JP2006170306A - 駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動モータの組み付け構造を簡単にすることを可能とする。
【解決手段】 相対回転可能なデフ・ケース４５及びサイド・ギヤ６９間に設けられた差動回転の増速機構４９と、デフ・ケース４５及び前記増速機構４９間に連結された電動モータ５１と、電動モータ５１を制御する制御部５３とよりなり、デフ・ケース４５及び前記増速機構４９から結合軸部９３，９５を延設し、電動モータ５１を、結合軸部９３，９５に着脱可能にスプライン結合したことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、差動制限或いは車両姿勢制御が可能な駆動力制御装置に関する。

従来この種の駆動力制御装置としては、デフ・ケース及びサイド・ギヤ間に差動回転の増速機構として遊星ギヤ機構を結合し、この遊星ギヤ機構とデフ・ケースとの間に電動モータを設けた動力伝達装置がある。

この動力伝達装置では、前記デフ・ケース及びサイド・ギヤ間の差動回転を遊星ギヤ機構で増速して取り出し、この取り出された差動回転を前記電動モータのジェネレータとしての作用により制限し、或いは前記電動モータにより遊星ギヤ機構を介してデフ・ケース及びサイド・ギヤ間に積極的に差動回転を付与して車両姿勢制御を行うことができる。

しかし、この従来の装置では、デフ・ケース及びサイド・ギヤと共に回転側となる電動モータ或いは電動モータ及び増速機構の組み付け構造が複雑であり、電動モータ等の修理、交換が煩雑となっていた。

特許２６４３９７９号公報

解決しようとする問題点は、電動モータ或いは電動モータ及び増速機構の組み付け構造が複雑であった点である。

本発明は、電動モータの組み付け構造を簡単にするため、一対の回転部材の一方及び増速機構から結合軸部を延設し、電動モータを、結合軸部に軸方向移動により着脱可能に結合したことを最も主要な特徴とする。

本発明の駆動力制御装置は、一対の回転部材の一方及び増速機構から結合軸部を延設し、電動モータを、結合軸部に軸方向移動により着脱可能に結合したため、結合構造が簡単であり、電動モータを結合軸部に対する着脱により取り付け、取り外すことができる。このため、電動モータの修理、交換等を容易に行うことができる。

電動モータの組み付け構造を簡単にするという目的を、結合軸部を延設することで実現した。

［四輪駆動車］
図１は、本発明の実施例１を適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である。本発明の実施例１に係る駆動力制御装置は、例えばリヤ・デファレンシャル装置１として適用され、デフ・キャリヤ３に回転自在に支持されている。リヤ・デファレンシャル装置１には、左右のアクスル・シャフト５，７を介して左右の後輪９，１１が連動連結されている。

前記リヤ・デファレンシャル装置１には、ドライブ・ピニオン・シャフト１２を介してプロペラ・シャフト１３の駆動トルクが入力されるようになっている。プロペラ・シャフト１３には、エンジン１５からトランスミッション１７、トランスファ１９を介し駆動トルクの伝達が行われるようになっている。

前記トランスファ１９のトランスファー・ケース２０には、伝動軸２１が支持されている。伝動軸２１には、断続機構２３及びスプロケット２５が設けられている。スプロケット２５には、他方のスプロケット２７との間にチェーン２９が掛け回されている。スプロケット２７は、前輪側への出力軸３１に固定されている。出力軸３１には、プロペラ・シャフト３３が連結され、プロペラ・シャフト３３からフロント・デファレンシャル装置３５へ回転力伝達が行われる。フロント・デファレンシャル装置３５は、デフ・キャリヤ３６に回転自在に支持されている。フロント・デファレンシャル装置３５には、左右のアクスル・シャフト３７，３９を介して左右の前輪４１，４３が連動連結されている。

従って、エンジン１５から出力された駆動トルクは、トランスミッション１７からトランスファ１９へ伝達される。トランスファ１９の断続機構２３が接続状態であるとき、トランスミッション１７からの駆動トルクが一方では伝動軸２１から後輪側のプロペラ・シャフト１３へ伝達され、他方では断続機構２３、スプロケット２５、チェン２９、スプロケット２７、及び出力軸３１を介して前輪側へのプロペラ・シャフト３３へ伝達される。

前記後輪側のプロペラ・シャフト１３からは、リヤ・デファレンシャル装置１へ回転力伝達が行われ、リヤ・デファレンシャル装置１から左右のアクスル・シャフト５，７を介して左右の後輪９，１１へ回転力伝達が行われる。

前記前輪側へのプロペラ・シャフト３３からは、フロント・デファレンシャル装置３５へ回転力伝達が行われ、フロント・デファレンシャル装置３５から左右のアクスル・シャフト３７，３９を介して、左右の前輪４１，４３へ回転力伝達が行われる。

従って、左右の前輪４１，４３及び左右の後輪９，１１によって、四輪駆動状態で走行することができる。

前記トランスファ１９の断続機構２３が切断状態であるとき、トランスミッション１７から伝動軸２１を介し、後輪側のプロペラ・シャフト１３側へのみ回転力伝達が行われ、後輪９，１１による二輪駆動状態で走行することができる。

［リヤ・デファレンシャル装置］
図２は、リヤ・デファレンシャル装置１の断面図である。

図２のように、リヤ・デファレンシャル装置１は、回転部材であるデフ・ケース４５内に差動機構４７及び増速機構４９を備え、デフ・キャリヤ３外に電動モータ５１を備え、電動モータ５１は、制御部５３により制御可能となっている。

前記デフ・ケース４５は、ボス部４４，４６において前記デフ・キャリヤ３に軸受５５，５７により回転自在に支持されている。デフ・ケース４５は、第１ケース部５９及び第２ケース部６１の合わせ構造であり、フランジ部６３に、リング・ギヤがボルト・ナットにより締結結合されている。このリング・ギヤは、前記ドライブ・ピニオン・シャフト１２のドライブ・ピニオン・ギヤに噛み合っている。

前記差動機構４７は、前記ドライブ・ピニオン・シャフト１２側から入力されたデフ・ケース４５への入力トルクを差動回転を許容しながら左右アクスル・シャフト５，７へ伝達可能とするものである。差動機構４７は、ピニオン・ギヤ６５及び該ピニオン・ギヤ６５に噛み合う回転部材であるサイド・ギヤ６７，６９を備えている。

前記ピニオン・ギヤ６５は、ピニオン・シャフト７１に回転自在に支持され、ピニオン・シャフト７１は、デフ・ケース４５に固定されている。ピニオン・ギヤ６５とデフ・ケース４５との間には、球面ワッシャ７３が介設されている。サイド・ギヤ６７，６９は、前記アクスル・シャフト５，７側に連動連結される。

前記サイド・ギヤ６７の背面には、デフ・ケース４５との間にスラスト・ワッシャ７４が介設されている。前記サイド・ギヤ６９には、アクスル・シャフト７側に連結される軸部７５が一体に設けられている。サイド・ギヤ６９の外周部には、筒部７６が形成され、デフ・ケース４５内周面に摺接ガイドされている。

前記増速機構４９は、相対回転可能な一対の回転部材であるデフ・ケース４５及びサイド・ギヤ６９間に設けられ、差動機構４７の差動回転を増速して出力する。増速機構４９は、一対のギヤ７７，７９、遊星ギヤ８１、遊星キャリヤ８３とを有している。

前記ギヤ７７，７９は、歯数が僅かに異なるように設定されている。ギヤ７７は、前記サイド・ギヤ６９の筒部７６内周にインターナル・ギヤとして形成されている。ギヤ７９は、前記デフ・ケース４５の第２ケース部６１内周にインターナル・ギヤとして形成されている。

前記遊星ギヤ８１は、周方向複数所定間隔で備えられ、前記ギヤ７７，７９に共に噛み合っている。

前記遊星キャリヤ８３は、前記遊星ギヤ８１を回転自在に支持している。遊星キャリヤ８３は、一対のキャリヤ・プレート８５，８７にキャリヤ・ピン８９を支持し、キャリヤ・ピン８９に、前記遊星ギヤ８１が、回転自在に支持されている。キャリヤ・プレート８７と第２ケース部６１との間には、スラスト・ブッシュ９１が介設されている。

前記電動モータ５１は、一対の回転部材の一方であるデフ・ケース４５及び増速機構４９間に連結されている。すなわち、デフ・ケース４５及び増速機構４９から結合軸部９３，９５が延設され、この結合軸部９３，９５に電動モータ５１が軸方向移動により着脱可能に結合されている。

前記結合軸部９３は、前記デフ・ケース４５のボス部４６からデフ・キャリヤ３外へ延設され、外周面にスプライン９７が設けられている。前記結合軸部９５は、前記増速機構４９の遊星キャリヤ８３から延設されている。結合軸部９５は、結合軸部９３よりもデフ・キャリヤ３外方へ突出するように延設され、外周面にスプライン９９が設けられている。結合軸部９５とデフ・ケース４５のボス部４６との間には、ニードル・ベアリング１０１が介設されている。

前記電動モータ５１は、ステータ１０３及びロータ１０５を備えている。

前記ステータ１０３を支持する電動モータ５１のハウジング１０７は、対向する側壁１０９，１１１の内周側が軸方向に幅狭に形成され、一方の側壁１０９の内周にインナースプレイン１１３が設けられ、他方の側壁１１１の内周に軸受ボス部１１５が設けられている。インナースプライン１１３は、前記結合軸部９３の端部からスプライン９７にスプライン結合されている。

前記ロータ１０５を支持する円盤１１６には、内周にボス部１１７が設けられ、ボス部１１７の内周には、インナースプライン１１９が設けられている。インナースプライン１１９は、結合軸部９５の端部からスプライン９９にスプライン結合されている。この状態で、ボス部１１７の一端側１２１は、前記結合軸部９３の内周に相対回転自在に嵌合している。従って、ロータ１０５等の回転のがた付きを抑制することができる。結合軸部９５にはスナップリング１２４が取り付けられ、ボス部１１７の他端側１２３に当接してボス部１１７の抜け止めが行われている。ボス部１１７と前記軸受ボス部１１５との間には、軸受１２５が介設されている。

前記電動モータ５１の外側には、モーター・カバー１２７が設けられている。モーター・カバー１２７は、電動モータ５１を、デフ・キャリヤ３との間で覆うものであり、デフ・キャリヤ３に対しボルトなどにより締結結合されている。モーター・カバー１２７の端部内周と前記軸部７５との間には、シール１２９が設けられている。

前記制御部５３は、ＣＰＵ，ＭＰＵなどで構成され、前後輪４１，４３，９，１１の車輪速、ハンドル操舵角、車速、エンジン回転数、ヨーレイト等車両の各種検出値を入力して前記電動モータ５１を走行状態に応じて制御する。制御部５３は、前記モーター・カバー１２７に取り付けられたコネクタ１３１に接続され、コネクタ１３１は、スリップ・リング１３３を介して前記ハウジング１０７に電気的に接続されている。この接続により、制御部５３は、電動モータ５１のステータ１０３に電気的に接続されている。

［電動モータの着脱］
前記モーター・カバー１２７をデフ・キャリヤ３から取り外し、結合軸部９５のスナップ・リング１２４を取り外すと、ハウジング１０７及びボス部１１７のインナースプライン１１３，１１９を結合軸部９３，９５のスプライン９７，９９に対し軸方向へ移動させるように電動モータ５１全体を引き抜くことができる。

電動モータ５１の取付は、逆の手順で簡単に行うことができる。

［駆動力制御］
前記電動モータ５１が通電制御されていなければ、電動モータ５１は、ジェネレータ的な働きをして回転抵抗を生ずる。

前記デフ・ケース４５へ入力された駆動トルクは、差動機構４７を介して差動回転を許容しながら左右アクスル・シャフト５，７へ出力される。前記差動機構４７に後輪９，１１側から差動回転が入力されると、左右サイド・ギヤ６７，６９が差動回転し、サイド・ギヤ６９がデフ・ケース４５に対して相対回転する。この相対回転によりギヤ７７，７９の歯数の僅かな相異により遊星ギヤ８１が高速で回転し、この回転に応じて遊星キャリヤ８３がデフ・ケース４５に対して高速で相対回転する。

前記遊星キャリヤ８３及びデフ・ケース４５の相対回転により結合軸部９３，９５間に相対回転が起こり、一方の結合軸部９３の回転はハウジング１０７を介してステータ１０３に伝達され、他方の結合軸部９５の回転は円盤１１６を介してロータ１０５に伝達される。従って、電動モータ５１のジェネレータ的な働きにより回転抵抗を生じ、ステータ１０３，ロータ１０５間の相対回転が制限される。

この相対回転の制限により、前記とは逆の経路によりサイド・ギヤ６９及びデフ・ケース４５間の相対回転が制限され、サイド・ギヤ６７，６９間の差動回転を制限することができる。

従って、リヤ・デファレンシャル装置１の前記のような差動制限により、悪路等での走破性等を向上することができる。

前記制御部５３により電動モータ５１を通電制御すれば、ステータ１０３に対してロータ１０５を回転させ、前記のような経路によりサイド・ギヤ６９及びデフ・ケース４５間に積極的に相対回転を与えることができる。この相対回転により、左右サイド・ギヤ６７，６９を介して左右後輪９，１１に積極的に差動回転を付与することができる。

従って、直進走行中に例えば横風を受けて直進性が損なわれるようなときでも、操舵角、車速、ヨーレイト等に基づき左右差動回転を積極的に適切に制御することにより車両の直進性を的確に維持させることができる。又、スポーツ走行などにおいては、旋回走行中に外輪側の回転がより速くなるように差動回転を制御すれば、オーバー・ステア傾向を与えることができ、迅速な旋回走行を行わせることができる。

以上、電動モータ５１の結合構造が簡単であり、電動モータ５１をスプライン９７，９９に対するインナー・スプライン１１３，１１９の係脱を介して結合軸部９３，９５に対し着脱することができ、ワンタッチで容易に取り付け、取り外すことができる。このため、電動モータ５１の修理、交換等を容易に行うことができる。

前記一対の結合軸部９３，９５は、前記デフ・ケース４５及び増速機構４９から前記デフ・キャリヤ３外へ延設されたため、結合構造を確実に簡単にすることができ、電動モータ５１をデファレンシャル装置１の結合軸部９３，９５に対する着脱によりワンタッチで容易に取り付け、取り外すことができる。

前記デフ・ケース４５の結合軸部９３に、前記電動モータ５１のステータ１０３が着脱自在に結合され、前記増速機構４９の結合軸部９５は、前記遊星キャリヤ８３から延設されて前記電動モータ５１のロータ１０５が着脱自在に結合されたため、結合構造を確実に簡単にすることができ、電動モータ５１をデフ・ケース４５及び遊星キャリヤ８３の結合軸部９３，９５に対する着脱によりワンタッチで容易に取り付け、取り外すことができる。

前記結合軸部９３，９５に対する電動モータ５１の結合は、スプライン結合であるため、電動モータ５１を軸方向へ移動させて結合軸部９３，９５に対し簡単に結合、離脱させることができる。

図３は、本発明の実施例２に係り、リヤデファレンシャル装置のスケルトン断面図である。なお、基本的な構成は実施例と同様であり、同一又は対応する構成部分には、同符号又は同符号にＡを付して説明する。また、四輪駆動車の全体構成は、図１を参照する。

本実施例のリヤデファレンシャル装置１Ａは、増速機構４９Ａ及び電動モータ５１Ａの双方をデフキャリヤ３Ａ外へ配置し、増速機構４９Ａ及び電動モータ５１Ａを一体的に着脱可能としたものである。

本実施例では、デフ・ケース４５Ａのボス部４４Ａに結合軸部９３Ａが設けられ、サイド・ギヤ６７の軸部７５Ａａが結合軸部となっている。

前記増速機構４９Ａのギヤ７７Ａ，７９Ａは、歯数が僅かに異なるように設定され、ギヤ７７Ａ，７９Ａの外周に周方向所定間隔で複数の遊星ギヤ８１Ａが噛み合っている。ギヤ７７Ａは、内周のインナー・スプライン１１３Ａが結合軸部９３Ａのスプライン９７Ａにスプライン結されている。

前記ギヤ７９Ａは、中空軸部１３５を介して電動モータ５１Ａのロータ１０５側と一体に形成され、中空軸部１３５のインナー・スプライン１１９Ａが前記結合軸部７５Ａａのスプライン９９Ａにスプライン結されている。

前記増速機構４９Ａの遊星キャリヤ８３Ａは、電動モータ５１Ａのハウジング１０７Ａと一体に設けられ、ハウジング１０７Ａの一方の側壁１０９Ａと前記中空軸部１３５との間に、シール１３７が介設されている。

前記ハウジング１０７Ａの他方の側壁１１１Ａの軸受ボス部１１５Ａは、軸受１３９によってモーター・カバー１２７Ａの軸支持部１４１に支持されている。軸支持部１４１には、軸受１４３を介して前記結合軸部７５Ａａが支持されている。軸受１４３の軸方向外側及び軸受１３９の軸方向内側において軸支持部１４１及び結合軸部７５Ａａ間と軸支持部１４１及び軸受ボス部１１５Ａ間とに、シール１４５，１４７が介設されている。軸受ボス部１１５Ａの内周に、電動モータ５１Ａのロータ１０５側に結合された中空軸１４９が相対回転可能に嵌合支持されている。デフ・キャリヤ３Ａと軸部７５Ａｂとの間には、軸受５７Ａの外側においてシール１５１が介設されている。

そして、ドライブ・ピニオン・シャフト１２からドライブ・ピニオン・ギヤ１５３、リング・ギヤ１５５を介してデフ・ケース４５に駆動トルクが入力され、差動機構４７、軸部７５Ａａ，７５Ａｂを介して左右後輪９，１１へトルク伝達を行うことができる。

左右後輪９，１１からの差動回転の入力により左右サイド・ギヤ６７，６９が差動回転すると結合軸部９３Ａ，７５Ａａ間が相対回転する。この相対回転によりスプライン９７Ａ，９９Ａ、インナー・スプライン１１３Ａ，１１９Ａを介しギヤ７７Ａ，７９Ａが相対回転し、遊星ギヤ８１Ａが高速で回転する。この高速回転により、遊星キャリヤ８３Ａ、ハウジング１０７Ａを介しステータ１０３がロータ１０５に対し高速で相対回転する。従って、電動モータ５１Ａのジェネレータ的な働きにより、上記実施例同様に差動制限を行わせることができる。

また、前記電動モータ５１Ａを通電制御してギヤ７７Ａ，７９Ａ間に積極的な相対回転を与えることで、左右サイド・ギヤ６７，６９間に差動回転を積極的に付与し、上記実施例と同様に、車両姿勢を制御することができる。

前記電動モータ５１Ａ及び増速機構４９Ａは、モーター・カバー１２７Ａを取り外し、軸方向移動を介しスプライン９７Ａ，９９Ａに対するインナー・スプライン１１３Ａ，１１９Ａの係脱により、結合軸部９３Ａ，７５Ａａにワンタッチで取り付け、取り外すことができる。

従って、本実施例でも上記実施例と同様な作用効果を奏することができる。また、本実施例では、電動モータ５１Ａ及び増速機構４９Ａを結合軸部９３Ａ，７５Ａａへの着脱により結合することができる。このため、電動モータ５１Ａ及び増速機構４９Ａの修理、交換等を容易に行うことができる。

前記一対の結合軸部９３Ａ，７５Ａａは、前記デフ・ケース４５及びサイド・ギヤ６７から前記デフ・キャリヤ３Ａ外へ延設されたため、結合構造を確実に簡単にすることができ、電動モータ５１Ａ及び増速機構４９Ａをデファレンシャル装置１Ａの結合軸部９３Ａ，７５Ａａへの着脱により結合することができる。

なお、上記実施例では、リヤデファレンシャル装置に適用したが、フロントデファレンシャル装置、センターデファレンシャル装置にも適用することができる。

四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 リヤデファレンシャル装置の断面図である（実施例１）。 リヤ・デファレンシャル装置の断面図である（実施例２）。

符号の説明

１，１Ａ リヤ・デファレンシャル装置（デファレンシャル装置、駆動力制御装置）
３，３Ａ デフ・キャリヤ
４５ デフ・ケース
４９，４９Ａ 増側機構
５１，５１Ａ 電動モータ
５３ 制御部
６７，６９ サイド・ギヤ
７７，７７Ａ，７９，７９Ａ ギヤ
８１，８１Ａ 遊星ギヤ
８３，８３Ａ 遊星キャリヤ
９３，９３Ａ，９５，７５Ａａ 結合軸部
９７，９７Ａ，９９，９９Ａ スプライン
１０３ ステータ
１０５ ロータ
１１３，１１３Ａ，１１９，１１９Ａ インナー・スプライン

Claims (8)

1. 相対回転可能な一対の回転部材間に設けられた差動回転の増速機構と、
   前記一対の回転部材の一方及び前記増速機構間に連結された電動モータと、
   前記電動モータを制御する制御部とよりなり、
   前記一対の回転部材の一方及び前記増速機構から結合軸部を延設し、
   前記電動モータを、前記結合軸部に軸方向移動により着脱可能に結合した
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
2. 相対回転可能な一対の回転部材間に設けられた差動回転の増速機構と、
   前記一対の回転部材の一方及び増速機構間に連結された電動モータと、
   前記電動モータを制御する制御部とよりなり、
   前記一対の回転部材から結合軸部をそれぞれ延設し、
   前記電動モータ及び増速機構を、前記一対の回転部材の一方の結合軸部に着脱自在に結合し、前記増速機構を、同他方の結合軸部に軸方向移動により着脱可能に結合した
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
3. 請求項１記載の駆動力制御装置であって、
   前記回転部材の一方は、デフ・キャリヤに回転自在に支持されたデファレンシャル装置のデフ・ケースであり、同他方は同サイド・ギヤであり、
   前記増速機構は、前記デフ・ケース及びサイド・ギヤ間に設けられ、
   前記一対の結合軸部は、前記デフ・ケース及び増速機構から前記デフ・キャリヤ外へ延設された
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
4. 請求項３記載の駆動力制御装置であって、
   前記増速機構は、前記一対の回転部材と共にそれぞれ一体に回転する互いに歯数が僅かに異なる一対のギヤと、この一対のギヤに共に噛み合う遊星ギヤと、この遊星ギヤを回転自在に支承する遊星キャリヤとを有し、
   前記デフ・ケースの結合軸部に、前記電動モータのステータが着脱自在に結合され、
   前記増速機構の結合軸部は、前記遊星キャリヤから延設されて前記電動モータのロータが着脱自在に結合される
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
5. 請求項１，３，４の何れかに記載の駆動力制御装置であって、
   前記結合軸部に対する電動モータの結合は、スプライン結合である
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
6. 請求項２記載の駆動力制御装置であって、
   前記回転部材の一方は、デフ・キャリヤに回転自在に支持されたデファレンシャル装置のデフ・ケースであり、同他方は同サイド・ギヤであり、
   前記一対の結合軸部は、前記デフ・ケース及びサイド・ギヤから前記デフ・キャリヤ外へ延設された
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
7. 請求項６記載の駆動力制御装置であって、
   前記増速機構は、前記一対の回転部材と共にそれぞれ一体に回転する互いに歯数が僅かに異なる一対のギヤと、この一対のギヤに共に噛み合う遊星ギヤと、この遊星ギヤを回転自在に支承する遊星キャリヤとを有し、
   前記遊星キャリヤは、前記電動モータのステータに結合され、
   前記デフ・ケースの結合軸部に、前記一対のギヤの一方が着脱自在に結合され、 前記サイド・ギヤの結合軸部に、前記一対のギヤの他方及び前記電動モータのロータが着脱自在に結合された
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
8. 請求項２，６，７の何れかに記載の駆動力制御装置であって、
   前記結合軸部に対する電動モータ及び増速機構の結合は、スプライン結合である
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
   

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