JPH0238142A - 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、前後輪へ動力分配する湿式油圧多板クラッチ
を備えた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装置のケース内に前輪駆動用と後輪
駆動用との２つ湿式油圧多板クラッチを配置したもので
あり、その油圧制御に応じて連続的に任意の比率で前後
輪へ動力分配できるようになっている。ここでこれらの
湿式油圧多板クラッチは、その作動油と潤滑油がトラン
スファ装置内の歯車や軸受類の潤滑油と共用されると共
に、クラッチプレート押圧用の油圧ピストンがクラッチ
ドラムと一緒に回転する構成となっている。

【発明が解決しようとする課ｌｌ！！】このように油圧
ピストンがクラッチドラムと一緒に回転する構成のため
、油圧ピストン駆動用の油圧室にはクラッチドラムの回
転に伴って遠心油圧が発生し、これが制御油圧に加算さ
れて油圧ピストンに作用するようになる。従って湿式油
圧多板クラッチは、伝達トルクが制御油圧に応じた設定
値よりも過大となって所望の油圧制御ができなくなど共
に、車両が中速から高速域に達して遠心油圧が大きいと
きには、直進走行時の車両の軸重配分の差や加速走行時
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
生じることによって発生する内部循環トルクを湿式油圧
多板クラッチがトルクリミヅタとして充分に吸収できず
、加速性能の低下、燃費の悪化、振動騒音の発生などを
伴う不都合がある。 また湿式油圧多板クラッチはその作動油に歯車類専用の
潤滑油が共用されるため、４輪駆動走行状態で大きく転
舵してスベリ作用が発生する際に、適切な牽擦特性が得
られないためスティックスリップを起こして振動騒音を
発生する問題がある。 さらに、トランスファ装置が２つの湿式油圧多板クラッ
チを収容して長大化するので、その剛性低下を招いて駆
動系の振動やｌｌＩ音を増大し、あるいは車室内スペー
スを減少する不都合がある。 そこで本発明は、トランスファ側の装置構成がコンパク
トでありながら前後輪へのトルク分配を任意の比率に設
定可能とし、かつ上記不都合を解消すべく湿式油圧多板
クラッチの油圧室における遠心油圧の発生およびスベリ
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、２つの湿式油圧多板クラッチ
への作動油の圧力に応じて前後輪を動力分配可能に伝動
構成する４輪駆動車において、上記一方の湿式油圧多板
クラッチはトランスファ付横置きトランスアクスル内の
ファイナルギヤとディファレンシャルケースとの間に介
設し、上記他方の湿式油圧多板クラッチはトランスファ
以後の独立差動装置内に区画配置して伝動軸の途中に介
設し、これらの湿式油圧多板クラッチにおける油圧ピス
トンは、不動部材である上記トランスアクスルまたは独
立差動装置のケース部材をそれぞれシリンダとしてこれ
らに廻り止めして摺動自在に嵌合させ、かつその作動用
油圧室と反対側の作用端部を上記湿式油圧多板クラッチ
のクラッチドラムの端部に内嵌したリテーナプレートに
ベアリングを介して圧接して上記クラッチドラム内のク
ラッチプレートを押圧するよう構成したものである。

【作　　用】

このような手段では、ファイナルギヤおよび伝動軸の回
転によりクラッチドラム内のクラッチプレートが回転し
ても、各々の湿式油圧多板クラッチにおける油圧ピスト
ンは回転せず、これらとトランスアクスルのケース部材
との間に形成される各油圧室には遠心油圧が発生しない
、そして各湿式油圧多板クラッチの油圧制御により前後
輪へ任意の比率で動力分配される。ここで各湿式油圧多
板クラッチは、所定の組成を有する適切な作動油を使用
することで所望の牽擦特性が得られ、前後輪間の内部循
環トルクの発生の際もしくは、４輪駆動状態で大きく転
舵する場合には、クラッチプレートはスティックスリッ
プを伴なわずに滑らかにスベリ作用する。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 第２図は一実施例が適用されるトランスファ付横置きト
ランスアクスルを備えた４輪駆動車の動力伝達系を示し
、車体前部にエンジン１．クラッチ２２手動変速機３が
左右方向に横置き配置され、これらの後方に前輪用差動
袋！４．トランスファ装置５．プロペラシャフト６、後
輪用差動装置８が配置される。そしてエンジン１からク
ラッチ２を介して手動変速機３に入力される動力は、そ
こで適宜変速されて出力ギヤ９からファイナルギヤ１０
、第１の湿式油圧多板クラッチ７を介して前輪用差動装
置４に入力し、そこから左右の前輪に動力伝達される。 また前記ファイナルギヤ１０にはトランスファ装置５の
トランスファギヤ１１が噛合い、このトランスファギヤ
１１からトランスファ軸２１゜一対の変向用ベベルギヤ
１２を介して後方に取出されるトランスファ装置５から
の動力は、プロペラシャフト６、第２の湿式油圧多板ク
ラッチ２８．ファイナルギヤ１３を介して後輪用差動装
置８に入力し、そこから左右の後輪に動力伝達されるよ
うになっている。 ここで前記第１．第２の２つの湿式油圧多板クラッチ７
．２８は、それぞれ第３図に示すように電動モータもし
くはエンジンにて直接駆動されるオイルボン７１４ａ、
　１４ｂ　、レギュレータバルブ１５ａｊ５ｂ、トラン
スファクラッチバルブ１６ａ、１６ｂ　、デユーティソ
レノイドバルブ１７ａ、１７ｂ　、パイロットバルブ１
８ａ、　１８ｂを有する専用の油圧制御系により走行状
態に応じて適切な制御油圧が供給されるようになってい
る。これらの油圧制御系は略同構成であるのでその一方
について説明すると、オイルポンプ１４ａからレギュレ
ータバルブ１５ａにより所定の油圧に圧力調整されて湿
式油圧多板クラッチ７に至る油圧回路系にデユーティ圧
制御されるトランスファクラッチバルブ１６ａが介在さ
れると共に、パイロットパルプ１８ａを有するパイロッ
ト圧回路系に排出制御用のデユーティソレノイドバルブ
１７ａが挿入されたものである。そして両油圧制御系に
おけるデユーティソレノイドバルブ１７ａ、１７ｂが制
御ユニット１９からのデユーティ信号によりそれぞれ所
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１６ａ、１６ｂがそれぞれ別個に所望のクラ
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４図の
とおりである。 このような油圧制御系を備える第１の湿式油圧多板クラ
ッチ７は、第１図（ａ）に示すようにトランスファ付横
置きトランスアクスル内のファイナルギヤ１０と前輪用
差動装置４のディファレンシャルケース２２との間に介
設される。すなわち第１の湿式油圧多板クラッチ７は、
ディファレンシャルケース２２をクラッチハブ７ｂに兼
用し、これを覆うクラッチドラム１ａの一端部をファイ
ナルギヤ１０に嵌合固定してなり、クラッチドラム７ａ
の他端部は窓付きの支持板２３を介してケース部材２４
に回転自在に支持されている。そしてクラッチドラム７
ａの内周には複数枚のリング状クラッチプレート７ｃが
両端部のリテーナプレート７ｄと共にスプライン嵌合し
、一方、クラッチハブ７ｂの外周には複数枚のリング状
クラッチディスク７ｅが上記各クラッチプレート７Ｃ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７ｃ、　リテーナプレート７ｄ、クラッチディ
スク７ｅで多板クラッチが構成されている。 ここで前記リテーナプレート７ｄに押圧力を付与するピ
ストン７ｆはリング状をなし、不動部材であるケース部
材２４に対して摺動自在に嵌合し、かつノックビン２５
を介して廻り止めされており、このケース部材２４との
間に前記トランスファクラッチバルブ１６ａに連通する
油圧室７ｇを形成する。そしてこの油圧室７ｇと反対側
の作用端部をアンギュラコンタクトのレリーズベアリン
グ２７を介して前記リテーナプレート７ｄに当接する。 前記レリーズベアリング２７は、アウタレース２７ａが
ピストン７ｆのシリンダ状ハウジング部７ｈに適切に嵌
め合いながら当接し、インナレース２７ｂは、第１図（
Ｃ）に示すように前記支持板２３の窓２３ａを貫通して
前記クラッチドラム１ａの内周にスプライン嵌合するリ
テーナ部２７ｃを介してリテーナプレート７ｄに当接し
ている。 一方、第２の湿式油圧多板クラッチ２８は、第１図（ｂ
）に示すようにその油圧制御系と共に前記後輪用差動装
置８のケース部材であるディファレンシャルキャリア部
分にコンパクトにまとめられる。 すなわちディファレンシャルキャリア２９には、後輪、
用差動装置８のドライブピニオン３０とプロペラシャフ
ト６１Ｉ！Ｉの入力軸３１との遊嵌部を覆うように前方
へ突出して入力軸３１周囲のエクステンションケース３
２に接続するシリンダ部３３が不動部材として一体形成
され、第１［Ｊ（ｄ）に示すようにこのシリンダ部３３
の下面に前記各バルブ１５ｂ、　１６ｂ、　１７ｂ、　
１８ｂを一体構成したバルブユニット２Ｇが、また側面
には電動式のオイルポンプ１４ｂがそれぞれ固定される
と共に、シリンダ部３３内に第２の湿式油圧多板クラッ
チ２８が配置されるのである。 ここで第２の湿式油圧多板クラッチ２８は、クラッチド
ラム２８ａが前記入力軸３１後端のフランジ部３１ａに
溶接固定されると共に、クラッチハブ２８ｂが前記ドラ
イブピニオン３０の軸部３０ａにスプライン嵌合されて
入力軸３１の端部にスラストワッシャ３４を介して係止
されている。そしてクラッチドラム２８ａの内周には複
数枚のリング状クラッチプレート２８ｃが両端部のリテ
ーナプレート２８ｄと共にスプライン嵌合し、一方、ク
ラッチハブ２８ｂの外周には複数枚のリング状クラッチ
ディスク２８ｅが上記各クラッチプレート２８Ｃ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２８Ｃ，リテーナプレート２８ｄ、クラッチディス
ク２８ｅで多板クラッチが構成されている。そして前記
リテーナプレート２８ｄに押圧力を付与するリング状の
ピストン２８ｆは、不動部材である前記シリンダ部３３
内に摺動自在に嵌合してその区画壁３３ａおよび内側ガ
イド１！ｊ３３ｂとの間に前記トランスファクラッチバ
ルブ１６ｂに連通する油圧室２８ｇを形成すると共に、
この油圧室２８ｇと反対側の作用端部をアンギュラコン
タクトのレリーズベアリング３５を介して前記リテーナ
プレート２８ｄに当接する。 前記レリーズベアリング３５は、ピストン２８ｆに当接
するアウタレース３５ａが爪３５ｂを介して前記内側ガ
イド筒３３ｂに回転方向に係合し、インナレース３５ｃ
が前記クラッチドラム２８ａの内周にスプライン嵌合し
たもので、アウタレース３５ａが回転規制されることで
ピストン２８ｆはシリンダ部３３に対し廻り止めされて
いる。 一方、入力軸３１およびドライブピニオン３０の軸部３
０ａには、クラッチドラム２８ａの外周側とクラッチハ
ブ２８ｂの内周側とを連通ずるように油路３１ｂ、　３
０ｂが形成されている。そしてシリンダ部３３内の作動
油をクラッチドラム２８ａの外周でかきあげて図示しな
いオイルガイドにより油路３０ｂに給油し、この作動油
を油路３０ｂを介してクラッチハブ２８ｂの内周側に導
くことで、スプライン部に半径方向に設けた図示しない
油路を通じて、クラッチプレート２８Ｃ，クラッチディ
スク２８ｅ等の多板クラッチを潤滑するようになってい
る。なお、この作動油の漏洩を防止すべく、シリンダ部
３３の区画壁３３ａ内周部とエクステンシゴンケース３
２前部内周部にはそれぞれオイルシール３６．３７が装
着されている。また、差動装置内のハイポイドギヤ用潤
滑油と前記作動油は、特性が興なるため区画壁３３ａ内
周部のオイルシール３６でお互いに液密を保つように構
成される。 以上の構成を有する４輪駆動車は、エンジン１からクラ
ッチ２を介して手動変速ａ３に伝達された動力をそこで
適宜変速し、ファイナルギヤ１０からこれを一方は第１
の湿式油圧多板クラッチ７を介して前輪用差動装置４に
入力し、他方は第２の湿式油圧多板クラッチ２８を介し
て後輪用差動装置８に入力することで４輪駆動する。こ
の場合、各湿式油圧多板クラッチ７．２８の伝達トルク
に応じて前輪側および後輪側へ動力分配される。そして
この分配比は、制御ユニット１９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％１後輪
０％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状態を経て、さらに前輪０％、後輪１
００％のＦＲ状態となるまでの範囲で変化する。そこで
制御ユニット１９にスロットル開度信号、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
て電子制御することで、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、車両の前輪と後輪の軸重配分
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、第１らしくは第２の湿
式油圧多板クラッチ７．２８は所望のクラッチ圧に制御
されることによりトルクリミッタとして働き、クラッチ
ドラム７ａもしくは２８ａ　＠のクラッチプレートＩＣ
もしくは２８Ｃとクラッチハブ７ｂもしくは２８ｂ　１
１１１のクラッチディスク７ｅもしくは２８ｅとの間に
スベリを生じて前後輪の回転差に伴う内部循環トルクを
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、前後輪の旋回半径の差より前後輪間に内部循環トル
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、第
１もしくは第２の湿式油圧多板クラッチ７．２８は、前
述の前後回転数を検出し、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て、第１
もしくは第２の湿式油圧多板クラッチ７゜２８内にスベ
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。また第
１もしくは第２の湿式油圧多板クラッチ７．２８がこの
ようなスベリ作用をする際、クラッチプレート７Ｃもし
くは２８Ｃ，クラッチディスク７Ｃもしくは２８ｅなど
のクラッチプレー１〜が所定の組成による適切な作動油
中に浸漬されていることから所望の鷹擦特性が得られ、
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
た阜擦材についても所望の信頼性および耐久性が得られ
る。 ここで各湿式油圧多板クラッチ７．２８内体の挙動につ
いてみると、ファイナルギヤ１０．入力軸３１の回転に
伴いクラッチドラム７ａ、２８ａと共にクラッチプレー
ト７ｃ、２８ｃ、レリーズベアリング２７．３５のイン
ナレース２７ｂなどが回転してもピストン７ｆ。 ２８ｆは不動部材であるケース部材２４．シリンダ部３
３に廻り止めされて回転しない、そのためピストン７１
．２８ｆとケース部材２４．シリンダ部３３との間に形
成される油圧室７ｇ、２８ｇ内には遠心油圧が発生する
ことがなく、クラッチプレート７ｃ、２８ｃなどに制御
油圧による押圧力以外に不要な押圧力が加わらない、従
って油圧室７ｇ、２８ｇの油圧制御は正確なものとなり
、微妙な油圧制御も可能となる。 また各湿式油圧多板クラッチ７．２８は、油圧室７Ｑ、
　２８ｇがケース部材２４．シリンダ部３３に形成され
るなめ、回転部材に油圧室を設けて、静止部材と回転部
材間にシールリングを用いる油圧回路を形成する方式に
対して、シールリング等が不要となるのでリークによる
圧力ドロップの危険が少ないことから湿式油圧多板クラ
ッチ７．２８の作動油圧の増圧、減圧の応答性が良い、
そして作動油圧の応答性が良いことから、前輪または後
輪がスリップしたときなど瞬時に動力分配比を変化させ
、車両の挙動を制御することが可能である。 またこのような湿式油圧多板クラッチ７．２８は、その
一方がトランスファ付横置きトランスアクスル内の差動
装置外周に配置され、また他方が独立差動装置内に配置
されるので、トランスアクスルが長大化せず、またトラ
ンスファ装置の構成がコンパクトとなる。従ってトラン
スアクスルは剛性が保持され、振動や騒音を増大するこ
とがない。 また、車室内スペースを減少することもない。 なお、以上の実施例はフロントエンジンの４輪駆動本を
ベースとしたが、リヤエンジンの４輪駆動車をベースに
構成してもよい。 またマニュアルトランスミッション車に限らすオートマ
チックトランスミッション車、無段変速機付車両にも適
用可能である。

【発明の効果】

以上説明したとおり本発明によれば、ファイナルギヤお
よび伝動軸の回転によりクラッチドラムが回転しても、
各々の湿式油圧多板クラッチにおける油圧ピストンは回
転せず、これらとトランスアクスルまたは独立差動装置
のケース部材との間に形成される各油圧室には遠心油圧
が発生しない。 従って各湿式油圧多板クラッチは制御油圧に応じた適切
な伝達トルクにより前後輪へ任意の比率で動力分配する
ようになる。また前輪と後輪間の回転差に伴なう内部循
環トルクの発生の際には一方もしくは２つの湿式油圧多
板クラッチが所定の組成による適切な作動油を使用する
ことで、藻式油圧多板クラッチに所望の阜擦特性を発揮
させてスティックスリップを伴なわずに滑らかにスベリ
作用することでこれを充分に吸収するから、旋回時のタ
イトコーナブレーキング現象を回避し、また直進走行時
の加速性能および燃費を向上させると共に、振動騒音の
発生も防止できる。 トランスファ付の横置きトランスアクスル内には一方の
湿式油圧多板クラッチのみ配置されるから、トランスア
クスルが長大化せずトランスファ装置の構成がコンパク
トとなる。従ってトランスアクスルは剛性を維持して駆
動系の振動や騒音の増大を回避すると共に、車室内スペ
ースの減少も解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、第１図（ｂ）は本発明の一実施例を示す
要部断面図、第１図（Ｃ）は第１図（ａ）のＣ−Ｃ線断
面図、第１図（ｄ）は第１図（ｂ）のＤ　・−Ｄ線断面
図、第２図は一実施例が適用される４輪駆動車の伝動系
のスケルトン図、第３図は一実施例に使用する油圧回路
図、第４図はデユーティ圧およびクラッチ圧の特性図で
ある。 １・・・エンジン、２・・・クラッチ、３・・・手動変
速機、４・・・前輪用差動装置、５・・・トランスファ
装置、６・・・プロペラシャフト、７・・・第１の湿式
油圧多板クラッチ、７ａ・・・クラッチドラム、７ｂ・
・・クラッチハブ、７Ｃ・・・クラッチプレート、７ｄ
・・・リテーナプレート、７ｅ・・・クラッチディスク
、７ｆ・・・ピストン、７ｇ・・・油圧室、７ｈ・・・
シリンダ状ハウジング部、８・・・後輪用差動装置、９
・・・出力ギヤ、１０・・・ファイナルギヤ、１１・・
・トランスファギヤ、１２・・・ベベルギヤ、１３・・
・ファイナルギヤ、１４ａ、１４ｂ　・−・オイルポン
プ、１５ａ、１５ｂ・・・レギュレータバルブ、１６ａ
、　１６ｂ・・・トランスファクラッチバルブ、１７ａ
、ｔ７ｂ・・・デユーティソレノイドバルブ、１８ａ、
　１８ｂ・・・パイロットバルブ、１９．・・制御ユニ
ット、２１・・・トランスファ軸、２２・・・ディファ
レンシャルケース、２３・・・支持板、２３ａ・・・窓
、２４・・・ケース部材、２５・・・ノックピン、２６
・・・バルブユニット、２７・・・レリーズベアリング
、２７ａ・・・アウタレース、２７ｂ・・・インナレー
ス、２７ｃ・・・リテーナ部、２８・・・第２の湿式油
圧多板クラッチ、２８ａ・・・クラッチドラム、２８ｂ
・・・クラッチハブ、２８ｃ・・・クラッチグレート、
２８ｄ・・・リテーナプレート、２８ｅ・・・クラッチ
ディスク、２８［・・・ピストン、２８９・・・油圧室
、２９・・・ディファレンシャルキャリア、３０・・・
ドライブピニオン、３０ａ・・・軸部、３０ｂ・・・油
路、３１・・・入力軸、３１ａ・・・フランジ部、３１
ｂ・・・油路、３２・・・エクステンションケース、３
３・・・シリンダ部、３３ａ・・・区画壁、３３ｂ・・
・内側ガイド筒、３４・・・スラストワッシャ、３５・
・・レリーズベアリング、３５ａ・・・アウタレース、
３５ｂ・・・爪、３Ｓｃ・・・インナレース、３６．３
７・・・オイルシール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　２つの湿式油圧多板クラッチへの作動油の圧力に応じ
   て前後輪を動力分配可能に伝動構成する４輪駆動車にお
   いて、 上記一方の湿式油圧多板クラッチはトランスファ付横置
   きトランスアクスル内のフアイナルギヤとディファレン
   シャルケースとの間に介設し、上記他方の湿式油圧多板
   クラッチはトランスファ以後の独立差動装置内に区画配
   置して伝動軸の途中に介設し、 これらの湿式油圧多板クラッチにおける油圧ピストンは
   、不動部材である上記トランスアクスルまたは独立差動
   装置のケース部材をそれぞれシリンダとしてこれらに廻
   り止めして摺動自在に嵌合させ、かつその作動用油圧室
   と反対側の作用端部を上記湿式油圧多板クラッチのクラ
   ッチドラムの端部に内嵌したリテーナプレートにベアリ
   ングを介して圧接して上記クラッチドラム内のクラッチ
   プレートを押圧するよう構成してなる４輪駆動車の動力
   分配装置。