(57)【要約】      （修正有）【課題】２輪駆動時の後輪駆動系によるフリクションロスを低減させて、燃費の良いＦＦ車ベースのオンデマンド型フルタイムの４輪駆動車を実現する。【解決手段】前輪差動装置１８から第１駆動力伝達方向変換部２０への駆動力を断接する断接装置２８と、後輸差動装置２６の出力と右後輪の間に設けられて連続的に締結力を調整可能な多板クラッチ機構３０を設ける。多板クラッチ機構３０の締結を解除した際の引き摺りトルクを、第１駆動力伝達方向変換部２０と第２の駆動力伝達方向変換部２４との間の後輪駆動系のフリクショントルクよりも小さする。コントローラ２５は２輪駆動モードに切替えた時に断接装置２８を非結合とすると共に多板クラッチ機構３０の締結を解除し、後輪駆動系の回転を停止させる。【選択図】図１
2010260383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪及び後輸に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する４輪駆動モードと、前輸のみに駆動力を伝達する2輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
エンジンからの駆動力を受けて、左右前輪へ駆動力を配分する前輪用差動装置と、
エンジンからの駆動力の回転方向を変えて、後輸に伝達する第１駆動力伝達方向変換部と、
前記第１駆動力伝達方向変換部からの駆動力を受けて、回転方向を変えて、後輸差動装置に伝える第２駆動力伝達方向変換部と、
左右後輪へ駆動力を配分する後輸用差動装置と
前記第１駆動力伝達方向変換部への駆動力を断接する断接装置と、
後輸差動装置の出力の一方と左右後輪の一方との間に設けられ、連続的に締結力を調整可能な多板クラッチ機構と、
前記多板クラッチ機構の締結を解除した際の引き摺りトルクを、前記第１の駆動力伝達方向変換部と第２の駆動力伝達方向変換部との問のフリクショントルクよりも小さくなるように設定する引き摺りトルク低減機構と、
２輪駆動モード時は前記断接装置を非結合とすると共に前記多板クラッチ機構の締結を解除して前記第１駆動力伝達方向変換部から前記第２駆動力伝達方向変換部の回転を停止させ、４輪駆動モード時は前記断接装置を結合すると共に前記多板クラッチ機構の締結力を車両の走行条件に応じて調整するコントローラと、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記後輪差動装置の潤滑油と前記多板クラッチ機構の潤滑油が混ざらないように前記後輪差動装置と多板クラッチ機構を別室に分離する構造を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記引き摺りトルク低減機構は、前記多板クラッチ機構を切り離した２輪駆動モード時に、クラッチ板の隙間を所定値以上広くとると共にクラッチ板への潤滑油の供給を停止又は制限し、前記多板クラッチ機構を締結した４輪駆動モード時に、前記クラッチ板へ潤滑油を供給する潤滑油供給機構を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記潤滑油供給機構は、２輪駆動モード時に逆回転し、４輪駆動モード時に正回転する前記後輸差動装置の出力軸により駆動するオイルポンプを設けたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記オイルポンプはギアポンプであり、前記ギアポンプの筐体との摺接面に焼き付き防止処理層を形成したことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項６】
請求項４記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記オイルポンプは、前記後輪差動装置の出力軸との間に設けたワンウェイクラッチを介して駆動され、
２輪駆動モード時に前記ワンウェイクラッチを空転させて前記多板クラッチ機構への潤滑油の供給を停止し、４輪駆動モード時に前記オイルポンプを正回転させて前記多板クラッチ機構に潤滑油を供給することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、潤滑油供給機構は、
２輪駆動モード時に逆回転し、４輪駆動モード時に正回転する後輸差動装置の出力軸により駆動するオイルポンプと、
２輪駆動モードの逆転時に第１吸入路から前記オイルポンプに油を吸入させる第１吸入路チェック弁と、
２輪駆動モードの逆転時に前記オイルポンプから吐出された油を多板クラッチ機構以外の部位に吐出させる第１吐出路チェック弁と、
４輪駆動モードの正転時に第２吸入路から前記オイルポンプに油を吸入させる第２吸入路チェック弁と、
４輪駆動モードの正転時に前記オイルポンプから吐出された油を多板クラッチ機構に吐出させる第２吐出路チェック弁と、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項８】
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、潤滑油供給機構は、
２輪駆動モード時に逆回転し、４輪駆動モード時に正回転する後輸差動装置の出力軸により駆動するオイルポンプと、
２輪駆動モードの逆転時に第１吸入路から前記オイルポンプに油を吸入させて吐出兼吸入路によりタンクに吐出させる吸入路チェック弁と、
４輪駆動モードの正転時に吐出兼用吸入路から前記オイルポンプに吸入した油を前記多板クラッチ機構に吐出させる吐出路チェック弁と、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項９】
請求項３記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記潤滑油供給機構は、
前記多板クラッチ機構の出力側で駆動するオイルポンプと、
２輪駆動モード時は潤滑経路を閉じることで潤滑油の供給を停止し、４輸駆動モード時は潤滑経路を開けることで潤滑油を供給する開閉機構と、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項９記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記開閉機構は、
前記多板クラッチ機構を配置した前記後輪差動装置からの出力軸の内部軸方向に形成され、オイルポンプからの潤滑油が供給される弁室と、
前記弁室に摺動自在に収納され、前記多板クラッチ機構のクラッチ板の断接を行う軸方向に移動自在なピストンに連動して移動する弁部材と、
前記多板クラッチ機構のクラッチ板の間に潤滑油を供給する油供給穴と、
２輪駆動モード時の前記ピストンのクラッチ非締結位置への移動に連動した前記弁部材の移動で前記油供給穴を閉じて潤滑油を遮断し、４輪駆動モード時の前記ピストンの前記クラッチ板の締結位置への移動に連動した前記弁部材の移動で前記油供給穴を開いて潤滑油を供給することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項１１】
請求項９記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記開閉機構は、
前記後輪差動装置の出力軸の内部軸方向に形成されて前記オイルポンプからの潤滑油が供給される油室と、
前記出力軸の外周に形成された山部に対し谷部を広くした外周スプラインと、
前記出力軸の外周スプラインに嵌合する山部に対し谷部を広くした内周スプラインを形成した前記多版クラッチ機構のインナーハブと、
２輪駆動モード時の前記出力軸の逆回転による外周スプラインの内周スプラインに対する当接位置で前記多板クラッチ機構に対する潤滑油を遮断し、４輪駆動モード時の前記出力軸の正転による外周スプラインの内周スプラインに対する当接位置で前記多板クラッチ機構に対し潤滑油を供給する前記外周スプラインと内周スプラインの谷部に形成された一対の油供給穴と、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項１２】
請求項４記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記引き摺りトルク低減機構は、前記クラッチ板相互の間隔を広げる方向に付勢するバネ部材を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項１３】
請求項４記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記引き摺りトルク低減機構は、クラッチ板を押圧するピストンとの間に、相互の間隔を広げる方向に付勢するバネ部材を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項１４】
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記コントローラは、２輸駆動モード時から４輸駆動モード時への切り替えは前記多板クラッチ機構を締結させた後に前記断接装置を締結し、４輪駆動モード時から２輸駆動モード時への切り替えは前記多板クラッチ機構を開放した後に前記断接装置を非結合とすることを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２輪駆動と４輪駆動を切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に関し、特に、２輪駆動時に駆動力の伝達に関わらない部分の回転を停止する４輪駆動車用駆動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のいわゆるオンデマンド型フルタイム４輪駆動車において、２輪駆動時は前輪を駆動し、４輪駆動時には後輪への駆動力の配分制御を駆動力配分装置で行う４輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば図１８に示すものが知られている。
【０００３】
図１８において、駆動力伝達装置２００は４輪駆動車２０２に設けられ、エンジン２０４からの駆動力を変速機２０６で変速して駆動力伝達装置２００内の前輪差動装置２０８と駆動力方向変換部２１０に入力し、駆動力方向変換部２１０からの出力はプロペラシャフト２１２を介して電子制御型カップリング装置として知られた駆動力配分装置２１４に伝達される。
【０００４】
２輪駆動時に駆動力配分装置２１４が開放（切り離された状態）されている場合は、駆動力は後輪差動装置２２４に配分されずに前輪差動装置２０８に伝達され、前輪差動装置２０８は左前輪２１６と右前後輪２１８の回転速度差を吸収しつつ左前輪２１６及び右前輪２１８に等しいトルクを与え回転させる。
【０００５】
４輪駆動時の駆動力配分装置２１４が締結（接続された状態）されている場合では、駆動力は駆動力配分装置２１４に連結されたドライブピニオン２２０とリングギア２２２を介して後輪差動装置２２４にも伝達され、後輪差動装置２２４は左後輪２２６と右後輪２２８の回転速度差を吸収しつつ左後輪２２６及び右後輪２２８に等しいトルクを与え回転させる。
【０００６】
一般的に、オンデマンド型フルタイム４輪駆動車には、ドライバーが運転中にスイッチ操作で選択できる駆動モードとして、２輪駆動モード、４輪駆動オートモード、４輪駆動ロックモードが用意されている。
【０００７】
２輪駆動モードは、駆動力伝達装置２００の駆動力配分装置２１４を開放して２輪駆動状態で使用するモードであり、燃費が最も良いことから４輪による駆動力が必要ない乾燥舗装路などを走行する場合に選択する。
【０００８】
４輪駆動オートモードは、走行中の各種車両状態をセンサで検出し、その検出信号に基づいてＥＣＵ（Electronic control unit）により駆動力配分装置２１４の前後輪への駆動力配分を最適な状態に自動的に制御するモードであり、路面状態に係わらず常時選択が可能な４輪駆動である。
【０００９】
このモードでは、駆動力配分装置２１４の締結力はアクチュエータにより連続的に増減され、後輪への駆動力がほぼゼロの２輪駆動状態と最大締結力との間で前後輪の駆動力配分を制御する。
【００１０】
４輪駆動ロックモードは、各種センサが検出した車両状態に係わらず駆動力配分装置２１４を最大締結力に保持するモードであり、悪路走行などで４輪駆動としての走破性を最大限に発揮したい場合に選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１２５２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来の４輪駆動車用駆動力伝達装置においては、駆動力配分装置２１４が開放された２輪駆動モードであっても、変速機２０６からの駆動力は駆動力方向変換部２１０、プロペラシャフト２１２及び駆動力配分装置２１４の駆動側（前輪側）を回転させる。
【００１３】
すなわち、駆動力配分装置２１４が開放された後輪に駆動力が伝達されない２輪駆動時にも、駆動力方向変換部２１０、プロペラシャフト２１２、多板クラッチ機構２１４、ドライブピニオン２２０及び後輪差動装置２２４を含む後輪駆動力系の各構成要素が回転してしまい、この後輪駆動力系におけるオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等により燃費低下を招いてしまう問題がある。
【００１４】
同時に、駆動力配分装置２１４が開放された２輪駆動モードであっても、左後輪２２６及び右後輪２２８と後輪差動装置２２４とが直結されているため、左後輪２２６及び右後輪２２８が回転することにより、後輪差動装置２２４、ドライブピニオン２２０及び駆動力配分装置２１４の従動側（後輪側）となる後輪駆動伝達系統が回転する。
【００１５】
また、駆動力配分装置２１４は多板クラッチ機構により駆動力の断接と伝達トルクの制御を行っており、複数のクラッチ板がオイルで潤滑及び冷却されているが、クラッチ切り離し状態にあっても、クラッチ板の駆動側と従動側の回転速度差により発生するオイルの粘性抵抗やクラッチ板同士の接触による摩擦損失で発生する、いわゆる引き摺りトルクがドライブピニオン２２０及び後輪差動装置２２４のフリクショントルクより大きいため、駆動力配分装置２１４の側からドライブピニオン２２０及び後輪差動装置２２４を回転させてしまうことで、燃費を悪化させる問題もある。
【００１６】
この引き摺りトルクを減少させるには、駆動力配分装置２１４の多板クラッチ機構へのオイルの供給を止めるか、あるいはオイルの量を極端に減らした状態で使用すれば、オイルの粘性抵抗により発生する引き摺りトルクを減少させ、又はなくすことができる。しかし、駆動力配分制御時には、十分な潤滑がされないと多板クラッチ機構が焼き付く恐れがある。
【００１７】
また、引き摺りトルクを減少させるには、クラッチ同士の隙間を大きくする方法もあるが、クラッチ締結時の応答性が悪くなるという問題がある。
【００１８】
本発明は、２輪駆動モードでの後輪駆動系の回転を確実に止めることによりオイル粘性抵抗や摩擦損失を減少させて燃費低下を図る４輪駆動車用駆動力伝達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】
【００１９】
本発明は、前輪及び後輸に伝達する駆動力の配分を走行条件に応じて自動的に制御する４輪駆動モードと、前輸のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
エンジンからの駆動力を受けて、左右前輪へ駆動力を配分する前輪用差動装置と、
エンジンからの駆動力の回転方向を変えて、後輸に伝達する第１駆動力伝達方向変換部と、
第１駆動力伝達方向変換部からの駆動力を受けて、回転方向を変えて、後輸差動装置に伝える第２駆動力伝達方向変換部と、
左右後輪へ駆動力を配分する後輸用差動装置と
第１駆動力伝達方向変換部への駆動力を断接する断接装置と、
後輸差動装置の出力の一方と左右後輪の一方との間に設けられ、連続的に締結力を調整可能な多板クラッチ機構と、
多板クラッチ機構の締結を解除した際の引き摺りトルクを、第１の駆動力伝達方向変換部と第２の駆動力伝達方向変換部との問のフリクショントルクよりも小さくなるように設定する引き摺りトルク低減機構と、
２輪駆動モード時は断接装置を非結合とすると共に多板クラッチ機構の締結を解除して第１駆動力伝達方向変換部から第２駆動力伝達方向変換部の回転を停止させ、４輪駆動モード時は断接装置を結合すると共に多板クラッチ機構の締結力を車両の走行条件に応じて調整するコントローラと、
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
ここで、引き摺りトルク低減機構は、後輪差動装置の潤滑油と多板クラッチ機構の潤滑油が混ざらないように後輪差動装置と多板クラッチ機構を別室に分離する構造を備える。
【００２１】
引き摺りトルク低減機構は、前記多板クラッチ機構を切り離した２輪駆動モード時に、クラッチ板の隙間を所定値以上広くとると共にクラッチ板への潤滑油の供給を停止又は制限し、記多板クラッチ機構を締結した４輪駆動モード時に、クラッチ板へ潤滑油を供給する潤滑油供給機構を備える。
【００２２】
潤滑油供給機構は、２輪駆動モード時に逆回転し、４輪駆動モード時に正回転する後輸差動装置の出力軸により駆動するオイルポンプを設ける。
【００２３】
オイルポンプはギアポンプであり、ギアポンプの筐体との摺接面に焼き付き防止処理層を形成する。
【００２４】
オイルポンプは、後輪差動装置の出力軸との間に設けたワンウェイクラッチを介して駆動され、２輪駆動モード時にワンウェイクラッチを空転させて多板クラッチ機構への潤滑油の供給を停止し、４輪駆動モード時にオイルポンプを正回転させて多板クラッチ機構に潤滑油を供給する。
【００２５】
潤滑油供給機構は、
２輪駆動モード時に逆回転し、４輪駆動モード時に正回転する後輸差動装置の出力軸により駆動するオイルポンプと、
２輪駆動モードの逆転時に第１吸入路からオイルポンプに油を吸入させる第１吸入路チェック弁と、
２輪駆動モードの逆転時にオイルポンプから吐出された油を多板クラッチ機構以外の部位に吐出させる第１吐出路チェック弁と、
４輪駆動モードの正転時に第２吸入路からオイルポンプに油を吸入させる第２吸入路チェック弁と、
４輪駆動モードの正転時にオイルポンプから吐出された油を多板クラッチ機構に吐出させる第２吐出路チェック弁と、
を備える。
【００２６】
潤滑油供給機構は、
２輪駆動モード時に逆回転し、４輪駆動モード時に正回転する後輸差動装置の出力軸により駆動するオイルポンプと、
２輪駆動モードの逆転時に第１吸入路からオイルポンプに油を吸入させて吐出兼吸入路によりタンクに吐出させる吸入路チェック弁と、
４輪駆動モードの正転時に吐出兼用吸入路からオイルポンプに吸入した油を前記多板クラッチ機構に吐出させる吐出路チェック弁と、
を備える。
【００２７】
潤滑油供給機構は、
多板クラッチ機構の出力側で駆動するオイルポンプと、
２輪駆動モード時は潤滑経路を閉じることで潤滑油の供給を停止し、４輸駆動モード時は潤滑経路を開けることで潤滑油を供給する開閉機構と、
を備える。
【００２８】
開閉機構は、
多板クラッチ機構を配置した後輪差動装置の出力軸の内部軸方向に形成され、オイルポンプからの潤滑油が供給される弁室と、
弁室に摺動自在に収納され、多板クラッチ機構のクラッチ板の断接を行う軸方向に移動自在なピストンに連動して移動する弁部材と、
多板クラッチ機構のクラッチ板の間に潤滑油を供給する油供給穴と、
２輪駆動モード時のピストンのクラッチ非締結位置への移動に連動した弁部材の移動で油供給穴を閉じて潤滑油を遮断し、４輪駆動モード時のピストンのクラッチ締結位置への移動に連動した弁部材の移動で油供給穴を開いて潤滑油を供給する。
【００２９】
開閉機構は、
多板クラッチ機構を配置した後輪差動装置の出力軸の内部軸方向に形成されてオイルポンプからの潤滑油が供給される油室と、
出力軸の外周に形成された山部に対し谷部を広くした外周スプラインと、
出力軸の外周スプラインに嵌合する山部に対し谷部を広くした内周スプラインを形成した多板クラチッチ機構のインナーハブと、
２輪駆動モード時の出力軸の逆回転による外周スプラインの内周スプラインに対する当接位置で多板クラッチ機構に対する潤滑油を遮断し、４輪駆動モード時の出力軸の正転による外周スプラインの内周スプラインに対する当接位置で多板クラッチ機構に対し潤滑油を供給する外周スプラインと内周スプラインの谷部に形成された一対の油供給穴と、
を備える。
【００３０】
引き摺りトルク低減機構は、クラッチ板相互の間隔を広げる方向に付勢するバネ部材を備える。
【００３１】
引き摺りトルク低減機構は、クラッチ板を押し圧するピストンとの間に、相互の間隔を広げる方向に付勢するバネ部材を備える。
【００３２】
コントローラは、
２輸駆動モード時から４輸駆動モード時への切り替えは多板クラッチ機構を締結させた後に断接装置を締結し、４輪駆動モード時から２輸駆動モード時への切り替えは多板クラッチ機構を開放した後に断接装置を非結合とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、前輪差動装置から後輪駆動系に対する出力軸に断接装置を設けると共に、後輪差動装置のいずれか一方の後輪駆動軸に、駆動力配分装置として機能する多板クラッチ機構を設け、２輪駆動モードで多板クラッチ装置の締結を解除した際のフリクションによる引き摺りトルクを略零まで減らしたことで、４輪駆動モード時の前輪と後輪の駆動力の配分機能、２輪駆動モード時の断接装置の出力側の第１駆動力伝達方向変換部から後輪差動装置の入力側の第２駆動力伝達方向変換部までの後輪駆動系の回転を完全に停止する機能、更に、走行中に２輪駆動モードから４輪駆動モードに切り替える時に停止している後輪駆動系の回転を上昇させて断接装置を結合するための同期をとる機能を、適切に実現することができる。
【００３４】
また、２輪駆動モード時に後輪駆動系の回転を停止させるには、多板クラッチ機構を、後輪差動装置の入力側の第２駆動力伝達方向変換部との間に設けることも可能であるが、従来の後輪差動装置がそのまま使用できないことから構造が複雑となり、クラッチトルク容量が大きくなることで大型化して重くなり、コストも高くなるが、本発明は、後輪差動装置と後輪の間の後輪駆動軸に多板クラッチ機構を設けたことで、クラッチ容量を１／２とし、従来の後輪差動装置をそのまま使用可能とし、多板クラッチ機構の小型化、軽量化及び低コスト化することができる。
【００３５】
また、２輪駆動モード時に、後輪駆動系が完全に停止した状態となるため、フリクションロスが発生せず、燃費悪化を防止でき、４輪駆動車でありながら２輪駆動モードで使用しているときの燃費を２輪駆動車並みの燃費とすることができる。
【００３６】
また、２輪駆動モードに多板クラッチ機構に対する潤滑油の供給が停止されることで、切り離し状態にあるクラッチ板による潤滑油の攪拌で発生する引き摺りトルクを大幅に低減し、後輪駆動系の回転停止を確実に可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の実施形態をスケルトン図で示した説明図
【図２】図１の多板クラッチ機構の実施形態をスケルトン図で示したす説明図
【図３】図２と同じ機能を実現する多板クラッチ機構の比較例をスケルトン図で示した説明図
【図４】本発明で用いる多板クラッチ機構の実施形態を示した断面図
【図５】図４の多板クラッチ機構におけるスペース確保用のバネ部材の取付け状態を示した説明図
【図６】図５のクラッチ板に対するバネ部材の取付け構造を示した組立分解図
【図７】本発明の多板クラッチ機構に設ける潤滑機構をスケルトン図で示した説明図
【図８】図７のオイルポンプの２輪駆動モードと４輪駆動モードにおける吸入ポートと吐出ポートの切り替わりを示した説明図
【図９】オイルポンプにワンウェイクラッチを使用した他の潤滑機構をスケルトン図で示した説明図
【図１０】オイルポンプの経路をチェック弁により切り替える多板クラッチ機構の潤滑機構を示した油圧回路図
【図１１】オイルポンプの経路をチェック弁により切り替える多板クラッチ機構の他の潤滑機構を示した油圧回路図
【図１２】クラッチ締結力を調整するピストンに連動して潤滑経路を開閉する潤滑機構を設けた多板クラッチ機構の実施形態を示した断面図
【図１３】図１２の多板クラッチ機構における中心線上側のクラッチ切り離し状態の部分を取り出して示した断面図
【図１４】図１２の多板クラッチ機構における中心線下側のクラッチ締結状態の部分を取り出して示した断面図
【図１５】入出力駆動軸の回転方向の相違を利用して潤滑経路を開閉する潤滑機構を設けた多板クラッチ機構の実施形態を示した  断面図
【図１６】スプライン嵌合を利用した図１５の入出力駆動軸の回転方向の相違を利用して潤滑経路を開閉する潤滑機構を示した説明図
【図１７】潤滑油の供給を停止した場合の多板クラッチ機構の回転数に対する引き摺りトルクの変化を従来例と対比して示したグラフ図
【図１８】従来の４輪駆動車用駆動力伝達装置を示した説明図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の実施形態をスケルトン図で示した説明図である。図１において、本実施形態の駆動力伝達装置１０は、オンデマンド型のフルタイムの４輪駆動車１２に搭載され、前輪差動装置１８、第１駆動力伝達方向変換部２０、プロペラシャフト２２、第２駆動力伝達方向変換部２４及び後輪差動装置２６を備え、更に前輪差動装置１８と第１駆動力伝達方向変換部２０の間に断接装置２８を設けると共に、後輪差動装置２６と例えば右後輪８２の間の後輪駆動軸７６ａ，７６ｂの間に、駆動力配分装置として機能する多板クラッチ機構３０を設けている。
【００３９】
エンジン１４からの駆動力は変速機１６で変速され、変速機１６のドライブギア３２及び前輪差動装置１８のリングギア３４を介して、断接装置２８の入力駆動軸４５に入力する。
【００４０】
断接装置２８はコントローラとして機能するＥＣＵ（Electronic control unit）２５からの制御信号Ｅ１により、２輪駆動モードで非結合となり、４輪駆動モードで結合される。断接装置２８としては例えば噛合クラッチ機構などが使用される。
【００４１】
変速機１６のドライブギア３２からの駆動力は、前輪差動装置１８のリングギア３４、ピニオン３６，３８及びサイドギア４０，４２を介して、左前輪駆動軸４４及び右前輪駆動軸４６を駆動し、左前輪４８及び右前輪５０を回転させて駆動力を路面に伝達する。コーナリング時や路面状態の変化などにより左前輪４８と右前輪５０に回転速度差が生じても、前輪差動装置１８は、この回転速度差を吸収し、左前輪４８及び右前輪５０に等しいトルクを与えて回転させることができる。
【００４２】
ドライバが運転中にスイッチ操作で例えば４輪オートモードに切り替えると、ＥＣＵ２５は制御信号Ｅ２により、まず多板クラッチ機構３０を締結し、続いて断接機構２８を結合することで、断接装置２８から駆動力が左後輪８０及び右後輪８２に伝達可能となる。
このように最初に多板クラッチ機構３０を締結することで、２輪駆動モードで停止している後輪駆動系の回転を上昇させて断接装置２８を結合するための同期をとることができる。
【００４３】
断接装置２８の結合で出力された駆動力は、第１駆動力伝達方向変換部２０のベベルギア５２に伝えられ、ベベルギア５２から出力ピニオン５４を介して出力駆動軸５５を回転する。更に自在継手５６、プロペラシャフト２２、自在継手５８を介し、第２駆動力伝達方向変換部２４のドライブピニオン６０から後輪差動装置２６のリングギア６２に伝達され、伝達方向を変換し、リングギア６２、ピニオン６６，６８、及びサイドギア７０，７２を介して、左後輪駆動軸７４及び右後輪駆動軸７６ａを駆動し、このとき多板クラッチ機構３０は締結状態にあることから、右後輪駆動軸７６ａの駆動力は多板クラッチ機構３０の出力側の右後輪駆動軸７６ｂに伝達され、これによって左後輪８０及び右後輪８２を回転させて駆動力を伝達する。
【００４４】
後輪差動装置２６は、コーナリング時や路面状態の変化などにより左後輪８０と右後輪８２に回転速度差が生じても、この回転速度差を吸収し、左後輪８０及び右後輪８２に等しいトルクを伝達して回転させることができる。
【００４５】
多板クラッチ機構３０の締結力は、ＥＣＵ２５の制御信号Ｅ２により、後の説明で明らかにするサーボモータにより連続的に調整することができ、車両の走行条件に応じた締結力の調整で前後輪の駆動力配分を制御する。
【００４６】
４輪駆動モードから２輪駆動モードに切り替える際には、ＥＣＵ２５は多板クラッチ機構３０の締結力を解除して、後輪側に対する断接装置２８を経由した駆動力の伝達をなくした状態で、断接装置２８を非結合に切り離す。
【００４７】
２輪駆動モードにおいて、多板クラッチ機構３０の締結を解除し、同時に断接装置２８で非結合とすることで、本実施形態にあっては、第１駆動力伝達方向変換部２０から第２駆動力伝達方向変換部２４までの間の後輪駆動系の回転を停止させ、２輪駆動モード時に発生するフリクションロスによる燃費低下を防ぐようにしている。
【００４８】
２輪駆動モード時に第１駆動力伝達方向変換部２０から第２駆動力伝達方向変換部２４の間の後輪駆動系を停止するためには、この後輪駆動系のフリクションに対し、多板クラッチ機構３０の締結を解除した際の引き摺りトルクを小さくするように多板クラッチ機構３０を構成する必要がある。
【００４９】
２輪駆動モードにおける後輪駆動系の停止を詳細に説明すると次のようになる。多板クラッチ機構３０の切離しにより後輪差動装置２６のサイドギア７２と右後輪駆動軸７６ｂの連結が断たれると、右後輪８２の回転はサイドギア７２に伝わらず、そのため左後輪８０によるサイドギア７０の回転はピニオン６６，６８を介してサイドギア７２を反対方向に回転させる。
【００５０】
このときピニオン６６，６８及びサイドギア７０の回転抵抗よりもリングギア６２に繋がるドライブピニオン６０からベベルギア５２までの回転抵抗のほうが大きいため、リングギア６２は回転しない。リングギア６２が回転しないということは、断接装置２８の出力側のベベルギア５２から第２駆動力伝達方向変換部２４のドライブピニオン６０までの後輪駆動系が回転しないことになり、この場合の駆動力の損失はピニオン６６，６８及びサイドギア７２の回転する部分だけとなり、フリクションロスが大幅に低減して燃費を向上することができる。
【００５１】
図２は図１の多板クラッチ機構３０の実施形態をスケルトン図で示した説明図である。図２において、多板クラッチ機構３０は、後輪差動装置２６のサイドギア７２に連結された右後輪駆動軸７６ａと右後輪８２に連結された後輪駆動軸７６ｂの間に設置され、後輪差動装置２６からは分離されて後輪駆動軸側に設けられている。このため本実施形態の多板クラッチ機構３０は、従来の後輪差動装置２６をそのまま使用することが可能である。
【００５２】
多板クラッチ機構３０は、後輪差動装置２６からの右後輪駆動軸７６ａの駆動力を入力するアウターハブ８６と、右後輪８２の後輪駆動軸７６ｂに連結されたインナーハブ８４のそれぞれに、交互にクラッチ板を配置しており、クラッチ板の右側にはクラッチ締結力を調整するピストン８８が配置され、ピストン８８は、後の説明で明らかにするボールカム機構などのアクチュエータ９０によりクラッチ板側に押されてクラッチ締結力を調整する。
【００５３】
図３は図２と同じ機能を実現する多板クラッチ機構の比較例をスケルトン図で示した説明図である。図３の比較例にあっては、多板クラッチ機構３０を後輪差動装置２６に一体化したことを特徴とする。
【００５４】
図３において、多板クラッチ機構３０は、後輪差動装置２６のリングギア６２と、リングギアの回転をピニオン６６，６８に伝達する収納筒３００との間に配置されている。即ち、リングギア６２の回転はデフケース６４を介して一体化したアウターハブ８６に伝えられ、インナーハブ８４は収納筒３００の回転軸に連結されており、多板クラッチ機構３０を締結すると、リングギア６２の回転が多板クラッチ機構３０を介して収納筒３００を回転し、これによってピニオン６６，６８を回転し、サイドギア７０，７２を介して右後輪８０及び左後輪８２に駆動力を伝達する。
【００５５】
図３に示す比較例にあっても、２輪駆動モードで図１に示した断接装置２８の非結合と共に多板クラッチ機構３０を切り離すと、図１に示した第１駆動力伝達方向変換部２０のベベルギア５２から第２駆動力伝達方向変換部２４のドライブピニオン６０の間の後輪駆動系の回転を停止させることができる。
【００５６】
しかしながら、図３に示す比較例にあっては、後輪差動装置２６と一体に多板クラッチ機構３０を設けていることから、従来の後輪差動装置をそのまま適用することができず、後輪差動装置２６と多板クラッチ機構３０を一体化した新たな装置を構成する必要があり、その結果、構造が複雑化する。
【００５７】
また多板クラッチ機構３０を駆動力入力側の第２駆動力伝達方向変換部２４と後輪差動装置２６の間に配置しているため、クラッチトルク容量として第２駆動力伝達方向変換部２４のギア比倍、例えば約２〜３倍のクラッチトルク容量が必要となり、このため多板クラッチ機構３０が大型化し、重量の増大とコストの増加を招く。
【００５８】
更に後輪差動装置２６と多板クラッチ機構３０がデフケース６４とアウターハブ８６を一体化した同じケーシング内に配置するため、後輪差動装置２６の潤滑油と多板クラッチ機構３０の潤滑油はそれぞれ異なった性能のものを使用しているが、両方の潤滑油を混ざらないようにする潤滑油の分離構造が必要であり、これが更に構造を複雑なものとしている。
【００５９】
これに対し図２に示した本実施形態の多板クラッチ機構３０にあっては、後輪差動装置２６と例えば右後輪８２の間の後輪駆動軸に設けていることから、後輪差動装置２６内で伝達トルクが配分され、そのため多板クラッチ機構３０のクラッチトルク容量は図３の比較例に比べ１／２で済み、多板クラッチ機構３０の小型軽量化が図られ、これによってコストの低減を図ることができる。また多板クラッチ機構３０を別の装置として設けることができるため、従来の後輪差動装置２６をそのまま適用することができ、これによって本実施形態の駆動力配分装置１０を構築する際のコストの低減を図ることができる。
【００６０】
図４は本発明で用いる多板クラッチ機構の実施形態を示した断面図である。図４において、多板クラッチ機構３０は、後輪差動装置２６側から入力した右後輪駆動軸７６ａと、右後輪に連結した右後輪駆動軸７６ｂの間に設置される。なお以下の説明にあっては、必要に応じて右後輪駆動軸７６ａを入力駆動軸とし、右後輪駆動軸７６ｂを出力駆動軸として説明する。
【００６１】
多板クラッチ機構３０はインナーハブ８４を入力駆動軸７６ａの右側の軸端にスプライン嵌合により固定し、その外側に出力駆動軸７６ｂの左側の軸端に固定したアウターハブ８６を配置しており、インナーハブ８４とアウターハブ８６の間に、それぞれに嵌め込まれた複数枚のクラッチ板を交互に配置している。
【００６２】
多板クラッチ機構３０の断接及び締結力の調整は、左側に設けたボールカム機構９２により行われる。ボールカム機構９２は多板クラッチ機構３０のクラッチ板の左側に軸方向に摺動自在にピストン８８を配置し、ピストン８８の左側にスラストベアリング１１０を介して回転カムプレート１０２と固定カムプレート１０６を配置し、両者の間にボール１０４を介在している。
【００６３】
ボール１０４は固定カムプレート１０６及び回転カムプレート１０２の相対する面に円周方向に形成したカム溝に嵌め込まれている。円周方向のカム溝は、図示のボール１０４の挟み込み状態でカム溝が最も深く、円周方向に向かうにつれてカム溝の深さが浅くなっている。
【００６４】
このため、回転カムプレート１０２の下側に延在しているアーム部１０２ａの先端側に設けている扇型のギアに対するピニオンギアの噛合いでアクチュエータにより回転カムプレート１０２を回動すると、深さが変化するカム溝の移動でボール１０４が回転カムプレート１０２を右側に移動させ、ピストン８８を多板クラッチ機構３０側に前進させ、クラッチ板を押圧することで、クラッチ締結力を発生させる。回転カムプレート１０２の回転によるピストン８８の移動に伴う反力は、スラストベアリング１１２を介して固定プレート１０８で受け止められている。
【００６５】
ボールカム機構９２の左側にはオイルポンプ９４が配置されている。オイルポンプ９４はロータとして機能するインナーギア１１６とステータとして機能するアウターギア１１８で構成され、インナーギア１１６は後輪差動装置２６のサイドギア７２に連結されている入力駆動軸７６ａに固定され、アウターギア１１８はケーシング１０１の内壁と、ボルト固定された固定プレート１１５の間に、挟み込み固定されている。
【００６６】
オイルポンプ９４は、インナーギア１１６のギア数ｎに対し、アウターギア１１８の内歯のギア数がｎ＋１と１つ多くなる関係にあり、インナーギア１１６は入力駆動軸７６ａと同軸に連結されており、インナーギア１１６に対し偏心配置されたアウターギア１１８に対するインナーギア１１６の回転により、オイルを吸入して吐出するポンプ作用を実現する。
【００６７】
オイルポンプ９４はケーシング１０１内に溜まった油を吸入して吐出し、吐出路１２５から入力駆動軸７６ａの内部軸方向に形成した油室１２０に潤滑油を吐出する。油室１２０に吐出された潤滑油は、油供給穴１２２を通って多板クラッチ機構３０におけるインナーハブ８４側からクラッチ板の間に供給されて、締結力を調整する際のクラッチ板の摩擦接触による発熱の冷却と潤滑を行っている。
【００６８】
多板クラッチ機構３０に対する潤滑油の供給は、４輪駆動モードで多板クラッチ機構３０を締結もしくは締結力を調整する場合に必要であり、２輪駆動モードにあっては、多板クラッチ機構３０は切離し状態にあり、図１に示したベベルギア５２からドライブピニオン６０までの後輪駆動系を停止させるための引き摺りトルクをなくすため、２輪駆動モードでは、多板クラッチ機構３０に対する潤滑油の供給を行わないようにしている。この多板クラッチ機構３０に対する４輪駆動モードでの潤滑油の供給と２輪駆動モードでの潤滑油の供給停止については、更に後の説明で明らかにする。
【００６９】
図５は図４の多板クラッチ機構におけるスペース確保用のバネ部材の取付状態を示した説明図である。
【００７０】
図５において、多板クラッチ機構３０はインナーハブ８４にクラッチ板９８のインナー側を係合し、アウターハブ８６にクラッチ板１００のアウター側を係合し、クラッチ板９８と１００を交互に配置している。
【００７１】
このクラッチ板９８，１００の配置状態において、２輪駆動モードの際にはピストン８８が後退した締結解除位置にあり、このときのクラッチ板９８，１００の接触による引き摺りトルクの発生をなくすため、本実施形態にあっては、クラッチ板９８，１００のインナー側にクラッチ用スペーサバネ１３０を配置し、クラッチ切離し状態でクラッチ板９８，１００をクラッチ用スペーサバネ１３０で間を広げ、クラッチ板９８，１００の接触によるフリクショントルクの発生をなくしている。
【００７２】
図６は図５のクラッチ板に対するバネ部材の取付構造を示した組立分解図である。アウターハブ８６側に配置されるクラッチ板１００のインナー側にはスペーサ収納部１３４が形成され、ここにクラッチ用スペーサバネ１３０を嵌め入れ、クラッチ用スペーサバネ１３０は挟み込み部１３０ａの両側に屈曲形成した山型のバネ片１３０ｂ，１３０ｃを形成しており、これによって、相対するクラッチ板９８との間を広げて一定の間隔を確保するようにしている。
【００７３】
再び図５を参照するに、多板クラッチ機構３０の締結力を調整するボールカム機構３２のピストン８８とインナーハブ８４との間にはピストン用スペーサバネ１３２を配置し、２輪駆動モード時のクラッチ切離し状態で多板クラッチ機構３０のクラッチ板相互の接触を回避するため、両者の間に一定の間隔を確保するようにしている。ピストン用スペーサバネ１３２としては例えばコイルバネが使用されている。
【００７４】
この図５に示す多板クラッチ機構３０におけるクラッチ用スペーサバネ１３０及びピストン用スペーサバネ１３２の配置により、２輪駆動モードにおける引き摺りトルクの発生を、潤滑油の供給停止と併せてほぼゼロに低下させる引き摺りトルク低減機構を構成している。
【００７５】
図７は本発明の多板クラッチ機構に設ける潤滑油機構の実施形態をスケルトン図で示した説明図であり、図7（Ａ）に４輪駆動モード時を示し、図７（Ｂ）に２輪駆動モード時を示している。
【００７６】
図7（Ａ）の４輪駆動モード時にあっては、多板クラッチ機構３０は締結状態にあり、プロペラシャフト２２からの駆動力は、ドライブピニオン６０から後輪差動装置２６のリングギア６２に入力し、ピニオン６６，６８及びサイドギア７０，７２を介して、左後輪駆動軸７４及び多板クラッチ機構３０で締結された右後輪駆動軸７６ａ，７６ｂを介して左後輪８０及び右後輪８２に伝達され、路面に駆動力を伝える。
【００７７】
多板クラッチ機構３０に設けたオイルポンプ９４は、後輪差動装置２６のサイドギア７２に連結された右後輪駆動軸７６ａを入力駆動軸として回転し、多板クラッチ機構３０のケーシング外の油を吸入し、クラッチ板の間に潤滑油を供給している。
【００７８】
この４輪駆動モード時にあっては、左後輪駆動軸７４、右後輪駆動軸７６ａ，７６ｂは、多板クラッチ機構３０が締結状態にあることから、すべて矢印Ａに示すように正回転となる方向に回転している。
【００７９】
図８（Ａ）は４輪駆動モード時におけるオイルポンプ９４の端面図を示している。オイルポンプ９４は、後輪差動装置２６からの入力駆動軸７６ａに同軸配置されたロータとして動作するインナーギア１１６と、ケーシング側に偏心配置され回転自在に支持されたアウターギア１１８で構成され、インナーギア１１６のギア数は６であるのに対し、アウターギア１１８の内歯の数はそれより１つ多い７となっている。
【００８０】
４輪駆動モード時にあっては、オイルポンプ９４のインナーギア１１６は、入力駆動軸７６ａにより矢印Ａで示す回転方向となる正回転となっており、ケーシング内の潤滑油を吸い込むストレーナ１４０が下側の吸入ポート１４１に繋がっており、吸入ポート１４１から吸入した油を上側の吐出ポート１４２から吐出し、多板クラッチ機構のクラッチ板の部分に潤滑油を供給している。
【００８１】
図７（Ｂ）の２輪駆動モード時にあっては、多板クラッチ機構３０は切離し状態となり、右後輪８２の右後輪駆動軸７６ｂと後輪差動装置２６のサイドギア７２を連結した入力駆動軸としての右後輪駆動軸７６ａの連結が断たれている。このため、右後輪８２の回転はサイドギア７２に伝達されない。そのため左後輪８０によるサイドギア７０の回転は、ピニオン６６，６８を介してサイドギア７２を反対方向に回転させる。
【００８２】
即ち２輪駆動モード時にあっては、左後輪駆動軸７４及び多板クラッチ機構３０により切り離された右後輪８２側の右後輪駆動軸７６ｂは矢印Ａに示すように正回転となっているが、オイルポンプ９４を設けているサイドギア７２に連結した右後輪駆動軸７６ａは矢印Ｂに示すように逆回転となっている。
【００８３】
このように２輪駆動モード時においてオイルポンプ９４に対する入力駆動軸の回転が逆回転になると、図８（Ｂ）に示すようにオイルポンプ９４における上側が吸入ポート１３６となり、ストレーナ１４０に接続している下側が吐出ポート１３８となってしまう。このため、吸入ポート１３６側が多板クラッチ機構３０におけるクラッチ板の潤滑油流路に繋がっているため、この潤滑油流路から油を吸入することはできず、回転方向Ｂとなる逆回転により、オイルポンプ９４による多板クラッチ機構３０に対する潤滑油の供給が停止することになる。
【００８４】
このように２輪駆動モード時にあっては、オイルポンプ９４の逆回転によって多板クラッチ機構３０に対する潤滑油の供給が停止し、クラッチ切離し状態においてクラッチ板の間に潤滑油が供給されないことで、潤滑油の攪拌によるフリクションロスによる引き摺りトルクをほぼゼロにすることができる。
【００８５】
ところで図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）のように２輪駆動モード時にオイルポンプ９４が逆回転されると、潤滑油が吸入できないことで、オイルポンプ９４内部での潤滑油不足が起きることになる。オイルポンプ９４自身で潤滑油不足が起きると、図４に示したように、ケーシング１０１の内壁面と固定プレート１１５のプレート面に接触して回転しているポンプギアが潤滑油不足により焼付きを起こす可能性がある。
【００８６】
そこで本実施形態にあっては、オイルポンプ９４に設けているアウターギア１１８及びインナーギア１１６の固定側との摺接面にメッキあるいはＤＬＣコーティングなどの表面処理により焼付き防止処理層を形成している。これによって、２輪駆動モード時のオイルポンプ９４の逆回転により油の吸入ができずに、オイルポンプ９４自身で潤滑油不足を起こしても、ポンプギアの摺接面に焼付き防止処理層を形成したことで、潤滑油不足による焼付きを確実に防止することができる。
【００８７】
図９はオイルポンプにワンウェイクラッチを使用した潤滑油供給機構の他の実施形態をスケルトン図で示した説明図であり、図９（Ａ）に４輪駆動モード時を示し、図９（Ｂ）に２輪駆動モード時を示している。
【００８８】
図９（Ａ）の４輪駆動モード時を例に取ると、多板クラッチ機構３０の左側に配置したオイルポンプ９４は、後輪差動装置２６のサイドギア７２に連結した入力駆動軸としての右後輪駆動軸７６ａに対し、インナーギアをワンウェイクラッチ１４４を介して取り付けている。
【００８９】
ワンウェイクラッチ１４４は、サイドギア７２による右後輪駆動軸７６ａの矢印Ａ方向の正回転に対し、クラッチが作動してオイルポンプ９４のインナーギアを回転させ、逆回転に対してはワンウェイクラッチ１４４の連結が解除されてワンウェイクラッチ１４４のみが空転することになる。
【００９０】
このため図９（Ａ）の４輪駆動モード時にあっては、プロペラシャフト２２からの駆動力は後輪差動装置２６に入力し、多板クラッチ機構３０が締結状態にあることから、リングギア６２の回転は、ピニオン６６，６８及びサイドギア７０，７２を介して左後輪８０、及び締結状態にある多板クラッチ機構３０を介して右後輪８２に伝達され、路面に駆動力を伝える。
【００９１】
このため４輪駆動モード時にあっては、左前輪駆動軸７４、右後輪駆動軸７６ａ，７６ｂは共に矢印Ａに示す正回転となっており、サイドギア７２に連結した右後輪駆動軸７６ａの正回転によりワンウェイクラッチ１４４がクラッチ動作を行って、オイルポンプ９４のインナーギアを回転し、潤滑油を多板クラッチ機構３０に供給することができる。
【００９２】
図９（Ｂ）は２輪駆動モード時であり、多板クラッチ機構３０は切離し状態にあるため、後輪差動装置２６のサイドギア７２と右後輪８２の間の連結は切り離されている。このため、右後輪８２の右後輪駆動軸７６ｂによる矢印Ａで示す正方向の回転は後輪差動装置２６のサイドギア７２に伝達されない。
【００９３】
左後輪８０による左前輪駆動軸７４の矢印Ａで示す正方向の回転によるサイドギア７０の回転はピニオン６６，６８を介してサイドギア７２に伝達され、サイドギア７２が矢印Ｂに示すように後輪駆動軸７６ａを逆回転させる。この右後輪駆動軸７６ａの逆回転により、ワンウェイクラッチ１４４はオイルポンプ９４のインナーギアを回転させずに空転する。その結果、２輪駆動モード時にあっては、オイルポンプ９４が回転されずに多板クラッチ機構３０に対する潤滑油の供給が停止することになる。
【００９４】
図１０はオイルポンプの経路をチェック弁により切り替える多板クラッチ機構における潤滑油供給機構の他の実施形態を示した油圧回路図である。図１０において、オイルポンプ９４は、図７及び図９に示したように、４輪駆動モード時にあっては正回転となり、２輪駆動モード時にあっては逆回転となる。ここでオイルポンプ９４の吐出ポートを、正回転時はポート９５ａと黒塗りの三角形で示し、逆回転時についてはポート９５ｂと白抜きの三角形で示している。
【００９５】
まず２輪駆動モード時にオイルポンプ９４が逆回転する際には、オイルポンプ９４はケーシング１０１内の油をストレーナ１４０から第１吸入路１４６ａに設けた第１吸入路チェック弁１４６を介してポート９５ａに吸入し、ポート９５ｂから第１吐出路１４８ａに設けた第１吐出路チェック弁１４８を介して多板クラッチ機構以外の部分に矢印Ａで示す経路で潤滑油を供給しており、このためオイルポンプ９４の正回転時には多板クラッチ機構に対する潤滑油の供給は停止している。
【００９６】
一方、４輪駆動モード時のオイルポンプ９４が正回転する際には、オイルポンプ９４は第２吸入路１５０ａに設けた第２吸入路チェック弁１５０を介してストレーナ１４０からケーシング１０１内の油をポート９５ｂに吸入し、ポート９５ａから第２吐出路１５２ａに設けた第２吐出路チェック弁１５２を介して矢印Ｂで示す経路で多板クラッチ機構に潤滑油を供給する。
【００９７】
このように２輪駆動モード時に逆回転、４輪駆動モード時に正回転するオイルポンプ９４に対し、４つのチェック弁による切替回路を設けることで、４輪駆動モード時に多板クラッチ機構に潤滑油を供給し、２輪駆動モード時にあっては多板クラッチ機構に対する潤滑油の供給を停止して引き摺りトルクをほぼゼロとすることができる。
【００９８】
図１１はオイルポンプの経路をチェック弁により切り替える潤滑油供給機構の他の実施形態を示した油圧回路図であり、図１０の４つのチェック弁を設けた実施形態に対し、２つのチェック弁で済むようにしたことを特徴とする。
【００９９】
図１１において、２輪駆動モード時のオイルポンプ９４の逆回転の際には、ケーシング１０１内の油をストレーナ１４０から吸入路１５８ａに設けた吸入路チェック弁１５８を介してポート９５ａに吸入し、ポート９５ｂから吐出兼用吸入路１５６を介してケーシング１０１内に油を戻す矢印Ａで示す循環ループを形成しており、オイルポンプ９４から多板クラッチ機構を含む他の部位に対する潤滑油の供給は行っていない。
【０１００】
一方、４輪駆動モード時にあっては、オイルポンプ９４が正回転し、ケーシング１０１内の油をストレーナ１４０から吐出兼用吸入路１５６によりポート９５ｂに吸入し、ポート９５ａから吐出し、吐出路１５４ａに設けた吐出路チェック弁１５４を介して矢印Ｂで示す経路で多板クラッチ機構に潤滑油を供給する。
【０１０１】
即ち、４輪駆動モード時のオイルポンプ９４の正回転では矢印Ａで示す油の循環が行われ、多板クラッチ機構に対する潤滑油の供給は行われず、潤滑油による多板クラッチ機構の引き摺りトルクをほぼゼロとできる。一方、４輪駆動モード時のオイルポンプ９４の正回転にあっては、矢印Ｂで示す潤滑経路により多板クラッチ機構に対し潤滑油を供給し、クラッチ締結力を調整する際のクラッチ板の潤滑冷却を適切に行うことができる。
【０１０２】
図１２はクラッチ締結力を調整するピストンに連動して潤滑経路を開閉する潤滑油供給機構を設けた多板クラッチ機構の実施形態を示した断面図である。
【０１０３】
図１２において、多板クラッチ機構３０は後輪差動装置２６側のケーシング２７に連結されたケーシング１０１内に収納されており、後輪差動装置２６からの入力駆動軸７６ａと右後輪側からの右後輪駆動軸７６ｂとの突き合せ部分に取り付けられている。多板クラッチ機構３０は、左側に配置したボールカム機構９２によるピストン８８の右方向への移動により締結力を調整することができる。
【０１０４】
ボールカム機構９２は、回転カムプレート１０２、ボール１０４及び固定カムプレート１０６を備えており、本実施形態にあっては、回転カムプレート１０２は外周にギアを形成した回転カムプレートギアを使用している。
【０１０５】
ボールカム機構９２による多板クラッチ機構３０の締結力の調整は、ケーシング１０１の下側に配置したサーボモータ１６４により行われる。サーボモータ１６４の回転は減速機１６６で減速された後、駆動軸１６８に設けたギア１７０を回転し、ギア１７０の回転はギア１７２，１７４，１７６を介して回転カムプレートギア１０２に伝達され、回転カムプレートギア１０２の回転に伴うボール１０４のカム溝に対する位置の変化で回転カムプレート１０２を右方向に移動し、これに伴いピストン１８８を多板クラッチ機構３０のクラッチ板に押し付けることで締結力を調整している。
【０１０６】
本実施形態にあっては、多板クラッチ機構３０の右側の右後輪に連結される右後輪駆動軸７６ｂで回転するようにオイルポンプ９４を配置している。即ちオイルポンプ９４は、右後輪駆動軸７６ｂにインナーギア１１６を同軸固定し、その外側の偏心位置にアウターギア１１８をケーシング内壁と固定プレート１１５の挟み込みで回転自在に支持している。
【０１０７】
このオイルポンプ９４からの潤滑油供給機構として、本実施形態にあっては、オイルポンプ９４を回転する右後輪駆動軸７６ｂの内部の油路を、後輪差動装置２６に連結している入力駆動軸７６ａの内部軸方向に形成した段付円筒状の弁室１６０に連通し、弁室１６０にオイルポンプ９４から潤滑油を供給している。
【０１０８】
弁室１６０には弁部材１６２が軸方向に移動自在に組み込まれており、弁部材１６０の多板クラッチ機構３０に相対した位置にはポート１８２が設けられている。弁部材１６２は、後の説明で明らかにするように、ボールカム機構９２により動作するピストン８８に連動して軸方向に移動し、これによってポート１８２を多板クラッチ機構３０側の油供給穴に対し開閉することで潤滑油の供給停止を切り替える。
【０１０９】
ここで図１２の中心線の上側については、ピストン８８が後退して多板クラッチ機構３０の切離しを行った２輪駆動モード時の動作状態を示し、一方、中心線の下側についてはボールカム機構９２によりピストン８８を移動して多板クラッチ機構３０を締結状態とした４輪駆動モード時の動作状態を示している。
【０１１０】
図１３は図１２の多板クラッチ機構における中心線上側のクラッチ切離し状態の部分を取り出して示した断面図である。図１３のクラッチ切離し状態は２輪駆動モード時の動作状態であり、ボールカム機構９２によりピストン８８は多板クラッチ機構３０のクラッチ板の押圧を解除した後退位置に戻っている。
【０１１１】
ピストン８８には、半径方向から入力駆動軸７６ａの長穴１８４を介して連結ピン１７８が弁部材１６２に先端を嵌合して連結されている。このため、ボールカム機構９２によるピストン８８の移動に連動して、弁室１６０に収納した弁部材１６２を軸方向に移動することができる。
【０１１２】
弁室１６０を形成した入力駆動軸７６ａの多板クラッチ機構３０に対応した位置には油供給穴１２２が設けられており、油供給穴１２２はインナーハブ８４の油穴からクラッチ板の間に潤滑油を供給する。
【０１１３】
入力駆動軸７６ａ側の油供給穴１２２に対し、ピストン８８がクラッチ切離し状態となる位置で連結ピン１７８を介して後退させた弁部材１６２には、ポート１８２が設けられており、ポート１６４はクラッチ切離し状態で油供給穴１２２を外れた位置にあり、油供給穴１２２を閉じて、オイルポンプ９４からの潤滑油の多板クラッチ機構３０に対する供給を停止している。
【０１１４】
また弁室１６０の右側には止め輪１２５が設けられ、弁部材１６２の移動位置を規制している。また入力駆動軸７６ａと右後輪駆動軸７６ｂの先端の同軸嵌合部分の間にはニードルベアリング１２８が介装されて相対回転を可能としている。
【０１１５】
このように図１３に示す２輪駆動モード時にあっては、ボールカム機構９２によるピストン８８の後退で多板クラッチ機構３０の締結状態の切離しが行われており、ピストン８８の動きが連結ピン１７８により弁室１６０に収納された弁部材１６２を右側の後退位置に移動し、これによってポート１８２の油供給穴１２２に対する連通をなくし、オイルポンプ９４による多板クラッチ機構３０のクラッチ板の間に対する潤滑油の供給を停止し、クラッチ切離し状態での引き摺りトルクをほぼゼロとしている。
【０１１６】
図１４は図１２の多板クラッチ機構における中心線下側のクラッチ締結状態の部分を取り出して示した断面図である。
【０１１７】
図１４において、４輪駆動モード時にあっては、ボールカム機構９２の回転カムプレートギア１０２の回転により、ボール１０４が円周方向の溝の浅い部分に相対移動することで、図示のように回転カムプレートギア１０２を右方向に移動し、これに伴い、スラストベアリングを介してピストン８８を右側に押すことで、多板クラッチ機構３０のクラッチ板を押圧して締結状態としている。
【０１１８】
このピストン８８の右方向の移動に伴い、連結ピン１７８を介して弁部材１６２も右方向に移動し、弁部材１６２に設けているポート１８２が、インナーハブ８４を固定した入力駆動軸７６ａに設けた油供給穴１２２に連通して流路を開き、オイルポンプ９４からの潤滑油を締結状態にある多板クラッチ機構３０のクラッチ板の間に供給し、クラッチ板の摩擦接触による潤滑冷却を行う。
【０１１９】
図１５は入出力駆動軸の回転方向の相違を利用して潤滑経路を開閉する潤滑油供給機構を設けた多板クラッチ機構の実施形態を示した断面図である。
【０１２０】
図１５において、多板クラッチ機構３０は左側に配置される後輪差動装置から分離したケーシング１０１内に収納されており、後輪差動装置からの駆動力を入力する入力駆動軸７６ａと、右後輪に連結される出力駆動軸７６ｂとの間に配置され、ボールカム機構９２により断接及び締結力の調整を行う。
【０１２１】
ボールカム機構９２は図１２の実施形態と同様、サーボモータ１６４からの回転を減速機１６６で減速し、ギアトレインを介して回転カムプレートギアを回転することでピストン８８を移動して、クラッチ締結力を調整するようにしている。
【０１２２】
オイルポンプ９４は出力駆動軸７６ｂ側に設けられ、このため２輪駆動モード及び４輪駆動モードのいずれにおいても、矢印Ａに示す正方向の回転となり、常時、潤滑油を吐出することができる。オイルポンプ９４からの潤滑油の吐出側は、出力駆動軸７６ｂ内の連通路を介して、入力駆動軸７６ａの内部軸方向に形成した段付円筒穴となる油室１８５に供給されている。油室１８５の外周側には、ボールカム機構９２に対する潤滑油の油供給穴に加え、多板クラッチ機構３０のクラッチ板の間に潤滑油を供給する油供給穴１２２が形成されている。
【０１２３】
図１５における潤滑油供給機構の４輪駆動モード時の潤滑油の供給と２輪駆動モード時の潤滑油の供給停止は、入力駆動軸７６ａの右側軸端外周に設けた外周スプラインと、これに嵌合するインナーハブ８４の内周スプラインとのスプライン嵌合に対する４輪駆動モード時の入力駆動軸７６の矢印Ａの正回転と、２輪駆動モード時の矢印Ｂの逆回転の回転方向の相違を利用して油供給を切り替える。
【０１２４】
図１６は図１５の油供給穴１２２を形成した部分の入力駆動軸７６ａとインナーハブ８４の軸部断面の一部を取り出して示している。図１６（Ａ）は４輪駆動モード時の動作状態である。
【０１２５】
図１６（Ａ）において、入力駆動軸７６ａの外周には外周スプライン１８６が形成されており、外周スプライン１８６は山部１８６ａの円周方向の長さに対し、谷部１８６ｂの円周方向の長さが長くなっている。
【０１２６】
入力駆動軸７６ａの外側に配置されるインナーハブ８４には内周スプライン１８８が形成されている。内周スプライン１８８は、山部１８８ａの円周方向の長さに対し、谷部１８８ｂの円周方向の長さが同じく長くなるように形成されている。
【０１２７】
このため入力駆動軸７６ａとインナーハブ８４は、回転方向が変わったとき外周スプライン１８８の円周方向の隙間分だけ相対回転する動きを生じ、これによって潤滑油供給経路の切替えを行っている。
【０１２８】
図１６（Ａ）の４輪駆動モード時にあっては、入力駆動軸７６ａが駆動力を受けてインナーハブ８４に駆動力を伝達しており、入力駆動軸７６ａの矢印Ａで示す正方向回転により、内周スプライン１８６の山部１８６ａがインナーハブ８４の内周スプライン１８８の山部１８８ａの右側に当る位置に移動して当接し、これによって入力駆動軸７６ａと一体にインナーハブ８４が矢印ａ方向に回転されている。
【０１２９】
この状態にあっては、入力駆動軸７６ａの径方向に設けた油供給穴１２２が、インナーハブ８４の谷部１８８ｂに設けている油供給穴１９０に相対しており、入力駆動軸７６ａの内部の油室１８５に供給されたオイルポンプ９４からの油は、相対した開放位置にある油供給穴１２２，１９０を通って、多板クラッチ機構のクラッチ板の間に潤滑油を供給する。
【０１３０】
図１６（Ｂ）は２輪駆動モード時の切替状態を示している。２輪駆動モード時にあっては、多板クラッチ機構３０による切離しとなるため、左後輪の回転が後輪差動装置を介して入力駆動軸７６ａに伝達され、入力駆動軸７６ａは矢印Ｂで示す逆回転となる。この逆回転に対し入力駆動軸７６ａが駆動側となり、内周スプライン１８６の山部１８６ａがインナーハブ８４の内周スプライン１８８の山部１８８ａの右側に当接した状態で、同じく矢印ｂで示す逆方向にインナーハブ８４を回転する。
【０１３１】
このため、２輪駆動モード時の入力駆動軸７６ａの逆回転の際には、入力駆動軸７６ａの油供給穴１２２がインナーハブ８４の内周スプライン１８８の山部１８８ａで閉鎖され、油供給穴１９０との連通が断たれることで、オイルポンプから多板クラッチ機構に対する潤滑油の供給が停止され、多板クラッチ機構における引き摺りトルクをほぼゼロとすることができる。
【０１３２】
図１７は２輪駆動モード時に潤滑油の供給を停止した場合の多板クラッチ機構の回転数に対する引き摺りトルクの変化を従来例と対比して示したグラフ図である。
【０１３３】
図１７において、特性１９２が本実施形態による２輪駆動モード時に潤滑油の供給を停止した場合の回転数に対する引き摺りトルクの変化であり、ほぼゼロ付近に維持することができる。これに対し潤滑油を供給していた従来特性１９４にあっては、１０００回転付近にピークを持ち、回転の増加に対し減少した後にほぼ安定する大きな引き摺りトルクを発生しており、潤滑油の供給停止による引き摺りトルクの十分な低下が確認されている。
【０１３４】
なお、多板クラッチ機構における引き摺りトルクを低減する構造として、潤滑油の供給停止以外に、図５に示したクラッチ板の間隔確保とピストンとクラッチ板の間隔確保を行うためのスペーサバネの組込みについても、図４の実施形態以外の他の実施形態についても同様に適用する。
【０１３５】
また、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【０１３６】
１０：駆動力伝達装置
１２：４輪駆動車
１４：エンジン
１６：変速機
１８：前輪差動装置
２０：第１駆動力伝達方向変換部
２２：プロペラシャフト
２４：第２駆動力伝達方向変換部
２５：ＥＣＵ
２６：後輪差動装置
２７：ケーシング
２８：断接装置
３０：多板クラッチ機構
３２，６０：ドライブピニオン
３４，６２：リングギア
３５，６４：デフケース
３６，３８，６６，６８：ピニオン
４０，４２，７０，７２：サイドギア
４４：左前輪駆動軸
４６：右前輪駆動軸
４８：左前輪
５０：右前輪
５２：ベベルギア
５４：出力ピニオン
５６，５８：自在継手
７４：左後輪駆動軸
７６ａ，７６ｂ：右後輪駆動軸
８０：左後輪
８２：右後輪
８４：インナーハブ
８６：アウターハブ
８８：ピストン
９０：アクチュエータ
９２：ボールカム機構
９４：オイルポンプ
９８，１００：クラッチ板
１０１：ケーシング
１０２：回転カムプレートギア
１０４：ボール
１０６：固定カムプレート
１０８：固定プレート
１１０，１１２：スラストベアリング
１１６：インナーギア
１１８：アウターギア
１２０：油室
１２２，１９０：油供給穴
１２４，１２６：ボールベアリング
１２８：ニードルベアリング
１３０：クラッチ用スペーサバネ
１３２：ピストン用スペーサバネ
１３４：スペーサ収納部
１３６，１４１：吸入ポート
１３８，１４２：吐出ポート
１４０：ストレーナ
１４４：ワンウェイクラッチ
１４６：第１吸入路チェック弁
１４８：第１吐出路チェック弁
１５０：第２吸入路チェック弁
１５２：第２吐出路チェック弁
１５４：吐出路チェック弁
１５６：吐出兼用吸入路
１５８：吸入路チェック弁
１６０：弁室
１６２：弁部材
１６４：サーボモータ
１６６：減速機
１６８：駆動軸
１７０，１７２，１７４，１７６：ギア
１７８：連結ピン
１８２：ポート
１８４：長穴
１８５：油室
１８６：外周スプライン
１８８：内周スプライン
３００：収納筒
【図１】
2010260383.tif 000003
【図２】
2010260383.tif 000004
【図３】
2010260383.tif 000005
【図４】
2010260383.tif 000006
【図５】
2010260383.tif 000007
【図６】
2010260383.tif 000008
【図７】
2010260383.tif 000009
【図８】
2010260383.tif 000010
【図９】
2010260383.tif 000011
【図１０】
2010260383.tif 000012
【図１１】
2010260383.tif 000013
【図１２】
2010260383.tif 000014
【図１３】
2010260383.tif 000015
【図１４】
2010260383.tif 000016
【図１５】
2010260383.tif 000017
【図１６】
2010260383.tif 000018
【図１７】
2010260383.tif 000019
【図１８】
2010260383.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月26日(2010.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
請求項９記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記開閉機構は、
前記多板クラッチ機構を配置した前記後輪差動装置からの出力軸の内部軸方向に形成され、オイルポンプからの潤滑油が供給される弁室と、
前記弁室に摺動自在に収納され、前記多板クラッチ機構のクラッチ板の断接を行う軸方向に移動自在なピストンに連動して移動する弁部材と、
前記多板クラッチ機構のクラッチ板の間に潤滑油を供給する油供給穴と、
を備え、
２輪駆動モード時の前記ピストンのクラッチ非締結位置への移動に連動した前記弁部材の移動で前記油供給穴を閉じて潤滑油を遮断し、４輪駆動モード時の前記ピストンの前記クラッチ板の締結位置への移動に連動した前記弁部材の移動で前記油供給穴を開いて潤滑油を供給することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
２輪駆動時に駆動力配分装置２１４が開放（切り離された状態）されている場合は、駆動力は後輪差動装置２２４に配分されずに前輪差動装置２０８に伝達され、前輪差動装置２０８は左前輪２１６と右前輪２１８の回転速度差を吸収しつつ左前輪２１６及び右前輪２１８に等しいトルクを与え回転させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
開閉機構は、
多板クラッチ機構を配置した後輪差動装置の出力軸の内部軸方向に形成され、オイルポンプからの潤滑油が供給される弁室と、
弁室に摺動自在に収納され、多板クラッチ機構のクラッチ板の断接を行う軸方向に移動自在なピストンに連動して移動する弁部材と、
多板クラッチ機構のクラッチ板の間に潤滑油を供給する油供給穴と、
を備え、
２輪駆動モード時のピストンのクラッチ非締結位置への移動に連動した弁部材の移動で油供給穴を閉じて潤滑油を遮断し、４輪駆動モード時のピストンのクラッチ締結位置への移動に連動した弁部材の移動で油供給穴を開いて潤滑油を供給する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ドライバが運転中にスイッチ操作で例えば４輪オートモードに切り替えると、ＥＣＵ２５は制御信号Ｅ２により、まず多板クラッチ機構３０を締結し、続いて断接装置２８を結合することで、断接装置２８から駆動力が左後輪８０及び右後輪８２に伝達可能となる。
このように最初に多板クラッチ機構３０を締結することで、２輪駆動モードで停止している後輪駆動系の回転を上昇させて断接装置２８を結合するための同期をとることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図３において、多板クラッチ機構３０は、後輪差動装置２６のリングギア６２と、リングギアの回転をピニオン６６，６８に伝達する収納筒３００との間に配置されている。即ち、リングギア６２の回転はデフケース６４を介して一体化したアウターハブ８６に伝えられ、インナーハブ８４は収納筒３００の回転軸に連結されており、多板クラッチ機構３０を締結すると、リングギア６２の回転が多板クラッチ機構３０を介して収納筒３００を回転し、これによってピニオン６６，６８を回転し、サイドギア７０，７２を介して右後輪８２及び左後輪８０に駆動力を伝達する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
これに対し図２に示した本実施形態の多板クラッチ機構３０にあっては、後輪差動装置２６と例えば右後輪８２の間の後輪駆動軸に設けていることから、後輪差動装置２６内で伝達トルクが配分され、そのため多板クラッチ機構３０のクラッチトルク容量は図３の比較例に比べ１／２で済み、多板クラッチ機構３０の小型軽量化が図られ、これによってコストの低減を図ることができる。また多板クラッチ機構３０を別の装置として設けることができるため、従来の後輪差動装置２６をそのまま適用することができ、これによって本実施形態の駆動力伝達装置１０を構築する際のコストの低減を図ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
即ち、２輪駆動モード時のオイルポンプ９４の逆回転では矢印Ａで示す油の循環が行われ、多板クラッチ機構に対する潤滑油の供給は行われず、潤滑油による多板クラッチ機構の引き摺りトルクをほぼゼロとできる。一方、４輪駆動モード時のオイルポンプ９４の正回転にあっては、矢印Ｂで示す潤滑経路により多板クラッチ機構に対し潤滑油を供給し、クラッチ締結力を調整する際のクラッチ板の潤滑冷却を適切に行うことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
図１６（Ａ）の４輪駆動モード時にあっては、入力駆動軸７６ａが駆動力を受けてインナーハブ８４に駆動力を伝達しており、入力駆動軸７６ａの矢印Ａで示す正方向回転により、外周スプライン１８６の山部１８６ａがインナーハブ８４の内周スプライン１８８の山部１８８ａの右側に当る位置に移動して当接し、これによって入力駆動軸７６ａと一体にインナーハブ８４が矢印ａ方向に回転されている。