JP2009030626A - 駆動力配分装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の小型化を図ることができる駆動力配分装置を提供すること。
【解決手段】 同軸上に配置した第１遊星ギヤと第２遊星ギヤと、原動機からの駆動力を第１遊星ギヤと第２遊星ギヤへ伝達するとともに、第１遊星ギヤおよび第２遊星ギヤとの間に配置した入力手段と、一方の遊星ギヤの回転を他方の遊星ギヤに逆方向の回転として伝達する逆回転伝達手段と、逆回転伝達手段を制御して、一方の遊星ギヤから他方の遊星ギヤに伝達する回転トルクを調節する逆回転伝達制御手段と、を備え、逆回転伝達制御手段を、第１遊星ギヤと第２遊星ギヤとの間であって第１遊星ギヤおよび第２遊星ギヤの軸に対して入力軸と反対側に配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両において駆動力を配分する駆動力配分装置に関するものである。

この種の技術としては、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、１つの入力シャフトと、互いに異なる速度で回転させることができる２つの出力シャフトを有する車両トランスミッション装置が開示されている。各出力シャフトは、前部駆動車軸と後部駆動車軸に結合されるとともに、遊星差動歯車装置に結合されている。この遊星差動歯車装置は、３組の遊星歯車組と、互いに独立して制御可能なクラッチと、このクラッチを差動させる動力源とから形成されている。車両トランスミッション装置では、一方のクラッチを差動させることにより、後部駆動車軸の出力シャフトから前部駆動車軸の出力シャフトへトルクを移動させ、他方のクラッチを差動させることにより、前部駆動車軸の出力シャフトから後部駆動車軸の出力シャフトへトルクを移動させて、前後輪駆動力配分を行っている。
特表２００４−５０５２１６号公報

特許文献１に記載された従来技術にあっては、３組の遊星歯車組と２つのクラッチとクラッチを差動させる動力源が必要となるため、駆動力配分装置が大型化するといった問題があった。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、装置の小型化を図ることができる駆動力配分装置を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明では、逆回転伝達制御手段を、第１遊星ギヤと第２遊星ギヤとの間であって第１遊星ギヤおよび第２遊星ギヤの軸に対して入力手段と反対側に配置した。

よって、逆回転伝達制御手段を第１遊星ギヤと第２遊星ギヤとの間に配置することが可能となり、駆動力配分装置の大型化を抑制することができる。

以下、本発明の最良の形態を図面に基づき説明する。

まず、構成を説明する。
［全体構成］
図１は、４輪駆動車両の駆動系の全体システム図である。この４輪駆動車両の駆動系は、駆動力源としてのエンジン１と、変速を行う自動変速機２と、２輪駆動と４輪駆動とを切り替えるトランスファ３と、駆動力を前輪側に伝達するフロントプロペラシャフト４と、左前輪８と右前輪９とに駆動力を配分するフロントディファレンシャル５と、フロントディファレンシャル５と左前輪８、右前輪９とをそれぞれ接続する左前輪ドライブシャフト６、右前輪ドライブシャフト７と、駆動力を後輪側に伝達するリアプロペラシャフト１０と、左後輪１４と右後輪１５とに駆動力を配分するリアディファレンシャル１１と、リアディファレンシャル１１と左後輪１４、右後輪１５とをそれぞれ接続する左後輪ドライブシャフト１２、右後輪ドライブシャフト１３とから構成されている。

トランスファ３で２輪駆動を選択したときには、エンジン１および自動変速機２を経過した駆動力を、トランスファ３、リアプロペラシャフト１０、リアディファレンシャル１１、左右後輪ドライブシャフト１２，１３、左右後輪１４，１５の順に駆動力が伝達される後輪駆動状態が実現される。
トランスファ３で４輪駆動を選択したときには、エンジン１および自動変速機２を経過した駆動力を、左右後輪１４，１５に伝達するとともに、トランスファ３、フロントプロペラシャフト４、フロントディファレンシャル５、左右前輪ドライブシャフト６，７、左右前輪８，９の順に駆動力が伝達される全輪駆動状態が実現される。

［リアディファレンシャルの構成］
次に、リアディファレンシャル１１の構成について説明する。図２はリアディファレンシャル１１を車両の上方から見た図、図３はリアディファレンシャル１１を車両の後方から見た図、図４はリアディファレンシャル１１の内部の斜視図である。これらの各図は、模式図であり各ギヤが離れて記載されているが、実際には各ギヤは噛み合っている。

リアディファレンシャル１１は、ファイナルギヤ１６とディファレンシャルギヤ１７とから構成されている。リアディファレンシャル１１へエンジン１から駆動力が伝達される入力手段であるファイナルギヤ１６は、ドライブピニオン１８とリングギヤ１９とから構成されている。ディファレンシャルギヤ１７は、左後輪ドライブシャフト１２側に設けた第１遊星ギヤ２０と、右後輪ドライブシャフト１３側に設けた第２遊星ギヤ２１と、リングギヤ１９の駆動力を第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２１に伝達する入力伝達軸２３と、第１遊星ギヤ２０または第２遊星ギヤ２１の回転を第２遊星ギヤ２１または第１遊星ギヤ２０に逆方向の回転として伝達する逆回転伝達機構３３とから構成されている。駆動力配分制御機構３２は、第１遊星ギヤ２０のリングギヤ２０ｒと第２遊星ギヤ２１のリングギヤ２１ｒに回転トルクを付与するモータ２２から構成されている。

リアプロペラシャフト１０はドライブピニオン１８に固定され、リアプロペラシャフト１０とドライブピニオン１８は一体に回転する。入力伝達軸２３は、リアプロペラシャフト１０に対して直行方向に設置されている。このリングギヤ１９は入力伝達軸２３に固定され、入力伝達軸２３とリングギヤ１９は一体に回転する。ドライブピニオン１８とリングギヤ１９はハイポイドギヤであり、リアプロペラシャフト１０の車両前後方向を軸とする回転を、入力伝達軸２３の車両左右方向を軸とする回転に変換する。

第１遊星ギヤ２０、第２遊星ギヤ２１はそれぞれサンギヤ２０ｓ，２１ｓ、ピニオン２０ｐ，２１ｐ、リングギヤ２０ｒ，２１ｒの３要素から構成されている。サンギヤ２０ｓ，２１ｓは入力伝達軸２３に固定され、入力伝達軸２３とサンギヤ２０ｓ，２１ｓとは一体に回転する。ピニオン２０ｐ，２１ｐは第１遊星ギヤ２０、第２遊星ギヤ２１に複数個設けられている。ピニオン２０ｐ，２１ｐは、サンギヤ２０ｓ，２１ｓとリングギヤ２０ｒ，２１ｒとに噛み合わされている。

また、複数のピニオン２０ｐ，２１ｐはキャリア２０ｃ，２１ｃによって支持されて、複数のピニオン２０ｐ，２１ｐは一体となって公転を行う。キャリア２０ｃ，２１ｃは左右後輪ドライブシャフト１２，１３に固定され、左右後輪ドライブシャフト１２，１３とキャリア２０ｃ，２１ｃとは一体に回転する。リングギヤ２０ｒ，２１ｒを円筒状に形成されて、内周側に内歯と外周側に外歯が設けられている。リングギヤ２０ｒ，２１ｒの内歯とピニオン２０ｐ，２１ｐとが噛み合わされている。

第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２１との間の空間内であって、入力伝達軸２３に対してドライブピニオン１８の反対側にモータ２２が設置されている。リアプロペラシャフト１０の軸方向および入力伝達軸２３の軸方向に対して直交する方向、すなわち車両の上下方向を回転軸方向とし、モータシャフト２４が上方に突出する向きにモータ２２が設置されている。

逆回転伝達機構３３は、第１遊星ギヤ２０のリングギヤ２０ｒの回転を伝達する第１サイドシャフト２６と、第２遊星ギヤ２１のリングギヤ２１ｒの回転を伝達する第２サイドシャフト２７と、第１サイドシャフト２６の端部に設けられた第１サイドギヤ２８と、第２サイドシャフト２７の端部に設けられた第２サイドギヤ２９と、第１サイドギヤ２８および第２サイドギヤ２９に噛み合うモータギヤ２５とから構成されている。

第１、第２遊星ギヤ２０，２１のリングギヤ２０ｒ，２１ｒの外歯と、モータシャフト２４とを繋ぐように、第１サイドシャフト２６と第２サイドシャフト２７が配置されている。この第１、第２サイドシャフト２６、２７は、入力伝達軸２３の軸方向と平行に配置されている。第１、第２サイドシャフト２６、２７のモータシャフト２４側端部には第１サイドギヤ２８、第２サイドギヤ２９が固定されて、それぞれ第１、第２サイドシャフト２６、２７と一体に回転する。モータギヤ２５は、モータシャフト２４の端部に固定され、モータシャフト２４とモータギヤ２５とは一体に回転する。第１、第２サイドシャフト２６，２７とモータギヤ２５とはベベルギヤである。

また第１、第２サイドシャフト２６、２７のリングギヤ２０ｒ，２１ｒ側端部には、第１トルク伝達ギヤ３０、第２トルク伝達ギヤ３１が固定されて、それぞれ第１、第２サイドシャフト２６，２７と一体に回転する。第１、第２トルク伝達ギヤ３０，３１は、平歯歯車であって、リングギヤ２０ｒ，２１ｒの外歯と噛み合っている。

［実施例１の構成による作用］
次に実施例１の駆動力配分装置の作用について説明する。
（左右後輪の駆動力配分について）
エンジン１および自動変速機２を経過した駆動力は、トランスファ３、リアプロペラシャフト１０を介して、リアディファレンシャル１１に伝達される。リアプロペラシャフト１０の回転は、ドライブピニオン１８とリングギヤ１９とによって減速し、駆動力が増大されて入力伝達軸２３に伝達される。この入力伝達軸２３に伝達された駆動力は第１、第２遊星ギヤ２０，２１のサンギヤ２０ｓ，２１ｓに伝達される。

モータ２２が駆動すると、モータ２２の駆動力はモータギヤ２５、第１、第２サイドギヤ２８，２９を介して、第１、第２サイドシャフト２６，２７に伝達される。この第１、第２サイドシャフト２６，２７に伝達された駆動力は、第１、第２トルク伝達ギヤ３０，３１を介して、第１、第２遊星ギヤ２０，２１のリングギヤ２０ｒ，２１ｒに伝達される。モータギヤ２５と第１、第２サイドギヤ２８，２９とはベベルギヤであるため、第１サイドシャフト２６の回転方向と第２サイドシャフト２７の回転方向とは逆方向となる。

第１、第２遊星ギヤ２０，２１は２自由度であるため、サンギヤ２０ｓ，２１ｓに入力されるエンジン１からの駆動力と、リングギヤ２０ｒ，２１ｒに入力されるモータ２２からの駆動力によって、キャリア２０ｃ，２１ｃから左右後輪ドライブシャフト１２，１３を介して左右後輪１４，１５に伝達される駆動力が決定される。

図５は、第１、第２遊星ギヤ２０，２１の各要素の回転数を示す共線図である。図５では回転数について示しているが、エンジン１とモータ２２の仕事量が一定であれば、駆動力は回転数に反比例する。
エンジン１の駆動によりサンギヤ２０ｓ，２１ｓが回転し、モータ２２の停止によりリングギヤ２０ｒ，２１ｒが停止しているときには、図５の点線の共線図で示すように、第１遊星ギヤ２０のキャリア２０ｃと第２遊星ギヤ２１のキャリア２１ｃの回転数は等しくなる。すなわち、左右後輪１４，１５の駆動力配分は等しくなる。

一方、サンギヤ２０ｓ，２１ｓの回転数は変化しないままモータ２２が駆動すると、例えば第１遊星ギヤ２０にサンギヤ２０ｓ，２１ｓと同じ方向に回転が入力された場合には、第２遊星ギヤ２１にサンギヤ２０ｓ，２１ｓと逆方向に回転が入力される。このとき、図５の実線の共線図で示すように、第１遊星ギヤ２０のキャリア２０ｃの回転数は増速し、第２遊星ギヤ２１のキャリア２１ｃの回転数は減速する。すなわち、左後輪１４に対して右後輪１５の駆動力配分は大きくなる。

（モータの配置について）
駆動力配分装置として、遊星ギヤとクラッチとを組み合わせて構成したものがある。この場合、一方の駆動力配分を大きくするときに締結するクラッチと、他方の駆動力配分を大きくするときに締結するクラッチが必要となるため、クラッチは少なくとも２つ必要となり駆動力配分装置が大型化するといった問題があった。

そこで、実施例１ではモータを用いている。しかしながら、前述のように駆動力配分装置のモータは、遊星ギヤにトルクを付与して左右後輪の駆動力配分を制御するため、比較的大きなトルクを発生する必要がある。そのため、駆動力配分装置には比較的大型のモータを用いる必要がある。また、モータ２２を第１、第２遊星ギヤ２０，２１の軸と平行に配置すると、モータ２２のトルクを第１、第２遊星ギヤ２０，２１のリングギヤ２０ｒ，２１ｒに等速で逆方向に伝達するためには、モータ２２のトルクをリングギヤ２０ｒ，２１に伝達する軸を同軸上に配置することができないことや、多数のギヤを組み合わせることが必要である。そのため、モータを用いても駆動力配分装置の大型化を抑制することができない。

そこで実施例１では、第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２１との間の空間内であって、入力伝達軸２３に対してドライブピニオン１８の反対側にモータ２２を設置した。また、モータ２２をリアプロペラシャフト１０および入力伝達軸２３の軸方向に対して直交する方向、すなわち車両の上下方向を回転軸方向とし、モータシャフト２４が上方に突出するように設置した。さらに、第１、第２サイドシャフト２６、２７に設けた第１サイドギヤ２８、第２サイドギヤ２９は、それぞれモータギヤ２５と噛み合うベベルギヤとした。

そのため、大型のモータ２２を第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２１との間の空間内に納めることが可能となる。また、第１サイドシャフト２６と第２サイドシャフト２７とを同軸上に配置することが可能となる。また、第１、第２サイドギヤ２８，２９と第１、第２トルク伝達ギヤ３０，３１との間に他のギヤを設けることなく、モータ２２のトルクを第１、第２遊星ギヤ２０，２１のリングギヤ２０ｒ，２１ｒに等速で逆方向に伝達することができる。

［実施例１の効果］
（１）同軸上に配置した第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２１と、エンジン１からの駆動力を第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２１へ伝達するとともに、第１遊星ギヤ２０および第２遊星ギヤ２１との間に配置したプロペラシャフト１０および入力伝達軸２３と、第１遊星ギヤ２０または第２遊星ギヤ２１の回転を第２遊星ギヤ２１また第１遊星ギヤ２０に逆方向の回転として伝達する逆回転伝達機構３３と、逆回転伝達機構３３を制御して、第１遊星ギヤ２０または第２遊星ギヤ２１から第２遊星ギヤ２１また第１遊星ギヤ２０に伝達する回転量を調節するとともに、第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２１との間であって第１遊星ギヤ２０および第２遊星ギヤ２１の軸に対してリアプロペラシャフト１０と反対側に配置したモータ２２とを設けた。
よって、モータ２２を第１遊星ギヤ２０と第２遊星ギヤ２１との間の空間内に配置することが可能となり、駆動力配分装置の大型化を抑制することができる。

（２）逆回転伝達機構３３は、第１遊星ギヤ２０のリングギヤ２０ｒとかみ合う第１トルク伝達ギヤ３０を一端に設けた第１サイドシャフト２６と一体に回転するベベルギヤである第１サイドギヤ２８と、第２遊星ギヤ２１のリングギヤ２１ｒとかみ合う第２トルク伝達ギヤ３１を一端に設けた第２サイドシャフト２７と一体に回転するベベルギヤである第２サイドギヤ２９と、第１サイドギヤ２８と第２サイドギヤ２９とに噛み合うベベルギヤであるモータギヤ２５とを有するようにした。

よって、第１サイドシャフト２６と第２サイドシャフト２７とを同軸上に配置することが可能となる。また、第１、第２サイドギヤ２８，２９と第１、第２トルク伝達ギヤ３０，３１との間に他のギヤを設けることなく、モータ２２のトルクを第１、第２遊星ギヤ２０２１のリングギヤ２０ｒ，２１ｒに等速で逆方向に伝達することが可能となる。そのため、駆動力配分装置の大型化を抑制することができる。

以上、本発明の駆動力配分装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項にかかる発明の養子を逸脱しない限り、設計の変更や追加は許容される。
実施例１では、プロペラシャフト１０を、第１遊星ギヤ２０および第２遊星ギヤ２１の軸方向に対して直交方向に配置したが、第１遊星ギヤ２０および第２遊星ギヤ２１の軸方向と平行に配置するようにしても良い。

また、実施例１では、第１、第２遊星ギヤ２０，２１のサンギヤ２０ｓ，２１ｓにエンジンの駆動力を入力し、ピニオンシャフト２０ｃ，２１ｃから左右後輪１４，１５に出力し、リングギヤ２０ｒ，２１ｒにモータ２２の回転トルクを入力するようにした。この構成を例えば、第１、第２遊星ギヤ２０，２１のリングギヤ２０ｒ，２１ｒにエンジンの駆動力を入力し、ピニオンシャフト２０ｃ，２１ｃから左右後輪１４，１５に出力し、サンギヤ２０ｓ，２１ｓにモータ２２の回転トルクを入力するようにしても良い。

実施例１の４厘駆動車両の駆動系の全体システム図である。 実施例１のリアディファレンシャルを車両の上方から見た図である。 実施例１のリアディファレンシャルを後方からみた図である。 実施例１のリアディファレンシャルの内部の斜視図である。 実施例１の第１、第２遊星ギヤの各要素の回転数を示す共線図である。

符号の説明

１０ リアプロペラシャフト
１１ リアディファレンシャル
１２ 左後輪ドライブシャフト
１３ 右後輪ドライブシャフト
１４ 左後輪
１５ 右後輪
１６ ファイナルギヤ
２０ 第１遊星ギヤ
２０ｃ キャリア
２０ｐ ピニオン
２０ｒ リングギヤ
２０ｓ サンギヤ
２１ 第２遊星ギヤ
２１ｃ キャリア
２１ｐ ピニオン
２１ｒ リングギヤ
２１ｓ サンギヤ
２２ モータ
２４ モータシャフト
２５ モータギヤ
２６ 第１サイドシャフト
２７ 第２サイドシャフト
２８ 第１サイドギヤ
２９ 第２サイドギヤ
３２ 駆動力配分制御機構

Claims (2)

1. 同軸上に配置した第１遊星ギヤと第２遊星ギヤと、
   原動機からの駆動力を前記第１遊星ギヤと前記第２遊星ギヤへ伝達するとともに、前記第１遊星ギヤおよび第２遊星ギヤとの間に配置した入力手段と、
   一方の遊星ギヤの回転を他方の遊星ギヤに逆方向の回転として伝達する逆回転伝達手段と、
   前記逆回転伝達手段を制御して、一方の遊星ギヤから他方の遊星ギヤに伝達する回転トルクを調節する逆回転伝達制御手段と、
   を備え、
   前記逆回転伝達制御手段を、前記第１遊星ギヤと第２遊星ギヤとの間であって前記第１遊星ギヤおよび第２遊星ギヤの軸に対して前記入力手段と反対側に配置したことを特徴とする駆動力配分装置。
2. 請求項１に記載の駆動力配分装置において、
   前記逆回転伝達手段は、第１遊星ギヤのリングギヤとかみ合う第１トルク伝達ギヤを一端に設けた第１回転伝達軸と一体に回転する第１ベベルギヤと、第２遊星ギヤのリングギヤとかみ合う第２トルク伝達ギヤを一端に設けた第２回転伝達軸と一体に回転する第２ベベルギヤと、前記第１ベベルギヤと第２ベベルギヤとに噛み合う第３ベベルギヤとを有することを特徴とする駆動力配分装置。

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