(57)【要約】【課題】プロペラシャフトを不要として構造を簡易にした四輪駆動自在な車両の駆動装置を提供する。【解決手段】搭載されるエンジン１２に動力伝達機構１４を介して接続される前輪（駆動輪）２２ａ，２２ｂと、残余の後輪（従動輪）３０ａ，３０ｂを備えた車両１０において、自動変速機に接続され、前輪の回転に同期して回転する第１空気圧ポンプ／モータ３２と、後輪に接続され、後輪の回転に同期して回転する第２空気圧ポンプ／モータ３４と、第１、第２空気圧ポンプ／モータの吐出口と吸込口と相互に接続して吐出された空気を他方に送る第１、第２空気通路４０，４２を備え、よって第１、第２空気圧ポンプ／モータは、一方の回転数が他方の回転数を超えるときは他方がモータとして機能して前輪と後輪のうちの対応する車輪を駆動する。【選択図】図１
2015009624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載される駆動源に動力伝達機構を介して接続される駆動輪と、残余の従動輪とからなる複数個の車輪を備えた車両において、前記動力伝達機構に接続され、前記駆動輪の回転に同期して回転する第１空気圧ポンプ／モータと、前記従動輪に接続され、前記従動輪の回転に同期して回転する第２空気圧ポンプ／モータと、前記第１空気圧ポンプ／モータの吐出口と前記第２空気圧ポンプ／モータの吸込口とを接続し、前記第１空気圧ポンプ／モータから吐出された空気を第２空気圧ポンプ／モータに送る第１空気通路と、前記第２空気圧ポンプ／モータの吐出口と前記第１空気圧ポンプ／モータの吸込口とを接続し、前記第２空気圧ポンプ／モータから吐出された空気を第１空気圧ポンプ／モータに送る第２空気通路とを備え、よって前記第１空気圧ポンプ／モータと第２空気圧ポンプ／モータは、一方の回転数が他方の回転数を超えるときは他方がモータとして機能して前記駆動輪と従動輪のうちの対応する車輪を駆動させるように構成したことを特徴とする車両の駆動装置。
【請求項２】
前記第１、第２空気圧ポンプ／モータが固定容量型からなることを特徴とする請求項１記載の車両の駆動装置。
【請求項３】
前記第１、第２空気圧ポンプ／モータが可変容量型からなると共に、運転状態に応じて前記第１、第２空気圧／モータの容量を変更するコントローラとを備えたことを特徴とする請求項１記載の車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は四輪駆動自在な車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
四輪駆動自在な車両の駆動装置としては、例えば特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術にあっては、車両の前部に搭載されたエンジン（駆動源）の後端に動力伝達機構（自動変速機）とトランスファを接続すると共に、トランスファをプロペラシャフトを介して後輪側のリヤディファレンシャルギヤと一体化されたトルク配分機構に接続するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３１６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
四輪駆動自在な車両の駆動装置にあってはトランスファが必要となると共に、特許文献１記載の技術のように駆動源が前部に配置される場合、特許文献１に記載される如く、それに加えてプロペラシャフトも必要となり、プロペラシャフト回りの変速機部品や車体部品が専用となって仕様が増えると共に、レイアウトの自由度が制約される不都合がある。
【０００５】
従って、この発明の課題は上記した不都合を解消し、プロペラシャフトを不要として構造を簡易にした四輪駆動自在な車両の駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、搭載される駆動源に動力伝達機構を介して接続される駆動輪と、残余の従動輪とからなる複数個の車輪を備えた車両において、前記動力伝達機構に接続され、前記駆動輪の回転に同期して回転する第１空気圧ポンプ／モータと、前記従動輪に接続され、前記従動輪の回転に同期して回転する第２空気圧ポンプ／モータと、前記第１空気圧ポンプ／モータの吐出口と前記第２空気圧ポンプ／モータの吸込口とを接続し、前記第１空気圧ポンプ／モータから吐出された空気を第２空気圧ポンプ／モータに送る第１空気通路と、前記第２空気圧ポンプ／モータの吐出口と前記第１空気圧ポンプ／モータの吸込口とを接続し、前記第２空気圧ポンプ／モータから吐出された空気を第１空気圧ポンプ／モータに送る第２空気通路とを備え、よって前記第１空気圧ポンプ／モータと第２空気圧ポンプ／モータは、一方の回転数が他方の回転数を超えるときは他方がモータとして機能して前記駆動輪と従動輪のうちの対応する車輪を駆動させるように構成した。
【０００７】
請求項２に係る車両の駆動装置にあっては、前記第１、第２空気圧ポンプ／モータが固定容量型からなる如く構成した。
【０００８】
請求項３に係る車両の駆動装置にあっては、前記第１、第２空気圧ポンプ／モータが可変容量型からなると共に、運転状態に応じて前記第１、第２空気圧ポンプ／モータの容量を変更するコントローラとを備える如く構成した。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１にあっては、搭載される駆動源に動力伝達機構を介して接続される駆動輪と、残余の従動輪とからなる複数個の車輪を備えた車両において、動力伝達機構に接続され、駆動輪の回転に同期して回転する第１空気圧ポンプ／モータと、従動輪に接続され、従動輪の回転に同期して回転する第２空気圧ポンプ／モータと、第１、第２空気圧ポンプ／モータの吐出口と吸込口とを接続し、第１、第２空気圧ポンプ／モータから吐出された空気を第２、第１空気圧ポンプ／モータに送る第１、第２空気通路とを備え、よって第１空気圧ポンプ／モータと第２空気圧ポンプ／モータは、一方の回転数が他方の回転数を超えるときは他方がモータとして機能して駆動輪と従動輪のうちの対応する車輪を駆動させるように構成したので、プロペラシャフトやトランスファが不要となって構造を簡易にすることができる。
【００１０】
また第１、第２空気通路は空気を給排できれば足り、プロペラシャフトのように車両の中心を真っ直ぐに通る必要がないことから、湾曲して障害部位を迂回させるなども可能となり、レイアウトの自由度を増加することができる。
【００１１】
また、伝達媒体を空気とすることで、伝達媒体をオイル（作動油）とする場合に比し、第１、第２空気通路での圧力損失も少ない。
【００１２】
さらに、第１空気圧ポンプ／モータと第２空気圧ポンプ／モータは一方の回転数が他方の回転数を超える、換言すれば一方の車輪が滑っているときは他方がモータとして機能して駆動輪と従動輪のうちの対応する（他方の）車輪を駆動させるように構成したので、回転数が高い（滑っている）方の車軸の回転動力を動力とする、即ち、本来低減させたいエネルギ（滑っている回転動力）を駆動力に返還することとなり、エネルギを有効利用できると共に、車両の挙動も安定させることができる。
【００１３】
請求項２に係る車両の駆動装置にあっては、第１、第２空気圧ポンプ／モータが固定容量型からなる如く構成したので、上記した効果に加え、構造を一層簡易にすることができる。
【００１４】
請求項３に係る車両の駆動装置にあっては、第１、第２空気圧ポンプ／モータが可変容量型からなると共に、運転状態に応じて第１、第２空気圧ポンプ／モータの容量を変更するコントローラとを備える如く構成したので、上記した効果に加え、発生する（滑っている方の車軸の）回転動力を動力とする、即ち、本来低減させたいエネルギ（滑っている回転動力）に応じて駆動力を任意に発生させることができ、車両の挙動を一層安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の第１実施例に係る車両の駆動装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示す空気圧ポンプ／モータなどの構成を概略的に示す説明図である。
【図３】図２に示す空気圧ポンプ／モータの構造を詳細に示す模式図である。
【図４】図３に示す第１、第２空気圧ポンプ／モータが反転したときの動作を示す説明図である。
【図５】この発明の第２実施例に係る車両の駆動装置を全体的に示す、図１と同様の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照してこの発明に係る車両の駆動装置を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１はこの発明の第１実施例に係る車両の駆動装置を全体的に示す概略図、図２は図１の空気圧ポンプ／モータなどの構成を概略的に示す説明図、図３は図２に示す空気圧ポンプ／モータの構造を詳細に示す模式図、図４は図３に示す空気圧ポンプ／モータが反転したときの動作を示す説明図であるである。
【００１８】
図１を参照して説明すると、この実施例に係る車両の駆動装置において、車両１０の前部には駆動源１２が搭載される。駆動源１２はガソリンを燃料とするエンジン（内燃機関）からなる。
【００１９】
車両１０は動力伝達機構１４を備える。動力伝達機構１４は自動変速機（無段変速機構（ＣＶＴ））からなり、車両１０において駆動源１２の駆動力はトルクコンバータと前後進切換機構（共に図示せず）を介して変速機入力軸に入力され、無段変速機構で無段階に変速された後、変速機出力軸（図示せず）から出力される。
【００２０】
変速機出力軸はファイナルギヤを含む減速ギヤ（図示せず）からフロントディファレンシャル機構１６に接続され、変速された駆動源１２の駆動力はそれらを介してフロントドライブシャフト２０に伝達され、フロントドライブシャフト２０から前輪（駆動輪）２２ａ，２２ｂに伝達される。
【００２１】
車両１０の後部にはリアディファレンシャル機構２４が設けられ、リアディファレンシャル機構２４はリアドライブシャフト２６を介して後輪（従動輪）３０ａ，３０ｂに接続される。
【００２２】
このように、車両１０は、搭載される駆動源１２に動力伝達機構１４を介して接続される左右２個の前輪２２ａ，２２ｂと、残余の２個の後輪３０ａ，３０ｂとからなる４個（複数個）の車輪を備える。前輪２２ａ，２２ｂと後輪３０ａ，３０ｂとはそれぞれフロント／リアドライブシャフト２０，２６によって回転自在に車両１０に設けられる。
【００２３】
フロントディファレンシャル機構１６とリアディファレンシャル機構２４の間には第１空気圧ポンプ／モータ３２と第２空気圧ポンプ／モータ３４が配置される。
【００２４】
第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４は共に同一構造の図３に示すような斜板式の固定容量型のアキシャルピストンポンプ／モータからなる。
【００２５】
即ち、第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４は、斜板３２ａ（３４ａ）に頭部が当接させられた複数本のピストン３２ｂ（３４ｂ）が内部に収容されて回転軸３２ｃ（３４ｃ）を中心に回転自在なシリンダブロック３２ｄ（３４ｄ）を備え、ピストン３２ｂ（３４ｂ）のストロークに応じて弁板３２ｅ（３４ｅ）に穿設された吸込口３２ｅ１（３４ｅ１）と吐出口３２ｅ２（３４ｅ２）を介して空気が流入／流出する。
【００２６】
図２に示す如く、第１空気圧ポンプ／モータ３２の弁板３２ｅに穿設された吸込口３２ｅ１は第２空気圧ポンプ／モータ３４の弁板３４ｅに穿設された吐出口３４ｅ２に第１空気通路４０を介して気密に接続される。
【００２７】
また、第１空気圧ポンプ／モータ３２の弁板３２ｅに穿設された吐出口３２ｅ２は第２空気圧ポンプ／モータ３４の弁板３４ｅに穿設された吸込口３４ｅ１に第２空気通路４２を介して気密に接続される。第１、第２空気通路４０、４２は共に金属などの剛性を有する素材から製作される配管からなる。
【００２８】
第１空気圧ポンプ／モータ３２の回転軸３２ｃは前記した減速ギヤのファイナルギヤにスプロケットやチェーンなどの適宜な接続手段を介して接続されて前輪２２ａ，２２ｂに同期して回転すると共に、第２空気圧ポンプ／モータ３４の回転軸３４ｃはリアディファレンシャル機構２４のデフケースに同様に適宜な接続手段を介して接続されて後輪３０ａ，３０ｂに同期して回転する。
【００２９】
具体的には、第１空気圧ポンプ／モータ３２は前輪２２ａ，２２ｂの回転に同期して回転すると共に、第２空気圧ポンプ／モータ３４は後輪３０ａ，３０ｂの回転に同期して回転するように、前輪２２ａ，２２ｂと後輪３０ａ，３０ｂに接続される。
【００３０】
ここで、「同期して回転する」とは、第１空気圧ポンプ／モータ３２の回転数と前輪２２ａ，２２ｂの回転数が所定の比率（例えば１：１）となると共に、第２空気圧ポンプ／モータ３４の回転数と後輪３０ａ，３０ｂの回転数が上記した所定の比率と同一の比率となること、換言すれば前輪２２ａ，２２ｂの回転数と後輪３０ａ，３０ｂの回転数が相違した場合、それに応じて第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４の回転数も相違するように前輪２２ａ，２２ｂと後輪３０ａ，３０ｂに接続されることを意味する。
【００３１】
次いで、第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４の動作を説明する。
【００３２】
前輪２２ａ，２２ｂと後輪３０ａ，３０ｂの回転に応じて第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４のピストン容積が増減して吸入した空気を吐出する。図２に示す如く、吐出された空気は第１、第２空気通路４０，４２を通って第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４の間を循環する。
【００３３】
図２（ａ）は図２（ｅ）の第１空気圧ポンプ／モータ３２を左側からＡ−Ａ断面で見た図であり、回転方向に対して斜板３２ａが広がる方向に傾いているので、ピストン３２ｂは容積が増大する方向に回転して空気を吸入する。
【００３４】
図２（ｂ）は図２（ｅ）の第１空気圧ポンプ／モータ３２を右側からＡ−Ａ断面で見た図であり、回転方向に対して斜板３２ａが狭くなる方向に傾いているので、ピストン３２ｂは容積が減少する方向に回転して空気を吐出する。
【００３５】
同様に、図２（ｃ）は図２（ｅ）の第１空気圧ポンプ／モータ３２を左側からＢ−Ｂ断面で見た図であり、回転方向に対して斜板３４ａが狭くなる方向に傾いているので、ピストン３４ｂは容積が減少する方向に回転して空気を吐出する。
【００３６】
また、図２（ｄ）は図２（ｅ）の第１空気圧ポンプ／モータ３２を右側からＢ−Ｂ断面で見た図であり、回転方向に対して斜板３４ａが広がる方向に傾いているので、ピストン３４ｂは容積が増大する方向に回転して空気を吸入する。
【００３７】
尚、車両１０が後進した場合は、第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４の回転方向が反転する結果、第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４の吸込口３２ｅ１（３４ｅ１）と吐出口３２ｅ２（３４ｅ２）は図２の前進時と逆となり、図４に示すように空気の流れも図２に示す場合と逆になる。
【００３８】
上記した構成により、第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４は、一方の回転数が他方の回転数を超えるときはモータとして機能し、前輪側（２２ａ，２２ｂ）と後輪側（３０ａ，３０ｂ）のうちのいずれかの車輪を駆動するように動作する。
【００３９】
具体的には、第１空気圧ポンプ／モータ３２の回転数が第２空気圧ポンプ／モータ３４のそれを超えるとき、第２空気圧ポンプ／モータ３４はモータとして機能し、回転軸３４ｃからリアディファレンシャル機構２４のデフケースを介して後輪３０ａ，３０ｂを駆動、より正確には後輪３０ａ，３０ｂの前輪方向への駆動をアシストする。
【００４０】
即ち、第１空気圧ポンプ／モータ３２の回転数が第２空気圧ポンプ／モータ３４のそれを超えるとき、第１空気通路４０内の空気圧が高圧になり、第２空気圧ポンプ／モータ３４は前進方向に力を受けることになる。
【００４１】
例えば前輪２２ａ，２２ｂがスリップした場合、前輪２２ａ，２２ｂの回転数は後輪３０ａ，３０ｂの回転数よりも高くなるので、第１空気圧ポンプ／モータ３２から吐出される空気は第２空気圧ポンプ／モータ３４から吐出される空気よりも高圧となる。その結果、第２空気圧ポンプ／モータ３４はモータとして機能して後輪３０ａ，３０ｂの前進方向への駆動をアシストする。それにより、車両１０の挙動を安定させることができる。
【００４２】
逆に、第２空気圧ポンプ／モータ３４の回転数が第１空気圧ポンプ／モータ３２のそれを超えるとき、第１空気圧ポンプ／モータ３２はモータとして機能して回転軸３２ｃから減速ギヤのファイナルギヤを介して前輪２２ａ，２２ｂを駆動、より正確には前輪２２ａ，２２ｂの駆動をアシストする。
【００４３】
即ち、第２空気圧ポンプ／モータ３４の回転数が第１空気圧ポンプ／モータ３２のそれを超えるとき、第２空気通路４２内の空気圧が高圧になり、第１空気圧ポンプ／モータ３２は前進方向に力を受けることになる。
【００４４】
例えば、車両１０の走行路面の摩擦係数が低い場合、あるいはエンジンブレーキを使用しながら走行する場合など、後輪３０ａ，３０ｂの回転数は前輪２２ａ，２２ｂの回転数よりも高くなるので、第２空気圧ポンプ／モータ３４から吐出される空気は第１空気圧ポンプ／モータ３２から吐出される空気よりも高圧となる。その結果、第１空気圧ポンプ／モータ３２はモータとして機能して前輪２２ａ，２２ｂの前進方向への駆動をアシストする。それにより、車両１０の挙動を安定させることができる。
【００４５】
尚、車両１０が発進した直後、前輪２２ａ，２２ｂと後輪３０ａ，３０ｂの回転が一致するまでも上記したように第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４はモータとして機能することになるので、車両１０を迅速に発進させることができる。
【００４６】
上記した如く、この実施例にあっては、搭載される駆動源（エンジン）１２に動力伝達機構（自動変速機）１４を介して接続される前輪（駆動輪）２２ａ，２２ｂと、残余の後輪（従動輪）３０ａ，３０ｂとからなる４個（複数個）の車輪を備えた車両１０において、前記動力伝達機構（自動変速機）１４に接続され、前記前輪（駆動輪）２２ａ，２２ｂの回転に同期して回転する第１空気圧ポンプ／モータ３２と、前記後輪（従動輪）３０ａ，３０ｂに接続され、前記後輪（従動輪）３０ａ，３０ｂの回転に同期して回転する第２空気圧ポンプ／モータ３４と、前記第１空気圧ポンプ／モータ３２の吐出口３２ｅ２と前記第２空気圧ポンプ／モータ３４の吸込口３４ｅ１とを接続し、前記第１空気圧ポンプ／モータ３２から吐出された空気を第２空気圧ポンプ／モータ３４に送る第１空気通路４０と、前記第２空気圧ポンプ／モータ３４の吐出口３４ｅ２と前記第１空気圧ポンプ／モータ３２の吸込口３２ｅ１とを接続し、前記第２空気圧ポンプ／モータ３４から吐出された空気を第１空気圧ポンプ／モータ３２に送る第２空気通路４２とを備え、よって前記第１空気圧ポンプ／モータ３２と第２空気圧ポンプ／モータ３４は、一方の回転数が他方の回転数を超えるときは他方がモータとして機能して前記前輪（駆動輪）２２ａ，２２ｂと後輪（従動輪）３０ａ，３０ｂのうちの対応する車輪を駆動させるように構成したので、車両１０においてプロペラシャフトやトランスファが不要となって構造を簡易にすることができる。
【００４７】
また第１、第２空気通路４０，４２は空気を給排できれば足り、プロペラシャフトのように車両の中心を真っ直ぐに通る必要がないことから、車両１０の床面を湾曲して障害部位を迂回させるなども可能となり、レイアウトの自由度を増加することができる。
【００４８】
また、伝達媒体を空気とすることで、伝達媒体をオイル（作動油）とする場合に比し、第１、第２空気通路４０，４２での圧力損失も少ない。
【００４９】
さらに、第１空気圧ポンプ／モータ３２と第２空気圧ポンプ／モータ３４は一方の回転数が他方の回転数を超える、換言すれば一方の車輪が滑っているときは他方がモータとして機能して駆動輪と従動輪のうちの対応する（他方の）車輪を駆動させるように構成したので、回転数が高い（滑っている）方の車軸の回転動力を動力とする、即ち、本来低減させたいエネルギ（滑っている回転動力）を駆動力に返還することとなり、エネルギを有効利用できると共に、車両１０の挙動も安定させることができる。
【００５０】
また、前記第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４が固定容量型からなる如く構成したので、上記した効果に加え、構造を一層簡易にすることができる。より具体的には、斜板式の固定容量型のアキシャルピストンポンプ／モータからなる如く構成したので、高速、高圧、大容量のポンプ／モータを実現することができる。
【実施例２】
【００５１】
図５はこの発明の第２実施例に係る車両の駆動装置を全体的に示す、図１と同様な概略図である。
【００５２】
第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２実施例に係る車両の駆動装置にあっては、第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４の斜板３２ａ，３４ａの回転軸３２ｃ，３４ｃに対する角度をアクチュエータ４４によって変更自在とする可変容量型とすると共に、運転状態に応じてアクチュエータ４４を介して第１、第２空気圧／モータ３２，３４の容量を変更するコントローラ４６とを備える如く構成した。
【００５３】
コントローラ４６はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどを備えるマイクロコンピュータからなり、同様にマイクロコンピュータからなる駆動源１２と動力伝達機構１４のコントローラと通信自在に構成され、それらから運転状態を示す情報を得てアクチュエータ４４を介して斜板３２ａ，３４ａの角度を変更することで、第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４の容量を変更する。残余の構成と効果は第１実施例と異ならない。
【００５４】
第２実施例に係る車両の駆動装置にあっては、前記第１、第２空気圧ポンプ／モータ３２，３４が可変容量型からなると共に、運転状態に応じて前記第１、第２空気圧／モータ３２，３４の容量を変更するコントローラ４６とを備える如く構成したので、第１実施例で述べた効果に加え、発生する（滑っている方の車軸の）回転動力を動力とする、即ち、本来低減させたいエネルギ（滑っている回転動力）に応じて駆動力を任意に発生させることができ、車両１０の挙動を一層安定させることができる。
【００５５】
尚、上記において第１、第２空気圧ポンプ／モータとして斜板式のアキシャルピストンポンプ／モータを例示したが、それに限られるものではなく、ベーンポンプ／モータやギヤポンプ／モータなどであっても良い。
【００５６】
また、駆動源としてエンジン（内燃機関）を励磁したが、エンジンと電動機あるいは両者のハイブリッドであっても良く、動力伝達機構も無段変速機構などの自動変速機に限定されるものではなく、駆動源の出力をドライブシャフトに伝達できるものであれば良く、必ずしも変速を必要とするものではなく、どのようなものであっても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１０  車両、１２  駆動源（エンジン）、１４  動力伝達機構（自動変速機）、１６  フロントディファレンシャル機構、２０  フロントドライブシャフト、２２ａ，２２ｂ  前輪（駆動輪）、２４  リアディファレンシャル機構、２６  リアドライブシャフト、３０ａ，３０ｂ  後輪（従動輪）、３２  第１空気圧ポンプ／モータ、３４  第２空気圧ポンプ／モータ、４０  第１空気通路、４２  第２空気通路、４４  アクチュエータ、４６  コントローラ
【図１】
2015009624.tif 000003
【図２】
2015009624.tif 000004
【図３】
2015009624.tif 000005
【図４】
2015009624.tif 000006
【図５】
2015009624.tif 000007