JPH1128942A - 四輪駆動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動輪側の駆動力を従動輪側へ伝達する伝達経
路に、同従動輪側へ伝達される駆動力の伝達率を制御す
る制御カップリングを備えた四輪駆動車において、従動
輪側減速比／駆動輪側減速比を０：１〜１：１より広い
範囲にまで変更し得るように構成して、ヨーレイトの制
御範囲を拡大する。 【解決手段】従動輪の減速比を駆動輪の減速比より小さ
く設定して、従動輪側減速比／駆動輪側減速比を０：１
〜１：１より広い範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御カップリング
により、従動輪側へ伝達される駆動力の伝達率を制御さ
れる四輪駆動車に関する。

【０００２】

【従来の技術】四輪駆動車の一形式として、特開平３−
２８２０１９号公報に示されているように、駆動輪側の
駆動力を従動輪側に伝達する伝達経路に、同従動輪側へ
伝達される駆動力の伝達率を制御する制御カップリング
である連結装置を備えた形式の四輪駆動車がある。

【０００３】当該四輪駆動車を構成する連結装置は、よ
り具体的には、メインクラッチ、電磁式のパイロットク
ラッチ機構、および同パイロットクラッチ機構で生じる
摩擦係合力を推力に変換してメインクラッチに伝達して
同メインクラッチを係合させるカム機構を備え、パイロ
ットクラッチ機構を構成する電磁石のコイルへの印加電
流を制御してパイロットクラッチ機構での摩擦係合力を
制御することにより、メインクラッチ機構での摩擦係合
力を制御して従動輪側への駆動力の伝達率を制御するも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該四輪駆
動車においては、駆動輪側の減速比と従動輪側の減速比
が１：１に設定されている。このため、駆動輪側から制
御カップリング（連結装置）を通して従動輪側へ伝達さ
れる駆動力は、制御カップリングが非作動時の零の状態
から制御カップリングが最大作動時の１：１の範囲にあ
る。このため、車両の旋回運動、方向変換、急激な回転
運動等の現象である車両の鉛軸廻りの回転（ヨーイン
グ）を制御するためのヨーレイトの制御範囲は、従動輪
側減速比／駆動輪側減速比が０：１〜１：１の範囲に限
定され、より精度の高いヨーレイト制御を行うことが規
制される。

【０００５】従って、本発明の目的は、かかる形式の四
輪駆動車において、従動輪側減速比／駆動輪側減速比を
０：１〜１：１より広い範囲まで制御し得るように構成
することにより、ヨーレイトの制御範囲を拡大すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動輪側の駆
動力を従動輪側へ伝達する伝達経路に、同従動輪側へ伝
達される駆動力の伝達率を制御する制御カップリングを
備えた四輪駆動車において、前記従動輪の減速比を前記
駆動輪の減速比より小さく設定たことを特徴とするもの
である。

【０００７】本発明に係る四輪駆動車においては、前記
従動輪のギヤ比を前記駆動輪のギヤ比より小さく設定す
ることにより、前記従動輪の減速比を前記駆動輪の減速
比より小さく設定することができる。

【０００８】

【発明の作用・効果】このように構成した四輪駆動車に
おいては、従動輪のギヤ比を駆動輪のギヤ比より小さく
設定しているので、従動輪側減速比／駆動輪側減速比を
０：１〜１：１より広い範囲にまで変更し得て、ヨーレ
イトの制御範囲を拡大することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて説明
すると、図１には本発明に係る四輪駆動車の一例が概略
的に示されている。当該四輪駆動車は、前輪二輪駆動を
ベースとするもので、図２に示す制御カップリングが後
輪側への駆動力伝達経路に配設されている。

【００１０】当該四輪駆動車においては、エンジン１１
の駆動力は、トランミション１２およびトランスファ１
３を通してフロントアクスル１４ａ側と後輪駆動軸１５
側に分配されるもので、フロントアクスル１４ａ間には
フロントディファレンシャル１６ａが介在している。後
輪駆動軸１５は、第１プロペラシャフト１５ａと第２プ
ロペラシャフト１５ｂとからなり、これら両プロペラシ
ャフト１５ａ、１５ｂ間に制御カップリング２０が介在
している。第２プロペラシャフト１５ｂは、リアディフ
ァレンシャル１６ｂを介してリアアクスル１４ｂに連結
されている。

【００１１】これにより、エンジン１１の駆動力は、フ
ロントディファレンシャル１６ａを通してフロントアク
スル１４ａに伝達されて前輪１７ａを回転駆動させると
ともに、制御カップリング２０により両プロペラシャフ
ト１５ａ，１５ｂが連結された状態では、リアディファ
レンシャル１６ｂを通してリアアクスル１４ｂに伝達さ
れて後輪１７ｂを回転駆動させる。

【００１２】制御カップリング２０は、図２に示すよう
に、外側回転部材であるアウタハウジング２０ａ、内側
回転部材であるインナシャフト２０ｂ、メインクラッチ
機構２０ｃ、パイロットクラッチ機構２０ｄ、およびカ
ム機構２０ｅを備えている。

【００１３】アウタハウジング２０ａは、有底筒状のケ
ース部２１ａとカバー体２１ｂとからなるもので、ケー
ス部２１ａはステンレスにて形成されている。また、カ
バー体２１ｂは、ケース部２１ａの開口部に螺着されて
同開口部を液密的に覆蓋するもので、カバー体２１ｂは
鉄にて形成されて、径方向の中間部には、筒状のステン
レス製の非磁性体が埋設されていて、非磁性部位２１ｂ
1が形成されている。ケース部２１ａの先端部には、第
１プロペラシャフト１５ａの後端部がトルク伝達可能に
連結される。

【００１４】インナシャフト２０ｂは、カバー体２１ｂ
の中央部を液密的に貫通してアウタハウジング２０ａ内
に挿入されていて、軸方向の移動を規制された状態でケ
ース部２１ａとカバー体２１ｂに回転可能に支持されて
いる。インナシャフト２０ｂには、第２プロペラシャフ
ト１５ｂの先端部が挿入されてトルク伝達可能に連結さ
れる。

【００１５】メインクラッチ機構２０ｃは、湿式多板式
の摩擦クラッチであって多数のクラッチプレート（イン
ナクラッチプレート２２ａ、アウタクラッチプレート２
２ｂ）を備えていて、ケース部２１ａの奥壁側に配設さ
れている。摩擦クラッチを構成する各インナクラッチプ
レート２２ａは、インナシャフト２０ｂの外周にスプラ
イン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各
アウタクラッチプレート２２ｂは、アウタハウジング２
０ａのケース部２１ａの内周にスプライン嵌合して軸方
向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプ
レート２２ａと各アウタクラッチプレート２２ｂとは交
互に位置して、互いに当接して摩擦係合するとともに、
互いに離間して自由状態になる。

【００１６】パイロットクラッチ機構２０ｄは、電磁石
２３、摩擦クラッチ２４、およびアーマチャ２５を備え
ている。電磁石２３は環状を呈しているもので、支持部
材２３ａに嵌着された状態でカバー体２１ｂの環状凹所
２１ｂ2に嵌合されて、回転可能に組付けられている。

【００１７】摩擦クラッチ２４は、複数のクラッチプレ
ート（インナクラッチプレート２４ａ，アウタクラッチ
プレート２４ｂ）からなり、各インナクラッチプレート
２４ａは、後述するカム機構２０ｅを構成する第１カム
部材２６の外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能
に組付けられ、かつ、各アウタクラッチプレート２４ｂ
は、アウタハウジング２０ａのケース部２１ａの内周に
スプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられてい
る。各インナクラッチプレート２４ａと各アウタクラッ
チプレート２４ｂとは交互に位置して、互いに当接して
摩擦係合するとともに、互いに離間して自由状態にな
る。

【００１８】各インナクラッチプレート２４ａおよび各
アウタクラッチプレート２４ｂには、周方向に延びる長
孔２４ａ1，２４ｂ1が、周方向に所定間隔を保持して複
数形成されている。各インナクラッチプレート２４ａの
長孔２４ａ1と、各アウタクラッチプレート２４ｂの長
孔２４ｂ1は、互いに対向し得る部位に位置し、かつ各
インナクラッチプレート２４ａは互いの長孔２４ａ1同
士を対向させて、かつ各アウタクラッチプレート２４ｂ
は互いの長孔２４ｂ1同士を対向させて組付けられてい
る。また、長孔２４ａ1，２４ｂ1は、カバー体２１ｂの
非磁性部位２１ｂ1の先端面に対向し得る位置にある。

【００１９】アーマチャ２５は環状を呈するもので、ア
ウタハウジング２０ａのケース部２１ａの内周にスプラ
イン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられていて、摩
擦クラッチ２４の一側に位置して対向している。

【００２０】パイロットクラッチ機構２０ｄにおいて
は、電磁石２３のコイルへの通電により、支持部材２３
ａ、カバー体２１ｂ、摩擦クラッチ２４、アーマチャ２
５、およびカバー体２１ｂ間に、１点鎖線で示す磁路が
形成される。

【００２１】なお、電磁石２３のコイルへの通電の断続
はスイッチのオン、オフ操作によりなされるが、スイッ
チは車室内の運転席の近傍に配設されていて、運転者が
容易に操作し得るようになっている。

【００２２】カム機構２０ｅは、第１カム部材２６、第
２カム部材２７、およびカムフォロアー２８にて構成さ
れている。第１カム部材２６および第２カム部材２７
は、対向面に互いに対向するカム２６ａ，２７ａを備え
ているもので、各カム溝２６ａ，２７ａは周方向に所定
間隔を保持して複数形成されている。

【００２３】第１カム部材２６は、インナシャフト２０
ｂの外周に回転可能に嵌合されて、カバー体２１ｂに回
転可能に支承されており、その外周に摩擦クラッチ２４
の各インナクラッチプレート２４ａがスプライン嵌合し
ている。

【００２４】第２カム部材２７は、インナシャフト２０
ｂの外周にスプライン嵌合されて一体回転可能に組付け
られていて、カム溝２７ａが第１カム部材２６のカム溝
２６ａに対向している。これら両カム溝２６ａ，２７ａ
間には、カムフォロアー２８が介在している。第２カム
部材２７は、メインクラッチ機構２０ｃのインナクラッ
チプレート２２ａに対向している。

【００２５】当該四輪駆動車においては、フロントディ
ファレンシャル１６ａにおける入力側／出力側のギヤ比
が１に設定されており、かつ、リアディファレンシャル
１６ｂにおける入力側／出力側のギヤ比が０．９７〜
０．８５に設定されている。従って、従動輪側減速比／
駆動輪側減速比は、０：１〜Ｎ：１（Ｎ＝０〜１．１
５）となる。

【００２６】かかる構成の四輪駆動車においては、制御
カップリング２０におけるパイロットクラッチ機構２０
ｄを構成する電磁石２３のコイルへの通電がなされてい
ない場合には磁路は形成されず、摩擦クラッチ２４は非
係合状態にある。このため、カム機構２０ｅは非作動の
状態にあって、カム機構２０ｅを構成する第１カム部材
２６は、カムフォロアー２８を介して第２カム部材２７
と一体回転可能であり、メインクラッチ機構２０ｃは非
作動の状態にある。このため、車両は前輪二輪駆動の駆
動モードを構成する。

【００２７】一方、電磁石２３のコイルへ通電される
と、パイロットクラッチ機構２０ｄには磁路が形成され
て、電磁石２３はアーマチャ２５を吸引する。このた
め、アーマチャ２５は摩擦クラッチ２４を押圧して摩擦
係合させ、カム機構２０ｅの第１カム部材２６をインナ
シャフト２０ｂ側へ連結させて、第２カム部材２７との
間に相対回転を生じさせる。この結果、カム機構２０ｅ
では、カムフォロアー２８が両カム部材２６，２７を互
いに離間する方向へ押圧する。

【００２８】この結果、第２カム部材２７はメインクラ
ッチ機構２０ｃ側へ押圧されて、メインクラッチ機構２
０ｃは摩擦クラッチ２４の摩擦係合力に応じて摩擦係合
され、アウタハウジグ２０ａとインナシャフト２０ｂ間
のトルク伝達を行う。このため、車両は両プロペラシャ
フト１５ａ，１５ｂが非直結状態の四輪駆動の駆動モー
ドを構成する。

【００２９】また、電磁石２３のコイルへの印加電流を
所定の値に高めると、電磁石２３のアーマチャ２５に対
する吸引力が増大し、アーマチャ２５は強く吸引されて
摩擦クラッチ２４の摩擦係合力を増大させ、両カム部材
２６，２７間の相対回転を増大させる。この結果、カム
フォロアー２８は、第２カム部材２７に対する押圧力を
高めてメインクラッチ機構２０ｃを結合状態とする。こ
のため、車両は両プロペラシャフト１５ａ，１５ｂが直
結した四輪駆動の駆動モードを構成する。

【００３０】ところで、当該四輪駆動車においては、フ
ロントディファレンシャル１６ａにおける入力側／出力
側のギヤ比が１に設定されており、かつ、リアディファ
レンシャル１６ｂにおける入力側／出力側のギヤ比が
０．９７〜０．８５に設定されている。このため、当該
四輪駆動車においては、走行状態を、前輪二輪駆動走行
状態から後輪二輪駆動に近い走行状態までの広い範囲に
まで変更させることができる。

【００３１】図３のグラフには、従動輪側減速比／駆動
輪減速比を０：１〜１：１の範囲に設定している従来の
四輪駆動車の走行状態の制御範囲と、従動輪側減速比／
駆動輪減速比を０：１〜１：１より広い範囲に設定して
いる当該四輪駆動車の走行状態の制御範囲を示したもの
ある。このグラフから明かなように、当該四輪駆動車に
おけるヨーレイトの制御範囲Ａは、従来の四輪駆動車に
おけるヨーレイトの制御範囲Ｂに比較して拡大し、より
精度の高いヨーレイト制御を行うことができることにな
る。

【００３２】なお、本発明においては、後輪二輪駆動を
ベースとする四輪駆動車を構成することもでき、この場
合には、リアディファレンシャル１６ｂにおける入力側
／出力側のギヤ比を１に設定しかつ、フロントディファ
レンシャル１６ａにおける入力側／出力側のギヤ比を１
以上に設定するようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例に係る四輪駆動車を示す概略構成
図である。

【図２】同四輪駆動車に採用される制御カップリングを
示す断面図である。

【図３】四輪駆車の走行状態の範囲とヨーレイトの制御
範囲との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１１…エンジン、１２…トランミション、１３…トラン
スファ、１４ａ…フロントアクスル、１４ｂ…リアアク
スル、１５…後輪駆動軸、１５ａ…第１プロペラシャフ
ト、１５ｂ…第２プロペラシャフト、１６ａ…フロント
ディファレンシャル、１６ｂ…リアディファレンシャ
ル、１７ａ…前輪、１７ｂ…後輪、２０…制御カップリ
ング、２０ａ…アウタハウジング、２１ａケース部、２
１ｂ…カバー体、２１ｂ1…非磁性部位、２１ｂ2…環状
凹所、２０ｂ…インナシャフト、２０ｃ…メインクラッ
チ機構、２２ａ…インナクラッチプレート、２２ｂ…ア
ウタクラッチプレート、２０ｄ…パイロットクラッチ機
構、２３…電磁石、２３ａ…支持部材、２４…摩擦クラ
ッチ、２４ａ…インナクラッチプレート、２４ｂ…アウ
タクラッチプレート、２４ａ1，２４ｂ1…長孔、２５…
アーマチャ、２０ｅ…カム機構、２６…第１カム部材、
２７…第２カム部材、２６ａ，２７ａ…カム溝、２８…
カムフォロアー。

フロントページの続き (72)発明者 細川 隆司 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 鈴木 浩一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 池田 暁彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大葉 充 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動輪側の駆動力を従動輪側へ伝達する伝
   達経路に、同従動輪側へ伝達される駆動力の伝達率を制
   御する制御カップリングを備えた四輪駆動車において、
   前記従動輪の減速比を前記駆動輪の減速比より小さく設
   定したことを特徴とする四輪駆動車。
2. 【請求項２】請求項１に記載の四輪駆動車において、前
   記従動輪のギヤ比を前記駆動輪のギヤ比より小さく設定
   して、前記従動輪の減速比を前記駆動輪の減速比より小
   さく設定したことを特徴とする四輪駆動車。