JPH02171332A - ４輪駆動車の動力分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、湿式油圧多板クラッチを介して前後輪へ動力
分配する４輪駆動車の動力分配装置に関する。

〔従来の技術〕

このような４輪駆動車の動力分配装置として、特開昭６
１−１５５０２７号公報に記載のものが従来知られてい
る。これは、変速機出力軸から前後輪へ分岐して動力伝
達するトランスファ内に湿式油圧多板クラッチを介設し
、トランスファから前後輪へ動力伝達可能にしたもので
あり、その油圧制御に応じて前後輪への伝達トルクを連
続的に変化して動力分配できるようになっている。ここ
で前記湿式油圧多板クラッチは、その作動油や潤滑油が
トランスファ内の歯車や軸受は類の潤滑油と共用されて
いる。

またトランスアクスル式の手動変速機を有する４輪駆動
車を対象としたものでは、ＲＲベースのトランスアクス
ル装置とフロントディファレンシャル装置とを備え、こ
のフロントディファレンシャル装置の入力軸に湿式油圧
多板クラッチを介設し、前後輪へ動力分配可能な実車例
も知られている。この場合、湿式油圧多板クラッチは、
フロントディファレンシャル装置内のハイポイドギヤ浦
に浸漬され、またそのオイルポンプは、トランスアクス
ルやフロントディファレンシャル装置の外部に配置され
て外部配管により湿式油圧多板クラッチに作動油圧を供
給するように回路構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来は、湿式浦圧多板クラッチの作動油や潤
滑油が、トランスミッションまたはトランスファ内の歯
車や軸受は類の潤滑油、あるいはディファレンシャル装
置内のハイポイドギヤ油と共用されるため、４輪駆動走
行状態で大きく転舵して湿式油圧多板クラッチ内にスベ
リ作用を発生させてタイトコーナブレーキング現象を緩
和させる際に、湿式油圧多板クラッチ内のクラッチプレ
ート間に適切な摩擦特性が得られず、摩擦トルクが不安
定となってクラッチプレート間にスティックスリップが
生じ、車室内にこもり音や振動騒音を発生させる問題が
ある。

また、手動変速機を備える４輪駆動車の場合、油圧源が
トランスミッションになく、エンジン房内や車体側にオ
イルポンプおよび油圧制御装置を設けるため湿式油圧多
板クラッチへの油圧回路が外部配管を要するものとなり
、ジヨイントやエルボによる管路断面積の変化や変曲部
での流路抵抗により回路内抵抗が増大して湿式油圧多板
クラッチへの作動油圧の応答性が悪化し、走行状態に応
じて瞬時に前後輪への動力分配比を変えるのに時間遅れ
が生じ、低μ路での旋回特性や発進性が悪化するという
問題がある。

そこで本発明は、湿式油圧多板クラッチがスベリ作用す
る際のスティックスリップの発生を未然に防止でき、か
つ湿式油圧多板クラッチへの作動油圧の応答性を向上で
きると共に、ＦＦベースまたはＲＲベースの手動変速機
付４輪駆動車の双方に適用可能な４輪駆動車の動力分配
装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 この目的のため本発明は、クラッチと手動変速機構間に
一方の駆動輪用のディファレンシャル装置を配設した縦
置きトランスアクスルに、他方の駆動輪用のディファレ
ンシャル装置へ動力伝達するトランスファを一体式に備
える４輪駆動車において、上記トランスファ内をシール
構造によりトランスアクスル用潤滑油とは分離するよう
に区画し、手動変速機構の出力軸をトランスファ内に延
長された伝動軸とトランスファ出力軸との間に作動油の
圧力を走行状態に応じて変化させて、前後輪への動力分
配を可能にする湿式油圧多板クラッチを介設すると共に
、上記クラッチからトランスアクスルへの中空入力軸に
挿通して同芯配置されたドライブシャフトを介してエン
ジンのクランク軸により直接駆動され、かつトランスフ
ァ内の隔壁に上記湿式油圧多板クラッチへの作動油圧を
供給する油圧源となるオイルポンプとを連結構成されて
なる。

〔作　　　用〕

このような手段では、手動変速機構の出力軸の延長上に
設けた伝動軸とトランスファ出力軸との間に湿式油圧多
板クラッチが介設されるので、この湿式油圧多板クラッ
チを介して前後輪に動力分配され、その伝達トルクは湿
式油圧多板クラッチの油圧制御に応じて連続的に変化す
る。そしてこの湿式油圧多板クラッチはシール構造でト
ランスアクスル用潤滑油とは区画されたトランスファ内
に配置されるので、所定の組成を有する適切な作動油お
よび潤滑油の使用が可能であり、そうすることで所望の
摩擦特性が得られ、前後輪間に内部循環トルクが発生し
たり変化したりする際、もしくは４輪駆動状態で大きく
転舵する場合には、クラッチプレートのスティックスリ
ップを伴なわずに滑らかにスベリ作用する。

また、オイルポンプがトランスアクスルとトランスファ
の区画壁に配置されるので、湿式油圧多板クラッチへの
油圧制御装置および油圧回路＋ｌｌｌ５成が外部配管を
用いずにシンプルに構成でき、回路内抵抗が減少して湿
式油圧多板クラッチへの作動油圧の応答性が向上する。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は一実施例が適用される４輪駆動車の動力伝達系
のレイアウトを示すもので、同図（ａ）はＦＦベースの
４輪駆動、同図（１））はＲＲベースの４輪駆動車を示
す。いずれもクラッチと手動変速機構間に一方の駆動輪
用のディファレンシャル装置を介設する縦置きトランス
アクスルに、他方の駆動輪用のディファレンシャル装置
へ動力伝達するトランスファを一体式に備えたものであ
り、ＦＦベースでは車体前部にエンジンｌ、）ランスア
クスル２．トランスファ３がこれらの順で車体前後方向
に縦置き配置され、プロペラシャフト４を介してリヤデ
ィファレンシャル装置５に伝動構成されており、トラン
スアクスル２内のフロントディファレンシャル装置６を
介して左右の前輪７゜７に、またリヤディファレンシャ
ル装置５を介して左右の後輪８．８に動力伝達されるよ
うになっている。なお、ＲＲベースでは車体後部にエン
ジンＩ、　　トランスアクスル２．トランスファ３が前
述のＦＦベースと逆向きに縦置き配置され、プロペラシ
ャフト４を介してフロントディファレンシャル装置６に
伝動構成されるレイアウトであり、ＦＦベースと較べて
レイアウトが車体前後方向に逆向きとなっているだけで
あるから、以下、ＦＦベースの４輪駆動車を対象とした
一実施例について説明する。

第１図（ａ）に示すように、前記トランスアクスル２内
には、エンジン１の出力がクラッチ９を介して入力され
る手動変速機構１０が内蔵されている。

この手動変速機構１０は、入力軸であるインプットシャ
フトｌｌに高低２段に変速する副変速機ｔｆ４１２を介
して接続するメインシャフト１３を備えたもので、上記
インプットシャフト１１およびメインシャフト１３は中
空に形成されて内部にエンジンのクランク輔りａ内に動
力伝達可能に設けられたボスＩｂの内径部に形成された
スプラインにより駆動されるオイルポンプドライブシャ
フト１４が挿通されている。

また前記メインシャフト１３には出力軸であるドライブ
ピニオンシャフト１５が平行配置され、これらが複数組
の変速ギヤを介して動力伝達可能なように噛合うことで
前進５段後退１段の変速段を得るようになっている。そ
してこのドライブピニオンシャフト１５に取出された変
速動力は、ドライブピニオン１６を介してフロントディ
ファレンシャル装置６に人力すると共に、スプラインカ
ップリング１７を介してトランスファドライブシャフト
１８に入力する。

トランスファ３は、トランスファドライブギヤ１９を一
体形成したトランスファドライブシャフト１８に、トラ
ンスファドリブンギヤ２０を回転自在に噛合せてプロペ
ラシャフト４に連結されるトランスファドリブンシャフ
ト２１応（平行配置されるもので、上記トランスファド
リブンギヤ２０とトランスファドリブンシャフト２１と
の間には湿式油圧多板クラッチ２２が介設されている。

なお、上記トランスファドリブンギヤ２０は、トランス
ファドリブンシャフト２１と同一軸芯上に配置され、ニ
ードルベアリング２０ａを介して回転自在に軸支されて
いる。

そしてこのようなトランスファ８は、隔壁２３によって
前記トランスアクスル２と仕切られ、トランスファドラ
イブシャフト１８に外装したオイルシール２４とトラン
スファドリブンシャフト２１に外装されたオイルシール
２５およびオイルポンプドライブシャフト１４に動力伝
達可能なように連結されたオイルポンプドリブンシャフ
ト１４ａに外装したオイルシール３９とによって内部が
液密状態に区画されており、前記手動変速機構ＩＯ用の
潤滑油とは特性が異なる湿式油圧多板クラッチ２２専用
の潤滑油が使用できるようになっている。またこの湿式
油圧多板クラッチ２２に圧油を供給すべく、前記隔壁２
３にはオイルポンプドライブシャフト１４およびオイル
ポンプドリブンシャフト１４ａを介してエンジン駆動さ
れるオイルポンプ２６のオイルポンプハウジング２Ｂａ
内に設けられたインナロータ２６ｂ、７つタロータ２８
ｃが付設されると共に、トランスファ３の下部にはオイ
ルパン２７が付設されている。

前記湿式油圧多板クラッチ２２は、クラッチドラム２２
ａがトランスファドリブンシャフト２１に嵌合して溶接
等により固定され、クラッチハブ２２ｂがトランスファ
ドリブンギヤ２０の側部に同様に溶接固定されている。

そしてクラッチドラム２２ａの内周には、複数枚のリン
グ状クラッチプレート２２ｃが両端部のりテーナブレー
）　２２ｄ　、　２２ｅと共にスプライン嵌合し、一方
、クラッチハブ２２ｂの外周には、複数枚のリング状ク
ラッチディスク２２「が上記クラッチプレート２２ｃと
交互に配置されてスプライン嵌合し、これらのクラッチ
プレート２２Ｃ。

リテーナプレート２２ｄ　、　２２ｏ　、　　クラッチ
ディスク２２１’で多板クラッチが構成されている。そ
してこのような多板クラッチに当接して押圧力を付与す
るピストン２２ｇは、前記トランスファドリブンシャフ
ト２１にシールリング２８を介して摺動自在に嵌合する
カップ状をなし、その外周部をクラッチドラム２２ａの
内周にシールリング２９を介して摺接することでクラッ
チドラム２２ａとの間に油圧室２２ｈを形成している。

また前記ピストン２２ｇの油圧室２２ｈと反対側に、リ
テーナリング３０に支持されてリターンスプリング３１
が付勢され、油圧室２２ｈの油圧解放時にピストン２２
ｇを押戻すようになっている。

一方、前記オイルポンプ２Ｂは、オイルポンプハウジン
グ２ｅａ内にインナロータ２８ｂおよびアウタロータ２
８ｃが内接噛合いしなから圧油を圧送する型式のもので
あり、第３図（ａ）に示すように前記隔壁２３内に形成
された吸込ポート３２ａは、連結穴３２ｂ、油路３２を
介してオイルパン２７内のオイルストレーナ３２ｃに連
通ずる。この隔！ｌ！２３には、吐出ボート３３ａと連
通する油路３３を介し、オイルディストリビュータ４５
に形成された油路４Ｂと連通する油溝３４ｂ　、　３４
ｃがレギュレータバルブ３４に連通され、またトランス
ファクラッチバルブ３５とパイロットバルブ３６が油路
４０．４１を介して連通しており、各種バルブと油路な
どが一体形成されている。そしてトランスファクラッチ
バルブ３５が上記隔壁２３の油路４２と連通する油路４
３を介して隔壁２３と前記トランスファドリブンシャフ
ト２１に挾まれる油路４４に連通し、トランスファドリ
ブンシャフト２１内に形成された油路３７を介して湿式
油圧多板クラッチ２２の油圧室２２ｈに連通構成されて
いる。そして前記パイロットバルブ３４とトランスファ
クラッチバルブ３５をつなぐ油路４１の途中には、オイ
ルディストリビュータ４８に取付けられたデユーティソ
レノイドバルブ３７のポペット弁３７ａへ油路４１ａを
介して連通している。なお、第３図（ｂ）、（ｅ）に示
す油圧回路は、セパレートプレート４７がオイルポンプ
の吸込回路、吐出回路および各油圧回路の液密を保つよ
うに取付けられており、かつ各バルブ周辺の油圧回路を
第３図（ｂ）　、　（ｃ）のように連通ずるためにオイ
ルディストリビュータ４５．４８が設けられる。

ここで湿式油圧多板クラッチ２２の油圧制御系について
説明する。これは第４図に示すように前記オイルポンプ
２Ｂからレギュレータバルブ３４で圧力調圧されて湿式
油圧多板クラッチ２２の油圧室２２ｈに至る油路中に介
設したトランスファクラッチバルブ３５をデユーティ圧
制御するもので、パイロットバルブ３６を介して上記レ
ギュレータバルブ３４の厚を一定油圧に減圧されたパイ
ロット圧トランスファクラッチバルブ３５に至るパイロ
ット圧の油路４１中に排出制御用のデユーティソレノイ
ドバルブ３７が挿入される。そしてこのデユーティソレ
ノイドバルブ３７のポペット弁３７ａが制御ユニット３
８からのデユーティ信号によりパルス幅変調制御され所
望のデユーティ圧に調整することで、トランスファクラ
ッチバルブ３５はデユーティ圧とスプリング３５ａのバ
ネ力のバランス関係が成立し、所望のクラッチ圧に調整
されるようになっている。なお、デユーティ比とデユー
ティ圧およびクラッチ圧との関係は第５図に示すとおり
である。

以上の構成を有する４輪駆動車は、エンジンｌのクラン
ク軸１ａからクラッチ９を介して手動変速機構１０に伝
達された動力をそこで適宜変速し、ドライブピニオンシ
ャフト１５からこれを一方はドライブピニオン１６を介
してフロントディファレンシャル装置６に人力し、他方
はトランスファ３内の湿式油圧多板クラッチ２２を介し
てリヤディファレンシャル装置５に入力する。そして湿
式油圧多板クラッチ２２へのクラッチ圧を走行状態に応
じて変化させ、前輪７．７および後輪８，８に動力分配
比を変化しつつ４輪駆動する。この場合、動力分配比は
、制御ユニット３８からのデユーティ比信号に応じたク
ラッチ圧の変化により前輪１００％。

後？１２ｉ０％のＦＦ状態から漸次後輪側の分配を増し
て前後輪とも直結式の４ＷＤ状態までの範囲で変化する
。そこで制御ユニット３８にスロットル開度信号、レン
ジ信号、後輪回転信号、前輪回転信号。

アイドル信号等の各種の信号を入力し、あらかじめ各変
速段ごとに設定されたデユーティ比のデープルマツプか
ら上記各信号に基づいて最適デユーティ比をマツプ検索
して信号出力することにより、自動車の走行状態や路面
条件に応じた最適な前後動力分配が可能となり、走行安
定性や運転性を向上することができる。

ここで４輪駆動走行中に、車両の前輪７と後輪８の軸ｍ
配分の差や急加速、登板時における重心移動によって前
後輪のタイヤ有効径に差が生じた場合には、前後輪間に
相対回転が生じる。このような場合、湿式油圧多板クラ
ッチ２２は所望のクラッチ圧に制御されることでトルク
リミッタとして働き、クラッチドラム２２ａ側のクラッ
チプレート２２ｃとクラッチハブ２２ｂ側のクラッチデ
ィスク２２ｒとの間にスベリを生じて前後輪７，８の回
転差に伴う内部ｕり環トルクを吸収する。従って４輪駆
動走行中の加速性能や燃費を向上させることができる。

また、４輪駆動車走行中に大きく転舵すると、前後輪７
，８の旋回半径の差より前後輪７，８間に内部循環トル
クが発生し、特に低速最大転舵時が最も大きく、必要以
上の駆動力が必要となり、車庫入れなどの時、エンスト
が発生するなどの不都合が生じる。このような場合、湿
式油圧多板クラッチ２２は、前後輪の回転数信号に基づ
いてその回転比あるいは回転差に応じて所望のクラッチ
圧になるように減圧制御されるのであり、クラッチプレ
ート２２ｃとクラッチディスク２２「間にスベリを生じ
てこの問題に対処する。従って、旋回時におけるタイト
コーナブレーキング現象が回避できる。また湿式油圧多
板クラッチ２２がこのようなスベり作用をする際、トラ
ンスファ３内は隔壁２３およびオイルシール２４．２５
．３９で液密状態に保たれており、湿式油圧多板クラッ
チ２２専用の潤滑油が使用されることから、所望の摩擦
特性が得られ、スティックスリップは発生しない。従っ
て特に低速最大転舵時などに不快な振動や騒音が生じる
ことがなく、また摩擦材についても所望の信頼性および
耐久性が得られる。

ここで湿式油圧多板クラッチ２２への油圧制御装置は、
トランスファ３の隔壁２３にオイルポンプ２６への吸込
回路３２．３２ｂ　、　３２ａおよび吐出回路３３ａ。

３３を形成し、上記吐出回路に連通ずるレギュレータバ
ルブ３４．レギュレータバルブ３４の調圧回路とパイロ
ットバルブ３６の連通回路およびレギュレータバルブ３
４の調圧回路とトランスファクラッチバルブ３５の連通
回路、パイロットバルブ３６とトランスファクラッチバ
ルブ３５間の連通回路、トランスファクラッチバルブ３
５と湿式油圧多板クラッチ２２の油圧室２２ｈ間の連通
回路などが形成されるから、エンジン房内や車体側に油
圧制御装置を用いるものに対して、回路長さが短縮でき
るだけでなく外部配管も不要となり、回路内抵抗が減少
して作動油圧の応答性が向上する。

なお、以上の実施例は、トランスファドライブシャフト
１８に形成されたトランスファドライブギヤ１９と常時
噛合うトランスファドリブンギヤ２ｏに溶接一体形成さ
れたクラッチハブ２２ｂとトランスファドリブンシャフ
ト２１間を湿式油圧多板クラッチ２２を介して伝動構成
される例を示したが、第１図（ｂ）および第１図（Ｃ）
に示すような構成にしてもよい。

第１図（ｂ）は、トランスファドライブシャフト１８に
クラッチドラム２２ａを溶接一体結合し、トランスファ
ドライブギヤ１９にクラッチハブ２２ｂを一体結合し、
この間を湿式油圧多板クラッチ２２を介して伝動構成す
るものである。

この場合、トランスファドライブギヤ１９は、トランス
ファドライブシャフト１８上をニードルベアリング２０
ａを介して回転自在に軸支され、トランスファドリブン
ギヤ２０とトランスファドリブンシャフト２１は、一体
に構成される。湿式油圧多板クラッチ２２の油圧室２２
ｈへの油圧供給は、トランスファ３後方とトランスファ
ドライブシャフト１８後端間で挾まれた油圧室４４を介
して油路３７を経由して供給される。

第１図（Ｃ）は、トランスファドライブシャフト１８に
クラッチハブ２２ｂを一体構成し、トランスファドライ
ブシャフト１８に対して同一軸心上に配置されたトラン
スファドリブンシャフト２１にクラッチドラム２２ａを
一体構成したもので、このクラッチハブ２２ｂとクラッ
チドラム２２ａ間に湿式油圧多板クラッチ２２を介して
伝動構成するものである。

この場合、トランスファドライブシャフト１８とトラン
スファドリブンシャフト２１は、ニードルベアリング２
０ａを介して回転自在に軸支される。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明によれば、手動変速機構の出
力軸をトランスファ内に延在されるトランスファドリブ
ンシャフトとトランスファ出力軸との間に湿式油圧多板
クラッチが介設されるので、この湿式油圧多板クラッチ
を介して後輪への伝達トルクを変化させて前後輪に動力
分配制御され、その伝達トルクは湿式油圧多板クラッチ
の油圧制御に応じて連続的に変化する。そしてこの湿式
油圧多板クラッチはシール構造でトランスアクスル用潤
滑油とは分離区画されたトランスファ内に配置されるの
で、所定の組成を有する適切な作動油および潤滑油の使
用が可能であり、そうすることで所望の摩擦特性が得ら
れ、前後輪間内部循環トルクの発生の際や４輪駆動状態
で大きく転舵する場合には、多板クラッチのクラッチプ
レート間はスティックス・リップが発生することなく滑
らかにスベリ作用する。

また、オイルポンプがトランスアクスル内に配置される
ので、湿式油圧多板クラッチとの回路構成が外部配管を
用いずにシンプルに構成でき、回路内抵抗が減少して湿
式油圧多板クラッチへの作動油圧の供給と湿式油圧多板
クラッチからの排油の応答性が向上する。

手動変速機構を内蔵する縦置きトランスアクスルと一体
のトランスファを備える４輪駆動車が対象であって、Ｆ
ＦベースまたはＲＲベースの手動変速機構付４輪駆動車
の双方に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す要部断面図、第
１図（ｂ）　、　（ｃ）は本発明の他の実施例を示す要
部断面図、第２図（ａ）　、　（ｂ）は本発明が適用さ
れる４輪駆動車の伝動系の概略構成図、第３図（ａ）は
第１図（ａ）のｍ−ｍ線端面図、第３図（ｂ）　、（ｃ
）は第３図（ａ）の油圧回路構成を示す概略図、第４図
は一実施例に使用する油圧回路図、第５図はデユーティ
圧およびクラッチ圧の特性図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・トランスアクスル、３・・
・トランスファ、４・・・プロペラシャフト、５・・・
リヤディファレンシャル装置、６・・・フロントディフ
ァレンシャル装置、７・・・左右の前輪、８・・・左右
の後輪、９・・・クラッチ、１０・・・手動変速機構、
１１・・・インプットシャフト、１２・・・副変速機構
、１３・・・メインシャフト、１４・・・オイルポンプ
ドライブシャフト、１５・・・ドライブピニオンシャフ
ト、１６・・・ドライブピニオン、１７・・・スプライ
ンカップリング、１８・・・トランスファドライブシャ
フト、１９・・・トランスファドライブギヤ、２０・・
・トランスファドリブンギヤ、２１・・・トランスファ
ドリブンシャフト、２２・・・湿式油圧多板クラッチ、
２２ａ・・・クラッチドラム、２２ｂ・・・クラッチハ
ブ、２２ｅ・・・クラッチプレート、２２ｄ　、　２２
ｅ・・・リテーナプレート、２２「・・・クラッチディ
スク、２２ｇ・・・ピストン、２２ｈ・・・油圧室、２
３・・・隔壁、２４．２５．８９・・・オイルシール、
２６・・・オイルポンプ、２６ａ　−１，オイルポンプ
ハウジング、２７・・・オイルパン、２８．２９・・・
シールリング、３０・・・リテーナリング、３１・・・
リターンスプリング、３２．３３．３７・・・油路、３
４・・・レギュレータバルブ、３５・・・トランスファ
クラッチバルブ、３６・・・パイロットバルブ、３７・
・・デユーティソレノイドバルブ、３８・・・制御ユニ
ット。 才２区り ７２図り ７３５Ｆ−冗り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　クラッチと手動変速機構間に一方の駆動輪用のディフ
   ァレンシャル装置を配設した縦置きトランスアクスルに
   、他方の駆動輪用のディファレンシャル装置へ動力伝達
   するトランスファを一体式に備える４輪駆動車において
   、 上記トランスファ内をシール構造によりトランスアクス
   ル用潤滑油とは分離するように区画し、手動変速機構の
   出力軸をトランスファ内に延長された伝動軸とトランス
   ファ出力軸との間に作動油の圧力を走行状態に応じて変
   化させて、前後輪への動力分配を可能にする湿式油圧多
   板クラッチを介設すると共に、 上記クラッチからトランスアクスルへの中空入力軸に挿
   通して同芯配置されたドライブシャフトを介してエンジ
   ンのクランク軸により直接駆動され、かつトランスファ
   内の隔壁に上記湿式油圧多板クラッチへの作動油圧を供
   給する油圧源となるオイルポンプとを連結構成してなる
   ４輪駆動車の動力分配装置。