JP3237415B2 - 多板摩擦クラッチ構造 - Google Patents

多板摩擦クラッチ構造

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JP3237415B2 JP22646694A JP22646694A JP3237415B2 JP 3237415 B2 JP3237415 B2 JP 3237415B2 JP 22646694 A JP22646694 A JP 22646694A JP 22646694 A JP22646694 A JP 22646694A JP 3237415 B2 JP3237415 B2 JP 3237415B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力軸から出力軸へ伝
達される駆動力を変更する多板摩擦クラッチ構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の多板摩擦クラッチとしては、四輪
駆動車の変速機から得られた駆動力を前後輪に分割する
トランスファとして、例えば本出願人によって提案され
ている特開平１ー２０４８２６号公報記載のものが知ら
れている。この従来装置には、図１３に示すように、後
輪駆動系に駆動力を伝達する入力軸２の中央部には、前
後輪に対する駆動力配分比を変更する多板摩擦クラッチ
１が配設されている。
【０００３】この多板摩擦クラッチ１は、入力軸２にス
プライン結合されたクラッチドラム１ａと、このクラッ
チドラム１ａに回転方向に係合させたフリクションプレ
ート１ｂと、入力軸２の外周に回転自在に配設されたク
ラッチハブ１ｃと、このクラッチハブ１ｃに回転方向を
係合させたフリクションディスク１ｄと、この図におい
て右側に配置さたクラッチピストン１ｅと、このクラッ
チピストン１ｅとクラッチドラム１ａの間に形成された
シリンダ室１ｆと、クラッチピストン１ｅに付勢力を付
与するリターンスプリング１ｇとを備えている。
【０００４】また、トランスファケーシング３の所定位
置には油圧供給装置から作動油圧Ｐが供給される入力ポ
ート４が設けられており、この入力ポート４は、トラン
スファケーシング３及びクラッチドラム１ａの内部に形
成された供給油路５ａ、５ｂを介して前記シリンダ室１
ｆと連通している。そして、トランスファケーシング３
の供給油路５ａと、クラッチドラム２ａの供給油路５ｂ
との連通間には、シール部材６が配設されて液密を確保
する構造とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示した従来の多板摩擦クラッチ２は、回転するクラッ
チドラム１ａに油路５ｂを形成した複雑な油路構造とさ
れているので、シール部材６の摩擦等による劣化によっ
て作動油がリークしやすく、所定の作動油圧Ｐがシリン
ダ室１ｆに供給できず、高精度に駆動力配分比を変更す
ることができないおそれがある。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、高精度に駆動力配分比を変更することができる多
板摩擦クラッチ構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の多板摩擦クラッチ構造は、入力軸の回転駆動力を、シ
リンダ室への作動油供給によるクラッチピストンの軸方
向移動により、回転する多板クラッチ部材に所定の締結
力を付与して所定のトルク配分比で出力軸に伝達する多
板摩擦クラッチ構造において、ケーシングの内壁に、軸
方向に移動自在とされたクラッチピストンを着脱自在に
配設し、前記ケーシングの内壁と前記クラッチピストン
との間でシリンダ室を形成するとともに、前記クラッチ
ピストンは、スラスト軸受を介して多板クラッチ部材と
当接し、該スラスト軸受に面する部分にケーシング内壁
に係合してクラッチピストンの回転を拘束する回転拘束
部材を設け、前記クラッチピストンの回転を拘束する前
記回転拘束部の強度を、前記ケーシング内壁に対して弱
く且つ所定のトルク入力で破壊するよう設定したことを
特徴とする構造である。
【０００８】また、請求項２記載の多板摩擦クラッチ構
造は、請求項１記載の多板摩擦クラッチ構造において、
回転拘束部を、前記入力軸の周方向において係合するケ
ーシングの内壁に設けられた係合部材及びクラッチピス
トンに設けられた係合部材とで構成し、前記ケーシング
の係合部材に対して前記クラッチピストンの係合部材の
強度を低く、且つ所定の入力トルクでせん断破壊するよ
う設定することを特徴とする構造。また、請求項３記載
の多板摩擦クラッチ構造は、請求項２記載の構造におい
て、前記回転拘束部を構成するクラッチピストンの係合
部材を、クラッチピストンの内周縁に等間隔に設けたボ
スとしたことを特徴とする構造である。
【０００９】
【作用】請求項１記載の多板摩擦クラッチ構造によれ
ば、クラッチピストンは、回転拘束部に回転が拘束さ
れ、軸方向の移動のみが許容されてケーシングの内壁に
配設されているとともに、これらケーシングの内壁とク
ラッチピストンとの間にシリンダ室が形成され、ケーシ
ングのみに油路を設けることが可能となるので、回転部
分でのシール部材が不要となり作動油のリークを著しく
減少させることができる。したがって、所定圧の作動油
をシリンダ室に供給して高精度の駆動力配分比の変更が
可能となる。そして、若し、スラスト軸受が焼き付いて
しまいクラッチピストンにトルクが伝達されてしまった
場合には、前記回転拘束部の強度を、ケーシング内壁に
対して弱く且つ所定のトルク入力で破壊するよう設定さ
れているので、回転拘束部材の回転拘束は解除されてク
ラッチピストンは回転する。これにより、入力軸は回転
が停止せず、出力軸には、入力軸の回転駆動力が伝達さ
れる。
【００１０】また、請求項２記載の構造によれば、請求
項１記載の作用に加えて、回転拘束部が、入力軸の周方
向において係合するケーシングの内壁に設けられた係合
部材と、この係合部材より強度が低く、所定の入力トル
クでせん断破壊するクラッチピストンに設けられた係合
部材とで構成されているので、若し、スラスト軸受が焼
き付いてしまいクラッチピストンにトルクが伝達されて
しまった場合には、このクラッチピストンの係合部材の
みが破壊する。したがって、ケーシングの内壁に着脱自
在に配設されているクラッチピストンのみを交換すれば
よいので、メインテナンスの良好な構造が得られる。
【００１１】また、請求項３記載の構造によれば、請求
項２記載の作用に加えて、前記回転拘束部を構成するク
ラッチピストンの係合部材を、クラッチピストンの内周
縁に等間隔に設けたボスとしたので、若し、スラスト軸
受が焼き付いてしまいクラッチピストンにトルクが伝達
された場合であっても、このクラッチピストンのボスの
みがせん断破壊するだけでクラッチピストンは回転す
る。したがって、本発明の多板摩擦クラッチ構造を、前
後輪に駆動力を配分する四輪駆動車両の変速機に採用す
ると、車両は走行不能とならずに最小のトルク配分比で
四輪駆動走行を行なう。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１に示すものは、ＦＲ（フロントエンジン，
リヤドライブ）方式をベースにしたパートタイム四輪駆
動車であり、回転駆動源としてのエンジン１０と、前左
〜後右側の車輪１２FL〜１２RRと、車輪１２FL〜１２RR
への駆動力配分比を変更可能な駆動力伝達系１４と、駆
動力伝達系１４による駆動力配分を制御するために油圧
を供給する油圧供給装置１６と、油圧供給装置１６を制
御するコントローラ１８を備えた車両である。
【００１３】駆動力伝達系１４は、エンジン１０からの
駆動力を選択された歯車比で変速する変速機２０と、こ
の変速機２０からの駆動力を前輪１２FL、１２FR及び後
輪（常時駆動輪）１２RL、１２RR側に分割するトランス
ファ２２とを有している。そして、駆動力伝達系１４で
は、トランスファ２２で分割された前輪駆動力が前輪側
出力軸２４、フロントディファレンシャルギヤ２６及び
前輪側ドライブシャフト２８を介して、前輪１２FL、１
２FRに伝達され、一方、後輪側駆動力がプロペラシャフ
ト（後輪側出力軸）３０、リアディファレンシャルギヤ
３２及びドライブシャフト３４を介して後輪１２RL、１
２RRに伝達される。
【００１４】図２はトランスファ２２の内部構造を示す
ものであり、トランスファケーシング４０内において同
軸突き合わせ状態で配設されている入力軸４２及び第１
出力軸４４は、入力軸４２がフロントケーシング４０ａ
にラジアル軸受４６を介して回転自在に支持され、第１
出力軸４４がリアケーシング４０ｂにラジアル軸受４８
を介して回転自在に支持されて相対回転可能に配設され
ている。そして、これら入力軸４２及び第１出力軸４４
に対して平行に、フロントケーシング４０ａ及びリアケ
ーシング４０ｂにそれぞれ配設されたベアリング５０、
５２を介して第２出力軸５４が回転自在に支持されてい
る。なお、入力軸４２は変速機２０の出力軸５６に結合
し、第１出力軸４４は後輪側出力軸３０に結合し、第２
出力軸５４は前輪側出力軸２４に結合されている。
【００１５】そして、入力軸４２及び第１出力軸４４に
は、副変速機構５８と、２輪ー４輪駆動切換機構６０と
が設けられている。副変速機構５８は、遊星歯車機構６
２と、この遊星歯車機構６２に同軸的に配設された噛み
合いクラッチ形式の高低速切換機構６４とで構成されて
いる。遊星歯車機構６２は、入力軸４２の外周に形成さ
れたサンギヤ６２ａと、フロントケーシング４０ａ内部
で固定されたインターナルギヤ６２ｂと、これらサンギ
ヤ６２ａ及びインターナルギヤ６２ｂに噛合するピニオ
ンギヤ６２ｃと、ピニオンギヤ６２ｃを回転自在に支持
するピニオンキャリア６２ｄとで構成されている。
【００１６】また、高低速切換機構６４は、第１出力軸
４４の外周に設けられた複数条のキー溝と内歯６４ｂ1
とのスプライン結合により軸方向にスライド自在とさ
れ、外周に外歯６４ｂ2 が設けられてなるシフトスリー
ブ６４ｂと、シフトスリーブ６４ｂの内歯６４ｂ1 と噛
合可能な入力軸４２の外周位置に形成された高速シフト
用ギヤ６４ｃと、シフトスリーブ６４ｂの外歯６４ｂ2
と噛合可能なピニオンキャリア６２ｄの内周部に形成さ
れた低速シフト用ギヤ６４ｄとで構成されている。
【００１７】そして、図３において実線で示すシフトス
リーブ６４ｂの上部側配置のように、記号Ｈの高速シフ
ト位置までシフトスリーブ６４ｂがスライド移動する
と、高速シフト用ギヤ６４ｃと内歯６４ｂ1 とが噛合す
るようになっている。また、図３においてシフトスリー
ブ６４ｂの下部側配置のように、記号Ｌの低速シフト位
置までシフトスリーブ６４ｂがスライド移動すると、低
速シフト用ギヤ６４ｄと外歯６４ｂ2 とが噛合するよう
になっている。また、二点鎖線で示すシフトスリーブ６
４ｂの上部側配置のように、記号Ｎの中立位置までシフ
トスリーブ６４ｂが移動すると、内歯６４ｂ1 及び外歯
６４ｂ2 は高低速切換機構６４の他のギヤのいずれにも
噛合しないようになっている。
【００１８】２輪ー４輪駆動切換機構６０は、前後輪に
対する駆動力配分比を変更する湿式多板摩擦クラッチ
（以下、摩擦クラッチと略称する。）６６と、第１出力
軸４４に回転自在に配設された第１スプロケット６８
と、第２出力軸５４と同軸に結合された第２スプロケッ
ト７０と、第１及び第２スプロケット６０、７０間に巻
装さたチェーン７２とで構成されている。
【００１９】摩擦クラッチ６６は、図４に示すように、
第１スプロケット６８に結合されたクラッチドラム６６
ａと、このクラッチドラム６６ａにスプライン結合され
たフリクションプレート６６ｂと、第１入力軸４４の外
周にスプライン結合されたクラッチハブ６６ｃと、クラ
ッチハブ６６ｃに一体結合されて前記フリクションプレ
ート６６ｂ間に配設されたフリクションディスク６６ｄ
と、第１出力軸４４の外周に配設されてクラッチドラム
６６ａ側への軸方向移動によりフリクションプレート６
６ｂ及びフリクションディスク６６ｄを当接させる回転
部材６６ｅと、クラッチハブ６６ｃに一体結合されクラ
ッチハブ６６ｃと回転部材６６ｅとを係合するピン６６
ｋと、リアケーシング４０ｂの内壁に装着されて軸方向
の移動が可能とされたクラッチピストン６６ｇと、この
クラッチピストン６６ｇの軸方向の移動を回転部材６６
ｅに伝達するスラスト軸受６６ｆと、クラッチピストン
６６ｇとリアケーシング４０ｂとの内壁間に形成された
シリンダ室６６ｈと、回転部材６６ｅに対してクラッチ
ピストン６６ｇ側へ付勢力を与えるリターンスプリング
６６ｊとで構成されている。
【００２０】そして、シリンダ室６６ｈと連通するリア
ケーシング４０ｂに形成された入力ポート７４に、油圧
供給装置１６からクラッチ圧ＰC が供給されると、シリ
ンダ室６６ｈ内の押圧力発生によりクラッチピストン６
６ｇが図４の左側へ移動し、このクラッチピストン６６
ｇの移動がスラスト軸受６６ｆを介して回転部材６６ｅ
に伝達され、相互に離間していたフリクションプレート
６６ｂ及びフリクションディスク６６ｄが、フリクショ
ンディスク６６ｄの移動により当接し、摩擦力によるク
ラッチ圧Ｐｃに応じた締結力が付与される。これによ
り、第１出力軸４４の回転駆動力が、摩擦クラッチ６６
の締結力に応じた所定のトルク配分比で、第１スプロケ
ット６８、チェーン７２及び第２スプロケット７０を介
して第２出力軸５４に伝達されるようになっている。
【００２１】また、供給されるクラッチ圧Ｐｃが低下し
てリターンスプリング６６ｊの付勢力によって回転部材
６６ｅ及びクラッチピストン６６ｇが図４の右側へ移動
してフリクションプレート６６ｂ及びフリクションディ
スク６６ｄが相互に離間すると、第１出力軸４４の回転
駆動力は第２出力軸５４に伝達されない。ところで、リ
アケーシング４０ｂの内壁には、着脱自在に前記第２ク
ラッチピストン６６ｇが装着されている。
【００２２】すなわち、図５は、リアケーシング４０ｂ
の内壁を示すもので、第１出力軸４４が挿通されている
挿通孔４０ｂ1 の周縁には、３つのケーシングボス６５
が突出して形成されており、これらケーシングボス６５
の間は１２０°のピッチＳで空隙部６５ｓが設けられて
いる。また、図６は、クラッチピストン６６ｇを軸線に
沿う方向から示すもので、内径部６７ａには、径方向内
方に向けて突出する３つのピストンボス６７が形成さ
れ、これらピストンボス６７は、１２０°のピッチＳで
それぞれ設けられている。
【００２３】そして、リアケーシング４０ｂの内壁に、
空隙部６５ｓ内にクラッチボス６７を挿入してクラッチ
ピストン６６ｇを装着することにより、図４に示すよう
に、クラッチボス６７とケーシングボス６５とは噛み合
わされた状態とされ、回転しないクラッチピストン６６
ｇとリアケーシング４０ｂとの間にシリンダ室６６ｈが
形成される。
【００２４】ここで、若し、クラッチピストン６６ｇに
所定のトルクＴが作用した場合には、全てのクラッチボ
ス６７がせん断破壊してクラッチピストン６６ｅが回転
する構造とされている。すなわち、クラッチボス６７
は、第１出力軸４４の回転駆動力が第２出力軸５４に伝
達される最小のトルク配分比と同等のトルクＴ（前述し
た所定のトルク）が作用すると、せん断破壊するように
強度設計がなされている。
【００２５】また図２に戻って、２輪ー４輪駆動切換機
構６０を構成する第１スプロケット６８には、シフトス
リーブ６４ｂ側の外周に４輪駆動用ギヤ８０が設けられ
ており、前述した図３の低速位置Ｌまでシフトスリーブ
６４ｄが移動すると、外歯６４ｂ2 と低速シフト用ギヤ
６４ｄとの噛合とともに、前記４輪駆動用ギヤ８０が内
歯６４ｂ1 と噛合する構造とされている。これにより、
シフトスリーブ６４ｂ及び４輪駆動用ギヤ８０は、低速
位置Ｌで第１出力軸４４及び第２出力軸５４を強制的に
結合するドグクラッチを構成している。
【００２６】そして、噛み合いクラッチ形式とされた高
低速切換機構６４のシフトスリーブ６４ｂは、副変速機
レバー（図示せず）の手動操作によってフォーク（図２
で示す符号８４がフオークの先端部）を介して高速シフ
ト位置Ｈ、中立位置Ｎ若しくは低速シフト位置Ｌまでス
ライド移動する。ここで、フロントケーシング４０ａ内
部には、図３に示すように、シフトスリーブ６４ｂが高
速シフト位置Ｈまでスライド移動したことを検出する高
速シフト位置センサ８６と、シフトスリーブ６４ｂが低
速シフト位置Ｌまでスライド移動したことを検出する低
速シフト位置センサ８８が配設されている。そして、高
速シフト位置センサ８６の検出信号ＳH、低速シフト位
置センサ８８の検出信号ＳL は後述するコントローラ１
８に随時入力されるようになっている。
【００２７】また、前記油圧供給装置１６は、図７に示
す回路構成によりトランスファ２２の入力ポート７４に
所定のクラッチ圧Ｐｃが供給されるようになっている。
この油圧供給装置１６は、第１出力軸４４と直結して回
転駆動する正逆回転形のメインポンプ１００と、このメ
インポンプ１００と並列配置され、電動モータ（サブモ
ータ）１０２を動力源として回転駆動する正回転形のサ
ブポンプ１０４を油圧源としている。これらメインポン
プ１００及びサブポンプ１０２は、オイルタンク１０５
内の作動油をストレーナ１０６ａ、１０８ａを介して吸
入し、吐出側の配管１０６ｂ、１０８ｂに吐出する。ま
た、配管１０６ｂ、１０８ｂを収束する収束配管１１０
ａには、オイルエレメント１１２が接続され、このオイ
ルエレメント１１２の上流側（メインポンプ１００及び
サブポンプ１０４側）に、他端が潤滑系１１４側と接続
するリリーフ路１１６が接続されている。また、オイル
エレメント１１２の下流側にライン圧調圧弁１１８が接
続されているとともに、収束配管１１０ａから分岐する
配管１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｅに、それぞれ電磁開
閉弁１２０、クラッチ圧力調整弁１２２、減圧弁１２４
の入力側が接続されている。また、クラッチ圧力調整弁
１２２の出力側には、電磁切換弁１２０からのパイロッ
ト圧が供給されるとトランスファ２２にクラッチ圧Ｐｃ
を供給するパイロット切換弁１２６の入力側が接続さ
れ、減圧弁１２４の出力側には、デュティー制御電磁弁
１２８の入力側が接続されている。なお、オイルタンク
１０５内には作動油の温度を検知する温度センサ１３０
が配設されているとともに、ライン圧調圧弁１１８によ
り減圧設定された圧力を検知する油圧スイッチ１３２及
びパイロット切換弁１２６から出力されるクラッチ圧Ｐ
ｃを検知する圧力スイッチ１３４が配設され、これら検
知信号はコントローラ１８に出力されるようになってい
る。そして、この油圧供給装置１６は、実際の車両で
は、トランスファ２２の内部に配設されている。なお、
オイルタンク１０５から作動油を吸引するメインポンプ
１００は、図２に示すように、第１ギヤ１３６ａ及び第
２ギヤ１３６ｂを介して第１出力軸４４と連結され、サ
ブポンプ１０４は、リアケーシング４０ｂに外付けされ
た電動モータ１０２に連結されている。
【００２８】次に、図７を参照して油圧供給装置１６の
各構成部品を詳述する。正回転駆動をするメインポンプ
１００は、吸入配管１０６ｃの端部に接続されたストレ
ーナ１０６ａを介してオイルタンク１０５から作動油を
吸引し、サブポンプ１０４も、吸入配管１０８ｃの端部
に接続されたストレーナ１０８ａを介してオイルタンク
１０５から作動油を吸引する。そして、収束配管１１０
ａと接続する各ポンプの吐出配管１０６ｂ、１０８ｂに
はそれぞれ逆止弁１０６ｄ、１０８ｄが介挿されている
とともに、メインポンプ１００の吐出配管１０６ｂとサ
ブポンプ１０４の吸入配管１０８ｃとの間は、バイパス
路１４０が接続されている。このバイパス路１４０は、
バイパス配管１４０ａと、このバイパス配管１４０ａに
介挿された３連の逆止弁１４０ｂとで構成され、吐出配
管１０６ｂが負圧状態となった場合に逆止弁１４０ｂが
開状態となり、作動油が破線矢印方向に流れる連通路と
なる。
【００２９】オイルエレメント１１２より上流側の収束
配管１１０ａに接続されたリリーフ路１１６は、潤滑系
１１４側に他端が接続されたリリーフ配管１１６ａと、
このリリーフ配管１１６ａに介挿された２連のバネ付き
逆止弁１１６ｂとで構成されている。そして、オイルエ
レメント１１２のフィルタに目詰まりが発生して、オイ
ルエレメント１１２より上流側の圧力が所定圧以上とな
ると、逆止弁１１６ｂが開状態となり、作動油が破線矢
印方向に流れる連通路となる。
【００３０】ライン圧調圧弁１１８は、内部パイロット
及びスプリング形式の減圧弁により構成され、収束配管
１１０ａ側に接続する入力ポート１１８A 、潤滑系１１
４側に接続する出力ポート１１８B 及び固定絞りを介し
て一次圧及び二次圧が供給される内部パイロットポート
１１８P1、１１８P2を有する筒状の弁ハウジング内にス
プールが摺動自在に配設され、このスプールを一端側に
付勢するリターンスプリング１１８ａが配設されてい
る。そして、メインポンプ１００もしくはサブポンプ１
０４で昇圧された供給圧ＰL は、ライン圧調圧弁１１８
より所定圧に減圧設定されて電磁切換弁１２０、クラッ
チ圧力調整弁１２２、減圧弁１２４に供給される。な
お、減圧設定した際に出力ポート１１８B から流れ出た
作動油は、潤滑系１１４へ戻される。
【００３１】また、クラッチ圧力調整弁１２２は、内
部、外部パイロット及びスプリング形式の圧力調整弁で
構成されており、配管１１０ｃと接続する入力ポート１
２２A、パイロット切換弁１２６と接続する出力ポート
１２２B 、二次圧が固定絞りを介してパイロット圧とし
て供給される内部パイロットポート１２２P1、デューテ
ィ制御電磁弁１２８から制御圧が供給される外部パイロ
ットポート１２２P2を有する筒状の弁ハウジング内にス
プールが摺動自在に配設され、このスプールを一端側に
付勢するリターンスプリング１２２ａが配設されてい
る。このクラッチ圧力調整弁１２２は、デューティ制御
電磁弁１２８から制御圧が供給されない場合には、入力
ポート１２２A と出力ポート１２２B の連通路が閉塞さ
れて二次圧が出力されないが、デューティ制御電磁弁１
２８からパイトッロ制御圧が供給されると、スプールが
移動制御されて出力ポート１２２B からパイロット制御
圧に応じた二次圧がクラッチ圧Ｐｃとして出力される。
【００３２】減圧弁１２４は、内部パイロット及びスプ
リング形式の二次圧一定形減圧弁により構成されてお
り、配管１１０ｅと接続する入力ポート１２４A 、デュ
ーティ制御電磁弁１２８と接続する出力ポート１２
４B 、出力ポート１２４B からの二次圧が固定絞りを介
してパイロット圧として供給される内部パイロットポー
ト１２４P と、ドレインポート１２４H とを有する筒状
の弁ハウジング内にスプールが摺動自在に配設され、こ
のスプールを一端側に付勢するリターンスプリング１２
４ａが配設されている。そして、内部パイロットポート
１２４P に供給されるパイロット圧によってスプールが
所定位置に移動制御されることにより、入力ポート１２
４A から供給された一次圧が、所定圧に減圧調整された
制御圧としてデューティ制御電磁弁１２８に供給される
ようになっている。
【００３３】また、デューティ制御電磁弁１２８は、３
ポート２位置形に構成され、減圧弁１２４側に接続され
た入力ポート１２８A と、ドレイン側に接続されたドレ
インポート１２８R と、クラッチ圧力調整弁１２２の外
部パイロットポート１２２P2と接続する出力ポート１２
８B と、リターンスプリング１２７ａを有し、弁内部に
配設されたスプールが出力ポート１２８B とドレインポ
ート１２８R とを連通させるノーマル位置１２８ｂと、
入力ポート１２８A と出力ポート１２８B とを連通させ
る作動位置１２８ｃとに移動制御される弁である。そし
て、コントローラ１８からソレノイド１２８ｄに所要デ
ューティ比の励磁電流ｉ0 が供給されると、その励磁電
流ｉ0 がオン状態である区間リターンスプリング１２８
ａに抗してノーマル位置１２８ｂから作動位置１２８ｃ
にスプールが移動制御されることにより、デューティ比
に応じたパイロット制御圧がクラッチ圧調整弁１２２に
出力される。したがって、クラッチ圧調整弁１２２は、
デューティ制御電磁弁１２８から外部パイロットポート
１２２P2に制御圧が供給されると、パイロット制御圧に
応じたクラッチ圧Ｐｃが吐出され、これに応じた摩擦ク
ラッチ６６の締結力が制御されてクラッチＰｃに応じた
前輪への駆動トルクの配分が行われる。
【００３４】また、スプリングオフセット形の電磁切換
弁１２０は、３ポート２位置に構成され、ライン圧が供
給される入力ポート１２０A と、パイロット切換弁１２
６の外部パイロットポート１２６P1と接続する出力ポー
ト１２０B と、ドレインポート１２０D とを有し、弁内
部に配設されたスプールが入力ポート１２０A を遮断し
且つ出力ポート１２０B をドレインポート１２０D に連
通させるノーマル位置１２０ｂと、入力ポート１２０A
と出力ポート１２０B とを連通させ且つドレインポート
１２０D を遮断する作動位置１２０ｃとに移動制御され
る弁である。そして、電磁開閉弁１２０は、コントロー
ラ１８から励磁電流ｉ1 がソレノイド１２０ｄに出力さ
れると、その励磁電流ｉ1 がオン状態を継続している間
リターンスプリング１２０ａに抗してスプールが移動制
御されて作動位置１２０ｃとなり、パイロット切換弁１
２６の外部パイロットポート１２６P1にパイロット制御
圧が供給される。また、コントローラ１８からの励磁電
流ｉ1 がオフ状態となると、リターンスプリング１２０
ａの押圧力によってノーマル位置１２０ｂに戻され、外
部パイロットポート１２６P1に供給されていたパイロッ
ト制御圧がドレインポート１２０D を通じて消圧され
る。
【００３５】また、パイロット切換弁１２６は、図８に
も示すように、クラッチ圧力調整弁１２２から二次圧が
供給される入力ポート１２６A 、トランスファ２２へ二
次圧を供給する出力ポート１２６B 、電磁切換弁１２０
のソレノイド１２０ｄが通電状態であるときに制御圧が
供給される外部パイロットポート１２６P1、ドレインポ
ート１２６H を有する筒状の弁ハウジング１２６ｉ内
に、スプール１２６ｅが摺動自在に配設され、さらに、
このスプール１２６ｅを一端側に付勢するリターンスプ
リング１２６ａが配設されている弁である。
【００３６】そして、このパイロット切換弁１２６のス
プール１２６ｅは、外部パイロットポート１２６P1にパ
イロット制御圧が供給されない場合には、入力ポート１
２６ A と出力ポート１２６B とが遮断され、且つ出力ポ
ート１２６B がドレインポート１２６D に連通する２Ｗ
Ｄモード位置１２６ｂに移動制御されるようになってい
る（図８の左側半断面状態）。また、電磁切換弁１２０
のソレノイド１２０ｄが通電状態（オン状態）となる
と、電磁切換弁１２０のスプールを第２位置１２０ｃに
移動制御して外部パイロットポート１２６P1に制御圧が
供給され、入力ポート１２６A と出力ポート１２６B と
が連通する４ＷＤモード位置１２６ｃに移動制御される
ようになっている（図８の右側半断面状態）。
【００３７】このように、パイロット切替弁１２６を電
磁切替弁１２０からのパイロット制御圧で駆動すること
により、高圧のパイロット制御圧でスプル１２６ｅを駆
動することができ、スプール１２６ｅの摺動通路に塵
埃、切り屑等が付着してスプール１２６ｅの摺動抵抗が
大きい場合でも、スプール１２６ｅの摺動を確保するこ
とができる。
【００３８】一方、コントローラ１８は、図１に示すよ
うに、高速シフト位置センサ８６、低速シフト位置セン
サ８８、２ー４ＷＤモードセンサ９０からの検出信号に
基づいて油圧供給装置１６への励磁電流ｉ0 、ｉ1 を出
力する装置である。なお、この実施例では、同じコント
ローラ１８において、油圧供給装置１６が所定の油圧を
保持可能にするための制御も行うようになっており、そ
のために必要な前記油温センサ１３０および油圧スイッ
チ１３２，１３４を備えるとともに、これらのセンサか
らの検出信号に基づく制御信号ＣＳ2 もコントローラ１
８から前記油圧供給装置１６へ出力されるようになって
いる。
【００３９】このコントローラ１８は、図９に示すよう
に、前記駆動力配分制御を行うためのマイクロコンピュ
ータ７と、前述の所定油圧保持制御を行うためのマイク
ロコンピュータ８と、前記マイクロコンピュータ７から
の制御信号ＣＳ0 に応じて前記油圧供給装置１６におけ
るデューティ制御電磁弁１２８のソレノイド１２８ｄに
所要デューティ比の励磁電流ｉ0 を供給する駆動回路３
１ａと、前記マイクロコンピュータ７からの制御信号Ｃ
Ｓ1 に応じてオン・オフされる励磁電流ｉ1 を油圧供給
装置１６における電磁切替弁１２０のソレノイド１２０
ｄに供給する駆動回路３１ｂと、前記マイクロコンピュ
ータ８からのモータ制御信号ＳM に応じてサブモータ１
０２をチョッパ制御してモータ制御信号ＳM に応じた回
転速度に速度制御するモータ駆動回路１０３とを備えて
いる。
【００４０】前記マイクロコンピュータ７は、前記各セ
ンサ８６、８８、９０、９２、９４からの検出信号を各
検出値として読み込むためのＡ／Ｄ変換機能を有する入
力インタフェース回路７ａと、所定のプログラムに従っ
て駆動力配分制御のための演算・制御処理（図１２参
照）等を行う演算処理装置７ｂと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の
記憶装置７ｃと、前記演算処理装置７ｂで得られた前輪
側トルク配分を決定するクラッチ圧Ｐｃを指令するデュ
ーティ比Ｄの制御信号ＣＳ0 及びクラッチ圧Ｐｃを出力
するか否かを決定する制御信号ＣＳ1 を出力するための
出力インタフェース回路７ｄとを備えている。また、前
記マイクロコンピュータ８は、前記各センサ１３０，１
３２，１３４からの検出信号を各検出値として読込むた
めのＡ／Ｄ変換機能を有する入力インタフェース回路８
ａと、演算処理装置８ｂと、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装
置８ｃと、前記演算処理装置８ｂで得られたサブモータ
回転速度指令値を例えばアナログ電圧信号ＳM として出
力するためのＤ／Ａ変換機能を有する出力インタフェー
ス回路８ｄとを備えている。
【００４１】そして、マイクロコンピュータ７は、図示
しない演算処理に従って、２ー４ＷＤモードセンサ９０
からのモード信号Ｄn 、高速シフト位置センサ８６から
の高速シフト位置検出信号ＳH 、低速シフト位置センサ
８８からの低速シフト位置検出信号ＳL に基づいて、前
輪側トルク配分指令値Ｔ2 を設定し、これに対応するク
ラッチ圧Ｐｃを指定するデューティ比Ｄを算出し、この
デューティ比Ｄに対応する指令値の制御信号ＣＳ0 を出
力するとともに、制御信号ＣＳ1 をオン状態若しくはオ
フ状態に制御し、これら制御信号ＣＳ0 及びＣＳ1 をそ
れぞれ前記駆動回路３１ａ、３１B に出力する。
【００４２】そして、前記駆動回路３１ａは、前記マイ
クロコンピュータ７から出力されるアナログ電圧信号で
なる制御信号ＣＳ0 の指令値に応じたデューティ比Ｄの
励磁電流を出力する例えばパルス幅変調回路を備えてお
り、制御信号ＣＳ0 の指令値に応じたデューティ比の励
磁電流ｉ0 をデューティ制御電磁弁１２８のソレノイド
１２８ｄに出力する。
【００４３】また、前記駆動回路３１ｂは、前記マイク
ロコンピュータ７から出力される制御信号ＣＳ1 を電磁
切替弁１２０のソレノイド１２０ｄを励磁可能な電流値
の励磁電流ｉ1 に変換して、これを電磁切換弁１２０の
ソレノイド１２０ｄに出力する。また、この実施例のコ
ンロトーラ１８で行われる演算処理、すなわち油圧供給
装置１６が所定の油圧を供給可能にするための制御は、
例えば、図示されない演算処理によって、油圧スイッチ
１３２で収束配管１１０ａのオイルエレメント１１２の
下流側のライン圧ＰL が設定値以下に低下していること
を検出したときに、サブポンプ１０４からの吐出圧（油
量）を制御するために、前記油温センサ１２０からの油
温検出値ＳY に応じて設定される回転速度指令値を表す
制御信号Ｓ M を算出し、これをモータ駆動回路１０３に
供給することにより、サブモータ１０２の回転速度を制
御して、油圧供給装置１６から出力されるライン圧ＰL
を所定圧力に維持するものである。
【００４４】ここで、マイクロコンピュータ７の記憶装
置７ｃには、演算処理装置７ｂの処理の実行に必要なプ
ログラム及び固定データ等が予め記憶されているととも
に、その処理結果が一時記憶可能とされている。この
内、固定データとしては、図１０から図１２に示す各制
御特性に対応した記憶テーブルを含んでいる。図１０
は、前後輪回転速度差ΔＴに対する前輪側への伝達トル
クΔＴの制御特性を示したものである。これによると、
駆動力配分を伝達トルクΔＴを回転速度差Δの増加に応
じて非線形に増加させている。また、図１１は、パイロ
ット切換弁１２６のクラッチ圧Ｐｃの変化に応じて直線
的に変化する前輪側への伝達トルクΔＴの値を示してい
る。また、図１２は、デューティ制御電磁弁１２８のソ
レノイド１２８ｄに供給する励磁電流値ｉ0 のデューテ
ィ比Ｄの増加に応じて非線形に放物線状に増加するクラ
ッチ圧力調整弁１２２のクラッチ圧Ｐｃの値を示してい
る。
【００４５】そして、マイクロコンピュータ７で前後輪
の回転速度差ΔＮをもとに図１０に対応する記憶テーブ
ルを参照することにより伝達トルクΔＴが決定される
と、図１１、図１２に対応する記憶テーブルを順次参照
して、コントローラ１８が出力しなければならないデュ
ーティ比Ｄの値が逆算されるようになっている。そし
て、図１２で示すＤ1 〜Ｄ2 の範囲のデューティ比に応
じたクラッチ圧Ｐ1 〜Ｐ2が摩擦クラッチ６６に供給さ
れると、摩擦クラッチ６６の締結力に応じた所定のトル
ク配分比が、後輪：前輪＝１００％：０〜後輪：前輪＝
５０％：５０％まで連続的に変化される。
【００４６】次に、副変速機レバーのレンジ選択による
トランスファ２２の駆動力伝達経路と車両の走行状態に
ついて説明する。なお、副変速機レバーは、後２輪駆動
Ｈｉレンジ（以下、２Ｈレンジと略称する。）、４輪駆
動高速レンジ（以下、４Ｈレンジと略称する。）、中立
レンジ（以下、Ｎレンジと略称する）、４輪駆動低速レ
ンジ（４Ｌレンジ）の４つのレンジが設定可能とされ、
４Ｌレンジ及び４Ｈレンジが選択されると、コントロー
ラ１８に２ー４ＷＤモードセンサ９０から４輪駆動モー
ド信号Ｄn が入力されるようになっている。また、レン
ジ選択パターンは、２Ｈレンジー４ＨレンジーＮレンジ
ー４Ｌレンジに設定されている。
【００４７】先ず、Ｎレンジを選択すると、シフトスリ
ーブ６４ｂは図３の上部側で示すように中立位置Ｎまで
スライド移動する。この場合には、シフトスリーブ６４
ｂは、高速シフト用ギヤ６４ｃ、低速シフト用ギヤ６４
ｄ及び４輪駆動用ギヤ８０のいずれにも噛合せず伝達経
路が確保されていないので、全車輪は駆動しない。ま
た、２Ｈレンジを選択すると、コントローラ１８に２ー
４ＷＤモードセンサ９０から２輪駆動モード信号Ｄn が
入力され、コントローラ１８は油圧供給装置１６に対し
て油圧供給制御を行わず、トランスファ２２の入力ポー
ト７４にクラッチ圧Ｐｃは供給されない。
【００４８】そして、シフトスリーブ６４ｂは、図３の
上部側で示すように高速位置Ｈまでスライド移動し、内
歯６４ｂ1 と高速シフト用ギヤ６４ｃが噛合するので、
入力軸４２の駆動力は高速シフト用ギヤ６４ｃ、内歯６
４ｂ1 、第１出力軸４４の伝達経路によって高速回転駆
動力として伝達され、摩擦クラッチ６６のフリクション
プレート６６ｂ及びフリクションディスク６６ｄは締結
されないので第２出力軸５４への伝達経路が確保され
ず、車両は高速２輪駆動状態で走行可能となる。
【００４９】また、４Ｈレンジを選択すると、コントロ
ーラ１８に２ー４ＷＤモードセンサ９０から４輪駆動モ
ード信号Ｄn が入力され、コントローラ１８はデューテ
ィ比Ｄ1 〜Ｄ2 の範囲に応じた指令値の制御信号ＣＳ0
をデューティ制御電磁弁１２８のソレノイド１２８ｄに
出力してクラッチ圧力調整弁１２２を制御する。これに
より、クラッチ圧調整弁１２２からＰ1 〜Ｐ2 の範囲の
二次圧が出力され、パイロット切換弁１２６を介してク
ラッチ圧Ｐｃとして入力ポート７４（摩擦クラッチ６
６）に供給される。そして、入力軸４２の駆動力は高速
シフト用ギヤ６４ｃ、内歯６４ｂ1 、第１出力軸４４の
伝達経路により高速回転駆動力として伝達され、第１出
力軸４４の高速回転駆動力は、所定のトルク配分比で締
結された摩擦クラッチ６６、第１のスプロケット６８、
チェーン７２、第２のスプロケット７０、第２出力軸５
４の伝達経路により高速回転駆動力として伝達されるの
で、車両は高速４輪駆動状態で走行可能となる。
【００５０】また、４Ｌレンジを選択すると、シフトス
リーブ６４ｂは図３の下部側で示すように低速位置Ｌま
でスライド移動し、低速シフト用ギヤ６４ｄと外歯６４
ｂ2が噛合すると同時に、４輪駆動用ギヤ８０と内歯６
４ｂ1 が噛合していく。そして、低速シフト用ギヤ６４
ｄは遊星歯車機構６２により入力軸４２に対して減速回
転しているので、入力軸４２の駆動力は、低速シフト用
ギヤ６４ｄ、外歯６４ｂ2 、内歯６４ｂ1 、第１出力軸
４４の伝達経路により減速回転駆動力として伝達され、
同時に、第１出力軸４４の低速回転駆動力は、内歯６４
ｂ1 、４輪駆動用ギヤ８０、第１のスプロケット６８、
チェーン７２及び第２のスプロケット７０、第２出力軸
５４の伝達経路により減速回転駆動力として伝達される
ので、車両は低速４輪駆動状態で走行可能となる。
【００５１】ここで、若し、四輪駆動走行時に、回転部
材６６ｅとともに回転しているスラスト軸受６６ｆが焼
き付いてしまった場合には、クラッチピストン６６ｇに
所定のトルクＴ（第１出力軸４４の回転駆動力が第２出
力軸５４に伝達される最小のトルク配分比と同等のトル
ク）以上のトルクが伝達されると、ケーシングボス６５
に係合しているクラッチボス６７がせん断破壊し、クラ
ッチピストン６６ｇは回転する。これにより、車両は、
走行不能とならずに最小のトルク配分比で四輪駆動走行
を行うことができる。
【００５２】したがって、本実施例の摩擦クラッチ６６
を構成しているクラッチピストン６６ｇは、ケーシング
ボス６５にピストンボス６７が係合して回転が拘束さ
れ、且つ軸方向の移動のみが許容されてリアケーシング
４０ｂの内壁に配設され、これらの間に形成されたシリ
ンダ室６６ｈにリアケーシング４０ｂに設けた入力ポー
ト７４から作動油が供給される構造とされている。これ
により、従来の多板摩擦クラッチのような回転部材に油
路が設けられてシール部材の摩擦劣化により作動油が多
量にリークするおそれがないので、摩擦クラッチ６６
は、所定のクラッチ圧Ｐｃをシリンダ室６６ｆに供給
し、高精度の駆動力配分比の変更を行うことができる。
【００５３】また、クラッチピストン６６ｇに所定のト
ルクＴ（第１出力軸４４の回転駆動力が第２出力軸５４
に伝達される最小のトルク配分比と同等のトルク）以上
のトルクが伝達されると、ケーシングボス６５に係合し
ているクラッチボス６７がせん断破壊してクラッチピス
トン６６ｇは回転する構造とされているので、スラスト
軸受６６ｆが焼き付いてしまった場合であっても、車両
は走行不能とならずに最小のトルク配分比で四輪駆動走
行を行うことができる。
【００５４】また、クラッチピストン６６ｇは、リアケ
ーシング４０ｂの内壁に着脱自在に配設されているの
で、若しピストンボス６７が破壊しても交換が容易であ
り、メインテナンスの良好な摩擦クラッチ６６とするこ
とができる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の多板摩擦クラッチ構造は、クラッチピストンは、
回転拘束部に回転が拘束され、軸方向の移動のみが許容
されてケーシングの内壁に配設されているとともに、こ
れらケーシングの内壁とクラッチピストンとの間にシリ
ンダ室が形成され、ケーシングのみに油路を設けること
が可能となるので、回転部分でのシール部材が不要とな
り作動油のリークを著しく減少させることができる。し
たがって、所定圧の作動油をシリンダ室に供給して高精
度の駆動力配分比の変更を行なうことができる。そし
て、若し、スラスト軸受が焼き付いてしまいクラッチピ
ストンにトルクが伝達されてしまった場合には、前記回
転拘束部の強度を、ケーシング内壁に対して弱く且つ所
定のトルク入力で破壊するよう設定されているので、回
転拘束部材の回転拘束は解除されてクラッチピストンは
回転する。これにより、入力軸は回転が停止せず、出力
軸に入力軸の回転駆動力を伝達することができる。
【００５６】また、請求項２記載の構造は、請求項１記
載の効果に加えて、回転拘束部が、入力軸の周方向にお
いて係合するケーシングの内壁に設けられた係合部材
と、この係合部材より強度が低く、所定の入力トルクで
せん断破壊するクラッチピストンに設けられた係合部材
とで構成されているので、若し、スラスト軸受が焼き付
いてしまいクラッチピストンにトルクが伝達されてしま
った場合には、このクラッチピストンの係合部材のみが
破壊する。したがって、ケーシングの内壁に着脱自在に
配設されているクラッチピストンのみを交換すればよい
ので、メインテナンスの良好な構造を得ることができ
る。
【００５７】また、請求項３記載の構造は、請求項２記
載の構造に加えて、回転拘束部を構成するクラッチピス
トンの係合部材を、クラッチピストンの内周縁に等間隔
に設けたボスとしたので、若し、スラスト軸受が焼き付
いてしまいクラッチピストンにトルクが伝達された場合
であっても、このクラッチピストンのボスのみがせん断
破壊するだけでクラッチピストンは回転する。したがっ
て、本発明の多板摩擦クラッチ構造を、前後輪に駆動力
を配分する四輪駆動車両の変速機に採用すると、車両は
走行不能とならずに最小のトルク配分比で四輪駆動走行
を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る四輪駆動車の概略を示す構成図
である。
【図２】この発明に係るトランスファの内部構造を示す
図である。
【図３】この発明に係る副変速機構のシフトスリーブの
スライド動作を示す図である。
【図４】この発明に係る多板摩擦クラッチを示す図であ
る。
【図５】この発明に係るトランスファケーシングの内壁
構造を示す図である。
【図６】この発明に係るクラッチピストンを示す図であ
る。
【図７】この発明に係る油圧供給装置を示す回路図であ
る。
【図８】この発明に係る油圧供給装置で使用されている
切換弁を示す図である。
【図９】この発明に係る制御手段を示すブロック図であ
る。
【図１０】前後輪回転数差に対する前輪側への伝達トル
クの制御特性グラフである。
【図１１】油圧供給装置から供給されるクラッチ圧の変
化に応じて変化する前輪側への伝達トルクの制御特性グ
ラフである。
【図１２】デューティ比に応じて変化するクラッチ圧の
制御特性グラフである。
【図１３】従来のトランスファ装置に組み込まれている
多板摩擦クラッチ構造を示す図である。
【符号の説明】
４４ 第１出力軸（入力軸） ４０ｂ リアケーシング（トランスファケーシング） ５４ 第２出力軸（出力軸） ６５ ケーシングボス（係合部材）（回転拘束部） ６６ｂ フリクションプレート（多板クラッチ部材） ６６ｄ フリクションディスク（多板クラッチ部材） ６６ｅ 回転部材（多板クラッチ部材） ６６ｆ スラスト軸受 ６６ｇ クラッチピストン ６６ｈ シリンダ室 ６７ ピストンボス（係合部材）（回転拘束部） ７４ 入力ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−248721（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−8644（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204826（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−63939（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 25/00 - 25/12 B60K 17/348

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力軸の回転駆動力を、シリンダ室への
    作動油供給によるクラッチピストンの軸方向移動によ
    り、回転する多板クラッチ部材に所定の締結力を付与し
    て所定のトルク配分比で出力軸に伝達する多板摩擦クラ
    ッチ構造において、 ケーシングの内壁に、軸方向に移動自在とされたクラッ
    チピストンを着脱自在に配設し、前記ケーシングの内壁
    と前記クラッチピストンとの間でシリンダ室を形成する
    とともに、前記クラッチピストンは、スラスト軸受を介
    して多板クラッチ部材と当接し、該スラスト軸受に面す
    る部分にケーシング内壁に係合してクラッチピストンの
    回転を拘束する回転拘束部材を設け、前記クラッチピス
    トンの回転を拘束する回転拘束部の強度を、前記ケーシ
    ング内壁に対して弱く且つ所定のトルク入力で破壊する
    よう設定したことを特徴とする多板摩擦クラッチ構造。
  2. 【請求項２】 回転拘束部を、前記入力軸の周方向にお
    いて係合するケーシングの内壁に設けられた係合部材及
    びクラッチピストンに設けられた係合部材とで構成し、
    前記ケーシングの係合部材に対して前記クラッチピスト
    ンの係合部材の強度を低く、且つ所定の入力トルクでせ
    ん断破壊するよう設定したことを特徴とする請求項１記
    載の多板摩擦クラッチ構造。
  3. 【請求項３】 前記回転拘束部を構成するクラッチピス
    トンの係合部材を、クラッチピストンの内周縁に等間隔
    に設けたボスとしたことを特徴とする請求項２記載の多
    板摩擦クラッチ構造。
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