JP4038033B2 - 車両の前後輪駆動装置およびクラッチの切換方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前後輪駆動装置およびクラッチの切換方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、4輪駆動車(以下、「4WD車」と言う。)では、中低速域において4輪駆動の走行状態で旋回半径の小さいコーナを旋回すると、前後輪の間に旋回半径の相違に伴う回転速度差を生じ、タイトコーナブレーキング現象が発生する。このようなタイトコーナブレーキング現象の問題を解消するための技術としては、特公平7−64219号公報で開示するような前後輪駆動装置が一般に知られている。この前後輪駆動装置は、主駆動輪と従駆動輪の間に変速装置を設けることにより、主駆動輪の平均輪速に対する従駆動輪の平均輪速を調節するものである。具体的に、この変速装置は直結用クラッチと変速用クラッチのON・OFFを切り換えることにより、主駆動輪の平均輪速と従駆動輪の平均輪速とがほぼ等しくなる直結状態と、主駆動輪の平均輪速よりも従駆動輪の平均輪速が大きくなる増速状態とを切り換えるものである。そのため、この前後輪駆動装置では、4輪駆動の走行状態で小さいコーナを旋回するときに、変速装置で従駆動輪を増速状態にすることにより、タイトコーナブレーキング現象を防止している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような前後輪駆動装置における変速装置では、直結用クラッチや変速用クラッチを作動させる動力として、油圧式や電磁式等のアクチュエータが少なくとも二つ必要となることから装置自体が大きくなり、また重量も増すといった欠点がある。
【0004】
そこで、本発明の課題は、車両の前後輪駆動装置における変速装置を一つのアクチュエータにて変速の切り換えが可能なように構成することで、装置全体を小型で軽量にすることができる車両の前後輪駆動装置およびクラッチの切換方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項1に係る車両の前後輪駆動装置は、主駆動輪から従駆動輪までの動力伝達経路に複合プラネタリ歯車装置を車体に固定されたケーシング内に備えた変速可能な変速装置を有する車両の前後輪駆動装置において、前記主駆動輪側から動力が伝達される前記変速装置の入力軸または出力軸と同軸に設けられ、前記入力軸または出力軸方向に沿って移動可能、且つ前記複合プラネタリ歯車装置のキャリアと相対回転不能に噛合した環状部材からなる可動子の内周側と外周側とに、直結用クラッチと変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを配設し、前記直結用クラッチまたは変速用クラッチの係合状態を切り換えるための弾性体とアクチュエータは、前記入力軸または出力軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設されるとともに、前記直結用クラッチと前記変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを軸方向に挟むように配設され、前記弾性体は、その付勢力により前記可動子を移動させることで直結用または変速用クラッチのどちらか一方のクラッチを係合させ、前記アクチュエータは、その推力で他方のクラッチのクラッチディスクを移動させて可動子に配設される切換用クラッチディスクに係合させつつ、前記弾性体の付勢力に抗して可動子を移動させることで一方のクラッチの係合を解除させることを特徴とする。
【0006】
ここで、「主駆動輪」とは、動力源からの動力が直接伝達される駆動輪をいい、「従駆動輪」とは、動力源からの動力がトルク伝達量を各々制御可能なトルク伝達クラッチを介して伝達される駆動輪をいう。また、「弾性体」とは、たとえば、皿ばね、コイルスプリング、板ばね、ゴム等である。また、その材質は、金属、プラスチック、ゴム等適宜に変更可能であることはいうまでもない。また、「同軸」とは、後記するような直結用クラッチと変速用クラッチの配設構造を含んで意味するものである。
【0007】
請求項1に記載の発明によれば、たとえば、弾性体の付勢力により可動子を一方向に移動させることで、直結用クラッチを常時係合させておく。そして、アクチュエータを作動させると、その推力が変速用クラッチのクラッチディスクを他方向に移動させて可動子に配設される切換用クラッチディスクに係合させつつ、この切換用クラッチディスクを介して弾性体の付勢力に抗して可動子を移動させるため、直結用クラッチの係合も同時に解除されていく。また、このアクチュエータの作動を停止させると、再び弾性体の付勢力により可動子が一方向に移動するため、再び直結用クラッチが係合されつつ、変速用クラッチの係合が解除されていく。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記直結用クラッチと変速用クラッチの各切換用クラッチディスクを可動子を挟んで半径方向に2段に配設し、そのうち内周側に位置する切換用クラッチディスクは前記入力軸または出力軸に配設されるクラッチディスクに係合し、外周側に位置する切換用クラッチディスクは前記ケーシングに配設されるクラッチディスクと係合することを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明による作用に加え、たとえば、弾性体の付勢力により可動子を一方向に移動させることで、この可動子に配設される直結用クラッチの切換用クラッチディスクを入力軸に配設されるクラッチディスクに常時係合させておく。このとき、入力軸と可動子が一体的に回転するので、この入力軸から伝達される動力がこの可動子と相対回転不能に噛合する複合プラネタリ歯車装置のキャリアを経由して出力される。そして、アクチュエータを作動させると、その推力が変速用クラッチのケーシングに配設されるクラッチディスクを他方向に移動させて可動子に配設される切換用クラッチディスクに係合させつつ、この切換用クラッチディスクを介して弾性体の付勢力に抗して可動子を移動させるため、直結用クラッチの係合も同時に解除されていく。このように、変速用クラッチが係合していくことで今まで回転していた可動子がケーシングに徐々に固定されてキャリアの回転が止められていき、また、直結用クラッチの係合が徐々に解除されていくことで入力軸が可動子とは別に独立して徐々に回転していく。このとき、入力軸から伝達される動力は複合プラネタリ歯車装置の各歯車を経由して徐々に出力されていく。そして、このアクチュエータの作動を停止させると、再び弾性体の付勢力により可動子が一方向に移動するため、再び直結用クラッチが係合されつつ、変速用クラッチの係合が解除されていく。
【0010】
請求項3に記載のクラッチの切換方法は、動力が伝達される入力軸または出力軸と同軸に設けられ、前記入力軸または出力軸方向に沿って移動可能な環状部材からなる可動子の内周側と外周側とに、直結用クラッチと変速用クラッチとが配設され、前記直結用クラッチまたは変速用クラッチの係合状態を切り換えるための弾性体とアクチュエータが前記入力軸または出力軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設される変速装置におけるクラッチの切換方法であって、前記弾性体と前記アクチュエータは、前記直結用クラッチと前記変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを軸方向に挟むように配設され、前記直結用クラッチまたは変速用クラッチのどちらか一方のクラッチを前記弾性体の付勢力により前記可動子を常時一方向に移動させることで係合させておき、前記アクチュエータを作動させることにより、他方のクラッチを係合させつつ、前記弾性体の付勢力に抗して前記可動子を移動させることで一方のクラッチの係合を解除させることを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載の発明によれば、たとえば、直結用クラッチを弾性体の付勢力により可動子を介して常時係合させた状態にしておき、この状態でアクチュエータを作動させると、変速用クラッチが係合されつつ、可動子を介して直結用クラッチの係合が解除されていく。そして、この状態でアクチュエータの作動を停止すると、再び弾性体の付勢力により可動子が一方向に移動するため、再び直結用クラッチが係合されつつ、変速用クラッチの係合が解除されていく。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る車両の前後輪駆動装置およびクラッチの切換方法の詳細について説明する。この実施形態は、図1に示すように、エンジン前置式前輪駆動(FF)車ベースの4WD車に本発明を適用したものである。
なお、本発明はFF車ベースの4WD車に限定されず、たとえば、図2に示すような、エンジン後置式後輪駆動(RR)車ベースの4WD車、図示しないエンジン前置式後輪駆動(FR)車ベースの4WD車に適用してもよい。また、本発明の前後輪駆動装置の変速装置を、FR車におけるトランスミッションの副変速機として適用してもよい。ここで、図2に示すRR車ベースの4WD車の構造は、本実施形態のFF車ベースの4WD車の構造を車両前後方向において逆にしたものなので、本実施形態と同様の各構成部品には同一の符号を付している。
【0013】
図1に示すように、本実施形態における車両の前後輪駆動装置Mは、車両前方に配置されるエンジン1の動力がトランスミッションの出力軸2から伝達される前輪(主駆動輪)側デフ装置3と、この前輪側デフ装置3から動力が推進軸(動力伝達経路)9を介して伝達される変速装置Cと、この変速装置Cからの動力が伝達される後輪(従駆動輪)側デフ装置13とを主に有している。
【0014】
前輪側デフ装置3は従来より周知の構造となっており、トランスミッションの出力軸2からの動力をデフケース4内の所定の各ギヤGと出力軸5,6を介して左右の前輪駆動軸7,8に伝達することにより、各前輪が駆動される。一方、後輪側デフ装置13も従来より周知の構造となっており、変速装置Cとギヤ11,12を介して伝達されてくる動力をデフケース14内の油圧多板クラッチ21,25で制御して左右の後輪駆動軸17,18に伝達することにより、各後輪が可変的に駆動される。
【0015】
変速装置Cは、図3に示すように、車体ボディに固定されるケーシングBと、このケーシングB内の車両前方に配設されて前記前輪側デフ装置3から動力が伝達される入力軸19と、この入力軸19とその軸中心が同じとなってその後方に配設される出力軸29と、この入力軸19と出力軸29とに跨って配設される複合プラネタリ歯車装置Dとを有している。これらの入力軸19、出力軸29および複合プラネタリ歯車装置Dは、ベアリング等により回転自在な状態となっている。この複合プラネタリ歯車装置Dはキャリア61と増速機構40により構成されており、その前方に入力軸19から外方に向かって順次直結用クラッチ30、可動子46、変速用クラッチ50がそれぞれ入力軸19と同軸に設けられている。この変速用クラッチ50の前方には、電磁式アクチュエータEが設けられている。この電磁式アクチュエータEは、車速およびハンドル舵角等の情報が入力信号として入力され、この入力信号に基づいてオンオフ制御される。そして、この電磁式アクチュエータEに電力が供給されると、その励磁コイルEcが通電により磁力を帯び、この磁力が磁性体であるヨーク部材Eyに伝達されることでアーマチュアEaが後方に引き付けられて押付部Epを後方に押す。
【0016】
以下に、変速装置Cを模式的に表した図4を用いて、この変速装置Cを前記に引き続き詳細に説明する(適宜、図3等参照)。
複合プラネタリ歯車装置Dのキャリア61は、その前端の内周にインターナルギヤ47が形成され、その中央部に増速機構40が設けられている。このキャリア61の前端(入力軸19側)には、そのインターナルギヤ47と相対回転不能に噛み合い、かつ、入力軸19の軸方向に沿って移動可能なようにスプライン係合するギヤが形成された環状部材からなる可動子46が設けられている。そして、この可動子46とキャリア61の間に環状の皿ばね(弾性体)48が設けられ、この皿ばね48が可動子46を常時前方に付勢している。さらに、このキャリア61の後端と出力軸29との間にはワンウエイクラッチ49が設けられ、このワンウエイクラッチ49は入力軸19が車両を前進させる回転方向(以下、「前進方向」と言う。)で回転したときのみクラッチが噛み合い、出力軸29を前進方向に回転させるように設定されている。
ここで、皿ばね48と前記電磁式アクチュエータEを入力軸19の軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設させることにより、皿ばね48の付勢力に抗して電磁式アクチュエータEの推力が後方に向かって働くことになる。
【0017】
直結用クラッチ30は、前後方向で摺動自在なようにその内周が入力軸19とスプライン係合するように配設されるクラッチディスク32と、前後方向で摺動自在なようにその外周が可動子46とスプライン係合するように配設される切換用クラッチディスク34からなる多板クラッチである。このクラッチディスク32と切換用クラッチディスク34は、前後方向に交互に配設され、入力軸19に固定されたサークリップ31と可動子46から内側に突出した突出部33(図3参照)とにより前後方向の動きが規制されている。
【0018】
変速用クラッチ50は、前後方向で摺動自在なようにその内周が可動子46とスプライン係合するように配設される切換用クラッチディスク53と、前後方向で摺動自在なようにその外周がケーシングBとスプライン係合するように配設されるクラッチディスク52からなる多板クラッチである。この切換用クラッチディスク53とクラッチディスク52は、前後方向に交互に配設されている。この切換用クラッチディスク53とクラッチディスク52は、可動子46に固定されたサークリップ54により後方への動きが規制されている。
このように、前記直結用クラッチ30と変速用クラッチ50の各切換用クラッチディスク34,53は、前記可動子46を間に挟んで半径方向に2段に配設されることになる。
【0019】
増速機構40は、入力軸19に固定されたサンギヤ41と、このサンギヤ41に噛み合う複数の小ピニオンギヤ42と、各小ピニオンギヤ42と連結軸45を介して一体に形成される大ピニオンギヤ43と、この大ピニオンギヤ43と噛み合うとともに出力軸29に固定されたサンギヤ44とからなる遊星歯車機構となっている。これらの各小ピニオンギヤ42と大ピニオンギヤ43を連結する各連結軸45は、キャリア61により回転自在に支持されている。
【0020】
ここで、サンギヤ41の歯数を(N1)、小ピニオンギヤ42の歯数を(N2)、大ピニオンギヤ43の歯数を(N3)、サンギヤ44の歯数を(N4)として、以下の関係に設定する。
【0021】
【数1】
【0022】
このようにして、前記の形式の4WD車の推進軸9に直結用クラッチ30、増速機構40、変速用クラッチ50、可動子46、ワンウエイクラッチ49、皿ばね48、電磁式アクチュエータE等を有する変速可能な変速装置Cを設ける。
【0023】
次に、車両の前後輪駆動装置Mにおける変速装置Cの動作(クラッチの切換方法)について説明する。
この変速装置Cにおける電磁式アクチュエータEがOFFの状態では、この電磁式アクチュエータEから図4に示す矢印F方向に向かう推力が発生していないため、変速用クラッチ50には圧力がかからず、ケーシングBと可動子46の間に拘束力が発生していない。一方、可動子46は皿ばね48により前方に向かう推力が与えられて前方に移動する。この可動子46が前方に移動することにより、その突出部33で直結用クラッチ30の切換用クラッチディスク34とクラッチディスク32が前方に押される。このように伝達されてくる付勢力を、サークリップ31を介して入力軸19が受け止めるため、直結用クラッチ30がONとなる。このとき、変速用クラッチ50は前端が開放されているため圧力は発生せず、OFFとなる。
【0024】
このように、直結用クラッチ30がONとなることにより入力軸19に可動子46が固定され、また、変速用クラッチ50がOFFとなることにより可動子46がケーシングBに固定されないため、入力軸19と可動子46とが一体的に回転する。この可動子46とキャリア61もインターナルギヤ47により相対的な回転を阻止されているため、一体的に回転する。そして、入力軸19の回転方向が前進方向である場合に、このキャリア61の後端に設けられるワンウエイクラッチ49のクラッチが噛み合って、出力軸29が回転する。したがって、車両を前進させた場合は、入力軸19、可動子46、キャリア61および出力軸29が一体的に回転するため、出力軸29の回転数(ω’)は入力軸19の回転数(ω)と等しいものになる。すなわち、車両を前進させたときには、入力軸19から出力軸29へのトルク伝達の補助が可動子46、キャリア61およびワンウエイクラッチ49により行われ、各回転数の関係がω=ω’となる。
【0025】
一方、電磁式アクチュエータEがONの状態では、この電磁式アクチュエータEから図4に示す矢印F方向に向かう推力が発生しているため、この推力により変速用クラッチ50のクラッチディスク52と切換用クラッチディスク53が後方に移動する。このクラッチディスク52と切換用クラッチディスク53は可動子46のサークリップ54により後方への移動を規制されるため、各クラッチディスク52と切換用クラッチディスク53は互いに徐々に摩擦係合していく。ここで、この各クラッチディスク52と切換用クラッチディスク53は可動子46のサークリップ54に抑えられて摩擦係合していくため、図5に示すように、電磁式アクチュエータEの推力(以下、「変速用クラッチ押付力」と言う。)が強まるにつれて、直結用クラッチ30に今まで皿ばね48によって加えられていた付勢力(以下、「直結用クラッチ押付力」と言う。)が徐々に減衰していく。そのため、変速用クラッチ50の各クラッチディスク52と切換用クラッチディスク53の摩擦係合力が徐々に強まることにより、直結用クラッチ30の各切換用クラッチディスク34とクラッチディスク32の摩擦係合力が徐々に弱まることになる。
【0026】
そして、直結用クラッチ30の摩擦係合力がゼロになったとき、すなわち直結用クラッチ押付力がゼロになったとき、電磁式アクチュエータEの押付部Epが皿ばね48の付勢力を全て受け止めつつ、その推力で可動子46を皿ばね48の付勢力に抗して後方に移動させていく。この皿ばね48の縮みが限界になると(皿ばね付勢力の上限値に到達すると)、変速用クラッチ押付力が全て変速用クラッチ50にかかり、そのクラッチディスク52と切換用クラッチディスク53が完全に摩擦係合する。すなわち、変速用クラッチ50がONとなり、ケーシングBに可動子46が固定される。このとき、皿ばね48の付勢力は変速用クラッチ押付力に全て受け止められ、かつ、可動子46の移動により直結用クラッチ30の各切換用クラッチディスク34とクラッチディスク32の摩擦係合を完全に解除するためのクリアランスが確保されて直結用クラッチ30がOFFとなる。つまり、可動子46と入力軸19の間には、拘束力が発生しなくなる。
【0027】
このように、変速用クラッチ50が徐々に摩擦係合されることで、今まで回転していた可動子46がケーシングBに徐々に固定されてキャリア61の回転が止められていくとともに、直結用クラッチ30の摩擦係合が徐々に解除されることで、入力軸19が可動子46とは別に独立して徐々に回転していく。このように可動子46とは独立して入力軸19が回転することにより、その動力は増速機構40を介して出力軸29に徐々に伝達されていくことになる。そして、電磁式アクチュエータEの推力が皿ばね48の付勢力の上限値に到達すると、変速用クラッチ50が完全に摩擦係合して車体に固定されたケーシングBに可動子46が完全に固定され、また、直結用クラッチ30の摩擦係合が完全に解除されて入力軸19が完全に独立して回転することになる。このときの動力伝達は、入力軸19から増速機構40を介して(すなわち、サンギヤ41、小ピニオンギヤ42、大ピニオンギヤ43およびサンギヤ44を介して)出力軸29へとバイパスして行われる。このとき、出力軸29の回転数(ω’)と入力軸19の回転数(ω)との関係は、
【0028】
【数2】
【0029】
であるから、出力軸29の回転数(ω’)は入力軸19の回転数(ω)よりも大きくなっており、つまりω’>ωとなる。
【0030】
また、この増速状態から直結状態に再び切り換える場合、電磁式アクチュエータEをOFFにすると、皿ばね48の付勢力により可動子46が前方に移動する。このとき、この可動子46は電磁式アクチュエータEの押付部Epとともに前方に移動するため、変速用クラッチ50は摩擦係合されたまま前方に移動する。そして、可動子46の突出部33が入力軸19のサークリップ31に近づくと、皿ばね48の付勢力が直結用クラッチ30に伝達され始めるとともに、変速用クラッチ50から押付部Epが離れていく。すなわち、図5に示すように、直結用クラッチ押付力が強まるにつれて、変速用クラッチ押付力が弱まっていく。そして、皿ばね48の付勢力が直結用クラッチ30を介して完全に入力軸19のサークリップ31に受け止められることにより、直結用クラッチ30がONとなる。
【0031】
ここで、直結用クラッチ30に皿ばね48の付勢力が徐々に伝達されるとともに変速用クラッチ50の摩擦係合が徐々に解除されることにより、可動子46が入力軸19とともに徐々に回転し始める。そして、この可動子46の回転により変速用クラッチ50の切換用クラッチディスク53も回転し始める。そして、電磁式アクチュエータEの押付部Epが変速用クラッチ50から離れて変速用クラッチ50の前端が開放すると、この切換用クラッチディスク53の回転にともなって、各クラッチディスク52と切換用クラッチディスク53が前方に徐々に移動する。そして、直結用クラッチ30が完全に摩擦係合してONになると、変速用クラッチ50の各クラッチディスク52と切換用クラッチディスク53の間に所定のクリアランスが確保されて、変速用クラッチ50がOFFとなる。
【0032】
このように、直結状態から増速状態への切り換え、または、増速状態から直結状態への切り換えは、直結用クラッチ30または変速用クラッチ50のON・OFFが徐々に連続的に切り換わることによって行われる。したがって、後輪の回転速度は、変速装置Cの切り換えによって、連続的に増減することになる。
【0033】
ここで、前記皿ばね48の付勢力の上限値を100として変速用クラッチ50が完全に摩擦係合するために必要な力を50とした場合における、電磁式アクチュエータEの推力について説明する。図6(a)に示すように、直結用クラッチ30の係合を解除させた後、変速用クラッチ50をケーシングBにサークリップ等を介して押し付けて係合させる構造では、直結用クラッチ30の係合を解除させるために、電磁式アクチュエータEは100の推力で皿ばね48を縮ませた後、さらに、変速用クラッチ50を係合させるために50の推力が必要となる。すなわち、このような構造では、電磁式アクチュエータEの推力を150にする必要がある。一方、図6(b)に示すように、本実施形態のような変速用クラッチ50を係合させつつ、直結用クラッチ30の係合を解除させていく構造においては、変速用クラッチ50の係合を皿ばね48の付勢力と電磁式アクチュエータEの推力とで行うため、電磁式アクチュエータEの推力は皿ばね48の付勢力の上限値と同等の100であれば足りることになる。
【0034】
次に、様々な車両の走行状態における前後輪駆動装置Mの動作について説明する。
たとえば、車両が高速走行するときなど、その車速およびハンドル舵角等の情報に基づいて電磁式アクチュエータEがOFFの状態になっている場合は、変速装置Cが直結状態になって前後輪を同じ回転速度で回転させる。また、この高速走行時において所定のカーブを曲がるときには、電磁式アクチュエータEをONにして変速装置Cを増速状態にさせ、かつ、後輪側デフ装置13の油圧多板クラッチ21,25を図示しない油圧制御装置等により制御して旋回外側の後輪駆動トルクよりも旋回内側の後輪駆動トルクを大きくさせる。
さらに、たとえば、車両が中速または低速で小さなカーブを曲がるときには、電磁式アクチュエータEをONにして変速装置Cを増速状態にさせ、かつ、後輪側デフ装置13の油圧多板クラッチ21,25を図示しない油圧制御装置等により制御して旋回内側の後輪駆動トルクよりも旋回外側の後輪駆動トルクを大きくさせる。
【0035】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
皿ばね48により直結用クラッチ30を常時ONにしておき、電磁式アクチュエータEにより変速用クラッチ50をONにするとともに直結用クラッチ30をOFFにするので、一つのアクチュエータにて変速の切り換えが可能となり、車両の前後輪駆動装置が小型で軽量になる。また、変速用クラッチ50の摩擦係合を皿ばね48の付勢力と電磁式アクチュエータEの推力とで行うため、この電磁式アクチュエータEの推力を皿ばね48の付勢力の上限値とほぼ同じに設定するか、その上限値より少し高めに設定にすればよい。そのため、電磁式アクチュエータEとして小型で軽量なものを使用することができる。さらに、直結状態から増速状態への切り換え、または、増速状態から直結状態への切り換えの際は、直結用クラッチ30と変速用クラッチ50のON・OFFが連続的に切り換わることにより、双方のクラッチとも完全にOFFになり駆動トルクが伝達できない時間が発生しないため、トルクの断続による走行時のショックおよび音の発生を回避できる。
【0036】
電磁式アクチュエータEを制御する制御装置においても、制御対象の数が従来よりも減少することにより、その制御則もしくはフエールセーフプログラムを、よりシンプルにすることができる。
また、本実施形態のような車両の前後輪駆動装置Mでも、従来と同様に変速装置Cや後輪側デフ装置13の制御により、4WD車のメリットを損なうことなく、高速域におけるカーブ走行での安定性の向上や中低速域におけるタイトコーナブレーキング現象の防止等の様々な効果を奏することができる。
さらに、電磁式アクチュエータEの押付部Epは、常時回転しない変速用クラッチ50のクラッチディスク52を押すため、回転するものを押すときに設けるベアリング等の必要がなく、その分構造を小さくすることができ、また、振動や騒音を防止することができる。
【0037】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、直結用クラッチ30と変速用クラッチ50を切り換える動力として電磁式アクチュエータEを採用したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、油圧を利用したものやモータを利用したものなどその他の任意の形式のアクチュエータを採用し得る。
本実施形態では、皿ばね48の前方への付勢力により直結用クラッチ30を常時係合させておき、電磁式アクチュエータEの後方への推力により変速用クラッチ50の係合と直結用クラッチ30の係合の解除を行わせる構造にしたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、皿ばね48により可動子46を介して変速用クラッチ50を常時係合させておき、電磁式アクチュエータEにより直結用クラッチ30の係合と変速用クラッチ50の係合の解除を行わせてもよい。この場合は、ケーシングBに新たなサークリップを固定させておくとともに、入力軸19のサークリップ31を取り除く必要がある。また、皿ばね48と電磁式アクチュエータEの位置を逆にするとともに、各サークリップ31,54と突出部33の各クラッチディスク32,34,53,52に対する前後の位置関係を逆にしてもよい。このような構造では、皿ばね48が後方に向かって可動子46を付勢することにより、直結用クラッチ30が常時係合され、電磁式アクチュエータEの推力が前方に向かって発生することにより変速用クラッチ50の係合と直結用クラッチ30の係合の解除が行われる。
【0038】
また、増速機構40、直結用クラッチ30、変速用クラッチ50およびワンウエイクラッチ49の位置関係は本実施形態に示した位置関係に限定されず、たとえば、ワンウエイクラッチ49を入力軸19側に配置したり、変速用クラッチ50と直結用クラッチ30を出力軸29側に配置したり、任意の位置関係に配置し得る。
ワンウエイクラッチ49は入力軸19の回転が前進方向であるときのトルク伝達を補助する目的で設置されているので、このワンウエイクラッチ49を廃止しても変速装置Cの機能には障害はなく、トルク伝達の補助が不必要な場合には廃止し得る。
【0039】
本実施形態では、サークリップ54を可動子46に固定させることにより各クラッチディスク53,52の移動を規制する規制手段としたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、可動子46における本実施形態のサークリップ54が固定される位置に突出部を一体に形成することで、各クラッチディスク53,52の移動を規制してもよい。
また、各クラッチディスク32,34,53,52の数はいくつであってもよく、たとえば、それぞれ一枚ずつであってもよい。このように各クラッチディスクを一枚ずつ設ける構造の場合は、変速用クラッチのクラッチディスク以外の各クラッチディスクを入力軸、可動子に前後に摺動させずに固定させても、本実施形態の作用効果を奏することができる。
本実施形態では、皿ばね48を常に圧縮した状態にすることにより発生する付勢力を利用したが、本発明はこれに限定されず、コイルバネ等を常に伸ばした状態にすることにより発生する縮み方向への付勢力を利用してもよい。
【0040】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、弾性体を用いることにより、一つのアクチュエータで変速の切り換えが可能となるので、車両の前後輪駆動装置を小型で軽量にすることができる。また、たとえば、アクチュエータを作動させると、変速用クラッチが徐々に係合されつつ、直結用クラッチの係合が徐々に解除されていくので、動力の伝達が切れることがなく、変速時のショックを受けることがない。
【0041】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明による効果に加え、各切換用クラッチディスクが半径方向に2段に配設されるので、変速装置を、その入力軸等の軸方向において、小型化することができる。
【0042】
請求項3に記載の発明によれば、弾性体を用いることにより、一つのアクチュエータで変速の切り換えが可能となるので、たとえば、FR車におけるトランスミッションの副変速機等を小型で軽量にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車両の前後輪駆動装置を適用したFF車ベースの4WD車の駆動系を示す構造図である。
【図2】他の実施形態として本発明を適用したRR車ベースの4WD車の駆動系を示す構造図である。
【図3】本実施形態における変速装置を示す横断面図である。
【図4】本実施形態における変速装置を模式的に示す構成図である。
【図5】皿ばね付勢力、増速クラッチ押付力および直結用クラッチ押付力の関係を示す図である。
【図6】直結用クラッチの係合を解除させた後、変速用クラッチを係合させる構造を模式的に示す構成図(a)と、変速用クラッチを係合させつつ、直結用クラッチの係合を解除させていく本実施形態の構造を簡略的に示す構成図(b)である。
【符号の説明】
M 前後輪駆動装置
C 変速装置
B ケーシング
D 複合プラネタリ歯車装置
E 電磁式アクチュエータ
9 推進軸(動力伝達経路)
19 入力軸
29 出力軸
30 直結用クラッチ
32 クラッチディスク
34 切換用クラッチディスク
46 可動子
48 皿ばね(弾性体)
50 変速用クラッチ
52 クラッチディスク
53 切換用クラッチディスク
61 キャリア
Claims (3)
- 主駆動輪から従駆動輪までの動力伝達経路に複合プラネタリ歯車装置を車体に固定されたケーシング内に備えた変速可能な変速装置を有する車両の前後輪駆動装置において、
前記主駆動輪側から動力が伝達される前記変速装置の入力軸または出力軸と同軸に設けられ、前記入力軸または出力軸方向に沿って移動可能、且つ前記複合プラネタリ歯車装置のキャリアと相対回転不能に噛合した環状部材からなる可動子の内周側と外周側とに、直結用クラッチと変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを配設し、
前記直結用クラッチまたは変速用クラッチの係合状態を切り換えるための弾性体とアクチュエータは、前記入力軸または出力軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設されるとともに、前記直結用クラッチと前記変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを軸方向に挟むように配設され、
前記弾性体は、その付勢力により前記可動子を移動させることで直結用または変速用クラッチのどちらか一方のクラッチを係合させ、
前記アクチュエータは、その推力で他方のクラッチのクラッチディスクを移動させて可動子に配設される切換用クラッチディスクに係合させつつ、前記弾性体の付勢力に抗して可動子を移動させることで一方のクラッチの係合を解除させることを特徴とする車両の前後輪駆動装置。 - 前記直結用クラッチと変速用クラッチの各切換用クラッチディスクを可動子を挟んで半径方向に2段に配設し、そのうち内周側に位置する切換用クラッチディスクは前記入力軸または出力軸に配設されるクラッチディスクに係合し、外周側に位置する切換用クラッチディスクは前記ケーシングに配設されるクラッチディスクと係合することを特徴とする請求項1に記載の車両の前後輪駆動装置。
- 動力が伝達される入力軸または出力軸と同軸に設けられ、前記入力軸または出力軸方向に沿って移動可能な環状部材からなる可動子の内周側と外周側とに、直結用クラッチと変速用クラッチとが配設され、
前記直結用クラッチまたは変速用クラッチの係合状態を切り換えるための弾性体とアクチュエータが前記入力軸または出力軸方向でそれぞれの作動方向が相対するように配設される変速装置におけるクラッチの切換方法であって、
前記弾性体と前記アクチュエータは、前記直結用クラッチと前記変速用クラッチとの各切換用クラッチディスクを軸方向に挟むように配設され、
前記直結用クラッチまたは変速用クラッチのどちらか一方のクラッチを前記弾性体の付勢力により前記可動子を常時一方向に移動させることで係合させておき、
前記アクチュエータを作動させることにより、他方のクラッチを係合させつつ、前記弾性体の付勢力に抗して前記可動子を移動させることで一方のクラッチの係合を解除させることを特徴とするクラッチの切換方法。
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