JP2599305B2 - Power distribution control device for four-wheel drive vehicle - Google Patents

Power distribution control device for four-wheel drive vehicle

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JP2599305B2
JP2599305B2 JP1277846A JP27784689A JP2599305B2 JP 2599305 B2 JP2599305 B2 JP 2599305B2 JP 1277846 A JP1277846 A JP 1277846A JP 27784689 A JP27784689 A JP 27784689A JP 2599305 B2 JP2599305 B2 JP 2599305B2
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利雄 小林
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合プラネタリギヤ式センターディファレ
ンシャル装置を備えた4輪駆動車の動力配分制御装置に
関し、詳しくは、手動変速機付装置きトランスフアクス
ル型における変速機出力側,前後輪駆動系,センターデ
ィファレンシャル装置および差動制限装置の組立構造に
関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power distribution control device for a four-wheel drive vehicle equipped with a compound planetary gear type center differential device, and more particularly to a transfer axle type device with a manual transmission. And an assembly structure of a transmission output side, a front and rear wheel drive system, a center differential device, and a differential limiting device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、手動変速機付縦置きトランスアクスル型をベー
スとしたセンターディファレンシャル装置付4輪駆動車
に関しては、例えば英国特許第1,114,756号の先行技術
がある。ここで、変速機の出力軸の後方のトランスファ
内にベベルギヤ式センターディファレンシャル装置を同
軸上に配置し、一方のサイドギヤから変速機出力軸の内
部のドライブ軸,一対のギヤを介して前輪に伝動構成
し、他方のサイドギヤから後輪に伝動構成する。そして
センターディファレンシャル装置により前後輪に等トル
ク配分する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as for a four-wheel drive vehicle with a center differential device based on a vertical transaxle type with a manual transmission, for example, there is a prior art of British Patent No. 1,114,756. Here, a bevel gear type center differential device is coaxially arranged in the transfer behind the output shaft of the transmission, and is transmitted from one side gear to the front wheels via a drive shaft inside the transmission output shaft and a pair of gears. The transmission is configured to be transmitted from the other side gear to the rear wheel. Then, equal torque is distributed to the front and rear wheels by the center differential device.

また、例えば米国特許第3,748,928号の先行技術で
は、シンプルプラネタリギヤ式センターディファレンシ
ャル装置を用いて前後輪に不等トルク配分し、前後出力
要素の間に差動制限装置を設けることが示されている。
Further, for example, in the prior art of U.S. Pat. No. 3,748,928, it is disclosed that unequal torque is distributed to front and rear wheels using a simple planetary gear type center differential device, and a differential limiting device is provided between front and rear output elements.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上記先行技術の前者のものにあっては、ベ
ベルギア式の等トルク配分であり、悪路での走破性が最
大に発揮されるが、低μ路等で容易にスリップが生じ
る。このスリップ防止のためセンターディファレンシャ
ル装置に差動制限機能を付加すると、駆動力は向上する
が、操縦性は特に向上するわけではなく、4輪のスリッ
プ発生条件が同一のため、高速旋回時等において4輪同
時にスリップして操縦困難になる場合もある。
By the way, in the former of the prior art, a bevel gear type equal torque distribution is used, and the running performance on rough roads is maximized, but slippage occurs easily on low μ roads and the like. If a differential limiting function is added to the center differential device to prevent this slip, the driving force will be improved, but the maneuverability will not be particularly improved. In some cases, the four wheels may slip at the same time, making steering difficult.

また、先行技術の後者のものにあっては、後輪トルク
配分が多い不等トルク配分のため、スリップ状態でも操
縦安定性が確保される。しかし、トランスアクスル型に
組合せる場合は、キャリヤ入力,サンギヤ前輪出力,リ
ングギヤ後輪出力であり、しかも入力要素は前輪出力要
素と同軸上でかつ外側に配置されるため、単純には組合
せができない。また、トルク配分の設定に自由度がな
く、装置が大型化する問題がある。
Further, in the latter case of the prior art, the steering stability is ensured even in the slip state because of the unequal torque distribution in which the rear wheel torque distribution is large. However, when combined with a transaxle type, the combination is a carrier input, a sun gear front wheel output, and a ring gear rear wheel output, and the input elements are arranged coaxially with the front wheel output element and outside, so that simple combination is not possible. . In addition, there is a problem in that there is no flexibility in setting the torque distribution, and the device becomes large.

更に、本発明のようにフロントドライブ軸のドライブ
ピニオンが直接ハイポイドのファイナルギヤに噛合う場
合は、大きいスラスト荷重が生じる。このため、変速機
出力軸の内部のフロントドライブ軸およびそれに連結す
る部品は、前後方向に対してスラスト荷重が受けられる
ように確実に軸承する必要がある。この点で、先行技術
の前者は、フロントドライブ軸とドライブピニオンが2
分割構造のために軸承は容易であるがフロントドライブ
伝達系が複雑であり、また後者は、油圧多数クラッチの
前後で軸承構成することが要求される。このため、全体
構造が複雑になって、組付性,剛性等の悪化を招き、軸
承構造により長大化を招く等の問題がある。
Further, when the drive pinion of the front drive shaft directly meshes with the hypoid final gear as in the present invention, a large thrust load is generated. For this reason, the front drive shaft inside the transmission output shaft and the components connected to the front drive shaft must be securely supported so that a thrust load can be received in the front-rear direction. In this regard, the former of the prior art has two front drive shafts and two drive pinions.
Due to the split structure, the bearing is easy, but the front drive transmission system is complicated, and the latter requires the bearing to be configured before and after the hydraulic multiple clutch. For this reason, there is a problem that the whole structure becomes complicated, the assemblability, rigidity and the like are deteriorated, and the bearing structure is lengthened.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、手動変速機を備えた縦置きトランス
アクスル型で変速機出力軸,その内部のフロントドライ
ブ軸,センターディファレンシャル装置および差動制限
装置が同軸上に配置される場合に、それらをスラスト荷
重を受けることが可能に一体的に締結構成し、駆動系を
短縮化すると共に組立作業性等を向上して、しかもコン
パクトな構造でありながら、トルク配分の自由度を高め
ることが可能な4輪駆動車の動力配分制御装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a vertical transaxle type transmission having a manual transmission, a transmission output shaft, a front drive shaft therein, a center differential device, and a differential. When the motion limiting devices are arranged coaxially, they are integrally fastened so that they can receive a thrust load, which shortens the drive system and improves the workability of assembly, etc., and has a compact structure. However, an object of the present invention is to provide a power distribution control device for a four-wheel drive vehicle that can increase the degree of freedom in torque distribution.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、本願発明の4輪駆動車の
動力配分装置は、手動変速機の出力軸の内部に配置され
たフロントドライブ軸を直接フロントディファレンシャ
ル装置に連結し、上記変速機出力軸,フロントドライブ
軸および後輪へのトランスファ軸の間にセンターディフ
ァレンシャル装置を配置する4輪駆動車において、上記
フロントドライブ軸を後方に延設し、上記フロントドラ
イブ軸上において上記変速機出力軸,センターディファ
レンシャル装置で上記フロントドライブ軸に連結する出
力要素およびトランスファ軸をスラストベアリングを介
して連結し、上記フロントドライブ軸の終端のロックナ
ットにより一体に締結し、上記フロントドライブ軸,変
速機出力軸およびトランスファ軸上に、上記センターデ
ィファレンシャル装置,差動制限装置を同軸上に組合せ
構成してするものであって、上記センターディファレン
シャル装置は、変速機出力軸,トランスファ軸に形成さ
れるサンギヤ,一体形成されて各サンギヤに噛み合うピ
ニオンおよびピニオンを支持するキャリヤからなる複合
プラネタリギヤ式であり、上記キャリヤの両側を軸受け
支持し、2つのピニオンの間でフロントドライブ軸に連
結して組み付けることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a power distribution device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention includes a front drive shaft disposed inside an output shaft of a manual transmission, which is directly connected to a front differential device. In a four-wheel drive vehicle in which a center differential device is arranged between a front drive shaft and a transfer shaft to a rear wheel, the front drive shaft is extended rearward, and the transmission output shaft, the center, and the center are arranged on the front drive shaft. An output element and a transfer shaft connected to the front drive shaft by a differential device are connected via a thrust bearing, and integrally fastened by a lock nut at a terminal end of the front drive shaft, and the front drive shaft, the transmission output shaft and the transfer On the shaft, the center differential The center differential device comprises a transmission output shaft, a sun gear formed on a transfer shaft, a pinion integrally formed and meshing with each sun gear, and a pinion. It is a compound planetary gear type comprising a carrier to be supported, and is characterized in that both sides of the carrier are bearing-supported and connected to a front drive shaft between two pinions and assembled.

〔作用〕[Action]

上記構成に基づき、フロントディファレンシャル装置
に直接連結するフロントドライブ軸に、変速機出力軸,
センターディファレンシャル装置,差動制限装置,トラ
ンスファ軸等を取付け、ロックナットで締結することで
一体的に組付け構成される。そして複合プラネタリギヤ
式のセンターディファレンシャル装置により前後輪にト
ルク配分し、差動制限装置によりスリップ等に応じてト
ルク配分制御する。
Based on the above configuration, a transmission output shaft, a transmission output shaft, and a front drive shaft directly connected to the front differential device.
A center differential device, a differential limiting device, a transfer shaft, and the like are attached and fastened with a lock nut to be integrally assembled. Then, torque is distributed to the front and rear wheels by a compound planetary gear type center differential device, and torque distribution control is performed by a differential limiting device according to slip or the like.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図において、本発明が適用される縦置きトランス
アクスル型の駆動系について述べると、トランスミッシ
ョンケース1にトランスファケース2を介してエクステ
ンションケース3が接合される。そしてエンジン側のク
ランク軸11がフライホィール12を介してクラッチ13に連
結し、このクラッチ13からの入力軸16が手動変速機30に
入力する。手動変速機30の出力軸19は入力軸16と平行に
配置され、トランスファケース2内部のセンターディフ
ァレンシャル装置50に連結する。変速機出力軸19の内部
にはフロントドライブ軸20が挿通され、センターディフ
ァレンシャル装置50がこのフロントドライブ軸20を介し
てフロントディァレンシャル装置21に連結するのであ
り、このフロントディファレンシャル装置21から前輪に
伝動構成される。
Referring to FIG. 1, a vertical transaxle type drive system to which the present invention is applied will be described. An extension case 3 is joined to a transmission case 1 via a transfer case 2. Then, the engine-side crankshaft 11 is connected to the clutch 13 via the flywheel 12, and the input shaft 16 from the clutch 13 is input to the manual transmission 30. The output shaft 19 of the manual transmission 30 is arranged parallel to the input shaft 16 and is connected to a center differential device 50 inside the transfer case 2. A front drive shaft 20 is inserted into the transmission output shaft 19, and a center differential device 50 is connected to the front differential device 21 via the front drive shaft 20. Transmission.

フロントドライブ軸20は、センターディファレンシャ
ル装置50より更に後方にエクステンションケース3側に
延びて設置され、このフロントドライブ軸20の外側でセ
ンターディファレンシャル装置50の後方にトランスファ
軸22,差動制限用のビスカスカップリング60が同軸上に
配置され、トランスファ軸22にはトランスファドライブ
ギヤ24がスプライン結合し、エクステンショケース3に
対しボールベアリング42dで位置決めおよび支持して取
付けられる。一方、入力軸16と略同一高さにはリヤドラ
イブ軸23が配置され、このリヤドライブ軸23は、前端が
トランスファケース2の軸受部2aにニードルベアリング
40aを介して嵌合すると共にスラストベアリング41aを介
して接して支持され、途中がエクステンションケース3
の軸受部3aのボールベアリング42aで支持される。そし
てトランスファドライブギヤ24にリヤドライブ軸23のド
リブンギヤ25が噛合って、後輪に伝動構成されている。
The front drive shaft 20 extends further toward the extension case 3 behind the center differential device 50, and is provided outside the front drive shaft 20 behind the center differential device 50 at the transfer shaft 22, a viscous cup for limiting the differential. A ring 60 is coaxially arranged, a transfer drive gear 24 is spline-coupled to the transfer shaft 22, and is positioned and supported on the extension case 3 by a ball bearing 42d. On the other hand, a rear drive shaft 23 is disposed at substantially the same height as the input shaft 16, and the rear end of the rear drive shaft 23 is attached to the bearing 2a of the transfer case 2 by a needle bearing.
The extension case 3 is fitted through the thrust bearing 41a and supported by the thrust bearing 41a.
Is supported by the ball bearing 42a of the bearing portion 3a. The driven gear 25 of the rear drive shaft 23 meshes with the transfer drive gear 24 so as to transmit power to the rear wheels.

手動変速機30は、常時噛合い式のものであり、平行な
入力軸16と出力軸19との間に第1速〜第5速用変速ギヤ
31〜35およびシンクロ機構36〜38が設けられ、シンクロ
機構36の外周には更に選択かみ合い式のリバースギヤ機
構39が設けられている。そしてシンクロ機構36ないし38
により変速ギヤ31ないし35のいずれか1つを選択するこ
とで、第1速ないし第5速にシフトし、リバースギヤ機
構39により後退段を得るようになっている。
The manual transmission 30 is of a constant mesh type, and has a first to fifth speed transmission gears between a parallel input shaft 16 and an output shaft 19.
31 to 35 and synchro mechanisms 36 to 38 are provided, and a selective meshing reverse gear mechanism 39 is further provided on the outer periphery of the synchro mechanism 36. And the sync mechanism 36 or 38
By selecting one of the transmission gears 31 to 35, the shift from the first gear to the fifth gear is performed, and the reverse gear mechanism 39 obtains the reverse gear.

第2図において、センターディファレンシャル装置50
とビスカスカップリング60の部分について述べる。
In FIG. 2, a center differential device 50 is shown.
And the viscous coupling 60 will be described.

センターディファレンシャル装置50は、フロントドラ
イブ軸20とその外側に同軸上に配置された変速機出力軸
19,トランスファ軸22との間に設けられる。即ち、入力
側の変速機出力軸19に第1のサンギヤ51が、出力側のト
ランスファ軸22に第2のサンギヤ53が形成され、ピニオ
ン部材56の第1,第2のピニオン52,54が第1,第2のサン
ギヤ51,53に噛合う。そして同様の出力側のフロントド
ライブ軸20に結合するキャリヤ55のピニオン軸57にピニ
オン部材56がニードルベアリング40bを介して支持され
るのであり、こうして複合プラネタリギヤ式を成す。
The center differential device 50 includes a transmission output shaft arranged coaxially with the front drive shaft 20 and outside thereof.
19, a transfer shaft 22 is provided. That is, a first sun gear 51 is formed on the input-side transmission output shaft 19, and a second sun gear 53 is formed on the output-side transfer shaft 22, and the first and second pinions 52 and 54 of the pinion member 56 are 1, mesh with the second sun gear 51,53. Then, a pinion member 56 is supported via a needle bearing 40b on a pinion shaft 57 of a carrier 55 connected to a similar front drive shaft 20 on the output side, thus forming a compound planetary gear system.

ここで、キャリヤ55は、左右のフランジ55a,55bをア
ーム55cにより一体化した形状を成し、両フランジ55a,5
5bの間にピニオン軸57により第1,第2のピニオン52,54
が架設される。また、フロントドライブ軸20の途中には
スプライン20aが形成され、第1,第2のピニオン52,54の
間でスプライン20aに連結部材55dがスプライン結合し、
この連結部材55dのアーム55cの係合部55eがスプライン
結合してフロントドライブ軸20側に連結する。更に一方
のフランジ55aは、トランスファケース2の軸受部2bの
ボールベアリング42bで位置決めおよび支持し、他方の
フランジ55bは、トランスファ軸22のボールベアリング4
2cで支持して回転自在に設置される。
Here, the carrier 55 has a shape in which the left and right flanges 55a and 55b are integrated by an arm 55c.
The first and second pinions 52, 54 are driven by the pinion shaft 57 during 5b.
Is erected. A spline 20a is formed in the middle of the front drive shaft 20, and a connecting member 55d is spline-coupled to the spline 20a between the first and second pinions 52, 54.
The engaging portion 55e of the arm 55c of the connecting member 55d is spline-connected and connected to the front drive shaft 20 side. Further, one flange 55a is positioned and supported by a ball bearing 42b of a bearing 2b of the transfer case 2, and the other flange 55b is a ball bearing 4 of the transfer shaft 22.
It is installed rotatably supported by 2c.

こうして、変速機出力軸19の動力が第1のサンギヤ51
に入力し、第1,第2のピニオン52,54を介してキャリヤ5
5と第2のサンギヤ53とに所定の配分比でトルクが伝達
される。そしてかかるトルクの伝達時に、第1,第2のピ
ニオン52,54の自転と公転とにより、キャリヤ55と第2
のサンギヤ53との回転数差を吸収するものである。
Thus, the power of the transmission output shaft 19 is transferred to the first sun gear 51.
To the carrier 5 via the first and second pinions 52, 54.
Torque is transmitted to 5 and second sun gear 53 at a predetermined distribution ratio. When the torque is transmitted, the carrier 55 and the second pinion 52, 54 rotate and revolve to form the carrier 55 and the second pinion 52, 54.
This absorbs the difference in rotation speed between the sun gear 53 and the sun gear 53.

ここで、第3図の略図を用いてセンターディファレン
シャル装置50のトルク配分について詳記する。
Here, the torque distribution of the center differential device 50 will be described in detail with reference to the schematic diagram of FIG.

第1のサンギヤ51の入力トルクをTi、そのかみ合いピ
ッチ半径をrs1、キャリヤ55のフロント側トルクをTF、
第1,第2のピニオン52,54のかみ合いピッチ半径をrp1,r
p2、第2のサンギヤ53のリヤ側トルクをTR、その噛合
いピッチ半径をrs2とすると、 Ti=TF+TR (1) rs1+rp1=rs2+rp2 (2) が成立する。また第1のサンギヤ51と第1のピニオン52
との噛合点に作用する接線方向荷重Pは、キャリヤ55に
作用する接線方向荷重P1と、第2のサンギヤ53と第2の
ピンオン54との噛合点に作用する接線方向荷重P2との和
に等しい。
The input torque of the first sun gear 51 is Ti, the meshing pitch radius is rs 1 , the front torque of the carrier 55 is TF,
The engagement pitch radii of the first and second pinions 52, 54 are rp 1 , r
Assuming that p 2 , TR is the rear torque of the second sun gear 53 and rs 2 is the meshing pitch radius, Ti = TF + TR (1) rs 1 + rp 1 = rs 2 + rp 2 (2) A first sun gear 51 and a first pinion 52
Tangential load P acting on the meshing point between the tangential load P 1 acting on the carrier 55, the tangential load P 2 acting on the meshing point between the second sun gear 53 and the second pin-on 54 Equal to the sum.

P=Ti/rs1 P1=TF/(rs1+rp1) P2=TRrs2 Ti/rs1={(TF/(rs1+rp1)}+TR/rs2 (3) (1),(2)式を(3)式に代入して整理すると、 TF=(1−rp1・rs2/rs1/・rp2)×Ti TR=(rp1・rs2/rs1・rp2)×Ti となる。このことから、第1,第2のサンギヤ51,53と第
1,第2のピニオン52,54との噛合いピッチ半径により、
フロント側トルクTFおよびリヤ側トルクTRの基準トル
ク配分を自由に設定し得ることがわかる。
P = Ti / rs 1 P 1 = TF / (rs 1 + rp 1) P 2 = TRrs 2 Ti / rs 1 = {(TF / (rs 1 + rp 1)} + TR / rs 2 (3) (1), ( Substituting equation (2) into equation (3) and rearranging gives: TF = (1−rp 1 · rs 2 / rs 1 ·· rp 2 ) × Ti TR = (rp 1 · rs 2 / rs 1 · rp 2 ) × Ti, which indicates that the first and second sun gears 51 and 53 and the
1, by the meshing pitch radius with the second pinion 52, 54,
It can be seen that the reference torque distribution of the front torque TF and the rear torque TR can be set freely.

ここで、rs1=23.5mm,rp1=16.5mm,rp2=18.8mm,rs2
=21.2mmにすると、 TF=20/53・Ti TR=33/53・Ti になる。従って前後輪トルク配分は、 TF:TR≒38:62 になり、充分に後輪偏重の基準トルク配分に設定し得
る。
Here, rs 1 = 23.5 mm, rp 1 = 16.5 mm, rp 2 = 18.8 mm, rs 2
= 21.2mm, TF = 20/53 · Ti TR = 33/53 · Ti Accordingly, the front and rear wheel torque distribution is TF: TR ≒ 38: 62, and the reference torque distribution for rear wheel biasing can be set sufficiently.

次いで、ビスカスカップリング60について述べると、
筒状のケース61が連結部61aをキャリヤ55のフランジ55b
にスプライン結合してトランスファ軸22上に回転自在に
設置され、ハブ62がトランスファ軸22に一体的にスプラ
イン結合する。ケース61内部では、ケース側アウタプレ
ート63とハブ側インナプレート64とが交互に配置され、
ケース61とハブ62とをオイルシール65でシールして内部
にシリコンなどのオイルが封入されて成る。
Next, regarding the viscous coupling 60,
The cylindrical case 61 connects the connecting portion 61a to the flange 55b of the carrier 55.
The hub 62 is spline-coupled to the transfer shaft 22 integrally with the transfer shaft 22. Inside the case 61, the case-side outer plates 63 and the hub-side inner plates 64 are alternately arranged,
The case 61 and the hub 62 are sealed with an oil seal 65, and oil such as silicon is sealed inside.

こうして、一方の出力軸のキャリヤ55と他方の出力側
の第2のサンギヤ53との間にビスカスカップリング60が
バイパスして設けられ、両者の回転数差が大きくなるほ
どビスカストルク,即ち差動制限トルクが生じて高回転
側から低回転側にトルクバイパスするようになってい
る。
In this way, the viscous coupling 60 is provided between the carrier 55 of one output shaft and the second sun gear 53 on the other output side so as to be bypassed. A torque is generated to bypass the torque from the high rotation side to the low rotation side.

更に、同軸上に配置された変速機出力軸19,フロント
ドライブ軸20,センターディファレンシャル装置50,トラ
ンスファ軸22等の組立構造について述べる。
Further, an assembly structure of the transmission output shaft 19, the front drive shaft 20, the center differential device 50, the transfer shaft 22, and the like arranged coaxially will be described.

先ず、フロントドライブ軸20の先端には、フロントデ
ィファレンシャル装置21のドライブピニオン21aが形成
され、ハイポイドのファイナルギヤ21bに噛合い構成さ
れる。フロントドライブ軸20には、変速機出力軸19が両
端のニードルベアリング40c,40dを介して嵌合し、トラ
ンスファ軸22も両端のニードルベアリング40e,40fを介
して嵌合して支持される。
First, a drive pinion 21a of a front differential device 21 is formed at the tip of the front drive shaft 20, and meshes with a hypoid final gear 21b. The transmission output shaft 19 is fitted to the front drive shaft 20 via needle bearings 40c and 40d at both ends, and the transfer shaft 22 is fitted and supported via needle bearings 40e and 40f at both ends.

そこで、フロントドライブ軸20の先端段部20bに、調
整ワッシャ43aを介して変速機出力軸19の先端が突き当
てられ、変速機出力軸19に、変速ギヤ31ないし35のドリ
ブンギヤ31aないし35a,シンクロ機構36のハブ36a,およ
びトランスミッションケース1の軸受部1aのダブルテー
パローラベアリング44が互いに接して取付けられる。そ
して終端のギヤ35aには、ワッシャ44aを介して変速機出
力軸19のロックナット45aを螺着することで、変速機出
力軸19に対し上述のギヤ等が締結される。また、テーパ
ローラベアリング44はボルト46により軸受部1aに固定さ
れることで、ギヤ等と共に変速機出力軸19,フロントド
ライブ軸20の軸方向が位置決めされ、この場合にベアリ
ング44と軸受部1aとの間にシム47を挾んでドライブピニ
オン21aとファイナルギヤ21bとの噛合い状態が調整され
る。
Therefore, the front end of the transmission output shaft 19 is abutted against the front end step portion 20b of the front drive shaft 20 via the adjustment washer 43a, and the transmission output shaft 19 is driven by the driven gears 31a to 35a of the transmission gears 31 to 35, The hub 36a of the mechanism 36 and the double tapered roller bearing 44 of the bearing 1a of the transmission case 1 are mounted in contact with each other. The above-mentioned gears and the like are fastened to the transmission output shaft 19 by screwing the lock nut 45a of the transmission output shaft 19 to the terminal gear 35a via the washer 44a. Further, the tapered roller bearing 44 is fixed to the bearing portion 1a by a bolt 46, so that the transmission output shaft 19 and the front drive shaft 20 are positioned in the axial direction together with the gears and the like, and in this case, the bearing 44 and the bearing portion 1a The meshing state between the drive pinion 21a and the final gear 21b is adjusted with the shim 47 interposed therebetween.

更に、フロントドライブ軸20上で変速機出力軸19の後
方に、スラストベアリング41b,41cを介してキャリヤ55
の連結部材55d,トランスファ軸22が順次連結され、かつ
センターディファレンシャル装置50,ビスカスカップリ
ング60,トランスファドライブギヤ24が組付けられる。
そしてフロントドライブ軸20の終端でトランスファ軸22
に、調整ワッシャ43b,ワッシャ44bを介してロックナッ
ト45bが螺着され、これによりフロントドライブ軸20上
に、変速機出力軸19,連結部材55d,トランスファ軸22が
相互に回転可能な状態で予圧付与して一体的に締結され
る。
Further, on the front drive shaft 20 and behind the transmission output shaft 19, the carrier 55 is provided via thrust bearings 41b and 41c.
The connecting member 55d and the transfer shaft 22 are sequentially connected, and the center differential device 50, the viscous coupling 60, and the transfer drive gear 24 are assembled.
Then, at the end of the front drive shaft 20, the transfer shaft 22
, A lock nut 45b is screwed via an adjustment washer 43b and a washer 44b, whereby the transmission output shaft 19, the connecting member 55d, and the transfer shaft 22 are pre-loaded on the front drive shaft 20 in a state where they can rotate with each other. It is applied and fastened integrally.

次いで、このように構成された4輪駆動車の作用につ
いて述べる。
Next, the operation of the four-wheel drive vehicle configured as described above will be described.

先ず、エンジン10の動力はクラッチ13,入力軸16を介
して手動変速機30に入力し、この手動変速機30で変速さ
れた変速動力が変速機出力軸19からセンターディファレ
ンシャル装置50の第1のサンギヤ51に入力する。ここ
で、センターディファレンシャル装置50の各歯車要素の
諸元により例えばTF:TR≒38:62に設定されていること
で、変速動力の38%のトルクがキャリヤ55に、その62%
のトルクが第2のサンギヤ53に配分して出力される。
First, the power of the engine 10 is input to the manual transmission 30 via the clutch 13 and the input shaft 16, and the transmission power shifted by the manual transmission 30 is transmitted from the transmission output shaft 19 to the first of the center differential device 50. Input to sun gear 51. Here, for example, TF: TR ≒ 38: 62 is set according to the specifications of each gear element of the center differential device 50, so that a torque of 38% of the shifting power is applied to the carrier 55 and a torque of 62%
Is distributed to the second sun gear 53 and output.

そしてキャリヤ55に出力した38%のトルクは、そのま
まフロントドライブ軸20,フロントディファレンシャル
装置21を介して前輪に伝達する。また、第2のサンギヤ
23に出力した62%のトルクは、トランスファ軸22,トラ
ンスファドライブギヤ24,トランスファドリブンギヤ25,
リヤドライブ軸23以降の後輪に伝達し、後輪偏重の4輪
駆動走行となる。そしてこのトルク配分ではアンダース
テア気味になることで、操縦性が良好に確保される。ま
た旋回時には、センターディファレンシャル装置50が前
後輪の回転数差に応じて第1,第2のピニオン52,54を自
転,公転させて回転数差を完全に吸収することになり、
自由に旋回することが可能になる。
Then, the 38% torque output to the carrier 55 is transmitted to the front wheels via the front drive shaft 20 and the front differential device 21 as it is. Also, the second sun gear
The 62% torque output to 23 is transferred to transfer shaft 22, transfer drive gear 24, transfer driven gear 25,
The power is transmitted to the rear wheels after the rear drive shaft 23, and the vehicle is driven in a four-wheel drive mode with rear wheels biased. In this torque distribution, the steering tends to be understeer, so that the maneuverability can be ensured satisfactorily. Also, at the time of turning, the center differential device 50 rotates and revolves the first and second pinions 52, 54 in accordance with the rotational speed difference between the front and rear wheels, thereby completely absorbing the rotational speed difference.
It is possible to turn freely.

次いで、滑り易い路面走行時には、後輪偏重のトルク
配分により常に後輪が先にスリップする。すると、ビス
カスカップリング60で前輪側のキャリヤ55,ケース61と
一体のアウタプレート63と後輪側のトランスファ軸22,
ハブ62と一体のインナプレート64との間に大きい回転数
差が生じて差動制限トルクが発生し、この差動制限トル
ク分だけ高回転のトランスファ軸22から低回転のキャリ
ヤ55にトルクをバイパスする。そこで前後輪のトルク配
分は、前輪寄りに制御され、スリップを防止すると共に
走破性を向上するようになる。
Next, when traveling on a slippery road surface, the rear wheels always slip first due to the torque distribution of the rear wheel bias. Then, the outer plate 63 integrated with the carrier 55 on the front wheel side, the case 61 and the transfer shaft 22 on the rear wheel side by the viscous coupling 60,
A large rotational speed difference occurs between the hub 62 and the integral inner plate 64 to generate a differential limiting torque, and the torque is bypassed from the high-speed transfer shaft 22 to the low-speed carrier 55 by the differential limiting torque. I do. Therefore, the torque distribution of the front and rear wheels is controlled closer to the front wheels to prevent slippage and improve running performance.

また、上述の4輪駆動時に、フロントディファレンシ
ャル装置21のドライブピニオン21aとファイナルギヤ22b
との噛合い点にはスラスト荷重が生じ、これがフロント
ドライブ軸20の軸方向に作用する。そこでこのフロント
ドライブ軸20には、変速機出力軸19,連結部材55dおよび
トランスファ軸22がロックナット45b等で予圧付与され
て同軸上に連結配置されているため、上述のスラスト荷
重は変速機出力軸19等を介して反転してフロントドライ
ブ軸20の逆方向に作用して相殺されることになる。
Also, at the time of the above-mentioned four-wheel drive, the drive pinion 21a of the front differential device 21 and the final gear 22b
A thrust load is generated at the meshing point of the front drive shaft 20 and acts on the front drive shaft 20 in the axial direction. Therefore, since the transmission output shaft 19, the connecting member 55d, and the transfer shaft 22 are coaxially connected to the front drive shaft 20 by being preloaded with a lock nut 45b or the like, the above-described thrust load is reduced by the transmission output shaft 19. It is reversed via the shaft 19 and the like and acts in the opposite direction of the front drive shaft 20 to be canceled.

以上、本発明の実施例について述べたが、ビスカスカ
ップリングの代りに油圧多板クラッチを用いることもで
きる。また、トランスファ軸の後方に同軸上にリヤドラ
イブ軸を連結することも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, a hydraulic multi-plate clutch may be used instead of the viscous coupling. It is also possible to connect a rear drive shaft coaxially behind the transfer shaft.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べてきたように、本発明によれば、 手動変速機を備えた縦置きトランスアクスル型でセン
ターディファレンシャル装置,差動制限装置を組付けた
4輪駆動車において、変速機出力軸,フロントディファ
レンシャル装置に直接噛合うフロントドライブ軸等にセ
ンターディファレンシャル装置,差動制限装置が隣接し
て組合せ構成されるので、駆動系全体の長大化が防止さ
れ、車室内の居住性を確保し得る。
As described above, according to the present invention, in a vertical transaxle type four-wheel drive vehicle equipped with a manual transmission and having a center differential device and a differential limiting device assembled, a transmission output shaft, a front differential Since the center differential device and the differential limiting device are combined adjacently to a front drive shaft or the like that directly meshes with the device, it is possible to prevent the entire drive system from being lengthened, and to ensure the livability of the passenger compartment.

さらに、手動変速機をそのまま用い、後輪偏重のトル
ク配分のセンターディファレンシャル装置,トクル配分
制御する差動制限装置を有するトランスファユニットを
組合せるだけの構成であるから、生産,コストの点で有
利である。
Furthermore, since the manual transmission is used as it is and only a transfer unit having a center differential device for torque distribution of rear wheel bias and a differential limiting device for torque distribution control is combined, it is advantageous in terms of production and cost. is there.

さらにまた、変速機出力軸側の組立体にフロントドラ
イブ軸,センターディファレンシャル装置と差動制限装
置との組立体を終端でロックナットにより締結して一体
化する構成であるから、組立作業性が向上する。また、
ドライブピニオンのスラスト荷重等が低減し得る。
Furthermore, since the front drive shaft and the assembly of the center differential device and the differential limiter are integrated with the assembly on the transmission output shaft side by fastening with a lock nut at the end, assembly workability is improved. I do. Also,
The thrust load and the like of the drive pinion can be reduced.

また、センターディファレンシャル装置は複合プラネ
タリギヤ式で中心部において入,出力されるので、コン
パクト化し、キャリヤの両側がボールベアリング支持さ
れるので、位置決め精度,耐久性等が向上すると共に、
トルク配分の設定自由度が向上する。
In addition, the center differential device is a compound planetary gear type, which is input and output at the center part, so that it is compact, and since both sides of the carrier are supported by ball bearings, the positioning accuracy, durability and the like are improved.
The degree of freedom in setting the torque distribution is improved.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の4輪駆動車の動力配分制御装置の実施
例を示す縦断面図、 第2図はセンターディファレンシャル装置を含むトラン
スファユニットの部分の拡大断面図、 第3図はトルク配分状態を説明する略図である。 19……変速機出力軸、20……フロントドライブ軸、21…
…フロントディファレンシャル装置、22……トランスフ
ァ軸、23……リヤドライブ軸、30……手動変速機、41b,
41c……スラストベアリング、45b……ロックナット、50
……センターディファレンシャル装置、55……キャリ
ヤ、55d……連結部材、60……ビスカスカップリング
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a power distribution control device for a four-wheel drive vehicle of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a transfer unit including a center differential device. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a torque distribution state. 19 ... transmission output shaft, 20 ... front drive shaft, 21 ...
... Front differential device, 22 ... Transfer shaft, 23 ... Rear drive shaft, 30 ... Manual transmission, 41b,
41c …… Thrust bearing, 45b …… Lock nut, 50
…… Center differential device, 55… Carrier, 55d… Connecting member, 60… Viscous coupling

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】手動変速機の出力軸の内部に配置されたフ
ロントドライブ軸を直接フロントディファレンシャル装
置に連結し、上記変速機出力軸,フロントドライブ軸お
よび後輪へのトランスファ軸の間にセンターディファレ
ンシャル装置を配置する4輪駆動車において、 上記フロントドライブ軸を後方に延設し、 上記フロントドライブ軸上において上記変速機出力軸,
センターディファレンシャル装置で上記フロントドライ
ブ軸に連結する出力要素およびトランスファ軸をスラス
トベアリングを介して連結し、上記フロントドライブ軸
の終端のロックナットにより一体に締結し、 上記フロントドライブ軸,変速機出力軸およびトランス
ファ軸上に、上記センターディファレンシャル装置,差
動制限装置を同軸上に組合せ構成してするものであっ
て、 上記センターディファレンシャル装置は、変速機出力
軸,トランスファ軸に形成されるサンギヤ,一体形成さ
れて各サンギヤに噛み合うピニオンおよびピニオンを支
持するキャリヤからなる複合プラネタリギヤ式であり、
上記キャリヤの両側を軸受け支持し、2つのピニオンの
間でフロントドライブ軸に連結して組み付けることを特
徴とする4輪駆動車の動力配分制御装置。
A front drive shaft disposed inside an output shaft of a manual transmission is directly connected to a front differential device, and a center differential is provided between the transmission output shaft, the front drive shaft and a transfer shaft to a rear wheel. In a four-wheel drive vehicle in which the device is disposed, the front drive shaft extends rearward, and the transmission output shaft on the front drive shaft,
The output element connected to the front drive shaft and the transfer shaft are connected via a thrust bearing by a center differential device, and are integrally fastened by a lock nut at the end of the front drive shaft, and the front drive shaft, the transmission output shaft and The above-mentioned center differential device and differential limiting device are coaxially combined on a transfer shaft, and the center differential device is integrally formed with a transmission output shaft, a sun gear formed on a transfer shaft. It is a composite planetary gear system consisting of a pinion that meshes with each sun gear and a carrier that supports the pinion,
A power distribution control device for a four-wheel drive vehicle, characterized in that both sides of the carrier are supported by bearings and connected to a front drive shaft between two pinions and assembled.
【請求項2】上記差動制限装置は、上記キャリヤとトラ
ンスファ軸との間にバイパスして設置することを特徴と
する請求項1記載の4輪駆動車の動力配分制御装置。
2. The power distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the differential limiting device is installed between the carrier and the transfer shaft in a bypass manner.
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JPS60154918A (en) * 1984-01-26 1985-08-14 Tochigi Fuji Ind Co Ltd Power distribution device
JPS62199527A (en) * 1986-02-27 1987-09-03 Fuji Heavy Ind Ltd Torque distribution control device for four-wheel drive vehicle

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