JP2008215584A - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク調整機能の有無に係わらず、部品を共用化し、その種類の増大を抑制又は無くし、その管理、組み付けを容易とし、コスト・ダウンを可能とする。
【解決手段】デフ・キャリヤ１７に、サイド・ベアリング２１，２３を少なくとも軸方向に位置決め支持するベアリング支持部材４１，４３を設け、ベアリング支持部材４１，４３に、デフ・キャリヤ１７外に露出した外付け取付部４７を設け、一対の中間軸２５，２７への出力を調整するヨー・コントロール装置２９，３１のハウジング半構成部材１００に、外付け取付部４７に取り付ける結合取付部１１５を設け、ベアリング支持部材４１，４３の外付け取付部４７に、ハウジング半構成部材１００の結合取付部１１５を取り付けてベアリング支持部材４１，４３及びハウジング半構成部材１００によりヨー・コントロール装置２９，３１のユニット・ハウジング１２３を構成したことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車等に供されるトルク伝達装置に関する。

従来のこの種のトルク伝達装置として、デフ・キャリヤに支持したリヤ・デファレンシャル装置に摩擦クラッチを内蔵したＬＳＤ（Limit Slip Differential）、或いは各車軸側へ各別に増速出力可能としデフ・キャリヤに外付けのヨー・コントロール装置を備えたものがある。

しかし、かかるトルク伝達装置では、デファレンシャル装置に摩擦クラッチを備えない一般的な構造のものが要求されるとき、ＬＳＤをそのまま使用することはできず、またヨー・コントロール装置の外付けは、専用のデフ・キャリヤを必要とした。

従って、トルク調整機能の有無により部品の種類を調整する必要があり、部品の種類が増大し、その管理、組み付けが煩雑となり、コスト・アップの原因ともなっていた。

特開平１０−１４７１５７公報

解決しようとする問題点は、部品の種類が増大し、その管理、組み付けが煩雑となり、コスト・アップの原因ともなっている点である。

本発明は、トルク調整機能の有無に係わらず、部品を共用化し、その種類の増大を抑制又は無くし、その管理、組み付けを容易とし、コスト・ダウンを可能とするため、一対の出力回転部に差動回転可能に出力可能なデファレンシャル装置を、デフ・キャリヤにベアリングを介して回転自在に支持したトルク伝達装置において、前記デフ・キャリヤに、前記ベアリングを少なくとも軸方向に位置決め支持するベアリング支持部材を設け、前記ベアリング支持部材に、前記デフ・キャリヤ外に露出した外付け取付部を設け、前記一対の出力回転部材への出力を調整するトルク調整部のハウジング半構成部材に、前記外付け取付部に取り付ける結合取付部を設け、前記ベアリング支持部材の外付け取付部に、前記構成部材の結合取付部を取り付けてベアリング支持部材及びハウジング半構成部材により前記トルク調整部のユニット・ハウジングを構成したことを最も主要な特徴とする。

本発明のトルク伝達装置は、一対の出力回転部に差動回転可能に出力可能なデファレンシャル装置を、デフ・キャリヤにベアリングを介して回転自在に支持したトルク伝達装置において、前記デフ・キャリヤに、前記ベアリングを少なくとも軸方向に位置決め支持するベアリング支持部材を設け、前記ベアリング支持部材に、前記デフ・キャリヤ外に露出した外付け取付部を設け、前記一対の出力回転部材への出力を調整するトルク調整部のハウジング半構成部材に、前記外付け取付部に取り付ける結合取付部を設け、前記ベアリング支持部材の外付け取付部に、前記ハウジング半構成部材の結合取付部を取り付けてベアリング支持部材及びハウジング半構成部材により前記トルク調整部のユニット・ハウジングを構成したため、ベアリング支持部材の外付け取付部に対するハウジング半構成部材の結合取付部の着脱により、デファレンシャル装置に対するトルク調整部有無の選択をすることができる。

このため、トルク調整部を内蔵した専用のデファレンシャル装置やトルク調整部を取り付けるための専用のデフ・キャリヤを備える必要がなく、トルク調整機能の有無に係わらず、部品を共用化し、その種類の増大を抑制又は無くし、その管理、組み付けを容易とし、コスト・ダウンを可能とする。

トルク調整機能の有無に係わらず、部品を共用化し、その種類の増大を抑制又は無くし、その管理、組み付けを容易とし、コスト・ダウンを可能とするという目的を、外付け取付部を備えたベアリング支持部材により実現した。

［トルク伝達装置の構成］
図１は、本発明の実施例１に係るトルク伝達装置を備えた２輪駆動車のスケルトン平面図、図２は、図１のＡ矢視図、図３は、トルク伝達装置の断面図である。

図１のように、本発明の実施例１に係るトルク伝達装置１は、例えば後輪３，５側の車軸７，９間に配置されている。

トルク伝達装置１には、プロペラ・シャフト１１の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１１には、エンジン１３からトランス・ミッション１５を介してトルクが伝達されるようになっている。

図１〜図３のように、トルク伝達装置１は、デフ・キャリヤ１７内に一般的なデファレンシャル装置１９が左右のサイド・ベアリング２１，２３（ベアリング）により回転自在に支持されたものであり、一対の出力回転部材である中間軸２５，２７に差動回転可能に出力可能に構成されている。このデファレンシャル装置１９には、デフ・キャリヤ１７の左右外側に、外付けのトルク調整部としてヨー・コントロール装置２９，３１が備えられている。

デフ・キャリヤ１７は、入力側部３３及び出力側部３５を備えている。出力側部３３には、貫通部３７，３９が形成され、ベアリングを少なくとも軸方向に位置決め支持するベアリング支持部材４１，４３が取り付けられている。

ベアリング支持部材４１，４３は、左右対称構造に形成されている。一方のベアリング支持部材４１について説明し、他方のベアリング支持部材４３には、対応する構成部分に同符号を付す。

ベアリング支持部材４１には、ベアリング支持ボス部４５と外付け取付部４７とが設けられている。

ベアリング支持ボス部４５は、デフ・キャリヤ１７の貫通部３７に嵌合し、ベアリング支持部４９を備えている。ベアリング支持部４９には、径方向支持面５１及び軸方向支持面５３が設けられている。サイド・ベアリング２３は、アウター・レースが径方向支持面５１及び軸方向支持面５３に径方向及び軸方向に支持されている。但し、アウター・レースを径方向に拡大するなどしてデフ・キャリヤ１７の貫通部３７に直接支持させ、径方向支持面５１は省略することができる。
アウター・レース及び軸方向支持面５３間には、シム５５が介設され、軸方向の位置調整がなされている。

外付け取付部４７は、デフ・キャリヤ１７外に露出して貫通部３７に軸方向に当接し、周方向所定間隔で複数のボルト５７により締結固定されている。貫通部３７は、外付け取付部４７に軸方向に突き当たる位置決め部を構成し、外付け取付部４７及び貫通部３７間に、シールが設けられている。本実施例において、このシールは、オーリングや液状ガスケット等により構成することができる。外付け取付部４７の外周部には、ギヤ支持部５９が設けられ、同内周部にシール支持部６１が設けられている。

デファレンシャル装置１９は、デフ・ケース６３外にリング・ギヤ６５を備え、デフ・ケース６３内に差動ギヤ機構６７を備えている。

デフ・ケース６３は、左右のボス部６９，７１にベアリング受け部７３，７５が設けられている。ボス部７３，７５内周には、油溝７７，７９が設けられている。ベアリング受け部７３，７５内周には、インナー・スプライン８１，８３が設けられている。

リング・ギヤ６５は、ドライブ・ピニオン・シャフト８５のドライブ・ピニオン・ギヤ８７に噛み合い、ドライブ・ピニオン・シャフト８５は、デフ・キャリヤ１７に、ベアリング９１，９３を介して回転自在に支持されている。

差動ギヤ機構６７は、相互に噛み合う左右のサイド・ギヤ９３，９５及びピニオン・ギヤ９７からなっている。サイド・ギヤ９３，９５は、中間軸２５，２７にそれぞれスプライン結合され、デフ・ケース６３に対して相対回転自在となっている。ピニオン・ギヤ９７は、デフ・ケース６３に取り付けられたピニオン・シャフト９９に回転自在に支持されている。

ヨー・コントロール装置２９，３１は、一対の中間軸２５，２７への出力を調整するものであり、左右対称構造に形成されている。一方のヨー・コントロール装置２９について説明し、他方のヨー・コントロール装置３１には、対応する構成部分に同符号を付す。
ヨー・コントロール装置２９は、ハウジング半構成部材１００内に、２個のサン・ギヤ１０１，１０３とピニオン・ギヤ１０５と多板クラッチ１０７と電動モータ１０９と共にアクチュエータを構成する減速機構１１１とカム機構１１３とを備え、ハウジング半構成部材１００外に、電動モータ１０９を備えている。

ハウジング半構成部材１００は、一側に結合取付部１１５を備え、他側にベアリング支持部１１７を備えている。結合取付部１１５は、外周にモーター支持部１１９を備えている。

このハウジング半構成部材１００は、結合取付部１１５においてベアリング支持部材４１の外付け取付部４７に突き合わされ、複数のボルト１２１により締結され、ベアリング支持部材４１及びハウジング半構成部材１００により前記ヨー・コントロール装置２９のユニット・ハウジング１２３を構成している。

ベアリング支持部１１７は、ベアリング１２５を支持し、ベアリング１２５により中間軸２５が回転自在に支持されている。ベアリング１２５の軸方向外側においてハウジング半構成部材１００及び中間軸２５間に、シール１２７が介設されている。

サン・ギヤ１０１，１０３は、ピッチ径が同一で歯数が異なるように形成されて軸方向に併設され、一方のサン・ギヤ１０１は、中間軸２５に結合されている。他方のサン・ギヤ１０３には、結合ボス部１２９が形成され、この結合ボス部１２９が、前記デフ・ケース６３のインナー・スプライン８１にスプライン結合されている。サン・ギヤ１０３の内周には、Ｘリング等のシール１３１が支持され、中間軸２５外周に密接している。ベアリング支持部材４１のシール支持部６１内周に、シール１３３が支持され、結合ボス部１２９外周に密接している。

これらシール１３１，１３３と前記外付け取付部４７及び貫通部３７間のシールとハウジング半構成部材１００及び中間軸２５間のシール１２７とで、ユニット・ハウジング１２３内が、デフ・キャリヤ１７から独立した潤滑空間となっている。

ピニオン・ギヤ１０５は、キャリヤ１３５にキャリヤ・ピン１３７を介して回転自在に支持されている。キャリヤ１３５は、ハウジング半構成部材１００内に回転自在に支持されている。

多板クラッチ１０７は、キャリヤ１３５とハウジング半構成部材１００との間に設けられ、締結制御によりハウジング半構成部材１００に対するキャリヤ１３５の相対回転を制限する。

電動モータ１０９は、ハウジング半構成部材１００のモーター支持部１１９にボルト１３９により締結固定されている。電動モータ１０９の出力軸１４１は、外付け取付部４７のギヤ支持部５９に支持されている。電動モータ１０９は、コントローラ１４３により制御され、コントローラ１４３には、各種センサ１４５の検出信号が入力されるようになっている。各種センサ１４５としては、車輪速センサ、舵角センサ、エンジン回転数センサ等が備えられている。

減速機構１１１は、減速ギヤ１４７，１４９，１５１，１５３からなっており、減速ギヤ１４３は、出力軸１４１に設けられている。減速ギヤ１４７，１４９は、モーター支持部１１９及びギヤ支持部５９間に支持されたピン１５５に回転自在に支持されている。減速ギヤ１５３は、カム機構１１３に設けられている。

カム機構１１３は、ボール・カム機構であり、外付け取付部４７及び多板クラッチ１０７間に配置されている。カム機構１１３とハウジング半構成部材１００
との間には、リターン・スプリング１５６が介設されている。

中間軸２５，２７には、端部にジョイント結合部１５７，１５９が設けられ、ジョイント結合部１５７，１５９において、ユニバーサル・ジョイント１６１，１６３を介し前記車軸７，９に結合されている。

［ヨー・コントロール］
エンジン１３からトルク伝達装置１に伝達された出力は、ドライブ・ピニオンシャフト８５、ドライブ・ピニオン・ギヤ８７を介してデファレンシャル装置１９のリング・ギヤ６５に入力される。

リング・ギヤ６５への入力によりデフ・ケース６３、ピニオン・シャフト９９、ピニオン・ギヤ１０５、サイド・ギヤ１０１，１０３を介して左右の中間軸２５，２７に出力される。

左右の中間軸からは、車軸７，９を介して後輪３，５へトルク伝達が行われる。

コーナリング走行等により左右の後輪３，５が差動回転すると車軸７，９、中間軸２５，２７を介して左右のサイド・ギヤ１０１，１０３が差動回転する。この差動回転は、ピニオン・ギヤ８７の自転により許容され、デファレンシャル装置６７を介し左右後輪３，５へ差動回転を許容しながらトルク伝達が行われる。

コーナリング走行時に、各種センサ１４５からの信号によりコントローラ１４３が電動モータ１０９を駆動制御すると減速機構１１１を介してカム機構１１３が動作し、多板クラッチ１０７が締結される。

多板クラッチ１０７の締結によりキャリヤ１３５がハウジング半構成部材１００に対して制動され、キャリヤ１００の回転が規制される。この規制により２個のサン・ギヤ１０１，１０３及びピニオン・ギヤ１０５による増速ギヤ組によりデフ・ケース６３の回転が車軸７，９に増速して伝達される。

従って、左右の電動モータ１０９を制御することで、左右の車軸７，９を任意に増速制御することができ、車両にヨーモーメンとを発生させ、車両の旋回挙動を制御することができる。

［ヨーコントロール装置の離脱］
ハウジング半構成部材１００をベアリング支持部材４１，４３の外付け取付部４７から取り外すことで、サン・ギヤ１０１，１０３、ピニオン・ギヤ１０５、多板クラッチ１０７、電動モータ１０９、減速機構１１１、カム機構１１３をデフ・キャリヤ１７から離脱させることができ、デフ・キャリヤ１７には、ベアリング支持部材４１，４３のみが残存する。

従って、ヨー・コントロール装置２９，３１の有無に係わらず、デフ・キャリヤ１７を共用化することができる。

［実施例１の効果］
本発明実施例１は、一対の中間軸２５，２７に差動回転可能に出力可能なデファレンシャル装置６７を、デフ・キャリヤ１７にサイド・ベアリング２１，２３を介して回転自在に支持したトルク伝達装置１において、前記デフ・キャリヤ１７に、前記サイド・ベアリング２１，２３を少なくとも軸方向に位置決め支持するベアリング支持部材４１，４３を設け、前記ベアリング支持部材４１，４３に、前記デフ・キャリヤ１７外に露出した外付け取付部４７を設け、前記一対の中間軸２５，２７への出力を調整するヨー・コントロール装置２９，３１のハウジング半構成部材１００に、前記外付け取付部４７に取り付ける結合取付部１１５を設け、前記ベアリング支持部材４１，４３の外付け取付部４７に、前記ハウジング半構成部材１００の結合取付部１１５を取り付けてベアリング支持部材４１，４３及びハウジング半構成部材１００により前記ヨー・コントロール装置２９，３１のユニット・ハウジング１２３を構成したため、ベアリング支持部材４１，４３の外付け取付部４７に対するハウジング半構成部材１００の結合取付部１１５の着脱により、デファレンシャル装置６７に対するヨー・コントロール装置２９，３１有無の選択をすることができる。

このため、ヨー・コントロール装置２９，３１を取り付けるための専用のデフ・キャリヤ１７を備える必要がなく、ヨー・コントロール機能の有無に係わらず、部品を共用化し、その種類の増大を抑制又は無くし、その管理、組み付けを容易とし、コスト・ダウンを可能とする
デフ・キャリヤ１７に、前記外付け取付部４７に軸方向に突き当たる位置決め部として貫通部３７，３９を設け、前記外付け取付部４７及び貫通部３７，３９間に、シールを設けたため、デフ・キャリヤ１７内を確実に密閉することができる。

ヨー・コントロール装置２９，３１は、前記ユニット・ハウジング１２３に支持された電動モータ１０９及び減速機構１１１により駆動されトルク調整動作の起因となるカム機構１１３を備え、前記カム機能１１３の内周囲側に、前記ベアリング支持部材４１，４３を前記デフ・キャリヤ１７に締結するボルト５７を配置したため、軸方向にコンパクトに形成することができる。

ヨー・コントロール装置２９，３１は、前記中間軸２５，２７に各別に増速出力可能であるため、車両にヨーモーメンとを発生させ、車両の旋回挙動を制御することができる。

図４は、本発明の実施例２に係るトルク伝達装置を示す断面図である。なお、基本的な構成は実施例１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。

図４のトルク伝達装置１Ａは、トルク調整部を差動制限装置１６５とした。

差動制限装置１６５は、電磁クラッチで構成され、クラッチ・ハウジング１６７及びクラッチ・ハブ１６９を備えている。クラッチ・ハウジング１６７及びクラッチ・ハブ１６９間には、多板のメイン・クラッチ１７１を備えている。差動制限装置１６５は、さらにパイロット・クラッチ１７３、カム機構１７５、アーマチャ１７７、ロータ１７９、電磁石１８１を備えている。

クラッチ・ハウジング１６７は、一端側に受圧壁１８３が組み付けられ、他端側にロータ１７９がフローフォーミングにより一体的に取り付けられている。

受圧壁１８３は、アルミ合金等の軽金属で形成され、クラッチ・ハウジング１６７にスプライン係合している。受圧壁１６９の内周には、出力伝達部材１８７がスプライン係合している。

クラッチ・ハブ１６９は、中間軸２５Ａにスプライン係合している。

ロータ１７９には、非磁性部１８９が設けられている。ロータ１７９の内周は、ブッシュ１９１により中間軸２５Ａに相対回転自在に支持されている。ブッシュ１９１は、非磁性材である青銅などで形成されている。

メイン・クラッチ１７１は、クラッチ・ハウジング１６７及びクラッチ・ハブ１６９に回転方向に係合し締結制御によりトルク伝達制御を可能とする。

パイロット・クラッチ１７３は、メイン・クラッチ１７１を締結する起因となり電磁石１８１の通電制御により締結される。パイロット・クラッチ１７３は、インナー・プレートがカム・プレート１８９の外周にスプライン係合し、アウター・プレートが、クラッチ・ハウジング１６７にスプライン係合している。

電磁石１８１は、ハウジング半構成部材１００Ａに固定支持され、シール・ベアリング１９１を介してロータ１７９を相対回転自在に支持している。なお、電磁石１８１は、車体側の電源及びコントローラ１４３に対してハーネスを介し電気的に接続されている。

アーマチャ１７７は、パイロット・クラッチ１７３に隣接して配置されている。アーマチャ１７７は、電磁石１８１に対してロータ１７９及びパイロット・クラッチ１７３を挟むように配置されている。アーマチャ１７７は、電磁石１８１の磁力によって引き付けられ、パイロット・クラッチ１７３を締結するようにロータ１７９側へ移動可能である。

カム機構１７５は、カム・プレート１８９及び押圧プレート１９１と、カム・プレート１８９及び押圧プレート１９１間のボール・カム１９３とを含んでいる。

カム・プレート１８９の背面側は、スラスト・ベアリング１９５を介して前記ロータ１７９側に当接する構成となっている。押圧プレート１９１は、前記クラッチ・ハブ１６９にスプライン係合している。押圧プレート１９１とクラッチ・ハブ１６９との間には、リターン・スプリング１９７が介設されている。

電磁石１８１への通電制御によって、ロータ１７９、アーマチャ１７７間に磁路が形成される。この磁路の形成によって、アーマチャ１７７がロータ１７９側へ引き付けられ、パイロット・クラッチ１７３が締結される。この締結によって、カム・プレート１８９がクラッチ・ハウジング１６７側に回転方向に係合する。 クラッチ・ハブ１６９側にスプライン係合する押圧プレート１９１は、カム・プレート１８９に対して回転変位し、カム面へのカム・ボールの乗り上げによりカム機構１７５が働く。

カム機構１７５の働きでスラスト・ベアリング１９５を介して、ロータ１７９側へ力が伝達され、その反力として押圧プレート１９１に推力が作用する。この推力の作用によって、押圧プレート１９１が移動し、メイン・クラッチ１７１が受圧壁１８３に対して締結される。メイン・クラッチ１７１は、締結力に応じ、クラッチ・ハウジング１６７及びクラッチ・ハブ１６９間の相対回転を制限する。

この相対回転の制限によりサイド・ギヤ９３及びデフ・ケース６３間の相対回転が制限され、差動制限力を発生させることができる。

電磁石１８１への通電制御が解除されると、パイロット・クラッチ１７３が滑り、ボール・カム１９３が働かなくなる。このため、押圧プレート１９１の押圧移動もなくなり、メイン・クラッチ７１の締結が解除される。この解除によりメイン・クラッチ１７１はフリー状態となり、差動制限力はなくなる。

そして、本実施例においても、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

トルク伝達装置を備えた２輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 図１のＡ矢視図である（実施例１）。 トルク伝達装置の断面図である（実施例１）。 トルク伝達装置の断面図である（実施例２）。

符号の説明

１，１Ａ トルク伝達装置
１７ デフ・キャリヤ
１９ デファレンシャル装置
２１，２３ サイド・ベアリング（ベアリング）
２５，２５Ａ，２７ 中間軸（出力回転部材）
２９，３１ ヨーコントロール装置（トルク調整部）
３７，３９ 貫通部（位置決め部）
４１，４３ ベアリング支持部材
４７ 外付け取付部
５７ ボルト（締結具）
１００，１００Ａ ハウジング半構成部材
１１３ カム機構
１２３ ユニットハウジング
１６５ 差動制限装置

Claims (4)

1. 一対の出力回転部材に差動回転可能に出力可能なデファレンシャル装置を、デフ・キャリヤにベアリングを介して回転自在に支持したトルク伝達装置において、
   前記デフ・キャリヤに、前記ベアリングを少なくとも軸方向に位置決め支持するベアリング支持部材を設け、
   前記ベアリング支持部材に、前記デフ・キャリヤ外に露出した外付け取付部を設け、
   前記一対の出力回転部材への出力を調整するトルク調整部のハウジング半構成部材に、前記外付け取付部に取り付ける結合取付部を設け、
   前記ベアリング支持部材の外付け取付部に、前記ハウジング半構成部材の結合取付部を取り付けてベアリング支持部材及びハウジング半構成部材により前記トルク調整部のユニット・ハウジングを構成した、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
2. 請求項１記載のトルク伝達装置であって、
   前記デフ・キャリヤに、前記外付け取付部に軸方向に突き当たる位置決め部を設け、
   前記外付け取付部及び位置決め部間に、シールを設けた、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
3. 請求項１又は２記載のトルク伝達装置であって、
   前記トルク調整部は、前記ユニット・ハウジングに支持されたアクチュエータにより駆動されトルク調整動作の起因となるカム機構を備え、
   前記カム機能の内周囲側に、前記ベアリング支持部材を前記デフ・キャリヤに締結する締結具を配置した、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のトルク伝達装置であって、
   前記トルク調整部は、前記各出力回転部材に各別に増速又は減速出力可能とするヨー・コントロール装置又は各出力回転部材の差動を制限可能とする差動制限装置である、
   ことを特徴とするトルク伝達装置。

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