JP4910545B2 - 駆動力伝達装置 - Google Patents
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Description
特に、該駆動力伝達装置の伝動開始に先立って異音防止のため、予め駆動系における隙間をなくす方向のガタ詰めトルクを付与するようにした駆動力伝達装置に関するものである。
電動モータを前進駆動させた前進4輪駆動走行に際しては、クラッチの締結により電動モータの前進駆動力を副駆動輪に伝達して、エンジン駆動される主駆動輪と合わせた4輪駆動での前進走行を可能にし、
電動モータを停止させた前進2輪駆動での走行時には副駆動輪の前進回転が電動モータに伝達されないようモータ伝動系を上記クラッチの解放により遮断し、
電動モータを後退駆動させた後退4輪駆動走行に際しては、上記クラッチの締結により電動モータの後退駆動力を副駆動輪に伝達して、エンジン駆動される主駆動輪と合わせた4輪駆動での後退走行を可能にする技術が示されている。
この問題解決のため特許文献1には更に、電動モータの前進駆動力を副駆動輪に伝達するに際し、前もって伝動系の隙間(ガタ)をなくしておくよう電動モータにガタ詰めトルク分の駆動負荷を付与しておいたり、
電動モータの後退駆動力を副駆動輪に伝達するに際し、前もって伝動系の隙間(ガタ)をなくしておくよう電動モータにガタ詰めトルク分の駆動負荷を付与しておく技術が示されている。
先ず前提となる駆動力伝達装置を説明するに、これは、
入力軸および出力軸間の伝動系として、
前記入力軸の正方向駆動時に正方向駆動力を前記出力軸に伝達するよう係合する正方向ワンウェイクラッチを含んだ正方向駆動系と、
前記入力軸の逆方向駆動時に係合する逆方向ワンウェイクラッチ、および、この逆方向ワンウェイクラッチを経由した逆方向駆動力に応動してこの逆方向駆動力を前記出力軸に伝達するよう締結される逆方向回転伝動クラッチを含んだ逆方向駆動系とを具え、
前記正方向駆動系による正方向駆動力の伝達開始に際しては、前もって該正方向駆動系における隙間をなくす方向のガタ詰めトルクを前記入力軸に付加し、
前記逆方向駆動系による逆方向駆動力の伝達開始に際しては、前もって該逆方向駆動系における隙間をなくす方向のガタ詰めトルクを前記入力軸に付加するようにしたものである。
前記正方向駆動系用のガタ詰めトルクと、前記逆方向駆動系用のガタ詰めトルクとを異ならせた構成に特徴づけられる。
両方向駆動系におけるガタがそれぞれ異なる駆動力伝達装置においても、これら駆動系のガタを共になくし得ることとなり、ガタの小さい方に合わせてガタ詰めトルクを決定した場合、ガタの大きい方の駆動系がガタ詰めトルク不足により伝動開始時に異音が発生したり、ガタの大きい方に合わせてガタ詰めトルクを決定した場合、ガタの小さい方の駆動系がガタ詰めトルク過大によりショックが発生するという問題を解消することができる。
この電動モータ式4輪駆動車両の駆動系は、エンジン等の主動力源41からの駆動力を、変速機およびディファレンシャルギヤ装置の組み合わせになるトランスアクスル42、およびドライブシャフト43を介して主駆動輪である左右前輪44へ伝達する、フロントエンジン・フロントホイールドライブ車(FF車)をベース車とし、
電動モータ等の副動力源45からの駆動力を、駆動力伝達装置28、および、ディファレンシャルギヤ装置を含む減速機46、およびドライブシャフト47を介して副駆動輪である左右後輪48に伝達するようにしたものである。
なお本実施例では駆動力伝達装置28を、減速機46内に含めてこれと同一ユニットに構成する。
この駆動力伝達装置は、電動モータ45に結合される入力軸1と、これからオフセットされた出力軸2と、副駆動輪48に結合されるディファレンシャルギヤ装置3とを具え、これら入力軸1、出力軸2およびディファレンシャルギヤ装置3を相互にオフセットさせて平行に配置し、ケーシング4内に収納する。
ケーシング4は、ケーシング部分4a,4bの合体により構成し、これらをボルト5により相互に結合させる。
出力軸2は、両端を軸受2a,2bによりケーシング部分4a,4bに回転自在に支持してケーシング4内に収納し、
ディファレンシャルギヤ装置3は、軸受3a,3bによりディファレンシャルギヤケース3cの両端をケーシング部分4a,4bに回転自在に支持してケーシング4内に収納する。
ディファレンシャルギヤ装置3の左右サイドギヤ3dには図1に示すドライブシャフト47を結合し、これらドライブシャフト47を介してディファレンシャルギヤ装置3の左右サイドギヤ3dを副駆動輪48に結合する。
前進ワンウェイクラッチ(正方向ワンウェイクラッチ)6は、内輪6aと、外輪6bと、これら内外輪間に介在させたスプラグ6cとよりなるものとし、
後退ワンウェイクラッチ(逆方向ワンウェイクラッチ)7も、内輪7aと、外輪7bと、これら内外輪間に介在させたスプラグ7cとよりなるものとする。
また、前進ワンウェイクラッチ6の外輪6bおよび後退ワンウェイクラッチ7の外輪7bを一体に成形し、その両端内周を軸受8,9により出力軸2および内輪7a上に回転自在に支持する。
一体成形した前進ワンウェイクラッチ6の外輪6bおよび後退ワンウェイクラッチ7の外輪7bの外周に中間歯車10を一体成形して設け、この中間歯車10と噛合する入力歯車11を入力軸1上に一体成形して設け、
入力軸1から歯車11,10を経て外輪6b、7bへ電動モータ45からの回転が入力されるようになす。
また後退ワンウェイクラッチ7は、入力軸1から歯車11,10を経て外輪6b、7bへ入力される駆動力が後退方向(逆方向)のものである場合にロック状態となって、この後退方向(逆方向)駆動力を内輪7aへ伝達するものとする。
後退ワンウェイクラッチ7の内輪7a(詳しくは、その延長端部7d)と共に回転するよう、これにスプライン嵌合したワンウェイクラッチ側カムディスク13aと、
このワンウェイクラッチ側カムディスク13aに同軸に対向させて相対回転可能に配置した後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bと、
この後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bをワンウェイクラッチ側カムディスク13aに向かう軸線方向へ附勢するよう、後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bおよびハウジング部分4a間に縮設した皿バネ型式のリターンスプリング13cと、
カムディスク13a,13bの対向カム溝間にあって、ワンウェイクラッチ側カムディスク13aへ後退駆動力が伝達されるとき、後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bをリターンスプリング13cに抗してワンウェイクラッチ側カムディスク13aから遠ざかる方向へ変位させるカムフォロア13dとより成るスラストカム機構とする。
リターンスプリング13cの内周と後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bとの着座箇所において、これらリターンスプリング13cの内周および後退回転伝動クラッチ側カムディスク13b間に、図4(a),(b)、または、図5(a),(b)に示すような回転係合用の凹凸嵌合部を設定し、リターンスプリング13cが後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bと共に回転し得るようにし、
リターンスプリング13cの外周とハウジング部分4aとの着座箇所に耐摩耗リング13eを介在させることにより、リターンスプリング13cの外周がハウジング部分4aに直接的に摺接してこれを摩耗させるのを防止する。
当該プリロードによるカム機構13へのスラスト荷重は、後退ワンウェイクラッチ7の内輪7aに達するも、この内輪7aが、軸線方向に固定された出力軸12にスラストベアリング14を介して突き当てられているため、上記のプリロードによっても内輪7aが軸線方向へ変位することはない。
クラッチハブ12aは、以下に説明するような後退回転伝動クラッチ12の一部を構成する。
つまり、後退ワンウェイクラッチ7から遠いカム機構13の側に配してクラッチドラム12cを設け、該クラッチドラム12cの内周を出力軸2上にセレーション嵌合すると共に、出力軸2に螺合させたローディングナット12dにより軸線方向に固定する。
カムディスク13bを後退回転伝動クラッチ12(湿式多板クラッチ12)のプレッシャプレートとしても用い、これがため、クラッチドラム12cおよびカムディスク13bの軸線方向対向面間にインナープレート12eおよびアウタープレート12fを介在させる。
なお、アウタープレート12fは、クラッチドラム12cの内周に軸線方向相対変位可能にしてスプライン嵌合することにより、クラッチドラム12cと共に回転し得るようになす。
本実施例の駆動力伝達装置は、図1に示すごとくに電動モータ式4輪駆動車両に用いたとき以下のように機能する。
なおここでは、前進4輪駆動時における入力軸1の回転方向を、図6(a)の右側(電動モータ45の側)から見て時計回り方向として説明する。
また図6(b)は、前進ワンウェイクラッチ6を図6(a)の右側(電動モータ側)から見て示す横断面図であり、図6(c)は、後退ワンウェイクラッチ7を図6(a)の右側(電動モータ側)から見て示す横断面図である。
よって、電動モータ45から外輪6b,7bへの前進駆動力が前進ワンウェイクラッチ6を介して出力軸2に伝達され、ディファレンシャルギヤ装置3を介して副駆動輪48を前進方向へモータ駆動することができ、エンジン41による主駆動輪44の前進駆動と相まって車両を前進4輪駆動走行させ得る。
かかる後退ワンウェイクラッチ7の非係合により、電動モータ45から外輪7bへの前進回転は内輪7a、従ってカム機構13のカムディスク13aに伝達されず、カムディスク13a,13b間の相対回転も発生しないのでカム機構13は動作することなく図6(a)の状態を保ち、従ってリターンスプリング13cと耐摩耗リング13eとの間にフリクションが発生することもない。
なおここでも、前進2輪駆動時の出力軸2の回転方向を、図7(a)の右側(電動モータ側)から見て時計回り方向として説明する。
また図7(b)は、前進ワンウェイクラッチ6を図7(a)の右側(電動モータ側)から見て示す横断面図であり、図7(c)は、後退ワンウェイクラッチ7を図7(a)の右側(電動モータ側)から見て示す横断面図である。
しかし、エンジン41による主駆動輪44の2輪駆動により車両を走行させることから、副駆動輪48の回転がディファレンシャルギヤ装置3から歯車組15,16を経て出力軸2に伝達されて出力軸2が副駆動輪48により前進回転方向へ逆駆動される。
しかし内輪6aの前進回転は、外輪6bに対して非係合方向であるので、スプラグ6cが図7(b)に示すように非係合方向に傾き、前進ワンウェイクラッチ6の非係合(図ではFreeと表示した)により内輪6aは外輪6bに対し空転するのみで、外輪6bに出力軸2からの前進回転が伝達されることはない。
また、出力軸2の前進回転がカム機構13のカムディスク13aに伝達されず、カムディスク13a,13b間の相対回転も発生しないのでカム機構13は動作することなく図7(a)の状態を保ち、これによる後退回転伝動クラッチ12の解放と相まってカムディスク13bも回転されることがなく、カムディスク13bと耐摩耗リング13eとの間にフリクションが発生することもない。
なおここでは、後退4輪駆動時における入力軸1の回転方向を、図8(a)の右側(電動モータ45の側)から見て反時計回り方向として説明する。
また図8(b)は、前進ワンウェイクラッチ6を図8(a)の右側(電動モータ側)から見て示す横断面図であり、図8(c)は、後退ワンウェイクラッチ7を図8(a)の右側(電動モータ側)から見て示す横断面図である。
前進ワンウェイクラッチ6の外輪6bが内輪6aに対して非係合方向に回転するので、スプラグ6cが図8(b)に示すように非係合方向に傾き、前進ワンウェイクラッチ6の非係合(図ではFreeと表示した)により外輪6bから内輪6aに後退方向の回転が伝わることはないが、
後退ワンウェイクラッチ7の外輪7bは内輪7aに対して係合方向に回転するので、スプラグ7cが図8(c)に示すように係合方向に傾き、後退ワンウェイクラッチ7の係合(図ではLockと表示した)により内輪7aはスプラグ7cを介して外輪7bと一体的に後退方向へ回転する。
このとき当該ワンウェイクラッチ側カムディスク13aが、後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bとの相対回転によりカムフォロア13dを介して、図8(a)に示すごとくカムディスク13bをリターンスプリング13cに抗しカムディスク13aから遠ざける軸線方向へ変位させる。
よって、電動モータ45から外輪6b,7bへの後退駆動力が後退ワンウェイクラッチ7、カム機構13、および後退回転伝動クラッチ12を介して出力軸2に伝達され、ディファレンシャルギヤ装置3を介して副駆動輪48を後退方向へモータ駆動することができ、エンジン41による主駆動輪44の後退駆動と相まって車両を後退4輪駆動走行させ得る。
しかし、出力軸2と内輪6aとが同一回転を行うため、前進ワンウェイクラッチ6の内外輪6a,6bが図8(b)に矢印を付して示すごとく一体回転することとなり、これら内外輪6a,6b間のスプラグ6cおよび軸受8内のボールも図8(a)にハッチングを付して示すごとく同じ回転を行っている。
電動モータ45から外輪6b,7bへの後退駆動力が出力軸2へ向かう(後退4輪駆動)は、車両の後退走行であることから発生頻度も発生時間もごく僅かであって、上記リターンスプリング13cの外周およびケーシング部分4a(耐摩耗リング13e)間のフリクションが、摩耗による信頼性を問題になるほど低下させたり、摩擦による伝動損失を問題になるほど増大させることはない。
電動モータ式4輪駆動車両の前進4輪駆動走行、前進2輪駆動走行、後退4輪駆動走行を実現するに際し、前記した作用説明から明らかなように、内部機構の自動作用により当該3走行形態を実現することができ、複雑な制御機構や制御システムを必要とすることがなくて、コスト上およびメインテナンス上大いに有利である。
つまり、クラッチドラム12cがローディングナット12dにより出力軸2に軸方向で固定されている構造であるため、カムディスク13aのスラスト荷重を内力として消失させることができる。
カム機構13は前述したように、カムディスク13a,13bと、これらの間に介在させたカムフォロア13dとからなるが、カムディスク13a,13bの軸線方向相互対向面にはそれぞれ、前記したカム作用が得られるようにするためカム溝が設けられており、図9はこれらカム溝をカム機構13の外周側から見て示す。
リターンスプリング13cと耐摩耗リング13eとが静摩擦状態である場合においてカム機構13を動作させるためには、以下の2つの条件を満たす必要がある。
さらに、リターンスプリング13cと耐摩耗リング13eとの接触部における摩擦力が、カム機構13に作用する駆動力Tを前記Lcで除したカム回転力よりも大きい必要があるため、μ×Fs×(Ls/Lc)>T/Lcであることも必須となる。
これらの2式から、Fs×Lc×tanθ<T<μ×Fs×Lsの関係式が導かれ、リターンスプリング13cと耐摩耗リング13eとが静摩擦状態である場合においては、この式を満足する駆動力Tがカム機構13(カムディスク13a)に入力されたとき、カム機構13は動作されることとなる。
さらに、カム機構13の回転力はリターンスプリング13cと耐摩耗リング13eとの間の摩擦力以上の回転力にならないため、μ’×Fs×(Ls/Lc)=T/Lcであることも必須となる。
これら2式から、μ’>(Lc/Ls)tanθの関係式が導かれ、耐摩耗リング13eとリターンスプリング13cとが動摩擦状態である場合においては、耐摩耗リング13eとリターンスプリング13cとの間の動摩擦係数がこの式を満足するμ’以上であれば、カム機構13は動作されることとなる。
また、セルフロックした状態でカム機構6に駆動力が入力されなくなると、カムディスク13aをカムディスク13bに対し上記の通り相対回転させるトルクもなくなるため、リターンスプリング13cのバネ力を受けたカムディスク13bがカムフォロア13dcをカム溝内において元の位置まで転動させながら、カムディスク13aをカムディスク13bに対し元の相対回転位置まで回転させる。
かかるカムディスク13aの回転につれ、カムディスク13bはカムディスク13aに向け接近するよう変位して、後退回転伝動クラッチ12をセルフロックの解除により解放させることができる。
この後退回転伝動クラッチ12は、図10に示すようなドグクラッチや、図11に示すような摩擦クラッチなど、任意の型式のものを用いることができる。
かかるドグクラッチ式の後退回転伝動クラッチ12は、カム機構13の動作でカムディスク13bが図10の解放位置から左行すると、環状クラッチギヤ17が環状クラッチギヤ18に噛み合ってクラッチ締結状態となり、電動モータ45による副駆動輪48の後退駆動を可能にする。
かかる摩擦クラッチ型式の後退回転伝動クラッチ12は、カム機構13の動作で摩擦部材19が図11の解放位置から左行すると、摩擦部材19が摩擦クラッチ部材20に圧接してクラッチ締結状態となり、電動モータ45による副駆動輪48の後退駆動を可能にする。
図12のワンウェイクラッチ6,7は、内外輪6a(7a),6b(7b)間におけるローラ6e(7e)をバネ6f(7f)で図示の空転位置に弾支し、内外輪6a(7a),6b(7b) がローラ6e(7e)をバネ6f(7f)に抗して転動変位させる方向に相対回転するとき、ローラ6e(7e)が内外輪6a(7a),6b(7b)間に噛み込まれて動力伝達を行うものである。
また図13 のワンウェイクラッチ6,7は、内外輪6a(7a),6b(7b)間におけるローラ6e(7e)をケージ6g(7g)で円周方向所定間隔に保持し、内外輪6a(7a),6b(7b)をローラ6e(7e)が内外輪6a(7a),6b(7b)間に噛み込まれる方向へ相対回転させるとき、内外輪6a(7a),6b(7b)間がローラ6e(7e)を介し係合させて動力伝達を行うものである。
この電動モータ式4輪駆動車両の駆動系は、主動力源であるエンジン51からの駆動力を、変速機52、プロペラシャフト53、ディファレンシャルギヤ装置を含む終減速機54、および左右ドライブシャフト55を介して主駆動輪である左右後輪56へ伝達するようにした、フロントエンジン・リヤホイールドライブ車(FR車)をベース車とし、
電動モータ57の駆動力を、駆動力伝達装置28、減速機59、ディファレンシャルギヤ装置を含む終減速機60、およびドライブシャフト61を介して副駆動輪である左右前輪62に伝達するようになしたものである。
なお本発明の一実施例になる駆動力伝達装置28は、減速機59および終減速機60間に配置してもよい。
図15における駆動力伝達装置28は、電動モータ57に結合すべき入力軸1と、副駆動輪62側に(図14では減速機59に)結合すべき出力軸2とを、スラストベアリング31を介して同軸に突き合わせると共に、ニードルベアリング32を介して相互に相対回転可能に嵌合する。
そして、入力軸1は軸受33によりケーシング4に回転自在に支持し、出力軸2は軸受34によりケーシング4に回転自在に支持する。
前進ワンウェイクラッチ6は、その内輪6aが出力軸2と共に回転するよう、これに一体成形し、この一体成形のために出力軸2の対応端部を拡径してこの拡径部を前進ワンウェイクラッチ6の内輪6aとなす。
また、後退ワンウェイクラッチ7は、その内輪7aが出力軸2に対し相対回転し得るよう、これにニードルベアリング35を介して嵌合する。
そして、前進ワンウェイクラッチ6の内輪6aおよび後退ワンウェイクラッチ7の内輪7a間にスラストベアリング14を介在させ、これら内輪6a,7aを相互に押圧された状態でも滑らかに相対回転し得るようになす。
両ワンウェイクラッチ6,7の外輪6b,7bは、上記のごとく相互に一体化したことで、一対の軸受8,9のみにより内輪6a,7aに対して回転自在に支持することができ、両ワンウェイクラッチ6,7の軸線方向合計長さを短縮することができる。
後退ワンウェイクラッチ7の内輪7a(詳しくは、その延長端部7d)と共に回転するよう、これにスプライン嵌合したワンウェイクラッチ側カムディスク13aと、
このワンウェイクラッチ側カムディスク13aに向かう軸線方向へ、リターンスプリング13cによるプリロードで押圧された後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bと、
これらカムディスク13a,13b間にあって、ワンウェイクラッチ側カムディスク13aへ後退駆動力が伝達されるとき、後退回転伝動クラッチ側カムディスク13bをワンウェイクラッチ側カムディスク13aから遠ざかる方向へ変位させるカムフォロア13dとより成るスラストカム機構とする。
なお、これらクラッチハブ12aおよびスナップリング12bは、後退回転伝動クラッチ12の一部を構成する。
当該プリロードによるスラスト荷重は、スペーサリング37、軸受9、内輪7aおよびスラストベアリング14を介して内輪6aに達し、その後、スラストベアリング31、入力軸1、軸受33を介してケーシング4に達するため、上記のプリロードによっても内輪7aが軸線方向へ変位することはない。
つまり、後退ワンウェイクラッチ7から遠いカム機構13の側に配してクラッチドラム12cを設け、該クラッチドラム12cの内周を出力軸2上に結合する。
クラッチドラム12cは、出力軸2上に係着したスナップリング38と、クラッチドラム12c および軸受34間に介在させたスペーサリング39との間に挟み、これによりクラッチドラム12cを出力軸2上に軸線方向位置決めする。
インナープレート12eは、後退ワンウェイクラッチ7の内輪延長端部7d上で回転可能なクラッチハブ12aの外周にスプライン嵌合することにより、カムディスク13bと一体回転し得るようにすると共にクラッチハブ12aに対し軸線方向へ相対変位可能とする。
なお、アウタープレート12fは、クラッチドラム12cの内周に軸線方向相対変位可能にスプライン嵌合することにより、クラッチドラム12cと共に回転し得るようになす。
また、前進ワンウェイクラッチ6、後退ワンウェイクラッチ7、後退回転伝動クラッチ12、および、これを締結させるためのカム機構13が図2および図3におけると同様のものであることとも相まって、
図14に示すごとくに電動モータ式4輪駆動車両に用いたとき、前記した駆動力伝達装置と同様に機能して、同様な作用効果を奏することができる。
そこで、電動モータの前進駆動力を副駆動輪に伝達するに際し、前もって伝動系の隙間(ガタ)をなくしておくよう電動モータにガタ詰めトルク分の駆動負荷を付与しておいたり、
電動モータの後退駆動力を副駆動輪に伝達するに際し、前もって伝動系の隙間(ガタ)をなくしておくよう電動モータにガタ詰めトルク分の駆動負荷を付与しておくことにより、
伝動の開始時に異音や異振動が発生したり、伝動系の耐久性に悪影響が及ぶのを防止するのが好ましい。
先ず駆動力伝達ユニットが図2,3に示すようなものである場合について説明するに、
後退駆動力の伝達(後退4輪駆動)に際し、カムディスク13bが回転することなく後退回転伝動クラッチ12のクラッチ隙間を詰める条件は、後退回転伝動クラッチ12のクラッチ隙間がなくなった状態におけるリターンスプリング13cの附勢力(バネ力)をFs'とし、ワンウェイクラッチ6,7の外輪6b,7bへの入力トルクをTcとすると、
出力軸2の軸中心からカムフォロア13dの中心までのカム半径Lcと、カムディスク13a,13bの対向面におけるカム溝のカム角θ(図9参照)と、リターンスプリング13cの外径Lsと、リターンスプリング13cの外周と耐摩耗リング13eとの間の静摩擦係数μとを用いた次式により表される。
Fs'・Lc・tanθ<Tc<μ・Fs'・Ls
Tr=入力軸1の回転フリクション
+出力軸2上で後退回転伝動クラッチ12より上流側のフリクション×(N1/N2)
+後退回転伝動クラッチ12のガタ詰めトルクTc×(N1/N2)
図16の制御プログラムは駆動力伝達ユニットの非伝動中に行い、
先ずステップS1において、図1におけるトランスアクスル42の選択レンジ判定を行い、図2,3に示す駆動力伝達ユニットが伝動開始時に前進駆動を行うことになるのか、後退駆動を行うことになるのかを判定する。
次いでステップS5において、上式の演算を行うことで後退駆動系のガタ詰めトルクTrを算出し、
ステップS6において、後退駆動系のガタ詰めトルクTrが発生するよう電動モータ45を後退駆動力発生方向へ附勢し、
ステップS7において、かかる電動モータ45の附勢を発進操作があるまで保持することにより、後退駆動系のガタ詰めを発進時まで継続する。
Td=入力軸1の回転フリクション
+出力軸2の回転フリクション×(N1/N2)
つまり、ステップS8で図1におけるトランスアクスル42がD(前進走行)レンジを選択中であると判定され、図2,3に示す駆動力伝達ユニットが伝動開始時に前進駆動を行うことになる場合、
ステップS9において駆動力伝達ユニットの油温を検出し、次のステップS10において、予め求めておいた油温とユニット伝動系のフリクションとの関係を示す図17に例示したマップをもとに油温から、上式における各部のフリクションを検索する。
次いでステップS11において、上式の演算を行うことで前進駆動系のガタ詰めトルクTdを算出し、
ステップS12において、前進駆動系のガタ詰めトルクTdが発生するよう電動モータ45を前進駆動力発生方向へ附勢し、
ステップS7において、かかる電動モータ45の附勢を発進操作があるまで保持することにより、前進駆動系のガタ詰めを発進時まで継続する。
ステップS2でR(後退走行)レンジと判定され、図2,3に示す駆動力伝達ユニットが伝動開始時に後退駆動を行うことになる場合、
ステップS13において、駆動力伝達ユニットの使用油温のうち最低油温の時における各部フリクションを固定的に使用して、前記した対応する演算式により後退駆動系のガタ詰めトルクTrを求め、このガタ詰めトルクTrが発生するよう電動モータ45を後退駆動力発生方向へ附勢し、
ステップS7において、かかる電動モータ45の附勢を発進操作があるまで保持することにより、後退駆動系のガタ詰めを発進時まで継続する。
ステップS14において、駆動力伝達ユニットの使用油温のうち最低油温の時における各部フリクションを固定的に使用して、前記した対応する演算式により前進駆動系のガタ詰めトルクTdを求め、このガタ詰めトルクTdが発生するよう電動モータ45を前進駆動力発生方向へ附勢し、
ステップS7において、かかる電動モータ45の附勢を発進操作があるまで保持することにより、後退駆動系のガタ詰めを発進時まで継続する。
後退駆動力の伝達(後退4輪駆動)に際し、カムディスク13bが回転することなく後退回転伝動クラッチ12のクラッチ隙間を詰める条件は、後退回転伝動クラッチ12のクラッチ隙間がなくなった状態におけるリターンスプリング13cの附勢力(バネ力)をFs'とし、入力軸1からワンウェイクラッチ6,7の外輪6b,7bへの入力トルクをTcとすると、
出力軸2の軸中心からカムフォロア13dの中心までのカム半径Lcと、カムディスク13a,13bの対向面におけるカム溝のカム角θ(図9参照)と、リターンスプリング13cの外径Lsと、リターンスプリング13cの外周とハウジング4との間の静摩擦係数μとを用いた次式により表される。
Fs'・Lc・tanθ<Tc<μ・Fs'・Ls
Tr=後退回転伝動クラッチ12より上流側のフリクション
+後退回転伝動クラッチ12のガタ詰めトルクTc
Td=入力軸1の回転フリクション
+ワンウェイクラッチの回転フリクション
後退駆動系のガタ詰めトルクTrおよび前進駆動系のガタ詰めトルクTdを、もっと簡単に決定することが要求される場合は、図18に示す制御プログラムにより前述したと同様の要領でこれらガタ詰めトルクTr, Tdを決定する。
両駆動系の伝動経路が異なっているため両者系統のガタがそれぞれ異なる、図2,3に示した駆動力伝達装置や、図15に示した駆動力伝達装置においても、これら駆動系のガタを共になくし得ることとなり、ガタの大きい方の駆動系がガタ詰めトルク不足により伝動開始時に異音や異振動を発生させたり、当該駆動系の急な伝動開始によりその耐久性を低下されるという問題を解消することができる。
ミッドシップエンジン搭載車や、リヤエンジン・リヤホイールドライブ(RR車)をベース車両とし、エンジン駆動されない車輪を電動モータで駆動するようにした車両に対しても駆動力伝達装置28は同様の考え方により適用可能であることは言うまでもない。
2 出力軸
3 ディファレンシャルギヤ装置
4 ハウジング
6 前進ワンウェイクラッチ(正方向ワンウェイクラッチ)
7 後退ワンウェイクラッチ(逆方向ワンウェイクラッチ)
8,9 外輪軸受
10 中間歯車
11 入力歯車
12 後退回転伝動クラッチ(逆方向回転伝動クラッチ)
13 カム機構
28 駆動力伝達装置
41 主動力源
42 トランスアクスル
43 ドライブシャフト
44 左右前輪(主駆動輪)
45 副動力源
46 減速機
47 ドライブシャフト
48 左右後輪(副駆動輪)
51 エンジン
52 変速機
53 プロペラシャフト
54 終減速機
55 ドライブシャフト
56 左右後輪(主駆動輪)
57 電動モータ
59 減速機
60 終減速機
61 ドライブシャフト
62 左右前輪(副駆動輪)
Claims (12)
- 入力軸および出力軸間の伝動系として、
前記入力軸の正方向駆動時に正方向駆動力を前記出力軸に伝達するよう係合する正方向ワンウェイクラッチを含んだ正方向駆動系と、
前記入力軸の逆方向駆動時に係合する逆方向ワンウェイクラッチ、および、この逆方向ワンウェイクラッチを経由した逆方向駆動力に応動してこの逆方向駆動力を前記出力軸に伝達するよう締結される逆方向回転伝動クラッチを含んだ逆方向駆動系とを具え、
前記正方向駆動系による正方向駆動力の伝達開始に際しては、前もって該正方向駆動系における隙間をなくす方向のガタ詰めトルクを前記入力軸に付加し、
前記逆方向駆動系による逆方向駆動力の伝達開始に際しては、前もって該逆方向駆動系における隙間をなくす方向のガタ詰めトルクを前記入力軸に付加するようにした駆動力伝達装置において、
前記正方向駆動系用のガタ詰めトルクと、前記逆方向駆動系用のガタ詰めトルクとを異ならせたことを特徴とする駆動力伝達装置。 - 請求項1に記載の駆動力伝達装置において、
前記逆方向駆動系用のガタ詰めトルクを前記正方向駆動系用のガタ詰めトルクよりも大きくしたことを特徴とする駆動力伝達装置。 - 請求項2に記載の駆動力伝達装置において、
前記逆方向駆動系用のガタ詰めトルクを前記正方向駆動系用のガタ詰めトルクよりも、前記逆方向回転伝動クラッチの隙間をなくすのに必要なトルク分だけを大きくしたことを特徴とする駆動力伝達装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置において、
前記正方向駆動系用のガタ詰めトルクおよび前記逆方向駆動系用のガタ詰めトルクをそれぞれ、作動油温に応じて変化させることを特徴とする駆動力伝達装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置において、
前記駆動力伝達装置は、
前記出力軸上に前記正方向ワンウェイクラッチおよび逆方向ワンウェイクラッチを嵌合して具え、
これらワンウェイクラッチの外輪に前記入力軸を駆動結合し、
正方向ワンウェイクラッチの内輪を出力軸と一体回転可能にし、逆方向ワンウェイクラッチの内輪を出力軸に相対回転可能にし、
逆方向ワンウェイクラッチの内輪と、出力軸との間に前記逆方向回転伝動クラッチを介在させたものである駆動力伝達装置。 - 請求項5に記載の駆動力伝達装置において、
前記駆動力伝達装置は、
前記正方向ワンウェイクラッチおよび逆方向ワンウェイクラッチの外輪を相互に一体に構成したものである駆動力伝達装置。 - 請求項6に記載の駆動力伝達装置において、
前記駆動力伝達装置は、
前記入力軸を前記出力軸からオフセットさせて平行に配置し、
前記正方向ワンウェイクラッチおよび逆方向ワンウェイクラッチの相互に一体化した外輪に前記入力軸を回転係合させたものである駆動力伝達装置。 - 請求項6に記載の駆動力伝達装置において、
前記駆動力伝達装置は、
前記入力軸を前記出力軸に同軸に配置し、
前記正方向ワンウェイクラッチおよび逆方向ワンウェイクラッチの相互に一体化した外輪に前記入力軸を回転係合させたものである駆動力伝達装置。 - 請求項5〜8のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置において、
前記逆方向ワンウェイクラッチの内輪と、前記出力軸との間に介在させる前記逆方向回転伝動クラッチは、該逆方向ワンウェイクラッチの内輪に伝達された逆方向駆動力に応動してカム機構が発生するスラスト荷重により締結されるものである駆動力伝達装置。 - 請求項9に記載の駆動力伝達装置において、
前記カム機構は、
前記逆方向ワンウェイクラッチの内輪と共に回転するワンウェイクラッチ側カムディスク、このカムディスクに向け附勢され、且つ、このカムディスクと相対回転可能に対向する逆回転伝動クラッチ側カムディスク、および、これらカムディスクの対向カム溝間に介在され、ワンウェイクラッチ側カムディスクへ前記逆方向駆動力が伝達されるとき逆回転伝動クラッチ側カムディスクとの相対回転により該逆回転伝動クラッチ側カムディスクをワンウェイクラッチ側カムディスクから遠ざかる軸線方向へ方向へ変位させて前記スラスト荷重を発生させるカムフォロアより成るものである駆動力伝達装置。 - 請求項10に記載の駆動力伝達装置において、
前記逆回転伝動クラッチ側カムディスクの附勢を、該カムディスクと固定部との間に設けた皿バネにより行うよう構成し、
該皿バネの内周を逆回転伝動クラッチ側カムディスクに対し相対回転不能に着座させた駆動力伝達装置。 - 請求項9〜11に記載の駆動力伝達装置において、
前記逆回転伝動クラッチは、前記出力軸に固定したクラッチドラムを具え、該クラッチドラムに対し前記スラスト荷重でクラッチプレートを押圧することにより締結されるものである駆動力伝達装置。
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