JPH03167034A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、前，後輪の一方側から他方側への駆動力の伝
達を、両者間に介装した油圧ポンプの発生油圧により行
わせて４輪駆動状態を実現する４輪駆動用駆動連結装置
に関する。

〔従来技術〕

エンジンの駆動力を前，後輪双方に伝達して走行する４
輪駆動車は、路面状況，天候等の自然条件及び走行状態
の如何に拘わらず高い走行安定性が得られ、快適な走行
を実現できるものとして脚光を浴びている。近年の４輪
駆動車は、前，後輪間に生しる回転速度差に応して駆動
力を配分する駆動用駆動連結装置を両輪間に介装し、実
質的に常時４輪駆動状態を得るべく構威された、所謂フ
ルタイム４輪駆動車が主流となっており、前記駆動連結
装置の一つとして、油圧ポンプ、特に小型軽量化が容易
であると共に耐久性に優れたヘーンポンプの発生油圧を
利用するものが開発されている。

ヘーンポンプを用いてなるこの駆動連結装置は、短寸の
偏肉筒状をなずカムリングの両側を号イドプレートにて
夫々閉塞し、これらにて囲繞された空洞部をその内部に
有するケーシングと、平板状のベーン複数枚を半径方向
への進退自在に装着してあり、前記ケーシングの一部に
同軸回動自在に支承されて前記空洞部内に位置する短寸
円筒形のロータとを備え、該ロー夕の外周面と前記カム
リングの外周面との間に、これらと両サイドプレートの
側面とにて囲繞された複数のポンプ室を形威した構威と
なっており、前，後輪の一方に前記ロータを、また他方
に前記ケーシングを作動的に連結せしめて前，後輪間に
介装されている。而して、この駆動連結装置においては
、前，後輪間に回転速度差が生した場合、この回転速度
差に相当する相対回転が前記ロー夕とケーシングとの間
に生し、各ボンブ室内の作動油は互いに相隣する前記ベ
ーン間に封止されて回転せしめられて昇圧し、各ポンプ
室の内部に、前記回転速度差の大小に応して高低となる
油圧が発生し、ロータとケーシングとの間に前記相対回
転を抑止すべく作用するこの柚圧を媒介として、前，後
輪の一方から他方へ、両輪間に生しる回転速度差の大小
に対応ずる駆動力が伝達される。

さて、このような駆動連結装置においては、旋回走行時
に前，後輪の旋回半径の相違に起因して生しるタイトコ
ーナブレーキング現象を抑制するために、旋回時に生し
ると予想される比較的小さい回転速度差範囲においては
可及的に小なる駆動力の伝達がなされる一方、例えば、
前１後輪の一方が空転状態にあるときに空転側での十分
な駆動力を確保するために、大きい回転速度差範囲にお
いては可及的に大なる駆動力の伝達がなされるような駆
動力の伝達特性を有することが切望される。

油圧ポンプを用いてなる前述の駆動連結装置においては
、駆動力伝達の媒介となる油圧ポンプ内部の油圧は、回
転速度差に応じた量の吐出油が低圧部に還流するまでの
間における油路の通流抵抗に抗して発生するものであり
、本願出願人はこのことに着目し、前述の如き所望の特
性が得られる４輪駆動用駆動連結装置を、特願昭６３−
２７７０２０号において提案した。第５図及び第６図は
、この４輪駆動用駆動連結装置の特徴部分の構威を示す
要部拡大断面図、第５図はその駆動力の伝達特性を示す
グラフである。

この４輪駆動用駆動連結装置は、油圧ポンプの吐出側を
低圧部にバイパスするバイパス油路４９を設け、このバ
イパス油路４９の中途に、吐出圧を受圧して移動するス
プール７０、及び該スプール７０の移動を制限する制限
部材７１．７２を備えてなる絞り手段７を配設してなる
。図の下方は油圧ポンプの吐出側であり、上方は略大気
圧状態に維持された低圧部であって、図示の如く、バイ
パス油路４９は低圧部側が大径となっており、前記絞り
千段７はこの大径部内に構威されている。一方の制限部
材７１は、前記吐出側に位置してこの大径部に圧入固定
され、これの軸心位置に立設された案内杆７１ａに有底
円筒状をなすスプール７０が摺動自在に内嵌されており
、該スプール７０は、制限部材７１の軸心を貫通する導
圧孔７ｌｂを経て内側底面に作用する油圧ポンプの発生
油圧により、前記低圧部に向けて押圧されている。また
他方の制限部材７２は、前記大径部の低圧部側に内嵌さ
れ、止め輪７３にて固定されており、該制限部材７２と
スプール７０の開口側に周設されたばね受け部７０ａと
の間には、該スプール７０を前記吐出側に向けて付勢す
るコイルばね７４が介装させてある。スプール７０は、
これの周壁を内外に貫通する通油孔７０ｂを有し、この
通油孔７０ｂは、スプール７０が案内杆７１ａの基部に
至るまで嵌入された際に、通油孔７１ｄを介して前記導
圧孔７ｌｂに連通ずる前記案内杆７０ａ外周の環状講７
１ｃに整合するようになっている。

而して絞り千段７においては、スプール７０の摺動位置
が、油圧ポンプの発生油圧とコイルばね７４の付勢力と
のバランスにより定まり、前，後輪間の回転速度差が小
さく、前記発生油圧が低い場合、第５図に示す如く、ス
プール７０はコイルばね７４の付勢力により制限部材７
ｌに押付けられて前記通油孔７０ｂは全開状態となる一
方、前．後輪間の回転速度差が大きく、前記発生油圧が
高い場合、第６図に示す如く、スプール７０はこれの底
面に作用する油圧により制限部材７２に押付けられ、前
記通油孔７０ｂは全閉状態となる。油圧ポンプの吐出側
の通流抵抗は、正規の吐出油路における通流抵抗と、前
記バイパス油路４９の通流抵抗との和であり、油圧ポン
プの発生圧力はこの通流抵杭に抗して生じるが、バイパ
ス油路４９の通流抵抗は、前述の如きスプール７０の移
動に応して変化する前記通油孔７０ｂの開口面積に依存
する。従って、この絞り手段７を備えた４輪駆動用駆動
連結装置においては、第７図に示す如く、前．後輪間の
回転速度差が小さく、油圧ボンブの発生圧力がコイルば
ね７４の付勢力を下回る範囲においては、回転速度差の
増大に対し緩やかに増大する駆動力の伝達特性（第ｌの
漸増部）が得られ、また、発生圧力がコイルばね７４の
付勢力を超えてスプール７０が摺動を開始した後におい
ては、これが制限部材７２に当接するまでの間、回転速
度差の増大に伴う発生圧力の増加により通油孔７０ｂの
開口面積が減少する結果、これによるバイパス油路４９
例の通流抵抗の増加により発生圧力の増加が促進される
ことになり、回転速度差の増大に対し急激に増大ずる駆
動力の伝達特性（急増部）が得られ、更に、前記当接が
生し、通油孔７０ｂが全閉状態となった後においては、
油圧ポンプの吐出油は正規の吐出油路のみを通流し、核
油路の通流抵抗により定まる油圧が発生する結果、回転
速度の増大に対し比較的緩やかに増大する駆動力の伝達
特性（第２の漸増部）が得られる、このような特性が駆
動連結装置における所望の特性であることは前述した如
くである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、例えば旋回時に舵角を極端に大きくとるトラ
クタ等の作業車両では、前輪と後輪との旋回半径の相違
によって旋回時における前輪と後輪との回転速度差が大
きく、このような場合に前，後輪間の駆動力の伝達力が
大であると、後輪がすべりを生して操舵感覚の悪化を招
来するだけでなく、前輪と後輪との間のプロペラシャフ
トに捩りを生したり、路面を荒らす虞がある。また、前
記作業車両では前輪と後輪との回転速度差が小さい直進
走行時には、前述した如き４輪駆動用駆動車の特性を活
かした走行を行うことが必要である。

このように、特殊な用途に用いられる作業車両において
は、このような駆動力の伝達特性のみならず、種々の前
記伝達特性を実現させることが必要とされている。

しかしながら、前述した如き絞り手段７を備えた４輪駆
動用駆動連結装置においては、前，後輪間の回転速度差
の増大に応して駆動力の伝達力を増加させるという単一
の特性しか備えておらず、前記作業車両が必要とする種
々の特性を実現することができないという難点があった
。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、油圧
ポンプの吐出側に設けられたバイパス油路の流量に応じ
てバイパス油路を開閉すべく作動する絞りを設けること
により、種々の駆動力伝達特性を実現することが可能で
ある４輪駆動用駆動連結装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る４輪駆動用駆動連結装置は、前，後輪間の
回転速度差に応じた油圧を発生して両輪を連結する油圧
ポンプの吐出側に低圧部へのバイパス油路を設けてある
４輪駆動用駆動連結装置であって、前記バイパス油路の
中途に絞り油路を設け、該絞り油路より通流面積が大で
ある空間と該空間の圧力を受圧して移動するスプールと
を前記バイパス油路に連設してなり、前記移動に応して
前記バイパス油路を開閉する絞り手段を、前記絞り油路
より上流側に設けてあることを特徴とする。

〔作用〕

本発明にあっては、前，後輪間の回転速度差が大となっ
て、油圧ポンプの吐出圧力が大となり、バイパス油路の
流量が増加すると、絞り手段を介して絞り油路より上流
側の空間に流入した油圧ポンプの送出油が、絞り油路の
絞り効果によって昇圧し、スプールがこの空間の圧力を
受圧して移動する。そして、前記受圧による絞り手段の
スプールの移動によってバイパス油路が開くように設定
した場合、前記送出油の流量の増加に応して駆動力の伝
達力が減少する特性となり、また、前記受圧による絞り
手段のスプールの移動によってバイパス油路が閉しるよ
うに設定した場合、前記圧油の流量の増加に応じて駆動
力の伝達力が増大する特性となる。このようにスプール
の移動に対するバイパス油路の開閉特性を適宜変更する
と、圧油の流量に応じた両輪の連結特性が複数種類得ら
れ１０ てその内部に油圧を発生するポンプ室が形威されており
、各ポンプ室の周方向両端には、サイドプレート３２側
に開口する一対の吸込口４Ｌ４１と、サイドプレート３
３側に開口する一対の吐出口４２．　４２とが夫々形威
されている。各吸込口４１は、サイドプレート３２の円
板部及び押え部材３４の円板部を厚さ方向に貫通し、そ
の中途にポンプ室への流入のみを許容する吸込チェック
弁４３を嵌着してなる吸込孔４４により、前記油タンク
Ｔに連通させてあり、また吐出口４２は、半径方向内側
へ向けて逆く字状に折返す態様にてサイドプレート３３
に形威され、その中途にポンプ室からの流出のみを許容
する吐出チェソク弁４６を嵌着してなる折返し孔４５に
より、ロータ３０における各ベーン３０ａ，３０ａ・・
・の収納溝底部に連通されている。これらの収納溝の底
部は、ロータ３０の両側面とサイドプレート３２．３３
の内側面との間のわずかな間隙を介してサイドプレート
３２．　３３の中抜き部に連通しており、またこれらの
中抜き部は、サイドプレート３３を半径方向外向きに貫
通する図示しない還流孔にて油タンクＴに連】 ら 通されている。また、ベーンポンプ３の吐出側に、前記
折返し孔４５、ヘーン３０ａ　，　３０ａ・・・の収納
溝の底部、ロータ３０両側の間隙、サイドプレート３２
．　３３の中抜き部、及び前記還流孔を経て低圧部たる
油タンクＴに連なる吐出油路が備えられている。本発明
装置は、ベーン３０ａ，３０ａ・・・の収納溝の底部と
油タンクＴとの間のサイドプレート３３を貫通して設け
られ、これらを連通ずるバイパス油路４８を備えている
。このバイパス油路４８は、図示の如く、ベーン３０ａ
　，　３０ａ・・・の収納溝の底部からサイドプレート
３３の厚さ方向に延び、さらにサイドプレート３３の半
径方向外向きに適宜の長さを有して形威された第１の部
分と、該第１の部分からサイドプレート３３の厚さ方向
に適長離隔し、サイドプレート３３の外周面から半径方
向内向きに適宜の長さを有して形威された第２の部分と
からなる。

そして、サイドプレート３３の外側面からこれの厚さ方
向へ向かって大径部４９１．中径部４９２．小径部４９
３の２段階に縮径された断面円形の空洞を同軸的に連続
形威した段付き空洞部４９０が形威されている。この段
付き空洞部４９０は、中径部４９２の軸長方向長さが最
大であり、次いで大径部４９１，小径部４９３の順とな
っている。また、この大径部４９１と前記バイパス油路
４８の第２の部分とは、絞り油路５によって連通され、
さらに中径部４９２と折返し孔４５とは前記バイパス油
路４８の第１の部分によって連通されている。そしてこ
のように形威された段付き空洞部４９０内に絞り千段６
が構威される。

第２図及び第３図は絞り油路５及び絞り手段６の構威を
示す要部拡大縦断面図である。

絞り手段６は、段付き空洞部４９０の小径部４９３と、
この小径部４９３の圧力を受圧して移動するスブール６
０、及びこれの移動を制限する制限部材６１を備えてな
る。

スブール６０は、中径部４９２と略同径の有底円筒状を
なす部材であって、段付き空洞部４９０の中径部４９２
内に軸長方向への摺動自在に設けられる。

スプール６０の内部には、円筒状の導圧室６０ｃが設け
られており、また、このスプール６０の、小径部４９３
へ向かう方の底面には、その貼中央部にこれを表裏に貫
通する態様にて、小径の連通孔６．Ｏｄが形成されてい
る。さらにスプール６０の外周面上の所定位置には、矩
形断面をなす環状溝６０ａが開設されており、これはス
プール６０を、その軸心線に対して所定角度傾斜して半
径方向に貫通する通油孔６０ｂにて前記導圧室６０ｃに
連通させてある。但し、前記環状溝６０ａは、スプール
６０の連通孔６０ｄを有する底面が小径部４９３側に接
する位置にある場合に、環状溝６０ａの大径部４９１例
の一部が、バイパス油路４８の′第１の部分の開口部の
一部を開口させるような位置に開設される。

また制限部材６１は、短寸の大径円柱状をなす本体部の
一例に、小径円柱状をなす制限杆６１ａを同軸上に立設
してなる部材であり、該制限部材６１は制限杆６１ａを
中径部４９２へ向けた状態にて段付き空洞部４９の大径
部４９１に内嵌され、サイドプレート３３の外側面から
これの厚さ方向へ向がって螺入されたボルト６２によっ
て軸長方向の移動を係止される。前記制限部材６ｌとス
プール６０との間には、両者を互いに離隔する向き番こ
ｌす勢するコイルばね６３が介装されている。而してス
プール６０は、バイパス油路４８の第１の部分から環状
溝６０ａ５通油孔６０ｂ，導圧室６０ｃ　，連通孔６０
ｄを介して小径部４９３に導入され、絞り油路５１の作
用によって昇圧された小径部４９３内の油圧と、前記コ
イルばね６３の付勢力との釣り合いに応じて摺動し、前
記油圧が十分に低く、スプール６０が第２図に示す位置
にある場合、バイパス油路４８の第１の部分の開口面積
は最小となり、また、前記油圧が十分に高く、スプール
６０が制限部材６ｌに当接した状態、即ち第３図に示す
位置にある場合、バイパス油路４８の第ｌの部分の開口
面積は最大となる。

以上の如く構威された本発明装置においては、前述した
如く、前，後輪間に回転速度差が生した場合、ベーンポ
ンプ３のケーシングとロータ３０との間にこの回転速度
差に対応する速度での相対回転が生じる。ロータ３０の
各ベーン３０ａは、コイルばね３０ｂ，３０ｂの付勢力
にてカムリング３１の内周面に押付けられており、前記
相対回転が生した場合、各ポンプ室内部の作動油は、互
いに相隣するベーｌ９ ン３０ａ，３０ａ間に封止された状態にて、ロータ３０
の回転に伴って回転せしめられる。油タンクＴ内の作動
油は、前記吸込油路４４及びこれの中途の吸込チェソク
弁４３を経て、相対回転方向上流側に開口する吸込口４
ｌから各ポンプ室内に導入され、前述の如く回転せしめ
られる間に昇圧し、相対回転方向下流側に開口ずる吐出
口４２から送出される。この送出油は、折返し孔４５及
びこれの中途の吐出チェソク弁４６を経てベーン３０ａ
　，　３０ａ・・・の収納溝底部に導入され、これらの
ベーン３０ａ　，３０ａを半径方向外向きに押圧する作
用をなした後、その一部は、ローク３０両側の間隙を経
てサイドプレート３２．３３の中抜き部に漏れ出し、前
記還流孔を経て油タンクＴに還流し、残部はバイパス油
路４８内に導入され、これの中途の絞り手段６と絞り油
路５とを経て油タンクＴに還流する。さて、ポンプ室内
部の昇圧過程において、ヘーン３０ａ，３０ａ間に封止
された油の一部は、各ベーン３０ａ，３０ａ・・・に形
威された極小径の絞り孔３０Ｃ（第１図参照）を通過し
、低圧側（相対回転方向上流側）の同様の封止空間内２
０ に漏出するようになっており、各ポンプ室内部の油圧は
、この絞り孔３０ｃにおける通流抵抗、及び前記吐出油
路又はバイパス油路４８を経て油タンクＴに還流するま
での間における通流抵抗に抗して発生する。油の通流抵
抗は、相対回転速度の増大に伴い、ポンプ室への導入油
量及びポンプ室からの送出油量が増大するに従って増大
するから、ロータ３０とケーシングとの間に前記相対回
転を抑止する方向に作用するこの油圧を媒介として、前
者から後者、即ち入力軸ｌから出力軸２へ前記回転速度
差に対応する駆動力の伝達がなされる。

このように吐出口４２から送出される送出油の流量は、
前，後輪間の回転速度差が増加するに従って増加する。

この送出油は、バイパス油路４８を経て油タンクＴに還
流する過程において、その流量が増加すると、絞り油路
５の絞り効果によって絞り千段６の小径部４９３内の油
圧が昇圧し、この油圧がスプール６０に作用する。スプ
ール６０はこの受圧に応して前述した如く摺動する。ポ
ンプ室内部の発生油圧が低く、圧油の流量が低流量であ
って２ｌ 小径部４９３内の油圧が低圧であり、この受圧によりス
プール６０に作用する力がコイルばね６３の付勢力を下
回っている間にあっては、スプール６０は第２図に示す
摺動位置にあり、バイパス油路４８の第１の部分は微開
状態にある。前記徽開状態の場合、バイパス油路４８に
おける通油面積は小さい状態に保たれ、該油路４８例の
通流抵抗が大きいから、回転速度差の増大に伴う伝達駆
動力の減少は小さく維持されて、第４図の第１の漸減部
が得られる。

また、回転速度差の増大に伴って小径部４９３内の油圧
が上昇し、これが前記コイルばね６３の付勢力を上回っ
た場合、スプール６０が摺動を開始し、前記通油孔５０
ｂの開口面積が増大する結果、バイパス油路４８の通油
面積が増加し、該油路４８側の通流抵抗が減少して、こ
れに応じて前記発生油圧が更に減少する現象が生しる。

従って、スプール６０が制限部材６１の制限杆６１ａに
当接し、バイパス油路４８の第１の部分が全開された状
態にてスプール６０の摺動が抑止されるまでの間におい
ては、回転速度差の増大に対する伝達駆動力の減少割合
が非常２２ に大きく、回転速度差の増大に伴い伝達駆動力が爵滅す
る特性、第４図における急減部が得られる。

更に、スプール６０の摺動が抑止された後は、バイパス
油路４８の通油面積は一定に保持され伝達力は一定値に
保持され、回転速度差の増大に伴う伝達駆動力の減少は
小さく維持されて、第４図の第２の漸減部が得られる。

また本発明装置においては、前記環状溝６０ａの位置を
スプール６０の連通孔６０ｄを有ずる底面が小径部４９
３側に接する位置にある場合に、環状溝６　０　ａの小
径部４９３側の一部が、バイパス油路４８の第１の部分
の開口部の一部を開口させるような位置に開設した場合
、第４図に破線で示す６ｎ＜、前述した如き特性とは、
逆の特性が得られる。この特性においては、回転速度差
が小のときは、小さい伝達力が得られ、回転速度差が大
のときは、大きい伝達力が得られる従来の駆動連結装置
の如き特性となる。

このように本発明装置においては、前述した如き駆動力
の伝達特性の他に、環状＃６０ａとパイパ２３ ス油路４８の第１の部分の開口部との位置関係を変える
ことによって例えば、回転速度差の増大に応して、伝達
力の増加と減少とを複合して行う特性等種々の特性が実
現できる。

なお絞り手段６の構或は本実施例中に示すものに限らず
、また該絞り油路５及びバイパス油路４８の配設状態も
また本実施例に示すものに限定されないことは言うまで
もない。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明装置においては、油圧ポンプの
吐出側に設けられたバイパス油路の流量に応してバイパ
ス油路を開閉すべく作動する絞り手段を設けたため、前
．後輪間の回転速度差が大となって、油圧ポンプの送出
油の流量が増加した場合この、流量増加に応して駆動力
の伝達力が減少する特性等、種々の駆動力伝達特性を実
現することが可能となる等本発明は優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断面図、第２図及び第３図は本
発明装置の要部拡大縦断面図、第４図は２４ 駆動力の伝達特性を示すグラフ、第５図及び第６図は従
来の４輪駆動用駆動連結装置の要部拡大縦断面図、第７
図は従来の駆動力の伝達特性を示すグラフである。 １・・・入力軸　　２・・・出力軸　　３・・・ヘーン
ボンブ　　５・・・絞り油路　　６・・・絞り手段　　
３０・・・ロータ４８・・・バイパス油路　　５０・・
・スブール４９３・・・小径部　　Ｔ・・・油タンク特
　許　出願人　　光洋精工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前、後輪間の回転速度差に応じた油圧を発生して両
   輪を連結する油圧ポンプの吐出側に低圧部へのバイパス
   油路を設けてある４輪駆動用駆動連結装置であって、 前記バイパス油路の中途に絞り油路を設け、該絞り油路
   より通流面積が大である空間と該空間の圧力を受圧して
   移動するスプールとを前記バイパス油路に連設してなり
   、前記移動に応じて前記バイパス油路を開閉する絞り手
   段を、前記絞り油路より上流側に設けてあることを特徴
   とする４輪駆動用駆動連結装置。