JPH0118418Y2

JPH0118418Y2 -

Info

Publication number: JPH0118418Y2
Application number: JP2499684U
Authority: JP
Priority date: 1984-02-23
Filing date: 1984-02-23
Publication date: 1989-05-30
Also published as: JPS60136224U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は前輪および後輪を同一のエンジンで駆
動するための駆動連結装置に関する。

前輪および後輪を同一のエンジンで駆動する４
輪駆動（4WD）車においては、前輪および後輪
のタイヤの有効半径に多少の相違があつたり、旋
回走行における車輪のころがり経路の違いからタ
イヤにすべりを伴い駆動系に無理な力が作用する
ためこれを防止する手段を設ける必要がある。

このため従来より、フルタイム４輪駆動車では
前輪に駆動力を伝達する第１の回転軸と後輪に駆
動力を伝達する第２の回転軸との間に回転速度差
が生じても駆動力を伝達できるようセンタデフと
称する差動装置が用いられており、重量、大きさ
およびコストの面からパートタイム４輪駆動車に
比べて不利であるとともに差動回転が可能である
ことから４輪駆動を必要とするときに４輪駆動が
達成できない場合があり、デフロツク機構を必要
とする等装置の一層複雑化を招いてしまう。

一方、パートタイム４輪駆動車にあつてはセン
タデフを設置しないものが多く、旋回走行により
生ずるタイトコーナブレーキング現象等４輪駆動
による不具合がある場合には運転者による操作で
２輪駆動とするよう構成されており、運転操作が
煩雑となる欠点がある。

そこで、第１の回転軸と第２の回転軸との間に
相互に駆動力を伝達しうる油圧式連結機構をそな
えた４輪駆動用駆動連結装置も考えられるが、油
圧式連結機構としてベーンポンプを単に適用する
と、ベーンポンプのロータとケーシングとの相対
的回転速度が低い状態で使用されるので、ロータ
とケーシングとの隙間からの油の漏れ損失が、ロ
ータとケーシングとの摩擦損失に比し、大きくな
るという問題点がある。

特に、ロータとケーシングとの軸方向の隙間か
らの油の漏れ損失が大きいので、このような油圧
式連結機構では、十分な駆動力の伝達を行なえな
いという問題点がある。

本考案は、このような問題点を解決しようとす
るもので、２輪駆動と４輪駆動との切換えを自動
的に行ないながら、ベーンポンプ型連結機構の駆
動力伝達効率を高めることができるようにした、
４輪駆動用駆動連結装置を提供することを目的と
する。

このため、本考案の４輪駆動用駆動連結装置
は、車両の前輪に駆動力を伝達する第１の回転軸
と、後輪の駆動力を伝達する第２の回転軸と、上
記第１の回転軸と第２の回転軸との間に介装され
て相互に駆動力を伝達しうる油圧式連結機構とを
そなえ、同油圧式連結機構がベーンポンプ型連結
機構として構成されて、同連結機構に、上記の第
１の回転軸および第２の回転軸のうちの一方に連
結されるケーシングと他方に連結されて同ケーシ
ング内に収容されるロータとが設けられるととも
に、同ロータの外周面に取り付けられて上記ケー
シングの内周面に摺接する多数のベーンが設けら
れ、上記のロータとケーシングとの軸方向の隙間
が油膜の切れない距離に設定されていることを特
徴としている。

以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第１〜５図は本考案の一実施例としての
４輪駆動用駆動連結装置を示すもので、第１図は
車両の駆動系を示す概略構成図、第２図は本装置
の横断面図、第３図は本装置の縦断面図、第４図
は第３図の要部を示す縦断面図、第５図はその作
用を示すグラフである。

第１図に示すように、横置されたエンジン１に
変速機２が連結され、その出力軸３に取り付けた
ドライブギヤ４から駆動力が取り出されて、アイ
ドルギヤ５を介して両端部にギヤ６，７を具えた
中間伝達軸８に伝達される。

そして、この中間伝達軸８の一方のギヤ７から
前輪９用の差動装置１０に駆動力が伝達されて前
輪９が駆動される一方、前輪９に伝達された駆動
力がそのまま第１の回転軸１１にギヤ１２を介し
て伝達され、さらに、ベーンポンプ型連結機構と
しての４輪駆動用駆動連結装置本体１３に伝達さ
れる。

この４輪駆動用駆動連結装置本体１３を経由し
た駆動力は、第２の回転軸１４に伝達されるよう
になつており、回転取出方向を変換する歯車機構
１５を介して後輪１６用の差動装置１７に駆動力
が伝達され、後輪１６を駆動する。

この４輪駆動用駆動連結装置本体１３は、第
２，３図に示すように、油圧ポンプ（油圧式連結
機構）としてのベーンポンプVPとこれに付属す
る油圧回路２１とで構成されており、ベーンポン
プVPのロータ１９が、前輪９に駆動力を伝達す
る第１の回転軸１１に連結されるとともに、ケー
シング２０を構成するカムリング部２０ａおよび
出力側プレート２０ｃが、後輪１６に駆動力を伝
達する第２の回転軸１４に連結されている。

この油圧ポンプとしてのベーンポンプVPには、
そのロータ１９の外周面１９ａに周方向に等間隔
に多数（ここでは、８個）の孔部１９ｂが形成さ
れていて、この多数の孔部１９ｂのそれぞれに
は、カムリング部２０ａの内周面２０ｄに摺接し
うるベーン１８が嵌挿されている。

さらに、第４図に示すように、ケーシング２０
の入力側プレート２０ｂとベーン１８およびロー
タ１９との軸方向の隙間S₁が所定値以下となるよ
うに、各部が形成されており、油膜が切れないよ
うになつていて、ケーシング２０の出力側プレー
ト２０ｃとベーン１８およびロータ１９との軸方
向の隙間S₂も、同様に、所定値以下となるよう
に、各部が形成されている。

そして、これら隙間S₁とS₂との和が、15μｍ以
下となるように設定されている。

また、ベーンポンプVPは、その回転数に比例
した油量を吐出するものであり、ロータ１９とカ
ムリング部２０ａとの間に相対回転、すなわち、
第１の回転軸１１と第２の回転軸１４との間に相
対回転が生ずると油圧ポンプとして機能して油圧
を発生する。

ベーンポンプVPの吐出口（ケーシング２０に
対するベーン１８の相対的回転方向先端の吸込吐
出口２２〜２５がこれに相当）を塞ぐことによ
り、油を介してその静圧でロータ１９とカムリン
グ部２０ａとが剛体のようになつて一体に回転さ
れる。

このため、カムリング部２０ａとロータ１９と
の間には対角位置に２つのポンプ室３６，３７が
形成され、また、回転方向基端側に位置したとき
吸込口となり先端側に位置したとき吐出口となる
４個の吸込吐出口２２〜２５がほぼ対角位置に形
成してあり、それぞれ同一機能をなす対角位置の
吸込吐出口２２，２４と吸込吐出口２３，２５と
が、それぞれカムリング部２０ａの回転状態でも
固定側に油を送通し得る機構を介して第１油路２
６と第２油路２７とで連通されている。

また、第１油路２６と第２油路２７との間に、
それぞれチエツク弁２８，２９，２９′を介して
オイル溜３０が連通され、オイル溜３０から各油
路２６，２７への流れのみが許容されるととも
に、第１油路２６と第２油路２７との間に流出の
みを許容する相対向した２つのチエツク弁３１，
３２を介して両油路２６，２７が連通され、この
２つのチエツク弁３１，３２の中間部が油路４０
を介してリリーフ弁３３に連通している。

このリリーフ弁３３のスプリング３４側である
中間部を通じて、オイル溜３０およびチエツク弁
２９′と２つのチエツク弁２８，２９との間には、
連通路３５が設けられている。

このような油圧回路２１とすることで、ロータ
１９とカムリング部２０ａとの相対回転方向によ
らず、常に吐出圧がリリーフ弁３３の弁体に作用
し、オイル溜３０が吸込口と連通することにな
る。

本考案の４輪駆動用駆動連結装置は上述のごと
く構成されているので、車両の通常の直進状態で
は、前輪９と後輪１６とのタイヤの有効半径が同
一で、タイヤのスリツプ回転速度が少ないことか
ら、４輪駆動用駆動連結装置本体１３に接続する
第１の回転軸１１と第２の回転軸１４との間に回
転速度差が生じない。

したがつて、ベーンポンプVPでは油圧の発生
はなく、後輪１６に駆動力が伝達されず、前輪９
のみによる前輪駆動となる。

しかし、車両の直進加速時のように、大きなス
リツプがなくても通常前輪９が約１％以内でスリ
ツプする状態では、これによる回転速度差が第１
の回転軸１１と第２の回転軸１４との間に生じる
と、ベーンポンプVPが機能してこの回転速度差
に応じた油圧が発生し、ロータ１９とカムリング
部２０ａとが一体になつて回転し、この油圧とベ
ーンの受圧面積とに対応した駆動力が後輪１６に
伝達されて４輪駆動状態になる。

この場合、ベーンポンプVPにおける油の流れ
は、相対的にロータ１９が回転することになり
（第２図中の符号Ａ参照）、吸込吐出口２２，２４
が吸込口となつてチエツク弁２８を介してオイル
溜３０から油が吸込まれる一方、吸込吐出口２
３，２５が吐出口となつてチエツク弁２９，３１
を閉じると同時にチエツク弁３２、油路４０を介
してリリーフ弁３３に油が導かれる。

なお、第２図中、実線矢印は吐出油の流れを示
しており、破線矢印は吸込油の流れを示してい
る。

また、ケーシング２０の入力側プレート２０ｂ
とロータ１９およびベーン１８との隙間（側面隙
間）Ｓ［cm］は、第５図に示すように、油の漏れ
損失動力Q_S・Ｐと摩擦損失動力L_Sとの和である
全損失動力E_Sの最少値S₀を求めることによつて、
その値が定められる。

すなわち、側面隙間Ｓにおける単位時間の油の
漏れ量Q_Sおよび摩擦による損失動力は次式で表
わされる。

Q_S＝ｋ（Ｐ／μ）S³ …(1) L_S＝Ｋ（μn²／Ｓ） …(2) ここで、Ｐ：ポンプの出入口の圧力差［Kg／
cm²］、 μ：油の粘度［Kg・ｓ／cm²］、ｎ：毎秒回転数、ｋ，Ｋ：ポンプによる定数である。

したがつて、側面隙間Ｓにおける全損失動力E_S
は、次式で表わされる。

E_S＝Q_SＰ＋L_S …(3) であり、これを最小にするＳの値S₀は、次式で表
わされる。

S₀＝（Ｋ／3k）^1/4（μn／Ｐ）^1/2 …(4) この側面隙間の最良値S₀において全効率は最大
になるが、全効率よりも容積効率を高くする場合
には、第４式で求められたS₀よりも側面隙間Ｓを
小さくする。一般に、この最良側面隙間S₀は、2/
１００〜4/100［mm］となる。

本実施例では、側面隙間Ｓは、15μｍ以下の油
膜が切れない距離に設定されており、漏れ損失が
より減少し、一方、摩擦損失は増大するが、ベー
ンポンプVPの回転速度差が低く（０〜約
600rpm）、かつ、ポンプの全効率を向上させるも
のではない（いわゆる、ポンプとしての機能を発
揮させるものではない）ので、摩擦損失の増大の
与える影響は少ない。

このように、容積効率の大きい装置が実現でき
る。

次に、後輪１６の回転速度に比べ前輪９の回転
速度が非常に大きくなる場合、例えば雪路での前
輪のスリツプ時や急加速時あるいはブレーキ時の
後輪がロツク気味となる場合には、４輪駆動用駆
動連結装置本体１３に接続する第１の回転軸１１
と第２の回転軸１４との間の回転速度差が非常に
大きくなる。

これにより、ベーンポンプVPでは、第２図に
示す状態の油の流れが生じて大きな油圧が発生す
るが、所定値を超えると、リリーフ弁３３がスプ
リング３４に抗して開き吐出圧がほぼ一定に制御
され、後輪１６に一定の吐出圧に対応した一定の
駆動力が伝達された４輪駆動状態となる。

そして、前輪９の回転速度が減少するととも
に、後輪１６の回転速度が増大することとなり回
転速度差を縮少（ノンスリツプデフと同一機能）
するようになる。

このように、前輪９のスリツプ状態では後輪１
６への駆動トルクが増大されて走行不能となるこ
とを回避できるとともに、後輪１６がロツク気味
の場合には、前輪９のブレーキトルクを増大して
後輪１６のロツクを防止する。

一方、前輪９の回転速度に比べ後輪１６の回転
速度が非常に大きくなる場合、例えば前輪９のブ
レーキ状態でロツク気味となる場合では、４輪駆
動用駆動連結装置本体１３に接続する第１の回転
軸１１と第２の回転軸１４との間に、上述とは逆
方向に非常に大きな回転速度差が生じる。

これにより、ベーンポンプVPでは、第２図に
示す油の流れと逆方向の油の流れが生じ、吸込吐
出口２３，２５が吸込口となり、チエツク弁２
９，２９′を介してオイル溜３０から油が吸込ま
れる一方、吸込吐出口２２，２４が吐出口となり
第２油路２６を経てチエツク弁２８，３２を閉じ
て、チエツク弁３２からリリーフ弁３３に導かれ
た大きな油圧が作用するが、この油圧もリリーフ
弁３３により一定に保持され一定の駆動力が後輪
１６に伝達されて４輪駆動状態となる。

そして、後輪１６へのブレーキトルクを増大し
て前輪９のロツクを防止する。

また、通常の旋回走行時には、前輪９の回転速
度が後輪１６の回転速度よりわずかに大きく、前
輪９にブレーキトルクが作用し、後輪１６に駆動
トルクが作用した４輪駆動状態となつて旋回走行
がなされる。

このように、４輪駆動用駆動連結装置本体１３
で吐出圧をリリーフ弁３３により一定値以上とな
らないように制御することで、従来パートタイム
４輪駆動車で４輪駆動状態を必要とする場合には
運転者の操作が必要であつたものが、自動的に４
輪駆動と２輪駆動との切換が行なわれるとともに
前輪９と後輪１６との回転速度差に応じた駆動力
による４輪駆動状態が得られる。

また、従来のフルタイム４輪駆動車では必ず装
備されていたセンタデフに比べ、本装置では、小
型コンパクト化をはかることができるとともに重
量軽減もはかれ、コスト低減ともなる。

さらに、４輪駆動用駆動連結装置本体１３の油
圧ポンプとして吸込吐出口が４個の平衡形のベー
ンポンプのほか、駆動力の伝達量によつては、吸
込吐出口が２個の不平衡形ベーンポンプを用いて
もよい。

以上詳述したように、本考案の４輪駆動用駆動
連結装置によれば、車両の前輪に駆動力を伝達す
る第１の回転軸と、後輪の駆動力を伝達する第２
の回転軸と、上記の第１の回転軸と第２の回転軸
との間に介装されて相互に駆動力を伝達しうる油
圧式連結機構とをそなえ、同油圧式連結機構がベ
ーンポンプ型連結機構として構成されて、同連結
機構に、上記の第１の回転軸および第２の回転軸
のうちの一方に連結されるケーシングと他方に連
結されて同ケーシング内に収容されるロータとが
設けられるとともに、同ロータの外周面に取り付
けられて上記ケーシングの内周面に摺接する多数
のベーンが設けられ、上記のロータとケーシング
との軸方向の隙間が油膜の切れない距離に設定さ
れているという簡素な構成で、次のような効果な
いし利点を得ることができる。

(1) 前輪と後輪との差回転が許容されるので、パ
ートタイム４輪駆動車のタイトコーナブレーキ
ング現象などの不具合や運転操作の煩雑さを解
消できる。

(2) 第１の回転軸と第２の回転軸との間で、速く
回つている方から遅く回つている方へ力が伝達
されるので、前輪ないし後輪の一方が過回転す
ることはなくなり、ホイルスピンを確実に防止
でき、車両の安全性に寄与しうる。

(3) フルタイム４輪駆動車に、従来装備されてい
たセンタデフに比べ、小型・軽量とすることが
でき、低コスト化にも寄与しうる。

(4) ベーンポンプ型連結機構の容積効率が高めら
れて、ベーンポンプの低回転時から高圧を発生
できて、本装置の駆動力伝達性能を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本考案の一実施例としての４輪駆
動用駆動連結装置を示すもので、第１図は車両の
駆動系を示す概略構成図、第２図は本装置の横断
面図、第３図は本装置の縦断面図、第４図は第３
図の要部を示す縦断面図、第５図はその作用を示
すグラフである。１……横置エンジン、２……変速機、３……出
力軸、４……ドライブギヤ、５……アイドルギ
ヤ、６，７……ギヤ、８……中間伝達軸、９……
前輪、１０……差動装置、１１……第１の回転
軸、１２……ギヤ、１３……ベーンポンプ型連結
機構としての４輪駆動用連結装置本体、１４……
第２の回転軸、１５……歯車機構、１６……後
輪、１７……差動装置、１８……ベーン、１９…
…ロータ、１９ａ……外周面、１９ｂ……孔部、
２０……ケーシング、２０ａ……カムリング部、
２０ｂ……入力側プレート、２０ｃ……出力側プ
レート、２０ｄ……内周面、２１……油圧回路、
２２〜２５……吸込吐出口、２６……第１油路、
２７……第２油路、２８，２９，２９′……チエ
ツク弁、３０……オイル溜、３１，３２……チエ
ツク弁、３３……リリーフ弁、３４……スプリン
グ、３５……連通路、３６，３７……ポンプ室、
４０……油路、VP……ベーンポンプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

車両の前輪に駆動力を伝達する第１の回転軸
と、後輪の駆動力を伝達する第２の回転軸と、上
記の第１の回転軸と第２の回転軸との間に介装さ
れて相互に駆動力を伝達しうる油圧式連結機構と
をそなえ、同油圧式連結機構がベーンポンプ型連
結機構として構成されて、同連結機構に、上記の
第１の回転軸および第２の回転軸のうちの一方に
連結されるケーシングと他方に連結されて同ケー
シング内に収容されるロータとが設けられるとと
もに、同ロータの外周面に取り付けられて上記ケ
ーシングの外周面に摺接する多数のベーンが設け
られ、上記のロータとケーシングとの軸方向の〓
間が油膜の切れない距離に設定されていることを
特徴とする、４輪駆動用駆動連結装置。