JP4003393B2 - Driving force transmission device for vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動側の回転軸と従動側の回転軸間に配設されて、車両を四輪駆動車に構成する形式の車両用駆動力伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種形式の車両用駆動力伝達装置は、車両の駆動側の回転軸と従動側の回転軸のそれぞれに連結されて互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材と、これら両回転部材間に配設され摩擦係合により前記両回転部材間のトルク伝達を行う摩擦クラッチと、同摩擦クラッチを摩擦係合すべき押圧力を前記両回転部材の差動回転に応じて発生させる押圧力発生機構を備えるものであり、その一例が、例えば特開平10−141395号公報や特許第2884473号公報に開示されている。これらの公報のうち、前者の公報に開示されている駆動力伝達装置はロータ方式のものであり、後者の公報に開示されている駆動力伝達装置はシアーポンプ方式のものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、当該形式の駆動力伝達装置には車両の走行状態に応じた対応が要求されるが、上記した各駆動力伝達装置は、いずれも前後両輪間の差動回転数にのみ依存する差動回転感応型に構成されているため、車両の高速走行時においても、前後両輪間に差動回転が発生すると、これに応じて四輪駆動状態を構成することになる。車両は、高速走行時には、必ずしも四輪走行は必要ではなく、高速の四輪駆動走行では無駄なエネルギーを消費することになって、燃費を低下させることになる。
【0004】
従って、本発明の目的は、この種形式の車両用駆動力伝達装置を、車両の高速走行時には四輪駆動状態を形成し得ない車速感応型に構成することにより、無駄なエネルギーの消費を無くして燃費の向上を図ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両の駆動側の回転軸と従動側の回転軸間に配設されて四輪駆動車を構成する車両用駆動力伝達装置に関するもので、前記各回転軸のそれぞれに連結されて互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材と、これら両回転部材間に配設され摩擦係合により前記両回転部材間のトルク伝達を行う摩擦クラッチと、同摩擦クラッチを摩擦係合すべき押圧力を前記両回転部材の差動回転に応じて発生させる押圧力発生機構を備え、かつ、前記押圧力発生機構は、車速が所定以上の高速時に押圧力の発生を低減または規制する押圧力発生制御手段を備える形式の車両用駆動力伝達装置を適用対象とするものである。
【0006】
しかして、本発明に係る第1の車両用駆動力伝達においては、前記押圧力発生機構は、粘性流体の収容空間部に位置して前記内外両回転部材の差動回転により相対回転して押圧力を発生させるロータを備えるロータ式の押圧力発生機構であり、かつ、前記押圧力発生制御手段は前記収容空間部に設けられた弁機構を備えるものである。
【0007】
本発明に係る第1の車両用駆動力伝達装置においては、前記弁機構は、前記ロータのベーン部の基端部に設けられて隣合う圧力発生室を互いに連通させる連通孔と、同連通孔の開口部の一部または全てを閉鎖して前記押圧力を発生させる弁体とからなり、同弁体は、前記ロータが差動回転時に前記収容空間部内を相対回転して前記圧力発生室内に発生させる前記ベーン部側へ流動する粘性流体の流動作用によって前記ベーン部の連通孔の開口部側を押圧して同連通孔の開口部を閉鎖状態とし、車速が所定以上の高速時に発生する遠心力の作用によって前記ベーン部の一側に沿って先端側へ移動して前記連通孔の開口部を開放するように構成されていることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明に係る第2の車両用駆動力伝達装置においては、前記押圧力発生機構は、粘性流体を流動させる円周方向溝を有して前記内外両回転部材の差動回転により相対回転して押圧力を発生させるポンプディスクを備えるシアーポンプ式の押圧力発生機構であり、かつ、前記押圧力発生制御手段は前記円周方向溝に設けられた弁機構を備えるものである。
【0009】
本発明に係る第2の車両用駆動力伝達装置においては、前記弁機構は、前記円周方向溝の両端閉塞部の基端部に設けられて同円周方向溝の両端部を互いに連通させる連通路と、同連通路の開口部の一部または全てを閉鎖して前記押圧力を発生させる弁体とからなり、同弁体は、前記ポンプディスクが差動回転時に前記円形方向溝内に発生させる前記両端閉塞部側へ流動する粘性流体の流動作用によって同両端閉塞部の連通孔の開口部側を押圧して同連通孔の開口部を閉鎖状態とし、車速が所定以上の高速時に発生する遠心力の作用によって前記両端閉塞部の一側に沿って先端側へ移動して前記連通孔の開口部を開放するように構成されていることを特徴とするもである。
【0010】
【発明の作用・効果】
本発明に係る車両用駆動力伝達装置においては、前記押圧力発生機構に、車速が所定以上の高速時に押圧力の発生を低減または規制する押圧力発生制御手段を設けていることから、前後輪間で差動回転が発生している場合であって、車両が高速走行状態である場合や低速走行から高速走行に移行した場合には、押圧力発生機構で発生する押圧力は、車速に応答して漸次低下しまたは消失する。このため、車両が四輪駆動走行不要である高速走行時では、車両の四輪駆動走行状態を構成する伝達トルクは低下または皆無となって、無駄なエネルギーの消費を防止して燃費の向上を図ることができる。
【0011】
本発明に係る車両用駆動力伝達装置においては、前記押圧力発生機構として、ロータ式の押圧力発生機構およびシアーポンプ式の押圧力発生機構を採用することができる。
【0012】
前記押圧力発生機構がロータ式の押圧力発生機構である場合には、前記押圧力発生制御手段を、車速が所定以上の高速時に動作して前記ロータのベーン部にて区画された隣合あう圧力発生室を互いに連通すべく機能する弁機構に構成し、また、当該弁機構を、前記ロータのベーン部に設けられて隣合う圧力発生室を互いに連通させる連通孔と、同連通孔の開口部の一部または全てを閉鎖し車速が所定以上の高速時に発生する遠心力にて同開口部を開放する弁体にて構成することができる。これにより、前記押圧力発生制御手段を簡単な構造にて構成することができるとともに、押圧力発生機構で発生する押圧力を的確に制御することができるという大きな利点がある。
【0013】
また、前記押圧力発生機構がシアーポンプ式の押圧力発生機構である場合には、前記押圧力発生制御手段を、車速が所定以上の高速時に動作して前記円周方向溝の両端部を互いに連通すべく機能する弁機構に構成し、また、当該弁機構を、前記円周方向溝の両端部を互いに連通させる連通路と、同連通路の開口部の一部または全てを閉鎖し車速が所定以上の高速時に発生する遠心力にて同開口部を開放する弁体にて構成することができる。これにより、前記押圧力発生制御手段を簡単な構造にて構成することができるとともに、押圧力発生機構で発生する押圧力を的確に制御することができるという大きな利点がある。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明すると、図1には、本発明の一例に係る車両用駆動力伝達装置が示されている。当該駆動力伝達装置10は、図6に示すように、前輪駆動をベースとする車両の後輪側への駆動力伝達経路に搭載されて、四輪駆動車を構成する。
【0015】
当該四輪駆動車において、トアランスアクスル21はトランスミッション、トランスファおよびフロントディファレンシャルを一体に備えるもので、エンジン22の駆動力をトランスアクスル21のフロントディファレンシャル23を介して、両アクスルシャフト24a,24aに出力して左右の前輪24b,24bを駆動させるとともに、第1プロペラシャフト25側に出力させる。第1プロペラシャフト25は、駆動力伝達装置10を介して第2プロペラシャフト26に連結されており、第1プロペラシャフト25と第2プロペラシャフト26がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力はリヤディファレンシャル27に伝達され、リヤディファレンシャル27から両アクスルシャフト28a,28aへ出力されて左右の後輪28b,28bを駆動させる。
【0016】
駆動力伝達装置10は、ロータ式の押圧力発生機構を備えるもので、第1プロペラシャフト25(駆動側の回転軸)と第2プロペラシャフト26(従動側の回転軸)間に配設されているもので、図1に示すように、アウタケース10a、インナシャフト10b、摩擦クラッチ10c、および押圧力発生機構10dを備えるとともに、図2および図3に示す弁機構10eを備えている。
【0017】
アウタケース10aは、本発明における外側回転部材に相当するもので、有底筒状のフロントハウジング11aと、フロントハウジング11aの後端開口部に螺着されて同開口部を覆蓋するリヤカバー11bにて形成されている。リヤカバー11bは、後述する押圧力発生機構10dの収容空間部を構成する一構成部材としても機能する。インナシャフト10bは、リヤカバー11bの中央部を液密的に貫通してフロントハウジング11a内に同心的に挿入されていて、軸方向を規制された状態で、フロントハウジング11aの前壁部とリヤカバー11bに回転可能に支持されている。インナシャフト10bには、第2プロペラシャフト26の先端部が挿入されて、トルク伝達可能に連結されるものであり、また、アウタケース10aのフロントハウジング11aの前端部には、第1プロペラシャフト25がトルク伝達可能に連結されるものである。
【0018】
摩擦クラッチ10cは湿式多板式のクラッチであり、多数のクラッチプレート(インナクラッチプレート12aおよびアウタクラッチプレート12b)を備え、フロントハウジング11a内に配設されている。摩擦ラッチ10cを構成する各インナクラッチプレート12aは、インナシャフト10bの外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各アウタクラッチプレート12bはフロントハウジング11aの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレート12aと各アウタクラッチプレート12bは交互に位置していて、互いに当接して摩擦係合するとともに、互いに離間して自由状態となる。摩擦クラッチ10cは、各インナクラッチプレート12aと各アウタクラッチプレート12bとの互いの摩擦係合により、アウタケース10aとインナシャフト10b間で摩擦係合力に応じたトルク伝達を行う。
【0019】
押圧力発生機構10dは、アウタケース10aとインナシャフト10b間にて、摩擦クラッチ10cに対向して配設されているもので、リヤカバー11b、ロータ13、作動ピストン14、リヤカバー11bと作動ピストン14にて構成された収容空間部R、および、収容空間部Rに収容された高粘度の粘性流体からなり、粘性流体の収容空間部R内に弁機構10eが配設されている。
【0020】
作動ピストン14は、背部に円形状の凹所を有するもので、フロントハウジング11aとインナシャフト10b間に位置して、フロントハウジング11aに対しては、その内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、インナシャフト10bに対しては、その外周に回転可能かつ軸方向へ移動可能に組付けられている。この状態で、作動ピストン14はリヤカバー11bとともに、
その円形凹所を、粘性流体が収容される収容空間部Rに形成している。ロータ13は、インナシャフト10bの外周にスプライン嵌合していて、インナシャフト10bと一体回転可能に組付けられた状態で収容空間部Rに位置している。
【0021】
ロータ13は、図1〜図3に示すように、内スプライン部を有する円筒状の支持軸部13aの外周に4枚のベーン部13bを有するもので、収容空間部R内に組付けられた状態では、収容空間部Rを4つの圧力発生室rに区画している。各ベーン部13bは、その基端側部位に、隣合う圧力発生室rを互いに連通させる連通孔13cを有している。また、連通孔13cの先端側の部位は略逆T字状の肉厚部13b1を有するもので、肉厚部13b1の前側の部位が幅広の肉薄部13b2に、肉厚部13b1の後側の部位が幅狭の肉薄部13b3になっている。ロータ13の連通孔13cは、後述する弁機構10eを構成する。また、ロータ13の肉厚部13b1は、収容空間部Rを形成する作動ピストン14の凹所の内側面と、リヤカバー11bの内側面、すなわち、収容空間部Rの互いに対向する2つの内側面(2つの対向面)に当接して、この2つの対向面に対して摺動可能である。
【0022】
弁機構10eは、ロータ13の互いに対称の位置にある2枚の各ベーン部13bの連通孔13cと、互いに対称の位置にある2つの圧力発生室rに配置された弁体15とにより構成されている。弁体15は、ベーン部13bの肉厚部13b1と略同一の厚みを有する円盤状を呈するもので、ベーン部13bの基端側部位に当接した状態で、連通孔13cをその開口部にて閉鎖すべく機能する。
【0023】
すなわち、アウタケース10aとインナシャフト10b間に相対回転が発生して、収容空間部Rに収容されている粘性流体に流れが生じると、弁体15は連通孔13cを閉鎖する。この閉鎖状態の弁体15は、その両面が収容空間部Rの2つの対向面に当接していてこれらの対向面に対して摺動可能であり、遠心力が作用した場合には、ベーン部13bの先端側へ摺動して連通孔13cを開放すべく機能する。
【0024】
当該駆動力伝達装置10は車両に搭載されて、図6に示す前輪駆動をベースとする四輪駆動車を構成するもので、当該四輪駆動車は走行時には前輪24bが優先して駆動し、当該駆動力伝達装置10により第1プロペラシャフト25が第2プロペラシャフト26にトルク伝達可能に連結された場合には、エンジン22の駆動力が第1プロペラシャフト25および第2プロペラシャフト26を介して後輪28b側に伝達されて四輪駆動走行状態を構成する。
【0025】
当該駆動力伝達装置10においては、車両の走行中には、第1プロペラシャフト25に連結するアウタケース10aは常時回転していて、第2プロペラシャフト26に連結するインナシャフト10bとの間に回転差、換言すれば、前後両輪24a,24b間に差動回転が発生した場合には、インナシャフト10bおよびロータ13と、アウタケース10aおよび作動ピストン13とが互いに相対回転する。
【0026】
これにより、圧力発生室rに充填されている粘性流体がロータ13のベーン部13bによって対向する2つの対向面間を差動回転数に応じた流速で強制移動され、粘性流体の粘性摩擦により圧力発生室r内に差動回転数に比例した内圧が発生する。すなわち、2つの対向面間を流動する粘性流体の上流側が高圧、下流側は低圧となる圧力分布の内圧が発生し、この内圧が作動ピストン14を押圧すべく作用する。
【0027】
この結果、作動ピストン14は上記した内圧により押動されて、摩擦クラッチ10cを差動回転数に応じた力で押圧して摩擦クラッチ10cを摩擦係合させる。これにより、摩擦クラッチ10cはインナシャフト10bをアウタケース10aに連結して、差動回転数に応じたトルクをインナシャフト10bに伝達する。このため、エンジン22の駆動力がインナシャフト10bを介して第2プロペラシャフト26に伝達され、車両を四輪駆動状態に構成する。
【0028】
しかして、当該駆動力伝達装置10においては、押圧力発生機構10dの収容空間部Rに配設されている弁機構10eは、当該車両の走行速度が所定速度未満の場合には図3(a)に示す状態にあり、当該車両の走行速度が所定速度以上の高速になると同図(b)に示す状態となる。
【0029】
すなわち、当該駆動力伝達装置10においては、ロータ13が差動回転の発生により収容空間部R内を相対回転して圧力発生室r内の粘性流体を弁体15側へ流動させ、弁体15をベーン部13bの基端側部位に押圧して連通孔13cを閉鎖した状態とするが、弁体15には当該車両の走行に起因する遠心力が作用する。当該遠心力は、弁体15をベーン部13bの基端側部位から先端側部位へ摺動すべく作用する。
【0030】
従って、当該駆動力伝達装置10においては、当該車両の走行速度が所定速度未満の場合には、弁体15に作用する遠心力が小さくて、弁体15は基端側部位から先端側部位へ摺動することがなくて、弁機構10eは、図3(a)に示すように、連通孔13cの開口端部に着座して連通孔13cを略閉鎖し、隣合う圧力発生室r同士の連通を略遮断する。このため、圧力発生室r内には差動回転数に応じた内圧が発生し、当該内圧が作動ピストン14を介して摩擦クラッチ10cを摩擦係合して、当該車両を四輪駆動走行状態とする。
【0031】
また、当該駆動力伝達装置10においては、当該車両の走行速度が所定速度以上になると、弁体15に作用する遠心力が大きくなって、弁体15は基端側部位から先端側部位へ摺動して、弁機構10eは、図3(b)に示すように、連通孔13cの開口端部から離間して連通孔13cを開放し、隣合う圧力発生室r同士を連通させる。このため、圧力発生室rで発生する内圧は低下、または皆無に近くなって、作動ピストン14による摩擦クラッチ10cの摩擦係合は規制され、当該車両を四輪駆動走行状態から二輪駆動走行状態に変更させる。また、当該車両が高速走行状態で差動回転が発生した場合にも、当該駆動力伝達装置10は車両を四輪駆動走行状態に構成することはない。
【0032】
従って、当該駆動力伝達装置10においては、当該車両が四輪駆動走行不要である高速走行時では、車両の四輪駆動走行状態を構成する伝達トルクは低下または皆無となって、無駄なエネルギーの消費を防止して燃費の向上を図ることができる。
【0033】
なお、当該駆動力伝達装置10においては、前輪24bの回転数が大きくかつ後輪28bの回転数が小さい関係にある差動回転状態(差動回転が正転状態)と、前輪24bの回転数が小さくかつ後輪28bの回転数が大きい関係にある差動回転状態(差動回転の反転状態)では、アウタケース10aとインナシャフト10b間でに伝達トルクが大小異なるように配慮されている。
【0034】
すなわち、当該駆動力伝達装置10において、前輪24bと後輪28b間に正転状態の差動回転が発生した場合には、ロータ13は、図3の図示時計方向へ相対回転する。このため、各圧力発生室r内の粘性流体は、ベーン部13bの幅広の薄肉部13b2にて大きな剪断作用を受けることになって、各圧力発生室r内では内圧が高くなる。これに対して、前輪24bと後輪28b間に反転状態の差動回転が発生した場合には、ロータ13は、図3の図示反時計方向へ相対回転する。このため、各圧力発生室r内の粘性流体は、ベーン部13bの幅狭の薄肉部13b3にて小さい剪断作用を受けることになって、各圧力発生室r内で発生する内圧は、正転状態の差動回転時に比較して小さいくなる。
【0035】
図4および図5には、当該駆動力伝達装置10の押圧力発生機構10dに設ける弁機構の変形例が示されている。これらの変形例に係る弁機構10f,10gは、弁機構10eとは弁体の形状を異にするものである。
【0036】
図4に示す弁機構10fの弁体16は、ロータ13のベーン部13bに類似する形状のブロックであって、弁体16の表裏両面に、収容空間部Rの2つの対向面に当接する肉厚の当接面16a、および、連通孔13cよりも厚みのある肉薄部16bを備えている。弁体16は、遠心力の作用にて、ベーン部13bの基端側部位から先端側部位へ摺動するもので、同図に示すように、ベーン部13bの基端側部位に位置する場合には、2つの当接面16aおよび肉薄部16bにてベーン部13bの連通孔13cの開口部を部分的に閉鎖し、ベーン部13bの先端側部位へ摺動した場合には、ベーン部13bの連通孔13cの開口部を完全に開放する。
【0037】
なお、弁体16においては、肉薄部16bが、ロータ13におけるベーン部13bの肉薄部13b2,13b3と同様の圧力発生機能を有し、粘性流体の連通孔13cへの流動を差し引いても、トータルで高い圧力が発生するようになっている。
【0038】
従って、当該弁機構10fにおいては、発生する押圧力の最大設定値が弁機構10eより大きく設定され、当該車両の走行速度が所定速度以上になると弁機構10eと同様に作動し、弁機構10eと同様の作用効果を奏するものである。
【0039】
図5に示す弁機構10gを構成する弁体17は、略正方形状のブロックであって、弁本体17の表裏両面は、収容空間部Rの2つの対向面に当接する当接面に形成されている。弁体17は、遠心力の作用にて、ベーン部13bの基端側部位から先端側部位へ摺動するもので、同図に示すように、ベーン部13bの基端側部位に位置する場合には、ベーン部13bの連通孔13cの開口部を略完全に閉鎖し、ベーン部13bの先端側部位へ摺動すると、ベーン部13bの連通孔13cの開口部を完全に開放する。
【0040】
従って、当該弁機構10gにおいては、発生する押圧力の最大設定値が弁機構10eより大きく設定され、当該車両の走行速度が所定速度以上になると弁機構10eと同様に作動し、弁機構10eと同様の作用効果を奏するものである。
【0041】
図7には、本発明の他の一例に係る車両用駆動力伝達装置が示されている。当該駆動力伝達装置30は、後輪駆動をベースとする四輪駆動車を構成するもので、多板式の摩擦クラッチ機構とシアーポンプ式のポンプ機構を備える形式の駆動力伝達装置である。
【0042】
当該駆動力伝達装置30は、シアーポンプ式の押圧力発生機構を備えるもので、アウタケース31と、アウタケース31内に同心的に位置するインナシャフト32間に、摩擦クラッチ機構30aとポンプ機構30bが配設されているもので、ポンプ機構30bが本発明における押圧力発生機構に該当し、ポンプ機構30b内に、押圧力発生制御手段である図8に示す弁機構30cが設けられている。
【0043】
インナシャフト32は円筒状を呈するもので、そのシャフト本体32aの内孔の周面に内スプライン32bを備え、エンジンの駆動力を後輪側へ伝達する後輪側プロペラシャフトがその内孔を貫通した状態でスプライン嵌合する。これにより、インナシャフト32は、後輪側プロペラシャフトと一体に回転する。アウタケース31は、インナシャフト32より大径の円筒状を呈するもので、インナシャフト32の外周に所定の周間隔を保持して同心的に位置している。アウタケース31には、その内スプライン31aの他端開口部側に、後述する摩擦クラッチ機構30aを構成する受承板34bが嵌合して一体回転可能に連結されていて、アウタケース31は受承板34bおよび図示しない連結手段を介して、前輪側のプロペラシャフトに動力伝達可能に連結される。
【0044】
摩擦クラッチ機構30aは、多数枚のインナクラッチプレート33aおよびアウタクラッチプレート33b、押圧板34aおよび受承板34b、連結部材35にて構成されている。連結部材35は段付き筒状を呈するもので、筒状本体35aの内孔の周面に内スプライン35bを備えるとともに、筒状本体35aの外周面に外スプライン35cを備えている。連結部材35は、インナシャフト32と同軸的に位置し、その内スプライン35bはインナシャフト32の内スプライン32bと同相して、図示しない後輪側プロペラシャフトにスプライン嵌合する。これにより、連結部材35はインナシャフト32とともに、後輪側プロペラシャフトに一体回転可能に連結される。
【0045】
摩擦クラッチ機構30aにおいては、各インナクラッチプレート33aが連結部材35の外スプライン35cに嵌合し、また、各アウタクラッチプレート33bがアウタケース31の内スプライン31aに嵌合していて、インナクラッチプレート33aおよびアウタクラッチプレート33bは互いに交互に位置している。押圧板34aは、最内側のアウタクラッチプレート33bに対向して位置している。また、受承板34bは、アウタケース31の内スプライン31aに嵌合し、スナップリングにて抜止めされた状態で、最外側のインナクラッチプレート33aに対向して位置している。
【0046】
ポンプ機構30bは、高粘度の粘性流体を作動流体とするもので、ポンプディスク36、フィードディスク37、カバー体38、作動ピストン39にて構成されている。作動ピストン39は、一端面に環状凹所39aを有し、インナシャフト32の外周に回転可能かつ軸方向へ摺動可能に組付けられて、押圧板34aの内孔に嵌合した状態で対向している。ポンプディスク36およびフィードディスク37は、作動ピストン39の環状凹所39a内に嵌合されていて、フィードディスク37はインナシャフト32の外周に一体回転可能に連結した状態で、環状凹所39aの奥壁面に摺動可能に当接している。また、ポンプディスク36は、インナシャフト32の外周に回転可能に組付けられた状態で、フィードディスク37の一端面に摺動可能に当接している。
【0047】
カバー体38は、アウタケース31とインナシャフト32の周間隙に嵌合された状態で作動ピストン39の外周に嵌合していて、インナシャフト32の外周に回転可能に組付けられている。また、カバー体38は、アウタケース31の一端側開口部にてスナップリングにより抜止めされていて、アウタケース31およびポンプディスク36とは一体回転可能に連結されている。
【0048】
ポンプ機構30bを構成するポンプディスク36は、図7および図8に示すように、その他端面に、フィードディスク37の一端面側に開口する所定幅の円周方向溝(環状溝36a)と、環状溝36aの両端部を連通させる連通路36bと、環状溝36aの各端部に近接する部位に位置して環状溝36aに開口する吐出口または吸入口として機能する穴36c、および、吸入口または吐出口として機能する穴36dを備えている。
【0049】
環状溝36aには、円盤状の弁体36eが収容されている。弁体36eは、連通路36bの各開口端部に着脱して環状溝36aの両端部の連通を断続すべく機能するもので、弁体36eと連通路36bとは、本発明における押圧力発生制御手段である弁機構30cを構成する。弁機構30cにおける弁体36eは、環状溝36aの溝幅の略半分の小径の円盤であって、所定以上の大きさの遠心力が作用した場合には、環状溝36aの外周壁側に移動する。
【0050】
カバー体38は、その一端面側に環状凹所38aを備えていて、環状凹所38aにはピストン38bが液密的に摺動可能に嵌合されている。ピストン38bは、環状凹所38a内を粘性流体の収容室R1に形成している。カバー体38は、ポンプディスク36の吸入口36cおよび吐出口36dを介して、環状溝36aと収容室R1とを連通させる吸入孔38cおよび吐出孔38dを備えている。吸入孔38cおよび吐出孔38dは、環状溝36a内での粘性流体の流動を許容する。
【0051】
ポンプ機構30bにおいては、ピストン38bがバネ部材38eにより他端側に付勢されていて、ピストン38bの摺動により収容室R1内の圧力変動を吸収するようになっており、また、作動ピストン39がバネ部材39bにより付勢されていて、作動ピストン39が押動された後の復帰動作が円滑になされるようになっている。
【0052】
当該駆動力伝達装置30は車両に搭載されて、後輪駆動をベースとする四輪駆動車を構成するもので、当該四輪駆動車は走行時には、駆動力伝達装置30のインナシャフト32を貫通する後輪側プロペラシャフトが回転して、後輪を優先して駆動する。当該駆動力伝達装置30においては、この車両の走行状態では、インナシャフト32が常時回転していて、前輪側プロペラシャフトに連結して回転しているアウタケース31との間に差動回転が発生した場合には、ポンプディスク36とフィードディスク37間に相対回転が生じる。
【0053】
これにより、ポンプディスク36の環状溝36a内の粘性流体は、その粘性により、吸入口として機能する穴36dから吐出口として機能する穴36cへ向かって、図8の図示時計方向へ流動し、穴36c側にて流動距離に応じて圧力を高める。この吐出口の穴36c側の粘性流体の高圧力は、作動ピストン39を介して摩擦クラッチ機構30aに作用して摩擦係合させる。この結果、摩擦クラッチ機構30aは、アウタケース31をインナシャフト32に連結して、差動回転数に応じたトルクをアウタケース31に伝達する。このため、エンジンの駆動力がアウタケース31を介して前輪側プロペラシャフトに伝達され、駆動力伝達装置30は車両を四輪駆動状態に構成する。
【0054】
しかして、当該駆動力伝達装置30においては、当該車両の走行速度が所定速度未満の場合には、ポンプ機構30bに設けられている弁機構30cを構成する弁体36eは、ポンプディスク36の環状溝36a内の粘性流体が流動すると、図8に示すように、連通路36bの一端側開口部に着座して環状溝36aの両端部の連通を遮断して、粘性流体の吐出口として機能する穴36c側から吸入口として機能する穴36d側への流動を遮断し、粘性流体に作動ピストン39に作用する圧力を発生させる。これにより、当該車両は四輪駆動走行する。
【0055】
この状態において、当該車両の走行速度が所定速度以上の高速になると、弁体36eに作用する遠心力が所定以上に大きくなり、当該遠心力は、弁体36eを環状溝36aの外周壁側へ摺動させて連通路36bの一端側開口部から離脱させ、環状溝36aの両端部を互いに連通させる。このため、粘性流体が吐出側の穴36c側から吸入側の穴36d側へ流動するため、粘性流体の高圧力の発生を低減または規制する。
【0056】
なお、当該駆動力伝達装置30において、アウタケース31とインナシャフト間の差動回転が反転した場合には、粘性流体は図8の図示反時計方向へ流動する。この場合、穴36cが吸入口として機能するとともに、穴36dが吐出口として機能し、弁体36eは環状溝36a内を略一回転して連通路36bの他端側開口部に着座して、環状溝36aの両端部の連通を遮断する。
【0057】
従って、当該駆動力伝達装置30においては、当該車両の走行速度が所定速度以上になると、当該車両を四輪駆動走行状態から二輪駆動走行状態に変更させる。これにより、当該車両が四輪駆動走行不要である高速走行時では、車両の四輪駆動走行状態を構成する伝達トルクは低下または皆無となって、無駄なエネルギーの消費を防止して燃費の向上を図ることができる。
【0058】
図9は、当該駆動力伝達装置30における弁機構の変形例を示すもので、当該弁機構30dは、円盤状の弁体を2個有するものであり、ポンプディスク36の環状溝36aには、その連通路36bを挟んで、吸入口36c側および吐出口36d側に各弁体36e1,36e2が配置されている。環状溝36aは、吸入口36cの近接した部位と吐出口36dに近接した部位に、それぞれストッパ部36a1,36a2を備え、各弁体36e1,36e2は、各ストッパ部36a1,36a2により、環状溝36a内での移動を所定量に規制される。各ストッパ部36a1,36a2は、図9(b)に示す断面形状を呈するもので、弁体36e1,36e2がストッパ部36a1,36a2に引っかかても粘性流体は流動するようになっている。
【0059】
当該弁機構30dにおいては、例えば、差動回転が正転状態では弁体36e1が連通路36bを閉鎖し、かつ、差動回転が反転状態では弁体36e2が連通路36bを閉鎖するもので、差動回転の正転から反転、反転から正転への切り替る時点での応答性を向上させている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例に係る駆動力伝達装置を示す断面図である。
【図2】同駆動力伝達装置を構成する押圧力発生機構の収容空間部内の弁機構を示す部分斜視図である。
【図3】同押圧力発生機構に設けた弁機構の異なる作動状態を示す正面図(a),(b)である。
【図4】弁機構の変形例を示す図3(a)に対応する正面図である。
【図5】弁機構の他の変形例を示す図3(a)に対応する正面図である。
【図6】同駆動力伝達装置を搭載して構成した四輪駆動車の概略的なスケルトン図である。
【図7】本発明の他の一例に係る駆動力伝達装置を示す断面図である。
【図8】同駆動力伝達装置の弁機構の配設部位に対応するポンプディスクの一部を省略切断正面図である。
【図9】弁機構の変形例を示す図8に対応する一部省略正面図(a)、および同図のb−b線での断面図(b)である。
【符号の説明】
10…駆動力伝達装置、10a…アウタケース、10b…インナシャフト、10c…摩擦クラッチ、10d…押圧力発生機構、10e,10f,10g…弁機構、11a…フロントハウジング、11b…リヤカバー、12a…インナクラッチプレート、12b…アウタクラッチプレート、13…ロータ、13a…支持軸部、13b…ベーン部、13b1…肉厚部、13b2,13b3…肉薄部、13c…連通孔、14…作動ピストン、15,16,17…弁体、16a…当接面、16b…肉薄部、21…トアランスアクスル、22…エンジン、23…フロントディファレンシャル、24a,24a…アクスルシャフト、24b,24b…前輪、25,26…プロペラシャフト、27…リヤディファレンシャル、28a,28a…アクスルシャフト、28b,28b…後輪、30…駆動力伝達装置、30a…摩擦クラッチ機構、30b…ポンプ機構、30c,30d…弁機構、31…アウタケース、31a…内スプライン、32…インナシャフト、32a…シャフト本体、32b…内スプライン、33a…インナクラッチプレート、33b…アウタクラッチプレート、34a…押圧板、34b…受承板、35…連結部材、35a…筒状本体、35b…内スプライン、35c…外スプライン、36…ポンプディスク、36a…円周方向の環状溝、36a1,36a2…ストッパ部、36b…連通路、36c,36d…穴、36e、36e1,36e2…弁体、37…フィードディスク、38…カバー体、38a…環状凹所、38b…ピストン、38c…吸入孔、38d…吐出孔、38e…バネ部材、39…作動ピストン、39a…環状凹所、39b…バネ部材、R…収容空間部、r…圧力発生室、R1…収容室。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle driving force transmission device that is disposed between a drive-side rotation shaft and a driven-side rotation shaft of a vehicle and constitutes the vehicle as a four-wheel drive vehicle.
[0002]
[Prior art]
This type of vehicle driving force transmission device includes a rotation shaft on the drive side and a rotation shaft on the driven side of the vehicle.ofInner and outer rotating members that are connected to each other and are coaxially and relatively rotatable with each other, and friction engagement between these rotating members.ByA friction clutch that transmits torque between the rotating members, and a pressing force generating mechanism that generates a pressing force to frictionally engage the friction clutch according to the differential rotation of the rotating members. Examples are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-141395 and Japanese Patent No. 2884473. Among these publications, the driving force transmission device disclosed in the former publication is of the rotor type, and the driving force transmission device disclosed in the latter publication is of the shear pump type.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the driving force transmission device of this type is required to respond according to the running state of the vehicle. However, each of the driving force transmission devices described above is a differential that depends only on the differential rotational speed between the front and rear wheels. Since it is configured to be rotation sensitive, even when the vehicle is traveling at high speed, if a differential rotation occurs between the front and rear wheels, a four-wheel drive state is configured accordingly. When the vehicle is traveling at a high speed, the vehicle is not necessarily required to travel four-wheels, and a high-speed four-wheel drive traveling consumes wasted energy, thereby reducing fuel consumption.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate wasteful energy consumption by configuring a vehicle driving force transmission device of this type in a vehicle speed sensitive type that cannot form a four-wheel drive state when the vehicle is traveling at high speed. This is to improve fuel economy.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a vehicle driving force transmission device that is disposed between a drive-side rotation shaft and a driven-side rotation shaft of a vehicle and constitutes a four-wheel drive vehicle.ofAn inner and outer rotating members that are connected to each other and are coaxially and relatively rotatable, a friction clutch that is disposed between the rotating members and transmits torque between the rotating members by friction engagement; A pressing force generating mechanism for generating a pressing force for frictionally engaging the clutch in accordance with the differential rotation of the rotating members;And the pressing force generation mechanism includes a pressing force generation control means for reducing or regulating the generation of the pressing force when the vehicle speed is higher than a predetermined speed.The vehicle driving force transmission device of the type provided is applied.
[0006]
Thus, in the first vehicle driving force transmission according to the present invention, the pressing force generating mechanism is positioned in the viscous fluid accommodating space and is relatively rotated by the differential rotation of the inner and outer rotating members and pushed. A rotor-type pressing force generation mechanism including a rotor for generating pressure, and the pressing force generation control means includes a valve mechanism provided in the housing space.It is to be prepared.
[0007]
First vehicle driving force transmission device according to the present inventionThe valve mechanism closes a part or all of a communication hole provided at a base end part of the vane part of the rotor and communicating adjacent pressure generating chambers with each other, and an opening part of the communication hole. The valve body is configured to generate a pressing force, and the valve body is configured to flow a viscous fluid that flows toward the vane portion that is generated in the pressure generation chamber by relatively rotating in the housing space when the rotor is differentially rotated. The opening part of the communication hole of the vane part is pressed by the action to close the opening part of the communication hole, and along the one side of the vane part by the action of centrifugal force generated when the vehicle speed is higher than a predetermined speed. It is configured to move to the distal end side and open the opening of the communication hole.
[0008]
Further, in the second vehicle driving force transmission device according to the present invention, the pressing force generating mechanism has a circumferential groove for allowing the viscous fluid to flow, and is relatively rotated by the differential rotation of the inner and outer rotating members. A pressing force generating mechanism of a shear pump type having a pump disk for generating a pressing force, and the pressing force generation control means includes a valve mechanism provided in the circumferential groove.It is to be prepared.
[0009]
Second vehicle driving force transmission device according to the present inventionInThe aboveThe valve mechanism is provided at the base end portion of the both-end blocking portion of the circumferential groove and closes a part or all of the communication passage that communicates the both ends of the circumferential groove with each other. The valve body generates the pressing force, and the valve body is the same by the fluid action of the viscous fluid that flows to the both-end closed portion side that is generated in the circular groove when the pump disk is differentially rotated. By pressing the opening side of the communicating hole of the closed end of both ends to close the opening of the communicating hole, the tip along one side of the closed end of the both ends by the action of centrifugal force generated when the vehicle speed is higher than a predetermined speed It is configured to move to the side and open the opening of the communication hole.
[0010]
[Operation and effect of the invention]
In the vehicle driving force transmission device according to the present invention, the pressing force generation mechanism is provided with pressing force generation control means for reducing or restricting the generation of pressing force when the vehicle speed is higher than a predetermined speed. When the vehicle is in a high-speed running state or when the vehicle is moving from low-speed driving to high-speed driving, the pressing force generated by the pressing force generation mechanism responds to the vehicle speed. Gradually decreases or disappears. For this reason, when the vehicle does not require four-wheel drive traveling, the transmission torque that constitutes the four-wheel drive traveling state of the vehicle decreases or disappears, preventing unnecessary energy consumption and improving fuel efficiency. Can be planned.
[0011]
In the vehicle driving force transmission device according to the present invention, a rotor-type pressing force generation mechanism and a shear pump-type pressing force generation mechanism can be employed as the pressing force generation mechanism.
[0012]
When the pressing force generation mechanism is a rotor-type pressing force generation mechanism, the pressing force generation control means operates adjacent to each other when the vehicle speed is higher than a predetermined level and is partitioned by the vane portion of the rotor. The pressure generating chamber is configured as a valve mechanism that functions to communicate with each other, and the valve mechanism is provided in the vane portion of the rotor and communicates with the adjacent pressure generating chambers, and the opening of the communication hole. It can be configured by a valve body that closes part or all of the part and opens the opening part by centrifugal force generated when the vehicle speed is higher than a predetermined speed. Accordingly, there is a great advantage that the pressing force generation control means can be configured with a simple structure and the pressing force generated by the pressing force generation mechanism can be accurately controlled.
[0013]
Further, the pressing force generating mechanism isShear pump typeWhen the vehicle speed is higher than a predetermined speed, the pressing force generation control means isInThe valve mechanism is configured to operate and function to communicate the both ends of the circumferential groove with each other. The valve body can be configured by closing a part or all of the opening and opening the opening by a centrifugal force generated when the vehicle speed is higher than a predetermined speed. Thus, the pressing force generation control means can be configured with a simple structure, and there is a great advantage that the pressing force generated by the pressing force generation mechanism can be accurately controlled.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vehicle driving force transmission device according to an example of the present invention. As shown in FIG. 6, the driving
[0015]
In the four-wheel drive vehicle, the
[0016]
The driving
[0017]
The
[0018]
The friction clutch 10c is a wet multi-plate clutch, and includes a large number of clutch plates (an inner
[0019]
The pressing
[0020]
The
The circular recess is formed in the accommodation space R in which the viscous fluid is accommodated. The
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0022]
The
[0023]
That is, when relative rotation occurs between the
[0024]
The driving
[0025]
In the driving
[0026]
As a result, the viscous fluid filled in the pressure generating chamber r is forcibly moved between the two opposing surfaces opposed to each other by the
[0027]
As a result, the
[0028]
Therefore, in the driving
[0029]
That is, in the driving
[0030]
Therefore, in the driving
[0031]
Further, in the driving
[0032]
Therefore, in the driving
[0033]
In the driving
[0034]
That is, in the driving
[0035]
4 and 5 show modifications of the valve mechanism provided in the pressing
[0036]
The
[0037]
In the
[0038]
Accordingly, in the
[0039]
The
[0040]
Accordingly, in the
[0041]
FIG. 7 shows a vehicle driving force transmission device according to another example of the present invention. The drive
[0042]
The driving
[0043]
The
[0044]
The friction
[0045]
In the friction
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
As shown in FIGS. 7 and 8, the
[0049]
A disc-shaped
[0050]
The
[0051]
In the
[0052]
The driving
[0053]
Accordingly, the viscous fluid in the
[0054]
Therefore, in the driving
[0055]
In this state, when the traveling speed of the vehicle becomes higher than a predetermined speed, the centrifugal force acting on the
[0056]
In the driving
[0057]
Therefore, the driving
[0058]
FIG. 9 shows a modification of the valve mechanism in the driving
[0059]
In the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a driving force transmission device according to an example of the present invention.
FIG. 2 is a partial perspective view showing a valve mechanism in a housing space portion of a pressing force generating mechanism constituting the driving force transmission device.
FIGS. 3A and 3B are front views showing different operating states of a valve mechanism provided in the pressing force generating mechanism. FIGS.
FIG. 4 is a front view corresponding to FIG. 3A, showing a modification of the valve mechanism.
FIG. 5 is a front view corresponding to FIG. 3A, showing another modification of the valve mechanism.
FIG. 6 is a schematic skeleton diagram of a four-wheel drive vehicle configured by mounting the driving force transmission device.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a driving force transmission device according to another example of the present invention.
FIG. 8 is a cut-away front view of a part of the pump disk corresponding to the arrangement site of the valve mechanism of the driving force transmission device.
9 is a partially omitted front view (a) corresponding to FIG. 8 showing a modification of the valve mechanism, and a cross-sectional view (b) taken along the line bb in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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