(57)【要約】【課題】簡単な構造で二輪駆動方式と四輪駆動方式とを自動的に切り替える。【解決手段】前輪Ｗｆおよび後輪Ｗｒをそれぞれディファレンシャル装置２５Ｆ，２５Ｒを介して回転駆動するプロペラシャフト２４に、走行モード切換装置３１を介在させ、走行モード切換装置３１は、前輪側シャフト部３４Ｆが入力軸４１に連結され後輪側シャフト部２４Ｒがハウジング４２に連結された油圧ポンプ３２と、油圧ポンプ３２の吐出口３２ｏと吸引口３２ｉとを接続する閉回路３３と、閉回路３３に介在されたスプール弁３４とを有する。通常走行時には、前輪に追従して後輪が回転し油圧ポンプに油圧が発生せず、動力が伝達されない二輪駆動方式となる。前輪と後輪に回転速度差が発生すると、油圧ポンプから閉回路に油が流れ、油圧が設定値となるとスプール弁が閉じられて閉回路が遮断され、前輪側シャフト部から後輪側シャフト部に動力が伝達される四輪駆動方式となる。【選択図】図１
2008037283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の前輪に連結された前輪側ディファレンシャル装置と、左右の後輪に連結された後輪側デファレンシャル装置と、前輪側ディファレンシャル装置および後輪デファレンシャル装置とを連結する連結軸と、前輪または後輪の一方を駆動する走行駆動装置とを有する四輪駆動車両の動力伝達装置であって、
前記連結軸に走行モード切換装置を介在させ、
前記走行モード切換装置を、連結軸の前輪側軸部および後輪側軸部の一方が作動軸に連結されるとともに他方がハウジングに連結された油圧ポンプまたは油圧モータと、当該油圧ポンプまたは油圧モータの吐出口と吸引口とを接続する閉回路と、当該閉回路に介在されて閉回路に流れる油圧が所定値となると閉回路を遮断する弁装置とで構成した
四輪駆動車両の動力伝達装置。
【請求項２】
左右の前輪をそれぞれ回転駆動する左右の前輪側アクスル軸にそれぞれ連結された前輪用回転駆動装置と、左右の後輪をそれぞれ回転駆動する左右の前輪側アクスル軸にそれぞれ連結された後輪用回転駆動装置と、左右の前輪側アクスル軸および左右の後輪側アクスル軸をデファレンシャル装置を介して互いに連結する連結軸とを具備した四輪駆動車両の動力伝達装置であって、
前記連結軸に走行モード切換装置を介在させ、
前記走行モード切換装置を、連結軸の前輪側軸部および後輪側軸部の一方が作動軸に連結されるとともに他方がハウジングに連結された油圧ポンプまたは油圧モータと、当該油圧ポンプまたは油圧モータの吐出口と吸引口とを接続する閉回路と、当該閉回路に介在されて閉回路に流れる油圧が所定値となると閉回路を遮断する弁装置とで構成した
四輪駆動車両の動力伝達装置。
【請求項３】
油圧ポンプまたは油圧モータは、連結軸と同一軸心上に回転自在に配置された作動軸およびハウジングと、作動軸およびハウジングの一方に設けられて半径方向に複数のシリンダ室を有する回転体と、作動軸およびハウジングの他方に設けられて前記シリンダ室に配置されたピストンを出退させる作動部材とを具備した回転式ラジアルピストン型ポンプにより構成された
請求項１または２記載の四輪駆動車両の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪駆動方式により駆動される左右の前輪と左右の後輪とを、自動的に接続、分離する四輪駆動車両の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低速で高トルクの動力が必要な荷役車両や作業車両の四輪駆動車両において、たとえばホイールローダに採用される四輪駆動方式は、１つの駆動源により左右の前輪および左右の後輪をそれぞれ回転駆動する第１の四輪駆動方式と、電動または油圧モータにより、左右の前輪および左右の後輪をそれぞれ独立して回転駆動する第２の四輪駆動方式とがある。
【０００３】
第１の四輪駆動方式は、エンジンの動力がトランスミッションを介して、または走行用の電動モータの動力がプロペラシャフトに伝達され、このプロペラシャフトにより前輪側デファレンシャル装置を介して前輪が回転駆動されると同時に、後輪側デファレンシャル装置を介して後輪が回転駆動されるものである。
【０００４】
また第２の四輪駆動方式は、左右の前輪と左右の後輪の各アクスル軸にそれぞれ電動モータまたは油圧モータを装着したものである。しかし、この第２の四輪駆動方式では、滑りにより空転する車輪が生じた場合、その車輪を駆動するモータの動力が無駄になるため、発明者等は特許文献１に、第２の四輪駆動方式の改良構造を提案した。すなわち、第２の四輪駆動方式の改良構造は、左右の前輪のアクスル軸と左右の後輪の各アクスル軸にそれぞれ電動モータを装着し、前輪の左右のアクスル軸と後輪の左右のアクスル軸とをそれぞれデファレンシャル装置を介してプロペラシャフトにより連結したものである。これにより、デファレンシャル装置により左右の車輪の一方が空転した場合に、他方の車輪のモータによる制動力を利用して一方の車輪の回転を抑制するとともに、遊転する車輪のモータの動力を残りの３つの車輪に伝達して有効利用でき、十分な効果を奏することができる。
【特許文献１】特許第３２９８０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第１の四輪駆動方式では、前輪と後輪とがそれぞれ同一速度で回転されるため、前輪と後輪への偏荷重があったり、タイヤ交換によりタイヤの転がり半径に差が生じると、接地面との間に滑りが発生し、タイヤの磨耗やエネルギーロスとなって燃費の低下の原因となっていた。
【０００６】
また第２の四輪駆動方式の改良構造では、常時、前輪と後輪とが同一回転速度で回転されるため、転がり半径の大きい車輪のタイヤの磨耗が激しく、また燃費が低下するなどの問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決して、簡単な構造で自動的に前輪と後輪とを連結、分離して、前後の車輪の速度差を所定範囲で許容でき、これによりタイヤの磨耗を防止できて燃費を向上させることができる四輪駆動車両の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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、左右の前輪に連結された前輪側ディファレンシャル装置と、左右の後輪に連結された後輪側デファレンシャル装置と、前輪側ディファレンシャル装置および後輪デファレンシャル装置とを連結する連結軸と、前輪または後輪の一方を駆動する走行駆動装置とを有する四輪駆動車両の動力伝達装置であって、前記連結軸に走行モード切換装置を介在させ、前記走行モード切換装置を、連結軸の前輪側軸部および後輪側軸部の一方が作動軸に連結されるとともに他方がハウジングに連結された油圧ポンプまたは油圧モータと、当該油圧ポンプまたは油圧モータの吐出口と吸引口とを接続する閉回路と、当該閉回路に介在されて閉回路に流れる油圧が所定値となると閉回路を遮断する弁装置とで構成したものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、左右の前輪をそれぞれ回転駆動する左右の前輪側アクスル軸にそれぞれ連結された前輪用回転駆動装置と、左右の後輪をそれぞれ回転駆動する左右の前輪側アクスル軸にそれぞれ連結された後輪用回転駆動装置と、左右の前輪側アクスル軸および左右の後輪側アクスル軸をデファレンシャル装置を介して互いに連結する連結軸とを具備した四輪駆動車両の動力伝達装置であって、前記連結軸に走行モード切換装置を介在させ、前記走行モード切換装置を、連結軸の前輪側軸部および後輪側軸部の一方が作動軸に連結されるとともに他方がハウジングに連結された油圧ポンプまたは油圧モータと、当該油圧ポンプまたは油圧モータの吐出口と吸引口とを接続する閉回路と、当該閉回路に介在されて閉回路に流れる油圧が所定値となると閉回路を遮断する弁装置とで構成したものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、油圧ポンプまたは油圧モータは、連結軸と同一軸心上に回転自在に配置された作動軸およびハウジングと、作動軸およびハウジングの一方に設けられて半径方向に複数のシリンダ室を有する回転体と、作動軸およびハウジングの他方に設けられて前記シリンダ室に配置されたピストンを出退させる作動部材とを具備した回転式ラジアルピストン型ポンプにより構成されたものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、連結軸に介在された油圧ポンプまたは油圧モータの吐出口と吸引口とを、弁装置を有する閉回路で接続した走行モード切換装置を設けたので、通常走行時には、走行駆動装置により前輪および後輪の一方が回転駆動され、他方がそれに追従して回転される。この時の一方の車輪と他方の車輪が同一速度で同一方向に回転されることから、油圧ポンプまたは油圧モータの作動軸とハウジングは同一速度で同一方向に回転されて油圧が発生せず、閉回路に油が流れることがなく、二輪駆動方式で走行される。しかし、一方の車輪に滑りが生じて、前輪と後輪とに回転速度差が生じると、油圧ポンプまたは油圧モータにより油圧が発生して油が閉回路に流れ、さらに回転速度差が大きくなって油圧が所定値以上になると、弁装置により閉回路が閉じられる。これにより、油圧ポンプまたは油圧モータの作動軸とハウジングとが固定されて前輪側シャフト部と後輪側シャフト部とが連結された状態になり、走行駆動装置の動力が駆動側のシャフト部から従動側のシャフト部に伝達され、前輪と後輪とが同一速度で同一方向に回転駆動される。このように、車輪に滑りが生じて回転速度差が発生することで、二輪駆動方式から四輪駆動方式に自動的に切り換えられる。そして滑りがなくなり前輪と後輪とが同一速度で回転され始めると、弁装置が開放されて閉回路が連通され、四輪駆動方式から二輪駆動方式に戻される。このように、連結軸に介在された油圧ポンプまたは油圧モータと閉回路と弁装置とからなる簡単な構成の走行モード切換装置により、車輪の回転速度差に基づいて二輪駆動方式と四輪駆動方式とを自動的に切り換えることができ、スイッチ操作も不要で操作性がよく、前輪と後輪との回転速度差を許容することができて車輪の滑りやタイヤの磨耗、エネルギーロスを防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の構成によれば、連結軸に介在された油圧ポンプまたは油圧モータの吐出口と吸引口とを、弁装置を有する閉回路で接続した走行モード切換装置を設けたので、通常走行時には、左右の前輪および左右の後輪に設けられた各車輪の回転駆動装置により、前輪および後輪がそれぞれ独立して回転駆動される。この時、前輪と後輪が同一速度で同一方向に回転されることから、油圧ポンプまたは油圧モータの作動軸とハウジングが同一速度で同一方向に回転されて油圧が発生せず、閉回路に油が流れることがない。
【００１３】
しかし、車輪の一つに滑りが生じて、前輪側シャフト部と後輪側シャフト部とに回転速度差が生じると、油圧ポンプまたは油圧モータにより油圧が発生して油が閉回路に流れる。さらに回転速度差が大きくなって油圧ポンプまたは油圧モータから閉回路に流れる油圧が所定値以上になると、弁装置により閉回路が遮断される。これにより、油圧ポンプまたは油圧モータの作動軸とハウジングとが固定されて前輪側シャフト部と後輪側シャフト部とが連結された状態になる。したがって、前輪および後輪の一方の空転状態の回転駆動装置の動力が、デファレンシャル装置と連結軸を介して他方の車輪に伝達され、空転する車輪の動力が残りの車輪に分配されて有効利用される。そして車輪に滑りがなくなり前輪と後輪とが同一速度で回転され始めると、弁装置が開放されて閉回路が連通され、各車輪がそれぞれ独立して駆動される。
【００１４】
このように、連結軸に介在された油圧ポンプまたは油圧モータと閉回路と弁装置とからなる簡単な構成の走行モード切換装置により、前輪と後輪との回転速度差に基づいて前輪側回転駆動装置と後輪側回転駆動装置とを自動的に連結、分離することができ、スイッチ操作も不要で操作性がよく、車輪の滑りやタイヤの磨耗、エネルギーロスを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
実施の形態１を図１〜図７を参照して説明する。
【００１６】
図２に示すように、この産業用車両はたとえばホイールローダで、前部車体１１と後部車体１２とが垂直軸周りに回動自在に連結され、前部車体１１に左右一対の前輪Ｗｆが配置され、さらに上下揺動自在に支持されてブーム用シリンダ（図示せず）により駆動される作業用ブーム１３と、この作業用ブーム１３の遊端部に支持されてバケット用シリンダ１４により上下方向に揺動される作業用バケット１５とが設けられている。後部車体１２には、前輪Ｗｆと同一外径の左右一対の後輪Ｗｒが配置され、運転席１６が設置され、エンジン（走行駆動装置）１７が搭載されている。
【００１７】
図１に示すように、走行装置２１は、第１の四輪駆動方式を採用したもので、左右の前輪Ｗｆにそれぞれブレーキ付き最終減速機２２を介して左右の前輪側アクスル軸（前輪側軸部）２３Ｆが連結され、また左右の後輪Ｗｒにそれぞれブレーキ付き最終減速機２２を介して左右の後輪側アクスル軸（後輪側軸部）２３Ｒが連結されている。そして左右の前輪側アクスル軸２３Ｆが前輪側デファレンシャル装置２５Ｆを介して連結されるとともに、左右の後輪側アクスル軸２３Ｒが後輪側デファレンシャル装置２５Ｒを介して連結され、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆと後輪側デファレンシャル装置２５Ｒとがプロペラシャフト（連結軸）２４により連結されている。またエンジン１７は、図１に示すように、その出力軸がトルクコンバータ２６およびトランスミッション２７を介してプロペラシャフト２４（後述の前輪側シャフト部２４Ｆ）に連結されている。なお、エンジン１７の動力により直接プロペラシャフト２４を回転駆動するのではなく、エンジン１７により発電機を駆動し、その電力により駆動される電動モータをプロペラシャフト２４に連結してもよい。
【００１８】
前記プロペラシャフト２４には、本発明に係る走行モード切換装置３１が介在されており、走行モード切換装置３１により、プロペラシャフト２４が前輪側シャフト部（前輪側軸部）２４Ｆと後輪側シャフト部（後輪側軸部）２４Ｒとに分離される。この走行モード切換装置３１は、前輪側シャフト部２４Ｆと後輪側シャフト部２４Ｒとの間に介在された油圧ポンプ３２と、油圧ポンプ３２の吐出口３２ｏと吸引口３２ｉとを油圧管３３ｐにより接続された閉回路３３と、この閉回路３３の油圧管３３ｐに介在されて油圧管３３ｐに流れる油が所定油圧に達すると閉回路３３を閉鎖するスプール弁（弁装置）３４とで構成されている。
【００１９】
油圧ポンプ３２は、プロペラシャフト２４と同一の回転軸心上に入力軸（作動軸）とハウジングとが配置される回転式ポンプで、詳細には、高速で回転されても偏荷重が生じないような重量配分となる回転軸心を中心とする対称形状で、かつ小型で高トルクを発生できるものがよく、たとえば半径方向に複数のシリンダ室が形成されたラジアルピストン（プランジャー）型ポンプやトロコイド型ポンプなどが好適である。
【００２０】
図３，図４は、油圧ポンプ３２に採用されたラジアルピストン型ポンプで、前輪側シャフト部２４Ｆに接続された入力軸（作動軸）４１が、プロペラシャフト２４と同一軸心Ｏ上に複数の軸受を介してハウジング４２内に回転自在に支持され、入力軸４１には、半径方向に一定角度毎にたとえば８個のシリンダ室４３ｃが半径方向に形成されたシリンダブロック（回転体）４３が取り付けられている。ハウジング４２には、前記シリンダ室４３ｃの外周部に対向してカムリング４４（作動部材）が取り付けられ、シリンダ室４３ｃにばね（図示せず）により外方に付勢されたピストン４３ｐが内挿され、これらピストン４３ｐはそれぞれローラ４３ｒを介してカムリング４４の内面のカム面に当接されている。さらに入力軸４１とハウジング４２の間に回転式分配弁４５が設けられ、この回転式分配弁４５により、各シリンダ室４３ｃのうちクロスハッチングで示す増圧側のシリンダ室４３ｃを分配弁穴４５ｈを介して吐出口３２ｏに接続し、減圧側のシリンダ室４３ｃを分配弁穴４５ｈを介して吸引口３２ｉに接続するように構成されている。さらにハウジング４２のフランジ部には、後輪側シャフト部２４Ｒが接続される連結カバーブロック４６が取り付けられている。
【００２１】
なお、図７に示すように、油圧ポンプ６０として、入力軸６１にカム部材（作動部材）６２を設け、入力軸６１を回転自在に支持するハウジング６３に、シリンダ室６４ｃを有するシリンダブロック６４を設け、カム部材６２によりシリンダ室６４ｃ内のピストン６４ｐを出退駆動するように構成されたラジアルピストン型ポンプであってもよい。
【００２２】
前記スプール弁３４は、図５に示すように、弁ケース５１の軸心部に、吐出口３２ｏに接続される入口ポート５２と、吸引口３２ｉに接続される出口ポート５３とを連通する弁穴５４が形成され、この弁穴５４内に弁体５５が軸心方向（油の流れ方向）に所定範囲で移動自在に配置されている。弁体５５は、弁穴５４の大径穴５４ｃ内に所定の隙間をあけて配置された弁本体５５ｍと、弁本体５５ｍから入口側および出口側にそれぞれ突出されたロッド部５５ｒからなり、両ロッド部５５ｒは大径穴５４ｃの入口側と出口側の小径穴５４ｉ，５４ｏにそれぞれ所定の隙間をあけて嵌合されている。またこれら小径穴５４ｉ，５４ｏ内で両ロッド部５５ｒにそれぞれ外嵌されたコイルばね５６により、弁本体５５ｍが大径穴５４ｃの中央の中立位置に保持されている。そして、前進時の滑りにより油圧ポンプ３２の吐出口３２ｏから送られた油は、入口ポート５２から流入し、小径穴５４ｉから大径穴５４ｃ内で弁本体５５ｍとの隙間を介して小径穴５４ｏから出口ポート５３に排出され、吸引口３２ｉに循環される。さらに油が所定圧以上となると、仮想線で示すように、コイルばね５６に抗して弁体５５が出口ポート５３側に押されて弁穴５４を閉じ、閉回路３３が遮断される。また後進時の滑りにより油圧ポンプ３２の吸引口３２ｉから送られた油は、出口ポート５３から流入し、小径穴５４ｏから大径穴５４ｃ、小径穴５４ｉを介して入口ポート５２に排出され、吐出口３２ｉに循環される。さらに油が所定圧以上となると、コイルばね５６に抗して弁体５５が入口ポート５２側に押されて弁穴５４を閉じ、閉回路３３が遮断される。
【００２３】
上記構成において、通常の走行時には、エンジン１７の動力がトルクコンバータ２６、トランスミッション２７を介してプロペラシャフト２４の前輪側シャフト部２４Ｆに伝達され、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆから前輪側アクスル軸２３Ｆを介して前輪Ｗｆが回転駆動され、二輪（前輪）駆動方式により走行される。この時、後輪Ｗｒは前輪Ｗｆに追従して前輪Ｗｆと同一方向に同一速度で回転され、後輪側アクスル軸２３Ｒから後輪側デファレンシャル装置２５Ｒを介して後輪側シャフト部２４Ｒに伝達され、後輪側シャフト部２４Ｒが前輪側シャフト部２４Ｆと同一方向に同一速度で回転される。したがって、このように二輪駆動方式では、走行モード切換装置３１の油圧ポンプ３２の入力軸４１とハウジング４２とが同一方向に同一速度で回転されることから、油圧が発生せず、閉回路３３に油が流れない。
【００２４】
またブレード作業走行やぬかるみ路面での作業走行、偏荷重時の走行、走行開始時などに、前輪Ｗｆに滑りが生じて前輪Ｗｆと後輪Ｗｒに回転速度差が生じると、前輪側シャフト部２４Ｆの回転速度が後輪側シャフト部２４Ｒより速くなる。これにより、油圧ポンプ３２の入力軸４１がハウジング４２に対して回転されて油圧が発生し、油が吐出口３２ｏから閉回路３３を介して吸引口３２ｉに流れ循環される。この時、図６に示すように、前輪Ｗｆと後輪Ｗｒの回転速度差がδを越えて、油圧ポンプ３２から閉回路３３に流れる油圧が所定の設定値を越えると、スプール弁３４が閉じられて閉回路３３が遮断される。ここで、回転速度差は、転がり半径６５０ｍｍのタイヤを使用する場合に、５０ｍｍ程度磨耗したタイヤを混在して使用することがあり、この場合の回転速度差は約±８％となる。この回転速度差では、タイヤの滑りと判断せずに、二輪駆動方式を保持することが好ましいため、回転速度差δは約±１０〜１５％の範囲が好適となる。このδを越えると、油圧ポンプ３２の入力軸４１とハウジング４２とがロックされた状態となり、前輪側シャフト部２４Ｆのトルクが後輪側シャフト部２４Ｒに伝達されて後輪Ｗｒが駆動され、後輪Ｗｒと前輪Ｗｆが同一方向に同一速度で回転駆動される四輪駆動方式に自動的に切り換えられる。もちろん、後進走行時も同様に作用される。
【００２５】
上記実施の形態によれば、入力軸４１とハウジング４２とがプロペラシャフト２４と同一軸心上に介在される油圧ポンプ３２と、油圧ポンプ３２の吐出口３２ｏと吸引口３２ｉとを接続する閉回路３３と、この閉回路３３に介在されて所定圧で閉回路３３を閉じるスプール弁３４とを有する走行モード切換装置３１を設けたので、前輪Ｗｆと後輪Ｗｒとが同一速度で回転される通常走行時には、前輪Ｗｆによる二輪駆動方式となり、滑りなどにより前輪Ｗｆと後輪Ｗｒに回転速度差が発生すると四輪駆動方式に自動的に切り換えることができる。
【００２６】
したがって、ブレード作業走行時やぬかるみ路面での走行時、偏荷重時の走行時、走行開始時などで、駆動側の前輪Ｗｆに滑りが生じた時に、自動的に四輪駆動方式に切り換わって前輪Ｗｆと後輪Ｗｒを同一トルクで回転駆動することができ、前後輪Ｗｆ，Ｗｒの滑りやタイヤの磨耗、エネルギーロスを防止することができる。しかも、プロペラシャフト２４に介在される走行モード切換装置３１は、油圧ポンプ３２、閉回路３３およびスプール弁３４からなり、検出器やクラッチ、制御回路なども不要な簡単な構成で、故障も少なく、部品コストおよびメンテナンスコストを低減することができ、また走行方式の切換用のスイッチ操作も不要で操作性がよい。
【００２７】
なお、本実施の形態では、エンジン１７の出力軸を、トルクコンバータ２６、トランスミッション２７を介して前輪側シャフト部２４Ｆに連結し、駆動輪を前輪Ｗｆとする二輪駆動方式を説明したが、
１）エンジン１７の出力軸を後輪側シャフト部２４Ｒに連結して二輪駆動方式の駆動輪を後輪Ｗｒとする二輪駆動方式としてもよい。
【００２８】
２）図８に示すように、電動式または油圧式の走行駆動モータ７５を前輪側アクスル軸２３Ｆ（または後輪側アクスル軸２３Ｒ）にギヤ装置７６を介して連結した二輪駆動方式としてもよい。この場合には、エンジン１７により駆動される発電機７３または油圧ポンプから給電回路７４または油圧回路を介して駆動源が供給される。なお、この時は、左右の前輪側アクスル軸２３Ｆのうち、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆにおいて駆動小ギヤ２５Ｆｂを介してプロペラシャフト２４を駆動する駆動大ギヤ２５Ｆａが取り付けられる側に走行駆動モータ７５が連結配置される。
【００２９】
３）図９に示すように、左右の前輪側アクスル軸２３Ｆ（または後輪側アクスル軸２３Ｒ）にそれぞれ電動式または油圧式の減速機付き走行駆動モータ７２Ｆ（または７２Ｒ）を設けた二輪駆動方式としてもよい。
【００３０】
［実施の形態２］
実施の形態２を図１０，図１１を参照して説明する。
この実施の形態２のホイールローダは、その走行装置７１が、左右の前輪および左右の後輪をそれぞれ電動モータで駆動するように構成した第２の四輪駆動方式で、プロペラシャフト２４に介在された走行モード切換装置３１により、前輪Ｗｆと後輪Ｗｒが分離された独立四輪駆動方式と、前輪Ｗｆと後輪Ｗｒが連結された連結四輪駆動方式とが自動的に切り換えられるものである。なお、実施の形態１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図８に示すように、この走行装置７１は、左右の前輪Ｗｆにそれぞれブレーキ付き最終減速機２２を介して連結された左右の前輪側アクスル軸２３Ｆに、電動式の前輪駆動モータ（前輪側回転駆動装置）７２Ｆがそれぞれ設けられている。また左右の後輪Ｗｒにそれぞれブレーキ付き最終減速機２２を介して連結された左右の後輪側アクスル軸２３Ｒに電動式の後輪駆動モータ（後輪側回転駆動装置）７２Ｒがそれぞれ設けられている。そして左右の前輪側アクスル軸２３Ｆが前輪側デファレンシャル装置２５Ｆを介して連結されるとともに、左右の後輪側アクスル軸２３Ｒが後輪側デファレンシャル装置２５Ｒを介して連結され、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆと後輪側デファレンシャル装置２５Ｒとがプロペラシャフト（連結軸）２４により連結されている。さらにエンジン１７により駆動される発電機７３の電力が、整流回路やインバータを有する給電回路７４を介して左右の前輪駆動モータ７２Ｆおよび左右の後輪駆動モータ７２Ｒにそれぞれ給電されている。なお、エンジン１７により油圧ポンプを駆動し、その油圧により駆動される油圧式の前輪駆動モータおよび後輪駆動モータを設けてもよい。
【００３２】
そして、プロペラシャフト２４に実施の形態１と同一構造の走行モード切換装置３１が介在されている。
上記構成において、各前輪駆動モータ７２Ｆによりそれぞれ左右の前輪Ｗｆが駆動されるとともに、各後輪駆動モータ７２Ｒによりそれぞれ左右の後輪Ｗｒが駆動される。そして、左右の前輪側アクスル軸２３Ｆと左右の後輪側アクスル軸２３Ｒが前輪側および後輪側デファレンシャル装置２５Ｆ，２５Ｒを介してプロペラシャフト２４に連結されているので、左右の前後輪Ｗｆ，Ｗｒがそれぞれ同一速度で同一方向に回転駆動される。この時、走行モード切換装置３１の油圧ポンプ３２の入力軸４１とハウジング４２とが同一速度で同一方向に回転することから、油圧ポンプ４２に油圧が発生せず、閉回路３３に油が流れない。また前輪Ｗｆと後輪Ｗｒの回転速度差、正確には前後輪側デファレンシャル装置２５Ｆ，２５Ｒによる左右の前輪Ｗｆと左右の後輪Ｗｒの平均回転速度差が生じると、前輪側シャフト部２４Ｆと後輪側シャフト部２４Ｒとの回転速度差により、油圧ポンプ３２の入力軸４１とハウジング４２ｉ回転速度差が生じて油圧ポンプ３２に油圧が発生し、閉回路３３を介して油が循環される。
【００３３】
左右の前輪Ｗｆの平均回転速度と左右の後輪Ｗｒの平均回転速度の差がδに達すると、スプール弁３４が閉回路３３を遮断して油圧ポンプ３２がロックされ、前輪側シャフト部２４Ｆと後輪側シャフト部２４Ｒが連結された連結四輪駆動方式となる。
【００３４】
このように、前後輪Ｗｆ，Ｗｒの平均回転速度差δになり、閉回路３３を循環される油量が、スプール弁３４により閉回路３３が遮断される量に達するまでの間は、左右の前輪Ｗｆと左右の後輪Ｗｒとがそれぞれ独立して駆動される独立四輪駆動方式が維持される。
【００３５】
そして、走行中に四輪のうち一輪、たとえば左の前輪Ｗｆが浮き上がると、摩擦抵抗が少ないため高速で回転しようとするが、左の前輪側アクスル軸２３Ｆが高速回転するのに対して、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆにより右の前輪側アクスル軸２３Ｆを低速で回転させようとする。ここで前後輪駆動モータ７２Ｆ，７２Ｒの特性が低速側ほど高トルクとなるように設定されるので、右の前輪駆動モータ７２Ｆが右の前輪側アクスル軸２３Ｆの回転抵抗となり、左の前輪側アクスル軸２３Ｆの回転を減速して左の前輪Ｗｆの回転を抑制する。
【００３６】
また左の前輪Ｗｆの高速回転により、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆから取り出された前輪側シャフト部２４Ｆの回転速度が上がり、前輪側シャフト部２４Ｆと後輪側シャフト部２４Ｒの回転速度に差が生じて、走行モード切換装置３１の油圧ポンプ３２に油圧が発生する。そして閉回路３３に循環される油が所定圧以上となると、スプール弁３４により閉回路３３が遮断されて油圧ポンプ３２の入力軸４１とハウジング４２とがロックされ、前輪側シャフト部２４Ｆと後輪側シャフト部２４Ｒとが連結される。これにより、左の前輪駆動モータ７２Ｆの動力が、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆおよび前輪側アクスル軸２３Ｆを介して右の前輪Ｗｆに伝達されると同時に、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆからプロペラシャフト２４および後輪デファレンシャル装置２５Ｒ、後輪側アクスル軸２３Ｒを介して左右の後輪Ｗｒに伝達され有効利用される。もちろん、後進走行時も同様に作用される。
【００３７】
上記実施の形態２によれば、前輪側デファレンシャル装置２５Ｆと後輪側デファレンシャル装置２５Ｒとを連結するプロペラシャフト２４に走行モード切換装置３１を設けたので、前輪Ｗｆと後輪Ｗｒとに滑りのない通常走行状態では、油圧ポンプ３２が作動しないため閉回路３３に油が流れず、また前輪Ｗｆと後輪Ｗｒとに所定範囲δ未満の回転速度差がある通常走行状態では、油圧ポンプ３２により閉回路３３に少量の油が流れるが、これらの状態では、走行モード切換装置３１の油圧ポンプ３２が作動状態にあり、プロペラシャフト２４の前輪側シャフト部２４Ｆと後輪側シャフト部２４Ｒとが分離されて、前輪Ｗｆと後輪Ｗｒとが切り離された独立四輪駆動方式となっている。したがって、上記独立四輪駆動方式の走行時には、デファレンシャル装置２５Ｆ，２５Ｒにより左右の車輪Ｗｆ，Ｗｒの回転速度差が相対して許容されるとともに、走行モード切換装置３１により左右の前輪Ｗｆと左右の後輪Ｗｒとが所定範囲δ内で回転速度差が許容されるため、新品タイヤと使用中のタイヤのように、転がり半径の異なるタイヤを使用しても、磨耗を減少させることができ、タイヤの摩擦抵抗が減少されて燃費を向上させることができる。
【００３８】
また前後輪Ｗｆ，Ｗｒの一部に滑りが生じた場合には、前輪側シャフト部２４Ｆと後輪側シャフト部２４Ｒの回転速度差により走行モード切換装置３１の油圧ポンプ３２が作動されて閉回路３３に所定量以上の油が流れ、スプール弁３４が遮断されて油圧ポンプ３２がロック状態となる。これにより自動的に前輪Ｗｆと後輪Ｗｒとが同一速度で同一方向に回転される連結四輪駆動方式に切り換えられる。この連結四輪駆動方式の走行時には、滑りが生じた車輪Ｗｆ，Ｗｒの車輪駆動モータ７２Ｆ，７２Ｒの動力を、残りの車輪駆動モータ７２Ｆ，７２Ｒに伝達することができ、動力の有効利用を図ることができる。
【００３９】
なお、実施の形態１，２では、走行モード切換装置３１は、油圧ポンプ３２の入力軸４１を前輪側シャフト部２４Ｆに、ハウジング４２を後輪側シャフト部２４Ｒにそれぞれ接続したが、その逆に、前輪側シャフト部２４Ｆをハウジング４２に、後輪側シャフト部２４Ｒを入力軸４１に接続してもよい。
【００４０】
また実施の形態１，２において、走行モード切換装置３１をトランスミッション２７の出力軸（前輪側部）の後輪側または前輪側に介装することもできる。この場合には、トランスミッション２７のケーシング内に軸受を介して油圧ポンプ３２のハウジング４２を回転自在に支持することができる。
【００４１】
さらに上記実施の形態１，２では、走行モード切換装置３１に油圧ポンプ３２を設けたが、油圧モータであってもよい。この油圧モータの場合には、出力軸（作動軸）が前輪側シャフト部２４Ｆに接続されるとともに、モータケーシング（ハウジング）が後輪シャフト部２４Ｒに接続され、さらに排出口（吐出口）と供給口（吸引口）との間に閉回路が接続される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る四輪駆動車両の動力伝達装置の実施の形態１を示し、走行装置を説明する概略平面図である。
【図２】走行装置を説明する概略側面図である。
【図３】走行モード切換装置の油圧ポンプを示す横断面図である。
【図４】走行モード切換装置の縦断面図である。
【図５】走行モード切換装置のスプール弁を示す縦断面図である。
【図６】前輪・後輪の回転速度差と、前輪側シャフト部から後輪側シャフト部への伝達トルクを示すグラフである。
【図７】走行モード切換装置の油圧ポンプの他の実施の形態を示す横断面図である。
【図８】二輪駆動方式の他の実施の形態を示す概略平面図である。
【図９】二輪駆動方式のさらに他の実施の形態を示す概略平面図である。
【図１０】本発明に係る四輪駆動車両の動力伝達装置の実施の形態２を示し、走行装置を説明する概略平面図である。
【図１１】走行装置を説明する部分拡大説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｗｆ  前輪
Ｗｒ  後輪
１７    エンジン
２１    走行装置
２２    最終減速機
２３Ｆ  前輪側アクスル軸
２３Ｒ  後輪側アクスル軸
２４    プロペラシャフト
２４Ｆ  前輪側シャフト部
２４Ｒ  後輪側シャフト部
２５Ｆ  前輪側デファレンシャル装置
２５Ｒ  後輪側デファレンシャル装置
２６    トルクコンバータ
２７    トランスミッション
３１    走行モード切換装置
３２    油圧ポンプ
３２ｏ  吐出口
３２ｉ  吸引口
３３    閉回路
３４    スプール弁
４１    入力軸
４２    ハウジング
４３ｃ  シリンダ室
４３ｐ  ピストン
４４    リングカム
４５    分配弁
７１    走行装置
７２Ｆ  前輪駆動モータ
７２Ｒ  後輪駆動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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