JPS60176826A - ４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ノンで駆動するた
め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４輪駆動（
４，Ｗ　Ｄ　）車においでは、前輪および後輪のタイヤ
の有効半径に多少の相違があったり、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
ｆｔＪＪ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しても駆動力を伝
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、大きさおよびフ又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０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。

２− 一方、パートタイム４輪駆動車にあってはセンタデフを
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が、油圧式連結機構としてベ
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。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、前輪駆動と４輪駆動との切換えを自動的に行ないなか
ら、ベーンポンプ型連結機構の低速回転時における駆動
力伝達効率を高めることができるようにした、＝３− ４輪駆動用駆動連結装置を提供することを目的とする。

このため、本発明の４輪駆動用駆動連結装置は、１１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、」１記の第１の回転軸と
＠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ベ
ーンポンプ型連結機構として構成されて、同連結機構に
、」−記の第１の回転軸および第２の回転軸のうちの一
方に連結されるケーシングと他方に連結されて四ケーシ
ング内に収容されるロータとが設けられるとともに、同
ロータの外周面に取り付けられて上記ケーシングの内周
面に摺接する多数のベーンと、これら多数のベーンな」
１記ケーシングの内周面へ向けて付勢するベーン付勢機
構とが設けられ、同ベーン「τ１勢機構が、上記のベー
ンおよび」１記ケーシングのうちの一方にそなえられた
磁石とその他方にそなえられた磁性体とからなることを
特徴としている。

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・１輪駆動４− 用駆動連結装置を示すもので、第１図は車両の駆動系を
示す概略構成図、第２図は本装置の横断面図、第３図は
本装置の縦断面図、第４，５図はいずれも第２図の要部
に同志させてその変形例を説明する横断面図である。

第１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、ベーン
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っており、
回転取出方向を変換する歯車機構１５を介して＝５− 後輪１６用の差動装置１７に駆動力が伝達され、後輪１
６を駆動する。

この４輪駆動用駆動連結装置本体１：３は、第２，３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■Ｐとこれに令１属する油圧回路２１とで
構成されており、ベーンポンプ■Ｐ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２０
ａおよび出力側プレート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＼７ｐには、その
ロータ１９の外周面１９　ａ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１９１〕のそれぞれには、カムリング部２（
）ａ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＼ｔｐのベーン１８は、永久磁石で
形成されており、ロータ１９は非磁性体で形成されてい
て、さらに、カムリング部２０ａは磁性体で形成されて
いる。

６− 二のように、ベーン１８およびロータ１９からなるベー
ン（＝１１勢構としての磁力発生は構Ｍによって、ベー
ン１８はカムリング部２０ａの内周面２０ｄへ常時（−
１勢されている。

また、ベーンポンプ■Ｐ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２０
ａとの間ｔこ相対回転、すなわち、第１の回転軸１１と
第２の回転軸１４との開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＼／ｐ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２２〜２
５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
なって一体に回転される。

二のため、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７− 同一機能をなす対角位置の吸込吐出口２２．２４と吸込
吐出［１２３，２５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２６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
チェック弁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つのチェ
ック弁３１．３２を介して両油路２６，２７が連通され
、この２つのチェック弁３Ｌ３２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
通して、オイル溜３０およびチェック弁２９′と２つの
チェック弁２８．２９との間には、連通路３５が設けら
れている。

このような油圧回路２１とすることで、ロータ１つとカ
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８− ３０が吸込口と連通することになる。

本発明の４輪駆動用駆動連結装置は上述のごと（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、タイヤのスリッ
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１
４との間に回転速度差が生じない。

したがって、ベーンポンプＶＰでは油圧の発生はなく、
後輪１６１こ駆動力が伝達されず、前輪９のみｌこよる
前輪駆動となる。

しかし、車両の直進加速時のように、大きな入りノブが
なくても通常前輪９が約１％以内でスリ７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とが一体になって回転し、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、９− 相対的にロータ１９が回転することになり（第２図中の
符号Ａ参照）、吸込吐出口２２．２４が吸込口となって
チェック弁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２３．２５が吐出口となってチェッ
ク弁２９．３１を閉しると同時にチェック弁３２゜油路
４０を介してリリーフ弁３３に油が導かれる。

なお、第２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
転数が低下して、ベーン１８の受ける遠心力が低下して
も、磁力発生機構Ｍにより、永久磁石で構ｒｋ、された
ベーン１８の先端部（外径端部）が磁化されていない磁
性体で構成されたカムリング部２０ａへ突出されて、ベ
ーン１８がカムリング部２０ａの内周面２０ｄに密着し
て摺動する状態が維持される。

このように、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っても
、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＜ＭＬ持さ一１〇
− 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ップ時
や急加速時あるいはブレーキ時の後輪がロック気味とな
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Ｉｋ紬１４との間の回転
速度差が非常に大きくなる。

これにより、べ〜ンボンプ＼７ｐでは、第２図に示す状
態の油の流れが生し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１
６の回転速度が増大することとなり回転速度差を縮少（
メンスリップデフと同一機能）するようになる。

このように、前輪９のスリ・ノブ状態では後輪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
るとともに、後輪１６がロック気味の場合には、前輪９
のフレーキトルクを増大して後輪１６の口・２りを防止
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７レーキ状態でロ
ッ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、」二連とは逆方向に非常に大きな回転速度差が
生しる。

これにより、ベーンポンプＶＰでは、第２図に示す油の
流れと逆方向の油の流れが生し、吸込吐出ｌＴ１２３　
。

２５が吸込口となり、チェック弁２９．２９’　を介し
てオイル！３０から油が吸込まれる一方、吸込吐出口２
２．２４が吐出口となり第２油路２６を経てチェック弁
２８．３２を閉して、チェック弁３２からリリーフ弁３
３に導かれた大きな油圧が作用するが、このｉｌ＋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
のロックを防止する。

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
駆動状態となっ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」二とならないように
制御することで、従来パートタイム４輪駆動車で・１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
ったものか、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
した駆動力による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
をはかることがで外るとともに重量軽減もはかれ、コス
ト低減ともなる。

なお、ベーンイ」勢機構を構成する磁力発生機構Ｍとし
て、カムリング部２０ａを永久磁石で形成して、ベーン
１８を磁化されていない磁性体で形成してもよい。

また、磁力発生機構１１１１の変形例として、第４図に
示１３− すように、非磁性体製カムリング部２０ａ′のポンプ室
３６．３７近傍に、永久磁石３８．３９を埋め込むよう
にし、他の構成を本実施例と同様にすることにより、こ
の変形例の場合にも、本実施例とほぼ同様の作用効果を
得ることができる。

さらに、磁力発生機構Ｍの変形例として、第５図に示す
ように、ベーン１８′、ロータ１９′およびカムリング
部２０ａのいずれをも永久磁石で形成してちょこの変形
例では、ベーン１８′の先端部（外径端部）とカムリン
グ部２０ａの内周面２０ｄと異極の組み合わせ（一方を
Ｎ極、他方をＳ極とする組み合わせ）として、ベーン１
８′が磁力により内周面２０ｄへ吸引されるよう構成し
、ベーン１８′の基端部（内径端部）とロータ１９′の
外周面１９ａおよび孔部１９１）とを同極の組み合わせ
（相方をＮ極またはＳ極とする組み合わせ）として、ベ
ーン１８゛が磁力により孔部１９１）がら突出するよう
に構成してもよい。

この変形例の場合にも、本実施例とほぼ同様の作用１４
− 効果を得ることがで外る。

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っては、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。

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、」１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
式連結機構がベーンポンプ型連結機構として構成されて
、同連結機構に、上記の第１の回転軸および第２の回転
軸のうちの一方に連結されるケーシングと他方に連結さ
れて同ケーシング内に収容されるロータとが設けられる
とともに、同ロータの外周面に取り付けられて上記ケー
シングの内周面に摺接する多数のベーンと、これら多数
のベーンを上記ケーシングの内周面へ向けて付勢するベ
ーン付勢機構とが設けられ、同ベーン付勢機構が、上記
のベーンおよび上記ケーシングのうちの一方にそなえら
れた磁石とその他方にそなえられた磁性体とからなると
いう簡素な構成で、次のような効果ないし利点を得るこ
とがでとる。

（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ｉ）ｑできる。

（２）第１の回転軸と第２の回転軸との間で、速く回っ
ている方から遅く回っ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。

（４）ベーンポンプ型連結機構の低速回転時や回転開始
時における駆動力伝達効率を高めることがで島、これに
より、回転軸の低速回転時における動力伝達性能を向上
させることができる。

（５）本装置をそなえた車両の発進時において、前後輪
の回転速度差が生じた場合、即座に４輪駆動に切り換わ
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図は車両の駆動系を示す概
略構成図、第２図は本装置の横断面図、第３図は本装置
の縦断面図、第４，５図はいずれも第２図の要部に対応
させてその変形例を説明する横断面図である。 １・・横置エンシン、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・・ベ
ーンポンプ型連結機構としての４輪駆動用連結装置本体
、１４・・第２の回転軸、１５・・歯車機構、１６・・
後輪、１７・・差動装置、１８．１８’　・・ベーン、
１９．１９’　・−ｏ−夕、１９ａ・・外周面、１９ｂ
・・孔部、２０・・ケーシング、２０ａ、２０ａ’　・
・カムリング部、２０ｂ・・入力側プレート、２０ｃ・
・出力側プレート、２０ｄ・・内周面、２１・・油圧回
１７− 路、２２〜２５・・吸込吐出口、２６・・第１油路、２
７・・第２油路、２８．２９．２９’　・・チェック弁
、３０・・オイル溜、３１．３２・・チェック弁、３３
・・リリーフ弁、３４・・スプリング、３５・・連通路
、３６．３７・・ポンプ室、３８．３９・・永久磁石、
４０・・油路、Ｍ・・ベーン付勢機構としての磁カ発生
機構、■Ｐ・・ベーンポンプ。 代理人　弁理士　飯沼義彦 ＝１８− 第　１　図 第２図 第３図 １９ａ　どｕａ 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両の前輪に駆動力を伝達する＃１の回転軸と、後輪の
   駆動力を伝達する第２の回転軸と、」１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、同油圧式連結犠構
   がベーンポンプ型連結機構として構ｉされて、同連結機
   構に、」１記の第１の回転軸および第２の回転軸のうち
   の一方に連結されるケーシングと他方に連結されて同ケ
   ーシング内に収容されるロータとが設けられるとともに
   、同ロータの外周面に取り付けられて」１記ケーシング
   の内周面に摺接する多数のベーンと、これら多数のベー
   ンを上記ケーシングの内周面へ向けて付勢するベーン付
   勢機構とが設けられ、同ベーン付勢機構が、」１記のベ
   ーンおよび上記ケーシングのうちの一方にそなえられた
   磁石とその他方にそなえられた磁性体とからなることを
   特徴とする、４輪駆動用駆動速１− 結装置。