JPH0241937A

JPH0241937A - ４輪駆動車の動力分配装置

Info

Publication number: JPH0241937A
Application number: JP19114788A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kobayashi; 利雄小林; Yukio Oonuki; 由起夫大抜
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-07-30
Filing date: 1988-07-30
Publication date: 1990-02-13
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JP2721977B2

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、前後輪へ動力分配する湿式油圧多板クラッチ
を備えた４輪駆動車の動力分配装置に関する。

【従来の技術】

このような４輪駆動車の動力分配装置として、特開昭６
１−１５５０２７号公報に記載のものが従来知られてい
る。これは、変速機出力軸から前後輪へ分岐して動力伝
達するトランスファ装置のケース内に前輪駆動用と後輪
駆動用との２つ湿式油圧多板クラッチを配置したもので
あり、その油圧制御に応じて連続的に任意の比率で前後
輪へ動力分配できるようになっている。ここでこれらの
湿式油圧多板クラッチは、その作動油がトランスファ装
置内の歯車や軸受類の潤滑油と共用されると共に、クラ
ッチプレート押圧用の油圧ピストンがクラッチドラムと
一緒に回転する構成となっている。

【発明が解決しようとする課題】

このように油圧ピストンがクラッチドラムと一緒に回転
する構成のため、油圧ピストン駆動用の油圧室にはクラ
ッチドラムの回転に伴って遠心油圧が発生し、これが制
御油圧に加算されて油圧ピストンに作用するようになる
。従って湿式油圧多板クラッチは、伝達トルクが制御油
圧に応じた設定値よりも過大となって所望の油圧制御が
できなくなると共に、車両が中速から高速域に達して遠
心油圧が大きいときには、直進走行時の車両の軸重配分
の差や加速走行時における重心移動によって前後輪のタ
イヤ有効径に差が生じることによって発生する内部循環
トルクを湿式油圧多板クラッチがトルクリミッタとして
充分に吸収できず、加速性能の低下、燃費の悪化、＠勤
騒音の発生などを伴う不都合がある。また湿式油圧多板クラッチはその作動油に歯車類専用の
潤滑油が共用されるため、４輪駆動走行状態で大きく転
舵してスベリ作用が発生する際に、適切な１擦特性が得
られないためスティックスリップを起こして振動騒音を
発生する問題がある。さらに、トランスファ装置が２つの湿式油圧多板クラッ
チを収容して長大化するので、その剛性低下を招いて駆
動系の振動や騒音を増大し、あるいは車室内スペースを
減少する不都合がある。そこで本発明は、トランスファ側の装置構成がコンパク
トでありながら前後輪へのトルク分配を任意の比率に設
定可能とし、かつ湿式油圧多板クラッチの油圧室におけ
る遠心油圧の発生およびスベり作用する際のスティック
スリップの発生を未然に防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

この目的のため本発明は、２つの湿式油圧多板クラッチ
への作動油の圧力に応じて前後輪を動力分配可能に伝動
構成する４輪駆動車において、トランスファ装置からそ
れぞれプロペラシャフトを介して伝動構成される前輪用
独立差動装置および後輪用独立差動装置を備え、上記２
つの湿式油圧多板クラッチはそれぞれ上記前輪用独立差
動装置および後輪用独立差動装置内に区画配置して伝動
軸の途中に介設し、これらの湿式油圧多板クラッチにお
ける油圧ピストンは、不動部材である上記各独立差動装
置のケース部材をそれぞれシリンダとしてこれらに廻り
止めして摺動自在に嵌合させ、かつその作動用油圧室と
反対側の作用端部を上記湿式油圧多板クラッチのクラッ
チドラムの端部に内嵌したリテーナプレートにベアリン
グを介して圧接して上記クラッチドラム内のクラッチプ
レートを押圧するよう構成したものである。

【作　　　用】

このような手段では、伝動軸の回転によりクラッチドラ
ム内のクラッチプレートが回転しても、各々の湿式油圧
多板クラッチにおける油圧ピストンは回転せず、これら
と独立差動装置のケース部材との間に形成される各油圧
室には遠心油圧が発生しない。そして各湿式油圧多板ク
ラッチへの油圧制御により前後輪へ所望の比率で動力分
配される。ここで各湿式油圧多板クラッチは、所定の組
成を有する適切な作動油を使用することで所望の卆擦特
性が得られ、前後輪間の内部循環トルクの発生の際らし
くは、４１６駆動状態で大きく転舵する場合には、クラ
ッチプレートはスティックスリップを伴なわずに滑らか
にスベリ作用する。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。第２図は一実施例が適用される４輪駆動車の動力伝達系
を示し、車体前部からエンジン１．クラッチ２．同期噛
合い式の手動変速ｔｌ１３．トランスファ装置４が一体
となって前後方向に縦置き配置され、トランスファ装置
４からプロペラシャフト５．６を介して車体前部および
後部に独立した前輪用差動装置７．後輪用差動装置８が
それぞれ配置される。前記トランスファ装置４は、第１図（ａ）に示すように
変速機出力軸９とその側方に平行配置したフロントドラ
イブ軸１０とにそれぞれトランスファドライブスプロケ
ット１１およびトランスファドリブンスプロケット１２
をスプライン嵌合し、両者をチェーン１３を介して伝動
構成したもので、変速機出力軸９およびフロントドライ
ブ軸１０にはそれぞれコンパニオンフランジ２０．２１
等を介してプロペラシャフト６．５が連結する。また第２図に示すように前輪用差動装置７および後輪用
差動装置８内の伝動軸の途中には、第１゜第２の湿式油
圧多板クラッチ２２．２８が介設される。。そしてエンジン１からクラッチ２を介して手動変速ａ３
に入力される動力は、そこで前進５段後退１段に変速さ
れて変速機出力軸９からトランスファドライブスプロケ
ット１１．チェーン１３．トランスファドリブンスプロ
ケット１２．フロントドライブ軸１０．プロペラシャフ
ト５．第１の湿式油圧多板クラッチ２２を介して前輪用
差動装置７に入力し、そこから左右の前輪２３に動力伝
達される。また前記変速機出力軸９からトランスファ装
置４の後方に取出される動力は、プロペラシャフト６、
第２の湿式油圧多板クラッチ２８を介して後輪用差動装
置８に入力し、そこから左右の後輪２４に動力伝達され
るようになっている。ここで前記第１．第２の２つの湿式油圧多板クラッチ２
２．２８は、それぞれ第３図に示すように電動モータも
しくはエンジンにて直接駆動されるオイルポンプ１４ａ
、１４ｂ　、レギュレータバルブ１５ａ、１５ｂ、トラ
ンスファクラッチバルブ１６ａ、１６ｂ　、デユーティ
ソレノイドバルブ１７ａ、１７ｂ　、パイロットバルブ
１８ａ、１８ｂを有する専用の油圧制御系により走行状
態に応じて適切な制御油圧が供給されるようになってい
る。これらの油圧制御系は略同構成であるのでその一方
について説明すると、オイルポンプ１４ａからレギュレ
ータバルブ１５ａにより所定の油圧に圧力調整されて湿
式油圧多板クラッチ２２に至る油圧回路系にデユーティ
圧制御されるトランスファクラッチバルブ１６ａが介在
されると共に、パイロットバルブ１８ａを有するパイロ
ット圧回路系に排出制御用のデユーティソレノイドバル
ブ１７ａが挿入されたものである。そして両油圧制御系
におけるデユーティソレノイドバルブ１７ａ、１７ｂが
制御ユニット１９からのデユーティ信号によりそれぞれ
所望のデユーティ圧に調整することで、トランスファク
ラッチバルブ１６ａ、１６ｂがそれぞれ別個に所望のク
ラッチ圧に調整されるようになっている。なおデユーテ
ィ比とデユーティ圧およびクラッチ圧との関係は第４図
のとおりである。このような油圧制御系を備える第１．第２の湿式油圧多
板クラッチ２２．２８は、その油圧制御系と共に前輪用
差動装置７．および後輪用差動装置８のケース部材であ
るディファレンシャルキャリア部分にコンパクトにまと
められる。ここで両温式油圧多板クラッチ２２．２８お
よび差動装置７．８は、略同構成であるからその一方に
ついてのみ説明する。第１図（ｂ）に示すようにディフ
ァレンシャルキャリア２９には、後輪用差動装置８側の
ファイナルギヤ２５に噛合うドライブピニオン３０の軸
部３０ａとプロペラシャフト６側の入力軸３１との遊嵌
部を覆うように前方へ突出して入力軸３１周囲のエクス
テンションケース３２に接続するシリンダ部３３が不動
部材として一体形成され、第１図（Ｃ）に示すようにこ
のシリンダ部３３の下面に前記各バルブ１５ｂ。１６ｂ、　１７ｂ、　１８ｂを一体構成したバルブユニ
ット２６が、また側面には電動式のオイルポンプ１４ｂ
がそれぞれ固定されると共に、シリンダ部３３内に第２
の湿式油圧多板クラッチ２８が配置されるのである。ここで第２の湿式油圧多板クラッチ２８は、クラッチド
ラム２８ａが前記入力軸３１後端の７ランジ部３１ａに
溶接固定されると共に、クラッチハブ２８ｂが前記ドラ
イブピニオン３０の軸部３０ａにスプライン嵌合されて
入力軸３１の端部にスラストワッシャ３４を介して係止
されている。そしてクラッチドラム２８ａの内周には複
数枚のリング状クラッチプレート２８ｃが両端部のリテ
ーナプレート２８ｄと共にスプライン嵌合し、一方、ク
ラッチハブ２８ｂの外周には複数枚のリング状クラッチ
ディスク２８ｅが上記各クラッチプレート２８ｃと交互
に配置されてスプライン嵌合し、これらのクラッチプレ
ート２８Ｃ，リテーナプレート２８ｄ、クラッチディス
ク２８ｅで多板クラッチが構成されている。そして前記
リテーナプレート２８ｄに押圧力を付与するリング状の
ピストン２８ｆは、不動部材である前記シリンダ部３３
内に摺動自在に嵌合してその区画壁３３ａおよび内側ガ
イド筒３３ｂとの間に前記トランスファクラッチバルブ
１６ｂに連通する油圧室２８ｇを形成すると共に、この
油圧室２８ｇと反対側の作用端部をアンギュラコンタク
トのレリーズベアリング３５を介して前記リテーナプレ
ート２８ｄに当接する。前記レリーズベアリング３５は、ピストン２８ｆに当接
するアウタレース３５ａが爪３５ｂを介して前記内側ガ
イド筒３３ｂに回転方向に係合し、インナレース３５Ｃ
が前記クラッチドラム２８ａの内周にスプライン嵌合し
たもので、アウタレース３５ａが回転規制されることで
ピストン２８ｆはシリンダ部３３に対し廻り止めされて
いる。一方、入力軸３１およびドライブピニオン３０の軸部３
０ａには、クラッチドラム２８ａの外周側とクラッチハ
ブ２８ｂの内周側とを連通ずるように油路３１ｂ、３０
ｂが形成されている。そしてシリンダ部３３内の作動油
をクラッチドラム２８ａの外周でかきあげて図示しない
オイルガイドにより油Ｒ３０ｂに給油し、この作動油を
油路３０ｂを介してクラッチハブ２８ｂの内周側に導く
ことで、スプライン部に半径方向に設けた図示しない油
路を通じて、クラッチプレート２８Ｃ，クラッチディス
ク２８ｅ等の多板クラッチを潤滑するようになっている
。なお、この作動油の漏洩を防止すべく、シリンダ部３
３の区画壁３３ａ内周部とエクステンションケース３２
前部内周部にはそれぞれオイルシール３６．３７が装着
されている。また、差動装置内のハイポイドギヤ用潤滑
油と前記作動油は、特性が異なるなめ区画壁３３ａ内周
部のオイルシール３６でお互いに液密を保つように構成
される。以上の構成を有する４輪駆動車は、エンジン１からクラ
ッチ２を介して手動変速Ｉ１３に伝達された動力をそこ
で適宜変速し、変速機出力軸９からトランスファ装置４
．プロペラシャフト５．第１の湿式油圧多板クラッチ２
２を介して前輪用差動装置７に入力し、他方はプロペラ
シャフト６、第２の湿式油圧多板クラッチ２８を介して
後輪用差動装置８に入力することで４輪駆動する。この
場合、各湿式油圧多板クラッチ２２．２８の伝達トルク
に応じて前輪側および後輪側へ動力分配される。そして
この分配比は、制御ユニット１９がらのデユーティ比信
号に応じたクラッチ圧の変化により前輪１００％、　ｆ
＆輪０％のＦＦ状態から漸次後輪側の分配を増して前後
輪とも直結式の４ＷＤ状態を経て、さらに前輪０％、後
輪１００％のＰＲ状態となるまでの範囲で変化する。そ
こで制御ユニット１９にスロットル開度信号、後輪回転
信号、前輪回転信号、アイドル信号等の各種の信号を入
力して電子制御することで、自動車の走行状、Ｇや路面
条件に応じたｉ：ａな前後動力分配が可能となり、走行
安定性や運転性を向上することができる。ここで４輪駆動走行中に、車両の前輪と後輪の軸重配分
の差や急加速７登板時における重心移動によって前後輪
のタイヤ有効径に差が生じた場合には、前後輪間に相対
回転が生じる。このような場合、第１もしくは第２の湿
式油圧多板クラッチ２２、２８は所望のクラッチ圧に制
御されることにより１〜ルクリミツタとして働き、例え
ばクラッチドラム２８ａ　ｌ１ｌｌＩのクラッチプレー
ト２８ｃとクラッチハブ２８ｂｆｌｌｌのクラッチディ
スク２８ｅとの間にスベリを生じて前後輪の回転差に伴
う内部循環トルクを吸収する。従って４輪駆動走行中の
加速性能や燃費を向上させることができる。また、４輪
駆動車走行中に大きく転舵すると、前後輪の旋回半径の
差より前後輪間に内部循環トルクが発生し、特に低速最
大転舵時が最も大きく、必要以上の１２動力が必要とな
り、車庫入れなどの時、エンストが発生するなどの不都
合が生じる。このような場合、第１もしくは第２の湿式
油圧多板クラッチ２２．２８は、前述の前後回転数を検
出し、回転比あるいは回転差に応じて所望のクラッチ圧
になるように減圧制御されて、第１もしくは第２の湿式
油圧多板クラッチ２２．２８内にスベリを生じてこの問
題に対処する。従って、旋回時におけるタイトコーナブ
レーキング現象が回避できる。また第１もしくは第２の
湿式油圧多板クラッチ２２．２８がこのようなスベリ作
用をする際、例えばクラッチプレート２８Ｃ，クラッチ
ディスク２８ｅなどの多板クラッチが所定の組成による
適切な作動油中に浸漬されていることから所望の摩擦特
性が得られ、スティックスリップは発生しない。従って
特に低３！！最大転舵時などに不快な振動や騒音が生じ
ることがなく、また摩擦材についても所望の信頼性およ
び耐久性が得られる。ここで各湿式油圧多板クラッチ２２．２８自体の挙動に
ついてみると、入力軸３１の回転に伴いクラッチドラム
２８ａと共にクラッチプレート２８Ｃ，レリーズベアリ
ング３５のインナレース３５ｃなどが回転しても、ピス
トン２８ｆは不動部材であるシリンダ部３３に廻り止め
されて回転しない。そのためピストン２８ｆとシリンダ
部３３との間に形成される油圧室２８ｇ内には遠心油圧
が発生することがなく、クラッチプレート２８ｃなどに
制御油圧による押圧力以外に不要な押圧力が加わらない
。従って油圧室２８ｇの油圧制御は正確なものとなり、
微妙な油圧制御も可能となる。またこのような湿式油圧多板クラッチ２２．２８は、前
輪用差動装置７．および後輪用差動装置８内に配置され
るから、トランスファ装置４が長大化せず、装置の構成
がコンパクトとなって剛性が保持され、駆動系の振動や
騒音を増大することがない。また、車室内スペースを減少することもない。なお、以上の実施例はフロントエンジンの４輪駆動車を
ベースとしたが、リヤエンジンの４輪駆動車をベースに
構成してもよい。またオイルポンプは第１．第２の湿式油圧多板クラッチ
に対応して２つ設けたが、外部配管などで油圧回路を構
成することにより１つのオイルポンプを共用するように
してもよい。またマニュアルトランスミッション車に限らずオートマ
チックトランスミッション車、無段変速機付車両にも適
用可能である。

【発明の効果】

以上説明しなとおり本発明によれば、伝動軸の回転によ
りクラッチドラムが回転しても、各々の湿式油圧多板ク
ラッチにおける油圧ピストンは回転せず、これらと独立
差動装置のケース部材との間に形成される各油圧室には
遠心油圧が発生しない、従って各湿式油圧多板クラッチ
は制御油圧に応じた適切な伝達トルクにより前後輪へ任
意の比率で動力分配するようになる。また前輪と後輪間
の回転差に伴なう内部循環トルクの発生の際には各湿式
油圧多板クラッチが所定の組成による適切な作動油を使
用することで、湿式油圧多板クラッチに所望の摩擦特性
を発揮させてスティックスリップを伴なわずに滑らかに
スベリ作用することでこれを充分に吸収するから、旋回
時のタイトコーナブレーキング現象を回避し、また直進
走行時の加速性能および燃費を向上させると共に、振動
騒音の発生も防止できる。またトランスファ装置には湿式油圧多板クラッチを配置
しない構造であり構成がコンパクトとなるから、駆動系
の曲げ剛性を維持して振動や騒音の増大を回避すると共
に、車室内スペースの減少も解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、第１図（ｂ）は本発明の一実施例を示す
要部断面図、第１図（Ｃ）は第１図（ｂ）のＣ−Ｃ線断
面図、第２図は一実施例が適用される４輪駆動車の伝動
系の概略構成図、第３図は一実施例に使用する油圧回路
図、第４図はデユーティ圧およびクラッチ圧の特性図で
ある。１・・・エンジン、２・・・クラッチ、３・・・同期噛
合い式の手動変速機、４・・・トランスファ装置、５，
６・・・プロペラシャフト、７・・・前輪用差動装置、
８・・・後輪用差動装置、９・・・変速機出力軸、１０
・・・フロントドライブ軸、１１・・・トランスファド
ライブスプロゲット、１２・・・トランスファドリブン
スプロケット、１３−・・チェーン、１４ａ、１４ｂ−
・・オイルポンプ、１５ａ、　１５ｂ・・・レギュレー
タバルブ、１６ａ、　１６ｂ・・・トランスファクラッ
チバルブ、１７ａ、　１７ｂ・・・デユーティソレノイ
ドバルブ、１８ａ、　１８ｂ・・・パイロットバルブ、
１９＝−１制御ユニツト、２０．２１・・・コンパニオ
ンフランジ、２２・・・第１の湿式油圧多板クラッチ、
２３・・・前輪、２４・・・後輪、２５・・・ファイナ
ルギヤ、２６・・・バルブユニット、２８・・・第２の
湿式油圧多板クラッチ、２８ａ・・・クラッチドラム、
２８ｂ・・・クラッチハブ、２８ｃ・・・クラッチプレ
ート、２８ｄ・・・リテーナプレート、２８ｅ・・・ク
ラッチディスク、２８ｆ・・・ピストン、２８ｇ・・・
油圧室、２９・・・ディファレンシャルキャリア、３０
・・・ドライブピニオン、３０ａ・・・軸部、３０ｂ・
・・油路、３１・・・入内軸、３１ａ・・・フランジ部
、３１ｂ・・・油路、３２・・・エクステンションケー
ス、３３・・・シリンダ部、３３ａ・・・区画壁、３３
ｂ・・・内側ガイド簡、３４・・・スラストワッシャ、
３５・・・レリーズベアリング、３５ａ・・・アウタレ
ース、３５ｂ・・・爪、３５ｃ・・・インナレース、３
６．３７・・・オイルシール、４３ａ・・・ＦＦスイッ
チ、４３ｂ・・・ＦＲスイッチ、４３ｃ・・・制御４Ｗ
Ｄスイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】　２つの湿式油圧多板クラッチへの作動油の圧力に応じ
て前後輪を動力分配可能に伝動構成する４輪駆動車にお
いて、トランスファ装置からそれぞれプロペラシャフトを介し
て伝動構成される前輪用独立差動装置および後輪用独立
差動装置を備え、上記２つの湿式油圧多板クラッチはそ
れぞれ上記前輪用独立差動装置および後輪用独立差動装
置内に区画配置して伝動軸の途中に介設し、これらの湿式油圧多板クラッチにおける油圧ピストンは
、不動部材である上記各独立差動装置のケース部材をそ
れぞれシリンダとしてこれらに廻り止めして摺動自在に
嵌合させ、かつその作動用油圧室と反対側の作用端部を
上記湿式油圧多板クラッチのクラッチドラムの端部に内
嵌したリテーナプレートにベアリングを介して圧接して
上記クラッチドラム内のクラッチプレートを押圧するよ
う構成してなる４輪駆動車の動力分配装置。