JP2796407B2 - ４輪駆動用カップリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、路面状況、運転状況等に応じてカップリン
グのトルク伝達特性を変化させることができる４輪駆動
用カップリング装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 一般に、前、後輪間でトルクを伝達するすべりクラッ
チを備えた公知の４輪駆動用のカップリング装置におい
ては、すべりクラッチを押圧するピストンと、前、後輪
の差動回転に応じた圧力をピストンに作用させる圧力制
御手段を備え、この圧力制御手段にて路面状況、運転状
況等に応じた圧力を発生させ、この圧力によりピストン
を差動してすべりクラッチを摩擦係合させるようになっ
ている。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記した４輪駆動用のカップリング装
置においては、路面状況、運転状況等を検出する検出手
段、ならびにこれら検出手段に応じて圧力を制御する圧
力制御手段等を必要とし、構成が複雑になる問題を生ず
る。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、前輪側と後輪側との間に配置され、両者の間でト
ルクを伝達するすべりクラッチを備えた４輪駆動用カッ
プリング装置において、エンジンより回転動力が伝えら
れる入力回転部材と、この入力回転部材と相対回転可能
かつすべりクラッチを介して結合可能な出力回転部材
と、前記入力回転部材および出力回転部材にそれぞれ相
対回転可能な相対回転部材を備えこの相対回転部材と前
記入力回転部材および出力回転部材の一方との相対回転
に応じた圧力を発生する圧力発生手段と、この圧力発生
手段にて発生した圧力が作用され前記すべりクラッチを
その圧力に応じた推力で係合するピストンと、前記入力
回転部材および出力回転部材の一方と前記相対回転部材
との間に配置された変速機構と、この変速機構と前記相
対回転部材とを連結遮断する第１のクラッチ部と、前記
入力回転部材および出力回転部材の一方と前記相対回転
部材とを連結遮断する第２のクラッチ部と、これら第１
および第２のクラッチ部を選択的に係合させる選択係合
手段とによって構成したものである。

＜作用＞ 入力回転部材および出力回転部材の一方と相対回転部
材が相対回転されると、圧力発生手段により相対回転速
度に応じた圧力が発生する。この圧力によりピストン押
圧され、すべりクラッチが係合されて入力回転部材と出
力回転部材との間でトルクが伝達される。

かかるトルク伝達特性は、第１および第２クラッチ部
の選択的な作動により可変に制御できる。

すなわち、相対回転部材をフリー状態にすると、入力
回転部材と出力回転部材の差動回転に拘わらず、入力回
転部材および出力回転部材の一方と相対回転部材との相
対回転は生起されないため、圧力発生手段で圧力が発生
せず、２輪駆動に近い状態となる。

一方、相対回転部材を入力回転部材および出力回転部
材の一方に連結すると、圧力発生手段により入力回転部
材と出力回転部材との差動回転に応じた圧力が発生し、
この圧力によりピストンが押圧されてすべりクラッチが
係合され、通常の４輪駆動状態となる。

さらに相対回転部材を入力回転部材および出力回転部
材の一方に変速機構を介して連結すると、入力回転部材
および出力回転部材の一方と相対回転部材との相対回転
が増速され、入力回転部材と出力回転部材との差動回転
に対する発生圧力が増大され、よりタイトな４輪駆動状
態が実現できる。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図において、50はエンジン、51はトランスミッシ
ョン、52は前輪側差動装置、53は後輪側差動装置、54は
前輪側駆動軸、55は後輪側駆動軸、56は前輪、57は後
輪、10は前輪側駆動軸54と後輪側駆動軸55との間に設け
られた４輪駆動用のカップリング装置を示す。

前記エンジン50の回転動力は、トランスミッション51
を介して前輪側差動装置52に伝えられ、前輪56を駆動す
るとともに、前輪側駆動軸54に伝えられ、その回転はカ
ップリング装置10を介して後輪側駆動軸55に伝達され、
後輪57を駆動するようになっている。

前記カップリング装置10は、第１図に示すように、前
記前輪側駆動軸54に連結される入力回転部材11と、前記
後輪側駆動軸55に連結される出力回転部材12と、後述す
るブレードからなる相対回転部材の相対回転に応じた圧
力を発生する圧力発生部15と、この圧力発生部15にて発
生した圧力が作用されるピストン16と、このピストン16
の押圧力によって摩擦係合されるすべりクラッチ17とに
よって主に構成されている。

前記出力回転部材12は中空室18を形成したハウジング
13を有し、このハウジング13内を縦貫して入力回転部材
11が回転可能に軸承されている。入力回転部材11の外周
には回転スリーブ14が同心的に回転可能に重合されてい
る。

前記ハウジング13の中空穴18には、前記ピストン16が
摺動可能に収納され、このピストン16はハウジング13の
内周に形成されたスプラインに係合して回り止めされて
いる。ハウジング13の中空穴18の底壁とピストン16の端
壁との間には、クラッチチャンバ19が形成され、このク
ラッチチャンバ19にすべりクラッチ17を構成する複数の
アウタプレート21とインナプレート22が交互に配置され
ており、アウタプレート21はハウジング13の内周にスプ
ライン係合され、インナプレート22は入力回転部材11の
外周にスプライン係合されている。

前記ハウジング13の中空穴18の開口端にはサイドプレ
ート24が回り止めして装着され、このサイドプレート24
と前記ピストン16との真に円筒上の空間部25が形成さ
れ、この空間部25にその軸方向寸法より僅かに小さな肉
厚の回転部材26が摺接可能に収納され、この回転部材26
は前記回転スリーブ14上にスプライン係合されている。
回転部材26は第２図に示すように、直径方向に延びる複
数のブレード27を有し、この複数のブレード27によって
空間部25は円周上複数の圧力室28に区画され、これら各
圧力室28にシリコンオイル等の高粘性流体29が充填され
ている。しかして上記した円筒状空間部25に収納された
ブレード27および高粘性流体29により前記圧力発生部15
を構成し、かかる圧力発生部15により、前記ブレード27
が空間部25内で相対回転すると、その相対回転速度差に
比例した圧力が圧力室28に発生するようになっている。

前記回転スリーブ14には変速機構（増速機構）30が連
結されている。変速機構30は遊星歯車機構からなり、ブ
レード27を増速回転させる機能を有している。

すなわち、前記回転スリーブ14上には太陽歯車31が装
着され、この太陽歯車31に噛み合う円周上複数の遊星歯
車32が、キャリヤケース33に保持された支軸34に軸承さ
れている。キャリヤケース33は前記回転スリーブ14上に
相対回転可能に軸承されている。一方、前記ハウジング
13の中空穴18の開口端には内歯歯車35が固着され、この
内歯歯車35に前記遊星歯車32が噛合されている。

前記入力回転部材11とハウジング13と回転スリーブ14
との各間にはそれらを選択的に結合解離する選択結合手
段40が設けられている。

すなわち、第３図に示すように、入力回転部材11上に
はクラッチケース41が一体的に取付けられ、このクラッ
チケース41に伝達プレート42が回転軸線方向にのみ相対
回転可能に回転連結されており、この伝達プレート42は
その両側に配置された一対のスプリング43,44の発力に
より通常定められた定位置に保持されている。また伝達
プレート42の両側には僅かな隙間を存してクラッチプレ
ート45,46がそれぞれ配置され、一方のクラッチプレー
ト45は前記回転スリーブ14に連結され、他方のクラッチ
プレート46は前記キャリヤケース33に連結されている。
しかして伝達プレート42と一方のクラッチプレート45と
によって第１のクラッチ部Ａを構成し、伝達プレート42
と他方のクラッチプレート46とによって第２のクラッチ
部Ｂを構成している。

前記伝達プレート42は非回転部に揺動可能に支持され
た操作レバー47によって３位置に位置決めされるように
なっている。すなわち、操作レバー47は、前記伝達プレ
ート42を一対のクラッチプレート45,46の何れとも係合
しない状態（第１および第２のクラッチ部Ａ、Ｂをとも
にオフ）に保持する第１位置と、伝達プレート42を一方
のクラッチプレート45に係合（第１のクラッチ部Ａをオ
ン）させる第２位置と、さらに伝達プレート42を他方の
クラッチプレート46に係合（第２のクラッチ部Ｂをオ
ン）させる第３位置との３位置に選択的に保持されるよ
うになっている。

次に上記した構成におけるカップリング装置の動作に
ついて説明する。

ブレード27がハウジング13に対して相対回転すると、
圧力室28に充填された高粘性流体29が、ピストン16とサ
イドプレート24との対向する２面間を回転速度差に応じ
た流速で強制移動され、高粘性流体29の粘性摩擦作用に
より圧力室28内にブレード27とハウジング13との相対回
転に比例した内圧が発生し、ピストン16にすべりクラッ
チ17を押圧する推力が作用される。

この場合には、複数のアウタプレート21とインナプレ
ート22がピストン16に作用する推力に応じて摩擦係合さ
れ、すべりクラッチ17を介して入力回転部材14より出力
回転部材12に回転トルクが伝達される。

以下カップリングのトルク伝達特性を変化させる動作
について説明する。

（１） ２輪駆動 第１および第２のクラッチ部Ａ、Ｂともにオフの状態
においては、ブレード27はフリー状態となり、入力回転
部材11と出力回転部材12との差動に拘わらず、ハウジン
グ13とブレード27との相対回転は生起されず、２輪駆動
に近い状態となる。

（２） ４輪駆動Ｉ 操作レバー47を操作して第１のクラッチ部Ａをオン状
態にすると、このクラッチ部Ａおよびクラッチケース41
を介してブレード27が入力回転部材11に一体的に連結さ
れ、入力回転部材11と出力回転部材12との差動に応じて
ブレード27がハウジング13内で相対回転され、ピストン
16に両部材11,12の差動回転に応じた圧力が作用されて
すべりクラッチ17が結合され、伝達トルク特性が第５図
の（Ｉ）に示すようになり、通常の４輪駆動状態とな
る。

（３） ４輪駆動II 操作レバー47を操作して第２のクラッチ部Ｂをオン状
態にすると、このクラッチ部Ｂおよび変速機構30を介し
て回転スリーブ14が入力回転部材11に連結されるように
なり、これによって入力回転部材11の回転は変速機構30
によって増速されて回転スリーブ14に伝えられるため、
ブレード27とハウジング13との相対回転は入力回転部材
11と出力回転部材12との差動回転のS2/S1倍（但し、S1
は太陽歯車32の歯数、S2はリング歯車35の歯数を示す）
に増速される。従って、入力回転部材11と出力回転部材
12との差動回転に対してブレード27による発生圧力が増
大され、伝達トルク特性が第５図の（II）に示すように
増大される。

上記した実施例においては、変速機構（遊星機構）を
ブレードを増速させる機能として用いたが、カップリン
グ自体の伝達トルク特性を高めに設定し、変速機構をブ
レードを減速させる機能として用いても第５図に示すと
同様な特性を得ることができるものである。

なお、第１および第２のクラッチ部A,Bの制御は、運
転者の意思によってセレクタスイッチ等を操作すること
によってレバー操作用のアクチュエータを作動させるよ
うにしてもよいし、また車速、車輪速、スロットル開度
あるいはABS作動等を検出するセンサを設け、それらセ
ンサの検出信号に応じて自動制御することも可能であ
り、特にその構成を限定するものではない。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明によれば、選択結合手段によ
って相対回転部材をフリーの状態にしたり、入（出）力
回転部材に直結したり、あるいは変速機構を介して連結
するようにした構成であるので、従来のように路面状
況、運転状況等を検出する検出手段、ならびにこれら検
出手段に応じて圧力を制御する圧力制御手段を不要にで
き、簡単な構成で路面状況、走行状況等に応じてトルク
伝達特性を変化させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は４輪駆動
用カップリング装置の一部を欠如した断面図、第２図は
第１図のII−II線断面図、第３図は４輪駆動用カップリ
ング装置の全体を示す概要図、第４図は４輪駆動車を示
す概略図、第５図はトルク伝達特性を示す図である。 11……入力回転部材、12……出力回転部材、15……圧力
発生部、16……ピストン、17……すべりクラッチ、27…
…ブレード、30……変速機構、40……選択結合手段、A,
B……クラッチ部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪側と後輪側との間に配置され、両者の
   間でトルクを伝達するすべりクラッチを備えた４輪駆動
   用カップリング装置において、エンジンより回転動力が
   伝えられる入力回転部材と、この入力回転部材と相対回
   転可能かつ前記すべりクラッチを介して結合可能な出力
   回転部材と、前記入力回転部材および出力回転部材にそ
   れぞれ相対回転可能な相対回転部材を備えこの相対回転
   部材と前記入力回転部材および出力回転部材の一方との
   相対回転に応じた圧力を発生する圧力発生手段と、この
   圧力発生手段にて発生した圧力が作用され前記すべりク
   ラッチをその圧力に応じた推力で係合するピストンと、
   前記入力回転部材および出力回転部材の一方と前記相対
   回転部材との間に配置された変速機構と、この変速機構
   と前記相対回転部材とを連結遮断する第１のクラッチ部
   と、前記入力回転部材および出力回転部材の一方と前記
   相対回転部材とを連結遮断する第２のクラッチ部と、こ
   れら第１および第２のクラッチ部を選択的に係合させる
   選択係合手段とによって構成してなる４輪駆動用カップ
   リング装置。