WO2017060963A1 - ファイナルドライブ - Google Patents

ファイナルドライブ Download PDF

Info

Publication number
WO2017060963A1
WO2017060963A1 PCT/JP2015/078271 JP2015078271W WO2017060963A1 WO 2017060963 A1 WO2017060963 A1 WO 2017060963A1 JP 2015078271 W JP2015078271 W JP 2015078271W WO 2017060963 A1 WO2017060963 A1 WO 2017060963A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear set
cam
casing
clutch
gear
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/078271
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊吾 沼部
Original Assignee
Ｇｋｎ ドライブライン ジャパン株式会社
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 ジャパン株式会社 filed Critical Ｇｋｎ ドライブライン ジャパン株式会社
Priority to DE112015007006.0T priority Critical patent/DE112015007006T5/de
Priority to CN201580080706.6A priority patent/CN107636353B/zh
Priority to PCT/JP2015/078271 priority patent/WO2017060963A1/ja
Publication of WO2017060963A1 publication Critical patent/WO2017060963A1/ja
Priority to US15/818,784 priority patent/US10557542B2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/30—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means
    • F16H48/34—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/02—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/16—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing
    • B60K17/165—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing provided between independent half axles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/22—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using friction clutches or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/037—Gearboxes for accommodating differential gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042—Guidance of lubricant
    • F16H57/0421—Guidance of lubricant on or within the casing, e.g. shields or baffles for collecting lubricant, tubes, pipes, grooves, channels or the like
    • F16H57/0424—Lubricant guiding means in the wall of or integrated with the casing, e.g. grooves, channels, holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042—Guidance of lubricant
    • F16H57/0427—Guidance of lubricant on rotary parts, e.g. using baffles for collecting lubricant by centrifugal force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0457—Splash lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0482—Gearings with gears having orbital motion
    • F16H57/0483—Axle or inter-axle differentials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/38—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/52—Clutches with multiple lamellae ; Clutches in which three or more axially moveable members are fixed alternately to the shafts to be coupled and are pressed from one side towards an axially-located member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/30—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means
    • F16H48/34—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators
    • F16H2048/343—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators using a rotary motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02034—Gearboxes combined or connected with electric machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H48/40—Constructional details characterised by features of the rotating cases

Definitions

  • This disclosure relates to a final drive that distributes the torque of the propeller shaft to the drive wheels, and more particularly to a final drive that is resistant to stones, mud, or water flying from the road surface while having an electric motor.
  • FR rear-wheel drive
  • torque generated by an engine and / or motor is transmitted from a transmission to a final drive via a propeller shaft.
  • the final drive incorporates a differential gear set and differentially distributes such torque to the right and left drive wheels.
  • the final drive may further include a clutch to limit the differential of the differential gear set, and an electric motor may be used to operate it. Since an electric motor does not have enough driving force to drive a clutch, it is usually used in combination with a reduction gear.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose related techniques.
  • the final drive Since the final drive is mounted on the lower part of the vehicle facing the road surface, it is routinely exposed to stones, mud or water flying from the road surface, and the electric motor is easily affected by these.
  • the location of the electric motor in the final drive is an important factor for durability.
  • the electric motor and the reduction gear can be arranged above the casing, they are hardly affected by stones, mud, or water.
  • a lubricating system is required separately from the inside of the casing. That is, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to place a reduction gear in another casing independent of the final drive, and to enclose a lubricant such as grease. Since the shaft drawn out from the casing of the reduction gear and penetrated into the casing of the final drive bears the transmission of the driving force, it is necessary to pay attention to the alignment of the shaft. In addition, there is a problem in fixing the casings, and there is a risk that dust may enter from the coupling portion. Durability is not always good.
  • the electric motor is arranged below the casing as in the technique disclosed in Patent Document 2, the lubricating oil in the casing can be supplied to the reduction gear.
  • the electric motor is directly exposed to stones, mud or water flying from the road surface.
  • the final drive mounted on the vehicle facing the road surface and transmitting torque from the propeller shaft to the pair of axles differentially distributes the torque from the propeller shaft to the pair of axles.
  • a differential gear set, a clutch that is rotatable about a rotary shaft and coupled to the differential gear set, is prevented from rotating about the rotary shaft, and moves toward the clutch along the rotary shaft and is fastened.
  • a cam mechanism that converts the rotation of the cam gear into a pressing force along the rotation axis of the cam plate, and a cam gear that is rotatable around the rotation axis.
  • a gear set that meshes with and rotates with a cam gear, a single chamber is defined, the differential gear set, the clutch, and the cam mechanism
  • FIG. 1 is a side view of a final drive according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an elevational view of the final drive as viewed from the front.
  • FIG. 3 is a plan sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1 and mainly shows a differential gear and a reduction gear.
  • FIG. 5 is a side sectional view taken along line VV in FIG. 2 and mainly shows the reduction gear.
  • F represents the front of the vehicle
  • A represents the rear of the vehicle
  • U, D, R, and L represent upper, lower, right, and left, respectively.
  • the rotating shaft means the rotating shaft common to the axle, differential gear set, and clutch.
  • the front, rear, left and right may be distinguished, but these are merely for convenience of explanation and do not limit the embodiment.
  • the final drive 1 is mounted on a vehicle and used for the purpose of differentially distributing torque transmitted from the propeller shaft to a pair of axles.
  • the companion flange 21 for coupling with the propeller shaft is used with the front F facing, and the pair of axles are coupled to both sides thereof.
  • the casing 10 faces the road surface in the lower part D.
  • the electric motor 11 is disposed outside the casing 10 above the casing 10 and thus is hidden from the road surface by the casing 10.
  • the electric motor 11 is connected to an electrical system of the vehicle via a connector 13.
  • the casing 10 defines a single chamber 15 therein, and is coupled to the differential gear set 3, the clutch 5, the cam mechanism 7, and the electric motor 11 in the chamber 15.
  • a reduction gear set 9 is accommodated.
  • the casing 10 can be divided into a plurality of, for example, two.
  • the casing 10 can be divided into a front piece 10A and a rear piece 10B on the surface including the rotation axis X.
  • the pinion gear 25 may be separable on the surface including the rotation axis.
  • the differential gear set 3 is rotatably supported on the casing 10 by a bearing, and can rotate about the rotation axis X.
  • the clutch 5 and the cam mechanism 7 are coaxially supported by the differential gear set 3 and are adjacent to each other in the axial direction.
  • the pinion gear 25 is also rotatably supported by the casing 10 by a bearing, and the rotation axis thereof is orthogonal to the rotation axis X in plan view.
  • the rotation axis X and the rotation axis of the pinion gear 25 do not have to be on the same plane, and as best understood from FIG. 1, the two axes do not need to intersect (that is, a twisted relationship may be possible). ).
  • the companion flange 21 protrudes forward F from the casing 10, but is connected to the pinion gear 25 in the casing 10 by a nut 23 at the center thereof.
  • a space between the companion flange 21 and the casing 10 is liquid-tightly sealed by a seal member 81.
  • the differential gear set 3 is a device for differentially distributing torque to a pair of axles.
  • a bevel gear type is taken up, but other appropriate types such as a face gear type and a planetary gear type can be used instead of the bevel gear type.
  • the differential gear set 3 generally includes a ring gear 31, a case 33, a plurality of pinion gears 35, and a pair of side gears 37 and 39, and the whole is rotatable around the rotation axis X.
  • the ring gear 31 meshes with the pinion gear 25 to receive torque, and is coupled to the case 33 with a bolt or the like to transmit the torque to the case 33.
  • the pinion gear 35 is rotatably coupled to the case 33, and is further meshed with a pair of side gears 37 and 39, so that the torque input to the case 33 is differentially applied to the side gears 37 and 39. Distributed.
  • Each side gear 37, 39 is coupled to the right and left axles to drive the wheels.
  • the casing 10 includes seal members 83 and 85 to provide a fluid-tight seal between the axle and the casing 10.
  • the clutch 5 is used for the purpose of limiting the differential of the differential gear set 3.
  • the clutch 5 is also rotatable around the rotation axis X, and includes a plurality of clutch plates 51 and 53, and the clutch plates 51 and the clutch plates 53 are alternately arranged.
  • the clutch plate 51 is drivingly connected to the side gear 39
  • the clutch plate 53 is drivingly connected to the case 33. Accordingly, when a pressing force is applied in the direction along the rotation axis X, the clutch plates 51 and 53 are frictionally connected to each other to brake the side gear 39 against the case 33. That is, the clutch 5 limits the differential of the differential gear set 3.
  • a multi-plate clutch type clutch is suitable for the present embodiment, but other appropriate types of clutches such as a cone type can be used instead.
  • the cam mechanism 7 can be used to apply a pressing force to the clutch 5 in the direction along the rotation axis X.
  • the cam mechanism 7 generally includes a cam plate 71 that is slightly movable along the rotation axis X and a cam gear 73 that does not move along the rotation axis X.
  • the cam plate 71 is prevented from rotating about the rotation axis X, but the cam gear 73 is rotatable.
  • Either or both of the cam plate 71 and the cam gear 73 can be provided with a groove that extends in the circumferential direction and has a bottom that is gently inclined, and a cam ball 75 that can roll over the groove is interposed between them. Can intervene.
  • plungers 77 and 79 may be interposed therebetween.
  • the case 33 includes a through window so as to correspond to the plunger 79, and the plunger 79 penetrates into the case 33 through the window. Further, an elastic body such as a spring is interposed between the case 33 and the co-plunger 77 in a direction in which the cam plate 71 is moved away from the clutch 5.
  • the reduction gear set 9 is interposed between the electric motor 11 and the cam gear 73, and reduces (increases) the rotation of the electric motor 11 and transmits it to the cam gear 73.
  • the reduction gear set 9 is a gear train including a pair of gears, and includes, for example, a pinion 91, a gear 93, and an intermediate gear 95.
  • the shaft of the pinion 91 is drawn out of the case 33 and is coupled to the electric motor 11.
  • the pinion 91 meshes with the gear 93 having a larger diameter, and the gear 93 and the medium gear 95 having a smaller diameter rotate together, so that the rotation is decelerated in two stages.
  • the middle gear 95 meshes with the cam gear 73.
  • the reduction gear set 9 is necessarily positioned relatively above the U within the casing 10 and is usually a differential gear set. Above most of 3. Therefore, without any means, the lubricating oil for lubricating the differential gear set 3 does not reach the reduction gear set 9 sufficiently.
  • the final drive 1 has a structure for supplying lubricating oil to the reduction gear set 9 as follows.
  • the chamber 15 includes a lubricating oil path 15 ⁇ / b> A secured between the differential gear set 3 and the casing 10. Since the wall of the casing 10 continues from the vicinity of the ring gear 31 to the vicinity of the reduction gear set 9, the lubricating oil path 15 ⁇ / b> A continues from the ring gear 31 to the reduction gear set 9. That is, the reduction gear set 9 faces the lubricating oil path 15A.
  • the wall defining the lubricating oil path 15A or the lubricating oil path 15A may gradually descend toward the reduction gear set 9 so as to guide the lubricating oil to the reduction gear set 9 by gravity.
  • the ring gear 31 repels the lubricating oil.
  • the case 33 may be provided with an oil dipper 49 having a shape such as a fin or a wing in order to enhance the action of repelling the lubricating oil.
  • a part of the flow LF of the lubricating oil repelled by the oil dipper 49 and / or the ring gear 31 is guided to the path 15A and reaches the reduction gear set 9 to be lubricated.
  • the other part of the lubricating oil is guided to the paths 15B and 15C and reaches the bearings of the case 33 and lubricates them.
  • the final drive 1 can be assembled as follows. That is, the differential gear set 3 can be assembled in parallel with the pinion gear 25 and the reduction gear set 9 incorporated in the front piece 10A. If the differential gear set 3 is incorporated into the front piece 10A together with the bearing while adjusting the meshing between the gears, and the rear piece 10B is fastened to the front piece 10A with a bolt or the like, the final drive 1 is generally assembled. The assembly of each seal member and the companion flange 21 can be performed thereafter. The shaft of the pinion 91 protrudes from the casing 10 to the outside, and the electric motor 11 only needs to be easily coupled thereto, and precise alignment is not necessary. At any stage of assembly, all elements are easily accessible and therefore easy to assemble.
  • the shafts of the final drive 1 are supported by the casing 10 and particularly by the single front piece 10A, there is no problem in shaft alignment, and the meshing between the gears is stable. is doing. All the gears are accommodated in the casing 10 and lubricated with a common lubricating oil. Since the casing 10 is sealed in a liquid-tight manner, contamination from outside is prevented.
  • the electric motor 11 is arranged outside the casing 10 but above it. Since the electric motor 11 is hidden from the road surface at such a position, it is not directly exposed to stones, mud or water flying from the road surface, and there is no problem in its durability. Of course, the electric motor 11 may be integrated with the casing 10 or may be accommodated in the casing 10.
  • a final drive with high durability against stone, mud or water flying from the road surface will be provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

車両に搭載されたファイナルドライブは、プロペラシャフトから一対のアクスルへ前記トルクを差動的に分配するデファレンシャルギア組と、回転軸周りに回転可能であって、前記デファレンシャルギア組に結合したクラッチと、前記回転軸周りに回り止めされ、前記回転軸に沿って前記クラッチに向けて移動して締結力を及ぼすように配置されたカムプレートと、前記回転軸周りに回転可能なカムギアと、を備え、前記カムギアの回転を前記カムプレートの前記回転軸に沿う押圧力に変換するカム機構と、前記カムギアに噛合して回転させるギア組と、単一の室を画定し、前記デファレンシャルギア組と、前記クラッチと、前記カム機構と、前記ギア組とを前記単一の室内に収容するケーシングと、前記ケーシング外であって上方に前記路面から前記ケーシングにより隠されるべく配置され、前記ギア組を駆動するべく前記ギア組に結合したモータと、を備える。

Description

ファイナルドライブ
　本開示は、プロペラシャフトのトルクを駆動輪に分配するファイナルドライブに関し、特に電動モータを備えながら路面から飛来する石、泥あるいは水に対して耐性を有するファイナルドライブに関する。
　よく知られているように、例えば後輪駆動（ＦＲ）型の自動車において、エンジンおよび／またはモータが発生するトルクは、トランスミッションからプロペラシャフトを介してファイナルドライブに伝達される。ファイナルドライブはデファレンシャルギア組を内蔵しており、かかるトルクを右および左の駆動輪に差動的に分配する。
　ファイナルドライブはさらに、デファレンシャルギア組の差動を制限するためにクラッチを包含することがあり、またこれを操作するために電動モータが利用されることがある。電動モータはクラッチを駆動するには駆動力が足らないので、通常、減速ギアと組み合わせて利用される。特許文献１，２は、関連する技術を開示する。
　ファイナルドライブは、車両の下部に、路面に面して搭載されるために、路面から飛来する石、泥あるいは水に日常的に曝されており、電動モータはこれらによる悪影響を受けやすい。
日本国特許出願公開平０２－１７３４２４号 日本国特許出願公開２００２－２６２５１１号
　電動モータをファイナルドライブのどこに配置するかは、耐久性の上で重要なファクタである。特許文献１に開示された技術によれば、電動モータおよび減速ギアはケーシングよりも上方に配置することができるので、石、泥あるいは水による悪影響を受け難い。しかしこの場合、ケーシング内の潤滑油は十分に減速ギアに届かないので、ケーシング内とは別個に潤滑系が必要である。すなわち特許文献１に開示された技術では、ファイナルドライブから独立した他のケーシング内に減速ギアを収め、これにグリスのごとき潤滑剤を封入する必要がある。減速ギアのケーシングから引き出されてファイナルドライブのケーシングに貫入したシャフトが駆動力の伝達を担うので、シャフトの位置合わせに注意が必要である。またケーシング同士の固定に問題が生じやすく、さらには結合部から埃が侵入する虞が生ずる。耐久性は必ずしも良好ではない。
　特許文献２に開示された技術のごとく、電動モータをケーシングの下方に配置すれば、ケーシング内の潤滑油を減速ギアにも供給することができる。ところが、もちろん、電動モータは路面から飛来する石、泥あるいは水に直接に曝されてしまう。
　開示された技術は、これらの問題に鑑みて創出されたものである。第１の局面によれば、路面に面して車両に搭載され、プロペラシャフトから一対のアクスルへトルクを伝達するファイナルドライブは、前記プロペラシャフトから前記一対のアクスルへ前記トルクを差動的に分配するデファレンシャルギア組と、回転軸周りに回転可能であって、前記デファレンシャルギア組に結合したクラッチと、前記回転軸周りに回り止めされ、前記回転軸に沿って前記クラッチに向けて移動して締結力を及ぼすように配置されたカムプレートと、前記回転軸周りに回転可能なカムギアと、を備え、前記カムギアの回転を前記カムプレートの前記回転軸に沿う押圧力に変換するカム機構と、前記カムギアに噛合して回転させるギア組と、単一の室を画定し、前記デファレンシャルギア組と、前記クラッチと、前記カム機構と、前記ギア組とを前記単一の室内に収容するケーシングと、前記ケーシング外であって上方に前記路面から前記ケーシングにより隠されるべく配置され、前記ギア組を駆動するべく前記ギア組に結合したモータと、を備える。
図１は、一実施形態によるファイナルドライブの側面図である。 図２は、前方から見た前記ファイナルドライブの立面図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線から取られた平面断面図である。 図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線から取られた部分断面図であって、主にデファレンシャルギアおよび減速ギアを示す図である。 図５は、図２のＶ－Ｖ線から取られた側面断面図であって、主に前記減速ギアを示す図である。
　図１ないし５を参照して以下に幾つかの例示的な実施形態を説明する。各図において、Ｆは車両の前方を、Ａは車両の後方を、そしてＵ，Ｄ，Ｒ，Ｌはそれぞれ上方、下方、右方、左方を表す。
　以下の説明および請求の範囲を通じて、特段の説明がなければ、回転軸はアクスル、デファレンシャルギア組、クラッチに共通した回転軸の意味である。また前後左右を区別することがあるが、これらは説明の便宜のために過ぎず、実施形態を制限するものではない。
　主に図１，２を参照するに、ファイナルドライブ１は、プロペラシャフトから伝達されたトルクを一対のアクスルに差動的に分配する目的で、車両に搭載されて使用される。通常、プロペラシャフトと結合するためのコンパニオンフランジ２１を前方Ｆに向けて使用され、一対のアクスルはその両側にそれぞれ結合する。そのケーシング１０は、下方Ｄにおいて路面に面する。
　電動モータ１１は、ケーシング１０の外部にケーシング１０より上方Ｕに配置され、以って路面からケーシング１０により隠される。電動モータ１１は、コネクタ１３を介して車両の電装系に接続される。
　主に図１，３を参照するに、ケーシング１０はその内部に単一の室１５を画し、かかる室１５内に、デファレンシャルギア組３、クラッチ５、カム機構７、および電動モータ１１に結合する減速ギア組９が収容される。これらの要素を内部に組み込む便宜のために、ケーシング１０は複数に、例えば２つに分割することができる。図示された例では、回転軸Ｘを含む面においてケーシング１０がフロントピース１０Ａとリアピース１０Ｂとに分割できる。あるいは図示と異なり、ピニオンギア２５の回転軸を含む面において分割可能であってもよい。
　デファレンシャルギア組３はベアリングによりケーシング１０に回転可能に支持され、以って回転軸Ｘ周りに回転可能である。またクラッチ５とカム機構７はデファレンシャルギア組３に同軸に支持され、互いに軸方向に隣り合っている。ピニオンギア２５もベアリングによりケーシング１０に回転可能に支持されるが、その回転軸は回転軸Ｘに平面視において直交する。ただし回転軸Ｘとピニオンギア２５の回転軸とは同一の平面上でなくてもよく、図１より最もよく理解できる通り、両軸は交差していなくてもよい（すなわち、ねじれの関係でもよい）。
　既に述べた通りコンパニオンフランジ２１はケーシング１０より前方Ｆに突出しているが、その中心においてナット２３によりケーシング１０内のピニオンギア２５に結合している。コンパニオンフランジ２１とケーシング１０との間は、シール部材８１により液密的にシールされている。
　デファレンシャルギア組３は、トルクを一対のアクスルへ差動的に分配するための装置である。以下の説明においてベベルギア式のものを利用する例を取り上げるが、ベベルギア式に代えてフェースギア式や遊星ギア式など他の適宜の形式が利用できる。
　デファレンシャルギア組３は、概して、リングギア３１と、ケース３３と、複数のピニオンギア３５と、一対のサイドギア３７，３９とを備え、その全体は回転軸Ｘ周りに回転可能である。リングギア３１はピニオンギア２５に噛合してトルクを受容し、またケース３３にボルト等により結合してトルクをケース３３に伝達する。ピニオンギア３５は、それぞれケース３３に回転可能に結合しており、さらに一対のサイドギア３７，３９に噛合しており、以ってケース３３に入力されたトルクがサイドギア３７，３９に差動的に分配される。
　各サイドギア３７，３９は右および左アクスルに結合して車輪を駆動する。アクスルとケーシング１０との間を液密的にシールするべく、ケーシング１０はシール部材８３，８５を備える。
　クラッチ５は、デファレンシャルギア組３の差動を制限する目的で利用される。図３に組み合わせて図４を参照するに、クラッチ５も回転軸Ｘ周りに回転可能であり、複数のクラッチ板５１，５３を備え、クラッチ板５１とクラッチ板５３とは交互に配列されている。クラッチ板５１はサイドギア３９に駆動的に結合し、クラッチ板５３はケース３３に駆動的に結合している。以って回転軸Ｘに沿う向きに押圧力が作用したときには、クラッチ板５１，５３が互いに摩擦的に連結してサイドギア３９をケース３３に対して制動する。すなわちクラッチ５はデファレンシャルギア組３の差動を制限する。本実施形態には説明の通り多板クラッチ式のクラッチが相応しいが、これに代えてコーン式等の他の適宜の形式のクラッチが利用できる。
　クラッチ５に回転軸Ｘに沿う向きに押圧力を作用せしめるべく、カム機構７を利用することができる。カム機構７は、概して、回転軸Ｘに沿って僅かに移動可能なカムプレート７１と、回転軸Ｘに沿って不動なカムギア７３と、よりなる。カムプレート７１は回転軸Ｘ周りに回り止めされているが、カムギア７３は回転可能である。カムプレート７１とカムギア７３との何れかまたは両方は、周方向に延びた溝であってその底が緩やかに傾斜した溝を備えることができ、さらにかかる溝を転がりうるカムボール７５がこれらの間に介在することができる。
　カムギア７３が回転軸Ｘの周りに回転すると、カムボール７５は溝に沿って転がり、その底の傾斜を昇り、以ってカムプレート７１を軸方向に押圧する。すなわち、かかる構造は、カムギア７３の回転をカムプレート７１の回転軸Ｘに沿う押圧力に変換する。あるいは他の同様な構造を採用してもよく、例えばカムボール７５に代えて、ローラ、あるいはカムプレート７１とカムギア７３との何れかが一体的に備える突起を利用することができる。
　カムプレート７１の押圧力をクラッチ５に伝えるべく、プランジャ７７，７９がその間に介在してもよい。ケース３３はプランジャ７９に対応するように貫通窓を備え、かかる窓を通してプランジャ７９がケース３３内に貫入している。またカムプレート７１をクラッチ５から遠ざける向きに、スプリング等の弾発体が、例えばケース３３とカプランジャ７７との間に介在する。
　減速ギア組９は、電動モータ１１とカムギア７３との間に介在し、電動モータ１１の回転を減速して（増力して）カムギア７３に伝達する。図３，４に組み合わせて図５を参照するに、減速ギア組９は、一対以上の歯車よりなる歯車列であり、例えばピニオン９１と、ギア９３と、中ギア９５とよりなる。ピニオン９１のシャフトはケース３３の外に引き出されており、電動モータ１１に結合している。ピニオン９１は、より大径のギア９３に噛合し、ギア９３とより小径の中ギア９５とは一体に回転し、以って回転が２段階に減速する。中ギア９５はカムギア７３と噛合する。
　電動モータ１１が作動すると、その回転が減速ギア組９により減速され（増力され）てカムギア７３を駆動し、かかる回転がカム機構７により回転軸Ｘの方向の押圧力に変換されてクラッチ５を押圧し、以ってデファレンシャルギア組３の差動が制限される。電動モータ１１が逆方向に作動すると、クラッチ５が脱連結してデファレンシャルギア組３が自由になり、トルクは一対のアクスルに差動的に伝達される。
　既に述べた通り、電動モータ１１はケーシング１０外であって上方Ｕに配置されているので、減速ギア組９も必然的にケーシング１０内において比較的に上方Ｕに位置し、通常はデファレンシャルギア組３の大部分よりも上方である。従って、何らの手段もなければ、デファレンシャルギア組３を潤滑するための潤滑油は、かかる減速ギア組９には十分に届かない。ファイナルドライブ１は、以下のごとく減速ギア組９に潤滑油を供給する構造を備える。
　主に図４を参照するに、室１５は、デファレンシャルギア組３とケーシング１０との間に確保された潤滑油の経路１５Ａを含む。ケーシング１０の壁はリングギア３１のごく近傍から減速ギア組９のごく近傍まで続いているので、潤滑油経路１５Ａはリングギア３１から減速ギア組９へと続く。すなわち減速ギア組９は潤滑油経路１５Ａに臨んでいる。潤滑油経路１５Ａないし潤滑油経路１５Ａを画する壁は、重力により潤滑油を減速ギア組９へ導くべく、減速ギア組９に向かって次第に下っていてもよい。
　デファレンシャルギア組３が回転すると、特にそのリングギア３１が潤滑油を撥ね上げる。潤滑油を撥ね上げる作用を強めるべく、例えばケース３３は、フィンないし翼のごとき形状のオイルディッパ４９を備えてもよい。オイルディッパ４９および／またはリングギア３１が撥ね上げた潤滑油の一部の流れＬＦは、経路１５Ａに導かれて減速ギア組９に達し、これを潤滑する。潤滑油の他の一部は、経路１５Ｂ，１５Ｃに導かれてケース３３の軸受等に達し、これらを潤滑する。
　図４に示した例によれば、潤滑油を直接に浴びるのはカムギア７３およびギア９３，９５であるが、回転するギア９３は潤滑油をピニオン９１へ運び上げるので、減速ギア組９の全体が潤滑され得る。
　ファイナルドライブ１の組み立ては次のようにして行うことができる。すなわち、フロントピース１０Ａにピニオンギア２５および減速ギア組９を組み込み、並行してデファレンシャルギア組３を組み立てることができる。ギア間の噛合を調整しながらデファレンシャルギア組３をベアリングと共にフロントピース１０Ａに組み込み、リアピース１０Ｂをフロントピース１０Ａにボルト等により締結すれば、概してファイナルドライブ１が組み立てられる。各シール部材、およびコンパニオンフランジ２１の組み付けは、その後に行うことができる。ピニオン９１のシャフトがケーシング１０から外部に突出しており、電動モータ１１はこれに簡易に結合すればよく、精密な位置合わせは必要ではない。組み立ての何れの段階においても、全ての要素に対してアクセスが容易であり、従って組み立ては容易である。
　本実施形態によれば、ファイナルドライブ１の全てのシャフトがケーシング１０に、特に単一のフロントピース１０Ａに共通に支持されるので、シャフトの位置合わせに問題は生じず、ギア間の噛合は安定している。また全てのギアがケーシング１０に収容されて共通の潤滑油に潤滑される。ケーシング１０は液密的に封止されるので、外部からの埃の混入は防止される。
　電動モータ１１はケーシング１０の外部だが、その上方に配置される。かかる位置では電動モータ１１は路面から隠れているので、路面から飛来する石、泥あるいは水に直接に曝されることがなく、その耐久性に問題は生じない。もちろん電動モータ１１はケーシング１０と一体であってもよく、あるいはケーシング１０の内部に収容されていてもよい。
　好適な実施形態により本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記開示内容に基づき、当該技術分野の通常の技術を有する者が、実施形態の修正ないし変形により本発明を実施することが可能である。
　路面から飛来する石、泥あるいは水に対して耐久性の高いファイナルドライブが提供される。

Claims (3)

  1. 　路面に面して車両に搭載され、プロペラシャフトから一対のアクスルへトルクを伝達するファイナルドライブであって、
    　前記プロペラシャフトから前記一対のアクスルへ前記トルクを差動的に分配するデファレンシャルギア組と、
    　回転軸周りに回転可能であって、前記デファレンシャルギア組に結合したクラッチと、
    　前記回転軸周りに回り止めされ、前記回転軸に沿って前記クラッチに向けて移動して締結力を及ぼすように配置されたカムプレートと、前記回転軸周りに回転可能なカムギアと、を備え、前記カムギアの回転を前記カムプレートの前記回転軸に沿う押圧力に変換するカム機構と、
    　前記カムギアに噛合して回転させるギア組と、
    　単一の室を画定し、前記デファレンシャルギア組と、前記クラッチと、前記カム機構と、前記ギア組とを前記単一の室内に収容するケーシングと、
    　前記ケーシング外であって上方に前記路面から前記ケーシングにより隠されるべく配置され、前記ギア組を駆動するべく前記ギア組に結合したモータと、
    　を備えたファイナルドライブ。
  2. 　前記ギア組は、前記デファレンシャルギア組より上方に配置され、前記デファレンシャルギア組と前記ケーシングとの間に画定された潤滑油経路に臨んでいる、請求項１のファイナルドライブ。
  3. 　前記デファレンシャルギア組は、潤滑油を撥ね上げるオイルディッパを備える、請求項２のファイナルドライブ。
PCT/JP2015/078271 2015-10-06 2015-10-06 ファイナルドライブ WO2017060963A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112015007006.0T DE112015007006T5 (de) 2015-10-06 2015-10-06 Achsantrieb
CN201580080706.6A CN107636353B (zh) 2015-10-06 2015-10-06 末级驱动器
PCT/JP2015/078271 WO2017060963A1 (ja) 2015-10-06 2015-10-06 ファイナルドライブ
US15/818,784 US10557542B2 (en) 2015-10-06 2017-11-21 Final drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/078271 WO2017060963A1 (ja) 2015-10-06 2015-10-06 ファイナルドライブ

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/818,784 Continuation US10557542B2 (en) 2015-10-06 2017-11-21 Final drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017060963A1 true WO2017060963A1 (ja) 2017-04-13

Family

ID=58488130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/078271 WO2017060963A1 (ja) 2015-10-06 2015-10-06 ファイナルドライブ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10557542B2 (ja)
CN (1) CN107636353B (ja)
DE (1) DE112015007006T5 (ja)
WO (1) WO2017060963A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112021006894T5 (de) 2021-01-22 2023-11-02 Gkn Automotive Limited Kraftübertragungsvorrichtung
US11835122B2 (en) 2020-03-24 2023-12-05 Gkn Automotive Limited Final drive

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020178875A1 (ja) * 2019-03-01 2020-09-10 ジーケーエヌ オートモーティブ リミテッド デファレンシャル装置
CN113692508B (zh) * 2019-04-17 2024-01-16 吉凯恩汽车有限公司 可时限地差动的末级齿轮装置
TWI757100B (zh) * 2021-02-22 2022-03-01 姚立和 離合器結構
WO2023276729A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 株式会社デンソー クラッチアクチュエータ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0337468A (ja) * 1989-07-04 1991-02-18 Nissan Motor Co Ltd ディファレンシャル装置の潤滑構造
JP2012035757A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Toyota Motor Corp パーキング装置
JP2012035750A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Toyota Motor Corp パーキング装置
JP2013164098A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Gkn Driveline Japan Ltd 動力伝達装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE58905253D1 (de) 1988-11-08 1993-09-16 Gkn Automotive Ag Verfahren zum verstellen von reibungskupplungen oder -bremsen.
US5279401A (en) 1988-11-08 1994-01-18 Uni-Cardan Ag Method for controlling friction clutches or brakes
DE10065355C2 (de) 2000-12-27 2002-11-21 Gkn Automotive Gmbh Elektromechanische Drehmomentregelung-Eleminierung Anschlaggeräusch
US6945899B2 (en) * 2002-03-08 2005-09-20 Gkn Driveline North America, Inc. Axle module with axle shaft electronic management
DE10312349B3 (de) * 2003-03-20 2004-12-02 Gkn Driveline International Gmbh Differentialgetriebe mit integrierter Sperrkupplung
JP2007303505A (ja) * 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 トルク伝達装置
US8388486B2 (en) * 2009-08-11 2013-03-05 Magna Powertrain Of America, Inc. AWD vehicle with active disconnect coupling having multi-stage ball ramp
JP2013204702A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Jtekt Corp モータ駆動力伝達装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0337468A (ja) * 1989-07-04 1991-02-18 Nissan Motor Co Ltd ディファレンシャル装置の潤滑構造
JP2012035757A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Toyota Motor Corp パーキング装置
JP2012035750A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Toyota Motor Corp パーキング装置
JP2013164098A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Gkn Driveline Japan Ltd 動力伝達装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11835122B2 (en) 2020-03-24 2023-12-05 Gkn Automotive Limited Final drive
DE112021006894T5 (de) 2021-01-22 2023-11-02 Gkn Automotive Limited Kraftübertragungsvorrichtung
US11940015B2 (en) 2021-01-22 2024-03-26 Gkn Automotive Limited Power transmission device

Also Published As

Publication number Publication date
US20180087640A1 (en) 2018-03-29
US10557542B2 (en) 2020-02-11
CN107636353A (zh) 2018-01-26
CN107636353B (zh) 2020-06-09
DE112015007006T5 (de) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017060963A1 (ja) ファイナルドライブ
CN104760500B (zh) 车辆用驱动力分配装置
US4817753A (en) Interaxle differential restriction device for vehicle four wheel drive systems
EP2440804B1 (en) Compact transfer case with beveloid gearset
JP5782528B2 (ja) 電気自動車用差動ギヤの直動駆動方式の駆動モジュール
US20080296081A1 (en) Device operable to distribute driving forces
GB2525718A (en) Disconnecting driveline component
EP0226666B1 (en) Four-wheel vehicle drive system
US10479199B2 (en) Disconnectable power transfer unit
CN101573247A (zh) 转矩传递单元
JP4399350B2 (ja) 車両用四輪駆動装置
EP3046796B1 (en) Limited slip differential assembly
US7083541B2 (en) Axle drive block with a differential lock
KR100907166B1 (ko) 차량용 차동 제한 장치
US20140174253A1 (en) Power transfer unit for awd vehicles having integrated joint assembly
US8573349B2 (en) Forklift
JPH03219123A (ja) 連結装置
US8256328B2 (en) Power transfer unit with output shaft having integrated joint assembly
US10406915B2 (en) Rear drive unit clutch assembly
JP2010523916A (ja) 四輪駆動パワートレイン
JPS60236839A (ja) 車両用動力伝達装置
CN203703047U (zh) 无噪型限滑差速器
KR20130014044A (ko) 차동 제한장치
WO2021192046A1 (ja) ファイナルドライブ
CN108953540B (zh) 一种二驱—四驱差速转换装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15905783

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112015007006

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15905783

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP