JPH02274630A - ４輪駆動車用駆動力伝達装置 - 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、４輪駆動車の前輪駆動軸と後輪駆動軸との
間に介在して、駆動力を伝達する４輪駆動車用駆動力伝
達装置に関する。

〈従来の技術と発明が解決しようとする課題〉４輪駆動
車は、悪路走破性に優れているだけでなく、一般道にお
いても加速性や走行安定性に優れていることから、近年
、急速に普及してきている。

この４輪駆動車において、従来、前輪の駆動軸と後輪の
駆動軸とをリジッドに結合したものがあった。しかし、
これでは、旋回走行時における前輪と後輪との旋回半径
の相違により、前輪の回転数と後輪の回転数に差異を生
じた場合、プロペラシャフトに捩りを生じると共に、旋
回の内側の後輪がすべりを生じた状態で引きずられる、
いわゆるタイトコーナブレーキング現象が発生するとい
う難点があった。そこで、現在の４輪駆動車においては
、上記のタイトコーナブレーキング現象を防止するため
に、両駆動軸間に、両駆動軸間の回転数差を許容するこ
とのできる駆動力伝達装置を介在している。

上記の駆動力伝達装置として、特開昭６３−２８４０２
８号公報に示すようなベーンポンプ式のものが提供され
ている。この駆動力伝達装置は、両部動軸の何れか一方
と共に回転するベーン付きのロータを、該ロータと同軸
上において、他方と共に回転するケーシングのカムリン
グ内に配設することにより、ベーンポンプを構成してい
る。そして、ロータとカムリングとが、両者間に介在す
る圧油との間に生ずる流体摩擦力によって互いに結合さ
れ、この流体摩擦力を介して両駆動軸間にトルクが伝達
される。この流体摩擦力は、原理的には、ベーンポンプ
による発生圧力が高いほど、すなわち、両駆動軸間の回
転数差が大きいほど大きい。

ところが、上記のベーンポンプ式の駆動力伝達装置にお
いては、発生圧力が高くなると、カムリングが膨脹して
カムリングとベーンとの間に隙間を生じたり、カムリン
グの両端面に配置されベーンポンプの圧力室を構成する
サイドプレートが変形してロータとサイドプレートとの
隙間が大きくなるといった現象が生じる。これにより、
発生圧力の上昇が抑制されてしまう。したがって、両駆
動軸間の回転数差の上昇に対して、伝達トルクの十分な
上昇が得られないという難点があった。

一方、ビスカス・カップリングと呼ばれる駆動力伝達装
置が提供されている。このビスカス・カップリングは、
駆動軸のうちの一方と共に回転する多数枚のインナプレ
ートと、他方と共に回転する多数枚のアウタプレートと
を近接状態で交互に配設しており、両プレートを、その
間に非常に粘性の高いオイルを介在させた状態で、ケー
シング内に密封している。通常状態では、インナプレー
トとアウタプレートとが、両者間に介在するオイルとの
間に生ずる流体摩擦力によって互いに結合され、トルク
が伝達されている。そして、車両が砂上等を走行中で両
者間の回転数差が大きくなり、流体摩擦によってオイル
が異常な高温になっても、いわゆるハンプ現象によって
、その昇温か回避される。すなわち、オイルとオイルに
溶は込んでいるエアとの高嵩時での爆発的な相互作用に
よって、両プレートが圧着されて両部動軸が直結状態と
なり、これによって、両者間の回転数差がなくなるので
、それ以上の昇温を防ぐことができるわけである。

ところが、上記のハンプ現象が生じた場合、伝達トルク
が急激に上昇してしまうという問題かあると共に、シー
ルが破損するという問題があった。

また、圧着されたプレートが摩擦によって劣化すると共
に、プレート間のオイルが剪断によって劣化し、耐久性
の点でも問題があった。

この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり
、両駆動軸間の回転数差の増大に応じて滑らかな累進的
曲線状に伝達トルクを増加することができ、且つ耐久性
に優れた４輪駆動車用駆動力伝達装置を提供することを
目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するためのこの発明に係る４輪駆動車用
駆動力伝達装置は、一対の駆動軸どうしの間に介在して
トルクを伝達する４輪駆動車用駆動力伝達装置において
、上記一対の駆動軸のうちの一方の駆動軸に一体回転可
能に設けられ、且つオイルが充満密封されたケーシング
と、他方の駆動軸に一体回転可能に且つ軸方向に移動可
能に設けられたプロペラ軸と、このプロペラ軸に設けら
れ、ケーシング内に遊嵌された軸流プロペラと、ケーシ
ング及びプロペラ軸の間に介在し、プロペラ軸の軸方向
の移動によって断続操作されるクラッチと、クラッチを
遮断させる方向にプロペラ軸を弾性付勢する付勢手段と
を具備することを特徴とするものである。

く作用〉 上記の構成の４輪駆動車用駆動力伝達装置によれば、一
対の駆動軸の何れか一方にオイルが密封されたケーシン
グを、他方にプロペラ軸をそれぞれ一体回転可能に設け
ていると共に、プロペラ軸に設けた軸流プロペラをケー
シング内に遊嵌しているので、当該一対の駆動軸間に回
転数差が発生すると、ケーシング内 回転することにより、軸流プロペラに推力が生ずる。そ
して、上記のプロペラ軸を軸方向に移動可能としており
、Ｈつケーシング及びプロペラ軸の間にクラッチを設け
ていると共にこのクラッチを遮断させる方向にプロペラ
軸を弾性付勢する付勢手段を設けているので、上記の推
力によって付勢手段に抗してプロペラ軸を軸方向に移動
させて、クラッチを接続することにより、プロペラ軸及
びケーシングを一体的に回転させることができ、これに
より、両部動軸を一体的に回転させることができる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第２図はこの発明に係る４輪駆動車用駆動力伝達装置を
装着した車両の伝達系の模式的平面図であり、同図にお
いて、エンジン（８１）からトランスミッション（８２
）を介して駆動される前輪駆動軸（８３）から、トラン
スファ（８４）、第１の回転軸（１１）駆動力伝達装置
（１）、第２の回転軸（１２）及びデフ（８５）を介し
て、後輪駆動軸（８６）に駆動力が伝達されるようにな
っている。上記第１の回転軸（１１）及び第２の回転軸
（１２）は、いわゆる推進軸（プロペラシャフト）と呼
ばれるものである。

第１図は、駆動軸用伝達装置（１）及びその付近を示す
一部欠截断面図であり、同図において、この４輪駆動車
用駆動力伝達装置（１）は、第２の回転軸（１２）と共
に回転するケーシング（２と、第１の回転軸（１１）と
共に回転し軸方向に移動可能なプロペラ軸（４）と、こ
のプロペラ軸（４）に設けられケーシング（２）内に遊
嵌された軸流プロペラ■と、ケーシング■とプロペラ軸
（４）との間に介在するクラッチ（３）と、このクラッ
チ（３）を遮断する方向に弾性付勢する付勢手段として
圧縮コイルばね（５）とを有している。

このクラッチ（３）は、ケーシング（２）と共に回転す
る摩擦クラッチ本体（３１）と、プロペラ軸（４）と共
に回転するクラッチ板（３２）とからなる。上記の圧縮
コイルばね（５）は、クラッチ板（３２）と摩擦クラッ
チ本体（３１）との間に介在し、両者を離反させるよう
に付勢している。

ケーシング（２）は、半球面状の内凹面（２３）を形成
したケーシング本体（２１）と、このケーシング本体（
２１）の内凹面（２３）との間に半球状のオイル室（７
）を形成した蓋（２２）とからなる。このオイル室（７
）には、オイルが充填されている。上記内凹面（２３）
は、プロペラ軸（４）の軸線上に、後述するプロペラ本
体（６１）の先端部（８１ａ）と当接する弾性部材（２
４）を配設している。この内凹面（２３）には、弾性部
材（２４）を中心として放射状に、複数の弓形状のフィ
ン（２５）か配設されている。また、内凹面り２３）に
沿い且つフィン（２５）との間に隙間を設けた状態で、
半球面状の隔壁（２６）が設けられている。この隔壁り
２６）は、軸流プロペラ（６）の軸線上に貫通孔（２６
ａ）を形成しており、この貫通孔（２８ａ）には、プロ
ペラ本体（Ｂ１）の先端部（６１ａ）が、隙間を設けた
状態で貫通している。隔壁（２６）は、Ｍ　（２２）に
近接した部分に、半径方向に貫通する複数の貫通孔（２
６ｂ）を形成している。各貫通孔（２６ｂ）は、隣接す
るフィン（２５）の間に位置している。軸流プロペラ（
６）により送られたオイルは、隔壁（２Ｂ）に沿って流
れて貫通孔（２８ａ）を通り抜けた後、隔壁（２６）と
内凹面（２３）の間をフィン（２５）に沿った状態で送
られ、貫通孔（２１ｉｂ）を通り抜けて、軸流プロペラ
（６）の上流側に戻るようになっている。

ケーシング本体（２１）は、第２の回転軸（１２）のフ
ランジ部（１２ａ）にねじ（１３）によって取り付けら
れている。また、摩擦クラッチ本体（３１）、蓋（２２
）及び隔壁（２６）は、“これらを順次に貫通したねじ
（１４）によってケーシング本体（２１）の端面に取り
付けられている。これにより、ケーシング（２）及び摩
擦クラッチ本体（３１）は、第２の回転軸（１２）と一
体的に回転するようにしである。

蓋（２２）は、プロペラ軸（４）の軸流プロペラ（６）
側の端部（４１）を、ベアリング（２７）及びオイル密
封用のシール（２８）を介在した状態で、軸方向に移動
可能に貫通させている。

プロペラ軸（４）は、第１の回転軸（１１）側の端部（
４２）に複数のキー（４２ａ）を一体形成しており、こ
の端部（４２）を、第１の回転軸（１１）のキー溝付き
孔（ｌｌａ）に対してスプライン結合している。

軸流プロペラ（６）は、プロペラ軸（４）の端部（４１
）に連結した略円錐形のプロペラ本体（６１）と、該プ
ロペラ本体（６１）の周面に配設された複数の羽根（６
２）とからなる。軸流プロペラ（６）は、第１の回転軸
（１１）が第２の回転軸（１２）よりも早く回転してい
る場合に、クラッチ板（３２）が摩擦クラッチ本体（３
２）に接続する方向に推力が生ずるように、羽根（６２
）を形成している。すなわち、前輪駆動軸（８３）側か
ら後輪駆動軸（８Ｂ）側へのみ駆動力が伝わり、後輪駆
動軸（８６）側からの駆動力は前輪駆動軸（８３）側に
伝わらないようになっている。

摩擦クラッチ本体（３１）は、一対のベアリング（３３
）及びシール（３４）を介在した状態で、プロペラ軸（
４）の途中部を軸方向に移動可能に貫通させている。ま
た、摩擦クラッチ本体（３１）は、円錐面からなる摩擦
面（３１ａ）を有している。

クラッチ板（３２）は、摩擦面（３１ａ）に合致可能な
円錐面状をしており、クラッチ板保持部材（３５）に取
り付けられている。このクラッチ板保持部材（３５）は
、ナツト（３６）によってプロペラ軸（４）の段部（４
３）に取り付けられ、軸方向の移動を規制されていると
共に、プロペラ軸（４）と一体回転するようにキー（３
７）によって当該端部（４３〉に結合されている。

したがって、クラッチ板（３２）は、プロペラ軸（４）
に一体回転し、プロペラ軸（４）の軸方向の移動に伴っ
て移動するようになっている。

この実施例によれば、前輪駆動軸（８３）と後輪駆動軸
（８６）との間に回転数の差が生じると、第１の回転軸
（ｌｔ）及び第２の回転軸（１２）の間に回転数の差が
生じ、相対的には、一方の回転軸のみが、回転数差分だ
け回転していることになり、オイルを攪拌した軸流プロ
ペラ（６）が軸方向の推力（Ｐ）を受ける。この推力（
Ｆ）が、圧縮コイルばね（５）に抗してプロペラ軸（４
）及びクラッチ板（３２）を、第１図において左方へ移
動させると、クラッチ板（３２）が摩擦クラッチ本体（
３１）の摩擦面（３１ａ）に対して押圧され、両者が接
続する（第３図参照）。これにより、プロペラ軸（４）
及びケーシング（２）を一体向に回転させることができ
、両回転軸（１１）（１２）を一体向に回転させること
ができる。そして、両回転軸（１１）（＋２）の回転数
差が小さくなると、推力（Ｐ）に抗して圧縮コイルばね
（５）が、プロペラ軸（４）及びクラッチ板（３２）を
、第３図において右方へ移動させ、クラッチ板（３２）
が摩擦クラッチ本体（３１）の摩擦面（３１，ａ）から
離反し、両回転軸（１，１）（１２）間の回転数差を許
容できる状態となる（第１図参照）。

ここで、推力（Ｐ）が両回転軸（＋１．）（１２）の回
転数差の二乗に比例するので、クラッチ板（３２）の摩
擦面（３１ａ）に対する押圧力も上記回転数差の二乗に
比例することになる。したがって、回転数差の増大に対
して伝達トルクをＭらかな累進的曲線状に増加させるこ
とができるという利点がある。

また、従来のビスカス脅カップリングでは、オイルの剪
断抵抗を利用することに起因してオイルの劣化が激しい
のに比較して、流体による推力を利用する本実施例では
、オイルの劣化を抑制することができる。しかも、ビス
カス・カップリングのようなハンプ現象の発生もなく、
上記のオイル劣化の抑制と相俟って装置の耐久性を向上
させることができるという利点がある。

一方、Ａ、Ｂ、Ｓ、（アンチ−スキッド・ブレーキシス
テム）を採用している車両では、４輪の中で最も早い速
度を持つものを選択することにより、車体の速度を推定
している。しかし、このＡ。

Ｂ、Ｓ、を採用した４輪駆動車では、前後輪が略同期し
て回転し且つ４輪がロック状態に近い場合、上記の推定
が困難である。そこで、Ａ、Ｂ、Ｓ。

を採用した４輪駆動車では、前輪駆動軸（８３）側から
後輪駆動軸（８Ｂ）側にのみトルクを伝えるワンウェイ
クラッチを採用しているものがある。本実施例の４輪駆
動車用駆動力伝達装置（１）では、後輪駆動軸（８６）
側に接続されている第２の回転軸（１２）側へのみトル
クが伝わるので、上記のワンウェイクラッチを不要にで
きるという利点もある。

なお、この発明に係る４輪駆動車用駆動力伝達装置は、
上記実施例に限定されるものでなく、例えば、プロペラ
軸（４）を第２の回転軸（１２）側に、ケーシング（２
）を第１の回転軸（１１）側に連結しても良い。また、
摩擦クラッチ本体（３１）をプロペラ軸（４）と一体回
転させ、クラッチ板（３２）をケーシング（２）と−・
体回転させるようにしても良い。これらの場合も、第１
の回転軸（１１）が第２の回転軸（１２）よりも早く回
転するときに、クラッチ板（３２）が摩擦クラッチ本体
（３１）に接続する方向に推力が生ずるように、軸流プ
ロペラ（６）の羽根（６２）を形成すれば良いＯ 〈発明の効果〉 以上のように、この発明に係る駆動軸用連結装置によれ
ば、一対の駆動軸間の回転数差によってケーシングと軸
流プロペラとの間に相対的な回転が生じるが、この回転
により軸流プロペラが受ける推力によって１．プロペラ
軸を軸方向に移動させてクラッチを接続することにより
、両部動軸を一体的に回転させることができる。このと
き、推力か両部動軸の回転数差の二乗に比例するので、
クラッチの接続力も上記回転数差の二乗に比例すること
になり、したがって、回転数差の増大に対して伝達トル
クを滑らかな累進的曲線状に増加させることができる。

また、オイルの剪断抵抗を利用するビスカス中カップリ
ングがオイルの劣化が激しいのに比較して、流体による
推力を利用することから、オイルの劣化を抑制すること
ができる。

しかも、ビスカスｅカップリングのようなハンプ現象の
発生もなく、上記のオイル劣化の抑制と相俟って装置の
耐久性を向上させることができるという特有の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る４輪駆動車用駆動力伝達装置の
一実施例を示す一部欠截断面図、第２図は上記装置を装
着した車両の伝達系を示す模式的平面図、 第３図は上記装置のクラッチが接続された状態を示す一
部欠截断面図である。 （２）・・・ケーシング、（３）・・・クラッチ（４）
プロペラ軸、 （５）・・・付勢手段としての圧縮コイルばね、（６）
・・・軸流プロペラ、（１１３）＜８８）・・・駆動軸
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対の駆動軸どうしの間に介在してトルクを伝達す
   る４輪駆動車用駆動力伝達装置において、上記一対の駆
   動軸のうちの一方の駆動軸に一体回転可能に設けられ、
   且つオイルが充満密封されたケーシングと、他方の駆動
   軸に一体回転可能に且つ軸方向に移動可能に設けられた
   プロペラ軸と、このプロペラ軸に設けられ、ケーシング
   内に遊嵌された軸流プロペラと、ケーシング及びプロペ
   ラ軸の間に介在し、プロペラ軸の軸方向の移動によって
   断続操作されるクラッチと、クラッチを遮断させる方向
   にプロペラ軸を弾性付勢する付勢手段とを具備すること
   を特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。