KR100802260B1 - 차량의 구동력 배분 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 트랜스퍼 기구와 후방 차동 기구 사이의 공간의 확보를 도모하면서 후륜 증속 기능과 좌우 구동력 독립 제어 기능을 발휘할 수 있는 차량의 구동력 배분 장치를 제공하는 것이다.

좌우 전륜과 좌우 후륜이 구동원에 의해 구동되는 구동력 배분 장치는, 엔진(1)과 트랜스미션(2)으로부터 공급되는 동력을 전륜(6, 7)과 후륜(15, 16)으로 분배하는 트랜스퍼 기어 기구(8)와, 트랜스퍼 기어 기구(8)를 거쳐서 전달되는 동력을 후륜(15, 16)으로 전달하는 후방 파이널 기어 기구(10)와, 후방 파이널 기어 기구(10)와 좌측 후륜(15) 사이에 설치된 제1 클러치(11)와, 후방 파이널 기어 기구(10)와 우측 후륜(16) 사이에 설치된 제2 클러치(12)와, 트랜스퍼 기어 기구(8)의 출력축[추진축(9)의 트랜스퍼 기어 기구(8)측의 단부]의 회전수와 후방 파이널 기어 기구(10)의 입력축[추진축(9)의 후방 파이널 기어 기구(10)측의 단부]의 회전수를 동일하게 하고, 또한 체결된 클러치를 거쳐서 동력이 전달되는 후륜[후륜(15, 16)의 한쪽]의 외주의 속도를 전륜(6, 7)의 외주의 속도보다 빠르게 하는 증속 기구를 포함한다.

구동력 배분 장치, 트랜스퍼 기어 기구, 트랜스미션, 클러치, 추진축

Description

차량의 구동력 배분 장치{DRIVING FORCE DISTRIBUTOR FOR VEHICLE}

도1은 제1 실시예의 구동력 배분 장치가 적용된 전륜 구동 베이스의 사륜 구동 차량의 구동계를 도시하는 골격도.

도2는 제1 실시예의 후륜 동력 전달 경로의 후방 파이널 기어 기구 및 후방 클러치 기구를 도시하는 단면도.

도3은 원통형 차동 기어 케이스의 내면 중앙 위치에 구획벽을 설정한 경우의 스플라인 기어 가공의 종래예를 나타내는 단면도.

도4는 제1 실시예에서의 원통형 차동 기어 케이스의 내면 중앙 위치에 복수의 관통 구멍을 갖는 구획벽을 설정한 경우의 스플라인 기어 가공을 도시하는 단면도.

도5는 제2 실시예의 후륜 동력 전달 경로의 후방 파이널 기어 기구 및 후방 클러치 기구를 도시하는 단면도.

도6은 제2 실시예에 있어서의 제1 클러치의 제1 모터와 제2 클러치의 제2 모터와의 위치 관계를 나타내는 측면도.

도7은 모터식 클러치를 채용한 경우에 있어서의 후륜 동력 전달 경로의 후방 파이널 기어 기구 및 후방 클러치 기구의 종래예를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진

2 : 트랜스미션

6, 7 : 전륜

8 : 트랜스퍼 기어 기구

10 : 후방 파이널 기구

11 : 제1 클러치

12 : 제2 클러치

15, 16 : 후륜

28 : 원통형 차동 기어 케이스

30 : 구획벽

[문헌 1] 일본 특허 공개 평2-283529호 공보

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2005년 8월 8일에 출원된 일본 특허 출원 제2005-228982호의 우선권을 주장하고, 그 전체 내용을 본 명세서에 참조에 의해 합체한다.

본 발명은 전륜과 후륜이 동력원으로부터의 동력에 의해 구동되는 차량의 구동력 배분 장치의 기술 분야에 속한다.

종래, 동력원으로부터의 동력을 좌우 전륜으로 전달하는 전륜 동력 전달 경로와, 동력원으로부터의 동력을 클러치를 거쳐서 좌우 후륜으로 전달하는 후륜 동력 전달 경로를 구비한 차량의 구동력 배분 장치가 있다. 이와 같은 장치에서는 전륜측의 트랜스퍼 기구와 후륜측의 후방 차동 기구 사이에 2분할된 추진축을 설치하고, 이 분할된 추진축 사이에 변속 장치를 설치하고, 클러치를 거쳐서 상기 후방 차동 기구와 좌우 후륜을 연결하여 후륜 동력 전달 경로를 구성하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평2-283529호 공보

종래의 차량의 구동력 배분 장치에 있어서는, 트랜스퍼 기구와 후방 차동 기구 사이에 배치된 추진축의 도중 위치에 설치되는 변속 장치가 증속용 기어열, 등속용 클러치 및 증속용 클러치를 갖는 구성이므로, 트랜스퍼 기구와 후방 차동 기구 사이에 다른 구성물을 배치할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 트랜스퍼 기구와 후방 차동 기구 사이의 공간을 확보하면서 후륜 증속 기능과 좌우 구동력 독립 제어 기능을 발휘할 수 있는 차량의 구동력 배분 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 좌우 전륜과 좌우 후륜이 동력원에 의해 구동되는 차량의 구동력 배분 장치는,

상기 동력원으로부터의 동력을 상기 좌우 전륜과 상기 좌우 후륜으로 분배하 는 트랜스퍼 기구와,

상기 동력원으로부터 상기 트랜스퍼 기구를 거쳐서 전달되는 동력을 상기 좌우 후륜으로 전달하는 후방 차동 기구와,

상기 후방 차동 기구와 상기 좌측 후륜 사이에 설치된 제1 클러치와,

상기 후방 차동 기구와 상기 우측 후륜 사이에 설치된 제2 클러치와,

상기 제1 클러치의 체결 상태와, 상기 제2 클러치의 체결 상태를 각각 독립적으로 제어하는 제어 장치와,

상기 트랜스퍼 기구의 출력축의 회전수와, 상기 후방 차동 기구의 입력축의 회전수를 동일하게 하고, 또한 상기 제1 클러치 및 상기 제2 클러치 중 적어도 한쪽을 체결한 상태에서 체결된 클러치를 거쳐서 동력이 전달되는 후륜의 외주의 속도를 상기 좌우 전륜의 외주의 속도보다 빠르게 하는 증속 기구를 포함한다.

따라서, 본 발명의 차량의 구동력 배분 장치에 있어서는 트랜스퍼 기구와 후륜측의 후방 차동 기구 사이에서 변속이 이루어지지 않고, 후륜의 이동 속도를 전륜보다 빠르게 할 수 있다. 즉, 트랜스퍼 기구와 후륜측의 후방 차동 기구 사이에서 변속하기 위한 변속 장치가 배치되는 경우에 비해, 트랜스퍼 기구와 후방 차동 기구 사이의 공간을 확보하여 높은 레이아웃 자유도를 확보할 수 있다.

이하, 본 발명의 차량의 구동력 배분 장치를 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 나타내는 제1 실시예 및 제2 실시예를 기초로 하여 설명한다.

우선, 구성을 설명한다.

도1은 제1 실시예의 구동력 배분 장치가 적용된 전륜 구동 베이스의 사륜 구 동 차량의 구동계를 도시하는 골격도, 도2는 제1 실시예의 후륜 동력 전달 경로의 후방 파이널 기어 기구(후방 차동 기구) 및 후방 클러치 기구를 도시하는 단면도이다.

제1 실시예의 차량의 구동력 배분 장치는, 도1에 도시한 바와 같이 엔진(1)과, 트랜스미션(2)과, 전방 차동 기구(3)와, 좌측 전륜 구동축(4)과, 우측 전륜 구동축(5)과, 좌측 전륜(6)과, 우측 전륜(7)과, 트랜스퍼 기어 기구(8)(트랜스퍼 기구)와, 추진축(9)과, 후방 파이널 기어 기구(10)(후방 차동 기구)와, 제1 클러치(11)와, 제2 클러치(12)와, 좌측 후륜 구동축(13)과, 우측 후륜 구동축(14)과, 좌측 후륜(15)과, 우측 후륜(16)을 구비하고 있다.

상기 엔진(1)과 트랜스미션(2)으로 동력원이 구성된다. 그리고, 동력원으로부터의 동력을 좌우 전륜(6, 7)으로 전달하는 전륜 동력 전달 경로는 트랜스미션 출력 기어(17)와, 드라이브 기어(18)와, 동력원으로부터의 동력을 좌우 전륜(6, 7)에 대해 차동을 허용하면서 등배분하는 전방 차동 기구(3)와, 상기 전방 차동 기구(3)의 양 사이드 기어(19, 20)에 설치된 좌측 전륜 구동축(4) 및 우측 전륜 구동축(5)으로 구성된다.

상기 엔진(1)과 트랜스미션(2)에 의한 동력원으로부터의 동력을 클러치를 거쳐서 좌우 후륜(15, 16)으로 전달하는 후륜 동력 전달 경로는 전륜측의 트랜스퍼 기어 기구(8)와 후륜측의 후방 파이널 기어 기구(10)를 추진축(9)만을 거쳐서 연결하고, 상기 후방 파이널 기어 기구(10)의 구동 출력부로부터 제1 클러치(11)를 거쳐서 좌측 후륜 구동축(13)에 연결하고, 상기 후방 파이널 기어 기구(10)의 구동 출력부로부터 제2 클러치(12)를 거쳐서 우측 후륜 구동축(14)에 연결함으로써 구성된다.

상기 트랜스퍼 기어 기구(8)는 상기 전방 차동 기구(3)의 차동 기어 케이스(21)와 일체 회전하는 입력 기어(22)와, 상기 입력 기어(22)에 맞물리는 카운터 기어(23)와, 상기 카운터 기어(23)가 설치된 카운터 샤프트(24)와, 상기 카운터 샤프트(24)에 단부에 설치된 제1 링 기어(25)와, 상기 제1 링 기어(25)에 맞물리는 동시에 추진축(9)의 전륜측 단부에 설치된 제1 하이포이드 기어(26)로 구성된다.

상기 후방 파이널 기어 기구(10)는 상기 추진축(9)의 단부에 설치한 제2 하이포이드 기어(27)(하이포이드 기어)와, 상기 좌우 후륜(15, 16)의 차축(RL)을 중심축으로 하는 원통형 차동 기어 케이스(28)에 고정되어, 상기 제2 하이포이드 기어(27)와 맞물리는 제2 링 기어(29)(링 기어)로 구성된다.

상기 트랜스퍼 기어 기구(8)의 기어비(TG)와 상기 후방 파이널 기어 기구(10)의 기어비(FG)를 전륜(6, 7)보다도 후륜(15, 16)을 증속시키는 증속 기어비가 되는 설정으로 하고 있다. 이 증속 기어비는 회두(turning round) 요구로 인해 크게 선회될 시에, 좌우 후륜(15, 16) 중, 선회 외륜측이 되는 후륜으로의 클러치 입출력 회전수의 차를 작게 억제하여 구동력 전달 손실을 저감시키도록 전륜(6, 7)보다도 후륜(15, 16)을 2 ％ 내지 5 ％ 증속시키는 설정으로 하고 있다.

상기 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)는 외부로부터 각각 독립적으로 전달 토크를 변경 제어하는 독립 가변 제어형 클러치로 하고 있다. 상기 원통형 차동 기어 케이스(28)에는 원통 내면의 중앙부 위치에 구획벽(30)을 설치하는 동시에, 상기 구획벽(30)을 이격하여 제1 클러치실(31)과 제2 클러치실(32)을 형성하고, 상기 제1 클러치실(31)에 상기 제1 클러치(11)를 배치하고, 상기 제2 클러치실(32)에 상기 제2 클러치(12)를 배치하고 있다.

상기 제1 클러치(11)는, 도2에 도시한 바와 같이 상기 원통형 차동 기어 케이스(28)의 제1 클러치실(31)의 내면에 형성한 제1 스플라인 기어(33a)와, 상기 제1 클러치실(31)에 삽입 배치한 상기 좌측 후륜 구동축(13)의 단부와의 사이에 개재 장착한 제1 메인 클러치 플레이트(37)(제1 클러치 플레이트)를 갖는 다판 클러치이다. 이 전자기 클러치에 의한 상기 제1 클러치(11)는 제1 전자석(34)으로의 코일 전류 지령에 따라서 구속 토크를 발생하는 제1 파일럿 클러치 플레이트(35)와, 상기 제1 파일럿 클러치 플레이트(35)의 구속 토크에 따라서 캠력을 발생하는 제1 볼 캠(36)과, 상기 제1 볼 캠(36)의 캠력에 따른 압박에 의해 전달 토크를 발생하는 제1 메인 클러치 플레이트(37)를 갖는다.

상기 제2 클러치(12)는, 도2에 도시한 바와 같이 상기 원통형 차동 기어 케이스(28)의 제2 클러치실(32)의 내면에 형성한 제2 스플라인 기어(33b)와, 상기 제2 클러치실(32)에 삽입 배치한 상기 우측 후륜 구동축(14)의 단부와의 사이에 개재 장착한 제2 메인 클러치 플레이트(47)(제2 클러치 플레이트)를 갖는 다판 클러치이다. 이 전자기 클러치에 의한 상기 제2 클러치(12)는 제2 전자석(44)에의 코일 전류 지령에 따라서 구속 토크를 발생하는 제2 파일럿 클러치 플레이트(45)와, 상기 제2 파일럿 클러치 플레이트(45)의 구속 토크에 따라서 캠력을 발생하는 제2 볼 캠(46)과, 상기 제2 볼 캠(46)의 캠력에 따른 압박에 의해 전달 토크를 발생하는 제2 메인 클러치 플레이트(47)를 갖는다.

또한, 도2에 있어서, 부호 51, 52는 원통형 차동 기어 케이스(28)의 단부 커버, 53은 유닛 하우징, 54, 55는 단부 커버(51, 52)를 각각 유닛 하우징(53)에 지지하는 베어링이다.

상기 원통형 차동 기어 케이스(28)는 상기 구획벽(30)에 축방향으로 관통하는 관통 구멍(30a)을 복수 형성하고, 상기 복수의 관통 구멍(30a)의 부분에만 케이스 전체 길이에 걸쳐서 상기 제1 스플라인 기어(33a)와 상기 제2 스플라인 기어(33b)의 공통 스플라인 기어(33)를 형성하고 있다. 상기 관통 구멍(30a)으로서는, 예를 들어, 도4에 도시한 바와 같이 45도의 확대각에 의한 부채형 관통 구멍을 주위 방향 등간격으로 4개 형성한다.

다음에, 작용을 설명한다.

[구동력 배분 제어 작용에 대해]

제1 실시예의 구동력 배분 장치에서는 전후륜으로의 구동력 배분 제어로서, 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)를 개방하는 전륜 구동 상태로부터 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)의 체결력을 강하게 함으로써 후륜으로의 구동력 배분을 서서히 높여 4륜 구동 경향을 강하게 하도록 균일한(seam less) 전후 배분을 행한다.

또한, 좌우 후륜(15, 16)으로의 구동력 배분 제어로서, 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)를 독립적으로 체결 및 개방 제어함으로써 100 대 0으로부터 0 대 100까지 무단계로 배분하도록 균일한 후방 좌우 배분을 행한다.

그리고, 전후 및 후륜 좌우의 구동력 배분 제어는 타각 센서나 횡G 센서나 요율(yaw rate) 센서나 차속 센서나 액셀 개방도 센서 등의 정보를 기초로, 드라이버의 운전 조작이나 차량의 거동이나 주행 상황을 검지하고, 도면1의 제어기(101)에 있어서, 적절하게 구동력 배분 연산하고, 이 연산 결과를 기초로 하여 제1 클러치(11)의 제1 전자석(34)과 제2 클러치(12)의 제2 전자석(35)에 대해 코일 전류 지령을 독립적으로 출력함으로써 행해진다.

따라서, 예를 들어 직선 도로를 순행 속도로 달리고 있을 때에는 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)를 개방하는 전륜 구동 상태로 하여 손실을 최소로 억제하고 높은 연비 성능을 발휘한다. 또한, 발진 시나 직진 가속 시에는 후륜으로의 구동력 배분을 서서히 높여 4륜 구동 경향을 강하게 함으로써 구동 슬립을 억제한 높은 구동 성능을 발휘한다.

한편, 선회 가속 시에는 좌우 후륜(15, 16) 중, 선회 외륜측의 후륜이 좌우 전륜(6, 7)의 평균 궤적보다도 외측의 궤적을 통과하기 때문에, 4륜이 동일한 회전수에서는 선회 외륜측의 후륜이 전륜을 따라가지 않고, 이에 의해 선회 외륜측의 후륜에 구동력을 효율적으로 전달할 수 없게 되는 현상이 발생한다. 이에 대해, 제1 실시예에서는 트랜스퍼 기어 기구(8)의 기어비(TG)의 설정과, 후방 파이널 기어 기구(10)의 기어비(FG)의 설정에 의해 전륜(6, 7)보다도 후륜(15, 16)을 증속시키도록 하고 있으므로, 선회 시 전후륜의 궤적의 차에 의한 구동력 전달 손실을 저감시키고, 차량의 선회 운동 성능을 향상시킨다.

예를 들어, 좌측 선회 시에 우측 후륜(16)이 선회 외륜이 되는 경우, 증속에 의해 제2 클러치(12)의 입출력 회전수 차가 작게 억제되어 있는 상황에서 제2 클러치(12)를 강하게 체결하고, 제1 클러치(11)를 개방하거나, 혹은 약하게 체결함으로써 좌우 후륜(15, 16)에서는 선회 내륜이 되는 좌측 후륜(15)의 구동 토크가 낮고, 선회 외륜이 되는 우측 후륜(16)의 구동 토크가 높아지도록 토크 차를 갖게 할 수 있고, 이 토크 차에 의해 차량 무게 중심 주위에 선회 방향의 요잉 모멘트가 발생하여 선회 회두성이 높아진다.

또한, 액셀 오프에 의한 선회 감속 시에는 좌우 후륜(15, 16)에서의 토크 차에 의해 차량 거동을 안정적으로 하는 방향, 예를 들어 차량 거동이 오버 스티어링 경향이면, 차량의 무게 중심 주위에 언더 스티어링 방향의 요잉 모멘트가 발생하도록 좌우 후륜(15, 16)에 토크차를 부여하는 제어를 행함으로써 선회 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 핸들 긴급 조작에 의해 장해물 등을 피하거나 주행 차선으로부터의 일탈을 회피하는 차량 거동 제어 시에는 차량의 무게 중심 주위에 장해물이나 주행 차선으로부터의 일탈을 회피하는 방향의 요잉 모멘트가 발생하도록 좌우 후륜(15, 16)에 토크 차를 부여하는 제어를 행함으로써 장해물이나 주행 차선으로부터의 일탈로부터의 회피 어시스트를 행할 수 있다.

[스플라인 기어 가공에 대해]

좌우에 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)를 갖고, 각각 독립하여 구동력을 제어하는 후방 클러치 기구를 원통형 차동 기어 케이스(28)에 일체형으로 구성하는 경우, 원통형 차동 기어 케이스(28)에는 클러치 플레이트를 끼워 맞추는 기능과, 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)의 반력을 수용하는 기능이 필요해진다.

상기 기능을 만족시키기 위해, 도3에 도시한 바와 같이 클러치 플레이트를 끼워 맞추기 위한 제1 스플라인 기어와 제2 스플라인 기어를 케이스 내면에 형성하고, 클러치 반력을 수용하기 위한 구획벽을 중앙에 설치하는 구조로 한 경우, 각각 양측으로부터의 프레이즈 가공에 의해 제1 스플라인 기어와 제2 스플라인 기어를 형성하게 된다. 그러나, 이 경우, 이 기어 절삭 공정이 2 공정이 되고, 구획벽의 근방까지만 스플라인 기어의 가공이 가능하도록 스플라인 기어의 가공성이 낮아진다. 또한, 두께를 확보한 구획벽에 의해 질량이 증가한다는 문제도 있다.

이에 대해, 제1 실시예의 구동력 배분 장치에서는 원통형 차동 기어 케이스(28)는, 도4에 도시한 바와 같이 구획벽(30)에 축방향으로 관통하는 관통 구멍(30a)을 복수 형성하고, 상기 복수의 관통 구멍(30a)의 부분에만 케이스 전체 길이에 걸쳐서 제1 스플라인 기어(33a)와 제2 스플라인 기어(33b)의 공통 스플라인 기어(33)를 형성하고 있다. 이로 인해, 이 기어 절삭 공정이 일 방향으로부터의 1공정이라도 좋고, 게다가 구획벽(30)의 부분을 포함하여 도중에 끊기지 않는 공통 스플라인 기어(33)를 가공할 수 있고, 공통 스플라인 기어(33)의 가공성이 개선된다. 게다가, 두께를 확보한 구획벽(30)에 관통 구멍(30a)을 형성함으로써 관통 구멍(30a)분만큼 질량이 감소하여 경량화도 도모할 수 있다.

다음에, 효과를 설명한다.

제1 실시예의 차량의 구동력 배분 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 동력원으로부터의 동력을 좌우 전륜(6, 7)으로 전달하는 전륜 동력 전달 경로와, 동력원으로부터의 동력을 클러치를 거쳐서 좌우 후륜(15, 16)으로 전달하는 후륜 동력 전달 경로를 구비한 차량의 구동력 배분 장치에 있어서, 상기 후륜 동력 전달 경로는 전륜측의 트랜스퍼 기어 기구(8)와 후륜측의 후방 파이널 기어 기구(10)를 추진축(9)만을 거쳐서 연결하고, 상기 후방 파이널 기어 기구(10)의 구동 출력부로부터 제1 클러치(11)를 거쳐서 좌측 후륜 구동축(13)에 연결하고, 상기 후방 파이널 기어 기구(10)의 구동 출력부로부터 제2 클러치(12)를 거쳐서 우측 후륜 드라이브 샤프트(14)에 연결하고, 상기 트랜스퍼 기어 기구(8)의 기어비(TG)와 상기 후방 파이널 기어 기구(10)의 기어비(FG)를, 전륜(6, 7)보다도 후륜(15, 16)을 증속시키는 증속 기어비가 되는 설정으로 하고, 또한 상기 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)는 외부로부터 각각 독립적으로 전달 토크를 변경 제어하는 독립 가변 제어형 클러치로 하였으므로, 높은 레이아웃 자유도의 확보와, 마찰 손실, 비용 및 중량의 저감을 도모하면서 후륜 증속 기능과 좌우 구동력 독립 제어 기능을 발휘할 수 있다.

(2) 상기 트랜스퍼 기어 기구(8)의 기어비(TG)와 상기 후방 파이널 기어 기구(10)의 기어비(FG)에 의한 증속 기어비를, 전륜(6, 7)보다도 후륜(15, 16)을 2 ％ 내지 5 ％ 증속시키는 설정으로 하였으므로, 가속 선회 시, 좌우 후륜(15, 16) 중, 선회 외륜이 되는 후륜측의 클러치를 체결할 때, 구동력 전달 손실을 적절하게 저감시키고 선회 회두 성능을 향상시킬 수 있다.

(3) 상기 후방 파이널 기어 기구(10)는 상기 추진축(9)의 단부에 설치한 제2 하이포이드 기어(27)와, 상기 좌우 후륜(15, 16)의 차축(RL)을 중심축으로 하는 원통형 차동 기어 케이스(28)에 고정되어 상기 제2 하이포이드 기어(27)와 맞물리는 제2 링 기어(29)로 구성하고, 상기 원통형 차동 기어 케이스(28)에는 원통 내면의 중앙부 위치에 구획벽(30)을 설치하는 동시에, 상기 구획벽(30)을 이격하여 제1 클러치실(31)과 제2 클러치실(32)을 형성하고, 상기 제1 클러치실(31)에 상기 제1 클러치(11)를 배치하고, 상기 제2 클러치실(32)에 상기 제2 클러치(32)를 배치하였으므로, 구획벽(30)에 의해 양 클러치(11, 12)의 반력 수용 기능을 확보하면서 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)를 원통형 차동 기어 케이스(28)의 내부에 콤팩트하게 수납할 수 있다.

(4) 상기 제1 클러치(11)는 상기 원통형 차동 기어 케이스(28)의 제1 클러치실(31)의 내면에 형성한 제1 스플라인 기어(33a)와, 상기 제1 클러치실(31)에 삽입 배치한 상기 좌측 후륜 구동축(13)의 단부와의 사이에 개재 장착한 제1 메인 클러치 플레이트(37)를 갖는 다판 클러치이고, 상기 제2 클러치(12)는 상기 원통형 차동 기어 케이스(28)의 제2 클러치실(32)의 내면에 형성한 제2 스플라인 기어(33b)와, 상기 제2 클러치실(32)에 삽입 배치한 상기 우측 후륜 구동축(14)의 단부와의 사이에 개재 장착한 제2 메인 클러치 플레이트(47)를 갖는 다판 클러치이므로, 양 클러치 플레이트(37, 47)를 끼워 맞추는 기능을 확보하면서 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)의 원통형 차동 기어 케이스(28)의 내부에 콤팩트하게 수납할 수 있다.

(5) 상기 원통형 차동 기어 케이스(28)는 상기 구획벽(30)에 축방향으로 관통하는 관통 구멍(30a)을 복수 형성하고, 상기 복수의 관통 구멍(30a)의 부분에만 케이스 전체 길이에 걸쳐서 상기 제1 스플라인 기어(33a)와 상기 제2 스플라인 기어(33b)의 공통 스플라인 기어(33)를 형성했으므로, 스플라인 가공의 가공성을 개선할 수 있는 동시에, 경량화도 도모할 수 있다.

(6) 상기 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)는 전자석(34, 44)으로의 코일 전류 지령에 따라서 구속 토크를 발생하는 파일럿 클러치 플레이트(35, 45)와, 상기 파일럿 클러치 플레이트(35, 45)의 구속 토크에 따라서 캠력을 발생하는 볼 캠(36, 46)과, 상기 볼 캠(36, 46)의 캠력에 따른 압박에 의해 전달 토크를 발생하는 메인 클러치 플레이트(37, 47)를 각각 갖기 때문에, 모터식 클러치나 유압식 클러치와 비교한 경우, 클러치 제어 작동기를 포함하여 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)를 콤팩트하게 유닛 내에 수납할 수 있다.

제2 실시예는 제1 클러치와 제2 클러치를, 모터를 작동기로 하는 모터식 클러치로 한 예이다.

우선, 구성을 설명한다. 상기 제1 클러치(11)는, 도5에 도시한 바와 같이 제1 모터(61)로의 구동 지령에 따라 제1 캠 플레이트(62)를 거쳐서 캠력을 발생하는 제1 볼 캠(63)과, 상기 제1 볼 캠(63)의 캠력에 따른 압박에 의해 전달 토크를 발생하는 제1 클러치 플레이트(64)를 갖는다.

상기 제2 클러치(12)는, 도5에 도시한 바와 같이 제2 모터(71)로의 구동 지령에 따라 제2 캠 플레이트(72)를 거쳐서 캠력을 발생하는 제2 볼 캠(73)과, 상기 제2 볼 캠(73)의 캠력에 따른 압박에 의해 전달 토크를 발생하는 제2 클러치 플레이트(74)를 갖는다.

상기 제1 클러치(11)의 제1 모터(61)와, 상기 제2 클러치(12)의 제2 모터(71)는, 도5에 도시한 바와 같이 제1 모터축(M1)과 제2 모터축(M2)이 좌우 후륜(15, 16)의 차축(RL)과 평행하고, 또한 도6에 도시한 바와 같이 제1 캠 플레이트(62)와 제2 캠 플레이트(72)의 주위 상에서의 맞물림 위치를 다르게 함으로써 주위 방향에 서로 겹치는 배치로 하고 있다.

그리고, 상기 제1 모터(61)의 모터 샤프트에 설치된 제1 모터 기어(65)와 제1 캠 플레이트(62)는 제1 감속 기어(66)를 거쳐서 맞물린다. 상기 제2 모터(71)의 모터 샤프트에 설치된 제2 모터 기어(75)와 제2 캠 플레이트(72)는 제2 감속 기어(76)를 거쳐서 맞물린다. 또한, 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로 대응하는 구성에 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

다음에, 작용을 설명한다.

[2개의 모터 설정에 대해]

제1 클러치와 제2 클러치의 2개의 클러치에 대해, 주위 방향에 동일한 위치에서 서로 간섭하지 않고 2개의 모터를 설정하는 경우, 도7에 도시한 바와 같이 제1 모터 기어와 제2 모터 기어를 내측 배향으로 대향 배치하고, 제1 모터의 후단부와 제2 모터의 후단부를 각각 외측을 향한 배치가 된다. 이 경우, 2개의 모터에 의해 점유되는 공간이 축방향으로 확대되고, 근방의 다른 부재와의 간섭 문제가 생기는 등, 레이아웃 자유도가 저하된다.

이에 대해, 제2 실시예의 구동 배분 장치에서는 2개의 모터축(M1, M2)을 좌우 후륜(15, 16)의 차축(RL)과 평행하고, 또한 제1 캠 플레이트(62)와 제2 캠 플레 이트(72)의 주위 상에서의 맞물림 위치를 다르게 함으로써 주위 방향에 서로 겹치는 배치로 함으로써, 도5에 도시한 바와 같이 2개의 모터에 의해 점유되는 축방향 공간이 도7의 경우에 비해, 대폭으로 축소되어 레이아웃 자유도가 높아지고, 근방의 다른 부재와의 간섭 문제를 회피할 수 있다. 또한, 구동력 배분 제어 작용에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

다음에, 효과를 설명한다.

제2 실시예의 차량의 구동력 배분 장치에 있어서는, 제1 실시예의 (1) 내지 (5)의 효과에 부가하여 하기의 효과를 얻을 수 있다.

(7) 상기 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)는 모터(61, 71)로의 구동 지령에 따라 캠 플레이트(62, 72)를 거쳐서 캠력을 발생하는 볼 캠(63, 73)과, 상기 볼 캠(63, 73)의 캠력에 따른 압박에 의해 전달 토크를 발생하는 클러치 플레이트(64, 74)를 각각 갖고, 상기 제1 클러치(11)의 제1 모터(61)와, 상기 제2 클러치(12)의 제2 모터(71)는 2개의 모터축(M1, M2)이 좌우 후륜(15, 16)의 차축(RL)과 평행하고, 또한 제1 캠 플레이트(62)와 제2 캠 플레이트(72)의 주위 상에서의 맞물림 위치를 다르게 함으로써 주위 방향에 서로 겹치는 배치로 하였으므로, 모터식 클러치를 채용하면서도 제1 클러치(11)와 제2 클러치(12)가 콤팩트하게 유닛 내에 수납되어, 높은 레이아웃 자유도를 확보할 수 있다.

이상, 본 발명의 차량의 구동력 배분 장치를 제1 실시예 및 제2 실시예를 기초로 하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는 이들 실시예로 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설 계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

제1 실시예에서는 제1 클러치 및 제2 클러치로서, 솔레노이드식 클러치의 예를 나타내고, 제2 실시예에서는 모터식 클러치의 예를 나타냈지만, 유압식 클러치 등을 이용해도 좋고, 요컨데, 제1 클러치와 제2 클러치는 외부로부터 각각 독립적으로 전달 토크를 변경 제어하는 독립 가변 제어형 클러치이면 제1, 제2 실시예로 한정되지 않는다.

제1, 제2 실시예에서는 원통형 차동 기어 케이스에 제1 클러치와 제2 클러치를 내장하는 예를 나타냈지만, 후방 파이널 기어 기구의 구동 출력부로부터 독립적으로 제1 클러치와 제2 클러치를 설정해도 좋고, 요컨데, 후방 파이널 기어 기구의 구동 출력부로부터 제1 클러치를 거쳐서 좌측 후륜 구동축에 연결하고, 후방 파이널 기어 기구의 구동 출력부로부터 제2 클러치를 거쳐서 우측 후륜 구동축에 연결하는 것이면, 제1, 제2 실시예로 한정되지 않는다.

제1, 제2 실시예에서는 동력원으로서 엔진만을 탑재한 엔진 차량의 구동력 배분 장치를 나타냈지만, 동력원으로서 엔진과 모터를 탑재한 하이브리드 차량이나 동력원으로서 모터를 탑재한 전기 자동차나 연료 전지차 등에도 적용할 수 있다. 요컨데, 동력원으로부터의 동력을 좌우 전륜으로 전달하는 전륜 동력 전달 경로와, 동력원으로부터의 동력을 클러치를 거쳐서 좌우 후륜으로 전달하는 후륜 동력 전달 경로를 구비한 차량의 구동력 배분 장치에 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 트랜스퍼 기구와 후방 차동 기구 사이의 공간을 확보하면 서 후륜 증속 기능과 좌우 구동력 독립 제어 기능을 발휘할 수 있는 차량의 구동력 배분 장치를 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 동력원으로부터의 동력을 좌우 전륜으로 전달하는 전륜 동력 전달 경로와, 동력원으로부터의 동력을 클러치를 거쳐서 좌우 후륜으로 전달하는 후륜 동력 전달 경로를 구비한 차량의 구동력 배분 장치에 있어서,

   상기 후륜 동력 전달 경로는 전륜측의 트랜스퍼 기어 기구와 후륜측의 후방 파이널 기어 기구를 추진축만을 거쳐서 연결하고, 제1 클러치를 거쳐서 상기 후방 파이널 기어 기구와 좌측 후륜 구동축을 연결하고, 제2 클러치를 거쳐서 상기 후방 파이널 기어 기구와 우측 후륜 구동축을 연결하고,

   상기 트랜스퍼 기어 기구의 기어비 및 상기 후방 파이널 기어 기구의 기어비 중 적어도 한쪽을 전륜보다도 후륜을 증속시키는 증속 기어비가 되는 설정으로 하고, 또한 상기 제1 클러치와 제2 클러치는 외부로부터 각각 독립적으로 전달 토크를 변경 제어하는 독립 가변 제어형 클러치로 한 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 배분 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 트랜스퍼 기어 기구의 기어비와 상기 후방 파이널 기어 기구의 기어비에 의한 증속 기어비를 전륜보다도 후륜을 2 ％ 내지 5 ％ 증속시키는 설정으로 한 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 배분 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 후방 파이널 기어 기구는 상기 추진축의 단부에 설치한 하이포이드 기어와, 상기 좌우 후륜의 차축을 중심축으로 하는 원통형 차동 기어 케이스에 고정되어 상기 하이포이드 기어와 맞물리는 링 기어로 구성하고,

   상기 원통형 차동 기어 케이스에는 원통 내면의 중앙부 위치에 구획벽을 설치하는 동시에, 상기 구획벽을 이격하여 제1 클러치실과 제2 클러치실을 형성하고,

   상기 제1 클러치실에 상기 제1 클러치를 배치하고, 상기 제2 클러치실에 상기 제2 클러치를 배치한 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 배분 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 클러치는 상기 원통형 차동 기어 케이스의 제1 클러치실 내면에 형성한 제1 스플라인 기어와, 상기 제1 클러치실에 삽입 배치한 상기 좌측 후륜 구동축의 단부와의 사이에 개재 장착한 제1 클러치 플레이트를 갖는 다판 클러치이고,

   상기 제2 클러치는 상기 원통형 차동 기어 케이스의 제2 클러치실 내면에 형성한 제2 스플라인 기어와, 상기 제2 클러치실에 삽입 배치한 상기 우측 후륜 구동축의 단부와의 사이에 개재 장착한 제2 클러치 플레이트를 갖는 다판 클러치인 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 배분 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 원통형 차동 기어 케이스는 상기 구획벽에 축방향으로 관통하는 관통 구멍을 복수 형성하고, 상기 복수의 관통 구멍의 부분에만 케이스 전체 길이에 걸쳐서 상기 제1 스플라인 기어와 상기 제2 스플라인 기어의 공통 스 플라인 기어를 형성한 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 배분 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 클러치와 제2 클러치는 전자석으로의 코일 전류 지령에 따라서 구속 토크를 발생하는 파일럿 클러치 플레이트와, 상기 파일럿 클러치 플레이트의 구속 토크에 따라서 캠력을 발생하는 볼 캠과, 상기 볼 캠의 캠력에 따른 압박에 의해 전달 토크를 발생하는 메인 클러치 플레이트를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 배분 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 클러치와 제2 클러치는 모터로의 구동 지령에 따른 캠 플레이트를 거쳐서 캠력을 발생하는 볼 캠과, 상기 볼 캠의 캠력에 따른 압박에 의해 전달 토크를 발생하는 클러치 플레이트를 각각 갖고,

   상기 제1 클러치의 제1 모터와, 상기 제2 클러치의 제2 모터는 2개의 모터축이 좌우 후륜의 차축과 평행하고, 또한 제1 캠 플레이트와 제2 캠 플레이트의 주위 상에서 맞물림 위치를 다르게 함으로써 주위 방향에 서로 겹치는 배치로 한 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 배분 장치.

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