CN107407391B - 转矩传递装置 - Google Patents
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Abstract
一种转矩传递装置,能谋求一边确保差动功能及差动限制功能一边在一对侧齿轮的并列设置方向尽量谋求紧凑化。该转矩传递装置具备与后轮(3L、3R)连结的侧齿轮(5L、5R);配置在侧齿轮(5L、5R)的外周侧,以侧齿轮(5L、5R)的轴线为中心旋转的壳体(6);和可旋转地支承在壳体(6)上,以跨在侧齿轮(5L、5R)上的状态与其啮合的小齿轮(12)。而且,侧齿轮(5L、5R)由齿数不同的平齿轮构成,小齿轮(12)做成平齿轮,以使其轴线方向朝向与侧齿轮(5L、5R)的轴线方向相同的方向的状态配置,马达(15)与该小齿轮(12)相关联。
Description
技术领域
本发明涉及向一侧的车轮和另一侧的车轮传递转矩的转矩传递装置。
背景技术
在车辆中,为了顺利地进行旋回时等的行驶状态,作为转矩传递装置搭载了差动装置。差动装置以夹设在左右的车轮之间、前后的车轮之间等的状态设置,在该差动装置中,通常具备在相同轴线上以相向的状态配置,作为转矩输出构件分别与车辆中的一侧的车轮和另一侧的车轮连结的一对侧齿轮(伞齿轮);配置在上述一对侧齿轮的外周侧,作为转矩输入构件,以上述一对侧齿轮的轴线为中心进行旋转的支承构件;和可旋转地支承在该支承构件上,以跨在上述一对侧齿轮上的状态啮合的小齿轮(伞齿轮)。
由此,在旋回时的行驶中,能吸收(调整)内侧车轮和外侧车轮的转速差、前侧车轮和后侧车轮的转速差,容易进行旋回。
可是,在搭载了上述差动装置的车辆中,一侧的车轮因泥泞、冻结路面等原因而进行空转或者在以加速的状态下旋回时在旋回内侧车轮因离心力而浮起(悬空)进行空转的情况下,转矩不再传递给接地的另一侧的车轮。因此,作为车辆搭载的转矩传递装置,如在专利文献1中所示,使用了差动装置也具备差动限制机构(差速锁止机构)的转矩传递装置,该差动限制机构,如上所述,当一侧的车轮进行空转的那样时,是将差动装置中的一方的侧齿轮(具体地讲是车轴)和支承构件利用离合器机构进行连结。由此,当一侧的车轮进行空转的那样时,一对两侧齿轮伴随支承构件的旋转一体地旋转,能经另一侧的车轮将驱动力可靠地传递给路面。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-132478号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在上述转矩传递装置中,作为一对侧齿轮及小齿轮使用了伞齿轮,为了使小齿轮以跨在一对侧齿轮上的方式啮合,必须使一对侧齿轮相互离开,与小齿轮的直径相比,以短一些的长度程度离开。
而且,在上述转矩传递装置中,必须在差动装置中的支承构件的侧方(一对侧齿轮的并列设置方向一侧外方)作为差动限制机构(差速锁止机构)构成离合器机构,在该支承构件的侧方中,除了关于离合器机构的结构要素的配置空间以外,还必须确保该离合器机构的动作空间(用于作为离合器机构的结构要素的离合器构件的连结、连结解除的移动空间)(参照专利文献1中的图1)。因此,该转矩传递装置成为向一对侧齿轮的并列设置方向外方比较大地伸长的装置。
本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的在于提供一种能一边确保差动功能及差动限制功能一边在一对侧齿轮的并列设置方向尽量谋求紧凑化的转矩传递装置。
为了解决课题的手段
为了达到上述目的,在本发明中,提供一种转矩传递装置,具备一对侧齿轮、支承构件和小齿轮,该一对侧齿轮以相向的状态配置在相同轴线上,作为转矩输出构件分别与车辆中的一侧的车轮和另一侧的车轮连结;该支承构件作为转矩输入构件,以上述一对侧齿轮的轴线为中心旋转;该小齿轮可旋转地支承在该支承构件上,以跨在上述一对侧齿轮上的状态与它们啮合,其特征在于,
上述一对侧齿轮做成在外周面或者内周面的任何一方设置了齿的圆筒齿轮,并且作为相互的齿的齿数不同的结构构成,
上述小齿轮做成圆筒齿轮,该圆筒齿轮在外周面上设置齿,该齿与上述一对侧齿轮啮合,
上述小齿轮以使该小齿轮的轴线方向朝向与上述一对侧齿轮的轴线方向相同的方向的状态配置,
赋予与上述车辆的行驶状态相应的旋转的旋转驱动源与上述小齿轮相关联。
根据此结构,因为同样作为圆筒齿轮的小齿轮以跨在作为圆筒齿轮的一对侧齿轮上的方式与其啮合,所以在小齿轮不进行自转的状态(小齿轮不被进行旋转驱动的状态)下,如果作为转矩输入构件的支承构件以一对侧齿轮的轴线为中心旋转,则小齿轮与支承构件一体地进行旋转(以一对侧齿轮的轴线为中心公转),通过该小齿轮的旋转推压一对侧齿轮,该一对侧齿轮实质上一体地旋转(直接连结状态(差动限制功能)。因此,即使一侧的车轮成为要空转的状况,也能使另一侧的车轮继续旋转。
而且,关于转矩分配,在小齿轮和侧齿轮作为圆筒齿轮组合的情况下,如小齿轮为伞齿轮时的那样没有转矩分割功能,在一方的侧齿轮和另一方的侧齿轮上,通常能被分配与其各自的负荷相应的转矩,对于路面状况的急剧变化无延时地实现转矩的最佳分配。
另外,因为一对侧齿轮由齿数不同的圆筒齿轮构成,作为圆筒齿轮的小齿轮与该一对侧齿轮啮合,赋予与车辆的行驶状态相应的旋转的旋转驱动源与该小齿轮相关联,所以在车辆的旋回时等行驶状态中,能使小齿轮在与支承构件的旋转相伴的旋转状态(公转状态)下通过由旋转驱动源进行的旋转驱动以小齿轮的轴线为中心自转,能利用此小齿轮的自转和一对侧齿轮的齿数相互不同,在一对侧齿轮之间产生吸收旋回时等的转速差的优选的所希望的转速差(差动功能)。
另一方面,因为是如下的结构:作为圆筒齿轮的小齿轮以跨在作为圆筒齿轮的一对侧齿轮上的方式与其啮合,能由该小齿轮的自转的有无选择差动功能和差动限制功能(更具体地讲是差速锁止功能),所以在支承构件的侧方不需要构成为了确保差动限制功能的离合器机构。
进而,当选择性地执行差动功能、差动限制功能时,能在通常使小齿轮与一对侧齿轮啮合的状态下由是否使小齿轮自转来执行,齿轮彼此的啮合、啮合解除的切换动作不再需要。
作为本发明的优选的构成方式,以本发明的上述结构为前提,能采用下面的方式。
(1)上述一对侧齿轮做成在外周面上设置齿的圆筒齿轮,
上述支承构件被配置在上述一对侧齿轮的外周侧,
上述小齿轮在上述一对侧齿轮的直径方向外方侧与该一对侧齿轮啮合。
由此,能将旋转力从外部简单地传递给小齿轮,能在使一对侧齿轮非常接近地配置的情况下使小齿轮与该一对侧齿轮啮合。结果,能使该转矩传递装置在一对侧齿轮的并列设置方向显著地变得紧凑。
(2)上述一对侧齿轮做成在内周面上设置齿的圆筒齿轮,
上述支承构件被配置在上述一对侧齿轮的内周侧,
上述小齿轮在上述一对侧齿轮的直径方向内方侧与该一对侧齿轮啮合。
由此,为了进行差动功能和差动限制功能的切换,也可不在支承构件的侧方设置离合器机构。
(3)上述车辆中的一侧的车轮和另一侧的车轮由左右的车轮构成,
具备舵角传感器和控制装置,该舵角传感器检测操纵角;该控制装置基于该舵角传感器检测的操纵角信息,在旋回时控制上述旋转驱动源,使与旋回外侧车轮连结的一方的侧齿轮的转速与另一方的侧齿轮的转速相比变大,并且该舵角传感器检测的操纵角离中立位置越大,使与旋回外侧车轮连结的一方的侧齿轮的转速越大。
由此,在车辆的旋回时,能可靠且具体地调整左右轮的转速差,确保旋回容易性。
(4)以上述(3)为前提,能采用如下的结构:
上述控制装置,当使与上述旋回外侧车轮连结的一方的侧齿轮的转速与另一方的侧齿轮的转速相比变大时,将上述旋转驱动源的旋转方向控制成向正旋转、逆旋转中的任一方向旋转
由此,与车辆的旋回方向相应地改变小齿轮的自转方向,通过该小齿轮的自转和与齿数不同的一对侧齿轮(通称,奇异齿轮)的关系,能使与旋回外侧车轮连结的一方的侧齿轮的转速与另一方的侧齿轮的转速相比变大。
此时,因为上述旋转驱动源可以是仅实现左右的侧齿轮之间的转速差的驱动转矩,所以成为紧凑的旋转驱动源。
(5)以上述(3)为前提,能采用如下的结构:
具备检测上述车辆的车速的车速传感器,
上述控制装置以上述车速传感器检测的车速越成为高速使上述旋转驱动源的转速越下降的方式设定。
由此,能执行将车速的状况也考虑在内的差动功能,车速越快使差动功能越下降,能抑制由轮胎的侧滑率增大产生的驱动力的减少。另外,在以高速旋回时,在旋回内侧车轮因离心力而要浮起的状况(悬空)中,能将驱动力可靠地传递给旋回外侧车轮。
(6)以上述(5)为前提,能采用如下的结构:
上述控制装置在以操纵角的中立位置为基准的规定的操纵角范围内禁止上述旋转驱动源的旋转,并且以上述车速传感器检测的车速越快使该规定的操纵角范围越向操纵角的增大方向扩张的方式设定。
由此,能谋求在高速旋回时的旋回控制的稳定化。
(7)能采用如下的结构:
上述车辆中的一侧的车轮和另一侧的车轮由前后的车轮构成,
具备检测行驶状态的行驶状态检测装置;和基于来自该行驶状态检测装置的信息,控制上述旋转驱动源,控制相对于上述前侧车轮和上述后侧车轮的转速差的控制装置。
由此,通过由控制装置进行的旋转驱动源的控制,能以提高行驶稳定性的方式调整。
(8)能采用如下的结构:上述一对侧齿轮及上述小齿轮分别由平齿轮构成。
由此,当构成本发明时,作为齿轮能使用普及品,能谋求制造的容易化、构造的简易化。
发明的效果
如上所述,根据本发明,能提供一边确保差动功能及差动限制功能一边谋求在一对侧齿轮的并列设置方向紧凑化的转矩传递装置。
另外,因为在执行差动功能、差动限制功能时不再需要齿轮的啮合、啮合解除的切换动作,所以与离合器机构不同,能提高动作的可靠性。
附图说明
图1是以简图表示第一实施方式的转矩传递装置的说明图。
图2是表示在第一实施方式的控制单元运算马达的转速时参照的图表的例的说明图。
图3是表示第一实施方式的控制单元的控制例的流程图。
图4是以简图表示第二实施方式的转矩传递装置的说明图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
下面,基于附图对本发明的实施方式进行说明。
在表示第一实施方式的图1中,符号1表示作为后差速器使用的实施方式的转矩传递装置。此转矩传递装置1,在本实施方式中,夹设在从车辆2中的左侧后轮3L向车宽度方向内方伸长的左侧车轴4L和从右侧后轮3R向车宽度方向内方伸长的右侧车轴4R之间,来自发动机侧的输出转矩经此转矩传递装置1传递给左右的后轮3L、3R。
转矩传递装置1,如图1所示,作为转矩输出构件具备一对侧齿轮5L、5R。一对各侧齿轮5L(5R),分别由在外周面上具有齿5La(5Ra)的作为圆筒齿轮的平齿轮形成,该两侧齿轮5L、5R,仅其齿5La(5Ra)的齿数不同,至于其它的模数、直径被做成相同。在本实施方式中,一对侧齿轮5L、5R之中的一方的侧齿轮5L(5R)中的齿5La(5Ra)的齿数与另一方的侧齿轮5R(5L)中的齿5Ra(5La)的齿数相比仅少1齿。
此一对侧齿轮5L、5R,利用作为厚度(轴线方向长度)比较薄的平齿轮的齿轮,其两板面在左右的车轴4L、4R的轴线方向以不会干涉地尽可能接近的状态配置,该一对侧齿轮5L、5R占据的并列设置方向(在图1中,左右方向)的长度尽可能地变短。其中,在左侧侧齿轮5L上,不能相对旋转地连结了左侧车轴4L的车宽度方向内端部,在右侧侧齿轮5R上,不能相对旋转地连结了右侧车轴4R的车宽度方向内端部。在本实施方式中,在左侧车轴4L的相对于左侧侧齿轮5L的车宽度方向内端部的连结、右侧车轴4R的相对于右侧侧齿轮5R的车宽度方向内端部的连结中,使用了花键结合。
转矩传递装置1,如图1所示,具备作为支承构件的壳体6。壳体6在被做成空心体或者框体的同时被形成为伸长的形状,该壳体6,在其内部以跨越的方式收纳了左右的车轴4L、4R。因此,在壳体6内部,将与该各车轴4L(4R)连接的侧齿轮5L(5R)与左右的车轴4L、4R一起进行了收纳。
此壳体6被相对于左右的车轴4L、4R可旋转地支承。因此,壳体6的伸长方向一端侧(在图1中,左侧)和左侧车轴4L经轴承7支承,壳体6的伸长方向另一端侧(在图1中,右侧)和右侧车轴4R经轴承8支承。
在此壳体6的伸长方向一端侧外周,设置了环形齿轮9。此环形齿轮9是作为伞齿轮形成的,在该环形齿轮9的齿9a上,啮合了同样做成了伞齿轮的小齿轮10。此小齿轮10被固定在驱动轴11的外周,来自发动机侧的输出转矩,经驱动轴11、小齿轮10、环形齿轮9传递给壳体6。由此,壳体6,在来自发动机侧的输出转矩被输入时,以一对侧齿轮5L、5R的轴线(左右的车轴4L、4R的轴线)为中心旋转。
转矩传递装置1,如图1所示,具备小齿轮12。小齿轮12以使该小齿轮12的轴线方向朝向一对侧齿轮5L、5R的轴线方向的状态可旋转地支承在壳体6上。具体地讲,支承轴13以使其轴线朝向一对侧齿轮5L、5R的轴线方向的状态经轴承14可旋转地支承在壳体6上,在该支承轴13外周安装了小齿轮12。作为此小齿轮12,使用了在外周面上具有齿12a的作为圆筒齿轮的平齿轮,该小齿轮12,以相对于一对侧齿轮5L、5R跨越的方式啮合。
转矩传递装置1,如图1所示,具备作为旋转驱动源的马达15。此马达15,经动力传递机构16与上述支承轴13连接。
动力传递机构16,在本实施方式中,具备被安装在支承轴13外周面上的传递齿轮(平齿轮)17;可旋转地支承在其右侧车轴4R上的环形齿轮18;和被安装在马达15的输出轴上的输出齿轮19。传递齿轮17,在支承轴13上以与上述小齿轮12相邻的方式配置,通过以传递齿轮17的轴线为中心的旋转,支承轴13及小齿轮12一体地旋转。环形齿轮18被形成为有底圆筒形状,在使其开口侧朝向侧齿轮5R(5L)的同时,其底部被相对于右侧车轴4R可相对旋转地支承。在此环形齿轮18的内周面上形成了内周齿18gi,在其外周面上形成了外周齿18go,在此环形齿轮18的内周齿18gi上啮合了传递齿轮17。输出齿轮19与环形齿轮18的外周齿18go啮合,通过该输出齿轮19的旋转,环形齿轮18相对于右侧车轴4R相对旋转。
马达15具有通过其输出轴的旋转将旋转驱动力经输出齿轮19传递给环形齿轮18的功能。因此,如果马达15被驱动,则环形齿轮18相对于右侧的车轴4R相对旋转,通过该环形齿轮9的相对旋转,传递齿轮17以其轴线为中心旋转,与此相伴,经支承轴13,小齿轮12也以其轴线为中心旋转。
转矩传递装置1,如图1所示,为了控制上述马达15,具备作为控制装置的控制单元U。因此,向控制单元U输入来自舵角传感器20的车辆2的操纵角信息、来自车速传感器21的车辆2的车速信息(行驶状态检测信息)、来自加速度传感器2的车辆2的加速度信息(行驶状态检测信息),从控制单元U向马达15输出控制信号。
此控制单元U具备存储部24和控制部25。
存储部24以ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)等存储单元构成,在该存储部24,存入在执行控制中所需要的控制程序、马达的旋转方向、在求出转速时利用的图表等的设定信息,该控制程序等与需要相应地被控制部25读出。
控制部25以CPU(Central Processing Unit,中央处理器)构成,该CPU根据被存储在存储部24的控制程序,作为运算部26、控制执行部27进行动作。
运算部26,使用存储在存储部24的图表,基于车速传感器21检测的车速、加速度传感器22检测的加速度、舵角传感器20检测的操纵角,判断舵角传感器20检测的操纵角是否处于马达15的不灵敏区中,并且当判断为操纵角处于马达15的不灵敏区以外的区域时,求出马达15的旋转方向、转速。
一边参照表示图表的内容的图2一边具体地进行说明。
在图表中,将操纵角的中立位置(0°)作为基准,将规定的操纵角范围作为马达15的不灵敏区设定,车速越快该不灵敏区越宽。因此,只要操纵角属于与车速相应的不灵敏区,马达15的旋转就被禁止(停止)。
另外,在图表中,当操纵角与不灵敏区(中立位置为中心)相比在一侧(在图2中,右侧)大时(当右旋回时),马达15向正旋转方向旋转,该马达转速以操纵角越大转速越大的方式设定。相反,当操纵角与不灵敏区相比在另一侧(在图2中,左侧)时(当左旋回时),马达15向逆旋转方向旋转,该马达以操纵角越大转速越大的方式设定。由此,在车辆2的旋回时,捕捉该状态,马达15以与该状态相应的旋转方向及转速旋转,与此相伴,小齿轮12以其轴线为中心自转,基于该小齿轮12的自转,在齿数不同的一对侧齿轮5L、5R中,产生吸收旋回时的转速差的转速差。
而且,在此情况下,以车速传感器21检测的车速越成为高速使马达15的转速越下降的方式设定。由此,车速越快差动功能越下降,由轮胎的转差率增大产生的驱动力的减少被抑制,即使在高速的旋回时,在旋回内侧车轮因离心力而要浮起的状况(悬空)中,也能将驱动力经旋回外侧车轮可靠地传递给路面。
另外,在本实施方式中,关于加速度,也与车速的情况同样,以马达15的转速随着加速度变大而下降的方式设定。
控制执行部27,具有基于来自上述运算部26的信息向马达15输出控制信号的功能。
由此,在车辆2的旋回时,基于齿数不同的一对侧齿轮5L、5R和与该一对侧齿轮5L、5R啮合的小齿轮12的自转方向及自转速度,一对侧齿轮5L、5R,与位于旋回内侧的侧齿轮5L(5R)的转速相比位于旋回外侧的侧齿轮5R(5L)的转速变大,此旋转状态经各车轴4L(4R)传递给车轮3L(3R)。
接着,对上述控制单元U的控制内容的概要进行说明。
在本实施方式中,当车辆2处于行驶状态(直线行进状态)时,来自发动机侧的输出转矩经驱动轴11、小齿轮10、环形齿轮9向壳体6输入,壳体6以一对侧齿轮5L、5R的轴线为中心旋转。由此,小齿轮12通常与壳体6一体地旋转(以一对侧齿轮5L、5R的轴线为中心公转),该小齿轮12推压一对两侧齿轮5L、5R,使该一对侧齿轮5L、5R实质上一体地旋转(直接连结状态)。因此,即使陷入泥泞或者成为悬空状态,一侧的车轮3L(3R)要成为空转状态,也能使另一侧的车轮3R(3L)继续旋转,基于该另一侧的车轮3R(3L)的驱动,能从泥泞中脱出,另外,能相对于路面可靠地传递驱动力。
在车辆2旋回时,捕捉其旋回来驱动马达15,小齿轮12在与壳体6的旋转相伴的旋转状态(公转状态)下自转。此小齿轮12的自转的方向由操纵方向决定,自转的转速由操纵角的大小决定,利用此小齿轮12的自转和一对侧齿轮5L、5R的齿数相互不同,与旋回的程度(操纵角的大小)相应地,使旋回外侧的侧齿轮的转速与旋回内侧的侧齿轮的转速相比变大,该各侧齿轮5L(5R)的旋转状态被反映在各车轮3L(3R)上。由此,即使在车辆2旋回的情况下,车辆2也能容易地旋回。
接着,基于图3所示的流程图具体地说明上述控制单元U的控制例。另外,S表示步骤。
如果开始控制,则在S1中,作为初期信息读入各种信息,具体地讲,读入马达转速-操纵角信息(特性线)、标志F=0(马达15处于停止状态)等。如果读入各种信息,则在S2中,读入车辆2的车速和加速度,基于该S2的信息,在S3中,选择与车速(也考虑加速度)相应的马达转速-操纵角特性(参照图2)。
接着,在S4中,读入操纵角,在接下来的S5中,判别S4的操纵角是否属于不灵敏区。这是为了判断是否需要进行与操纵角相应的小齿轮12的旋转控制。
当S5的判断为是时,在S6中,判别是否标志F=1(马达15处于旋转状态)。开始控制当初,因为是F=0,所以S6的判断被作为否,返回为了重新开始处理的上述S2。
另一方面,当S6为是时,虽然操纵角属于马达15的不灵敏区,但是,直到那时为止,是进行小齿轮12的旋转控制时,此时,在S7中,停止马达15。在此S7之后,在接下来的S8中,标志F被复位(F=0),向上述S2返回。
由此,当S6为否时及在S7中在停止马达15之后,小齿轮12不自转,与壳体6一体地旋转(以一对侧齿轮5L、5R的轴线为中心公转),该小齿轮12推压一对两侧齿轮5L、5R,使该一对侧齿轮5L、5R实质上一体地旋转(直接连结状态(执行差速锁止功能))。由此,即使一侧的车轮3L(3R)陷入泥泞而成为空转状态,也能使另一侧的车轮3R(3L)继续旋转,基于该另一侧的车轮3R(3L)的驱动,从泥泞中脱出。
当S5的判断为否时,在S9中,基于图2,读出与S4的操纵角相应的马达15的转速,在接下来的S10中,以该马达转速执行马达15的旋转驱动。由此,例如在右旋回的情况下,成为旋回外侧的一方的侧齿轮5L(左侧后轮3L)的转速,通过小齿轮12的自转,与成为旋回内侧的另一方的侧齿轮5R(右侧后轮3R)的转速相比变大且其右旋回时的操纵角越大,该侧齿轮5L(左侧后轮3L)的转速也越大,在车辆2进行右旋回的情况下,其右旋回也容易地进行。同样,在左旋回的情况下,成为旋回外侧的另一方的侧齿轮5R(右侧后轮3R)的转速,通过小齿轮12的自转,与成为旋回内侧的一方的侧齿轮5L(左侧后轮3R)的转速相比变大且其左旋回时的操纵角越大,该侧齿轮5R(右侧后轮3R)的转速也越大,在车辆2进行左旋回的情况下,其左旋回也容易地进行(执行差动功能)。
在此S10处理后,在S11中,标志F被作为F=1,返回上述S2。
因此,在上述转矩传递装置1中,能选择性地执行差动功能、差速锁止功能(差动限制功能),当选择性地执行该差动功能、差速锁止功能时,在使作为平齿轮的小齿轮12以跨在由齿数不同的平齿轮构成的一对侧齿轮5L、5R上的方式与其啮合的情况下,能由是否使小齿轮12自转(旋转驱动)决定该执行。因此,在壳体6的侧方(在图1中,右侧方或者左侧方),不需要构成为了确保差速锁止功能的离合器机构(差速锁止机构)。
而且,因为作为小齿轮12及一对侧齿轮5L、5R不是伞齿轮而是使用平齿轮,所以作为一对侧齿轮5L、5R能分别使用比较薄的齿轮,将它们接近地配置,能使小齿轮12与该一对侧齿轮5L、5R啮合。
由此,在上述转矩传递装置1中,能一边确保差动功能及差速锁止功能一边在一对侧齿轮5L、5R的并列设置方向(在图1中,左右方向)谋求紧凑化。
另外,在作为平齿轮的小齿轮12以跨在作为平齿轮的一对侧齿轮5L、5R上的方式与其啮合的状态下,由是否使小齿轮12自转来进行差动功能和差速锁止功能的切换,不再需要齿轮的啮合、啮合解除的切换动作。因此,与在差动功能和差速锁止功能的切换执行上使用离合器机构的情况不同,能提高该转矩传递装置1中的动作的可靠性。
图4表示第二实施方式。在此第二实施方式中,对于与上述第一实施方式相同的结构要素标注相同的符号而省略其说明。
图4所示的第二实施方式,表示作为一对侧齿轮5L、5R使用在内周面上设置齿的圆筒齿轮的情况。
具体地讲,做成各侧齿轮5L、5R的圆筒齿轮,如图4所示,做成了其轴线方向长度被做得比较短的有底圆筒状,在其各开口侧内周面上分别设置了齿5La、5Ra。此两侧齿轮5L、5R,以其开口侧一边相互相向一边接近的状态配置,其两底部侧,与开口侧彼此的情况相比以离开的方式配置。此各底部的直径方向中央部和左右的各后轮3L、3R,分别经左右的各车轴4L、4R连结,各侧齿轮5L、5R的旋转被传递给左右的各后轮3L、3R。符号30表示夹设在车轴4L(4R)中的连接器。
此两侧齿轮5L、5R中的齿5La、5Ra也仅齿数不同(具体地讲,一对侧齿轮5L、5R之中的一方的侧齿轮5L(5R)的齿数与另一方的侧齿轮5R(5L)的齿数相比仅少1齿),至于其它的模数、直径被做成了相同。
作为支承构件的壳体6,如图4所示,以跨过该一对侧齿轮5L、5R之间的方式配置在上述一对侧齿轮5L、5R内。此壳体6也被作为伸长形状的空心体形成,该壳体6以其轴线与一对侧齿轮5L、5R的轴线上一致的方式配置。在此壳体6的外周面上形成了开口31,壳体6的内部经开口31相对于外部开放。
在此壳体6的伸长方向内方侧外周,安装了环形齿轮9。环形齿轮9,其直径方向内方侧部分通过上述一对侧齿轮5L、5R之间与壳体6的外周面连结,其直径方向外方侧部分向一对侧齿轮5L、5R的直径方向外方侧伸长,在其直径方向外方侧部分中的齿部(伞齿轮)9a,与上述第一实施方式同样,啮合了与驱动轴11连接的小齿轮10。
小齿轮12,如图4所示,被收纳在壳体6内。作为此小齿轮12也使用了在外周面上设置了齿12a的圆筒齿轮(平齿轮),此小齿轮12,使该小齿轮12的轴线方向朝向一对侧齿轮5L、5R的轴线方向,同时经支承轴13可旋转地支承在壳体6的左右侧壁6a上。此小齿轮12,与壳体6的直径方向中央部相比被配置在直径方向外方侧,该小齿轮12的外周面的一部分(齿12a)经壳体6的开口31向外部露出,该小齿轮12的露出部分(齿12a)相对于一对侧齿轮5L、5R以跨越的方式啮合。
向此小齿轮12,如图4所示,经环形齿轮18传递马达15的旋转驱动力。在此环形齿轮18上也设置了内周齿18gi和外周齿18go,环形齿轮18的内周齿18gi,通过一对侧齿轮5L、5R之间临近壳体6的开口,并与小齿轮12啮合。不用说,在此情况下,此内周齿18gi,被作为与一对各侧齿轮5L、5R相同的参数的齿轮设定。环形齿轮18的外周齿18go位于一对侧齿轮5L、5R的直径方向外方,在其外周齿18go上啮合了马达15的输出齿轮19。
由此,即使在此转矩传递装置1中,当选择性地执行差动功能、差速锁止功能时,在使作为平齿轮的小齿轮12以跨在齿数不同的一对侧齿轮5L、5R上的方式与其啮合的情况下,因为由是否使小齿轮12自转(旋转驱动)来决定其执行,所以在壳体6的侧方(在图1中,右侧方或者左侧方)不再需要构成为了确保差速锁止功能的离合器机构(差速锁止机构)。因此,即使在此转矩传递装置1中,也能一边确保差动功能及差速锁止功能一边在一对侧齿轮5L、5R的并列设置方向(在图1中,左右方向)谋求紧凑化。而且,在差动功能和差速锁止功能的切换中,不进行齿轮的啮合、啮合解除的切换动作,能提高该转矩传递装置1中的动作的可靠性。
对以上实施方式进行了说明,但在本发明中,还包含下面的方式。
(1)除了将转矩传递装置1作为后差速器使用以外,还可作为前差速器、中心差速器(夹设在前轮侧和后轮侧之间)使用。
(2)在将转矩传递装置1作为中心差速器使用的情况下,通过控制马达15,以吸收旋回时的前侧车轮和后侧车轮的转速差的方式进行调整,或者在前侧车轮进行侧滑的那样的情况下,以使相对于后侧车轮的转矩增大的方式进行调整。
(3)代替用于一对侧齿轮5L、5R及小齿轮12的平齿轮,将属于相同的圆筒齿轮的斜齿轮等用于一对侧齿轮5L、5R及小齿轮12。
符号的说明:
1:转矩传递装置
3L:左侧后轮
3R:右侧后轮
5L:左侧侧齿轮
5La:左侧侧齿轮的齿
5R:右侧侧齿轮
5Ra:右侧侧齿轮的齿
6:壳体(支承构件)
12:小齿轮
12a:小齿轮的齿
15:马达(旋转驱动源)
20:舵角传感器
21:车速传感器
22:加速度传感器
U:控制单元(控制装置)。
Claims (9)
1.一种转矩传递装置,具备一对侧齿轮、支承构件和一个小齿轮,该一对侧齿轮以相向的状态配置在相同轴线上,作为转矩输出构件分别与车辆中的一侧的车轮和另一侧的车轮连结;该支承构件作为来自发动机侧的转矩输入构件,以上述一对侧齿轮的轴线为中心旋转;该一个小齿轮可旋转地支承在该支承构件上,以跨在上述一对侧齿轮上的状态与它们啮合,其特征在于,
上述一对侧齿轮做成在外周面或者内周面的任何一方设置了齿的圆筒齿轮,并且作为相互的齿的齿数不同的结构构成,
上述小齿轮做成圆筒齿轮,且一体地安装在支承轴上,该圆筒齿轮在外周面上设置齿,该齿与上述一对侧齿轮啮合,
上述小齿轮的支承轴经轴承安装在支承构件上,
上述小齿轮以使该小齿轮及其支承轴的轴线方向朝向与上述一对侧齿轮的轴线方向相同的方向的状态配置,
与上述车辆的行驶状态相应地赋予绕上述支承轴的轴线的旋转的马达与上述小齿轮的支承轴相关联。
2.如权利要求1所述的转矩传递装置,其特征在于,
上述一对侧齿轮做成在外周面上设置齿的圆筒齿轮,
上述支承构件被配置在上述一对侧齿轮的外周侧,
上述小齿轮在上述一对侧齿轮的直径方向外方侧与该一对侧齿轮啮合。
3.如权利要求1所述的转矩传递装置,其特征在于,
上述一对侧齿轮做成在内周面上设置齿的圆筒齿轮,
上述支承构件被配置在上述一对侧齿轮的内周侧,
上述小齿轮在上述一对侧齿轮的直径方向内方侧与该一对侧齿轮啮合。
4.如权利要求1所述的转矩传递装置,其特征在于,
上述车辆中的一侧的车轮和另一侧的车轮由左右的车轮构成,
具备舵角传感器和控制装置,该舵角传感器检测操纵角;该控制装置基于该舵角传感器检测的操纵角信息,在旋回时控制上述马达,使与旋回外侧车轮连结的一方的侧齿轮的转速与另一方的侧齿轮的转速相比变大,并且该舵角传感器检测的操纵角离中立位置越大,使与旋回外侧车轮连结的一方的侧齿轮的转速越大。
5.如权利要求4所述的转矩传递装置,其特征在于,上述控制装置,当使与上述旋回外侧车轮连结的一方的侧齿轮的转速与另一方的侧齿轮的转速相比变大时,将上述马达的旋转方向控制成向正旋转、逆旋转中的任一方向旋转。
6.如权利要求4所述的转矩传递装置,其特征在于,
具备检测上述车辆的车速的车速传感器,
上述控制装置以上述车速传感器检测的车速越成为高速使上述马达的转速越下降的方式设定。
7.如权利要求6所述的转矩传递装置,其特征在于,
上述控制装置在以操纵角的中立位置为基准的规定的操纵角范围内禁止上述马达的旋转,并且以上述车速传感器检测的车速越快使该规定的操纵角范围越向操纵角的增大方向扩张的方式设定。
8.如权利要求1所述的转矩传递装置,其特征在于,
上述车辆中的一侧的车轮和另一侧的车轮由前侧车轮和后侧车轮构成,
具备检测行驶状态的行驶状态检测装置;和基于来自该行驶状态检测装置的信息,控制上述马达,控制相对于上述前侧车轮和上述后侧车轮的转速差的控制装置。
9.如权利要求1所述的转矩传递装置,其特征在于,上述一对侧齿轮及上述小齿轮分别由平齿轮构成。
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