JPH05133427A - 四輪駆動車用駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ベーンポンプによる伝達トルクの増大に応じ
て、作動部材４３を多板クラッチの接続方向へ移動させ
るカム機構を有する。作動部材４３を多板クラッチの遮
断方向に付勢する皿ばね４４を、同一速度で回転される
部材４３，４９間に介在させた。 【効果】従来皿ばね４４の両側に配置していた摩耗防止
用の鋼板等を不要にできる。部品点数、組立工数を削減
でき、製造コストを安くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、四輪駆動車の駆動軸
と被駆動軸との間に介在して駆動力を伝達する四輪駆動
車用駆動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】四輪駆動車は、悪路走破性に優れている
だけでなく、一般道においても加速性や走行安定性に優
れていることから、急速に普及してきている。四輪駆動
車は、基本的には、前後輪を直結することにより実現で
きるが、このようにした場合、強固な四輪駆動状態が得
られるという利点がある一方、旋回走行時に前，後輪間
に生じる回転速度差が吸収できないため、いわゆるタイ
トコーナーブレーキング現象が発生し、旋回性能が悪化
するという難点がある。したがって、実用化されている
四輪駆動車は、前後輪間に適宜の駆動力伝達装置を介装
し、この駆動力伝達装置によって、所定の差回転を許容
した状態で前後輪を連結するようにしている。

【０００３】この駆動力伝達装置として、前，後輪の一
方への伝動軸と連動回転されるケーシング内に、他方へ
の伝動軸と連動回転されるロータを収納して油圧ポンプ
（一般にはベーンポンプ）を構成した油圧ポンプ型のも
のが提供されている。この駆動力伝達装置においては、
ケーシングとロータとの間に形成されたポンプ室内に、
両伝動軸間の回転速度差に応じた油圧を発生させ、この
油圧を介して、前，後輪間での駆動力伝達が行われる。

【０００４】この油圧ポンプ型の駆動力伝達装置におい
ては、伝達トルクは油圧ポンプ内に発生可能な油圧に依
存するのに対して、発生可能な油圧に限界があることか
ら、高い伝達トルクを得ることが困難であった。そこ
で、両伝動軸間に介在し、作動部材の移動によって押圧
されて両軸を直結することのできる多板クラッチと、油
圧ポンプによる伝達トルクの増大に伴って、上記作動部
材を多板クラッチの接続方向へ移動させるカム機構と、
多板クラッチの作動部材を、多板クラッチの切断方向に
付勢する皿ばねとを備えた油圧ポンプ・多板クラッチ併
用型の駆動力伝達装置が提案されている（例えば特願平
２−６１７３７号参照）。この併用型の駆動力伝達装置
においては、脱輪等で前，後輪間に大きな回転速度差が
生じた場合に、前、後輪を直結して高い伝達トルクを実
現できるという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この併用型の
駆動力伝達装置においては、皿ばねを、ロータ側と連動
回転される作動部材と、これに相対回転される部材（例
えば駆動力伝達装置のハウジング）との間に介在してい
たので、皿ばねとこれらの部材との間に相対回転を生
じ、皿ばねやこれらの部材に摩耗が発生する。この摩耗
の発生を防止するために、皿ばねとこれらの部材との間
に、摩擦係数の小さい鋼板等からなる摩耗防止用の部材
を配置していた。このため、部品点数や組立工数が多く
なり、製造コストが高くなるという問題があった。

【０００６】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、皿ばねの両側に配置される摩耗防止用の部
材を不要にでき、製造コストを安くできる四輪駆動車用
駆動力伝達装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
のこの発明の四輪駆動車用駆動力伝達装置は、駆動軸及
び被駆動軸の何れか一方と連動回転するケーシング内
に、他方と連動回転するロータを収容し、両者の回転速
度差に応じて発生させた油圧を介して両者間にトルクを
伝達する油圧ポンプと、駆動軸及び被駆動軸の間に介在
し、作動部材の移動によって押圧されることにより摩擦
係合して両軸を直結することのできる多板クラッチと、
油圧ポンプによる伝達トルクの増大に伴って、上記作動
部材を多板クラッチの接続方向へ直接又は間接的に移動
させるカム機構と、多板クラッチの作動部材を、多板ク
ラッチの遮断方向へ直接または間接的に付勢する皿ばね
とを備えた四輪駆動車用駆動力伝達装置において、上記
皿ばねを、同一速度で回転する部材どうしの間に介在さ
せていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記構成の四輪駆動車用駆動力伝達装置によれ
ば、油圧ポンプによる伝達トルクが増大すると、カム機
構によって作動部材が多板クラッチの接続方向へ移動さ
れ、これにより、多板クラッチが直結される。油圧ポン
プによる伝達トルクが減少すると、皿ばねによって作動
部材が多板クラッチの遮断方向へ戻され、多板クラッチ
が遮断される。上記皿ばねを、同一速度で回転される部
材どうしの間に介在させているので、皿ばねとこれらの
部材との間に摩耗が発生するのを防止することができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面に基づいて説明
する。図２は、この発明の一実施例としての四輪駆動車
用駆動力伝達装置を示す概略断面図である。同図を参照
して、この四輪駆動車用駆動力伝達装置Ａは、リヤ側の
デファレンシャルとなるものであり、推進軸からなる駆
動軸（図示せず）と、左側後輪と一体的に回転する左側
被駆動軸Ｌ、及び右側後輪と一体的に回転する右側被駆
動軸Ｒとの間のトルク伝達を行うものである。

【００１０】駆動軸側とドライブギア１１を介して連動
回転するデファレンシャルケース１内に、遊星ギア機構
からなる差動装置２、油圧ポンプとしてのベーンポンプ
３、多板クラッチ４、カム機構５、及び多板クラッチ４
の作動部材４３を多板クラッチ４の遮断方向に付勢する
皿ばね４４が設けられている。図１を参照して、この皿
ばね４４は、後述する連結軸６のスプライン部６ａに形
成された周溝６ｂに固定され、連結軸６と一体回転する
スナップリング４９と、上記スプライン部６ａにスプラ
イン結合されて連結軸６と一体回転する上記作動部材４
３との間に介在されている。皿ばね４４は、連結軸６、
スナップリング４９及び作動部材４３と一体回転する。

【００１１】図２を参照して、差動装置２は、デファレ
ンシャルケース１の内周に一体に形成されたリングギア
２１と、右側被駆動軸Ｒに連結軸６を介して一体回転可
能に結合されたサンギア２０と、リングギア２１及びサ
ンギア２０にそれぞれ噛合し両者の差回転に応じて公転
する遊星ギア２２，２３の組みと、左側被駆動軸Ｌと一
体回転すると共に、上記遊星ギア２２，２３を自転自在
に保持するキャリア２４とを備えている。差動装置２
は、デファレンシャルケース１の回転速度が両被駆動軸
Ｌ，Ｒの平均速度に等しくすると共に、両被駆動軸Ｌ，
Ｒどうしの差回転を吸収するものであり、これが可能と
なるように、各ギアの歯数が設定されている。

【００１２】上記遊星ギア２２，２３の組みは、例え
ば、図３に示すように周方向に３等配してある。半径方
向内側に位置しサンギア２０に噛合する遊星ギア２２
と、外側に位置しリングギア２１に噛合する遊星ギア２
３とは相互に噛合させてある。このように２個１組の遊
星ギア２２，２３を用いてあるのは、サンギア２０及び
リングギア２１の回転方向、即ち両被駆動軸Ｌ，Ｒの回
転方向と同方向とするためであり、これらの回転方向が
逆方向であっても良い場合には、サンギア２０とリング
ギア２１との間に双方に噛合する遊星ギアを配すれば良
い。

【００１３】また、図３に示すように、遊星ギア２２，
２３の回転軸２７，２８をサンギア２０及びリングギア
２１の半径方向に対して傾斜する線上に配することによ
り、リングギア２１の外径寸法を小さくして、差動装置
２の小型化を図ってある。図２に示すように、キャリア
２４は、ボス部２４ａの右端部の外径方向にフランジ部
２４ｂを延設している。遊星ギア２２，２３の回転軸２
７，２８は、フランジ部２４ｂと支承板２６との間に架
設されている。

【００１４】図２を参照して、サンギア２０の一端部２
０ａは、上記キャリア２４のフランジ部２４ｂに形成さ
れた段部に相対回転自在に嵌合されている。サンギア２
０の内周部は、上記連結軸６の端部とスプライン結合し
ており、サンギア２０は、右側被駆動軸Ｒと一体回転す
る。サンギア２０の他端部２０ｂは、上記スナップリン
グ４９により、連結軸６に対して軸方向に位置決めされ
ている。これにより、キャリア２４、サンギア２０、ス
ナップリング４９及び連結軸６の複数の部材が軸方向に
一体的に移動できるようになっている。また、キャリア
２４のボス部２４ａの左端部とデファレンシャルケース
１の内側面との間には、上記複数の部材のデファレンシ
ャルケース１に対する軸方向位置を調整するシム７０が
介在されている。一方、作動部材４３は、カム機構５、
ベーンポンプ３及び後述するスライドメタル１５を介し
てデファレンシャルケース１に対して軸方向に位置決め
されている。したがって、シム７０の厚みを調整してデ
ファレンシャルケース１と連結軸６とを軸方向に相対変
位させ、連結軸６に固定されたスナップリング４９とデ
ファレンシャルケース１側に位置決めされた作動部材４
３との軸方向の距離を調整することにより、皿ばね４４
のばね荷重を調整することができる。ここで、シム７０
をデファレンシャルケース１の左端部側に配置したの
で、デファレンシャルケース１の所定部を分解して取り
外すだけで、シム７０の厚みを容易に調整することがで
きる。

【００１５】図２、図４および内圧発生の原理を示す図
５を参照して、ベーンポンプ３は、ロータ３１と、この
ロータ３１を内包すると共に、一対のサイドプレート
９，１０によって挟持されて、ロータ３１との間に複数
のポンプ室を形成したカムリング３２と、ロータ３１の
外周の収容溝から突出し、圧縮コイルばね３３によって
カムリング３２の内面に押圧され、上記ポンプ室を作動
室Ａ，Ｂに仕切る複数のベーン３４とにより主要部が構
成されている。サイドプレート９，１０及びカムリング
３２は、ボルト８０によって一体回転可能に連結され、
ベーンポンプ３のケーシング３０を構成している。

【００１６】ベーン３４には、図５に示すように、当該
ベーン３４によって仕切られた作動室Ａと作動室Ｂとの
間のオイルの流通を許容するオリフィス３４ａが設けら
れている。また、各ベーン３４の収容溝の下部を互いに
連通させるように、ロータ３１の両側面に凹部３１ａ，
３１ｂが設けられている。これらの凹部３１ａ，３１ｂ
は、サイドプレート１０に内蔵された各別の油路３８
ａ，３８ｂ（図２および図４においては油路３８ａのみ
を示した）を介して、作動室Ａ，Ｂと連通されている。
すなわち、作動室Ａ，Ｂのうちの高圧となった側の作動
室からの圧油が、ベーン３４をカムリング３２の内周壁
に向かって押し付けるように働き、カムリング３２内周
壁に対するベーン３４の密着性が高められている。な
お、各油路３８ａ，３８ｂには、ベーン下部側へのオイ
ルの流通のみを許容するボール弁等からなるチェックバ
ルブ３９ａ，３９ｂがそれぞれ配設されているので、作
動室Ａ，Ｂのうちの低圧側の作動室と凹部３１ａ，３１
ｂとを結ぶ油路に設けられているチェックバルブは閉
じ、低圧側の作動室の圧力が高くなるのを防止する。

【００１７】ロータ３１は、キー８１によって連結軸６
に対して一体回転可能に結合され、これにより、右側被
駆動軸Ｒに一体回転可能とされている。また、ロータ３
１は、連結軸６の軸方向に移動自在である。サイドプレ
ート１０とデファレンシャルケース１との間には、ケー
シング３０とデファレンシャルケース１との相対回転を
規制し、且つベーンポンプ３による伝達トルクの増大時
に、ケーシング３０を多板クラッチ４側へ押圧すること
により、ベーンポンプ３を介して作動部材４３を多板ク
ラッチ４の接続方向へ移動させる上記カム機構５が介在
している。

【００１８】カムリング３２は、カム機構５を介してデ
ファレンシャルケース１と連動回転する。サイドプレー
ト９の外周部は、カムリング３２の外周部を覆った状態
でサイドプレート１０の外周部まで延びており、サイド
プレート９、カムリング３２及びサイドプレート１０
は、Ｏリング６６によって互いの間を密封されている。
サイドプレート９と連結軸６との間、およびサイドプレ
ート１０と連結軸６との間は、シール６４，６５によっ
て液密状態を保ちながら相対移動可能なようになされて
いる。

【００１９】次に、ベーンポンプ３の働きについて説明
する。図５では、ロータ３１が、カムリング３２に対し
て相対的に時計回りに回転する状態が示されている。ベ
ーン３４に設けられたオリフィス３４ａが小径のため、
オイルは回転方向下流側である作動室Ａから回転方向上
流側である作動室Ｂに流出抵抗をもって移動する。その
結果、作動室Ａ内に高圧力が発生し、この高圧力は、ベ
ーン３４とカムリング３２とで囲まれた作動室Ａにピス
トン圧として作用し、トルク伝達媒体となってロータ３
１からカムリング３２へトルクが伝達される。なお、上
記の圧力は、ロータ３１とカムリング３２との間の回転
数差が大きいほど大きく、デファレンシャルケース１と
右側被駆動軸Ｒとの回転速度差に応じたトルクが伝達さ
れる。

【００２０】図２を参照して、多板クラッチ４は、デフ
ァレンシャルケース１にスプライン結合され、軸方向に
移動自在な複数の環状のアウタプレート４１と、上記作
動部材４３と、この作動部材４３にスプライン結合さ
れ、上記アウタープレート４１に交互に組み合わされた
環状のインナープレート４２とを備えている。複数のア
ウタプレート４１のうち、最も差動装置２寄りのもの
は、受け部材４７によって受けられている。この受け部
材４７は、デファレンシャルケース１の内周溝に固定さ
れたスナップリング４８によって、デファレンシャルケ
ース１に対して相対的に差動装置２側へ移動することが
止められている。一方、複数のインナプレート４２のう
ち、差動装置２側から最も離れたものは、受け部材４６
によって受けられている。この受け部材４６は、作動部
材４３の外周溝に固定されたスナップリング４５によっ
て、作動部材４３に対して相対的に差動装置２から遠ざ
かる方向への移動が止められている。作動部材４３を両
プレート４１，４２が離反する方向に付勢する皿ばね４
４とを有している。多板クラッチ４の作動部材４３とベ
ーンポンプ３のサイドプレート９との間には、両者の相
対回転による抵抗を減ずるためのスライドメタル１５が
介在させてある（図１参照）。

【００２１】図２、図６及び図７を参照して、カム機構
５は、サイドプレート１０に形成されたカム面１０ａ
と、デファレンシャルケース１の内側面に形成されたカ
ム面１ａとの間にボール５１を介在させたボールカム機
構からなる。両カム面１０ａ，１ａは、円周上に沿って
波形に凹入形成されている。両カム面１０ａ，１ａ及び
ボール５１は、対をなして、円周等配に複数対が配置さ
れている。このカム機構５には、作動部材４３、スライ
ドメタル１５及びベ−ンポンプ３のケーシング３０を介
して、皿ばね４４による軸方向の付勢力が働いているの
で、連結軸６とデファレンシャルケース１との回転数差
が小さい状態では、上記付勢力によって両カム面１０
ａ，１ａは、図６に示すように組み合わされている。そ
して、両カム面１０ａ，１ａは、上記回転速度差が所定
以上となって、図７に示すように、回転方向に相対的な
ずれを生じることにより、両者間の軸方向の距離を遠ざ
け、皿ばね４４に抗して、ベーンポンプ３を介して作動
部材４３を多板クラッチ４の接続方向に押圧する。

【００２２】次に、駆動力伝達装置Ａ全体の作動につい
て説明する。通常は、ベーンポンプ３が、デファレンシ
ャルケース１と右側被駆動軸Ｒとの間に生じた回転速度
差に応じて発生させた油圧によって、駆動軸側と右側被
駆動軸Ｒとの差動が制限されることにより、差動装置２
による両被駆動軸Ｌ，Ｒの差動が制限され、両被駆動軸
Ｌ，Ｒへの適正なトルク配分が行われる。そして、例え
ば左右輪の一方が脱輪して空転し、他方が停止してしま
った場合等で、デファレンシャルケース１と右側被駆動
軸Ｒとの回転速度差が著しく増大し、ベーンポンプ３に
よる伝達トルクが増大すると、カム機構５がベーンポン
プ３を介して作動部材４３を多板クラッチ４の接続方向
へ移動させて多板クラッチ４を直結状態とすることによ
り、デファレンシャルケース１と両被駆動軸Ｌ，Ｒとを
一体的に回転させて、伝達トルクを急激に増大させる
（図８の実線参照）。

【００２３】この実施例によれば、多板クラッチ４を遮
断方向に付勢する皿ばね４４を、互いに連結軸６に一体
回転するスナップリング４９及び作動部材４３の間に、
すなわち同一速度で回転される部材どうしの間に介在さ
せているので、皿ばね４４とこれらの部材との間には、
相対回転が生じない。したがって、従来皿ばね４４とこ
れらの部材との間に介在させていた、摩耗防止用の鋼板
等を不要にすることができ、部品点数、及び組立工数を
削減でき、製造コストを安価にすることができる。

【００２４】また、所要時における高トルク伝達は、多
板クラッチ４を介して行うので、ベーンポンプ３に高圧
力を発生させる必要がなく、したがって、ベーンポンプ
３としては、小型のものを使用でき、駆動力伝達装置Ａ
全体の小型化を実現できる。しかも、上記ベーンポンプ
３の発生油圧特性は、オリフィス３４ａの調整や、油路
に設けたバルブの調整によって、所望の油圧特性を容易
に得ることができる。且つ、カム機構５のカム面１０
ａ，１ａの形状を変更したり、上記のシム７０の厚み調
整によって、皿ばね４４の付勢力を調整することによ
り、ベーンポンプ３の多板クラッチ４への押圧力を可変
することができ、これにより、容易に伝達トルクの立ち
上がり特性を調整することができる（例えば、図８の破
線参照）。特に、上記のシム７０がデファレンシャルケ
ース１の直ぐ内側に配置されているので、デファレンシ
ャルケース１の一部を取り外すだけで容易に上記伝達ト
ルクの調整を行うことができ、調整工数を大幅に削減す
ることができる。そして、これらベーンポンプ３の発生
油圧特性及びカム機構５の伝動特性を適宜調整すること
によって、伝達トルクの特性を容易に調整できるので、
アンチ・スキッド・ブレーキ装置（ＡＢＳ）と容易にマ
ッチングさせることができる。

【００２５】さらに、上記トルクの急激な増大は、カム
機構５によって機械的に行うようにしており、ビスカス
・カップリングのような爆発的な内圧上昇によって行う
ものではないので、ビスカス・カップリングのような耐
久性の低下という虞もない。しかも、多板クラッチ４及
びベーンポンプ３の両者間に、スライドメタル１５を介
在しているので、当該スライドメタル１５によって、上
記両者の相対回転による両者間のすべり摩擦力の発生を
抑えることができ、摩擦トルクの付加による両被駆動軸
間の伝達トルクを、特に低速回転域において、（図８に
おいて例えば一点鎖線から実線へ）大幅に低減すること
ができる。

【００２６】また、サンギア２０の一端部２０ａをキャ
リア２４の段部に相対回転自在に嵌合して、両者を重合
させていると共に、多板クラッチ４の、両プレート４
１，４２を、ベーンポンプ３の外方位置に配置している
ので、駆動力伝達装置Ａ全体の軸方向の寸法を短くする
ことができ、装置全体を一層小型化できる。なお、この
発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば、カム機構として、波形のカム面どうしを接触させる
等の他の公知のカム機構を用いることができる。また、
スライドメタル１５に代えて、他の公知のスラスト軸受
を用いることができる。

【００２７】その他、この発明の四輪駆動車用駆動力伝
達装置を前輪側のデファレンシャルに適用すること、ま
た、いわゆるセンターデフに適用すること、さらには、
デファレンシャルに組み込まないものとして構成するこ
と等、この発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変
更を施すことができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、作動部材を多板クラ
ッチの遮断方向に付勢する皿ばねを、同一速度で回転さ
れる部材どうしの間に介在させているので、当該皿ばね
とこれらの部材との間には、相対回転が生じない。した
がって、従来皿ばねとこれらの部材との間に介在させて
いた、摩耗防止用の鋼板等を不要にすることができ、部
品点数、及び組立工数を削減でき、製造コストを安価に
することができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例としての四輪駆動車用駆動
力伝達装置の要部断面図である。

【図２】四輪駆動車用駆動力伝達装置の概略断面図であ
る。

【図３】差動装置を示す概略断面図である。

【図４】ベーンポンプの要部断面図である。

【図５】ベーンポンプの働きを示す模式的断面図であ
る。

【図６】カム機構の要部断面図である。

【図７】カム機構の要部断面図である。

【図８】回転速度差と伝達トルクの関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

３ ベーンポンプ（油圧ポンプ） ４ 多板クラッチ Ｌ 被駆動軸 Ｒ 被駆動軸 ４３ 作動部材 ４４ 皿ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸及び被駆動軸の何れか一方と連動回
   転するケーシング内に、他方と連動回転するロータを収
   容し、両者の回転速度差に応じて発生させた油圧を介し
   て両者間にトルクを伝達する油圧ポンプと、 駆動軸及び被駆動軸の間に介在し、作動部材の移動によ
   って押圧されることにより摩擦係合して両軸を直結する
   ことのできる多板クラッチと、 油圧ポンプによる伝達トルクの増大に伴って、上記作動
   部材を多板クラッチの接続方向へ直接又は間接的に移動
   させるカム機構と、 多板クラッチの作動部材を、多板クラッチの遮断方向へ
   直接または間接的に付勢する皿ばねとを備えた四輪駆動
   車用駆動力伝達装置において、 上記皿ばねを、同一速度で回転する部材どうしの間に介
   在させていることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達
   装置。