JP2011057136A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オンデマンド式の4WD車両に用いられる動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device used for an on-demand 4WD vehicle.
従来、オンデマンド式の4WD車両に用いられる動力伝達装置としては、駆動源から駆動される左右の主駆動輪を駆動する第1のデフのデフケースによって、左右の副駆動輪を駆動する第2のデフ側に駆動力が分配されるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a power transmission device used in an on-demand 4WD vehicle, a second differential drive case that drives left and right auxiliary drive wheels by a first differential case that drives left and right main drive wheels driven from a drive source. One in which driving force is distributed to the differential side is known (for example, see Patent Document 1).
この動力伝達装置は、分配される駆動力を副駆動輪側の第2のデフ側へ伝達するために、第1のデフの出力側に連結する一対の車輪駆動軸の一方の外周に同軸的に配置された第1の中空軸と、第1の中空軸の外周側に配置された第2の中空軸と、第1の中空軸と第2の中空軸との間で伝達される駆動力を電磁石の磁力で制御可能なクラッチ機構と、第2の中空軸の駆動回転を方向転換して第2のデフ側に伝達するベベルギヤ式のギヤ組とからなる動力伝達機構を備えている。この動力伝達機構は、第1のデフを収容する第1のケーシングに固定される第2のケーシング内に収容され、動力伝達装置を成している。 This power transmission device is coaxial with one outer periphery of a pair of wheel drive shafts connected to the output side of the first differential in order to transmit the distributed driving force to the second differential side on the sub drive wheel side. Driving force transmitted between the first hollow shaft disposed on the outer periphery, the second hollow shaft disposed on the outer peripheral side of the first hollow shaft, and the first hollow shaft and the second hollow shaft. Is provided with a power transmission mechanism including a clutch mechanism capable of controlling the rotation of the second hollow shaft by a magnetic force of the electromagnet and a bevel gear type gear set for changing the direction of driving rotation of the second hollow shaft and transmitting it to the second differential side. The power transmission mechanism is housed in a second casing that is fixed to the first casing that houses the first differential, and forms a power transmission device.
このような動力伝達装置によれば、クラッチ機構の締結力を制御することで、第2のデフ側に伝達される駆動力が制御される。クラッチ機構の切断時には第1のデフのみへ駆動力が伝達され、いわゆる2WD状態の走行が可能で、車両の走行燃費を向上させることができる。一方、クラッチ機構の締結力を中間制御することにより、第2のデフ側へ駆動力を的確に分配して伝達することができ、いわゆる4WD状態の走行が可能で、車両の発進性、旋回性など走行安定性を向上させることができる。このような動力伝達装置を搭載した車両は、一般的にオンデマンド式の4WD車両と呼ばれている。 According to such a power transmission device, the driving force transmitted to the second differential side is controlled by controlling the fastening force of the clutch mechanism. When the clutch mechanism is disengaged, the driving force is transmitted only to the first differential, so that the vehicle can travel in a so-called 2WD state, and the traveling fuel consumption of the vehicle can be improved. On the other hand, by intermediately controlling the engaging force of the clutch mechanism, the driving force can be accurately distributed and transmitted to the second differential side, so that the vehicle can run in a so-called 4WD state, and the vehicle can start and turn. Travel stability can be improved. A vehicle equipped with such a power transmission device is generally called an on-demand 4WD vehicle.
しかしながら、上記特許文献1のような動力伝達装置では、動力伝達機構が第2のケーシング内に収容され、第1のケーシングに固定させることにより、駆動システムとして搭載性を向上させているが、電磁石を用いたアクチュエータが一方の車輪駆動軸方向において、ギヤ組とクラッチ機構のクラッチ板との間に配置されており、第1の中空軸が長くなると共に、支持が不安定となるので、クラッチ機構も長大化して、結果として大型化しやすく、重量が嵩んでしまうという問題があった。 However, in the power transmission device as in Patent Document 1, the power transmission mechanism is housed in the second casing and is fixed to the first casing, thereby improving the mountability as a drive system. Is disposed between the gear set and the clutch plate of the clutch mechanism in one wheel drive shaft direction, and the first hollow shaft becomes longer and the support becomes unstable. As a result, there is a problem that it is easy to increase in size and increases in weight.
そこで、この発明は、小型化、及び支持性を向上させることができるオンデマンド式の4WD車両に用いられる動力伝達装置の提供を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a power transmission device used in an on-demand type 4WD vehicle that can be reduced in size and improved in supportability.
請求項1記載の発明は、第1のデフの出力側に連結する一対の車輪駆動軸の一方の外周に同軸的に配置され、前記第1のデフのデフケースに一端側が連結した第1の中空軸と、この第1の中空軸の他端側と回転方向に係合した複数の内側クラッチ板と、筒状のハウジングの内周に回転方向に係合した複数の外側クラッチ板と、前記内側クラッチ板と前記外側クラッチ板とを軸方向に作動して係合させるアクチュエータとからなるクラッチ機構と、前記筒状のハウジングの一端側に連結すると共に、前記第1の中空軸の外周側で回転可能に配置された第2の中空軸と、この第2の中空軸の外周に固定された出力ギヤと、この出力ギヤと噛み合い駆動力を伝達するギヤ組をなす伝達ギヤと、前記第1の中空軸と前記クラッチ機構と前記第2の中空軸と前記出力ギヤと前記伝達ギヤとを収容するケーシングとを備えたオンデマンド式の4WD車両に用いられる動力伝達装置であって、前記第2の中空軸は、両端側を一対の軸受を介して前記ケーシングに支持され、前記クラッチ機構の筒状のハウジングは、一端側に第1の側壁を一体的に有し、前記第1の側壁の内径側から延設された第1のボス部が前記一対の軸受のうち一方の軸受の内径側で前記第2の中空軸と連結し、他端側に第2の側壁を一体的に有し、前記第2の側壁の内径側から第2のボス部が延設され、前記アクチュエータは、前記第2の側壁を軸方向に挟んで前記内側クラッチ板と前記外側クラッチ板との逆側に配置され、前記第1の中空軸は、前記第1のボス部に第3の軸受を介して支持されると共に、前記第2のボス部に第4の軸受を介して支持され、前記第2のボス部の外周は、第5の軸受を介して前記ケーシングに支持され、前記第1の中空軸の一端側に入力した駆動力は、前記第1の中空軸の他端側における前記第3の軸受と前記第4の軸受との中間部から前記内側クラッチ板と前記外側クラッチ板と、前記筒状のハウジングと、前記第1の側壁と、前記第1のボス部と、前記第2の中空軸と、前記ギヤ組とを介して伝達されることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the first hollow is coaxially disposed on one outer periphery of a pair of wheel drive shafts connected to the output side of the first differential, and one end side is connected to the differential case of the first differential. A shaft, a plurality of inner clutch plates engaged with the other end of the first hollow shaft in the rotational direction, a plurality of outer clutch plates engaged with the inner periphery of the cylindrical housing in the rotational direction, and the inner side A clutch mechanism comprising an actuator that engages and engages the clutch plate and the outer clutch plate in the axial direction, and is connected to one end side of the cylindrical housing and rotates on the outer peripheral side of the first hollow shaft A second hollow shaft arranged in a possible manner, an output gear fixed to the outer periphery of the second hollow shaft, a transmission gear that meshes with the output gear and forms a gear set, and the first gear. Hollow shaft, clutch mechanism, and second hollow And a power transmission device used in an on-demand type 4WD vehicle including a casing that accommodates the output gear and the transmission gear, wherein the second hollow shaft is connected to both ends via a pair of bearings. The cylindrical housing of the clutch mechanism, supported by the casing, integrally has a first side wall on one end side, and a first boss portion extending from the inner diameter side of the first side wall One of the pair of bearings is connected to the second hollow shaft on the inner diameter side of one of the bearings, and integrally has a second side wall on the other end side, and the second boss extends from the inner diameter side of the second side wall. And the actuator is disposed on the opposite side of the inner clutch plate and the outer clutch plate with the second side wall sandwiched in the axial direction, and the first hollow shaft is disposed on the first hollow shaft. The second boss portion is supported by the boss portion via a third bearing. The outer periphery of the second boss portion is supported by the casing via a fifth bearing, and the driving force input to one end side of the first hollow shaft is From the intermediate portion between the third bearing and the fourth bearing on the other end side of the first hollow shaft, the inner clutch plate, the outer clutch plate, the cylindrical housing, and the first side wall The first boss portion, the second hollow shaft, and the gear set are transmitted.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の動力伝達装置であって、前記クラッチ機構のアクチュエータは、前記ケーシングに対して支持された電磁石と、前記筒状のハウジング内に配置され前記電磁石が励磁されたとき前記第2の側壁を透過する磁力で吸引されるアーマチャと、前記筒状のハウジング内で前記アーマチャと前記第2の側壁との間に配置されて押圧締結されるパイロットクラッチと、このパイロットクラッチの締結力を軸方向の推力に変換するカム機構と、このカム機構の推力で前記内側クラッチ板と前記外側クラッチ板とに押圧力を付与する押圧部材とを備えていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the power transmission device according to claim 1, wherein the actuator of the clutch mechanism includes an electromagnet supported with respect to the casing, and the electromagnet disposed in the cylindrical housing. An armature that is attracted by a magnetic force that passes through the second side wall when excited, and a pilot clutch that is disposed between the armature and the second side wall in the cylindrical housing and is pressed and fastened; A cam mechanism that converts an engaging force of the pilot clutch into an axial thrust, and a pressing member that applies a pressing force to the inner clutch plate and the outer clutch plate by the thrust of the cam mechanism. And
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の動力伝達装置であって、前記ギヤ組は、前記第2の中空軸の外周に固定されたリングギヤと、前記第2の中空軸と直交して前記リングギヤに噛み合うピニオンからなるベベルギヤ組であり、前記ピニオンの先端部に前記第2の中空軸を支持する前記一対の軸受のうち他方の軸受が対向配置されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の動力伝達装置であって、前記車輪駆動軸の一方は、前記第1の中空軸の内周面との間に所定の隙間が確保され、端部側を第6の軸受を介して前記第2のボス部の内周に支持され、前記第6の軸受は前記第5の軸受と半径方向にオーバーラップしていることを特徴とする。 Invention of Claim 4 is the power transmission device of any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising: One of the said wheel drive shafts are between the internal peripheral surfaces of a said 1st hollow shaft. A predetermined gap is secured, and the end side is supported by the inner periphery of the second boss portion via a sixth bearing, and the sixth bearing overlaps the fifth bearing in the radial direction. It is characterized by being.
請求項1の動力伝達装置は、アクチュエータを第2の側壁側に配置したことにより、アクチュエータ配置分の第1の中空軸の長さが短くなるので、この分のスペースの削減と重量を低減することができる。また、第1のボス部と第2の中空軸との連結部を軸受の内径側に設けたので、第2の中空軸の長さを短くすることができる。 In the power transmission device according to the first aspect, since the actuator is arranged on the second side wall side, the length of the first hollow shaft corresponding to the actuator arrangement is shortened, so that the space and the weight are reduced accordingly. be able to. In addition, since the connecting portion between the first boss portion and the second hollow shaft is provided on the inner diameter side of the bearing, the length of the second hollow shaft can be shortened.
また、アクチュエータが第2の側壁側に配置されているので、駆動力の伝達経路としての筒状のハウジングと第1の側壁と第1のボス部とを駆動経路に適した材料に選定することができる。このため、適切な強度、形状、重量を考慮した部材を用いて、配置スペースをコンパクト化することができる。 Further, since the actuator is disposed on the second side wall side, the cylindrical housing, the first side wall, and the first boss portion as the driving force transmission path are selected as materials suitable for the driving path. Can do. For this reason, arrangement | positioning space can be made compact using the member which considered appropriate intensity | strength, a shape, and weight.
さらに、第1の中空軸を内側クラッチ板と外側クラッチ板の両側部位で第1のボス部と第2のボス部とに軸受支持したので、第1の中空軸の端部側の軸心振れを抑制し、第1の中空軸から内側クラッチ板と外側クラッチ板への駆動力伝達を安定して行うことができる。 Further, since the first hollow shaft is supported by the first boss portion and the second boss portion at both side portions of the inner clutch plate and the outer clutch plate, the shaft runout on the end portion side of the first hollow shaft is supported. The driving force can be stably transmitted from the first hollow shaft to the inner clutch plate and the outer clutch plate.
従って、小型化、及び支持性を向上させることができる。 Therefore, size reduction and supportability can be improved.
請求項2の動力伝達装置は、第2の側壁が駆動力を伝達しないことにより、第2の側壁に磁力を透過させ、第2のボス部が第5の軸受によって支持される支持強度を考慮した材料を選定することができるので、配置スペースをコンパクト化することができる。 In the power transmission device according to claim 2, the second side wall does not transmit the driving force so that the second side wall transmits magnetic force, and the second boss portion is supported by the fifth bearing. Since the selected material can be selected, the arrangement space can be made compact.
また、電磁石はケーシングに対して支持することができ、パイロットクラッチやカム機構や押圧部材は筒状のハウジング内に配置され、第3の軸受と第4の軸受間で第1の中空軸の外周を基準に的確に支持されるので、支持性が向上し、アクチュエータの作動特性が安定する。 The electromagnet can be supported with respect to the casing, and the pilot clutch, the cam mechanism, and the pressing member are disposed in the cylindrical housing, and the outer periphery of the first hollow shaft is between the third bearing and the fourth bearing. Therefore, the supportability is improved and the operation characteristics of the actuator are stabilized.
請求項3の動力伝達装置は、ピニオンの先端部に第2の中空軸を支持する軸受の他方が対向配置されるので、軸受スペースを軸方向に単独で確保することがなく、第2の中空軸やケーシングを小型化・軽量化することができる。 In the power transmission device according to the third aspect, the other end of the bearing that supports the second hollow shaft is disposed opposite to the tip of the pinion, so that the second hollow is not secured in the axial direction alone. The shaft and casing can be reduced in size and weight.
請求項4の動力伝達装置は、第5の軸受と第6の軸受とが半径方向にオーバーラップされているので、軸方向を小型化することができる。また、車輪駆動軸の一方を端部側で支持しているので、車輪駆動軸の軸心振れを抑制することができる。 In the power transmission device according to the fourth aspect, since the fifth bearing and the sixth bearing are overlapped in the radial direction, the axial direction can be reduced. In addition, since one end of the wheel drive shaft is supported on the end side, the shaft runout of the wheel drive shaft can be suppressed.
まず、図1を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両の動力系の一例について説明する。 First, an example of a vehicle power system to which a power transmission device according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図1に示すように、車両の動力系は、エンジン201や電動モータ203などの駆動源と、変速機構としてのトランスミッション205と、前輪側の左右輪の差動を許容する第1のデフ3と、前車軸207,209と、前輪211,213と、動力伝達装置1と、プロペラシャフト215と、後輪側の左右輪の差動を許容する第2のデフとしてのリヤデフ217と、後車軸219,221と、後輪223,225などから構成されている。なお、トランスミッション205の近傍には、変速用及び駆動用としての電動モータ227がトランスミッション205と連結して配置されている。
As shown in FIG. 1, the power system of the vehicle includes a drive source such as an
駆動源の駆動力はトランスミッション205からトランスミッションケース229内に支持配置された第1のデフ3のデフケース9を介してピニオン63に伝達され、一対のサイドギヤ65,67に連結された前車軸207,209から前輪211,213に配分されると共に、デフケース9と連結した第1の中空軸11に分岐されて動力伝達装置1に伝達される。この動力伝達装置1に伝達された駆動力は、第1の中空軸11と、第1の中空軸11と相対回転可能に配置された第2の中空軸23との間に配置されたクラッチ機構21に伝達される。
The driving force of the driving source is transmitted from the
このクラッチ機構21に伝達された駆動力は、内側クラッチ板13と外側クラッチ板17とがアクチュエータ19によって制御可能に接続されると、出力ギヤ25と伝達ギヤ29とからなるギヤ組27からプロペラシャフト215を介してリヤデフ217に伝達され、後車軸219,221から後輪223,225に配分されて前後輪駆動の4輪駆動状態になる。また、内側クラッチ板13と外側クラッチ板17との接続が解除されると、車両は前輪駆動の2輪駆動状態になる。以下、動力伝達装置について説明する。
When the
図1,図2を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。 A power transmission device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施の形態に係る動力伝達装置1は、第1のデフ3の出力側に連結する一対の車輪駆動軸5,7の一方としての車輪駆動軸7の外周に同軸的に配置され、第1のデフ3のデフケース9に軸方向の一端側が連結した第1の中空軸11と、この第1の中空軸11の軸方向の他端側と回転方向に係合した複数の内側クラッチ板13と、筒状のハウジング15の内周に回転方向に係合した複数の外側クラッチ板17と、内側クラッチ板13と外側クラッチ板17とを軸方向に作動して係合させるアクチュエータ19とからなるクラッチ機構21と、筒状のハウジング15の一端側に連結すると共に、第1の中空軸11の外周側で回転可能に配置された第2の中空軸23と、この第2の中空軸23の外周に固定された出力ギヤ25と、この出力ギヤ25と噛み合い駆動力を伝達するように出力ギヤ25と共にギヤ組27をなす伝達ギヤ29と、第1の中空軸11とクラッチ機構21と第2の中空軸23と出力ギヤ25と伝達ギヤ29とを収容するケーシング31とを備え、オンデマンド式の4WD車両に用いられる。
The power transmission device 1 according to the present embodiment is coaxially disposed on the outer periphery of a wheel drive shaft 7 as one of a pair of
そして、第2の中空軸23は、出力ギヤ25の軸方向の両端側を一対の軸受33,35を介してケーシング31に支持され、クラッチ機構21の筒状のハウジング15は、一端側に第1の側壁37を一体的に有し、第1の側壁37の内径側から延設された第1のボス部39が一対の軸受33,35のうち一方の軸受33の内径側で第2の中空軸23と連結し、他端側に第2の側壁41を一体的に有し、第2の側壁41の内径側から第2のボス部43が延設され、アクチュエータ19は、第2の側壁41を軸方向に挟んで内側クラッチ板13と外側クラッチ板17との逆側に配置され、第1の中空軸11は、第1のボス部39に第3の軸受45を介して支持されると共に、第2のボス部43に第4の軸受47を介して支持され、第2のボス部43の外周は、第5の軸受49を介してケーシング31に支持され、第1の中空軸11の一端側に入力した駆動力は、第1の中空軸11の他端側における第3の軸受45と第4の軸受47との軸方向の中間部から内側クラッチ板13と外側クラッチ板17と、筒状のハウジング15と、第1の側壁37と、第1のボス部39と、第2の中空軸23と、ギヤ組27とを介して伝達される。
The second
また、クラッチ機構21のアクチュエータ19は、ケーシング31に対して支持された電磁石51と、筒状のハウジング15内に配置され電磁石51が励磁されたとき第2の側壁41を透過する磁力で吸引されるアーマチャ53と、筒状のハウジング15内でアーマチャ53と第2の側壁41との間に配置されて押圧締結されるパイロットクラッチ55と、このパイロットクラッチ55の締結力を軸方向の推力に変換するカム機構57と、このカム機構57の推力で内側クラッチ板13と外側クラッチ板17とに押圧力を付与する押圧部材59とを備えている。
Further, the
さらに、ギヤ組27は、第2の中空軸23の外周に固定されたリングギヤと、第2の中空軸23と直交してリングギヤに噛み合うピニオンからなるベベルギヤ組であり、ピニオンの先端部に第2の中空軸23を支持する一対の軸受33,35のうち他方の軸受35が対向配置されている。
Further, the gear set 27 is a bevel gear set including a ring gear fixed to the outer periphery of the second
また、車輪駆動軸7は、第1の中空軸11の内周面との間に所定の隙間が確保され、軸方向の一端部側がデフケース9と連結し軸方向他端部側を第6の軸受61を介して第2のボス部43の内周に支持され、第6の軸受61は第5の軸受49と半径方向にオーバーラップしている。
Further, the wheel drive shaft 7 has a predetermined clearance between the inner peripheral surface of the first hollow shaft 11, one end portion in the axial direction is connected to the
図1,図2に示すように、第1のデフ3は、デフケース9と、ピニオン63と、一対のサイドギヤ65,67とを備えている。デフケース9は、トランスミッションケース229に対して回転可能に支持され、駆動源からの駆動力がトランスミッション205を介して伝達される。このデフケース9には、ピニオン63と、一対のサイドギヤ65,67とが収容されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ピニオン63は、デフケース9と一体回転するピニオンシャフトに支承されてデフケース9の回転によって公転する。また、ピニオン63は、一対のサイドギヤ65,67に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ65,67に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフトに自転可能に支持されている。
The pinion 63 is supported by a pinion shaft that rotates integrally with the
一対のサイドギヤ65,67は、デフケース9に相対回転可能に支持され、ピニオン63と噛み合っている。この一対のサイドギヤ65,67には、車両の前輪211,213にそれぞれ連結された一対の車輪駆動軸5,7が一体回転可能に連結され、左右輪側に駆動力を伝達する。この一対の車輪駆動軸5,7のうち一方の車輪駆動軸7の外周には、第1の中空軸11が同軸的に配置されている。
The pair of side gears 65 and 67 are supported by the
第1の中空軸11は、中空状に形成され、内周側に車輪駆動軸7が相対回転可能に挿通されている。また、第1の中空軸11の軸方向一端側外周には、第1のデフ3のデフケース9と一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部69が設けられている。この第1の中空軸11の軸方向他端側外周には、クラッチ機構21の複数の内側クラッチ板13が第1の中空軸11と一体回転可能に回転方向に係合され、第1のデフ3側から入力された駆動力が第1の中空軸11を介してクラッチ機構21に伝達される。
The first hollow shaft 11 is formed in a hollow shape, and the wheel drive shaft 7 is inserted on the inner peripheral side so as to be relatively rotatable. In addition, a spline-shaped connecting
クラッチ機構21は、複数の内側クラッチ板13と、複数の外側クラッチ板17と、筒状のハウジング15と、アクチュエータ19とを備えている。複数の内側クラッチ板13は、第1の中空軸11の外周に形成された係合部71に軸方向移動可能で第1の中空軸11と一体回転可能に係合されている。複数の外側クラッチ板17は、複数の内側クラッチ板13に対して軸方向に交互に配置され、筒状のハウジング15の内周に形成された係合部73に軸方向移動可能で筒状のハウジング15と一体回転可能に係合されている。この内側クラッチ板13と外側クラッチ板17とで構成された多板クラッチは、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の摩擦クラッチである。
The
筒状のハウジング15は、第1の中空軸11の外周側に第1の中空軸11と相対回転可能に配置され、第1の側壁37と第2の側壁41とを備えている。第1の側壁37は、筒状部分の軸方向一端側に筒状部分と連続する一部材で一体形成され、内径側に第1のボス部39が軸方向に延設されている。第2の側壁41は、磁性材料からなり、外周側に筒状部分の軸方向他端側の内周と連結されるねじ形状の連結部75が形成されている。この連結部75には、ナット77がねじ締結され、連結部75とナット77によるダブルナット機能によって一体回転可能にさらに強固に固定されている。また、第2の側壁41の内径側には、第2のボス部43が軸方向に延設されている。この第2の側壁41を軸方向に挟んで内側クラッチ板13と外側クラッチ板17との逆側には、アクチュエータ19が配置されている。
The
アクチュエータ19は、第2の側壁41を含め、電磁石51と、アーマチャ53と、パイロットクラッチ55と、カム機構57と、押圧部材59とを備えている。
The
電磁石51は、電磁コイル79とコア81とで構成され、静止系部材であるケーシング31に対して回り止め部材83によって回り止めされている。コア81は、リード線85を介して通電を制御するコントローラ(不図示)に接続されており、コントローラの制御によって内側クラッチ板13と外側クラッチ板17とで必要な摩擦トルクを生じさせるように電磁コイル79に通電される。この電磁石51の励磁により、アーマチャ53が吸引移動される。
The
アーマチャ53は、磁性材料からなり、筒状のハウジング15内に軸方向移動可能で軸方向にパイロットクラッチ55を挟んで第2の側壁41と対向配置されている。このアーマチャ53は、電磁石51が励磁されたとき、コア81、第2の側壁41、パイロットクラッチ55、アーマチャ53を介した磁力線が循環されて形成される磁束ループによって電磁石51側に吸引移動され、パイロットクラッチ55を接続させる。
The
パイロットクラッチ55は、筒状のハウジング15内で第2の側壁41とアーマチャ53との軸方向間に配置され、筒状のハウジング15の係合部73に軸方向移動可能で筒状のハウジング15と一体回転可能に連結する複数の外側プレートと、カムリング87の外周に複数の外側プレートに対して軸方向に交互に配置され軸方向移動可能でカムリング87と一体回転可能に連結する複数の内側プレートとで構成されている。このパイロットクラッチ55の締結トルクは、カム機構57を介して軸方向推力に変換され、押圧部材59で内側クラッチ板13と外側クラッチ板17とを押圧して所定の駆動トルクが伝達される。
The
カム機構57は、カムリング87と押圧部材59とに周方向に形成されたカム面を対向させ、この間に介在させたカムボール89を備えている。カムリング87は、第1の中空軸11の軸方向他端側外周に軸方向移動可能に配置され、パイロットクラッチ55の内側プレートが一体回転可能に連結されている。このカムリング87と第2の側壁41との軸方向間には、カム機構57で生じるスラスト反力を受けるスラストベアリング91が配置されている。
The
カムボール89は、カムリング87と押圧部材59とに形成されたカム面の間に配置されている。このカムボール89は、パイロットクラッチ55の接続によってカムリング87と押圧部材59との間に差回転が生じることにより、パイロットクラッチ55に生じる摩擦トルクに応じた強さで押圧部材59を内側クラッチ板13と外側クラッチ板17側へ軸方向押圧移動させるカムスラスト力を発生させる。
The
押圧部材59は、第1の中空軸11の係合部71に軸方向移動可能で第1の中空軸11と一体回転可能に係合されている。この押圧部材59は、カム機構57で生じるスラスト力によって内側クラッチ板13と外側クラッチ板17側に軸方向移動され、内側クラッチ板13と外側クラッチ板17とに押圧力を付与して接続させ、第1の中空軸11と筒状のハウジング15とを接続させる。このように内側クラッチ板13と外側クラッチ板17との接続によって第1の中空軸11と接続させる筒状のハウジング15には、第2の中空軸23が一体回転可能に連結されている。
The pressing
第2の中空軸23は、中空状に形成され、内周が筒状のハウジング15の第1のボス部39の外周に形成されたスプライン形状の連結部93で筒状のハウジング15と一体回転可能に連結されている。この第2の中空軸23の外周には、出力ギヤ25が第2の中空軸23と一体回転可能に固定されている。
The second
出力ギヤ25は、リングギヤとなっており、溶接などの固定手段によって第2の中空軸23の外周に固定されている。この出力ギヤ25は、伝達ギヤ29と噛み合い駆動力を伝達するギヤ組27をなしている。
The
伝達ギヤ29は、ピニオンとなっており、出力ギヤ25と噛み合うギヤ組27はベベルギヤ組となっている。なお、詳細には、ギヤ組27はベベルギヤ式のハイポイドギヤ組となっている。この伝達ギヤ29には、動力伝達軸95が連続する一部材として形成されている。
The
動力伝達軸95は、ベアリング97,99を介してケーシング31に回転可能に支持され、動力伝達軸95と一体回転可能に連結されたフランジ部材101にプロペラシャフト215が一体回転可能に連結されて駆動源からの駆動力が伝達される。この動力伝達軸95に伝達された駆動力は、プロペラシャフト215を介して第2のデフとしてのリヤデフ217側に伝達される。
The
このような各部材を収容するケーシング31は、3分割された分割部材をボルト103,105などの固定手段によって一体的に固定されており、静止系部材としてのトランスミッション側のケーシング或いは車体フレームなどに固定される。このケーシング31に収容される各部材は、軸受を介して回転可能に支持されており、各軸受は動力の伝達や装置のコンパクト化を考慮して配置されている。
The
一対の軸受33,35は、テーパローラベアリングからなり、第2の中空軸23の両端側をケーシング31に対して回転可能に支持している。この一対の軸受33,35のうち一方の軸受33の内径側には、筒状のハウジング15と第2の中空軸23との連結部93が半径方向にオーバーラップして配置されている。一対の軸受33,35のうち他方の軸受35は、伝達ギヤ29であるピニオンの先端部と対向配置されている。このように一対の軸受33,35を配置することにより、一対の軸受33,35の軸方向スパンを短くすることができ、第2の中空軸23の短縮化やケーシング31を小型化することができる。なお、一対の軸受33,35は駆動トルクやギヤ組の噛み合い力が許容されるなら、安価なボールベアリングを用いることも可能である。
The pair of
第3の軸受45は、ボールベアリングからなり、第1の中空軸11の中間部外周と筒状のハウジング15の第1のボス部39内周との径方向間で第1の中空軸11を筒状のハウジング15と相対回転可能に支持している。第4の軸受47は、摺動ブッシュからなり、第1の中空軸11の軸方向他端側外周と筒状のハウジング15の第2のボス部43内周との径方向間で第1の中空軸11を筒状のハウジング15と相対回転可能に支持している。このように第3の軸受45と第4の軸受47とを配置することで、第1の中空軸11を内側クラッチ板13と外側クラッチ板17の両側部位で第1のボス部39と第2のボス部43とに軸受支持することになり、第1の中空軸11の端部側の軸心振れを抑制することができる。
The
第5の軸受49は、ボールベアリングからなり、筒状のハウジング15の第2のボス部43外周と電磁石51のコア81内周との径方向間で筒状のハウジング15をケーシング31に対して回転可能に支持している。第6の軸受61は、車輪駆動軸7の端部側外周と筒状のハウジング15の第2のボス部43内周との径方向間で車輪駆動軸7を筒状のハウジング15と相対回転可能に支持している。なお、電磁石51のコア81は、ケーシング31に対して径方向支持、軸方向一側への支持及び回転方向支持され、ケーシング31と同様に静止側部材となり、第5の軸受49によりコア81を介して第2のボス部43を確実に支持しているが、他の例としては、第2のボス部43を第5の軸受49を介して直接的にケーシング31に支持してもよい。また、車輪駆動軸7は、第1の中空軸11の内周面との間に所定の隙間が確保され、第1の中空軸11とも相対回転可能に配置されている。この第6の軸受61は、第5の軸受49と半径方向にオーバーラップして配置されている。このように第5の軸受49と第6の軸受61とを配置することにより、軸方向を小型化することができ、車輪駆動軸7の軸心振れを抑制することができる。
The
このように構成された動力伝達装置1は、電磁石51への通電制御によってアーマチャ53が吸引移動され、パイロットクラッチ55を押圧し、パイロットクラッチ55が制御された摩擦トルクをもって接続される。パイロットクラッチ55が接続されるとカム機構57でカムスラスト力が発生して押圧部材59が内側クラッチ板13と外側クラッチ板17側に押圧移動される。この押圧部材59の移動により内側クラッチ板13と外側クラッチ板17とが接続され、第1の中空軸11と筒状のハウジング15とが接続される。この第1の中空軸11と筒状のハウジング15との接続により、第1のデフ3側からギヤ組27を介してリヤデフ217側へ駆動力が伝達され、必要な駆動力を後輪側へ伝達することができるように車両が前後輪駆動の四輪駆動状態となる。
In the power transmission device 1 configured as described above, the
このような動力伝達装置1の第1のデフ3側からリヤデフ217側に動力が伝達される伝達経路において、第1の中空軸11の一端側に入力した駆動力、すなわち第1のデフ3側から第1の中空軸11に入力した駆動力は、第1の中空軸11の他端側における第3の軸受45と第4の軸受47との中間部から内側クラッチ板13と外側クラッチ板17と、筒状のハウジング15と、第1の側壁37と、第1のボス部39と、第2の中空軸23と、ギヤ組27とを介して伝達され、リヤデフ217側に出力される。この伝達経路上には、電磁石51の磁束を透過する磁性材料からなる第2の側壁41が配置されていない。このため、アクチュエータ19の磁路の設定を動力伝達から独立させることができ、第2の側壁41を磁路形成に適した材料に選定する、もしくは筒状のハウジング15と第1の側壁37と第1のボス部39とを駆動経路に適した材料に選定するなど磁路形成や動力伝達の設定の自由度を向上することができる。
In such a transmission path for transmitting power from the first differential 3 side to the rear differential 217 side of the power transmission device 1, the driving force input to one end side of the first hollow shaft 11, that is, the first differential 3 side. The driving force input to the first hollow shaft 11 from the middle portion of the
このような動力伝達装置1では、アクチュエータ19を第2の側壁41側に配置したことにより、アクチュエータ19配置分の第1の中空軸11の長さが短くなるので、この分のスペースの削減と重量を低減することができる。また、第1のボス部39と第2の中空軸23との連結部93を軸受33の内径側に設けたので、第2の中空軸23の長さを短くすることができる。
In such a power transmission device 1, since the
また、アクチュエータ19が第2の側壁41側に配置されているので、駆動力の伝達経路としての筒状のハウジング15と第1の側壁37と第1のボス部39とを駆動経路に適した材料に選定することができる。このため、適切な強度、形状、重量を考慮した部材を用いて、配置スペースをコンパクト化することができる。
Further, since the
さらに、第1の中空軸11を内側クラッチ板13と外側クラッチ板17の両側部位で第1のボス部39と第2のボス部43とに軸受支持したので、第1の中空軸11の端部側の軸心振れを抑制し、第1の中空軸11から内側クラッチ板13と外側クラッチ板17への駆動力伝達を安定して行うことができる。
Further, since the first hollow shaft 11 is supported by the
従って、小型化、及び支持性を向上させることができる。 Therefore, size reduction and supportability can be improved.
また、第2の側壁41が駆動力を伝達しないことにより、第2の側壁41に磁力を透過させ、第2のボス部43が第5の軸受49によって支持される支持強度を考慮した材料を選定することができるので、配置スペースをコンパクト化することができる。
In addition, the
さらに、電磁石51はケーシング31に対して支持することができ、パイロットクラッチ55やカム機構57や押圧部材59は筒状のハウジング15内に配置され、第3の軸受45と第4の軸受47間で第1の中空軸11の外周を基準に的確に支持されるので、支持性が向上し、アクチュエータ19の作動特性が安定する。
Further, the
また、伝達ギヤ29であるピニオンの先端部に第2の中空軸23を支持する軸受35が対向配置されるので、軸受スペースを軸方向に単独で確保することがなく、第2の中空軸23やケーシング31を小型化・軽量化することができる。
In addition, since the bearing 35 that supports the second
さらに、第5の軸受49と第6の軸受61とが半径方向にオーバーラップされているので、軸方向を小型化することができる。また、車輪駆動軸7を端部側で支持しているので、車輪駆動軸7の軸心振れを抑制することができる。
Furthermore, since the
なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、第1の中空軸に駆動力を入力する機構が前輪側の左右輪の差動を許容させる差動機構であるが、これに限らず、前後輪の差動を許容させる差動機構などどのような機構であってもよい。 In the power transmission device according to the embodiment of the present invention, the mechanism that inputs the driving force to the first hollow shaft is a differential mechanism that allows the differential of the left and right wheels on the front wheel side, but is not limited thereto. Any mechanism such as a differential mechanism that allows differential between the front and rear wheels may be used.
また、語句の定義として、「一体」とは、一材料で連続する形状をなすものばかりではなく、複数の材料を溶接、接着、或いはボルト止めなどの結合手段を用いて一体的に作動するように形成されたものを含むものである。 In addition, as a definition of the phrase, “integral” is not limited to a continuous shape made of one material, but a plurality of materials are integrally operated by using a connecting means such as welding, bonding, or bolting. Including those formed.
さらに、「ギヤ組」については、実施の形態として記載されたハイポイドギヤによるギヤ組に限らず、出力ギヤ25をベースとして次段以降に配置された複数の伝達ギヤ29を用いて多段構成してもよい。この場合、ギヤ組は、ケーシング31内に配置されるものである。
Further, the “gear set” is not limited to the hypoid gear set described in the embodiment, and may be configured in multiple stages using a plurality of transmission gears 29 arranged on the
1…動力伝達装置
3…第1のデフ
5,7…車輪駆動軸
9…デフケース
11…第1の中空軸
13…内側クラッチ板
15…筒状のハウジング
17…外側クラッチ板
19…アクチュエータ
21…クラッチ機構
23…第2の中空軸
25…出力ギヤ
27…ギヤ組
29…伝達ギヤ
31…ケーシング
33,35…一対の軸受
37…第1の側壁
39…第1のボス部
41…第2の側壁
43…第2のボス部
45…第3の軸受
47…第4の軸受
49…第5の軸受
51…電磁石
53…アーマチャ
55…パイロットクラッチ
57…カム機構
59…押圧部材
61…第6の軸受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
前記第2の中空軸は、両端側を一対の軸受を介して前記ケーシングに支持され、前記クラッチ機構の筒状のハウジングは、一端側に第1の側壁を一体的に有し、前記第1の側壁の内径側から延設された第1のボス部が前記一対の軸受のうち一方の軸受の内径側で前記第2の中空軸と連結し、他端側に第2の側壁を一体的に有し、前記第2の側壁の内径側から第2のボス部が延設され、前記アクチュエータは、前記第2の側壁を軸方向に挟んで前記内側クラッチ板と前記外側クラッチ板との逆側に配置され、前記第1の中空軸は、前記第1のボス部に第3の軸受を介して支持されると共に、前記第2のボス部に第4の軸受を介して支持され、前記第2のボス部の外周は、第5の軸受を介して前記ケーシングに支持され、
前記第1の中空軸の一端側に入力した駆動力は、前記第1の中空軸の他端側における前記第3の軸受と前記第4の軸受との中間部から前記内側クラッチ板と前記外側クラッチ板と、前記筒状のハウジングと、前記第1の側壁と、前記第1のボス部と、前記第2の中空軸と、前記ギヤ組とを介して伝達されることを特徴とする動力伝達装置。 A first hollow shaft coaxially disposed on one outer periphery of a pair of wheel drive shafts connected to the output side of the first differential and having one end connected to the differential case of the first differential, and the first hollow A plurality of inner clutch plates engaged in the rotational direction with the other end of the shaft; a plurality of outer clutch plates engaged in the rotational direction on the inner periphery of the cylindrical housing; the inner clutch plates and the outer clutch plates; And a clutch mechanism comprising an actuator that engages and engages in the axial direction, and a second mechanism that is coupled to one end of the cylindrical housing and is rotatably disposed on the outer peripheral side of the first hollow shaft. A hollow shaft; an output gear fixed to the outer periphery of the second hollow shaft; a transmission gear that meshes with the output gear and transmits a driving force; the first hollow shaft; the clutch mechanism; A second hollow shaft, the output gear, and the The power transmission device used in an on-demand type 4WD vehicle having a casing housing the reach gear,
The second hollow shaft is supported at both ends by the casing via a pair of bearings, and the cylindrical housing of the clutch mechanism integrally has a first side wall at one end, A first boss portion extending from the inner diameter side of the first side wall is connected to the second hollow shaft on the inner diameter side of one of the pair of bearings, and the second side wall is integrated with the other end side. And the second boss portion extends from the inner diameter side of the second side wall, and the actuator is opposite to the inner clutch plate and the outer clutch plate across the second side wall in the axial direction. The first hollow shaft is supported on the first boss portion via a third bearing and supported on the second boss portion via a fourth bearing, The outer periphery of the second boss portion is supported by the casing via a fifth bearing,
The driving force input to one end side of the first hollow shaft is transmitted from the intermediate portion between the third bearing and the fourth bearing on the other end side of the first hollow shaft to the inner clutch plate and the outer side. Power is transmitted through a clutch plate, the cylindrical housing, the first side wall, the first boss, the second hollow shaft, and the gear set. Transmission device.
前記クラッチ機構のアクチュエータは、前記ケーシングに対して支持された電磁石と、前記筒状のハウジング内に配置され前記電磁石が励磁されたとき前記第2の側壁を透過する磁力で吸引されるアーマチャと、前記筒状のハウジング内で前記アーマチャと前記第2の側壁との間に配置されて押圧締結されるパイロットクラッチと、このパイロットクラッチの締結力を軸方向の推力に変換するカム機構と、このカム機構の推力で前記内側クラッチ板と前記外側クラッチ板とに押圧力を付与する押圧部材とを備えていることを特徴とする動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 1,
The actuator of the clutch mechanism includes an electromagnet supported with respect to the casing, an armature that is disposed in the cylindrical housing and is attracted by a magnetic force that passes through the second side wall when the electromagnet is excited, A pilot clutch disposed between the armature and the second side wall in the cylindrical housing and pressed and fastened, a cam mechanism for converting the fastening force of the pilot clutch into an axial thrust, and the cam A power transmission device comprising: a pressing member that applies a pressing force to the inner clutch plate and the outer clutch plate by a thrust of a mechanism.
前記ギヤ組は、前記第2の中空軸の外周に固定されたリングギヤと、前記第2の中空軸と直交して前記リングギヤに噛み合うピニオンからなるベベルギヤ組であり、前記ピニオンの先端部に前記第2の中空軸を支持する前記一対の軸受のうち他方の軸受が対向配置されていることを特徴とする動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 1 or 2,
The gear set is a bevel gear set including a ring gear fixed to the outer periphery of the second hollow shaft and a pinion that is perpendicular to the second hollow shaft and meshes with the ring gear. 2. The power transmission device according to claim 1, wherein the other bearing of the pair of bearings supporting the two hollow shafts is disposed opposite to the other.
前記車輪駆動軸の一方は、前記第1の中空軸の内周面との間に所定の隙間が確保され、端部側を第6の軸受を介して前記第2のボス部の内周に支持され、前記第6の軸受は前記第5の軸受と半径方向にオーバーラップしていることを特徴とする動力伝達装置。 The power transmission device according to any one of claims 1 to 3,
A predetermined gap is secured between one of the wheel drive shafts and the inner peripheral surface of the first hollow shaft, and the end side is connected to the inner periphery of the second boss portion via a sixth bearing. The power transmission device is characterized in that the sixth bearing is radially overlapped with the fifth bearing.
Priority Applications (1)
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JP2009210698A JP2011057136A (en) | 2009-09-11 | 2009-09-11 | Power transmission device |
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-
2009
- 2009-09-11 JP JP2009210698A patent/JP2011057136A/en active Pending
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WO2017081749A1 (en) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | Gkn ドライブライン ジャパン株式会社 | Disconnectable power transfer unit |
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