JP2018131008A - 後二軸駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両走行中においても「一軸駆動モード」及び「二軸駆動モード」の切り替えを容易に行えるようにする。
【解決手段】駆動力を第1シャフト37及び第2シャフト36に分配可能な中間差動装置30と、第1シャフト37からの駆動力が伝達可能な第3シャフト14と、第2シャフト36からの駆動力が伝達可能な第4シャフト15と、第3シャフト14からの駆動力を左右の後前駆動軸18L,Rに伝達する後前差動装置60と、第4シャフト15からの駆動力を左右の後後駆動軸19L,Rに伝達する後後差動装置70と、第1シャフト37と第2シャフト36とを選択的に結合可能な第1結合機構40と、第1シャフト37と第2シャフト36とを回転同期させる第1同期機構80と、第2シャフト36と第4シャフト38とを選択的に結合可能な第2結合機構48と、第2シャフト36と第4シャフト38とを回転同期させる第2同期機構84とを備えた。
【選択図】図3
【解決手段】駆動力を第1シャフト37及び第2シャフト36に分配可能な中間差動装置30と、第1シャフト37からの駆動力が伝達可能な第3シャフト14と、第2シャフト36からの駆動力が伝達可能な第4シャフト15と、第3シャフト14からの駆動力を左右の後前駆動軸18L,Rに伝達する後前差動装置60と、第4シャフト15からの駆動力を左右の後後駆動軸19L,Rに伝達する後後差動装置70と、第1シャフト37と第2シャフト36とを選択的に結合可能な第1結合機構40と、第1シャフト37と第2シャフト36とを回転同期させる第1同期機構80と、第2シャフト36と第4シャフト38とを選択的に結合可能な第2結合機構48と、第2シャフト36と第4シャフト38とを回転同期させる第2同期機構84とを備えた。
【選択図】図3
Description
本発明は、動力源の駆動力により駆動可能な駆動軸として、後前軸及び後後軸を有する車両における、動力源の駆動力を伝達させる技術に関する。
従来、トラック等の車両には、後軸に二本の駆動軸(後前軸及び後後軸)を備えた後二軸駆動車両が知られている。
このような後二軸駆動車両において、エンジンの駆動力を後前軸のみに伝達するようにして、駆動軸の駆動による伝達ロスを低減し、燃費性能の向上を図る技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記特許文献1記載の構造では、スリーブのシフト移動により各シャフトを選択的に結合させることで、駆動力を後前軸のみに伝達する「一軸駆動モード」と、駆動力を後前軸及び後後軸の両軸に伝達する「二軸駆動モード」とに切り替えられるようになっている。しかしながら、当該構造において、車両走行中にモードの切り替えを行うと、回転数差が生じている各シャフトをスリーブにより強制的に結合させることになり、ギヤ鳴りや噛合要素の破損を招いたり、或いは、モードの切り替えに失敗したりする可能性がある。また、これらギヤ鳴りや噛合要素の破損を避けるべく、モードの切り替えを各シャフトの回転数が同期するまで待機させると、モードの切り替えに長時間を要する課題がある。
本開示の技術は、車両走行中においても、「一軸駆動モード」及び「二軸駆動モード」の切り替えを容易に行うことができる後二軸駆動装置を提供することを目的とする。
本開示の技術は、駆動源から駆動力が伝達されるプロペラシャフトと、前記プロペラシャフトからの駆動力を第1シャフト及び第2シャフトに中間差動機構を介して分配可能な中間差動装置と、前記第1シャフトからの駆動力が伝達可能な第3シャフトと、前記第2シャフトからの駆動力が伝達可能な第4シャフトと、前記第3シャフトからの駆動力を、少なくとも、該第3シャフトに設けられた後前ドライブギヤ、該後前ドライブギヤと噛合する後前リングギヤ、後前差動機構を介して左右の後前駆動軸に伝達する後前差動装置と、前記第4シャフトからの駆動力を、少なくとも、該第4シャフトに設けられた後後ドライブギヤ、該後後ドライブギヤと噛合する後後リングギヤ、後後差動機構を介して左右の後後駆動軸に伝達する後後差動装置と、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを選択的に結合させて、前記中間差動機構をロック可能な第1結合機構と、前記第1結合機構により前記第1シャフトと前記第2シャフトとが結合される際に、前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に同期荷重を生じさせて当該第1及び第2シャフトを回転同期させる第1同期機構と、前記第2シャフトと前記第4シャフトとを選択的に結合させて、前記第2シャフトから前記第4シャフトへの駆動力を断接可能な第2結合機構と、前記第2結合機構により前記第2シャフトと前記第4シャフトとが結合される際に、前記第2シャフトと前記第4シャフトとの間に同期荷重を生じさせて当該第2及び第4シャフトを回転同期させる第2同期機構と、を備え、前記第2結合機構により前記第2シャフトと前記第4シャフトとが結合されると、前記後前駆動軸及び前記後後駆動軸に駆動力が伝達される二軸駆動となり、前記第2結合機構による前記第2シャフトと前記第4シャフトとの結合が解除されると、前記後前駆動軸のみに駆動力が伝達される一軸駆動となることを特徴とする。
また、前記第1シャフトと前記第3シャフトとを選択的に結合させて前記第1シャフトから前記第3シャフトへの駆動力を断接可能な第3結合機構と、前記第3結合機構により前記第1シャフトと前記第3シャフトとが結合される際に、前記第1シャフトと前記第3シャフトとの間に同期荷重を生じさせて当該第1及び第3シャフトを回転同期させる第3同期機構と、をさらに備え、前記第2結合機構により前記第2シャフトと前記第4シャフトとが結合され、前記第3結合機構による前記第1シャフトと前記第3シャフトとの結合が解除されると、前記後後駆動軸のみに駆動力が伝達される一軸駆動となることが好ましい。
また、前記後前ドライブギヤと前記後前リングギヤとのギヤ比が、前記後後ドライブギヤと前記後後リングギヤとのギヤ比と異なるギヤ比に設定されることが好ましい。
また、前記後前駆動軸又は前記後後駆動軸のうち、駆動力が伝達されていない駆動軸を上昇させて当該駆動軸に装着された駆動輪を路面から浮き上がらせるリフトアクスル装置をさらに備えてもよい。
本開示の技術によれば、車両走行中においても、「一軸駆動モード」及び「二軸駆動モード」の切り替えを容易に行うことができる後二軸駆動装置を提供することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係る後二軸駆動装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
[第一実施形態]
図1は、本実施形態に係る車両1を示す模式的な全体構成図である。車両1は、例えば、トラック等の後二軸駆動車両である。車両1には、動力源の一例としてエンジン10が搭載されている。エンジン10には、クラッチ装置11を介して変速機12が断接可能に接続されている。変速機12には、プロペラシャフト13を介してインターアクスルデファレンシャルギヤ装置(以下、中間デフ装置と称する)30が接続されている。
図1は、本実施形態に係る車両1を示す模式的な全体構成図である。車両1は、例えば、トラック等の後二軸駆動車両である。車両1には、動力源の一例としてエンジン10が搭載されている。エンジン10には、クラッチ装置11を介して変速機12が断接可能に接続されている。変速機12には、プロペラシャフト13を介してインターアクスルデファレンシャルギヤ装置(以下、中間デフ装置と称する)30が接続されている。
中間デフ装置30には、後前軸用入力シャフト14(第3シャフトの一例)、後前軸用デファレンシャルギヤ装置(以下、後前デフ装置と称する)60、左右の後前駆動軸18L,Rを介して左右の後前駆動輪20L,Rがそれぞれ接続されている。また、中間デフ装置30には、後後軸用入力シャフト15(第4シャフトの一例)、後後軸用デファレンシャルギヤ装置(以下、後後デフ装置)70、左右の後後駆動軸19L,Rを介して左右の後後駆動輪21L,Rがそれぞれ接続されている。なお、図中において、符号22L,Rは左右の前輪(操舵輪)、符号100は電子制御ユニット(以下、ECU)、符号105は運転室に設けられたスイッチ装置をそれぞれ示している。
図2に示すように、後前デフ装置60(後前差動装置の一例)は、潤滑油が封入された後前デフハウジング61と、後前ドライブピニオンギヤ62と、後前リングギヤ63と、後前デフケース64と、複数(例えば、4個)の後前デフピニオンギヤ65と、左右一対の後前サイドギヤ66,67とを備えている。
後前ドライブピニオンギヤ62は、後前軸用入力シャフト14の出力端に一体回転可能に設けられている。後前ドライブピニオンギヤ62は、後前リングギヤ63と常時噛合する。
後前リングギヤ63は、図示しないボルトにより後前デフケース64に固定されている。後前デフピニオンギヤ65は、後前デフケース64の後前スパイダ軸68に回転可能に軸支されている。後前デフピニオンギヤ65は、左右の後前サイドギヤ66,67と常時噛合する。後前サイドギヤ66,67は、左右の後前駆動軸18L,Rにそれぞれスプライン嵌合されている。
これら後前デフケース64、後前デフピニオンギヤ65、後前サイドギヤ66,67及び、後前スパイダ軸68により、左右の後前駆動軸18L,Rの回転差を許容しつつ駆動力を伝達する差動機構が構成されている。
後後デフ装置70(後後差動装置の一例)は、潤滑油が封入された後後デフハウジング71と、後後ドライブピニオンギヤ72と、後後リングギヤ73と、後後デフケース74と、複数(例えば、4個)の後後デフピニオンギヤ75と、左右一対の後後サイドギヤ76,77とを備えている。
後後ドライブピニオンギヤ72は、後後軸用入力シャフト15の出力端に一体回転可能に設けられている。後後ドライブピニオンギヤ72は、後後リングギヤ73と常時噛合する。
後後リングギヤ73は、図示しないボルトにより後後デフケース74に固定されている。後後デフピニオンギヤ75は、後後デフケース74の後後スパイダ軸78に回転可能に軸支されている。後後デフピニオンギヤ75は、左右の後後サイドギヤ76,77と常時噛合する。後後サイドギヤ76,77は、左右の後後駆動軸19L,Rにそれぞれスプライン嵌合されている。
これら後後デフケース74、後後デフピニオンギヤ75、後後サイドギヤ76,77及び、後後スパイダ軸78により、左右の後後駆動軸19L,Rの回転差を許容しつつ駆動力を伝達する差動機構が構成されている。
本実施形態において、後前デフ装置60のファイナルギヤ比(後前ドライブピニオンギヤ62と後前リングギヤ63とのギヤ比)は、高速走行に適した小さいギヤ比(例えば、約4.0)に設定され、後後デフ装置70のファイナルギヤ比(後後ドライブピニオンギヤ72と後後リングギヤ73とのギヤ比)は、低速走行に適した大きいギヤ比(例えば、約6.0)に設定されている。
図3に示すように、中間デフ装置30(中間差動装置の一例)は、潤滑油が封入された図示しない中間デフハウジングと、中間デフケース31と、複数(例えば、4個)の中間デフピニオンギヤ33と、中間前デフギヤ34と、中間後デフギヤ35と、スルーシャフト36(第2シャフトの一例)と、アウターシャフト37(第1シャフトの一例)と、中間出力シャフト38(第4シャフトの一例)と、駆動ヘリカルギヤ49と、従動ヘリカルギヤ59と、第1結合機構40と、第1同期機構80と、第2結合機構48と、第2同期機構84と、第3結合機構50と、第3同期機構90とを備えている。
中間デフケース31には、プロペラシャフト13が一体回転可能に接続されている。中間デフピニオンギヤ33は、中間デフケース31の中間スパイダ軸32に回転可能に軸支されている。
中間前デフギヤ34は、中間デフピニオンギヤ33と前側で噛合する。中間前デフギヤ34には、スルーシャフト36の入力端が一体回転可能に接続されている。
中間後デフギヤ35は、中間デフピニオンギヤ33と後側で噛合する。中間後デフギヤ35には、スルーシャフト36に挿通されたアウターシャフト37の入力端が一体回転可能に接続されている。
これら中間デフケース31、中間スパイダ軸32、中間デフピニオンギヤ33、中間前デフギヤ34及び、中間後デフギヤ35により、スルーシャフト36とアウターシャフト37との回転差を許容しつつ駆動力を伝達する差動機構が構成されている。
中間出力シャフト38は、スルーシャフト36の後端側に離間して配置されている。中間出力シャフト38の出力端には、後後軸用入力シャフト15の入力端がユニバーサルジョイント39を介して接続されている。
駆動ヘリカルギヤ49は、アウターシャフト37の中間デフケース31よりも出力側にスプライン嵌合等により一体回転可能に設けられている。駆動ヘリカルギヤ49には、従動ヘリカルギヤ59が常時噛合する。従動ヘリカルギヤ59は、後前軸用入力シャフト14の入力端側にニードルベアリング等を介して相対回転可能に設けられている。
第1結合機構40は、アウターシャフト37の出力端にスプライン嵌合等により一体回転可能に設けられた第1ハブ41と、アウターシャフト37から突出するスルーシャフト36の出力端にスプライン嵌合等により一体回転可能に設けられて第1ハブ41と対向する第2ハブ42と、シフト移動により第1ハブ41及び第2ハブ42の外周歯と選択的に噛合可能な内周歯を有する第1スリーブ44と、第1スリーブ44をシフト移動させる第1アクチュエータ46とを備えている。本実施形態において、第1結合機構40は、第1スリーブ44が第1ハブ41のみと噛合する図3に示す状態を中立位置とし、該中立位置から第1スリーブ44がシフト移動して第2ハブ42と噛合することで、第1ハブ41(アウターシャフト37)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とを結合させるように構成されている。
第1同期機構80は、第2ハブ42から第1ハブ41側に突出する第1コーン部81と、第1ハブ41と第2ハブ42との間に配された第1シンクロナイザリング82とを備えている。第1コーン部81は、第2ハブ42に一体形成されており、その外周側には軸方向に対して傾斜するテーパ状の摩擦面が設けられている。第1シンクロナイザリング82の内周側には、第1コーン部81の摩擦面に摺接可能なテーパ状の摩擦面が形成されている。
第1同期機構80は、第1スリーブ44の第2ハブ42側へのシフト移動に伴い第1シンクロナイザリング82の摩擦面が第1コーン部81の摩擦面に摺接して同期荷重を生じさせることで、第1ハブ41(アウターシャフト37)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とを回転同期させるように構成されている。なお、第1スリーブ44が第2ハブ42のみと噛合する状態を第1結合機構40の中立位置とする場合は、第1コーン部81を第1ハブ41側に設ければよい。
第2結合機構48は、中間出力シャフト38の入力端にスプライン嵌合等により一体回転可能に設けられて第2ハブ42と対向する第3ハブ43と、シフト移動により第2ハブ42及び第3ハブ43の外周歯と選択的に噛合可能な内周歯を有する第2スリーブ45と、第2スリーブ45をシフト移動させる第2アクチュエータ47とを備えている。本実施形態において、第2結合機構48は、第2スリーブ45が第3ハブ43のみと噛合する図3に示す状態を中立位置とし、該中立位置から第2スリーブ45がシフト移動して第2ハブ42と噛合することで、第3ハブ43(中間出力シャフト38)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とを結合させるように構成されている。
第2同期機構84は、第2ハブ42から第3ハブ43側に突出する第2コーン部85と、第2ハブ42と第3ハブ43との間に配された第2シンクロナイザリング86とを備えている。第2コーン部85は、第2ハブ42に一体形成されており、その外周側には軸方向に対して傾斜するテーパ状の摩擦面が設けられている。第2シンクロナイザリング86の内周側には、第2コーン部85の摩擦面に摺接可能なテーパ状の摩擦面が形成されている。
第2同期機構84は、第2スリーブ45の第2ハブ42側へのシフト移動に伴い第2シンクロナイザリング86の摩擦面が第2コーン部85の摩擦面に摺接して同期荷重を生じさせることで、第3ハブ43(中間出力シャフト38)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とを回転同期させるように構成されている。なお、第2スリーブ45が第2ハブ42のみと噛合する状態を第2結合機構48の中立位置とする場合は、第2コーン部85を第3ハブ43側に設ければよい。
第3結合機構50は、後前軸用入力シャフト14の入力端にスプライン嵌合等により一体回転可能に設けられた第4ハブ51と、従動ヘリカルギヤ59に一体回転可能に設けられて第4ハブ51と対向するドグギヤ52と、シフト移動により第4ハブ51の外周歯及びドグギヤ52のドグ歯と選択的に噛合可能な内周歯を有する第3スリーブ53と、第3スリーブ53をシフト移動させる第3アクチュエータ54とを備えている。本実施形態において、第3結合機構50は、第3スリーブ53が第4ハブ51のみと噛合する図3に示す状態を中立位置とし、該中立位置から第3スリーブ53がシフト移動してドグギヤ52と噛合することで、第4ハブ51(後前軸用入力シャフト14)とドグギヤ52(従動ヘリカルギヤ59)とを結合させるように構成されている。
第3同期機構90は、ドグギヤ52から第4ハブ51側に突出する第3コーン部91と、ドグギヤ52と第4ハブ51との間に配された第3シンクロナイザリング92とを備えている。第3コーン部91は、ドグギヤ52に一体形成されており、その外周側には軸方向に対して傾斜するテーパ状の摩擦面が設けられている。第3シンクロナイザリング92の内周側には、第3コーン部91の摩擦面に摺接可能なテーパ状の摩擦面が形成されている。
第3同期機構90は、第3スリーブ53の第4ハブ51側へのシフト移動に伴い第3シンクロナイザリング92の摩擦面が第3コーン部91の摩擦面に摺接して同期荷重を生じさせることで、第4ハブ51(後前軸用入力シャフト14)とドグギヤ52(従動ヘリカルギヤ59)とを回転同期させるように構成されている。
本実施形態において、中間デフ装置30は、(A)駆動力を後前駆動軸18L,Rのみに伝達する「後前一軸駆動モード」、(B)駆動力を後後駆動軸19L,Rのみに伝達する「後後一軸駆動モード」、(C)中間デフ装置30に差動を許容させつつ、駆動力を後前駆動軸18L,R及び、後後駆動軸19L,Rに伝達する「通常二軸駆動モード」、又は、(D)中間デフ装置30をロックさせつつ、駆動力を後前駆動軸18L,R及び、後後駆動軸19L,Rに伝達する「デフロック二軸駆動モード」に選択的に切り替えられるようになっている。以下、各モードの詳細について説明する。
[後前一軸駆動モード]
図4に示すように、スイッチ装置105において、「A:後前一軸駆動モード」がON操作されると、ECU100は、第1結合機構40の第1アクチュエータ46に第1スリーブ44を第1ハブ41と第2ハブ42との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号、第2結合機構48の第2アクチュエータ47に第2スリーブ45を第2ハブ42又は第3ハブ43の何れか一方のみ(図示例では第3ハブ43のみ)に噛合する中立位置にシフト移動させる作動信号及び、第3結合機構50の第3アクチュエータ54に第3スリーブ53を第4ハブ51とドグギヤ52との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる指示信号を出力する。
図4に示すように、スイッチ装置105において、「A:後前一軸駆動モード」がON操作されると、ECU100は、第1結合機構40の第1アクチュエータ46に第1スリーブ44を第1ハブ41と第2ハブ42との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号、第2結合機構48の第2アクチュエータ47に第2スリーブ45を第2ハブ42又は第3ハブ43の何れか一方のみ(図示例では第3ハブ43のみ)に噛合する中立位置にシフト移動させる作動信号及び、第3結合機構50の第3アクチュエータ54に第3スリーブ53を第4ハブ51とドグギヤ52との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる指示信号を出力する。
すなわち、「後前一軸駆動モード」が選択されると、第1結合機構40によりアウターシャフト37とスルーシャフト36とが結合されると共に、第3結合機構50により、従動ヘリカルギヤ59と後前軸用入力シャフト14とが結合され、さらに、第2結合機構48によるスルーシャフト36と中間出力シャフト38との結合が解除されるようになる。
この状態で、プロペラシャフト13が回転すると、中間前デフギヤ34及び中間後デフギヤ35が同一回転となるようにして回転する。中間後デフギヤ35が回転すると、駆動力は、アウターシャフト37→駆動ヘリカルギヤ49→従動ヘリカルギヤ59→後前軸用入力シャフト14→後前デフ装置60を介して左右の後前駆動軸18L,Rに伝達される。一方、スルーシャフト36と中間出力シャフト38との結合は解除されているので、後後デフ装置70には駆動力が伝達されない。すなわち、駆動力が、後後駆動軸19L,Rには伝達されずに後前駆動軸18L,Rのみに伝達される後前一軸駆動となる。
本実施形態において、後前デフ装置60のファイナルギヤ比は、特に高速走行に適した小さいギヤ比で設定されている。すなわち、大きな駆動力を必要としない空荷時等に高速走行する際は、「後前一軸駆動モード」を選択することで、高速ギヤ比での走行が可能となり、燃費性能を効果的に向上することができる。
また、「後前一軸駆動モード」への切り替え時には、第1同期機構80により第1ハブ41(アウターシャフト37)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とが回転同期されると共に、第3同期機構90により第4ハブ51(後前軸用入力シャフト14)とドグギヤ52(従動ヘリカルギヤ59)とが回転同期されるように構成されている。これにより、車両走行時においても、ギヤ鳴りや各噛合要素の破損等を生じることなく、「後前一軸駆動モード」への切り替えを容易に行うことが可能になる。
[後後一軸駆動モード]
図5に示すように、スイッチ装置105において、「B:後後一軸駆動モード」がON操作されると、ECU100は、第1結合機構40の第1アクチュエータ46に第1スリーブ44を第1ハブ41又は第2ハブ42の何れか一方のみ(図示例では第1ハブ41のみ)に噛合する中立位置にシフト移動させる作動信号、第2結合機構48の第2アクチュエータ47に第2スリーブ45を第2ハブ42と第3ハブ43との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号及び、第3結合機構50の第3アクチュエータ54に第3スリーブ53を第4ハブ51のみに噛合する中立位置にシフト移動させる指示信号を出力する。
図5に示すように、スイッチ装置105において、「B:後後一軸駆動モード」がON操作されると、ECU100は、第1結合機構40の第1アクチュエータ46に第1スリーブ44を第1ハブ41又は第2ハブ42の何れか一方のみ(図示例では第1ハブ41のみ)に噛合する中立位置にシフト移動させる作動信号、第2結合機構48の第2アクチュエータ47に第2スリーブ45を第2ハブ42と第3ハブ43との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号及び、第3結合機構50の第3アクチュエータ54に第3スリーブ53を第4ハブ51のみに噛合する中立位置にシフト移動させる指示信号を出力する。
すなわち、「後後一軸駆動モード」が選択されると、第2結合機構48によりスルーシャフト36と中間出力シャフト38とが結合されると共に、第1結合機構40によるアウターシャフト37とスルーシャフト36との結合及び、第3結合機構50による従動ヘリカルギヤ59と後前軸用入力シャフト14との結合が解除されるようになる。
この状態で、プロペラシャフト13が回転すると、中間前デフギヤ34及び中間後デフギヤ35が差動を許容しながら回転する。中間前デフギヤ34が回転すると、駆動力は、スルーシャフト36→中間出力シャフト38→後後軸用入力シャフト15→後後デフ装置70を介して左右の後後駆動軸19L,Rに伝達される。一方、従動ヘリカルギヤ59と後前軸用入力シャフト14との結合は解除されているので、後前デフ機構60には駆動力が伝達されない。すなわち、駆動力が、後前駆動軸18L,Rには伝達されずに後後駆動軸19L,Rのみに伝達される後後一軸駆動となる。
本実施形態において、後後デフ装置70のファイナルギヤ比は、特に低速走行に適した大きいギヤ比で設定されている。すなわち、大きな駆動力を必要とする積載状態での発進時や坂道発進時、或は、超低速走行をする場合等に「後後一軸駆動モード」を選択することで、低速ギヤ比での走行が可能となり、車両1の発進や低速走行に必要な駆動力を効果的に得ることができる。
また、「後後一軸駆動モード」への切り替え時には、第2同期機構84により第3ハブ43(中間出力シャフト38)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とが回転同期されるように構成されている。これにより、車両走行時においても、ギヤ鳴りや各噛合要素の破損等を生じることなく、「後後一軸駆動モード」への切り替えを容易に行うことが可能になる。
[通常二軸駆動モード]
図6に示すように、スイッチ装置105において、「C:通常二軸駆動モード」がON操作されると、ECU100は、第1結合機構40の第1アクチュエータ46に第1スリーブ44を第1ハブ41又は第2ハブ42の何れか一方のみ(図示例では第1ハブ41のみ)に噛合する中立位置にシフト移動させる作動信号、第2結合機構48の第2アクチュエータ47に第2スリーブ45を第2ハブ42と第3ハブ43との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号及び、第3結合機構50の第3アクチュエータ54に第3スリーブ53を第4ハブ51とドグギヤ52との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる指示信号を出力する。
図6に示すように、スイッチ装置105において、「C:通常二軸駆動モード」がON操作されると、ECU100は、第1結合機構40の第1アクチュエータ46に第1スリーブ44を第1ハブ41又は第2ハブ42の何れか一方のみ(図示例では第1ハブ41のみ)に噛合する中立位置にシフト移動させる作動信号、第2結合機構48の第2アクチュエータ47に第2スリーブ45を第2ハブ42と第3ハブ43との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号及び、第3結合機構50の第3アクチュエータ54に第3スリーブ53を第4ハブ51とドグギヤ52との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる指示信号を出力する。
すなわち、「通常二軸駆動モード」が選択されると、第2結合機構48によりスルーシャフト36と中間出力シャフト38とが結合されると共に、第3結合機構50により、従動ヘリカルギヤ59と後前軸用入力シャフト14とが結合され、さらに、第1結合機構40によるアウターシャフト37とスルーシャフト36との結合が解除されるようになる。
この状態で、プロペラシャフト13が回転すると、中間前デフギヤ34及び中間後デフギヤ35が差動を許容しながら回転する。中間後デフギヤ35が回転すると、駆動力は、アウターシャフト37→駆動ヘリカルギヤ49→従動ヘリカルギヤ59→後前軸用入力シャフト14→後前デフ装置60を介して左右の後前駆動軸18L,Rに伝達される。一方、中間前デフギヤ34が回転すると、駆動力は、スルーシャフト36→中間出力シャフト38→後後軸用入力シャフト15→後後デフ装置70を介して左右の後後駆動軸19L,Rに伝達される。すなわち、中間デフ装置30による中間前デフギヤ34及び中間後デフギヤ35の差動が許容された状態で、駆動力が、後前駆動軸18L,R及び、後後駆動軸19L,Rの両方に伝達される二軸駆動となる。
本実施形態において、後前デフ装置60のファイナルギヤ比は小さいギヤ比(例えば、4.0)に設定され、後後デフ装置70のファイナルギヤギヤ比は大きいギヤ比(例えば、6.0)に設定されている。すなわち、駆動力を必要とする積載走行時に「通常二軸駆動モード」を選択することで、中間デフ装置30に差動を許容させつつ、車両1の最終変速比を後前デフ装置60及び後後デフ装置70の各ファイナルギヤ比の平均値(=(4.0+6.0)/2=5.0)にして走行することが可能となり、燃費性能を効果的に向上することができる。
また、「通常二軸駆動モード」への切り替え時には、第2同期機構84により第3ハブ43(中間出力シャフト38)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とが回転同期されると共に、第3同期機構90により第4ハブ51(後前軸用入力シャフト14)とドグギヤ52(従動ヘリカルギヤ59)とが回転同期されるように構成されている。これにより、車両走行時においても、ギヤ鳴りや各噛合要素の破損等を生じることなく、「通常二軸駆動モード」への切り替えを容易に行うことが可能になる。
[デフロック二軸駆動モード]
図7に示すように、スイッチ装置105において、「D:デフロック二軸駆動モード」がON操作されると、ECU100は、第1結合機構40の第1アクチュエータ46に第1スリーブ44を第1ハブ41と第2ハブ42との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号、第2結合機構48の第2アクチュエータ47に第2スリーブ45を第2ハブ42と第3ハブ43との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号及び、第3結合機構50の第3アクチュエータ54に第3スリーブ53を第4ハブ51とドグギヤ52との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる指示信号を出力する。
図7に示すように、スイッチ装置105において、「D:デフロック二軸駆動モード」がON操作されると、ECU100は、第1結合機構40の第1アクチュエータ46に第1スリーブ44を第1ハブ41と第2ハブ42との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号、第2結合機構48の第2アクチュエータ47に第2スリーブ45を第2ハブ42と第3ハブ43との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる作動信号及び、第3結合機構50の第3アクチュエータ54に第3スリーブ53を第4ハブ51とドグギヤ52との両方に噛合する結合位置にシフト移動させる指示信号を出力する。
すなわち、「デフロック二軸駆動モード」が選択されると、第1結合機構40によりアウターシャフト37とスルーシャフト36とが結合されると共に、第2結合機構48によりスルーシャフト36と中間出力シャフト38とが結合され、さらに、第3結合機構50により、従動ヘリカルギヤ59と後前軸用入力シャフト14とが結合されるようになる。
この状態で、プロペラシャフト13が回転すると、中間前デフギヤ34及び中間後デフギヤ35が同一回転となるように回転する。中間後デフギヤ35が回転すると、駆動力は、アウターシャフト37→駆動ヘリカルギヤ49→従動ヘリカルギヤ59→後前軸用入力シャフト14→後前デフ装置60を介して左右の後前駆動軸18L,Rに伝達される。一方、中間前デフギヤ34が回転すると、駆動力は、スルーシャフト36→中間出力シャフト38→後後軸用入力シャフト15→後後デフ装置70を介して左右の後後駆動軸19L,Rに伝達される。
すなわち、中間デフ装置30がデフロックされた状態で、駆動力が、後前駆動軸18L,R及び、後後駆動軸19L,Rの両方に伝達される二軸駆動となる。これにより、後前駆動軸18L,R又は後後駆動軸19L,Rの一方が空転してしまう状態が発生しても、他方の駆動軸は回転が維持されるので、泥濘から車両1を効果的に脱出させることが可能になる。
また、「デフロック二軸駆動モード」への切り替え時には、第1同期機構80により第1ハブ41(アウターシャフト37)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とが回転同期されると共に、第2同期機構84により第3ハブ43(中間出力シャフト38)と第2ハブ42(スルーシャフト36)とが回転同期され、さらに、第3同期機構90により第4ハブ51(後前軸用入力シャフト14)とドグギヤ52(従動ヘリカルギヤ59)とが回転同期されるように構成されている。これにより、車両走行時においても、ギヤ鳴りや各噛合要素の破損等を生じることなく、「デフロック二軸駆動モード」への切り替えを容易に行うことが可能になる。
以上詳述したように、本実施形態によれば、後前デフ装置60のファイナルギヤ比は、高速走行に適した小さいギヤ比に設定され、後後デフ装置70のファイナルギヤ比は、低速走行に適した大きいギヤ比に設定されている。また、中間デフ装置30が、各結合機構40,48,50により、「後前一軸駆動モード」、「後後一軸駆動モード」、「通常二軸駆動モード」又は、「デフロック二軸駆動モード」の計4つのモードに選択的に切り替えられるようになっている。
すなわち、大きな駆動力を必要としない空荷時等に高速走行する際は、「後前一軸駆動モード」を選択することで、高速ギヤ比での走行が可能となり、燃費性能を効果的に向上することができる。また、大きな駆動力を必要とする積載状態での発進時や坂道発進時、或は、超低速走行をする場合等に「後後一軸駆動モード」を選択することで、低速ギヤ比での走行が可能となり、車両1の発進や低速走行に必要な駆動力を効果的に得ることができる。また、駆動力を必要とする積載走行時に「通常二軸駆動モード」を選択することで、中間デフ装置30に差動を許容させつつ、車両1の最終変速比を後前デフ装置60及び後後デフ装置70の各ファイナルギヤ比の平均値にして走行することが可能となり、燃費性能を効果的に向上することができる。また、変速機12にギヤ列や副変速機等を追加することなく車両1の最終変速比を変更することが可能となり、変速機12のコンパクト化や軽量化を効果的に図ることができる。
また、各モードへの切り替え時には、結合機構40,48,50により結合対象とされる各噛合要素41,42,43,51,52が、同期機構80,84,90によって回転同期されるように構成されている。これにより、車両走行時においても、ギヤ鳴りや各噛合要素の破損等を生じることなく、各モードの切り替えを容易に行うことができる。
[第二実施形態]
図8は、第二実施形態に係る後二軸駆動装置を示す模式図である。第二実施形態の後二軸駆動装置は、第一実施形態に、エアスプリング210F,R等を含むリフトアクスル装置200F,Rを追加したものである。
図8は、第二実施形態に係る後二軸駆動装置を示す模式図である。第二実施形態の後二軸駆動装置は、第一実施形態に、エアスプリング210F,R等を含むリフトアクスル装置200F,Rを追加したものである。
より具体的には、図8に示すように、スイッチ装置105において、「A:後前一軸駆動モード」が選択された際は、リフトアクスル装置200Rのエアスプリング210Rからエアを排出して、後後駆動軸19L,Rを上方にリフトさせ、後後駆動輪を路面から浮上させる。一方、「B:後後一軸駆動モード」が選択された際は、図示を省略するが、リフトアクスル装置200Fのエアスプリング210Fからエアを排出して、後前駆動軸18L,Rを上方にリフトさせ、後前駆動輪を路面から浮上させる。
このように、非駆動状態となる駆動輪をリフトアクスル装置200F,Rにより路面から浮上させることで、転動抵抗や差動装置60,70の機械的なフリクションを効果的に低減することが可能となり、燃費性能をさらに向上することができる。
[その他]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、上記各実施形態において、後前デフ装置60のファイナルギヤ比は後後デフ装置70のファイナルギヤ比よりも小さく設定されるものとして説明したが、これらギヤ比の大小を入れ替えて構成してもよく、或は、これらファイナルギヤ比を同じ値に設定してもよい。
また、図9に示すように、従動ヘリカルギヤ59を後前軸用入力シャフト14に一体回転可能に設けると共に、第3結合機構50及び第3同期機構90を省略し、「後前一軸駆動モード」、「通常二軸駆動モード」及び、「デフロック二軸駆動モード」の計3つのモードに選択的に切り替え可能に構成してもよい。この構成において、「後前一軸駆動モード」にて高速ギヤ比が必要な場合は、後前デフ装置60のファイナルギヤ比を後後デフ装置70のファイナルギヤ比よりも小さく設定し、「後前一軸駆動モード」にて低速ギヤ比が必要な場合は、後前デフ装置60のファイナルギヤ比を後後デフ装置70のファイナルギヤ比よりも大きく設定すればよい。
また、同期機構80,84,90は、各テーパ部81,85,91の摩擦面と各シンクロナイザリング82,86,92の摩擦面との摺接により同期荷重を生じさせるものとして説明したが、これらの機構を廃止し、後前駆動輪20L,R及び、又は後後駆動輪21L,Rに作用するブレーキ力を用いて各噛合要素を回転同期させるように構成してもよい。
また、車両1はトラックに限定されず、後二軸駆動車両であれば、トラック以外の他の車両にも広く適用することができる。
1 車両
10 エンジン
11 クラッチ装置
12 変速機
13 プロペラシャフト
14 後前軸用入力シャフト
15 後後軸用入力シャフト
18L,R 後前駆動軸
19L,R 後後駆動軸
30 中間デフ装置
36 スルーシャフト
37 アウターシャフト
40 第1結合機構
48 第2結合機構
50 第3結合機構
60 後前デフ装置
62 後前ドライブピニオンギヤ
63 後前リングギヤ
70 後後デフ装置
72 後後ドライブピニオンギヤ
73 後後リングギヤ
80 第1同期機構
81 第1コーン部
82 第1シンクロナイザリング
84 第2同期機構
85 第2コーン部
86 第2シンクロナイザリング
90 第3同期機構
91 第3コーン部
92 第3シンクロナイザリング
10 エンジン
11 クラッチ装置
12 変速機
13 プロペラシャフト
14 後前軸用入力シャフト
15 後後軸用入力シャフト
18L,R 後前駆動軸
19L,R 後後駆動軸
30 中間デフ装置
36 スルーシャフト
37 アウターシャフト
40 第1結合機構
48 第2結合機構
50 第3結合機構
60 後前デフ装置
62 後前ドライブピニオンギヤ
63 後前リングギヤ
70 後後デフ装置
72 後後ドライブピニオンギヤ
73 後後リングギヤ
80 第1同期機構
81 第1コーン部
82 第1シンクロナイザリング
84 第2同期機構
85 第2コーン部
86 第2シンクロナイザリング
90 第3同期機構
91 第3コーン部
92 第3シンクロナイザリング
Claims (4)
- 駆動源から駆動力が伝達されるプロペラシャフトと、
前記プロペラシャフトからの駆動力を第1シャフト及び第2シャフトに中間差動機構を介して分配可能な中間差動装置と、
前記第1シャフトからの駆動力が伝達可能な第3シャフトと、
前記第2シャフトからの駆動力が伝達可能な第4シャフトと、
前記第3シャフトからの駆動力を、少なくとも、該第3シャフトに設けられた後前ドライブギヤ、該後前ドライブギヤと噛合する後前リングギヤ、後前差動機構を介して左右の後前駆動軸に伝達する後前差動装置と、
前記第4シャフトからの駆動力を、少なくとも、該第4シャフトに設けられた後後ドライブギヤ、該後後ドライブギヤと噛合する後後リングギヤ、後後差動機構を介して左右の後後駆動軸に伝達する後後差動装置と、
前記第1シャフトと前記第2シャフトとを選択的に結合させて、前記中間差動機構をロック可能な第1結合機構と、
前記第1結合機構により前記第1シャフトと前記第2シャフトとが結合される際に、前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に同期荷重を生じさせて当該第1及び第2シャフトを回転同期させる第1同期機構と、
前記第2シャフトと前記第4シャフトとを選択的に結合させて、前記第2シャフトから前記第4シャフトへの駆動力を断接可能な第2結合機構と、
前記第2結合機構により前記第2シャフトと前記第4シャフトとが結合される際に、前記第2シャフトと前記第4シャフトとの間に同期荷重を生じさせて当該第2及び第4シャフトを回転同期させる第2同期機構と、を備え、
前記第2結合機構により前記第2シャフトと前記第4シャフトとが結合されると、前記後前駆動軸及び前記後後駆動軸に駆動力が伝達される二軸駆動となり、
前記第2結合機構による前記第2シャフトと前記第4シャフトとの結合が解除されると、前記後前駆動軸のみに駆動力が伝達される一軸駆動となる
ことを特徴とする後二軸駆動装置。 - 前記第1シャフトと前記第3シャフトとを選択的に結合させて前記第1シャフトから前記第3シャフトへの駆動力を断接可能な第3結合機構と、
前記第3結合機構により前記第1シャフトと前記第3シャフトとが結合される際に、前記第1シャフトと前記第3シャフトとの間に同期荷重を生じさせて当該第1及び第3シャフトを回転同期させる第3同期機構と、をさらに備え、
前記第2結合機構により前記第2シャフトと前記第4シャフトとが結合され、前記第3結合機構による前記第1シャフトと前記第3シャフトとの結合が解除されると、前記後後駆動軸のみに駆動力が伝達される一軸駆動となる
請求項1に記載の後二軸駆動装置。 - 前記後前ドライブギヤと前記後前リングギヤとのギヤ比が、前記後後ドライブギヤと前記後後リングギヤとのギヤ比と異なるギヤ比に設定された
請求項1又は2に記載の後二軸駆動装置。 - 前記後前駆動軸又は前記後後駆動軸のうち、駆動力が伝達されていない駆動軸を上昇させて当該駆動軸に装着された駆動輪を路面から浮き上がらせるリフトアクスル装置をさらに備える
請求項1から3の何れか一項に記載の後二軸駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017024746A JP2018131008A (ja) | 2017-02-14 | 2017-02-14 | 後二軸駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017024746A JP2018131008A (ja) | 2017-02-14 | 2017-02-14 | 後二軸駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018131008A true JP2018131008A (ja) | 2018-08-23 |
Family
ID=63249354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017024746A Pending JP2018131008A (ja) | 2017-02-14 | 2017-02-14 | 後二軸駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018131008A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102487875B1 (ko) * | 2021-10-01 | 2023-01-11 | 정명수 | 스카이 바이크 |
-
2017
- 2017-02-14 JP JP2017024746A patent/JP2018131008A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102487875B1 (ko) * | 2021-10-01 | 2023-01-11 | 정명수 | 스카이 바이크 |
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