(57)【要約】【課題】  車両が旋回状態にあっても、前輪側および後輪側の旋回半径に基づいて最適な駆動力を伝達すると共に、回転駆動を与えることができる可変式駆動力分配装置を提供する。【解決手段】  エンジンからの駆動力は、入力軸２を介して遊星歯車機構３０に伝達され、伝達された該駆動力は第１出力歯車３を介して第１入力歯車５より電磁クラッチ装置４０に伝達されると共に第１入力歯車を介して第１出力軸７に伝達され、遊星歯車機構５０に伝達された駆動力は第２出力歯車４を介して第２入力歯車６より電磁クラッチ装置４０に伝達されると共に第２出力歯車４を介して第２出力軸８に伝達される。第１出力歯車３の直径は第２出力歯車４の直径より小さいので、電磁クラッチ装置４０のパイロットクラッチ機構５０を作動させると、この直径差により、第１入力歯車５は増速される。電磁クラッチ装置４０のパイロットクラッチ機構５０は、車両の走行状態に基づき制御される。【選択図】    図１
2005133743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車機構を有する差動歯車装置と、電磁クラッチ装置とを備えた可変式駆動力分配装置において、前記差動歯車装置の回転中心と前記電磁クラッチの回転中心を並行に配置し、前記差動歯車装置の２つの出力を前記電磁クラッチ装置の入力とすると共に、前記差動歯車装置の２つの出力に対する前記電磁クラッチ装置の入力の結合比を異ならせたことを特徴とする。
【請求項２】
前記差動歯車装置の出力は、第１出力歯車および第２出力歯車からなり、それぞれの直径を異ならせたことで結合比を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の可変式駆動力分配装置。
【請求項３】
前記電磁クラッチ装置を走行状態に応じて制御することにより、前記第１出力歯車と前記第２出力歯車間に回転差を生じさせることを特徴とする請求項２に記載の可変式駆動力配分装置。
【請求項４】
前記電磁クラッチ装置を走行状態に応じて制御することにより、前記第１出力歯車と前記第２出力歯車間に回転差が生じたとき、該回転差を前記差動歯車装置の前記遊星歯車機構にて吸収することを特徴とする請求項３に記載の可変式駆動力配分装置。
【請求項５】
前記可変式駆動力分配装置が搭載された車両が旋回走行中に前記電磁クラッチ装置を作動させることを特徴とする請求項３に記載の可変式駆動力配分装置。
【請求項６】
エンジンからの駆動力は、入力軸を介して前記遊星歯車機構に伝達され、前記遊星歯車機構に伝達された駆動力は前記第１出力歯車を介して第１入力歯車より前記電磁クラッチ装置に伝達されると共に該第１入力歯車を介して第１出力軸に伝達され、前記遊星歯車機構に伝達された駆動力は前記第２出力歯車を介して第２入力歯車より前記電磁クラッチ装置に伝達されると共に該第２出力歯車を介して第２出力軸に伝達されることを特徴とする請求項３に記載の可変式駆動力配分装置。
【請求項７】
前記可変式駆動力分配装置が搭載された車両において、前記第１出力軸が前輪側に連結され、前記第２出力が後輪側に連結されることを特徴とする請求項６に記載の可変式駆動力配分装置。
【請求項８】
前記可変式駆動力分配装置における前記差動歯車装置の遊星歯車機構を、ベベルギア式差動制限機構に代替したことを特徴とする請求項１に記載の可変式駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば四輪駆動車のセンターデフとして用いるのに好適な可変式駆動力分配装置に関し、更に言えば、エンジンからの駆動力を前後輪に電子制御により最適に分配できる可変式駆動力分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運動安定性を向上させるべく、エンジンからの駆動力を前輪側および後輪側に分配する装置として、例えば、後掲の特許文献１に開示された差動歯車装置がある。この差動歯車装置は、遊星差動歯車機構を有し、エンジンからの駆動力が伝達される入力軸に対してハウジングが回転可能に設けられている。該ハウジング内部には、エンジンからの駆動力が伝達される入力軸に連結されたキャリア（入力部材）、内歯車（出力部材）および太陽歯車（出力部材）がそれぞれ設けられている。該キャリア内には、捩れ歯を有する遊星歯車が収納されており、入力軸からの駆動力によりキャリアが回転することにより、該遊星歯車は入力軸中心に対して公転する。内歯車の外周部には、遊星歯車の捩れ歯と係合する外捩れ歯部が形成されると共に、太陽歯車の内周部には、同捩れ歯と係合する内捩れ歯部が形成されている。
【０００３】
上記構成の差動歯車装置は、前輪側と後輪側で差動回転が発生していない場合、エンジンからの駆動力はキャリアを介して公転する遊星歯車に伝達され、該駆動力は遊星歯車の捩れ歯との係合により、内歯車の外捩れ歯に伝達されると共に、太陽歯車の内捩れ歯に伝達される。逆に、前輪側と後輪側で差動回転が発生している場合、該差動回転は内歯車および太陽歯車の差動回転として出現する。この差動回転は、キャリアと共に公転する遊星歯車が自転することにより吸収される。このように、当該差動歯車装置は、前輪側と後輪側に差動回転が発生した場合であっても、エンジンからの駆動力を前輪側および後輪側へと所望の状態で伝達することができる。
【０００４】
一方、エンジンからの駆動力を可変的に前輪側および後輪側に分配する装置として、例えば、後掲の特許文献２に開示された差動制限装置がある。この差動制限装置は、エンジンの駆動力により回転するデフケースと、デフケース内に回転自在に配置されたサンギヤおよびインターナルギヤと、デフケースの収納孔に摺動回転自在に収納され該サンギヤおよびインターナルギヤと噛合うピニオンギヤとを有する差動機構からなる。更に、デフケース内には、デフケース、サンギヤおよびインターナルギヤの３部材のうちいずれか２部材間に配置された摩擦クラッチと、差動機構の差動を制御可能に制限するように該摩擦クラッチを締結するための締結手段が、備えられている。更に締結手段は、多板式のパイロットクラッチ、電磁石、アーマチャおよびボールカムより構成される。尚、パイロットクラッチは、デフケースとカムリングの間に配置されると共に、該カムリングはインターナルギヤ（ボス部）に連結されている。
【０００５】
上記構成の差動制限装置によれば、エンジンからの駆動力はデフケースを回転させると共に、ピニオンギヤを介してサンギヤおよびインターナルギヤに分配される。その結果、エンジンからの駆動力は、サンギヤおよびインターナルギヤより前輪側および後輪側の各駆動軸へと伝達される。また、両駆動軸間に駆動抵抗差が生じると、ピニオンギヤの自転と公転とにより駆動力は各駆動軸に差動配分される。
【０００６】
ここで電磁石を励磁すると磁束が生じアーマチャが吸引されてパイロットクラッチが締結され、カムリングがデフケースに連結される。この状態で差動機構の差動トルクはボールカムにかかり、そのカムスラスト力によってインターナルギヤを介して摩擦クラッチが押圧され締結される。この結果、摩擦クラッチおよびパイロットクラッチの締結力により、差動機構の差動が制限される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５６６７２号公報
【特許文献２】特開平９−１４４８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１記載の差動歯車装置は、確かに、前輪側と後輪側の間で差動回転が発生した場合、何らの制御をすることなく、該差動回転を吸収し、所望の駆動力を前輪側および後輪側へと伝達することができるが、走行状態に応じた制御を行うことができない。
【０００９】
また、特許文献２記載の差動制限装置は、確かに、前輪側と後輪側の間で差動回転が発生した場合、その機械的機構により、何らの制御をすることなく、該差動回転を吸収し、所望の駆動力を前輪側および後輪側へと伝達することができる。更に、電磁石を励磁することにより、差動回転を励磁電流の大きさに応じて制御することも可能である。しかしながら、本構成では、所望の差動回転吸収から、電磁石励磁による摩擦クラッチおよびパイロットクラッチの締結（差動回転不能）の間でしか制御できないので、より能動的な制御はできない。
【００１０】
そこで、本発明は、走行状態に応じて電磁クラッチ装置を制御することにより、より的確な走行状態を得ることを可能とする可変式駆動力分配装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の可変式駆動力分配装置は、遊星歯車機構を有する差動歯車装置と、電磁クラッチ装置からなり、該差動歯車装置の回転軸と該電磁クラッチ装置の回転軸を並行に配置すると共に、両装置を結合比が異なった状態で結合させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成により、例えば、当該可変式駆動力分配装置が搭載された車両が旋回走行中の場合、前輪側と後輪側では、旋回半径が異なるため、差動回転が発生する（前輪側の旋回半径が大きいため、前輪側が速く回ろうとする）。このとき、該電磁クラッチ装置を係合することで前輪を早く回るように結合比を設定することで、後輪側へ伝達されるべき駆動力の一部が電磁クラッチ装置を介して前輪側に伝達されると共に、結合比が異なることより前輪側が速く回転されるため、より安定した走行フィーリングを得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の望ましい実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る駆動力分配装置１０を示す全体構成図である。駆動力分配装置１０は、遊星歯車機構３０を有する差動歯車装置２０と、パイロットクラッチ機構５０およびメインクラッチ６０を有する電磁クラッチ装置４０から主に構成される。エンジンからの駆動力は入力軸２を介して遊星歯車機構３０に伝達され、後述する該遊星歯車機構３０のトルク分配機能により該駆動力は、第１出力歯車３および第２出力歯車４へと所定にトルク配分比で伝達される。第１出力歯車３に伝達された駆動力は、電磁クラッチ装置４０の第１入力歯車５を介して第１出力軸７へと伝達される。また、第２出力歯車４へ伝達された駆動力は、第２入力歯車を介して電磁クラッチ装置４０へ伝達されると共に、第２出力軸８へ伝達される。第１出力軸７および第２出力軸８に伝達された駆動力は、それぞれの軸部フランジに固定された前輪側プロペラシャフトおよび後輪側プロペラシャフトを介して前輪側ディファレンシャルギアおよび後輪側ディファレンシャルギアに伝達され、これにより、前輪および後輪が駆動される。
【００１４】
次に、図２を参照して、遊星歯車機構３０を有する差動歯車装置２０を説明する。差動歯車装置２０の遊星歯車機構３０は、主に、ハウジング２１に内包されるキャリア３１、該キャリア３１に収納される遊星歯車３２、および該遊星歯車３２の半径方向内側および外側でそれぞれ噛合う太陽歯車３３および内歯車３４から構成される。エンジンからの駆動力は、入力軸２に伝達され、該入力軸２の結合部２２（セレーション）を介してキャリア３１を回転駆動し、それにより遊星歯車３２を公転させる。遊星歯車３２に伝達された駆動力は、その半径方向内側にて太陽歯車３３に伝達され、結合部２５（セレーション）を介して前記第１出力歯車３に伝達される。遊星歯車３２に伝達された他方の駆動力は、半径方向外側にて内歯車３４に伝達され、該内歯車３４の結合部２３（セレーション）を介して第２出力歯車４へ伝達され、更に、該第２出力歯車４の結合部２４（セレーション）を介して第２出力軸８へと伝達される。
【００１５】
次に、図３を参照して、パイロットクラッチ機構５０およびメインクラッチ６０からなる電磁クラッチ装置４０を説明する。パイロットクラッチ機構５０は、主に、電磁石５１、ヨーク５２、アーマチャ５６、パイロットクラッチ５７およびカム機構から構成される。該カム機構は、第１カム部材５４、第２カム部材５５および、両カム部材５４、５５の間に配置されたカムフォロアー５３からなる。フロントハウジング４１には、差動歯車装置２０の第２出力歯車４と噛合う第２入力歯車が外周部に形成され、エンジンからの駆動力の後輪側へのそれが伝達される。また、フロントハウジング４１の内部には、内軸４３が回転可能に配置されている。更に、第１入力歯車５は、その軸部において、内軸４３の内周面に形成されたセレーション部にて一体結合されている。
【００１６】
パイロットクラッチ５７は、インナーパイロットクラッチおよびアウタパイロットクラッチがそれぞれ交互に配置された構成からなり、該インナーパイロットクラッチは内軸４３に対して回転可能に軸承された第１カム部材５４の外周部に形成されたセレーション部にて相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置される。また、アウタパイロットクラッチは、フロントハウジング４１の内周部に形成されたセレーション部にて相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置される。このように構成されたパイロットクラッチ５７の左方には、アーマチャ５６が配置され、リード線５７からの電流印加により電磁石５１が励磁されたとき、該アーマチャ５６が電磁石５１側に吸引されることで、パイロットクラッチ５７のインナーパイロットクラッチおよびアウタパイロットクラッチがそれぞれ印加電流の大きさに応じて摩擦係合する。
【００１７】
フロントハウジング４１の内側端部（図示左端部）と第２カム部材５５の間には、メインクラッチ６０のインナーメインクラッチおよびアウタメインクラッチがそれぞれ交互に配置される。インナーメインクラッチは、内軸４３の外周部に形成されたセレーション部を介して相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置される。また、アウタメインクラッチは、フロントハウジング４１の内周部に形成されたセレーション部を介して相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置される。リアハウジング４２がフロントハウジング４１の後端部で螺着されることにより、メインクラッチ６０やパイロットクラッチ５７等がフロントハウジング４１の所定の位置へ配置される。また、電磁石５１が設置されたヨーク５２は、リアハウジング４２の空洞部へ該ハウジングに対して相対回転可能に収納される。
【００１８】
尚、差動歯車装置２０と電磁クラッチ装置４０の結合関係において、第１出力歯車３の直径＜第２出力歯車４の直径（第１入力歯車５の直径＞第２入力歯車６の直径）とし、各歯車の歯山は等ピッチに形成される（以下、「結合比の異なる結合」という）。これにより、通常の走行状態（直進走行などで前輪側と後輪側の間で差動回転が発生していない状態）においては、第２入力歯車６の回転数＞第１入力歯車５の回転数でそれぞれの歯車５、６が回転することとなり、電磁クラッチ装置４０においては、フロントハウジング４１と内軸４３が常に相対回転している。
【００１９】
また、差動歯車装置２０の遊星歯車機構３０においては、上記したように、遊星歯車３２の半径方向外側で内歯車３４と噛合っており、他方、太陽歯車３３は該遊星歯車３２の半径方向内側にて噛合っているので、その噛合い半径差により、本実施形態においては、より第２出力軸８側（後輪側）に駆動力が分配される構成となっている。故、後輪駆動に近い走行フィーリングを得ることができる。
【００２０】
以上のように構成された可変式駆動力分配装置１０を搭載した車両が電磁クラッチ装置４０を作動せず旋回走行する場合、電磁クラッチ装置４０内のパイロットクラッチ５７およびメインクラッチ６０には締結力が作用しないので、フロントハウジング４１と内軸４３は相対回転する。この結果、第１入力歯車５および第２入力歯車６も相対回転するので、第１出力歯車３および第２出力歯車４は何らの制限も受けない。この状態において、前輪側（第１出力歯車３）は旋回半径が小さいので、旋回半径の相対的に大きい後輪側（第２出力歯車４）に対して速く回転するが、差動歯車装置２０の差動吸収機能により、当該差動回転が吸収される。故、当初の走行フィーリングが得られる。
【００２１】
一方、旋回走行中に電磁クラッチ装置４０を作動させる（電磁石５１を励磁する）と、第１入力歯車５および第２入力歯車６が相対的に差動回転しているので、アーマチャ５６が電磁石５１側へ吸引され、パイロットクラッチのインナーパイロットクラッチおよびアウタパイロットクラッチのそれぞれが摩擦係合される。これにより、第１カム部材５４のフロントハウジング４１に対する差動回転が抑制され、第１カム部材５４および第２カム部材５５のそれぞれのカム面に配置されたカムフォロアー５３が当該カム面を乗り上げることにより、第２カム部材５５がメインクラッチ６０側へと押圧される。この第２カム部材５５の押圧により、メインクラッチ６０のインナーメインクラッチおよびアウタメインクラッチのそれぞれが摩擦係合し、フロントハウジング４１と内軸４３の間の差動回転が抑制される。
【００２２】
上記走行状態（旋回走行中で電磁クラッチ装置も作動）において、エンジンからの駆動力は、入力軸２、結合部２２、キャリア３１および遊星歯車３２の順で、該遊星歯車３２の半径方向外側で内歯車３４へと伝達される。内歯車３４へ伝達されたエンジン駆動力の一方は、結合部２３を介して第２出力歯車４へ、他方は第２出力歯車４の結合部２４を介して第２出力軸８へと伝達される。
更に、上記状態で遊星歯車３２に伝達されたエンジン駆動力は、該遊星歯車３２の半径方向内側にて太陽歯車３３と噛合うことにより、該遊星歯車３２の結合部２５を介して第１出力歯車３に伝達される。
【００２３】
この状態において、第１出力歯車３の第１入力歯車５に対する結合比が、第２出力歯車４の第２入力歯車５の結合比より大きく設定している（第１出力歯車３の直径＜第２出力歯車４の直径、第１入力歯車５の直径＞第２入力歯車６の直径）ので、電磁石５１の励磁によって抑制されたフロントハウジング４１と内軸４３の間の差動回転により、第１入力歯車５をより速く回転させる。
【００２４】
この増速作用により、旋回半径差に基づく前輪側および後輪側の間の差動回転をより積極的に吸収することができる。即ち、前輪側を後輪側より速く回転させるので、各側を旋回半径に基づく回転速度で駆動することができ、より安定した走行フィーリングを得ることができる。
また、トルク配分という観点では、本実施例では後輪寄りの駆動配分となっており、遊星歯車機構３０の機能によりある程度の前輪配分もしくはより後輪配分とすることも可能であるが、本構成では旋回中に後輪がすべりオーバーステア状態等になった際には電磁クラッチを係合することで前輪が増速・後輪が減速となり、前輪寄りの駆動配分とすることが可能で、安定した走行フィーリングが得られる。
【００２５】
上記したように、差動歯車装置２０および電磁クラッチ装置５０を異なった結合比で結合することにより、走行状態に合致した前輪および後輪の駆動を実現する。
尚、電磁クラッチ装置５０の制御方法としては、全車輪に車輪速センサを設け、それらの出力より前輪および後輪の旋回半径を計算し、電磁石５１への励磁電流を制御する方法や、ハンドル操舵角より旋回半径を求め制御する方法等、種々の制御方法が適用可能である。
【００２６】
また、差動歯車装置２０および結合比を前輪側および後輪側で入れ替えることにより、前輪駆動の走行フィーリングを得る車両にも適用可能である。更に、差動歯車装置２０の遊星歯車機構３０の代替として、ベベルギア式の差動制限機構を用いることもできる。即ち、エンジンからの駆動力を同軸で出力分配可能な差動制限機構であれば、その種類を問わず適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明にかかる可変式駆動力分配装置の一実施形態の概要を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における差動歯車装置の一例を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における電磁クラッチ装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０・・・可変式駆動力分配装置
２・・・入力軸
３・・・第１出力歯車
４・・・第２出力歯車
５・・・第１入力歯車
６・・・第２入力歯車
７・・・第１出力軸
８・・・第２出力軸
２０・・・作動歯車装置
３０・・・遊星歯車機構
４０・・・電磁クラッチ装置
５０・・・パイロットクラッチ機構
【図１】
2005133743.tif 000003
【図２】
2005133743.tif 000004
【図３】
2005133743.tif 000005