JPH0572293B2

JPH0572293B2 -

Info

Publication number: JPH0572293B2
Application number: JP27365485A
Authority: JP
Inventors: Yasuhei Matsumoto
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1985-12-05
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1993-10-12
Also published as: JPS62131824A

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、自動車等の車両の４輪駆動装置に関
し、詳しくは、縦置きトランスアクスル型でビス
カスカツプリングを用いた４輪駆動の走行モード
を各種選択的に得るものに関する。 The present invention relates to a four-wheel drive system for a vehicle such as an automobile, and more particularly to a four-wheel drive system that is a vertical transaxle type and uses a viscous coupling spring to selectively provide various driving modes.

【発明の背景】[Background of the invention]

センターデフを持たない４輪駆動装置は、一般
に前輪または後輪の一方に常時動力伝達し、その
他方へトランスフア装置を介して動力伝達する構
成であり、トランスフア装置には噛合い式のドツ
グクラツチ、油圧クラツチ、電磁クラツチを用い
ることが提案されている。ここでドツグクラツチ
は、旋回時の回転差を全く吸収できず、油圧クラ
ツチ等ではクラツチ油圧の制御が必要になる等の
一長一短がある。一方、近年ビスカスカツプリング（粘性クラツ
チ）と称するクラツチが出現し、粘性媒体を封入
した湿式多板の密閉構成であり、入、出力の回転
差の増大に応じて伝達トルクを増す特性を有す
る。そこでかかるビスカスカツプリングは、デフ
ロツクとして使用可能であると共に、４輪駆動装
置のトランスフア装置に用いた場合は、前後輪の
スリツプ状態等の回転差に応じて自動的に４輪駆
動の性能を強化し得る。また、旋回時に回転差が
極度に大きくならない限りは、ビスカスカツプリ
ングのスリツプで内部循環トルクを吸収すること
ができ、この点で注目されつつある。 Four-wheel drive systems that do not have a center differential generally have a configuration in which power is constantly transmitted to one of the front or rear wheels, and power is transmitted to the other through a transfer device, and the transfer device includes a meshing dog clutch. , hydraulic clutches, and electromagnetic clutches have been proposed. Here, a dog clutch cannot absorb any difference in rotation during turning, and a hydraulic clutch or the like has advantages and disadvantages, such as the need to control the clutch oil pressure. On the other hand, in recent years, a clutch called a viscous clutch has appeared, which has a sealed structure of wet multi-plates filled with a viscous medium, and has the characteristic of increasing the transmitted torque as the rotational difference between input and output increases. Therefore, such a viscous coupling spring can be used as a differential lock, and when used in a transfer device of a four-wheel drive system, it automatically adjusts the performance of the four-wheel drive according to the rotational difference such as the state of slip between the front and rear wheels. It can be strengthened. Furthermore, as long as the rotational difference does not become extremely large during turning, internal circulation torque can be absorbed by the slip of the viscous coupling spring, and this point is attracting attention.

【従来の技術】[Conventional technology]

そこで従来、上記ビスカスカツプリングを用い
た４輪駆動に関しては、例えば実開昭59−188731
号公報の先行技術があり、FFベースとしてビス
カスカツプリングを介して後輪に動力伝達するこ
とが示されている。 Therefore, conventionally, regarding the four-wheel drive using the above-mentioned viscous cut spring, for example,
There is a prior art in the publication, which shows that power is transmitted to the rear wheels via a viscous cut spring as a FF base.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

ところで、上記先行技術の構成のものにあつて
は、前輪トルクT_Fと後輪トルクT_Rにおいて、T_F
＞T_Rの関係の１種類の走行モードしか得られな
い。従つて、操縦性を重視した走行ができず、積
載状態による発進等の駆動性能等を最大限向上し
得ない等の問題がある。本発明は、このような点に鑑みてなされたもの
で、ビスカスカツプリングによる４輪駆動の走行
モードを複数種類任意に選択して、各種性能を充
分発揮することが可能な４輪駆動装置を提供する
ことを目的としている。 By the way, in the configuration of the prior art described above, in the front wheel torque T _F and the rear wheel torque T _R , T _F
> Only one type of driving mode with the relationship T _R can be obtained. Therefore, there are problems in that it is not possible to drive with emphasis on maneuverability, and it is not possible to maximize drive performance such as starting depending on the loaded state. The present invention has been made in view of these points, and provides a four-wheel drive device that can freely select a plurality of four-wheel drive driving modes using a viscous coupling spring and fully demonstrate various performances. is intended to provide.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明は、縦置きト
ランスアクスル型の変速機後部に配設されるトラ
ンスフア装置において、変速機出力側にビスカス
カツプリングを連結し、それらの変速機出力側と
ビスカスカツプリングをV.C−Ｆ直結用３位置の
噛合いクラツチを介して前輪側に伝動構成し、同
時にV.C−Ｒ直結用３位置の噛合いクラツチを介
して後輪側に伝動構成し、上記２つの噛合いクラ
ツチに１本の操作系を結合し、ビスカスカツプリ
ング付前輪直結と後輪直結および前後輪直結の３
種類の４輪駆動走行モードを得るように構成され
ている。 In order to achieve the above object, the present invention connects a viscous cut spring to the output side of the transmission in a transfer device disposed at the rear of a vertical transaxle type transmission. The coupling is configured to transmit power to the front wheel through a 3-position dog clutch for direct connection to VC-F, and at the same time to the rear wheel side through a 3-position dog clutch for direct connection to VC-R. One operating system is connected to the dog clutch, and there are three types: front wheel direct connection with viscous cut spring, rear wheel direct connection, and front and rear wheel direct connection.
The vehicle is configured to obtain various four-wheel drive driving modes.

【作用】[Effect]

上記構成に基づき、１本の操作系により２つの
噛合いクラツチが同時に切換えられて、前輪直結
後輪ビスカスカツプリング経由、前輪ビスカスカ
ツプリング経由後輪直結、または前後輪直結の各
走行モードに選択されるようになる。こうして本
発明によれば、走行状態、積載状態等によりビス
カスカツプリングの特性を充分活用し、または前
後輪直結した最適な４輪駆動で走行することが可
能となる。 Based on the above configuration, two dog clutches are simultaneously switched by a single operating system, and each driving mode is selected: front wheel direct connection via rear wheel viscous cut spring, rear wheel direct connection via front wheel viscous cut spring, or front and rear wheel direct connection. will be done. Thus, according to the present invention, it is possible to make full use of the characteristics of the viscous coupling spring depending on the driving condition, loading condition, etc., or to drive with optimal four-wheel drive that directly connects the front and rear wheels.

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体
的に説明する。図面において本発明による４輪駆
動装置の伝動系について説明すると、エンジン
１、クラツチ２および変速機４が車体前後方向に
縦置き配置され、クラツチ２と変速機４との間の
下部にフロントデフ装置１６が変速機ケース内部
に組付けて設置されることでトランスアクスル型
を成す。変速機４は常時噛合式のもので、入力軸
３に対して出力軸５が平行に配置されて、これら
の両軸３，５に例えば第１速ないし第４速の互に
噛合う４組の変速用ギヤ６ないし９が設けてあ
り、ギヤ６と７との間の同期機構１０、ギヤ８と
９との間の同期機構１１を選択的に動作すること
で、第１速から第４速までの各前進変速段を得る
ようになつている。また、入力軸３に設けてある
後退段のギヤ１２に同期機構１０のスリーブ側の
ギヤ１３を図示しないアイドラギヤを介して噛合
わせることで、後退段を得るようになつている。上記出力軸５は中空軸であつて、その内部にフ
ロントドライブ軸１４が挿入され、フロントドラ
イブ軸１４の前端に形成されるドライブピニオン
１５が、フロントデフ装置１６のクラウンギヤ１
７に噛合つて前輪側に伝動構成されている。また、変速機４の後部に配設されるトランスフ
ア装置１８において、出力軸５とその内部のフロ
ントドライブ軸１４が同軸上に配置され、これら
の上部にリヤドライブ軸１９が平行に配置され
る。そしてリヤドライブ軸１９は、更にプロペラ
軸２０、リヤデフ装置２１を介して後輪側に伝動
構成される。変速機出力軸５にはビスカスカツプリング３０
が連結するが、このビスカスカツプリング３０
は、出力軸５に結合するハブ３１とハウジング３
２との間に、いずれか一方に一体的なプレート３
３，３４が交互に配置され、かつ粘性の高い液体
が封入されて成り、ハブ３１とハウジング３２と
の回転差に応じて伝達トルクを増大する特性を有
する。かかる出力軸５、ビスカスカツプリング３
０のハウジング３２とフロントドライブ軸１４と
の間には、V.C−Ｆ直結用３位置の噛合いクラツ
チ３５が設けられる。また出力軸５、ビスカスカ
ツプリング３０のハウジング３２は、それぞれ一
対のリダクシヨンギヤ２２，２３および２４，２
５を介してリヤドライブ軸１９側に出力が取出さ
れ、これらのギヤ２３，２５とリヤドライブ軸１
９との間にV.C−Ｒ直結用３位置の噛合いクラツ
チ４０が設けられる。噛合いクラツチ３５は、フロントドライブ軸１
４のハブ３６にスリーブ３７が常に噛合つてお
り、スリーブ３７の歯３７ａが２位置で出力軸５
のスプライン５ａに、歯３７ｂが１位置でハウジ
ング３２のスプライン３２ａに選択的に噛合う。
噛合いクラツチ４０は、リヤドライブ軸１９のハ
ブ４１にスリーブ４２が常に噛合つており、スリ
ーブ４２の歯４２ａが１位置でギヤ２５のスプラ
イン２５ａに、歯４２ｂが２位置でギヤ２３のス
プライン２３ａに選択的に噛合うようになつてい
る。操作系において、セレクトレバー４５からの１
本のレール４６が、上記噛合いクラツチ３５，４
０のスリーブ３７，４２に連結する。セレクトレ
バー４５は前方にＦ直結4WD位置を、中間にFR
直結4WD位置を、後方にＲ直結4WD位置を直線
的に有する３位置のパターンである。次いで、このように構成された４輪駆動装置の
作用について説明する。先ず、車両走行時に変速
機４において同期機構１０，１１等を動作するこ
とで、ギヤ６ないし９および１２，１３等により
出力軸５に前進４段、後進１段の変速動力が出力
する。そしてこの出力軸５の動力は、トランスフ
ア装置１８においてビスカスカツプリング３０の
ハブ３１、ギヤ２２，２３に入力している。そこで、セレクトレバー４５をＦ直結4WD位
置に操作すると、図示のようにレール４６が後方
移動して噛合いクラツチ３５は、スリーブ３７の
歯３７ａが出力軸５のスプライン５ａに噛合い、
出力軸５とフロントドライブ軸１４は直結して前
輪に直接動力伝達する。一方、噛合いクラツチ４
０は、スリーブ４２の歯４２ａがギヤ２５のスプ
ライン２５ａに噛合うことで、出力軸５の動力は
ビスカスカツプリング３０を介してギヤ２４，２
５、噛合いクラツチ４０、リヤドライブ軸１９以
降の後輪に伝達するのであり、こうして前輪直結
後輪ビスカスカツプリング経由の４輪駆動の走行
モードとなる。そしてこの走行モードでは、前後輪の回転差が
少ない場合はビスカスカツプリング３０において
伝達トルクが小さく、FF的走行となる。一方、
前輪のスリツプにより前後輪の回転差が大きくな
ると、それに応じてビスカスカツプリング３０の
伝達トルクが急増し、４輪駆動の性能を強化す
る。またこの場合は、フロントアクスルトルク
T_FとリヤアクスルトルクT_RにおいてT_F＞T_Rであ
るため、走行性重視となる。次いで、セレクトレバー４５を中間のFR直結
4WD位置に操作すると、噛合いクラツチ３５は
Ｆ直結の切換状態を保つが、噛合いクラツチ４０
は、スリーブ４２の歯４２ｂがギヤ２３のスプラ
イン２３ａに噛合つてＲ直結側に切換わる。そこ
で前輪に直接動力が伝達すると共に、変速機出力
は出力軸５からギヤ２２，２３、噛合いクラツチ
４０、リヤドライブ軸１９以降の後輪にも直接伝
達し、前後輪直結の４輪駆動となる。そこでこの走行モードでは、常に４輪駆動とな
つて発進や悪路において最大限性能を発揮する。更に、セレクトレバー４５を後方のＲ直結
4WD位置に操作すると、噛合いクラツチ４０は
Ｒ直結の切換状態を保つが、噛合いクラツチ３５
は、スリーブ３７の歯３７ｂがハウジング３２の
スプライン３２ａに噛合つてビスカスカツプリン
グ３０側に切換わる。そのため変速機出力は、ビ
スカスカツプリング３０、噛合いクラツチ３５、
フロントドライブ軸１４を経て前輪に伝達し、後
輪直結前輪ビスカスカツプリング経由の４輪駆動
となる。従つてこの走行モードでは、FR的走行となり、
T_F＜T_Rで操縦性重視になる。そして後輪のスリ
ツプや、後輪荷重の増大で後輪半径が減少して前
後輪の回転差が大きくなると、ビスカスカツプリ
ング３０による前輪への伝達トルクが増して、４
輪駆動の性能を強化する。なお、操作系は、空気圧、モータ等のアクチユ
エータを用いてボタンスイツチで操作するように
構成することも可能である。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. To explain the transmission system of the four-wheel drive device according to the present invention with reference to the drawings, an engine 1, a clutch 2, and a transmission 4 are arranged vertically in the longitudinal direction of the vehicle body, and a front differential device is located at the lower part between the clutch 2 and the transmission 4. 16 is assembled and installed inside the transmission case to form a transaxle type. The transmission 4 is of a constant mesh type, in which an output shaft 5 is disposed parallel to an input shaft 3, and four sets of gears meshing with each other are connected to both shafts 3 and 5, for example, from first to fourth speeds. gears 6 to 9 are provided, and by selectively operating a synchronizing mechanism 10 between gears 6 and 7 and a synchronizing mechanism 11 between gears 8 and 9, the gears can be changed from first to fourth gears. The vehicle is configured to obtain each forward gear stage up to a maximum speed. Further, the reverse gear is obtained by meshing the sleeve-side gear 13 of the synchronizing mechanism 10 with the reverse gear gear 12 provided on the input shaft 3 via an idler gear (not shown). The output shaft 5 is a hollow shaft, into which the front drive shaft 14 is inserted, and the drive pinion 15 formed at the front end of the front drive shaft 14 is connected to the crown gear 1 of the front differential device 16.
7 and is configured to transmit power to the front wheels. Furthermore, in the transfer device 18 disposed at the rear of the transmission 4, the output shaft 5 and the front drive shaft 14 inside thereof are arranged coaxially, and the rear drive shaft 19 is arranged above these in parallel. . The rear drive shaft 19 is further configured to transmit power to the rear wheels via a propeller shaft 20 and a rear differential device 21. A viscous cut spring 30 is attached to the transmission output shaft 5.
is connected, but this viscous cut spring 30
The hub 31 and housing 3 connected to the output shaft 5
2, an integral plate 3 on either side
3 and 34 are arranged alternately and a highly viscous liquid is sealed therein, and has a characteristic of increasing the transmitted torque in accordance with the rotational difference between the hub 31 and the housing 32. Such output shaft 5, viscous cut spring 3
A three-position meshing clutch 35 for direct connection of the VC-F is provided between the housing 32 of the motor vehicle 0 and the front drive shaft 14. Further, the housing 32 of the output shaft 5 and the viscous cut spring 30 is connected to a pair of reduction gears 22, 23 and 24, 2, respectively.
5, the output is taken out to the rear drive shaft 19 side, and these gears 23, 25 and the rear drive shaft 1
A three-position dog clutch 40 for direct connection to the VC-R is provided between the VC-R and the VC-R. The dog clutch 35 is connected to the front drive shaft 1
The sleeve 37 is always engaged with the hub 36 of No. 4, and the teeth 37a of the sleeve 37 are in the No. 2 position when the output shaft 5 is engaged.
The tooth 37b selectively engages the spline 32a of the housing 32 in one position.
In the dog clutch 40, the sleeve 42 is always meshed with the hub 41 of the rear drive shaft 19, and the teeth 42a of the sleeve 42 are in the 1st position and the splines 25a of the gear 25, and the teeth 42b are in the 2nd position and the splines 23a of the gear 23. They are designed to engage selectively. In the operation system, 1 from the select lever 45
The book rail 46 connects the dog clutches 35, 4
0 sleeves 37, 42. The select lever 45 has the F direct 4WD position at the front and the FR position in the middle.
It is a 3-position pattern with a direct 4WD position and an R direct 4WD position at the rear. Next, the operation of the four-wheel drive device configured as described above will be explained. First, by operating the synchronizing mechanisms 10, 11, etc. in the transmission 4 when the vehicle is running, the gears 6 to 9, 12, 13, etc. output power to the output shaft 5 for four forward speeds and one reverse speed. The power of this output shaft 5 is input to a hub 31 of a viscous coupling spring 30 and gears 22, 23 in a transfer device 18. Therefore, when the select lever 45 is operated to the F direct-coupled 4WD position, the rail 46 moves rearward as shown in the figure, and the teeth 37a of the sleeve 37 mesh with the spline 5a of the output shaft 5, and the mesh clutch 35 engages with the spline 5a of the output shaft 5.
The output shaft 5 and the front drive shaft 14 are directly connected to directly transmit power to the front wheels. On the other hand, meshing clutch 4
0, the teeth 42a of the sleeve 42 mesh with the splines 25a of the gear 25, and the power of the output shaft 5 is transmitted to the gears 24, 2 through the viscous cut spring 30.
5. The transmission is transmitted to the rear wheels after the dog clutch 40 and the rear drive shaft 19, thus resulting in a four-wheel drive driving mode via the rear wheel viscous coupling spring which is directly connected to the front wheels. In this driving mode, when the difference in rotation between the front and rear wheels is small, the torque transmitted at the viscous cut spring 30 is small, resulting in FF-like driving. on the other hand,
When the difference in rotation between the front and rear wheels increases due to slipping of the front wheels, the transmission torque of the viscous cut spring 30 increases rapidly, thereby enhancing the four-wheel drive performance. Also in this case, the front axle torque
Since T _F > T _R in terms of T _F and rear axle torque T _R , the focus is on driving performance. Next, connect the select lever 45 directly to the intermediate FR.
When operated to the 4WD position, the dog clutch 35 maintains the F direct connection switching state, but the dog clutch 40
In this case, the teeth 42b of the sleeve 42 mesh with the splines 23a of the gear 23, and the gear is switched to the R direct connection side. Therefore, the power is directly transmitted to the front wheels, and the transmission output is also directly transmitted from the output shaft 5 to the gears 22 and 23, the dog clutch 40, and the rear wheels after the rear drive shaft 19, resulting in a four-wheel drive system that is directly connected to the front and rear wheels. Become. Therefore, in this driving mode, the vehicle is always in four-wheel drive to maximize performance when starting off or on rough roads. Furthermore, the select lever 45 is directly connected to the rear R.
When operated to the 4WD position, the dog clutch 40 maintains the R direct connection switching state, but the dog clutch 35
The teeth 37b of the sleeve 37 mesh with the splines 32a of the housing 32 and are switched to the viscous coupling spring 30 side. Therefore, the transmission output is determined by the viscous cut spring 30, dog clutch 35,
The power is transmitted to the front wheels via the front drive shaft 14, resulting in four-wheel drive via a front viscous cut spring that is directly connected to the rear wheels. Therefore, in this driving mode, it becomes FR driving,
When T _F < T _R , emphasis is placed on maneuverability. When the rear wheel slips or the rear wheel load increases, the rear wheel radius decreases and the rotation difference between the front and rear wheels increases, the torque transmitted to the front wheels by the viscous cut spring 30 increases, and the
Enhances wheel drive performance. Note that the operation system can also be configured to be operated by a button switch using an actuator such as a pneumatic pressure or a motor.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上述べてきたように、本発明によれば、ビスカスカツプリング付の前輪または後輪直結
の走行モードを任意選択して得られるので、ビス
カスカツプリングの特性をフルに活用できる。また、安定性と操縦性、積載状態等を考慮して
安全で動力性能の良い走行を行うことが可能とな
り、タイヤ摩耗、燃費の点でも有利になる。前後輪直結の走行モードも有るので、発進や悪
路走破性を最大限向上する。２つの噛合いクラツチを１本のレールで切換え
るので、操作性が良く、構造も簡素化する。３つのセレクト位置が直接的に並んでいるパタ
ーンであるから操作し易く、FR直結位置が中間
にあるため誤操作を生じ難い。 As described above, according to the present invention, the driving mode in which the front wheels or rear wheels with the viscous coupling spring are directly connected can be arbitrarily selected, so that the characteristics of the viscous coupling spring can be fully utilized. In addition, it becomes possible to drive safely and with good power performance by taking into account stability, maneuverability, loading conditions, etc., which is also advantageous in terms of tire wear and fuel efficiency. There is also a driving mode that connects the front and rear wheels directly, maximizing the ability to start and drive on rough roads. Since two dog clutches are switched by one rail, operability is good and the structure is simplified. The pattern has three select positions directly lined up, making it easy to operate, and the FR direct connection position being in the middle, making it difficult to operate erroneously.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の４輪駆動装置の実施例を示すス
ケルトン図である。４……変速機、５……出力軸、１６……フロン
トデフ装置、１８……トランスフア装置、２１…
…リヤデフ装置、３０……ビスカスカツプリン
グ、３５……V.C−Ｆ直結用３位置の噛合いクラ
ツチ、４０……V.C−Ｒ直結用３位置の噛合いク
ラツチ、４６……操作レール。 The drawing is a skeleton diagram showing an embodiment of the four-wheel drive device of the present invention. 4...Transmission, 5...Output shaft, 16...Front differential device, 18...Transfer device, 21...
... Rear differential device, 30 ... Viscous cut spring, 35 ... 3-position meshing clutch for VC-F direct connection, 40 ... 3-position meshing clutch for VC-R direct connection, 46 ... Operation rail.

Claims

【特許請求の範囲】１縦置きトランスアクスル型の変速機後部に配
設されるトランスフア装置において、変速機出力側にビスカスカツプリングV.Cを連
結し、それらの変速機出力側とビスカスカツプリング
をV.C−Ｆ直結用３位置の噛合いクラツチを介し
て前輪側に伝動構成し、同時にV.C−Ｒ直結用３位置の噛合いクラツチ
を介して後輪側に伝動構成し、上記２つの噛合いクラツチに１本の操作系を結
合し、ビスカスカツプリング付前輪直結と後輪直結お
よび前後輪直結の３種類の４輪駆動走行モードを
得る４輪駆動装置。[Claims] 1. In a transfer device disposed at the rear of a vertical transaxle type transmission, a viscous coupling spring VC is connected to the transmission output side, and the transmission output side and the viscous coupling spring are connected to each other. Transmission is configured to the front wheel side via a 3-position dog clutch for VC-F direct connection, and at the same time, transmission is configured to the rear wheel side via a 3-position dog clutch for VC-R direct connection. A four-wheel drive system that combines a single operating system with a viscous cut spring to provide three types of four-wheel drive driving modes: front wheel direct connection with a viscous cut spring, rear wheel direct connection, and front and rear wheel direct connection.