JP2005282597A

JP2005282597A - 左右駆動力配分装置

Info

Publication number: JP2005282597A
Application number: JP2004093055A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tanaka; 孝始田中
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】油圧モータ内でのキャビテーションの発生を防止する。
【解決手段】左右駆動力配分装置１は、左右の車軸３、４に動力を分配伝達する遊星歯車式の差動装置２０と、車軸３、４に相対回転力を付与する油圧モータ４０と、これを回転駆動させる油圧機構６０を有する。油圧モータ４０は車軸３の先端部に連結されたシリンダブロック４３とこの外側に配置されたカムリング４７を有する。油圧機構６０は、油圧モータ４０に作動油を給排制御する作動制御弁６３と、油圧ポンプ６１を備えてタンクＴ、作動制御弁６３に連通するポンプ油路６５と、タンクＴ、作動制御弁６３に連通して第２絞り７５を備えたタンク油路６７と、ポンプ油路６５から分岐して圧力制御弁７７及び第１絞り７３を備えてタンクＴに連通する戻り油路６９と、戻り油路６９、タンク油路６７を連通するバイパス油路７１とを有してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、左右の車輪に伝達される駆動力を配分する左右駆動力配分装置に関する。

このような左右駆動力配分装置８０には、図３（断面図）に示すように、エンジンからの駆動力を受けて回転動するプロペラシャフト５の回転駆動力がドライブピニオン６等の歯車を介して伝達されるデフケース１０と、デフケース１０に入力された駆動力を遊星歯車機構によって左右の車軸３、４に分配伝達する差動装置２０と、左右の車軸３、４に相対的な回転力を付与する油圧モータ４０と、油圧ポンプ６１から吐出した作動油を油圧モータ４０に給排制御して油圧モータ４０を回転駆動させる油圧機構８１とを有して構成されているものがある（特許文献１参照）。

この左右駆動力配分装置８０に備えられた油圧モータ４０は、ラジアルプランジャ式のものであり、複数のプランジャ４５を放射状に進退動自在に保持して左側の車軸３の先端部に連結されて車軸３とともに回転動可能なシリンダブロック４３と、シリンダブロック４３の外周外側に配置されてプランジャ４５の先端と係合して差動装置２０の遊星歯車機構を介して連結されたカムリング４７とを有してなる。油圧モータ４０には油圧機構８１から給排制御される作動油を複数のプランジャ４５に流すための２本の給排油路５０、５１が形成され、複数のプランジャ４５は２つの組に分けられ、一方のプランジャ４５の組に給排油路５０が繋がり、他方の残りの組に給排油路５１が繋がっている。油圧ポンプ６１から吐出して作動制御弁６３により給排制御された作動油は、一対の給排油路５０、５１を通ってプランジャ４５を進退動させてシリンダブロック４３に対してカムリング４７を相対回転させて車軸３、４に回転力を付与する。

油圧機構８１は、２本の給排油路５０、５１に連通する作動制御弁６３と、タンクと作動制御弁６３とに連通して油圧ポンプから吐出する作動油を作動制御弁６３に流すポンプ油路６５と、タンクＴと作動制御弁６３とに連通して油圧モータ４０から排出された作動油をタンクＴに戻すタンク油路６７と、作動御制御弁６３と油圧ポンプ６１との間のポンプ油路６５とタンク油路６７に連通するリリーフ油路８２と、リリーフ油路８２に設けられたリリーフ弁８３とを有してなる。作動制御弁６３が中立状態にあるときは、一対の給排油路５０、５１はタンクＴに連通して、油圧モータ４０のシリンダブロック４３及びカムリング４７はフリーな状態にあり、左右の車軸３、４には差動装置２０を介してプロペラシャフト５から等しい駆動力が伝達される。また、作動制御弁６３が左側及び右側に交互に切り替わると、油圧ポンプ６１から吐出した作動油が油圧モータ４０に給排制御されて、油圧モータ４０が回転駆動する。

特開２００１−１９９２５４号公報

このように構成された左右駆動力配分装置の差動装置は、左右の車輪のうちの例えば左側の車輪がスリップ等して左側の車軸に作用する負荷が小さくなると、負荷が軽くなった左側の車軸を高速で回転させる。すると、この左側の車軸に連結された油圧モータのシリンダブロックが車軸と同一方向に高速で回転動して、油圧モータはポンプとして動作することになる。油圧モータは、通常、シリンダブロックに対してカムリングが回転するように動作するが、油圧モータがポンプとして動作すると、カムリングに対してシリンダブロックが回転動してモータ動作と逆方向に動作する。その結果、一対の給排油路を流れる作動油の向きが逆になる。ここで、給排油路はプランジャに油圧を作用させるための油路であるので、油路の径は小さい。このため、油圧モータがポンプとして動作すると、この径の小さい給排油路を介して作動油を吸引しなければならい。また、ポンプ作動した油圧モータは吸引力が小さい。このため、油圧モータによる作動油の吸入が不十分になる。

その結果、吸引される側の給排油路内においてキャビテーションが発生し易くなり、吐出側の給排油路内で異常音が発生したり、この異常音が長時間続くと油圧モータ等が損傷したりするという問題が発生する。

そこで、吸引力を高くするために容量の大きな油圧モータを用いたり、給排油路の径を拡大したりしてもよいが、左右駆動力配分装置全体が大型化するという問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、装置全体を大型化させることなく、一方側の車軸が高回転したときに給排油路内でキャビテーションが発生しない左右駆動力配分装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、エンジンから伝達された駆動力を左右の車軸に分配伝達する遊星歯車機構を有してなる差動装置と、左右の車軸に相対的な回転力を付与する油圧モータと、油圧ポンプから吐出した作動油を油圧モータに給排制御して該油圧モータを回転駆動させる油圧機構とを備え、油圧モータには、油圧機構から給排される作動油を流す第１給排油路及び第２給排油路が形成されてなる左右駆動力配分装置において、油圧機構は、第１給排油路及び第２給排油路に連通して油圧ポンプから吐出する作動油を油圧モータに給排制御する作動制御弁と、油圧ポンプを設けてタンク及び作動制御弁に連通して油圧ポンプから吐出した作動油を作動制御弁に流すポンプ油路と、タンクと作動制御弁とに連通して油圧モータから排出された作動油をタンクに戻すタンク油路と、油圧ポンプ及び作動制御弁間のポンプ油路とタンクとに連通して油圧モータから排出されてポンプ油路を逆流する作動油をタンク側に流す戻り油路と、該戻り油路とタンク油路とに連通して戻り油路を流れる作動油をタンク油路に流すバイパス油路と、戻り油路とバイパス油路とが交差する位置よりタンク側の戻り油路に設けられた第１流量制御弁（例えば、実施形態における第１絞り７３）と、タンク油路とバイパス油路とが交差する位置よりタンク側のタンク油路に設けられた第２流量制御弁（例えば、実施形態における第２絞り７５）と、戻り油路とバイパス油路とが交差する位置より上流側の戻り油路に設けられて戻り油路の上流側の油圧が所定値を超えたときのみ下流側への作動油の流れを許容する圧力制御弁とを有してなることを特徴とする。

請求項１記載の左右駆動力配分装置によれば、油圧ポンプと作動制御弁との間のポンプ油路にタンクに連通する戻り油路を設け、戻り油路にタンク油路に連通するバイパス油路を設け、戻り油路とバイパス油路とが交差する位置よりタンク側の戻り油路に第１流量制御弁を設け、タンク油路とバイパス油路とが交差する位置よりタンク側のタンク油路に第２流量制御弁を設け、戻り油路とバイパス油路とが交差する位置より上流側の戻り油路に圧力制御弁を設けることにより、車軸の一方が高速回転して油圧モータがポンプとして動作すると、油圧モータから吐出した作動油は作動制御弁を通ってポンプ油路を逆流して戻り油路に流入する。そして、戻り油路内の油路が所定値を超えると、圧力制御弁が開弁して戻り油路を連通状態にし、逆流する作動油は戻り油路内をタンク側に流れる。そして、逆流する作動油の殆どがバイパス油路を流れてタンク油路に流入し、残りの作動油は第１流量制御弁を通ってタンクに戻される。そして、逆流する作動油の殆どがタンク油路内を作動制御弁側に流れて作動制御弁を介して吸引力が作用している給排油路に流れ込む。また、残りの作動油は第２流量制御弁を通ってタンクに戻される。その結果、油圧が低下している給排油路に作動油が供給されるので、油圧モータ内においてキャビテーションの発生を未然に防止することができ、油圧モータ等の損傷を未然に防止することができる。

本発明に係わる左右駆動力配分装置によれば、油圧ポンプと作動制御弁との間のポンプ油路にタンクに連通する戻り油路を設け、戻り油路にタンク油路に連通するバイパス油路を設け、戻り油路とバイパス油路とが交差する位置よりタンク側の戻り油路に第１流量制御弁を設け、タンク油路とバイパス油路とが交差する位置よりタンク側のタンク油路に第２流量制御弁を設け、戻り油路とバイパス油路とが交差する位置より上流側の戻り油路に圧力制御弁を設けることにより、油圧モータから吐出してポンプ油路を逆流する作動油を戻り油路、バイパス油路及びタンク油路に流して油圧が低下している給排油路に供給することができる。このため、油圧モータ内においてキャビテーションの発生を未然に防止することができ、油圧モータ等の損傷を未然に防止することができる。

以下、本発明に係わる左右駆動力配分装置の好ましい実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態は、自動車等の車両の左右両側に配設された一対の後輪の車軸に連結された左右駆動力配分装置を例にして説明する。なお、説明の都合上、図１（断面図）及び図２（断面図）に示す矢印の方向を前後方向及び左右方向として以下説明する。

左右駆動力配分装置１は、図１及び図２に示すように、回転動自在に支持されてエンジンの駆動力を受けて回転動するデフケース１０と、デフケース１０に入力された駆動力を左右の車軸３、４に分配伝達する差動装置２０と、左右の車軸３、４に相対的な回転力を付与する油圧モータ４０と、油圧ポンプ６１から吐出した作動油を油圧モータ４０に給排制御して油圧モータ４０を回転駆動させる油圧機構６０とを有してなる。

デフケース１０は、車体に固定されたデフェレンシャルキャリア１２に結合されたハウジング１３に軸受１４、１５を介して回転動自在に支持されている。デフケース１０は、エンジンに連結されたドライブシャフト５からドライブピニオン６、歯車７を介して動力が伝達されて回転動する。

差動装置２０は、いわゆる遊星歯車式であり、デフケース１０に伝達された回転力をデフケース内側に回転動自在に支持されたリングギヤ２１を介して複数のプレネタリギヤ２３とサンギヤ２４によって左右の車軸３、４に等しく配分するとともに、プレネタリギヤ２３の回転によって左右の車軸３、４の回転差を吸収するようになっている。プレネタリギヤ２３は支軸２３ａを介して両側部に配設されたプレネタリキャリア２５に公転自在に支持されている。プレネタリアギヤ２３が歯合したサンギヤ２４は左側の車軸３に連結されている。プレネタリキャリア２５は後述する油圧モータ４０のサイドカバー４１、４２を介して右側の車軸４に連結されている。

ハウジング１３内の差動装置２０の軸方向右側には油圧モータ４０が配設されている。油圧モータ４０は、ラジアルプランジャ式のものであり、放射状に延びる複数のシリンダ穴４４のそれぞれにプランジャ４５を進退動自在に挿着してなるシリンダブロック４３と、シリンダブロック４３の外側にこれを囲むように配置されてプランジャ４５の先端と当接接触するカムリング４７とを有してなる。

シリンダブロック４３は左右方向に延びる左側の車軸３の右側端部に結合されており、車軸３とともに回転動する。シリンダ穴４４に挿着されたプランジャ４５はスプリング４６によってカムリング側に常に付勢されている。複数のシリンダ穴４４の各底部には一端がシリンダ穴底部に開口して他端側が差動機構側に延びて他端が外周に開口する内部油路４８が形成されている。内部油路４８は周方向に１つおきに配設される同士が組にされて連通し、一方の組に作動油の供給が行なわれると、他方の組から作動油の排出が行なわれるようになっている。なお、一方の組の内部油路４８を第１給排油路５０、他方の組の内部油路４８を第２給排油路５１と記す。

シリンダブロック４３とサイドカバー４１、４２はベアリング５３、５４を介して相対回転可能に支持されている。左側に配設されたサイドカバー４１は車軸左側方向に延びるボス部４１ａを形成し、ボス部４１ａはプレネタリキャリア２５にスプライン結合されている。このため、カムリング４７とサイドカバー４１、４２で構成される油圧モータ４０の外輪はデフケース１０と一体的に回転する。

第１給排油路５０及び第２給排油路５１には、第１給排油路５０に連通する第１連通油路５７及び第２給排油路５１に連通する第２連通油路５８を介して油圧機構６０が接続されている。油圧機構６０は、油圧ポンプ６１から吐出する作動油を第１連通油路５７及び第２連通油路５７を介して油圧モータ４０に給排制御する作動制御弁６３と、油圧ポンプ６１を設けてタンクＴ及び作動制御弁６３に連通して油圧ポンプ６１から吐出した作動油を作動制御弁６３に流すポンプ油路６５と、タンクＴと作動制御弁６３とに連通して油圧モータ４０から排出された作動油をタンクＴに戻すタンク油路６７と、油圧ポンプ６１及び作動制御弁６３間のポンプ油路６５とタンクＴとに連通して油圧モータ４０から排出されてポンプ油路６５を逆流する作動油をタンクＴ側に流す戻り油路６９と、戻り油路６９とタンク油路６７とに連通して戻り油路６９を流れる作動油をタンク油路６７に流すバイパス油路７１と、戻り油路６９とバイパス油路７１とが交差する位置Ｐ１よりタンク側の戻り油路６９に設けられた第１絞り７３と、タンク油路６７とバイパス油路７１とが交差する位置Ｐ２よりタンク側のタンク油路６７に設けられた第２絞り７５と、戻り油路６９とバイパス油路７１とが交差する位置Ｐ１より上流側の戻り油路６９に設けられて戻り油路６９の上流側の油圧が所定値を超えたときのみ下流側への作動油の流れを許容する圧力制御弁７７とを有してなる。

作動制御弁６３は、２位置４ポートの電磁式方向切換弁であり、中立状態では第１給排油路５０及び第２給排油路５１が第１連通油路５７及び第２連通油路５８を介してタンク油路６７に連通し、一方側に切り替わると、第１給排油路５０とポンプ油路６５が連通するとともに、第２給排油路５１とタンク油路６７が連通し、他方側に切り替わると、第２給排油路５１とポンプ油路６５が連通するとともに、第１給排油路５０とタンク油路６７が連通する。なお、作動制御弁６３は図示しないコントローラによってその作動が制御されるようになっている。

次に、本発明に係わる左右駆動力配分装置１の動作について説明する。作動制御弁６３が中立状態にあるときは、前述したように第１給排油路５０及び第２給排油路５１（以下、これらをまとめて「給排油路５０、５１」と記す。）はタンクＴに連通しているので、油圧モータ４０のシリンダブロック４３はフリーな状態にある。このため、エンジンからプロペラシャフト５を介してデフケース１０に伝達された駆動力は、差動装置２０によって左右の車軸３、４に等しい駆動力が伝達される。

このような状態から、コントローラによって作動制御弁６３が、一方側に切り換えられると、第１給排油路５０とポンプ油路６５とが連通し、且つ第２給排油路５１とタンク油路６７とが連通して、高圧の作動油が第１給排油路５０を通ってシリンダブロック４３の半数の内部油路４８に供給されるとともに、残り半数の内部油路４８から作動油が第２給排油路５１を通ってタンクＴに戻される。このため、油圧モータ４０のシリンダブロック４３内のプランジャ４５によりカムリング４７が一方側に相対的に回転駆動される。そして、作動制御弁６３が他方側に切り換えられると、第２給排油路５１とポンプ油路６５とが連通し、且つ第１給排油路５０とタンク油路６７とが連通して、高圧の作動油が第２給排油路５１を通ってシリンダブロック４３の半数の内部油路４８に供給されるとともに、残り半数の内部油路４８から作動油が第１給排油路５０を通ってタンクＴに戻され、カムリング４７の一方側の相対回転動作が継続される。

その結果、サイドカバー４１のボス部４１ａにスプライン結合されたプレネタリキャリア２５を介してデフケース１０とサンギヤ２４とが同方向に回転し、左側の車軸３に回転力が付与され、油圧モータ４０の回転力が左右の車軸３、４間に直接作用して回転差を生じさせる。

ここで、左右の車軸３、４のうちの例えば左側の車軸３に取り付けられた車輪がスリップ等して車軸３に作用する負荷が小さくなると、差動装置２０は、負荷が軽くなった左側の車軸３を高速で回転させる。すると、左側の車軸３に連結された油圧モータ４０のシリンダブロック４３が車軸３と同一方向に高速で回転動して、油圧モータ４０はポンプとして動作する。つまり、油圧モータ４０は、モータとして動作するときにはシリンダブロック４３に対してカムリング４７が回転するように動作するが、カムリング４７に対してシリンダブロック４３が回転動すると、即ち、油圧モータ４０がモータ動作と逆方向に動作すると、ポンプとして動作する。

このため、油圧モータ４０は、作動油を給排油路５０、５１の一方に吐出するとともに、給排油路５０、５１の他方から作動油を吸引する。ここで、油圧モータ４０がポンプ動作すると、油圧モータ４０はモータ内部で発生する負圧を吸引源としてポンプ作動することになるが、発生する負圧は、0.06ＭＰ程度の小さい圧力であるので、作動油を吸引力は弱い。また、給排油路５０、５１の径は小さい。このため、作動油を吸引する側の給排油路５０、５１においてキャビテーションが容易に発生する虞が生じる。しかしながら、本発明に係わる左右駆動力配分装置１は、油圧モータ４０から吐出した作動油を、作動制御弁６３を介してポンプ油路６５に逆流させて戻り油路６９内に流入させる。そして、戻り油路６９の油圧が所定圧を超えると、圧力制御弁７７が開弁して戻り油路６９を連通状態にし、逆流する高圧の作動油はタンク側に流れてバイパス油路７１に流入する。なお、戻り油路６９の下流側には第１絞り７３が設けられているので、逆流する作動油は高圧状態のままでバイパス油路７１に流入する。

そして、バイパス油路７１を流れる逆流する作動油はタンク油路６７に流入して作動制御弁６３側に流れる。つまり、タンク油路６７のタンク側には第２絞り７５が設けられているので、タンク油路６７に流入した作動油は第２絞り７５によりタンク側に流れる流量は制限される。このため、タンク油路６７に流入した作動油の殆どを高圧状態のままで作動制御弁６３側に流すことができる。その結果、逆流した作動油は作動制御弁６３を通って吸入側の第１給排油路５０又は第２給排油路５１に流入して油路内の油圧を高める。このため、油圧モータ４０による作動油の吸入性を向上させることができるとともに、給排油路５０、５１内のキャビテーションの発生を防止することができる。

このように、本発明に係わる左右駆動力配分装置１は、油圧モータ４０がポンプ動作すると、油圧モータ４０から吐出する作動油を高圧にして油圧モータ４０の吸引側に連通する第１給排油路５０又は第２給排油路５１に供給するようにしたので、給排油路５０、５１内のキャビテーションの発生を未然に防止することができる。このため、作動油の吸引力を増大させるために油圧モータ４０を大型化したり、給排油路５０、５１を拡大したりする必要がなくなり、左右駆動力配分装置１の大型化を防止することができる。また、本発明に係わる左右駆動力配分装置１は、従来の構成と比較して、戻り油路６９、バイパス油路７１、第１絞り７３及び第２絞り７５を追加しただけなので、構成が簡素であり、装置のコスト増を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係わる左右駆動力配分装置の断面図を示す。この左右駆動力配分装置の部分拡大図を示す。従来の左右駆動力配分装置の断面図を示す。

符号の説明

１左右駆動力配分装置
３、４車軸
２０差動装置
４０油圧モータ
５０第１給排油路
５１第２給排油路
６０油圧機構
６１油圧ポンプ
６３作動制御弁
６５ポンプ油路
６７タンク油路
６９戻り油路
７１バイパス油路
７３第１絞り（第１流量制御弁）
７５第２絞り（第２流量制御弁）
７７圧力制御弁
Ｐ１、Ｐ２位置
Ｔタンク

Claims

エンジンから伝達された駆動力を左右の車軸に分配伝達する遊星歯車機構を有してなる差動装置と、前記左右の車軸に相対的な回転力を付与する油圧モータと、油圧ポンプから吐出した作動油を前記油圧モータに給排制御して該油圧モータを回転駆動させる油圧機構とを備え、前記油圧モータには、前記油圧機構から給排される作動油を流す第１給排油路及び第２給排油路が形成されてなる左右駆動力配分装置において、
前記油圧機構は、
前記第１給排油路及び前記第２給排油路に連通して前記油圧ポンプから吐出する作動油を前記油圧モータに給排制御する作動制御弁と、
前記油圧ポンプを設けてタンク及び前記作動制御弁に連通して前記油圧ポンプから吐出した作動油を作動制御弁に流すポンプ油路と、
前記タンクと前記作動制御弁とに連通して前記油圧モータから排出された作動油を前記タンクに戻すタンク油路と、
前記油圧ポンプ及び前記作動制御弁間の前記ポンプ油路と前記タンクとに連通して前記油圧モータから排出されて前記ポンプ油路を逆流する作動油をタンク側に流す戻り油路と、
該戻り油路と前記タンク油路とに連通して前記戻り油路を流れる作動油を前記タンク油路に流すバイパス油路と、
前記戻り油路と前記バイパス油路とが交差する位置よりタンク側の前記戻り油路に設けられた第１流量制御弁と、
前記タンク油路と前記バイパス油路とが交差する位置よりタンク側の前記タンク油路に設けられた第２流量制御弁と、
前記戻り油路と前記バイパス油路とが交差する位置より上流側の前記戻り油路に設けられて前記戻り油路の上流側の油圧が所定値を超えたときのみ下流側への作動油の流れを許容する圧力制御弁とを有してなることを特徴とする左右駆動力配分装置。