JPH09207594A

JPH09207594A - 四輪駆動車

Info

Publication number: JPH09207594A
Application number: JP2436496A
Authority: JP
Inventors: Jun Watanabe; 純渡辺; Naohiko Inoue; 直彦井上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動力の伝達を流体圧伝動機構により行い、四
輪駆動状態から二輪駆動状態に移行する際の急激な駆動
トルクの降下を防止する四輪駆動車を提供する。【解決手段】駆動車軸１４に連動して回転する流体圧ポ
ンプ１６と、従動車軸２８と連動する流体圧モータ２０
とを備えた四輪駆動車である。そして、流体圧モータ
は、所定の傾斜角度αで傾く斜板１０５によって各ピス
トン１０４のストロークを変化させて吐出流量を変更す
る斜板式アキシャルピストンモータである。この流体圧
モータに付勢手段１２０を設けた。この付勢手段は、ピ
ストンのストロークが大きいときに、斜板を介してピス
トンに反力を与える大きな付勢力となり、ピストンのス
トロークが小さくなるに従い、徐々に小さな付勢力とな
ってピストンに与える反力を低下させる弾性部材１２６
ａ、１２６ｃを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主原動機の回転駆
動力を前輪及び後輪に伝達するようにした四輪駆動車に
係り、特に駆動力の伝達を流体圧伝動機構で行うように
した四輪駆動車に関する。

【０００２】

【従来の技術】悪路や不整地等の走行性能が向上する四
輪駆動車は、主原動機から複数の車軸へ駆動トルクを配
分するためにプロペラシャフト及び差動装置を備えてい
る。また、近年の四輪駆動車では、路面状況の変化に応
じて駆動力を配分するために、駆動軸間にビスカスカッ
プリングやクラッチを採用して駆動力の配分比率を可変
にしたものも普及している。しかし、このような機械式
により駆動力配分を可変制御する四輪駆動車は、複雑な
装置構造となりやすく、また、車体床下を通過するプロ
ペラシャフトや車軸間の差動制限装置等が必要となるの
で重量が増大し、車体の小型、軽量化を阻害するおそれ
がある。

【０００３】このような問題を解決するものとして、例
えば本出願人が先に提案した特願平６−２６２６３９号
記載の先願技術が知られており、この先願技術は、主原
動機に駆動される駆動車軸と、この駆動車軸に連動して
回転する流体圧ポンプと、従動車軸と連動するととも
に、容量変更手段として斜板を備えた斜板式の可変容量
モータと、前記流体圧ポンプの吐出口及び前記可変容量
モータの吸込口を連通する第１流路と、前記流体圧ポン
プの吸込口及び前記可変容量モータの吐出口を連通する
第２流路と、前記可変容量モータの容量が減少する方向
へ前記斜板を駆動する付勢手段とを備えた四輪駆動車で
ある。

【０００４】また、前記斜板式の可変容量モータは、図
９に示すように、モータ回転軸１に対して同軸にシリン
ダブロック２が連結し、このシリンダブロック２に、モ
ータ回転軸１と平行に、且つシリンダブロック２の回転
方向に沿って等間隔にボア２ａが形成されている。そし
て、各ボア２ａ内にピストン３が配置されているととも
に、これらピストン３の先端部と対向する位置には、所
定の傾斜角度αまで揺動するように斜板４が配設されて
おり、この斜板４によりボア２ａ内から押し出されるピ
ストン３のストロークが規制されるようになっている。
また、ピストン３を配置している各ボア２ａは、シリン
ダブロック２が回転することにより、バルブプレート５
を介して作動流体吸入口６ａ及び作動流体戻り口６ｂに
交互に連通可能とされている。

【０００５】そして、前述した付勢手段７は、シリンダ
室７ａに配設されたコントロールピストン７ｂと、この
コントロールピストン７ｂを斜板４側に付勢するように
シリンダ室７ａに配設されたバネ部材７ｃと、シリンダ
室７ａと低圧部とを連通する連通路７ｄと、この連通路
７ｄの途中に介装された絞り７ｅとを備えた構成として
いる。なお、図９の符号８で示す部材は、斜板４の傾斜
角度αの最大値を設定するストッパである。

【０００６】上記構成の四輪駆動車は、駆動軸の回転数
が従動車軸の回転数より増大して四輪駆動走行を必要と
する場合には、流体圧ポンプの吐出流量が可変容量モー
タの吐出流量を上回り作動流体吸入口６ａからボア２ａ
内に高圧の作動油が供給されるので、高圧の作動油に応
じたトルクがモータ回転軸１に発生し、従動車軸に駆動
トルクが配分されて四輪駆動走行状態となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した四
輪駆動走行状態から二輪駆動走行状態に移行する場合
に、従動車軸に配分されている駆動トルクが急激に降下
すると、その分駆動軸への伝達トルクが急激に増大する
ことにより駆動輪の空転（スリップ）が増大して運転者
に違和感を与える場合がある。また、車両が二輪駆動走
行状態から四輪駆動走行状態に移行する場合にも、従動
車軸への駆動トルク配分の立ち上がりが遅いと、運転者
に違和感を与える場合がある。

【０００８】そこで、付勢手段７の構成部材であるバネ
部材７ｃのバネ力を調整することにより、駆動トルクの
急激な降下や立ち上がりの遅さを解消することができ
る。つまり、バネ部材７ｃは、常時、斜板４に対して傾
斜角度αが小さくなる方向に付勢力を作用しているが、
強いバネ力のバネ部材７ｃを使用し、このバネ部材７ｃ
が強い付勢力をコントロールピストン７ｂから斜板４に
作用すると、斜板４を介してピストン３に反力（強い付
勢力に応じた反力）が作用し、ボア２ａ内の押しのけ容
積が減少して作動油の圧力が上昇するので、モータ回転
軸１の駆動トルクの発生により従動車軸側に駆動トルク
を配分した状態、即ち、従動車軸側にプレトルクを伝達
した状態とすることができる。

【０００９】図１０の横軸で示す“０”〜Ｖ₁の範囲の
車速は、四輪駆動走行を必要とする低速領域であり、Ｖ
₂を上回る車速は四輪駆動走行を必要としない高速領域
であるが、前述したように強いバネ力のバネ部材７ｃを
使用すると、四輪駆動走行状態（図１０の実線は従動車
軸に配分された駆動トルクを示す。）から二輪駆動走行
状態に移行すると、図の一点鎖線で示すように従動車軸
の駆動トルクが緩やかに降下していき、これにより駆動
軸に伝達されるトルクの急増を防止して運転者に違和感
を与えることがない。

【００１０】しかしながら、この強いバネ力のバネ部材
７ｃを使用すると、図のＴｅの領域で示すように、高速
領域でも従動車軸側にプレトルクが発生してしまい、作
動流体の脈動やギヤによる騒音振動、燃費、作動流体の
温度上昇の面で不利となる。また、弱いバネ力のバネ部
材７ｃを使用すると、四輪駆動走行状態から二輪駆動走
行状態に移行する際に、高速領域での騒音振動、燃費、
作動流体の温度上昇を解決することができるが、図の二
点鎖線で示すように、従動車軸の駆動トルクが急激に降
下してしまい、従動車軸の駆動トルクの急激な降下、立
ち上がりの遅さを何等解消することができない。

【００１１】そこで、この発明は、上記先願技術の未解
決の課題に着目してなされたものであり、四輪駆動走行
状態から二輪駆動走行状態に移行する際の従動車軸の駆
動トルクの急激な降下を防止し、二輪駆動走行状態から
四輪駆動走行状態に移行する際の従動車軸の駆動トルク
の立ち上がりの遅さを解消するとともに、四輪駆動走行
状態を必要としない高速領域における騒音振動、燃費、
作動流体の温度上昇を改善することが可能な四輪駆動車
を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る四輪駆動車は、主原動機により駆動
される駆動車軸と、この駆動車軸に連動して回転する流
体圧ポンプと、従動車軸と連動する流体圧モータと、前
記流体圧ポンプの吐出口と前記流体圧モータの吸込口と
を連通する第１流路と、前記流体圧ポンプの吸込口と前
記流体圧モータの吐出口とを連通する第２流路とを備
え、前記流体圧モータを斜板式アキシャルピストンモー
タとし、モータ回転軸に連結されて回転するシリンダブ
ロックに、前記回転軸に平行に且つ回転方向に沿って複
数のボアを形成し、各ボアにピストンを収納するととも
に、所定の傾斜角度で傾く斜板によって各ピストンのス
トロークを変化させて吐出流量を変更するようにした四
輪駆動車において、前記流体圧モータに、前記斜板の傾
斜角度が小さくなる方向に当該斜板に付勢力を与える付
勢手段を設け、この付勢手段の付勢力特性を、前記斜板
の傾斜角度が増大して前記ピストンのストロークが大き
いときに、前記斜板を介してピストンに反力を与える大
きな付勢力となり、前記斜板の傾斜角度が減少して前記
ピストンのストロークが小さくなるに従い、徐々に小さ
な付勢力となって前記ピストンに与える反力が低下する
ように設定した。

【００１３】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の四輪駆動車において、前記付勢手段の付勢力特性
を、四輪駆動走行を必要としない高速走行領域では、前
記斜板を介して前記ピストンに反力を与えない小さな付
勢力となるように設定したことを特徴とする請求項１記
載の四輪駆動車。また、請求項３記載の発明は、請求項
１又は２記載の四輪駆動車において、前記付勢手段は、
前記回転軸と平行に、且つ前記斜板に向けて開口するシ
リンダ室と、前記シリンダ室内に摺動自在に配設されて
先端部が前記斜板に当接する摺動部材と、この摺動部材
への付勢力作用方向を一致させて前記シリンダ室内に収
納された少なくとも２つの弾性部材と、これら弾性部材
のいずれかの付勢力を規制する付勢力規制機構とを備
え、前記斜板の傾斜角度が増大して前記ピストンのスト
ロークが大きいときに、前記複数の弾性部材の全ての付
勢力を前記摺動部材に作用するとともに、前記斜板の傾
斜角度が減少して前記ピストンのストロークが所定値ま
で小さくなったときに、前記付勢力規制機構により特定
の弾性部材の付勢力のみを前記摺動部材に作用する。

【００１４】さらに、請求項４記載の発明は、請求項３
記載の発明において、前記弾性部材をコイル直径が異な
る少なくとも２つのコイルバネにより構成し、コイル軸
線を一致させて小径のコイルバネを大径のコイルバネ内
に遊挿した状態で前記シリンダ室に収納するとともに、
前記付勢力規制機構は、前記斜板の傾斜角度が減少して
前記ピストンのストロークが所定値まで小さくなったと
きに、前記大径のコイルバネの伸長動作を規制する。

【００１５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、車両が四
輪駆動状態で走行する際には、駆動車軸及び従動車軸の
間の回転数差の発生により流体圧ポンプの吐出流量が流
体圧モータの吐出流量を上回り、流体圧モータは、斜板
の傾斜角度が最大角度付近まで増大しながら作動流体の
抵抗が負荷となってトルクを発生し、従動軸側に駆動ト
ルクを伝達する。

【００１６】そして、駆動車軸及び従動車軸の間の回転
数差が減少し、車両が四輪駆動状態から二輪駆動状態に
移行していくと、流体圧モータの斜板の傾斜角度は徐々
に減少していくが、本発明の付勢手段は、斜板の傾斜角
度が増大して前記ピストンのストロークが大きいとき
に、斜板を介してピストンに反力を与える大きな付勢力
を作用し、斜板の傾斜角度が減少すると付勢力も徐々に
低下するように設定しているので、ボア内の押しのけ容
積が減少して作動流体圧力が上昇し、モータ回転軸にト
ルクを発生して従動車軸側にプレトルクを伝達する。こ
れにより、従動車軸の駆動トルクは緩やかに減少しくの
で、車両が四輪駆動状態から二輪駆動状態に移行する際
の急激な駆動トルクの降下を防止することができる。ま
た、従動車軸側にプレトルクが伝達されることにより、
車両が二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行する際に
も、駆動トルクの立ち上がりが早くなる。

【００１７】したがって、車両が四輪駆動状態から二輪
駆動状態に移行する際に、駆動軸への伝達トルク急増に
よるスリップの増大が発生せず、二輪駆動状態から四輪
駆動状態に移行する際にスムースに従動軸側に駆動トル
クが伝達されるので、運転者に違和感を与えることがな
い。また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の効果
を得ることができるとともに、四輪駆動走行を必要とし
ない高速走行領域では、斜板を介してピストンに反力を
与えない小さな付勢力となるように付勢手段の特性を設
定したので、ボア内の作動流体の圧力は上昇せず、モー
タ回転軸にトルクを発生させない。したがって、高速走
行領域では従動車軸側にプレトルクが伝達されないの
で、作動流体の脈動による振動がほとんど発生せず、車
内フロアへの騒音や振動を抑制することができるととも
に、燃費悪化や作動流体の温度上昇をも防止することが
できる。

【００１８】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の効果を得ることができるとともに、斜板に付
勢力を作用する部材として少なくとも２つの弾性部材を
使用し、これら弾性部材の付勢状態を付勢力規制機構に
より規制することにより、ピストンのストロークが大き
い時点からピストンストロークが小さくなる時点まで段
階的に付勢力を作用させているので、高精度にプレトル
クを発生することができる。

【００１９】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の効果を得ることができるとともに、弾性部材が、コ
イル直径の異なる少なくとも２つのコイルバネにより構
成しているので、簡便な装置構造を提供することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明を前輪駆動車をベース
とした四輪駆動車に適用した場合の第１実施形態を示す
概略構成図であって、図中、１０は原動機としてのエン
ジンであって、このエンジン１０の回転駆動力が変速機
１２を介して前輪側差動装置１３に入力され、この差動
装置１３の出力側に駆動車軸としての前車軸１４を介し
て前輪１５が連結されている。

【００２１】前輪側差動装置１３は、デファレンシャギ
ヤケース１３ａに形成されたリングギヤ１３ｂが変速機
１２の出力側に連結されたギヤ１２ａと噛合して回転駆
動し、このディファレンシャルギヤケース１３ａ内に形
成された一対のピニオンシャフト１３ｃにピニオン１３
ｄが取付けられ、これらピニオン１３ｄに一対のサイド
ギヤ１３ｅが噛合し、これらサイドギヤ１３ｅに第１の
駆動軸としての前車軸１４が連結されている。

【００２２】また、ディファレンシャルギヤケース１３
ａにリングギヤ１３ｂと並列に形成されたリングギヤ１
３ｆが、これに噛合するギヤ１３ｇを介して流体圧ポン
プとしての吸入絞り型ピストンポンプ１６の回転軸１６
ａに連結されている。この吸入絞り型ピストンポンプ１
６は、その吸込口１６ｂがリザーバタンク１７内に配設
されたストレーナ１７ａに連結されていると共に、流路
としての低圧配管１８Ｌを通じて２位置４ポートの電磁
方向切換弁１９のタンクポートＴに接続され、吐出口１
６ｃが流路としての高圧配管１８Ｈを通じて前後進切換
用の電磁方向切換弁１９のポンプポートＰに接続されて
いる。

【００２３】ここで、吸入絞り型ピストンポンプ１６
は、回転軸１６ａの回転方向によって吸入口と吐出口と
が入れ替わることがなく、その吐出流量は、図２の特性
曲線Ｌ ₁で示すように、車速が“０”から所定値Ｖａに
達するまでの間では、車速の増加に比例して増加し、所
定値Ｖａ以上では最大吐出流量Ｑ_maxで飽和するように
設定されている。

【００２４】前後進切換用の電磁方向切換弁１９は、ソ
レノイド１９ａが非通電状態であるノーマル位置でポン
プポートＰを出力ポートＡに、タンクポートＴを出力ポ
ートＢに夫々連通し、ソレノイド１９ａが通電状態であ
るオフセット位置でポンプポートＰを出力ポートＢに、
タンクポートＴを出力ポートＡに夫々連通し、出力ポー
トＡ及びＢが流体圧モータとしての斜板式可変容量モー
タ（以下、可変容量モータと略称する。）２０の流入・
流出ポート２０ａ、２０ｂに接続されており、ノーマル
位置で高圧配管１８Ｈの高圧油を可変容量モータ２０の
流入ポート２０ａに、低圧配管１８Ｌを流出ポート２０
ｂに連通させて回転軸２０ｃを前進走行時の回転方向例
えば左側面からみて時計方向に回転駆動し、逆にオフセ
ット位置で高圧配管８Ｈの高圧油を可変容量モータ２０
の流出ポート２０ｂに、低圧配管１８Ｌを流入ポート２
０ａに連通させて回転軸２０ｃを前進走行時の回転方向
例えば左側面からみて反時計方向に回転駆動する。

【００２５】なお、電磁方向切換弁１９は可変容量モー
タ２０に内蔵され、出力ポートＡ及びＢが配管を介する
ことなく可変容量モータ２０の流入・流出ポート２０
ａ、２０ｂに連結されている。また、電磁方向切換弁１
９のソレノイド１９ａへの通電は、ソレノイド１９ａが
図示しないがシフトレバーで後進を選択したときに、オ
ン状態となるシフト位置検出スイッチ１９ｂを介して直
流電源１９ｃに接続されることにより、前進走行時には
非通電状態に、後進走行時には通電状態に夫々制御され
る。

【００２６】また、吸入絞り型ピストンポンプ１６の吸
込口１６ｂ及び吐出口１６ｃ間には、トルク制限手段と
しての吸入絞り型ピストンポンプ１６の吐出圧の上限を
定めるリリーフ弁２１が介挿されている。また、吸入絞
り型ピストンポンプ１６及び電磁方向切換弁１９間にお
ける高圧配管１８Ｈ及び低圧配管１８Ｌ間を連通する連
通配管２２Ａには、低圧配管１８Ｌ側から高圧配管１８
Ｈ側への流体流れを許容する逆止弁２３が介挿されてい
ると共に、連通配管２２Ａと並列に配設された連通配管
２２Ｂに逆止弁２３と並列関係に固定オリフィス２４が
接続されている。

【００２７】一方、可変容量モータ２０の回転軸２０ｃ
にはギヤ２０ｄが取付けられ、このギヤ２０ｄに後輪側
差動装置２７のディファレンシャルギヤケース２７ａに
形成されたリングギヤ２７ｂが噛合されている。この後
輪側差動装置２７は、前述した前輪側差動装置３と略同
様の構成を有し、ディファレンシャルギヤケース２７ａ
内に形成された一対のピニオンシャフト２７ｃにピニオ
ン２７ｄが取付けられ、これらピニオン２７ｄに一対の
サイドギヤ２７ｅが噛合し、これらサイドギヤ２７ｅに
後車軸２８が連結され、この後車軸２８に後輪２９が連
結されている。

【００２８】次に、図３及び図４に示すものは、前述し
た可変容量モータ２０の具体的構成を示すものであり、
この可変容量モータ２０は、ポンプハウジング１００内
に、ベアリング１０１に支持された回転軸２０ｃが回転
自在に配設されているとともに、回転軸２０ｃの外周に
円筒状のシリンダブロック１０２が同軸に固定されてい
る。また、シリンダブロック１０２には、周方向に所定
間隔をあけて回転軸２０ｃと平行に複数のボア１０３が
形成されており、各ボア１０３にはピストン１０４が収
容されている。そして、シリンダブロック１０２の図３
の右端面に対向する位置には斜板１０５が揺動自在に配
設されている。

【００２９】この斜板１０５は、円筒部１０５ａと、円
筒部１０５ａの図３の上端から突出する突出部１０５ｂ
と、各ピストン１０４の端部と係合したシュー１０６を
周方向に摺動自在に係止するシューホルダ１０７とを備
えている。そして、前記シューホルダ１０７は、押圧ス
プリング１０８によってニードル１０９を介して斜板１
０５側に押圧されている。また、図３の符号Ｐで示す位
置は、斜板１０５の揺動軸であり、この揺動軸Ｐは、回
転軸２０ｃの軸線と直交する方向に所定量εだけオフセ
ットした位置に設けられており、この揺動軸Ｐを中心と
して所定の傾斜角度αまで斜板１０５が揺動する。ま
た、ポンプハウジング１００内には、斜板１０５と対向
する位置にストッパ１１０が配設されており、斜板１０
５がこのストッパ１１０に当接すると揺動が規制され、
斜板１０５の最大傾斜角度α_maxが設定される。

【００３０】また、シリンダブロック１０２の図３の左
端面は、ポンプハウジング１００に固定されたバルブプ
レート１１１と摺接している。このバルブプレート１１
１には、図４に示すように、流入ポート２０ａ（後進時
には流出ポート）、流出ポート２０ｂ（後進時には流入
ポート）が形成されており、これら流入ポート２０ａ及
び流出ポート２０ｂは、ピストン１０４を収容している
各ボア１０３と連通孔１１２を介して連通している。

【００３１】そして、前進走行時には、流入ポート２０
ａからボア１０３内に作動油が供給されてピストン１０
４がボア１０３から押し出され、作動油圧に比例した軸
力が斜板１０５に伝達され、その反力によってシリンダ
ブロック１０２が回転し、回転軸２０ｃに駆動トルクが
伝達されるようになっている。また、後進走行時には、
流出ポート２０ｂからボア１０３内に作動油が供給され
てピストン１０４がボア１０３から押し出され、作動油
圧に比例した軸力が斜板１０５に伝達され、その反力に
よってシリンダブロック１０２が逆回転し、回転軸２０
ｃに駆動トルクが伝達されるようになっている。

【００３２】なお、可変容量モータ２０の吐出流量は斜
板１０５の傾斜角度αが増大するに従って増加し、斜板
１０５がストッパ１１０に当接して最大傾斜角度α_max
となった時点で最大吐出流量となるが、その流量特性
は、図２の特性曲線Ｌ₂で示すように、車速が“０”か
ら所定値Ｖ₁（Ｖ₁＜Ｖａ）に達するまでの間では、車
速の増加に比例して増加し、所定値Ｖ₁以上では、吸入
絞り型ピストンポンプ１６が最大吐出流量Ｑ_maxで飽和
しているので、この最大吐出流量Ｑ_maxを維持する。こ
こで、“０”〜Ｖ₁の範囲の車速は、四輪駆動走行を必
要とする車速領域である。

【００３３】そして、ホンプハウジング１００内に揺動
自在に配設された斜板１０５は、付勢手段１２０により
傾斜角度αが小さくなる方向に付勢されている。すなわ
ち、付勢手段１２０は、図３に示すように、回転軸２０
ｃと平行に斜板１０５に向けて開口する円筒形状のシリ
ンダ室１２２と、このシリンダ室１２２内に摺動自在に
配設され、先端部が斜板１０５と当接する摺動部材とし
てのコントロールピストン１２４と、シリンダ室１２２
に収容されてコントロールピストン１２４を斜板１０５
側に付勢する付勢力規制機構としての付勢部材１２６
と、シリンダ室１２２及び低圧配管８Ｌを連通する連通
管１２８とを備えている。

【００３４】シリンダ室１２２は、付勢部材１２６を収
容する収容室１２２ａと、この収容室１２２ａより縮径
された内周壁を有してコントロールピストン１２４が往
復動を行うピストン室１２２ｂとで構成されており、収
容室１２２ａとピストン室１２２ｂとの境界には、付勢
力規制機構としての係合壁１２２ｃが形成されている。

【００３５】また、付勢部材１２６は、収容室１２２ａ
の端面及びコントロールピストン１２４の基端部の間に
配設されてコントロールピストン１２４を斜板１０５側
に付勢する第１コイルバネ１２６ａと、収容室１２２の
内周径と略同一の外周径を有し、且つコントロールピス
トン１２４の基端部の外周径より小さな内周径を有して
収容室１２２ａに配設されたリング形状の係止部材１２
６ｂと、収容室１２２ａの端面及び係止部材１２６ｂの
間に第１コイルバネ１２６ａを内挿した状態で配設さ
れ、コントロールピストン１２４を係止部材１２６ｂを
介して斜板１０５側に付勢する第２コイルバネ１２６ｃ
とで構成されている。

【００３６】そして、付勢手段１２０は、図４に示すよ
うにコントロールピストン１２４の基端側が収容室１２
２ａまで移動すると、コントロールピストン１２４に対
して第１及び第２コイルバネ１２６ａ、１２６ｃの両者
が付勢力を作用するようになっている。また、図３に示
すようにコントロールピストン１２４の基端側がピスト
ン室１２２ｂまで移動すると、係止部材１２６ｂが係合
壁１２２ｃと当接して係止部材１２６ｂとコントロール
ピストン１２４の基端側とが離間するので、コントロー
ルピストン１２４に対して第１コイルバネ１２６ａのみ
が付勢力を作用するようになっている。

【００３７】そして、第１及び第２コイルバネ１２６
ａ、１２６ｃの付勢力は、コントロールピストン１２４
のストローク変化、即ち、可変容量モータ２０の流量特
性による斜板１０５の傾斜角度αの変化に応じて作用す
るように設定されており、図５に示すように、四輪駆動
状態の走行を必要する車速“０”〜Ｖ₁（Ｖ₁＜Ｖａ）
の低速領域では、第１及び第２コイルバネ１２６ａ、１
２６ｃの両者が付勢力を作用し（図４に示した状態）、
四輪駆動状態の走行を必要としない車速Ｖ₂（Ｖ ₂＞Ｖ
ａ＞Ｖ₁）以上の高速領域では、第１コイルバネ１２６
ａのみが付勢力を作用するように設定されている（図３
に示した状態）。

【００３８】次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両が乾燥路面等の高摩擦係数路で停車して、エン
ジン１０がアイドリング状態にある制動状態で前進走行
を開始する場合には、シフトレバーを前進走行側に切換
えることにより発進可能状態とする。このとき、後進走
行側のシフト位置検出スイッチ１９ｂはオフ状態を維持
するため、前後進切換用電磁方向切換弁１９のソレノイ
ド１９ａは非通電状態を維持して、切換位置が図１に示
すノーマル位置を継続する。この状態で、ブレーキペダ
ルを解放してアクセルペダルを踏込むことにより、エン
ジン１０の回転力が変速機１２を介して前輪側差動装置
１３に伝達され、この前輪側作動装置１３で前輪１５を
前進方向に回転駆動することにより前進走行を開始す
る。

【００３９】このときには、吸入絞り型ピストンポンプ
１６の回転軸１６ａが回転駆動することにより、この吸
入絞り型ピストンポンプ１６から回転速度に応じた吐出
流量の作動油が吐出される。この吐出された作動油は、
高圧配管１８Ｈ、前後進切換用電磁方向切換弁１９を介
して可変容量モータ２０の流入ポート２０ａに吸入さ
れ、流出ポート２０ｂから吐出される。

【００４０】ここで、車両が低速領域（“０”〜Ｖ₁の
車速）で走行する場合には、吸入絞り型ピストンポンプ
１６と可変容量モータ２０の吐出流量は、図２に示した
ように、可変容量モータ２０の吐出流量が吸入絞り型ピ
ストンポンプ１６と比較して大きくなるように設定され
ているので、通常走行により後輪２９と前輪１５とが同
一回転速度で回転駆動する状態では、斜板１０５の傾斜
角度αは、図６に示すように、最大傾斜角度α_maxより
小さな傾斜角度α₁となる。

【００４１】このとき、可変容量モータ２０の付勢手段
１２０は、第１及び第２コイルバネ１２６ａ、１２６ｃ
がコントロールピストン１２４に付勢力を作用し、この
付勢力を受けたコントロールピストン１２４は、傾斜角
度αが減少する方向に斜板１０５を押圧する。第１及び
第２コイルバネ１２６ａ、１２６ｃの付勢力を受けた斜
板１０５は、ピストン１０４に反力を作用してボア１０
３内の押しのけ容積を減少させるので、ボア１０３内の
作動油圧が上昇してシリンダブロック１０２が回転し、
第１及び第２コイルバネ１２６ａ、１２６ｃの付勢力に
応じた大きさのトルクが回転軸２０ｃに発生する。これ
により、図５に示すように、低速領域（“０”〜Ｖ₁の
車速）では、後輪２９に対して駆動トルクを配分した状
態、即ち、後輪２９側にプレトルクを伝達した状態とな
る。

【００４２】そして、車両が車速Ｖ₁〜Ｖ₂の中速走行
領域で走行する場合には、図２に示したように、吸入絞
り型ピストンポンプ１６及び可変容量モータ２０の吐出
流量が互いに飽和し、回転軸２０ｃの回転数の増加に応
じて斜板１０５の傾斜角度αが小さくなっていく。この
とき、コントロールピストン１２４に付勢力を作用して
いる第１及び第２コイルバネ１２６ａ、１２６ｃは、こ
れらの伸長動作により付勢力が徐々に減少していき、そ
の付勢力に応じた大きさのトルクが回転軸２０ｃに発生
するので、図５の車速Ｖ₁〜Ｖ₂の領域で示すように、
後輪２９側に伝達されるプレトルクは緩やかに増減した
状態となる。

【００４３】そして、車速がＶ₂となった時点で、収容
室１２２ａ内で第２コイルバネ１２６ｃとともに移動し
ていた係止部材１２６ｂが係合壁１２２ｃに当接し、第
２コイルバネ１２６ｃの伸長動作が停止する。これによ
り、コントロールピストン１２４に第１コイルバネ１２
６ａの付勢力のみが作用し、この第１コイルバネ１２６
ａの付勢力は、斜板１０５が常にピストン１０４の先端
部と接触するように斜板１０５を押圧する力になるの
で、流入ポート２０ａ側のライン圧が上昇することがな
い。したがって、回転軸２０ｃはトルクをほとんど発生
しないので、図５の車速Ｖ₂を上回る領域で示すよう
に、後輪２９側にはプレトルクがほとんど伝達されな
い。

【００４４】このように、車両が高摩擦係数路を走行す
る場合には、発進から中速領域までは後輪２９側にプレ
トルクを伝達した状態で走行し、高速領域では、後輪２
９側にプレトルクをほとんど伝達せずに二輪駆動状態で
走行する。次に、凍結路、降雪路等の低摩擦係数路で発
進する場合には、前述したように、先ず前輪１５が回転
駆動されるが、低摩擦係数路であるため、前輪１５がス
リップして、前輪１５及び後輪２９との間に前輪１５が
高回転数となる回転数差が生じる。これによって、吸入
絞り型ピストンポンプ１６の吐出流量が可変容量モータ
２０の吐出流量を上回ることになるので、可変容量モー
タ２０は、同一吐出量となるように斜板１０５の傾斜角
度αを増大させていき、斜板１０５がストッパ１１０に
当接した時点で、最大傾斜角度α_maxとなる。

【００４５】さらに、前輪１５及び後輪２９との間の回
転数差が大きくなると、吸入絞り型ピストンポンプ１６
からの吐出流量が可変容量モータ２０の吐出流量を上回
り、可変容量モータ２０の抵抗が負荷となり高圧配管１
８Ｈの作動油圧が上昇する。この状態では、可変容量モ
ータ２０は、高圧配管１８Ｈの供給圧力に応じた駆動ト
ルクを発生し、この駆動トルクを後輪側差動装置２７を
介して後輪２９に伝達するので、車両は四輪駆動状態で
前進走行する。

【００４６】また、この四輪駆動状態から前輪１５のス
リップが低減して前輪１５と後輪２９との回転数差が小
さくなると、吸入絞り型ピストンポンプ１６から可変容
量モータ２０に供給される作動油の吐出量差が減少する
ので、上述した中速走行領域のプレトルクを伝達した状
態となる。すなわち、図２に示したように、吸入絞り型
ピストンポンプ１６及び可変容量モータ２０が互いに飽
和し、回転軸２０ｃの回転数の増加に応じて斜板１０５
の傾斜角度αが小さくなっていくに従い、コントロール
ピストン１２４に付勢力を作用している第１及び第２コ
イルバネ１２６ａ、１２６ｃによって後輪２９側にプレ
トルクが伝達されているので、後輪２９側の駆動トルク
は緩やかに減少していき、車両が四輪駆動状態から二輪
駆動状態に移行する際の急激な駆動トルクの減少が防止
される。

【００４７】また、後輪２９側にプレトルクが伝達され
ていることにより、車両が二輪駆動状態から四輪駆動状
態に移行する際の駆動トルクの立ち上がりを早くするこ
とができる。次に、車両を後進させる場合には、シフト
レバーを後進位置に切換えることにより、シフト位置検
出スイッチ１９ｂがオン状態となるため、電磁方向切換
弁１９のソレノイド１９ａが通電状態となり、切換位置
がノーマル位置からオフセット位置に切換わる。これに
よって、高圧配管１８Ｈ内部の作動油を可変容量モータ
２０の流出ポート２０ｂに供給し、流入ポート２０ａか
ら吐出される作動油を低圧配管１８Ｌ側に戻すことによ
り、可変容量モータ２０の回転軸２０ｃを前進走行時と
は逆転させて、後輪２９を逆回転させる。このため、後
進時においても前進時と全く同様であり、後輪２９側に
プレトルクが伝達されているとともに、前輪１５がスリ
ップして、前輪１５及び後輪２９との間に前輪１５が高
回転数となる回転数差が生じたときに高圧配管１８Ｈ内
の作動油圧が上昇し、駆動トルクが後輪２９に伝達され
る。

【００４８】したがって、上記構成の第１実施形態によ
ると、車速が“０”〜Ｖ₂の範囲の中低速領域では、コ
ントロールピストン１２４に付勢力を作用している第１
及び第２コイルバネ１２６ａ、１２６ｃによって後輪２
９側にプレトルクが伝達されているので、四輪駆動走行
状態から二輪駆動走行状態に移行しても、後輪２９側の
駆動トルクを緩やかに減少させていき、前車軸１４への
伝達トルクの急増を防止してスリップの増大を発生させ
ず、運転者に違和感を与えることがない。

【００４９】また、この中低速領域において二輪駆動走
行状態から四輪駆動走行状態に移行する際にも、後輪２
９側にプレトルクが伝達されているので駆動トルクの立
ち上がりを早くすることができ、運転者に違和感を与え
ることがない。さらに、車速がＶ₂を上回る高低速領域
では、収容室１２２ａ内で第２コイルバネ１２６ｃとと
もに移動していた係止部材１２６ｂが係合壁１２２ｃに
当接して第２コイルバネ１２６ｃの伸長動作が停止し、
斜板１０５には第１コイルバネ１２６ａの小さな付勢力
のみが作用するので、回転軸２０ｃはトルクをほとんど
発生しない。したがって、作動油の流動脈動による振動
がほとんど発生しないので、車内フロアへの騒音や振動
を抑制することができるとともに、配管抵抗などによる
圧力損失が低減し、燃費悪化や作動油の温度上昇をも防
止することができる。

【００５０】そして、本実施形態の付勢手段１２０は、
二種類のコイルバネ１２６ａ、１２６ｃと、シリンダ室
１２２の係合壁１２２ｃに当接するリング形状の係止部
材１２６ｂを使用しただけで斜板１０５側に向かう付勢
力を段階的に変化することができるので、簡便な装置を
提供することができる。次に、図７及び図８に示すもの
は、本発明の第２実施形態を示すものである。なお、第
１実施形態で示した構成と同一構成部分には、同一符号
を付してその説明を省略する。

【００５１】本実施形態では、斜板１３１が正方向（図
８でα_Aの傾斜角度が付く方向）及び逆方向（図８でα
_Bの傾斜角度が付く方向）の両方向に揺動する可変容量
モータ１３０を採用し、第１実施形態の前後進切換用の
電磁方向切換弁９を使用せずに、高圧配管１８Ｈ及び低
圧配管１８Ｌと接続して高圧Ｐ_H、低圧Ｐ_Lの作動流体
が供給される電磁方向切換弁１３２を使用するととも
に、この電磁方向切換弁１３２の出力ポートＡ₁、Ａ₂
と接続する前進用の付勢手段１３４と後進用の付勢手段
１３６とを備えた構成としている。

【００５２】また、前進用の付勢手段１３４は、回転軸
１３０ｃと平行に形成されて第１及び第２コイルバネ１
３４ａ、１３４ｂを収容する収容室１３４ｃと、この収
容室１３４ｃより縮径された内周壁を有してコントロー
ルピストン１３４ｈを往復動をさせるピストン室１３４
ｄと、収容室１３４ｃとピストン室１３４ｄとの境界に
形成された係合壁１３４ｅと、収容室１３４ｃに配設さ
れた係止部材１３４ｆと、電磁方向切換弁の出力ポート
Ａ₁及び収容室１３４ｃを連通する連通管１３４ｇとを
備えている。また、後進用の付勢手段１３６も、同一構
成部品を備えている。

【００５３】そして、前進走行時には、電磁方向切換弁
１３２のソレノイド１３２ａ非通電状態を維持し、切換
位置が図７に示すノーマル位置を示すので、高圧Ｐ_Hの
作動油が電磁方向切換弁１３２から前進用の付勢手段１
３４に供給されてコントロールピストン１３４ｈに付勢
力を作用し、斜板１３１が正方向の傾斜角度α_Aに傾斜
した状態となる。この前進走行時に四輪駆動走行状態か
ら二輪駆動走行状態に移行する際には、中低速領域で
は、コントロールピストン１３４ｈに付勢力を作用して
いる第１及び第２コイルバネ１３４ａ、１３４ｂによっ
て後輪２９側にプレトルクが伝達されるので、後輪２９
側の駆動トルクを緩やかに減少させていき、前車軸１４
への伝達トルクの急増を防止してスリップの増大を発生
させず、運転者に違和感を与えることがない。また、中
低速領域において二輪駆動走行状態から四輪駆動走行状
態に移行する際にも、後輪２９側にプレトルクが伝達さ
れているので駆動トルクの立ち上がりを早くすることが
でき、運転者に違和感を与えることがない。また、高速
領域では、収容室１３４ｃ内で第２コイルバネ１３４ｂ
とともに移動していた係止部材１３４ｆが係合壁１３４
ｅに当接して第２コイルバネ１３４ｂの伸長動作が停止
し、斜板１３１には第１コイルバネ１３４ａの小さな付
勢力のみが作用するので回転軸１３０ｃはトルクをほと
んど発生せず、車内フロアへの騒音や振動、燃費や作動
油の温度上昇の問題を解決することができる。

【００５４】また、後進走行時には、電磁方向切換弁１
３２のソレノイド１３２ａの通電状態により切換位置が
オフセット位置となるので、高圧Ｐ_Hの作動油が電磁方
向切換弁１３２から後進用の付勢手段１３６に供給され
てコントロールピストン１３６ｈに付勢力を作用し、斜
板１３１が逆方向の傾斜角度α_Bに傾斜した状態とな
る。この後進走行時に四輪駆動走行状態から二輪駆動走
行状態に移行する際にも、コントロールピストン１３６
ｈに付勢力を作用している第１及び第２コイルバネ１３
６ａ、１３６ｂによって後輪２９側にプレトルクが伝達
されるので、後輪２９側の駆動トルクを緩やかに減少さ
せていき、運転者に違和感を与えることがない。

【００５５】そして、本実施形態では、前進用及び後進
用に二種類の付勢手段１３４、１３６が使用されている
ので、それらに使用されている第２コイルバネ１３４
ｂ、１３６ｂを互いに異なるバネ力とすると、前進走行
時及び後進走行時の後輪２９側へのプレトルクを適宜変
化させることができる。また、本実施形態では、コント
ロールピストン１３４ｈに対し、パイトッロ圧を導入す
ることができる程度の作動流体を利用して前進走行及び
後進走行を切り換えることが可能な小型の電磁方向切換
弁１３２を使用しているので、装置の軽量化を図ること
ができる。

【００５６】なお、第１第２実施形態では、付勢手段１
２０、１３４、１３６の付勢部材としてコイルバネ１２
６ａ、１２６ｃ、１３４ａ、１３４ｂ、１３６ａ、１３
６ｂを使用したが、本発明の要旨がこれに限るものでは
なく、他の弾性部材、例えばゴム材、皿バネ等を使用し
ても同様の作用効果を得ることができる。また、各実施
形態では、中低速領域まで２種類のコイルバネが付勢力
を作用し、高速領域では１種類のコイルバネが付勢力を
作用するように説明したが、本発明の要旨がこれに限定
されるものではなく、さらに多くのコイルバネを使用し
て付勢力が作用する段階をさらに多くしてもよい。

【００５７】また、上記第１及び第２実施形態において
は、後輪側差動装置２７を設けた場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、後輪差動装置２７
を省略し、これに代えて左右後輪２９の左右車軸２８に
個別に可変容量モータを設けるように構成してもよい。
さらにまた、上記第１実施形態においては、前後進切換
用電磁方向切換弁１９を可変容量モータ２０に内蔵させ
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、可変容量モータ２０の外側に別設するようにして
もよい。

【００５８】また、上記第１及び第２実施形態において
は、前輪駆動車をベースとした実施形態について説明し
たが、これに限らず後輪駆動車をベースとした場合に
も、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図２】本発明に適用した流体圧ポンプ及び流体圧モー
タの吐出流量特性を示す特性線図である。

【図３】第１実施形態に適用した斜板式アキシャルピス
トンモータの断面図である。

【図４】第１実施形態に適用した斜板式アキシャルピス
トンモータの機構を示す概念図である。

【図５】本発明に係る付勢手段の付勢力変化と従動車軸
側に伝達される駆動トルクの関係を示す特性線図であ
る。

【図６】斜板式アキシャルピストンモータの斜板の傾斜
角度と車速との関係を示す線図である。

【図７】本発明の第２実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図８】第２実施形態に適用した斜板式アキシャルピス
トンモータの機構を示す概念図である。

【図９】従来の斜板式アキシャルピストンモータの機構
を示す概念図である。

【図１０】従来装置の付勢手段の付勢力変化と従動車軸
側に伝達される駆動トルクの関係を示す特性線図であ
る。

【符号の説明】

１０エンジン（主原動機）１４前車軸（駆動車軸）１６、３６流体圧ポンプ２８後車軸（従動車軸）２０、１３０可変容量モータ（流体圧モータ、斜板
式アキシャルピストンモータ）１８Ｈ高圧配管（第１流路）１８Ｌ低圧配管（第２流路）２０ｃ、１３０ｃ回転軸（モータ回転軸）１０２シリンダブロック１０３ボア１０４ピストン１０５斜板１２０、１３４、１３６付勢手段１２２シリンダ室１２２ｃ、１３４ｅ、１３６ｅ係合壁（付勢力規制機
構）１２４、１３４ｈ、１３６ｈコントロールピストン
（摺動部材）１２６ａ、１３４ａ、１３６ａ第１コイルバネ（弾性
部材）１２６ｂ、１３４ｆ、１３６ｆ係止部材（付勢力規制
機構）１２６ｃ、１３４ｂ、１３６ｂ第２コイルバネ（弾
性部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主原動機により駆動される駆動車軸と、
この駆動車軸に連動して回転する流体圧ポンプと、従動
車軸と連動する流体圧モータと、前記流体圧ポンプの吐
出口と前記流体圧モータの吸込口とを連通する第１流路
と、前記流体圧ポンプの吸込口と前記流体圧モータの吐
出口とを連通する第２流路とを備え、前記流体圧モータ
を斜板式アキシャルピストンモータとし、モータ回転軸
に連結されて回転するシリンダブロックに、前記回転軸
に平行に且つ回転方向に沿って複数のボアを形成し、各
ボアにピストンを収納するとともに、所定の傾斜角度で
傾く斜板によって各ピストンのストロークを変化させて
吐出流量を変更すようにした四輪駆動車において、前記流体圧モータに、前記斜板の傾斜角度が小さくなる
方向に当該斜板に付勢力を与える付勢手段を設け、この
付勢手段の付勢力特性を、前記斜板の傾斜角度が増大し
て前記ピストンのストロークが大きいときに、前記斜板
を介してピストンに反力を与える大きな付勢力となり、
前記斜板の傾斜角度が減少して前記ピストンのストロー
クが小さくなるに従い、徐々に小さな付勢力となって前
記ピストンに与える反力が低下するように設定したこと
を特徴とする四輪駆動車。
【請求項２】前記付勢手段の付勢力特性を、四輪駆動
走行を必要としない高速走行領域では、前記斜板を介し
て前記ピストンに反力を与えない小さな付勢力となるよ
うに設定したことを特徴とする請求項１記載の四輪駆動
車。
【請求項３】前記付勢手段は、前記回転軸と平行に、
且つ前記斜板に向けて開口するシリンダ室と、前記シリ
ンダ室内に摺動自在に配設されて先端部が前記斜板に当
接する摺動部材と、この摺動部材への付勢力作用方向を
一致させて前記シリンダ室内に収納された少なくとも２
つの弾性部材と、これら弾性部材のいずれかの付勢力を
規制する付勢力規制機構とを備え、前記斜板の傾斜角度が増大して前記ピストンのストロー
クが大きいときに、前記複数の弾性部材の全ての付勢力
を前記摺動部材に作用するとともに、前記斜板の傾斜角
度が減少して前記ピストンのストロークが所定値まで小
さくなったときに、前記付勢力規制機構により特定の弾
性部材の付勢力のみを前記摺動部材に作用することを特
徴とする請求項１又は２記載の四輪駆動車。
【請求項４】前記弾性部材をコイル直径が異なる少な
くとも２つのコイルバネにより構成し、コイル軸線を一
致させて小径のコイルバネを大径のコイルバネ内に遊挿
した状態で前記シリンダ室に収納するとともに、前記付勢力規制機構は、前記斜板の傾斜角度が減少して
前記ピストンのストロークが所定値まで小さくなったと
きに、前記大径のコイルバネの伸長動作を規制すること
を特徴とする請求項３記載の四輪駆動車。