JPH0226322A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、車両などに用いられる動力伝達装置に関す
る。

（従来の技術） 特開昭６２−９４４２１号公報に車両の後輪駆動装置（
動力伝達装置）が記載されている。この装置は、エンジ
ンからの駆動力を左右の車輪に伝達する各駆動系に多板
式の摩擦クラッチとこれを作動させる油圧アクチュエー
タとをそれぞれ配置し、これら摩擦クラッチの締結と開
放、及び締結力の調整を行うことにより車両の操安性な
どの向上を図っている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この装置では伝達トルクを遮断する際には油圧
アクチュエータへ供給する油圧は零にされ、摩擦クラッ
チは完全な開放状態にされる。

従って、トルク伝達の断続に際しては摩擦クラッチの解
放と締結に伴って大きなショックが車体に生じる。

又、摩擦クラッチの開放時においては、摩擦板には多か
れ少なかれ波状のたわみが残留している。

従って、第５図と第６図のグラフに示すように、この状
態で油圧アクチュエータに油圧を供給するとピストン系
が前進して摩擦板に接触してこれらを遊び山だけ移動さ
せた後、さらに前進して摩擦板のたわみを押圧して矯正
し、矯正が終了した位１１１から摩擦クラッチの実質的
な締結が始まりトルク伝達が始まる。さらに、これを第
４図のグラフを加えて説明すると、ピストン系は油圧の
供給開始からｔ１秒かかつて遊び徴を移動し、たわみの
矯正を終了して１１点に至り、１２秒後に文２点まで移
動するとともに油圧が所定の値まで上昇しＳ擦りラッチ
が締結され所要のトルク容量となる。このように、ｆＬ
１点までは応答が悪い領域であり、油圧の供給開始から
１１秒間は摩擦クラッチにおいて締結力が発生せず、ｔ
１秒は応答遅れとなる。

このように、上記構成の装置では作動中多板クラッチの
断続によるショックと応答遅れとを伴う。

そこで、この発明は、多板クラッチの断続の際に発生す
るショックを抑制し、応答の速い動力伝達装置の提供を
目的とする。

［発明の構成］ （Ｉｔ！題を解決するための手段） この発明の動力伝達装置は、回転自在に配置されたケー
スと、このケースの内部において同軸状に相対回転自在
に配置されたハブ部材と、このハブ部材と前記ケースと
に各別に係合する第１の摩擦板と第２の摩擦板とを交互
に配置してなる多板クラッチと、圧力供給によりこの多
板クラッチに押圧力を与えて締結する流体アクチュエー
タと、この流体アクチュエータに適正な初期圧力（例え
ば前記多板クラッチの摩擦板のたわみを押圧して矯正す
るとともに多板クラッチと微弱な締精状態に保つような
圧力）が常時供給されるように制御する制ｍ装置とを備
えたことを特徴とする。

（作用） 制御装置は流体アクチュエータに適正な圧力を常時供給
し、これによりｒｓ擦板は押圧されてたわみが矯正され
るとともに、多板クラッチは微弱な締結状態に保たれ微
小な初期締結力が与えられる。この条件の下で多板クラ
ッチの締結力が増減される。このように、多板クラッチ
を開放状態にせずに、締結力が調節されるから、作動中
はトルク伝達の断続に伴うショックが抑制される。又、
摩擦板のたわみは常に矯正されている上、このようにあ
る程度の押圧力が与えられている状態では、アクチュエ
ータの押圧系と多板クラッチに遊びがないので、操作入
力に対する遅れ時間が殆なく、応答が極めて速い。

多板クラッチが締結されると、ケースとハブ部材とが連
結され、その締結力が大きい程多板クラッチ部のすべり
回転、つまりケースとハブ部材間の差動回転が大きく制
限されて伝達トルク容量は大きくなり、締結力が小さい
程差動回転は大きく許容され伝達トルク各回は小さくな
る。流体アクチュエータへの供給圧力を初期圧力まで下
げると、多板クラッチの締結力は微小になりトルク容量
は実質的に零になる。従って、ケースとハブ部材間の連
結は遮断される。

（実施例） 第１図ないし第６図により一実施例の説明をする。第３
図はこの実施例をフロントエンジン・フロントドライブ
（ＦＦ）ベースのパートタイム四輪駆動（４ＷＤ＞車に
おいて、二輪駆動（２ＷＤ）走行時に、エンジン側の駆
動力が切離される後輪側に配置した例を示す。なお、以
下の説明において左右の方向は第１図と第３図における
左右の方向であり、第１図の上方は第３図の車両の前方
に相当する。

先ず、第３図によりこの車両の動力伝達機構を説明する
。

エンジン１の駆動力はトランスミッション３で変速され
、トランスファ５に収納されたフロントデフ７（前輪側
デファレンシャル装置）のデフケースに伝達される。フ
ロントデフ７は伝達された駆動力を前車軸９，１１を介
して左右の前輪１３゜１５に差動分配する。又、エンジ
ン１の駆動力はフロントデフ７のデフケースと２−４換
機構と方向変換歯車組（いずれも図示していない）とを
介してトランスファ５から出力され、プロペラシャフト
１７を介してこの実施例の装置であるリヤデフ１９（後
輪側のデファレンシャル装置）に伝達される。リヤデフ
１つは伝達された駆動力を後車軸２１．２３を介して左
右の後輪２５．２７に差動分配する。なお、２−４切換
機構は、このように構成された後輪２５．２７側の駆動
系に対して駆動力の伝達を断続することにより、車両を
２ＷＤ走行状態又は４ＷＤ走行状態に切換える。

次に、この実施例の要部の構成を第１図により説明する
。

デフケース２９（ケース）はケース本体３１とそのカバ
ー３３とからなっており、ボルト４１により一体に固定
されている。デフケース２９はベアリング３７．３９を
介してデフキャリヤ３５に回転自在に収納されている。

デフケース２つにはケース本体３１とカバー３３とを固
定しているボルト４１により、リングギヤ４３が共闘め
されている。リングギヤ４３はプロペラシャフト１７側
に連結されたドライブピニオンシャフト４５の後端に一
体に形成されたドライブピニオンギヤ４７と噛合ってい
る。この噛合いにより、デフケース２９がエンジン１か
らの駆動力により回転駆動される。

デフケース２９の内部には、一対のハブ部材４９．５１
がデフケース２９と同軸上左右に相対回転可能に配置さ
れている。これらのハブ部材４９゜５１には、それぞれ
左右の伝達軸（図示していない）がスプライン連結され
ている。これらの伝達軸はデフケース２９とデフキャリ
ヤ３５とを貫通し継手を介して左右の後車軸２１．２３
に連結されている。デフキャリヤ３５との貫通部におい
て左右の伝達軸とデフキャリヤ３５との間にはそれぞれ
ばね付きシール５３．５５が配置されている。

ハブ部材４９．５１の互いに対向する各端部にはリング
状の溝が設けられ、この溝にはスペーサ５７が摺動自在
に係合している。ハブ部材４９゜５１はこのスペーサ５
７を介して互いの自由端を支承し合うとともに、このス
ペーサ５７によりハブ部材４９．５１間のセンタリング
が行われる。

ハブ部材４９．５１とケース本体３１との間には、環状
室５９が形成されている。この環状室５９の内部におい
て、左のハブ部材４９の外周にはスプライン６１が、右
のハブ部材５１の外周にはスブイン６３が、又ケース本
体３１の内周にはスプライン６５がそれぞれ設けられて
いる。スプライン６１．６３にはそれぞれ複数枚の第１
の摩擦板６７．６９が軸方向移動可能に係合し、スプラ
イン６５にはこれら第１摩擦板６７．６９と交互に配置
された複数枚の第２の摩擦板７１が軸方向移動可能に係
合している。こうして、一対の多板クラッチ７３．７５
が構成されている。

これらの多板クラッチ７３．７５の間には仕切部材７７
が配置され、仕切部材７７はケース本体３１の内周に設
けられた溝内で、仕切部材７７外外周に設けられたスプ
ラインの半ピッチ分をケース本体３１に対して回転させ
て固定することにより軸方向に対して固定されている。

この仕切り部材７７は、後述のように、多板クラッチ７
３．７４が作動する際に互いの間で押圧力の影響を遮断
し、相互の干渉を防止する。

デフキャリヤ３５の左右の端部にはリング状のシリンダ
部７９．８１が形成されており、これらにはピストン部
材８３．８５がそれぞれ０リング８７．８９、Ｏリング
９１．９３を介して摺動自在に設けられている。こうし
て、一対のアクチュエータ９５．９７　（流体アクチュ
エータ）が構成されている。

各ピストン部材８３．８５はニードルベアリング９９，
１０１．Ｉ）ング状の押圧部材１０３，１０５、デフケ
ース２９を摺動自在に貫通した左右それぞれ複数本のブ
ツシュロッド１０７，１０９、デフケース２９内に軸方
向移動可能に配置されたリング状の押圧部材１１１，１
１３を介してそれぞれ多板クラッチ７３．７５を押圧可
能である。

このようにして、各アクチュエータ９５．９７から各多
板クラッチ７３．７５に至る押圧系が構成されている。

各シリンダ部７９．８１の油圧ボート１１５゜１１７に
は、油槽１１８．ポンプ１１９から制御弁装置１２１を
介し各油路１２３，１２５を経て油圧が各別に供給され
る。この制御弁装置１２１は運転席から手動操作可能で
あるとともに制御装置１２７により自動制御される。

制御装置１２７は例えば操舵角、車体の旋回状況、加速
、制動などのような操縦条件あるいは路面条件などに応
じて制御弁装置１２１を制御して各７クチユエータ９５
．９７に供給される油圧を各別に増減し、各多板クラッ
チ７３．７５の締結力を調節する。これに加えて、制御
装置１２７は、油圧センサ１４０．ピストンの移動量を
検知するストロークセンサ１４２の検知に基づいて、ア
クチュエータ９５．９７に対する初期圧ノコの制御を行
う。

次に、この初期圧力の制御手順について、第２図のフロ
ーチャートに従って、説明する。

このプログラムは、エンジン１が始動されポンプ１１９
の吐出油圧が所定の値まで上昇するとメインプログラム
に先立って実行される。メインプログラムとは上記のよ
うな、操縦条件などに応じて行われる多板クラッチ７３
．７５の締結力の調節手順である。なお、以下の手順は
左右の多板クラッチ７３．７５において全く同様に行わ
れるから、説明は多板クラッチ７３側により代表して行
う。

プログラムが開始（イニシャライズ・スタート）される
と、ステップＳ１ではアクチュエータ９５に油圧が供給
され、右方へ移動する抑圧系のストロークが読込まれ、
ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１で読込まれたストロー
クを時間で微分して押圧系が移動する速度が算出され、
ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、押圧系の移動する速度がすでにメモ
リに記憶されているか否かの判定が行われ、記憶されて
いなければステップＳ４へ進み、記憶されていればステ
ップＳ５へ進む。

ステップ＄４ではステップＳ２で算出された速度がメモ
リに記憶され、ステップＳ１へ戻る。

このようにして、プログラム開始後最初に算出された抑
圧系の速度が記憶され、２回目以後はステップ８１〜Ｓ
３を経てスイツブＳ５へ進む。

ステップＳ５では、メモリ中の速度と今回算出された速
度との比較を行って、速度に一定値以上の変化があった
か否かが判定される。すなわち、第５図と第６図に示す
ように、抑圧系は遊び量だけ移動した後に摩擦板６７．
７１を押圧してたわみの矯正を開始し、たわみの反力に
よって速度がわずかに停止始める。たわみの矯正が進行
するに伴い、その反力の増加によって速度は徐々に低下
する。押圧系が吏１まで移動してたわみの矯正が終了す
ると、摩擦板６７．７１の実質的な締結が始まるととも
に、押圧系はほぼ停止する。なお、たわみ矯正の終了は
第４図の１１に相当する。速度に一定値以上の変化がな
ければ、押圧系はまだｆＬｔ点に向けて移動中であるか
ら制御手順はステップ＄１へ戻る。このようにしてステ
ップ８１〜８３．８５の手順を繰り返し、速度に一定値
以上の変化が現われたところでステップＳ６へ進む。

ステラＳ６では、ステップＳ５において速度に変化が現
れたとき（ｔｌ　）のアクチュエータ９５の油圧と、そ
のときの押圧系のストローク吏１とが読込まれ、ステッ
プＳ７へ進む。

ステップＳ７では、ステップＳ６で読込まれたストロー
クｌ＋　が設定値の範囲内か否かの判定が行われる。す
なわち、ｌ＋が大きすぎれば第１゜第２の各摩擦板６７
．７１の異常摩擦であり、ｆＬ＋　が小さすぎれば、例
えば第１．第２の摩擦板６７．７１が破損し、破損片が
はさみ込まれてストロークが減少したなどの事態が考え
られる。このように、このステップＳ７では、第１．第
２の各摩擦板６７．７１の軸方向寸法から異常の有無が
検知される。交１が設定値の範囲内であればステップＳ
８へ進み、範囲外であればステップＳ９へ進む。

ステップＳ８では、ステップＳ６で読込んだ油圧、ある
いはこの油圧に僅かな増加分を加えた値を、アクチュエ
ータ９５に常時供給される初期圧力と決定し、メインプ
ログラムへ進む。メインプログラムを通じて多板クラッ
チ７３の締結力の調整はこの初期圧力以上の圧力範囲で
行われ、これより下げられることはない。又、この初期
圧力により多板クラッチは常に微弱な初期締結力で締結
される。

ステップＳ９では、摩擦板６７．７１の軸方向の寸法異
常が検出（認識）され、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０ではステップＳ９の認識に基づいて運手
席に異常表示が行われる。

この後、異常の程度が軽微な場合、例えば摩擦板６７．
７１が設定値より僅かに摩擦している程度の場合はステ
ップＳ８へ進み、一方摩擦板６７．７１の破損のように
異常の程度が甚しい場合はメインプログラムをストップ
し、アクチュエータ９５への油圧供給を停止して多板ク
ラッチ７３を開放状態にする。

第５図は多板クラッチ７３が組立直後であり摩擦板６７
．７１のたわみ量が大きい状態であって、速度変化が現
れたとき（ステップＳ５）の油圧はたわみの反力により
ある程度上昇しており（ステップＳ６）、初期圧力は高
く決定（ステップ８８）される。又、第６図は長時間使
用され、たわみがほぼ消失するとともにやや摩耗した状
態であって、速度変化時（ステップ８５）の油圧（ステ
ップＳ６）は低く、初期圧力は低く決定（ステップ８８
）される。又、摩耗により押圧系のストロークｉｔは第
５図よりやや増加（ステップＳ７）している。

このように、この初期圧力の制御手順によれば、第１．
第２の摩擦板６７．７１の状態変化に対応して最適な初
期圧力が決定される。

次に、この実施例の６ｍ能と効果とを説明する。

制御装Ｍ１２７の制御によりアクチュエータ９５．９７
に油圧を供給すると、押圧系を介して多板クラッチ７３
．７５が押圧されて締結し、デフケース２９と各ハブ部
材４９．５１とが連結される。このとき、多板クラッチ
７３．７５の締結力を大きくすれば、すべり回転である
デフケース２９と各ハブ部材４９．５１間の差動回転が
大きく制限されてトルク容量が増大し、それだけ大きな
駆動力をエンジン１から後輪２５．２７に伝達可能にな
る。又、締結力を小さくすればすべり回転と差動回転が
大きく許容されてトルク容量が減少し、後輪２５．２７
側へ伝達可能な駆動力は小さくなる。又、多板クラッチ
７３．７５の締結力を各別に調節すれば、左右の後輪２
５．２７に異なつた多さきの駆動力が伝達可能であり、
後輪２５゜２７間の差動回転を許容及び制限することが
できる。

アクチュエータ９５．９７への供給油圧を初期圧力まで
下げ、多板クラッチ７３．７５締結力を初期締結力まで
下げてトルク容量を微小にすれば、後輪２５．２７側へ
の駆動力伝達は実質的に遮断される。

又、上記のように、押圧系は作動中第４図のｔ１点に、
又第５図及び第６図のＬ点に相当する初期油圧となるよ
う常時保持され、ストロークはこれらの点からスタート
する。従って、操作信号が入力してから押圧系が第５図
および第６図の愛２点まで移動するに要する時間（応答
時間）は、第４図において、従来例が１２秒であったの
に対し、実施例のリヤデフ１９においてはｔ２−ｔ。

秒とｔ１秒だけ短くなり極めて速くなる。又、多板クラ
ッチ７３．７５は開放状態にはならず、常に所定の初期
圧力が作用しているので、締結と開放に伴うショックが
極めて小さなものとなる。

次に、第２図の車両の性能に即した機能と効果とを説明
する。

多板クラッチ７３．７５の締結力を初期締結力より大き
くすると、後輪２５．２７が駆動されて車両は４ＷＤ走
行状態となる。従って、駆動力が全四輪に分散して各車
輪当りの駆動力が減少し、各車輪においてグリップ力の
余裕が大きくなり、スリップしにくくなるので、車両の
直進性や走行安定性が向上する。又、多板クラッチ７３
．７５の締結力を初期締結力まで下げると、後輪２５゜
２７への駆動力伝達が実質的に遮断され、車両は光性 ２ＷＤ＃ｔ４状態となり、燃費が向上する。

このように、２−４切換機構を作動させずに実質的な２
−４切換を行うことができる。

又、２ＷＤ走行状態とすべくトランスファ５の２−４切
換磯構を２ＷＤ側に切換えて、後輪２５゜２７側へ駆動
力伝達を遮断すれば、２−４切換機構から方向変換歯車
組、ブロベラシャフ・ト１７を介してデフケース２９に
至る各部材の回転が停止する。従って、これらを無駄に
連れ回ることによる各部の摩耗や燃費の低下、騒音、振
動などの発生を防止できる。

４ＷＤ走行状態のときに、操作条件や路面条件などに応
じて多板クラッチ７３．７５の締結力を両者に揃えて調
節すれば、デフケース２９は後輪駆動系を介して前輪駆
動系に連結されているから、前後輪間において差動回転
の制限及び許容と、駆動力の配分割合の調節とを行うこ
とができる。駆動力の配分割合は前輪１３．１５側の駆
動力に対し、後輪２５．２７側の駆動力が実質的な零か
ら同等になる範囲内で行うことができる。又、多板クラ
ッチ７３．７５の締結力を左右各別に調節すれば、後輪
２５と後輪２７との間での駆動力の配分割合の調節と差
動回転の制限及び許容とを行うことができる。このよう
な制御は多板クラッチ７３．７５の締結力の調節範囲の
全域で行うことができるから、後述するように走破性、
操縦性、走行安定性、安全性、コストなどの面を著しく
向上させることができる。

例えば悪路において、前輪１３．１５側がスリップ状態
になったとき、多板クラッチ７３．７５の締結力を増加
すれば、後輪２５．２７側へ配分される駆動力が大きく
なり、後輪２５．２７の駆動力により走破性が向上し悪
路から脱出できる。

又、歯車タイプのデファレンシャル装置では左右の車輪
側部材が差動歯車を介して連結されており、一方の車輪
がスリップするとこの差動歯車が空転するから他方の車
輪へ駆動力が伝達されなくなる。しかし、この発明の装
置では一方の車輪の状態が他方の車輪に影響を与えるこ
とはなく、各多板クラッチ７３．７５の締結力に応じた
駆動力が各後輪２５．２７へ確実に伝達される。

しかし、このように一方の車輪がスリップ状態になって
も他方の車輪が駆動を続けるから、例えば左の後輪２５
がスリップ状態になると駆動を続ける右の後車軸２３に
エンジン１からの駆動力が集中し破損する恐れがある。

その上、右の後輪２７の駆動力により車体を左に旋回さ
せようとする運転者が意図しない、ヨーイングモーメン
トが生じて危険である。このような場合、左後輪２５の
スリップ又はこのヨーイングモーメントを検知して右の
多板クラッチ７５の締結力を弱めるか又は初期締結力ま
で低下させれば、右後車軸２３の破損及び車体が意図に
反して旋回する危険を回避することができる。

又、このように駆動力の大きさが左右異なった場合、ヨ
ーイングモーメントが生じることを利用して左右の後輪
２５．２７に異なった大きさの駆動力を配分すれば、車
体に任意の方向のヨーイングモーメントを与えることが
できる。すなわち、第３図において、実線の矢印１２９
が示すように左後輪２５側の駆動力を大きくすれば、実
線の矢印１３１のように車体を右旋回させるヨーイング
モーメントが生じる。又、破線の矢印１３３が示すよう
に右後輪２７側の駆動力を大きくすれば、破線の矢印１
３５のように車体を左旋回させるヨーイングモーメント
が生じる。このようにして、例えば中低速のコーナリン
グに際しては、コーナ内側へのヨーイングモーメントを
与えてオーバステアリング気味にすれば、コーナリング
を円滑に行うとができる。又、高速のコーナリングに際
しては、コーナ外側へのヨーイングモーメントを与えて
アンダーステア気味にすれば、コーナ内側への切れ込み
やスピンなどの危険が防止され、コーナリング時の操縦
性や安全性が高まる。

多板クラッチ７３．７５の締結力を弱めれば、例えば車
庫入れのような低速急旋回の際に前輪１３．１５と後輪
２５．２７間の回転差によって生じるプロペラシャフト
１７のねじれが吸収されるから、タイトコーナブレーキ
ング現象が発生しない。又、左右の後輪２５．２７が自
由に差動回転できるようになるから円滑なコーナリング
が行える。

又、以上の各制御の過程中釜板クラッチ７３゜７５の継
続に伴うショックが抑制されているから、例えばこのシ
ョックによりハンドルをとられ操縦性や安全性が損われ
ることがない。又、多板クラッチ７３．７５の応答性は
きわめて速く、従って応答遅れによる危険が回避される
。このことは特に高速走行時の安全性を大幅に改善する
。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の動力伝達装置は、多板クラッ
チには常時初期圧力が与えられこの初期圧力は状態の変
化に応じて調節され常に適正な値に保たれているから、
応答が極めて速く、その上、作動中は多板クラッチが完
全に開放されることはなく、従ってその断続に伴うショ
ックは極めて小さなものとなり、動作が安定したものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を他の部材とともに示す断面図、第２
図この実施例において行われる初期圧力の制御手順を示
すフローチャート、第３図はこの実施例を用いて構成し
た車両の動力伝達を示す概略図、第４図はこの実施例の
従来例に対する応答性の改善を示すグラフ、第５図及び
第６図はいずれもアクチュエータへの供給油圧と押圧系
のストロークとの関係を示すグラフであり、第５図は組
立直後、第６図は長時間使用後の状態を表す。 ２９・・・デフケース（ケース） ４９．５１・・・ハブ部材 ６７．６９・・・第１の摩擦板 ７１・・・第２の摩擦板 ７３．７５・・・多板クラッチ ９５．９７・・・アクチュエータ （流体アクチュエータ） １２７・・・制御装置 代理人　　弁理士　　　三　好　　保

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転自在に配置されたケースと、このケースの内部に
   おいて同軸状に相対回転自在に配置されたハブ部材と、
   このハブ部材と前記ケースとに各別に係合する第１の摩
   擦板と第２の摩擦板とを交互に配置してなる多板クラッ
   チと、圧力供給によりこの多板クラッチに押圧力を与え
   て締結する流体アクチュエータと、この流体アクチュエ
   ータに常時適正な初期圧力が供給されるように制御する
   制御装置とを備えたことを特徴とする動力伝達装置。