JP2012224229A - Power transmission device for four-wheel drive vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、四輪駆動車の動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device for a four-wheel drive vehicle.
四輪駆動車の動力伝達装置として、主駆動輪側に設けられた入力軸と、副駆動輪側に設けられた出力軸との間に配置されるものが知られている。このような動力伝達装置では、駆動源からのトルクを副駆動輪に伝達せず主駆動輪のみに伝達する二輪駆動状態と、駆動源からのトルクを主駆動輪および副駆動輪の両方に伝達する四輪駆動状態とを切り替えるようにしている。 As a power transmission device for a four-wheel drive vehicle, an apparatus disposed between an input shaft provided on the main drive wheel side and an output shaft provided on the sub drive wheel side is known. In such a power transmission device, the two-wheel drive state in which the torque from the drive source is not transmitted to the auxiliary drive wheel but only to the main drive wheel, and the torque from the drive source is transmitted to both the main drive wheel and the auxiliary drive wheel. The four-wheel drive state is switched.
例えば、前輪駆動ベースの四輪駆動車に用いられる動力伝達装置として、湿式多板クラッチを有する電子制御カップリングがある。しかし、電子制御カップリングを主駆動輪側(前輪側)の入力軸と副駆動輪側(後輪側)の出力軸との間に単に配置したのでは、次のような問題が懸念される。湿式多板クラッチの摩擦板間のオイルの粘性抵抗による引きずりトルクが発生し、引きずりトルクによる損失が懸念される。ハイブリッド車両では、回生制動時に引きずりトルクの分だけ後輪側にトルクが伝達されるため、前輪側での回生エネルギーが低減されるという問題もある。さらに、後輪側へのトルク容量を確保するために、湿式多板クラッチの摩擦板の枚数を多くすると、引きずりトルクの増大を招くといった問題もある。また、エンジンの停止時に後輪だけを接地させた状態で車両が牽引(いわゆる二輪被牽引)されると、入力軸と出力軸との間に大きな回転数差が発生し、湿式多板クラッチの発熱量が大きくなることも懸念される。 For example, there is an electronically controlled coupling having a wet multi-plate clutch as a power transmission device used in a four-wheel drive vehicle based on a front wheel drive. However, if the electronically controlled coupling is simply disposed between the input shaft on the main drive wheel side (front wheel side) and the output shaft on the sub drive wheel side (rear wheel side), the following problems are concerned. . Drag torque due to the viscous resistance of oil between the friction plates of the wet multi-plate clutch is generated, and there is a concern about loss due to drag torque. In the hybrid vehicle, torque is transmitted to the rear wheel side by the drag torque at the time of regenerative braking, so that there is a problem that regenerative energy on the front wheel side is reduced. Furthermore, if the number of friction plates of the wet multi-plate clutch is increased in order to secure the torque capacity to the rear wheel side, there is a problem that the drag torque is increased. In addition, when the vehicle is towed (so-called two-wheel towed) with only the rear wheels in contact with the ground when the engine is stopped, a large rotational speed difference occurs between the input shaft and the output shaft. There is also concern that the calorific value will increase.
従来では、湿式多板クラッチの摩擦板を接続解除方向に付勢する付勢部材を設けた電子制御カップリングが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電子制御カップリングによれば、上述したような引きずりトルクに起因する損失を低減可能であり、また、二輪被牽引時、湿式多板クラッチの発熱量を低減可能である。 Conventionally, there has been proposed an electronically controlled coupling provided with a biasing member that biases a friction plate of a wet multi-plate clutch in a connection release direction (see, for example, Patent Document 1). According to this electronically controlled coupling, the loss due to the drag torque as described above can be reduced, and the amount of heat generated by the wet multi-plate clutch can be reduced when the two-wheel is towed.
なお、四輪駆動車として、エンジン、電動機などを含む駆動源により前輪を駆動し、電動機により後輪を必要に応じて駆動することによって、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替えるものも知られているが、次のような問題がある。すなわち、電動機の場合、出力トルクがエンジンに比べて小さいため、登坂時やスタック状態からの脱出時における四輪駆動性能が、エンジントルクを伝達して後輪を駆動する四輪駆動車に比べて劣るという問題がある。また、上述したような二輪被牽引時、電動機によって発電が行われる結果、バッテリが過充電となるおそれがあるといった問題がある。 It is also known as a four-wheel drive vehicle that switches between a two-wheel drive state and a four-wheel drive state by driving front wheels with a drive source including an engine, an electric motor, etc., and driving rear wheels with an electric motor as required. However, there are the following problems. In other words, in the case of an electric motor, the output torque is smaller than that of an engine, so that the four-wheel drive performance when climbing or escaping from a stack is higher than that of a four-wheel drive vehicle that transmits engine torque and drives the rear wheels. There is a problem of being inferior. In addition, there is a problem that the battery may be overcharged as a result of power generation by the motor when the two-wheel is towed as described above.
ところで、上記特許文献1に記載の電子制御カップリングにおいては、湿式多板クラッチに付勢部材を設けることに起因して、次のような問題が発生する可能性がある。 By the way, in the electronically controlled coupling described in Patent Document 1, the following problem may occur due to the provision of the biasing member in the wet multi-plate clutch.
すなわち、付勢部材の付勢力に抗して湿式多板クラッチの摩擦板同士を係合させる必要があるため、四輪駆動状態で副駆動輪側(後輪側)への伝達トルクの立ち上がりの応答遅れが発生する可能性がある。また、車両が登坂路で停止している状態で車両を発進させる時(登坂路発進時)、運転者の意図に反して車両が後進する現象(いわゆるずり下がりの現象)が発生する可能性がある。 That is, since it is necessary to engage the friction plates of the wet multi-plate clutch against the urging force of the urging member, the transmission torque rises to the auxiliary driving wheel side (rear wheel side) in the four-wheel drive state. Response delay may occur. In addition, when starting the vehicle while the vehicle is stopped on an uphill road (when starting up an uphill road), there is a possibility that a phenomenon in which the vehicle moves backward against the driver's intention (so-called sliding phenomenon) may occur. is there.
本発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、湿式多板クラッチの引きずりトルクを低減しつつ、副駆動輪側へのトルク伝達応答性を向上させることが可能な四輪駆動車の動力伝達装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and is a four-wheel drive capable of improving the torque transmission response to the auxiliary drive wheel side while reducing the drag torque of the wet multi-plate clutch. It aims at providing the power transmission device of a car.
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、駆動源からのトルクを副駆動輪に伝達せず主駆動輪のみに伝達する二輪駆動状態と、前記駆動源からのトルクを主駆動輪および副駆動輪の両方に伝達する四輪駆動状態とを切替可能に構成された四輪駆動車の動力伝達装置であって、前記主駆動輪側に設けられた入力軸と、前記副駆動輪側に設けられた出力軸との間に配置され、前記入力軸から入力されたトルクを湿式多板クラッチの係合トルクに応じて前記出力軸に伝達する係合状態と、トルク伝達を行わない解放状態とを切替可能に構成されたカップリング部と、前記入力軸および前記出力軸を直結する連結状態と、トルク伝達を行わない非連結状態とを切替可能に構成されたデフロック部とを備え、前記カップリング部の係合状態と解放状態との切り替え、および、前記デフロック部の連結状態と非連結状態との切り替えが、共通のアクチュエータによって行われることを特徴としている。この場合、前記カップリング部が係合状態、かつ、前記デフロック部が非連結状態となる第1の四輪駆動状態と、前記カップリング部が解放状態、かつ、前記デフロック部が連結状態となる第2の四輪駆動状態と、前記カップリング部が解放状態、かつ、前記デフロック部が非連結状態となる二輪駆動状態とが、前記アクチュエータにより切り替えられることが好ましい。 In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, the present invention transmits the torque from the drive source to only the main drive wheel without transmitting it to the sub drive wheel, and transmits the torque from the drive source to both the main drive wheel and the sub drive wheel. A power transmission device for a four-wheel drive vehicle configured to be switchable between four-wheel drive states, comprising: an input shaft provided on the main drive wheel side; and an output shaft provided on the sub drive wheel side It is arranged between the engagement state in which the torque input from the input shaft is transmitted to the output shaft according to the engagement torque of the wet multi-plate clutch and the release state in which torque transmission is not performed. A coupling portion, and a differential lock portion configured to be able to switch between a connection state in which the input shaft and the output shaft are directly connected and a non-connection state in which torque transmission is not performed, and the engagement state of the coupling portion And switching to the released state, and Switching between the connected state and the non-connected state of the differential lock portion, and characterized by being performed by a common actuator. In this case, the first four-wheel drive state in which the coupling portion is in an engaged state and the differential lock portion is in a disconnected state, the coupling portion is in a released state, and the differential lock portion is in a connected state. It is preferable that the second four-wheel drive state and a two-wheel drive state in which the coupling portion is in a released state and the differential lock portion is in a disconnected state are switched by the actuator.
上記構成の四輪駆動車の動力伝達装置によれば、共通のアクチュエータによって、カップリング部の係合状態と解放状態との切り替え、および、デフロック部の連結状態と非連結状態との切り替えが行われるので、構成の簡素化を図ることができる。 According to the power transmission device for a four-wheel drive vehicle having the above-described configuration, the common actuator switches between the engaged state and the released state of the coupling portion and the connected state and the unconnected state of the differential lock portion. Therefore, the configuration can be simplified.
また、カップリング部の湿式多板クラッチの引きずりトルクを低減しつつ、副駆動輪側へのトルク伝達応答性を向上させることが可能になる。この点について詳しく説明する。第2の四輪駆動状態では、デフロック部を連結状態に切り替えることで、入力軸と出力軸とが直結されるので、副駆動輪側に要求されるトルクを容易に確保することができ、登坂時やスタック状態からの脱出時における四輪駆動性能を向上させることができる。そして、副駆動輪側へのトルク伝達応答性を向上させることができ、登坂路発進時のずり下がりの現象を回避することができる。 Further, it is possible to improve the torque transmission responsiveness to the auxiliary drive wheel side while reducing the drag torque of the wet multi-plate clutch of the coupling portion. This point will be described in detail. In the second four-wheel drive state, the input shaft and the output shaft are directly connected by switching the differential lock portion to the connected state, so that the torque required for the auxiliary drive wheel can be easily secured, It is possible to improve the four-wheel drive performance when escaping from the time or from the stack. And the torque transmission responsiveness to the sub drive wheel side can be improved, and the phenomenon of the sliding down at the time of starting uphill road can be avoided.
ここで、デフロック部が設けられていなければ、スタック状態からの脱出時等における副駆動輪側への要求トルクをカップリング部のみによって確保する必要がある。このため、カップリング部の湿式多板クラッチの摩擦板同士の間隔を小さくしたり、摩擦板の枚数を多くする必要がある。また、スタック状態からの脱出時等において、熱害からカップリング部を保護するために長時間、カップリング部による四輪駆動状態を継続することが難しいといった問題もある。 Here, if the differential lock portion is not provided, it is necessary to ensure the required torque to the auxiliary drive wheel side only when the vehicle is escaped from the stacked state. For this reason, it is necessary to reduce the space | interval of the friction plates of the wet multi-plate clutch of a coupling part, or to increase the number of friction plates. In addition, there is also a problem that it is difficult to continue the four-wheel drive state by the coupling portion for a long time in order to protect the coupling portion from heat damage when exiting from the stack state.
しかし、上記構成によれば、第2の四輪駆動状態でデフロック部が連結状態に切り替えられることよって、スタック状態からの脱出時等における副駆動輪側への要求トルクを容易に確保することができ、その要求トルクをカップリング部によって確保する必要がなくなる。カップリング部では、第1の四輪駆動状態で車両の旋回時や加速時等において副駆動輪側に要求されるトルクを確保できれば十分なので、カップリング部の湿式多板クラッチの係合容量を小さく抑えることができる。これにより、カップリング部の湿式多板クラッチの摩擦板の枚数を減らすことができ、カップリング部の小型化を図ることができる。また、カップリング部の湿式多板クラッチの摩擦板同士の間隔を大きく確保することができる。さらに、スタック状態からの脱出時等において、デフロック部を連結状態とする第2の四輪駆動状態の長時間の継続が可能になるとともに、第2の四輪駆動状態ではカップリング部が解放状態に切り替えられるので、カップリング部の湿式多板クラッチの熱害を確実かつ容易に回避することができる。 However, according to the above configuration, it is possible to easily secure the required torque on the side of the auxiliary drive wheel when the differential lock portion is switched to the connected state in the second four-wheel drive state, for example, when escaping from the stack state. This eliminates the need to secure the required torque by the coupling portion. In the coupling section, it is sufficient to ensure the torque required for the auxiliary drive wheels when the vehicle is turning or accelerating in the first four-wheel drive state. It can be kept small. Thereby, the number of friction plates of the wet multi-plate clutch of the coupling portion can be reduced, and the coupling portion can be downsized. Further, a large interval between the friction plates of the wet multi-plate clutch of the coupling portion can be ensured. In addition, the second four-wheel drive state in which the differential lock portion is connected can be continued for a long time, for example, when the diff lock portion is connected, and the coupling portion is released in the second four-wheel drive state. Therefore, the heat damage of the wet multi-plate clutch of the coupling portion can be avoided reliably and easily.
そして、カップリング部の湿式多板クラッチの摩擦板同士の間隔を確保したり、摩擦板の枚数を少なくできるため、摩擦板間のオイルの粘性抵抗による引きずりトルクを低減することができ、引きずりトルクによる損失を低減することができ、二輪駆動状態での燃費向上を図ることができる。さらに、二輪被牽引時、カップリング部の湿式多板クラッチの発熱量を低減することができる。 In addition, since the distance between the friction plates of the wet multi-plate clutch of the coupling part can be secured and the number of friction plates can be reduced, the drag torque due to the viscous resistance of oil between the friction plates can be reduced, and the drag torque Loss can be reduced, and fuel consumption can be improved in a two-wheel drive state. Furthermore, when the two-wheel is towed, the amount of heat generated by the wet multi-plate clutch of the coupling portion can be reduced.
また、第1の四輪駆動状態では、アクチュエータによりカップリング部の湿式多板クラッチの係合トルクを制御することで、副駆動輪側への伝達トルクを車両の走行状態等に応じて適切に制御することができ、従来のスタンバイ式の四輪駆動車と同等の四輪駆動性能を確保することができる。 Further, in the first four-wheel drive state, the engagement torque of the wet multi-plate clutch of the coupling portion is controlled by the actuator, so that the transmission torque to the auxiliary drive wheel side is appropriately set according to the traveling state of the vehicle. The four-wheel drive performance equivalent to that of a conventional standby-type four-wheel drive vehicle can be ensured.
上記構成の四輪駆動車の動力伝達装置において、前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの出力軸に連結されたネジ軸と、前記ネジ軸に螺合されたナット部材とを備え、前記電動モータの駆動により前記ナット部材が前記ネジ軸に沿って軸方向に移動することで、前記第1の四輪駆動状態、前記第2の四輪駆動状態、および前記二輪駆動状態のうち1つに切り替えられることが好ましい。 In the power transmission device for a four-wheel drive vehicle configured as described above, the actuator includes an electric motor, a screw shaft connected to an output shaft of the electric motor, and a nut member screwed to the screw shaft, One of the first four-wheel drive state, the second four-wheel drive state, and the two-wheel drive state is achieved when the nut member moves in the axial direction along the screw shaft by driving the electric motor. It is preferable to be switched to.
上記構成の四輪駆動車の動力伝達装置によれば、電動モータの駆動によりナット部材を軸方向に移動させるだけで、第1の四輪駆動状態、第2の四輪駆動状態、および二輪駆動状態の相互の切り替えを容易に行うことができる。 According to the power transmission device for a four-wheel drive vehicle having the above-described configuration, the first four-wheel drive state, the second four-wheel drive state, and the two-wheel drive can be achieved simply by moving the nut member in the axial direction by driving the electric motor. It is possible to easily switch between states.
上記構成の四輪駆動車の動力伝達装置において、前記デフロック部は、前記入力軸にギヤにより連結された駆動側カウンタ軸と、前記出力軸にギヤにより連結された従動側カウンタ軸と、前記駆動側カウンタ軸および前記従動側カウンタ軸の連結/非連結を切り替えるスリーブとを備え、前記ナット部材には、前記湿式多板クラッチの摩擦板を押圧する押圧部材、および、前記デフロック部のスリーブが、軸方向に一体的に移動するように設けられていることが好ましい。 In the power transmission device for a four-wheel drive vehicle configured as described above, the differential lock portion includes a drive-side counter shaft connected to the input shaft by a gear, a driven-side counter shaft connected to the output shaft by a gear, and the drive A sleeve that switches connection / disconnection of the side counter shaft and the driven counter shaft, and the nut member includes a pressing member that presses a friction plate of the wet multi-plate clutch, and a sleeve of the differential lock portion, It is preferable to be provided so as to move integrally in the axial direction.
より具体的には、前記ナット部材の軸方向の一端側への移動により、前記押圧部材により前記湿式多板クラッチの摩擦板が押圧されるとともに、前記スリーブによる前記駆動側カウンタ軸および前記従動側カウンタ軸の連結が解除されることで、前記第1の四輪駆動状態に切り替えられ、前記ナット部材の軸方向の他端位置への移動により、前記押圧部材による前記湿式多板クラッチの摩擦板の押圧が解除されるとともに、前記スリーブにより前記駆動側カウンタ軸および前記従動側カウンタ軸が連結されることで、前記第2の四輪駆動状態に切り替えられ、前記ナット部材の軸方向の中間位置への移動により、前記押圧部材による前記湿式多板クラッチの摩擦板の押圧が解除されるとともに、前記スリーブによる前記駆動側カウンタ軸および前記従動側カウンタ軸の連結が解除されることで、前記二輪駆動状態に切り替えられることが好ましい。 More specifically, the friction plate of the wet multi-plate clutch is pressed by the pressing member by the movement of the nut member toward the one end side in the axial direction, and the driving side counter shaft and the driven side by the sleeve The friction shaft of the wet multi-plate clutch by the pressing member is switched to the first four-wheel drive state by releasing the connection of the counter shaft, and the nut member is moved to the other end position in the axial direction. Is released, and the drive-side counter shaft and the driven-side counter shaft are connected by the sleeve, so that the second four-wheel drive state is switched, and the axial position of the nut member is changed. Movement of the friction plate of the wet multi-plate clutch by the pressing member is released, and the drive-side counter shaft and the sleeve by the sleeve are released. By connecting the driven-side counter shaft is released, it is preferable to switch to the two-wheel drive state.
上記構成の四輪駆動車の動力伝達装置によれば、電動モータの駆動によりナット部材を軸方向に移動させるだけで、押圧部材およびスリーブがナット部材と一体的に軸方向に移動されるので、第1の四輪駆動状態、第2の四輪駆動状態、および二輪駆動状態の相互の切り替えを容易に行うことができる。 According to the power transmission device for a four-wheel drive vehicle configured as described above, the pressing member and the sleeve are moved in the axial direction integrally with the nut member simply by moving the nut member in the axial direction by driving the electric motor. Switching between the first four-wheel drive state, the second four-wheel drive state, and the two-wheel drive state can be easily performed.
本発明の四輪駆動車の動力伝達装置によれば、共通のアクチュエータによって、カップリング部の係合状態と解放状態との切り替え、および、デフロック部の連結状態と非連結状態との切り替えが行われるので、構成の簡素化を図ることができる。しかも、カップリング部の湿式多板クラッチの引きずりトルクを低減しつつ、副駆動輪側へのトルク伝達応答性を向上させることが可能になる。 According to the power transmission device for a four-wheel drive vehicle of the present invention, the common actuator is used to switch the coupling portion between the engaged state and the released state, and to switch the differential lock portion between the connected state and the disconnected state. Therefore, the configuration can be simplified. In addition, it is possible to improve the torque transmission response to the auxiliary drive wheel side while reducing the drag torque of the wet multi-plate clutch of the coupling portion.
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、実施形態に係る動力伝達装置を備える四輪駆動車の概略構成について、図1を参照して説明する。図1には、前輪駆動ベース(FFベース)の四輪駆動車を例示している。なお、この例の四輪駆動車は、駆動源としてエンジン10とモータジェネレータとが搭載されたハイブリッド車両とされている。モータジェネレータは、トランスアクスル(ハイブリッドユニット)11内に配置されており、車両前部のエンジンルーム内に設置された図示しないバッテリに接続されている。
First, a schematic configuration of a four-wheel drive vehicle including a power transmission device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 illustrates a front wheel drive base (FF base) four-wheel drive vehicle. The four-wheel drive vehicle of this example is a hybrid vehicle equipped with an
図1に示すように、車両のフロント側(図1では上側)には、エンジン10が配置されている。エンジン10の出力軸は、トランスアクスル11に連結されている。トランスアクスル11には、フロントディファレンシャル(差動機構)12が内蔵されている。トランスアクスル11により、エンジン10により発生されるトルクと、モータジェネレータにより発生されるトルクとの一方または両方が駆動輪に出力されるようになっている。
As shown in FIG. 1, an
車両のフロント側には、主駆動輪(駆動源からのトルクが動力伝達装置100を介さずに直接的に伝達される駆動輪)である左右一対の前輪14,14が配置されている。左右の前輪14,14は、互いにフロントディファレンシャル12を介して連結されている。左右の前輪14,14とフロントディファレンシャル12とは、それぞれアクスルシャフト13,13により連結されている。トランスアクスル11から出力されたトルクは、フロントディファレンシャル12に伝達され、これにより、前輪14,14が駆動されるようになっている。
On the front side of the vehicle, a pair of left and right
具体的には、フロントディファレンシャル12のデフケース12aにリングギヤ12bが一体的に設けられている。リングギヤ12bは、トランスアクスル11の出力ギヤ11aと噛合されている。フロントディファレンシャル12は、左右の前輪14,14へのトルクの差動配分を行う差動動作が可能なものであれば、いかなる構成のものであってもよい。図1では、フロントディファレンシャル12として、互いに噛み合いながら回転する一対のピニオンギヤ12c,12cおよび一対のサイドギヤ12d,12dを備えたものが用いられている。ピニオンギヤ12c,12cおよびサイドギヤ12d,12dは、デフケース12a内に収容されている。
Specifically, a
フロントディファレンシャル12は、トランスファ15に連結されている。トランスファ15には、車両のリヤ側(図1では下側)へ向けて延びるプロペラシャフト(前輪側回転軸)16が連結されている。トランスファ15により、トランスアクスル11から出力されたトルクを車両のリヤ側へも取り出すことが可能となっている。
The front differential 12 is connected to the
車両のリヤ側には、副駆動輪(駆動源からのトルクが動力伝達装置100を介して伝達される駆動輪)である左右一対の後輪19,19が配置されている。左右の後輪19,19は、互いにリヤディファレンシャル(差動機構)17を介して連結されている。左右の後輪19,19とリヤディファレンシャル17とは、それぞれアクスルシャフト18,18により連結されている。リヤディファレンシャル17の構成および機能は、上述したフロントディファレンシャル12と同様となっている。つまり、リヤディファレンシャル17は、デフケース17a、ドライブピニオンシャフト(後輪側回転軸)21の後端部に設けられたドライブピニオンギヤ21aと噛み合うリングギヤ17b、ピニオンギヤ17c,17c、および、サイドギヤ17d,17dを備えた構成となっている。
On the rear side of the vehicle, a pair of left and right
プロペラシャフト16とドライブピニオンシャフト21との間には、動力伝達装置100が設けられている。動力伝達装置100は、アクチュエータ130を備えており、アクチュエータ130は、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)200に接続されている。ECU200は、各種センサからの検出信号、各種スイッチの設定等に基づいてアクチュエータ130を制御することにより、動力伝達装置100の各種制御を行う。この実施形態では、運転席近傍に配設されたモード切替用スイッチ201を運転者が操作することによって、アクチュエータ130が駆動されるようになっている。そして、アクチュエータ130の駆動により、動力伝達装置100の動作状態(動作モード)が、2WDモード(二輪駆動モード)、4WD−AUTOモード(第1の四輪駆動モード)、および4WD−LOCKモード(第2の四輪駆動モード)のうち、いずれか1つに切り替えられるようになっている。なお、モード切替用スイッチ201に限らず、他の操作手段(例えばレバーなど)によって動力伝達装置100の動作モードを切り替える構成としてもよい。
A
次に、上記構成の四輪駆動車に備えられる動力伝達装置100について、図1〜図4を参照して詳しく説明する。動力伝達装置100は、駆動源からのトルクを副駆動輪である後輪19,19に伝達せず主駆動輪である前輪14,14のみに伝達する二輪駆動状態と、駆動源からのトルクを前輪14,14および後輪19,19の両方に伝達する四輪駆動状態とを切替可能に構成されている。
Next, the
具体的には、図2に示すように、動力伝達装置100は、トルク伝達部としてのカップリング部110およびデフロック部120と、これらカップリング部110およびデフロック部120に共用される駆動部としてのアクチュエータ130とを備えている。カップリング部110、デフロック部120、およびアクチュエータ130は、ケース101内に収容されている。また、入力軸であるプロペラシャフト16がケース101に設けられたベアリング102によって支持されている。ケース101の後方側には、リヤディファレンシャル17を収容する図示しないディファレンシャルキャリヤが一体的に連結されるようになっている。そして、動力伝達装置100およびリヤディファレンシャル17が1つのアッシとして構成されるようになっている。なお、動力伝達装置100およびリヤディファレンシャル17をそれぞれ別々に設ける構成としてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
動力伝達装置100において、カップリング部110およびデフロック部120は、並列に配置されている。そして、四輪駆動状態では、カップリング部110およびデフロック部120のうちいずれか一方によって、プロペラシャフト16から出力軸であるドライブピニオンシャフト21へのトルク伝達が可能になっている。一方、二輪駆動状態では、カップリング部110およびデフロック部120によるトルク伝達は行われない。以下、動力伝達装置100の各部についてそれぞれ説明する。
In the
まず、カップリング部110は、図2に示すように、湿式多板クラッチとして構成されている。カップリング部110は、複数のクラッチディスク(摩擦板)111と、複数のクラッチプレート(摩擦板)112とが、軸方向に交互に配置された構成となっている。複数のクラッチディスク111は、円筒状に形成されたクラッチケース113の内周面にスプライン嵌合されており、クラッチケース113に対し、一体回転可能且つ軸方向に変位可能に設けられている。複数のクラッチプレート111は、ドライブピニオンシャフト21の外周面にスプライン嵌合されており、ドライブピニオンシャフト21に対し、一体回転可能且つ軸方向に変位可能に設けられている。
First, the
クラッチケース113は、プロペラシャフト16と一体回転可能に設けられている。クラッチケース113は、リヤディファレンシャル17側に延びるドライブピニオンシャフト21に対し、相対回転可能に設けられている。一方、クラッチケース113は、軸方向には移動不能とされている。クラッチケース113の軸方向の一端部(前端部)の外周には、デフロック部120の入力ギヤ123aが一体回転可能に設けられている。
The
クラッチケース113の軸方向の他端側(後端側)には、摩擦板111,112を軸方向の一方側(前方側)に押圧して、摩擦板111,112同士の間に押付力を発生させるための押圧部材114が設けられている。押圧部材114は、アクチュエータ130のナット部材133と一体的に設けられており、ナット部材133とともに軸方向に移動可能に設けられている。この場合、押圧部材114は、クラッチケース113の外側において、第1押圧部材114aと第2押圧部材114bとに分割された構成となっている。具体的には、押圧部材114は、アクチュエータ130のナット部材133と一体的に設けられ、軸方向と直交する方向に延びる第1押圧部材114aと、摩擦板111,112のうちの一方(ここでは、摩擦板112)と一体的に設けられ、軸方向に延びる筒状の第2押圧部材114bとを備えている。第1押圧部材114aと、第2押圧部材114bとの間には、スラストベアリング114cが介在されている。スラストベアリング114cは、第1押圧部材114aの一方の面(摩擦板111,112側の面)に取り付けられており、スラストベアリング114cによって、第1押圧部材114aに対し、第2押圧部材114bおよび摩擦板112が回転自在になっている。第2押圧部材114bは、クラッチケース113と同心状に配置されており、第2押圧部材114bの内部にドライブピニオンシャフト21が挿通されている。また、第1押圧部材114aには、図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔にドライブピニオンシャフト21が挿通されている。
On the other end side (rear end side) of the
なお、図示しないシール部材によってクラッチケース113内は液密に保たれており、クラッチケース113内にはオイル(作動油)が封入されている。なお、クラッチケース113内にオイルを封入する構成に限らず、動力伝達装置100の各部を潤滑するオイル(ケース101内のオイル)、あるいは、リヤディファレンシャル17を潤滑するオイルをクラッチケース113内に導入する構成としてもよい。
In addition, the inside of the
カップリング部110は、アクチュエータ130によって押圧部材114が軸方向に移動されることで、係合状態または解放状態に切り替えられる。具体的には、動力伝達装置100が、2WDモード(図3参照)または4WD−LOCKモード(図4参照)に切り替えられているとき、カップリング部110は、解放状態に切り替えられる。カップリング部110の解放状態では、第1押圧部材114aは、図3に示す軸方向の中間位置または図4に示す軸方向の後端位置まで移動され、第1押圧部材114aが第2押圧部材114bから離間される。これにより、押圧部材114による摩擦板111,112への押圧力が作用しなくなり、摩擦板111,112間にオイルが流れ込み、摩擦板111,112同士が互いに離間される。その結果、カップリング部110によるプロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21へのトルク伝達は行われなくなる。なお、この場合、摩擦板111,112の軸方向の他方側(後方側)への移動は、クラッチケース113の段差部113aによって規制される。
The
一方、動力伝達装置100が、4WD−AUTOモード(図2参照)に切り替えられているとき、カップリング部110は、係合状態に切り替えられる。カップリング部110の係合状態では、第1押圧部材114aは、図2に示すように、軸方向の一方側(前方側)に移動され、第1押圧部材114aによって第2押圧部材114bが押圧される。これにより、押圧部材114による摩擦板111,112への押圧力が作用するようになり、摩擦板111,112同士が互いに圧接される。その結果、カップリング部110によるプロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21へのトルク伝達が行われるようになる。
On the other hand, when the
次に、デフロック部120は、プロペラシャフト16とドライブピニオンシャフト21とを直結状態として、プロペラシャフト16とドライブピニオンシャフト21との間をデフロック状態(差動制限状態)とするために設けられている。図2に示すように、デフロック部120は、プロペラシャフト16およびドライブピニオンシャフト21と平行に設けられたカウンタシャフトを備えている。カウンタシャフトは、駆動側カウンタシャフト121aと、この駆動側カウンタシャフト121aの後方側に同軸上に配置される従動側カウンタシャフト121bとに分割されている。駆動側カウンタシャフト121aと、従動側カウンタシャフト121bとの間には、これら駆動側カウンタシャフト121aと従動側カウンタシャフト121bとの連結/非連結を切り替える同期機構122が設けられている。駆動側カウンタシャフト121aは、ケース101に設けられたベアリング103,103によって支持されている。従動側カウンタシャフト121bは、ケース101に設けられたベアリング104,104によって支持されている。
Next, the
詳細には、駆動側カウンタシャフト121aは、互いに噛み合う入力ギヤ123a,123bを介して、プロペラシャフト16に動力伝達可能に連結されている。入力ギヤ123aは、プロペラシャフト16に一体的に取り付けられたクラッチケース113の外周に設けられており、入力ギヤ123bは、駆動側カウンタシャフト121aの前端側に設けられている。これにより、入力ギヤ123a,123bを介して、プロペラシャフト16の回転が駆動側カウンタシャフト121aに伝達されるようになっている。駆動側カウンタシャフト121aの後端側には、同期機構122のギヤピース122aが設けられている。
Specifically, the drive-
また、従動側カウンタシャフト121bは、互いに噛み合う出力ギヤ124a,124bを介して、ドライブピニオンシャフト21に動力伝達可能に連結されている。出力ギヤ124aは、従動側カウンタシャフト121bの後端側に設けられている。出力ギヤ124bは、カップリング部110の押圧部材114よりも後方に配置されている。これにより、出力ギヤ124a,124bを介して、従動側カウンタシャフト121bの回転がドライブピニオンシャフト21に伝達可能になっている。従動側カウンタシャフト121bの前端側には、同期機構122のギヤピース122bが設けられている。
The driven
同期機構122としては、例えば、一般的に公知のシンクロメッシュ機構などが用いられるが、ここではその詳細な説明は省略し、簡単に説明する。同期機構122は、ギヤピース122a,122b、ほぼ円筒状のスリーブ122cなどを備えている。スリーブ122cの内周面の前端部には、駆動側カウンタシャフト121aのギヤピース122aと噛合可能な内周歯122dが形成されている。スリーブ122cの内周面の後端部には、従動側カウンタシャフト121bのギヤピース122bと噛合可能な内周歯122eが形成されている。
For example, a generally known synchromesh mechanism or the like is used as the
スリーブ122cは、アクチュエータ130のナット部材133と一体的に設けられており、ナット部材133とともに軸方向に移動可能に設けられている。また、スリーブ122cと、ナット部材133との間には、ベアリング125が介在されており、ベアリング125によって、ナット部材133に対し、スリーブ122cが回転自在になっている。そして、スリーブ122cが軸方向に移動することによって、駆動側カウンタシャフト121aと従動側カウンタシャフト121bとの連結/非連結が切り替えられるようになっている。なお、同期機構122は、駆動側カウンタシャフト121aと従動側カウンタシャフト121bとの連結/非連結を切り替えることが可能なものであれば、他の構成としてもよい。
The
デフロック部120は、アクチュエータ130によってスリーブ122cが軸方向に移動されることで、連結状態または非連結状態に切り替えられる。具体的には、動力伝達装置100が、4WD−AUTOモード(図2参照)または2WDモード(図3参照)に切り替えられているとき、デフロック部120は、非連結状態に切り替えられる。デフロック部120の非連結状態では、スリーブ122cは、図3に示す軸方向の中間位置よりも軸方向の一方側(前方側)に移動され、スリーブ122cの内周歯122eと従動側カウンタシャフト121bのギヤピース122bとの噛み合いが解除されている。これにより、スリーブ122cによる駆動側カウンタシャフト121aと従動側カウンタシャフト121bとの連結が解除され、駆動側カウンタシャフト121aと従動側カウンタシャフト121bとが非連結状態になる。その結果、デフロック部120によるプロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21へのトルク伝達は行われなくなる。
The
一方、動力伝達装置100が、4WD−LOCKモード(図4参照)に切り替えられているとき、デフロック部120は、連結状態に切り替えられる。デフロック部120の連結状態では、スリーブ122cは、図4に示す軸方向の後端位置まで移動され、スリーブ122cの内周歯122d,122eがギヤピース122a,122bにそれぞれ噛み合っている。これにより、駆動側カウンタシャフト121aと従動側カウンタシャフト121bとが連結状態になる。その結果、デフロック部120によるプロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21へのトルク伝達が行われるようになる。
On the other hand, when the
次に、アクチュエータ130は、上述したカップリング部110およびデフロック部120の動作状態を切り替えるもので、図2に示すように、カップリング部110およびデフロック部120に共通して用いられている。つまり、単一のアクチュエータ130によって、カップリング部110の係合状態と解放状態との切り替え、および、デフロック部120の連結状態と非連結状態との切り替えが並行して行われるようになっている。
Next, the
図2に示すように、アクチュエータ130は、電動モータ131と、ネジ軸132と、ナット部材(可動部材)133とを備えている。電動モータ131の出力軸には、ネジ軸132の一端が一体回転可能に連結されている。ネジ軸132は、ドライブピニオンシャフト21と平行に延びる棒状の部材であり、その表面には螺旋状のネジ溝132aが形成されている。ネジ軸132の他端部には、ネジ軸132を回転自在に支持するベアリング134が設けられている。一方、ネジ軸132の軸方向の移動は規制されている。
As shown in FIG. 2, the
ネジ軸132には、ナット部材133が螺合されている。ナット部材133は、例えば、ボールネジとされている。この場合、ナット部材133とネジ軸132との間にボールが循環可能な状態で配置される。上述したように、ナット部材133は、カップリング部110の押圧部材114の第1押圧部材114aおよびデフロック部120のスリーブ122cと一体的に軸方向に移動可能になっている。
A
そして、電動モータ131の駆動によりネジ軸132が回転すると、ナット部材133と第1押圧部材114aとスリーブ122cとが、ネジ軸132に沿って軸方向に移動する。電動モータ131が正回転方向に駆動されると、ナット部材133と第1押圧部材114aとスリーブ122cとが軸方向の一方側(前方側)に移動され、逆に、電動モータ131が逆回転方向に駆動されると、ナット部材133と第1押圧部材114aとスリーブ122cとが軸方向の他方側(後方側)に移動される。なお、アクチュエータ130は、第1押圧部材114aおよびスリーブ122cを移動させる可動部材を軸方向に移動可能なものであれば、他の構成としてもよく、例えば、直動モータにより可動部材を軸方向に移動する構成としてもよい。
When the
この実施形態では、アクチュエータ130のナット部材133の軸方向の位置に応じて、カップリング部110およびデフロック部120の動作状態が切り替えられ、これにともなって、動力伝達装置100が、4WD−AUTOモード(図2参照)、2WDモード(図3参照)、および4WD−LOCKモード(図4参照)のうち、いずれか1つに切り替えられるようになっている。以下、動力伝達装置100の各モードについてそれぞれ説明する。
In this embodiment, the operating state of the
まず、運転者によりモード切替用スイッチ201が操作され、4WD−AUTOモードが選択されると、アクチュエータ130が駆動され、図2に示すように、ナット部材133が軸方向の一方側(前方側)に移動される。これにより、カップリング部110の押圧部材114の第1押圧部材114aが軸方向の一方側に移動され、カップリング部110が係合状態に切り替えられるとともに、デフロック部120のスリーブ122cが軸方向の一方側に移動され、デフロック部120が非連結状態に切り替えられる。カップリング部110が係合状態に切り替えられることで、プロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21へのトルク伝達が行われ、後輪19,19側にトルクが伝達される。
First, when the
この4WD−AUTOモードでは、ナット部材133の軸方向の位置に応じて、プロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21への伝達トルクが変化する。つまり、ナット部材133の軸方向の位置に応じて、カップリング部110の第1押圧部材114aの軸方向の位置が変化し、押圧部材114による摩擦板111,112への押圧力が変化する。これにともない、カップリング部110の係合トルクが変化し、プロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21への伝達トルクが変化する。具体的には、ナット部材133が軸方向の一方側(前方側)に移動されるほど、カップリング部110の係合トルクが大きくなり、プロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21への伝達トルクが大きくなる。そして、ナット部材133が、図2に示す軸方向の前端位置まで移動されると、カップリング部110の係合トルクが最大になり、プロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21への伝達トルクが最大になる。
In the 4WD-AUTO mode, the transmission torque from the
次に、運転者によりモード切替用スイッチ201が操作され、2WDモードが選択されると、アクチュエータ130が駆動され、ナット部材133が図3に示す軸方向の中間位置(中立位置)まで移動される。これにより、カップリング部110の押圧部材114の第1押圧部材114aが図3に示す軸方向の中間位置まで移動され、カップリング部110が解放状態に切り替えられるとともに、デフロック部120のスリーブ122cが図3に示す軸方向の中間位置まで移動され、デフロック部120が非連結状態に切り替えられる。カップリング部110が解放状態に切り替えられ、デフロック部120が非連結状態に切り替えられることで、プロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21へのトルク伝達が行われなくなり、後輪19,19側にトルクが伝達されなくなる。
Next, when the driver operates the
次に、運転者によりモード切替用スイッチ201が操作され、4WD−LOCKモードが選択されると、アクチュエータ130が駆動され、図4に示すように、ナット部材133が軸方向の他方側(後方側)に移動される。これにより、カップリング部110の押圧部材114の第1押圧部材114aが軸方向の他方側に移動され、カップリング部110が解放状態に切り替えられるとともに、デフロック部120のスリーブ122cが軸方向の他方側に移動される。そして、同期装置122によって駆動側カウンタシャフト121aと従動側カウンタシャフト121bとの回転が同期された後、スリーブ122cが図4に示す後端位置まで移動されると、スリーブ122cの内周歯122d,122eがギヤピース122a,122bにそれぞれ噛み合う。これにより、駆動側カウンタシャフト121aと従動側カウンタシャフト121bとが連結状態になり、デフロック部120が連結状態に切り替えられる。デフロック部120が連結状態に切り替えられることで、プロペラシャフト16からドライブピニオンシャフト21へのトルク伝達が行われ、後輪19,19側にトルクが伝達される。
Next, when the driver operates the
この4WD−LOCKモードでは、プロペラシャフト16から入力されたトルクが、デフロック部120を介してドライブピニオンシャフト21にそのまま出力されるようになっている。そして、デフロック部120による伝達トルクは、カップリング部110による最大の伝達トルクよりも大きい。言い換えれば、4WD−LOCKモードにおける動力伝達装置100による伝達トルクは、4WD−AUTOモードにおける動力伝達装置100による最大の伝達トルクよりも大きい。
In the 4WD-LOCK mode, the torque input from the
この実施形態によれば、共通のアクチュエータ130によって、カップリング部110の係合状態と解放状態との切り替え、および、デフロック部120の連結状態と非連結状態との切り替えが行われるので、動力伝達装置100の構成の簡素化を図ることができる。そして、電動モータ131の駆動によりナット部材133を軸方向に移動させるだけで、押圧部材114およびスリーブ122cがナット部材133と一体的に軸方向に移動されるので、4WD−AUTOモード、2WDモード、および4WD−LOCKモードの相互の切り替えを容易に行うことができる。
According to this embodiment, the
また、カップリング部110の引きずりトルクを低減しつつ、後輪19,19側へのトルク伝達応答性を向上させることが可能になる。この点について詳しく説明する。4WD−LOCKモードでは、デフロック部120を連結状態に切り替えることで、プロペラシャフト16とドライブピニオンシャフト21とが直結されるので、後輪19,19側に要求されるトルクを容易に確保することができ、登坂時やスタック状態からの脱出時における四輪駆動性能を向上させることができる。そして、後輪19,19側へのトルク伝達応答性を向上させることができ、登坂路発進時のずり下がりの現象を回避することができる。
Further, the torque transmission response to the
ここで、デフロック部120が設けられていなければ、スタック状態からの脱出時等における後輪19,19側への要求トルクをカップリング部110のみによって確保する必要がある。このため、カップリング部110の摩擦板111,112同士の間隔を小さくしたり、摩擦板111,112の枚数を多くする必要がある。また、スタック状態からの脱出時等において、熱害からカップリング部110を保護する観点から長時間、カップリング部110による四輪駆動状態を継続することが難しいといった問題もある。
Here, if the
しかし、この実施形態によれば、4WD−LOCKモードでデフロック部120が連結状態に切り替えられることによって、スタック状態からの脱出時等における後輪19,19側への要求トルクをデフロック部120によって容易に確保することができ、その要求トルクをカップリング部110によって確保する必要がなくなる。カップリング部110では、4WD−AUTOモードで車両の旋回時、加速時等に後輪19,19側に要求されるトルクを少なくとも確保できれば十分なので、カップリング部110の最大の係合トルク(係合容量)を小さく抑えることができる。これにより、カップリング部110の摩擦板111,112の枚数を減らすことができ、カップリング部110の小型化を図ることができる。また、カップリング部110の摩擦板111,112同士の間隔を大きく確保することができる。さらに、スタック状態からの脱出時等において、デフロック部120を連結状態とする4WD−LOCKモードの長時間の継続が可能になるとともに、この4WD−LOCKモードではカップリング部110が解放状態に切り替えられるので、カップリング部110の熱害を確実かつ容易に回避することができる。
However, according to this embodiment, when the
そして、カップリング部110の摩擦板111,112同士の間隔を確保したり、摩擦板111,112の枚数を少なくできるため、摩擦板111,112間のオイルの粘性抵抗による引きずりトルクを低減することができ、引きずりトルクによる損失を低減することができ、2WDモードでの燃費向上を図ることができる。また、回生制動時に前輪14,14側での回生エネルギーの低減を抑制することができる。さらに、二輪被牽引時、カップリング部110の発熱量を低減することができる。
And since the space | interval of the
また、4WD−AUTOモードでは、アクチュエータ130によりカップリング部110の係合トルクを制御することで、後輪19,19側への伝達トルクを車両の走行状態等に応じて適切に制御することができ、従来のスタンバイ式の四輪駆動車と同等の四輪駆動性能を確保することができる。
In the 4WD-AUTO mode, by controlling the engagement torque of the
−他の実施形態−
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。
-Other embodiments-
The present invention is not limited only to the above-described embodiments, and all modifications and applications within the scope of the claims and within the scope equivalent to the scope are possible.
カップリング部は、湿式多板クラッチを備えるものであれば、特に限定されず、上述した以外の構成であってもよい。また、デフロック部は、入力軸と出力軸とを直結可能なものであれば、特に限定されず、上述した以外の構成であってもよい。 The coupling unit is not particularly limited as long as it includes a wet multi-plate clutch, and may have a configuration other than those described above. In addition, the differential lock unit is not particularly limited as long as it can directly connect the input shaft and the output shaft, and may have a configuration other than those described above.
上記実施形態では、カップリング部110の押圧部材114は、第1押圧部材114aおよび第2押圧部材114bを備える構成としたが、アクチュエータ130によって摩擦板111,112を押圧することが可能な構成であれば、他の構成としてもよい。例えば、図5に示すように、押圧部材115を、第1押圧部115aおよび第2押圧部115bが一体的に形成された構成としてもよい。図5に示す変形例1では、第1押圧部115aは、軸方向と直交する方向に延びており、アクチュエータ130のナット部材133に一体的に取り付けられている。第2押圧部115bは、筒状に形成され軸方向に延びており、クラッチケース113と同心状に配置されている。また、第2押圧部115bは、第1押圧部115aの一方の面(摩擦板111,112側の面)に一体的に取り付けられている。そして、第2押圧部115bと、摩擦板111,112のうちの一方(ここでは、摩擦板112)との間には、スラストベアリング115cが介在されている。スラストベアリング115cは、摩擦板112に取り付けられており、スラストベアリング115cによって、押圧部材115(第2押圧部115b)に対し、摩擦板112が回転自在になっている。
In the above embodiment, the pressing
また、上記実施形態では、動力伝達装置100をプロペラシャフト16とドライブピニオンシャフト21との間に配置したが、駆動源からのトルクを副駆動輪側に伝達可能な箇所であれば、それ以外の箇所に動力伝達装置を配置してもよい。例えば、フロントプロペラシャフトとリヤプロペラシャフトとの間に動力伝達装置を配置する構成としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
上記実施形態では、動力伝達装置100が4WD−AUTOモードおよび4WD−LOCKモードを両方とも備えていたが、動力伝達装置を、図6、図7に示すように、4WD−AUTOモードおよび4WD−LOCKモードのうち片方しか備えない構成とすることも可能である。
In the above embodiment, the
図6に示す他の実施形態1に係る動力伝達装置100Aは、図2等に示す上記実施形態の動力伝達装置100からデフロック部120を省略した構成になっている。動力伝達装置100Aは、2WDモード、および4WD−AUTOモードのうちいずれか一方に切り替えられるようになっており、上記実施形態の動力伝達装置100の4WD−LOCKモードを備えていない。なお、便宜上、クラッチケース113の軸方向の一端部(前端部)の外周に設けられた入力ギヤ123aと、ドライブピニオンシャフト21に設けられた出力ギヤ124bとが残されている。
A
これに対し、図7に示す他の実施形態2に係る動力伝達装置100Bは、図2等に示す上記実施形態の動力伝達装置100からカップリング部110を省略した構成になっている。動力伝達装置100Bは、2WDモード、および4WD−LOCKモードのうちいずれか一方に切り替えられるようになっており、上記実施形態の動力伝達装置100の4WD−AUTOモードを備えていない。なお、便宜上、プロペラシャフト16を支持するベアリング105と、ドライブピニオンシャフト21を支持するベアリング106とが追加されている。
In contrast, a
ここで、ケース101に対し、カップリング部110とデフロック部120とを着脱可能に設けておくことで、同じユニットで3つの動力伝達装置100、100A、100Bを必要に応じて提供することができる。つまり、4WD−AUTOモードと4WD−LOCKモードを両方とも備える動力伝達装置100、4WD−AUTOモードのみを備える動力伝達装置100A、および4WD−LOCKモードのみを備える動力伝達装置100Bのうちいずれか1つを選択的に提供することができる。
Here, by providing the
上記実施形態では、前輪駆動ベースの四輪駆動車に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、後輪駆動ベースの四輪駆動車にも適用可能である。また、駆動源としてエンジンおよびモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、駆動源としてエンジンのみを備えた車両にも適用可能である。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a front wheel drive-based four-wheel drive vehicle has been described, but the present invention is also applicable to a rear wheel drive-based four-wheel drive vehicle. Moreover, although the example which applied this invention to the hybrid vehicle provided with the engine and the motor generator as a drive source was given, this invention is applicable also to the vehicle provided only with the engine as a drive source.
本発明は、駆動源からのトルクを副駆動輪に伝達せず主駆動輪のみに伝達する二輪駆動状態と、駆動源からのトルクを主駆動輪および副駆動輪の両方に伝達する四輪駆動状態とを切替可能に構成された四輪駆動車の動力伝達装置に利用可能である。 The present invention includes a two-wheel drive state in which torque from a drive source is transmitted to only the main drive wheel without transmitting it to the sub drive wheel, and four-wheel drive in which torque from the drive source is transmitted to both the main drive wheel and the sub drive wheel. The present invention can be used for a power transmission device of a four-wheel drive vehicle configured to be switchable between states.
10 エンジン
14 前輪(主駆動輪)
16 プロペラシャフト(入力軸)
19 後輪(副駆動輪)
21 ドライブピニオンシャフト(出力軸)
100 動力伝達装置
110 カップリング部
111 クラッチディスク(摩擦板)
112 クラッチプレート(摩擦板)
114 押圧部材
120 デフロック部
121a 駆動側カウンタシャフト
121b 従動側カウンタシャフト
122 同期機構
122c スリーブ
130 アクチュエータ
131 電動モータ
132 ネジ軸
133 ナット部材
10
16 Propeller shaft (input shaft)
19 Rear wheel (sub-drive wheel)
21 Drive pinion shaft (output shaft)
DESCRIPTION OF
112 Clutch plate (friction plate)
114 Pressing
Claims (5)
前記主駆動輪側に設けられた入力軸と、前記副駆動輪側に設けられた出力軸との間に配置され、
前記入力軸から入力されたトルクを湿式多板クラッチの係合トルクに応じて前記出力軸に伝達する係合状態と、トルク伝達を行わない解放状態とを切替可能に構成されたカップリング部と、
前記入力軸および前記出力軸を直結する連結状態と、トルク伝達を行わない非連結状態とを切替可能に構成されたデフロック部とを備え、
前記カップリング部の係合状態と解放状態との切り替え、および、前記デフロック部の連結状態と非連結状態との切り替えが、共通のアクチュエータによって行われることを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。 A two-wheel drive state in which the torque from the drive source is transmitted to only the main drive wheel without being transmitted to the sub drive wheel, and a four-wheel drive state in which the torque from the drive source is transmitted to both the main drive wheel and the sub drive wheel. A power transmission device for a four-wheel drive vehicle configured to be switchable,
Arranged between an input shaft provided on the main drive wheel side and an output shaft provided on the sub drive wheel side;
A coupling portion configured to be able to switch between an engagement state in which torque input from the input shaft is transmitted to the output shaft in accordance with an engagement torque of a wet multi-plate clutch and a release state in which torque transmission is not performed; ,
A differential lock portion configured to be able to switch between a connected state in which the input shaft and the output shaft are directly connected and a non-connected state in which torque transmission is not performed;
Power transmission of a four-wheel drive vehicle, wherein switching between the engaged state and the released state of the coupling portion and switching between the connected state and the disconnected state of the differential lock portion are performed by a common actuator. apparatus.
前記カップリング部が係合状態、かつ、前記デフロック部が非連結状態となる第1の四輪駆動状態と、
前記カップリング部が解放状態、かつ、前記デフロック部が連結状態となる第2の四輪駆動状態と、
前記カップリング部が解放状態、かつ、前記デフロック部が非連結状態となる二輪駆動状態とが、前記アクチュエータにより切り替えられることを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。 The power transmission device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1,
A first four-wheel drive state in which the coupling portion is in an engaged state, and the differential lock portion is in a disconnected state;
A second four-wheel drive state in which the coupling portion is in a released state, and the differential lock portion is in a connected state;
A power transmission device for a four-wheel drive vehicle, wherein the actuator is switched between a two-wheel drive state in which the coupling portion is in a released state and the differential lock portion is in a disconnected state.
前記アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの出力軸に連結されたネジ軸と、前記ネジ軸に螺合されたナット部材とを備え、
前記電動モータの駆動により前記ナット部材が前記ネジ軸に沿って軸方向に移動することで、前記第1の四輪駆動状態、前記第2の四輪駆動状態、および前記二輪駆動状態のうち1つに切り替えられることを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。 The power transmission device for a four-wheel drive vehicle according to claim 2,
The actuator includes an electric motor, a screw shaft connected to the output shaft of the electric motor, and a nut member screwed to the screw shaft,
One of the first four-wheel drive state, the second four-wheel drive state, and the two-wheel drive state is caused by the nut member moving in the axial direction along the screw shaft by driving the electric motor. A power transmission device for a four-wheel drive vehicle characterized by being switched to one.
前記デフロック部は、前記入力軸にギヤにより連結された駆動側カウンタ軸と、前記出力軸にギヤにより連結された従動側カウンタ軸と、前記駆動側カウンタ軸および前記従動側カウンタ軸の連結/非連結を切り替えるスリーブとを備え、
前記ナット部材には、前記湿式多板クラッチの摩擦板を押圧する押圧部材、および、前記デフロック部のスリーブが、軸方向に一体的に移動するように設けられていることを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。 The power transmission device for a four-wheel drive vehicle according to claim 3,
The differential lock unit includes a drive-side counter shaft connected to the input shaft by a gear, a driven-side counter shaft connected to the output shaft by a gear, and connection / non-connection of the drive-side counter shaft and the driven-side counter shaft. A sleeve for switching the connection,
The four-wheeled vehicle characterized in that a pressing member that presses the friction plate of the wet multi-plate clutch and a sleeve of the differential lock portion are provided on the nut member so as to move integrally in the axial direction. Power transmission device for driving car.
前記ナット部材の軸方向の一端側への移動により、前記押圧部材により前記湿式多板クラッチの摩擦板が押圧されるとともに、前記スリーブによる前記駆動側カウンタ軸および前記従動側カウンタ軸の連結が解除されることで、前記第1の四輪駆動状態に切り替えられ、
前記ナット部材の軸方向の他端位置への移動により、前記押圧部材による前記湿式多板クラッチの摩擦板の押圧が解除されるとともに、前記スリーブにより前記駆動側カウンタ軸および前記従動側カウンタ軸が連結されることで、前記第2の四輪駆動状態に切り替えられ、
前記ナット部材の軸方向の中間位置への移動により、前記押圧部材による前記湿式多板クラッチの摩擦板の押圧が解除されるとともに、前記スリーブによる前記駆動側カウンタ軸および前記従動側カウンタ軸の連結が解除されることで、前記二輪駆動状態に切り替えられることを特徴とする四輪駆動車の動力伝達装置。 The power transmission device for a four-wheel drive vehicle according to claim 4,
As the nut member moves toward one end in the axial direction, the friction plate of the wet multi-plate clutch is pressed by the pressing member, and the connection of the driving side counter shaft and the driven side counter shaft by the sleeve is released. Is switched to the first four-wheel drive state,
The movement of the nut member to the other end position in the axial direction releases the pressing of the friction plate of the wet multi-plate clutch by the pressing member, and the drive-side counter shaft and the driven-side counter shaft are moved by the sleeve. By being connected, it is switched to the second four-wheel drive state,
When the nut member moves to an intermediate position in the axial direction, the pressing of the friction plate of the wet multi-plate clutch by the pressing member is released, and the driving side counter shaft and the driven side counter shaft are connected by the sleeve. The power transmission device for a four-wheel drive vehicle can be switched to the two-wheel drive state by releasing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011094053A JP2012224229A (en) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | Power transmission device for four-wheel drive vehicle |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016074342A (en) * | 2014-10-07 | 2016-05-12 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle transfer case |
-
2011
- 2011-04-20 JP JP2011094053A patent/JP2012224229A/en not_active Withdrawn
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