JP4418166B2 - Power transmission device - Google Patents

Power transmission device Download PDF

Info

Publication number
JP4418166B2
JP4418166B2 JP2003111724A JP2003111724A JP4418166B2 JP 4418166 B2 JP4418166 B2 JP 4418166B2 JP 2003111724 A JP2003111724 A JP 2003111724A JP 2003111724 A JP2003111724 A JP 2003111724A JP 4418166 B2 JP4418166 B2 JP 4418166B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
differential
power transmission
transmission device
case
clutch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003111724A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004314796A (en
Inventor
秀之 猪瀬
Original Assignee
Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 filed Critical Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社
Priority to JP2003111724A priority Critical patent/JP4418166B2/en
Publication of JP2004314796A publication Critical patent/JP2004314796A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4418166B2 publication Critical patent/JP4418166B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、差動機構を備えた動力伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1に図7のようなデファレンシャル装置701が記載されている。このデファレンシャル装置701は、エンジンの駆動力によって回転駆動されるデフケース703と、デフケース703に連結された複数本のピニオンシャフト705と、各ピニオンシャフト705に支承されたピニオンギア707と、各ピニオンギア707と噛み合うと共に、それぞれ車軸に連結された出力側サイドギア709,711とからなるベベルギア式の差動機構713と、デフケース703に対して移動自在に連結されたクラッチリング715とサイドギア711との間に形成された噛み合いクラッチ717と、クラッチリング715を噛み合いクラッチ717の噛み合い解除側に付勢するターンスプリング719と、リターンスプリング719の付勢力に抗してクラッチリング715をスライドさせ噛み合いクラッチ717を噛み合わせる空気式のアクチュエータ721から構成されている。
【0003】
デフケース703の回転はピニオンシャフト705とピニオンギア707とサイドギア709,711から各車軸を介して左右の車輪側に配分され、悪路などを走行中に、左右の車輪間に駆動抵抗差が生じるとエンジンの駆動力は各ピニオンギア707の自転によって左右各側に差動配分される。
【0004】
アクチュエータ721がクラッチリング715をスライドさせて噛み合いクラッチ717が噛み合うと、差動機構713の差動回転がロックされて車輪の空転が防止され、悪路などでの車両の走破性と脱出性が向上し、良路でも、発進性、加速性、操縦性が向上する。また、アクチュエータ721の動作を停止させると、リターンスプリング719の付勢力によってクラッチリング715が後退して噛み合いクラッチ717の噛み合いが解除され、差動ロック機能が解除されて差動機構713の差動回転がフリーになる。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−96461号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、車両の走破性、脱出性、発進性、加速性、操縦性などを向上させるために、デファレンシャル装置には差動を制限する機構が必要であり、この差動制限機構には、デファレンシャル装置701の噛み合いクラッチ717のような差動ロック機構の他に、バネなどで摩擦部を押圧して一定の差動制限トルク(イニシャルトルク)を与えるイニシャルトルク付加機構、摩擦クラッチによって差動制限トルクを与える差動制限機構、粘性流体の剪断抵抗を用いて差動制限トルクを与える粘性流体カップリングなどがある。
【0007】
イニシャルトルク付加機構は、従来、デフケースの内部に配置されているが、差動制限力を持たないデファレンシャル装置(コンベンショナルデフ)の場合、充分なトルクバイアスレシオ(一方の車輪がスリップしたとき差動制限力によって他方の車輪に送られる駆動力)が得られない上に、イニシャルトルク付加機構を配置するスペースと、必要な摩擦部も得られない。
【0008】
また、デフケースの内部に配置されたイニシャルトルク付加機構は、デフケースの外部からイニシャルトルクを調整することが困難である。
【0009】
また、差動ロック機構と摩擦クラッチによる差動制限機構と粘性流体カップリングの場合は、いずれもある程度の配置スペースが必要であり、容積の大きなデフケースが必要であるから、コンベンショナルデフとの間でデフケースを共用することができない。
【0010】
また、差動ロック機構及び摩擦クラッチによる差動制限機構にはアクチュエータが必要であり、このアクチュエータに油圧アクチュエータや空気圧アクチュエータのような流体圧式のアクチュエータを用いる場合は、配管の引き回しやポンプの配置などに広いスペースが必要になるから、トランスミッションケースやトランスファケースに収容する場合、配置スペースを確保するのが難しいという問題が発生する。
【0011】
特に、FF車(フロントエンジン・フロントドライブ車)のトランスミッションケースに、流体圧式のアクチュエータを用いた差動制限装置を収容するのは困難である。
【0012】
また、自動変速機(AT)はミッションオイルがコンタミネーション(特に、金属製の摩耗粉による汚染:汚染物質)を嫌うから、デファレンシャル装置を自動変速機のトランスミッションケースに収容する場合は、コンタミネーションが発生する摩擦部を作りたくない。
【0013】
そこで、本発明は、デフケース(差動機構収容部材)の外部からイニシャルトルクの調整が可能であり、コンベンショナルデフとの間でデフケースの共用が可能であり、トランスミッションケースやトランスファケースに対して配置スペースやコンタミネーションの問題を与えない動力伝達装置(差動制限機能付きのデファレンシャル装置)の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1の動力伝達装置は、原動機の駆動力によってフロントデフおよびリヤデフを介して前輪および後輪が駆動される4輪駆動車の動力系に配置される動力伝達装置であって、トランスミッションケース内に収容され、前記フロントデフおよびリヤデフのうち一方に構成される差動機構を収容すると共に、前記差動機構に対する駆動力の入力側差動回転部材である差動機構収容部材と、前記トランスミッションケースに接続されるトランスファーケースに収容され、前記差動機構収容部材と一端部で連結されると共に、外周に設けられたギヤを介して前記フロントデフおよび前記リヤデフの他方側へ駆動力を分配する中空軸と、前記差動機構収容部材と前記中空軸を貫通し前記差動機構から駆動力を出力する一対の駆動軸のうち一方の駆動軸と、差動機構収容部材側と前記一方の駆動軸との間で伝達トルクを制御可能な断続機構とを備え、前記断続機構は、中空軸を間に挟んで前記差動機構収容部材の反対側で、前記中空軸の他端部と前記駆動軸との間に配置されていることを特徴とする。
【0015】
このように、本発明の動力伝達装置では、伝達トルクを制御可能な断続機構(差動制限装置)が差動機構収容部材(デフケース)の外部に配置されている。
【0016】
従って、差動制限装置にイニシャルトルク付加機構を配置することが容易になると共に、差動機構収容部材の外部からイニシャルトルクを調整することが可能になる。
【0017】
また、差動制限機構が、イニシャルトルク付加機構、差動ロック機構、摩擦クラッチによって差動制限トルクを与える差動制限機構、粘性流体カップリングのいずれであっても、これらが差動機構収容部材の外部に配置されるから、差動機構収容部材を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケースの共用が可能になると共に、これらの差動制限機構を用いて充分な差動制限トルクを得ることができる。
【0018】
また、差動制限装置を差動機構収容部材の外部に配置したから、差動制限装置でコンタミネーション(金属製の摩耗粉)が発生しても、差動機構(例えば、ギアの噛み合い部)に対する悪影響(摩耗、発熱、振動など)が避けられる。
【0019】
また、差動制限装置を差動機構収容部材の外部に配置する本発明の構成では、差動制限装置をトランスミッションケースやトランスファケースの外部に配置することが可能であるから、トランスミッションケース(特に、FF車でのトランスミッションケース)及びトランスファケースに対する配置スペースの問題や、トランスミッション(特に、自動変速機)に対するコンタミネーションの問題が解消される。
【0021】
差動機構収容部材と断続機構との間に中空軸を配置したので、断続機構は駆動軸を介して伝達される差動回転を、中空軸と駆動軸との間で制限する。
【0022】
また、この構成では、差動機構収容部材と断続機構との間に中空軸を配置したことにより、断続機構の配置個所を決定する際の自由度が向上するから、レイアウトがそれだけ容易になる。
【0025】
請求項の発明は、請求項1に記載された動力伝達装置であって、前記断続機構が、摩擦クラッチであることを特徴とし、請求項1の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【0026】
また、摩擦クラッチは、アクチュエータによって断続操作され、締結力(差動制限力)を調整されるものであり、伝達トルクや差動トルクによって作動するものではないから、このようなトルクの影響を受けずに所望の差動制限力が安定して得られる。
【0027】
請求項の発明は、請求項に記載された動力伝達装置であって、前記摩擦クラッチが、トルクを受けて作動するカム機構のカムスラスト力によって締結されることを特徴とし、請求項の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【0028】
また、トルクを受けて作動するカム機構の倍力機能により、摩擦クラッチは充分な差動制限力が得られると共に、カム機構のカムスラスト力を調整することによって差動制限力を容易に制御できる。
【0029】
請求項の発明は、請求項1に記載された動力伝達装置であって、前記断続機構が、回転差感応型のカップリングであることを特徴とし、請求項1の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【0030】
また、回転差感応型のカップリングは、例えば、上記の粘性流体カップリングであり、コンタミネーションが発生しないから、本発明の動力伝達装置をトランスミッションケースやトランスファケースに収容しても、コンタミネーションの問題が生じない。
【0032】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
図1と図2によって動力伝達装置1(本発明の第1実施形態)と、これを用いて構成されたトランスファ3の説明をする。図1は動力伝達装置1とトランスファ3を示し、図2はトランスファ3が用いられた4輪駆動車を示している。左右の方向はこの4輪駆動車及び図1での左右の方向であり、図1の上方はこの車両の前方に相当する。
【0033】
[動力伝達装置1の構成]
動力伝達装置1は、ベベルギア式の差動機構5を収容すると共に、差動機構5に対する駆動力の入力側差動回転部材であるデフケース7(差動機構収容部材)と、差動機構5から駆動力を出力する一対のドライブシャフト9,11(駆動軸)と、デフケース7に連結された中空軸13(トルク伝達機構)とドライブシャフト11(トルク伝達機構)との間で伝達トルクを制御可能な多板クラッチ15(断続機構:摩擦クラッチ)と、多板クラッチ15を押圧し一定のイニシャルトルクを与える皿ばね97(イニシャルトルク付加機構:図2)と、多板クラッチ15を押圧する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作するコントローラとを備えており、多板クラッチ15と油圧アクチュエータは、デフケース7及びトランスファケース75の外部に配置されている。また、差動機構5は、デフケース7に収容されてフロントデフ31を構成している。
【0034】
[トランスファ3の構成]
トランスファ3は、動力伝達装置1と、ベベルギア17,19で構成された方向変換ギア組21と、ベベルギア19と一体に形成されたドライブピニオンシャフト23と、ドライブピニオンシャフト23にスプライン連結されたフランジ25から構成されている。
【0035】
[4輪駆動車の動力系の構成]
図2のように、上記の4輪駆動車の動力系は、車両の前部に配置された横置きのエンジン27(原動機)、トランスミッション29、トランスファ3(及び動力伝達装置1)、動力伝達装置1に含まれるフロントデフ31(エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置)、ドライブシャフト9,11(前車軸)、左右の前輪33,35、後輪側のプロペラシャフト37、方向変換ギア組39、リヤデフ41(エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置)、後車軸43,45、左右の後輪47,49から構成されている。
【0036】
エンジン27の駆動力はトランスミッション29の出力ギア51と噛み合ったリングギア53からフロントデフ31のデフケース7に伝達され、差動機構5からドライブシャフト9,11を介して左右の前輪33,35に配分されると共に、デフケース7から中空軸13と方向変換ギア組21とドライブピニオンシャフト23とフランジ25からプロペラシャフト37と方向変換ギア組39とを介してリヤデフ41に伝達され、リヤデフ41から後車軸43,45を介して左右の後輪47,49に配分される。
【0037】
[動力伝達装置1とトランスミッション3を構成する上記各部材の説明]
差動機構5は、複数本のピニオンシャフト55、複数個のピニオンギア57、左右の出力側サイドギア59,61から構成されている。各ピニオンシャフト55はデフケース7に端部を固定され、スプリングピン63によって抜け止めされており、各ピニオンギア57はピニオンシャフト55上にそれぞれ支承されている。また、サイドギア59,61は左右から各ピニオンギア57と噛み合っており、サイドギア59は左のドライブピニオンシャフト9にスプライン連結され、サイドギア61は右のドライブピニオンシャフト11にスプライン連結されている。
【0038】
デフケース7は、トランスミッションケース65に収容されており、ボールベアリング67,69によってトランスミッションケース65に支承されている。また、上記のリングギア53はボルト71,71によってデフケース7に固定されている。トランスミッションケース65にはトランスミッションオイルが封入されている。
【0039】
ドライブシャフト9は、デフケース7とトランスミッションケース65を左に貫通して外部に突き出し、左前輪33側に連結されている。また、ドライブシャフト9とトランスミッションケース65との間にはシール73が配置され、トランスミッションケース65からのオイル漏れと外部からの異物の侵入を防止している。
【0040】
また、ドライブシャフト11は、デフケース7とトランスミッションケース65とトランスファケース75を右に貫通して外部に突き出し、右前輪35側に連結されている。トランスファケース75にはトランスファオイルが封入されている。
【0041】
中空軸13は、トランスファケース75に収容されており、トランスミッションケース65に貫入してデフケース7の右端部にスプライン連結されている。また、トランスファケース75の右端部にはカバー77がボルト79によって固定されており、中空軸13は左端部をスラストベアリング81によってトランスファケース75に支承され、右端部をスラストベアリング83によってカバー77に支承されている。ドライブシャフト11は中空軸13を貫通しており、中空軸13の外周にはスピードメータ用のパルスギア85が連結されている。トランスミッションケース65及びトランスファケース75と中空軸13との間にはシール87,87が、また、ドライブシャフト11と中空軸13との間にはシール89,89が配置されており、トランスミッションオイルとトランスファオイルとの混ざり合いをそれぞれ防止している。
【0042】
多板クラッチ15は、上記のようにトランスファケース75の外部(右側外部)に配置されており、中空軸13にスプライン連結されたクラッチハウジング91と、ドライブシャフト11にスプライン連結されたクラッチハブ93との間に設けられている。
【0043】
また、多板クラッチ15の油圧アクチュエータはシリンダとピストン95から構成されており、ピストン95はスナップリング96によってクラッチハウジング91に位置決めされている。皿ばね97は、ピストン95と多板クラッチ15との間に配置されており、上記のように多板クラッチ15を押圧してイニシャルトルクを与えている。トランスファケース75とカバー77との間にはOリング99が、また、カバー77とクラッチハウジング91との間にはシール101が、また、ピストン95とドライブシャフト11との間にはシール103が、また、ピストン95とクラッチハウジング91との間にはOリング104が配置されており、トランスファケース75からのオイル漏れと外部からの異物の侵入をそれぞれ防止している。
【0044】
ベベルギア17,19は上記のように方向変換ギア組21を構成しており、ベベルギア17は、中間軸13に設けられたフランジ部105にボルト107で固定され、ベベルギア19は、上記のようにドライブピニオンシャフト23に一体形成されている。また、方向変換ギア組21には、入力側のベベルギア17を出力側のベベルギア19より大径にすることによって、増速機能が与えられている。
【0045】
ドライブピニオンシャフト23は車両の前後方向に配置されている。トランスファケース75の後部には、円筒部材109がボルト111によって固定されており、ドライブピニオンシャフト23はスラストベアリング113,115によって円筒部材109に支承され、スラストベアリング113,115の間には円筒状のバネ部材117が配置されている。
【0046】
フランジ25は、上記のようにドライブピニオンシャフト23にスプライン連結されており、ドライブピニオンシャフト23の後端部にはナット119が螺着され、フランジ25を介してスラストベアリング115とバネ部材117とスラストベアリング113とを押圧してスラストベアリング115,113を予圧し、ドライブピニオンシャフト23をセンターリングしている。フランジ25と円筒部材109には互いの間で塵埃などの侵入を防止する非接触型のシール121を構成するシール部材123,125がそれぞれ固定され、また、円筒部材109とフランジ25及びシール部材123との間には(接触型の)シール127が配置され、また、トランスファケース75と円筒部材109との間にはOリング129が配置されており、トランスファケース75からのオイル漏れと外部からの異物の侵入をそれぞれ防止している。
【0047】
コントローラは、油圧ポンプとの間で、油圧アクチュエータの作動、その押圧力の制御、作動停止などを行う。
【0048】
[動力伝達装置1とトランスファ3の動作]
動力伝達装置1とトランスファ3において、上記のようにフロントデフ31のデフケース7に伝達されたエンジン27の駆動力は、デフケース7から中空軸13とベベルギア17とを介して方向変換ギア組21に伝達され、方向変換ギア組21は、伝達された駆動力を増速しながら方向を変換してベベルギア19(ドライブピニオンシャフト23)に伝達し、フランジ25からプロペラシャフト37を介してリヤデフ41側に伝達する。
【0049】
また、悪路走行時、発進時、加速時などで前輪33,35の間に駆動抵抗差が生じると、フロントデフ31のピニオンギア57が自転し、エンジン27の駆動力を左右の前輪33,35に差動配分する。
【0050】
また、悪路、加速時、発進時などに前輪33,35の一方が空転し駆動力が逃げようとする場合は、皿ばね97によって多板クラッチ15に与えられているイニシャルトルク(一定の差動制限力)により、フロントデフ31(差動機構5)の差動回転が制限され、その結果、前輪33,35の他方に駆動力が伝達されて、悪路の脱出性、加速性、発進性などの低下が防止される。
【0051】
また、コントローラが油圧アクチュエータを作動させると、多板クラッチ15が押圧されて締結され、フロントデフ31の差動制限力が強化され、悪路の脱出性、加速性、発進性が向上する。
【0052】
コントローラは、油圧アクチュエータによる多板クラッチ15の押圧力(差動制限力)を調整することにより、車両の走行条件、路面状態などに応じて、フロントデフ31に最適の差動制限機能を与えることができる。
【0053】
また、油圧アクチュエータの作動を停止させ多板クラッチ15を開放すると、フロントデフ31は、皿ばね97によってイニシャルトルクを与えられた状態に戻る。
【0054】
[動力伝達装置1とトランスファ3の効果]
動力伝達装置1とトランスファ3は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【0055】
差動制限装置である多板クラッチ15と、イニシャルトルク付加機構である皿ばね97を、デフケース7及びトランスファケース75の外部に配置したことにより、皿ばね97を用いて多板クラッチ15にイニシャルトルクを付加することが容易になると共に、皿ばね97を交換してイニシャルトルクを変えるに当たっては、デフケース7やトランスファケース75を分解する必要がないから、イニシャルトルクを外部から容易に調整することができる。
【0056】
また、多板クラッチ15をデフケース7の外部に配置したことにより、多板クラッチ15を収容するためにデフケース7を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケース7を共用することが可能になる。
【0057】
また、多板クラッチ15でコンタミネーション(金属製の摩耗粉)が発生しても、デフケース7に収容された差動機構5の各ギア57,59,61の噛み合い部に対する悪影響(摩耗、発熱、振動など)は生じない。
【0058】
また、本発明の構成では、上記のように多板クラッチ15と油圧アクチュエータをトランスミッションケース65とトランスファケース75の外部に配置することができるから、トランスミッションケース65及びトランスファケース75に対する配置スペースの問題や、トランスミッション29及びトランスファ3に対するコンタミネーションの問題が解消される。
【0059】
また、ドライブシャフト11がデフケース7と多板クラッチ15を貫通することによってデフケース7と多板クラッチ15が同軸に配置され、動力伝達装置1が径方向コンパクトにレイアウトされるから、動力伝達装置1とトランスファ3の車載性が向上する。
【0060】
また、油圧アクチュエータによって操作される多板クラッチ15は、伝達トルクや差動トルクの影響を受けないから、所望の差動制限機能が安定して得られる。
【0061】
また、多板クラッチ15は、小型でありながら摩擦面積が広いから、大きな連結力(差動制限力)が得られる。
【0062】
[第2実施形態]
図3によって動力伝達装置201(本発明の第2実施形態)と、これを用いて構成されたトランスファ3の説明をする。動力伝達装置201は、第1実施形態の動力伝達装置1において、多板クラッチ15に代えてコーンクラッチ203を用いた例であり、以下、動力伝達装置1と同機能の部材に同一の符号を付して引用しながら説明する。
【0063】
[動力伝達装置201の構成]
動力伝達装置201は、差動機構5を収容するデフケース7と、ドライブシャフト9,11と、デフケース7に連結された中空軸13とドライブシャフト11との間で伝達トルクを制御可能なコーンクラッチ203(断続機構:摩擦クラッチ)と、コーンクラッチ203を押圧し一定のイニシャルトルクを与える皿ばね97と、コーンクラッチ203を押圧する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作するコントローラとを備えており、コーンクラッチ203と油圧アクチュエータは、デフケース7及びトランスファケース75の外部に配置されている。
【0064】
[動力伝達装置201を構成する上記各部材の説明]
コーンクラッチ203は、中空軸13側のクラッチハウジング91に形成された円錐面205と、ドライブシャフト11側のクラッチリング207に形成された円錐面209とで構成されている。
【0065】
また、皿ばね97は、クラッチリング207と油圧アクチュエータのピストン95との間に配置され、上記のようにコーンクラッチ203を押圧してイニシャルトルクを与えている。
【0066】
[動力伝達装置201とトランスファ3の動作]
動力伝達装置201とトランスファ3はエンジン27の駆動力を、フロントデフ31によって左右の前輪33,35に配分すると共に、デフケース7、中空軸13、方向変換ギア組21、ドライブピニオンシャフト23、フランジ25からプロペラシャフト37を介してリヤデフ41側に伝達する。
【0067】
また、悪路走行時、発進時、加速時などで、前輪33,35の間に駆動抵抗差が生じると、フロントデフ31のピニオンギア57が自転し、エンジン27の駆動力を左右の前輪33,35に差動配分すると共に、前輪33,35の一方が空転し駆動力が逃げようとした場合は、皿ばね97によってコーンクラッチ203に与えられているイニシャルトルクにより、フロントデフ31(差動機構5)の差動回転が制限され、前輪33,35の他方に駆動力が伝達され、悪路脱出性、加速性、発進性などの低下が防止される。
【0068】
また、コーンクラッチ203を締結させると、フロントデフ31の差動制限力が強化され、悪路脱出性、加速性、発進性を向上させることができる。
【0069】
さらに、コーンクラッチ203の押圧力(差動制限力)を調整することにより、車両の走行条件、路面状態などに応じてフロントデフ31に最適の差動制限機能を与えることができ、また、コーンクラッチ203を開放すると、フロントデフ31は皿ばね97によってイニシャルトルクが与えられた状態に戻る。
【0070】
[動力伝達装置201とトランスファ3の効果]
動力伝達装置201とトランスファ3は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【0071】
コーンクラッチ203と皿ばね97をデフケース7及びトランスファケース75の外部に配置したことにより、皿ばね97を用いてコーンクラッチ203にイニシャルトルクを付加することが容易になると共に、皿ばね97を交換してイニシャルトルクを変えるに当たっては、デフケース7やトランスファケース75を分解する必要がないから、イニシャルトルクを外部から容易に調整することができる。
【0072】
また、コーンクラッチ203をデフケース7の外部に配置したことにより、コーンクラッチ203を収容するためにデフケース7を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケース7を共用することが可能になる。
【0073】
また、コーンクラッチ203でコンタミネーション(金属製の摩耗粉)が発生しても、デフケース7に収容された差動機構5の各ギア57,59,61の噛み合い部に対する悪影響(摩耗、発熱、振動など)は生じない。
【0074】
また、上記のようにコーンクラッチ203と油圧アクチュエータをトランスミッションケース65とトランスファケース75の外部に配置することができるから、トランスミッションケース65及びトランスファケース75に対する配置スペースの問題や、トランスミッション29及びトランスファ3に対するコンタミネーションの問題から解放される。
【0075】
また、ドライブシャフト11がデフケース7とコーンクラッチ203を貫通することによってデフケース7とコーンクラッチ203が同軸配置され、動力伝達装置201が径方向コンパクトにレイアウトされるから、動力伝達装置201とトランスファ3の車載性が向上する。
【0076】
また、油圧アクチュエータによって操作されるコーンクラッチ203は、伝達トルクや差動トルクの影響を受けないから、所望の差動制限機能が安定して得られる。
【0077】
また、コーンクラッチ203は、部品点数が少ない上に、円錐面205,209の楔効果によって大きな連結力(差動制限力)が得られる。
【0078】
[第3実施形態]
図4と図5によって動力伝達装置301(本発明の第3実施形態)と、これを用いて構成されたトランスファ3の説明をする。動力伝達装置301は、第1実施形態の動力伝達装置1において、多板クラッチ15を、油圧アクチュエータではなく、電磁石303とアーマチャ305で操作するように構成した例であり、以下、動力伝達装置1と同機能の部材に同一の符号を付して引用しながら説明する。
【0079】
[動力伝達装置301の構成]
動力伝達装置301は、差動機構5を収容するデフケース7と、ドライブシャフト9,11と、
デフケース7とトランスファケース75の外部に配置され、デフケース7に連結された中空軸13とドライブシャフト11との間で伝達トルクを制御可能な多板クラッチ15と、電磁石303と、電磁石303によって移動操作され、多板クラッチ15を押圧する上記のアーマチャ305と、電磁石303を操作するコントローラとを備えており、多板クラッチ15と電磁石303は、デフケース7及びトランスファケース75の外部に配置されている。
【0080】
[動力伝達装置301を構成する上記各部材の説明]
多板クラッチ15は、上記のようにトランスファケース75の外部に配置されており、中空軸13側のクラッチハウジング91とドライブシャフト11側のクラッチハブ93との間に設けられている。
【0081】
ドライブシャフト11の外周には、磁性材料で作られて電磁石303の磁束循環経路の一部を構成するロータ307が相対回転自在に支持されており、その突部309をクラッチハウジング91の切り欠き311に係合させて回り止めされ、クラッチハウジング91に取り付けられたスナップリング313によって軸方向に位置決めされている。
【0082】
ロータ307は非磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼のリング315によって径方向の外側と内側に分断されており、多板クラッチ15には、このリング315と対応する径方向位置に、複数の開口部317と各開口部317を連結するブリッジ部がそれぞれ周方向等間隔に設けられており、これらのリング315と開口部317の磁気抵抗によって上記の磁束循環経路上での磁束の短絡が防止されている。
【0083】
ロータ307とドライブシャフト11との間には断面がX字状のシールであるXリング319が配置され、また、クラッチハウジング91とロータ307との間にはOリング321が配置されており、トランスファケース75からのオイル漏れと外部からの異物の侵入をそれぞれ防止している。
【0084】
電磁石303のコイルハウジング323は、両側シール型のボールベアリング325によってロータ307上に支承され、切り欠き327と係合した連結部材329を介して車体側に回り止めされていると共に、ロータ307に設けられたリング状の凹部331に所定間隔のエアギャプを介して貫入している。また、電磁石303のリード線333はコントローラを介して車載のバッテリに接続されている。
【0085】
電磁石303の磁束循環経路は、コイルハウジング323、ロータ307、上記のエアギャップ、多板クラッチ15、アーマチャ305によって構成されている。
【0086】
コントローラは、電磁石303の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【0087】
電磁石303が励磁されると、磁束循環経路に磁束ループ335が発生してアーマチャ305が吸引され、多板クラッチ15を押圧して締結させ、差動制限力を発生させる。
【0088】
[動力伝達装置301とトランスファ3の動作]
動力伝達装置301とトランスファ3はエンジン27の駆動力を、フロントデフ31によって左右の前輪33,35に配分すると共に、リヤデフ41側に伝達する。
【0089】
また、前輪33,35の一方が空転し駆動力が逃げようとした場合は、多板クラッチ15を締結させるとフロントデフ31(差動機構5)の差動回転が制限され、前輪33,35の他方に駆動力が伝達され、悪路の脱出性、加速性、発進性の低下が防止される。
【0090】
また、コントローラによって電磁石303の励磁電流を調整し、多板クラッチ15によるフロントデフ31の差動制限力を調整すると、車両の走行条件、路面状態などに応じてフロントデフ31に最適の差動制限機能を与えることができ、悪路脱出性、加速性、発進性などが向上する。
【0091】
また、電磁石303の励磁を停止すると、多板クラッチ15が開放され、フロントデフ31は差動が自由の状態に戻る。
【0092】
[動力伝達装置301とトランスファ3の効果]
動力伝達装置301とトランスファ3は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【0093】
多板クラッチ15をデフケース7の外部に配置したことにより、多板クラッチ15を収容するためにデフケース7を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケース7を共用することが可能になる。
【0094】
また、多板クラッチ15でコンタミネーション(金属製の摩耗粉)が発生しても、デフケース7に収容された差動機構5の各ギア57,59,61の噛み合い部に対する悪影響(摩耗、発熱、振動など)は生じない。
【0095】
また、多板クラッチ15と電磁石303をトランスミッションケース65とトランスファケース75の外部に配置することができるから、トランスミッションケース65及びトランスファケース75に対する配置スペースの問題や、トランスミッション29及びトランスファ3に対するコンタミネーションの問題が解消される。
【0096】
また、ドライブシャフト11がデフケース7と多板クラッチ15と電磁石303を貫通することによってデフケース7と多板クラッチ15と電磁石303が同軸配置され、動力伝達装置301が径方向コンパクトにレイアウトされるから、動力伝達装置301とトランスファ3の車載性が向上する。
【0097】
また、電磁石303によって操作される多板クラッチ15は、伝達トルクや差動トルクの影響を受けないから、所望の差動制限機能が安定して得られる。
【0098】
また、第1実施形態の動力伝達装置1と同様に、皿ばね97を用れば、多板クラッチ15にイニシャルトルクを付加することが容易であると共に、皿ばね97を交換してイニシャルトルクを変えるに当たってデフケース7やトランスファケース75を分解する必要がないから、イニシャルトルクを外部から容易に調整することができる。
【0099】
参考例
図6によって動力伝達装置401(本発明の参考例)と、これを用いて構成されたトランスファ3の説明をする。図6は動力伝達装置401とトランスファ3が用いられた4輪駆動車を示しており、左右の方向はこの4輪駆動車及び図6での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。以下、第1実施形態の動力伝達装置1と同機能の部材に同一の符号を付して引用しながら説明する。
【0100】
[動力伝達装置401の構成]
動力伝達装置401は、デフケース7と、ドライブシャフト9,11と、
デフケース7とトランスファケース75の外部に配置され、伝達トルクを制御可能な多板クラッチ403(断続機構:摩擦クラッチ)と、デフケース7と多板クラッチ403との間に配置されたトルク伝達機構405と、多板クラッチ403にイニシャルトルクを与える皿ばね97と、多板クラッチ403を押圧する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作するコントローラとを備えており、多板クラッチ403と油圧アクチュエータは、デフケース7及びトランスファケース75の外部に配置されている。
【0101】
[トランスファ3の構成]
トランスファ3は、動力伝達装置401と、ベベルギア17,19で構成された方向変換ギア組21と、ベベルギア19と一体に形成されたドライブピニオンシャフト23と、ドライブピニオンシャフト23にスプライン連結されたフランジ25から構成されている。
【0102】
[動力伝達装置401とトランスファ3を構成する上記各部材の説明]
多板クラッチ403は、クラッチハウジング407とカウンターシャフト409(副軸)との間に設けられており、カウンターシャフト409はドライブシャフト9,11と平行に配置されている。皿ばね97は、クラッチハウジング407に取り付けられたスナップリング411と多板クラッチ403との間に配置され、上記のように多板クラッチ403にイニシャルトルクを与えている。
【0103】
トルク伝達機構405は、カウンターシャフト409と2対のギア組413,415から構成されている。
【0104】
ギア組413は、デフケース7に固定されているリングギア53と、これと噛み合ったギア417とで構成されており、ギア417はカウンターシャフト409にスプライン連結されている。
【0105】
ギア組415は、互いに噛み合ったギア419,421で構成されており、ギア419はドライブシャフト11にスプライン連結され、ギア421は多板クラッチ403のクラッチハウジング407に連結されている。
【0106】
このように、トルク伝達機構405はデフケース7と多板クラッチ403との間に配置されており、多板クラッチ403はトルク伝達機構405を介しデフケース7と多板クラッチ403との間でフロントデフ31(差動機構5)の差動を制限する。
【0107】
[4輪駆動車の動力系の構成]
上記の4輪駆動車の動力系は、エンジン27、トランスミッション29、トランスファ3(及び動力伝達装置401)、動力伝達装置401に含まれるフロントデフ31、ドライブシャフト9,11、左右の前輪33,35、後輪側のプロペラシャフト37、方向変換ギア組39、リヤデフ41、後車軸43,45、左右の後輪47,49から構成されている。
【0108】
[動力伝達装置401とトランスファ3の動作]
動力伝達装置401とトランスファ3において、エンジン27の駆動力はギア51,53からデフケース7に伝達され、フロントデフ31からドライブシャフト9,11を介して左右の前輪33,35に配分されると共に、デフケース7からギア組413とカウンターシャフト409と方向変換ギア組21とドライブピニオンシャフト23とフランジ25とプロペラシャフト37と方向変換ギア組39とを介してリヤデフ41に伝達され、リヤデフ41から後輪47,49に配分される。
【0109】
また、悪路走行時、加速時、発進時などに前輪33,35の一方が空転し駆動力が逃げようとした場合は、皿ばね97によって多板クラッチ403に与えられているイニシャルトルクにより、フロントデフ31(差動機構5)の差動回転が制限され、前輪33,35の他方に駆動力が伝達されて、悪路脱出性、加速性、発進性の低下が防止される。
【0110】
また、油圧アクチュエータを作動させると、多板クラッチ403が締結されて、フロントデフ31の差動制限力が強化され、悪路脱出性、加速性、発進性を向上させることができる。コントローラは、油圧アクチュエータによる多板クラッチ403の押圧力(差動制限力)を調整することにより、車両の走行条件、路面状態などに応じて、フロントデフ31に最適の差動制限機能を与える。また、多板クラッチ403を開放すると、フロントデフ31は皿ばね97によってイニシャルトルクを与えられた状態に戻る。
【0111】
[動力伝達装置401とトランスファ3の効果]
動力伝達装置401とトランスファ3は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【0112】
多板クラッチ403と皿ばね97をデフケース7及びトランスファケース75の外部に配置したことにより、皿ばね97を用いて多板クラッチ403にイニシャルトルクを付加することが容易になると共に、皿ばね97を交換してイニシャルトルクを変えるに当たっては、デフケース7やトランスファケース75を分解する必要がないから、イニシャルトルクを外部から容易に調整することができる。
【0113】
また、多板クラッチ403をデフケース7の外部に配置したことにより、多板クラッチ403を収容するためにデフケース7を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケース7を共用することが可能になる。
【0114】
また、多板クラッチ403でコンタミネーション(金属製の摩耗粉)が発生しても、デフケース7に収容された差動機構5の各ギア57,59,61の噛み合い部に対する悪影響(摩耗、発熱、振動など)は生じない。
【0115】
また、上記のように多板クラッチ403と油圧アクチュエータをトランスミッションケース65とトランスファケース75の外部に配置することができるから、トランスミッションケース65及びトランスファケース75に対する配置スペースの問題や、トランスミッション29及びトランスファ3に対するコンタミネーションの問題が解消される。
【0116】
また、油圧アクチュエータによって操作される多板クラッチ403は、伝達トルクや差動トルクの影響を受けないから、所望の差動制限機能が安定して得られる。
【0117】
また、デフケース7と多板クラッチ403との間にトルク伝達機構405を配置したことにより、多板クラッチ403の配置上の自由度が向上し、レイアウトがそれだけ容易になる。
【0118】
また、多板クラッチ403は、小型でありながら摩擦面積が広いから、大きな差動制限力が得られる。
【0119】
[本発明の範囲に含まれる他の態様]
本発明の動力伝達装置において、伝達トルクを制御可能な断続機構(差動制限装置)は、実施形態に用いられた多板クラッチやコーンクラッチや単板クラッチのような摩擦クラッチでもよく、この他に、噛み合いクラッチ(ドッグクラッチ)、バンドブレーキ、ドラムブレーキなどでもよい。
【0120】
噛み合いクラッチを用いれば、差動ロック機能が得られる。
【0121】
また、これらを操作するアクチュエータは、油圧アクチュエータや空気圧式アクチュエータのような流体圧式アクチュエ−タ、電磁石、電動モータなどでもよく、あるいは、断続機構を手動で操作するように構成してもよい。
【0122】
また、本発明の動力伝達装置は、トランスファの一部に用いられた実施形態のような例(フロントデフ)に限らず、必要ならば、リヤデフにも適用することができる。
【0123】
また、差動機構は、ベベルギア式の差動機構に限らず、プラネタリーギア式の差動機構、デフケースの収容孔に回転自在に収容されたピニオンギアで出力側のサイドギアを連結した差動機構、ウォームギアを用いた差動機構などでもよい。
【0124】
【発明の効果】
請求項1の動力伝達装置は、伝達トルクを制御可能な断続機構(差動制限装置)を差動機構収容部材(デフケース)の外部に配置したことにより、差動制限装置にイニシャルトルク付加機構を配置することが容易になると共に、差動機構収容部材の外部からイニシャルトルクの調整が可能になる。
【0125】
また、差動制限機構を差動機構収容部材の外部に配置するから、差動機構収容部材を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間で差動機構収容部材の共用が可能になる。
【0126】
また、差動制限装置を差動機構収容部材の外部に配置したから、差動制限装置でコンタミネーション(金属製の摩耗粉)が発生しても、差動機構(例えば、ギアの噛み合い部)に対する悪影響(摩耗、発熱、振動など)が避けられる。
【0127】
また、本発明の構成によれば、差動制限装置をトランスミッションケースやトランスファケースの外部に配置することが可能であるから、トランスミッションケース(特に、FF車でのトランスミッションケース)及びトランスファケースに対する配置スペースの問題や、トランスミッション(特に、自動変速機)及びトランスファに対するコンタミネーションの問題が解消される。
【0129】
また、差動機構収容部材と断続機構との間にトルク伝達機構を配置したことにより、断続機構の配置箇所(レイアウト)の自由度が向上する。
【0132】
請求項の動力伝達装置は、請求項1の構成と同等の効果を得ることができる。
【0133】
また、摩擦クラッチを用いたことにより、伝達トルクや差動トルクの影響を受けずに、所望の差動制限力が安定して得られる。
【0134】
請求項の動力伝達装置は、請求項の構成と同等の効果を得ることができる。
【0135】
また、カム機構を用いたことにより、摩擦クラッチは充分な差動制限力が得られると共に、カム機構のカムスラスト力調整によって差動制限力を容易に制御することができる。
【0136】
請求項の動力伝達装置は、請求項1の構成と同等の効果を得ることができる。
【0137】
また、回転差感応型のカップリングではコンタミネーションが発生しないから、本発明の動力伝達装置をトランスミッションケースやトランスファケースに収容しても、コンタミネーションの問題が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態を示す断面図である。
【図2】 第1実施形態を用いた4輪駆動車のスケルトン機構図である。
【図3】 本発明の第2実施形態を示す要部断面図である。
【図4】 本発明の第3実施形態を示す断面図である。
【図5】 図4の要部拡大図である。
【図6】 本発明の参考例を示す4輪駆動車のスケルトン機構図である。
【図7】 従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 動力伝達装置
5 ベベルギア式の差動機構
7 デフケース(差動機構収容部材)
9 ドライブシャフト(駆動軸)
11 ドライブシャフト(駆動軸:トルク伝達機構)
13 中空軸(トルク伝達機構)
15 伝達トルクを制御可能な多板クラッチ(断続機構:摩擦クラッチ)
97 皿ばね(イニシャルトルク付加機構)
201 動力伝達装置
203 伝達トルクを制御可能なコーンクラッチ(断続機構:摩擦クラッチ)
301 動力伝達装置
401 動力伝達装置
403 伝達トルクを制御可能な多板クラッチ(断続機構:摩擦クラッチ)
405 デフケース7と多板クラッチ403との間に配置されたトルク伝達機構
409 カウンターシャフト(トルク伝達機構)
413,415 ギア組(トルク伝達機構)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission device including a differential mechanism.
[0002]
[Prior art]
Patent Document 1 describes a differential device 701 as shown in FIG. The differential device 701 includes a differential case 703 that is rotationally driven by the driving force of the engine, a plurality of pinion shafts 705 coupled to the differential case 703, a pinion gear 707 supported on each pinion shaft 705, and each pinion gear 707. And a bevel gear type differential mechanism 713 including output side gears 709 and 711 connected to the axles, respectively, and a clutch ring 715 and a side gear 711 movably connected to the differential case 703. The meshing clutch 717, the turn spring 719 that biases the clutch ring 715 to the meshing release side of the meshing clutch 717, and the clutch ring 715 that slides against the biasing force of the return spring 719 And a pneumatic actuator 721 to match viewing.
[0003]
The rotation of the differential case 703 is distributed from the pinion shaft 705, the pinion gear 707, and the side gears 709 and 711 to the left and right wheels through the respective axles, and when a driving resistance difference occurs between the left and right wheels while traveling on a rough road. The driving force of the engine is differentially distributed to the left and right sides by the rotation of each pinion gear 707.
[0004]
When the actuator 721 slides the clutch ring 715 and the engagement clutch 717 is engaged, the differential rotation of the differential mechanism 713 is locked to prevent the wheels from slipping, improving the running performance and escape performance of the vehicle on rough roads and the like. However, the startability, acceleration and maneuverability are improved even on good roads. When the operation of the actuator 721 is stopped, the clutch ring 715 is retracted by the urging force of the return spring 719 and the meshing clutch 717 is disengaged, the differential lock function is released, and the differential mechanism 713 is differentially rotated. Becomes free.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-96461
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in order to improve the running performance, escape performance, startability, acceleration, maneuverability, etc. of the vehicle, the differential device requires a mechanism for limiting the differential, and this differential limiting mechanism In addition to the differential lock mechanism such as the meshing clutch 717 of the differential device 701, an initial torque adding mechanism that presses the friction portion with a spring or the like to give a constant differential limiting torque (initial torque), and a differential by a friction clutch. There are a differential limiting mechanism that provides a limiting torque, a viscous fluid coupling that provides a differential limiting torque using a shearing resistance of a viscous fluid, and the like.
[0007]
The initial torque addition mechanism is conventionally arranged inside the differential case, but in the case of a differential device (conventional differential) without differential limiting force, a sufficient torque bias ratio (differential limiting when one wheel slips) The driving force sent to the other wheel by force) cannot be obtained, and the space for arranging the initial torque adding mechanism and the necessary frictional portion cannot be obtained.
[0008]
Further, it is difficult for the initial torque adding mechanism disposed inside the differential case to adjust the initial torque from the outside of the differential case.
[0009]
In addition, in the case of the differential lock mechanism, the differential limiting mechanism using the friction clutch, and the viscous fluid coupling, a certain amount of arrangement space is required, and a differential case with a large volume is required. The differential case cannot be shared.
[0010]
In addition, an actuator is required for the differential lock mechanism and the differential limiting mechanism using the friction clutch, and when a hydraulic actuator such as a hydraulic actuator or a pneumatic actuator is used as this actuator, the piping is routed or the pump is arranged. Therefore, a problem arises that it is difficult to secure an arrangement space when accommodated in a transmission case or a transfer case.
[0011]
In particular, it is difficult to accommodate a differential limiting device using a fluid pressure actuator in a transmission case of an FF vehicle (front engine / front drive vehicle).
[0012]
In addition, automatic transmissions (ATs) dislike contamination (especially contamination by metallic wear powder: contaminants) in mission oils. Therefore, when a differential device is housed in the transmission case of an automatic transmission, contamination is not possible. I don't want to create a friction part.
[0013]
Therefore, the present invention can adjust the initial torque from the outside of the differential case (differential mechanism housing member), and can share the differential case with the conventional differential. The purpose is to provide a power transmission device (a differential device with a differential limiting function) that does not cause a problem of contamination.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  The power transmission device according to claim 1 is:A power transmission device disposed in a power system of a four-wheel drive vehicle in which front wheels and rear wheels are driven via a front differential and a rear differential by a driving force of a prime mover, and is housed in a transmission case, and the front differential and the rear differential Composed of one ofA differential mechanism is accommodated in a differential mechanism accommodating member that is a differential rotating member on the input side of driving force for the differential mechanism, and a transfer case connected to the transmission case, and the differential mechanism accommodating member And connected at one endAnd distributes the driving force to the other side of the front differential and the rear differential via a gear provided on the outer periphery.A pair of drive shafts that pass through the hollow shaft, the differential mechanism housing member, and the hollow shaft and output a driving force from the differential mechanismOne drive shaftAnd the differential mechanism housing member sideSaid one drive shaftAn intermittent mechanism capable of controlling the transmission torque between the other end of the hollow shaft and the drive shaft on the opposite side of the differential mechanism housing member with the hollow shaft interposed therebetween. It is arrange | positioned between.
[0015]
Thus, in the power transmission device of the present invention, the intermittent mechanism (differential limiting device) capable of controlling the transmission torque is disposed outside the differential mechanism housing member (difference case).
[0016]
Therefore, it becomes easy to arrange the initial torque adding mechanism in the differential limiting device, and the initial torque can be adjusted from the outside of the differential mechanism housing member.
[0017]
In addition, even if the differential limiting mechanism is any of an initial torque adding mechanism, a differential lock mechanism, a differential limiting mechanism that applies a differential limiting torque by a friction clutch, and a viscous fluid coupling, these are differential mechanism housing members. Since the differential mechanism housing member does not need to be enlarged, the differential case can be shared with conventional differentials, and these differential limiting mechanisms can be used to sufficiently limit the differential. Torque can be obtained.
[0018]
In addition, since the differential limiting device is arranged outside the differential mechanism housing member, even if contamination (metal wear powder) occurs in the differential limiting device, the differential mechanism (for example, a gear meshing portion) Adverse effects (wear, heat generation, vibration, etc.) are avoided.
[0019]
Further, in the configuration of the present invention in which the differential limiting device is disposed outside the differential mechanism housing member, the differential limiting device can be disposed outside the transmission case or the transfer case. The problem of the arrangement space for the transmission case in the FF vehicle) and the transfer case and the problem of contamination for the transmission (particularly, the automatic transmission) are solved.
[0021]
  Since the hollow shaft is disposed between the differential mechanism housing member and the intermittent mechanism, the intermittent mechanism restricts differential rotation transmitted through the drive shaft between the hollow shaft and the drive shaft.
[0022]
  In this configuration, the differential mechanism housing member and the intermittent mechanismHollow shaftSince the degree of freedom in deciding where to place the interrupting mechanism is improved, the layout becomes easier.
[0025]
  Claim2The invention of claim1The power transmission device according to claim 1, wherein the intermittent mechanism is a friction clutch.1'sActions and effects equivalent to the configuration can be obtained.
[0026]
In addition, the friction clutch is intermittently operated by an actuator to adjust the fastening force (differential limiting force), and is not operated by transmission torque or differential torque. Therefore, a desired differential limiting force can be stably obtained.
[0027]
  Claim3The invention of claim2The power transmission device according to claim 1, wherein the friction clutch is fastened by a cam thrust force of a cam mechanism that operates by receiving torque.2The same operation and effect as the configuration of can be obtained.
[0028]
In addition, the friction clutch can obtain a sufficient differential limiting force by the boosting function of the cam mechanism that operates by receiving torque, and the differential limiting force can be easily controlled by adjusting the cam thrust force of the cam mechanism.
[0029]
  Claim4The invention of claim1The power transmission device according to claim 1, wherein the intermittent mechanism is a rotation-sensitive coupling.1'sActions and effects equivalent to the configuration can be obtained.
[0030]
In addition, the rotational difference-sensitive coupling is, for example, the above-described viscous fluid coupling, and no contamination occurs. Therefore, even if the power transmission device of the present invention is accommodated in the transmission case or the transfer case, the contamination is not affected. There is no problem.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
The power transmission device 1 (first embodiment of the present invention) and the transfer 3 configured using the power transmission device 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a power transmission device 1 and a transfer 3, and FIG. 2 shows a four-wheel drive vehicle using the transfer 3. The left and right directions are the four-wheel drive vehicle and the left and right directions in FIG. 1, and the upper side in FIG. 1 corresponds to the front of the vehicle.
[0033]
[Configuration of Power Transmission Device 1]
The power transmission device 1 accommodates a bevel gear type differential mechanism 5, a differential case 7 (differential mechanism accommodation member) that is a differential rotation member on the input side of driving force for the differential mechanism 5, and the differential mechanism 5. Transmission torque can be controlled between a pair of drive shafts 9 and 11 (drive shafts) that output drive force, and a hollow shaft 13 (torque transmission mechanism) and drive shaft 11 (torque transmission mechanism) connected to the differential case 7 Multi-plate clutch 15 (intermittent mechanism: friction clutch), a disc spring 97 (initial torque adding mechanism: FIG. 2) that presses the multi-plate clutch 15 to give a constant initial torque, and a hydraulic actuator that presses the multi-plate clutch 15 And a controller for operating the hydraulic actuator. The multi-plate clutch 15 and the hydraulic actuator are connected to the differential case 7 and the transfer case. It is located outside of the over scan 75. The differential mechanism 5 is housed in a differential case 7 and constitutes a front differential 31.
[0034]
[Configuration of Transfer 3]
The transfer 3 includes a power transmission device 1, a direction changing gear set 21 including bevel gears 17 and 19, a drive pinion shaft 23 formed integrally with the bevel gear 19, and a flange 25 splined to the drive pinion shaft 23. It is composed of
[0035]
[Configuration of power system of four-wheel drive vehicle]
As shown in FIG. 2, the power system of the four-wheel drive vehicle described above includes a horizontally installed engine 27 (prime mover), a transmission 29, a transfer 3 (and a power transmission device 1), and a power transmission device arranged at the front of the vehicle. 1 includes a front differential 31 (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right front wheels), drive shafts 9 and 11 (front axles), left and right front wheels 33 and 35, a rear wheel side propeller shaft 37, and direction change. The gear set 39, the rear differential 41 (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right rear wheels), the rear axles 43 and 45, and the left and right rear wheels 47 and 49 are configured.
[0036]
The driving force of the engine 27 is transmitted from the ring gear 53 meshed with the output gear 51 of the transmission 29 to the differential case 7 of the front differential 31 and distributed from the differential mechanism 5 to the left and right front wheels 33 and 35 via the drive shafts 9 and 11. At the same time, it is transmitted from the differential case 7 to the rear differential 41 through the hollow shaft 13, the direction change gear set 21, the drive pinion shaft 23, the flange 25, and the propeller shaft 37 and the direction change gear set 39. , 45 to the left and right rear wheels 47, 49.
[0037]
[Description of each member constituting power transmission device 1 and transmission 3]
The differential mechanism 5 includes a plurality of pinion shafts 55, a plurality of pinion gears 57, and left and right output side gears 59 and 61. Each pinion shaft 55 is fixed at the end to the differential case 7 and is prevented from coming off by a spring pin 63, and each pinion gear 57 is supported on the pinion shaft 55. The side gears 59 and 61 mesh with the respective pinion gears 57 from the left and right, the side gear 59 is splined to the left drive pinion shaft 9, and the side gear 61 is splined to the right drive pinion shaft 11.
[0038]
The differential case 7 is accommodated in the transmission case 65 and supported by the transmission case 65 by ball bearings 67 and 69. The ring gear 53 is fixed to the differential case 7 by bolts 71 and 71. Transmission oil is sealed in the transmission case 65.
[0039]
The drive shaft 9 penetrates the differential case 7 and the transmission case 65 to the left and protrudes to the outside, and is connected to the left front wheel 33 side. Further, a seal 73 is disposed between the drive shaft 9 and the transmission case 65 to prevent oil leakage from the transmission case 65 and entry of foreign matters from the outside.
[0040]
The drive shaft 11 passes through the differential case 7, the transmission case 65, and the transfer case 75 to the right and protrudes to the outside, and is connected to the right front wheel 35 side. Transfer oil is sealed in the transfer case 75.
[0041]
The hollow shaft 13 is accommodated in the transfer case 75, penetrates into the transmission case 65, and is splined to the right end portion of the differential case 7. A cover 77 is fixed to the right end portion of the transfer case 75 with a bolt 79. The hollow shaft 13 is supported at the left end portion by the thrust bearing 81 on the transfer case 75, and the right end portion is supported at the cover 77 by the thrust bearing 83. Has been. The drive shaft 11 passes through the hollow shaft 13, and a speed gear pulse gear 85 is connected to the outer periphery of the hollow shaft 13. Seals 87 and 87 are disposed between the transmission case 65 and the transfer case 75 and the hollow shaft 13, and seals 89 and 89 are disposed between the drive shaft 11 and the hollow shaft 13. Each prevents mixing with oil.
[0042]
The multi-plate clutch 15 is arranged outside (on the right side) of the transfer case 75 as described above, and includes a clutch housing 91 splined to the hollow shaft 13 and a clutch hub 93 splined to the drive shaft 11. It is provided between.
[0043]
The hydraulic actuator of the multi-plate clutch 15 includes a cylinder and a piston 95, and the piston 95 is positioned on the clutch housing 91 by a snap ring 96. The disc spring 97 is disposed between the piston 95 and the multi-plate clutch 15, and presses the multi-plate clutch 15 to give an initial torque as described above. An O-ring 99 is provided between the transfer case 75 and the cover 77, a seal 101 is provided between the cover 77 and the clutch housing 91, and a seal 103 is provided between the piston 95 and the drive shaft 11. An O-ring 104 is disposed between the piston 95 and the clutch housing 91 to prevent oil leakage from the transfer case 75 and entry of foreign matter from the outside.
[0044]
The bevel gears 17 and 19 constitute the direction change gear set 21 as described above. The bevel gear 17 is fixed to the flange portion 105 provided on the intermediate shaft 13 with the bolt 107, and the bevel gear 19 is driven as described above. The pinion shaft 23 is integrally formed. The direction change gear set 21 is given a speed increasing function by making the input-side bevel gear 17 larger in diameter than the output-side bevel gear 19.
[0045]
The drive pinion shaft 23 is disposed in the longitudinal direction of the vehicle. A cylindrical member 109 is fixed to the rear portion of the transfer case 75 by a bolt 111, and the drive pinion shaft 23 is supported on the cylindrical member 109 by thrust bearings 113 and 115, and a cylindrical shape is interposed between the thrust bearings 113 and 115. A spring member 117 is disposed.
[0046]
The flange 25 is splined to the drive pinion shaft 23 as described above, and a nut 119 is screwed to the rear end portion of the drive pinion shaft 23, and the thrust bearing 115, the spring member 117, and the thrust are connected via the flange 25. The thrust bearings 115 and 113 are preloaded by pressing the bearing 113 and the drive pinion shaft 23 is centered. Seal members 123 and 125 constituting a non-contact type seal 121 for preventing intrusion of dust and the like between them are fixed to the flange 25 and the cylindrical member 109, respectively. Also, the cylindrical member 109, the flange 25, and the seal member 123 are fixed. (Contact type) seal 127 is disposed between the transfer case 75 and the cylindrical member 109, and an O-ring 129 is disposed between the transfer case 75 and the oil leakage from the transfer case 75. Each entry of foreign matter is prevented.
[0047]
The controller performs operation of the hydraulic actuator, control of the pressing force, stop operation, and the like with the hydraulic pump.
[0048]
[Operation of Power Transmission Device 1 and Transfer 3]
In the power transmission device 1 and the transfer 3, the driving force of the engine 27 transmitted to the differential case 7 of the front differential 31 as described above is transmitted from the differential case 7 to the direction change gear set 21 via the hollow shaft 13 and the bevel gear 17. Then, the direction changing gear set 21 changes the direction while increasing the transmitted driving force and transmits it to the bevel gear 19 (drive pinion shaft 23), and transmits it from the flange 25 to the rear differential 41 via the propeller shaft 37. To do.
[0049]
Further, when a driving resistance difference occurs between the front wheels 33 and 35 during driving on a rough road, starting, acceleration, etc., the pinion gear 57 of the front differential 31 rotates to drive the driving force of the engine 27 to the left and right front wheels 33, 35. Differential distribution to 35.
[0050]
In addition, when one of the front wheels 33 and 35 is idled and the driving force tends to escape during a rough road, acceleration, or starting, the initial torque (a certain difference) applied to the multi-plate clutch 15 by the disc spring 97 is avoided. Dynamic limiting force) restricts the differential rotation of the front differential 31 (differential mechanism 5), and as a result, the driving force is transmitted to the other of the front wheels 33, 35, and escape performance, acceleration, and start of the rough road. The fall of property etc. is prevented.
[0051]
Further, when the controller operates the hydraulic actuator, the multi-plate clutch 15 is pressed and fastened, the differential limiting force of the front differential 31 is strengthened, and the escape performance, acceleration performance, and startability of the rough road are improved.
[0052]
The controller adjusts the pressing force (differential limiting force) of the multi-plate clutch 15 by the hydraulic actuator to give the front differential 31 the optimum differential limiting function according to the vehicle running conditions, road surface conditions, etc. Can do.
[0053]
When the operation of the hydraulic actuator is stopped and the multi-plate clutch 15 is released, the front differential 31 returns to the state where the initial torque is applied by the disc spring 97.
[0054]
[Effects of power transmission device 1 and transfer 3]
Since the power transmission device 1 and the transfer 3 are configured as described above, the following effects can be obtained.
[0055]
Since the multi-plate clutch 15 as the differential limiting device and the disc spring 97 as the initial torque adding mechanism are arranged outside the differential case 7 and the transfer case 75, the initial torque is applied to the multi-plate clutch 15 using the disc spring 97. Since it is not necessary to disassemble the differential case 7 and the transfer case 75 when changing the initial torque by replacing the disc spring 97, the initial torque can be easily adjusted from the outside. .
[0056]
Further, since the multi-plate clutch 15 is arranged outside the differential case 7, it is not necessary to enlarge the differential case 7 to accommodate the multi-plate clutch 15, and the differential case 7 can be shared with the conventional differential. become.
[0057]
Even if contamination (metal wear powder) is generated in the multi-plate clutch 15, adverse effects on the meshing portions of the gears 57, 59, 61 of the differential mechanism 5 accommodated in the differential case 7 (wear, heat generation, No vibration).
[0058]
In the configuration of the present invention, the multi-plate clutch 15 and the hydraulic actuator can be disposed outside the transmission case 65 and the transfer case 75 as described above. The problem of contamination with respect to the transmission 29 and the transfer 3 is solved.
[0059]
Further, since the drive shaft 11 passes through the differential case 7 and the multi-plate clutch 15, the differential case 7 and the multi-plate clutch 15 are arranged coaxially, and the power transmission device 1 is laid out in a radially compact manner. The onboard property of the transfer 3 is improved.
[0060]
Further, since the multi-plate clutch 15 operated by the hydraulic actuator is not affected by the transmission torque or the differential torque, a desired differential limiting function can be stably obtained.
[0061]
Further, since the multi-plate clutch 15 is small and has a wide friction area, a large coupling force (differential limiting force) can be obtained.
[0062]
[Second Embodiment]
The power transmission device 201 (second embodiment of the present invention) and the transfer 3 configured using the power transmission device 201 will be described with reference to FIG. The power transmission device 201 is an example in which the cone clutch 203 is used instead of the multi-plate clutch 15 in the power transmission device 1 of the first embodiment, and hereinafter, the same reference numerals are given to members having the same functions as the power transmission device 1. It will be explained with reference.
[0063]
[Configuration of Power Transmission Device 201]
The power transmission device 201 includes a differential case 7 that houses the differential mechanism 5, drive shafts 9 and 11, and a cone clutch 203 that can control transmission torque between the hollow shaft 13 and the drive shaft 11 connected to the differential case 7. (Intermittent mechanism: friction clutch), a disc spring 97 that presses the cone clutch 203 and applies a constant initial torque, a hydraulic actuator that presses the cone clutch 203, and a controller that operates the hydraulic actuator. The clutch 203 and the hydraulic actuator are disposed outside the differential case 7 and the transfer case 75.
[0064]
[Description of each member constituting power transmission device 201]
The cone clutch 203 includes a conical surface 205 formed on the clutch housing 91 on the hollow shaft 13 side and a conical surface 209 formed on the clutch ring 207 on the drive shaft 11 side.
[0065]
The disc spring 97 is disposed between the clutch ring 207 and the piston 95 of the hydraulic actuator, and presses the cone clutch 203 as described above to give an initial torque.
[0066]
[Operation of Power Transmission Device 201 and Transfer 3]
The power transmission device 201 and the transfer 3 distribute the driving force of the engine 27 to the left and right front wheels 33 and 35 by the front differential 31, and also the differential case 7, the hollow shaft 13, the direction change gear set 21, the drive pinion shaft 23, and the flange 25. To the rear differential 41 through the propeller shaft 37.
[0067]
Further, when a driving resistance difference occurs between the front wheels 33 and 35 during traveling on a rough road, starting, acceleration, or the like, the pinion gear 57 of the front differential 31 rotates to drive the driving force of the engine 27 to the left and right front wheels 33. , 35 and when one of the front wheels 33, 35 is idling and the driving force is about to escape, the front differential 31 (differential) is generated by the initial torque applied to the cone clutch 203 by the disc spring 97. The differential rotation of the mechanism 5) is limited, the driving force is transmitted to the other of the front wheels 33, 35, and deterioration of rough road escape performance, acceleration performance, startability, and the like is prevented.
[0068]
Further, when the cone clutch 203 is engaged, the differential limiting force of the front differential 31 is strengthened, and rough road escape performance, acceleration performance, and startability can be improved.
[0069]
Further, by adjusting the pressing force (differential limiting force) of the cone clutch 203, an optimum differential limiting function can be given to the front differential 31 according to the running condition of the vehicle, the road surface condition, and the like. When the clutch 203 is released, the front differential 31 returns to the state where the initial torque is applied by the disc spring 97.
[0070]
[Effects of power transmission device 201 and transfer 3]
Since the power transmission device 201 and the transfer 3 are configured as described above, the following effects can be obtained.
[0071]
Since the cone clutch 203 and the disc spring 97 are arranged outside the differential case 7 and the transfer case 75, it is easy to apply initial torque to the cone clutch 203 using the disc spring 97, and the disc spring 97 is replaced. In changing the initial torque, it is not necessary to disassemble the differential case 7 or the transfer case 75, so that the initial torque can be easily adjusted from the outside.
[0072]
Further, since the cone clutch 203 is arranged outside the differential case 7, it is not necessary to enlarge the differential case 7 in order to accommodate the cone clutch 203, and the differential case 7 can be shared with the conventional differential. .
[0073]
Further, even if contamination (metal wear powder) is generated in the cone clutch 203, adverse effects (wear, heat generation, vibration) on the meshing portions of the gears 57, 59, 61 of the differential mechanism 5 accommodated in the differential case 7 are achieved. Etc.) does not occur.
[0074]
Further, since the cone clutch 203 and the hydraulic actuator can be arranged outside the transmission case 65 and the transfer case 75 as described above, the problem of the arrangement space with respect to the transmission case 65 and the transfer case 75, the transmission 29 and the transfer 3 with respect to Freed from contamination problems.
[0075]
Further, when the drive shaft 11 passes through the differential case 7 and the cone clutch 203, the differential case 7 and the cone clutch 203 are coaxially arranged, and the power transmission device 201 is laid out in a compact radial direction. In-vehicle performance is improved.
[0076]
Further, since the cone clutch 203 operated by the hydraulic actuator is not affected by the transmission torque or the differential torque, a desired differential limiting function can be stably obtained.
[0077]
Further, the cone clutch 203 has a small number of parts and a large coupling force (differential limiting force) due to the wedge effect of the conical surfaces 205 and 209.
[0078]
[Third Embodiment]
A power transmission device 301 (a third embodiment of the present invention) and the transfer 3 configured using the power transmission device 301 will be described with reference to FIGS. The power transmission device 301 is an example in which the multi-plate clutch 15 is operated by the electromagnet 303 and the armature 305 instead of the hydraulic actuator in the power transmission device 1 of the first embodiment. The members having the same functions as those in FIG.
[0079]
[Configuration of Power Transmission Device 301]
The power transmission device 301 includes a differential case 7 that houses the differential mechanism 5, drive shafts 9 and 11,
A multi-plate clutch 15 disposed outside the differential case 7 and the transfer case 75 and capable of controlling transmission torque between the hollow shaft 13 connected to the differential case 7 and the drive shaft 11, an electromagnet 303, and an electromagnet 303. The armature 305 that presses the multi-plate clutch 15 and a controller that operates the electromagnet 303 are provided. The multi-plate clutch 15 and the electromagnet 303 are disposed outside the differential case 7 and the transfer case 75.
[0080]
[Description of each member constituting power transmission device 301]
The multi-plate clutch 15 is arranged outside the transfer case 75 as described above, and is provided between the clutch housing 91 on the hollow shaft 13 side and the clutch hub 93 on the drive shaft 11 side.
[0081]
A rotor 307 made of a magnetic material and constituting a part of the magnetic flux circulation path of the electromagnet 303 is supported on the outer periphery of the drive shaft 11 so as to be relatively rotatable, and the protrusion 309 is notched 311 of the clutch housing 91. And is positioned in the axial direction by a snap ring 313 attached to the clutch housing 91.
[0082]
The rotor 307 is divided into a radially outer side and an inner side by a ring 315 made of austenitic stainless steel, which is a nonmagnetic material. The multi-plate clutch 15 has a plurality of openings at radial positions corresponding to the ring 315. Bridge portions connecting 317 and each opening 317 are provided at equal intervals in the circumferential direction, and the magnetic resistance of these ring 315 and opening 317 prevents short-circuiting of the magnetic flux on the above-described magnetic flux circulation path. Yes.
[0083]
An X-ring 319, which is an X-shaped seal, is disposed between the rotor 307 and the drive shaft 11, and an O-ring 321 is disposed between the clutch housing 91 and the rotor 307. Oil leakage from the case 75 and entry of foreign matter from the outside are prevented.
[0084]
A coil housing 323 of the electromagnet 303 is supported on the rotor 307 by a double-side sealed ball bearing 325 and is prevented from rotating to the vehicle body side via a connecting member 329 engaged with a notch 327 and provided on the rotor 307. The ring-shaped recess 331 is inserted through an air gap at a predetermined interval. Moreover, the lead wire 333 of the electromagnet 303 is connected to the vehicle-mounted battery via the controller.
[0085]
The magnetic flux circulation path of the electromagnet 303 includes the coil housing 323, the rotor 307, the air gap, the multi-plate clutch 15, and the armature 305.
[0086]
The controller performs excitation of the electromagnet 303, control of excitation current, stop of excitation, and the like.
[0087]
When the electromagnet 303 is excited, a magnetic flux loop 335 is generated in the magnetic flux circulation path and the armature 305 is attracted, and the multi-plate clutch 15 is pressed and fastened to generate a differential limiting force.
[0088]
[Operation of Power Transmission Device 301 and Transfer 3]
The power transmission device 301 and the transfer 3 distribute the driving force of the engine 27 to the left and right front wheels 33 and 35 by the front differential 31 and transmit it to the rear differential 41 side.
[0089]
When one of the front wheels 33 and 35 is idling and the driving force is about to escape, when the multi-plate clutch 15 is engaged, the differential rotation of the front differential 31 (differential mechanism 5) is restricted, and the front wheels 33 and 35 are driven. The driving force is transmitted to the other of the two, and the deterioration of the escape performance, acceleration performance, and startability of the rough road is prevented.
[0090]
Further, when the excitation current of the electromagnet 303 is adjusted by the controller and the differential limiting force of the front differential 31 by the multi-plate clutch 15 is adjusted, the optimal differential limiting for the front differential 31 is made according to the running condition of the vehicle, the road surface condition, etc. Functions can be given, and rough road escape, acceleration, startability, etc. are improved.
[0091]
When the excitation of the electromagnet 303 is stopped, the multi-plate clutch 15 is released and the front differential 31 returns to a state where the differential is free.
[0092]
[Effects of power transmission device 301 and transfer 3]
Since the power transmission device 301 and the transfer 3 are configured as described above, the following effects can be obtained.
[0093]
By arranging the multi-plate clutch 15 outside the differential case 7, it is not necessary to enlarge the differential case 7 in order to accommodate the multi-plate clutch 15, and the differential case 7 can be shared with the conventional differential. .
[0094]
Even if contamination (metal wear powder) is generated in the multi-plate clutch 15, adverse effects on the meshing portions of the gears 57, 59, 61 of the differential mechanism 5 accommodated in the differential case 7 (wear, heat generation, No vibration).
[0095]
In addition, since the multi-plate clutch 15 and the electromagnet 303 can be arranged outside the transmission case 65 and the transfer case 75, there is a problem of arrangement space for the transmission case 65 and the transfer case 75, and contamination of the transmission 29 and the transfer 3 is caused. The problem is solved.
[0096]
Further, since the drive shaft 11 passes through the differential case 7, the multi-plate clutch 15, and the electromagnet 303, the differential case 7, the multi-plate clutch 15, and the electromagnet 303 are coaxially arranged, and the power transmission device 301 is laid out in a compact radial direction. The in-vehicle performance of the power transmission device 301 and the transfer 3 is improved.
[0097]
Further, since the multi-plate clutch 15 operated by the electromagnet 303 is not affected by the transmission torque or the differential torque, a desired differential limiting function can be stably obtained.
[0098]
Similarly to the power transmission device 1 of the first embodiment, if the disc spring 97 is used, it is easy to add initial torque to the multi-plate clutch 15, and the disc spring 97 is replaced to obtain the initial torque. Since there is no need to disassemble the differential case 7 and the transfer case 75 when changing, the initial torque can be easily adjusted from the outside.
[0099]
  [Reference example]
  FIG. 6 shows a power transmission device 401 (of the present inventionReference example) And the transfer 3 configured using the same. FIG. 6 shows a four-wheel drive vehicle in which the power transmission device 401 and the transfer 3 are used. The left and right directions are the four-wheel drive vehicle and the left and right directions in FIG. Is not shown. The following description will be made with reference to the members having the same functions as those of the power transmission device 1 of the first embodiment with the same reference numerals.
[0100]
[Configuration of Power Transmission Device 401]
The power transmission device 401 includes a differential case 7, drive shafts 9 and 11,
A multi-plate clutch 403 (intermittent mechanism: friction clutch) which is disposed outside the differential case 7 and the transfer case 75 and can control transmission torque; and a torque transmission mechanism 405 disposed between the differential case 7 and the multi-plate clutch 403; , A disc spring 97 that applies initial torque to the multi-plate clutch 403, a hydraulic actuator that presses the multi-plate clutch 403, and a controller that operates the hydraulic actuator. The multi-plate clutch 403 and the hydraulic actuator are provided with a differential case 7 And the outside of the transfer case 75.
[0101]
[Configuration of Transfer 3]
The transfer 3 includes a power transmission device 401, a direction changing gear set 21 including bevel gears 17 and 19, a drive pinion shaft 23 formed integrally with the bevel gear 19, and a flange 25 splined to the drive pinion shaft 23. It is composed of
[0102]
[Description of each member constituting power transmission device 401 and transfer 3]
The multi-plate clutch 403 is provided between the clutch housing 407 and the counter shaft 409 (secondary shaft), and the counter shaft 409 is disposed in parallel with the drive shafts 9 and 11. The disc spring 97 is disposed between the snap ring 411 attached to the clutch housing 407 and the multi-plate clutch 403, and applies an initial torque to the multi-plate clutch 403 as described above.
[0103]
The torque transmission mechanism 405 includes a counter shaft 409 and two pairs of gear sets 413 and 415.
[0104]
The gear set 413 includes a ring gear 53 fixed to the differential case 7 and a gear 417 meshed with the ring gear 53, and the gear 417 is splined to the counter shaft 409.
[0105]
The gear set 415 includes gears 419 and 421 that mesh with each other. The gear 419 is connected to the drive shaft 11 by spline, and the gear 421 is connected to the clutch housing 407 of the multi-plate clutch 403.
[0106]
As described above, the torque transmission mechanism 405 is disposed between the differential case 7 and the multi-plate clutch 403, and the multi-plate clutch 403 is interposed between the differential case 7 and the multi-plate clutch 403 via the torque transmission mechanism 405. The differential of (differential mechanism 5) is limited.
[0107]
[Configuration of power system of four-wheel drive vehicle]
The power system of the four-wheel drive vehicle includes the engine 27, the transmission 29, the transfer 3 (and the power transmission device 401), the front differential 31 included in the power transmission device 401, the drive shafts 9 and 11, and the left and right front wheels 33 and 35. The rear wheel side propeller shaft 37, the direction change gear set 39, the rear differential 41, the rear axles 43 and 45, and the left and right rear wheels 47 and 49 are included.
[0108]
[Operation of Power Transmission Device 401 and Transfer 3]
In the power transmission device 401 and the transfer 3, the driving force of the engine 27 is transmitted from the gears 51 and 53 to the differential case 7 and distributed from the front differential 31 to the left and right front wheels 33 and 35 via the drive shafts 9 and 11. The differential case 7 is transmitted to the rear differential 41 through the gear set 413, the counter shaft 409, the direction change gear set 21, the drive pinion shaft 23, the flange 25, the propeller shaft 37, and the direction change gear set 39. , 49.
[0109]
Further, when one of the front wheels 33, 35 is idled during driving on a rough road, during acceleration, or when starting, the driving force tends to escape, the initial torque applied to the multi-plate clutch 403 by the disc spring 97, The differential rotation of the front differential 31 (differential mechanism 5) is restricted, and the driving force is transmitted to the other of the front wheels 33 and 35, thereby preventing the rough road escape performance, acceleration performance, and startability from being deteriorated.
[0110]
Further, when the hydraulic actuator is operated, the multi-plate clutch 403 is engaged, the differential limiting force of the front differential 31 is strengthened, and rough road escape performance, acceleration performance, and startability can be improved. The controller adjusts the pressing force (differential limiting force) of the multi-plate clutch 403 by the hydraulic actuator, thereby giving the front differential 31 an optimum differential limiting function according to the traveling condition of the vehicle, the road surface condition, and the like. When the multi-plate clutch 403 is released, the front differential 31 returns to the state where the initial torque is applied by the disc spring 97.
[0111]
[Effects of power transmission device 401 and transfer 3]
Since the power transmission device 401 and the transfer 3 are configured as described above, the following effects can be obtained.
[0112]
By arranging the multi-plate clutch 403 and the disc spring 97 outside the differential case 7 and the transfer case 75, it becomes easy to apply initial torque to the multi-plate clutch 403 using the disc spring 97, and the disc spring 97 is When changing the initial torque by exchanging, it is not necessary to disassemble the differential case 7 or the transfer case 75, so the initial torque can be easily adjusted from the outside.
[0113]
Further, since the multi-plate clutch 403 is disposed outside the differential case 7, it is not necessary to enlarge the differential case 7 in order to accommodate the multi-plate clutch 403, and the differential case 7 can be shared with the conventional differential. become.
[0114]
Even if contamination (metal wear powder) is generated in the multi-plate clutch 403, adverse effects on the meshing portions of the gears 57, 59, 61 of the differential mechanism 5 housed in the differential case 7 (wear, heat generation, No vibration).
[0115]
Further, since the multi-plate clutch 403 and the hydraulic actuator can be arranged outside the transmission case 65 and the transfer case 75 as described above, the problem of the arrangement space with respect to the transmission case 65 and the transfer case 75, the transmission 29 and the transfer 3 This eliminates the contamination problem.
[0116]
Further, since the multi-plate clutch 403 operated by the hydraulic actuator is not affected by the transmission torque or the differential torque, a desired differential limiting function can be stably obtained.
[0117]
In addition, since the torque transmission mechanism 405 is arranged between the differential case 7 and the multi-plate clutch 403, the degree of freedom in arrangement of the multi-plate clutch 403 is improved, and the layout becomes easier.
[0118]
Further, since the multi-plate clutch 403 is small and has a wide friction area, a large differential limiting force can be obtained.
[0119]
[Other Embodiments Included within the Scope of the Present Invention]
In the power transmission device of the present invention, the intermittent mechanism (differential limiting device) capable of controlling the transmission torque may be a friction clutch such as a multi-plate clutch, a cone clutch or a single-plate clutch used in the embodiment. Further, a meshing clutch (dog clutch), a band brake, a drum brake, or the like may be used.
[0120]
If the meshing clutch is used, a differential lock function can be obtained.
[0121]
Further, the actuator for operating these may be a hydraulic actuator such as a hydraulic actuator or a pneumatic actuator, an electromagnet, an electric motor, or the like, or may be configured to manually operate the intermittent mechanism.
[0122]
Further, the power transmission device of the present invention is not limited to the example (front differential) used in a part of the transfer, but can be applied to a rear differential if necessary.
[0123]
The differential mechanism is not limited to a bevel gear type differential mechanism, but a planetary gear type differential mechanism, or a differential mechanism in which a side gear on the output side is connected by a pinion gear rotatably accommodated in an accommodation hole of a differential case. Alternatively, a differential mechanism using a worm gear may be used.
[0124]
【The invention's effect】
In the power transmission device according to the first aspect, an intermittent mechanism (differential limiting device) capable of controlling transmission torque is disposed outside the differential mechanism housing member (difference case), so that the initial torque adding mechanism is provided to the differential limiting device. It becomes easy to dispose and the initial torque can be adjusted from the outside of the differential mechanism housing member.
[0125]
Further, since the differential limiting mechanism is disposed outside the differential mechanism housing member, it is not necessary to increase the size of the differential mechanism housing member, and the differential mechanism housing member can be shared with the conventional differential.
[0126]
In addition, since the differential limiting device is arranged outside the differential mechanism housing member, even if contamination (metal wear powder) occurs in the differential limiting device, the differential mechanism (for example, a gear meshing portion) Adverse effects (wear, heat generation, vibration, etc.) are avoided.
[0127]
In addition, according to the configuration of the present invention, the differential limiting device can be arranged outside the transmission case or the transfer case, so that the arrangement space for the transmission case (particularly, the transmission case in the FF vehicle) and the transfer case is provided. And the problem of contamination with transmissions (especially automatic transmissions) and transfers.
[0129]
In addition, since the torque transmission mechanism is disposed between the differential mechanism housing member and the interrupting mechanism, the degree of freedom of the location (layout) of the interrupting mechanism is improved.
[0132]
  Claim2The power transmission device of claim1'sAn effect equivalent to that of the configuration can be obtained.
[0133]
Further, by using the friction clutch, a desired differential limiting force can be stably obtained without being affected by the transmission torque and the differential torque.
[0134]
  Claim3The power transmission device of claim2An effect equivalent to that of the configuration can be obtained.
[0135]
Further, by using the cam mechanism, the friction clutch can obtain a sufficient differential limiting force, and the differential limiting force can be easily controlled by adjusting the cam thrust force of the cam mechanism.
[0136]
  Claim4The power transmission device of claim1'sAn effect equivalent to that of the configuration can be obtained.
[0137]
In addition, since the rotation difference sensitive type coupling does not generate contamination, even if the power transmission device of the present invention is accommodated in the transmission case or the transfer case, the contamination problem does not occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a skeleton mechanism diagram of a four-wheel drive vehicle using the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 4;
FIG. 6 of the present inventionReference exampleIt is a skeleton mechanism diagram of a four-wheel drive vehicle.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional example.
[Explanation of symbols]
    1 Power transmission device
    5 Bevel gear type differential mechanism
    7 Differential case (differential mechanism housing member)
    9 Drive shaft (drive shaft)
  11 Drive shaft (Drive shaft: Torque transmission mechanism)
  13 Hollow shaft (torque transmission mechanism)
  15 Multi-plate clutch with controllable transmission torque (intermittent mechanism: friction clutch)
  97 Disc spring (Initial torque addition mechanism)
201 Power transmission device
203 Cone clutch that can control transmission torque (intermittent mechanism: friction clutch)
301 Power transmission device
401 Power transmission device
403 Multi-plate clutch with controllable transmission torque (intermittent mechanism: friction clutch)
405 Torque transmission mechanism disposed between the differential case 7 and the multi-plate clutch 403
409 Countershaft (torque transmission mechanism)
413, 415 Gear set (torque transmission mechanism)

Claims (4)

原動機の駆動力によってフロントデフおよびリヤデフを介して前輪および後輪が駆動される4輪駆動車の動力系に配置される動力伝達装置であって、トランスミッションケース内に収容され、前記フロントデフおよびリヤデフのうち一方に構成される差動機構を収容すると共に、前記差動機構に対する駆動力の入力側差動回転部材である差動機構収容部材と、
前記トランスミッションケースに接続されるトランスファーケースに収容され、前記差動機構収容部材と一端部で連結されると共に、外周に設けられたギヤを介して前記フロントデフおよび前記リヤデフの他方側へ駆動力を分配する中空軸と、
前記差動機構収容部材と前記中空軸を貫通し前記差動機構から駆動力を出力する一対の駆動軸のうち一方の駆動軸と、
差動機構収容部材側と前記一方の駆動軸との間で伝達トルクを制御可能な断続機構とを備え、
前記断続機構は、中空軸を間に挟んで前記差動機構収容部材の反対側で、前記中空軸の他端部と前記駆動軸との間に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
A power transmission device disposed in a power system of a four-wheel drive vehicle in which front wheels and rear wheels are driven via a front differential and a rear differential by a driving force of a prime mover, and is housed in a transmission case, and the front differential and the rear differential A differential mechanism accommodating member that is a differential rotating member on the input side of a driving force for the differential mechanism,
Wherein is housed in the transfer case is connected to the transmission case, the coupled differential mechanism housing member and the one end Rutotomoni, the driving force to the other side of the through gear provided on an outer peripheral front differential and the rear differential gear A hollow shaft to distribute ,
One of the pair of drive shafts that pass through the differential mechanism housing member and the hollow shaft and output a drive force from the differential mechanism ; and
An intermittent mechanism capable of controlling the transmission torque between the differential mechanism housing member side and the one drive shaft ;
The intermittent mechanism is disposed between the other end of the hollow shaft and the drive shaft on the opposite side of the differential mechanism housing member with the hollow shaft interposed therebetween. .
請求項1に記載された動力伝達装置であって、
前記断続機構が、摩擦クラッチであることを特徴とする動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 1,
The power transmission device, wherein the intermittent mechanism is a friction clutch.
請求項2に記載された動力伝達装置であって、
前記摩擦クラッチが、トルクを受けて作動するカム機構のカムスラスト力によって締結されることを特徴とする動力伝達装置。
A power transmission device according to claim 2,
The power transmission device, wherein the friction clutch is fastened by a cam thrust force of a cam mechanism that operates by receiving torque.
請求項1に記載された動力伝達装置であって、
前記断続機構が、回転差感応型のカップリングであることを特徴とする動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 1,
The power transmission device, wherein the intermittent mechanism is a rotation-sensitive coupling.
JP2003111724A 2003-04-16 2003-04-16 Power transmission device Expired - Fee Related JP4418166B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003111724A JP4418166B2 (en) 2003-04-16 2003-04-16 Power transmission device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003111724A JP4418166B2 (en) 2003-04-16 2003-04-16 Power transmission device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004314796A JP2004314796A (en) 2004-11-11
JP4418166B2 true JP4418166B2 (en) 2010-02-17

Family

ID=33472193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003111724A Expired - Fee Related JP4418166B2 (en) 2003-04-16 2003-04-16 Power transmission device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4418166B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7857723B2 (en) * 2005-06-02 2010-12-28 Dana Automotive Systems Group, Llc Transaxle unit with integrated power take-off unit and torque coupling device
JP4779577B2 (en) * 2005-10-31 2011-09-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Differential equipment
JP2007303505A (en) 2006-05-09 2007-11-22 Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 Torque transmission device
JP4851404B2 (en) * 2006-11-10 2012-01-11 Gknドライブラインジャパン株式会社 Power transmission device
EP1923605B1 (en) 2006-11-10 2012-03-28 GKN Driveline Torque Technology KK Power transmission apparatus
JP4832284B2 (en) * 2006-12-28 2011-12-07 Gknドライブラインジャパン株式会社 Power transmission device
JP2008185071A (en) * 2007-01-26 2008-08-14 Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 Power transmission device
JP4229193B2 (en) 2007-04-06 2009-02-25 三菱自動車工業株式会社 Differential limiting device for vehicle
JP5063202B2 (en) * 2007-06-07 2012-10-31 Gknドライブラインジャパン株式会社 Rotating body assembly structure, assembling method, driving force transmission device, and rotating body
JP2009145927A (en) * 2007-12-11 2009-07-02 Lenovo Singapore Pte Ltd Portable electronic equipment
DE102008037886B4 (en) * 2008-08-15 2017-10-05 Gkn Automotive Ltd. Drive arrangement for a multi-axle driven motor vehicle
JP5613419B2 (en) * 2010-01-22 2014-10-22 Gknドライブラインジャパン株式会社 Power transmission device
JP2011153680A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Gkn Driveline Japan Ltd Power transmission device
WO2011093432A1 (en) 2010-01-29 2011-08-04 Gkn ドライブライン ジャパン株式会社 Power takeoff unit for automobile

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004314796A (en) 2004-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6832972B2 (en) Differential and differential system
US6378677B1 (en) Power transmission device having electromagnetic clutch
JP4418166B2 (en) Power transmission device
US7390278B2 (en) Torque-coupling device for front-wheel-drive transaxle unit
US6436002B1 (en) Differential apparatus
EP0995623B1 (en) Transfer case for use with transaxle
JP4580877B2 (en) Differential device
US6427817B1 (en) Lubrication structure of electro-magnetic clutch
JP2007303505A (en) Torque transmission device
EP3730327B1 (en) Vehicle driving apparatus
JP4072264B2 (en) Clutch device
JP4673959B2 (en) Differential equipment
JP2004278778A (en) Electromagnetic clutch device
JP2992304B2 (en) Coupling device
JP2001260680A (en) Coupling and differential device
JP2007303504A (en) Torque transmission device
JP2004225811A (en) Differential device
JP2003146100A (en) Electromagnetic coupling
JP2002235774A (en) Electromagnetic coupling
JP2003301926A (en) Differential device
JP2001153203A (en) Cam groove, coupling using it and differential gear
JP2001132780A (en) Clutch mechanism and differential device
JP2002340040A (en) Coupling
JP2001330060A (en) Coupling and differential device
JP2001289307A (en) Differential gear

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081118

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090519

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090715

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091104

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091127

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4418166

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131204

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees