JP3650472B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横置きエンジンに用いられる車両用駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンを横置き配置した車両の駆動装置に関しては、特開平4−83948号公報の先行技術がある。この先行技術には、エンジン、トルクコンバータ、ダブルピニオン式プラネタリギヤを具備する前後進切換装置及びベルト式無段変速機を車体幅方向に同軸上に設け、無段変速機のセカンダリ軸からの出力をディファレンシャル装置に伝動構成することが示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術のものにあっては、横置きに配置されるエンジンに、このエンジンと同軸上に順次トルクコンバータ、前後進切換装置、ベルト式無段変速機が設けられ、更にベルト式無段変速機のセカンダリ軸の下方にディファレンシャル装置が設けられ、これらが一体構成されたトランスミッションケースが接合されることから、車幅方向において駆動装置全長が長大となり、車載状態においてエンジンルーム側壁と駆動装置とが接近配置され、側面衝突時のクラッシュストロークを充分に確保しようとすると車体設計の自由度が制限され、またエンジンルーム内の作業空間が得難く、トランスミッション着脱時や整備等の円滑な作業が妨げられるおそれがある。
【0004】
更にこの駆動装置をベースとする4輪駆動車用駆動装置にあってはベルト式無段変速機のセカンダリ軸側にセンタディファレンシャル装置を更に設けることから構造及びそれらを制御する制御装置が複雑になり、コストの高騰を招く等の不具合がある。
【0005】
また、同一形状を有するエンジンルーム構造内にベルト式無段変速機、手動変速機(マニュアルトランスミッション、MT)及び自動変速機(オートマッチクトランスミッション、AT)等との車載互換性を有することが望ましく、比較的コンパクトに設計可能な手動変速機と全長寸法やトランスミッションケース外周寸法、いわゆる胴廻り寸法を略同一にすれば車載のための支持部材や排気系の共用化が可能になる。
【0006】
従って、本発明の目的は、駆動装置、特にトランスミッションケースの車体幅方向の短縮を図り、車体設計の自由度及びクラッシュストローク、トランスミッション脱着時等の作業空間を確保しつつ従来のエンジンルームに搭載可能でしかも、構成部品の共用化を図ることにより容易に4輪駆動車用駆動装置に変更可能な車両用駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明による車両用駆動装置は、横置きに配置したエンジンと、該エンジンのクランク軸の回転軸芯と同軸軸上で車体幅方向に延在してエンジンから出力が入力されるプライマリ軸及び該プライマリ軸に対して車体後方でかつ高位置に平行配置されたセカンダリ軸を有し、前記プライマリ軸に設けられたプライマリプーリとセカンダリ軸に設けられたセカンダリプーリとの間に駆動ベルトが巻き掛けられ、前記プライマリプーリとセカンダリプーリとに対する駆動ベルトの巻付径の比率を変えて変速するベルト式無段変速機と、前記セカンダリ軸の下方において該セカンダリ軸に対して平行配置されてフロントデファレンシャル装置に動力伝達するフロントドライブ軸と、該フロントドライブ軸に対して同軸上に配置されるダブルピニオン式プラネタリギヤと、該ダブルピニオン式プラネタリギヤのキャリヤに前記セカンダリ軸からの出力を選択的に動力伝達する第1の摩擦係合要素と、前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのサンギヤにセカンダリ軸からの出力を動力伝達する入力部材と、前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのキャリヤからの出力を前記フロントドライブ軸に動力伝達する出力伝達手段と、前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのリングギヤを選択的に回転係止する第2の摩擦係合要素とを有し、前進段は、前記第1の摩擦係合要素が動力伝達状態であって、第2の摩擦係合要素がリングギヤ回転許容状態であり、後退段は、第1の摩擦係合要素が解放状態で第2の摩擦係合要素がリングギヤ回転係止状態であることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1において、本発明が適用される車両用駆動装置としてベルト式無段変速機付2輪駆動車用駆動装置の駆動系について説明する。
【0011】
符号10は横置きエンジンであり、エンジン10に接合されてトルクコンバータ20を収容するトルクコンバータケース1、このトルクコンバータケース1の側方に位置してベルト式無段変速機30及びディファレンシャル装置、例えばフロントディファレンシャル装置40を収容するデフアンドコンバータハウジング2及びサイドケース3、前記トルクコンバータケース1と協働してトランスファユニット50を収容するエンドカバー4が接合されてトランスミッションケース5を形成し、トランスミッションケース5の下部にオイルパン(図示せず)が設けられる。
【0012】
横置きエンジン10のクランク軸11がトルクコンバータケース1内部のトルクコンバータ20に連結し、トルクコンバータ20からの入力軸21がデフアンドコンバータハウジング2内部のベルト式無段変速機30のプライマリ軸31に連結することによりクランク軸11からの動力をトルクコンバータ20を介して無段変速機30のプライマリ軸31に伝動構成される。
【0013】
そして無段変速機30で無段変速した動力をセカンダリ軸32に出力し、カウンタシャフト39等を介してトランスファユニット50に入力し、トランスファユニット50によってフロントディファレンシャル装置40を介して前輪に伝動構成される。
【0014】
トランスミッションケース5内にはトルクコンバータ20に設けられるオイルポンプドライブ軸24aに連結して常に駆動されるオイルポンプ8が設けられ、オイルポンプ8により常時油圧を発生してトルクコンバータ20等に給油し、無段変速機30の油圧制御を可能にし、かつ車速センサ9a、スロットルセンサ9b、シフトスイッチ9c等の各信号に基づいて油圧制御回路9によって制御してトランスファユニット50の油圧制御を可能にしている。
【0015】
次に図2乃至図9によってトルクコンバータ20、ベルト式無段変速機30、フロントディファレンシャル装置40及びトランスファユニット50について順次説明する。
【0016】
トルクコンバータ20は、図2に要部断面を示すようにデフアンドコンバータハウジング2及びサイドカバー3にボールベアリング21aを介してクランク軸11に対して同軸上で回転自在に軸支される入力軸21を有している。
【0017】
入力軸21の外周は略円筒状で基端に設けられたフランジ部がオイルポンプハウジング8cを介在してトルクコンバータケース1にボルト結合されたステータ軸22によって回転自在に囲まれ、ステータ軸22にはインペラ24に一体的に結合されたオイルポンプドライブ軸24aが回転自在に嵌合している。
【0018】
インペラ24は、その外周がフロントカバー25の外周と一体的に結合され、ドライブプレート26を介してクランク軸11に結合することによってクランク軸11と一体的に回転駆動される。
【0019】
インペラ24と対向して入力軸21にスプライン嵌合するタービン27が配置され、インペラ24とタービン27との間においてステータ軸22にワンウエイクラッチ28aを介して支持されるステータ28が介装されている。
【0020】
更にタービン27とフロントカバー25との間にロックアップクラッチ29が介装され、ステータ軸22の基端にはオイルポンプドライブ軸24aによって回転駆動されるインナギヤ8a、インナギヤ8aに噛合するアウタギヤ8b及び前記オイルポンプハウジング8cを具備するオイルポンプ8が設けられている。
【0021】
そしてエンジン10のクランク軸11が回転すると、クランク軸11に結合されたドライブプレート26、フロントカバー25等を介してインペラ24が回転駆動される。
【0022】
インペラ24の回転によりインペラ24内のオイルが遠心力によって外側に放出され、そのオイルがタービン27の外側から流入してタービン27にインペラ24の回転と同方向のトルクを伝達することによりタービン27とスプライン嵌合する入力軸21を回転駆動する。更にステータ28によってタービン27から流出するオイルの流出方向をインペラ24の回転力を助長する方向に反転させてインペラ24のトルク増大を図っている。またタービン27の回転数が大であるときにはオイルの流れがステータ28の背面に当りワンウエイクラッチ28aによりステータ28を空転させるように構成されている。
【0023】
一方一定の車速又は回転数に達したときロックアップクラッチ29によりフロントカバー25を介してインペラ24とタービン27とを直結状態にし、いわゆるトルクコンバータの滑りをなくし、その分エンジン10の回転数が低下することにより燃費の節約及び静粛性の向上を図っている。
【0024】
ベルト式無段変速機30は互に平行配置されたプライマリ軸31とセカンリ軸32に各々設けられたプライマリプーリ33とセカンダリプーリ34と、これら両プーリ33、34間に巻き掛けられた駆動ベルト35とを有し、各プーリ33、34のプーリ溝巾を変えることにより各プーリ33、34に対する駆動ベルト35の有効巻き付け径の比率を変えて無段階に変速するよう構成されている。
【0025】
このため前記入力軸21と一体に形成されたプライマリ軸31に設けられるプライマリプーリ33は、プライマリ軸31と一体に形成された固定シーブ33aと、この固定シーブ33aに対して軸方向への移動を可能にする可動シーブ33bを有している。固定シーブ33aと可動シーブ33bとは変速機の円滑な無段変速を確保するため駆動ベルト35を所定のクランプ力で挾持してトルク伝達すると共に、固定シーブ33aと可動シーブ33bによって形成されるプーリ溝巾を円滑に可変制御する必要から、プライマリ軸31と可動シーブ33bとの嵌合部には各々軸方向に延在して互いに対向する複数のボール溝を形成し、対向するボール溝の間に介在するボール33cを介してトルク伝達する手段が採られている。
【0026】
可動シーブ33bの固定シーブ33aと反対側の背面には略円筒状のピストン37aが固定されており、このピストン37aはプライマリ軸31に中心部が固定された有底円筒状のシリンダ37bと協働して油圧室37Aを形成すると共にプーリ溝巾を狭くする方向に可動シーブ33bを付勢するスプリング37cを具備する油圧アクチュエータ37が設けられている。
【0027】
プライマリ軸31には油圧室37Aに連通する油路31bが形成され、スロットル開度等に基づいて油圧制御回路9によって制御されてサイドカバー3に形成される油路3aを介して油圧アクチュエータ37の油圧室37A内に給排する油圧によって可動シーブ33bをプライマリ軸31に沿って移動させることによってプーリ溝巾を可変制御している。
【0028】
一方プライマリ軸31と平行に配置されるセカンダリ軸32はデフアンドコンバータハウジング2及びサイドカバー3にローラベアリング32a及びボールベアリング32bを介して回転自在に軸支され、セカンダリ軸32に設けられるセカンダリプーリ34は、セカンダリ軸32と一体に形成された固定シーブ34aと、この固定シーブ34aに対して軸方向への移動を可能にする可動シーブ34bを有し、セカンダリ軸32と可動シーブ34bとはセカンダリ軸32と可動シーブ34bの嵌合部に各々軸方向に延在して互いに対向して形成された複数のボール溝間に介在するボール34cを介してトルク伝達するよう構成されている。
【0029】
可動シーブ34bの背面には略円筒状のシリンダ36aが固定されており、このシリンダ36aはセカンダリ軸32に中心部が固定された円筒状のピストン36bと協働して油圧室36Aを形成すると共にプーリ溝巾を狭くする方向に可動シーブ34bを付勢するスプリング36cを具備する油圧アクチュエータ36が設けられている。
【0030】
セカンダリ軸32には油圧室36Aに連通する油路32cが形成され、スロットル開度等に基づいて油圧制御回路9によって制御されてサイドカバー3に形成される油路3bを介して油圧アクチュエータ36の油圧室36Aに給排するよう構成され、かつセカンダリ軸32の一端にはドライブギヤ38が設けられている。
【0031】
ここでセカンダリプーリ34の可動シーブ34bに比べプライマリプーリ33の可動シーブ33bの油圧を受ける受圧面積が大であることから油圧室37A及び36Aに給排される油圧に従ってプライマリプーリ33とセカンダリプーリ34のプーリ溝巾が逆の関係に変化して各プーリ33、34に対する駆動ベルト35の有効巻付け径の比率を無段階に変換し、無段変速した動力をセカンダリ軸32に出力する。
【0032】
セカンダリ軸32からの変速出力はドライブギヤ38から出力され、カウンタシャフト39によって減速されてドリブンギヤ54及びドリブンギヤ54にボルト結合された伝動軸53を介してトランスファユニット50へ伝動構成される。
【0033】
カウンタシャフト39はトルクコンバータケース1及びデフアンドコンバータハウジング2に両端が固定される軸39aと、この軸39aに回転自在に嵌合して前記ドライブギヤ38に噛合する比較的大径のドライブ側ギヤ39c及びドライブ側ギヤ39cと一体的に形成されて前記ドリブンギヤ54に噛合するドリブン側ギヤ39dからなり両側がトルクコンバータケース1及びデフアンドコンバータハウジング2に支持されたニードルベアリング39e及びローラベアリング39fのインナレースを介して軸方向の移動が規制されるギヤ39bとによって形成される。
【0034】
次に図2及び図2の要部拡大を示す図3によってフロントディファレンシャル装置40及びトランスファユニット50の部分について述べる。
【0035】
フロントディファレンシャル装置40は、ボールベアリング54bを介してデフアンドコンバータハウジング2に円筒状のフランジ部54aが回転自在に軸支されるドリブンギヤ54と、ボールベアリング53aを介してトルクコンバータケース1に回転自在に軸支される略円筒状の伝動軸53との結合部に拡径形成されたデフハウジング41内に配設される。
【0036】
そしてフロントディファレンシャル装置40の構造は、フロントドライブ軸51と一体構成された略円筒状の前記ドリブンギヤ54のフランジ部54a及び伝動軸53によって形成された大径部内に回転自在に嵌合する中空状のデフケース42を有し、デフケース42内にはデフケース42に両端が支持されたピニオン軸43aにより一対のピニオン43bが設けられ、両ピニオン43bに左右のサイドギヤ43c、43dが噛み合うことによってディファレンシャルギヤ43を構成している。
【0037】
一方のサイドギヤ43cに連結する駆動軸44はデフケース42からデフアンドコンバータハウジング2を貫通して等速継手、アクスル軸等を介して一方の前輪に動力伝達し、他方のサイドギヤ43dに連結する駆動軸45はデフケース42及びデフケース42と一体構成されるフロントドライブ軸51内を貫通し、エンドカバー4から突出して等速継手、アクスル軸等を介して他方の前輪に動力伝達する。
【0038】
トランスファユニット50は、エンジン10のクランク軸11、入力軸21、プライマリ軸31及びセカンダリ軸32等に対して平行配置されるフロントドライブ軸51を有している。
【0039】
互に平行配置されるクランク軸11、プライマリ軸31、セカンダリ軸32、フロントドライブ軸51等は、図2における矢視A方向からの配置を示す図4に示すように、クランク軸11の回転軸芯11a及びプライマリ軸31が車体幅方向に同軸上に位置し、セカンダリ軸32がプライマリ軸31に対して車体後方で高位置に平行配置されてプライマリプーリ33に対してセカンダリプーリ34が対向配置される。そしてフロントドライブ軸51が略セカンダリ軸32の下方に平行配置することにより駆動装置全体の前後方向寸法を抑えてコンパクト化を図り、エンジンルーム内への収納性を良好にして手動変速機(MT)、自動変速機(AT)搭載車体との互換性の向上を図っている。
【0040】
前記デフケース42と一体構成されるフロントドライブ軸51の一端は伝動軸53及び伝動軸53を軸支するボールベアリング53aを介在してトルクコンバータケース1に、他端部はニードルベアリング51cとを介してエンドカバー4に各々回転自在に支持されている。
【0041】
またフロントドライブ軸51の略中央部外周には後述するハブ52が嵌合するスプライン51aが、またスプライン51aに隣接して後述するダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60が嵌合するスプライン51bが各々形成されている。
【0042】
フロントドライブ軸51はトルクコンバータケース1に一体形成された略円筒状の固定軸62によって囲まれ、固定軸62の端面とフロントドライブ軸51との間を前記ハブ52によって閉じてオイル室62Aが形成され、固定軸62にはオイル室62Aに連通する油路62aが形成されると共に固定軸62の外周に油路62bが形成される。
【0043】
フロントドライブ軸51には回転自在に入力部材となるハブ52が嵌合している。ハブ52はフロントドライブ軸51に嵌合する円筒部52aと円筒部52aの基端に形成されるフランジ部52bを有し、円筒部52aの外周にはダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56が嵌合するスプライン52cが、内周にはドライブ軸51のスプライン51aに嵌合するスプラインが各々形成されている。フランジ部52bには第1の摩擦係合要素となる第1の多板クラッチ65のクラッチドラム66が設けられている。このハブ52は伝動軸53の先端にスプライン嵌合し、かつ固定軸62によって支持されるスラストベアリング52dを介して固定軸62に回転自在に支持される。
【0044】
ハブ52の外周に形成されるスプライン52cに嵌合して結合されるダブルピニオン式プラネタリギヤ55は、スプライン52cにスプライン嵌合されるサンギヤ56と、リングギヤ57と、サンギヤ56及びリングギヤ57に各々が噛み合いかつ互に噛み合う第1及び第2のピニオン58、59と、第1及び第2のピニオン58、59をニードルベアリング60aを介して回転自在に支持するキャリヤ60によって構成され、リングギヤ57をエンドカバー4に係止することによりサンギヤ56に入力する動力によってキャリヤ60をサンギヤ56に対して減速して逆方向に回転せしめる機能を有し、キャリヤ60は出力伝達手段、例えばドライブ軸51に形成したスプライン51bに動力伝達可能に嵌合している。伝動軸53と前記ダブルピニオン式プラネタリギヤ55との間に選択的に伝動軸53からの出力をキャリヤ60に入力する第1の摩擦係合要素となる第1の多板クラッチ65が設けられている。
【0045】
第1の多板クラッチ65について述べると、固定軸62に回転自在に軸支されたハブ52にクラッチドラム66が動力伝達可能に嵌合し、クラッチハブ67がダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60に結合する。このようにして第1の多板クラッチ65は伝動軸53とキャリヤ60との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室68の油圧でピストン69を介してクラッチドラム66内に固定したスナップリング70dに当接するリテーニングプレート70c及びドリブンプレート70bとクラッチハブ67との間のドライブプレート70aを押圧して動力伝達するように構成される。またピストン69の油圧室68と反対側にはリテーナ72が設けられ、ピストン69にはリターンスプリング73の押圧力が付勢される。
【0046】
トランスミッションケース5のエンドカバー4とダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57との間には選択的にエンドカバー4に係止してリングギヤ57を固定するための第2の摩擦係合要素となる第2の多板クラッチ75が配設される。
【0047】
第2の多板クラッチ75は、油圧室78の油圧でピストン79を介してエンドカバー4内に固定したスナップリング80dに当接するリテーニングプレート80c及びドリブンレート80bとリングギヤ57に設けられたクラッチハブ77との間のドライブプレート80aを押圧してリングギヤ57をエンドカバー4に係止固定するよう構成され、かつピストン79にはリターンスプリング83の押圧力が付勢される。
【0048】
トランスミッションケース5の下部に設けられるオイルパン内には、オイルポンプ8からの油圧を車速センサ9a、スロットルセンサ9b、シフトスイッチ9c等からの信号に基づく油圧制御回路9によって制御され、上記第1、第2の多板クラッチ65、75の各油圧室68、78及び無段変速機30に選択的に切換供給するためのコントロールバルブが設けられている。
【0049】
次にこのように構成された2輪駆動車用駆動装置の作用を図5乃至図8に示す概略説明図及び図9に示す各走行レンジにおける第1、第2の各多板クラッチ65、75の連結状態を示す摩擦係合要素作動説明図に従って説明する。この摩擦係合要素作動説明図において◯印は対応する多板クラッチが係合或いは作動していることを示している。
【0050】
先ずエンジン10の動力は、クランク軸11からトルクコンバータ20を介して無段変速機30のプライマリ軸31に入力する。そしてプライマリ軸31、プライマリプーリ33、駆動ベルト35及びセカンダリプーリ34により無段階に変速してセカンダリ軸32に出力する。セカンダリ軸32からの変速出力は、ドライブギヤ38、カウンタシャフト39、ドリブンギヤ54によって減速されて伝動軸53、入力部材となるハブ52等を介して第1の多板クラッチ65及びダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56へ入力される。ここでニュートラル(N)レンジ、パーキング(P)レンジでは第1及び第2の多板クラッチ65、75は解放されて動力伝達遮断状態となり、これ以降の動力伝達はしなくなる。
【0051】
前進段となるドライブ(D)レンジでは、第1の多板クラッチ66が係合し、図5に動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室68へコントロールバルブから油圧が供給され、ピストン69を介してクラッチドラム66内に固定したスナップリング70dに当接するリテーニングプレート70c、ドリブンプレート70b及びドライブプレート70aを押圧し、係合した第1の多板クラッチ65によりドリブンギヤ54から伝動軸53、ハブ52を介してダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60に動力伝達してキャリヤ60とスプライン嵌合するフロントドライブ軸51をドリブンギヤ54と同方向に回転駆動してフロントディファレンシャル装置40に動力伝達する。
【0052】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図6に示すように第2の多板クラッチ75によるリングギヤ57の係合が解除され、かつキャリヤ60とフロントドライブ軸51がスプライン嵌合により一体的に結合されることからフロントドライブ軸51と共に全体が一体的に回転する。
【0053】
一方後退段となるリバース(R)レンジでは第1の多板クラッチ65の係合を解除し、第2の多板クラッチ75を係合して図7に動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち、油圧室78へコントロールバルブからの油圧が供給され、ピストン79を介してエンドカバー4内に固定したスナップリング80dに当接するリテーニングプレート80c、ドリブンプレート80b及びドライブプレート80aを押圧して第2の多板クラッチ75によりリングギヤ57をトランスミッションケース5に回転係止することにより伝動軸53からの入力はハブ52を介してダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56に伝動構成される。
【0054】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図8に示すように入力側のサンギヤ56の回転により互に噛合した第1及び第2のピニオン58、59は互に逆回転しつつリングギヤ57に沿って回転してキャリヤ60をサンギヤ56と逆方向に回転駆動せしめフロントドライブ軸51を入力側に対して逆方向に回転駆動してフロントディファレンシャル装置40に動力伝達する。
【0055】
ここでダブルピニオン式プラネタリギヤ55による変速比について説明する。
【0056】
この場合、サンギヤ56への入力に対するキャリヤ60に出力される変速比、すなわちサンギヤ56への入力に対するフロントドライブ軸51に出力される変速比はサンギヤ56の歯数をZS、リングギヤ57の歯数をZRとすると次式で設定される。
【0057】
変速比=[ZS+(−ZR)]/ZS
このことからサンギヤ56の歯数ZSとリングギヤ57の歯数ZRとを適切に設定することで変速比を自由に設定し得ることがわかる。
【0058】
ここでZS=37、ZR=82にすると、
変速比=[37+(−82)]/37=−1.216
となり、リバース(R)レンジでの減速比が適切に確保される。
【0059】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55及び第1、第2の多板クラッチ65、75を主要部とする前後進切換装置が構成される。
【0060】
よってエンジン10、トルクコンバータ20、ベルト式無段変速機30が同軸上で車体幅方向に配置され、前後進切換装置として機能するダブルピニオン式プラネタリギヤ55、第1、第2の多板クラッチ67、75等がエンジン10のクランク軸11に対して低位置に配置されるフロントドライブ軸51上に配置されることから駆動装置の上部の短縮化が得られ、駆動装置の高さが増大することがなく駆動装置のコンパクト化が得られ、車体設計の自由度及びクラッシュストローク、トランスミッション脱着時の作業空間の確保が容易に得られる。
【0061】
上記車両用駆動装置において、伝動軸53とダブルピニオン式プラネタリギヤ55との間に入力切換手段を介装し、ハブ及びフロントドライブ軸51を4輪駆動車用のハブ及びフロントドライブ軸に代え、かつリヤディファレンシャル装置に動力伝達する動力伝達機構を付加的に配設することにより上記車両用駆動装置の主要部を共用する4輪駆動車用駆動装置を容易に構成することができる。
【0062】
そこで図10乃至図19において上記車両用駆動装置をベースとする4輪駆動車用駆動装置について述べる。ここで便宜上図1乃至図8と同一部分に同一符号を付する。
【0063】
図10は4輪駆動車用駆動装置の駆動系の概要を説明する図である。
【0064】
トランスミッションケース5を構成するトルクコンバータケース1及びエンドカバー4に代えて4輪駆動車用のトルクコンバータケース81を設け、このトルクコンバータケース81に4輪駆動車用のトランスファユニット90を収容するためのケース82、エンドカバー83を順次接合し、トルクコンバータケース81の後方にトランスファユニット90からの出力を後輪へ伝達する動力伝達機構を収容するエクステンションケース84が接合されて4輪駆動車用のトランスミッションケース85を形成し、トランスミッションケース85の下部にオイルパン(図示せず)が設けられている。
【0065】
横置きエンジン10のクランク軸11がトルクコンバータケース81内部のトルクコンバータ20に連結し、トルクコンバータ20からの入力軸21がデフアンドコンバータハウジング2内部のベルト式無段変速機30のプライマリ軸31に連結することによりクランク軸11からの動力をトルクコンバータ20を介して無段変速機30のプライマリ軸31に伝動構成される。
【0066】
そして無段変速機30で無段変速した動力をセカンダリ軸32に出力し、カウンタシャフト39等を介してトランスファユニット90に入力し、トランスファユニット90によってフロントディファレンシャル装置40を介して前輪に伝動構成する一方、プロペラ軸86及びリヤディファレンシャル装置87等を介して後輪に伝動構成される。
【0067】
トランスミッションケース85内に設けられるオイルポンプドライブ軸24aに連結して常に駆動されるオイルポンプ8が設けられ、オイルポンプ8により常時油圧を発生してトルクコンバータ20等に給油し、無段変速機30の油圧制御を可能にし、かつ車速センサ9a、スロットルセンサ9b、シフトスイッチ9c、前輪回転数センサ9d、後輪回転数センサ9e、舵角センサ9f等の各信号に基づいて油圧制御回路9によって制御してトランスファユニット90の油圧制御を可能にしている。
【0068】
次に図11及び図11の要部拡大を示す図12によってフロントディファレンシャル装置40及びトランスファユニット90の部分について述べる。
【0069】
フロントディファレンシャル装置40は、ボールベアリング54bを介してデフアンドコンバータハウジング2に円筒状のフランジ部54aが回転自在に軸支されるドリブンギヤ54と、ボールベアリング53aを介してトルクコンバータケース81に回転自在に軸支される略円筒状の伝動軸53との結合部に拡径形成されたデフハウジング41内に配設される。
【0070】
そしてフロントディファレンシャル装置40の構造は、第1のドライブ軸となるフロントドライブ軸91と一体構成され、略円筒状で前記ドリブンギヤ54のフランジ部54a及び伝動軸53内に回転自在に嵌合する中空状のデフケース42を有し、デフケース42内にはデフケース42に両端が支持されたピニオン軸43aにより一対のピニオン43bが設けられ、両ピニオン43bに左右のサイドギヤ43c、43dが噛み合うことによってディファレンシャルギヤ43を構成している。
【0071】
一方のサイドギヤ43cに連結する駆動軸44はデフケース42からデフアンドコンバータハウジング2を貫通して等速継手、アクスル軸等を介して一方の前輪に動力伝達し、他方のサイドギヤ43dに連結する駆動軸45はデフケース42及びデフケース42と一体構成されるフロントドライブ軸91内を貫通し、エンドカバー83から突出して等速継手、アクスル軸等を介して他方の前輪に動力伝達する。
【0072】
トランスファユニット90は、エンジン10のクランク軸11、入力軸21、プライマリ軸31及びセカンダリ軸32等に対して平行配置される第1のドライブ軸となるフロントドライブ軸91及び第2のドライブ軸となるリヤドライブ軸92を有している。
【0073】
互に平行配置されるクランク軸11、プライマリ軸31、セカンダリ軸32、フロントドライブ軸91及びリヤドライブ軸92等は、図11における矢視B方向からの配置を示す図13に示すように、クランク軸11の回転軸芯11a及びプライマリ軸31が車体幅方向に同軸上に位置し、セカンダリ軸32がプライマリ軸31に対して車体後方で高位置に対向配置されてプライマリプーリ33に対してセカンダリプーリ34が車体後方で高位置に対向配置される。そしてフロントドライブ軸91が略セカンダリ軸32の下方に、更にリヤドライブ軸92がフロントドライブ軸91の車体後方に各々平行配置することにより駆動装置全体の前後方向寸法を抑えてコンパクト化を図り、エンジンルーム内への収納性を良好にして手動変速機(MT)、自動変速機(AT)搭載車体との互換性の向上を図っている。
【0074】
前記デフケース42と一体構成されるフロントドライブ軸91の一端は伝動軸53及び伝動軸53を軸支するボールベアリング53aを介在してトルクコンバータケース81に、他端部はニードルベアリング91cを介してエンドカバー83に各々回転自在に支持されている。
【0075】
またフロントドライブ軸91の他端部外周には第4の摩擦係合要素となる第4の多板クラッチ105のクラッチハブ107及び第5の摩擦係合要素となる第5の多板クラッチ115のクラッチハブ117を支持するディスク104が嵌合するスプライン91bが形成されている。
【0076】
フロントドライブ軸91はトルクコンバータケース81に一体形成された略円筒状の固定軸62によって囲まれ、かつフロントドライブ軸91には回転自在にハブ93が嵌合している。ハブ93はフロントドライブ軸91に嵌合する円筒部93aと円筒部93aの基端に形成されるフランジ部93bを有し、円筒部93aのフランジ部93bの近傍外周にはダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56が嵌合するスプライン93cが、先端には第5の摩擦係合要素となる第5の多板クラッチ115のクラッチドラム116が嵌合するスプライン93dが各々形成され、フランジ部93bには第1の多板クラッチ65のクラッチハブ74が形成されている。
【0077】
このハブ93は固定軸62によって支持されるスラストベアリング92f、クラッチドラム支持部材66aを介して支持されるスラストベアリング92gと、第4の多板クラッチ105及び第5の多板クラッチ115の各クラッチハブ107及び117を支持するディスク104を介してエクステンションケース83に支持されるスラストベアリング92hとによって挾持することによって軸方向への移動が防止される。
【0078】
ハブ93の外周に形成されるスプライン93cに嵌合して結合されるダブルピニオン式プラネタリギヤ55は、スプライン93cにスプライン嵌合されるサンギヤ56と、リングギヤ57と、サンギヤ56及びリングギヤ57に各々が噛み合いかつ互に噛み合う第1及び第2のピニオン58、59と、第1及び第2のピニオン58、59をニードルベアリング60aを介して回転自在に支持するキャリヤ60によって構成され、リングギヤ57に入力する動力をサンギヤ56とリングギヤ57との歯車諸元によるトルク配分でサンギヤ56とキャリヤ60に伝達し、リングギヤ57をケース82に係止することによりサンギヤ56に入力する動力によってキャリヤ60をサンギヤ56に対して減速して逆方向に回転せしめる機能を有する。
【0079】
一方フロントドライブ軸91と平行配置されるリヤドライブ軸92の一端にはトランスファドリブンギヤ92aが、また他端には後述する出力軸120の一端に設けられるベベルギヤ120aと噛み合うベベルギヤ92bが取り付けられ、複数のボールベアリング92cによってトランスミッションケース85のトルクコンバータケース81及びエンドカバー83に回転自在に軸支されている。
【0080】
伝動軸53と前記ダブルピニオン式プラネタリギヤ55との間に選択的に伝動軸53からの出力をリングギヤ57或いはサンギヤ56に入力する前記第1の多板クラッチ65と第3の摩擦係合要素となる第3の多板クラッチ95とを有する入力切換手段94が設けられている。
【0081】
第1の多板クラッチ65について述べると、固定軸62に回転自在に軸支されたクラッチドラム支持部材66aが伝動軸53の先端に形成されたスプライン53bに嵌合し、このクラッチドラム支持部材66aにクラッチドラム66が設けられクラッチハブ74がハブ93と一体に形成されてダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56に結合する。このようにして第1の多板クラッチ65は伝動軸53とサンギヤ56との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室68の油圧でピストン69を介してクラッチドラム66内に固定したスナップリング70dに当接するリテーニングプレート70c及びドリブンプレート70bとクラッチハブ74との間のドライブプレート70aを押圧して動力伝達するように構成される。またピストン69の油圧室68と反対側にはリテーナ72が設けられ、ピストン69にはリターンスプリング73の押圧力が付勢される。
【0082】
第3の多板クラッチ95について述べると、クラッチドラム66を第1の多板クラッチ65と共用し、クラッチハブ77を第2の多板クラッチ75と共用している。こうして第3の多板クラッチ95は伝動軸53とリングギヤ57との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室98の油圧でピストン71を介してクラッチドラム66に固定したスナップリング100dに当接するリテーニングプレート100c及びドリブンプレート100bとクラッチハブ77との間のドライブプレート100aを押圧して動力伝達するように構成される。ピストン71にはピストン69を介してリターンスプリング73の押圧力が付勢される。
【0083】
ダブルピニオン式プラネタリギヤ55に対して入力切換手段94と反対側にはトランスファドライブギヤ112がボールベアリング112aを介して回転自在にトランスミッションケース85のケース82に軸支され、かつニードルベアリング112bを介してハブ93に回転自在に軸支され、このトランスファドライブギヤ112にリヤドライブ軸92のトランスファドリブンギヤ92aが動力伝達可能に噛合している。
【0084】
ダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60とトランスファドライブギヤ112とは動力伝達可能にスプライン嵌合される。
【0085】
第4の多板クラッチ105は、クラッチドラム106がドラム部材106aを介してトランスファドライブギヤ112に結合してフロントドライブ軸91と同軸上で回転自在にエンドカバー83に支持され、クラッチハブ107がディスク104を介してフロントドライブ軸91のスプライン91bに嵌合する。こうして第4の多板クラッチ105はトランスファドライブギヤ112とフロントドライブ軸91との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室108の油圧でピストン109を介してクラッチドラム106内に固定したスナップリング110dに当接するリテーニングプレート110c及びドリブンプレート110bとクラッチハブ107との間のドライブプレート110aを押圧して動力伝達するよう構成され、かつピストン109にはリターンスプリング111の押圧力が付勢される。
【0086】
フロントドライブ軸91とハブ93の端部との間にはフロントドライブ軸91とハブ93とを選択的に動力伝達する第5の摩擦係合要素となる第5の多板クラッチ115が配設される。
【0087】
第5の多板クラッチ115はクラッチドラム116がハブ93のスプライン93dにスプライン結合し、クラッチハブ117がディスク104を介してフロントドライブ軸91にスプライン嵌合してフロントドライブ軸91とハブ93との間に動力伝達可能に介設される。そして油圧室118の油圧でピストン119を介してクラッチドラム116内に固定したスナップリング120dに当接するリテーニングプレート120c及びドリブンプレート120bとクラッチハブ117との間のドライブプレート120aを押圧して動力伝達するよう構成され、かつピストン119にはリターンスプリング121の押圧力が付勢される。
【0088】
トランスミッションケース85のケース82とダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57との間には選択的にケース82に係止してリングギヤ57を固定するための第2の多板クラッチ75が配設される。
【0089】
第2の多板クラッチ75は、油圧室78の油圧でピストン79を介してケース92内に固定したスナップリング80dに当接するリテーニングプレート80c及びドリブンレート80bとリングギヤ57に設けられたクラッチハブ77との間のドライブプレート81aを押圧してリングギヤ57をケース82に係止固定するよう構成され、かつピストン79にはリターンスプリング81の押圧力が付勢される。
【0090】
トランスミッションケース85の下部に設けられるオイルパン内には、オイルポンプ8からの油圧を車速センサ9a、スロットルセンサ9b、シフトスイッチ9c、前輪回転数センサ9d、後輪回転数センサ9e、舵角センサ9f等からの信号に基づく油圧制御回路9によって制御して、上記第1、第2、第3、第4、第5の多板クラッチ65、75、95、105、115の各油圧室68、78、98、108、118及び無段変速機30に選択的に切換供給するためのコントロールバルブが設けられている。
【0091】
トルクコンバータケース81の後端に設けられるエクステンションケース84内にはリテーナ117によってエクステンションケース84に支持され、かつスペーサ118を介して所定寸法離間する一対のローラベアリング119によって出力軸120が軸支されている。
【0092】
出力軸120の先端には前記リヤドライブギヤ92に設けられたベベルギヤ92bと噛み合うベベルギヤ120aが設けられ、他端は自在継手、プロペラ軸86等を介してリヤディファレンシャル装置87に動力伝達可能に構成される。
【0093】
次にこのように構成された4輪駆動車用駆動装置の作用を図14乃至図18に示す概略説明図及び図19に示す各走行レンジにおける第1、第2、第3、第4、第5の各多板クラッチ65、75、95、105、115の連結状態を示す摩擦係合要素作動説明図に従って説明する。この摩擦係合要素作動説明図において◯印は、対応する多板クラッチが係合或いは作動していることを示し、(◯)は後述する必要に応じて係合或いは作動していることを示している。
【0094】
先ずエンジン10の動力は、クランク軸11からトルクコンバータ20を介して無段変速機30のプライマリ軸31に入力する。そしてプライマリ軸31、プライマリプーリ33、駆動ベルト35及びセカンダリプーリ34により無段階に変速してセカンダリ軸32に出力する。セカンダリ軸32からの変速出力は、ドライブギヤ38、カウンタシャフト39、ドリブンギヤ54によって減速されて伝動軸53、クラッチドラム69等を介して第1の多板クラッチ65及び第3の多板クラッチ95へ入力される。ここでニュートラル(N)レンジ、パーキング(P)レンジでは第1及び第3の多板クラッチ65、95は解放されて動力伝達遮断状態となり、これ以降の動力伝達はしなくなる。
【0095】
前進段となるドライブ(D)レンジでは、第3の多板クラッチ95及び第5の多板クラッチ115が係合し、図14に動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室98へコントロールバルブから油圧が供給され、ピストン71を介してクラッチドラム66内に固定したスナップリング100dに当接するリテーニングプレート100c、ドリブンプレート100b及びドライブプレート100aを押圧し、係合した第3の多板クラッチ95によりドリブンギヤ54から伝動軸53を介してダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57に動力伝達するとともに、油圧室118へ供給される油圧によりピストン119を介して第5の多板クラッチ115のリテーニングプレート120c、ドリブンプレート120b及びドライブプレート120aを押圧して係合する第5の多板クラッチ115によりダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56とフロントドライブ軸91とをハブ93を介して動力伝達可能に連結する。
【0096】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図15に示すように入力側のリングギヤ57が第1のピニオン58に噛み合い、第1のピニオン58に噛み合う第2のピニオン59がサンギヤ56に噛み合いサンギヤ56及びキャリヤ60をリングギヤ57と同一方向に回転させてサンギヤ56とキャリヤ60とに所定の配分比でトルクを伝達しながら差動回転するように構成され、サンギヤ56とスプライン結合するハブ93、第5の多板クラッチ115、フロントドライブ軸91にスプライン嵌合するディスク104等を介して結合するフロントドライブ軸91及びキャリヤ60にスプライン嵌合するトランスファドライブギヤ112とをリングギヤ57と同一方向に回転せしめ、トランスファドライブギヤ112に噛み合うトランスファドリブンギヤ92aに出力してリヤドライブ軸92を入力側となるリングギヤ57と逆方向に回転駆動する。そしてトルク伝達時に第1及び第2のピニオン58、59の自転と公転とによりサンギヤ56とキャリヤ60との回転差を吸収する所謂センタディファレンシャル装置として機能する。
【0097】
ここで図15の略図を用いてダブルピニオン式プラネタリギヤ55のトルク配分について説明する。
【0098】
リングギヤ57への入力トルクをTi、サンギヤ56及びハブ93等を介してフロントドライブ軸51に出力されるフロント側トルクをTF、キャリヤ60によりトランスファドライブギヤ112を介してリヤドライブ軸92に出力されるリヤ側トルクをTR、サンギヤ56の歯数をZS、リングギヤ57の歯数をZRとすると、
Ti=TF+TR
TF:TR=ZS:(ZR−ZS)
が成立する。
【0099】
このことからサンギヤ56の歯数ZSとリングギヤ57の歯数ZRとを適切に設定することでフロント側トルクTF及びリヤ側トルクTRの基準トルク配分を自由に設定し得ることがわかる。
【0100】
ここでZS=37、ZR=82にすると、
TF:TR=37:(82−37)
になる。従って前後輪トルク配分率は
TF:TR≒45:55
になり、前輪に略45%、後輪に略55%各々配分され充分に後輪偏重の基準トルク配分に設定し得る。
【0101】
一方第4の多板クラッチ105は油圧室108の油圧でピストン109を介してスナップリング110d、リテーニングプレート110c、ドリブンプレート110b及びドライブプレート110aを押圧してクラッチトルクTcを生じるように構成され、油圧制御回路9によって制御されるコントロールバルブからの油圧によってクラッチトルクTcを可変制御する。
【0102】
ここで、前輪回転数センサ9d及び後輪回転数センサ9eにより検出された前輪回転数NF、後輪回転数NRは油圧制御回路9に入力されるが、滑り易い路面走行時にはTF<TRの後輪偏重の基準トルク配分で常に後輪が先にスリップすることから、スリップ率S=NF/NR(S>O)に算出される。このスリップ率Sと舵角センサ9fから油圧制御回路9に入力される舵角ψとは油圧制御回路9の図16に示すマップからクラッチ圧Pcを検索する。ここでS≧1のノンスリップではクラッチ圧Pcは低い値に設定されてあり、S<1のスリップ状態でスリップ率の減少に応じてクラッチ圧Pcを増大し、スリップ率Sが設定値S1 以下になるとPmax に定める。このクラッチ圧Pcにライン圧が調圧され第4の多板クラッチ105のクラッチトルクTcを可変制御する。
【0103】
従って第4の多板クラッチ105によってフロントドライブ軸91から第4の多板ラッチ105、トランスファドライブギヤ112を介してキャリヤ60、サンギヤ56、ハブ93、第5の多板クラッチ115を介してフロントドライブ軸91に至るバイパス系125が各別に構成される。このバイパス系125では、後輪がスリップすると、トランスファユニット90内で後輪回転数NR>リングギヤ57の回転数>前輪回転数NFの差動機能が成立し、クラッチトルクTcに応じてフロントドライブ軸91は、トランスファドライブギヤ112から第4の多板クラッチ105を介しフロントドライブ軸91にトルクがクラッチトルクTcだけ増加して伝達し、更にトランスファドライブギヤ112と噛み合うトランスファドリブンギヤ92aには前輪に流れたクラッチトルクTc分を減じたトルクが入力してリヤドライブ軸92にもトルクが伝達するものであり、この結果、前後輪トルクTF、TRは以下のようになる。
【0104】
TF=0.45Ti+Tc
TR=0.55Ti−Tc
従ってノンスリップ状態では、クラッチトルクTcが零のためTF:TR=45:55の後輪偏重にトルク配分され、後輪スリップ発生時にクラッチトルクTcが生じると、このクラッチトルクTcに応じてクラッチトルクTcが大きい程バイパス系125を経由して入力トルクTiが前輪側に流れ、図16に示すようTF:TR=TF1 :TR1 に変化して前輪トルクが積極的に増大制御され、後輪トルクは減じてスリップを生じなくなり走破性も良好になる。そして上述のスリップSが設定値以下になると、第4の多板クラッチ105の油圧と共に差動制限トルクが最大になってサンギヤ56とキャリヤ60とを直結する。このためトランスファユニット90はディファレンシャルロックされ、前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式4輪駆動走行になり走破性が最大に発揮される。
【0105】
一方前輪がスリップすると、トランスファユニット90内で後輪回転数NR<リングギヤ57の回転数<前輪回転数NFの差動機能が成立し、クラッチトルクTcに応じてフロントドライブ軸91からトランスファドライブギヤ112にトルクが伝達し、かつフロントドライブ軸91から前輪には後輪に流れたクラッチトルクTc分を減じたトルクが伝達するものであり、この結果前後輪トルクTF、TRは以下のようになる。
【0106】
TF=0.45Ti−Tc
TR=0.55Ti+Tc
従ってノンスリップ状態では、クラッチトルクTcが零のためTF:TR=45:55の後輪偏重にトルク配分され、前輪スリップ発生時にクラッチトルクTcが生じると、このクラッチトルクTcに応じて入力トルクTiが後輪側に流れて後輪トルクが積極的に増大制御され、前輪トルクは減じてスリップを生じなくなり走破性も良好になる。またスリップ率が設定値以下になると、第4の多板クラッチ105の油圧と共に差動制限トルクが最大になってサンギヤ56とキャリヤ60が直結するため、前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式4輪駆動走行になり走破性が充分に発揮される。こうしてスリップ状態に応じ、それを回避すべく幅広く前後輪へのトルクが制御される。
【0107】
また、上述のスリップの発生に伴うトルク配分制御において旋回する場合にはその舵角ψにより第4の多板クラッチ105の差動制限トルクが減少補正される。このためトランスファユニット90の差動制限は減じて回転数差を充分に吸収することが可能になり、タイトコーナーブレーキング現象が回避され、操縦性が良好に確保される。
【0108】
後退段となるリバース(R)レンジでは、第3の多板クラッチ95及び第5の多板クラッチ115が解放され、第1の多板クラッチ65、第4の多板クラッチ105及び第2の多板クラッチ75が係合して図17に示す動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室68へ油圧を供給してピストン69を介してスナップリング70d、リテーニングプレート70c、ドリブンプレート70b及びドライブプレート70aを押圧して第1の多板クラッチ65を係合して伝動軸53からハブ93を介してダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56に動力伝達するとともに、油圧室78へ供給する油圧によりピストン79を介してスナップリング80d、リテーニングプレート80c、ドライブプレート80a、ドリブンプレート80bを押圧して係合する第2の多板クラッチ75によりリングギヤ57をケース82係止固定する。そして油圧室108へ油圧を供給してピストン109を介してスナップリング110d、リテーニングプレート110c、ドリブンプレート110b及びドライブプレート110aを押圧して第4の多板クラッチ105によりトランスファドライブギヤ112からフロントドライブ軸91に動力伝達可能にする。
【0109】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図18に示すように入力側のサンギヤ56の回転により互に噛合した第1及び第2のピニオン58、59は互に逆回転しつつリングギヤ57に沿って回転してキャリヤ60をサンギヤ56と逆方向に回転してトランスファドライブギヤ112を入力側に対して逆方向に回転せしめ、かつトランスファドライブギヤ112は第4の多板クラッチ105を介してフロントドライブ軸91に動力伝達し、リヤドライブ軸92をフロントドライブ軸91と逆方向に回転駆動する。
【0110】
従って、ドリブンギヤ54からの入力は、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57を第2の多板クラッチ75によってケース82に係止することによりドライブ(D)レンジ状態と逆方向にフロントドライブ軸91及びリヤドライブ軸92に出力され、このダブルピニオン式プラネタリギヤ55は前後進切換機能を有する。
【0111】
この場合、サンギヤ56の入力に対するフロントドライブ軸91及びリヤドライブ軸92に出力される変速比は次式で設定される。
【0112】
変速比=[ZS+(−ZR)]/ZS
ここで前記同様ZS=37、ZR=82にすると、
変速比=[37+(−82)]/37=−1.216
となり、リバース(R)レンジでの減速比が適切に確保される。
【0113】
一方、サンギヤ56に入力するトルクTiはクラッチトルクTcに応じてフロントドライブ軸91に伝達し、後輪には前輪に伝達したクラッチトルクTc分を減じたトルクが入力され、この結果前後輪トルクTF、TRは以下のようになる。
【0114】
Ti=TF+TR
TR=Ti−Tc
TF=Tc
従って後輪スリップ発生時にクラッチトルクTcを増大することにより入力トルクTiを前輪側に流し、前輪トルクを積極的に増大制御し、後輪トルクを減じてスリップを生じなくして走破性を良好にし、かつ前輪スリップ時にはクラッチトルクTcを減じることにより入力トルクTiを後輪側に流し、後輪トルクを積極的に増大制御して前輪トルクを減じてスリップを生じなくして走破性を良好にする。またスリップ率が設定値以下になると、第4の多板クラッチ105の油圧と共にクラッチトルクTcを最大にしてフロントドライブ軸91とトランスファドライブギヤ112を直結にして前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式4輪駆動走行にして走破性が最大に発揮される。更に旋回する場合には、その舵角ψにより第4の多板クラッチ105の差動制限トルクが減少され、回転数差を充分に吸収することが可能になり、タイトコーナーブレーキング現象が回避され、操縦性が良好になる。
【0115】
従って、以上説明した本実施の形態では、ベルト式無段変速機30の出力側に伝動構成したフロントディファレンシャル装置40或いはリヤディファレンシャル装置87に各々動力伝達するフロントドライブ軸91及びリヤドライブ軸92を横置きエンジン10のクランク軸11に対して平行配置し、フロントドライブ軸91と同軸上にダブルピニオン式プラネタリギヤ55を設け、無段変速機30からの出力をリングギヤ57に伝達する第3の多板クラッチ95、ハブ93を介してサンギヤ56に伝達する第1の多板クラッチ65、フロントドライブ軸91とトランスファドライブギヤ112とを動力伝達可能に連結する第4の多板クラッチ105、キャリヤ60とトランスファドライブギヤ112とを動力伝達可能に連結する第5の多板クラッチ115及びリングギヤ57を係止する第2の多板クラッチ75を設け、これら第1、第2、第3、第4及び第5の各多板クラッチ65、75、95、105、115を選択的に制御することにより前進段であるドライブ(D)レンジ及び後退段であるリバース(R)レンジではフロントドライブ軸91及びリヤドライブ軸92へ適切なトルク配分及び差動制限を可能にするセンターディファレンシャル装置として機能して良好な走行性が得られ、かつドライブ(D)レンジ、リバース(R)レンジへの切換時の前後進切換装置として機能する。
【0116】
よって従来センターディファレンシャル装置用及び前後進切換装置用として各単独機能する各々専用のダブルピニオン式プラネタリギヤを要したが、単一のダブルピニオン式プラネタリギヤによって両機能が達成され、高性能を維持しつつ駆動装置の構成及び制御の簡素化及び軽量化が可能になり、コスト低減及びコンパクト化、特に車体幅方向の全長が短縮され、このコンパクト化に伴い、車載状態において駆動装置とエンジンルーム側壁とが十分に離間され、側面衝突時のクラッシュストローク及び組立て、整備等の作業空間を確保しつつ車体設計の自由度が得られる。
【0117】
更にトルクコンバータ20に代えて発進クラッチとして電磁クラッチや湿式クラッチを用いることも可能であり、この場合ニュートラル(N)レンジ、パーキング(P)レンジにおいてベルト式無段変速機30のプライマリ軸31への入力を遮断して無段変速機30以降の動力伝達はなくなる。
【0118】
以上説明した実施の形態によると、2輪駆動車用駆動装置と4輪駆動車用駆動装置との相互間においてトルクコンバータ20、ベルト式無段変速機30、フロントディファレンシャル装置40及びこれらを収容するデフアンドコンバータハウジング2、サイドカバー3は勿論トランスファユニット40及び90においてダブルピニオン式プラネタリギヤ55、第1及び第2の多板クラッチ65、75等多くの主要部の共用化が得られ、2輪駆動車用駆動装置をベースとして第3、第4及び第5の多板クラッチ95、105、115及びリヤドライブ軸92、トランスファドライブギヤ112等のリヤディファレンシャル装置に動力伝達する動力伝達機構を付加的に配設することにより比較的容易に4輪駆動車用駆動装置の主要部を構成することが可能になり大幅な製造コストの削減が可能になる。
【0119】
【発明の効果】
以上説明した本発明の車両用駆動装置によると、横置きエンジンのクランク軸に対してドライブ軸を平行配置し、ドライブ軸と同軸上にダブルピニオン式プラネタリギヤを設け、第1及び第2の摩擦係合要素の選択的作動により前後進切換えするよう構成することから、駆動装置のコンパクト化が得られ、車体設計の自由度及びクラッシュストローク、トランスミッション脱着時の作業空間を確保できる。
【0120】
また変速機とダブルピニオン式プラネタリギヤとの間に入力切換手段を介装し、かつ動力伝達機構を付加的に配設することにより比較的容易に4輪駆動車用駆動装置の主要部が構成でき、共用部品が多く、大幅な製造コストの削減が可能による等本発明特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における車両用駆動装置の一実施の形態の概要を示す図である。
【図2】同じく、車両用駆動装置を説明する断面図である。
【図3】同じく、図2に示す断面図の要部拡大図である。
【図4】同じく、図2における矢視A方向から見た要部配置説明図である。
【図5】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図6】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図7】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図8】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図9】同じく、作用を示す摩擦係合要素の作動説明図である。
【図10】同じく、本発明の車両用駆動装置の概要を示す図である。
【図11】同じく、車両用駆動装置を説明する断面図である。
【図12】同じく、図11に示す断面図の要部拡大図である。
【図13】同じく、図11における矢視B方向から見た要部配置説明図である。
【図14】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図15】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図16】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図17】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図18】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図19】同じく、作用を示す摩擦係合要素の作動説明図である。
【符号の説明】
10 エンジン
11 クランク軸
20 トルクコンバータ
30 ベルト式無段変速機
31 プライマリ軸
32 セカンダリ軸
33 プライマリプーリ
34 セカンダリプーリ
35 駆動ベルト
40 フロントディファレンシャル装置
50 トランスファユニット
51 ドライブ軸
52 ハブ
53 伝動軸
55 ダブルピニオン式プラネタリギヤ
56 サンギヤ
57 リングギヤ
58 第1のピニオン
59 第2のピニオン
60 キャリヤ
65 第1の多板クラッチ
75 第2の多板クラッチ
87 リヤディファレンシャル装置
90 トランスファユニット
91 フロントドライブ軸
92 リヤドライブ軸
93 ハブ
94 入力切換手段
95 第3の多板クラッチ
105 第4の多板クラッチ
112 トランスファドライブギヤ
115 第5の多板クラッチ

Claims (1)

  1. 横置きに配置したエンジンと、
    該エンジンのクランク軸の回転軸芯と同軸軸上で車体幅方向に延在してエンジンから出力が入力されるプライマリ軸及び該プライマリ軸に対して車体後方でかつ高位置に平行配置されたセカンダリ軸を有し、前記プライマリ軸に設けられたプライマリプーリとセカンダリ軸に設けられたセカンダリプーリとの間に駆動ベルトが巻き掛けられ、前記プライマリプーリとセカンダリプーリとに対する駆動ベルトの巻付径の比率を変えて変速するベルト式無段変速機と、
    前記セカンダリ軸の下方において該セカンダリ軸に対して平行配置されてフロントデファレンシャル装置に動力伝達するフロントドライブ軸と、
    該フロントドライブ軸に対して同軸上に配置されるダブルピニオン式プラネタリギヤと、
    該ダブルピニオン式プラネタリギヤのキャリヤに前記セカンダリ軸からの出力を選択的に動力伝達する第1の摩擦係合要素と、
    前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのサンギヤにセカンダリ軸からの出力を動力伝達する入力部材と、
    前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのキャリヤからの出力を前記フロントドライブ軸に動力伝達する出力伝達手段と、
    前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのリングギヤを選択的に回転係止する第2の摩擦係合要素とを有し、
    前進段は、前記第1の摩擦係合要素が動力伝達状態であって、第2の摩擦係合要素がリングギヤ回転許容状態であり、後退段は、第1の摩擦係合要素が解放状態で第2の摩擦係合要素がリングギヤ回転係止状態であることを特徴とする車両用駆動装置。
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