JPH0436888B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は前輪および後輪を同一のエンジンで駆
動する場合の駆動連結装置に関する。

前輪および後輪を同一のエンジンで駆動する四
輪駆動車においては、前輪および後輪のタイヤの
有効半径に多少の相違があつたり、旋回走行時に
前輪は後輪に対して旋回半径が大きいことなどに
より、速く回転しようとして前後の駆動軸の間に
捩りトルクを生じ、ブレーキ作用したのと同じ状
態になつて、いわゆるタイトコーナブレーキング
現象を生じ、走行性の悪化、タイヤの摩耗などを
生じるため、これを防止する手段が必要である。

このため従来の四輪駆動車は、駆動連結部分に
おいて、前輪側と後輪側がドグクラツチなどで連
結されており、コーナリング時において、前・後
輪の回転速度が異なるにもかかわらず、前・後輪
が等速で回転するため、後輪から前輪へブレーキ
トルクがかかる。この現象を低減させるために、
特開昭58−20521号公報では、連結部分に湿式多
板クラツチを用いて、コーナリング時にクラツチ
をスライドさせて前・後輪の回転速度差を吸収す
る方法が提案されているが、伝達トルク容量やス
リツプによる焼損の恐れなどがあつた。

このような事情に鑑み、本発明は四輪駆動走行
時において、前輪および後輪間の回転速度差によ
つて駆動系に生じる不具合を解消するためになさ
れたものであり、前輪および後輪に、それぞれ駆
動連結された回転軸の回転速度差を吸収する四輪
駆動用駆動連結装置を提供することを目的とす
る。

上記目的を達成する本発明の四輪駆動用駆動連
結装置は、車両の前輪に駆動力を伝達する第１の
回転軸と、同車両の後輪に駆動力を伝達する第２
の回転軸と、前記第１と第２の回転軸の連結手段
として使用され、前記第１と第２の回転軸の回転
速度差によつて駆動されると共に、回転速度差に
応じた油量を吐出する油圧ポンプとから成る四輪
駆動用駆動連結装置において、前記油圧ポンプの
吐出口と吸込口側油路間を連通する油路を設け、
同油路に前記車両に搭載された機関の負荷に応じ
て同油路の流通抵抗を制御する流通制御装置を介
装したことを特徴とするものである。

以下、一実施例に基づいて本発明の内容を具体
的に説明する。

第１図は、本発明にかかる四輪駆動用駆動連結
装置を利用した四輪駆動装置の概略構成図を示
す。

エンジン１に発生する出力は、エンジン１に連
結された変速機２を介して、その出力軸３に取り
付けたドライブギヤ４から駆動力として取り出さ
れ、アイドルギヤ５を介して両端部にギヤ６，７
を具えた中間伝達軸８に伝達され、この中間伝達
軸８の一方のギヤ７から前輪９の差動装置１０に
駆動力が伝達されて前輪９が駆動されると共に、
前輪９に伝達された駆動力がそのまま第１回転軸
１１にギヤ１２を介して伝達され四輪駆動用駆動
連結装置１３を経て第２回転軸１４に伝達され、
さらに、回転取出方向を変換する歯車機構１５を
介して後輪１６用の差動装置１７に駆動力が伝達
され、後輪１６を駆動する。

四輪駆動用駆動連結装置１３は、第２図にその
断面構造を示すように、油圧ポンプであるベーン
ポンプ２０と、これに付属する油圧制御回路２１
とで構成されており、ベーンポンプはロータ２０
ａとカムリング２０ｂとから成り、ロータ２０ａ
は前輪９への駆動力がそのまま伝達される第１の
回転軸１１と連結され、カムリング２０ｂは後輪
１６に駆動力を伝達する第２の回転軸１４と連結
している。

このベーンポンプ２０は、その回転数に比例し
て油量を吐出し、ロータ２０ａとカムリング２０
ｂとの間に相対回転すなわち第１回転軸１１と第
２回転軸１４との間に相対回転が生ずると油圧ポ
ンプとして機能して油圧が発生し、ベーンポンプ
２０の吐出口（相対回転方向先端の吸込吐出口が
これに相当）を塞ぐことで油を介してその静圧で
ロータ２０ａとカムリング２０ｂとが剛体のよう
になつて一体回転する。この結果カムリング２０
ｂの対角位置に２つのポンプ室が形成され、回転
方向基端側に位置したとき吸込口となり、先端側
に位置したとき吐出口となる４個の吸込吐出口２
２，２３，２４，２５が対角位置に形成してあ
り、これら対角位置の吸込吐出口２２，２４と吸
込吐出口２３，２５によりそれぞれカムリング２
０ｂの回転状態でも固定側に油を送通し得る機構
を介して第１油路２６と第２油路２７とで連通し
ている。

さらに、油圧制御回路２１は、第１油路２６と
第２油路２７との間にそれぞれチエツク弁２８，
２９を介してオイル溜３０と連通し、オイル溜３
０からの流れのみを許容する一方通路を形成する
ように構成され、さらに第１油路２６と第２油路
２７との間に流出のみを許容する相対向する二つ
のチエツク弁３１，３２を介して両油路２６，２
７が連通され、チエツク弁３１，３２の中間部が
リリーフ弁３３に連通している。このリリーフ弁
３３には一定バネ力のスプリング３４が配装さ
れ、スプリング３４側中間部にはオイル溜３０と
二つのチエツク弁２８，２９に至る油路の中間に
接続する連通路３５が設けてあり、スプリング３
４の頂部にはチエツク弁３６が配設されベーンポ
ンプ２０の吐出口を一定の制御圧で塞ぐと共にベ
ーンポンプ２０の吸込吐出口２２，２５および２
３，２４間に両吸込吐出口を連通する油路３９，
４０を設け、同油路３９，４０に流通制御手段と
してのオリフイス３７，３８を介装してリリーフ
弁３３の油圧制御の調整機能を果させている。

すなわち、この油路３９および４０は通常、オ
リフイス３７，３８が油路３９，４０内の油流通
調整制御手段として働き、第１の回転軸と第２の
回転軸の回転速度差が小さい場合は、油路３９，
４０内への油の流入はないが、回転速度差が増
し、ベーンポンプ２０の吐出圧が高くなり、オリ
フイスの油流通抵抗以上になつたときには、リリ
ーフ弁３３の設定制御圧に達しなくとも、油路３
９および４０に油が流れ、回転速度差に応じたト
ルクを第２回転軸に伝達し、リリーフ弁３３の油
圧制御機能を調整する働きをさせている。

油圧制御回路２１を、このように構成すると、
ロータ２０ａとカムリング２０ｂとの相対回転方
向によらず前輪と後輪の回転速度差が小さいとき
は、ベーンポンプの吐出圧によりオリフイスの流
通抵抗に抗し油路２６，２７を通り吸込口へ逸出
し、回転速度差に応じたトルクが後輪１６に伝達
される。これに反し、両者の回転速度差が大きい
ときは、吐出圧がリリーフ弁３３の弁体３６の設
定値を越える程度になつて初めて、オイル溜３０
が吸込口と連通する。この状態をオリフイスを用
いないとき（つまり、副油路３７，３８を用いな
いとき。）と用いたときの前・後輪の回転速度差
対吐出圧との関係を示せば第３図の特性曲線ａ，
ｂのごとくなり、オリフイスを用いた方が吐出圧
が低くなることが判る（ただし、曲線ａはオリフ
イスを使用したときの特性曲線、ｂはオリフイス
を用いない場合の特性曲線を示す。） このような四輪駆動用駆動連結装置による駆動
状態について説明する。

通常の直進状態では、前輪９と後輪１６のタイ
ヤの有効半径が同一でタイヤのスリツプ回転速度
が少いことから、四輪駆動用駆動連結装置１３の
第１回転軸１１と第２回転軸１４との間に回転速
度差が生じない。したがつて、ベーンポンプ２０
には油圧の発生はなく、後輪１６に駆動が伝達さ
れず前輪９のみによる前２輪駆動となる。

さらに、直進状態でも加速時のように大きなス
リツプがなくても通常前輪９が約１％以内でスリ
ツプするので、これによる回転速度差が生じる
が、その差が少く、油圧がリリーフ弁３３の設定
値より小さく、オリフイスの流通抵抗程度のもの
であるときは、ベーンポンプの吐出圧を油路２
６，２７により吸込口へ逃がし、回転速度差が大
きくなると、ベーンポンプ２０が機能してこの回
転速度差に応じた油圧が発生し、ロータ２０ａと
カムリング２０ｂとが一体となつて回転し、この
油圧とベーンの受圧面積とに対応した駆動力が後
輪１６に伝達されて四輪駆動状態となる。この場
合のベーンポンプ２０における油の流れは、第４
図ａに示すように、相対的にロータ２０ａが回転
することとなり、吸込吐出口２３，２５が吸込口
となつてチエツク弁２９を介してオイル溜３０か
ら油が吸込まれる一方、吸込吐出口２２，２４が
吐出口となつてチエツク弁２８，３２を閉じる。
と同時にチエツク弁３１を介してリリーフ弁３３
に導びかれる（図中実線矢印が吐出油の流れを、
破線矢印が吸込油の流れをそれぞれ示す）。

次に、後輪１６の回転速度に比べ前輪９の回転
速度が非常に大きくなる場合、例えば雪路走行時
や急加速時あるいはブレーキ時の後輪がロツク気
味となる場合には、四輪駆動用駆動連結装置１３
の第１回転軸１１と第２回転軸１４との間の回転
速度差が非常に大きくなり、ベーンポンプ２０で
第４図ａに示す状態の油の流れが生じて大きな油
圧が発生するが、設定値を越えると、リリーフ弁
３３がスプリング３４に抗して開き吐出口がほぼ
一定に制御され、後輪１６に一定の吐出圧に対応
した一定の駆動力が伝達された四輪駆動状態とな
る。この結果、前輪９の回転速度が減少すると共
に後輪１６の回転速度が増大することとなり回転
速度差を縮小するようになり、前輪９のスリツプ
状態では後輪１６への駆動トルクが増大されて走
行不能となることを回避できると共に後輪１６が
ロツク気味の場合には、前輪９のブレーキトルク
を増大して後輪１６のロツクを防止する。

一方、前輪９の回転速度に比べ後輪１６の回転
速度が大きくなる場合、四輪駆動用駆動連結装置
１３の第１回転軸１１と第２回転軸１４との間に
上述の場合とは反対方向に回転速度差が生じる。
しかし、その差が小さく設定値を越えない範囲で
も、ベーンポンプ２０の吐出圧によりオリフイス
３７により吸込口へ逃すことにより駆動力が後輪
に伝達され、四輪駆動状態となる。

さらに前輪９の回転速度に比べ後輪１６の回転
速度がさらに大きくなる場合、例えば前輪９のブ
レーキ状態でロツク気味となる場合では、四輪駆
動用駆動連結装置１３の第１回転軸１１と第２回
転軸１４との間に非常に大きな回転速度差が生
じ、ベーンポンプ２０では、第４図ｂに示すよう
な油の流れが生じ、吸込吐出口２２，２４が吸込
口となり、チエツク弁２８を介してオイル溜３０
から油が吸込まれる一方、吸込吐出口２３，２５
が吐出口となり第２油路２７を経てチエツク弁２
９，３１を閉じてチエツク弁３２からリリーフ弁
３３に導かれ大きな油圧が作用するが、この油圧
もリリーフ弁３３により一定に保持され一定の駆
動力が後輪１６に伝達されて四輪駆動状態とな
る。この結果、後輪１６へのブレーキトルクを増
大して前輪９のロツクを防止する。

また、通常の旋回走行時には、前輪９の回転速
度が後輪１６の回転速度よりわずかに大きく、前
輪９によるブレーキトルクが作用し、後輪１６に
駆動トルクが作用して四輪駆動状態となつて旋回
走行がなされる。

このように、四輪駆動用駆動連結装置１３では
吐出圧を、リリーフ弁３３により一定値まで保持
せしめると共に、オリフイスを有する油路を設
け、回転差が小さくとも、ある一定値を越える回
転差を生じたときは、回転差に応じたトルクを後
輪に伝達せしめる構成にし、油路が塞がれている
ために、吐出圧が蓄積増大し、回転速度差がそれ
程大きくないにかかわらず大きな伝達量が後輪に
伝達される欠点を除き、回転差に応じたトルクを
後輪に伝達し、前・後輪の連結力を大にして四輪
駆動を可能としたものである。

かように四輪駆動用駆動連結装置１３で吐出圧
をリリーフ弁３３により一定値以上とならないよ
うに制御することで、従来パートタイム四輪駆動
車での四輪駆動状態を必要とする場合には運転者
の操作が必要であつたものが、自動的に四輪駆動
と二輪駆動との切換が行なわれると共に前輪と後
輪との回転速度差に応じた駆動力による四輪駆動
状態が得られる。また、フルタイム四輪駆動車で
は必ず装備されていたセンタデフに比べ小型コン
パクト化をはかることができると共に重量軽減も
はかれ、コスト低減ともなる。

以上の説明では、流通制御手段としてのオリフ
イス３７，３８が流通抵抗固定として説明した
が、本発明では油路３９，４０に介装する流通制
御手段が四輪駆動車に搭載されたエンジンに負荷
に応じて同油路３９，４０の流通抵抗を制御する
可変オリフイスタイプのものである。

このような可変オリフイスの流通制御手段とす
ることにより、次のような作用効果が生じる。

エンジン負荷大で絞り大とするように制御し
た場合： 大きい駆動力が必要なときに四輪駆動となり、
小さい駆動力で充分なときは二輪駆動となるの
で、駆動効率が向上し、燃費も良くなる。

タイトコーナー走行時は、通常アクセルオフ状
態（低負荷状態）とするので、二輪駆動状態とな
りタイトコーナーブレーキングが防止できる。ま
た、タイトコーナーであつても雪路のようにある
程度大きな駆動力を与えた方がよい場合には、四
輪駆動となり安定的な走行状態を得られる。

また、ブレーキング時は通常アクセルオフ（低
負荷）として二輪駆動となるので、アンチスキツ
ドブレーキ装置を装着する場合、二輪駆動車用の
ものをそのまま流用することが可能となる。

エンジン負荷大で絞り小とするように制御し
た場合： 可変オリフイスの最大開度をある程度の流通抵
抗が残存する値に設定しておくことにより、エン
ジンの高負荷状態でも回転速度差が所定以上とな
れば四輪駆動とすることができる。また、低負荷
状態となるブレーキング時には四輪駆動状態とな
りやすくなるので、別途記載の通り作動して、ア
ンチスキツドブレーキ装置を装着しなくても車輪
ロツクが防止される。

そこで、エンジン負荷に応じた可変オリフイス
タイプの流通制御手段を備えた油圧制御回路２１
の実施例を、第５図、第６図に基づいて説明す
る。

第５図に示す実施例の四輪駆動用駆動連結装置
は、第２図に示す油路３９，４０中のオリフイス
３７，３８の代りに、第５図に示す構造の油流通
制御装置４１を配置した以外は、油圧ポンプ２０
の構成は、第２図のものと同一である。この流通
制御装置４１は、油圧ポンプの吐出口と吸込口と
の間を連通する各油路４２中に配置され、吐出口
側油路と吸込口側油路４２間に配置したケーシン
グ４３内にスプリング４４を介して、エンジン
（図示せず。）負荷の大小に応じ、伸張縮小自在の
ダイアフラム４５に取り付けたニードル弁４６で
連通孔４７を開閉自在に構成したものである。

すなわち、エンジンのトルクが大きくなる程、
マニホールド負圧が小さくなりオリフイスの径が
小さくなるから、装置は閉状態にしないで、ある
程度開状態にしておく。これに対し、エンジンの
負荷が小さくなつてきたときは、さらに油路を大
きく開き、前・後輪のスリツプ量を大きくする。
エンジンの負荷が大きくなつたときは、駆動力も
大きくなるから、油路のオリフイスを小さくし、
四輪で駆動させる。

第６図に示す装置は、本発明にかかる四輪駆動
用駆動連結装置において、油路３９，４０（第２
図参照のこと。）のオリフイス３７，３８の代り
に、第６図に示す構造の油流通制御装置４８を配
置した以外は、油圧ポンプ２０の構成は第２図の
ものと同一である。この流通制御装置４８は油圧
ポンプの吐出口と吸込口との間を連通する各副油
路４２中に配置され、吐出口側と吸込口側の油路
４２間に配置されたケーシング４３内には、ハン
ドルのパワステアリングのオイルポンプ吐出圧を
伝達する伝達口４８ａとマニホールド負圧を伝達
する伝達口４９と吸込側通路４２とが開口されて
おり、ケーシング４３のマニホールド負圧伝達口
４９とオイルポンプ吐出圧伝達口４８ａ間にスプ
リング４４を介してピストン５０が配装され、オ
イルポンプの吐出圧およびマニホールドの負圧で
上下動可能に収納され、ピストン５０の下端には
ニードル弁５１が設けられ、油路４２の吐出口を
開閉自在に配置されている。

この構造の流通制御装置４８を用いると、操舵
角が高くなる程、パワステアリングのオイル圧が
高くなるので、ニードル弁５１は後退し、油路は
大きく開口し、前・後輪の回転差の許容を大に
し、前・後輪の直進状態のときは、回転差が大き
いときは回転差を許容しないで、トルクを伝達す
るようにする。

また、マニホールド負圧を伝達口４９に入れ、
エンジンのトルクと連動させることによつて、エ
ンジンのトルクと操舵角の大小に応じ、前・後輪
を四輪駆動に適宜切り換えるようにすることがで
きる。

ただし、マニホールド負圧と、パワステアリン
グのオイル圧では格段の圧力差があるので、使用
するスプリング４４はかなり強大のものを使用す
る必要がある。

また、ブレーキ油圧の大小に応じ、オリフイス
径の閉又は開操作する方法又はアクセルのオフ動
作に応じ、アクセルオフ時にオリフイス径を絞る
などの走行条件によつて、流通を可変的に制限す
る手段を用いることによつて同様の目的を達成す
ることができる。

上記実施例では、四輪駆動用駆動連結装置の油
圧ポンプとしてベーンポンプを用い、しかも吸込
吐出口が４個の平衡形のもので説明したが、駆動
力の伝達量によつては吸込吐出口が２個の不平衡
形ベーンポンプとすることも可能であり、他の形
式の油圧ポンプ、例えば内接ギヤポンプ、トロコ
イドポンプ、ハイポサイクロイドポンプ、アキシ
ヤルおよびラジアルプランジヤポンプ等のものも
使用でき、回転速度差に応じて吐出油量が変化す
る形式のものであれば良い。また、通常の直進状
態で前輪を駆動するものに限らず後輪を駆動する
形式のものにも適用できる。さらに、変速機も手
動式、自動式のいずれであつても良く、リリーフ
弁の制御も油圧を用いるデユーテイ制御に限らず
機械式に制御するもの等であつても良い。

以上、実施例とともに具体的に説明したように
本発明によれば、前輪に駆動力を伝達する第１の
回転軸と後輪に駆動力を伝達する第２の回転軸と
をこれらの回転速度差に応じて駆動され且つ回転
速度差に応じた油量を吐出する油圧ポンプを介し
て連結し、その静的油圧により駆動力を伝達して
四輪駆動状態を得ると共に第１回転軸と第２回転
軸との相対回転方向に応じて自動的に吐出口と吸
込口とが切換わるので何んら操作を必要とせず四
輪駆動状態が得られるので、パートタイム四輪駆
動車のタイトコーナブレーキング現象などの不具
合や運転操作の煩雑さを解消できると共にフルタ
イム四輪駆動車に従来装備されたセンタデフに比
べ小型・軽量とすることができ、しかも構造も簡
単で安価となる。

更に、吐出口と吸込口との間を連通する油路
に、車両の機関の負荷に応じて同油路の流通抵抗
を制御する流通制御手段を介装したことにより、
例えば次のような効果がある。

（） エンジン負荷大で絞り大とするように制
御した場合： 大きい駆動力が必要なときに四輪駆動となり、
小さい駆動力で充分なときは二輪駆動となるの
で、駆動効率が向上し、燃費も良くなる。

タイトコーナー走行時は、通常アクセルオフ状
態（低負荷状態）とするので、二輪駆動状態とな
りタイトコーナーブレーキングが防止できる。ま
た、タイトコーナーであつても雪路のようにある
程度大きな駆動力を与えた方がよい場合には、四
輪駆動となり安定的な走行状態が得られる。

また、ブレーキング時は通常アクセルオフ（低
負荷）として二輪駆動となるので、アンチスキツ
ドブレーキ装置を装着する場合、二輪駆動車用の
ものをそのまま流用することが可能となる。

（） エンジン負荷大で絞り小とするように制
御した場合： 可変オリフイスの最大開度をある程度の流通抵
抗が残存する値に設定しておくことにより、エン
ジンの高負荷状態でも回転速度差が所定以上とな
れば四輪駆動とすることができる。また、低負荷
状態となるブレーキング時には四輪駆動状態とな
りやすくなるので、アンチスキツドブレーキ装置
を装着しなくても車輪ロツクが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる四輪駆動用駆動連結装
置を使用した四輪駆動車の概略構成図、第２図は
本発明にかかる四輪駆動用駆動連結装置の構成例
を説明するための断面図、第３図は本発明にかか
る四輪駆動用駆動連結装置と従来の四輪駆動用駆
動連結装置における前・後輪回転速度差対吐出圧
の特性曲線の比較図、第４図ａおよびｂはそれぞ
れ第２図に示す四輪駆動用駆動連結装置における
油の流路を示す説明図、第５図および第６図はい
ずれも本発明の実施例として吐出口と吸込口とを
連通する油路に介装した流通抵抗可変の流通制御
装置の各例の構成を示す要部断面図である。 図面中、９は前輪、１０は前輪用の差動装置、
１１は第１の回転軸、１３は四輪駆動用駆動連結
装置、１４は第２の回転軸、１６は後輪、１７は
後輪用の差動装置、２０はベーンポンプ、２０ａ
はロータ、２０ｂはカムリング、２１は油圧制御
回路、２２，２３，２４，２５は吸込吐出口、２
６，２７は第１および第２油路、２８，２９，３
１，３２はチエツク弁、３０はオイル溜、３３は
リリーフ弁、３７，３８はオリフイス、３９，４
０は吐出口と吸込口とを連通する油路、４１，４
８は流通抵抗可変の流通制御装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両の前輪に駆動力を伝達する第１の回転軸
   と、同車両の後輪に駆動力を伝達する第２の回転
   軸と、前記第１と第２の回転軸の連結手段として
   使用され、かつ第１と第２の回転軸の回転速度差
   によつて駆動されると共に回転速度差に応じた油
   量を吐出する油圧ポンプとからなる四輪駆動用駆
   動連結装置において、前記油圧ポンプの吐出口と
   吸込口側油路間を連通する油路を設け、同油路に
   前記車両に搭載された機関の負荷に応じて同油路
   の流通抵抗を制御する流通制御手段を介装したこ
   とを特徴とする四輪駆動用駆動連結装置。