JPS61268530A

JPS61268530A - トルク配分装置

Info

Publication number: JPS61268530A
Application number: JP10887585A
Authority: JP
Inventors: Koji Shibahata; 康二芝端
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-05-20
Filing date: 1985-05-20
Publication date: 1986-11-28

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】（産業上の利用分野）本発明は、左右駆動輪の差動制限機能を備えたトルク配
分装置（ディファレンシャルギア）、又は前後輪の差動
制限機能を備えた四輪駆動車用トルク配分装置に関する
。

（従来の技術）従来の四輪駆動車用トルク配分装置としては、例えば、
ｒＭｏｔｏｒ　　Ｆａｎｌｏｌ　　（昭和５９年１０月
１　ｒＪ■三栄書房発行）の第８８ページに記載されて
いるようなものが知られている。

この従来装置Ｃは、第７図に示すように、駆動入力軸１
００と前輪側出力軸１０１及び後輪側出力軸１０２との
間には、トルク配分機構としての遊星歯車１０３が設け
られ、両出力軸１０１，１０２間には差動制限手段とし
てのビスコスカップリング１０４が設けられたものであ
った。

尚、遊星歯車１０３はそのギヤ比（＝半径比）によって
入力トルクを所定の前後配分にするもので、遊星歯車１
０３のプラネットキャリヤ１０３ａに駆動入力軸ｌＯＯ
が連結され、サンギヤ１０３ｂに前輪側出力軸１０１が
連結され、リングギヤ１０３ｃに後輪側出力軸１０２が
連結される。

ビスコスカップリング１０４は、シリコン液を１１人さ
せた流体継手であって、前輪側出力軸ｌＯ１と後輪側出
力軸１０２との回転差により生じる封入液の粘性抵抗で
、高回転の軸側から低回転軸側へと粘性抵抗トルクを伝
達させる。いわゆる差動制限作用を行なわせるものであ
る。

従って、この従来装置Ｃでは、駆動入力軸１００からの
駆動トルクＴＯは、遊星歯車１０３を介して前輪側出力
軸１０１及び後輪側出力軸１０２に駆動力配分がなされ
、さらに、両出力軸１０１．１０２間においては、ビス
コスカップリング１０４により差動制限がなされる。

ちなみに、この従来例での前輪側出力軸１０１の駆動ト
ルクＴ１と、後輪側出力軸１０２の駆動トルクＴ２とは
、次式に示すようになる。

ωｌ　；前輪側出力軸の回転速度 ω２　；後輪側出力軸の回転速度Ｃｖ：粘性抵抗係数また、従来の差動制限装置としては、例えば、「自動車
工学全書９巻動力伝達装置」　（昭和５５年１１月■山
海堂発行）の第３２１ページ〜第３２４ページに記載さ
れているようなものが知られている。

この従来装置りは、トルク比例式差動制限装置と呼ばれ
るもので、第８図に示すように、デフケース１１０と差
動大歯車１１１，１１２との間に摩擦クラッチ１１３，
１１４が設けられ、差動小歯車１１５にカム機構１１６
が設けられている。

図中、１１７は駆動入力軸、１１８は右輪側出力軸、１
１９は左輪側出力軸である。

従って、この従来装置りでは、差動大歯車１１１．１１
２に回転差を生じると、カム機構１１６によってクラッ
チ締結力を生じ、高回転側の出力軸（低トルク側）から
低回転側の出力軸（高トルク側）へクラッチ締結力に応
じた差動抵抗トルクＴｃが伝達される。

つまり、左右輪側出力軸１１８，１１９の駆動トルクを
それぞれＴとすれば、高回転側のトルクは減じ７Ｔ−Ｔ
Ｃとなり、低回転側のトルクは増してＴ＋Ｔｃとなり、
両出力軸１１８，１１９のトルク比Ｒｔは、Ｒｔ　＝　（Ｔ＋Ｔｃ）／　（Ｔ−Ｔｃ）となり、一般
にＲｔは２〜３となるようにカム機構１１６で設定され
ている。

尚、この従来例は、左右輪の差動制限を行なう装置であ
るが、右輪側出力軸１１８を前輪側出力軸とし、左輪側
出力軸１１９を後輪側出力軸とし、差動歯車機構をトル
ク配分機構とした場合、入力軸からの駆動トルクを前後
輪に１：ｌにトルク配分する四輪駆動車用トルク配分装
置としても用いることができる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、第７図に示す従来装置Ｃにあっては、差
動制限を行なわせる可変トルククラッチとして一定の粘
性抵抗係数Ｃｖを有するビスコスカップリング１０４を
用いたものであったため、前後輪の差動制限特性は、異
なる粘性抵抗係数の封入液交換やビスコスカップリング
１０４の全体交換を行なわない限り、一義的に固定され
てしまうという問題点があったし、伝達トルクが大きい
場合はビスコスカップリング１０４のトルク容量を大き
くしなければならず、大型化してしまうという問題点が
あった。

また第８図に示す従来装置りを四輪駆動車用トルク配分
装置として用いた場合、差動制限を行なわせる可変トル
ククラッチとして、カム機構１１６によって定まるトル
ク比を有する摩擦クラッチ１１３．１１４が用いられる
ことになるので、前述と同様に前後輪の差動制限特性は
、カム機構１１６の形状等を変更しない限り、一義的に
固定されてしまうという問題点があった。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、以下に述べるような解決手段とした。

本発明の解決手段を、第１図に示すクレーム概念図によ
り説明すると、入力軸ｌと第１出力軸２及び第２出力軸
３との間に設けられたトルク配分機構４と、第１出力軸
２と第２出力軸３との間に設けられた可変トルククラッ
チ５と、を備えたトルク配分装置において、前記可変ト
ルククラッチ５に流体圧によりクラッチ締結力を付与さ
せる締結手段６を設け、該締結手段６に第１出力軸２と
第２出力軸３の回転速度差Δωに応じて流体圧ＰＣを発
生する流体圧発生装置７を設けた。

（作　用）従って、本発明のトルク配分装置では、上述のように、
両出力軸の回転速度差を流体圧発生装置で流体圧に変換
し、この変換した流体圧を可変トルククラッチに供給す
ることでクラッチ締結力が得られる手段としたため５両
出力軸の回転速度差に応じた差動制限が得られると共に
、流体圧の圧力レベルを変えることで、異なる差動制限
特性を得ることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、フルタイム四輪駆
動車用トルク配分装置を例にとる。

まず、第１実施例の構成を説明する。

Ａはフルタイム四輪駆動車用トルク配分装置であって、
第２図に示すように、駆動入力軸ｌＯ１前輪側出力軸（
第１出力軸）１１、後輪側出力軸（第２出力軸）１２、
遊星歯車（トルク配分機構）１７、多板摩擦クラッチ（
可変トルククラッチ）１３．クラッチピストン（締結手
段）１４゜油圧ポンプ（流体圧発生装置）１５、可変オ
リフィス（流体圧可変手段）１６を備えている。

駆動入力軸１０は、エンジン及びトランスミッションを
介して伝達される回転駆動トルクが入力される軸で、こ
の駆動入力軸１０にはベベルピニオン１８が設けられる
。

尚、駆動入力軸１０からの駆動トルクは、ベベルピニオ
ン１８及びベベルリングギヤ１９を介して、中空軸２０
に伝達される。

前輪側出力軸１１は、前輪を駆動させる軸で。

前記駆動入力軸１０とは遊星歯車１７を介して連結され
ている。

尚、前輪側出力軸１１の途中には、ギヤポンプ構造の油
圧ポンプ１５が組み込まれているもので、油圧ポンプ１
５のサンギヤ１５１から多板摩擦クラッチ１３までの駆
動出力軸部１１’は、前記中空軸２０に内挿状態で設け
られると共に、軸心部に油圧供給路２１が形成されてい
る。

後輪側出力軸１２は、後輪を駆動させる軸で、前記駆動
入力軸１０とは、遊星―車１７を介して連結されている
・遊星歯車１７は、そのギヤ比（＝半径比）によって駆動
入力軸ｌＯからの入力トルクを、所定の前後駆動トルク
配分にするもので、前記中空軸２０（駆動入力軸１０）
が連結されるプラネットキャリヤ１７１と、駆動出力軸
部１１’（前輪側出力軸１１）が連結されるサンギヤ１
７２と、コネクティングシェル２２（後輪側出力軸１２
）が連結されるリングギヤ１７３と、を備えている。

多板摩擦クラッチ１３は、両出力軸ｔｔ　、　１２に回
転速度差が生じた場合に、クラッチ締結により差動を制
限させるクラッチで、中空軸２０（前輪側出力軸１１）
及び後輪側出力軸１２が両側の同軸上に連結されるクラ
ッチケース１３１と、該クラッチケース１３１に回転方
向固定されたケース側フリクションプレート１３２と、
該ケース側フリクションプレート１３２の間に交互配置
され、駆−動出力軸部１１′に固定方向固定された軸側
フリクションプレート１３３と、両フリクションプレー
ト１３２，１３３の一端側のピストン室１３４に配置さ
れたクラッチピストン１４と、を備えている。

尚、前記ピストン室１３４には、駆動出力軸部ｌｌ′に
形成された油圧供給路２１が開口されている。

油圧ポンプ１５は、後輪側出力軸１２と前輪側出力軸１
１との回転速度差によって油圧を発生するポンプで、第
３図及び第４図に示すように、回転ポンプケーシング１
５２、軸固定用フランジ１５３、プラネタリギヤ１５４
．サンギヤ１５１、ポンプ室１５５．入力ボート部材１
５６．出力ポート部材１５７、入力油路１５Ｂ、出力油
路１５９を備えている。

回転ポンプケーシング１５２は、中空ａｚ。

（後輪側出力軸１２）の回転に伴なって回転する部材で
、軸固定用フランジ１５３により前記中空軸２０に連結
されている。

プラネタリギヤ１５４は、前記ポンプケーシング１５２
へ支軸１６０により回転可能に設けられ、回転ポンプケ
ーシング１５２の回転に伴なってサンギヤ１５１の回り
を遊星運動する。

サンギヤ１５１は、回転ポンプケーシング１５２に対し
て回転可能に設けられた前輪側出力軸ｌｌに固定され、
該出力軸１１と共に回転運動をする。

尚、このプラネタリギヤ１５４及びサンギヤ１５１は、
ポンプ室１５５の内部に互いに噛み合い状態で設けられ
、両ギヤ１５１．１５４によってギヤポンプが構成され
るもので１回転ポンプケーシング１５２の回転速度と前
輪側出力軸１１の回転速度とが同じ場合には、プラネタ
リギヤ１５４が自転せずポンプ流量Ｑの発生がないが、
回転ポンプケーシング１５２の回転速度が前輪側出力軸
ｌｌのそれと異なる場合には、プラネタリギヤ１５４が
自転し、回転速度差に応じてポンプ流量Ｑが発生する。

入力ポート部材１５６及び出力ポート部材１５７は、そ
れぞれ回転シール１６１．１６２を介して回転ポンプケ
ーシング１５２に設けられる固定部材で、入力ポート部
材１５６の入力ポート１６３には、リザーブタンク２３
からの油路２４ａが連結され、出力ポート部材１５７の
出力ポート１６４には、可変オリフィス１６を途中に設
けたリザーブタンク２３への油路２４ｂが連結される。

尚、前記可変オリフィス１６は、プラネタリギヤ１５４
とサンギヤ１５１とによって発生したポンプ流量Ｑを絞
りの度合によって所定の油圧Ｐｃに変換させるもので、
この可変オリフィス１６の絞り調整は、車室内に設けた
切換スイッチ等で行なってもよく、また、路面センサ等
からの検出信号により自動的に切り換えるようにしても
よい。

入力油路１５８及び出力油路１５９は、回転ポンプケー
シング１５２に形成されたもので、入力油路１５８の一
端は前記入力ポート１６３に開口され、他端は前記ポン
プ室１５５のギヤ噛み合い部に開口され、出力油路１５
９の一端は前記ポンプ室１５５のギヤ噛み合い部に開口
され、他端は前記出力ポート１６４及び油圧供給路２１
に開口される。

次に、第１実施例の作用を説明する。

（イ）出力軸間に回転速度差がない場合前輪側出力軸１
１と後輪側出力軸１２との間に回転速度差がない状態で
の走行時は、油圧ポンプ１５において油圧Ｐｃの発生が
ないので、多板摩擦クラッチ１３はクラッチ解放状態と
なり、駆動入力軸１０からのトルクＴＯは遊星歯車１７
によるトルク配分に応じてトルクが前後輪側に配分され
た四輪駆動状態となる。

（ロ）出力軸間に回転速度差が生じた場合前輪側出力軸
１１と後輪側出力軸１’２との間に回転速度差を生じた
状態での走行時は（例えば。

低摩擦係数路や悪路等での走行時）、両出力軸１１．１
２の回転速度差Δω（＝ω２−ωＩ）に応じテ油圧ポン
プ１５においてポンプ１ｉ、量Ｑが発生し、■■変オリ
フィス１６の絞りによって油圧Ｐｃが発生するので、多
板摩擦クラッチ１３には油圧Ｐｃによるクラッチ締結力
が作用し、駆動入力軸１０からのトルクＴｏは、多板摩
擦クラッチ１３を介して高回転の出力軸側から低回転の
出力軸側へとトルクの伝達がなされ、差動制限作用が行
なわれる。

つまり、両出力軸１１．１２の回転速度ωｌ　。

ω２がω２〉ω１の関係にある時の前輪側出力軸１１の
トルクＴ＋　と、後輪側出力軸１２のトルクＴ２とは１
次のようになる。

ｑ；ポンプ１回転当りの１ｉ量 η；絞り効率Ｃ；多板摩擦クラッチ１３の摩擦係数従って、差動制限作用としては、回転速度差Δωが大き
い程、差動制限も大きくなり、また、同じ回転速度差Δ
ωであれば、絞り効率ηが大きい程、クラッチ締結力が
大きくなり、差動制限も大きくなる。

このように、第１実施例では、両出力軸１１゜１２間の
回転速度差Δωが大きくなればなるに従って、徐々に差
動制限を大きくさせることができるし、さらに、可変オ
リフィス１６の絞り効率ηによって、差動制限特性の変
更を行なうことができる。

また、第１実施例では、油圧ポンプ１５の駆動源を両出
力軸１１．１２から得るようにしていることで、外部駆
動源を必要としないし、前輪側出力軸１１に組み込んだ
構成としていることでコンパクトになり、さらに、差動
制限特性の変更も、可変オリフィス１６の絞り量を変え
るだけで容易に行なうことができる。

次に、第５図に示す第２実施例について説明する。

この第２実施例は、第１実施例と同様な、フルタイム四
輪駆動車用トルク配分装置Ａ′であって、油圧ポンプを
前輪側出力軸１１と後輪側出力軸１２とのそれぞれに設
け、この第１及び第２油圧ポンプ２５．２６の出力油圧
の差によりクラッチ締結力を付与するようにした例であ
る。

構成的には、第１油圧ポンプ２５と第２油圧ポンプ２６
とが、前輪側出力軸１１と後輪側出力軸１２のそれぞれ
に、プーリ２７，２８，２９．３０及びベル）３１．３
２による回転伝達手段を介して設けられ、油圧入力ポー
ト３３がクラッチケース１３１のピストン室１３４側に
設けられ。

前記両油圧ポンプ２５．２６の入出力ボート３４．３５
，３６．３７と油圧入力ポート３３との間にリザーブタ
ンク２２．可変オリフィス１６及びチェックバルブ３８
を備えた油圧回路３９が形成されている点において第１
実施例と異なる。

前記油圧回路３９は、第１油圧ポンプ２５の出力ボート
３５とリザーブタンク２１を接続する油路４０と、該リ
ザーブタンク２１と第２油圧ポンプ２６の入力ボート３
６を接続する油路４１と、第２油圧ポンプ２６の出力ボ
ート３７と第１油圧ポンプ２５の入力ボート３４を接続
する油路４２と、可変オリフィス１６を介して前記両袖
路４１．４２を接続すると共に油圧入力ポート３３まで
延長させた油路４３と、前記油路４１から油路４２への
一方向の流れのみを許すチェックバルブ３８が設けられ
た油路４４によって構成されている。

尚、他の構成は、第１実施例と同様であるので、図面に
同一符号を付して説明を省略する。

次に、第２実施例の作用を説明する。

両出力軸１１．１２に回転速度差があり、第１油圧ポン
プ２５のポンプ流量をＱｌとし、第２油圧ポンプ２６の
ポンプ流量をＱ２とした場合、Ｑｓ　＝ωＩ−ｑＱ２　＝ω２−ｑとなり、油路４３においては、両油圧ポンプ２５．２６
からの流量の差が得られることから、油圧入力ポート３
３に供給される油圧Ｐｃは、ＰＣ＝　（Ｑ２−Ｑｔ　）
η ＝（ω２−ω１）−ｑ・η となる。

従って、前輪側出力軸１１のトルクＴ１と、後輪側出力
軸１２のトルクＴ２とは、次のようになる。

Ｔ＋＝Ｐｃ−Ｃつまり、第１実施例と同様な差動制限によるトルク配分
が得られることになる。

尚、第２油圧ポンプ２６からのポンプ流ｍ　Ｑ　２が第
１油圧ポンプ２５からのポンプ流量Ｑ！より小さい場合
は、チェックバルブ３８の作動によって流量差が生じな
く、油圧Ｐｃも生じない。

また、他の作用については、第１実施例と同様であるの
で説明を省略する。

次に、第６図に示す第３実施例について説明する。

この実施例は、従来装置りと同様のトルク配分機構とし
て左右駆動輪へのトルク配分比がｌ：ｌの差動歯車５０
を用いた左右駆動輪用トルク配分装置Ｂである。

構成的には、駆動入力軸ｌＯ１差動歯車５０、左駆動輪
側出力軸（第１出力軸）１１、右駆動輪側出力軸（第２
出力軸）１２、多板摩擦クラッチ１３、クラッチピスト
ン１４、第１油圧ポンプ２５、第２油圧ポンプ２６、油
圧回路３９を備えている。

尚、前記多板摩擦クラッチ１３は１両出力軸１１．１２
が連結されるサイドギヤ５４，５５間に設けられ、また
、油圧回路３９は、第２実施例と同様な回路構成として
いる。

図中、５１はドライブピニオン、５２はリングギヤ、５
３はデフピニオン、５６はピニオンシャフトである。

また、第１及び第２実施例と同一構成部分には、同一符
号を付して説明を省略する。

従って、この第３実施例では、左右輪に回転速度差を生
じると、油圧Ｐｃの大きさによって多板摩擦クラッチ１
３が締結され、差動制限作用が行なわれる。

尚、この差動制限特性は、可変オリフィス１６の絞り量
によって異ならせることができる。

以１−１本発明の実施例を図面により詳述してきたが、
具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっ
ても本発明に含まれる。

例えば、実施例ではトルク配分機構として遊星両車及び
差動歯車を示したが、他の差動歯車機構等、第１及び第
２出力軸の差動を許す機構であれば実施例に限定されな
い。

また、実施例では可変トルククラッチとして多板摩擦ク
ラッチを示したが、クラッチ締結力に応じて伝達トルク
を変更にできるクラッチであれば実施例に限定されない
。

また、実施例では締結手段としてクラッチピストンを示
したが、流体圧によってクラッチ締結力を付与させる手
段であれば実施例に限定されなし）。

また、実施例では、流体圧発生装置として軸に組み込ん
だギヤポンプ構造の油圧ポンプや、それぞれの軸に設け
た油圧ポンプを示したが、入出力軸の回転速度差に応じ
て流体圧を発生する装置であれば実施例に限定されない
。

また、実施例では、流体圧可変手段として可変オリフィ
スを示したが、流体圧を可変にできる手段であれば実施
例に限定されない。

また、第２及び第３実施例では、出力軸回転速度に応じ
た吐出量のポンプを前後輪のそれぞれに設けた例を示し
たが、例えば、前輪と後輪のタイヤ径や終減速機のギヤ
比が異なっている場合には１通常走行時にも前後輪の出
力軸に回転速度差が生じてしまう。

従って、このような場合には、ポンプ吐出量を前後輪で
調整して、通常走行時にタイヤ径等を原因とする回転速
度差が生じても前輪側ポンプと後輪側ポンプとからのポ
ンプ吐出量が同じになるようにする。

旦体例としては、トランスミッション出力軸に対する前
輪の減速比をＲｐ、後輪の減速比をＲＲとし、前輪のタ
イヤ１回転当りのころがり距離をＬｐ、　その時の前輪
側ポンプの吐出量をｑｌ、後輪のタイヤ１回転島りのこ
ろがり距離をＬＲｌその時の後輪側ポンプの吐出量をｑ
ｌとした時に、Ｒｐ　／　Ｌ　ｐ　＞　ＲＲ／　Ｌ　Ｒの時には（１１
＜ｑ２Ｒｐ／Ｌ　Ｆ　＜ＲＲ／　Ｌ　Ｒの時にはｑｔ　
＞ｑ２Ｒｐ　／　Ｌ　Ｆ　：　ＲＲ／　Ｌ　Ｒの時には
（１１＝４２となるように設定する。

（発明の効果）以１ユ説明してきたように、本発明のトルク配分装置に
あっては１両出力軸の回転速度差を流体圧発生装置で流
体圧に変換し、この変換した流体圧をｎ丁変トルククラ
ッチに供給することでクラッチ締結力が得られる構成と
したため、再出力軸の回転速度差に応じた差動制限作用
が得られると共に、流体圧の圧力レベルを変えることで
、異なる差動制限特性を得ることができるという効果が
得られる。

また、再出力軸の回転速度差を駆動源とする流体圧発生
手段としたことで、外部からの駆動源を要しないし、回
転速度差に応じた流体圧を得るために、回転センサやコ
ントロール装置等を要しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発ＩＩのトルク配分装置を示すクレーム概念
図、第２図は第１実施例のフルタイム四輪駆動車用トル
ク配分装置を示すスケルトン図、第３図は第１実施例装
置に用いた油圧ポンプを示す縦断側面図、第４図は第３
図Ｉ−Ｉ線による断面図、第５図は第２実施例のフルタ
イム四輪駆動車用トルク配分装置を示すスケルトン図、
第６図は第３実施例の左右駆動幅用トルク配分装置を示
すスケルトン図、第７図は従来の四輪駆動車用トルク配
分装置を示すスケルトン図、第８図は従来の左右駆動輪
用トルク配分装置である。１・・・入力軸２・・・第１出力軸３・・・第２出力軸４・・・トルク配分機構５・・・可変トルククラッチ６・・・締結手段７・・・流体圧発生装置 ω１・・・前輪側回転速度 ω２・・・後輪側回転速度Ｐｃ・・・流体圧

Claims

【特許請求の範囲】１）入力軸と第１出力軸及び第２出力軸との間に設けら
れた差動ギヤによるトルク配分機構と、第１出力軸と第
２出力軸との間に設けられた可変トルククラッチと、を
備えたトルク配分装置において、前記可変トルククラッチに流体圧によりクラッチ締結力
を付与させる締結手段を設け、該締結手段に第１出力軸
と第２出力軸の回転速度差に応じて流体圧を発生する流
体圧発生装置を設けたことを特徴とするトルク配分装置
。