JP2007085551A - 4輪駆動車両用のトランスファ・ケース - Google Patents
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Abstract
【課題】回転部材間の相対回転速度を差動制限できる流体機械式システムを備えた4輪駆動車両用のトランスファケースを提供する。
【解決手段】流体機械式システム20は、第1の回転部材52に回転可能に結合したハウジング62内に配置したケーシング70を備えている。ハウジング内の溜めから作動流体を、ケーシング内の可逆流体圧ポンプ72に供給し、この可逆流体圧ポンプは、第1及び第2の回転部材52、50の間の相対回転に応答して作動流体を送出す。ピストン・アセンブリ96は、ケーシング内に配置され、案内部材98と作動部材100と両部材間に配置した室102とを備えている。流体機械式システムは両回転部材に回転可能に結合した第1及び第2の組の板58、60を持つクラッチ56を備えている。排出通路106は、作動部材を貫いて延び、溜めに作動流体を流出させる。ばね部材108は、作動部材及びクラッチを弾性的に隔離する。
【選択図】図1
【解決手段】流体機械式システム20は、第1の回転部材52に回転可能に結合したハウジング62内に配置したケーシング70を備えている。ハウジング内の溜めから作動流体を、ケーシング内の可逆流体圧ポンプ72に供給し、この可逆流体圧ポンプは、第1及び第2の回転部材52、50の間の相対回転に応答して作動流体を送出す。ピストン・アセンブリ96は、ケーシング内に配置され、案内部材98と作動部材100と両部材間に配置した室102とを備えている。流体機械式システムは両回転部材に回転可能に結合した第1及び第2の組の板58、60を持つクラッチ56を備えている。排出通路106は、作動部材を貫いて延び、溜めに作動流体を流出させる。ばね部材108は、作動部材及びクラッチを弾性的に隔離する。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両駆動列におけるような差動的に回転する前部出力軸と後部出力軸との間の差動速度を制限する一般に流体機械式システム(hydromechanical system)を備え4輪駆動車両用のトランスファ・ケースを提供することにある。
従来の技術
公知の流体機械式システムは、2個の回転部材を回転できるように結合するためにこれ等の2個の回転部材間の相対回転に応答して流体を送る流体圧ポンプを利用している。これ等のシステムは一般に、流体圧作動ピストンに流体を送給する2個の作動回転部材に結合した流体圧ポンプを備えている。この流体圧作動ピストンは、2個の回転部材を互いに連結するクラッチ・アセンブリに作用する。流体圧ポンプは各回転部材の相対回転速度又は差動回転速度に正比例して変る流体容積流量(volumetric flow of fluid)を生ずる。一般に流体圧ピストンは、クラッチ機構を係合させるようにピストンを駆動する流体背圧を生ずるように、ピストンからの流体の押出し流れを制限する流出オリフィスを設けてある。従ってこのようなシステムは、2本の軸間の相対速度又は差動速度に正比例して変る、各回転部材間のトルク・トランスファのための能力(capacity for torque transfer)を提供する。
公知の流体機械式システムは、2個の回転部材を回転できるように結合するためにこれ等の2個の回転部材間の相対回転に応答して流体を送る流体圧ポンプを利用している。これ等のシステムは一般に、流体圧作動ピストンに流体を送給する2個の作動回転部材に結合した流体圧ポンプを備えている。この流体圧作動ピストンは、2個の回転部材を互いに連結するクラッチ・アセンブリに作用する。流体圧ポンプは各回転部材の相対回転速度又は差動回転速度に正比例して変る流体容積流量(volumetric flow of fluid)を生ずる。一般に流体圧ピストンは、クラッチ機構を係合させるようにピストンを駆動する流体背圧を生ずるように、ピストンからの流体の押出し流れを制限する流出オリフィスを設けてある。従ってこのようなシステムは、2本の軸間の相対速度又は差動速度に正比例して変る、各回転部材間のトルク・トランスファのための能力(capacity for torque transfer)を提供する。
従って前記したような流体機械式システムは、トルク・トランスファを生じさせるために、2個の部材間に連続的な相対回転を必要とする。この連続回転は、低い差動回転速度では望ましくないレベルのトルク・トランスファを生ずる。このようなシステムはさらに、差動回転速度が所望の又は所定の限度を越えると、各部材間の相対回転を阻止する能力をもはや持たない。
1例として車両駆動列においては、差動的に回転する軸間の差動速度を制限するのが望ましいことが多い。4輪駆動車両は車両の各車輪を駆動するようにそれぞれ前後部のディファレンシャルを持つ前後部の駆動車軸を適宜に使う。トルク・トランスファ・ケース(torque transfer case)は、一般に前後部の駆動車軸にトルクを分配するのに使われ、又トルクを所望の比率で分割する車軸間ディファレンシャル(interaxle differential)を設けてある。車両の前後部の車軸間の差動回転を制限するのに選択的に係合できるクラッチが使われている。このクラッチは、トルク・トランスファ・ケースの前後部の出力軸間の所定の差動回転を検知するときは、車軸間ディファレンシャルを鎖錠するように作用する。このクラッチの作動は、トルク・トランスファ・ケースの前後部の出力軸の速度を計測する電子制御システム及び協働する速度センサにより制御される。又車両の駆動車軸に協働するディファレンシャルの場合のように他の差動的に回転する回転部材間の差動回転速度を制限することが望ましい。電子制御システムは又これ等の例と共に他の例の場合のように差動的に回転する回転部材間の差動速度を制限するのに有用であるが、この種の制御システムの利点は保持する簡略化したあまり高価でない機械式システムが望ましい。
2個のドライブ・ライン部品(drive line component)又はその他の差動的に回転する回転部材の間の相対的回転速度を制限することのできるシステムに対する要求があるから、本発明は、公知の流体機械式機構の課題を克服する自主的な流体機械式システムの型式で電子的に制御されかつ作動される装置を使用しないで前記要求を処理する。本発明は、各差動的に回転する回転部材間の差動回転を制限する費用的に有効なシステムに対する要求を満足する。
従って本発明は、車両駆動列内の2本の回転軸のような2個の回転部材間の差動速度を制限する受動的かつ自主的な流体機械式システムを備えたトランスファ・ケースに係わる。前記流体機械式システムは一般に、回転ハウジング内に配置され、この回転ハウジングに溜めから作動流体を供給する手段を持つ可逆流体圧ポンプを備えている。この可逆流体圧ポンプは差動的に回転する回転部材に結合され、そして作動流体はこの可逆流体圧ポンプによる各回転部材の作動回転に応答して送られる。作動流体は、ケーシング内に配置したピストン・アセンブリに供給され、ピストン内に配置した少なくとも1つ又は複数の制限した排出通路を経て流出することにより、ピストン・アセンブリ内に圧力が蓄積するようになる。好適な実施例ではピストン・アセンブリは、クラッチ・アセンブリを係合させるのに利用されるが、このピストン・アセンブリ内の十分な圧力がばねにより生ずる拘束力に打勝つまでは、このばねによりクラッチ・アセンブリを係合させないように拘束する。十分な流体圧力に達すると、ピストンは動いてクラッチ・アセンブリに係合し、制限された排出通路を閉じ、ピストン・アセンブリ内に急速に圧力を蓄積する。ピストン・アセンブリにより生ずる力は、クラッチを作動し、2個の回転部材間の相対回転を阻止する能力を持つ。又好適な実施例ではピストン・アセンブリに協働する付加的な排出口により徐々に圧力散逸を生じ、引続いてばねによりピストンをクラッチ・アセンブリから係合を離脱する作用をするようになり、2個の回転部材間の差動回転をふたたび生じさせる。
前記した所により、本発明の主な目的は、差動的に回転する回転部材間の相対回転速度が所望の又は所定の限度を越えると、これ等の回転部材間の相対回転を阻止する能力を持つ機械式システムを提供することにある。流体機械式システムは、トルク・トランスファを行うのに回転部材間に連続相対回転を必要としないし、又低い相対回転速度で望ましくないレベルのトルク・トランスファ(torque transfer)を生じない。
前記流体機械式システム20の第1実施例は図1及び図2に詳しく示してある。図1は、第1の回転軸50及び第2の回転軸52から成る2本の差動的に回転する回転軸を持つドライブ・ライン・システムの簡略化した縦断面図である。各回転軸50,52は差動的に駆動され相対的に回転することができ、回転軸52は軸50に対し軸受54に支えてある。各回転軸50,52は、差動速度制限クラッチ56により相互に回転するように選択的に互いに結合する。差動速度制限クラッチ56は、相互に介入するクラッチ板58,60を備え、クラッチ板58はハウジング62と共に回転するようにスプラインばめしてある。ハウジング62は回転軸52に一緒に回転するようにスプラインばめしてある。同様にクラッチ板60は、回転軸50と共に回転するようにスプラインばめされ、差動速度制限クラッチ56の作動時に、回転軸50,52間の差動回転が阻止される。本発明の流体機械式システム20は、回転軸50,52間に所定の差動回転が生じたときに差動速度制限クラッチ56を選択的に作動するのに使う。流体機械式システム20は、回転軸50と一緒に回転するように結合したケーシング70を備えている。回転するハウジング70内には可逆流体圧ポンプ72を配置してある。好適な実施例では流体圧ポンプ72は可逆ジェロータ・ポンプ(reversible gerotor pump)である。作動のために、回転するハウジング70に作動流体を供給する手段たとえば、作動流体の溜めに連結され吸込マニホルド76に結合した作動流体供給管路74を設けてある。作動流体は、吸込マニホルド76内のプレナム(plenum)78と、流体圧ポンプ72とに、ケーシング70内で流体圧ポンプ72の入口に通ずる通路80を介して供給される。
図2A及び図2Bに明らかなように流体圧ポンプ72は複数の外歯84を持つ内部ロータ82を備えている。内部ロータ82は、回転軸50に駆動作用を生ずるように連結してある。可逆ジェロータ・ポンプ72は又、内部ロータ82すなわち羽根車の外歯84とかみあう複数の内歯88を持つ外部ロータ86すなわち羽根車を備えている。一般に内部ロータ82は、外部ロータ88より1つだけ少ない歯を持ち、内部ロータ82の駆動により、外部の偏心環90内で自由に回転する外部ロータ86の駆動作用を生ずる。外部ロータ86に対する内部ロータ82の相対回転により、従って流体圧ポンプ72内に1連の可変容積の室を生じて、内部ロータ82、外部ロータ86の相対回転に応答して、従って回転軸50,52間の差動回転に応答して流体圧力の生成と、作動流体の送出し作用とを生ずる。偏心環90は、ケーシング70に支えた止めピン94と協働する偏心環90の周辺のまわりに約180゜にわたつて延びるフランジ92を備えている。流体圧ポンプ72は可逆形であり、回転軸50,52間のいずれの方向でも差動回転に応答して差動流体が送出されるようにする。図2Aでは流体圧ポンプ72は矢印の向きに回転するように示され、偏心環92の回転が止めピン94により止められ、内部ロータ82の外歯84が偏心環90に設けた偏心穴の頂部部分で外部ロータ86の内歯88にかみあう。回転軸50,52の差動回転が逆になると、偏心環90は約180゜回転し、止めピン94がフランジ92に接触し、偏心環90の回転を止める。図2Bに示すように偏心環90の偏心穴はこのようにして動かされ、内部ロータ82の外歯84が外部ロータ86の内歯88にロータ底部部分でかみあい、ポンプ作用能力が保持される。すなわち流体圧ポンプ72は、回転軸50,52間の相対回転に関係なく、回転軸50,52間のこの相対回転に応答して作動流体を送出す。
可逆流体圧ポンプにより回転軸50,52間の差動回転を阻止できるのに十分なポンプ作用能力を生ずるように、好適な実施例では内部ロータ82と、7枚の歯を持つ外部ロータ86とを設ける。その他の構造は所望の用途に対し適正なポンプ作用能力を生ずるようにしてある。
流体機械式システム20はさらに、ケーシング70内に配置した環状のピストン96を備えている。ピストン96は又案内部材98と案内部材98にすべりばめにした作動部材100とを備えている。ピストン96はさらに、案内部材98及び作動部材100の間に配置した室102を備えている。室102は、案内部材98に形成した供給通路104を介し流体圧ポンプ72から送出される作動流体を受け取る。案内部材98は又止めピン94の支持体になる。ピストン96の作動部材100は又、少なくとも1つの制限した排出通路106を備え、又図2に示すように複数の排出通路106を備えてもよい。排出通路106は、ピストンの作動部材100を貫いて延びピストンの室102に流れが通じている。又ピストンの作動部材100には、この作動部材100と、差動速度制限クラッチ56との間に配置した環状のばね部材108が作用している。ばね部材108は、「フィンガ座金」又は波形ばねのようなオーバセンタばねであり、ピストン作動部材100を、ばね部材108の拘束力に打勝ち、作動部材100を差動速度制限クラッチ56に係合させる所定の作動圧力が得られるまでは、作動部材100を差動速度制限クラッチ56に係合しないように拘束する。
前記したようにこの所定のしきい値は、各回転軸50,52間の所定の差動回転に設定し又は同調させ、可逆流体圧ポンプ72によりこのような差動圧力に対応するポンプ作用圧力を生じて、ピストン96を作動する。流体圧ポンプ72から室102に供給される作動流体の圧力は、ばね部材108により供給される抵抗力に打勝つのに十分な、回転軸50,52間の所定の差動回転に達すると、ピストンの作動部材100を作動する流体力を生ずる。従って作動部材100は、差動速度制限クラッチ56に向かい付勢され排出通路106を実質的に閉じる。このときには室102内の流体圧力が回転軸50,52間の相対回転に応答して極めて迅速に増大し、作動部材100により各クラッチ板58,60を押圧し、相互に摩擦を伴って係合させる。室102内の圧力は、回転軸50,52間の全差動回転を止め、又は阻止するのに十分なクラッチ作用が得られるまで生じ続ける。回転軸50,52間の所定の差動作動回転に応答して、所定の流体圧力を生じ、ピストン96を作動するようにする流体圧ポンプ72と、ピストンの作動部材100に拘束力を加えるばね部材108との間の協働作用は、このようにして、回転軸50,52間の所定の差動回転に達すると、差動速度制限クラッチ56を作動するように設定してある。ばね部材108は前記したように非線形の荷重対たわみ特性を示す非線形ばね定数を生ずるオーバセンタ形ばねでよい。或いはばね部材108は、線形の荷重対たわみ特性を示す線形ばね定数を持つコイルばね又は類似の形式のばねでよい。ばね部材108の形式の選定は、特定の用途に対する所望のばね特性によつて実施し、又この選択により流体機械式システム20を特定の用途が所望通りに実施されるように同調させる。
図1に示すように又差動速度制限クラッチ56のピストン96から反対の側に配置され、回転軸52にこれと一緒に回転するようにスプラインばめした部分112を備えた反作用円板110を設けてある。従ってピストン96の作動部材100が、差動速度制限クラッチ56に軸線方向の力を加えると、クラッチ板58,60が付勢され相互に摩擦を伴って係合し、そして差動速度制限クラッチ56に加わる荷重を、反作用円板110に伝え、これに対応して回転軸50,52を相互に鎖錠する。止め輪114はハウジング62に固定され、反作用円板110を差動速度制限クラッチ56に対し適正な衝合関係に保持する。
差動速度制限クラッチ56の作動に次いで、正常な駆動状態になると、回転軸50,52の回転の相互鎖錠後に所定量の時間内に非作動状態にする。差動速度制限クラッチ56の解放は、1例としてピストン96の各部品内に形成される機械加工非許容部(machining intolerance)により作動流体をピストンの室102から逃がすだけで行われる。差動速度制限クラッチ56に関してピストン96の各部品間にすきまを形成するために、機械加工非許容部がとくに許容され、作動から所定時間後に作動流体の漏れにより流体圧力を低下させ差動速度制限クラッチを滑動させる。或いは図3に示すように1つ又は複数の付加的な流出路120はピストンの作動部材100を貫いて形成してある。各流出通路120は、差動速度制限クラッチ56に隣接して作動部材100の外側に形成した流出みぞ122に連通する。流出通路120及び流出みぞ122は、ピストンの室102からの作動流体の制限した通路を形成し、差動速度制限クラッチ56を所望のように作動したときに、ピストン96内に生じた流体圧力を徐々に逃がす。差動速度制限クラッチ56を非作動にするために作動流体圧力の所定の低下を生じさせるのに本発明では他の適当な構造を使ってもよい。
図4には流体機械式システムを協働させた本発明トルク・トランスファ・ケース(torque transfer case)10を示す。トルク・トランスファ・ケース10は、流体機械式システムを有用とする車両駆動列サブアセンブリの単に1例である。トルク・トランスファ・ケース10は、たとえば4輪駆動車に使われ、車両のエンジン及び変速機アセンブリ(図示してない)からトルクを受ける入力軸12を備えている。後部出力軸14及び前部出力軸16は、車両の後部及び前部の駆動軸(図示してない)に連結され、これ等の駆動軸に駆動力を加えるようにしてある。車軸間遊星歯車ディファレンシャル(interaxle planetary gear differential)18は入力軸12からのトルクを後部出力軸14及び前部出力軸16の間に分割するのに使われる。車軸間ディファレンシャル18に対してトルク・トランスファ・ケース10内の回転部材間の差動速度を制限する流体機械式システム20を協働させてある。この例では流体機械式システム20は、出力軸14,16間のディファレンシャルを必要とする場合にコーナリング中のような正常な車両運転中に前後部出力軸14,16間の差動運動を抑止しない。流体機械式システム20は、後部出力軸14及び前部出力軸16の間の許容差動速度を制限して、両出力軸14,16間の過度のすべりを避けるようにしてある。この過度のすべりは、車両の前車輪又は後車輪がたとえば低い摩擦係数を持つ表面に接触すると各出力軸14,16間に生ずる。本発明の流体機械式システム20は、相対回転速度が所定の又は前もつて指定した限度を越えると各出力軸14,16間の相対回転を阻止する能力を持つ。流体機械式システム20は又、両出力軸14,16間に所定の差動回転が生じたときに非すべり車軸にトルクを伝える機構を形成する。流体機械式システム20は又、両出力軸14,16間に連続相対回転を必要としないで又所定の限度以下の相対回転速度で望ましくないトルク・トランスファを生じないでこれ等の所望の機能を生ずる。
図4に示した本発明トルク・トランスファ・ケース10の備えた流体機械式システム20は、他の種々の公知のトルク・トランスファ・ケースと共に、又は2個の回転部材間の差動回転を制限することが望ましい場合はつねに使うことができる。図4に示すように入力軸12はハウジング22内に回転できるように支えてある。本発明の一部ではないが、入力軸12は、ハウジング22内に回転できるように支えた中間軸26に遊星歯車セット(planetary gear set)24を介して結合できる。遊星歯車セット24は、トルク・トランスファ・ケース10の作動時に低速範囲及び高速範囲を生ずる。中間軸26は、車軸間遊星歯車ディファレンシャル18のプラネット・キャリア(planet carrier)28に結合され、プラネット・キャリアを駆動する。プラネット・キャリア28は、円周方向に互いに間隔を置いて各別に回転できる複数個の遊星歯車30を支える。各遊星歯車30は、車軸間遊星歯車ディファレンシャル18の太陽歯車32及びリング・ギヤ34にかみあう。太陽歯車32は、中間軸26のまわりに回転できるように取付けたスリーブ36に設けてある。スリーブ36は駆動スプロケット38を支える。車軸間遊星歯車ディファレンシャル18のリング・ギヤ34は、後部出力軸14にこれに駆動トルクを加えるように駆動作用を伴って結合したリング・ギヤ40に駆動作用を生ずるように連結してある。トルク・トランスファ・ケース10の、この構造の1例では、トルクは、車両のエンジン及び変速機から入力軸12に又遊星歯車セット24を介し中間軸26に伝えられる。中間軸26は、車軸間遊星歯車ディファレンシャル18に協働するプラネット・キャリア28を駆動し太陽歯車32及びそのリング・ギヤ34にトルクを伝える。駆動トルクは、リング・ギヤ34から後部出力軸14に又太陽歯車32を介して駆動スリーブ36と、これに協働する第1の駆動スプロケット38とに伝えられる。駆動スプロケット38は、駆動チェーン42に連結され、第2の駆動スプロケット44を駆動するようにしてある。トルクは駆動スプロケット44から前部出力軸18にCV自在継手48を経て伝える。
流体機械式システム20の一部として、差動速度制限クラッチ48を設けて、リング・ギヤ34及びスリーブ38を相対的に回転するように選択的に鎖錠することにより、これ等の部材間従って後部出力軸14と前部出力軸16との間の相対回転を阻止する。流体機械式システム20は、これ等の部材間の相対回転速度が所望の又は前もつて指定した限度を越えると差動速度制限クラッチ48を作動するのに使う。流体機械式システム20は、自主的であり、又は自己制御され、流体機械式システム20を整調し又はプログラムして所望の駆動条件に従って所望の又は前もつて指定した限度を設定することができる。
図5は、4輪駆動車両の前車軸及び後車軸間にトルクを分割する車軸間遊星歯車ディファレンシャル18の拡大縦断面図を示す。前記したように入力トルクは、中間軸26を介し供給され、車軸間遊星歯車ディファレンシャル18を介し対応するスリーブ36と共に後部出力軸14及び太陽歯車32に配分される。スリーブ36は、駆動スプロケット38と、前部出力軸16(図4に示してある)に連結した駆動チェーン42と、にトルクを供給する。流体機械式システム20は、トルク・トランスファ・ケースのハウジング70内に配置してある。ハウジング70は、リング・ギヤ34と一緒に回転するように結合してある。リング・ギヤ34はリング・ギヤ40を経て出力軸14に結合してある。可逆流体圧ポンプ72は、外部の偏心環92とハウジング70と一緒に回転するように従って出力軸14と一緒に回転するようにハウジング70に結合した外部ロータ86とを持つ。内部ロータ82はスリーブ36と一緒に、従って前部出力軸16(図示してない)と一緒に回転するように結合してある。トルク・トランスファ・ケース10の前部出力軸16及び後部出力軸14の間に相対回転を伴わない正常な駆動条件中に、たとえば車両が道路を直進しているときは、流体圧ポンプ72は、作動流体を送出すようには作動しなくて、ピストン96は車軸間遊星歯車ディファレンシャル18の一部を形成する差動速度制限クラッチ48を作動しない。同様に車両の正常な旋回中に前部出力軸16及び後部出力軸14の間で最大かじ取角までは差動作用が必要であり、又流体機械式システム20は、差動速度制限クラッチ48を作動させないでこのような差動回転を生じさせる。旋回中には、差動回転により流体圧ポンプ72がこの差動回転に応答して流体を送出すが、ばね部材108の拘束トルクが差動速度制限クラッチ48の作動を妨げる。従って正常な駆動条件中は差動速度制限クラッチ48には軸線方向の力は実際上加わらなくて、車軸間遊星歯車ディファレンシャル18が正常に作用することができる。又流体圧ポンプ72から送出される作動流体が、それぞれ前後部の出力軸16,14間の差動回転の与えられた許容できない大きさに対応する所定の圧力に達すると、ピストン96の作動部材100に流体圧力により加えられる力がばね部材108の拘束力に打勝ち作動部材100を、差動速度制限クラッチ48に向かい付勢する。この状態が生ずると、排出通路106は、前記したように閉じられ、流体圧力が急速に増して差動速度制限クラッチ48を作動する。差動速度制限クラッチ48の作動により、車軸間遊星歯車ディファレンシャル18を鎖錠し、リング・ギヤ34及び太陽歯車32を回転できるように相互に結合し、各出力軸14,16間に差動作用を生じさせない。差動速度制限クラッチ48の作動後に、次いで差動速度制限クラッチ48を非作動にし、又出力軸14,16間に作動回転を生じさせることが望ましい。すなわち数秒から成る比較的短い時限後に、差動速度制限クラッチ48は、前記したようにしてピストンの室102内に含まれる作動流体を流出させることにより解放する。
このようにして流体機械式システム20は、トルク・トランスファ・ケース10内の第1及び第2の回転部材を選択的に相互に結合し、これ等両部材間の差動回転をなくすと共に、正常な車両駆動状態中に所要の差動運動に対する制限をなくす。流体機械式システム20は、車両駆動列の2個の回転部材間の相対回転速度が所定の限度を越えると、相対回転を阻止する能力を持つことにより、2個のドライブ・ライン部品間の相対回転速度を制限する自主的機械式機構が得られる。流体機械式システム20は自己充足的であり、所定の差動回転速度以下では加わる力が無視できる程度であり、次いでこの所定の限度になると、両部材間の差動回転を阻止するのに十分な力を迅速に生ずる
流体機械式システム20は又、ディファレンシャル本体に協働する出力軸の差動回転を制限する車両ディファレンシャルにおけるような他の環境にも使われる。又この環境では車両の外側車輪は、旋回中に内側車輪より早く回転しなければならなくて、デフ・ギヤは各車輪に対し互いに等しく分割されたトルク配分を保持しなめらかな旋回が確実に行われる。又車両車輪が低摩擦の表面に乗ると、駆動性を向上するのに滑動車輪から非滑動車輪にトルクを伝えるようにするのにすべり制限ディファレンシャル(limited slip differential)が望ましい。本発明流体機械式システム20は、ディファレンシャルの各出力軸間の差動回転を、各出力軸間の差動速度に従って又は各出力軸に供給される差動トルクに基づいて制限することができる。
以上本発明の好適な実施例について詳細に説明したが本発明はその精神を逸脱しないで種々の変化変型を行うことができるのはもちろんである。たとえば本発明流体機械式システムは又他の車両駆動列サブアセンブリと協働して利用するのが有利である。従って本発明は特定の好適な実施例に限定するものではない。
20 流体機械式システム
50,52 回転部材
56 クラッチ
58,60 クラッチ板
70 ハウジング
72 流体圧ポンプ
74 供給手段(作動流体供給管路)
96 ピストン
100 作動部材
102 室
106 排出通路
108 ばね
50,52 回転部材
56 クラッチ
58,60 クラッチ板
70 ハウジング
72 流体圧ポンプ
74 供給手段(作動流体供給管路)
96 ピストン
100 作動部材
102 室
106 排出通路
108 ばね
Claims (1)
- 前部出力軸と後部出力軸の間の差動速度を制限する流体機械式システムを備えた4輪駆動車両用のトランスファ・ケースにおいて、
前記前部出力軸と前記後部出力軸との一方に結合され、流体圧ポンプを内部に配置したハウジングに作動流体を供給するための溜めと、
前記ハウジング内に設けられ、前記流体圧ポンプから移動可能な作動部材に作用する作動流体が供給される室を持つピストン・アセンブリと、
前記前部出力軸と前記後部出力軸とにそれぞれ結合された第1及び第2のクラッチ板を持つクラッチと、
を包含し、
前記流体圧ポンプを前記前部出力軸及び前記後部出力軸とに結合することにより、前記ハウジングに供給される作動流体が、前記前部出力軸と前記後部出力軸との間の相対回転に応答して送出されるようにし、
前記作動部材に、前記作動流体が前記室から前記溜めに前記作動部材を通って選択的に流通する少なくとも1つの制限した排出通路を設け、前記作動流体の前記室への送出しにより、前記室内に圧力を生成させ前記作動部材を移動させるようにし、
前記作動部材を、前記室内において所定の流体圧力に達するときに前記クラッチに係合するように移動可能にし、このクラッチとの係合時に、前記の少なくとも1つの制限した排出通路を実質的に閉じ、前記室から前記排出通路を通る前記作動流体の流れを制限し、前記室内の圧力を増大させることにより、前記クラッチを作動し、前記前部出力軸と前記後部出力軸との間の相対回転を制限するようにして成る、トランスファ・ケース。
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---|---|---|---|---|
SE9400336L (sv) * | 1994-02-02 | 1995-08-03 | Borgudd Slim | Differentialdrivanordning |
US5655983A (en) * | 1995-04-28 | 1997-08-12 | Dana Corporation | Hydromechanical system for limiting differential speed between differentially rotating members |
JP3519544B2 (ja) * | 1996-05-17 | 2004-04-19 | 愛知機械工業株式会社 | 電気自動車用減速機のオイルポンプ周り液路 |
US6161643A (en) * | 1997-12-10 | 2000-12-19 | Daimlerchrysler Corporation | System of controlling torque transfer in a motor vehicle and related method |
US6001040A (en) | 1998-02-25 | 1999-12-14 | Auburn Gear, Inc. | Hydraulically operated limited slip differential |
US6095939A (en) * | 1998-12-09 | 2000-08-01 | New Venture Gear, Inc. | Differential for vehicular power transfer systems |
CA2276643A1 (en) * | 1999-06-23 | 2000-12-23 | Bombardier Inc. | Straddle-type all-terrain vehicle with progressive differential |
US6474433B1 (en) * | 1999-12-10 | 2002-11-05 | Spicer Technology Inc. | Speed sensitive on-demand torque coupling differential |
US6662684B1 (en) | 2000-07-20 | 2003-12-16 | Torque-Traction Technologies, Inc. | Single-piece transfer case housing assembly |
US6882922B2 (en) * | 2000-10-11 | 2005-04-19 | Visteon Global Technologies, Inc. | Torque-biasing system |
US6859715B2 (en) | 2000-10-11 | 2005-02-22 | Visteon Global Technologies, Inc. | Torque-biasing system |
US6702703B2 (en) | 2001-01-18 | 2004-03-09 | Dana Corporation | Lubrication pump for inter-axle differential |
US6855083B1 (en) * | 2001-01-18 | 2005-02-15 | Dana Corporation | Lubrication pump for inter-axle differential |
US6575281B2 (en) | 2001-07-18 | 2003-06-10 | Visteon Global Technologies, Inc. | Coupling device |
US6544136B2 (en) | 2001-07-18 | 2003-04-08 | Visteon Global Technologies, Inc. | Differential device |
US6681913B2 (en) | 2001-07-18 | 2004-01-27 | Visteon Global Technologies, Inc. | Coupling device |
US6591714B2 (en) | 2001-07-18 | 2003-07-15 | Visteon Global Technologies, Inc. | Coupling device |
US6544137B2 (en) | 2001-07-18 | 2003-04-08 | Visteon Global Technologies, Inc. | Differential device |
DE10162337B4 (de) * | 2001-12-18 | 2012-04-12 | Philip Gansloser | Längs eingebauter Antriebsstrang |
WO2005019687A2 (en) * | 2003-08-20 | 2005-03-03 | Synkinetics, Inc. | Yaw control differential system |
DE112004002218T5 (de) * | 2003-11-18 | 2006-10-19 | GKN Driveline North America, Inc., Auburn Hills | Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einem Gleichlaufgelenk-Abtrieb |
US7186199B1 (en) | 2004-10-29 | 2007-03-06 | Torque-Traction Technologies. Llc. | Torque vectoring gear drive apparatus |
US20060105883A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | James Krisher | Transfer case with variably controlled torque coupling device |
US7318511B2 (en) * | 2005-06-27 | 2008-01-15 | Eaton Corporation | Coupling device independent of differential speed |
JP2008185071A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 | 動力伝達装置 |
EP2131069B1 (en) * | 2008-06-05 | 2011-09-21 | Jtekt Corporation | Differential apparatus for vehicle |
KR101633143B1 (ko) * | 2009-01-21 | 2016-06-23 | 마그나 파워트레인 오브 아메리카, 인크. | 연결해제 시스템을 갖는 awd 차량 |
US8387740B2 (en) * | 2009-06-24 | 2013-03-05 | Thomas W. Melcher | Motor vehicle with differential gear box providing angular movement and method therefor |
US8579752B2 (en) * | 2010-03-22 | 2013-11-12 | Eaton Corporation | Hydraulic coupling having improved hydraulic porting path design |
CN101934728B (zh) * | 2010-09-30 | 2012-11-21 | 无锡英特帕普威孚液压有限责任公司 | 静液压传动箱 |
CN102537329A (zh) * | 2012-02-06 | 2012-07-04 | 三一重工股份有限公司 | 一种动力换档变速桥及工程机械 |
KR20140086054A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-08 | 현대위아 주식회사 | 트랜스퍼 케이스의 변속 시스템 |
US10137965B2 (en) | 2013-02-28 | 2018-11-27 | Thomas W. Melcher | Snowmobile with leaning capability and improvements therefor |
US9545976B2 (en) | 2013-02-28 | 2017-01-17 | Thomas W. Melcher | Snowmobile with leaning capability |
GB2531577B (en) * | 2014-10-23 | 2017-08-09 | Jaguar Land Rover Ltd | Transfer case |
US9541183B2 (en) * | 2015-02-27 | 2017-01-10 | Caterpiller Inc. | Output transfer group for mobile machine powertrain |
US9511667B2 (en) * | 2015-02-27 | 2016-12-06 | Caterpillar Inc. | Output transfer group for mobile machine powertrain |
CN106402350B (zh) * | 2015-07-30 | 2019-07-05 | 马自达汽车株式会社 | 分动装置 |
US10598292B2 (en) | 2016-05-06 | 2020-03-24 | Thomas W. Melcher | Hydraulic bypass system |
DE102020125415A1 (de) * | 2020-09-29 | 2022-03-31 | Deere & Company | Anordnung zum Lösen einer Kupplungsverbindung eines hydraulischen Schnellkupplers |
US11920664B2 (en) | 2022-06-30 | 2024-03-05 | Bombardier Recreational Products Inc. | Limited-slip differential system |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3657935A (en) * | 1962-02-14 | 1972-04-25 | Loren J O Brien | Differential transmission |
US3748928A (en) * | 1971-09-20 | 1973-07-31 | Borg Warner | Control system for mutiple driving axle vehicle |
US3894446A (en) * | 1974-06-03 | 1975-07-15 | Twin Disc Inc | Power transmission having friction clutch bias differential with automatic clutch release |
US4012968A (en) * | 1974-12-23 | 1977-03-22 | Borg-Warner Corporation | Speed-sensitive differential mechanism |
US3990327A (en) * | 1975-01-08 | 1976-11-09 | Ford Motor Company | Multiple range hydrostatic transmission mechanism |
DE2913375C2 (de) * | 1979-03-30 | 1981-03-26 | Mannesmann AG, 40213 Düsseldorf | Von Marschfahrt auf Langsamfahrt umschaltbares Schiffsgetriebe |
US4727966A (en) * | 1984-05-30 | 1988-03-01 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Differential with differential motion limiting mechanism |
JPS61175648U (ja) * | 1985-04-22 | 1986-11-01 | ||
DE3543488A1 (de) * | 1985-12-09 | 1987-06-11 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Zahnradpumpe |
US4677873A (en) * | 1985-12-23 | 1987-07-07 | Chrysler Motors Corporation | Transfer case with inter-axle dual-planetary differential |
US4781078A (en) * | 1987-02-02 | 1988-11-01 | Dana Corporation | Locking differential with electromagnetic actuated clutch |
JP2737584B2 (ja) * | 1991-12-27 | 1998-04-08 | 三菱電機株式会社 | スクロール型圧縮機 |
US5310388A (en) * | 1993-02-10 | 1994-05-10 | Asha Corporation | Vehicle drivetrain hydraulic coupling |
WO1993019310A1 (en) * | 1992-03-20 | 1993-09-30 | Asha Corporation | Vehicle drivetrain hydraulic coupling |
US5217416A (en) * | 1992-04-17 | 1993-06-08 | Dana Corporation | Lock up/limited slip differential |
US5320586A (en) * | 1992-12-31 | 1994-06-14 | Dana Corporation | Locking limited slip planetary transfer case |
US5334116A (en) * | 1992-12-31 | 1994-08-02 | Dana Corporation | All wheel drive transfer case having two wheel overdrive |
US5536215A (en) * | 1993-02-10 | 1996-07-16 | Asha Corporation | Hydraulic coupling for vehicle drivetrain |
JP3810445B2 (ja) * | 1993-11-26 | 2006-08-16 | アイシン精機株式会社 | トロコイド型オイルポンプ |
US5655983A (en) * | 1995-04-28 | 1997-08-12 | Dana Corporation | Hydromechanical system for limiting differential speed between differentially rotating members |
US5725453A (en) * | 1995-08-17 | 1998-03-10 | New Venture Gear, Inc. | On-demand double offset transfer case |
US5702319A (en) * | 1995-10-13 | 1997-12-30 | Dana Corporation | Hydromechanical system for limiting differential speed between differentially rotating members |
US5651749A (en) * | 1996-02-13 | 1997-07-29 | New Venture Gear, Inc. | Full-time transfer case with synchronized dual planetary gear reduction unit |
US5697861A (en) * | 1996-02-13 | 1997-12-16 | New Venture Gear, Inc. | Full-time transfer case with synchronized layshaft-type range shift arrangement |
US5704863A (en) * | 1996-07-01 | 1998-01-06 | New Venture Gear, Inc. | Two-speed transfer case with on-demand torque control having a coupling pump and a supply pump |
US5704867A (en) * | 1996-07-16 | 1998-01-06 | New Venture Gear, Inc. | Full-time transfer case with synchronized range shift arrangement |
US5738604A (en) * | 1996-07-30 | 1998-04-14 | Dana Corporation | Four-wheel motor vehicle drive transfer case with limited differentiation |
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- 2006-10-18 JP JP2006284227A patent/JP2007085551A/ja active Pending
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