JPH0676018B2 - 四輪駆動車の駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１） 産業上の利用分野 本発明は、前後いずれか一方の車輪には、それを常時駆
動すべくパワーユニットが接続され、前後いずれか他方
の車輪と、前記パワーユニットとの間には、入，出力部
材間の相対回転速度が大きくなるとトルク伝達を可能に
する差動制限クラッチと、動力の伝達、遮断を切換可能
な切換クラッチとが介装されて成る四輪駆動車の駆動装
置に関する。

（２） 従来の技術 従来、かかる駆動装置は、たとえば実開昭59−188731号
公報によって公知である。

（３） 発明が解決しようとする問題点 ところが、上記従来の技術では、差動制限クラッチおよ
び切換クラッチを分離して設けており、それぞれケーシ
ングが必要となり、重量が大になるとともに駆動装置全
体も大型化する。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、駆
動装置全体をコンパクトにまとめ得るようにし、しかも
両クラッチの地上高を極力高く配置し且つそれらを効率
よく冷却できるようにした、四輪駆動車の駆動装置を提
供することを目的としている。

B.発明の構成 （１） 問題点を解説するための手段 上記問題を達成するために本発明によれば、前後いずれ
か一方の車輪には、それを常時駆動すべくパワーユニッ
トが接続され、前後いずれか他方の車輪と、パワーユニ
ットとの間を連結する推進軸には、入，出力部材間の相
対回転速度が大きくなるとトルク伝達を可能にする差動
制限クラッチと、動力の伝達、遮断を切換可能な切換ク
ラッチとが介装されて成る四輪駆動車の駆動装置におい
て、推進軸は、差動制限クラッチおよび切換クラッチを
直列に介装したクラッチ取付軸部を有し、その取付軸部
を回転自在に支持する共通のケーシング内に差動制限ク
ラッチおよび切換クラッチが収容され、そのケーシング
は、車室側に凹ませて車体床板に形成され且つ車体前後
方向に延びる凹溝部に収容され、その凹溝部内面とケー
シング外面との間に車体前後方向に延びる空隙を形成す
べく、該ケーシング外面に突設した支持腕部が該凹溝部
に連結支持される。

（２） 作 用 上記構成によれば、車体床板の、前後方向に延びる凹溝
部に収容保持した共通のケーシング内に、差動制限クラ
ッチおよび切換クラッチを収容したことで、それらクラ
ッチをコンパクトに纏めることができる上、それらクラ
ッチの地上高を極力高く配置できるようになる。しか
も、このようなケーシングが上記凹溝部に収容されるこ
とと、その凹溝部内面と該ケーシング外面との間に車体
前後方向に延びる空隙が形成されることとが相俟って、
車両走行中に凹溝部内を通過する走行風をケーシングに
効率よく当てることができ、そのケーシング内の両クラ
ッチが効率よく冷却される。

（３） 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第１図および第２図において、各一対の前輪W
f,Wfおよび後輪Wr,Wrが車体Ｂに図示しない懸架装置を
介して懸架され、車体Ｂの前部にはエンジンＥ、変速機
Ｍ、前部差動装置DfおよびトランスファＴから成るパワ
ーユニットＰが搭載される。

左右の前輪Wf,Wfにそれぞれ連なる一対の前車軸Af,Af
は、前部差動装置Dfを介して相互に連結される。また左
右の後輪Wr,Wrにそれぞれ連なる一対の後車軸Ar,Arは後
部差動装置Drを介して相互に接続される。さらに動力伝
達、遮断装置１を途中に介装した推進軸Ｓによりトラン
スファＴの出力軸２と後部差動装置Drの入力軸３とが相
互に接続される。

推進軸Ｓは、トランスファＴの出力軸２にジョイントJ1
を介して接続される第１軸４と、後部差動装置Drの入力
軸３にジョイントJ2を介して接続される第２軸５と、こ
れらの第１および第２軸4,5間にジョイントJ3,J4を介し
て接続されるクラッチ取付軸部としての中間軸６とから
構成される。しかも中間軸６は、第１軸４側の前半軸6a
と、第２軸５側の後半軸6bとに分割されており、これら
両半軸6a,6b間を連結するように動力伝達、遮断装置１
が設けられる。

第３図において、動力伝達、遮断装置１は、差動制限ク
ラッチ７と、切換クラッチ８とから構成され、ケーシン
グ９内に収納される。前半軸6aは、軸受10およびシール
部材11を介してケーシング９に回転自在に支承され、後
半軸6bは、軸受12およびシール部材13を介してケーシン
グ９に回転自在に支承される。しかも両半軸6a,6bは同
一軸線を有してケーシング９内で対向配置される。

差動制限クラッチ７は、出力部材としての後半軸6bと、
該後半軸6bに軸受14,15およびシール部材16,17を介して
回転自在に支承される入力部材としてのクラッチアウタ
18とで画成される環状の密封油室19内に、クラッチアウ
タ18にスプライン結合される複数の外側クラッチ板20
と、後半軸6bにスプライン結合される複数の内側クラッ
チ板21とを相互に重合配置して構成される。

クラッチアウタ18は、後半軸6bを同心に囲繞する円筒体
22の両端を端板23,24で閉塞して成り、端板23および後
半軸6b間に軸受14およびシール部材16が介装され、端板
24および後半軸6b間に軸受15およびシール部材17が介装
される。各内側クラッチ板21間には、外側クラッチ板20
の内方側に位置して内側クラッチ板21間の間隔を規定す
るガイドリング25が介在せしめられる。また密閉油室19
には高粘性油とその油の膨脹を許容するための少量の空
気とが封入されるが、その油の充填のために端板23には
充填口26が設けられ、この充填口26はねじ栓27で閉鎖さ
れる。

第４図（ａ）において、外側クラッチ板20には、クラッ
チアウタ18のスプライン28に係合する多数の歯29と、油
を流通させる多数の油孔30とが設けられる。また第４図
（ｂ）において、内側クラッチ板21には、後半軸6bのス
プライン31に係合する多数の歯32と、油を流通させる多
数の油溝33とが設けられる。

かかる差動制限クラッチ７では、クラッチアウタ18およ
び後半軸6b間に相対回転が生じると、外側クラッチ板20
および内側クラッチ板21は、それらの間に介在する高粘
性油を剪断しながら相対的に回転する。

このとき、各クラッチ板20,21の油孔30および油溝33は
油を保持し、その油の効果的な剪断に寄与する。そして
油温が比較的低い状態では、クラッチアウタ18および後
半軸6b間の伝達トルクは、油の剪断トルクにより決定さ
れる。

クラッチアウタ18および後半軸6b間の回転速度差が上昇
すると、油は両クラッチ板20,21から受ける剪断エネル
ギにより昇温していき、当初はその油温上昇に伴う粘性
の低下により伝達トルクが減少する。ところが相対回転
速度が所定値を超えると、油温の急上昇により各クラッ
チ板20,21に複雑な温度勾配を生じ、これに起因する歪
みと、油温の急上昇による密閉油室19内の圧力上昇との
相乗作用により、相互に隣接した両クラッチ板20,21間
に摩擦係合部分または隙間が極めて小さい部分ができ、
その結果、クラッチアウタ18および後半軸6b間は実質的
にカップリング状態となってクラッチアウタ18および後
半軸6bの相対回転を制御するようになる。

切換クラッチ８は、前半軸6aにセレーション結合される
クラッチインナ35と、差動制限クラッチ７のクラッチア
ウタ18に一体に設けられるクラッチアウタ36と、クラッ
チインナ35にスプライン結合される複数のクラッチ板37
と、それらのクラッチ板37間に重合してクラッチアウタ
18にスプライン結合される複数のクラッチ板38と、各ク
ラッチ板37,38の作動を司る作動ピストン39とを有し
て、前半軸6aと同心に配置される。

クラッチアウタ36は、差動制限クラッチ７の端板24に一
体に連設されており、前半軸6aを同心に囲繞する筒状に
形成される。このクラッチアウタ36と前半軸6aの端部と
の間には軸受40が介装され、クラッチアウタ36とケーシ
ング９との間には軸受41が介装される。クラッチインナ
35は、クラッチアウタ36の内面に対向して前半軸6aを同
心に囲繞する円筒部35aを有しており、この円筒部35aの
外面にクラッチ板37がスプライン結合される。しかも差
動制限クラッチ７とは反対側で円筒部35aの端部には半
径方向外方に張出した受け板42が固設されており、差動
制限クラッチ７側で軸方向の移動を可能として配設され
た押圧板43と受け板42との間に両クラッチ板37,38が重
合配置される。

クラッチインナ35の内方側で前半軸6aにはリフタ44が摺
合されており、このリフタ44と押圧板43とは、前半軸6a
の軸方向に移動可能にしてクラッチインナ35を貫通する
複数の連結ロッド45で相互に連結される。しかも各連結
ロッド45を囲繞するコイル状のクラッチばね46がリフタ
44およびクラッチインナ35間に介装されており、このク
ラッチばね46は、リフタ44をクラッチインナ35から離反
させる方向、すなわち押圧板43を受け板42に近接させる
方向に弾発付勢する。

ケーシング９の前端側すなわち第１軸４側の部分に、作
動ピストン39が摺合される。この作動ピストン39は、大
径部39aと小径部39bとが段部39cを介して同軸に連なっ
てなる中空円筒状に形成されており、前半軸6aを同心に
囲繞する。しかもケーシング９の前端側部分は作動ピス
トン39の外面形状に対応して形成されており、大径部39
aに対応する部分には大径部39aの外面に摺接するシール
部材47が配設され、小径部39bに対応する部分には小径
部36bの外面に摺接するシール部材48が配設される。

段部39cに対応する部分で、作動ピストン39およびケー
シング９間には、シール部材47,48でシールされた油圧
室49が画成される。また作動ピストン39の端部および前
半軸6a間には、前半軸6aに沿って摺動可能なレリーズベ
アリング50が介装されており、このベアリング50の内輪
50aがリフタ44に当接可能である。さらに、作動ピスト
ン39における大径部39aの外面には軸方向に延びるキー
溝51が穿設されており、ケーシング９に結合されたキー
52が該キー溝51に係合される。したがって作動ピストン
39は前半軸6aの軸線まわりの回転動作を阻止されてい
る。

ケーシング９には、油圧室49に連なる油圧ポート53が穿
設されており、この油圧ポート53には制御回路54を途中
に備える油路55を介して油圧供給源56が接続される。制
御回路54は、各車輪Wf,Wf;Wr,Wrの１つたとえば前輪Wf,
Wfのいずれか一方がロックしそうになったときに、油圧
供給源56からの油圧を油圧室49に供給し、通常は油圧室
49の油圧を解放するように構成される。

かかる切換クラッチ８では油圧室49に油圧が作用したと
きに作動ピストン39が差動制限クラッチ７側に移動して
押圧板43が受け板42から離反作動し、前半軸6aおよびク
ラッチアウタ36間が遮断される。また油圧室49の油圧が
解放された通常の運転時には、クラッチばね46の働きに
より押圧板43が受け板42側に押圧駆動され、前半軸6aお
よびクラッチアウタ36間が連結状態となる。

再び第２図を併せて参照して、中間軸６は、車体Ｂの床
板Baにその縦軸線に沿って車室側へ凹入形成された、凹
溝部としてのトンネル状補強リブ57内に配置され、動力
伝達、遮断装置１を収容したケーシング９も補強リブ57
内に配置される。しかもケーシング９の前後両端には、
支持腕部58,59が一体に設けられており、これらの支持
腕部58,59がゴムマウント60,61を介して前記補強リブ57
の天井壁に支持され、このような支持構造によれば、該
補強リブ57の内面（下面）とケーシング９の外面との間
には、車体前後方向に延びる空隙100が形成される。

次にこの実施例の作用について説明すると、車両を走行
させるべくエンジンＥを作動させると、その動力は変速
機Ｍを経て前部差動装置DfおよびトランスファＴに伝達
される。そして前部差動装置Dfに伝達された動力は、左
右の前車輪Af,Afを経て前輪Wf,Wfに伝達され、両前輪W
f,Wfが駆動される。

一方、通常の運転状態では油圧室49の油圧が解放されて
おり、切換クラッチ８は動力伝達状態にあるので、トラ
ンスファＴに伝達された動力は、推進軸Ｓおよび差動制
限クラッチ７を介して後部差動装置Drを駆動しようとす
る。

ところで、路面状態が良好であり、駆動輪たる前輪Wf,W
fの路面との滑りが極めて少ない場合には、前輪Wf,Wfと
後輪Wr,Wrとの回転速度差、したがって中間軸６の前半
軸6aに直結されたクラッチアウタ18および後半軸6b間の
相対回転速度が小さいので、差動制限クラッチ７の伝達
トルクが小さい。このため、前半軸6aすなわちクラッチ
アウタ18は後半軸6bを駆動するには至らず、両クラッチ
板20,21相互の滑りにより、両半軸6a,6bの相対回転が許
容される。したがって車両の旋回時に、前輪Wf,Wfと後
輪Wr,Wrとで旋回半径が大きく異なる場合でも、差動制
限クラッチ７に滑りを生じさせることにより、各車輪W
f,Wf;Wr,Wrの路面との滑りを防止しつつ、車両のスムー
ズな旋回を可能にする。

ところが、路面状態が、たとえば泥地、砂地、雪上等の
ように悪く、前輪Wf,Wfが路面に対して激しく滑るよう
になると、前輪Wf,Wfと後輪Wr,Wrとの回転速度差、した
がって両半軸6a,6b間の相対回転速度が急増し、それが
所定値を超えると、差動制限クラッチ７は自動的にカッ
プリング状態となり、その伝達トルクを急増させる。こ
れによりトランスファＴまで伝達された動力が、さらに
推進軸Ｓおよび差動制限クラッチ７を介して後部差動装
置Drへと伝達され、さらに左右の後車軸Ar,Arを経て左
右の後輪Wr,Wrへと伝達され、後輪Wr,Wrが駆動されるよ
うになる。したがって、前輪Wf,Wfと後輪Wr,Wrとがほぼ
剛性的に接続された状態となり、悪条件の路面を走破す
ることができる。

このように前輪Wf,Wfおよび後輪Wr,rがほぼ剛性的に接
続された状態で、急制動を行なって前輪Wf,Wfの一方が
ロックした場合を想定する。この場合、一方の前車軸Af
が停止しているのに他方の前車軸Afは回転しているの
で、第１軸４の回転数は一方の前車軸Afが停止する前の
半分に低下する。しかるに後輪Wr,Wrはロックされてい
ないので、後輪Wr,Wrが車両速度と同一速度で回転しよ
うとする。すなわち第２軸５は第１軸４の２倍の速度で
回転しようとする。しかし第１軸４および第２軸５はほ
ぼ剛性的に接続されているので、第２軸５は制動力の強
い前輪Wf,Wf側の回転数に対応した回転速度となる。こ
れは、後輪Wr,Wrの回転数が車両速度の1/2となることを
意味しており、後輪Wr,Wrが路面に対してスリップする
ことになり、後輪Wr,Wrがロック状態となるものであ
る。

ところが、前輪Wf,Wfの一方がロックしそうになると、
切換クラッチ８の油圧室49に油圧が作用し、切換クラッ
チ８は遮断状態となる。したがって、前輪Wf,Wfと後輪W
r,Wrとのほぼ剛性的な接続状態が解除され、後輪Wr,Wr
がロック状態になることが回避される。

次に車両の走行中、負荷変動によりパワーユニットＰが
振動したり、路面の凹凸により後輪Wr,Wrが上下動した
りする場合を想定する。この場合、推進軸Ｓでは第１軸
４および第２軸５がジョイントJ3,J4まわりに揺動する
だけで、差動制限クラッチ７および切換クラッチ８から
構成された比較的大重量の動力伝達、遮断装置１は車体
Ｂの床板Baに支持されている。したがって推進軸Ｓの揺
動重量を最小限にし、その揺動による振動の発生を小さ
く抑えることができる。

また、動力伝達、遮断装置１は、車体Ｂの床板Baに支持
されたトンネル状の補強リブ57に収納配置されるので、
動力伝達、遮断装置１すなわち差動制限クラッチ７およ
び切換クラッチ８の地上高を最大に高めることができ
る。しかもケーシング９が上記トンネル状補強リブ57内
に収容されることと、その補強リブ57内面と該ケーシン
グ９外面との間に車体前後方向に延びる空隙100が形成
されることとか相俟って、車両走行中に補強リブ57内を
通過する走行風をケーシング９に効率よく当てることが
できるため、そのケーシング９内の差動制限クラッチ７
及び切換クラッチ８が効果的に冷却されるので、内部の
摩擦熱による過熱を防止することができる。その上、上
記摩擦熱は、ジョイントJ3,J4および第1,第２軸4,5に遮
られるので、トランスファＴや後部差動装置Drへの熱影
響を抑えることができる。

さらに、切換クラッチ８は、推進軸Ｓを構成する前半軸
6aと同心に配置されるので推進軸Ｓの途中にコンパクト
にまとめて配設することが可能となる。しかも作動ピス
トン39は前半軸6aを囲繞する中空状であって固定のケー
シング９との間に油差室49を画成して該ケーシング９に
摺合されるので、シール構造が簡単であり、油圧室49へ
の油圧供給経路も単純となる。

動力伝達、遮断装置１を構成する作動制限クラッチ７お
よび切換クラッチ８は直列に接続した状態でケーシング
９内に共通に収容されるので、分離して配置したものに
比べると、コンパクトにまとめることができ、駆動装置
全体の小型化に寄与することができる。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、車室側に凹ませて車体床
板に形成され且つ車体前後方向に延びる凹溝部に収容保
持された共通のケーシング内に、作動制限クラッチおよ
び切換クラッチを収容したので、それらクラッチをコン
パクトに纏めることができて駆動装置全体の小型化に寄
与することができると共に、それらクラッチの地上高を
極力高く配置することができる。

またこのようなケーシングが車体床板の上記凹溝部に収
容されることと、その凹溝部内面と該ケーシング外面と
の間に車体前後方向に延びる空隙が形成されることとが
相俟って、車両走行中に凹溝部内を通過する走行風をケ
ーシングに効率よく当てることができるから、そのケー
シング内の差動制限クラッチおよび切換クラッチを効果
的に冷却することができて、それらクラッチ内部の摩擦
熱に因る過熱を防止に有効であり、それらクラッチの耐
久性向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は自動車
の駆動装置の一部を縦断した平面図、第２図はその側面
図、第３図は上記駆動装置における動力伝達、遮断装置
の拡大縦断面図、第４図は差動制限クラッチにおける外
側および内側クラッチ板の平面図である。 6b……出力部材としての後半軸、７……差動制限クラッ
チ、８……切換クラッチ、９……ケーシング、18……入
力部材としてのクラッチアウタ、６……クラッチ取付軸
部としての中間軸、57……凹溝部としてのトンネル状補
強リブ、100……空隙、Ｐ……パワーユニット、Wf……
前輪、Wr……後輪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後いずれか一方の車輪（Wf）には、それ
   を常時駆動すべくパワーユニット（Ｐ）が接続され、前
   後いずれか他方の車輪（Wr）とパワーユニット（Ｐ）と
   の間を連結する推進軸（Ｓ）には、入，出力部材（18,6
   b）間の相対回転速度が大きくなるとトルク伝達を可能
   にする差動制限クラッチ（７）と、動力の伝達、遮断を
   切換可能な切換クラッチ（８）とが介装されて成る四輪
   駆動車の駆動装置において、 推進軸（Ｓ）は、差動制限クラッチ（７）および切換ク
   ラッチ（８）を直列に介装したクラッチ取付軸部（６）
   を有し、その取付軸部（６）を回転自在に支持する共通
   のケーシング（９）内に差動制限クラッチ（７）および
   切換クラッチ（８）が収容され、そのケーシング（９）
   は、車室側に凹ませて車体床板（Ba）に形成され且つ車
   体前後方向に延びる凹溝部（57）に収容され、その凹溝
   部（57）内面とケーシング（９）外面との間に車体前後
   方向に延びる空隙（100）を形成すべく、該ケーシング
   （９）外面に突設した支持腕部（58,59）が該凹溝部（5
   7）に連結支持されることを特徴とする、四輪駆動車の
   駆動装置。