JPH01120443A - 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】 産業上の利用分野 この発明は、四輪駆動装置において所定の駆動軸から従
動軸に駆動力を伝達するために装置に関し、例えば駆動
力を前輪駆動軸から後輪駆動軸に、あるいはこれとは反
対に後輪駆動軸から前輪駆動軸に伝達するための駆動連
結装置に関するものである。

従来の技術 従来、エンジンによって発生させた駆動力を四輪の全て
に分配するトランス７７装置として、クラッチとチェー
ン伝動機構とをからなるパートタイム型式ヤ差動歯車機
構と摩擦クラッチを用いたフルタイム型式のもの、さら
にはビスカスカップリングを用いた所謂リアルタイム型
式のものなどが知られているが、最近では、前輸出力軸
と後輸出力軸との間に回転数差が生じた場合に、その相
対回転によって油圧ポンプを駆動し、その結果生じた油
圧によってクラッチを係合させることにより四輪への動
力の分配を行なう型式の装置が提案されている（特開昭
６１−１０２３２９号、同６１−１０．２３３０号）。

しかるにトランスファ装置は、既に搭載されている変速
装置に更に付加して搭載されるものであるから、スペー
ス上の制約や車両重量の軽量化のために可及的に小型軽
世であることが好ましい。

その点からすると、上記の提案に係る装置は、油圧ポン
プによって発生させた油圧によってピストンを移動させ
、そのピストンによってクラッチを押圧して係合させる
構成であるため、部品点数が多く、また油路が長くなる
など、小型軽量化の点て更に改良する余地があった。

そこで本出願人は、前輸出力軸と後輸出力軸との間に設
けたクラッチに対して、各出力軸の相対回転によって駆
動される油圧ポンプを同軸上で対向させ、かつ軸線方向
に移動自在に配置し、前輸出力軸と後輸出力軸との相対
回転によって発生した油圧によって油圧ポンプ自体をク
ラッチ側に移動させてクラッチを係合させるよう構成す
ることのできる装置を既に特願昭６２−２１７３５４号
によって提案した。

発明が解決しようとする問題点 しかるに本出願人が特願昭６２−２１７３５４号によっ
て提案した装置では、油圧ポンプの小デーかピストンと
して機能するから、従来必要としていたピストンを省略
し、それだけ部品点数を削減して小型軽量化を図ること
ができる。しかしながら本出願人の提案による上記の装
置および前掲の特開昭６１−１０２３２９号、同６１−
１０２３３０号に記載された装置では、前輸出力軸と後
輸出力軸との相対回転によって油圧ポンプを駆動し、そ
の結果生じた油圧をそのままクラッチに作用させている
から、その係合力を大きくするには油圧ポンプを大型化
して発生油圧を高くする必要が必り、換言すれば、油圧
ポンプの大きざがクラッチの係合力に大きく影響するた
めに、油圧ポンプの小型化を図ることができず、装置全
体の小型軽量化を図るうえで大きな制約があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、ク
ラッチの係合力を機構的に増大させて油圧ポンプの小型
化を図り、ひいては装置全体の小型軽量化を図ることの
できる四輪駆動用駆動連結装置を提供することを目的と
するものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、駆動軸と従
動軸との相対回転によって油圧ポンプを駆動するととも
に、その油圧ポンプによって発生した油圧により圧力応
動部材を移動させ、駆動軸と従動軸との間に配置したク
ラッチをその圧力応動部材の移動によって係合させ、さ
らに前記圧力応動部材をリターンスプリングによって復
帰移動させるよう構成した四輪駆動用駆動連結装置にお
いて、前記クラッチと圧力応動部材とを同一軸線上で対
向ざぜて配置するとともに、前記リターンスプリングを
ダイヤフラム型スプリングとし、かつそのダイヤフラム
型スプリングをクラッチと圧力応動部材との間に配置し
、そのダイヤフラム型スプリングの内周端と外周端との
いずれかの一方の端部を前記圧力応動部材によって押圧
される自由端とするとともに、他方の端部を少なくとも
圧力応動部材による押圧方向とは反対方向に対して固定
した固定端し、さらにダイヤフラム型スプリングの内周
端と外周端との間の中間部を前記クラッチに接触してク
ラッチを軸線方向に押圧する作用部としたことを特徴と
するものである。

作　　　　用 この発明の装置では、駆動軸と従動軸との相対回転、例
えば前輪もくしは後輪かスリップするなどのことに起因
する相対回転が生じると、油圧ポンプか駆動されて油圧
が発生し、その油圧によって例えばピストンもしくは油
圧ポンプ自体のホゾ−などの圧力応動部材が移動させら
れる。その結果、圧力応動部材とクラッチとの間に配置
したダイヤフラム型スプリングの自由端かクラッチ側に
押圧されるが、そのダイヤフラム型スプリングの中間部
がクラッチに接触してクラッチを係合方向に押圧する作
用部であり、かつ他方の端部の固定端が自由端に押圧方
向とは反対方向に対して固定されているから、ダイヤフ
ラム型スプリングがテコと同様な作用を行ない、自由端
に与えられた荷重を増大ざぜで作用部からクラッチに与
える。したがってその荷重の増大作用に応じて油圧ポン
プを小型化できる。

実施例 つぎにこの発明の実施例を添付の図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を示す部分断面図であって
、ここに示す例は、駆動力を車輪に伝達する推進軸を駆
動軸１と従動軸２とによって構成し、これらの駆動軸１
と従動軸２との間に設けた例である。すなわちこれらの
軸１，２の連結部分は、１対のハウジング３．４によっ
て覆われており、駆動軸１の端部には、そのハウジング
３．４の内周面に対してＯリングなどのシール材で液密
性を保持して摺接するインナーケース５がスプライン嵌
合して取付けられている。このインナーケース５は、後
述する摩擦式クラッチ６の外周側のクラッチハブ７と油
圧ポンプ８のホルダとを兼ねるものであって、ハウジン
グ３，４の内周面に沿った形状に形成され、ラジアル軸
受およびスラスト軸受などの軸受９によってハウジング
３，４に対して回転自在に保持されるとともに、その外
周には三本の０リング１０が取付けられており、したが
ってインナーケース５とハウジング３．４との間はＯリ
ング１０によって三部分に′ｆｉ密状懇に区画されてい
る。

他方、従動軸２の端部には、駆動軸１側に延びた円筒部
材１１がスプライン嵌合して取付けられている。この円
筒部材１１のうち従動軸２の外周に嵌合しているボス部
が前記インナーケース５と共に後述する油圧ポンプ８を
保持するホルダとなっており、またその部分から駆動軸
１側に延びた部分が後述する摩擦式クラッチ６の内周側
のクラッチハブ１２となっている。

ここで摩擦式クラッチ６について説明すると、このクラ
ッチ６は、駆動軸１と従動！Ｉ！１２とを接続および遮
断するためのものであって、前記インナーケース５の一
部である外周側のクラッチハブ７の内周面にスプライン
嵌合させた多数枚のスペーサプレート１３と、これらの
スペーサプレート１３に対して交互に配置され、かつ前
記円筒部材１１の一部である内周側のクラッチハブ１２
の外周面にスプライン嵌合させた摩擦ディスク１４とを
有し、さらにこれらのスペーサプレート１３と摩擦ディ
スク１４とをオイルによって湿潤させた湿式多板クラッ
チであり、スペーサプレート１３と摩擦ディスク１４と
を加圧接触させることによる摩擦力でトルクの伝達を行
なうよう構成されている。

また油圧ポンプ８について説明すると、ここで用いられ
ている油圧ポンプ８は第２図に示すようにベーンポンプ
であって、そのロータ１５は前記円筒部材１１にあける
ボス部の外周に、ボールスプライン１６によって軸線方
向に移動自在でかつ円筒部材１１と一体となって回転す
るよう取付けられている。またロータ１５に保持させた
ベーン１７の先端部を摺接させるカムリング１８は、前
記インナーケース５の内周に、ボールスプライン１９に
よって軸線方向に移動自在でかつインナーケース５と一
体となって回転するよう取付けられている。さらにロー
タ１５とカムリング１８との間には、左右１対のサイド
プレート２０．２１がベーン１７を挟んだ状態に設けら
れており、これらのサイドプレート２０．２１はカムリ
ング１８に固定されるとともに、ロータ１５に対して回
転自在となっている。そしてクラッチ６側（第１図の左
側）のサイドプレート２０には、回転中心に対して対称
となる２箇所に吸入ポート２２が形成されており、また
他方のサイドプレート２１のうち吸入ポート２２に対し
て９０度位相のずれた位置の三箇所に吐出ポート２３が
形成されている。

上記の油圧ポンプ８に対してオイルを循環させる油路に
ついて説明すると、前記インナーケース５のうちクラッ
チ６を挟んで油圧ポンプ８とは反対側の部分に、内面か
ら外面に貫通する小孔２４が形成されるとともに、イン
ナーケース５の外周面とハウジング３，４の内面との間
には、前記Ｏリング１０によって区画されて小孔２４に
連通ずる吸入油路用スペース２５が形成され、さらに第
１図の左側のハウジング３には、その吸入油路用スペー
ス２５に連通するよう吸入チューブ２６が接続されてい
る。またさらにインナーケース５のうち前記吐出ボート
２３を形成したサイドプレート２１に対向する部分には
、内面から外面に貫通する小孔２７が形成されるととも
に、インナーケース５の内面と第１図の右側のハウジン
グ４の内面との間には、小孔２７に連通しかつ前記Ｏリ
ング１０によって区画された吐出油路用スペース２８か
形成され、この吐出油路用スペース２８に連通する吐出
）チューブ２９がハウジング４に接続されている。そし
て各チューブ２６．２９は開閉用電磁弁３０．ｆｆｉよ
びオイルリザーバ３１を介して連通している。なお、オ
イルの漏洩を防止して上記の油路を確保するために必要
箇所にＯリングなどのシール材が配置されている。

前述した説明から明らかなように、クラッチ６と油圧ポ
ンプ８とは、同一軸線上で互いに隣接して配置されてお
り、そしてこれらのクラッチ６と油圧ポンプ８との間に
は、ダイヤフラム型のリターンスプリング３２か配置さ
れている。このリターンスプリング３２の形状は第３図
に示すように、外周端に対して内周端が軸線方向に突出
した環状であって、その外周端はクラッチ６に接近した
位置でスナップリング３３によって前記インナーケース
５の内周面に固定され、また内周端は自由端となって油
圧ポンプ８にあける第１図の左側のサイドプレート２０
に接触してあり、したかってリターンスプリング３２が
油圧ポンプ８を第１図の右方向に弾性的に押圧している
。そしてリターンスプリング３２の中間部３４がクラッ
チ６の端部に配置したディスク部材３５における突部３
６に接触し、その中間部３４が突部３６を介してクラッ
チ６に押圧力を与える作用部となっている。なお、リタ
ーンスプリング３２の外周端は少なくとも油圧ポンプｓ
側への移動を規制するよう固定しておればよく、これと
は反対方向には特には固定しなくてもよい。またリター
ンスプリング３２は外周端を自由端として油圧ポンプ８
のサイドプレート２０に接触させ、内周端を円筒部材１
１に固定してもよい。

したがって上記の構成では、リターンスプリング３２を
介してクラッチ６を押圧するようになっており、また油
圧ポンプ８が軸線方向に移動自在でかつその油圧ポンプ
８にリターンスプリング３２の自由端が接触しているか
ら、油圧ポンプ８が油圧の発生手段であると同時に油圧
によって移動してクラッチ６を押圧する圧力応動部材と
なっている。

つぎに上記の装置の作用を説明する。

駆動軸１と従動軸２とからなる推進軸を、ＦＦ重（前起
きエンジン前輪駆動車）をベースとした四輪駆動車にお
ける後輪の推進軸とした場合、駆動軸１か変速機もしく
はトランスファ（それぞれ図示せず）に接続されていて
駆動力を与えられる。

平坦路の直進走行の場合には前輪と後輪とが等速で回転
するから、駆動軸１と従動軸２とが等速で同方向に回転
し、両者の間の相対回転はない。したがって前記インナ
ーケース５と円筒部材１１とが同様に回転するので、油
圧ポンプ８にあけるロータ１５とカムリング１８とに相
対回転が生じず、油圧ポンプ８は駆動されない。この状
態ではポンプ８は前記リターンスプリング３２によって
クラッチ６から離隔する方向に押され、その結果、クラ
ッチ６には係合力が作用しないので解放状態にある。

口れに対して悪路定行などの場合に、前輪と後輪とで回
転数に差が生じると、駆動軸１の回転数と従動軸２の回
転数とに差が生じ、したがってインナーケース５と一体
となって回転するカムリング１８と、円筒部材１１と一
体となって回転するロータ１５とか相対回転する。すな
わちロータ１５がカム１ノング８に対して回転するので
、オイルが前記吸入チューブ２６および吸入油路用スペ
ース２５ならびに小孔２４を経て吸入ボート２２がら吸
い込まれ、かつ加圧されて吐出ボート２３から送り出さ
れる。この場合、開閉用電磁弁３０によって油路を閉じ
ておくと、吐出ボート２３から送り出されたオイルは、
小孔２７から吐出油路用スペース２８を経て吐出チュー
ブ２９に至る流通路内に充満することになる。その結果
、油圧ポンプ８の吐出側での圧力が高くなるために、油
圧ポンプ８は自らが発生させた圧力によって吸入ポート
２２側すなわちクラッチ６側に移動させられる。

それに伴いダイヤフラム型のリターンスプリング３２の
内周端：がクラッチ６側に押されるが、リターンスプリ
ング３２の外周端が固定され、これに対して中間部３４
がディスク部材３５における突部３６に接触しているの
で、ディスク部材３５すなわちクラッチ６にはリターン
スプリング３２を介して押圧力が作用する。その場合、
リターンスプリング３２は、内周端を力点、外周端を支
点、中間部３４を作用点としたテコとして作用するので
、これらの各点の位置を第３図に示す寸法！。

１１とし、かつ内周端にかかる荷重をＦとしだ場合、ク
ラッチ６に対する押圧力Ｆｏは Ｆｏ＝Ｆ−１／１１　　（ここでｌ／１１＞１＞となり
、したがって上記の構成では油圧によって生じさせた荷
重を増大させて押圧力としてクラッチ６に作用させるこ
とができる。

ディスク部材３５に対して上記のように押圧力が作用す
ると、クラッチ６が押圧力に応じた伝達トルク容量の停
台状態となり、インナーケース５から円筒部材１１に対
して、すなわち駆動軸１から従動軸２に対してトルクが
伝達される。その場合の伝達トルクは、クラッチ６にか
かる押圧力すなわち油圧ポンプ８で発生する圧力によっ
て変わるが、油圧ポンプ８で発生する圧力は第４図に実
線で示すように、そのロータ１５のカムリング１８に対
する相対回転数が大きくなるほど高くなり、したがって
駆動軸１と従動軸２との回転数の差が大きくなると伝達
トルクが大きくなる。これはビスカスカップリングと同
様な特性である。したがって例えば前輪が脱輪などによ
って空転し、それに伴って駆動軸１と従動軸２との回転
数の差が大きくなると、後輪に大きなトルクが伝達され
るので、脱輪状態からの脱出を図ることができる。

なお、上記の装置ではリータンスプリング３２がテコと
し作用するので、相対回転数に対する伝達トルクの増大
傾向は、前述した従来装置（第４図の破線）に比較して
大きくなる。またリータンスプリング３２を予め撓ませ
てプレロードをかけた場合には第４図に鎖線で示す特性
となる。

ところで、駆動軸１と従動軸２との間で相対回転が生じ
、油圧ポンプ８が油圧を発生させた場合に、前記電磁弁
３０を開いておけば、油圧ポンプ８の吐出側の圧力が特
に高くなることはないので、油圧ポンプ８はリターンス
プリング３２によって押し戻された状態のままとなり、
すなわちクラッチ６を押圧しないので、クラッチ６が解
放状態に維持され、その結果、従動軸２側にトルクが伝
達。

されず、二輪駆動状態となる。すなわち電磁弁３０によ
って二輪駆動と四輪駆動とを選択でき、パートタイム四
輪駆動とすることができる。

なあ、上記の実施例では、油圧ポンプ８の吐出口側の油
路を電磁弁３０によって閉じる構成としたが、この発明
では上記の電磁弁３０に変えて流体圧を一定圧力以下に
維持する圧力調整弁もしくは流量調整弁を用いることも
でき、その場合、流量を絞るほど圧力が高くなって伝達
トルクが増大する。また油圧ポンプ８は吸入側と吐出側
との圧力差によって移動するのであるから、この発明で
は油圧ポンプ８の吸入側の油路を閉じ、もしくは油路面
積を減じて吸入側の圧力を低くし、それに伴う圧力差、
によって油圧ポンプを移動させるようにしてもよい。

第５図はこの発明の他の実施例を示す部分断面図であっ
て、ここに示す装置はクラッチ４０の内周側に油圧ポン
プ４１を同心状に設けるとともに、圧力応動部材として
ピストン４２を用いたものである。すなわち駆動軸とし
ての前輸出力軸４３と従動軸としての後輸出力軸４４と
が同一軸心上に配置されており、前輸出力軸４３はケー
ス４５内に設けたサポート部４６に軸受４７によって回
転自在に支持されかつ変速機（図示せず）のドライブギ
ャ４８に噛合している。また後輸出力軸４４は前輸出力
軸４３を貫通し、その軸端はケース４５に対して液密状
態に嵌合しかつ回転自在に支持されている。他方、油圧
ポンプ４１は軸線方向に対向させて接合した一対のポン
プケース４９，５０の内部にインナギヤ５１とアウタギ
ヤ５２とを収容したものであって、この油圧ポンプ４１
は後輸出力軸４４の外周側にあって前輸出力軸４３に対
して並列に配置されてあり、一方のポンプケース４９が
前輸出力軸４３の内周部にスプライン５３を介して嵌合
し、またインナギヤ５１が後輸出力軸４４にスプライン
嵌合している。さらに各ポンプケース４９，５０はクラ
ッチハブを兼ねており、これらのポンプケース４９．５
０の外周部には多数枚の摩隙ディスク５４がスプライン
嵌合している。この摩原ディスク５４と対をなすスペー
サプレート５５は、油圧ポンプ４１の外周側を覆うよう
にｊΩけたクラッチドラム５６の内周面にスプライン嵌
合している。クラッチドラム５６はスペーサプレート５
５を内周面に設けた円筒部分と中心軸線に対してほぼ垂
直な側壁部分とその側壁部分の内周縁に形成したボス部
とを有しており、そのボス部によって後輸出力軸４４に
スプライン嵌合している。またボス部の外周側には前記
油圧ポンプ４１における他方のポンプケース５０の環状
突起部５７が延び出しており、その環状突起部５７には
吐出ポート５８と環状突起部５７の外周面に開口する油
路５９とが形成されるとともに、これらの吐出ポート５
８と油路５９とを排油口６０に切換えて連通させるチエ
ツクポール６１が設けられている。

環状突起部５７の外周側には、その外周面と前記クラッ
チドラム５６の内周面とに液密性を維持して摺接するピ
ストン４２が、クラッチ４０に対して前後動するよう配
置されている。さらにまたピストン４２とクラッチ４０
との間にはダイヤフラム型のリターンスプリング６２が
配置されており、その外周端はクラッチドラム５６の内
周面にスナップリング６３によって固定されて固定端と
なり、また内周端はピストン４２に接触子してピストン
４２と共に移動する自由端となっている。

そしてリターンスプリング６２の中間部は、前記スペー
サプレート５４のうちピストン４２側の端部に位置する
スペーサプレート５５の突起部６４に接触し、クラッチ
４０に押圧力を与える作用部となっている。

なお、前記油路５９は、ピストン４２を挟んでクラッチ
４０とは反対側の空間部に開口している。

したがって上記の装置では、車輪のスリップなどによっ
て前輸出力軸４３と後輸出力軸４４との回転数に差が生
じると、油圧ポンプ４１が駆動され、その結果生じた油
圧は吐出ポート５８から送り出される。その場合、前記
チエツクポール６１が第５図の右方向に押されるので、
吐出ポート５８と油路５９とが連通され、油圧はピスト
ン４２の背面側（第５図の右側）の空間部に供給され、
ピストン４２がクラッチ４０側に移動する。その結果、
リターンスプリング６２の内周端に荷重がかかるが、リ
ターンスプリング６２は前述したように外周端が固定さ
れ、かつ中間部がスペーサプレート５５の突起部６４に
当接して作用部となっているので、クラッチ４０にはピ
ストン４２による荷重が倍加されて作用し、クラッチ４
０とその押圧力によつ・て係合してトルクの伝達を行な
う。

すなわち前輸出力軸４３から後輸出力軸４４にトルクが
伝達される。なお、その伝達トルクは、クラッチ４０の
係合力すなわち発生する油圧に応じて増加する。

上記のようにして前輸出力軸４３から後輸出力軸４４に
対してトルクが伝達された結果、両方の回転数が等しく
なると、油圧ポンプ４１が駆動しなくなって油圧が生じ
なくなり、それに伴いチエツクポール６１が第５図の左
方向に移動して油路５９が排油口６０に連通するので、
リターンスプリング６２がピストン４２を押し戻し、ク
ラッチ４０が解放される。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の駆動連結装置
によれば、駆動軸と従動軸との相対回転に伴って生じる
油圧によってダイヤフラム型のすターンスプリングの一
方の端部に荷重を作用させ、そのリターンスプリングを
介してクラッチに押圧力を与えるが、その場合にリター
ンスプリングの固定端と自由端との間の中間部がクラッ
チに押圧力を与える作用部となっているので、リターン
スプリングがテコとして作用し、その結果、リターンス
プリングにかかる荷重を増大させてクラッチに対して押
圧力を与えることができる。したがってこの発明によれ
ば、必要とする油圧が低くてよいから、油圧ポンプを小
型軽量化することができ、その結果、車両搭載性の良い
駆動連結装置を得ることができ、また併せて安価なもの
とすることができる。さらにこの発明では、リターンス
プリングがクラッチに直接接触して押圧力を与える部材
となるから、リターンスプリングにプレロードをかけて
おくことにより、クラッチを゛構成する摩擦ディスクお
よびスペーサプレートを常時軽荷重で接触させて両者の
間の所謂ガタを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す一部省略した断面図
、第２図は第１図の■−■線矢視図、第３図はリターン
スプリングの概略的な断面図、第４図は相違回転数と伝
達トルクとの関係を示す線図、第５図はこの発明の他の
実施例の部分断面図である。 １・・・駆動軸、　２・・・従動軸、　６・・・摩擦式
クラッチ、　８・・・油圧ポンプ、３２・・・リターン
スプリング、　４０・・・クラッチ、　４１・・・油圧
ポンプ、４２・・・ピストン、　４３・・・前輸出力軸
、　４４・・・後輸出力軸、　６２・・・リターンスプ
リング。 出願人　　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 駆動軸と従動軸との相対回転によつて油圧ポンプを駆動
   するとともに、その油圧ポンプによって発生した油圧に
   より圧力応動部材を移動させ、駆動軸と従動軸との間に
   配置したクラッチをその圧力応動部材の移動によって係
   合させ、さらに前記圧力応動部材をリターンスプリング
   によつて復帰移動させるよう構成した四輪駆動用駆動連
   結装置において、 前記クラッチと圧力応動部材とを同一軸線上で対向させ
   て配置するとともに、前記リターンスプリングをダイヤ
   フラム型スプリングとし、かつそのダイヤフラム型スプ
   リングをクラッチと圧力応動部材との間に配置し、その
   ダイヤフラム型スプリングの内周端と外周端とのいずれ
   かの一方の端部を前記圧力応動部材によつて押圧される
   自由端とするとともに、他方の端部を少なくとも圧力応
   動部材による押圧方向とは反対方向に対して固定した固
   定端とし、さらにダイヤフラム型スプリングの内周端と
   外周端との間の中間部を前記クラッチに接触してクラッ
   チを軸線方向に押圧する作用部としたことを特徴とする
   四輪駆動用駆動連結装置。