四輪駆動車の動力伝達装置
【課題】油圧系統を大幅に変更することなく前輪および後輪へ伝達される動力の分配比の可変制御性能を向上させることにある。
【解決手段】変速出力軸３２と前輪出力軸３４は前輪クラッチ３６を介して連結されており、前輪出力軸３４により前輪に動力が伝達される。一方、変速出力軸３２と後輪出力軸３５は前輪クラッチ３６に対向して配置される後輪クラッチ３７を介して連結されており、後輪出力軸３５により後輪に動力が伝達される。前輪クラッチ３６と後輪クラッチ３７との間には、相互に摺動自在に組み付けられたシリンダ６１とピストン６２とを有する油圧アクチュエータ６０が設けられており、油圧室６３に作動油を供給すると、後輪クラッチ３７はばね部材５６による締結が解除され、前輪クラッチ３６は締結される。
【解決手段】変速出力軸３２と前輪出力軸３４は前輪クラッチ３６を介して連結されており、前輪出力軸３４により前輪に動力が伝達される。一方、変速出力軸３２と後輪出力軸３５は前輪クラッチ３６に対向して配置される後輪クラッチ３７を介して連結されており、後輪出力軸３５により後輪に動力が伝達される。前輪クラッチ３６と後輪クラッチ３７との間には、相互に摺動自在に組み付けられたシリンダ６１とピストン６２とを有する油圧アクチュエータ６０が設けられており、油圧室６３に作動油を供給すると、後輪クラッチ３７はばね部材５６による締結が解除され、前輪クラッチ３６は締結される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪および後輪へ伝達される動力の分配比が可変である四輪駆動車の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達装置はエンジンの出力を車輪に伝達するための一連の機構であり、エンジンの出力特性を自動車が要求する駆動力特性に適合させる機能も担っている。動力伝達装置は、エンジンからの出力を回転軸に伝達する伝達機構と、エンジンの出力特性を必要な駆動力特性に変換させるために適切な変速比を得る変速機構とに分けられ、四輪駆動車の場合には加えて、変速機構から伝達された動力を前輪および後輪に分配するための分配機構が組み込まれる。
【０００３】
四輪駆動車の有する動力伝達装置の分配機構には、必要に応じて手動操作等により前後輪を機械的に直結するパートタイム方式と、前後輪の回転差を吸収しながら動力を前後輪に常時伝達するフルタイム方式とがあり、このフルタイム方式はさらに、前後輪の動力分配比が常に一定となる固定分配式と、路面状況や走行状態に応じて動力分配比が可変である可変分配式とに分類される。これらの中でも可変分配式は、走行状態等に応じて前後輪への動力分配比を変化させることによりタイヤのスリップ限界を高め、走行安定性や操縦性の向上、制動時の安定性やアンチロックブレーキシステムの制御性向上を図ることができるため、近年、この可変分配式の分配機構が組み込まれた動力伝達装置を備える四輪駆動車が普及してきている。
【０００４】
従来の可変分配式の分配機構は、かさ歯車や遊星歯車などの差動歯車とビスカスカップリングや湿式多板クラッチなどの差動制限機構とを並列配置して構成されている。これは、差動歯車の構造により予め設定された所定の基本分配比と、差動制限機構により差動歯車の差動作用を制限し得られる分配比との間で連続的に可変制御するものであり、この場合、その可変制御範囲を超えてどちらかに分配することはできず、動力分配の可変制御には限界があった。例えば、アクティブトルクスプリットＡＷＤは後輪への動力分配を湿式多板クラッチで制御することで前後輪の動力分配比を１００：０〜５０：５０の間で可変制御できるが、この範囲を超えて後輪側へ動力を分配することはできない。また、ＶＴＤ(不等＆可変トルク配分電子制御)は複合遊星歯車と湿式多板クラッチとにより構成され、前後輪の動力分配比を４５：５５〜５０：５０の間で可変制御できるが、この範囲を超えてどちらかに動力を配分することはできない。
【０００５】
そこで、フロント側およびリア側の両方に湿式多板クラッチを設け、それぞれの湿式多板クラッチを別々に油圧制御することで前後輪の動力分配比を１００：０〜０：１００の範囲で可変制御できるようにした四輪駆動車の動力伝達装置が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１７６０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された四輪駆動車の動力伝達装置は、前輪への動力伝達を制御するフロント側のクラッチと、後輪への動力伝達を制御するリア側のクラッチとを設け、それぞれのクラッチの押圧力を油圧制御することで前後輪への動力分配比を１００：０〜０：１００の範囲で可変制御することができる。しかしながら、これら２つのクラッチが別々の油圧アクチュエータないしピストンにより駆動されるようになっているため、フロント側のクラッチを制御するための油圧系統とリア側のクラッチを制御するための油圧系統とを別個に設けなければならない。そのため、特許文献１に記載された発明を実施するには、従来の動力伝達装置の分配機構が備える１つの油圧系統から２つの油圧系統に増やす必要があり、油圧バルブや油圧回路を大幅に変更しなければならないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、油圧系統を大幅に変更することなく前輪および後輪へ伝達される動力の分配比の可変制御性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の四輪駆動車の動力伝達装置は、前輪と後輪とに動力を伝達する四輪駆動車の動力伝達装置であって、変速機構を介して変速された動力が伝達される変速出力軸と、前記前輪と前記変速出力軸との間に設けられ、前記前輪に動力を伝達する前輪出力軸と、前記後輪と前記変速出力軸との間に設けられ、前記後輪に動力を伝達する後輪出力軸と、前記変速出力軸と前記前輪出力軸との間に設けられ、前記前輪出力軸に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能な前輪クラッチと、前記変速出力軸と前記後輪出力軸との間に、前記前輪クラッチに対向して設けられ、前記後輪出力軸に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能な後輪クラッチと、２つの前記クラッチの一方のクラッチに締結力を加えるばね部材と、２つの前記クラッチの間に軸方向に摺動自在に設けられ、油圧室内に供給される油圧により前記ばね部材のばね力に抗して前記一方のクラッチを開放する方向に駆動するとともに前記他方のクラッチを締結する方向に駆動する油圧アクチュエータとを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の四輪駆動車の動力伝達装置において、前記油圧アクチュエータは、２つの前記クラッチの間に軸方向に移動自在に設けられるシリンダと、２つの前記クラッチの間に軸方向に移動自在に設けられるとともに前記シリンダとにより前記油圧室を区画形成するピストンとを備え、前記油圧室に供給される油圧により前記シリンダと前記ピストンの一方が前記ばね部材の締結力に抗して前記一方のクラッチを駆動し、前記シリンダと前記ピストンの他方が前記他方のクラッチを駆動することを特徴とする。
【００１０】
本発明の四輪駆動車の動力伝達装置は、前記変速出力軸に取り付けられ前記ピストン内に第１の油圧キャンセル室を形成する第１のリテーナと、前記変速出力軸に取り付けられ前記シリンダ内に第２の油圧キャンセル室を形成する第２のリテーナとを有し、前記変速出力軸の回転時に前記油圧室に発生する遠心油圧を前記油圧室の軸方向両側の油圧キャンセル室に発生する遠心油圧により相殺することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前輪クラッチと後輪クラッチとを対向させて変速出力軸と同軸上に設け、一方のクラッチにばね部材により締結力を加え、油圧アクチュエータを油圧室内に供給される油圧により一方のクラッチをばね力に抗して開放する方向に駆動するとともに他方のクラッチを締結する方向に駆動するようにしたので、油圧室に供給される油圧によって２つのクラッチを駆動することができる。これにより、前輪および後輪へ伝達する動力の分配比を１００：０〜０：１００に可変制御することができる。油圧室に供給される油圧により前輪クラッチと後輪クラッチとを作動させるようにしたので、１系統の油圧制御系統によって２つのクラッチを作動させることができる。油圧室の両側に油圧キャンセル室を設けることにより、変速出力軸の回転時に油圧室に発生する遠心油圧を油圧キャンセル室の遠心油圧により相殺することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は動力伝達装置１１が搭載された四輪駆動車１３を示す概略図であり、図２は本発明の一実施の形態である動力伝達装置１１を概略的に示すスケルトン図である。
【００１３】
図１に示すように、この動力伝達装置１１はＡＴ(オートマチックトランスミッション搭載)の四輪駆動車１３のフロント側に縦置きに搭載され、エンジン１４の出力を駆動輪である前輪１５および後輪１６に伝達する。エンジン１４からの出力が伝達される動力伝達装置１１は、フロントデファレンシャル機構１７を介して前輪１５に動力を伝達するとともに、プロペラシャフト１８やリアデファレンシャル機構１９を介して後輪１６に動力を伝達している。
【００１４】
動力伝達装置１１は、図２に示すように、エンジン１４からの出力を伝達する伝達機構２１と、エンジン出力特性を必要な駆動力特性に変換させるために適切な変速比を得る変速機構２２と、前輪１５および後輪１６へ動力を適正に分配する分配機構２３とを有している。これらは車両前方から後方へ上記の順に配置され、エンジン１４のクランク軸２５が動力伝達装置１１の伝達機構２１に連結されている。伝達機構２１には流体を介してエンジン１４の出力をタービン軸２６に伝達するトルクコンバータ２７が用いられており、トルクコンバータ２７はトルク増大作用による変速機構２２としての機能も有している。伝達機構２１としてはトルクコンバータ２７に限定されず、例えば、トルク増大作用を有さない流体継手などを用いても良い。
【００１５】
伝達機構２１のタービン軸２６は変速入力軸２８に連結されており、タービン軸２６の動力は変速入力軸２８を介して変速機構２２に伝達される。変速機構２２には遊星歯車列２９とクラッチ３０とを組み合わせたものが用いられ、トルクコンバータ２７の変速機構２２としての機能を補助している。クラッチ３０の切換は油圧制御により行われ、車速やエンジン１４の出力に応じて変速操作を自動的に行っている。変速機構２２においても図２に示す形態に限定されず、種々変更可能である。
【００１６】
変速機構２２により変速された動力は、変速機構２２と分配機構２３とを連結する変速出力軸３２により分配機構２３に伝達される。分配機構２３には伝達歯車対３３とクラッチを組み合わせたものが用いられ、これらを介して、変速出力軸３２に平行に設置される前輪出力軸３４と、変速出力軸３２と同軸上に設置される後輪出力軸３５とに動力が伝達される。前輪出力軸３４は伝達歯車対３３および前輪クラッチ３６を介して変速出力軸３２に連結されており、車両前方に向けて延びフロントデファレンシャル機構１７を介して前輪１５に動力を伝達する。一方、後輪出力軸３５は後輪クラッチ３７を介して変速出力軸３２に連結されており、車両後方に向けて延びプロペラシャフト１８およびリアデファレンシャル機構１９を介して後輪１６に動力を伝達する。前輪クラッチ３６および後輪クラッチ３７の切換は変速機構２２におけるクラッチ３０の切換と同様に油圧制御により行われ、路面状況や走行状態に応じて前輪１５と後輪１６とに伝達される動力の分配操作を自動的に行うことができる。これにより、四輪駆動車１３の走行安定性や操縦性の向上が図られている。
【００１７】
図３は分配機構２３を示す断面図であり、図４は図３の一部拡大断面図である。変速機構２２により変速された動力は変速出力軸３２を介して分配機構２３に伝達され、この分配機構２３により前輪出力軸３４と後輪出力軸３５とに動力が分配される。図３に示すように、前輪出力軸３４は変速出力軸３２と平行に設置され、車両前方に向けて延びている。前輪出力軸３４と変速出力軸３２は伝達歯車対３３を介して連結され、この伝達歯車対３３は、軸受により変速出力軸３２に相対的に回転自在に取り付けられる駆動側歯車３３ａと、前輪出力軸３４に固定され一体となって回転する従動側歯車３３ｂとにより構成されている。駆動側歯車３３ａとハウジング４０との間にはベアリング４１が設けられ、駆動側歯車３３ａおよびベアリング４１を介して変速出力軸３２はハウジング４０に回転自在に支持されている。また、従動側歯車３３ｂとハウジング４０との間にはベアリング４２が設けられ、従動側歯車３３ｂおよびベアリング４２を介して前輪出力軸３４はハウジング４０に回転自在に支持されている。
【００１８】
一方、後輪出力軸３５は変速出力軸３２と同軸上に設置され、車両後方に向けて延びている。変速出力軸３２に形成された中空孔３８の後端部には、後輪出力軸３５の先端部３５ａが挿入され、先端部３５ａはニードルベアリングを介して変速出力軸３２に回転自在に支持されている。後輪出力軸３５とハウジング４０との間にはベアリング４４が設置され、後輪出力軸３５はベアリング４４を介してハウジング４０に回転自在に支持されている。
【００１９】
図４に示すように、変速出力軸３２と駆動側歯車３３ａとの間には湿式多板クラッチである前輪クラッチ３６が設けられている。この前輪クラッチ３６は、変速出力軸３２から伝達歯車対３３を介して前輪出力軸３４に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能である。前輪クラッチ３６は変速出力軸３２に取り付けられるクラッチハブ４５と、駆動側歯車３３ａに取り付けられるクラッチドラム４６とを有している。クラッチハブ４５は変速出力軸３２に内周部で固定されて径方向外方に延びるディスク部４５ａとこの外周端から変速出力軸３２の後端に向けて軸方向に伸びる円筒部４５ｂとを備えており、クラッチドラム４６は駆動側歯車３３ａに内周部で固定され径方向外方に延びるディスク部４６ａとこの外周端から変速出力軸３２の後端に向けて軸方向に伸びる円筒部４６ｂとを備えており、円筒部４６ｂは円筒部４５ｂよりも大径となっている。
【００２０】
クラッチドラム４６には環状のストッパ４７がディスク部４６ａに突き当てられて配置され、クラッチドラム４６の開口端部側には環状のプレッシャープレート４８が配置されている。ストッパ４７とプレッシャープレート４８との間には、外周部がクラッチドラム４６の円筒部４６ｂの内周面に噛み合う複数のクラッチプレート４９ａと、内周部がクラッチハブ４５の円筒部４５ｂの外周面に噛み合う複数のクラッチプレート４９ｂとが交互に配置されており、それぞれのクラッチプレート４９ａ，４９ｂとプレッシャープレート４８は軸方向に移動自在となっている。これにより、前輪クラッチ３６はプレッシャープレート４８を介してそれぞれのクラッチプレート４９ａ，４９ｂに押圧力を加えると締結状態になり、押圧力を解除するとスリップ状態を経て開放状態になる。
【００２１】
変速出力軸３２と後輪出力軸３５との間には湿式多板クラッチである後輪クラッチ３７が前輪クラッチ３６に対向して設けられている。この後輪クラッチ３７は、変速出力軸３２から後輪出力軸３５に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能である。後輪クラッチ３７は、変速出力軸３２に取り付けられるクラッチハブ５０と、後輪出力軸３５に取り付けられるクラッチドラム５１とを有している。クラッチハブ５０は変速出力軸３２にスプライン結合されるスプライン孔を有するボス部５０ａと、このボス部５０ａから径方向外方に延びるディスク部５０ｂと、ディスク部５０ｂの外周端から軸方向に伸びる円筒部５０ｃとを備えている。クラッチドラム５１は内周部で後輪出力軸３５に固定され径方向外方に延びるディスク部５１ａとその外周端から前輪クラッチ３６に向けて延びる円筒部６１ｂとを備えており、円筒部５１ｂは円筒部５０ｃよりも大径となっている。
【００２２】
クラッチドラム５１の円筒部５１ｂの開口端部側の内面にはストッパ５２が止めリング５２ａにより固定され、円筒部５１ｂのディスク部５１ａ側の内面には環状のプレッシャープレート５３が配置されている。ストッパ５２とプレッシャープレート５３との間には、外周部が円筒部５１ｂの内周面に噛み合う複数のクラッチプレート５５ａと、内周部がクラッチハブ５０の円筒部５０ｃの外周面に噛み合う複数のクラッチプレート５５ｂとが交互に配置されており、それぞれのクラッチプレート５５ａ，５５ｂとプレッシャープレート５３は軸方向に移動自在となっている。プレッシャープレート５３とディスク部５１ａとの間には、板ばねからなるばね部材５６が装着され、このばね部材５６により後輪クラッチ３７には締結力が加えられるようになっている。これにより、後輪クラッチ３７はばね部材５６によりプレッシャープレート５３を介してクラッチプレート５５ａ，５５ｂに押圧力を加えると締結状態になり、押圧力を解除するとスリップ状態を経て開放状態となる。なお、ばね部材５６としては板ばねに代えて、例えば圧縮コイルばねを用いるようにしても良い。
【００２３】
クラッチハブ５０のディスク部５０ｂには押圧部材５７が軸方向に移動自在に装着されている。この押圧部材５７は後輪クラッチ３７の開口部よりも前輪クラッチ３６側に迫り出して配置される円板部５７ａと、この円板部５７ａからプレッシャープレート５３に向けて延びる複数本のロッド部５７ｂとを有しており、それぞれのロッド部５７ｂはディスク部５０ｂに形成された孔を貫通し、ロッド部５７ｂにより押圧部材５７はディスク部５０ｂに軸方向に移動自在に支持されている。それぞれのロッド部５７ｂとプレッシャープレート５３の径方向内周部との間には、スラストベアリング５８が装着され、押圧部材５７はスラストベアリング５８を介してプレッシャープレート５３を押圧するようになっている。
【００２４】
前輪クラッチ３６と後輪クラッチ３７との間には、軸方向に移動自在に油圧アクチュエータ６０が装着されている。油圧アクチュエータ６０は変速出力軸３２に軸方向に移動自在に装着されるシリンダ６１を有しており、シリンダ６１は図４に示すように径方向の隔壁部６１ａとこの外周部から軸方向に押圧部材５７の円板部５７ａに向けて延びる円筒部６１ｂと隔壁部６１ａの外周部から軸方向に前輪クラッチ３６に向けて延びる円筒部６１ｃとを有し、円筒部６１ｂは円筒部６１ｃよりも大径となっている。
【００２５】
シリンダ６１には変速出力軸３２に軸方向に移動自在に装着されるピストン６２が組み付けられるようになっている。ピストン６２はシリンダ６１の円筒部６１ｃの内周面に相対的に摺動自在に装着される円筒部６２ａと、この円筒部６２ａから径方向内方に延びて隔壁部６１ａに対向する対向壁部６２ｂとを有しており、対向壁部６２ｂは図４に示すように段付きとなっている。円筒部６２ａの端部にはこれよりも大径の押圧部６２ｃが一体に設けられており、この押圧部６２ｃは前輪クラッチ３６のプレッシャープレート４８に対向しこれに当接するようになっている。
【００２６】
油圧アクチュエータ６０を構成するシリンダ６１とこれに組み付けられるピストン６２とにより隔壁部６１ａと対向壁部６２ｂとの間に油圧室６３が区画形成されている。この油圧室６３に油圧が供給されると、シリンダ６１とピストン６２は相互に離反する相反方向に駆動される。これらが相互に離反する方向に駆動されると、シリンダ６１は押圧部材５７およびプレッシャープレート５３を介してばね部材５６のばね力に抗して後輪クラッチ３７を開放する方向に駆動し、ピストン６２は前輪クラッチ３６を締結する方向に駆動する。油圧室６３の圧力が解除されると、シリンダ６１とピストン６２は相互に接近する方向に駆動される。これにより、ピストン６２の押圧部６２ｃは前輪クラッチ３６から離れる方向に移動して前輪クラッチ３６はスリップ状態を経て開放状態になる一方、シリンダ６１は後輪クラッチ３７から離れる方向に移動してばね部材５６のばね力により後輪クラッチ３７はスリップ状態を経て締結状態となる。
【００２７】
油圧室６３に作動油を供給するために、変速出力軸３２に形成された中空孔３８には仕切り栓６４が固定され、仕切り栓６４よりも変速出力軸３２の後端部側の中空孔３８により形成される連通孔と油圧室６３とを連通する油路６５が変速出力軸３２に形成されている。この油路６５は後輪出力軸３５に形成された油路６６に連通されており、油路６６には図示しない油圧ポンプから加圧されて吐出される作動油が供給されるようになっている。なお、隔壁部６１ａと対向壁部６２ｂとの内周部には変速出力軸３２の外周面との間をシールするためのシール材が設けられ、ピストン６２の対向壁部６２ｂの外周部にはシリンダ６１の円筒部６１ｃの内周面との間をシールするためのシール材が設けられている。
【００２８】
ピストン６２の内部には段付き円板形状の第１のリテーナ６７が組み込まれている。このリテーナ６７は内周部が変速出力軸３２に設けられた突起６８に係合して変速出力軸３２に固定され、外周面がピストン６２の押圧部６２ｃの内周面に接触しており、ピストン６２はリテーナ６７により案内されて軸方向に移動するようになっている。リテーナ６７とピストン６２の対向壁部６２ｂとの間には圧縮コイルばねからなるばね部材６９が装着され、このばね部材６９によりピストン６２には前輪クラッチ３６から離れる方向のばね力が加えられている。
【００２９】
シリンダ６１の円筒部６１ｂの内部には段付き円筒形状の第２のリテーナ７０が組み込まれている。このリテーナ７０は内周部がクラッチハブ５０のボス部５０ａに係合して変速出力軸３２に固定され、外周面がシリンダ６１の円筒部６１ｂの内周面に接触しており、シリンダ６１はリテーナ７０に案内されて軸方向に移動するようになっている。リテーナ７０とシリンダ６１の隔壁部６１ａとの間には圧縮コイルばねからなるばね部材７１が装着され、このばね部材７１によりシリンダ６１にはばね部材５６と同様にシリンダ６１に対して前輪クラッチ３６に向かう方向のばね力が加えられている。
【００３０】
リテーナ６７の外周部にはリテーナ６７とピストン６２との間をシールするシール材が設けられており、リテーナ６７とピストン６２とにより第１の油圧キャンセル室７２が区画形成されている。同様に、リテーナ７０の外周部にはリテーナ７０とシリンダ６１との間をシールするシール材が設けられており、リテーナ７０とシリンダ６１とにより第２の油圧キャンセル室７３が区画形成されている。油圧キャンセル室７２は、中空孔３８のうち仕切り栓６４よりも変速出力軸３２の前端部側に油路７４を介して連通しており、中空孔３８に供給される作動油が油路７４を介して油圧キャンセル室７２に供給されるようになっている。中空孔３８に供給される作動油は、油路７５を介して駆動側歯車３３ａと変速出力軸３２との間の軸受にも潤滑油として供給される。油圧キャンセル室７３には、図示しない油路を介して作動油が供給される。
【００３１】
変速出力軸３２の回転によりシリンダ６１とピストン６２とが回転すると、油圧室６３内の作動油には遠心力が加えられて、油圧室６３内の圧力は油圧室６３内に油路６５，６６を介して供給された作動油の圧力よりも高くなるが、油圧室６３の両側に設けられたそれぞれの油圧キャンセル室７２，７３に供給された作動油の圧力も遠心力により高くなるので、遠心力により高められた油圧室６３内の作動油の圧力は、両側の油圧キャンセル室７２，７３の遠心油圧により相殺されることになる。これにより、ピストン６２とシリンダ６１とに推力を加える油圧室６３内の作動油の圧力は、遠心力の影響を受けることなく、設定値に維持され、前後の駆動力配分比率を高精度に制御することができる。
【００３２】
次に、上述した動力伝達装置１１の動作について説明する。油圧室６３に油圧が供給されていないときには、前輪クラッチ３６は開放状態になり、後輪クラッチ３７はばね部材５６により押圧されて締結状態となる。したがって、このときにはエンジン動力は後輪クラッチ３７を介して全て後輪１６に伝達される。
【００３３】
油圧室６３に油圧が供給されると、ピストン６２はばね部材６９のばね力に抗して前輪クラッチ３６に向けて図４において左側に移動し、前輪クラッチ３６のクラッチプレート４９ａ，４９ｂは押圧されて相互にスリップしながら係合を開始する。このとき、シリンダ６１はピストン６２に加えられる油圧の反力によりばね部材７１のばね力に抗して後輪クラッチ３７に向けて図４において右側に移動する。これにより、シリンダ６１は押圧部材５７を介してプレッシャープレート５３をばね部材５６のばね力に抗して軸方向に押圧するので、後輪クラッチ３７の締結力が弱められる。したがって、油圧室６３に供給される油圧を上昇させると、前輪クラッチ３６は締結力が強められ、後輪クラッチ３７は締結力が弱められることになり、油圧室６３に供給される油圧を連続的に高めることによって、エンジン動力の前後輪に対する動力分配比を０：１００〜１００：０の範囲で可変にすることができる。このように、１つの油圧室６３により、前輪クラッチ３６と後輪クラッチ３７との両方を同時に連続的に切り換えることが可能となるので、動力伝達装置１１を１つの油圧系統により動力分配比を上述した範囲で可変とすることができ、分配比の可変制御性能を向上させることができる。
【００３４】
図３に示すように、ハウジング４０には変速出力軸３２の回転数を検出するための変速軸回転数センサ７６と、後輪出力軸３５の回転数を検出するための後輪出力軸回転センサ７７とが設けられており、これらのセンサからの信号に基づいて油圧室６３に供給される作動油の圧力が制御される。
【００３５】
動力伝達装置１１の作動方式としては、上述のように、油圧室６３に油圧を供給するに従って前輪クラッチ３６の締結力を高めるとともに後輪クラッチ３７の締結力を弱める同時駆動方式がある。さらに、それぞれのばね部材５６，６９，７１のばね力を設定することにより、油圧室６３に油圧を供給すると、まず、後輪クラッチ３７を締結状態に保持したまま前輪クラッチ３６の締結力を高めるようにし、前輪クラッチ３６が締結完了した後に後輪クラッチ３７の締結力を弱めるようにする作動方式となる。このように二段階の締結および締結解除方式とするようにしても良い。
【００３６】
上記実施の形態では、ピストン６２を前輪クラッチ３６側に配置し、シリンダ６１を後輪クラッチ３７側に配置したが、これを逆に配置するようにしても良い。また、後輪クラッチ３７にばね部材５６により締結力を加えるようにして油圧室６３に油圧が供給されていないときにはエンジン動力を後輪１６に伝達するようにしたが、前輪クラッチ３６にばね部材により締結力を加えて油圧室６３内に油圧が供給されていないときには前輪クラッチ３６を締結状態とするようにしてエンジン動力を前輪１５に伝達するようにしても良い。
【００３７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、変速機構２２は自動変速機であるが、手動変速機を動力伝達装置１１に組み込むようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】動力伝達装置が搭載された四輪駆動車を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態である動力伝達装置を概略的に示すスケルトン図である。
【図３】分配機構を示す断面図である。
【図４】図３の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１ 動力伝達装置
１３ 四輪駆動車
１５ 前輪
１６ 後輪
２２ 変速機構
２３ 分配機構
２８ 変速入力軸
３２ 変速出力軸
３３ 伝達歯車対
３３ａ 駆動側歯車
３３ｂ 従動側歯車
３４ 前輪出力軸
３５ 後輪出力軸
３６ 前輪クラッチ
３７ 後輪クラッチ
４５ クラッチハブ
４６ クラッチドラム
４９ａ，４９ｂ クラッチプレート
５０ クラッチハブ
５１ クラッチドラム
５５ａ，５５ｂ クラッチプレート
５６ ばね部材（板ばね）
５７ 押圧部材
６０ 油圧アクチュエータ
６１ シリンダ
６２ ピストン
６３ 油圧室
６７ リテーナ（第１のリテーナ）
６９ ばね部材（圧縮コイルばね）
７０ リテーナ（第２のリテーナ）
７１ ばね部材（圧縮コイルばね）
７２ 油圧キャンセル室（第１の油圧キャンセル室）
７３ 油圧キャンセル室（第２の油圧キャンセル室）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪および後輪へ伝達される動力の分配比が可変である四輪駆動車の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達装置はエンジンの出力を車輪に伝達するための一連の機構であり、エンジンの出力特性を自動車が要求する駆動力特性に適合させる機能も担っている。動力伝達装置は、エンジンからの出力を回転軸に伝達する伝達機構と、エンジンの出力特性を必要な駆動力特性に変換させるために適切な変速比を得る変速機構とに分けられ、四輪駆動車の場合には加えて、変速機構から伝達された動力を前輪および後輪に分配するための分配機構が組み込まれる。
【０００３】
四輪駆動車の有する動力伝達装置の分配機構には、必要に応じて手動操作等により前後輪を機械的に直結するパートタイム方式と、前後輪の回転差を吸収しながら動力を前後輪に常時伝達するフルタイム方式とがあり、このフルタイム方式はさらに、前後輪の動力分配比が常に一定となる固定分配式と、路面状況や走行状態に応じて動力分配比が可変である可変分配式とに分類される。これらの中でも可変分配式は、走行状態等に応じて前後輪への動力分配比を変化させることによりタイヤのスリップ限界を高め、走行安定性や操縦性の向上、制動時の安定性やアンチロックブレーキシステムの制御性向上を図ることができるため、近年、この可変分配式の分配機構が組み込まれた動力伝達装置を備える四輪駆動車が普及してきている。
【０００４】
従来の可変分配式の分配機構は、かさ歯車や遊星歯車などの差動歯車とビスカスカップリングや湿式多板クラッチなどの差動制限機構とを並列配置して構成されている。これは、差動歯車の構造により予め設定された所定の基本分配比と、差動制限機構により差動歯車の差動作用を制限し得られる分配比との間で連続的に可変制御するものであり、この場合、その可変制御範囲を超えてどちらかに分配することはできず、動力分配の可変制御には限界があった。例えば、アクティブトルクスプリットＡＷＤは後輪への動力分配を湿式多板クラッチで制御することで前後輪の動力分配比を１００：０〜５０：５０の間で可変制御できるが、この範囲を超えて後輪側へ動力を分配することはできない。また、ＶＴＤ(不等＆可変トルク配分電子制御)は複合遊星歯車と湿式多板クラッチとにより構成され、前後輪の動力分配比を４５：５５〜５０：５０の間で可変制御できるが、この範囲を超えてどちらかに動力を配分することはできない。
【０００５】
そこで、フロント側およびリア側の両方に湿式多板クラッチを設け、それぞれの湿式多板クラッチを別々に油圧制御することで前後輪の動力分配比を１００：０〜０：１００の範囲で可変制御できるようにした四輪駆動車の動力伝達装置が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１７６０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された四輪駆動車の動力伝達装置は、前輪への動力伝達を制御するフロント側のクラッチと、後輪への動力伝達を制御するリア側のクラッチとを設け、それぞれのクラッチの押圧力を油圧制御することで前後輪への動力分配比を１００：０〜０：１００の範囲で可変制御することができる。しかしながら、これら２つのクラッチが別々の油圧アクチュエータないしピストンにより駆動されるようになっているため、フロント側のクラッチを制御するための油圧系統とリア側のクラッチを制御するための油圧系統とを別個に設けなければならない。そのため、特許文献１に記載された発明を実施するには、従来の動力伝達装置の分配機構が備える１つの油圧系統から２つの油圧系統に増やす必要があり、油圧バルブや油圧回路を大幅に変更しなければならないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、油圧系統を大幅に変更することなく前輪および後輪へ伝達される動力の分配比の可変制御性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の四輪駆動車の動力伝達装置は、前輪と後輪とに動力を伝達する四輪駆動車の動力伝達装置であって、変速機構を介して変速された動力が伝達される変速出力軸と、前記前輪と前記変速出力軸との間に設けられ、前記前輪に動力を伝達する前輪出力軸と、前記後輪と前記変速出力軸との間に設けられ、前記後輪に動力を伝達する後輪出力軸と、前記変速出力軸と前記前輪出力軸との間に設けられ、前記前輪出力軸に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能な前輪クラッチと、前記変速出力軸と前記後輪出力軸との間に、前記前輪クラッチに対向して設けられ、前記後輪出力軸に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能な後輪クラッチと、２つの前記クラッチの一方のクラッチに締結力を加えるばね部材と、２つの前記クラッチの間に軸方向に摺動自在に設けられ、油圧室内に供給される油圧により前記ばね部材のばね力に抗して前記一方のクラッチを開放する方向に駆動するとともに前記他方のクラッチを締結する方向に駆動する油圧アクチュエータとを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の四輪駆動車の動力伝達装置において、前記油圧アクチュエータは、２つの前記クラッチの間に軸方向に移動自在に設けられるシリンダと、２つの前記クラッチの間に軸方向に移動自在に設けられるとともに前記シリンダとにより前記油圧室を区画形成するピストンとを備え、前記油圧室に供給される油圧により前記シリンダと前記ピストンの一方が前記ばね部材の締結力に抗して前記一方のクラッチを駆動し、前記シリンダと前記ピストンの他方が前記他方のクラッチを駆動することを特徴とする。
【００１０】
本発明の四輪駆動車の動力伝達装置は、前記変速出力軸に取り付けられ前記ピストン内に第１の油圧キャンセル室を形成する第１のリテーナと、前記変速出力軸に取り付けられ前記シリンダ内に第２の油圧キャンセル室を形成する第２のリテーナとを有し、前記変速出力軸の回転時に前記油圧室に発生する遠心油圧を前記油圧室の軸方向両側の油圧キャンセル室に発生する遠心油圧により相殺することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前輪クラッチと後輪クラッチとを対向させて変速出力軸と同軸上に設け、一方のクラッチにばね部材により締結力を加え、油圧アクチュエータを油圧室内に供給される油圧により一方のクラッチをばね力に抗して開放する方向に駆動するとともに他方のクラッチを締結する方向に駆動するようにしたので、油圧室に供給される油圧によって２つのクラッチを駆動することができる。これにより、前輪および後輪へ伝達する動力の分配比を１００：０〜０：１００に可変制御することができる。油圧室に供給される油圧により前輪クラッチと後輪クラッチとを作動させるようにしたので、１系統の油圧制御系統によって２つのクラッチを作動させることができる。油圧室の両側に油圧キャンセル室を設けることにより、変速出力軸の回転時に油圧室に発生する遠心油圧を油圧キャンセル室の遠心油圧により相殺することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は動力伝達装置１１が搭載された四輪駆動車１３を示す概略図であり、図２は本発明の一実施の形態である動力伝達装置１１を概略的に示すスケルトン図である。
【００１３】
図１に示すように、この動力伝達装置１１はＡＴ(オートマチックトランスミッション搭載)の四輪駆動車１３のフロント側に縦置きに搭載され、エンジン１４の出力を駆動輪である前輪１５および後輪１６に伝達する。エンジン１４からの出力が伝達される動力伝達装置１１は、フロントデファレンシャル機構１７を介して前輪１５に動力を伝達するとともに、プロペラシャフト１８やリアデファレンシャル機構１９を介して後輪１６に動力を伝達している。
【００１４】
動力伝達装置１１は、図２に示すように、エンジン１４からの出力を伝達する伝達機構２１と、エンジン出力特性を必要な駆動力特性に変換させるために適切な変速比を得る変速機構２２と、前輪１５および後輪１６へ動力を適正に分配する分配機構２３とを有している。これらは車両前方から後方へ上記の順に配置され、エンジン１４のクランク軸２５が動力伝達装置１１の伝達機構２１に連結されている。伝達機構２１には流体を介してエンジン１４の出力をタービン軸２６に伝達するトルクコンバータ２７が用いられており、トルクコンバータ２７はトルク増大作用による変速機構２２としての機能も有している。伝達機構２１としてはトルクコンバータ２７に限定されず、例えば、トルク増大作用を有さない流体継手などを用いても良い。
【００１５】
伝達機構２１のタービン軸２６は変速入力軸２８に連結されており、タービン軸２６の動力は変速入力軸２８を介して変速機構２２に伝達される。変速機構２２には遊星歯車列２９とクラッチ３０とを組み合わせたものが用いられ、トルクコンバータ２７の変速機構２２としての機能を補助している。クラッチ３０の切換は油圧制御により行われ、車速やエンジン１４の出力に応じて変速操作を自動的に行っている。変速機構２２においても図２に示す形態に限定されず、種々変更可能である。
【００１６】
変速機構２２により変速された動力は、変速機構２２と分配機構２３とを連結する変速出力軸３２により分配機構２３に伝達される。分配機構２３には伝達歯車対３３とクラッチを組み合わせたものが用いられ、これらを介して、変速出力軸３２に平行に設置される前輪出力軸３４と、変速出力軸３２と同軸上に設置される後輪出力軸３５とに動力が伝達される。前輪出力軸３４は伝達歯車対３３および前輪クラッチ３６を介して変速出力軸３２に連結されており、車両前方に向けて延びフロントデファレンシャル機構１７を介して前輪１５に動力を伝達する。一方、後輪出力軸３５は後輪クラッチ３７を介して変速出力軸３２に連結されており、車両後方に向けて延びプロペラシャフト１８およびリアデファレンシャル機構１９を介して後輪１６に動力を伝達する。前輪クラッチ３６および後輪クラッチ３７の切換は変速機構２２におけるクラッチ３０の切換と同様に油圧制御により行われ、路面状況や走行状態に応じて前輪１５と後輪１６とに伝達される動力の分配操作を自動的に行うことができる。これにより、四輪駆動車１３の走行安定性や操縦性の向上が図られている。
【００１７】
図３は分配機構２３を示す断面図であり、図４は図３の一部拡大断面図である。変速機構２２により変速された動力は変速出力軸３２を介して分配機構２３に伝達され、この分配機構２３により前輪出力軸３４と後輪出力軸３５とに動力が分配される。図３に示すように、前輪出力軸３４は変速出力軸３２と平行に設置され、車両前方に向けて延びている。前輪出力軸３４と変速出力軸３２は伝達歯車対３３を介して連結され、この伝達歯車対３３は、軸受により変速出力軸３２に相対的に回転自在に取り付けられる駆動側歯車３３ａと、前輪出力軸３４に固定され一体となって回転する従動側歯車３３ｂとにより構成されている。駆動側歯車３３ａとハウジング４０との間にはベアリング４１が設けられ、駆動側歯車３３ａおよびベアリング４１を介して変速出力軸３２はハウジング４０に回転自在に支持されている。また、従動側歯車３３ｂとハウジング４０との間にはベアリング４２が設けられ、従動側歯車３３ｂおよびベアリング４２を介して前輪出力軸３４はハウジング４０に回転自在に支持されている。
【００１８】
一方、後輪出力軸３５は変速出力軸３２と同軸上に設置され、車両後方に向けて延びている。変速出力軸３２に形成された中空孔３８の後端部には、後輪出力軸３５の先端部３５ａが挿入され、先端部３５ａはニードルベアリングを介して変速出力軸３２に回転自在に支持されている。後輪出力軸３５とハウジング４０との間にはベアリング４４が設置され、後輪出力軸３５はベアリング４４を介してハウジング４０に回転自在に支持されている。
【００１９】
図４に示すように、変速出力軸３２と駆動側歯車３３ａとの間には湿式多板クラッチである前輪クラッチ３６が設けられている。この前輪クラッチ３６は、変速出力軸３２から伝達歯車対３３を介して前輪出力軸３４に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能である。前輪クラッチ３６は変速出力軸３２に取り付けられるクラッチハブ４５と、駆動側歯車３３ａに取り付けられるクラッチドラム４６とを有している。クラッチハブ４５は変速出力軸３２に内周部で固定されて径方向外方に延びるディスク部４５ａとこの外周端から変速出力軸３２の後端に向けて軸方向に伸びる円筒部４５ｂとを備えており、クラッチドラム４６は駆動側歯車３３ａに内周部で固定され径方向外方に延びるディスク部４６ａとこの外周端から変速出力軸３２の後端に向けて軸方向に伸びる円筒部４６ｂとを備えており、円筒部４６ｂは円筒部４５ｂよりも大径となっている。
【００２０】
クラッチドラム４６には環状のストッパ４７がディスク部４６ａに突き当てられて配置され、クラッチドラム４６の開口端部側には環状のプレッシャープレート４８が配置されている。ストッパ４７とプレッシャープレート４８との間には、外周部がクラッチドラム４６の円筒部４６ｂの内周面に噛み合う複数のクラッチプレート４９ａと、内周部がクラッチハブ４５の円筒部４５ｂの外周面に噛み合う複数のクラッチプレート４９ｂとが交互に配置されており、それぞれのクラッチプレート４９ａ，４９ｂとプレッシャープレート４８は軸方向に移動自在となっている。これにより、前輪クラッチ３６はプレッシャープレート４８を介してそれぞれのクラッチプレート４９ａ，４９ｂに押圧力を加えると締結状態になり、押圧力を解除するとスリップ状態を経て開放状態になる。
【００２１】
変速出力軸３２と後輪出力軸３５との間には湿式多板クラッチである後輪クラッチ３７が前輪クラッチ３６に対向して設けられている。この後輪クラッチ３７は、変速出力軸３２から後輪出力軸３５に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能である。後輪クラッチ３７は、変速出力軸３２に取り付けられるクラッチハブ５０と、後輪出力軸３５に取り付けられるクラッチドラム５１とを有している。クラッチハブ５０は変速出力軸３２にスプライン結合されるスプライン孔を有するボス部５０ａと、このボス部５０ａから径方向外方に延びるディスク部５０ｂと、ディスク部５０ｂの外周端から軸方向に伸びる円筒部５０ｃとを備えている。クラッチドラム５１は内周部で後輪出力軸３５に固定され径方向外方に延びるディスク部５１ａとその外周端から前輪クラッチ３６に向けて延びる円筒部６１ｂとを備えており、円筒部５１ｂは円筒部５０ｃよりも大径となっている。
【００２２】
クラッチドラム５１の円筒部５１ｂの開口端部側の内面にはストッパ５２が止めリング５２ａにより固定され、円筒部５１ｂのディスク部５１ａ側の内面には環状のプレッシャープレート５３が配置されている。ストッパ５２とプレッシャープレート５３との間には、外周部が円筒部５１ｂの内周面に噛み合う複数のクラッチプレート５５ａと、内周部がクラッチハブ５０の円筒部５０ｃの外周面に噛み合う複数のクラッチプレート５５ｂとが交互に配置されており、それぞれのクラッチプレート５５ａ，５５ｂとプレッシャープレート５３は軸方向に移動自在となっている。プレッシャープレート５３とディスク部５１ａとの間には、板ばねからなるばね部材５６が装着され、このばね部材５６により後輪クラッチ３７には締結力が加えられるようになっている。これにより、後輪クラッチ３７はばね部材５６によりプレッシャープレート５３を介してクラッチプレート５５ａ，５５ｂに押圧力を加えると締結状態になり、押圧力を解除するとスリップ状態を経て開放状態となる。なお、ばね部材５６としては板ばねに代えて、例えば圧縮コイルばねを用いるようにしても良い。
【００２３】
クラッチハブ５０のディスク部５０ｂには押圧部材５７が軸方向に移動自在に装着されている。この押圧部材５７は後輪クラッチ３７の開口部よりも前輪クラッチ３６側に迫り出して配置される円板部５７ａと、この円板部５７ａからプレッシャープレート５３に向けて延びる複数本のロッド部５７ｂとを有しており、それぞれのロッド部５７ｂはディスク部５０ｂに形成された孔を貫通し、ロッド部５７ｂにより押圧部材５７はディスク部５０ｂに軸方向に移動自在に支持されている。それぞれのロッド部５７ｂとプレッシャープレート５３の径方向内周部との間には、スラストベアリング５８が装着され、押圧部材５７はスラストベアリング５８を介してプレッシャープレート５３を押圧するようになっている。
【００２４】
前輪クラッチ３６と後輪クラッチ３７との間には、軸方向に移動自在に油圧アクチュエータ６０が装着されている。油圧アクチュエータ６０は変速出力軸３２に軸方向に移動自在に装着されるシリンダ６１を有しており、シリンダ６１は図４に示すように径方向の隔壁部６１ａとこの外周部から軸方向に押圧部材５７の円板部５７ａに向けて延びる円筒部６１ｂと隔壁部６１ａの外周部から軸方向に前輪クラッチ３６に向けて延びる円筒部６１ｃとを有し、円筒部６１ｂは円筒部６１ｃよりも大径となっている。
【００２５】
シリンダ６１には変速出力軸３２に軸方向に移動自在に装着されるピストン６２が組み付けられるようになっている。ピストン６２はシリンダ６１の円筒部６１ｃの内周面に相対的に摺動自在に装着される円筒部６２ａと、この円筒部６２ａから径方向内方に延びて隔壁部６１ａに対向する対向壁部６２ｂとを有しており、対向壁部６２ｂは図４に示すように段付きとなっている。円筒部６２ａの端部にはこれよりも大径の押圧部６２ｃが一体に設けられており、この押圧部６２ｃは前輪クラッチ３６のプレッシャープレート４８に対向しこれに当接するようになっている。
【００２６】
油圧アクチュエータ６０を構成するシリンダ６１とこれに組み付けられるピストン６２とにより隔壁部６１ａと対向壁部６２ｂとの間に油圧室６３が区画形成されている。この油圧室６３に油圧が供給されると、シリンダ６１とピストン６２は相互に離反する相反方向に駆動される。これらが相互に離反する方向に駆動されると、シリンダ６１は押圧部材５７およびプレッシャープレート５３を介してばね部材５６のばね力に抗して後輪クラッチ３７を開放する方向に駆動し、ピストン６２は前輪クラッチ３６を締結する方向に駆動する。油圧室６３の圧力が解除されると、シリンダ６１とピストン６２は相互に接近する方向に駆動される。これにより、ピストン６２の押圧部６２ｃは前輪クラッチ３６から離れる方向に移動して前輪クラッチ３６はスリップ状態を経て開放状態になる一方、シリンダ６１は後輪クラッチ３７から離れる方向に移動してばね部材５６のばね力により後輪クラッチ３７はスリップ状態を経て締結状態となる。
【００２７】
油圧室６３に作動油を供給するために、変速出力軸３２に形成された中空孔３８には仕切り栓６４が固定され、仕切り栓６４よりも変速出力軸３２の後端部側の中空孔３８により形成される連通孔と油圧室６３とを連通する油路６５が変速出力軸３２に形成されている。この油路６５は後輪出力軸３５に形成された油路６６に連通されており、油路６６には図示しない油圧ポンプから加圧されて吐出される作動油が供給されるようになっている。なお、隔壁部６１ａと対向壁部６２ｂとの内周部には変速出力軸３２の外周面との間をシールするためのシール材が設けられ、ピストン６２の対向壁部６２ｂの外周部にはシリンダ６１の円筒部６１ｃの内周面との間をシールするためのシール材が設けられている。
【００２８】
ピストン６２の内部には段付き円板形状の第１のリテーナ６７が組み込まれている。このリテーナ６７は内周部が変速出力軸３２に設けられた突起６８に係合して変速出力軸３２に固定され、外周面がピストン６２の押圧部６２ｃの内周面に接触しており、ピストン６２はリテーナ６７により案内されて軸方向に移動するようになっている。リテーナ６７とピストン６２の対向壁部６２ｂとの間には圧縮コイルばねからなるばね部材６９が装着され、このばね部材６９によりピストン６２には前輪クラッチ３６から離れる方向のばね力が加えられている。
【００２９】
シリンダ６１の円筒部６１ｂの内部には段付き円筒形状の第２のリテーナ７０が組み込まれている。このリテーナ７０は内周部がクラッチハブ５０のボス部５０ａに係合して変速出力軸３２に固定され、外周面がシリンダ６１の円筒部６１ｂの内周面に接触しており、シリンダ６１はリテーナ７０に案内されて軸方向に移動するようになっている。リテーナ７０とシリンダ６１の隔壁部６１ａとの間には圧縮コイルばねからなるばね部材７１が装着され、このばね部材７１によりシリンダ６１にはばね部材５６と同様にシリンダ６１に対して前輪クラッチ３６に向かう方向のばね力が加えられている。
【００３０】
リテーナ６７の外周部にはリテーナ６７とピストン６２との間をシールするシール材が設けられており、リテーナ６７とピストン６２とにより第１の油圧キャンセル室７２が区画形成されている。同様に、リテーナ７０の外周部にはリテーナ７０とシリンダ６１との間をシールするシール材が設けられており、リテーナ７０とシリンダ６１とにより第２の油圧キャンセル室７３が区画形成されている。油圧キャンセル室７２は、中空孔３８のうち仕切り栓６４よりも変速出力軸３２の前端部側に油路７４を介して連通しており、中空孔３８に供給される作動油が油路７４を介して油圧キャンセル室７２に供給されるようになっている。中空孔３８に供給される作動油は、油路７５を介して駆動側歯車３３ａと変速出力軸３２との間の軸受にも潤滑油として供給される。油圧キャンセル室７３には、図示しない油路を介して作動油が供給される。
【００３１】
変速出力軸３２の回転によりシリンダ６１とピストン６２とが回転すると、油圧室６３内の作動油には遠心力が加えられて、油圧室６３内の圧力は油圧室６３内に油路６５，６６を介して供給された作動油の圧力よりも高くなるが、油圧室６３の両側に設けられたそれぞれの油圧キャンセル室７２，７３に供給された作動油の圧力も遠心力により高くなるので、遠心力により高められた油圧室６３内の作動油の圧力は、両側の油圧キャンセル室７２，７３の遠心油圧により相殺されることになる。これにより、ピストン６２とシリンダ６１とに推力を加える油圧室６３内の作動油の圧力は、遠心力の影響を受けることなく、設定値に維持され、前後の駆動力配分比率を高精度に制御することができる。
【００３２】
次に、上述した動力伝達装置１１の動作について説明する。油圧室６３に油圧が供給されていないときには、前輪クラッチ３６は開放状態になり、後輪クラッチ３７はばね部材５６により押圧されて締結状態となる。したがって、このときにはエンジン動力は後輪クラッチ３７を介して全て後輪１６に伝達される。
【００３３】
油圧室６３に油圧が供給されると、ピストン６２はばね部材６９のばね力に抗して前輪クラッチ３６に向けて図４において左側に移動し、前輪クラッチ３６のクラッチプレート４９ａ，４９ｂは押圧されて相互にスリップしながら係合を開始する。このとき、シリンダ６１はピストン６２に加えられる油圧の反力によりばね部材７１のばね力に抗して後輪クラッチ３７に向けて図４において右側に移動する。これにより、シリンダ６１は押圧部材５７を介してプレッシャープレート５３をばね部材５６のばね力に抗して軸方向に押圧するので、後輪クラッチ３７の締結力が弱められる。したがって、油圧室６３に供給される油圧を上昇させると、前輪クラッチ３６は締結力が強められ、後輪クラッチ３７は締結力が弱められることになり、油圧室６３に供給される油圧を連続的に高めることによって、エンジン動力の前後輪に対する動力分配比を０：１００〜１００：０の範囲で可変にすることができる。このように、１つの油圧室６３により、前輪クラッチ３６と後輪クラッチ３７との両方を同時に連続的に切り換えることが可能となるので、動力伝達装置１１を１つの油圧系統により動力分配比を上述した範囲で可変とすることができ、分配比の可変制御性能を向上させることができる。
【００３４】
図３に示すように、ハウジング４０には変速出力軸３２の回転数を検出するための変速軸回転数センサ７６と、後輪出力軸３５の回転数を検出するための後輪出力軸回転センサ７７とが設けられており、これらのセンサからの信号に基づいて油圧室６３に供給される作動油の圧力が制御される。
【００３５】
動力伝達装置１１の作動方式としては、上述のように、油圧室６３に油圧を供給するに従って前輪クラッチ３６の締結力を高めるとともに後輪クラッチ３７の締結力を弱める同時駆動方式がある。さらに、それぞれのばね部材５６，６９，７１のばね力を設定することにより、油圧室６３に油圧を供給すると、まず、後輪クラッチ３７を締結状態に保持したまま前輪クラッチ３６の締結力を高めるようにし、前輪クラッチ３６が締結完了した後に後輪クラッチ３７の締結力を弱めるようにする作動方式となる。このように二段階の締結および締結解除方式とするようにしても良い。
【００３６】
上記実施の形態では、ピストン６２を前輪クラッチ３６側に配置し、シリンダ６１を後輪クラッチ３７側に配置したが、これを逆に配置するようにしても良い。また、後輪クラッチ３７にばね部材５６により締結力を加えるようにして油圧室６３に油圧が供給されていないときにはエンジン動力を後輪１６に伝達するようにしたが、前輪クラッチ３６にばね部材により締結力を加えて油圧室６３内に油圧が供給されていないときには前輪クラッチ３６を締結状態とするようにしてエンジン動力を前輪１５に伝達するようにしても良い。
【００３７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、変速機構２２は自動変速機であるが、手動変速機を動力伝達装置１１に組み込むようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】動力伝達装置が搭載された四輪駆動車を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態である動力伝達装置を概略的に示すスケルトン図である。
【図３】分配機構を示す断面図である。
【図４】図３の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１ 動力伝達装置
１３ 四輪駆動車
１５ 前輪
１６ 後輪
２２ 変速機構
２３ 分配機構
２８ 変速入力軸
３２ 変速出力軸
３３ 伝達歯車対
３３ａ 駆動側歯車
３３ｂ 従動側歯車
３４ 前輪出力軸
３５ 後輪出力軸
３６ 前輪クラッチ
３７ 後輪クラッチ
４５ クラッチハブ
４６ クラッチドラム
４９ａ，４９ｂ クラッチプレート
５０ クラッチハブ
５１ クラッチドラム
５５ａ，５５ｂ クラッチプレート
５６ ばね部材（板ばね）
５７ 押圧部材
６０ 油圧アクチュエータ
６１ シリンダ
６２ ピストン
６３ 油圧室
６７ リテーナ（第１のリテーナ）
６９ ばね部材（圧縮コイルばね）
７０ リテーナ（第２のリテーナ）
７１ ばね部材（圧縮コイルばね）
７２ 油圧キャンセル室（第１の油圧キャンセル室）
７３ 油圧キャンセル室（第２の油圧キャンセル室）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪と後輪とに動力を伝達する四輪駆動車の動力伝達装置であって、
変速機構を介して変速された動力が伝達される変速出力軸と、
前記前輪と前記変速出力軸との間に設けられ、前記前輪に動力を伝達する前輪出力軸と、
前記後輪と前記変速出力軸との間に設けられ、前記後輪に動力を伝達する後輪出力軸と、
前記変速出力軸と前記前輪出力軸との間に設けられ、前記前輪出力軸に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能な前輪クラッチと、
前記変速出力軸と前記後輪出力軸との間に、前記前輪クラッチに対向して設けられ、前記後輪出力軸に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能な後輪クラッチと、
２つの前記クラッチの一方のクラッチに締結力を加えるばね部材と、
２つの前記クラッチの間に軸方向に摺動自在に設けられ、油圧室内に供給される油圧により前記ばね部材のばね力に抗して前記一方のクラッチを開放する方向に駆動するとともに前記他方のクラッチを締結する方向に駆動する油圧アクチュエータとを有することを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の四輪駆動車の動力伝達装置において、前記油圧アクチュエータは、２つの前記クラッチの間に軸方向に移動自在に設けられるシリンダと、２つの前記クラッチの間に軸方向に移動自在に設けられるとともに前記シリンダとにより前記油圧室を区画形成するピストンとを備え、前記油圧室に供給される油圧により前記シリンダと前記ピストンの一方が前記ばね部材の締結力に抗して前記一方のクラッチを駆動し、前記シリンダと前記ピストンの他方が前記他方のクラッチを駆動することを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。
【請求項３】
請求項２記載の四輪駆動車の動力伝達装置において、前記変速出力軸に取り付けられ前記ピストン内に第１の油圧キャンセル室を形成する第１のリテーナと、前記変速出力軸に取り付けられ前記シリンダ内に第２の油圧キャンセル室を形成する第２のリテーナとを有し、前記変速出力軸の回転時に前記油圧室に発生する遠心油圧を前記油圧室の軸方向両側の油圧キャンセル室に発生する遠心油圧により相殺することを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。
【請求項１】
前輪と後輪とに動力を伝達する四輪駆動車の動力伝達装置であって、
変速機構を介して変速された動力が伝達される変速出力軸と、
前記前輪と前記変速出力軸との間に設けられ、前記前輪に動力を伝達する前輪出力軸と、
前記後輪と前記変速出力軸との間に設けられ、前記後輪に動力を伝達する後輪出力軸と、
前記変速出力軸と前記前輪出力軸との間に設けられ、前記前輪出力軸に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能な前輪クラッチと、
前記変速出力軸と前記後輪出力軸との間に、前記前輪クラッチに対向して設けられ、前記後輪出力軸に動力を伝達する締結状態と動力を遮断する開放状態との間で切換動作可能な後輪クラッチと、
２つの前記クラッチの一方のクラッチに締結力を加えるばね部材と、
２つの前記クラッチの間に軸方向に摺動自在に設けられ、油圧室内に供給される油圧により前記ばね部材のばね力に抗して前記一方のクラッチを開放する方向に駆動するとともに前記他方のクラッチを締結する方向に駆動する油圧アクチュエータとを有することを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の四輪駆動車の動力伝達装置において、前記油圧アクチュエータは、２つの前記クラッチの間に軸方向に移動自在に設けられるシリンダと、２つの前記クラッチの間に軸方向に移動自在に設けられるとともに前記シリンダとにより前記油圧室を区画形成するピストンとを備え、前記油圧室に供給される油圧により前記シリンダと前記ピストンの一方が前記ばね部材の締結力に抗して前記一方のクラッチを駆動し、前記シリンダと前記ピストンの他方が前記他方のクラッチを駆動することを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。
【請求項３】
請求項２記載の四輪駆動車の動力伝達装置において、前記変速出力軸に取り付けられ前記ピストン内に第１の油圧キャンセル室を形成する第１のリテーナと、前記変速出力軸に取り付けられ前記シリンダ内に第２の油圧キャンセル室を形成する第２のリテーナとを有し、前記変速出力軸の回転時に前記油圧室に発生する遠心油圧を前記油圧室の軸方向両側の油圧キャンセル室に発生する遠心油圧により相殺することを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１４３２９５（Ｐ２００９−１４３２９５Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２０５７６（Ｐ２００７−３２０５７６）
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]