JPS60116529A - 四輪駆動用駆動連結装置 - 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】 本発明は前輪および後輪を同一のエンジンで駆動する場
合の駆動連結装置に関する。

前輪および後輪を同一のエンジンで駆動する四輪駆動車
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、旋回走行時に前輪は後輪に対して旋
回半径が大きことなどにより、速く回転しようとして前
後の感動軸の間に捩りトルクを生じ、ブレーキ作用した
のと同じ状態になつて、いわゆるタイトコーナブレーキ
ング現象を生じ、走行性の悪化、タイヤの摩耗などを生
じるため、これを防止する手段が必要である。

このため従来の四輪駆動車は、駆動連結部分において、
前輪側と後輪側がドグクラツチなどで連結されており、
コーナリング時において、前・後輪の回転速度が異なる
にもかかわらず、前・後輪が等速で回転するため、後輪
から前輪へブレーキトルクがかかる。この現象を低減さ
せるために、特開昭５８−２０５２１号公報では、連結
部分に湿式多板クラツチを用いて、コーナリング時にク
ラツチをスライドさせて前・後輪の回転速度差を吸収す
る方法が提案されているが、伝達トルク容量やスリツプ
による焼損の恐れなどがあつた。

このような事情に鑑み、本発明は四輪駆動走行時におい
て、前輪および後輪間の回転速度差によつて駆動系に生
じる不具合を解消するためになされたものであり、前輪
および後輪に、それぞれ駆動連結された回転軸の回転速
度差を吸収する四輪駆動用駆動連結装置を提供すること
を目的とする。

上記目的を達成する本発明の四輪駆動用駆動連結装置は
、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、前記第１と第２の回転軸
の連結手段として使用され、前記第１と第２の回転軸の
回転速度差によつて駆動されると共に、回転速度差に応
じた油量を吐出する油圧ポンプとから成る四輪駆動用駆
動連結装置において、油圧ポンプの吐出口と吸込口側油
路間に油流通制御手段を有する副油路を設けたことを特
徴とするものである。

以下、一実施例に基づいて本発明の内容を具体的に説明
する。

第１図は、本発明にかかる四輪駆動用駆動連結装置を利
用した四輪駆動装置の概略構成図を示す。

エンジン１に発生する出力は、エンジン１に連結された
変速機２を介して、その出力軸３に取り付けたドライブ
ギヤ４から駆動力として取り出され、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、この中間伝達軸８の一方のギヤ７から前輪９の差
動装置１０に駆動力が伝達されて前輪９が駆動されると
共に、前輪９に伝達された駆動力がそのまま第１回転軸
１１にギヤ１２を介して伝達され四輪駆動用駆動連結義
置１３を経て第２回転軸１４に伝達され、さらに、回転
取出方向を変換する簡単機構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
。

四輪駆動用駆動連結装置１３は、第２図にその断面構造
を示すように、油圧ホープであるベーンポンプ２０と、
これに付属する油圧制御回路２１とで構成されており、
ベーンポンプはロータ２０ａとカムリング２０ｂとから
成り、ロータ２０ａは前輪９への駆動力がそのまま伝達
される第１の回転軸１１と連結され、カムリング２０ｂ
は後輪１６に駆動力を伝達する第２の回転軸１４と連結
している。

このベーンポンプ２０は、その回転数に比例して油量を
吐出し、ロータ２０ａとカムリング２０ｂとの間に相対
回転すなわち第１回転軸１１と第２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が発
生し、ベーンポンプ２０の吐出口（相対回転方向先端の
吸込吐出口がこれに相当）を塞ぐことで油を介してその
油圧でロータ２０ａとカムリング２０ｂとが固体のよう
になつて一体回転する。この結果カムリング２０ｂの対
角位置に２つのポンプ室が形成され、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個の吸込込吐出口２２、２３、２４、２５が
対角位置に形成してあり、これら対角位置の吸込吐出口
２２、２４と吸込吐出口２３、２５によりそれぞれカム
リング２０ｂ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２６と第２油路２７とで連通してい
る。

さらに、油圧制御回路２１は、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を介してオ
イル溜３０と連通し、オイル溜３０からの流れのみを許
容する一方通路を形成するように構成され、さらに第１
油路２６と第２油路２７との間に流出のみを計容する相
対向する二つのチエツク弁３１、３２に介して両油路２
６、２７が連通され、チエツク弁３１、３２の中間部が
リリーフ弁３３に連通している。このリリーフ弁３３に
は一定バネ力のスプリング３４が配装され、スプリング
３４側中間部にはオイル溜３０と二つのチエツク弁２８
、２９に至る油路の中間に接続する連通路３５が設けて
あり、スプリング３４の頂部にはチエツク弁３６が配設
されベーンポンプ２０の吐出口を一定の制御圧で塞ぐと
共にベーンポンプ２０の吸込吐出口２２、２５および２
３、２４間に油流通制御手段としてオリフイス３７、３
８を有する間油路３９、４０を設けりリーフ弁３３の油
圧制御の調整機能を果たせている。

すなわち、この副油路３９および４０は通常、オリフイ
ス３７、３８が副油路３９、４０内の油流通調整制御手
段として働き、第１の回転軸と第２の回転軸の回転速度
差が小さい場合は、副油路３９、４０内への油の流入は
ないが、回転速度差が増し、ベーンポンプ２０の吐出圧
が高くなり、オリフイスの油流通抵抗以上になつたとき
には、リリーフ弁３３の設定制御圧に達しなくとも、副
油路３９および４０に油が流れ、回転速度差に応じたト
ルクを第２回転軸に伝達し、リリーフ弁３３の油圧制御
機能を調整する働きをさせている。

油圧制御回路２１を、このように構成すると、ロータ２
０ａとカムリング２０ｂとの相対回転方向によらず前輪
と後輪の回転速度差が小さいときは、ベーンポンプの吐
出圧によりオリフイスの流通抵抗に抗し副油路２６、２
７を通り吸込口へ逸出し、回転速度差に応じたトルクが
後輪１６に伝達される。これに反し、両者の回転送度差
が大きいときは、吐出圧がリリーフ弁３３の弁体３６の
設定値を越える程度になつて初めて、オイル溜３０が吸
込口と連通する。この状態をオリフイスを用いないとき
（つまり、副油路３７、３８を用いないとき。）と用い
たときの前・後輪の回転速度差対吐出圧との関係を示せ
ば第３図の特性曲線ａ、ｂのごとくなり、オリフイスを
角いた方が吐出圧が低くなることが判る（ただし、曲線
ａはオリフイスを使用したときの特性曲線、ｂはオリフ
イスを用いない場合の特性曲線を示す。） このような四輪駆動用駆動連結装置による駆動状態につ
いて説明する。

通常の直進状態では、前輪９と後輪１６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いことから
、四輪駆動用駆動連結装置１３の第１回転軸１１と第２
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２０には油圧の発生はなく、後輪１６に
駆動が伝達されず前輪９のみによる前２輪駆動となる。

さらに、直進状態でも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ので、
これによる回転速度差が生じるが、その差が少く、油圧
がリリーフ弁３３の設定値より小さく、オリフイスの流
通抵抗程度のものであるときは、ベーンポンプの吐出圧
を副油路２６、２７により吸込口へ逃し、回転速度差が
大き くなると、ベーンポンプ２０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２０ａとカムリング２０
ｂとが一体となつて回転し、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に伝達されて四輪駆動
状態となる。

この場合のベーンポンプ２０における油の流れは、第４
図（ａ）に示すように、相対的にロータ２０ａが回転す
ることとなり、吸込吐出口２３、２５が吸込口となつて
チエツク弁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が吐出口となつてチエツ
ク弁２８、３２を閉じる。と同時にチエツク弁３１を介
してリリース弁３３に導びかれる（図中実線矢印が吐出
油の流れを、破線矢印が吸込前の流れをそれぞれ示す）
。

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、例えは雪路走行時や急加速時ある
いはブレーキ時の後輪がロツク気味となる場合には、四
輪駆動用駆動連結装置１３の第１回転軸１１と第２回転
軸１４との間の回転速度差が非常に大きくなり、ベーン
ポンプ２０で第４図（ａ）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、設定値を越えると、リリー
フ弁３３がスプリング３４に抗して開き吐出口がほぼ一
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四輪駆動状態となる。この結果、
前輪９の回転速度が減少すると共に後輪１６０回転速度
が増大することとなり同転速度差を縮少するようになり
、前輪９のスリツプ状態では後輪１６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共に後輪
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の回転通度が大
きくなる場合、 四輪駆 動用駆動装置１３の第１回転軸１１と第２回転軸１４と
の間に上述の場合とは反対方向に回転速度差が生じる。

しかし、その差が小さく設定値を越えない範囲でも、ベ
ーンポンプ２０の吐出圧によりオリフイス３７により吸
込口へ逃すことにより駆動力が後輪に伝達され、四輪駆
動状態となる。

さらに前輪９の回転速度に比べ後輪１６の回転速度がさ
らに大きくなる場合、例えは前輪９のブレーキ状態でロ
ツク気味となる場合では、四輪駆動用駆動連結装置１３
の第１回転軸１１と第２回転端１４との間に 常に大きな回転速度が生じ、ベーンポンプ２０では、第
４図（ｂ）に示すような油の流れが生じ、吸込吐出口２
２、２４が吸込口となり、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２３、２
５が吐出口となり第２油路２７を経てチエツク弁２９、
３１を閉じてチエツク弁３２からリリーフ弁３３に導び
かれ大きな油圧が作用するが、この油圧もリリーフ弁３
３により一定に保持され一定の駆動力が後輪１６に伝達
されて四輪駆動状態となる。

この結果、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。

また、通常の旋回走行時には、前検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によるブレ
ーキトルクが作用し、後輪１６に駆動トルクが作用して
四輪駆動状態となつて旋回走行がなされる。

このように、四輪駆動用駆動連結装置１３では吐出圧を
、リリーフ弁３３により一定値まで保持せしめると共に
、オリフイスを有する副油路を設け、回転差が小さくと
も、ある一定値を越える回転差を生じたときは、回転差
に応じたトルクを後輪に伝達せしめる構成にし、油路が
塞がれているために、吐出圧が蓄積し増大し、回転速度
差がそれ程大きくないにかかわらず大きな伝達量が後輪
に伝達される欠点を除き、回転差に応じたトルクを後輪
に伝達し、前・後輪の連結力を大にして四輪駆動を可能
としたものである。

かように四輪駆動用駆動連結装置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、従来パートタイム四輪駆動車で四輪駆動状態を必
要とする場合には運転者の操作が必要であつたものが、
自動的に四輪駆動と二輪駆動との切換が行なわれると共
に前輪と後輪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、フルタイム四輪駆動車では
必ず装備されていたセンタデフに比べ小型コンパクト化
をはかることができると共に重量軽減もはかれ、コスト
低減ともなる。

次に、油圧制御回路２１が異なる実施例について、第５
図および第６図に基づいて説明する。

第５図に示す実施例の四輪駆動用駆動連結装置は、第２
図に示す副油路３９、４０中のオリフイス３７、３８の
代りに、第５図に示す構造の油流通制御装置４１を配置
した以外は、油圧ポンプ２０の構成は、第２図のものと
同一である。この流通制御装置４１は、油圧ポンプの吐
出口と吸込口との間の、副油路４２中に配置され、吐出
口側油路と吸込口側油路４２間に配置したケーシング４
３内にスプリング４４を介して、エンジン（図示せず。

）負荷の大小に応じ、伸張縮小自在のダイアフラム４５
に取り付けたニードル弁４６で連通穴４７を開閉自在に
構成したものである。

すなわち、エンジンのトルクが大きくなる程、マニホー
ルド負圧が小さくなりオリフイスの径が小さくなるから
、装置は閉状態にしないで、ある程度開状態にしておく
。これに対し、エンジンの負荷が小さくなつてきたとき
は、さらに油路を大きく開き、前・後輪のスリツプ量を
大きくする。エンジンの負荷が大きくなつたときは、駆
動力も大きくなるから、油路のオリフイスを小さくし、
四輪で駆動させる。

第６図に示す装置は、本発明にかかる四輪駆動用駆動連
結装置において、副油路３９、４０（第２図参照のこと
。）のオリフイス３７、３８の代りに、第６図に示す構
造の油流通制御装置４８を配置した以外は、油圧ポンプ
２０の構成は第２図のものと同一である。この流通制御
装置４８は油圧ポンプの吐出口と吸込口との間の副油路
中に配置され、吐出口側と吸込口側の油路４２間に配置
されたケーシング４３内には、ハンドルのパワステアリ
ングのオイルポンプ吐出圧を伝達する伝達口４８とマニ
ホールド負圧を伝達する伝達口４９と吸込側通路４２と
が開口されており、ケーシング４３のマニホールド負圧
伝達口４９とオイルポンプ吐出圧伝達口４８間にスプリ
ング４４を介してピストン５０が配装され、オイルポン
プの吐出圧およびマニホールドの負圧で上下動可能に収
納され、ピストン５０の下端にはニードル弁５１が設け
られ、油路４２の吐出口を開閉自在に配置されている。

この構造の流通制御装置４８を用いると、操舵角が高く
なる程、パワステアリングのオイル圧が高くなるので、
ニードル弁５１は後退し、油路は大きく開口し、前・後
輪の回転差の許容を大にし、前・後輪の直進状態のとき
は、回転差が大きいときは回転差を許容しないで、トル
クを伝達するようにする。

また、マニホールド負圧を伝達口４９に入れ、エンジン
のトルクと運動させることによつて、エンジンのトルク
と操舵角の大小に応じ、前・後輪を四輪駆動に適宜切り
換えるようにすることができる。

ただし、マニホールド負圧と、パワステアリングのオイ
ル圧では格段の圧力差があるので、使用するスプリング
４４はかなり強大のものを使用する必要がある。

また、ブレーキ油圧の大小に応じ、オリフイス径の閉又
は開操作する方法又はアクセルのオフ動作に応じ、アク
セルオフ時にオリフイス径を絞るなどの走行条件によつ
て、流通を可変的に制限する手段を用いることによつて
同様の目的を達成することができる。

上記実施例では、四輪駆動用駆動連結装置の油圧ポンプ
としてベーンポンプを用い、しかも吸込吐出口が４個の
平衡形のもので説明したが、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とすることも
可能であり、他の形式の油圧ポンプ、例えば内摂ギヤポ
ンプ、トロコイドポンプ、ハイポサイクロイドポンプ、
アキシヤルおよびラジアルプランジヤポンプ等のものも
使用でき、回転速度差に応じて吐出油量が変化する形式
のものであれば良い。また、通常の直進状態で前輪を駆
動するものに限らず後輪を駆動する形式のものにも適用
できる。さらに、変速機も手動式、自動式のいずれであ
つても良く、リリーフ弁の制御も油圧を用いるデユーテ
イ制御に限らず機械式に制御するもの等であつても良い
。

以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれは、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の回転軸とをこれらの回転速度差
に応じて駆動され且つ回転速度差に応じた油量を吐出す
る油圧ポンプを介して連結し、その静的油圧により駆動
力を伝達して四輪駆動状態を得ると共に第１回転軸と第
２回転軸との相対回転方向に応じて自動的に吐出口と吸
込口とが切換わるので何んら操作を必要とせず四輪駆動
状態が得られるので、パートタイム四輪駆動車のタイト
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
さを解消できると共にフルタイム四輪駆動車に従来装備
されたセンタテフに比べ小型・計量とすることができ、
しかも構造も簡単で安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる四輪駆動用駆動連結装置を使用
した四輪駆動車の概略構成図、第２図は本発明にかかる
四輪駆動用駆動連結装置の一実施例の構成を示す断面図
、第３図は本発明にかかる四輪駆動用駆動連結装置と従
来の四輪駆動用駆動連結装置における前・後輪回転速度
差対吐出圧の特性曲線の比較図、第４図（ａ）および（
ｂ）はそれぞれ第２図に示す四輪駆動用駆動連結装置に
おける油の流路を示す説明図、第５図および第６図はい
ずれも本発明の他の実施例に使用する間油圧の流通制御
装置の他の実施例の構成を示す要部断面図である。 図面中、 ９は前輪 １０は前輪用の差動装置、 １１は第１の回転軸、 １３は四輪駆動用駆動連結装置、 １４は第２の回転軸、 １６は後輪、 １７は後輪用の差動装置、 ２０はベーンポンプ、 ２０ａはロータ、 ２０ｂはカムリング、 ２１は油圧制御回路、 ２２、２３、２４、２５は吸込吐出口、２６、２７は第
１および第２油路、 ２８、２９、３１、３２はチエツク弁、３０はオイル溜
、 ３３はリリーフ弁、 ３７、３８はオリフイス、 ３９、４０は副油路、 ４１、４８ａは流通制御装置である。 特許出願人 三菱自動車工業株式会社 代理人 弁理士　光石士郎 （他１名） 第１図 第２図 第３図 ＯＲなｔ喬輪Ｅ］璽ｔｉ号ｔＪＬ　” 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、前記第１と第２の回転軸の
   連結手段として使用され、かつ第１と第２の回転軸の回
   転速度差によつて駆動されると共に回転速度差に応じた
   油量を吐出する油圧ポンプとからなる四輪駆動用駆動連
   結装置において、油圧ポンプの吐出口と吸込口側油路間
   に油流通制御手段を有する副油路を設けたことを特徴と
   する四輪駆動用駆動連結装置。