JPH0473006B2

JPH0473006B2 -

Info

Publication number: JPH0473006B2
Application number: JP59085227A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Nagayoshi
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1992-11-19
Also published as: JPS60231030A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明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。

〔従来の技術〕

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような油圧式連結機構の差
動ポンプとしてベーンポンプを用いた場合、ベー
ンポンプのベーンが、ロータの回転による遠心力
で突出可能にロータに嵌合されているものでは、
ロータの停止状態において、ロータ上部のベーン
がケーシングの内周面に十分に摺接しないので、
このような油圧式連結機構では、車両の発進時や
低速回転時に十分な駆動力の伝達を行なえないと
いう問題点がある。

そして、このような差動ポンプ型連結機構の油
圧回路に、第６図に示すように、回転軸CLにそ
の円筒部ｂが平行となるようチエツク弁機構ａを
配設すると、ケーシング内に形成された油圧回路
も回転軸の回動に伴い回転するので、球状ボール
弁体には遠心力Ｆが働いて、チエツク弁は開状態
となる。

この開状態のチエツク弁は、遠心力Ｆによつて
開状態となつているので、開閉切換時において、
チエツク弁を即座に閉鎖することができないとい
う問題点がある。

特に、差動ポンプ型連結機構が高速回転してい
る場合には、すなわち高車速時においては、遠心
力Ｆはより大きくなつて一層閉鎖しにくくなると
いう問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとす
るもので、差動ポンプ型連結機構の油圧回路にお
けるチエツク弁機構の閉特性を改善することがで
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。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明の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差動ポンプ型連結
機構として構成されて、同連結機構の油圧回路
に、チエツク弁機構が設けられ、同チエツク弁機
構が、大径円筒穴、小径円筒穴およびこれらの大
径円筒穴と小径円筒穴とを結ぶ弁座としての円錐
面と、上記作動油の比重とほぼ等しい比重をもつ
ボール弁体とから構成されていることを特徴とし
ている。

〔作用〕

上述の構成により、第１および第２の回転軸の
回転により生じる遠心力によらず、ボール弁体の
前後の差圧がチエツク弁機構を閉鎖する力として
働く。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、第１〜５図は本発明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
その要部断面図、第２図は車両の駆動系を示す概
略構成図、第３図は本装置の横断面図、第４図は
本装置の縦断面図、第５図はその作用を説明する
模式図である。

第２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、差動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ベベル歯
車機構１５，１５′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
３，４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
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。

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。

チエツク弁２８，２９，３１，３２は、チエツ
ク弁機構CMとして構成されており、このチエツ
ク弁機構CMは、第１図に示すように、作動油の
比重と同等の比重をもつ球状ボール弁体４１と、
流入側大径円筒穴４２と、流出側小径円筒穴４３
と、これらの大径円筒穴４２と小径円筒穴４３と
を結ぶ弁座としての円錐面４４とから構成されて
おり、大径円筒穴４２、小径円筒穴４３および円
錐面４４の中心線C₁が大径円筒穴４２側の延長
上で第１の回転軸１１および第２の回転軸１４の
回転中心線CLと交わるように構成されている。

そして、中心線C₁と回転中心線CLとの交角α
は、円錐角の（1/2）の角度γとの差（α−γ）
が20°以下となるように設定されている。

また、吸込吐出口２４に接続する第１油路２６
と吸込吐出口２３に接続する油路２７とを連通す
る連通油路３８が設けられており、この連通油路
３８にはオリフイス３９が介装されている。

このオリフイス３９は、例えば、遠心式オリフ
イス機構として構成されて、回転軸１１，１４の
高回転時に、オリフイス径が小さくなり、低回転
時に、オリフイス径が大きくなる機構に構成され
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。

なお、第４図中の符号４５はベアリング、４６
はケース（トランスミツシヨンケース等）、４７
は吸込口、４８はボルトをそれぞれ示している。

本発明の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３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３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。

そして、第１の回転軸１１および第２の回転軸
１４の回転数が上昇して、ベーン１８の受ける遠
心力が増大することにより、ベーン１８の先端部
（外径端部）は、カムリング部２０ａへ突出され
て、ベーン１８がカムリング部２０ａの内周面２
０ｄに密着して摺動する状態が維持される。

なお、ベーン１８の基端部（内径端部）を押圧
するベーン付勢機構を適宜設けてもよく、この場
合は、車両が停止して、第１の回転軸１１および
第２の回転軸１４がそれぞれ回転しない状態とな
つても、ベーン１８が常時突出方向へ付勢されて
いるので、ベーンポンプVPの連結機能は十分に
高く維持される。

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３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３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１油路２６を経てチエツク弁２８，３２を閉じ
て、チエツク弁３１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。

すなわち、チエツク弁機構CMでは、第５図に
示すように、球状ボール弁体４１の前後の差圧
F₂が、外径側の円錐面４４の垂線ｌより、第５
図中の右方にかかるとチエツク弁機構CMが閉と
なり、左方にかかるとチエツク弁機構CMが開と
なる。

ここでは、垂線ｌより第５図中の右方に差圧
F₂がかかるので、チエツク弁機構CMの開（op）
状態から閉（cl）状態への移行が、チエツク弁２
８，３２で行なわれるが、大径円筒穴４２に供給
される作動油が停止すると、球状ボール弁体４１
の比重は作動油の比重とほぼ等しく、球状ボール
弁体４１は、球状ボール弁体４１の前後の差圧
F₂により直ちに円錐面４４へ押し付けられて、
チエツク弁２８，３２の閉鎖が迅速に行なわれ
る。

これにより、第１油路２６中の油圧が、吸込吐
出口２２，２４からの吐出圧まで直ちに上昇す
る。

なお、球状ボール弁体４１は、作動油の比重と
ほぼ等しい比重の材質で作られているので、ベー
ンポンプVPの回転が停止しているときには、大
径円筒穴４２の中を浮遊する。

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。

ところで、低速走行時には、オリフイス３９の
オリフイス径が大きくなり、連通油路３８を通じ
て流通する油量が多くなるので、急旋回した場合
には、吐出圧が低くなつて、駆動力伝達効率が低
下する。

すなわち、前輪９と後輪１６との回転速度差
が、前後輪の許容される回転速度差よりも小さい
場合には、急旋回時のブレーキング現象を確実に
回避できる。

一方、高速走行時には、オリフイス３９のオリ
フイス径が小さくなり、連通油路３８を通じて流
通する油量が少なくなるので、吐出圧が高くなつ
て、駆動力伝達効率が上昇する。

すなわち、前輪９と後輪１６との回転速度差
が、前後輪の許容される回転速度差よりも大きい
場合には、前輪９と後輪１６との回転速度差が許
容されず、４輪駆動状態となつて、直進安定性が
向上する。

このように、高速旋回時には、旋回半径も大き
いので、ブレーキング現象はごくわずかであり、
４輪駆動による操縦安定性が確保されるのであ
る。

なお、ボール弁体は、中空のものを用いてもよ
い。

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。

本発明の実施例によれば次のような効果ないし
利点が得ることができる。

(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。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の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差
動ポンプ型連結機構として構成されて、同連結機
構の油圧回路に、チエツク弁機構が設けられ、同
チエツク弁機構が、大径円筒穴、小径円筒穴およ
びこれらの大径円筒穴と小径円筒穴とを結ぶ弁座
としての円錐面と、上記作動油の比重とほぼ等し
い比重をもつボール弁体とから構成されるという
簡素な構成で、チエツク弁機構の開状態から閉状
態への移行を迅速に行なうことができる利点があ
り、第１の回転軸と第２の回転軸との相対的回転
方向が逆転した場合にも、差動ポンプからの吐出
圧を直ちに上昇させることができる。

さらに、本発明によれば、遠心力を除去するこ
とができ、第１の回転軸および第２の回転軸の回
転速度によらず、すなわち、車速によらず、チエ
ツク弁機構の開閉作動を行なわせることができる
利点があり、これにより、車速によらず安定した
切換作動を行なわせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明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図はその要部
断面図、第２図は車両の駆動系を示す概略構成
図、第３図は本装置の横断面図、第４図は本装置
の縦断面図、第５図はその作用を説明する模式図
であり、第６図は従来のチエツク弁機構の作用を
示す模式図である。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……差動ポンプ型連結機
構としての４輪駆動用駆動連結装置本体、１４…
…第２の回転軸、１５，１５′……ベベル歯車機
構、１６……後輪、１７……差動装置、１８……
ベーン、１９……ロータ、１９ａ……外周面、１
９ｂ……孔部、２０……ケーシング、２０ａ……
カムリング部、２０ｂ……プレート、２０ｃ……
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、３８……連通油路、３９……オリフイス、４
０……油路、４１……球状ボール弁体、４２……
大径円筒穴、４３……小径円筒穴、４４……弁座
としての円錐面、４５……ベアリング、４６……
ケース、４７……吸込口、４８……ボルト、C₁
……中心線、CL……回転中心線、CM……チエ
ツク弁機構、VP……ベーンポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

１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差動ポンプ型連結
機構として構成されて、同連結機構の油圧回路
に、チエツク弁機構が設けられ、同チエツク弁機
構が、大径円筒穴、小径円筒穴およびこれらの大
径円筒穴と小径円筒穴とを結ぶ弁座としての円錐
面と、上記作動油の比重とほぼ等しい比重をもつ
ボール弁体とから構成されていることを特徴とす
る、４輪駆動用駆動連結装置。