JPH02258426A - ４輪駆動車の動力伝達装置 - 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ｊ 本発明は４輪駆動車の動力伝達装置に関するものである
。

［従来の技術１ 旋回時等における前輪・後輪間の回転数差を吸収するた
めに、変速機から車輪への動力伝達経路に前輪側出力軸
と後輪側出力軸とを差動可能に連結するセンタデフが設
けられた４輪駆動車はよく知られているが、このような
センタデフが設けられた４輪駆動車において、例えば低
μ路走行時に前輪・後輪のいずれか一方がスリップした
ような場合、センタデフの差動作用により、動力の大半
がスリップした方の車輪に伝達され、他方の車輪には動
力がほとんど伝達されなくなるといった不具合が生じる
。このような不具合を解消するために、センタデフを備
えた４輪駆動車においては、一般に任意にセンタデフの
差動作用を停止させることができるデフロック装置を設
け、低μ路走行時にはセンタデフをロックして、前輪側
出力軸と後輪側出力軸とをリジッドに連結するようにし
ている。

ところが、上記従来の４輪駆動車において、低μ路走行
時にセンタデフをロックすると、両輪に動力を有効に伝
達できるといった利点は認められるものの、前輪と後輪
とが差動できなくなるので、いわゆるタイトコーナブレ
ーキ現象が発生し、円滑に旋回できなくなるといった問
題がある。

そこで、センタデフをバイパスして前輪側出力軸と後輪
側出力軸とを連結する摩擦クラッチを設け、摩擦クラッ
チの係合度（トルク伝達容量）に応じて前輪側出力軸と
後輪側出力軸とをリジッドに連結するようにした４輪駆
動車が提案されている（例えば、特開昭６０−１７６８
２７号公報参照）。

このように摩擦クラッチを用いて前輪側出力軸と後輪側
出力軸とをリジッドに連結するようにした４輪駆動車で
は、摩擦クラッチのトルク伝達容量を調節することによ
って、前輪と後輪とを適度に差動させつつ、これらをリ
ジッドに連結できるので、低μ路走行時において、走行
安定性を維持しつつ車両を円滑に旋回させることができ
るといった利点がある。

ところで、センタデフをバイパスして前輪側出力軸と後
輪側出力軸とを連結する摩擦クラッチを備えた４輪駆動
車において、前輪側出力軸と摩擦クラッチとを連結する
ギヤ列のギヤ比と、後輪側出力軸と摩擦クラッチとを連
結するギヤ列のギヤ比とを異なる値に設定すると、摩擦
クラッチの係合度（トルク伝達容量）を変えることによ
って、前輪側と後輪側とへのトルク配分比を変えること
ができるので、このようにして、路面状態ないし走行状
態に応じて摩擦クラッチのトルク伝達容量を制御するこ
とによって前輪側と後輪側とへのトルクの配分比を調節
し、例えば低μ路走行時には前輪側へのトルク配分を増
やルで走行安定性の向上を図り、普通の路面走行時には
後輪側へのトルク配分を増やして操縦性の向上を図るよ
うにした４輪駆動車の動力伝達装置が提案されている（
例えば、特開昭６２−２０３８２５号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記の特開昭６０−１７６８２７号公報
、あるいは特開昭６２−２０３８２５号公報に開示され
たような、センタデフと摩擦クラッチとを備えた従来の
動力伝達装置においては、センタデフと摩擦クラッチと
がかさばるので、動力伝達装置が大型化ないし重量化す
るといった問題がある。

また、特開昭６２−２０３８２５号公報に開示された上
記従来の４輪駆動車の動力伝達装置は、後輪側出力軸と
摩擦クラッチとを連結するギヤ列の変速比１ｒ’を、前
輪側出力軸と摩擦クラッチとを連結するギヤ列の変速比
Ｉｆ’より大きく設定したときには、後輪側に伝達され
るトルクの割合が５０％以上となる領域でのみトルク配
分の調節が可能となり、一方上記両変速比の大小関係を
逆にしてＩ　ｒ’（Ｉ　ｆ’に設定すると、前輪側に伝
達されるトルクの割合が５０％以上となる領域でのみト
ルク配分の調節が可能となるといった特性をもつ。

したがって、前輪側と後輪側とへのトルクの配分比は、
前輪側への配分割合を５０％以上とするか、あるいは後
輪側への配分割合を５０％以上とするかのいずれか一方
しか選択できず、前輪側へのトルク配分の方が大きい領
域から後輪側へのトルク配分の方が大きい領域にわたる
広い範囲でトルク配分比を変えることができない。この
ため、路面状態ないし走行状態に応じて有効にトルク配
分を行うことができないといった問題がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされｔ；ものであ
って、低μ路走行時においては前輪と後輪とを適度に差
動させつつリジッドに連結して、走行安定性と旋回性と
を両立させることができ、かつ、前輪側駆動力と後輪側
駆動力の比率を、前輪側の方が高い領域から後輪側の方
が高い領域まで広い範囲にわたって変えることができ、
例えば低μ路での走行安定性の向上と、普通の路面での
操縦性の向上とを両立させることができる４輪駆動車の
動力伝達装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するだめの手段１ 本発明は上記の目的を達するため、前輪側動力伝達経路
のギヤ比と後輪側動力伝達経路のギヤ比とを異なる値に
設定し、ギヤ比が小さい方の動力伝達経路に摩擦クラッ
チを介設するとともに、該摩擦クラッチのトルク伝達容
量を制御する摩擦クラッチ制御手段を設けたことを特徴
とする４輪駆動車の動力伝達装置を提供する。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、ギヤ比が小さい方の動力伝達経路に摩
擦クラッチが設けられるが、例えば、後輪側動力伝達経
路のギヤ比を、前輪側動力伝達経路のギヤ比より小さい
値に設定し、後輪側動力伝達経路に摩擦クラッチを介設
した場合、摩擦クラッチ制御手段によって摩擦クラッチ
が完全にオフ（切断）されたときには、変速機と後輪側
とは力学的に切り離され、後輪はフリー状態となる。こ
のため、変速機の出力トルクはすべて前輪側に伝達され
るので、前輪のみが駆動力を有し、後輪がフリーとなる
といった完全なＦＦ走行を行うことができる。

一方、摩擦クラッチが完全にオン（接続）されたときに
は前輪側出力軸と後輪側出力軸とは直結されるが、後輪
側動力伝達経路の方が前輪側動力伝達経路よりギヤ比が
小さく設定されているので、後輪回転数の方が前輪回転
数より高くなる。しかしながら、前輪と後輪とは進行速
度が等しいので、回転数の高い後輪のスリップ率が、回
転数の低い前輪のスリップ率より必然的に高くなる。そ
して、一般に普通の走行状態においては、車輪の路面に
対する駆動力はスリップ率にほぼ比例するので、この場
合後輪側駆動力が前輪側駆動力より大きくなる。したが
って、後輪側駆動力の方が、前輪側駆動力より大きくな
るので、ＦＲ的走行を行うことができる。なお、このと
き前輪側と後輪側とはリジッドに連結されるので前輪と
後輪とは差動しない。

また、摩擦クラッチがオン状態とオフ状態の中間状態に
あるときには、摩擦クラッチのトルク伝達容量にほぼ比
例して、前輪側駆動力と後輪側駆動力の比率を、前輪側
駆動力が１００％の状態（ＦＦ走行）から、後輪側駆動
力の方が高くなる状態（ＦＲ的走行）まで変化させるこ
とができる。なお、この状態においては、摩擦クラッチ
がスリラグする分だけ前輪側出力軸と後輪側出力軸とが
差動できるので、低μ路走行時には、走行安定性を維持
しつつ円滑に旋回することできる。

このように、摩擦クラッチのトルク伝達容量を調節する
ことによって、前輪側駆動力と後輪側駆動力の比率を、
前輪側の方が大きい領域（摩擦クラッチオフ）から後輪
側の方が大きい領域（摩擦クラッチオン）までの広い範
囲にわたって変えることができ、路面状態ないし走行状
態に応じて前輪側駆動力と後輪側駆動力との比率を適正
な値に設定して、走行安定性の向上と操縦性の向上とを
両立させることができる。

さらに、加速時においては、非加速時（等速走行時）よ
り、車両の重量が後輪側に偏ってかかるので、摩擦クラ
ッチオン時には後輪側へのトルク配分がさらに高くなる
。このため、加速時においては、前輪側と後輪側とへの
駆動力の配分比の調節範囲をさらに広くすることができ
る。

なお、上記構成とは逆に、後輪側動力伝達経路のギヤ比
を、前輪側動力伝達経路のギヤ比より大きい値に設定し
、前輪側動力伝達経路に摩擦クラッチを介設した場合、
前輪駆動力と後輪駆動力との比率を、前輪側駆動力の方
が大きい状態（ＦＦ的走行）から、後輪側駆動力が１０
０％となる状ａ（完全ＦＦ走行）まで変化させることが
できる。

また、上記構成においては、センタデフを設ける必要が
ないので、動力伝達装置がコンパクト化ないし軽量化さ
れる。このため、とくに前輪荷重を低減するこきができ
るとともに、動力伝達装置の車内への突起が小さくなり
、車室を広くすることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

〈第１実施例〉 第１図に示すように、エンジン１の出力トルクは、変速
機２によってシフト位置に応じた変速比で変速されて変
速機出力軸３に伝達され、この変速機出力軸３のトルク
はこれに同軸に取り付けられたメインドライブギヤ４を
介して、該メインドライブギヤ４と噛み合うメインドリ
ブンギヤ５に伝達されるようになっている。なお、上記
両ギヤ４．５のギヤ比Ｉｆは、回転数を減らすために（
例えば１／４）比較的大きい値（例えば４．Ｏ）に設定
されている。

そして、メインドリブンギヤ５のトルクの一部は等配分
フロントデフＤＦのデフビニオン７に入力されるように
なっている。上記フロントデフＤＦはベベルギヤ型の普
通のデイ７アレンシヤル装置であって、デフビニオン７
が、第１サイドギャ８と第２サイドギヤ９との間でこれ
らと噛み合いつつ公転する一方、デフビニオン軸６まわ
りに自転できるようになっており、このような公転と自
転とに伴って第１．第２サイドギヤ８．９が等しいトル
クで回転駆動されるようになっている。そして、第１．
第２サイドギヤ８，９の負荷が等しいときには、デフビ
ニオン７は公転のみを行い、第１゜第２サイドギヤ８，
９は同一回転数で回転する。

一方、第１．第２サイドギヤ８，９の負荷が等しくない
ときにはデフビニオン７が自転しつつ公転して、両サイ
ドギヤ８．９の負荷の比率に応じて負荷が低い方のサイ
ドギヤ８（９）を他方のサイドギヤ９（８）より高い回
転数で回転させるようになっている（差動作用）。なお
、このように両サイドギヤ８．９が差動回転するときで
も、両サイドギヤ８．９の回転数の合計は非差動時と同
じく常にデフビニオン７の公転数の２倍である。

そして、フロントデフＤＦの第１．第２サイドギヤ８．
９のトルクは、夫々これらに同軸に取り付けられた左右
のフロントアクスルシャフトＩＩ。

１２を介して左右の前輪１．３．１４に伝達されるよう
になっている。なお、このようにして変速機出力軸３か
ら前輪１３．１４に至る前輪側動力伝達経路の１・−タ
ルギヤ比は、メインドライブギヤ４とメインドリブンギ
ヤ５のギヤ比Ｉｆと一致する。

また、メインドリブンギヤ５の残りのトルクは、中空部
に右側フロントアクスルシャフト１２を同軸に収容する
パイプ型の連結軸１６と、該連結軸１６に同軸に取り付
けられた第１ベベルギヤ■７と、該第１ベベルギヤ１７
と噛み合う第２ベベルギヤ１８とを介して、後で説明す
る湿式多板クラッチＣＡのクラッチ軸１９に伝達される
。第１１第２ベベルギヤｌ　７，１８のギヤ比Ｉ、は第
２ベベルギヤ１８（クラッチ＠１９）がかなり増速（例
えば４倍）されるような値（例えばｌ／４）に設定され
ている。したがって、クラッチ軸１９に入力されるトル
クが小さくなり、湿式多板クラッチＣＡのトルク伝達量
が小さくなるので、湿式多板クラッチＣＡの容量を小さ
くすることができる。

この後、湿式多板クラッチＣＡのトルクは、プロペラシ
ャフト２１と、ギヤ比Ｉ２のベベルギヤ列２２とを介し
て、等配分リヤデフＤＲのデフビニオン２３に伝達され
る。なお、上記ベベルギヤ列２２のギヤ比Ｉ２は、基本
的には第１．第２ベベルギヤ１７．１８での増速を元に
戻すような値に設定されている。リヤデフＤＲはフロン
トデフＤＦと同様の構造をもつディファレンシャル装置
である。そして、デフビニオン２３のトルクは、夫々第
１．第２サイドギヤ２４．２５と左右のリヤアクスルシ
ャフト２６．２７とを介して左右の後輪２８．２９に伝
達されるようになっている。このようにして変速機出力
軸３から後輪２８．２９に至る後輪側動力伝達経路のト
ータルギヤ比１ｒは、次式であられされる。

Ｉｒ＝　Ｉｒ−１＋・Ｉｚ ここにおいて、ギヤ比１．．Ｉ２は、後輪側動力伝達経
路のＩ・−タルギヤ比１ｒが前輪側動力伝達経路の１・
−タルギヤ比Ｉｆより若干小さくなるような、すなわち
後輪回転数が前輪回転数より若干高くなるような値に設
定されている。

上記湿式多板クラッチＣＡは、実質的に、そのハウジン
グをなしプロペラシャフト２１に同軸に取り付けられた
略円筒形のアウタケース３１と、該アウタケース３Ｉの
内周面に取り付けられた複数のドーナツ形のアウタプレ
ート３２と、各アウタプレート３２間に配置されるとと
もにクラッチ軸１９に同軸に取り付けられｊ；円板形の
インチプレート３３と、油圧ピストン３４とで構成され
、アウタケース３１内にはオイルが充填されている。

そして、コントローラＣＵからの信号を受けて、油圧ポ
ンプ３５から油圧ピストン３４に油圧がかけられたとき
には、この油圧にほぼ比例してインチプレート３３とア
ウタプレート３２とが摩擦係合し、これらの間でトルク
が伝達されるようになっている。つまり、湿式多板クラ
ッチＣＡのトルク伝達容量は油圧ポンプ３５から油圧ピ
ストン３４にかけられる油圧にほぼ比例する。

以下、前輪側と後輪側とへの駆動力の配分方法について
説明する。なお、コントローラＣＵは本ｗＩ請求項１に
記載された摩擦クラッチ制御手段に相当する。

コントローラＣＵの信号を受けて、湿式多板クラッチＣ
Ａの油圧ピストン３４の油圧が完全にリリースされたと
きには、湿式多板クラッチＣＡのトルク伝達容量はＯと
なり、インナプレート３３とアウタプレート３２とは全
く摩擦係合しない。

したがって、変速機出力軸３のトルクは後輪２８゜２９
へは伝達されず、すべて前輪１３．１４に伝達される。

このとき後輪２８．２９はフリーに回転できる状態にあ
るので、車両は前輪１３．１４のみが駆動される完全な
ＦＦ走行を行うことができる。この状態は、前輪側と後
輪側とへの駆動力配分比のトルク伝達容量に対する特性
を示す第２図中の点Ａに該当する。

一方、油圧ポンプ３５から油圧ピストン３４に最大限の
油圧がかけられたときには、トルク伝達容量は１００％
となり、インチプレート３３とアウタプレート３２とは
直結され、したがって前輪１３．１４と後輪２８．２９
とは直結状態となる。

このように、前輪１３．１４と後輪２８．２９とが直結
状態にあるときには、基本的には、前輪１３゜１４と後
輪２８．２９とへのトルク配分比が、前輪荷重と後輪荷
重の比率と等しくなる。

ここで、仮に前輪側動力伝達経路のトータルギヤ比Ｉｆ
と後輪側動力伝達経路のトータルギヤ比Ｉｒとが等しい
とすれば（実際はＩｒ＜Ｉｆ）、前輪１．３．１４と後
輪２８．２９との間の駆動力の配分比は、前輪荷重と後
輪荷重の比率と一致する。例えば、前輪荷重と後輪荷重
の比率をごく一般的な値６０：４０に設定すれば、前輪
１３．１４と後輪２８．２９とへの駆動力配分比は６０
：４０となり、この状態は第２図中の点Ｂに該当する。

そして、湿式多板クラッチＣＡのトルク伝達容量が０と
１００％との間にあるときには、トルク伝達容量の大き
さに応じて駆動力配分比が変化する。したがって、Ｉｆ
＝Ｉｒであれば、駆動力配分比の湿式多板クラッチＣＡ
のトルク伝達容量に対する特性は第２図中の直線Ｇ、の
ようになる。

しかし、実際には後輪側動力伝達経路のトータルギヤ比
１ｒ（−１ｆ’ｌｔ・ｘｉ）の方が前輪側動力伝達経路
のトータルギヤ比Ｉｆより小さく設定されているので、
後輪回転数の方が前輪回転数より大さくなるが、前輪１
３．１４と後輪２８．２９の進行速度は等しいので、必
然的に後輪２８．２９のスリップ率が前輪２８．２９の
スリップ率より高くなる。そして、前記したとおり、通
常の走行状態では、車輪から路面に加えられる駆動力は
、車輪のスリップ率にほぼ比例するので、第２図中の点
Ｂで示す状態よりは、スリップ率が高い分だけ後輪側の
駆動力が増加することになる。このため、湿式多板クラ
ッチＣＡのトルク伝達容量が１００％のときには、第２
図中の点Ｃで状態を示すように、前輪側と後輪側とへの
駆動力配分比は５０：５０となる。したがって、前輪側
と後輪側とへの駆動力配分比の湿式多板クラッチＣＡの
トルク伝達容量に対する特性は第２図中の直線Ｇ２のよ
うになる。このとき、湿式多板クラッチＣＡの油圧ピス
トン３４にかけられる油圧を調節することによって、車
両の前輪側と後輪側とへの駆動力配分比を１００：０〜
５０：５０の範囲内で任意の比率に設定することができ
る。

ところで、車両が加速状態にあるときには、非加速状態
にあるときよりも、車両の荷重が後輪側に偏ってかかる
。このため、本実施例においては、例えば最大加速時（
０，４Ｇ）においてクラッチ伝達容量が１００％のとき
には、後輪側荷重の増加により前輪側と後輪側とへの駆
動力配分比が３５二６５（第２図中の点Ｄ）になる。し
たがって、最大加速時においては、湿式多板クラッチＣ
Ａの油圧ピストン３４にかけられる油圧を調節すること
によって、車両の前輪側と後輪側とへの駆動力配分比を
１００：Ｏ〜３５：６５の範囲内で任意の比率に設定す
ることができる。

なお、後輪荷重の割合を高くすれば（例えば、前輪荷重
、ｌ＆輪荷重−５０：５０）、非加速時においても第２
図中の直線Ｇ、で示すように、前輪側と後輪側とへの駆
動力配分比をさらに広い範囲にわたって変えることかで
さる。

〈その他の実施例〉 以下、第３図〜第５図を参照しつつ本発明の第２〜第４
実施例を説明するが、第１図に示す第１実施例と同一の
構成部分には、第１実施例と同一番号を付してその説明
を省略し、第１実施例と異なる部分についてのみ説明す
る。

第３図に示す第２実施例では、メインドリブンギヤ５と
連結軸１６との間に湿式多板クラッチＣＢを設けている
。ここにおいて、アウタケース３１はメインドリブンギ
ヤ５に連結され、クラッチ軸１９は連結軸１６に連結さ
れている。また、第２ベベルギヤ１８は直接プロペラシ
ャフト２１に同軸に連結されている。第２実施例によれ
ば、湿式多板クラッチＣＢがフロントデフＤＦまわりに
配置され、プロペラシャフト２１まわりの構造が簡素化
されるので、動力伝達装置のレイアウトが容易となる。

その他の作用・効果は第１実施例の場合と同様であるの
で、その説明を省略する。

第４図に示す第３実施例では、連結軸１６に同軸に取り
付けられた第１．ギヤ４１と、該第１ギヤ４１と噛み合
う第２ギヤ４２とが設けられ、第２ギヤ４２にクラッチ
軸１９が同軸に連結されている。そして、アウタケース
３Ｉに同軸に第３ベベルギヤ４３が取り付けられ、この
第３ベベルギヤ４３は第２ベベルギヤ１８と噛み合って
いる。このようにすれば、第２ギヤ４２を第１ギヤ４１
より低い位置に配置することによって、湿式多板クラッ
チＣＣ−ベベルギヤ列２２を低い位置に配置できるので
、プロペラシャフト２１のトンネル高さを低くすること
できる。その他の作用・効果は第１実施例の場合と同様
であるので、その説明を省略する。

第５図に示す第４実施例では、変速機出力軸３をプロペ
ラシャフト２１に同軸に直結させた、ＦＲベースの車両
にほん発明を適用している。そして、フロントベベルギ
ヤ列５１を介してフロントデフＤＧと連結されたフロン
トシャフト５２と、プロペラシャフト２１との間に湿式
多板クラッチＣＤを設けている。ここにおいて、インチ
プレート３３は直接プロペラシャフト２１に同軸に取り
付けられ、アウタケース３１はギヤセット５３を介して
フロントシャフト５２に連結されている。

したがって、第４実施例においては、前輪側動力伝達経
路に湿式多板クラッチＣＤが設けられているので、前輪
側動力伝達経路のギヤ比の方が後輪側動力伝達経路のギ
ヤ比よりも小さい値に設定されており、湿式多板クラッ
チＣＤのトルク伝達容量が１００％のときには、前輪１
３．１４の回転数の方が後輪２８．２９の回転数より高
くなるようになっている。

この第４実施例に８いては、湿式多板クラッチＣＤのト
ルク伝達容量がＯのときには、変速機出力軸３のトルク
がすべて後輪２８．２９に伝達されるので、完全なＰＲ
走行となる。一方、トルク伝達容量が１００％のときに
は、加速時において前輪側と後輪側とへの駆動力配分比
が６５　：　３５のＦＦ的走行が行える。その他の作用
・効果については第１実施例と同様である。

【図面の簡単な説明】

第１１ＸＩは本発明の第１実施例を示す４輪駆動車第２
図は、第１図に示す４輪駆動車の前輪側と後輪側とへの
駆動力配分比の、湿式多板クラッチのトルク伝達容量に
対する特性を示す図である。 第３図〜第５図は、本発明の第２〜第４実施例を示す４
輪駆動車の模式図である。 ＣＡ　、ＣＢ　、ＣＣ、ＣＤ・・・湿式多板クラッチ、
ＣＵ・・・コントローラ、ＤＦ、ＩＩＧ・・・フロント
デフ、ＤＲ・・・リヤデフ、■・・・エンジン、２・・
・変速機、３・・・変速機出力軸、４・・・メインドラ
イブギヤ、５・・・メインドリブンギヤ、８・・・サン
ギヤ、１３．１４・・・前輪、１７・・・第１ベベルギ
ヤ、１８・・・第２ベベルギヤ、２１・・・プロペラシ
ャフト、２８．２９・・・後輪、３５・・・油圧ポンプ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪側動力伝達経路のギヤ比と後輪側動力伝達経
   路のギヤ比とを異なる値に設定し、ギヤ比が小さい方の
   動力伝達経路に摩擦クラッチを介設するとともに、該摩
   擦クラッチのトルク伝達容量を制御する摩擦クラッチ制
   御手段を設けたことを特徴とする４輪駆動車の動力伝達
   装置。