したように、本実施形態の四輪駆動車両が備えるトルク伝達装置１０では、増速型のプラネタリギヤ機構３０と複数の摩擦板を積層してなるビスカスカップリング４０とを駆動力（トルク）の伝達方向に対して直列に配置し、ハウジング１１への入力回転に対してプラネタリギヤ機構３０で増速された回転がビスカスカップリング４０に入力されるように構成した。これにより、前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４の差動回転に対して、ビスカスカップリング４０のプレート間の相対速度を増速させることができる。したがって、プレート間の摩擦面の摺動速度を早くすることで、ビスカスカップリング４０のプレート間に生じる異常振動（ジャダー）を効果的に抑制することができる。

また、プラネタリギヤ機構３０からなる増速機構と慣性体であるイナータ部材２５とを備えたことで、前輪（駆動輪）Ｗ１，Ｗ２の空転初期から前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４との差回転の抑制に効果を発揮することができる。また、イナータ部材２５に生じる回転方向の慣性力によって、後輪（従動輪）Ｗ３，Ｗ４の回転トルクを維持できるため、カスケードロックの防止、タイトターンブレーキングの抑制、及び定常走行でトルク伝達装置１０に生じる引き摺りトルクの低減など図ることができる。

また、車両の加速度や傾斜角に応じた前後方向の慣性力がピストン２７に作用することで、ピストン２７でビスカスカップリング４０が押圧される。これにより、車両の加速度や傾斜角に応じて、ビスカスカップリング４０のプレート間のクリアランスを変化させることができる。したがって、ビスカスカップリング４０及びトルク伝達装置１０全体の伝達トルク特性を可変させることができる。これにより、例えば、登坂路の走行など従動輪の駆動力を必要とする状況において、トルク伝達装置の伝達トルクを一時的に上昇させることが可能である。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかるトルク伝達装置について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項、及び図示する以外の事項については、第１実施形態と同じである。

図９は、本発明の第２実施形態にかかるトルク伝達装置１０−２を備える四輪駆動車両の概略構成を示す図である。第１実施形態のトルク伝達装置１０では、プラネタリギヤ機構３０の後側に設置したトルク伝達部としてビスカスカップリング４０を備えていたのに対して、本実施形態のトルク伝達装置１０−２では、当該トルク伝達部として、作動油中に配置した摩擦板からなるアウタープレート群１３−２の各プレート及びインナープレート群１４−２の各プレートを交互に積層してなる湿式のクラッチ機構４０−２を備えている。

上記のクラッチ機構４０−２では、アウタープレート群１３−２の各プレートとインナープレート群１４−２の各プレートとを予め一定の押付力が付与された状態で設置している。そして、ピストン（押圧部材）２７がクラッチ機構４０−２側へ移動することで、該ピストン２７の押圧力によりクラッチ機構４０−２の各プレート間の押付力が変化するように構成している。なお、本実施形態のクラッチ機構４０−２では、アウタープレート群１３−２の各プレートの間には、コイルバネ２８は介在していない。

本実施形態のトルク伝達装置１０−２によれば、プラネタリギヤ機構３０で増速した回転をクラッチ機構４０−２に入力するように構成したことで、クラッチ機構４０−２が備えるプレート間の摩擦面の摺動速度を早くすることができ、クラッチ機構４０−２のプレート間に生じる異常振動（ジャダー）を効果的に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、トルク伝達装置１０が備えるプラネタリギヤ機構３０は、二組の遊星歯車組を備えた機構としたが、本発明にかかるトルク伝達装置１０が備えるプラネタリギヤ機構は、ハウジングからの入力回転を増速してカップリング機構に伝達する増速型の機構であれば、その具体的な構成は、上記実施形態に示す以外の構成であってもよい。

また、本発明にかかるトルク伝達装置が備えるイナータ部材は、車両の加速度や傾斜角又は回転軸の回転速度の変化に応じてトルク伝達装置のトルク特性を変化させることが可能な構成であれば、その具体的な形状等は、上記実施形態に示すものには限定されず、他の形状等であってもよい。

１ 四輪駆動車両
２ 駆動力伝達経路
３ エンジン
４ トランスミッション
５ フロントデフ
６，６ フロントドライブシャフト
７（７ａ，７ｂ） プロペラシャフト（回転軸）
８ リアデフ
９，９ リアドライブシャフト
１０，１０−２ トルク伝達装置
１１ ハウジング
１２ 出力軸
１３ アウタープレート群
１４ インナープレート群
１５ カバー部材
１６ 作動室
２５ イナータ部材
２５ａ 外径部
２５ｂ 内径部
２５ｃ 連結部
２５ｄ 開口部
２７ ピストン（押圧部材）
２８ コイルバネ（付勢手段）
２９，２９ ニードルベアリング
３０ プラネタリギヤ機構
４０ ビスカスカップリング（トルク伝達部）
４０−２ クラッチ機構（トルク伝達部）
Ｐ１ 第１遊星歯車組
Ｐ２ 第２遊星歯車組
Ｗ１，Ｗ２ 前輪（主駆動輪）
Ｗ３，Ｗ４ 後輪（副駆動輪）

Claims (4)

1. 駆動源からの駆動力を主駆動輪及び副駆動輪に伝達する駆動力伝達経路における前記駆動源と前記副駆動輪との間に配置された四輪駆動車両のトルク伝達装置であって、
   前記駆動源と前記副駆動輪との間に設けた回転軸と、
   前記回転軸に接続されたハウジングと、
   前記回転軸において前記ハウジングより前記副駆動輪側に接続された出力軸と、
   前記ハウジングと前記出力軸との間に介装されたトルク伝達部と、を備え、
   前記トルク伝達部は、
   前記回転軸の軸方向に相対移動可能に設置された押圧部材と、
   前記押圧部材を有するイナータ部材と、
   前記イナータ部材と一体回転可能に固定されたアウタープレート群と、
   前記出力軸と一体回転可能に固定されたインナープレート群と、を備え、
   前記アウタープレート群と前記インナープレート群とは、前記軸方向に沿って交互に配置され、
   前記イナータ部材は、前記アウタープレート群又は前記インナープレート群と前記軸方向で隣接して配置され、
   車両の加速度又は走行路の登坂勾配が所定以上になると、慣性力に応じて前記押圧部材が前記軸方向に移動し、前記アウタープレート群又は前記インナープレート群を押圧することで、前記アウタープレート群と前記インナープレート群との間のクリアランスが変化し、前記トルク伝達部のトルク伝達特性が変化するように構成した
   ことを特徴とする四輪駆動車両のトルク伝達装置。
2. 前記イナータ部材は、
   前記ハウジングの内周面に沿って設置される外径部と、
   前記出力軸の外周面に沿って設置される内径部と、を有し、
   前記押圧部材は、前記外径部と前記内径部との間にガイドされ前記軸方向に進退移動可能に設置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車両のトルク伝達装置。
3. 前記イナータ部材は、前記外径部と前記内径部とを連結する連結部を有し、
   前記押圧部材は、前記連結部に当接する非作動位置と、前記非作動位置から前記トルク伝達部側へ移動することで前記トルク伝達部を押圧する作動位置との間を移動する
   ことを特徴とする請求項２に記載の四輪駆動車両のトルク伝達装置。
4. 前記ハウジング内において、前記イナータ部材の前記軸方向の前記駆動源側に隣接して配設されるプラネタリギヤ機構を有し、
   前記プラネタリギヤ機構の一部のギヤは、前記イナータ部材の一部に設けられる
   ことを特徴とする請求項２乃至３のいずれか１項に記載の四輪駆動車両のトルク伝達装置。

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