JP2736786B2 - ４輪駆動車の動力分配用湿式油圧多板クラッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、４輪駆動車の動力伝達系の途中に介設され
る動力分配用の湿式油圧多板クラッチに関する。

【従来の技術】

このような湿式油圧多板クラッチとして従来、特公昭
61-28531号公報に記載のものが知られている。これは、
クラッチプレート押圧用の油圧ピストンがクラッチドラ
ムをシリンダとしてこれに摺動自在に嵌合されたもの
で、油圧ピストンはクラッチドラムと共に回転する構成
となっている。

【発明が解決しようとする課題】

このため、油圧ピストンとクラッチドラムとの間に形
成される油圧室には制御油圧の他に動力伝達系の回転に
伴って遠心油圧が発生するようになる。そしてこの遠心
油圧が大きくなると、その分油圧ピストンはクラッチプ
レートに押圧されるようになり、制御油圧を開放しても
クラッチプレートが係合したままでトルク伝達を完全に
オフできなかったり、また所要の制御油圧にコントロー
ルできないなど、微妙な油圧制御を行う上で不都合があ
った。 また、クラッチドラムは油圧ピストンが嵌合する関係
から所要の伝達トルク容量を得るためにクラッチプレー
ト押圧力を確保する必要があり、クラッチドラムの小径
化が難しく、このため、潤滑油とクラッチドラムの撹拌
抵抗により動力伝達効率が低下しがちである。 本発明は、上記事情に鑑み、遠心油圧の発生を未然に
防止して湿式油圧多板クラッチの微妙な油圧制御を可能
とし、またクラッチドラムの小径化による動力伝達効率
の向上を図ると共に、簡素な構成で実現することが可能
な４輪駆動車の動力分配用湿式油圧多板クラッチを提供
することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、４輪駆動車の動
力伝達系の途中に介設される差動装置に一体構成され、
前後輪間の伝達トルクを作動油の圧力に応じて変化させ
る４輪駆動車の動力分配用湿式油圧多板クラッチにおい
て、上記差動装置における不動部材をシリンダとして摺
動する油圧ピストンを備え、上記油圧ピストンは、油圧
室と反対側の作用端部を、上記湿式油圧多板クラッチの
クラッチドラムの端部に内嵌したリテーナプレートにベ
アリングを介して圧接し、上記クラッチドラム内のクラ
ッチプレートを押圧すると共に、上記油圧ピストンに当
接する上記ベアリングのレースを上記不動部材に係止し
て該レースを廻り止めしたことを特徴とする。

【作用】

上記構成により、動力分配用湿式油圧多板クラッチの
油圧ピストンは、差動装置における不動部材をシリンダ
として摺動する。そして、この油圧ピストンは、油圧室
と反対側の作用端部を湿式油圧多板クラッチのクラッチ
ドラムの端部に内嵌したリテーナプレートにベアリング
を介して圧接し、クラッチドラム内のクラッチプレート
を押圧する。従って、動力伝達系の回転によりクラッチ
ドラムとクラッチプレートとが回転しても、油圧ピスト
ンは回転せず、この油圧ピストンと不動部材との間に形
成される油圧室には遠心油圧が発生しない。 また、油圧ピストンに当接する上記ベアリングのレー
スを、差動装置の不動部材に係止して廻り止めするた
め、簡単な構成で実現でき、油圧ピストンには回転力が
全く作用せず、油圧ピストンの耐久信頼性を向上するこ
とが可能となる。

【実施例】

以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説
明する。 第２図は一実施例が適用される横置きトランスアクス
ル型の４輪駆動車の動力伝達系を示し、車体前部にエン
ジン1,クラッチ2,手動変速機３が左右方向に横置き配置
され、これらの後方に前輪側差動装置4,トランスファ装
置5,プロペラシャフト6,動力分配用の湿式油圧多板クラ
ッチ7,後輪側差動装置８が配置される。そしてエンジン
１からクラッチ２を介して手動変速機３に入力される動
力は、そこで適宜変速されて出力ギヤ９から終減速ギヤ
10を介して前輪側差動装置４に入力し、そこから左右の
前輪に動力伝達される。また前記終減速ギヤ10にはトラ
ンスファ装置５の入力ギヤ11が噛合い、この入力ギヤ11
から一対の変向用ベベルギヤ12を介して後方に取出され
るトランスファ装置５からの動力は、プロペラシャフト
６を介して湿式油圧多板クラッチ７に入力する。そして
この湿式油圧多板クラッチ７により前輪側に対して所定
比率で分配される後輪側の動力は、終減速ギヤ13を介し
て後輪側差動装置８に入力し、そこから左右の後輪に動
力伝達されるようになっている。 ここで湿式油圧多板クラッチ７は、第３図に示すごと
く電動式オイルポンプ14,レギュレータバルブ15,トラン
スファクラッチバルブ16,デューティソレノイドバルブ1
7,パイロットバルブ18を有する専用の油圧制御系により
走行状態に応じて適切な制御油圧が供給されるようにな
っている。この油圧制御系は、電動式オイルポンプ14か
らレギュレータバルブ15により所定の油圧に圧力調整さ
れて湿式油圧多板クラッチ７に至る油圧回路系にデュー
ティ圧制御されるトランスファクラッチバルブ16が介在
されると共に、パイロットバルブ18を有するパイロット
圧回路系に排出制御用のデューティソレノイドバルブ17
が挿入されたもので、このデューティソレノイドバルブ
17が制御ユニット19からのデューティ信号により所望の
デューティ圧に調整されることで、トランスファクラッ
チバルブ16が所望のクラッチ圧に調整されるようになっ
ている。なおデューティ比とデューティ圧およびクラッ
チ圧との関係は第４図のとおりである。 このような油圧制御系および湿式油圧多板クラッチ７
は、第１図に示すように前記後輪側差動装置８のディフ
ァレンシャルキャリア20部分にコンパクトにまとめられ
る。すなわちディファレンシャルキャリア20には、後輪
側差動装置８のドライブピニオン21とプロペラシャフト
６側の入力軸22との遊嵌部を覆うように前方へ突出して
入力軸22周囲のエクステンションケース23に接続するシ
リンダ部24が不動部材として一体形成され、第１図
（ａ）に示すごとくこのシリンダ部24の下面に前記各バ
ルブ15,16,17,18を一体構成したバルブユニット25が、
また側面には電動式オイルポンプ14がそれぞれ固定され
ると共に、シリンダ部24内に湿式油圧多板クラッチ７が
配置されるのである。 前記電動式オイルポンプ14は、モータ14aの出力軸に
直結するインナロータ14bとこれに対応したアウタロー
タ14cとが前記シリンダ部24側面のハウジング部24aに収
納され、これらはモータ14aと共にハウジング部24aにボ
ルト固定されるカバー14dによって覆われている。そし
て吸入ポート14eが前記シリンダ部24下面に取付けられ
たオイルパン内の図示しないオイルストレーナーに連通
され、また吐出ポート14fが前記レギュレータバルブ15
に連通されている。 ここで湿式油圧多板クラッチ７は、クラッチドラム7a
が前記入力軸22後端のフランジ部22aに溶接固定される
と共に、クラッチハブ7bが前記ドライブピニオン21の軸
部21aにスプライン嵌合されて入力軸22の端部にスラス
トワッシャ26を介して係止されている。そしてクラッチ
ドラム7aの内周には複数枚のリング状クラッチプレート
7cが両端部のリテーナプレート7dと共にスプライン嵌合
し、一方、クラッチハブ7bの外周には複数枚のリング状
クラッチディスク7eが上記各クラッチプレート7cと交互
に配置されてスプライン嵌合し、これらのクラッチプレ
ート7c,リテーナプレート7d,クラッチディスク7eで多板
クラッチが構成されている。そして前記リテーナプレー
ト7dに押圧力を付与するピストン7fは、不動部材である
前記シリンダ部24内に摺動自在に嵌合してその区画壁24
bおよび内側ガイド筒24cとの間に前記トランスファクラ
ッチバルブ16に連通する油圧室7gを形成すると共に、こ
の油圧室7gと反対側の作用端部をアンギュラコンタクト
のレリーズベアリング27を介して前記リテーナプレート
7dに当接する。 前記レリーズベアリング27は、ピストン7fに当接する
アウタレース27aが爪27bを介して前記内側ガイド筒24c
に回転方向に係合し、インナレース27cが前記クラッチ
ドラム7aの内周にスプライン嵌合したもので、アウタレ
ース27aが回転規制されることでピストン7fはシリンダ
部24に対し廻り止めされている。 一方、入力軸22およびドライブピニオン21の軸部21a
には、クラッチドラム7aの外周側とクラッチハブ7bの内
周側とを連通するように油路22b,21bが形成されてい
る。そしてシリンダ部24内の前記作動油をクラッチドラ
ム7aの外周でかきあげて図示しないオイルガイドにより
油路22bに給油し、この作動油を油路21bを介してクラッ
チハブ7bの内周側に導くことで、スプライン部に半径方
向に設けた図示しない油路を通じてクラッチプレート7
c,クラッチディスク7e等の多板クラッチを潤滑するよう
になっている。なお、この作動油の漏洩を防止すべく、
シリンダ部24の区画壁24b内周部とエクステンションケ
ース23前部内周部にはそれぞれオイルシール28,29が装
着されている。 以上の構成を有する４輪駆動車は、エンジン１からク
ラッチ２を介して手動変速機３に伝達された動力をそこ
で適宜変速し、これを一方は直接前輪側差動装置４に入
力し、他方は湿式油圧多板クラッチ７を介して後輪側差
動装置８に入力することで４輪駆動する。この場合、湿
式油圧多板クラッチ７は、クラッチプレート7cおよびク
ラッチディスク7eが所定の組成の適切な作動油中に浸漬
されて必要摩擦特性を保持しながらその伝達トルクに応
じて前輪側から後輪側へ動力分配する。そしてこの分配
比は、制御ユニット19からのデューティ比信号に応じた
クラッチ圧の変化により前輪100％，後輪０％のFF状態
から漸次後輪側の分配を増して前後輪とも直結式の4WD
状態となるまでの範囲で変化する。そこで制御ユニット
19にスロットル開度信号，後輪回転信号，前輪回転信
号，アイドル信号等の各種の信号を入力して電子制御す
ることで、自動車の走行状態や路面条件に応じた最適な
前後動力分配が可能となり、走行安定性や運転性を向上
することができる。 ここで４輪駆動走行中に、車両の前輪と後輪の軸重配
分の差や急加速，登坂時における重心移動によって前後
輪のタイヤ有効径に差が生じた場合に、前後輪間に相対
回転が生じる。このような場合、湿式油圧多板クラッチ
７は所望のクラッチ圧に制御されることによりトルクリ
ミッタとして働き、クラッチドラム7a側のクラッチプレ
ート7cとクラッチハブ7b側のクラッチディスク7eとの間
にスベリを生じて前後輪の回転差に伴う内部循環トルク
を吸収する。従って４輪駆動走行中の加速性能や燃費を
向上することができ、また駆動系の振動騒音を低減する
ことができる。 ここで湿式油圧多板クラッチ７自体の挙動についてみ
ると、動力伝達系の回転に伴いクラッチドラム7aと共に
クラッチプレート7c,レリーズベアリング27のインナレ
ース27cなどが回転しても、レリーズベアリング27のア
ウタレース27aが不動部材であるシリンダ部24に廻り止
めされていることから、このアウタレース27aに接する
ピストン7fも回転しない。このためピストン自身への廻
り止め機構の追加が不要となる。またピストン7fは、従
来の回転ドラムに内蔵した方式に対して不動部材である
シリンダ部24に嵌合されており、ピストン7fとシリンダ
部材24との間に形成される油圧室7g内には遠心油圧が発
生することがなく、クラッチプレート7cなどに制御油圧
による押圧力以外に不要な押圧力が加わらない。従って
油圧室7gの油圧制御は正確なものとなり、微妙な油圧制
御も可能となる。 なお、湿式油圧多板クラッチ７がスベリを生じる際、
クラッチプレート7cおよびクラッチディスク7eが所定の
組成による適切な作動油中に浸漬されていることから所
望の摩擦特性が得られ、スティックスリップは発生しな
い。従って不快な振動や騒音が生じることがなく、また
摩擦材については所望の信頼性および耐久性が得られ
る。 また湿式油圧多板クラッチ７のピストン7fはディファ
レンシャルキャリア20のシリンダ部24をシリンダとして
摺動する構成であって、従来のクラッチドラム内にピス
トンを内蔵したものは、ドラム外径でピストン外径が決
まってしまうが、ピストンを回転ドラムから分離して不
動部材のシリンダに設けたため、クラッチドラム7aの小
径化が可能であり、従って、クラッチドラム7aの小径化
により作動油の撹拌抵抗が減少して動力伝達効率（燃
費）が向上する。 さらに、湿式油圧多板クラッチ７の油圧制御系は、電
動式オイルポンプ14およびバルブユニット25がディファ
レンシャルキャリア20のシリンダ部24に付設される構成
であって外部配管が不要で、かつ油圧回路が短かいコン
パクトな構成であるから、圧油のリークがないばかりか
湿式油圧多板クラッチ７の作動油圧は応答性が良い。そ
して作動油圧の応答性が良いことから、前輪または後輪
がスリップしたときなど瞬時に動力分配比を変化させ、
車両の挙動を制御することが可能である。 またこのような湿式油圧多板クラッチ７は、ディファ
レンシャルキャリア20のシリンダ部24内に配置されるの
で、同等の効果を得るために、トランスミッションのト
ランスファ装置に湿式油圧多板クラッチを配置する方式
に対して、トランスファ装置５の構成が簡潔となり、パ
ワートレーンのレイアウトに自由度が得られる。 なお、以上の実施例では湿式油圧多板クラッチ７を後
輪側差動装置８におけるディファレンシャルキャリア20
のシリンダ部24内に配置したが、RRベースのパワートレ
ーンで前輪側に独立の差動装置を有する自動車では、前
輪側差動装置におけるデフキャリア内に湿式油圧多板ク
ラッチを配置するものである。 またマニュアルトランスミッション車に限らずオート
マチックトランスミッション車，無段変速機付車両にも
適用可能である。 また、ここでは、ピストンとクラッチドラムのクラッ
チプレートとの間に設けるベアリングをレリーズベアリ
ングで説明したが、第５図に示すごとくスラストベアリ
ング方式でも同一の効果が得られ、この場合のピストン
7fの廻り止めは、レース31の内面に設けた爪31a（第５
図（ａ）参照）を不動部材溝部に嵌合させる。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、動力分配用湿
式油圧多板クラッチの油圧ピストンは、差動装置におけ
る不動部材をシリンダとして摺動する。そして、この油
圧ピストンは、油圧室と反対側の作用端部を湿式油圧多
板クラッチのクラッチドラムの端部に内嵌したリテーナ
プレートにベアリングを介して圧接し、クラッチドラム
内のクラッチプレートを押圧するので、動力伝達系の回
転によりクラッチドラムとクラッチプレートとが回転し
ても、湿式油圧多板クラッチの油圧ピストンは回転せ
ず、この油圧ピストンと不動部材との間に形成される油
圧室には遠心油圧が発生しない。従って、クラッチプレ
ートには、油圧室に遠心油圧が発生することによる不要
な押圧力が加わらず、動力分配用湿式油圧多板クラッチ
は、遠心油圧の影響を受けることなく、油圧室に供給さ
れる作動油の油圧に応じ前後輪間の伝達トルクを正確に
動力分配することが可能となり、湿式油圧多板クラッチ
による前後輪間の動力分配制御精度を向上することがで
きる。 また、動力分配用湿式油圧多板クラッチは、クラッチ
プレートを内装するクラッチドラムに油圧ピストンを嵌
合することなく構成できて、クラッチドラムの小径化が
容易であり、該クラッチドラムの小径化により作動油の
攪拌抵抗を減少して動力伝達効率を向上することができ
る。 更に、油圧ピストンに当接する上記ベアリングのレー
スを、単に、差動装置の不動部材に係止することで廻り
止めするため、油圧ピストンの廻り止めを極めて簡単な
構成で実現することができ、且つ、油圧ピストンには回
転力が全く作用せず、油圧ピストンの耐久信頼性を向上
することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第１図
（ａ）は第１図のＡ−Ａ線断面図、第２図は一実施例が
適用される４輪駆動車の伝動系のスケルトン図、第３図
は一実施例に使用する油圧回路図、第４図はデューティ
圧およびクラッチ圧の特性図、第５図は他の実施例の要
部断面図であり、第５図（ａ）はレースの斜視図であ
る。 １……エンジン、２……クラッチ、３……手動変速機、
４……前輪側差動装置、５……トランスファ装置、６…
…プロペラシャフト、７……湿式油圧多板クラッチ、7a
……クラッチドラム、7b……クラッチハブ、7c……クラ
ッチプレート、7d……リテーナプレート、7e……クラッ
チディスク、7f……ピストン、7g……油圧室、８……後
輪側差動装置、９……出力ギヤ、10……終減速装置、11
……入力ギヤ、12……ベベルギヤ、13……終減速ギヤ、
14……電動式オイルポンプ、14a……モータ、14b……イ
ンナロータ、14c……アウタロータ、14d……カバー、14
e……吸入ポート、14f……吐出ポート、15……レギュレ
ータバルブ、16……トランスファクラッチバルブ、17…
…デューティソレノイドバルブ、18……パイロットバル
ブ、19……制御ユニット、20……ディファレンシャルキ
ャリア、21……ドライブピニオン、21a……軸部、21b…
…油路、22……入力軸、22a……フランジ部、22b……油
路、23……エクステンションケース、24……シリンダ
部、24a……ハウジング部、24b……区画壁、24c……内
側ガイド筒、25……バルブユニット、26……スラストワ
ッシャ、27……レリーズベアリング、27a……アウタレ
ース、27b……爪、27c……インナレース、28,29……オ
イルシール。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】４輪駆動車の動力伝達系の途中に介設され
   る差動装置に一体構成され、前後輪間の伝達トルクを作
   動油の圧力に応じて変化させる４輪駆動車の動力分配用
   湿式油圧多板クラッチにおいて、 上記差動装置における不動部材をシリンダとして摺動す
   る油圧ピストンを備え、 上記油圧ピストンは、油圧室と反対側の作用端部を、上
   記湿式油圧多板クラッチのクラッチドラムの端部に内嵌
   したリテーナプレートにベアリングを介して圧接し、上
   記クラッチドラム内のクラッチプレートを押圧すると共
   に、 上記油圧ピストンに当接する上記ベアリングのレースを
   上記不動部材に係止して該レースを廻り止めしたことを
   特徴とする４輪駆動車の動力分配用湿式油圧多板クラッ
   チ。