JPH09236145A - 差動感応型油圧カップリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクリミッタとしてのリリーフ弁の開弁圧
のバラツキを防止して高精度なトルクリミットを実現す
ると共に、リリーフ弁に適度なオーバーライド特性を与
え、従駆動輪への伝達トルクを一定に保持する。 【解決手段】 本発明は、主駆動輪２と従駆動輪１１と
の回転差ΔＮに基づき、主駆動輪２に伝達される駆動力
を従駆動輪１１に適宜分配する差動感応型油圧カップリ
ング装置１２であって、主駆動輪２に連動する第１回転
軸１７と、従駆動輪１１に連動する第２回転軸１９と、
これら回転軸の回転差によって駆動され、その回転差に
応じた油圧を発生する油圧ポンプ２４と、この油圧ポン
プからの油圧に基づき、上記回転軸同士を締結するクラ
ッチ２５と、上記油圧ポンプにて発生した油圧が所定値
に達したときに、弁体９１が排油ポート８１と所定角を
なす方向に移動して排油ポート８１を開放し、油圧の排
出により上記クラッチ２５に与える油圧の上昇を抑制す
るリリーフ弁９１，８１とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は差動感応型油圧カッ
プリング装置に係り、特に、車両の主駆動輪（例えば後
輪）と従駆動輪（例えば前輪）との回転差を利用して、
車両の駆動状態を２ＷＤから４ＷＤに切り換える差動感
応型油圧カップリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンからの駆動力で直接駆動される
主駆動輪が、雪路や低μ路でスリップ、空転を生じた際
に、駆動力を従駆動輪即ち補助駆動輪にも伝達して、車
両の駆動状態を２ＷＤから４ＷＤに切り換えるカップリ
ング装置が公知である。このようなカップリング装置と
しては、主駆動輪と補助駆動輪との回転差を利用する差
動感応型のものが一般的で、現在広く普及しているもの
として高粘性流体を利用したビスカスカップリング装置
がある。

【０００３】一方、それら駆動輪の回転差を利用して油
圧ポンプを駆動し、その発生油圧でクラッチを締結して
駆動輪同士を締結し、駆動状態を４ＷＤに切り換える油
圧カップリング装置が特公平5-57131 号等において知ら
れている。この場合、主駆動輪にスリップ等がなく駆動
輪同士に回転差がないときは、油圧ポンプが駆動されず
クラッチも締結されないため車両は完全な２ＷＤ状態と
なる。従って、主駆動輪にスリップ等が生じた場合のみ
４ＷＤとなり、これによって必要な場合のみ４ＷＤとな
る自動４ＷＤが実現される。

【０００４】特に、前者のビスカスカップリング装置の
場合、常用領域では伝達トルクの立上りが緩やかで扱い
が容易であるものの、回転差の極めて小さい領域では伝
達トルクの立上りが急であるため、一般路面を走行中に
路面の凹凸で回転差が生じても、必要以上のトルクが頻
繁に伝達されてしまい、発熱ロスによる燃費の悪化が生
じてしまう。また、旋回時にもタイトコーナブレーキン
グ現象が顕著となる。さらに、アクセルペダルの踏み込
みにより回転差が大となれば、補助駆動輪に高トルクが
伝達されるため、駆動系にもそれに見合った強度が要求
される。

【０００５】一方、後者の油圧カップリング装置の場
合、特公平5-57131 号に示されているように、油圧ポン
プから吐出される油圧の一部をオリフィスから排出する
ことにより、回転差に二乗比例するトルク伝達特性を得
られ、特に回転差の極めて小さい領域において伝達トル
クの立上りを抑制でき、前述の問題を解消することがで
きる。また、油圧回路系にリリーフ弁を設ければ、伝達
トルクの上昇を抑制するトルクリミッタが実現されるこ
とになり、これによって補助駆動輪への高トルク伝達が
防止され、駆動系を軽量化できるメリットがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特公平5-57
131 号公報においては、トルクリミッタとしてポペット
弁タイプのリリーフ弁、即ち弁体が排油ポートと一致す
る方向に移動するものを用いているが、これだと以下の
ような問題が生ずる。

【０００７】即ち、クラッチとしての多板クラッチは、
回転差の増大につれ摩擦係数が緩やかに減小する傾向を
もつため、この減小傾向を相殺して伝達トルクを一定に
するには、リリーフ弁に、リリーフ流量の増加につれ高
圧側（入口側）の油圧が増大する所謂オーバーライド特
性を持たせる必要がある。

【０００８】しかし、リリーフ弁がポペット弁タイプの
ものだと絞り損失があるため、リリーフ流量の増加につ
れ高圧側の油圧が二乗比例で増大してしまい、過大なオ
ーバーライド量となり、リミットトルク以上のトルクが
伝達されてしまう問題がある。

【０００９】なお、この対策として、排油ポートの全開
開口面積を増やしてスプリングのバネ定数を高く設定す
ることが考えられるが、これだと構成部品の寸法公差の
バラツキによりトルクリミットの精度が悪化してしま
う。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、主駆動輪と従
駆動輪との回転差に基づき、主駆動輪に伝達される駆動
力を従駆動輪に適宜分配する差動感応型油圧カップリン
グ装置であって、主駆動輪に連動する第１回転軸と、従
駆動輪に連動する第２回転軸と、これら回転軸の回転差
によって駆動され、その回転差に応じた油圧を発生する
油圧ポンプと、この油圧ポンプからの油圧に基づき、上
記回転軸同士を締結するクラッチと、上記油圧ポンプに
て発生した油圧が所定値に達したときに、弁体が排油ポ
ートと所定角をなす方向に移動して排油ポートを開放
し、油圧の排出により上記クラッチに与える油圧の上昇
を抑制するリリーフ弁とを備えたものである。

【００１１】上記構成においては、リリーフ弁が、弁体
が排油ポートと所定角をなす方向（例えば垂直方向）に
移動する所謂スプール弁タイプのものとなっている。こ
うすると、低いバネ定数のスプリングでも、高圧側の油
圧を緩やかに上昇させることができ、これによって好適
なオーバーライド特性を得られ、一定のトルクリミット
を安定して実現できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１３】図３は、本発明に係る差動感応型油圧カッ
プリング装置が適用された車両の全体を示し、図示する
ように、車両１は、後輪２を主駆動輪とするＦＲベース
の４ＷＤ車となっている。即ち、エンジン３にて発生し
た駆動力はクラッチ４、トランスミッション５を介して
トランスファ６に伝達され、さらには後輪用プロペラシ
ャフト７、ディファレンシャル８、後輪用ドライブシャ
フト９を介して後輪２に伝達される。エンジン３から後
輪２までは直結的に連結され、後輪２には駆動力が常時
伝達されるようになっている。

【００１４】特にトランスファ６においては、チェーン
機構１０を介して前輪１１への駆動力が取り出されるよ
うになっている。しかしながらこの駆動力は、詳しくは
後述するが、トランスファ６に隣接された油圧カップリ
ング装置１２によって、前輪１１に選択的に伝達される
ことになる。油圧カップリング装置１２から駆動力が出
力された場合には、その駆動力は前輪用ドライブシャフ
ト１３、前輪用ディファレンシャル１４、前輪用ドライ
ブシャフト１５を介して前輪１１に伝達される。このよ
うに前輪１１は、車両の走行状態に応じて補助的に駆動
される補助駆動輪ないし従駆動輪を形成する。なお前輪
１１は操舵輪でもあり、チェーン機構１０はギヤ又はベ
ルト機構等に置き換えることもできる。

【００１５】図１は、油圧カップリング装置１２の詳細
を示す縦断面図で、図２はその要部拡大図である。

【００１６】図１に示すように、油圧カップリング装置
１２は全体として略円柱状のコンパクトな構成となって
いる。具体的には、油圧カップリング装置１２は、トラ
ンスファケース１６の一部に中空の第１回転軸１７が軸
受１８を介して回転可能に支持され、第１回転軸１７の
内部には第２回転軸１９が挿通されて軸受２０により相
対回転自在に支持されている。つまり、第１回転軸１７
と第２回転軸１９とは互いに相対回転自在な同軸の二重
軸を形成している。第１回転軸１７は、トランスファケ
ース１６内にてチェーン機構１０のチェーン２１及びス
プロケット２２からエンジン３の駆動力を得て、後輪２
と連動するようになっている。一方、第２回転軸１９
は、前輪用ドライブシャフト１３に自在継手２３を介し
て接続され、前輪１１と連動するようになっている。

【００１７】ここで、詳しくは後述するが、通常の車両
の走行状態にあって前後輪１１，２が同速度で回転して
いるときは、第１回転軸１７と第２回転軸１９も同速度
で同一方向に回転し、回転差は生じない。しかしなが
ら、例えば雪路走行中に、後輪２が過剰な駆動力を与え
られてスリップしたときには、第１回転軸１７が第２回
転軸１９より高速で回転し回転差が生じる。かかる油圧
カップリング装置１２は、この回転差を利用して油圧ポ
ンプ２４を駆動し、その発生油圧でクラッチ２５を締結
し、前輪１１にも駆動力を分配伝達乃至出力して、駆動
状態を２ＷＤ（ＦＲ）から４ＷＤに切り換えるものであ
る。逆にいえば、回転差がなければ油圧ポンプ２４は駆
動されず、クラッチ２５も締結されないので駆動状態は
２ＷＤである。このように、通常は２ＷＤなので低フリ
クションによる燃費の向上等が図れ、必要な場合のみ自
動的に４ＷＤとなるので、操作の容易化、安全性向上等
を図れる。

【００１８】次に、かかる装置の構成を詳述することと
する。

【００１９】第１回転軸１７は、円筒状ハウジング３０
とその外側に一体的に被せられた中空軸３１とから主に
構成される。ハウジング３０は、その右側略半分をなす
大径部３２が外部に露出され、その左側略半分をなす縮
径部３３がトランスファケース１６内に挿入されてい
る。縮径部３３は、左端に至るにつれ階段状に縮径する
形状をなし、この縮径部３３の外側に、先の中空軸３１
が被せられてキー３４により一体的に結合されている。
中空軸３１の外周部には先のスプロケット２２がキー結
合され、スプロケット２２にはチェーン２１が巻き掛け
られている。トランスファケース１６は、一対の軸受１
８を介して中空軸３１を長手方向両端で支持し、第１回
転軸１７全体を回転可能に支持する。トランスファケー
ス１６の右端には中空軸３１に摺接するシール部材３５
が設けられ、左端面にはロッド挿通穴３６が軸心位置に
設けられる。特にロッド挿通穴３６は、シフトレバーと
連動して進退する図示しないロッドを挿通させる。

【００２０】中空軸３１は、縮径部３３の形状に倣う略
階段状に形成されるものの、縮径部３３とキー結合する
左端部と、嵌合のみによって固定される右端部とを除い
ては、縮径部３３との間に隙間３７を形成している。特
に縮径部３３の右端部には断面コ字状の周溝３８が設け
られ、周溝３８には図示しないＯリングが装入される。
なお図中、他の部材においても同様の周溝が描かれてい
るが、これには全てＯリングが装入されるものとして以
下に説明を省略する。中空軸３１の左端部には抜け止め
のためのストッパ部材３９が固定される。

【００２１】図２に詳細に示すが、第２回転軸１９は、
大径部３２の軸心位置に配置される中空の中心軸４０
と、中心軸４０の左右両端部にそれぞれ一体的に固定さ
れる支持部材４１及び継手部材４２とから主に構成され
る。支持部材４１及び継手部材４２は径方向外方に延出
して軸受２０に外側から支持される。そして継手部材４
２は、大径部３２の右側開放端から外部に突出して、図
示しないボルト等で自在継手２３に接続される。大径部
３２の右端には継手部材４２に摺接するシール部材４３
が設けられる。支持部材４１には周方向に沿って間欠的
に切欠部４４が設けられ、切欠部４４は中心軸４０の油
圧ポート４５に連通して、中心軸４０の内外を相互に連
通させている。他、中心軸４０には、前記油圧ポート４
５同様の径方向に沿う複数の油圧ポート４６，４７ａ，
４７ｂ，４８，４９が穿設されている。

【００２２】油圧ポンプ２４は、大径部３２内の右側位
置に大径部３２と同軸に配置されており、これは本出願
人が特願平6-277790号で提案したものと同様に構成され
るラジアルピストンポンプである。先ずその原理説明を
行うこととする。

【００２３】図４は、図２と同様の縦断正面図、図５は
縦断側面図である。ラジアルピストンポンプａは、中心
をＯ₁ とする回転軸ｂを有し、回転軸ｂの外周には偏心
部ｃが一体的に形成される。偏心部ｃの中心Ｏ₂ は回転
軸ｂの中心Ｏ₁ に対しＳだけオフセットされる。回転軸
ｂにはハウジングｄが相対回転自在に外側から嵌合され
る。図５に示すように、ハウジングｄの内面部と偏心部
ｃの外面部とは断面正多角形に形成され、ハウジングｄ
内面の各平面部にはピストンｅが、一対のリングｆによ
って外側に押し付けられ固定されている。一方、偏心部
ｃの外側には、図６に示すシリンダリングｇが、偏心部
ｃに対し摺接回転可能に設けられている。シリンダリン
グｇはその中心穴ｈに偏心部ｃを収容し、外周部のシリ
ンダ穴ｉに、それぞれのピストンｅを往復摺動可能に収
容する。これによって、シリンダリングｇはハウジング
ｄに対しては相対回転不可となる。

【００２４】ここで図５に示すように、ハウジングｄが
固定で回転軸ｂのみが矢示方向に回転するとなれば、シ
リンダリングｇが偏心部ｃの回転につれ、径方向のみに
移動する偏心円運動を行う。こうなると、シリンダ穴ｉ
がピストンｅに対し往復相対移動し、これによってシリ
ンダ室ｊの容積変化が生じて、作動油の吸入・吐出が順
次行われることとなる。図示状態にあっては、領域Ａが
次回吐出となる領域で、作動油は最終的にポートｋから
吐出される。また領域Ｂが次回吸入となる領域で、作動
油はポートｌから吸い込まれる。そして作動油の移動方
向は図４の破線矢印方向となる。

【００２５】一方、回転軸ｂの回転方向が矢示方向と逆
であれば、こんどは領域Ａが吸入側、領域Ｂが吐出側と
なる。そして図４における作動油の移動方向も実線矢印
の如くなる。

【００２６】ここで、ハウジングｄを外部から回転可能
に支持した場合でも、ハウジングｄと回転軸ｂとの間に
相対回転即ち回転差が生じれば同様な作用が得られる。
つまり、かかるラジアルピストンポンプａは、回転軸ｂ
とハウジングｄとの回転差により駆動されて油圧を発生
するものであり、逆に、回転差が生じていない場合に
は、回転軸ｂとハウジングｄとが共回りするのみで駆動
がなされず、油圧も発生しない。

【００２７】さて、図２に戻って、この原理に基づく油
圧ポンプ２４にあっては、先の回転軸ｂに相当するのが
中心軸４０であり、先のハウジングｄに相当するのが大
径部３２である。また先の偏心部ｃに相当するのが中心
軸４０に圧入固定される偏心リング部材５０であり、先
のシリンダリングｇに相当するのがシリンダリング５１
である。先のピストンｅに相当するのがピストン５２で
あり、先のリングｆに相当するのがリング５３である。

【００２８】偏心リング部材５０は、左右の端部に突起
部５４，５５を有し、これら突起部５４，５５がシリン
ダリング５１及び一対のリング５３を挟持するようにし
て、これらの軸方向の移動を規制している。なお図中下
方に示すが、突起部５４，５５にはバランサ５６が一体
的に取り付けられている。ピストン５２は前記同様に周
方向に複数設けられ、シリンダリング５１の各シリンダ
穴５７に往復摺動自在に嵌合されている。またピストン
５２は中空状に形成されて軽量化が図られている。シリ
ンダリング５１は偏心リング部材５０の外側に相対回転
自在に嵌合されている。

【００２９】次に、クラッチ２５は、ここでは湿式多板
クラッチの構成が採られている。即ち、クラッチ２５
は、交互に配列された複数のクラッチ板６０，６１から
なり、内側クラッチ板６０は中心軸４０に、外側クラッ
チ板６１は大径部３２に、それぞれスプライン６２，６
３を介して取り付けられて、軸方向に移動可能で、周方
向に移動不可となっている。

【００３０】これらクラッチ板６０，６１の左方には、
クラッチ２５の締結・解除（或いは断続）を実行するた
めの油圧ピストン６４が配置されている。油圧ピストン
６４はその断面が左方に開放するコ字状に形成され、そ
の内面が油圧の作用面６５を形成している。また、油圧
ピストン６４の外周壁６６の内面には、先の支持部材４
１の先端が摺接しており、油圧ピストン６４の内周壁６
７は中心軸４０に摺接している。これによって、詳しく
は後述するが、作用面６５に作用する油圧のリークが妨
げられて、作用面６５の左側には油圧室６８が区画形成
されることになる。

【００３１】作用面６５に油圧が作用されれば、油圧ピ
ストン６４は右側に押動されて互いのクラッチ板６０，
６１を押し付け合い、クラッチ２５を締結（接続）す
る。そして油圧がなくなれば、クラッチ板６０，６１の
押付力もなくなってクラッチ２５が自ずと解除（分断）
される。

【００３２】ところで、かかる油圧カップリング装置１
２にあっては、ハウジング３０内部に低圧乃至大気圧の
作動油が密閉状態で封入されている。そしてこの作動油
を油圧ポンプ２４が吸入して高圧状態で吐出し、油圧ピ
ストン６４の押動を生じさせクラッチ２５を締結する訳
である。従って、ハウジング３０は、油圧ポンプ２４に
供給する作動油を貯留する油室７０を区画形成し、また
油圧ポンプ２４にて発生した油圧は、中心軸４０内部に
形成された軸方向に沿う油圧通路７１を通ってクラッチ
２５に送られる。

【００３３】ここで図１を参照して、ハウジング３０の
左端部、或いは縮径部３３の左端部は開放状態にあり、
この開放部分はピストン部材７２によって油密に閉塞さ
れている。ピストン部材７２は縮径部３３の内面に沿っ
て摺動可能であり、通常は図示の如くストッパリング７
３に当接する左端に位置される。しかしながら、運転手
がシフトレバーを後進段に操作したときのみ、ピストン
部材７２は前述のロッド（図示せず）に押されて右側に
移動する（図１１参照）。なお７４はロッドを当接させ
るボールである。

【００３４】また、ピストン部材７２の右方には制御ロ
ッド７５が配置され、制御ロッド７５はボール７６を介
してピストン部材７２に常時当接されている。図２に示
すように、制御ロッド７５は、その右側略半分をなす中
空部７７が、中心軸４０内部の中心穴７８に、軸方向に
摺動自在に挿入される。特に中空部７７の内部に先の油
圧通路７１が区画され、中心穴７８の右端部は油圧ポー
ト４９で外側と連通されて油室７０となっている。

【００３５】特に、中空部７７の周壁部には、軸方向に
間隔を隔てた複数の油圧ポート７９，８０，８１，８
２，８３，８４，８５が径方向に沿って貫通形成されて
いる。これら油圧ポート７９…や先の中心軸４０の油圧
ポート４６…が、油圧ポンプ２４、油圧室６８或いは油
室７０と油圧通路７１とを連通する連通路を形成する。
そして、油圧通路７１の内部には以下に述べる種々の部
材が挿入されて、これらの部材により、油圧ポンプ２４
にて発生した油圧を適宜減圧してクラッチ２５に与える
ための油圧制御機構９０が構成される。

【００３６】油圧制御機構９０は、左側から順に配置さ
れた第１弁体９１、第２弁体９２及び第３弁体９３から
主に構成されている。これら第１、第２、第３弁体９
１，９２，９３は第１、第２、第３スプリング９４，９
５，９６で右側に付勢されている。第１弁体９１の右側
への移動はストッパリング９７で規制され、第２弁体９
２の右側への移動は制御スリーブ９８で規制される。

【００３７】制御スリーブ９８は、中空部７７の右端内
部に挿入され、スプリング９９により左側に付勢されて
中空部７７に押圧固定されている。スプリング９９は同
時に、制御スリーブ９８を介して制御ロッド７５とピス
トン部材７２とを左側に付勢している。第３弁体９３
は、制御スリーブ９８に軸方向に移動自在に挿入される
と共に、通常は図示の如く、制御スリーブ９８の中間部
の連通ポート１００を閉じている。そして連通ポート１
００の周壁部１０１は油圧ポート８４，８５間に位置さ
れ、周壁部１０１の左右側には制御スリーブ９８の内外
を連通する油圧ポート１０２，１０３が形成される。特
に第３弁体９３と周壁部１０１とが油圧通路７１と油室
７０とを仕切っている。

【００３８】第２弁体９２は、スプール弁の如く軸方向
に移動する管状に形成され、その内面部には、移動のた
めの油圧を作用させる絞り部１０４が形成されている。
絞り部１０４の左側には第２弁体９２の内外を連通する
油圧ポート１０５が形成される。

【００３９】第１弁体９１は、中空軸部１１０の右端に
拡径部１１１を有してなり、特に中空軸部１１０は制御
ロッド７５の小径ポート１１２に軸方向に摺動可能に挿
入されている。小径ポート１１２はその左端部において
油室７０と連通している。中空軸部１１０の左端壁には
極小径のオリフィス穴１１３が、中間部には内外を連通
する油圧ポート１１４がそれぞれ穿設される。拡径部１
１１は、中空部７７の内壁に沿って軸方向に摺動可能で
あり、通常は図示の如く油圧ポート８１を閉じている。

【００４０】図７には、拡径部１１１の外周面形状が拡
大して示されている。特に（ａ）図を参照して、拡径部
１１１は、中空部７７の内壁に完全に面接触する環状面
１１５と、環状面１１５の右側に形成されるテーパ面１
１６（傾斜面）とから構成される。特にテーパ面１１６
は、その勾配が、左側の第１テーパ面１１７では緩やか
とされ、右側の第２テーパ面１１８では急とされてい
る。つまりテーパ面１１６は多段（ここでは二段）に形
成されている。

【００４１】図１に戻って、ハウジング３０の縮径部３
３には、その内周面に沿って摺動可能なフリーピストン
１２０が収容されている。フリーピストン１２０はハウ
ジング３０やピストン部材７２とともに作動油を密閉し
て油室７０を区画形成する。フリーピストン１２０は段
付きの管状に形成され、その内面部で油室７０を区画し
て作動油の膨張・収縮に伴ってフリーに移動できるよう
になっている。

【００４２】即ち、フリーピストン１２０の外面部と縮
径部３３の内面部とで大気圧室１２１が区画され、大気
圧室１２１は、縮径部３３及び中空軸３１の連通口１２
２，１２３を介してトランスファケース１６内と連通す
る。トランスファケース１６内には、前述したようにチ
ェーン機構１０によるトランスファ装置が収容されてお
り、これによって、トランスファケース１６内は大気圧
室１２１と連通する収容室１２４となる。特に通常、ト
ランスファケース１６には、その内部を外部と連通させ
るブリーザ（図示せず）が設けられ、これによって収容
室１２４と大気圧室１２１はともに大気圧となり、油室
７０も大気圧に保持される。

【００４３】なお、大気圧室１２１は、ハウジング３０
内のフリーピストン１２０を境とする油室７０の反対側
の室となり、上記ブリーザは外部との連通部を形成す
る。

【００４４】さて、次に、以上の構成による油圧カップ
リング装置１２の動作説明を行うこととする。

【００４５】図１７は、かかる装置のトルク伝達特性を
示したグラフで、横軸には前後輪１１，２の回転差ΔＮ
が、縦軸には前輪１１への伝達トルクＴがとってある。
ここで、回転差ΔＮはそのまま第１及び第２回転軸１
７，１９の回転差に相当し、即ちΔＮ＝（後輪２の回転
数）−（前輪１１の回転数）で与えられ、これに応じて
ΔＮａ＝（第１回転軸１７の回転数）−（第２回転軸１
９の回転数）が変化する。伝達トルクＴは、クラッチ２
５の油圧ピストン２６に与えられる油圧の大きさに応じ
て変化する。

【００４６】図示するように、詳しくは後述するが、ト
ルク伝達曲線はＡ〜Ｅの領域に分割される。領域Ａで
は、伝達トルクＴが回転差ΔＮの二乗に比例して０から
Ｔ₁ まで増大するようになる。領域Ｂでも回転差ΔＮの
増大につれ伝達トルクＴがＴ₁ からＴ₂ まで上昇する
が、その上昇率は領域Ａに比べ減小している。領域Ｃで
は、回転差ΔＮが増大しても伝達トルクＴがＴ₂ 一定で
あり、領域Ｄでは、回転差ΔＮの増大につれ伝達トルク
Ｔが減小するようになる。領域Ｅは回転差ΔＮが負とな
る領域で、ここではＴ＝０となっている。なおこれら領
域を区画する回転差ΔＮは、ＥＡ間は０，ＡＢ間は
Ｎ₁ ，ＢＣ間はＮ₂ ，ＣＤ間はＮ₃ である。

【００４７】以下これらの領域について順に説明する。
先ず、後輪２のスリップ等により極小の回転差ΔＮが生
ずる領域Ａの場合、油圧カップリング装置１２は図１の
状態となり、作動油の移動は図中矢印の如く行われるこ
ととなる。なお実線は高圧側、破線は低圧側を示す。

【００４８】図２も参照して、油圧ポンプ２４には、油
室７０の低圧作動油が、偏心リング部材５０の第１ポー
ト１３０から吸入される。つまり第１ポート１３０は油
圧ポート４８，８５を介して油室７０に連通されてい
る。他方、第１ポート１３０と対向位置にある第２ポー
ト１３１からは高圧作動油が吐出され、油圧ポート４７
ａ，８４を介して油圧通路７１に送られて、油圧通路７
１内を左方に移動することになる。さらにこの作動油な
いし油圧は、各油圧ポートが閉じられているため第１弁
体９１内部に移動し、油圧通路７１と油室７０との唯一
の導通路となっているオリフィス穴１１３から油圧ポー
ト７９を介して油室７０に排出される。

【００４９】この時、作動油がオリフィス穴１１３を通
過する際の絞り効果により、作動油流量に二乗比例して
油圧通路７１側の油圧が上昇する。

【００５０】作動油流量は、油圧ポンプ２４の作動量、
つまり第１及び第２回転軸１７，１９間の回転差ΔＮａ
に比例した値となるから結局、油圧通路７１内の油圧
は、前後輪間の回転差ΔＮの二乗に比例して上昇するこ
とになる。

【００５１】ここで、油圧通路７１内の作動油は油圧ポ
ート１１４，８０，４５及び切欠部４４を経由して油圧
室６８と導通しているので油圧通路７１内の油圧はその
まま油圧室６８にも伝播され、油圧ピストン６４をその
油圧に比例した力で右側に押動してクラッチ２５を締結
するので、図１７の領域Ａの如く、伝達トルクＴが回転
差ΔＮに二乗比例するようになる。

【００５２】このように、オリフィス穴１１３を有する
第１弁体９１は、クラッチ２５に与える油圧の上昇特性
を上述の如く決定するオリフィス部材を形成する。

【００５３】次に、後輪２のスリップが増大して回転差
がＮ₁ ≦ΔＮ≦Ｎ₂ となる領域Ｂについては、装置１２
の状態及び油圧の移動経路は図８の如くなる。

【００５４】即ち、油圧が伝達トルクＴ₁ に相当する値
に達すると、その油圧の力を受けて第１弁体９１が第１
スプリング９４に抗じて左方に移動し、油圧ポート８１
を絞りながら開放するようになる。こうなると、油圧の
排出口としてオリフィス穴１１３に加えて油圧ポート８
１，４６を経由して油室７０に至るルートも形成される
から、油圧排出通路の絞り面積はオリフィス穴１１３の
通路面積に油圧ポート８１と第１弁体９１とで形成され
る絞り通路面積を加えた値となる結果、油室７０への作
動油流出における絞り効果が緩和される事になり、クラ
ッチ２５に至る油圧の上昇率が減小し、従って、伝達ト
ルクＴの上昇率も減小するようになる。

【００５５】図７（ｂ）はこのときの様子を詳細に示し
ている。図示するように、第１弁体９１が左側に移動す
ると、油圧ポート８１が第１テーパ面１１７に臨んで開
放するようになる。そしてこのとき、油圧ポート８１と
第１テーパ面１１７との距離が僅かであるため、油圧ポ
ート８１の入口は絞り流路となって、油圧ポート８１に
流入する作動油を適宜制限し、排出量を適宜制限するこ
とになる。そして、回転差の上昇につれ油圧が高まれ
ば、第１弁体９１がさらに左方に移動し、絞られている
流路を拡大して作動油排出量を増加させる。こうして、
回転差に応じた油圧の排出が可能となる。

【００５６】このように、油圧ポート８１は、第１弁体
９１の移動によって開閉される排油ポートを形成し、こ
の油圧ポート８１と、第１弁体９１の特に第１テーパ面
１１７の部分とは、油圧ポンプ２４にて発生した油圧が
回転差Ｎ₁ に相当する第１所定値に達したときに開弁
し、クラッチ２５に与える油圧の上昇率を減小させる第
１リリーフ弁を形成する。

【００５７】次に、さらに回転差ΔＮが増大して油圧が
増すと、第１弁体９１が図７（ｃ）の如くさらに左側に
移動し、これによって油圧ポート８１が第２テーパ面１
１８に臨んで開放するようになる。このときに、回転差
ΔＮがＮ₂ ≦ΔＮ≦Ｎ₃ となる領域Ｃが実現され、詳し
くは後述するが、油圧ピストン６４の押し力がさらに減
小され、且つその押し力は回転差ΔＮの増大につれ僅か
に増大するようになり、クラッチ２５の締結力及び伝達
トルクＴが一定となる。なお、油圧の移動経路は図８と
同様である。

【００５８】ここで、第１弁体９１において、第１テー
パ面１１７の勾配が小で、第２テーパ面１１８の勾配が
大であるから、油圧の増大量に対する作動油の排出量
を、第１テーパ面１１７の場合は小さく、第２テーパ面
１１８の場合は大きくすることができ、これにより上述
の如く二段階の特性を得ることができ、一方の第１テー
パ面１１７でトルクＴの上昇率の減小を、他方の第２テ
ーパ面１１８でトルクＴの上昇規制（トルクリミット）
を行うことができる。なお、テーパ面１１６をさらに多
段とし、より多段の特性を得ることも可能である。

【００５９】このように、油圧ポート８１と、第１弁体
９１の特に第２テーパ面１１８の部分とは、油圧ポンプ
２４にて発生した油圧が回転差Ｎ₂ に相当する第２所定
値に達したときに開弁し、クラッチ２５に与える油圧の
上昇率をさらに減小させる第２リリーフ弁を形成する。

【００６０】次に、回転差ΔＮがＮ₃ ≦ΔＮとなる領域
Ｄについては、装置１２の状態及び油圧の移動経路は図
９の如くなる。

【００６１】ここまでの領域Ａ，Ｂ，Ｃにおける、油圧
ポンプ２４から吐出された作動油の流れは、油圧ポート
４７ａ，８４を介して油圧通路７１に送られ、第１弁体
９１に向って流れている訳であるが、この流れの道中に
は第２弁体９２が設置されており、作動油は全てこの第
２弁体９２の絞り部１０４を通過していく。

【００６２】従って、油圧通路７１内の油圧は第２弁体
９２の絞り部１０４を境に上流側（ポンプ側）と下流側
（第１弁体側）とで絞り部１０４の作用により、やはり
作動油流量の二乗比例の差圧が生じているため、この差
圧が第２弁体９２に作用して第２弁体９２を左側に押す
推力が発生している。

【００６３】この差圧推力が、第２弁体９２を右側に押
し付けている第２スプリング９５のセット荷重を上回る
値に達すると、第２弁体９２は第２スプリング９５に抗
じて左方に移動し始める。

【００６４】回転差ΔＮがＮ₃ となった時の作動油流量
によって第２弁体９２に作用する差圧推力と、第２スプ
リング９５のたわみ荷重とのバランスで決まる第２弁体
９２の左方移動位置に対応して、第２弁体９２に設けて
ある外周溝に開口する位置に油圧ポート８２を設けると
共に第２弁体９２にはこの外周溝と油圧通路７１の下流
側とを連通するポート１０５を設けてある。これによっ
て、回転差ΔＮがＮ₃ に到達すると、それまでの領域Ｃ
での油圧の逃げ道であったオリフィス穴１１３及び油圧
ポート８１に更にポート１０５を介し、油圧ポート８２
からの逃げ道が追加される事になり、油圧が低下し始め
る。

【００６５】この油圧の低下に伴って、第１弁体９１が
第１スプリングの力で右に戻り、油圧ポート８１が再び
閉じ始めるが、油圧ポート８２の開口部には油圧ポート
８１の開口部の様なテーパ面による絞り構造がないた
め、回転差ΔＮの増加に伴う油圧ポート８２での開口面
積の増加量が油圧ポート８１の開口面積の減少量をはる
かに上回るため回転差ΔＮがＮ₃ を越えた領域Ｄでは、
回転差ΔＮの増加に従って油圧ピストン６４に作用する
油圧が低下の一途をたどる事になり、クラッチ２５の締
結力及び伝達トルクＴが減少し続ける。

【００６６】このように領域Ｄは、領域Ｃでの必要な最
大伝達トルクの保証機能を果し終えた後の無意味な回転
差の増大に対して伝達トルクを低下させ、クラッチ２５
での過大な発熱を防止する狙いの領域であるから、油圧
ポンプの働きも本来不要な領域である。

【００６７】そこで、油圧ポート８２が開口し始めた後
に、更に回転差が増大して第２弁体が更に左に移動する
事によって、第２弁体の上流側で油圧通路７１を油室７
０に開口する油圧ポート８３を設けておくと更に好まし
い。つまり、油圧ポート８２は、第２弁体９２の絞り部
１０４の下流側にあるため、油圧ポート８２が全開し、
一旦油圧ピストン６４に作用する油圧が下がりきった後
も更に回転差ΔＮが増加し続けた場合、油圧ポンプ２４
の負荷油圧は絞り部１０４の影響で再び回転差ΔＮの二
乗比例で上昇し始める事になるが、ここで第２弁体の上
流側で油圧ポート８３が開口すると絞り部１０４を経由
しないポンプ吐出油の逃げ道となるので、油圧ピストン
６４に作用する油圧を低下させるだけでなく、油圧ポン
プ２４の負荷油圧までも極めて低い値に維持する事が可
能となり、油圧ポンプ２４の耐久性が向上する。

【００６８】このように、第２弁体９２及び油圧ポート
８２，８３は、油圧ポンプ２４にて発生した油圧が回転
差Ｎ₃ に相当する第３所定値に達したときに開弁し、ク
ラッチ２５に与える油圧を減小する第３リリーフ弁を形
成する。

【００６９】次に、領域Ｅについて説明する。この領域
は、前述の正の回転差ΔＮとは逆の負の回転差ΔＮとな
る領域で、前輪１１が後輪２に比べ高回転となり、第２
回転軸１９が第１回転軸１７より高回転となる領域であ
る。実際上は、車両旋回時に前輪１１の旋回半径が大き
くなって高回転となる場合が相当する。

【００７０】図１０に示すように、この場合は、油圧ポ
ンプ２４が逆転駆動されることになり、図中下側の第１
ポート１３０が吐出側、上側の第２ポート１３１が吸入
側となって、ポート１３０，１３１の吸入側と吐出側と
が交替ないし切り換わる。

【００７１】第１ポート１３０から吐出された作動油は
油圧ポート４８，８５から油室７０に放出される。

【００７２】一方、吸入側となる第２ポート１３１には
油室７０からオリフィス穴１１３を介して作動油が吸入
される事になるため、このオリフィス穴１１３の絞り効
果により油圧通路７１内の油圧は負圧となる。このた
め、油圧ピストン６４にも負圧が作用する事となり、ク
ラッチ２５の締結力は完全に解放され、車両１は完全な
２ＷＤ状態となる。しかし、この様な油圧機構において
作動油の圧力が過大な負圧状態となると、キャビテーシ
ョン等の問題が生じるため、これを防止する目的で第３
弁体９３が設けられる。

【００７３】つまり、第３弁体９３には常に油圧通路７
１内の油圧が作用しており、この油圧が正圧状態の場合
には第３弁体９３は右側に押し付けられるので油室７０
との連通ポート１００は完全に閉塞されているのに対
し、この油圧が負圧となった場合には第３弁体９３には
左側に吸い寄せる力が作用するので、これが第３スプリ
ング９６のセット荷重を上回る力となると第３弁体９３
は左側に移動し、連通ポート１００が開口する。

【００７４】従って、第３スプリング９６のセット荷重
を小さく設定しておけば油圧ポンプ２４が逆転駆動され
る回転差が大きくなってもオリフィス穴１１３による発
生負圧が過大になる前に、第３スプリング９６のセット
荷重により決まる極めて小さな負圧値で開口する連通ポ
ート１００を介して作動油が無理なく吸入されるので、
キャビテーション等の問題が生じない。

【００７５】即ち、第３弁体９３は、第２回転軸１９が
第１回転軸１７より高回転のときに、吸入側となる第２
ポート１３１から油圧通路７１内の作動油を吸入するこ
とで発生する負圧によって開放して、油圧通路７１と油
室７０とを連通するチェック弁を形成する。

【００７６】次に、車両の後進時は以下のようになる。
図１１に示すように、運転手がシフトレバーを後進段に
操作すると、それに連動して図示しないロッドが、ピス
トン部材７２及び制御ロッド７５を右側に押す。

【００７７】すると特に、油圧ポート４８，８４が連通
して第１ポート１３０が油圧通路７１に連通し、油圧ポ
ート４７ｂ，８５が連通して第２ポート１３１が油室７
０に連通するようになる。ここで、第１及び第２回転軸
１７，１９は、前進の場合とは回転方向が逆であり、第
１回転軸１７が第２回転軸１９より高回転となった場
合、こんどは第１ポート１３０から作動油が吐出され、
第１及び第２ポート１３０，１３１の吸入側と吐出側と
が切り換わる。

【００７８】従って、この作動油ないし油圧は前進時の
場合と同様の経路を辿り、クラッチ２５に締結力を発生
させ、車両１を４ＷＤ状態とする。

【００７９】このように、制御ロッド７５は、第１及び
第２ポート１３０，１３１と、油圧通路７１及び油室７
０との連通状態を車両の前後進に応じて切り換えるポー
ト切換手段を形成する。

【００８０】さて、次に、このような動作を行う本装置
の特徴について説明する。

【００８１】本装置の特徴としては、先ず第１に、第１
回転軸１７、第２回転軸１９及び油圧ポンプ２４を同軸
に配置し、油圧通路７１をその軸心上に配置した点が揚
げられる。

【００８２】即ち、油圧通路７１には、特公平5-57131
号にも見られるように油圧制御機構９０が設けられるの
が通常であり、この油圧制御機構９０によって、クラッ
チ２５に付与される油圧の制御がなされ、トルク伝達特
性が決定されることになる。

【００８３】しかし、特公平5-57131 号では、油圧通路
が軸心から径方向に離れた位置に設けられており、これ
だと油圧制御機構をなす各部材が遠心力の影響を受け、
動作に支障をきたし、油圧制御或いはトルク伝達制御を
正確に実行できなくなる虞がある。

【００８４】本装置では、油圧通路７１を軸心上に配置
して油圧制御機構９０を設けたので、たとえ高速回転下
においても遠心力の影響を受けず、各部材の正確な動作
が確保されて、安定した正確なトルク伝達制御を実行す
ることが可能となる。

【００８５】なお、油圧ポンプ２４が軸心側に吸入・吐
出のための第１及び第２ポート１３０，１３１を有する
ことや、油圧ポンプ２４の軸心側に各油圧ポートを配置
したことによっても、油圧通路７１を軸心上に配置する
ことが可能となる。

【００８６】そして、第１回転軸１７、第２回転軸１９
及び油圧ポンプ２４を同軸に配置したので、装置全体が
コンパクトとなり、小形化が達成される利点もある。

【００８７】次に、本装置の第２の特徴として、第１弁
体９１により、伝達トルクＴを回転差ΔＮの二乗比例と
し、且つＴ₁ に達した際には上昇率を減小できる点が揚
げられる。

【００８８】即ち、回転差ΔＮが０≦ΔＮ≦Ｎ₁ であっ
て微小のとき、伝達トルクＴを回転差ΔＮの二乗比例と
することで、一般の凹凸路走行時や旋回時に前輪１１へ
のトルク伝達が抑制され、発熱、フリクションロスによ
る燃費の悪化を防止できる。又、ΔＮ＜０となるコーナ
リング時等においては伝達トルクをほぼ０に維持できる
ので、タイトコーナブレーキング現象等も防止できる。

【００８９】図１８は、従来のビスカスカップリング装
置におけるトルク伝達特性を示し、図示するように回転
差ΔＮが微小のときにはトルク曲線の立ち上がりが急と
なっていると共に、ΔＮ＜０の領域でも逆対称のトルク
伝達が発生する。これだと、一般の凹凸路走行時に前後
輪間に僅かな回転差が生じたときや、旋回走行時に前後
輪の差動が生じたときでも、過大なトルクが伝達されて
しまい前述の不具合が生じる。

【００９０】本装置のＡ領域のトルク伝達特性は回転差
ΔＮの二乗比例の特性となるため、明らかな駆動輪スリ
ップ領域であるＢ領域では十分な伝達トルクを確保しな
がら、微小回転差領域での伝達トルクを極めて小さく抑
えられる。

【００９１】従って、一般の高μ路面走行時、路面の凹
凸や旋回時に生じる微小回転差に対しては、その拘束ト
ルクが極めて小さく、一般の４ＷＤ車の問題点であるこ
の様な路面でのタイヤの強制スリップ現象を解消できる
と共に、低μ路面で主駆動輪にスリップが生じた時には
十分なアシストトルクを補助駆動輪に自動的に伝達す
る、理想的な自動４ＷＤ機能が実現できる。

【００９２】更に、低μ路面で主駆動輪にスリップが生
じた場合の補助駆動輪へのアシストトルク伝達特性もＢ
領域で示す様に回転差（主駆動輪のスリップ量）の増大
に伴って緩やかに補助駆動輪のアシストトルクが増大す
る特性であるため、補助駆動輪側のアシストトルクによ
るスリップ発生に対して、ドライバーのアクセルペダル
操作の加減によって制御し易くなる効果が得られ、扱い
易い４ＷＤ特性が得られる。

【００９３】次に、本装置の第３の特徴として、第１弁
体９１により、伝達トルクＴを一定値Ｔ₂ に保持できる
点が揚げられる。

【００９４】即ち、特公平5-57131 号においても同様
に、油圧をリリーフ弁で逃がし、クラッチ締結力ないし
伝達トルクを一定にするようにしている。

【００９５】しかし、一般的に多板クラッチのμ特性は
図１９に示す通りであり、つまり回転差ΔＮの増大につ
れ摩擦係数μが緩やかに減小する傾向にある。従って、
図２０に示すように、リリーフ弁でクラッチに与える油
圧Ｐを一定圧に保持したとしても、回転差ΔＮの増大に
つれ伝達トルクＴが漸次減小してしまい、伝達トルクＴ
を一定にできない問題がある。

【００９６】この対策として、リリーフ弁に、リリーフ
流量の増加につれ高圧側（入口側）の油圧が増大する所
謂オーバーライド特性を持たせることが考えられ、こう
すれば摩擦係数μの減小と相殺して、クラッチ締結力を
一定にすることができる。

【００９７】しかし、特公平5-57131 号に見られるリリ
ーフ弁はポペット弁タイプのものであり、リリーフ弁全
開開口面積が小さい場合絞り損失があるため、リリーフ
流量の増加につれ高圧側の油圧が二乗比例で増大してし
まい、過大なオーバーライド量となり、リミットトルク
以上のトルクが伝達されてしまう。このため、これを避
けるためには、リリーフ弁の全開開口面積を大とすれば
良いが、これによって開弁リフト量に対するリリーフ開
口面積増加感度が高くなるため適度なオーバーライド量
を得るには、その感度を下げるべくリリーフスプリング
のバネ定数を極めて高く設定しなければならない。

【００９８】しかし、こうすると構成部品の寸法公差に
対しリリーフスプリングのセット荷重のバラツキが大き
くなってしまい、リリーフ弁の開弁圧にも大きなバラツ
キが生じ、トルクリミットの精度自体が悪化する問題が
生じる。

【００９９】そこで本装置では、第１弁体９１を油圧ポ
ート８１の直交方向に移動させるスプール弁タイプのリ
リーフ弁とし、軸方向に第１弁体９１を移動させ、径方
向の油圧ポート８１から油圧を排出するようにしてい
る。こうすると、油圧ポート８１の全開開口面積を大き
くし、リリーフスプリングたる第１スプリング９４のバ
ネ定数を低く設定しても、油圧上昇に対する油圧ポート
８１の開口面積増加感度を降下させることができ、これ
によって寸法公差に基づく開弁圧のバラツキが防止でき
て、極めて高精度なトルクリミットを実現することがで
きる。なお、油圧ポート８１を径方向に対し斜めに形成
し、第１弁体９１の移動方向と９０°以外の角度をなす
ようにすることもできる。

【０１００】そしてまた、本装置では、開弁時において
油圧ポート８１が第２テーパ面１１８に臨むようにな
る。そして油圧が上昇すると第２テーパ面１１８は左方
に移動し、油圧ポート８１の入口領域を拡大して作動油
の排出量（リリーフ流量）を適度に増大するようにな
る。これにより、油圧上昇に対し作動油排出量を緩やか
に増大させ、図２０に示すように、回転差ΔＮに対し油
圧Ｐを緩やかに増大させ、好適なオーバーライド特性を
得て伝達トルクＴを一定に保持することが可能となる。

【０１０１】特に、このように伝達トルクＴを一定に保
持してそれ以上の上昇を抑制すると、前輪１１の駆動系
に多大な強度をもたせる必要がなく軽量化等が図れる。

【０１０２】なお、図２１は、第１弁体９１の移動スト
ロークＬと油圧ポート８１の有効開口面積Ａとの関係を
示している。また図２２は、油圧ポンプ２４の吐出流量
Ｑとクラッチ２５の油圧ピストン６４への作用圧Ｐの関
係を示している。

【０１０３】図２１から、第１テーパ面１１７によるリ
リーフ領域(I) に比べ、第２テーパ面１１８によるリリ
ーフ領域(II)の方が、有効開口面積Ａの増加率が大きい
ことが分かる。また、図２２から、有効開口面積がＡ₁
…Ａ₅ と大きくなるにつれ、吐出流量Ｑの上昇に対し作
用圧Ｐが上昇しないのが分かる。これらの特性を合わせ
て考慮することにより、前述のトルク伝達特性を得るこ
とができることとなる。

【０１０４】次に、本装置の第４の特徴として、第２弁
体９１により、伝達トルクＴを一定値Ｔ₂ から減小でき
る点が揚げられる。

【０１０５】即ち、前述のようなトルクリミットの際
は、原理上、余分な過大トルクのエネルギを熱変換して
捨て去ることにより、駆動系の実負荷トルクを一定範囲
内に抑えようとするものである。従ってこの場合は、
（伝達トルク×回転差）に比例する発熱を伴うことにな
る。

【０１０６】しかし、図２３に示すように、伝達トルク
（Ｔ）がリミットトルク（Ｔ₂ ）に到達した後にも、さ
らにエンジンを吹かして差動回転（ΔＮ）を上げていく
ような操作を行った場合、トルク伝達が制限される一方
で差動回転ばかりが増大し、無意味な燃料消費になるの
みならず、差動回転に比例する発熱（Ｈ）が生じて温度
が異常に上昇してしまう問題がある。

【０１０７】そこで本装置では、ある程度一定トルクを
維持した後は伝達トルクを減小させて、このような発
熱、温度の異常上昇を抑制し、延いては装置の耐久性向
上を図るようにしている。

【０１０８】図２４に示すように、回転差ΔＮがＮ₂ ≦
ΔＮ≦Ｎ₃ となる領域Ｃで、発熱量Ｈは回転差ΔＮの増
大につれ増大する。そして回転差ΔＮ≧Ｎ₃ の領域Ｄ
で、発熱量をΔＮ＝Ｎ₃ のときの値に維持するには、伝
達トルクＴを図示する発熱限界トルクＴ_H と一致させれ
ばよい。よって発熱量を異常な値としないためには、伝
達トルクＴを発熱限界トルクＴ_H 以下とすればよく、本
装置では特にそれよりも小さい値として、発熱、温度の
異常上昇を完全に防止するようにしている。これによっ
て装置の耐久性、安全性が高まり、また、伝達トルクも
一定値から減小されるため前輪駆動系への負担が軽くな
り、強度低下による軽量化、低コスト化を達成できる。

【０１０９】次に、本装置の第５の特徴として、第３弁
体９３により、前輪１１が後輪２より高回転となったと
きに、クラッチ２５の締結を行わないで車両１を２ＷＤ
に維持できる点が揚げられる。

【０１１０】即ち、特公平5-57131 号公報では、前後輪
のいずれが高回転となった場合でもクラッチを締結し、
車両を４ＷＤ状態にするようにしている。

【０１１１】しかし、これだと、旋回走行時に前後輪の
旋回軌跡差が生じて前輪が高回転となったときに、後輪
に引き摺りが生じてタイトコーナブレーキング現象が生
じ、円滑な旋回を妨げ、操縦性や燃費の悪化等を招く不
具合が生じる。

【０１１２】そこで、本装置のように、前輪１１が高回
転の場合に前輪１１に駆動力を与えないようにすると、
前輪１１のフリーな回転が許容され、タイトコーナブレ
ーキング現象が防止されて円滑な旋回を確保し、操縦性
や燃費の悪化を防止できる。

【０１１３】次に、本装置の第６の特徴として、制御ロ
ッド７５により、車両後進時にも前進時と同様に、車両
１を４ＷＤ状態にできる点が揚げられる。

【０１１４】即ち、車両後進時において、後輪２の方が
高回転となった場合は油圧ポンプ２４が逆転駆動される
ため、その吸入側ポートと吐出側ポートとが入れ換わる
ことになる。このままだと、即ち図１の状態では、吐出
された油圧が即座に低圧側に排出されてしまい、クラッ
チ２５を締結できない。

【０１１５】そこで本装置では、これらポートの切り換
えを制御ロッド７５で行って、ポートの吸入・吐出を図
１１の如くさらに入れ換えることにより、吐出された油
圧をクラッチ２５に与えて前輪１１を駆動できるように
している。これによって、後進時にも４ＷＤとすること
ができて、雪道での車庫入れ等も容易に可能となる。

【０１１６】そしてさらに、この場合も、前輪１１が高
回転となった場合は第３弁体９３が連通ポート１００を
開き、前記同様に油圧を即座に排出するため、車両１が
２ＷＤとなって円滑な旋回が可能となる。

【０１１７】次に、本装置の第７の特徴として、フリー
ピストン１２０で仕切られる大気圧室１２１を収容室１
２４に連通した点が揚げられる。

【０１１８】即ち、フリーピストン１２０は、油室７０
を大気圧に保持して作動油の熱膨張或いは収縮を許容
し、内圧上昇によるオイルシール劣化等を防止するため
のものである。

【０１１９】しかし、特開平1-250662号公報や特開平3-
266726号公報と同様に、大気圧室１２１を直接大気開放
し、フリーピストン１２０の外面部や縮径部３３の内面
部（大気圧室１２１内面）を外気に直接さらすようにす
ると、それらに錆発生、ダスト付着等が生じ、フリーピ
ストン１２０の摺動を妨げてオイルシール劣化等を促進
してしまう。

【０１２０】そこで本装置では、大気圧室１２１に外気
を直接導入せず、収容室１２４内の大気圧の潤滑油ミス
トを導入するようにし、大気圧室１２１内面を適度に潤
わせて錆発生、ダスト付着等を防止し、フリーピストン
１２０の機能劣化を確実に防止するようにしている。

【０１２１】なお、前述したように、収容室１２４は図
示しないブリーザを介して大気開放され、また、前記同
様の考え方により、収容室を、例えば変速機を収容する
トランスミッションケース内部とすることもできる。

【０１２２】さて、次に変形例について説明する。

【０１２３】図１２は、第１弁体９１の特にテーパ面１
１６についての変形例を示している。この場合、テーパ
面１１６は多段とはされず、一定の勾配を有する単なる
テーパ面となっている。このようにしても、勾配を適度
に定めることで、図１７の領域Ｂにあたるトルク上昇率
減小か、領域Ｃにあたるトルク一定保持のいずれかが達
成できる。また、テーパ面の代わりに単純な平面状の傾
斜面としてもよい。

【０１２４】図１３は、第１弁体９１を一定径の円筒状
に形成し、代わりに制御ロッド７５の中空部７７内面
を、第１弁体９１と離間して径方向外方に延出するテー
パ状に拡径した例を示している。これにおいては、第１
弁体９１の左端部と、制御ロッド７５の拡径部１４０
（拡径部分）とに、排油ポートとしての油圧ポート１４
１，８１がそれぞれ径方向に貫通して設けられる。そし
て通常は、（ａ）図の如く油圧ポート１４１が閉鎖され
油圧の排出がない。しかし、（ｂ）図の如く、油圧上昇
により第１弁体９１が左方に移動すると、油圧ポート１
４１が開くことにより油圧が油圧ポート１４１，８１か
ら排出される。特にこのとき、油圧ポート１４１はテー
パ面１４２に離間して臨み、その出口はテーパ面１４２
（傾斜面）で適当に絞られるため、油圧の排出が適宜制
限され、前記同様の作用効果をもたらすことになる。な
お、この例においてもテーパ面１４２を多段に形成する
ことは可能である。

【０１２５】図１４は、図１２の第１弁体９１の油圧制
御部分に、移動方向に沿う溝部１４３を形成した例を示
す。即ち、前述の例では、外面が円錘状のテーパ面とな
っていたが、テーパの勾配が小さい場合は開弁直後の油
圧ポート８１に向かう流れが極めて小さな隙間流れとな
り、オリフィス特性として好ましくない場合がある。

【０１２６】そこで、図１５に示すように、作動油を溝
部１４３からも油圧ポート８１に回り込ませるようにす
ることで、オリフィス特性の改善を図ることができる。
なお、この例では、溝部１４３が四つ設けられて断面が
十字形とされている。また、図１４に示すピン１４４
は、制御ロッド７５に対する第１弁体９１の相対回転を
規制する。

【０１２７】図１６は、図１３の第１弁体９１に溝部１
４５を形成した例を示す。ここでは溝部１４５は、油圧
ポート８１の周方向両側に一対が設けられている。なお
図１４の例と同様に、第１弁体９１の制御ロッド７５に
対する相対回転は適当な手段によって規制される。

【０１２８】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明はかかる形態に限定されず他の
様々な形態を採ることが可能である。

【０１２９】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【０１３０】（１）リリーフ弁の開弁圧のバラツキを防
止でき、高精度なトルクリミットを実現できる。

【０１３１】（２）好適なオーバーライド特性を得ら
れ、一定のトルクリミットを安定して実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧カップリング装置の全体を示
す縦断正面図で、特に領域Ａにおける作動油の移動経路
も示す。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】本発明に係る油圧カップリング装置が適用され
た車両の構成図である。

【図４】油圧ポンプの原理説明を行うための縦断正面図
である。

【図５】図４の縦断側面図である。

【図６】シリンダリングを示す斜視図である。

【図７】第１弁体の要部拡大縦断正面図である。

【図８】油圧カップリング装置の縦断正面図で、特に領
域Ｂ及びＣでの作動油の移動経路を示す。

【図９】油圧カップリング装置の縦断正面図で、特に領
域Ｄでの作動油の移動経路を示す。

【図１０】油圧カップリング装置の縦断正面図で、特に
領域Ｅでの作動油の移動経路を示す。

【図１１】油圧カップリング装置の縦断正面図で、特に
車両後進時の作動油の移動経路を示す。

【図１２】変形例を示す拡大縦断正面図である。

【図１３】変形例を示す拡大縦断正面図である。

【図１４】変形例を示す斜視図である。

【図１５】変形例を示す縦断側面図である。

【図１６】変形例を示す斜視図である。

【図１７】本発明に係る油圧カップリング装置のトルク
伝達特性を示すグラフである。

【図１８】従来のビスカスカップリング装置のトルク伝
達特性を示すグラフである。

【図１９】多板クラッチのμ特性を示すグラフである。

【図２０】クラッチへの油圧及び伝達トルクの変化の様
子を示すグラフである。

【図２１】第１弁体のストロークと油圧ポートの有効開
口面積との関係を示すグラフである。

【図２２】油圧ポンプの吐出流量とクラッチに作用する
油圧との関係を示すグラフである。

【図２３】回転差に対する伝達トルク及び発熱量の関係
を示すグラフである。

【図２４】回転差に対する伝達トルク及び発熱量の関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

２ 後輪（主駆動輪） １１ 前輪（従駆動輪） １２ 油圧カップリング装置 １７ 第１回転軸 １９ 第２回転軸 ２４ 油圧ポンプ ２５ クラッチ ７１ 油圧通路 ８１，１４１ 油圧ポート（排油ポート、リリーフ弁） ９１ 第１弁体（弁体、リリーフ弁） １１６，１４２ テーパ面（傾斜面） １１７ 第１テーパ面（傾斜面） １１８ 第２テーパ面（傾斜面） １４０ 拡径部（拡径部分） ΔＮ 回転差

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主駆動輪と従駆動輪との回転差に基づ
   き、主駆動輪に伝達される駆動力を従駆動輪に適宜分配
   する差動感応型油圧カップリング装置であって、主駆動
   輪に連動する第１回転軸と、従駆動輪に連動する第２回
   転軸と、これら回転軸の回転差によって駆動され、その
   回転差に応じた油圧を発生する油圧ポンプと、該油圧ポ
   ンプからの油圧に基づき、上記回転軸同士を締結するク
   ラッチと、上記油圧ポンプにて発生した油圧が所定値に
   達したときに、弁体が排油ポートと所定角をなす方向に
   移動して該排油ポートを開放し、油圧の排出により上記
   クラッチに与える油圧の上昇を抑制するリリーフ弁とを
   備えたことを特徴とする差動感応型油圧カップリング装
   置。
2. 【請求項２】 上記油圧ポンプにて発生した油圧を上記
   クラッチに送るための油圧通路をさらに備え、上記弁体
   が上記油圧通路内に摺動可能に収容されると共に、上記
   排油ポートが上記油圧通路の内壁に形成された請求項１
   記載の差動感応型油圧カップリング装置。
3. 【請求項３】 上記弁体が、上記排油ポートの開放時に
   上記排油ポートに離間して臨む傾斜面を有する請求項１
   又は２記載の差動感応型油圧カップリング装置。
4. 【請求項４】 上記油圧通路の内壁が、上記弁体と離間
   して径方向外方に延出する傾斜面を有し、上記排油ポー
   トが、上記傾斜面又はその拡径部分に上記弁体と離間し
   て形成され、上記弁体が、その移動時に上記傾斜面に臨
   む排油ポートを有する請求項２記載の差動感応型油圧カ
   ップリング装置。
5. 【請求項５】 上記傾斜面が多段に形成された請求項３
   又は４記載の差動感応型油圧カップリング装置。