JPH07233863A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両差動回転方向で差動制限力を得ると共に、
ポンプモータの負担を軽くし、かつ油圧回路に故障や破
損が発生した場合でも差動機構を介して駆動力の伝達を
可能にする。 【構成】 この発明のデファレンシャル装置７は、差動
機構２７と、差動制限用の可変トルククラッチ５５，５
７と、液圧を供給されてクラッチ５５，５７を締結させ
るアクチュエータ５９，６１と、後車軸３９，４１によ
り各別に駆動され循環回路１０１，１０３を介して連結
されたオイルポンプ６３，６５と、差動回転に伴うオイ
ルポンプ６３，６５の吐出量の差により循環回路１０
１，１０３に生じる液圧を前記アクチュエータ５９，６
１に供給する圧力路１１３と、圧力路１１３の液圧を制
御する制御部１２５とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両のデファレンシ
ャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は平成５年６月１８日付けの日経産
業新聞に記載された四輪駆動（４ＷＤ）車用の動力伝達
装置２０１を示している。この車両は通常前輪駆動状態
で走行し、前輪２０３，２０５が空転すると前輪側のオ
イルポンプ２０７が後輪側のオイルポンプ２０９より高
速で回転駆動されるから、両者のオイル吐出量差により
油圧回路２１１に生じる油圧によって多板クラッチ２１
３が締結され、後輪２１５，２１７がエンジン側に連結
されて４ＷＤ状態になる。

【０００３】又、特開昭６１−２６８５３０号公報に図
７、図８、図９のようなトルク配分装置が記載されてい
る。

【０００４】図７のトルク配分装置２１９はセンターデ
フ２２１（エンジンの駆動力を前輪と後輪とに分配する
デファレンシャル装置）の入力軸２２３と前輪側出力軸
２２５との間で駆動されるオイルポンプ２２７により油
圧アクチュエータ２２９を介して多板クラッチ２３１が
締結され、センターデフ２２１の差動が制限される。図
８のトルク配分装置２３３ではセンターデフ２３５の前
輪側と後輪側の各出力軸２３７，２３９にそれぞれ駆動
されるオイルポンプ２４１，２４３の吐出量差により油
圧アクチュエータ２４５を介して差動制限用の多板クラ
ッチ２４７が締結される。図９のトルク配分装置２４９
では左右輪間のデファレンシャル装置２５１の左右の出
力軸２５３，２５５に駆動されるオイルポンプ２５７，
２５９の吐出量差（油圧）により油圧アクチュエータ２
６１を介して差動制限用の多板クラッチ２６３が締結さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６の動力
伝達装置２０１では、油圧多板クラッチ２１３を介して
後輪２１５，２１７がエンジン側に連結されるので、油
圧回路２１１が故障や破損した場合には後輪２１５，２
１７の駆動が不可能となる。また、動力伝達装置２０１
の油圧システムは前輪２０３，２０５がスリップした時
だけ多板クラッチ２１３が作動するように構成されてい
るから、前後輪あるいは左右輪のいずれが空転するか分
らないセンターデフあるいは左右輪間デフの差動制限用
には不適当である。

【０００６】また、図７のトルク配分装置２１９のオイ
ルポンプ２２７は差動が生じたときだけ駆動されるよう
に構成されており、起動時と停止時に衝撃が掛り易い上
に１台で多板クラッチ２３１の押圧力を発生させている
から負担が大きい。また、図８，図９の各トルク配分装
置２３３，２４９はいずれも一側の出力軸２３９，２５
５が他側の出力軸２３７，２５３より先行回転したとき
だけ多板クラッチ２４７，２６３が作動するが、これと
反対の場合はチェックバルブ２６５，２６７により油圧
が発生しないように構成されており、出力軸２３７，２
５３側の車輪が空転した場合に差動制限力が得られな
い。

【０００７】そこで、この発明は、いずれの方向の差動
回転が発生しても差動制限力が得られると共に、差動制
限用の液圧を発生する液体ポンプ・モータへの負担が少
なく、また、油圧回路に故障や破損が発生した場合でも
差動機構を介して駆動力の伝達が可能なデファレンシャ
ル装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、入力側部材を介して入力
したエンジンの駆動力を一対の出力側部材を介して分配
する差動機構と、その差動制限用の可変トルククラッチ
と、液圧を供給されてこの可変トルククラッチを締結す
る締結手段と、前記各入出力側部材のいずれかを介して
各別に回転駆動され作動液体の循環回路を介して互いに
接続された一対の液体ポンプ・モータと、差動機構の差
動回転に伴うこれら両液体ポンプ・モータの回転差によ
って循環回路に生じる液圧を締結手段に供給する圧力路
と、該圧力路内の液圧を制御する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のデファレンシャル装置であって、前記液体ポンプ・モ
ータが、前記一対の出力側部材を介して各別に回転駆動
され作動液体の循環回路を介して互いに接続されたこと
を特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、差動機構が差
動回転すると各液体ポンプ・モータの回転差によるオイ
ル吐出量差によって循環回路に生じた液圧が、液圧制御
手段によって制御され、圧力路を介して締結手段に供給
される。そして、締結手段により可変トルククラッチが
作動して差動機構の差動を制限する。このように、２台
の液体ポンプ・モータの回転差によって差動制限力が発
生するように構成したから、前後輪あるいは左右輪のい
ずれが空転しても差動制限力が得られる。又、各液体ポ
ンプ・モータは各入出力側部材のいずれかを介して各別
に回転駆動され、車両の走行中は常時回転しているか
ら、図７の従来例と異って、差動に伴う起動停止の繰り
返しがないと共に２台で作動圧の発生を分担するから、
それだけ負担が軽く耐久性の点で有利である。さらに、
油圧回路に故障や破損が発生した場合でも差動機構装置
を介して駆動力の伝達が可能である。

【００１１】また、請求項２に記載の発明によれば、各
液体ポンプ・モータは一対の出力側部材を介して各別に
回転駆動されるよう配設されているので請求項１と同等
の作用が得られ、かつ感度のよい差動制限が行えると共
にオイル配管やバルブ取付けなどが容易となる。

【００１２】

【実施例】図１ないし図３により第１実施例を説明す
る。図１はこの実施例のデファレンシャル装置を用いた
フロントエンジン・リヤドライブ（ＦＲ）車の後輪側の
動力系を示し、図２はこの実施例の機構部を示す。左右
の方向はこの車両及び図２での左右の方向であり、符号
を附していない部材等は図示されていない。なお、本第
１実施例はオイルポンプ（後述）が出力側部材により回
転駆動される事例である。

【００１３】図１の車両において、エンジンの駆動力は
トランスミッションからプロペラシャフトを介して、図
１に示したドライブピニオンシャフト１を回転させ、こ
の回転はドライブピニオンギヤ３からリングギヤ５を介
してリヤデフ７（後輪側に配置された実施例のデファレ
ンシャル装置）のデフケース９（入力側部材）を回転駆
動する。

【００１４】図２のように、ドライブピニオンシャフト
１はベアリング１１，１３を介してデフキャリヤ１５に
支承されている。ドライブピニオンシャフト１は前端に
固定されたフランジ１７を介してプロペラシャフト側に
連結されており、フランジ１７とデフキャリヤ１５との
間にはシール１９が配置されている。又、リングギヤ５
はボルト２１によりデフケース９に固定され、デフケー
ス９はベアリング２３，２５を介してデフキャリヤ１５
に支承されている。

【００１５】デフケース９には傘歯車式の差動機構２７
が配置されている。差動機構２７は、デフケース９に支
承されピン２９で抜け止めされたピニオンシャフト３１
と、ピニオンシャフト３１上に回転自在に支承されたピ
ニオンギヤ３３と、ピニオンギヤ３３と噛合った左右の
サイドギヤ３５，３７とを備えている。サイドギヤ３
５，３７はそれぞれ左右の後車軸３９，４１（出力側部
材）にスプライン連結されている。各車軸３９，４１と
デフキャリヤ１５との間にはシール４３，４５が配置さ
れている。

【００１６】デフケース９に入力したエンジンの駆動力
はピニオンシャフト３１からピニオンギヤ３３を介して
サイドギヤ３５，３７に分配され、各車軸３９，４１を
介して左右の後輪４７，４９を駆動する。差動機構２７
の左右にはハブ５１，５３が配置され、それぞれ車軸３
９，４１にスプライン連結されており、各ハブ５１，５
３とデフケース９との間には差動制限用の多板クラッチ
５５，５７（可変トルククラッチ）が配置されている。

【００１７】デフケース９の左右には油圧アクチュエー
タ５９，６１（締結手段）とオイルポンプ６３，６５
（液体ポンプ・モータ）が配置されている。油圧アクチ
ュエータ５９，６１のシリンダ６７，６９とオイルポン
プ６３，６５のケーシング７１，７３は、左右のサイド
フランジ７５，７７と共にボルト７９，７９によりデフ
キャリヤ１５に固定されている。オイルポンプ６３，６
５は車軸３９，４１に固定された駆動歯車８１，８３
と、ケーシング７１，７３に回転自在に支承され駆動歯
車８１，８３と噛合った内歯歯車８５，８７とを備えて
いる。

【００１８】油圧アクチュエータ５９，６１は後述のよ
うに、オイルポンプ６３，６５による作動圧を受けると
ピストン８９，９１とベアリング９３，９５と押圧部材
９７，９９とを介して、それぞれ多板クラッチ５５，５
７を押圧して締結させる。各クラッチ５５，５７の連結
力により差動機構２７の差動が制限される。

【００１９】図１のように、各オイルポンプ６３，６５
は循環回路１０１，１０３を介して連結されている。各
循環回路１０１，１０３は油路１０５，１０７とチェッ
ク弁１０９，１１１と圧力路１１３とを介して各油圧ア
クチュエータ５９，６１に接続されている。循環回路１
０１，１０３に油圧が発生すると各チェック弁１０９，
１１１が開放されて油圧アクチュエータ５９，６１に作
動圧が供給される。

【００２０】各油路１０５，１０７は吸入路１１５，１
１７を介してオイルタンク１１９に連結されており、各
吸入路１１５，１１７はオイルタンク１１９へのオイル
の逆流を防止するチェック弁１２１，１２３が入ってい
る。

【００２１】圧力路１１３は制御部（制御手段）１２５
を介してオイルタンク１１９に接続されている。制御部
１２５は圧力路１１３とオイルタンク１１９とに対して
並列に配置されたオリフィス１２７とリリーフ弁１２９
とからなり、オリフィス１２７の絞り部断面積を変え流
量を変えることにより圧力路１１３から油圧アクチュエ
ータ５９，６１に供給される作動圧を調節することがで
き、リリーフ弁１２９は作動圧が設定値を超えると開放
され、油圧アクチュエータ５９，６１に過大な油圧が掛
らないようにする。

【００２２】車両が良路を直進走行する場合などのよう
に差動機構２７に差動が生じないときは、オイルポンプ
６３，６５の回転数が等しくオイルの吐出量が等しいか
ら、それぞれの吐出しオイルは循環回路１０１，１０３
を循環し大きな油圧は生じない。このとき、オイルポン
プ６３，６５の一方は他方の吐出オイルを受けて回転駆
動されるから、各オイルポンプ６３，６５を駆動するエ
ンジンの駆動力は互いに回収される。

【００２３】車両が旋回すると、あるいは悪路などで後
輪４７，４９の一方が空転すると、差動機構２７の差動
によりオイルポンプ６３，６５の吐出量に差が生じ、こ
のオイル吐出量差によって循環回路１０１，１０３のう
ちオイルポンプ６３，６５の高速回転側の吐出オイルが
流れる方に油圧が生じる。

【００２４】例えば、車両が左旋回したときは外輪側の
右後輪４９がデフケース９に対して先行回転し内輪側の
左後輪４７が後行回転するから、図１の矢印１３１のよ
うに高速側のオイルポンプ６５の吐出しオイルにより循
環回路１０１に油圧が生じる。この油圧によってチェッ
ク弁１０９が開放され、圧力路１１３を介して油圧アク
チュエータ５９，６１に作動圧が送られて多板クラッチ
５５，５７が締結され差動機構２７の差動が制限され
る。この作動圧は上記のようにオリフィス１２７により
調整され、オリフィス１２７からオイルタンク１１９に
戻ったオイルは、低圧の循環回路１０３側のチェック弁
１２３が開いてオイルタンク１１９から補充される。

【００２５】差動機構２７の（オイルポンプ６３，６５
間の）差動回転ΔＮが大きい程吐出しオイル量の差が大
きくなり、差動制限力（作動圧）が強くなる。図３のグ
ラフ１３３はこのような差動制限特性を示している。こ
の差動制限特性はオリフィス１２７を可変絞り弁型にす
るか絞り部断面積（流量）の異なったものにすることに
より調節できる。図３のグラフ１３５，１３７はオリフ
ィスの流量を小さくした場合の特性であり、グラフ１３
９，１４１は流量を大きくした場合の特性である。

【００２６】又、油圧アクチュエータ５９，６１及び多
板クラッチ５５，５７をそれぞれ過大な作動圧や締結力
から保護するために、作動圧が設定値を超えるとリリー
フ弁１２９が開放され図３の横線１４３のように差動制
限力のリミッタ機能が働く。この上限値もリリーフ弁１
２９の設定値を変えることにより調整できる。

【００２７】左旋回と同様に、右旋回あるいは悪路での
左後輪４７及び右後輪４９の空転時にも、更には後進時
も前進時と同様に、差動機構２７の差動に伴ってオイル
ポンプ６３，６５のオイル吐出し量に差が生じ、差動回
転数ΔＮに応じた差動制限力が得られる。

【００２８】このように、図８、図９の従来例と異っ
て、オイルポンプ６３，６５のいずれが先行回転しても
差動制限力が得られる。又、車両の走行中はオイルポン
プ６３，６５は常時駆動されていると共に作動圧の発生
を２台で分担しているから、差動の発生と停止に伴って
ＯＮ−ＯＦＦを繰り返し１台のオイルポンプで作動圧を
発生させている図７の従来例と異って、１台当りの負担
が軽く耐久性の点で有利である。また、図６の従来例と
異って、循環回路１０１，１０３や圧力路１１３に故障
や破損が発生し多板クラッチ５５，５７が締結されない
場合でも差動機構２７を介して後輪４７，４９へ駆動力
の伝達が可能である。

【００２９】更に、この実施例ではオイルポンプ６３，
６５を直接車軸３９，４１上に設けているので大きな差
動が得られ、感度のよい差動制限が行える。又、オイル
ポンプ６３，６５のケーシング７１，７３はデフキャリ
ヤ１５側に固定できるからオイルの配管やバルブの取付
けなどが容易となる。

【００３０】次に、図４により第２実施例のデファレン
シャル装置を説明する。図４はデファレンシャル装置を
センターデフ１４５に用いた４ＷＤ車のトランスファ１
４７を示している。図４において図１、図２の部材と同
機能の部材等には同じ符号が与えられており、これらの
詳しい説明は省く。又、符号を附していない部材等は図
示されていない。なお、本第２実施例は２台のオイルポ
ンプ（後述）のうちの一方は入力側部材により、他方は
出力側部材によりそれぞれ回転駆動される事例である。

【００３１】センターデフ１４５は差動機構２７、多板
クラッチ５５，５７、一対の油圧アクチュエータ、オイ
ルポンプ１４９，１５１、制御部１２５、チェック弁１
０９，１１１、１２１，１２３、循環回路１０１，１０
３、圧力路１１３、油路１０５，１０７、吸入路１１
５，１１７、オイルタンク１１９などから構成されてい
る。

【００３２】差動機構２７はトランスミッションの出力
ギヤ１５３を介して駆動され、エンジンの駆動力を前輪
側の出力軸１５５と後輪側の出力軸１５７（出力側部
材）に分配する。又、オイルポンプ１４９はギヤ組１５
９を介してデフケース（入力側部材）９に連結され、オ
イルポンプ１５１は他のギヤ組１６１を介して後輪側の
出力軸１５７に連結されている。

【００３３】車両の旋回時、あるいは悪路などで前輪又
は後輪が空転すると差動機構２７の差動回転によりオイ
ルポンプ１４９，１５１の吐出量に差が生じ、循環回路
１０１，１０３に発生した油圧により油圧アクチュエー
タを介して多板クラッチ５５，５７が締結され、差動が
制限される。この差動制限特性は制御部１２５により変
えることができる。

【００３４】この実施例においても、従来例と異って、
いずれの差動回転方向でも差動制限力が得られると共に
オイルポンプ１４９，１５１の負担が軽い。さらに、循
環回路１０１，１０３や圧力路１１３に故障や破損が発
生し多板クラッチ５５，５７が締結されない場合でも差
動機構２７を介して出力軸１５５，１５７へ駆動力の伝
達が可能である。

【００３５】次に、図５により第３実施例のデファレン
シャル装置を説明する。図５はこのデファレンシャル装
置をセンターデフ１６３に用いた４ＷＤ車のトランスフ
ァ１６５を示している。図５において図１、図２の部材
と同機能の部材などには同じ符号が与えられており、こ
れらの詳しい説明は省く。又、符号を附していない部材
等は図示されていない。なお、本第３実施例は２台のオ
イルポンプ（後述）のうちの一方は入力側部材により、
他方は出力側部材によりそれぞれ回転駆動される事例で
ある。

【００３６】センターデフ１６３は差動機構２７、多板
クラッチ５５，５７、一対の油圧アクチュエータ、オイ
ルポンプ１６７，１６９、制御部１２５、チェック弁１
０９，１１１、１２１，１２３、循環回路１０１，１０
３、圧力路１１３、油路１０５，１０７、吸入路１１
５，１１７、オイルタンク１１９などから構成されてい
る。オイルポンプ１６７はギヤ組１７１を介してトラン
スミッションの出力ギヤ（入力側部材）１５３側に連結
され、オイルポンプ１６９は他のギヤ組１７３を介して
前輪側の出力軸１５５（出力側部材）に連結されてい
る。

【００３７】前輪側とデフケース９側との差動回転に伴
ってオイルポンプ１６７，１６９間に生じる吐出量差に
より、差動が制限される。従来例と異って、この差動制
限力はいずれの差動回転方向でも得られると共に、各オ
イルポンプ１６７，１６９の負担が軽い。さらに、循環
回路１０１，１０３や圧力路１１３に故障や破損が発生
し多板クラッチ５５，５７が締結されない場合でも差動
機構２７を介して出力軸１５５，１５７へ駆動力の伝達
が可能である。

【００３８】なお、制御部１２５は例えばソレノイドバ
ルブなどのようなコントロールバルブを用いて構成して
もよい。又、この発明において、液体ポンプ・モータは
例えばベーンポンプやねじポンプのような他の型式の容
積形ポンプ・モータでもよい。又、可変トルククラッチ
は他の摩擦クラッチでもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明のデファレンシャ
ル装置は、一対の液体ポンプ・モータを入出力側部材の
いずれかを介して各別に回転駆動されるよう配設し、差
動機構の差動回転により一対の液体ポンプ・モータ間に
生じるオイル吐出量差により作動油圧を発生させて、差
動制限用可変トルククラッチを締結するように構成した
から、両差動回転方向で差動制限力が得られると共に、
各液体ポンプ・モータの負担が軽くなり耐久性が向上す
る。さらに、油圧回路に故障や破損が発生した場合でも
差動機構を介して駆動力の伝達が可能である。

【００４０】請求項２に記載の発明のデファレンシャル
装置は、請求項１に記載の発明と同等の効果が得られる
と共に、一対の液体ポンプ・モータを出力側部材を介し
て各別に回転駆動されるよう配設したから感度のよい差
動制限が行え、オイル配管やバルブ取付けなどが容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の構成図である。

【図２】第１実施例の機構部を示す断面図である。

【図３】第１実施例の差動制限特性を示す図である。

【図４】第２実施例の構成図である。

【図５】第３実施例の構成図である。

【図６】第１の従来例の構成図である。

【図７】第２の従来例の構成図である。

【図８】第３の従来例の構成図である。

【図９】第４の従来例の構成図である。

【符号の説明】

７ リヤデフ（デファレンシャル装置） ９ デフケース（入力側部材） ２７ 差動機構 ３９，４１ 後車軸（出力側部材） ５５，５７ 多板クラッチ（可変トルククラッチ） ５９，６１ 油圧アクチュエータ（締結手段） ６３，６５，１４９，１５１，１６７，１６９ オイル
ポンプ（液体ポンプ・モータ） １０１，１０３ 循環回路 １１３ 圧力路 １２５ 制御部（制御手段） １４５，１６３ センターデフ（デファレンシャル装
置） １５３ トランスミッションの出力ギヤ（入力側部材） １５５，１５７ 出力軸（出力側部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側部材を介して入力したエンジンの
   駆動力を一対の出力側部材を介して分配する差動機構
   と、その差動制限用の可変トルククラッチと、液圧を供
   給されてこの可変トルククラッチを締結する締結手段
   と、前記各入出力側部材のいずれかを介して各別に回転
   駆動され作動液体の循環回路を介して互いに接続された
   一対の液体ポンプ・モータと、差動機構の差動回転に伴
   うこれら両液体ポンプ・モータの回転差によって循環回
   路に生じる液圧を締結手段に供給する圧力路と、該圧力
   路内の液圧を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
   するデファレンシャル装置。
2. 【請求項２】 前記一対の液体ポンプ・モータが、前記
   一対の出力側部材を介して各別に回転駆動され作動液体
   の循環回路を介して互いに接続されたことを特徴とする
   請求項１に記載のデファレンシャル装置。