JP2006242364A - Joint for vehicle, front and rear driving force distribution mechanism and front, rear, left, and right driving force distribution mechanism for four-wheel drive vehicle, and left and right driving force distribution mechanism for two-wheel driving vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、車両用継手および駆動力分配機構に関し、より特定的には、入力軸と出力軸との間で発生させた摩擦力により、これらの軸間のトルク伝達を制御する車両用継手およびその車両用継手を用いた駆動力分配機構に関する。 The present invention generally relates to a joint for a vehicle and a driving force distribution mechanism, and more specifically, torque transmission between these shafts is controlled by a frictional force generated between an input shaft and an output shaft. The present invention relates to a vehicle joint and a driving force distribution mechanism using the vehicle joint.
従来の車両用継手に関して、たとえば、PLATZ新型車解説書には、プロペラシャフト上に配置された差動応答型のカップリングが開示されている(非特許文献1)。このカップリングは、前輪から後輪にトルクを伝達するクラッチ部と、クラッチ部に隣り合って設けられた圧力発生部とを備える。クラッチ部は、潤滑油に浸された複数枚のクラッチ板からなる湿式多板クラッチから構成されている。コーナリング時や雪道、登坂時、発進時、加速時など、前後輪に回転数差が生じると、圧力発生部で油圧が発生する。その油圧は、瞬時にクラッチ部に伝えられ、クラッチ板を互いに圧着させる。これにより、クラッチ部が継合し、前輪の駆動力が後輪に伝達される。 Regarding conventional vehicle joints, for example, the PLATZ new model vehicle manual discloses a differential response type coupling disposed on a propeller shaft (Non-patent Document 1). The coupling includes a clutch portion that transmits torque from the front wheel to the rear wheel, and a pressure generating portion that is provided adjacent to the clutch portion. The clutch part is composed of a wet multi-plate clutch composed of a plurality of clutch plates immersed in lubricating oil. If there is a rotational speed difference between the front and rear wheels during cornering, snowy roads, climbing, starting, acceleration, etc., hydraulic pressure is generated at the pressure generator. The hydraulic pressure is instantaneously transmitted to the clutch portion, and the clutch plates are pressed against each other. As a result, the clutch portion is engaged, and the driving force of the front wheels is transmitted to the rear wheels.
また、特開平1−233124号公報には、制御のタイムラグをなくし、応答性に優れた4WD装置を実現することを目的とした車両の前後輪駆動装置が開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された前後輪駆動装置は、従駆動輪(動力源からの動力がトルク伝達クラッチを介して伝達される駆動輪)の平均輪速を、主駆動輪(動力源からの動力が直接、伝達される駆動輪)の平均輪速よりも大きくするための増速機構を備える。従駆動輪を支持する従駆動軸には、トルク伝達クラッチとして油圧多板クラッチが設けられている。
上述の文献に開示されているように、湿式多板クラッチは、車両の動力伝達機構として広く利用されている。しかしながら、湿式多板クラッチは、継合していない時、隣り合うクラッチ板の表面と表面との間に微小な隙間が形成され、その隙間に潤滑油が配された状態となる。このため、引きずりトルク(トルク伝達を意図しない時に、潤滑油の連れ回しによって生じる摩擦トルク)が大きくなり、潤滑油の発熱によってクラッチの耐久性が損なわれる。 As disclosed in the above-mentioned literature, the wet multi-plate clutch is widely used as a vehicle power transmission mechanism. However, when the wet multi-plate clutch is not engaged, a minute gap is formed between the surfaces of adjacent clutch plates, and lubricating oil is disposed in the gap. For this reason, drag torque (friction torque generated by rotation of the lubricating oil when torque transmission is not intended) is increased, and the durability of the clutch is impaired by heat generation of the lubricating oil.
また、湿式多板クラッチでは、トルク伝達が、潤滑油が介在するクラッチ板間の面摩擦によって行なわれる。この場合、摩擦は、境界潤滑から流体潤滑までの複数の潤滑状態で生じ、その潤滑状態の変化に伴って、クラッチ板間の摩擦係数が変動してしまう。このため、クラッチ板間で得られる摩擦特性が安定せず、ジャダ等の振動が発生したり、伝達トルクの制御性に難が生じたりする。 In the wet multi-plate clutch, torque is transmitted by surface friction between the clutch plates in which lubricating oil is interposed. In this case, the friction occurs in a plurality of lubrication states from boundary lubrication to fluid lubrication, and the friction coefficient between the clutch plates varies with changes in the lubrication state. For this reason, the friction characteristics obtained between the clutch plates are not stable, and vibrations such as judder are generated, and the controllability of the transmission torque is difficult.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、耐久性に優れるとともに、安定した摩擦特性が得られる車両用継手、およびその車両用継手を用いた駆動力分配機構を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a vehicle joint that is excellent in durability and has stable friction characteristics, and a driving force distribution mechanism using the vehicle joint. It is.
この発明に従った車両用継手は、入力軸と出力軸との間で生じた差動に基づいて、これらの軸の結合位置で摩擦力を発生させ、入力軸と出力軸との間のトルク伝達を制御する車両用継手である。車両用継手は、入力軸に設けられた第1の結合部材と、出力軸に設けられた第2の結合部材と、第1の結合部材と第2の結合部材との間に配置され、所定の回転軸を中心に回転可能に設けられたスラストローラとを備える。第1の結合部材は、第1の表面を有する。第2の結合部材は、第1の表面と間隔を隔てて向い合い、入力軸と出力軸との間で差動が生じた場合に第1の表面に対して周方向に相対移動する第2の表面を有する。スラストローラは、第1および第2の表面に接触する外周面を有する。スラストローラは、所定の回転軸が、第1および第2の表面が相対移動する周方向の接線方向に対して傾斜して延びるように設けられている。 The vehicle joint according to the present invention generates a frictional force at the coupling position of these shafts based on the differential generated between the input shaft and the output shaft, and the torque between the input shaft and the output shaft. It is a joint for vehicles which controls transmission. The vehicle joint is disposed between a first coupling member provided on the input shaft, a second coupling member provided on the output shaft, and the first coupling member and the second coupling member. And a thrust roller provided so as to be rotatable about the rotation axis. The first coupling member has a first surface. The second coupling member faces the first surface at a distance from each other, and moves relative to the first surface in the circumferential direction when a differential occurs between the input shaft and the output shaft. Having a surface. The thrust roller has an outer peripheral surface that contacts the first and second surfaces. The thrust roller is provided such that a predetermined rotation shaft extends while being inclined with respect to a circumferential tangential direction in which the first and second surfaces move relative to each other.
なお、差動とは、差動回転数または差動トルクを指す。 The differential means a differential rotation speed or a differential torque.
このように構成された車両用継手によれば、入力軸と出力軸との間で差動が生じた時に第1および第2の表面が周方向に相対移動すると、その相対移動が、第1および第2の表面に接触するスラストローラの外周面に伝わる。これにより、スラストローラは、所定の回転軸を中心に回転する。このとき、所定の回転軸は、第1および第2の表面が相対移動する周方向の接線方向に対して傾斜して延びているため、スラストローラは、外周面を第1および第2の表面に対して滑らせながら回転する。これにより、スラストローラの回転に伴って、第1および第2の表面と外周面との間に摩擦が生じ、この摩擦によって、入力軸と出力軸との間でトルクが伝達される。 According to the vehicle joint configured as described above, when the first and second surfaces move relative to each other in the circumferential direction when a differential occurs between the input shaft and the output shaft, the relative movement is as follows. And is transmitted to the outer peripheral surface of the thrust roller in contact with the second surface. Thereby, the thrust roller rotates around a predetermined rotation axis. At this time, since the predetermined rotation shaft extends with an inclination with respect to the tangential direction of the circumferential direction in which the first and second surfaces move relative to each other, the thrust roller has the outer peripheral surfaces on the first and second surfaces. Rotate while sliding against. Thus, friction is generated between the first and second surfaces and the outer peripheral surface with the rotation of the thrust roller, and torque is transmitted between the input shaft and the output shaft by this friction.
本発明では、第1および第2の表面と、スラストローラの外周面との間に介在する潤滑油量が、クラッチ板の面接触によって摩擦が生じる湿式多板クラッチと比較して、少なくなる。このため、第1および第2の表面と外周面との間の摩擦が、主に境界潤滑の形態で行なわれ、両者の間の摩擦係数が変動することを抑制できる。これにより、ジャダ等の振動の発生を防止するとともに、伝達トルクの制御性を向上させることができる。また本発明では、第1の結合部材と第2の結合部材とを継合させない時、第1および第2の表面と外周面との隙間に介在する潤滑油量も、少なくなる。このため、引きずりトルクの発生を抑制し、潤滑油の発熱を抑えることができる。これにより、車両用継手の耐久性を向上させることができる。 In the present invention, the amount of lubricating oil interposed between the first and second surfaces and the outer peripheral surface of the thrust roller is smaller than that of a wet multi-plate clutch in which friction occurs due to surface contact of the clutch plate. For this reason, the friction between the first and second surfaces and the outer peripheral surface is mainly performed in the form of boundary lubrication, and the fluctuation of the friction coefficient between the two can be suppressed. Thereby, generation | occurrence | production of vibrations, such as judder, can be prevented, and controllability of transmission torque can be improved. Further, in the present invention, when the first coupling member and the second coupling member are not joined, the amount of lubricating oil interposed in the gap between the first and second surfaces and the outer peripheral surface is also reduced. For this reason, generation | occurrence | production of drag torque can be suppressed and heat_generation | fever of lubricating oil can be suppressed. Thereby, durability of the joint for vehicles can be improved.
この発明に従った4輪駆動車の前後駆動力分配機構は、上述に記載の車両用継手を用いている。車両用継手は、動力源の動力が直接、伝達される主駆動軸と、動力源の動力が主駆動軸から伝達される従駆動軸との間を接続するプロペラシャフトに設けられている。入力軸は、主駆動軸に連結されており、出力軸は、従駆動軸に連結されている。このように構成された4輪駆動車の前後駆動力分配機構によれば、車両用継手は安定した摩擦特性を示すため、駆動力分配の制御性を向上させるとともに、駆動力分配機構の円滑な作動を実現することができる。また、車両用継手は耐久性に優れるため、駆動力分配機構の信頼性を向上させることができる。 The front-rear driving force distribution mechanism for a four-wheel drive vehicle according to the present invention uses the vehicle joint described above. The vehicle joint is provided on a propeller shaft that connects a main drive shaft to which power from a power source is directly transmitted and a slave drive shaft to which power from the power source is transmitted from the main drive shaft. The input shaft is connected to the main drive shaft, and the output shaft is connected to the slave drive shaft. According to the front-rear driving force distribution mechanism of the four-wheel drive vehicle configured as described above, the vehicle joint exhibits stable friction characteristics, so that the controllability of the driving force distribution is improved and the smoothness of the driving force distribution mechanism is achieved. Operation can be realized. Further, since the vehicle joint is excellent in durability, the reliability of the driving force distribution mechanism can be improved.
また好ましくは、主駆動軸と入力軸との間のギヤ比は、従駆動軸と出力軸との間のギヤ比と異なる。このように構成された4輪駆動車の前後駆動力分配機構によれば、車両用継手は耐久性に優れるため、入力軸および出力軸の回転数が常時、異なる条件に対応することができる。これにより、主駆動軸と従駆動軸との間の駆動力分配の割合を、より広い範囲に設定でき、4輪駆動車の走行モードの幅を広げることができる。 Preferably, the gear ratio between the main drive shaft and the input shaft is different from the gear ratio between the slave drive shaft and the output shaft. According to the front / rear driving force distribution mechanism for a four-wheel drive vehicle configured as described above, the joint for a vehicle is excellent in durability, so that the rotational speeds of the input shaft and the output shaft can always cope with different conditions. Thereby, the ratio of the driving force distribution between the main drive shaft and the slave drive shaft can be set in a wider range, and the width of the travel mode of the four-wheel drive vehicle can be widened.
この発明に従った4輪駆動車の前後左右駆動力分配機構は、上述に記載の車両用継手を用いている。車両用継手は、従駆動軸に設けられている。従駆動軸には、動力源の動力が直接、伝達される主駆動軸からプロペラシャフトを介して、動力源の動力が伝達される。入力軸は、プロペラシャフトに連結されており、出力軸は、車輪に連結されている。このように構成された4輪駆動車の前後左右駆動力分配機構によれば、主駆動軸と従駆動軸との間および従駆動軸の車輪間で行なう駆動力分配において、上述の効果と同様の効果を得ることができる。 The front / rear / left / right driving force distribution mechanism of the four-wheel drive vehicle according to the present invention uses the vehicle joint described above. The vehicle joint is provided on the slave drive shaft. The power of the power source is transmitted to the slave drive shaft via the propeller shaft from the main drive shaft to which the power of the power source is directly transmitted. The input shaft is connected to the propeller shaft, and the output shaft is connected to the wheels. According to the front / rear / left / right driving force distribution mechanism of the four-wheel drive vehicle configured as described above, the same effect as described above is achieved in the driving force distribution performed between the main drive shaft and the sub drive shaft and between the wheels of the sub drive shaft. The effect of can be obtained.
この発明に従った2輪駆動車の左右駆動力分配機構は、上述に記載の車両用継手を用いている。車両用継手は、動力源の動力が伝達される主駆動軸に設けられている。入力軸は、動力源に連結されており、出力軸は、車輪に連結されている。このように構成された2輪駆動車の左右駆動力分配機構によれば、主駆動軸の車輪間で行なう駆動力分配において、上述の効果と同様の効果を得ることができる。 The left-right driving force distribution mechanism for a two-wheel drive vehicle according to the present invention uses the vehicle joint described above. The vehicle joint is provided on a main drive shaft to which power from a power source is transmitted. The input shaft is connected to a power source, and the output shaft is connected to wheels. According to the left and right driving force distribution mechanism of the two-wheel drive vehicle configured as described above, the same effect as described above can be obtained in the driving force distribution performed between the wheels of the main drive shaft.
以上説明したように、この発明に従えば、耐久性に優れるとともに、安定した摩擦特性が得られる車両用継手、およびその車両用継手を用いた駆動力分配機構を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a vehicle joint having excellent durability and stable friction characteristics, and a driving force distribution mechanism using the vehicle joint.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1における車両用カップリングを示す側面図である。図2は、図1中のII−II線上に沿った車両用カップリングを示す断面図である。本実施の形態における車両用カップリングは、入力軸と出力軸との間に配置され、これらの軸間で差動回転数(差動トルク)が生じた場合に、回転数が大きい側から小さい側にトルクを伝達する動力伝達機構である。
(Embodiment 1)
1 is a side view showing a vehicle coupling according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vehicle coupling along the line II-II in FIG. The vehicle coupling in the present embodiment is arranged between the input shaft and the output shaft, and when a differential rotational speed (differential torque) is generated between these shafts, the rotational speed is small from the side with the large rotational speed. This is a power transmission mechanism that transmits torque to the side.
図1および図2を参照して、車両用カップリング10は、表面21aを有し、入力軸に接続された円盤状の入力側プレート21と、表面31aを有し、出力軸に接続された円盤状の出力側プレート31と、外周面15aを有し、入力側プレート21と出力側プレート31との間に配置された複数のスラストローラ15とを備える。入力側プレート21および出力側プレート31は、表面21aと表面31aとが、隙間を設けて互いに向い合うように配置されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
スラストローラ15は、表面21aおよび31aに挟持されるように、表面間の隙間に設けられている。スラストローラ15は、外周面15aと、表面21aおよび31aとが接触するように設けられている。スラストローラ15は、保持器18(図1中では省略)により、表面21aと表面31aとの間の所定位置に位置決めされている。スラストローラ15は、その位置で、回転軸16を中心に回転自在に設けられている。外周面15aと、表面21aおよび31aとの接触位置Yには、潤滑油が供給される。
The
入力側プレート21は、表面21aの反対側に面する裏面21bを有する。裏面21bには、皿ばね11およびスラストベアリング12が順に重なって設けられている。スラストベアリング12、皿ばね11、入力側プレート21および出力側プレート31は、スラストベアリング12と出力側プレート31とを固定する締め付けボルト13によって一体とされている。スラストベアリング12により、入力側プレート21および出力側プレート31は、締め付けボルト13の軸線14を中心に、それぞれ回転自在に設けられている。締め付けボルト13の締め付け力によって発生する皿ばね11の弾性力により、表面21aと表面31aとの間に配置されたスラストローラ15に、両表面から予圧が負荷されている。
The
図3は、図1中のIII−III線上に沿った車両用カップリングの断面図である。図1および図3を参照して、入力軸と出力軸との間に差動回転数が発生すると、軸線14を中心に回転する入力側プレート21および出力側プレート31の回転数に差が生じる。このとき、表面21aと表面31aとは、軸線14を中心とする周方向(矢印102に示す方向)に相対移動する。スラストローラ15は、その表面21aおよび31aが相対移動する周方向の接線方向(矢印103に示す方向)と回転軸16とが、斜めに交差するように位置決めされている。つまり、矢印103に示す方向と回転軸16とがなす角度のうち小さい方の角度をαとすると、角度αは、0°よりも大きく、90°よりも小さい値となる。
3 is a cross-sectional view of the vehicle coupling along the line III-III in FIG. Referring to FIGS. 1 and 3, when a differential rotational speed is generated between the input shaft and the output shaft, a difference occurs in the rotational speeds of
このような構成により、入力軸と出力軸との間に差動回転数が発生すると、スラストローラ15は、外周面15aを表面21aおよび31a上で滑らせながら、回転軸16を中心に回転する。これにより、表面21aおよび31aと外周面15aとの間で摩擦が発生し、プレートの回転数が大きい側から小さい側へとトルク伝達が行なわれる。
With this configuration, when a differential rotational speed is generated between the input shaft and the output shaft, the
以下、表面21aおよび31aと外周面15aとの間で発生する摩擦に関して、従来の湿式多板クラッチと比較しながら、詳細な説明を行なう。図2を参照して、外周面15aと表面21aおよび31aとの接触位置Yには、潤滑油が介在する。このため、接触位置Yに介在する潤滑油量は、表面21aおよび31aと外周面15aとの間で発生する摩擦力の大きさに大きく関係する。
Hereinafter, the friction generated between the
図4は、潤滑状態と摩擦係数の変化との関係を示すグラフである。図3および図4を参照して、接触位置Yにおける潤滑状態は、外周面15aと表面21aおよび31aとの滑り速度が増大するに従って、境界潤滑状態41、混合潤滑状態42および流体潤滑状態43と変化する。境界潤滑状態41は、外周面15aと表面21aおよび31aとが直接、接触して滑る状態であり、滑り速度が変化しても、摩擦係数は、ほぼ一定の値で推移する。流体潤滑状態43は、外周面15aと表面21aおよび31aとの間に、油膜が形成される状態であり、混合潤滑状態42は、境界潤滑と流体潤滑とが同時に起こっている状態である。流体潤滑状態43および混合潤滑状態42では、滑り速度の変化とともに、摩擦係数も変化する。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the lubrication state and the change in the friction coefficient. Referring to FIG. 3 and FIG. 4, the lubrication state at contact position Y includes boundary lubrication state 41, mixed lubrication state 42, and fluid lubrication state 43 as the sliding speed between outer
本実施の形態では、外周面15aと表面21aおよび31aとが、接触位置Yで線状に接触するため、クラッチ板同士が面接触する湿式多板クラッチと比較して、接触位置Yに介在する潤滑油量が少なくなる。この場合、境界潤滑状態41の範囲が広くなり、境界潤滑から混合潤滑または流体潤滑に移行する滑り速度が、大きくなる。これにより、車両用カップリング10が用いられる条件で実際に生じる滑り速度の範囲では、接触位置Yにおける潤滑状態は、境界潤滑状態41が支配的となる。
In the present embodiment, since the outer
したがって、本実施の形態における車両用カップリング10では、入力軸と出力軸との間の差動回転数の大きさによって、軸間で発生する摩擦の摩擦係数が大きく変化するということがない。加えて、境界潤滑状態41で得られる摩擦係数は、流体潤滑状態43で得られる摩擦係数よりも大きくなるため、接触位置Yで、より大きい摩擦力を発生させることができる。
Therefore, in the
この発明の実施の形態1における車両用継手としての車両用カップリング10は、入力軸に設けられた第1の結合部材としての入力側プレート21と、出力軸に設けられた第2の結合部材としての出力側プレート31と、入力側プレート21と出力側プレート31との間に配置され、所定の回転軸としての回転軸16を中心に回転可能に設けられたスラストローラ15とを備える。入力側プレート21は、第1の表面としての表面21aを有する。出力側プレート31は、表面21aと間隔を隔てて向い合い、入力軸と出力軸との間で差動が生じた場合に表面21aに対して周方向に相対移動する第2の表面としての表面31aを有する。スラストローラ15は、表面21aおよび31aに接触する外周面15aを有する。スラストローラ15は、回転軸16が、表面21aおよび31aが相対移動する周方向の接線方向に対して傾斜して延びるように設けられている。
A
なお、本実施の形態では、図3中に示すように3つのスラストローラ15を設けたが、スラストローラ15を、3つ以外の個数、設けても良い。また、スラストローラ15を、軸線14を中心とする半径方向に並べて設けても良い。また、入力軸および出力軸に、さらに複数のプレートを接続し、プレート間ごとにスラストローラ15を設けても良い。
In the present embodiment, three
このように構成された、この発明の実施の形態1における車両用カップリング10によれば、入力軸と出力軸との間で発生する摩擦の摩擦係数が、軸間の差動回転数によって大きく変化するということがない。これにより、摩擦特性が安定するため、車両用カップリング10でジャダ等の振動が発生することを防止できる。また、入力軸と出力軸との間の伝達トルクを制御する際に、伝達トルクに与える作動回転数の影響を小さくできるので、伝達トルクの制御を容易に行なうことができる。また、接触位置Yの摩擦係数が大きい値となるため、プレート枚数を少なくしても、湿式多板クラッチと同等のトルク伝達性能を得ることができる。これにより、車両用カップリング10の小型化を図ることができる。
According to the
また、車両用カップリング10では、トルク伝達を中断するため、外周面15aと表面21aおよび31aとの間に隙間を設けても、その隙間に介在する潤滑油量は、少なくなる。加えて、本実施の形態では、プレート枚数を少なくして車両用カップリング10を構成することができる。このため、引きずりトルクの発生を抑制し、潤滑油の発熱を抑えることができる。これにより、車両用カップリング10の耐久性を向上させることができる。
Further, in the
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1で説明した車両用カップリングの構造を、電子制御カップリングに適用する場合について説明を行なう。図5は、この発明の実施の形態2における電子制御カップリングを搭載した4WD(wheel drive)車を示す模式図である。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the case where the structure of the vehicle coupling described in the first embodiment is applied to an electronically controlled coupling will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing a 4WD (wheel drive) vehicle equipped with an electronically controlled coupling according to Embodiment 2 of the present invention.
図5を参照して、本実施の形態における電子制御カップリング51は、エンジン81から駆動力が伝達される前輪駆動軸83と、前輪駆動軸83から電子制御カップリング51を介して駆動力が伝達される後輪駆動軸88とを備えるFF(front engine front wheel drive)ベースの4WD車に搭載されている。前輪駆動軸83と後輪駆動軸88との間には、プロペラシャフト85が設けられている。プロペラシャフト85の前後端は、それぞれ、トランスファ84およびリングギヤ86に連結されている。電子制御カップリング51は、リヤディファレンシャル89の前方に位置してプロペラシャフト85の軸上に設けられている。電子制御カップリング51は、走行状況などに応じて、適当な大きさの駆動力を前輪駆動軸83から後輪駆動軸88に伝達し、その時々に合った最適な駆動力分配を実現する。
Referring to FIG. 5,
図6は、図5中の電子制御カップリングを示す断面図である。図中には、非作動状態の電子制御カップリングが示されている。図5および図6を参照して、電子制御カップリング51は、表面61aを有し、トランスファ84側に配置されたフロントハウジング61と、表面66aを有し、リングギヤ86側に配置されたメインカム66とを備える。トランスファ84からの駆動力は、フロントハウジング61に伝わる。表面61aと表面66aとの間には、複数のスラストローラ15が配置されている。フロントハウジング61、メインカム66およびスラストローラ15によって、図1中の車両用カップリング10に対応するメインクラッチ52が構成されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the electronically controlled coupling in FIG. In the figure, the electronically controlled coupling in the non-actuated state is shown. 5 and 6, the
フロントハウジング61は、メインカム66の周囲で筒状に延び、その内部に潤滑油が供給される筒部60を有する。筒部60の内壁には、互いに間隔を隔てて延びるアウタークラッチ板74が複数、設けられている。メインカム66と隣り合う位置には、コントロールカム76が配置されている。メインカム66とコントロールカム76との間には、ボール77が設けられている。コントロールカム76の外周面には、アウタークラッチ板74に噛み合うようにインナークラッチ板75が複数、設けられている。アウタークラッチ板74およびインナークラッチ板75によって、コントロールクラッチ53が構成されている。コントロールクラッチ53の前後には、それぞれ、アーマチャ73およびリヤハウジング72が設けられている。リヤハウジング72には、電磁ソレノイド71が内蔵されている。
The
続いて、電子制御カップリング51の動作について説明を行なう。電磁ソレノイド71に通電していない場合、アウタークラッチ板74とインナークラッチ板75とは、互いが圧着しない位置に位置決めされる。これにより、コントロールクラッチ53は、フリーの状態とされる。このとき、メインカム66は、スラストローラ15が表面61aと表面66aとの間で開放された状態となるように、表面61aから離れた位置に位置決めされる。これにより、トランスファ84からの駆動力が、フロントハウジング61からメインカム66に伝わらず、前輪駆動軸83の駆動力が、後輪駆動軸88に分配されない。
Next, the operation of the
図7は、図6中の電子制御カップリングの作動状態を示す断面図である。図8は、図7中の電子制御カップリングのボールが設けられた位置を拡大して示す断面図である。図7および図8を参照して、電磁ソレノイド71に電流を流すと、点線111に示すように、リヤハウジング72とアーマチャ73との間で閉回路を構成する磁束が形成される。アーマチャ73は、コントロールクラッチ53側に引き寄せられ、アウタークラッチ板74とインナークラッチ板75とを圧着させる。これにより、コントロールクラッチ53が、継合される。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the operating state of the electronically controlled coupling in FIG. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a position where the ball of the electronically controlled coupling in FIG. 7 is provided. Referring to FIGS. 7 and 8, when a current is passed through
コントロールクラッチ53が継合した後、前後輪間に回転差が生じると、コントロールカム76とメインカム66との間に回転差が生じようとする。このため、図8に示すように、ボール77が、コントロールカム76およびメインカム66に形成された斜面76hおよび66hを押し、メインカム66を車両前方に向けて移動させる。これにより、スラストローラ15が、表面61aと表面66aとの間で予圧を受けた状態となり、メインクラッチ52が継合される。フロントハウジング61からの駆動力が、メインクラッチ52を介してメインカム66に伝わることで、前輪駆動軸83の駆動力が、後輪駆動軸88に分配される。
If a rotational difference occurs between the front and rear wheels after the
また、前後輪間に回転差が生じている状態で、電磁ソレノイド71に流す電流量を調整することによって、前輪駆動軸83から後輪駆動軸88に伝達する駆動力の大きさを無段階に制御することができる。つまり、電流量を小さくすると、アーマチャ73がコントロールクラッチ53を継合させる力が弱いため、コントロールカム76とメインカム66との間の回転差が小さくなる。このため、メインカム66が車両前方に押し出される距離が小さくなり、フロントハウジング61とメインカム66との間で発生する摩擦力が小さくなる。このとき、前輪駆動軸83からの駆動力は、制限されて後輪駆動軸88に伝達される。
In addition, by adjusting the amount of current flowing through the
一方、電流量が大きくすると、アーマチャ73がコントロールクラッチ53を継合させる力が強いため、コントロールカム76とメインカム66との間の回転差が大きくなる。このため、メインカム66が車両前方に押し出される距離が大きくなり、フロントハウジング61とメインカム66との間で発生する摩擦力が大きくなる。このとき、前輪駆動軸83から後輪駆動軸88に伝達される駆動力が、大きくなる。
On the other hand, when the amount of current is increased, the force with which the
なお、コントロールクラッチ53に替わる機構として、電磁クラッチや、シリコンフルードによってスラスト荷重を発生させるロータリーブレードカップリングを用いても良い。
As a mechanism that replaces the
このように構成された、この発明の実施の形態2における電子制御カップリング51によれば、メインクラッチ62で得られる摩擦特性を安定させることができる。これにより、前輪駆動軸83および後輪駆動軸88間の駆動力分配を、最適な割合に制御し、4WD車のドライバビリティを向上させることができる。また、図6中に示す電子制御カップリング51が非作動状態にある時、メインクラッチ62で引きずりトルクが発生することを抑制できる。これにより、潤滑油の発熱を抑え、電子制御カップリング51の耐久性を向上させることができる。また、非作動状態にある時の電子制御カップリング51で生じるエネルギロスを低減し、車両の燃費を向上させることができる。
According to the
図9は、図5中の4WD車の変形例を示す模式図である。図9を参照して、本変形例では、プロペラシャフト85に対するトランスファ84のギヤ比が、プロペラシャフト85に対するリングギヤ86のギヤ比よりも大きくなるように、プロペラシャフト85、トランスファ84およびリングギヤ86が構成されている。本変形例によれば、FFベースの4WD車両であっても、前輪駆動から後輪駆動までの幅広い走行モードが可能となる。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a modification of the 4WD vehicle in FIG. Referring to FIG. 9, in this modification,
このような構成をとると、電子制御カップリング51のフロントハウジング61とメインカム66との間で、絶えず差動回転数が生じることになる。しかしながら、電子制御カップリング51では、引きずりトルクの発生が抑制されるため、このような使用条件によっても耐久性が損なわれるということがない。また、同様の理由から、前後に異径サイズのタイヤを装着したり、銘柄の異なるタイヤを装着したりすることが可能となる。これにより、使用者の車両維持費を節減するともに、使用者の幅広い用途に対応した車の使用を実現できる。
With such a configuration, a differential rotational speed is constantly generated between the
(実施の形態3)
図10は、図6中の電子制御カップリングが搭載された、この発明の実施の形態3における4WD車を示す模式図である。本実施の形態における4WD車は、実施の形態2における4WD車と比較して、部分的に同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a schematic diagram showing a 4WD vehicle according to Embodiment 3 of the present invention, on which the electronically controlled coupling in FIG. 6 is mounted. Compared to the 4WD vehicle in the second embodiment, the 4WD vehicle in the present embodiment has a partially similar structure. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
図10を参照して、本実施の形態では、電子制御カップリング51が、左後輪87mとリングギヤ86との間および右後輪87nとリングギヤ86との間にそれぞれ位置して、後輪駆動軸88の軸上に設けられている。図9に示す変形例と同様に、プロペラシャフト85に対するトランスファ84のギヤ比が、プロペラシャフト85に対するリングギヤ86のギヤ比よりも大きくなるように、プロペラシャフト85、トランスファ84およびリングギヤ86が構成されている。
Referring to FIG. 10, in the present embodiment, electronically controlled
このように構成された、この発明の実施の形態3における4WD車によれば、前輪駆動軸83および後輪駆動軸88間の駆動力分配に加えて、後輪駆動軸88の左後輪87mおよび右後輪87n間で駆動力分配を行なう。この際、実施の形態2に記載の効果と同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態では、前輪駆動から後輪駆動までの走行モードが可能となるのに対して、特許文献1に開示された前後輪駆動装置では、FFベースの4WD車の場合、前輪駆動から4WDの範囲の走行モードに限定される。また、本実施の形態では、後輪駆動に近い駆動力分配により、ヨーモーメントの発生が可能であるのに対して、特許文献1に開示された前後輪駆動装置では、後輪を増速させるための増速機構が必要となる。このため、本実施の形態では、駆動力分配機構を簡易に構成することができる。
According to the 4WD vehicle of the third embodiment of the present invention configured as described above, in addition to the driving force distribution between the front
(実施の形態4)
図11は、図6中の電子制御カップリングが搭載された、この発明の実施の形態4におけるFF車を示す模式図である。図11を参照して、本実施の形態では、電子制御カップリング51が、エンジン81が車両前方に設けられたFF車に搭載されている。電子制御カップリング51は、左前輪82mと前輪駆動軸83がエンジン81に連結された位置との間、および右前輪82nと前輪駆動軸83がエンジン81に連結された位置との間にそれぞれ位置して、前輪駆動軸83の軸上に設けられている。
(Embodiment 4)
FIG. 11 is a schematic diagram showing an FF vehicle according to Embodiment 4 of the present invention, on which the electronically controlled coupling shown in FIG. 6 is mounted. Referring to FIG. 11, in the present embodiment,
このように構成された、この発明の実施の形態4におけるFF車によれば、前輪駆動軸83の左前輪82mおよび右前輪82n間でトルク配分を行なう。この際、実施の形態2に記載の効果と同様の効果を得ることができる。なお、電子制御カップリング51を、FR(front engine rear wheel drive)車の後輪駆動軸に設けた場合にも、同様の効果を得ることができる。
According to the FF vehicle according to the fourth embodiment of the present invention configured as described above, torque is distributed between the left
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 車両用カップリング、15 スラストローラ、15a 外周面、16 回転軸、21 入力側プレート、21a,31a,61a,66a 表面、31 出力側プレート、51 電子制御カップリング、52 メインクラッチ、61 フロントハウジング、66 メインカム、83 前輪駆動軸、85 プロペラシャフト、88 後輪駆動軸。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第1の表面を有し、前記入力軸に設けられた第1の結合部材と、
前記第1の表面と間隔を隔てて向い合い、前記入力軸と前記出力軸との間で差動が生じた場合に前記第1の表面に対して周方向に相対移動する第2の表面を有し、前記出力軸に設けられた第2の結合部材と、
前記第1および第2の表面に接触する外周面を有し、前記第1の結合部材と前記第2の結合部材との間に配置され、所定の回転軸を中心に回転可能に設けられたスラストローラとを備え、
前記スラストローラは、前記所定の回転軸が、前記第1および第2の表面が相対移動する周方向の接線方向に対して傾斜して延びるように設けられている、車両用継手。 A vehicle joint that generates a frictional force at a coupling position of these shafts based on a differential generated between the input shaft and the output shaft, and controls torque transmission between the input shaft and the output shaft. There,
A first coupling member having a first surface and provided on the input shaft;
A second surface facing the first surface at an interval and moving relative to the first surface in the circumferential direction when a differential occurs between the input shaft and the output shaft; A second coupling member provided on the output shaft;
The outer peripheral surface which contacts the said 1st and 2nd surface is arrange | positioned between the said 1st coupling member and the said 2nd coupling member, and it was provided rotatably about the predetermined | prescribed rotating shaft. A thrust roller,
The thrust roller is a joint for a vehicle in which the predetermined rotation shaft extends so as to incline with respect to a tangential direction in a circumferential direction in which the first and second surfaces move relative to each other.
前記入力軸は、前記主駆動軸に連結されており、前記出力軸は、前記従駆動軸に連結されている、4輪駆動車の前後駆動力分配機構。 A front-rear driving force distribution mechanism for a four-wheel drive vehicle using the vehicle joint according to claim 1, wherein the vehicle joint includes a main drive shaft to which power of a power source is directly transmitted, and a power source Is provided on the propeller shaft that connects between the main drive shaft and the slave drive shaft.
The front-rear driving force distribution mechanism of a four-wheel drive vehicle, wherein the input shaft is connected to the main drive shaft, and the output shaft is connected to the slave drive shaft.
前記車両用継手は、動力源の動力が直接、伝達される主駆動軸からプロペラシャフトを介して、動力源の動力が伝達される従駆動軸に設けられており、
前記入力軸は、前記プロペラシャフトに連結されており、前記出力軸は、車輪に連結されている、4輪駆動車の前後左右駆動力分配機構。 A front / rear / left / right driving force distribution mechanism of a four-wheel drive vehicle using the vehicle joint according to claim 1,
The vehicle joint is provided on a slave drive shaft to which the power of the power source is transmitted from the main drive shaft to which the power of the power source is directly transmitted via the propeller shaft.
The front / rear / left / right driving force distribution mechanism of a four-wheel drive vehicle, wherein the input shaft is connected to the propeller shaft, and the output shaft is connected to a wheel.
前記車両用継手は、動力源の動力が伝達される主駆動軸に設けられており、
前記入力軸は、動力源に連結されており、前記出力軸は、車輪に連結されている、2輪駆動車の左右駆動力分配機構。 A left-right driving force distribution mechanism for a two-wheel drive vehicle using the vehicle joint according to claim 1,
The vehicle joint is provided on a main drive shaft to which power from a power source is transmitted,
The left and right driving force distribution mechanism of a two-wheel drive vehicle, wherein the input shaft is connected to a power source, and the output shaft is connected to a wheel.
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2005
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