JP2007032822A - Torque distributor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第１出力軸からの駆動トルクを２つの出力軸にトルク配分する差動手段の差動を、運転状態に応じて制限するトルク配分装置に関する。 The present invention relates to a torque distribution device that limits a differential of a differential unit that distributes a drive torque from a first output shaft to two output shafts according to an operating state.
従来から、フルタイム式の４輪駆動車では、トルク配分装置として、プラネタリギヤ機構を用いたセンタデファレンシャル（差動手段）が知られている。又、この種のセンタデファレンシャルには、センタデファレンシャルに作用するトルクに応じて前後輪の差動を制限することで、トルク配分を適切に行う差動制限機構を併設するものが多い。 Conventionally, in a full-time four-wheel drive vehicle, a center differential (differential means) using a planetary gear mechanism is known as a torque distribution device. Many of these types of center differentials are also provided with a differential limiting mechanism for appropriately distributing torque by limiting the differential between the front and rear wheels in accordance with the torque acting on the center differential.
例えば、特許文献１（特開２００４−２２５７１６号公報）には、電子制御型差動制限装置（差動制限手段）及びトルク感応型差動制限機構を備える差動装置が開示されている。すなわち、この文献では、プラネタリギヤ機構を構成するリングギヤ部材を入力側リングギヤ部材と出力側リングギヤ部材とに二分割し、入力側リングギヤ部材をプラネタリピニオンに噛合させ、出力側リングギヤ部材をメインクラッチを介してサンギヤ軸に連設させると共に、入力側リングギヤ部材と出力側リングギヤ部材との間にトルクカム機構を配設する。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-225716 discloses a differential device including an electronically controlled differential limiting device (differential limiting means) and a torque-sensitive differential limiting mechanism. That is, in this document, the ring gear member constituting the planetary gear mechanism is divided into an input side ring gear member and an output side ring gear member, the input side ring gear member is engaged with the planetary pinion, and the output side ring gear member is connected via the main clutch. A torque cam mechanism is disposed between the input side ring gear member and the output side ring gear member while being connected to the sun gear shaft.
そして、入力側リングギヤ部材に走行時の抵抗によって生じる入力トルクが印加されて、トルクカム機構に軸方向に作用するカムスラスト力が発生すると、出力側リングギヤ部材がプレッシャプレートを介してメインクラッチに差動制限トルク（クラッチ押圧力）を付与する。その結果、電子制御型差動制限装置の動作に拘わりなく、入力トルクに応じた差動制限を得ることができる。
ところで、上述した文献に開示されている技術では、メインクラッチに付与するクラッチ押圧力（差動制限トルク）は、最大入力トルク時に発生する押圧力が最大値であり、それ以上の押圧力をメインクラッチに付与することはできない。 By the way, in the technique disclosed in the above-mentioned document, the clutch pressing force (differential limit torque) applied to the main clutch is the maximum value generated at the time of the maximum input torque. It cannot be granted to the clutch.
メインクラッチに付与するクラッチ押圧力を増幅させる技術として、差動制限装置を構成する電磁コイルの容量を増加し、或いはパイロットクラッチのクラッチ枚数を増加させることが考えられるが、装置全体が大型化するばかりでなく、構造が複雑化するため、実現性に乏しい。 As a technique for amplifying the clutch pressing force applied to the main clutch, it is conceivable to increase the capacity of the electromagnetic coil constituting the differential limiting device or increase the number of pilot clutches, but the overall size of the device increases. Not only is the structure complicated, it is not feasible.
本発明は、上記事情に鑑み、差動制限トルクを電子的に制御する差動制限手段の容量を増加させることなく、しかも走行時の抵抗によって生じる入力トルクに拘わりなく、差動制限トルクの最大値を増幅させることのできるトルク配分装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a maximum differential limiting torque without increasing the capacity of the differential limiting means for electronically controlling the differential limiting torque, and irrespective of the input torque generated by the resistance during travel. An object is to provide a torque distribution device capable of amplifying a value.
上記目的を達成するため本発明によるトルク配分装置は、第１出力軸からの駆動トルクを第２出力軸と第３出力軸とにトルク配分する差動手段と、上記差動手段に併設すると共に上記第２出力軸と上記第３出力軸との一方に連設する回転部材と、上記回転部材と上記第２出力軸と上記第３出力軸との他方に介装する摩擦締結手段と、上記摩擦締結手段に付与する差動制限トルクを車両の運転状態に応じて電子的に制御する差動制限手段とを備え、上記回転部材を上記第２出力軸と上記第３出力軸との他方側に連設する第１の回転部材と上記摩擦締結手段側に連設する第２の回転部材とに分割し、上記第２の回転部材を上記摩擦締結手段を解放／締結する方向へスライド自在に設け、上記第１の回転部材と上記第２の回転部材との間に、上記差動制限手段にて上記摩擦締結手段に上記差動制限トルクを付与したときの差回転に応じて上記摩擦締結手段に対するアシスト力を発生させるトルクカム機構を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a torque distribution device according to the present invention is provided with differential means for distributing torque from the first output shaft to the second output shaft and the third output shaft, and the differential means. A rotating member connected to one of the second output shaft and the third output shaft; friction fastening means interposed on the other of the rotating member, the second output shaft, and the third output shaft; Differential limiting means for electronically controlling the differential limiting torque applied to the frictional engagement means in accordance with the driving state of the vehicle, and the rotating member on the other side of the second output shaft and the third output shaft Is divided into a first rotating member provided continuously to the friction fastening means side and a second rotating member provided continuously to the friction fastening means side, and the second rotating member is slidable in a direction to release / fasten the friction fastening means. Providing the difference between the first rotating member and the second rotating member. Characterized in that a torque cam mechanism for generating the assist force with respect to the friction engagement means in accordance with the differential rotation when at limiting means to impart the differential limiting torque to the frictional engagement means.
本発明によれば、差動制限手段が作動したときにのみトルクカム機構を作動させて、メインクラッチに対する差動制限トルクをアシストさせるようにしたので、走行時の抵抗によって生じる入力トルクに拘わりなく、しかも差動制限手段の容量を増加させることなく、差動制限トルクの最大値を増幅させることができる。 According to the present invention, the torque cam mechanism is operated only when the differential limiting means is operated to assist the differential limiting torque for the main clutch, so regardless of the input torque generated by the resistance during travel, In addition, the maximum value of the differential limiting torque can be amplified without increasing the capacity of the differential limiting means.
以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１〜図５に本発明の第１形態を示す。図１はセンタデファレンシャル装置の軸方向に沿った断面側面図、図２はトルクカム機構の要部拡大図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional side view along the axial direction of the center differential device, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the torque cam mechanism.
トルク配分装置の一例であるセンタデファレンシャル装置１は、トランスミッションケースの後部に接合されたトランスファーケース２、及びエクステンションケース３内に収容されており、図示しない変速機から延出する第１出力軸としての変速機出力軸４の後端に、センタデファレンシャル装置１の入力軸８が結合されている。
A center
更に、この変速機出力軸４内に、第２出力軸としてのフロントドライブ軸５が相対回動自在に挿通支持されている。このフロントドライブ軸５の後部に、第３出力軸であるリヤドライブ軸６が軸受けを介して回動自在に支持されている。このリヤドライブ軸６の後部にボス部６ａが突設され、このボス部６ａに軸受け７が嵌合されている。ボス部６ａは軸受け７を介して、エクステンションケース３に回動自在に支持される。尚、このリヤドライブ軸６に形成されているリヤドライブギヤ６ｂは、リダクションギヤ（図示せず）を介して、後輪側へ延出されているトランスファ軸に連設されており、このトランスファ軸がプロペラ軸及びリヤデフ装置を介して後輪軸に連設される。
Further, a
又、フロントドライブ軸５と変速機出力軸４とリヤドライブ軸６と間の軸周上に、前後輪間の差動を吸収する差動手段としてのプラネタリギヤ機構１０と、このプラネタリギヤ機構１０の差動を制限する、差動制限手段としての電子制御型差動制限装置（以下「差動制限装置」と称する）３１を構成する各部材が配設されている。
Further, a
プラネタリギヤ機構１０はサンギヤ１１と、このサンギヤ１１の外周に配設されているリングギヤ１３と、このリングギヤ１３の外周に係合して、このリングギヤ１３と一体回転するデファレンシャルケース１２とを有している。更に、このサンギヤ１１とリングギヤ１３との間にプラネタリピニオン１４が介装されている。尚、このデファレンシャルケース１２の後端に、差動制限装置３１を構成するクラッチハウジング３８を介してドラム３９が一体形成されている。
The
本形態では、複数（例えば６個）のプラネタリピニオン１４が等間隔で配設されており、各プラネタリピニオン１４の両端が前後プラネタリキャリア１５，１６に軸受けを介して回動自在に支持されている。更に、両プラネタリキャリア１５，１６は、プラネタリピニオン１４と干渉しない部位でボルト１７を介して一体結合されている。
In this embodiment, a plurality (for example, six) of
又、前側プラネタリキャリア１５に一体形成された入力軸８が、変速機出力軸４の後部に係合されている。この入力軸８の外周に、支持プレート１８が回動自在に挿通され、この支持プレート１８の外周がデファレンシャルケース１２に係合されている。
An input shaft 8 formed integrally with the front
又、サンギヤ１１とフロントドライブ軸５との間に、第１の回転部材としてのフロント出力軸１９が介装されている。このフロント出力軸１９の内周、及び外周がフロントドライブ軸５とフロント出力軸１９とにスプライン係合されている。
Further, a
更に、フロント出力軸１９の後部外周に、第２の回転部材としてのクラッチハブ２１の内周が挿通され、このクラッチハブ２１の内周後部側縁とフロント出力軸１９の後部とが係合されており、この係合部位にトルクカム機構２０が設けられている。
Further, the inner periphery of the
このトルクカム機構２０の詳細な構成については後述するが、その動作について簡単に説明する。トルクカム機構２０の互いに係合する歯面が台形カム歯となっており、後述するメインクラッチ２５が締結されて、フロント出力軸１９とクラッチハブ２１との間に差回転が発生すると、トルクカム機構２０の台形カム歯間に軸方向への滑りが生じ、フロント出力軸１９とクラッチハブ２１とが互いに離間する方向へスライドしようとする。しかし、フロント出力軸１９の先端がスナップリング９を介してサンギヤ１１の側壁に掛止されているため、その反作用でクラッチハブ２１が、図１の左方向へスライドする。
The detailed configuration of the
このクラッチハブ２１に後側クラッチプレート２２が一体形成されている。一方、後側プラネタリキャリア１６の側面に前側クラッチプレート２３が固設されている。この前側クラッチプレート２３と後側クラッチプレート２２との間に、摩擦締結手段としてのメインクラッチ（本形態では、湿式多板クラッチ）２５が配設されている。このメインクラッチ２５は、それが締結されることで、プラネタリギヤ機構１０の差動回転を制限するもので、外周がデファレンシャルケース１２にスプライン嵌合されているプレートと、内周がクラッチハブ２１にスプライン嵌合されているプレートとが交互に配設されて構成されている。
A rear clutch plate 22 is integrally formed with the
又、後側クラッチプレート２２の背面に、プレッシャプレート２４が一体回転自在にスプライン嵌合されている。更に、このプレッシャプレート２４の後方に、上述した差動制限装置３１が配設されている。この差動制限装置３１の構成については、本出願人が先に提出した特開平６−３２０９７３号公報に詳述されている。
A pressure plate 24 is spline-fitted on the back surface of the rear clutch plate 22 so as to be integrally rotatable. Further, the differential limiting
ここで、差動制限装置３１の構成について簡単に説明する。この差動制限装置３１は、電磁コイル３２を収容する電磁石３３を有し、この電磁石３３がドラム３９に回動自在に支持されている。尚、ドラム３９はリヤドライブ軸６にスプライン嵌合されて一体回転され、更に、このドラム３９にデファレンシャルケース１２が一体形成されている。
Here, the configuration of the differential limiting
又、電磁石３３の前方にクラッチハウジング３８が対設されており、このクラッチハウジング３８の前方に、このクラッチハウジング３８にスプライン係合されて進退自在に支持されている装置側プレッシャプレート３４が対設されており、この装置側プレッシャプレート３４とクラッチハウジング３８との間にパイロットクラッチ３５が配設されている。
In addition, a
パイロットクラッチ３５はドライブプレートとドリブンプレートとを所定間隔を開けて交互に配設された構成となっており、ドライブプレートの外周がデファレンシャルケース１２の内周にスプライン嵌合され、一方、ドリブンプレートの内周がクラッチハブ３６にスプライン嵌合されている。クラッチハブ３６は、リヤドライブ軸６に回転自在で、且つ軸方向への移動が規制された状態で外装されている。更に、このクラッチハブ３６とプレッシャプレート２４との対向面にカム溝が各々形成されており、このカム溝間にカムボール３７が収容されている。
The
そして、図示しない制御ユニットから電磁石３３に収容されている電磁コイル３２に対して制御電流Ｉを通電し、電磁石３３を磁化させて、装置側プレッシャプレート３４と電磁石３３との間に介装されているパイロットクラッチ３５を締結させて、クラッチハブ３６を回転させたとき、クラッチハブ３６とプレッシャプレート２４との間に差回転が生じると、互いに対向するカム溝の位相にずれが生じ、その結果、カムボール３７がプレッシャプレート２４を前方へ押圧する。尚、制御ユニットでは、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサや、前後加速度センサ等、車両の挙動を検出するセンサ類で検出した値に基づいて、プレッシャプレート２４に発生させるスラスト力に対応した制御電流Ｉを設定する。
Then, a control current I is applied to the
又、後側プラネタリキャリア１６の側面にボス部１６ａが突設されている。このボス部１６ａは、プラネタリピニオン１４と干渉しない部位でサンギヤ１１とリングギヤ１３との間に臨まされ、その先端に前側プラネタリキャリア１５の側壁が当接される。ボス部１６ａの先端に前側プラネタリキャリア１５の側面を当接させることで、両プラネタリキャリア１５，１６間の間隔を一定に保持することができる。更に、このボス部１６ａに、ボルト１７が前側プラネタリキャリア１５側から螺入されて、両プラネタリキャリア１５，１６が締結固定される。又、ボルト１７の先端にピン１７ａが突設されており、このピン１７ａに、前側クラッチプレート２３が係入されている。従って、前側クラッチプレート２３と後側プラネタリキャリア１６とはピン１７ａを介して一体回転される。
Further, a boss portion 16 a is projected from the side surface of the rear
又、フロント出力軸１９とクラッチハブ２１との係合部位に設けられているトルクカム機構２０は、互いに噛合する台形カム歯４１，４２を有し、この各台形カム歯４１，４２が、フロント出力軸１９の後部外周とクラッチハブ２１の内周後部側縁部とに、一定の間隔を開けて形成されている。尚、図２においては、各台形カム歯４１，４２が展開された状態で示されており、同図に矢印で示す方向を、前進走行時の回転方向としている。
The
又、この各台形カム歯４１，４２に、ドライブ走行時、及びコースト走行時の差回転により、互いに係合するカム面４１ａ，４２ａ、及び４１ｂ，４２ｂが各々形成されている。尚、一方のカム面４１ａ，４２ａのカム角（台形カム歯４１，４２を展開したときの台形カム歯４１，４２のスラスト方向の軸とカム面４１ａ，４２ａ間とのなす角度）θ１と、他方のカム面４１ｂ，４２ｂのカム角（台形カム歯４１，４２を展開したときの台形カム歯４１，４２のスラスト方向の軸とカム面４１ｂ，４２ｂ間とのなす角度）θ２とは、走行状態に応じて最適な差動制限トルクを得ることができるような値に設定されている。
The
次に、このような構成による本形態の作用について説明する。
前進走行時において、変速機にて所定に変速されて変速機出力軸４から出力される駆動トルクは、この変速機出力軸４に結合されているセンタデファレンシャル装置１の入力軸８に入力され、この入力軸８に一体形成されている、プラネタリギヤ機構１０の前側プラネタリキャリア１５を介して、この前側プラネタリキャリア１５と後側プラネタリキャリア１６とに支持されているプラネタリピニオン１４を公転させる。
Next, the effect | action of this form by such a structure is demonstrated.
During forward travel, the drive torque that is shifted by the transmission and output from the
このプラネタリピニオン１４は、サンギヤ１１とリングギヤ１３とに噛合されている。又、サンギヤ１１がフロントドライブ軸５に、フロント出力軸１９を介して連結され、一方、リングギヤ１３の外周にデファレンシャルケース１２がスプライン嵌合されている。更に、このデファレンシャルケース１２の後端に、差動制限装置３１に設けられているドラム３９が一体形成されており、このドラム３９がリヤドライブ軸６にスプライン嵌合されている。
This
従って、変速機出力軸４から出力された駆動トルクは、このプラネタリピニオン１４により、サンギヤ１１側とリングギヤ１３側とに、サンギヤ１１とリングギヤ１３とのギヤ比で決定される基本トルク配分比率（例えば、前輪４：後輪６）で配分されて、フロントドライブ軸５とリヤドライブ軸６とに伝達され、この両ドライブ軸５，６を介して、駆動トルクが前後輪へ伝達されて４輪駆動走行が行われる。
Accordingly, the driving torque output from the
一方、差動制限装置３１は、図示しない制御ユニットから走行時の運転条件に応じて設定した制御電流Ｉを電磁コイル３２に通電し、メインクラッチ２５に対するクラッチ押圧力を制御する。この場合、例えば、乾燥路面等の比較的高μ路な路面において、図示しない制御ユニットから通電される制御電流Ｉが零に設定された状態では、パイロットクラッチ３５が解放状態となるので、メインクラッチ２５も解放される。
On the other hand, the differential limiting
メインクラッチ２５が解放された状態では、サンギヤ１１とリングギヤ１３との相対回転が許容されているため、変速機出力軸４から出力された駆動トルクは、図３の中央に実線で示すように、プラネタリギヤ機構１０で設定される基本トルク配分比率（例えば、前輪４：後輪６）に従って、前輪側伝達トルクＴＦと後輪側伝達トルクＴＲとに配分される。
In the state where the main clutch 25 is released, the relative rotation between the sun gear 11 and the
一方、雨路、雪路等、低μ路状態にある路面において、車両を発進させる際、或いはカーブなどを走行中に前後輪の一方がスリップすると、それを検出した制御ユニット（図示せず）では、そのスリップ状態に応じた制御電流Ｉを電磁コイル３２へ出力する。すると、この電磁コイル３２に配設されている電磁石３３が磁化され、パイロットクラッチ３５を介して対設する装置側プレッシャプレート３４が吸引される。
On the other hand, a control unit (not shown) that detects when one of the front and rear wheels slips when the vehicle is started on a road surface in a low μ road state such as a rainy road, a snowy road, or while traveling on a curve or the like Then, the control current I corresponding to the slip state is output to the
装置側プレッシャプレート３４が電磁石３３に吸引されると、この装置側プレッシャプレート３４とクラッチハウジング３８との間に介装されているパイロットクラッチ３５が締結され、デファレンシャルケース１２の回転がパイロットクラッチ３５を介してクラッチハブ３６に伝達されて、クラッチハブ３６が回転する。
When the device-
一方、このクラッチハブ３６に対設するプレッシャプレート２４は、後側クラッチプレート２２にスプライン係合され、更に、この後側クラッチプレート２２がフロント出力軸１９にトルクカム機構２０を介して連設されており、このフロント出力軸１９がサンギヤ１１とフロントドライブ軸５との間にスプライン係合されている。従って、プレッシャプレート２４は、フロントドライブ軸５と一体回転する。
On the other hand, the pressure plate 24 facing the
上述したように、制御ユニットでは、前後輪の一方のスリップを検出してパイロットクラッチ３５を締結動作させるようにしているので、クラッチハブ３６とプレッシャプレート２４との間に差回転が生じる。クラッチハブ３６とプレッシャプレート２４との間に差回転が生じると、この両部材の対向面に形成されているカム溝の位相がずれるため、このカム溝間に介装されているカムボール３７がプレッシャプレート２４を前方へ押圧し、このプレッシャプレート２４に、所定のスラスト力を発生させ、メインクラッチ２５を前側クラッチプレート２３へ押圧し、所定のクラッチ押圧力（差動制限トルク）を発生させる。
As described above, since the control unit detects one slip of the front and rear wheels to engage the
前側クラッチプレート２３は後側プラネタリキャリア１６と一体回転しているため、メインクラッチ２５にクラッチ押圧力が発生すると、前側クラッチプレート２３とデファレンシャルケース１２との間の差回転、及び前側クラッチプレート２３とクラッチハブ３６との間の差回転が次第に縮小されて、両ドライブ軸５，６間の差動が制限される。
Since the front
その際、メインクラッチ２５のクラッチ押圧力を越えて前輪或いは後輪がスリップしようとすると、クラッチハブ３６とフロント出力軸１９との間に設けたトルクカム機構２０を構成する台形カム歯４１，４２の互いに噛合するカム面４１ａ，４２ａ（或いは４１ｂ，４２ｂ）に、回転方向に作用するトルクカム伝達トルクＴＡと、軸方向に作用するアシスト力としてのカムスラスト力ＴＳとが発生する（図２参照）。
At that time, if the front wheel or the rear wheel tries to slip beyond the clutch pressing force of the main clutch 25, the
この場合、フロント出力軸１９の前端部はスナップリング９によって、サンギヤ１１の前側面に掛止されているため、フロント出力軸１９は後方（図１の右側）への移動が規制されている。従って、互いに噛合するカム面４１ａ，４２ａ（或いは４１ｂ，４２ｂ）間に発生したカムスラスト力ＴＳにて、クラッチハブ２１側の台形カム歯４２に形成されているカム面４２ａが前方（図１の左方向）へ押圧移動されて、メインクラッチ２５に対するクラッチ押圧力がアシストされ、より強いクラッチ押圧力が発生する。
In this case, since the front end portion of the
その結果、差動制限装置３１によって制御されるクラッチ押圧力を越えて、前輪或いは後輪がスリップしようとした場合は、トルクカム機構２０によりメインクラッチ２５に対するクラッチ押圧力がアシストされるので、差動制限装置３１では制御しきれない瞬間的な変動領域であってもスリップの発生を抑制することができる。
As a result, when the front wheel or the rear wheel tries to slip beyond the clutch pressing force controlled by the differential limiting
このように、本形態では、トルクカム機構２０により、差動制限装置３１によって制御されるクラッチ押圧力をアシストするようにしたので、メインクラッチ２５に発生させるクラッチ押圧力の最大値を、入力トルクとは無関係に設定することができる。従って、差動制限装置３１の容量を増加させることなく、クラッチ押圧力の最大値を増幅させることができるので、装置全体の大型化を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
この場合、メインクラッチ２５の容量が従来の仕様で充分なときは、相対的に差動制限装置３１の電磁コイル３２の容量やパイロットクラッチ３５の枚数を縮小することが可能となり、構造の簡素化、及び装置全体の小型化を実現することができる。
In this case, when the capacity of the main clutch 25 is sufficient with the conventional specification, it is possible to relatively reduce the capacity of the
次に、図４、図５を用いて、前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの関係から、前輪側へ伝達される駆動トルク(以下「前輪側伝達トルクＴＦ」と称する)と、後輪側へ伝達される駆動トルク(以下「後輪側伝達トルクＴＲ」と称する)の変化について説明する。 Next, referring to FIG. 4 and FIG. 5, from the relationship between the front wheel side rotational speed NF and the rear wheel side rotational speed NR, drive torque transmitted to the front wheel side (hereinafter referred to as “front wheel side transmission torque TF”). Next, a change in driving torque transmitted to the rear wheel side (hereinafter referred to as “rear wheel side transmission torque TR”) will be described.
図４は前輪にスリップが発生して、メインクラッチ２５にクラッチ押圧力が付与された状態が示されている。メインクラッチ２５にクラッチ押圧力が発生すると、リヤドライブ軸６に、クラッチハウジング３８などを介して連設するデファレンシャルケース１２と、フロントドライブ軸５にフロント出力軸１９を介して連設するクラッチハブ２１との間に、メインクラッチ２５を介してトルク経路がバイパス形成される。更に、後側プラネタリキャリア１６と、デファレンシャルケース１２及びクラッチハブ２１との間に、メインクラッチ２５を介してトルク経路がバイパス形成される。
FIG. 4 shows a state in which a slip has occurred on the front wheel and a clutch pressing force is applied to the
前輪にスリップが発生した状態では、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも高いので（ＮＦ＞ＮＲ）、同図に中線の矢印で示すように、サンギヤ１１に伝達される前輪側伝達トルクＴＦの一部が、フロント出力軸１９、クラッチハブ２１から、メインクラッチ２５によって形成されたトルク経路を経て、リヤドライブ軸６へ一定割合のトルク移動が行われる。その結果、リヤドライブ軸６には、トルク経路を介して入力される駆動トルク(中線の矢印で示す)が合算された後輪側伝達トルクＴＲ(太線の矢印で示す)が入力されて、後輪へ伝達される。
In the state where slip occurs in the front wheel, the front wheel side rotational speed NF is higher than the rear wheel side rotational speed NR (NF> NR), and therefore, as shown by the middle arrow in FIG. A part of the side transmission torque TF is moved at a certain rate from the
一方、コースト走行においては、変速機出力軸４からのエンジンブレーキトルクが前側プラネタリキャリア１５に入力されて、上述と同様、メインクラッチ２５にクラッチ押圧力が発生し、リヤドライブ軸６とフロントドライブ軸５との間にトルク経路がバイパス形成される。その結果、通常走行時と同様、リヤドライブ軸６とフロントドライブ軸５との間で、この両者の回転数ＮＲ，ＮＦの大きい方から小さい方へトルク経路を経て、一定割合のトルク移動が行われる。
On the other hand, in coasting, the engine brake torque from the
又、図５は後輪にスリップが発生して、メインクラッチ２５にクラッチ押圧力が付与された状態が示されている。上述と同様、メインクラッチ２５によりトルク経路がバイパス形成されると共に、後側プラネタリキャリア１６と、デファレンシャルケース１２及びクラッチハブ２１との間に、メインクラッチ２５を介してトルク経路がバイパス形成される。
FIG. 5 shows a state in which a slip occurs on the rear wheel and a clutch pressing force is applied to the
後輪にスリップが発生した状態では、後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも高いので（ＮＲ＞ＮＦ）、同図に中線の矢印で示すように、プラネタリピニオン１４からデファレンシャルケース１２に伝達される後輪側伝達トルクＴＲの一部が、メインクラッチ２５、クラッチハブ２１、フロント出力軸１９を介して、フロントドライブ軸５へ一定割合のトルク移動が行われる。
In the state where the slip occurs in the rear wheel, the rear wheel side rotational speed NR is higher than the front wheel side rotational speed NF (NR> NF), so that the differential case from the
すると、フロントドライブ軸５には、トルク経路を介して入力される駆動トルク(中線の矢印で示す)が合算された前輪側伝達トルクＴＦ(太線の矢印で示す)が入力されて、前輪へ伝達される。
Then, a front wheel side transmission torque TF (indicated by a thick line arrow), which is a sum of driving torques (indicated by a medium line arrow) input via the torque path, is input to the
次に、図３に示す特性図を用いて、前輪側回転数ＮＦ及び後輪側回転数ＮＲと、前輪側伝達トルクＴＦ及び後輪側伝達トルクＴＲとの関係を説明する。 Next, the relationship between the front wheel side rotational speed NF and the rear wheel side rotational speed NR, the front wheel side transmission torque TF, and the rear wheel side transmission torque TR will be described using the characteristic diagram shown in FIG.
前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとが等しく、メインクラッチ２５が解放状態にある場合、図の中央に実線で示すように、プラネタリギヤ機構１０により設定される基本トルク配分で、前輪側伝達トルクＴＦと後輪側伝達トルクＴＲとが設定される。
When the front wheel speed NF and the rear wheel speed NR are equal and the main clutch 25 is in the disengaged state, as shown by the solid line in the center of the figure, the basic torque distribution set by the
一方、同図にハッチングで示すように、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも大きくなろうとする領域、及び後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも大きくなろうとする領域では、差動制限装置３１が動作し、パイロットクラッチ３５による差動制限量にてメインクラッチ２５が締結動作されるため、差動が制限される。その際、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも大きくなろうとする領域では、前輪側へ伝達される駆動トルクの一部が後輪側へ伝達されて、後輪側伝達トルクＴＲが大きくなる。一方、後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも大きくなろうとする領域では、後輪側へ伝達される駆動トルクの一部が前輪側へ伝達されて、前輪側伝達トルクＴＦが大きくなる。
On the other hand, as indicated by hatching in the figure, the region in which the front wheel speed NF tends to be larger than the rear wheel speed NR, and the rear wheel speed NR tends to be larger than the front wheel speed NF. In the region, the differential limiting
その結果、例えば低μ路の路面での発進時及び走行時のスリップの発生を抑制することができる。この場合、同図に一点鎖線で示すように、メインクラッチ２５の締結力の限界を超えて前輪、或いは後輪がスリップしてしまう領域では、トルクカム機構２０が作動し、差動制限装置３１によって設定されたクラッチ押圧力をアシストして、増幅させる。クラッチ押圧力をトルクカム機構２０の動作により増幅させることで、差動制限装置３１では制御しきれない瞬間的な変動領域であってもスリップの発生を抑制することができる。従って、差動制限装置３１の制御動作に比し応答性がよく全体として良好な走行性能を得ることができる。
As a result, for example, it is possible to suppress the occurrence of slip when starting and running on a low μ road surface. In this case, as indicated by a one-dot chain line in the figure, in a region where the front wheel or the rear wheel slips beyond the limit of the fastening force of the main clutch 25, the
又、図６、図７に本発明の第２形態を示す。上述した第１形態では、トルクカム機構２０を、互いに噛合する台形カム歯４１，４２で構成し、この台形カム歯４１，４２のカム面４１ａ，４２ａ（或いは４１ｂ，４２ｂ）間に発生するカムスラスト力ＴＳで、メインクラッチ２５を押圧するようにしたが、本形態では、トルクカム機構２０として、いわゆるボールカムを採用したものである。尚、トルクカム機構２０以外の構成は、第１形態と同様であるため、同一構成部分については第１形態と同一の符号を付して図面による説明は省略する。
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the
本形態によるトルクカム機構２０は、フロント出力軸１９とクラッチハブ２１との対向面の円周上に複数のカム溝４６，４７が所定間隔毎に形成されており、この各カム溝４６，４７間にカムボール４８が転動自在に介装されている。各カム溝４６，４７に、最深部の中立溝４６ａ，４７ａから周方向両側へ向けて深さが浅くなるカム面４６ｂ，４６ｃ、及び４７ｂ，４７ｃが各々形成されている。尚、各カム面４６ｂ，４６ｃ，４７ｂ，４７ｃの傾斜角は任意に設定することができる。更に、各カム面４６ｂ，４６ｃ，４７ｂ，４７ｃの傾斜角は同一である必要はなく、個々に異なる傾斜角を有していても良い。
In the
このような構成では、図６に示すように、フロント出力軸１９とクラッチハブ２１との間に差回転が発生していない状態、すなわち、メインクラッチ２５が解放状態にあるときは、カムボール４８が中立溝４６ａ，４７ａ間に臨まされている。
In such a configuration, as shown in FIG. 6, when no differential rotation occurs between the
そして、差動制限装置３１の動作により、メインクラッチ２５が締結した状態で、フロント出力軸１９とクラッチハブ２１との間に差回転が発生すると、図７に示すように、両カム溝４６，４７間の位相にずれが生じ、カムボール４８が互いに対向するカム面４６ｃ，４７ｂ（或いは４６ｂ，４７ｃ）上を転動するため、クラッチハブ２１が押圧されて、差動制限装置３１によって設定されたクラッチ押圧力をアシストするアシスト力が発生し、メインクラッチ２５がより強固に締結される。
When a differential rotation occurs between the
カムボール４８は転動しながらクラッチハブ２１を押圧するので、第１形態のように、台形状のカム面４１ａ，４２ａ（或いは４１ｂ，４２ｂ）をスライドさせてカム動作させる場合に比し、ヒステリシスが少なく、タイトコーナブレーキング現象の発生を抑制することができる。カム溝４６，４７の形成が、第１形態のような台形カム歯４１，４２を形成する場合に比し容易で、製造コストの低減を図ることができる。更に、カム溝４６，４７の傾斜角は簡単に設計変更することができるため、第１形態に比しクラッチ押圧力の調整が容易となる。
Since the
１ センタデファレンシャル装置、
４ 変速機出力軸、
５ フロントドライブ軸、
６ リヤドライブ軸、
８ 入力軸、
１０ プラネタリギヤ機構、
１１ サンギヤ、
１２ デファレンシャルケース、
１３ リングギヤ、
１５ 前側プラネタリキャリア、
１６ 後側プラネタリキャリア、
１９ フロント出力軸、
２０ トルクカム機構、
２１ クラッチハブ、
２５ メインクラッチ、
３１ 差動制限装置、
３５ パイロットクラッチ、
３８ クラッチハウジング、
４１，４２ 台形カム歯、
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ カム面、
４６，４７ カム溝、
４６ａ，４７ａ 中立溝、
４６ｂ，４６ｃ，４７ｂ，４７ｃ カム面、
４８ カムボール、
ＮＦ 前輪側回転数、
ＮＲ 後輪側回転数、
ＴＡ 伝達トルク、
ＴＦ 前輪側伝達トルク、
ＴＲ 後輪側伝達トルク、
ＴＳ カムスラスト力
1 Center differential device,
4 Transmission output shaft,
5 Front drive shaft,
6 Rear drive shaft,
8 input shaft,
10 Planetary gear mechanism,
11 Sungear,
12 Differential case,
13 Ring gear,
15 Front planetary carrier,
16 Rear planetary carrier,
19 Front output shaft,
20 torque cam mechanism,
21 clutch hub,
25 Main clutch,
31 differential limiting device,
35 Pilot clutch,
38 clutch housing,
41, 42 trapezoidal cam teeth,
41a, 41b, 42a, 42b cam surface,
46, 47 Cam groove,
46a, 47a Neutral groove,
46b, 46c, 47b, 47c cam surface,
48 Camball,
NF Front wheel side rotation speed,
NR Rear wheel side rotation speed,
TA transmission torque,
TF Front wheel side transmission torque,
TR rear wheel side transmission torque,
TS Cam thrust force
Claims (3)
上記差動手段に併設すると共に上記第２出力軸と上記第３出力軸との一方に連設する回転部材と、
上記回転部材と上記第２出力軸と上記第３出力軸との他方に介装する摩擦締結手段と、
上記摩擦締結手段に付与する差動制限トルクを車両の運転状態に応じて電子的に制御する差動制限手段と
を備え、
上記回転部材を上記第２出力軸と上記第３出力軸との他方側に連設する第１の回転部材と上記摩擦締結手段側に連設する第２の回転部材とに分割し、
上記第２の回転部材を上記摩擦締結手段を解放／締結する方向へスライド自在に設け、
上記第１の回転部材と上記第２の回転部材との間に、上記差動制限手段にて上記摩擦締結手段に上記差動制限トルクを付与したときの差回転に応じて上記摩擦締結手段に対するアシスト力を発生させるトルクカム機構を設けた
ことを特徴とするトルク配分装置。 Differential means for distributing torque from the first output shaft to the second output shaft and the third output shaft;
A rotating member provided alongside the differential means and connected to one of the second output shaft and the third output shaft;
Friction fastening means interposed on the other of the rotating member, the second output shaft and the third output shaft;
Differential limiting means for electronically controlling the differential limiting torque applied to the frictional engagement means according to the driving state of the vehicle,
The rotating member is divided into a first rotating member connected to the other side of the second output shaft and the third output shaft and a second rotating member connected to the friction fastening means side,
The second rotating member is slidably provided in a direction for releasing / fastening the friction fastening means,
Between the first rotating member and the second rotating member, with respect to the friction fastening means according to the differential rotation when the differential limiting torque is applied to the friction fastening means by the differential limiting means. A torque distribution device comprising a torque cam mechanism for generating an assist force.
ことを特徴とする請求項１記載のトルク配分装置。 The torque distribution according to claim 1, wherein the torque cam mechanism has trapezoidal cams that are formed between opposing surfaces of the first rotating member and the second rotating member and engage with each other. apparatus.
ことを特徴とする請求項１記載のトルク配分装置。 The torque cam mechanism is a ball cam in which cam grooves are respectively provided between opposing surfaces of the first rotating member and the second rotating member, and cam balls are interposed between the cam grooves. Item 2. The torque distribution device according to Item 1.
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