JP2008069812A - Driving-power transfer system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源から入力された駆動力の第1及び第2の出力軸への配分比率を制御可能な駆動力配分装置に関するものである。 The present invention relates to a driving force distribution device capable of controlling a distribution ratio of driving force input from a driving source to first and second output shafts.
上記のような駆動力配分装置として、従来、入力された駆動力を相互の差動を許容しつつ第1及び第2の出力軸に伝達する差動機構(ディファレンシャル)と、第1及び第2の出力軸間に介在されるとともにモータに駆動連結された遊星歯車機構とを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。即ち、このような駆動力配分装置は、制御用駆動源であるモータのトルクを遊星歯車機構を介して第1又は第2の出力軸に伝達する。そして、そのモータトルクに基づき第1及び第2の出力軸間に差回転を生じさせることにより差動機構に入力される駆動力の第1及び第2の出力軸への配分比率を制御可能な構成となっている。そして、さらには、上記のような遊星歯車機構に設定された変速比を補正するための変速機構が設けられている。 Conventionally, as the driving force distribution device as described above, a differential mechanism (differential) that transmits the input driving force to the first and second output shafts while allowing mutual differential, and the first and second And a planetary gear mechanism that is drive-coupled to a motor (see, for example, Patent Document 1). That is, such a driving force distribution device transmits the torque of the motor, which is a control drive source, to the first or second output shaft via the planetary gear mechanism. Then, by causing a differential rotation between the first and second output shafts based on the motor torque, the distribution ratio of the driving force input to the differential mechanism to the first and second output shafts can be controlled. It has a configuration. Further, there is provided a speed change mechanism for correcting the speed ratio set in the planetary gear mechanism as described above.
具体的には、この駆動力配分装置において、遊星歯車機構は、同軸配置されたピッチ円径及び歯数の異なる一対のサンギヤと、両サンギヤに噛合する二連ピニオンと、この二連ピニオンを自転可能且つ公転可能に支承するプラネタリキャリヤとにより構成され、そのうちのプラネタリキャリヤがモータに駆動連結される入力要素として設定されている。そして、その変速比を補正するための変速機構は、モータに駆動連結された遊星歯車機構と同一の構成を有する遊星歯車機構を反転させて直列に接続し、そのプラネタリキャリヤを回転不能に固定することにより形成されている。即ち、同一の構成を有する二つの遊星歯車機構を反転させて直列に接続、つまり双方の二つのサンギヤのうち歯数の等しいサンギヤ同士を駆動連結することで、両者の変速比を相殺している。そして、変速機構を構成する側のプラネタリキャリヤを回転不能に固定することにより、入力軸及び第1及び第2の出力軸が回転しても、出力軸間において差動が生じない限り、モータは回転しない。したがって、信頼性及び耐久性の向上、並びにモータ負荷の低減が可能であり、ひいては、これによるモータ及び装置全体の小型化が可能な構成となっている。
しかしながら、上記従来の構成では、遊星歯車機構と変速機構とが直列に連結、即ち差動機構の片側に集約して配置される構成であるため、車両への搭載性に難がある。加えて、差動機構から変速機構までの距離が開くことで各ギヤの潤滑の観点からも不利である。そして、特に、左右駆動力配分装置として用いた場合には、その左右の重量バランスの偏りが車両操縦安定性向上の妨げとなるという問題がある。 However, in the above-described conventional configuration, the planetary gear mechanism and the transmission mechanism are connected in series, that is, arranged so as to be concentrated on one side of the differential mechanism, so that mounting on a vehicle is difficult. In addition, since the distance from the differential mechanism to the transmission mechanism is increased, it is disadvantageous from the viewpoint of lubrication of each gear. In particular, when used as a left / right driving force distribution device, there is a problem that the deviation of the left / right weight balance hinders the improvement of vehicle handling stability.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車両搭載性及び重量バランスに優れた駆動力配分装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a driving force distribution device that is excellent in vehicle mountability and weight balance.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、入力される駆動力を相互の差動を許容しつつ車両の左右の車輪にそれぞれ連結された第1及び第2の出力軸に伝達する差動機構と、前記第1及び第2の出力軸間に介在されるとともにモータに駆動連結された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構に設定された変速比を補正するための変速機構とを備え、モータトルクに基づき前記第1及び第2の出力軸間に差回転を生じさせることにより前記入力される駆動力の前記第1及び第2の出力軸への配分比率を制御可能な駆動力配分装置において、前記変速機構は、前記差動機構を挟んで前記遊星歯車機構の反対側に配置されること、を要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that the first and second output shafts respectively connected to the left and right wheels of the vehicle while allowing the input driving force to be mutually differential. A planetary gear mechanism that is interposed between the first and second output shafts and is drivingly connected to the motor, and a speed change for correcting a gear ratio set in the planetary gear mechanism. And a distribution ratio of the input driving force to the first and second output shafts can be controlled by causing a differential rotation between the first and second output shafts based on a motor torque. The gist of the present invention is that the speed change mechanism is arranged on the opposite side of the planetary gear mechanism with the differential mechanism interposed therebetween.
上記構成によれば、差動機構を挟んで遊星歯車機構と変速機構とを対称的に配置することで、重量バランスを改善することができるとともに、良好な車両搭載性を実現することができる。そして、更には、これに加え、潤滑状態の向上を図ることもできる。 According to the above configuration, by arranging the planetary gear mechanism and the speed change mechanism symmetrically with the differential mechanism interposed therebetween, it is possible to improve the weight balance and realize good vehicle mountability. In addition to this, the lubrication state can be improved.
請求項2に記載の発明は、前記遊星歯車機構は、何れか一方の出力軸と同軸配置された一対のサンギヤと、両サンギヤに噛合する二連ピニオンと、該二連ピニオンを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤとにより構成されるとともに、前記プラネタリキャリヤにより前記モータに駆動連結される入力要素が構成されるものであって、前記変速機構は、前記遊星歯車機構と同一の構成を有する遊星歯車を前記差動機構を介して対称に連結し、そのプラネタリキャリヤを回転不能に固定することにより構成されること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, the planetary gear mechanism includes a pair of sun gears coaxially arranged with any one of the output shafts, a double pinion that meshes with both sun gears, and the double pinion that can rotate and revolve. A planetary carrier that is supported by the planetary carrier and an input element that is drivingly connected to the motor by the planetary carrier. The planetary gear mechanism has the same configuration as the planetary gear mechanism. The gist of the present invention is that the gears are connected symmetrically via the differential mechanism and the planetary carrier is fixed so as not to rotate.
上記構成によれば、遊星歯車機構の変速比を補正するための最適な変速機構を容易に形成することができる。
請求項3に記載の発明は、前記モータは、前記出力軸と同軸に配置されること、を要旨とする。
According to the above configuration, an optimum speed change mechanism for correcting the speed ratio of the planetary gear mechanism can be easily formed.
The gist of the invention described in
上記構成によれば、より一層、装置の小型化を図ることができる。
請求項4に記載の発明は、前記差動機構には、遊星歯車が用いられること、を要旨とする。
According to the said structure, size reduction of an apparatus can be achieved further.
The gist of the invention of claim 4 is that a planetary gear is used for the differential mechanism.
即ち、差動機構を挟んで遊星歯車機構の反対側に変速機構を配置した構成では、差動機構に遊星歯車を用いることで、両出力軸が同速度で同方向に回転する場合、即ち車両の直進状態でも同差動機構の二出力軸間に回転差が生じ、そのプラネタリギヤが公転することになる。その結果、各プラネタリギヤによってケーシング内の潤滑油が攪拌され、これにより各ギヤの潤滑状態をより良好なものとすることができる。 That is, in the configuration in which the speed change mechanism is arranged on the opposite side of the planetary gear mechanism across the differential mechanism, the planetary gear is used for the differential mechanism, so that both output shafts rotate in the same direction at the same speed, that is, the vehicle Even in the straight traveling state, a difference in rotation occurs between the two output shafts of the differential mechanism, and the planetary gear revolves. As a result, the lubricating oil in the casing is agitated by each planetary gear, and thereby the lubrication state of each gear can be improved.
本発明によれば、車両搭載性及び重量バランスに優れた駆動力配分装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the driving force distribution apparatus excellent in vehicle mounting property and weight balance can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、車両1は、前輪駆動車をベースとする四輪駆動車であり、エンジン2の片側に組み付けられたトランスアクスル3には、一対のフロントアクスル4L,4Rが連結されており、エンジン2の駆動力は、これらフロントアクスル4L,4Rを介して前輪5L,5Rに伝達される。また、トランスアクスル3には、上記各フロントアクスル4L,4Rとともにプロペラシャフト6が連結されており、同プロペラシャフト6は、トルクカップリング7及びリヤディファレンシャル8を介して一対のリヤアクスル9L,9Rと連結されている。そして、これらプロペラシャフト6、リヤディファレンシャル8、及びリヤアクスル9L,9Rを介して、後輪10L,10Rにも駆動力が伝達されるようになっている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a vehicle 1 is a four-wheel drive vehicle based on a front-wheel drive vehicle, and a pair of front axles 4L and 4R are connected to a
図2に示すように、本実施形態のリヤディファレンシャル8は、遊星歯車式の差動機構11を備えている。具体的には、差動機構11は、外歯ギヤ12と一体に形成されたリングギヤ13を有しており、同リングギヤ13の内側にはサンギヤ14が同軸に配置されている。また、これらリングギヤ13及びサンギヤ14の間には、第1プラネタリギヤ15a及び第2プラネタリギヤ15bからなる複数のプラネタリギヤ対15が介在されており、各第1プラネタリギヤ15aはリングギヤ13に、各第2プラネタリギヤ15bはサンギヤ14にそれぞれ噛合されている。そして、これら各プラネタリギヤ対15を構成する第1プラネタリギヤ15a及び第2プラネタリギヤ15bは、互いに噛合された状態で、プラネタリキャリヤ16によりそれぞれ自転可能且つ公転可能に支承されている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、トルクカップリング7を介してプロペラシャフト6に連結された入力軸17の一端には、ドライブピニオン18が設けられており、リングギヤ13は、その外周に形成された外歯ギヤ12が、このドライブピニオン18に噛合されることにより同ドライブピニオン18と駆動連結されている。そして、サンギヤ14は、左のリヤアクスル9Lの軸端に、プラネタリキャリヤ16は、右のリヤアクスル9Rの軸端に固定されることにより、対応する各リヤアクスル9L,9Rとともに一体回転可能に設けられている。
In this embodiment, a drive pinion 18 is provided at one end of the
即ち、プロペラシャフト6の回転は、トルクカップリング7及び入力軸17からドライブピニオン18を介してリングギヤ13へと伝達され、同リングギヤ13とともにサンギヤ14及びプラネタリキャリヤ16が一体的に回転することにより、その駆動力が両リヤアクスル9L,9Rから左右の後輪10L,10Rへと伝達される。そして、車両旋回時等、左右の後輪10L,10Rに生ずる回転差は、各第1プラネタリギヤ15a及び各第2プラネタリギヤ15bのそれぞれが、自転しつつサンギヤ14の周りを公転することにより、これを許容する構成となっている。
That is, the rotation of the
また、本実施形態のリヤディファレンシャル8は、エンジン2の駆動力の左右の後輪10L,10Rへの配分比率を制御可能な駆動力配分装置としての機能を有している。
詳述すると、本実施形態では、駆動力配分装置の第1及び第2の出力軸を構成する両リヤアクスル9L,9R間には、制御用駆動源であるモータ20と駆動連結された遊星歯車機構21が介在されている。そして、そのモータトルクに基づき両リヤアクスル9L,9R間に差回転を生じさせることによりプロペラシャフト6からドライブピニオン18を介して入力されるエンジン2の駆動力の両リヤアクスル9L,9Rへの配分比率を制御可能な構成となっている。
Further, the
More specifically, in this embodiment, a planetary gear mechanism that is drivingly connected to the
さらに詳述すると、本実施形態では、遊星歯車機構21は、左側のリヤアクスル9Lと同軸配置されるとともに互いに歯数の異なる一対のサンギヤ22,23と、これら両サンギヤ22,23に噛合する複数の二連ピニオン24と、これら各二連ピニオン24を自転可能且つ公転可能に支承するプラネタリキャリヤ25とにより構成されている。尚、本実施形態では、第1のサンギヤ22の方が第2のサンギヤ23よりも僅かに歯数が大きく設定されている。具体的には、第1のサンギヤ22の歯数は32、第2のサンギヤ23の歯数は30であり、これらの歯数の比は、第1のサンギヤ22の歯数:第2のサンギヤ23の歯数=1:0.9〜1.1が望ましい。また、この歯数の比は両サンギヤのピッチ円径の比に等しい。つまり、第1のサンギヤ22は第2のサンギヤ23よりも大きな径を有している。そして、二連ピニオン24は、これら第1及び第2のサンギヤ22,23に噛合する第1及び第2ピニオン24a,24bを一体回転可能に連結することにより形成されている。
More specifically, in the present embodiment, the
本実施形態では、第1のサンギヤ22は、左側のリヤアクスル9Lと同軸配置された中空状のスリーブ26を介して差動機構11のプラネタリキャリヤ16と一体回転可能に連結されており、第2のサンギヤ23は、左側のリヤアクスル9Lと一体回転可能に設けられている。そして、これら第1及び第2のサンギヤ22,23に噛合された二連ピニオン24を支承するプラネタリキャリヤ25が、モータ20に駆動連結される入力要素として設定されている。尚、本実施形態のモータ20には、中空状のモータ軸20aを有するブラシレスモータが採用されており、同モータ20は、遊星歯車機構21よりも左の後輪10L側において左側のリヤアクスル9Lと同軸に配置されている。
In the present embodiment, the
即ち、モータ20を作動させ、そのモータトルクに基づいてプラネタリキャリヤ25を回転させることにより、第1及び第2の出力軸間に差回転が生ずる。そして、このモータトルクに基づく差回転を制御することにより、エンジン2の駆動力の両リヤアクスル9L,9Rへの配分比率を制御することが可能となっている。
That is, by operating the
一方、本実施形態では、右側のリヤアクスル9Rは、第1アクスル9Ra及び第2アクスル9Rbにより構成されており、これら第1アクスル9Ra及び第2アクスル9Rbは、変速機構31を介して連結されている。そして、この変速機構31により、遊星歯車機構21に設定された変速比を補正して、非モータ駆動時におけるプラネタリキャリヤの回転を防止する構成となっている。
On the other hand, in the present embodiment, the right
詳述すると、本実施形態の変速機構31は、遊星歯車機構21と同一の構成を有する遊星歯車を差動機構11を介して対称に連結することにより形成されている。具体的には、本実施形態の変速機構31は、遊星歯車機構21と同様の第1及び第2のサンギヤ32,33、これら両サンギヤ32,33に噛合する複数の二連ピニオン34、及びこれら各二連ピニオン34を自転可能且つ公転可能に支承するプラネタリキャリヤ35を備えている。そして、第1のサンギヤ32は、差動機構11のプラネタリキャリヤ16に連結された第1アクスル9Raと、第2のサンギヤ33は、右側の後輪10Rに連結された第2アクスル9Rbに連結され、そのプラネタリキャリヤ35は、図示しないケーシングに対して回転不能に固定されている。
More specifically, the
即ち、プラネタリキャリヤ35を回転不能に固定することにより、第1アクスル9Raと第2アクスル9Rbとの間に回転差が生ずる。そして、車両直進時においては、左右の後輪10L,10Rに回転差がないことから、左側のリヤアクスル9Lは、第2アクスル9Rbと同一の速度で回転することになる。つまり、第1アクスル9Raに連結された差動機構11のプラネタリキャリヤ16と左側のリヤアクスル9Lとの間には、変速機構31の変速比に相当する回転差が生ずる。そして、この回転差により遊星歯車機構21に設定された相殺して、非モータ駆動時における同遊星歯車機構21のプラネタリキャリヤ25の回転を防止する構成となっている。
That is, by fixing the
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)駆動力配分装置としてのリヤディファレンシャル8は、入力される駆動力を相互の差動を許容しつつ左右のリヤアクスル9L,9Rに伝達する差動機構11と、両リヤアクスル9L,9R間に介在されるとともにモータ20に駆動連結された遊星歯車機構21と、該遊星歯車機構21に設定された変速比を補正するための変速機構31とを備える。そして、変速機構31は、差動機構11を挟んで遊星歯車機構21の反対側に配置される。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) A
上記構成によれば、差動機構11を挟んで遊星歯車機構21と変速機構31とを対称的に配置することで、重量バランスを改善することができるとともに、良好な車両搭載性を実現することができる。そして、更には、これに加えて潤滑状態の向上を図ることもできる。
According to the above configuration, the
(2)遊星歯車機構21は、リヤアクスル9Lと同軸配置された一対のサンギヤ22,23と、両サンギヤ22,23に噛合する複数の二連ピニオン24と、各二連ピニオン24を自転可能且つ公転可能に支承するプラネタリキャリヤ25とからなり、モータ20に駆動連結される入力要素は、そのプラネタリキャリヤ25により構成される。そして、変速機構31は、遊星歯車機構21と同一の構成を有する遊星歯車を差動機構11を介して対称に連結し、そのプラネタリキャリヤ35を回転不能に固定することにより構成される。
(2) The
上記構成によれば、遊星歯車機構21の変速比を補正するため変速機構31を容易に形成することができる。
(3)モータ20は、リヤアクスル9Lと同軸に配置される。これにより、その車両搭載性及び、より一層の小型化を図ることができる。
According to the above configuration, the
(3) The
(4)差動機構11は、遊星歯車により構成される。即ち、差動機構11を挟んで遊星歯車機構21の反対側に変速機構31を配置した構成では、差動機構11の出力軸であるリヤアクスル9L,9R(第1アクスル9Ra)間に回転差が生じ、そのプラネタリギヤ対15(15a,15b)が公転することになる。その結果、各プラネタリギヤ対15によってケーシング40内の潤滑油が攪拌され、これにより各ギヤの潤滑状態をより良好なものとすることができる(図3参照)。
(4) The
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を左右駆動力配分装置としてリヤディファレンシャル8に具体化したが、例えば、車両前後の駆動力を配分する駆動力配分装置等に具体化してもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in the
・本実施形態では、一対のサンギヤ22,23と、両サンギヤ22,23に噛合する複数の二連ピニオン24と、各二連ピニオン24を自転可能且つ公転可能に支承するプラネタリキャリヤ25とを備えた遊星歯車機構21を採用し、そのプラネタリキャリヤ25をモータ20に駆動連結される入力要素とした。しかし、遊星歯車機構の構成は、これに限るものではなく、その入力要素もプラネタリキャリヤに限るものではない。
In the present embodiment, a pair of sun gears 22, 23, a plurality of
・本実施形態では、遊星歯車機構21と同一の構成を有する遊星歯車を差動機構11を介して対称に連結することにより変速機構31を形成したが、変速機構の構成は、これに限るものではない。
In the present embodiment, the planetary gear having the same configuration as that of the
・本実施形態では、モータ20をリヤアクスル9Lと同軸に配置したが、これに限らず、例えば、連結機構を介して遊星歯車機構21と駆動連結する構成であってもよい。
・本実施形態では、左のリヤアクスル9L側に遊星歯車機構21を、右のリヤアクスル9R側に変速機構31を配置したが、この配置は左右逆転させてもよい。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
・本実施形態では、差動機構11には、遊星歯車を用いることとしたが、図4に示すように、ベベルギヤ41を用いるものに適用してもよい。例えば、同図に示すベベルギヤ41は、外周に外歯ギヤ12が設けられた筒状のデフケース42と、該デフケース42と一体に公転するとともに自転可能に設けられたデフピニオン43a,43bと、これら各デフピニオン43a,43bに噛合される一対のデフサイドギヤ44R,44Lとを備える。そして、左右のリヤアクスル9L,9Rは、それぞれ、その軸端がデフサイドギヤ44R,44Lに連結される。この場合、遊星歯車機構21の第1のサンギヤ22は、デフケース42に連結し、第2のサンギヤ23は、左側のリヤアクスル9Lに連結する。そして、変速機構31の第1のサンギヤ32は、デフケース42に連結し、第2のサンギヤ33は、右側のリヤアクスル9Rに連結するとよい。
In the present embodiment, a planetary gear is used for the
・本実施形態では、二連ピニオン24,34に噛み合う各ギヤをサンギヤで構成したが、その一部または全部を内周側に歯が形成されたリングギヤで構成してもよい。
・モータは、電気モータに限らず、油圧モータを使用してもよい。
In the present embodiment, each gear meshing with the
The motor is not limited to an electric motor, and a hydraulic motor may be used.
2…エンジン、6…プロペラシャフト、8…リヤディファレンシャル、9L,9R…リヤアクスル、10L,10R…後輪、11…差動機構、20…モータ、21…遊星歯車機構、22,32…第1のサンギヤ、23,33…第2のサンギヤ、24,34…二連ピニオン、25,35…プラネタリキャリヤ、31…変速機構。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記変速機構は、前記差動機構を挟んで前記遊星歯車機構の反対側に配置されること、
を特徴とする駆動力配分装置。 A differential mechanism for transmitting the input driving force to the first and second output shafts connected to the left and right wheels of the vehicle while allowing mutual differential, and between the first and second output shafts And a planetary gear mechanism that is drive-coupled to the motor and a transmission mechanism that corrects a transmission gear ratio set in the planetary gear mechanism, and the first and second output shafts are based on motor torque. In the driving force distribution device capable of controlling a distribution ratio of the input driving force to the first and second output shafts by causing a differential rotation therebetween,
The speed change mechanism is disposed on the opposite side of the planetary gear mechanism across the differential mechanism;
A driving force distribution device characterized by the above.
前記遊星歯車機構は、異なる径を有する二つの歯車を相対回転不能に連結した二連ピニオンと、前記二つの歯車にそれぞれ噛合し何れか一方の出力軸と同軸配置された一対の歯車と、前記二連ピニオンを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤとにより構成されるとともに、前記プラネタリキャリヤにより前記モータに駆動連結される入力要素が構成されるものであって、
前記変速機構は、前記遊星歯車機構と同一の構成を有する遊星歯車を前記差動機構を介して対称に連結し、そのプラネタリキャリヤを回転不能に固定することにより構成されること、を特徴とする駆動力配分装置。 The driving force distribution device according to claim 1,
The planetary gear mechanism includes a double pinion in which two gears having different diameters are connected in a relatively non-rotatable manner, a pair of gears meshed with the two gears and arranged coaxially with one of the output shafts, A planetary carrier that supports the double pinion so as to rotate and revolve, and an input element that is drivingly connected to the motor by the planetary carrier,
The speed change mechanism is configured by connecting planetary gears having the same configuration as the planetary gear mechanism symmetrically through the differential mechanism and fixing the planetary carrier so as not to rotate. Driving force distribution device.
前記モータは、前記出力軸と同軸に配置されること、を特徴とする駆動力配分装置。 The driving force distribution device according to claim 2,
The motor is disposed coaxially with the output shaft.
前記差動機構には、遊星歯車が用いられること、を特徴とする駆動力配分装置。 In the driving force distribution device according to any one of claims 1 to 3,
A planetary gear is used for the differential mechanism.
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