(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
主駆動輪伝動系と共に回転する第1ローラと、従駆動輪伝動系と共に回転する第2ローラとを、両者の外周面において相互に径方向へ押圧接触させることにより従駆動輪への駆動力配分が可能であり、
前記第2ローラの軸線方向両側における軸部をそれぞれ、ハウジングの固定軸線周りに回転可能に外周ベアリングで支承されたクランクシャフトの偏心中空孔内に内周ベアリングを介して回転自在に支承し、該クランクシャフトの前記固定軸線周りの回転により第2ローラを該固定軸線周りに旋回させて、第1ローラに対する第2ローラの径方向押し付け力を加減することで前記主駆動輪および従駆動輪間の駆動力配分を制御することができ、
前記第2ローラの軸線方向両側における軸部のうち一方の第2ローラ軸部の先端を前記ハウジングから露出させて該一方の第2ローラ軸部の露出先端を前記従駆動輪伝動系に結合すると共に、該一方の第2ローラ軸部に係る前記クランクシャフトの内外周と、この一方の第2ローラ軸部およびハウジングとの間をそれぞれ、前記一方の第2ローラ軸部の露出先端近傍における内周シールおよび外周シールにより液密封止した駆動力配分装置において、
前記一方の第2ローラ軸部に係る内周ベアリングおよび内周シールにより前記一方の第2ローラ軸部と該一方の第2ローラ軸部に係る前記クランクシャフトとの間に画成された内周側環状空所と、前記一方の第2ローラ軸部に係る外周ベアリングおよび外周シールにより前記一方の第2ローラ軸部に係るクランクシャフトと前記ハウジングとの間に画成された外周側環状空所とを連通させる径方向油孔を前記一方の第2ローラ軸部に係るクランクシャフトに設けたことを特徴とする駆動力配分装置。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態を、図示の実施例に基づき詳細に説明する。
<実施例の構成>
図1は、本発明の一実施例になる駆動力配分装置1をトランスファーとして具えた四輪駆動車両のパワートレーンを、車両上方から見て示す概略平面図である。
【0017】
図1の四輪駆動車両は、エンジン2からの回転を変速機3による変速後、リヤプロペラシャフト4およびリヤファイナルドライブユニット5を順次経て左右後輪6L,6Rに伝達するようにした後輪駆動車をベース車両とし、
左右後輪(主駆動輪)6L,6Rへのトルクの一部を、駆動力配分装置1により、フロントプロペラシャフト7およびフロントファイナルドライブユニット8を順次経て左右前輪(従駆動輪)9L,9Rへ伝達することにより、四輪駆動走行が可能となるようにした車両である。
【0018】
駆動力配分装置1は、上記のごとく左右後輪(主駆動輪)6L,6Rへのトルクの一部を左右前輪(従駆動輪)9L,9Rへ分配して出力することにより、左右後輪(主駆動輪)6L,6Rおよび左右前輪(従駆動輪)9L,9R間の駆動力配分比を決定するもので、本実施例においては、この駆動力配分装置1を
図2に示すように構成する。
【0019】
図2において11は、駆動力配分装置1のハウジングを示し、このハウジング11内に入力軸12および出力軸13を、それぞれの回転軸線O
1およびO
2が交差するよう相互に傾斜させて横架する。
入力軸12は、その両端におけるボールベアリング14,15によりハウジング11に対し回転自在に支承する。
入力軸12の両端をそれぞれ、シールリング25,26による液密封止下でハウジング11から突出させる。
図2において入力軸12の左端を変速機3(
図1参照)の出力軸に駆動結合し、右端はリヤプロペラシャフト4(
図1参照)を介してリヤファイナルドライブユニット5に駆動結合する。
【0020】
入力軸12および出力軸13の両端近くにそれぞれ配して、これら入出力軸12,13間に一対のベアリングサポート16,17を架設し、これらベアリングサポート16,17をそれぞれの中程で、ボルト(図示せず)によりハウジング11の軸線方向対向内壁に取着する。
ベアリングサポート16,17と入力軸12との間にはローラベアリング21,22を介在させ、これにより入力軸12をベアリングサポート16,17に対し回転自在となすことで、ベアリングサポート16,17を介しても入力軸12をハウジング11内に回転自在に支持する。
【0021】
ベアリングサポート16,17間(ローラベアリング21,22間)における入力軸12の軸線方向中程位置に第1ローラ31を同軸に一体成形し、この第1ローラ31に径方向へ押圧接触し得るよう配して出力軸13の軸線方向中程位置に第2ローラ32を同軸に一体成形する。
これら第1ローラ31および第2ローラ32の外周面31a,32aは、入力軸12および出力軸13の前記した傾斜によっても、相互に線接触し得るような円錐テーパ面とする。
【0022】
出力軸13は、両端
(第2ローラ軸部)13L,13Rの近くにおける前記のベアリングサポート16,17に対し旋回可能に支承することで、これらベアリングサポート16,17を介してハウジング11内に旋回可能に支持する。
かように出力軸13(13L,13R)をベアリングサポート16,17に対し旋回可能に支承するに当たっては、以下のような偏心支承構造を用いる。
【0023】
出力軸13(13L,13R)と、これが貫通するベアリングサポート16,17との間にそれぞれ、中空アウターシャフト型式のクランクシャフト51L,51Rを遊嵌する。
クランクシャフト51Lおよび出力軸13(
一方の第2ローラ軸部13L)をそれぞれ
図2の左
側における先端においてハウジング11から突出させ、該突出部においてハウジング11およびクランクシャフト51L間にシールリング
(外周シール)27を介在させると共に、クランクシャフト51L および出力軸13(13L)間にシールリング
(内周シール)28を介在させることにより、ハウジング11から突出するクランクシャフト51Lおよび出力軸13(13L)の突出部をそれぞれ液密封止する。
【0024】
図2においてハウジング11から吐出する出力軸13の左端13Lは、フロントプロペラシャフト7(
図1参照)およびフロントファイナルドライブユニット8を介して左右前輪9L,9Rに駆動結合する。
【0025】
クランクシャフト51L,51Rの中空孔51La,51Ra(半径Ri)と、出力軸13の対応端部13L,13Rとの間にそれぞれローラベアリング
(内周ベアリング)52L,52Rを介在させて、出力軸13(13L,13R)をクランクシャフト51L,51Rの中空孔51La,51Ra内で、これらの中心軸線O
2の周りに自由に回転し得るよう支持する。
【0026】
クランクシャフト51L,51Rの中空孔51La,51Ra(中心軸線O
2)は
図3に明示するごとく、外周部51Lb,51Rb(中心軸線O
3、半径Ro)に対し偏心させた偏心中空孔とし、これら偏心中空孔51La,51Raの中心軸線O
2は外周部51Lb,51Rbの中心軸線O
3から、両者間の偏心分εだけオフセットしている。
クランクシャフト51L,51Rの外周部51Lb,51Rbはそれぞれ、ローラベアリング
(外周ベアリング)53L,53Rを介して対応する側におけるベアリングサポート16,17内に回転自在に支持し、
この際、クランクシャフト51L,51Rをそれぞれ、第2ローラ32と共に、スラストベアリング54L,54Rで軸線方向に位置決めする。
【0027】
クランクシャフト51L,51Rの相互に向き合う隣接端にそれぞれ、同仕様のリングギヤ51Lc,51Rcを一体に設け、
これらリングギヤ51Lc,51Rcにそれぞれ、共通なクランクシャフト駆動ピニオン55を噛合させ、これらクランクシャフト駆動ピニオン55をピニオンシャフト56に結合する。
【0028】
なお、上記のごとくリングギヤ51Lc,51Rcにクランクシャフト駆動ピニオン55を噛合させるに当たっては、クランクシャフト51L,51Rを両者の外周部51Lb,51Rbが円周方向において相互に整列して同位相となる回転位置にした状態で、当該リングギヤ51Lc,51Rcに対するクランクシャフト駆動ピニオン55の噛合を行わせる。
【0029】
ピニオンシャフト56は、その両端を軸受56a,56bによりハウジング11に対し回転自在に支持する。
図2の右側におけるピニオンシャフト56の右端をハウジング11に貫通してこれから露出させ、
該ピニオンシャフト56の露出端面には、ハウジング11に取着して設けたローラ間押し付け力制御モータ35の出力軸35aをセレーション嵌合などにより駆動結合する。
【0030】
よって、ローラ間径方向押し付け力制御モータ35によりピニオン55およびリングギヤ51Lc,51Rcを介しクランクシャフト51L,51Rを回転位置制御するとき、
出力軸13および第2ローラ32の回転軸線O
2が、
図3に破線で示す軌跡円αに沿って中心軸線O
3の周りに旋回する。
【0031】
図3の軌跡円αに沿った回転軸線O
2(第2ローラ32)の旋回により第2ローラ32は、後で詳述するが
図4(a)〜(c)に示すごとく第1ローラ31に対し径方向へ接近し、これら第1ローラ31および第2ローラ32のローラ軸間距離L1をクランクシャフト51L,51Rの回転角θの増大につれ、第1ローラ31の半径と第2ローラ32の半径との和値よりも小さくすることができる。
かかるローラ軸間距離L1の低下により、第1ローラ31に対する第2ローラ32の径方向押圧力(ローラ間伝達トルク容量:トラクション伝動容量)が大きくなり、ローラ軸間距離L1の低下度合いに応じてローラ間径方向押圧力(ローラ間伝達トルク容量:トラクション伝動容量)、つまり駆動力配分比を任意に制御することができる。
【0032】
なお
図4(a)に示すように本実施例では、第2ローラ回転軸線O
2がクランクシャフト回転軸線O
3の直下に位置し、第1ローラ31および第2ローラ32の軸間距離L1が最大となる下死点でのローラ軸間距離L1を、第1ローラ31の半径と第2ローラ32の半径との和値よりも大きくする。
これにより当該クランクシャフト回転角θ=0°の下死点においては、第1ローラ31および第2ローラ32が相互に径方向へ押し付けられることがなく、ローラ31,32間でトラクション伝動が行われないトラクション伝動容量=0の状態を得ることができ、
トラクション伝動容量を下死点での0と、
図4(c)に示す上死点(θ=180°)で得られる最大値との間で任意に制御することができる。
【0033】
なお本実施例では、クランクシャフト51L,51Rの回転角基準点をクランクシャフト回転角θ=0°の下死点であることとして説明を展開する。
【0034】
<駆動力配分作用>
図1〜4につき上述したトランスファー1の駆動力配分作用を以下に説明する。
変速機3(
図1参照)からトランスファー1の入力軸12に達したトルクは、一方でこの入力軸12からそのままリヤプロペラシャフト4およびリヤファイナルドライブユニット5(ともに
図1参照)を経て左右後輪6L,6R(主駆動輪)へ伝達される。
【0035】
他方でトランスファー1は、モータ35によりピニオン55およびリングギヤ51Lc,51Rcを介しクランクシャフト51L,51Rを回転位置制御して、ローラ軸間距離L1(
図4参照)を第1ローラ31および第2ローラ32の半径の和値よりも小さくするとき、これらローラ31,32が径方向相互押圧力に応じたローラ間伝達トルク容量を持つことから、このトルク容量に応じて、左右後輪6L,6R(主駆動輪)へのトルクの一部を、第1ローラ31から第2ローラ32を経て出力軸13に向かわせ、左右前輪9L,9R(従駆動輪)をも駆動することができる。
かくして車両は、左右後輪6L,6R(主駆動輪)および左右前輪(従駆動輪)9L,9Rの全てを駆動しての四輪駆動走行が可能である。
【0036】
なお、この伝動中における第1ローラ31および第2ローラ32間の径方向押圧反力は、これらに共通な回転支持板であるベアリングサポート16,17で受け止められ、ハウジング11に達することがない。
そして径方向押圧反力は、クランクシャフト回転角θが0°〜90°である間は0となり、クランクシャフト回転角θが90°〜180°である間、θの増大に応じて増加し、クランクシャフト回転角θが180°になるとき最大値となる。
【0037】
かような四輪駆動走行中、クランクシャフト51L,51Rの回転角θが
図4(b)に示すごとく基準位置の90°であって、第1ローラ31および第2ローラ32が相互に、この時のオフセット量OSに対応した径方向押圧力で押し付けられて径方向押圧接触している場合、
これらローラ間のオフセット量OSに対応したトラクション伝動容量で左右前輪(従駆動輪)9L,9Rへの動力伝達が行われる。
【0038】
そして、クランクシャフト51L,51Rを
図4(b)の基準位置から、
図4(c)に示すクランクシャフト回転角θ=180°の上死点に向け回転操作してクランクシャフト回転角θを増大させるにつれ、ローラ軸間距離L1が更に減少して第1ローラ31および第2ローラ32の相互オーバーラップ量OLが増大する結果、第1ローラ31および第2ローラ32は径方向相互押圧力を増大され、これらローラ間のトラクション伝動容量を増大させることができる。
【0039】
クランクシャフト51L,51Rが
図4(c)の上死点位置に達すると、第1ローラ31および第2ローラ32は相互に、最大のオーバーラップ量OLに対応した径方向最大押圧力で径方向へ押し付けられて、これらの間のトラクション伝動容量を最大にすることができる。
なお最大のオーバーラップ量OLは、第2ローラ回転軸線O
2およびクランクシャフト回転軸線O
3間の偏心量εと、
図4(b)につき上記したオフセット量OSとの和値である。
【0040】
以上の説明から明らかなように、クランクシャフト51L,51Rをクランクシャフト回転角θ=0°の回転位置から、クランクシャフト回転角θ=180°の回転位置まで回転操作することにより、クランクシャフト回転角θの増大につれ、ローラ間トラクション伝動容量を0から最大値まで連続変化させることができる。
また逆に、クランクシャフト51L,51Rをクランクシャフト回転角θ=180°の回転位置から、θ=0°の回転位置まで回転操作することにより、クランクシャフト回転角θの低下につれ、ローラ間トラクション伝動容量を最大値から0まで連続変化させることができ、ローラ間トラクション伝動容量をクランクシャフト51L,51Rの回転操作により自在に制御し得る。
【0041】
<トランスファーの潤滑構造>
図2につき上記した本実施例になるトランスファー(駆動力配分装置)1の潤滑に際しては、第1ローラ31および第2ローラ32が回転中に、ハウジング11内の下部に貯留されている作動油を掻き上げ、この掻き上げ油が落下しながら各部の潤滑箇所に達することで遂行される。
【0042】
本発明に係わる潤滑箇所、つまり第2ローラ32の軸部を成す出力軸13(13L,13R)のうち、従駆動輪である左右前輪9L,9Rを結合すべき
図2の左端部13Lと、クランクシャフト51L(中空孔51La)との間における環状空所
(内周側環状空所)に向かう掻き上げ油の落下経路は以下の通りである。
【0043】
第1ローラ31および第2ローラ32の回転によって掻き上げられた作動油は、矢A1で示すごとく第2ローラ32およびリングギヤ51Lc間の隙間から、これら第2ローラ32およびリングギヤ51Lc間に介在させたスラストベアリング54Lを経て、出力軸13の左端部13Lおよびクランクシャフト51L(中空孔51La)間の環状空所に進入する。
【0044】
しかして出力軸13の左端部13Lおよびクランクシャフト51L(中空孔51La)間には、前輪駆動系の結合箇所においてシールリング28が介在しているため、出力軸13の左端部13Lおよびクランクシャフト51L(中空孔51La)間の環状空所に進入した作動油の抜け出す通路が存在せず、この環状空所に留まる傾向となる。
【0045】
なお、前輪駆動系の結合箇所において出力軸13の左端部13Lおよびクランクシャフト51L(中空孔51La)間にシールリング28を介在させる理由は、以下のためである。
第2ローラ32(出力軸13)は自己の軸線O
2の周りに回転するほか、前記した通りクランクシャフト51Lの回転軸線O
3の周りに旋回することから、この旋回にもかかわらず、ハウジング11から突出している出力軸13の左端部13Lをハウジング11に対し液密封止する必要がある。
【0046】
そこで本実施例においては前記した通り、クランクシャフト51Lおよび出力軸13の左端部13Lをそれぞれ
図2の左端においてハウジング11から突出させ、該突出部においてハウジング11およびクランクシャフト51L間にシールリング27を介在させると共に、クランクシャフト51L および出力軸13(13L)間にシールリング28を介在させることにより、ハウジング11から突出するクランクシャフト51Lおよび出力軸左端部13Lの突出端をそれぞれ液密封止する。
【0047】
かかる液密封止構造によれば、クランクシャフト51Lの回転中、そして出力軸左端部13Lの回転中および旋回中、クランクシャフト51Lがハウジング11に対し径方向相対変位することはないのはもとより、出力軸左端部13Lがクランクシャフト51Lに対し径方向相対変位することもなく、
第2ローラ32(出力軸13)がクランクシャフト51Lの回転軸線O
3の周りに旋回するにもかかわらず、ハウジング11から突出している出力軸13の左端部13Lをハウジング11に対し液密封止することができる。
【0048】
しかし上記のシールリング28は、出力軸13の左端部13Lおよびクランクシャフト51L(中空孔51La)間の環状空所に進入した作動油が抜け出すのを妨げて、この環状空所に流入作動油を留まらせてしまう。
かようにクランクシャフト51Lおよび第2ローラ軸部13L間の環状空所における作動油の流動性が悪いと、この作動油による潤滑・冷却能力が不足し、特にクランクシャフト51Lおよび第2ローラ軸部13L間の回転支承を司るローラベアリング52Lのフリクションが大きくなって、伝動効率の悪化や耐久性の低下を招くという問題が生ずる。
【0049】
本実施例においてはこの問題を解消するため
図2に示すごとく、シールリング28およびローラベアリング52L間の軸線方向位置において中空クランクシャフト51Lに、その内外周間を連通させる径方向油孔51Ldを設けたものである。
この径方向油孔51Ldは円周方向等間隔に配した多数の油孔として、合計開口面積を要求潤滑油量に対応したものとなす。
【0050】
これにより、矢A1
,A2のごとく
ローラベアリング52Lを通流した後クランクシャフト51Lおよび第2ローラ軸部13L間の環状空所
(内周側環状空所)に進入した作動油が
、矢A3で示すごとく径方向油孔51Ldを経て
、クランクシャフト51Lおよびハウジング11間の環状空所(外周側環状空所)に達し、この環状空所(外周側環状空所)からハウジング11の下部オイル溜まりに戻り得るようになす。
【0051】
<実施例の効果>
上記した本実施例になる駆動力配分装置の潤滑構造によれば、クランクシャフト51Lに上記の径方向油孔51Ldを設けたことで、
クランクシャフト51Lおよび第2ローラ軸部13L間の環状空所における作動油の流動性が上記のように良くなるため、
当該環状空所内の作動油による潤滑・冷却能力を高く保ち得て、クランクシャフト51L
および第2ローラ軸部13L間の回転支承を司るローラベアリング52Lも確実に潤滑・冷却することができ、伝動効率の悪化や耐久性の低下に関する従来の前記した問題を確実に解消することができる。