JP3775015B2 - 左右輪駆動力分配機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は左右輪駆動力分配機構に係り、特に、車両旋回時に左右の駆動輪のトルク配分を制御できる簡単且つコンパクトな分配機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
駆動源から伝達された駆動力を左右の駆動輪に分配する分配機構は、車両旋回時における左右輪の回転速度差を吸収するために、傘歯車式または遊星歯車式の差動装置を備えているのが普通である。また、中低速走行の旋回時に外側の車輪のトルクを増加させて旋回性能を向上させたり、高速走行の旋回時に内側の車輪のトルクを増加させて走行安定性を向上させたりすることが考えられている。特開平８−１１４２５５号公報に記載されている装置はその一例で、(a) 左右の駆動輪の間に配設され、一方の駆動輪に対して他方の駆動輪を増速または減速させる変速機構と、(b) その変速機構を増速状態とする増速側クラッチと、(c) その変速機構を減速状態とする減速側クラッチとを含んで構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記変速機構は、所定の増速比および減速比を得るために３組の遊星歯車装置を組み合わせて構成されており、構造が複雑で大きな配設スペースが必要であるという問題があった。
【０００４】
なお、左右輪に対してそれぞれ変速機構およびクラッチを配設し、左駆動輪および右駆動輪の何れか一方を増速または減速するようにしたものもあるが、変速機構およびクラッチが左右２組必要であるため、同じく構造が複雑で大きな配設スペースが必要である。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両旋回時等に左右の駆動輪のトルク配分を制御できる分配機構を簡単且つコンパクトに構成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、駆動源から伝達された駆動力を左右の駆動輪に分配する分配機構であって、(a) 前記駆動力によってリングギヤが回転駆動されることにより、前記左右の駆動輪の一方および他方に連結されたキャリアおよびサンギヤへその駆動力を分配するダブルピニオンプラネタリ式差動装置と、(b) 前記駆動力によって回転駆動される入力部材の回転を一定の変速比で変速し、前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤと異なる回転速度で出力部材を回転させる単一の変速機構と、(c) 前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のキャリアとの間でトルクを伝達、遮断するスリップ係合可能な第１クラッチと、(d) 前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のサンギヤとの間でトルクを伝達、遮断するスリップ係合可能な第２クラッチとを有することを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明において、前記変速機構は、所定の減速比で減速する第１遊星歯車装置と、所定の増速比で増速する第２遊星歯車装置とを組み合わせたもので、前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置と同軸に配設されるとともに、入力部材がそのダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤに一体的に連結されて回転駆動されることにより、その入力部材の回転を前記一定の変速比で変速して出力部材から出力するものであることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
このような左右輪駆動力分配機構においては、駆動源から伝達される駆動力によって回転駆動される入力部材の回転を一定の変速比で変速し、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤと異なる回転速度で出力部材を回転させるとともに、第１クラッチまたは第２クラッチを介してキャリアまたはサンギヤへ伝達することにより、左右の駆動輪のトルク配分を制御するため、変速機構は一定の変速比で変速するだけで良く、簡単且つコンパクトに構成される。すなわち、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置を採用しているため、その右側或いは左側に配設される単一の変速機構の出力を、ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置のキャリアまたはサンギヤを介して左右の駆動輪に伝達できるのである。
【０００９】
第２発明では、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置と同軸に配設された第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の組み合わせによって変速機構が構成されるため、それ等一対の遊星歯車装置をダブルピニオンプラネタリ式差動装置と並べて配設すれば良く、装置が全体として一層コンパクトに構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の左右輪駆動力分配機構は、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両の左右前輪やＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両の左右後輪、通常の４輪駆動車両（前後輪の駆動力を機械的に分配する４輪駆動車両）の左右後輪或いは前輪、前後輪の一方をエンジン駆動で他方を電動モータ駆動としたペラレス４輪駆動車両の左右後輪或いは前輪など、種々の駆動形式の車両に適用され得る。駆動源としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、電動モータなどが好適に用いられる。
【００１１】
ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のギヤ比、すなわちサンギヤの歯数Ｚs とリングギヤの歯数Ｚr との比Ｚs ／Ｚr は、通常は０．５に設定される。
【００１２】
第１クラッチおよび第２クラッチは、係合トルクを連続的に変化させることができる摩擦クラッチや電磁クラッチなどが好適に用いられ、スリップ制御手段により係合トルクを制御して、左右輪のトルク配分を調整できるようにすることが望ましい。
【００１３】
変速機構は、第２発明のようにギヤ比が異なる一対の遊星歯車装置の組合せによって好適に構成されるが、互いに噛み合わされた一対の歯車を有する平行２軸式の変速機構など、種々の態様を採用できる。一対のシンプルプラネタリ式遊星歯車装置の組合せによって変速機構を構成する場合、例えばサンギヤ同士を一体的に連結して回転不能に固定し、キャリア同士を一体的に連結し、一方のリングギヤを入力部材とし、他方のリングギヤを出力部材としたり、サンギヤ同士を一体的に連結して回転不能に固定し、リングギヤ同士を一体的に連結し、一方のキャリアを入力部材とし、他方のキャリアを出力部材としたりするなど、２組の同じ回転要素を互いに連結するとともにその一方を回転不能に固定し、残りの１組の回転要素の一方を入力部材、他方を出力部材とすれば良い。ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置を用いることもできるし、シンプルプラネタリ式遊星歯車装置とダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置とを組み合わせて変速機構を構成することもできる。また、変速機構の変速比は、例えば入力部材の回転を１０％〜２５％程度増速または減速して出力部材から出力するように設定される。
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、センタデフによって前後輪に駆動力が分配される４輪駆動車両の左右後輪の駆動力分配機構１０を説明する骨子図で、エンジン等の駆動源１２により図示しないセンタデフを介して回転駆動されるプロペラシャフト１４は、傘歯車１６，１７を介してダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８のリングギヤ１８ｒを回転駆動する。差動装置１８のギヤ比ρ18（＝サンギヤの歯数Ｚs ／リングギヤの歯数Ｚr ）は０．５で、リングギヤ１８ｒに伝達されたトルクを、左後輪２０に連結されたキャリア１８ｃおよび右後輪２２に連結されたサンギヤ１８ｓに均等に分配し、それ等を同じ方向へ回転駆動する。
【００１５】
上記差動装置１８のリングギヤ１８ｒには、連結部材２４を介して変速機構２６が連結されている。変速機構２６は、ギヤ比が異なる一対のシンプルプラネタリ式遊星歯車装置２８および３０を組み合わせたもので、差動装置１８の右側、すなわちサンギヤ１８ｓに連結された駆動輪側に隣接して同軸に配設されており、それ等のキャリア２８ｃおよび３０ｃは互いに一体的に連結され、サンギヤ２８ｓおよび３０ｓは互いに一体的に連結され、遊星歯車装置２８のリングギヤ２８ｒは出力部材３２に一体的に連結され、遊星歯車装置３０のリングギヤ３０ｒは連結部材２４に一体的に連結されている。そして、上記サンギヤ２８ｓおよび３０ｓは連結部材３４を介して位置固定のケース３６に固定され、反力受け要素として機能させられるようになっており、リングギヤ１８ｒと一体回転させられるリングギヤ３０ｒの回転は、遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30に応じて減速されてキャリア３０ｃからキャリア２８ｃに伝達され、そのキャリア２８ｃの回転は遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28に応じて増速されてリングギヤ２８ｒから出力部材３２に伝達される。なお、差動装置１８や変速機構２６は軸心に対して略対称的に構成されており、図１では下半分が省略されている。図２、図４、図５についても同様である。
【００１６】
ここで、上記遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30は０．４程度で、その変速比（＝入力部材の回転数／出力部材の回転数）は１．４程度である一方、遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28は０．６６程度で、その変速比は０．６程度であり、変速機構２６全体の変速比は１．４×０．６＝０．８４程度となる。すなわち、連結部材２４の回転数に対して、１９％程度増速して出力部材３２を回転駆動することになる。一般に、単一の遊星歯車装置では３０％〜４０％程度の増速或いは減速しか得られないが、このように一対の遊星歯車装置２８および３０を組み合わせることにより、それ等の径寸法を小さく維持しつつ１０％〜２５％程度の小さな増速或いは減速を行うことができる。本実施例では、連結部材２４が入力部材に相当し、遊星歯車装置３０が第１遊星歯車装置に相当し、遊星歯車装置２８が第２遊星歯車装置に相当する。
【００１７】
上記出力部材３２は、第１クラッチ３８を介して前記差動装置１８のキャリア１８ｃに連結されるとともに、第２クラッチ４０を介してサンギヤ１８ｓに連結されるようになっている。これらのクラッチ３８，４０は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられるスリップ係合可能な多板式の摩擦係合装置で、コントローラ４２によって油圧回路４４が切り換えられることによりそれぞれ係合或いは解放されるとともに、必要に応じて油圧制御が行われることによりスリップ係合時の伝達トルクが制御される。そして、例えば中低速走行中の右旋回時に第１クラッチ３８を係合させて外側の左後輪２０の駆動力を増加させたり、中低速走行中の左旋回時に第２クラッチ４０を係合させて外側の右後輪２２の駆動力を増加させたりすることにより、旋回性能を向上させることができる。また、高速走行中の右旋回時に第２クラッチ４０を係合させて内側の右後輪２２の駆動力を増加させたり、高速走行中の左旋回時に第１クラッチ３８を係合させて内側の左後輪２０の駆動力を増加させたりすることにより、走行安定性を向上させることができる。
【００１８】
このような本実施例の駆動力分配機構１０によれば、駆動源１２から伝達される駆動力によって差動装置１８のリングギヤ１８ｒと一体的に回転駆動される連結部材２４の回転を０．８４程度の一定の変速比で変速し、第１クラッチ３８または第２クラッチ４０を介してキャリア１８ｃまたはサンギヤ１８ｓへ伝達することにより、左右の駆動輪２０，２２のトルク配分を制御するため、変速機構２６は一定の変速比で変速するだけで良く、簡単且つコンパクトに構成される。すなわち、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８を採用しているため、その右側に配設される単一の変速機構２６の出力を、ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置１８のキャリア１８ｃまたはサンギヤ１８ｓを介して左右の駆動輪２０または２２に伝達できるのである。
【００１９】
また、本実施例の変速機構２６は、一対の遊星歯車装置２８および３０を組み合わせたもので、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８に隣接して同軸に配設されているため、装置が全体として一層コンパクトに構成される。
【００２０】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において上記第１実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００２１】
図２の駆動力分配機構５０は、ＦＦ車両の左右前輪５２および５４に駆動力を分配するもので、エンジン等の駆動源から変速機５６および円筒歯車５８，６０を介してダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８のリングギヤ１８ｒに駆動力が伝達されるようになっており、その差動装置１８のキャリア１８ｃおよびサンギヤ１８ｓを介して左右の前輪５２および５４に駆動力が均等に分配される。リングギヤ１８ｒには連結部材２４を介して変速機構６２が連結されている。この変速機構６２は、前記遊星歯車装置２８および３０を組み合わせたものであるが、遊星歯車装置２８のリングギヤ２８ｒが連結部材２４に連結され、遊星歯車装置３０のリングギヤ３０ｒが出力部材３２に連結されている。
【００２２】
したがって、リングギヤ１８ｒと一体回転させられるリングギヤ２８ｒの回転は、遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28に応じて減速されてキャリア２８ｃからキャリア３０ｃに伝達され、そのキャリア３０ｃの回転は遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30に応じて増速されてリングギヤ３０ｒから出力部材３２に伝達される。遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28は０．６６程度で、その変速比は１．６６程度である一方、遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30は０．４程度で、その変速比は０．７１程度であり、変速機構６２全体の変速比は１．６６×０．７１＝１．１８程度となる。すなわち、連結部材２４の回転数に対して、１５％程度減速して出力部材３２を回転駆動することになる。本実施例では、遊星歯車装置２８が第１遊星歯車装置に相当し、遊星歯車装置３０が第２遊星歯車装置に相当する。
【００２３】
この場合は、変速機構６２の出力部材３２が差動装置１８のリングギヤ１８ｒよりも遅い速度で回転させられるため、例えば右旋回時に第２クラッチ４０を係合させることにより、右前輪５４の駆動力を低下させるとともに左前輪５２の駆動力を増大させたり、左旋回時に第１クラッチ３８を係合させることにより、左前輪５２の駆動力を低下させるとともに右前輪５４の駆動力を増大させたりして、ＦＦ車両の特性であるアンダーステアを抑制して走行安定性を向上させることができる。なお、駆動力分配機構５０を簡単且つコンパクトに構成できる点は、前記第１実施例と同様である。
【００２４】
図３はペラレス式の４輪駆動車両で、前輪７０および７２は、通常のＦＦ車両と同様にエンジン７４により自動変速機７６およびフロント差動装置７８を介して回転駆動される一方、後輪８０および８２は電動モータ８４により本発明の一実施例である駆動力分配機構８６を介して回転駆動される。駆動力分配機構８６は、例えば図２の駆動力分配機構５０と同様に構成され、駆動源としての電動モータ８４は前記変速機５６の代わりに配設される。エンジン７６はコントローラ８８によって制御されるとともに、電動モータ８４はコントローラ８８によりインバータ９０を介して制御されるようになっている。インバータ９０にはジェネレータ９２および蓄電装置９４が接続されており、ジェネレータ９２によって発生させられた電気エネルギーや蓄電装置９４の電気エネルギーで電動モータ８４を作動させるとともに、ジェネレータ９２や電動モータ８４で発生させられた電気エネルギーを蓄電装置９４に充電するようになっている。このような４輪駆動車両は、左右の後輪８０，８２をそれぞれ別個の電動モータで独立に駆動する場合に比較して、低コストでコンパクトに構成される。
【００２５】
図４の駆動力分配機構１００は、前記図１の駆動力分配機構１０に比較して変速機構１０２の構成が異なる。この変速機構１０２は、一対の遊星歯車装置２８，３０のリングギヤ２８ｒおよび３０ｒが一体的に連結され、キャリア３０ｃが入力部材としての連結部材２４に連結され、キャリア２８ｃが出力部材３２に連結されている。したがって、リングギヤ１８ｒと一体回転させられるキャリア３０ｃの回転は、遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30に応じて増速されてリングギヤ３０ｒからリングギヤ２８ｒに伝達され、そのリングギヤ２８ｒの回転は遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28に応じて減速されてキャリア２８ｃから出力部材３２に伝達される。この場合の遊星歯車装置３０の増速比、遊星歯車装置２８の減速比、および変速機構１０２全体の変速比は図２の変速機構５０と同じで、遊星歯車装置２８は第１遊星歯車装置に相当し、遊星歯車装置３０は第２遊星歯車装置に相当する。
【００２６】
図５の駆動力分配機構１１０は、前記図２の駆動力分配機構５０に比較して変速機構１１２の構成が異なる。この変速機構１１２は平行２軸式で、前記変速機５６の出力軸１１４には前記円筒歯車５８とは別に円筒歯車１１６が取り付けられ、出力部材３２に一体的に設けられた円筒歯車１１８と噛み合わされている。円筒歯車１１６は円筒歯車５８よりも小径で、出力部材３２は差動装置１８のリングギヤ１８ｒ（円筒歯車６０）よりも１０％〜２５％程度だけ遅い回転速度で回転させられる。これにより、機能的には図２の駆動力分配機構５０と同様の作用が得られるが、本実施例では一対の歯車１１６，１１８によって変速機構１１２が構成されているため、軸方向すなわち図５の左右方向の寸法を小さくできる。但し、変速機５６の軸線上に歯車１１６を配設する必要があるため、車両の搭載スペースや強度条件などを総合的に判断して、駆動力分配機構５０または１１０を適宜選択することになる。上記円筒歯車１１６は入力部材に相当する。
【００２７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもできる。
【００２８】
例えば、前記実施例では一対のサンギヤ２８ｓおよび３０ｓを反力受け要素としてケース３６に固定した場合について説明したが、一対のキャリア２８ｃおよび３０ｃ、或いはリングギヤ２８ｒおよび３０ｒを反力受け要素としてケース３６に固定するようにしても良い。
【００２９】
また、前記実施例では変速機構２６、６２、１０２、１１２が何れも差動装置１８の右側に配設されていたが、例えばサンギヤ１８ｓが左側の駆動輪に連結されている場合には、それ等の変速機構２６等を差動装置１８の左側に配設できる。
【００３０】
また、前記実施例では差動装置１８のキャリア１８ｃが左車輪２０または５２に連結され、サンギヤ１８ｓが右車輪２２または５４に連結されていたが、キャリア１８ｃを右車輪２２または５４に連結し、サンギヤ１８ｓを左車輪２０または５２に連結するようにしても良い。
【００３１】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である左右輪駆動力分配機構の骨子図である。
【図２】本発明の別の実施例を説明する骨子図である。
【図３】本発明がペラレス式の４輪駆動車両に適用された場合を説明する図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を説明する骨子図である。
【図５】本発明の更に別の実施例を説明する骨子図である。
【符号の説明】
１０、５０、８６、１００、１１０：駆動力分配機構
１２：駆動源
１８：ダブルピニオンプラネタリ式差動装置
２４：連結部材（入力部材）
２６、６２、１０２、１１２：変速機構
２８，３０：遊星歯車装置
３２：出力部材
３８：第１クラッチ
４０：第２クラッチ
８４：電動モータ（駆動源）
１１６：円筒歯車（入力部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は左右輪駆動力分配機構に係り、特に、車両旋回時に左右の駆動輪のトルク配分を制御できる簡単且つコンパクトな分配機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
駆動源から伝達された駆動力を左右の駆動輪に分配する分配機構は、車両旋回時における左右輪の回転速度差を吸収するために、傘歯車式または遊星歯車式の差動装置を備えているのが普通である。また、中低速走行の旋回時に外側の車輪のトルクを増加させて旋回性能を向上させたり、高速走行の旋回時に内側の車輪のトルクを増加させて走行安定性を向上させたりすることが考えられている。特開平８−１１４２５５号公報に記載されている装置はその一例で、(a) 左右の駆動輪の間に配設され、一方の駆動輪に対して他方の駆動輪を増速または減速させる変速機構と、(b) その変速機構を増速状態とする増速側クラッチと、(c) その変速機構を減速状態とする減速側クラッチとを含んで構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記変速機構は、所定の増速比および減速比を得るために３組の遊星歯車装置を組み合わせて構成されており、構造が複雑で大きな配設スペースが必要であるという問題があった。
【０００４】
なお、左右輪に対してそれぞれ変速機構およびクラッチを配設し、左駆動輪および右駆動輪の何れか一方を増速または減速するようにしたものもあるが、変速機構およびクラッチが左右２組必要であるため、同じく構造が複雑で大きな配設スペースが必要である。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両旋回時等に左右の駆動輪のトルク配分を制御できる分配機構を簡単且つコンパクトに構成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、駆動源から伝達された駆動力を左右の駆動輪に分配する分配機構であって、(a) 前記駆動力によってリングギヤが回転駆動されることにより、前記左右の駆動輪の一方および他方に連結されたキャリアおよびサンギヤへその駆動力を分配するダブルピニオンプラネタリ式差動装置と、(b) 前記駆動力によって回転駆動される入力部材の回転を一定の変速比で変速し、前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤと異なる回転速度で出力部材を回転させる単一の変速機構と、(c) 前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のキャリアとの間でトルクを伝達、遮断するスリップ係合可能な第１クラッチと、(d) 前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のサンギヤとの間でトルクを伝達、遮断するスリップ係合可能な第２クラッチとを有することを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明において、前記変速機構は、所定の減速比で減速する第１遊星歯車装置と、所定の増速比で増速する第２遊星歯車装置とを組み合わせたもので、前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置と同軸に配設されるとともに、入力部材がそのダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤに一体的に連結されて回転駆動されることにより、その入力部材の回転を前記一定の変速比で変速して出力部材から出力するものであることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
このような左右輪駆動力分配機構においては、駆動源から伝達される駆動力によって回転駆動される入力部材の回転を一定の変速比で変速し、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤと異なる回転速度で出力部材を回転させるとともに、第１クラッチまたは第２クラッチを介してキャリアまたはサンギヤへ伝達することにより、左右の駆動輪のトルク配分を制御するため、変速機構は一定の変速比で変速するだけで良く、簡単且つコンパクトに構成される。すなわち、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置を採用しているため、その右側或いは左側に配設される単一の変速機構の出力を、ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置のキャリアまたはサンギヤを介して左右の駆動輪に伝達できるのである。
【０００９】
第２発明では、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置と同軸に配設された第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の組み合わせによって変速機構が構成されるため、それ等一対の遊星歯車装置をダブルピニオンプラネタリ式差動装置と並べて配設すれば良く、装置が全体として一層コンパクトに構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の左右輪駆動力分配機構は、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両の左右前輪やＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両の左右後輪、通常の４輪駆動車両（前後輪の駆動力を機械的に分配する４輪駆動車両）の左右後輪或いは前輪、前後輪の一方をエンジン駆動で他方を電動モータ駆動としたペラレス４輪駆動車両の左右後輪或いは前輪など、種々の駆動形式の車両に適用され得る。駆動源としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、電動モータなどが好適に用いられる。
【００１１】
ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のギヤ比、すなわちサンギヤの歯数Ｚs とリングギヤの歯数Ｚr との比Ｚs ／Ｚr は、通常は０．５に設定される。
【００１２】
第１クラッチおよび第２クラッチは、係合トルクを連続的に変化させることができる摩擦クラッチや電磁クラッチなどが好適に用いられ、スリップ制御手段により係合トルクを制御して、左右輪のトルク配分を調整できるようにすることが望ましい。
【００１３】
変速機構は、第２発明のようにギヤ比が異なる一対の遊星歯車装置の組合せによって好適に構成されるが、互いに噛み合わされた一対の歯車を有する平行２軸式の変速機構など、種々の態様を採用できる。一対のシンプルプラネタリ式遊星歯車装置の組合せによって変速機構を構成する場合、例えばサンギヤ同士を一体的に連結して回転不能に固定し、キャリア同士を一体的に連結し、一方のリングギヤを入力部材とし、他方のリングギヤを出力部材としたり、サンギヤ同士を一体的に連結して回転不能に固定し、リングギヤ同士を一体的に連結し、一方のキャリアを入力部材とし、他方のキャリアを出力部材としたりするなど、２組の同じ回転要素を互いに連結するとともにその一方を回転不能に固定し、残りの１組の回転要素の一方を入力部材、他方を出力部材とすれば良い。ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置を用いることもできるし、シンプルプラネタリ式遊星歯車装置とダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置とを組み合わせて変速機構を構成することもできる。また、変速機構の変速比は、例えば入力部材の回転を１０％〜２５％程度増速または減速して出力部材から出力するように設定される。
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、センタデフによって前後輪に駆動力が分配される４輪駆動車両の左右後輪の駆動力分配機構１０を説明する骨子図で、エンジン等の駆動源１２により図示しないセンタデフを介して回転駆動されるプロペラシャフト１４は、傘歯車１６，１７を介してダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８のリングギヤ１８ｒを回転駆動する。差動装置１８のギヤ比ρ18（＝サンギヤの歯数Ｚs ／リングギヤの歯数Ｚr ）は０．５で、リングギヤ１８ｒに伝達されたトルクを、左後輪２０に連結されたキャリア１８ｃおよび右後輪２２に連結されたサンギヤ１８ｓに均等に分配し、それ等を同じ方向へ回転駆動する。
【００１５】
上記差動装置１８のリングギヤ１８ｒには、連結部材２４を介して変速機構２６が連結されている。変速機構２６は、ギヤ比が異なる一対のシンプルプラネタリ式遊星歯車装置２８および３０を組み合わせたもので、差動装置１８の右側、すなわちサンギヤ１８ｓに連結された駆動輪側に隣接して同軸に配設されており、それ等のキャリア２８ｃおよび３０ｃは互いに一体的に連結され、サンギヤ２８ｓおよび３０ｓは互いに一体的に連結され、遊星歯車装置２８のリングギヤ２８ｒは出力部材３２に一体的に連結され、遊星歯車装置３０のリングギヤ３０ｒは連結部材２４に一体的に連結されている。そして、上記サンギヤ２８ｓおよび３０ｓは連結部材３４を介して位置固定のケース３６に固定され、反力受け要素として機能させられるようになっており、リングギヤ１８ｒと一体回転させられるリングギヤ３０ｒの回転は、遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30に応じて減速されてキャリア３０ｃからキャリア２８ｃに伝達され、そのキャリア２８ｃの回転は遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28に応じて増速されてリングギヤ２８ｒから出力部材３２に伝達される。なお、差動装置１８や変速機構２６は軸心に対して略対称的に構成されており、図１では下半分が省略されている。図２、図４、図５についても同様である。
【００１６】
ここで、上記遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30は０．４程度で、その変速比（＝入力部材の回転数／出力部材の回転数）は１．４程度である一方、遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28は０．６６程度で、その変速比は０．６程度であり、変速機構２６全体の変速比は１．４×０．６＝０．８４程度となる。すなわち、連結部材２４の回転数に対して、１９％程度増速して出力部材３２を回転駆動することになる。一般に、単一の遊星歯車装置では３０％〜４０％程度の増速或いは減速しか得られないが、このように一対の遊星歯車装置２８および３０を組み合わせることにより、それ等の径寸法を小さく維持しつつ１０％〜２５％程度の小さな増速或いは減速を行うことができる。本実施例では、連結部材２４が入力部材に相当し、遊星歯車装置３０が第１遊星歯車装置に相当し、遊星歯車装置２８が第２遊星歯車装置に相当する。
【００１７】
上記出力部材３２は、第１クラッチ３８を介して前記差動装置１８のキャリア１８ｃに連結されるとともに、第２クラッチ４０を介してサンギヤ１８ｓに連結されるようになっている。これらのクラッチ３８，４０は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられるスリップ係合可能な多板式の摩擦係合装置で、コントローラ４２によって油圧回路４４が切り換えられることによりそれぞれ係合或いは解放されるとともに、必要に応じて油圧制御が行われることによりスリップ係合時の伝達トルクが制御される。そして、例えば中低速走行中の右旋回時に第１クラッチ３８を係合させて外側の左後輪２０の駆動力を増加させたり、中低速走行中の左旋回時に第２クラッチ４０を係合させて外側の右後輪２２の駆動力を増加させたりすることにより、旋回性能を向上させることができる。また、高速走行中の右旋回時に第２クラッチ４０を係合させて内側の右後輪２２の駆動力を増加させたり、高速走行中の左旋回時に第１クラッチ３８を係合させて内側の左後輪２０の駆動力を増加させたりすることにより、走行安定性を向上させることができる。
【００１８】
このような本実施例の駆動力分配機構１０によれば、駆動源１２から伝達される駆動力によって差動装置１８のリングギヤ１８ｒと一体的に回転駆動される連結部材２４の回転を０．８４程度の一定の変速比で変速し、第１クラッチ３８または第２クラッチ４０を介してキャリア１８ｃまたはサンギヤ１８ｓへ伝達することにより、左右の駆動輪２０，２２のトルク配分を制御するため、変速機構２６は一定の変速比で変速するだけで良く、簡単且つコンパクトに構成される。すなわち、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８を採用しているため、その右側に配設される単一の変速機構２６の出力を、ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置１８のキャリア１８ｃまたはサンギヤ１８ｓを介して左右の駆動輪２０または２２に伝達できるのである。
【００１９】
また、本実施例の変速機構２６は、一対の遊星歯車装置２８および３０を組み合わせたもので、ダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８に隣接して同軸に配設されているため、装置が全体として一層コンパクトに構成される。
【００２０】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において上記第１実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００２１】
図２の駆動力分配機構５０は、ＦＦ車両の左右前輪５２および５４に駆動力を分配するもので、エンジン等の駆動源から変速機５６および円筒歯車５８，６０を介してダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８のリングギヤ１８ｒに駆動力が伝達されるようになっており、その差動装置１８のキャリア１８ｃおよびサンギヤ１８ｓを介して左右の前輪５２および５４に駆動力が均等に分配される。リングギヤ１８ｒには連結部材２４を介して変速機構６２が連結されている。この変速機構６２は、前記遊星歯車装置２８および３０を組み合わせたものであるが、遊星歯車装置２８のリングギヤ２８ｒが連結部材２４に連結され、遊星歯車装置３０のリングギヤ３０ｒが出力部材３２に連結されている。
【００２２】
したがって、リングギヤ１８ｒと一体回転させられるリングギヤ２８ｒの回転は、遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28に応じて減速されてキャリア２８ｃからキャリア３０ｃに伝達され、そのキャリア３０ｃの回転は遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30に応じて増速されてリングギヤ３０ｒから出力部材３２に伝達される。遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28は０．６６程度で、その変速比は１．６６程度である一方、遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30は０．４程度で、その変速比は０．７１程度であり、変速機構６２全体の変速比は１．６６×０．７１＝１．１８程度となる。すなわち、連結部材２４の回転数に対して、１５％程度減速して出力部材３２を回転駆動することになる。本実施例では、遊星歯車装置２８が第１遊星歯車装置に相当し、遊星歯車装置３０が第２遊星歯車装置に相当する。
【００２３】
この場合は、変速機構６２の出力部材３２が差動装置１８のリングギヤ１８ｒよりも遅い速度で回転させられるため、例えば右旋回時に第２クラッチ４０を係合させることにより、右前輪５４の駆動力を低下させるとともに左前輪５２の駆動力を増大させたり、左旋回時に第１クラッチ３８を係合させることにより、左前輪５２の駆動力を低下させるとともに右前輪５４の駆動力を増大させたりして、ＦＦ車両の特性であるアンダーステアを抑制して走行安定性を向上させることができる。なお、駆動力分配機構５０を簡単且つコンパクトに構成できる点は、前記第１実施例と同様である。
【００２４】
図３はペラレス式の４輪駆動車両で、前輪７０および７２は、通常のＦＦ車両と同様にエンジン７４により自動変速機７６およびフロント差動装置７８を介して回転駆動される一方、後輪８０および８２は電動モータ８４により本発明の一実施例である駆動力分配機構８６を介して回転駆動される。駆動力分配機構８６は、例えば図２の駆動力分配機構５０と同様に構成され、駆動源としての電動モータ８４は前記変速機５６の代わりに配設される。エンジン７６はコントローラ８８によって制御されるとともに、電動モータ８４はコントローラ８８によりインバータ９０を介して制御されるようになっている。インバータ９０にはジェネレータ９２および蓄電装置９４が接続されており、ジェネレータ９２によって発生させられた電気エネルギーや蓄電装置９４の電気エネルギーで電動モータ８４を作動させるとともに、ジェネレータ９２や電動モータ８４で発生させられた電気エネルギーを蓄電装置９４に充電するようになっている。このような４輪駆動車両は、左右の後輪８０，８２をそれぞれ別個の電動モータで独立に駆動する場合に比較して、低コストでコンパクトに構成される。
【００２５】
図４の駆動力分配機構１００は、前記図１の駆動力分配機構１０に比較して変速機構１０２の構成が異なる。この変速機構１０２は、一対の遊星歯車装置２８，３０のリングギヤ２８ｒおよび３０ｒが一体的に連結され、キャリア３０ｃが入力部材としての連結部材２４に連結され、キャリア２８ｃが出力部材３２に連結されている。したがって、リングギヤ１８ｒと一体回転させられるキャリア３０ｃの回転は、遊星歯車装置３０のギヤ比ρ30に応じて増速されてリングギヤ３０ｒからリングギヤ２８ｒに伝達され、そのリングギヤ２８ｒの回転は遊星歯車装置２８のギヤ比ρ28に応じて減速されてキャリア２８ｃから出力部材３２に伝達される。この場合の遊星歯車装置３０の増速比、遊星歯車装置２８の減速比、および変速機構１０２全体の変速比は図２の変速機構５０と同じで、遊星歯車装置２８は第１遊星歯車装置に相当し、遊星歯車装置３０は第２遊星歯車装置に相当する。
【００２６】
図５の駆動力分配機構１１０は、前記図２の駆動力分配機構５０に比較して変速機構１１２の構成が異なる。この変速機構１１２は平行２軸式で、前記変速機５６の出力軸１１４には前記円筒歯車５８とは別に円筒歯車１１６が取り付けられ、出力部材３２に一体的に設けられた円筒歯車１１８と噛み合わされている。円筒歯車１１６は円筒歯車５８よりも小径で、出力部材３２は差動装置１８のリングギヤ１８ｒ（円筒歯車６０）よりも１０％〜２５％程度だけ遅い回転速度で回転させられる。これにより、機能的には図２の駆動力分配機構５０と同様の作用が得られるが、本実施例では一対の歯車１１６，１１８によって変速機構１１２が構成されているため、軸方向すなわち図５の左右方向の寸法を小さくできる。但し、変速機５６の軸線上に歯車１１６を配設する必要があるため、車両の搭載スペースや強度条件などを総合的に判断して、駆動力分配機構５０または１１０を適宜選択することになる。上記円筒歯車１１６は入力部材に相当する。
【００２７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもできる。
【００２８】
例えば、前記実施例では一対のサンギヤ２８ｓおよび３０ｓを反力受け要素としてケース３６に固定した場合について説明したが、一対のキャリア２８ｃおよび３０ｃ、或いはリングギヤ２８ｒおよび３０ｒを反力受け要素としてケース３６に固定するようにしても良い。
【００２９】
また、前記実施例では変速機構２６、６２、１０２、１１２が何れも差動装置１８の右側に配設されていたが、例えばサンギヤ１８ｓが左側の駆動輪に連結されている場合には、それ等の変速機構２６等を差動装置１８の左側に配設できる。
【００３０】
また、前記実施例では差動装置１８のキャリア１８ｃが左車輪２０または５２に連結され、サンギヤ１８ｓが右車輪２２または５４に連結されていたが、キャリア１８ｃを右車輪２２または５４に連結し、サンギヤ１８ｓを左車輪２０または５２に連結するようにしても良い。
【００３１】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である左右輪駆動力分配機構の骨子図である。
【図２】本発明の別の実施例を説明する骨子図である。
【図３】本発明がペラレス式の４輪駆動車両に適用された場合を説明する図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を説明する骨子図である。
【図５】本発明の更に別の実施例を説明する骨子図である。
【符号の説明】
１０、５０、８６、１００、１１０：駆動力分配機構
１２：駆動源
１８：ダブルピニオンプラネタリ式差動装置
２４：連結部材（入力部材）
２６、６２、１０２、１１２：変速機構
２８，３０：遊星歯車装置
３２：出力部材
３８：第１クラッチ
４０：第２クラッチ
８４：電動モータ（駆動源）
１１６：円筒歯車（入力部材）
Claims (2)
- 駆動源から伝達された駆動力を左右の駆動輪に分配する分配機構であって、
前記駆動力によってリングギヤが回転駆動されることにより、前記左右の駆動輪の一方および他方に連結されたキャリアおよびサンギヤへ該駆動力を分配するダブルピニオンプラネタリ式差動装置と、
前記駆動力によって回転駆動される入力部材の回転を予め定められた一定の変速比で変速し、前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤと異なる回転速度で出力部材を回転させる単一の変速機構と、
前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のキャリアとの間でトルクを伝達、遮断するスリップ係合可能な第１クラッチと、
前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のサンギヤとの間でトルクを伝達、遮断するスリップ係合可能な第２クラッチと
を有することを特徴とする左右輪駆動力分配機構。 - 前記変速機構は、所定の減速比で減速する第１遊星歯車装置と、所定の増速比で増速する第２遊星歯車装置とを組み合わせたもので、前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置と同軸に配設されるとともに、入力部材が該ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤに一体的に連結されて回転駆動されることにより、該入力部材の回転を前記一定の変速比で変速して出力部材から出力するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の左右輪駆動力分配機構。
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