(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤを介して回転駆動される回転体と、この回転体に回転方向のフリクションを付与する摩擦部材と、を有するフリクション装置において、
上記回転体と同軸状に配設され、この回転体に相対回転可能かつ弾性的に支持された慣性体と、
車両の加速時及び減速時に発生する慣性体と回転体との相対回転に応じて、上記摩擦部材を作動させる作動機構と、
を有し、
この作動機構が、上記慣性体と回転体との相対回転動作によって油圧を発生する油ポンプと、この油ポンプからの供給油圧により摩擦部材を駆動して、上記回転体に回転方向のフリクションを付与するアクチュエータと、を含む油圧回路であることを特徴とするフリクション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のトランスミッションや４輪駆動車のトランスファに好適に用いられ、主にギヤ間の歯打ち音を低減するフリクション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のトランスミッションや４輪駆動車のトランスファには、駆動ギヤと従動ギヤとの噛合部分に所謂歯打ち音のような不快な異音を生じるおそれがある。このような異音対策の一例として、ギヤを介して回転駆動される回転体に回転方向のフリクションを与えることにより、この回転体の空転を防止し、上記異音の発止を抑制するフリクションダンパ（フリクション装置）が知られている（特開平１１−３４４０４０号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフリクションダンパでは、回転体の回転中には常にフリクションを付加する構成となっている。従って、例えば回転体の定速回転時のように、フリクションを付与しなくても異音が生じることのない状況でも、フリクションを無駄に付加することとなり、燃費等の効率の低下を避けられない。また、回転体の回転中にはゴム等からなる摩擦部材に常にフリクションが作用することから、摩擦部材の摩耗・劣化が進行し易く、所期の性能を長期的に維持することが困難である。
【０００４】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、不必要にフリクションを与えることがなく、耐久性や効率の良い新規なフリクション装置を提供することを一つの目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフリクション装置は、回転体と、この回転体に回転方向のフリクションを付与する摩擦部材と、を有している。回転体は、典型的には歯打ち音を生じるおそれのある駆動ギヤ及び従動ギヤを介して回転駆動されるものである。そして、本発明は、上記回転体と同軸状に配設され、この回転体に相対回転可能かつ弾性的に支持された慣性体と、車両の加速時及び減速時に発生する慣性体と回転体との相対回転に応じて、上記摩擦部材を作動させる作動機構と、を有し、この作動機構が、上記慣性体と回転体との相対回転動作によって油圧を発生する油ポンプと、この油ポンプからの供給油圧により摩擦部材を駆動して、上記回転体に回転方向のフリクションを付与するアクチュエータと、を含む油圧回路であることを特徴としている。
【０００６】
この発明によれば、ギヤ間に歯打ち音のような異音を生じるおそれのある回転体の速度変動時にのみ作動機構により摩擦部材が作動し、言い換えると、回転体が一定速度で回転しているときのように異音を生じるおそれがないときに摩擦部材が作動することはなく、回転体に不要なフリクションが与えられることはない。このため、燃費等の効率が向上するとともに、摩擦部材の耐久性が向上する。また、慣性体を利用して作動機構を機械的に実現することができ、例えば回転体の速度変動を検知するセンサや、このセンサに応じてアクチュエータを駆動・制御する制御手段等を必要とせず、簡素化及び低コスト化を図れる。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、必要なときにのみ回転体にフリクションを付与することができるので無駄がなく、耐久性が向上するとともに、車両に適用した場合には燃費効率等の向上を図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフリクション装置としてのフリクションダンパを、前輪駆動ベースの待機型４輪駆動車両に適用した一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１を参照して、車両前方にはエンジン１及びトランスアクスル２が配設されている。このトランスアクスル２から出力される回転動力は、フロントドライブシャフト３に伝達されるとともに、トランスファ４を介してプロペラシャフト５に伝達される。このプロペラシャフト５とリヤドライブシャフト６との間にはリヤファイナルドライブ７が介装されている。このリヤファイナルドライブ７には、プロペラシャフト５からリヤドライブシャフト６への動力の伝達を断続するトルクコントロールカップリング８が設けられている。そして、プロペラシャフト５と一体的に回転する回転軸５ａに、本実施形態のフリクションダンパ１０が設けられている。このフリクションダンパ１０は、従動側のプロペラシャフト５と一体的に回転する回転軸５ａに所定のフリクション（回転抵抗，摩擦抵抗）を与え、これにより、例えば車両減速時にプロペラシャフト５が空転することに起因して、互いに噛合するトランスファ４内の駆動ギヤ４ａと従動ギヤ４ｂとの間で、バックラッシュに起因する歯打ち音等の異音や振動を生じることを防止する機能を有している。
【００１２】
図２，図３及び図４を参照して、このフリクションダンパ１０は、回転軸５ａに固定又は一体形成され、この回転軸５ａと一体的に回転する略円筒状の回転体１１と、回転体１１の外周側に同軸状に配設され、この回転体１１により回転駆動されるとともに、回転体１１に対して所定の範囲で相対回転可能に弾性的に支持された略環状のイナーシャリング（慣性体）１２と、回転体１１に所定のフリクションを付与する摩擦部材としての一対のフリクションプレート１３と、回転体１１とイナーシャリング１２とが相対回転するときに、フリクションプレート１３を作動させる作動機構１４と、を有している。
【００１３】
回転体１１の外周部には、径方向内方へ窪んだ一対の凹部１５が対角に形成され、イナーシャリング１２の内周部には、径方向内方へ突出する一対のベーン１６が対角に形成されている。各ベーン１６は凹部１５内に周方向に所定の範囲で移動可能に収容・配置されている。ベーン１６の周方向両側面と凹部１５の周方向両側面との間には、ベーン１６を凹部１５の中間位置に弾性的に支持する合計４個のスプリング１７が介装されている。このスプリング１７は、常用時の回転速度変動の周波数よりも回転方向の共振周波数が低くなるように設定されている。従って、イナーシャリング１２は、常用時の回転速度変動の影響を受けずに一定速度で回転することができる。フリクションプレート１３は、例えばドラムブレーキのブレーキシューと同様のものを用いることができる。すなわち、フリクションプレート１３は、回転体１１の外周部の対角に一対設けられ、回転体１１の外周部に沿う略半円弧状をなし、一端のピボットアンカー部１３ａで回転体１１に支持されていて、非回転体としてのケーシング１８に押し付けられることにより、回転体１１に所定のフリクションを与える。
【００１４】
作動機構１４は、スプリング１７のばね力に抗してイナーシャリング１２と回転体１１とが相対回転する際に、作動流体としての作動油（エンジンオイル）を送給する４個の油ポンプ２０と、油ポンプ２０から供給される作動油（の油圧，流量）に応じてフリクションプレート１３を駆動する２個のアクチュエータ３０と、を含む油圧回路で構成されている。
【００１５】
油ポンプ２０は、凹部１５に臨む姿勢で回転体１１に取り付けられた合計４個のシリンダ２１と、各シリンダ２１内に摺動自在に嵌合するピストン２２と、を有している。ピストン２２は、リンク２４を有するロッド２３によりイナーシャリング１２のベーン１６の周方向側面に連携されている。図５を参照して、シリンダ２１内部はピストン２２によって油供給室２５と油戻り室２６とに液密に画成されている。ピストン２２には、油供給室２５から油戻り室２６への流れを防止し、油戻り室２６から油供給室２５への流れを許容する逆止弁２７が設けられている。
【００１６】
アクチュエータ３０は、フリクションプレート１３に向かう姿勢で回転体１１に取り付けられた一対のシリンダ３１と、各シリンダ３１内に摺動可能に配設されるピストン３２と、を有している。ピストン３２とフリクションプレート１３とはリンク３４を備えたロッド３３により連携されている。図６を参照して、ピストン３２によりシリンダ３１内部は、作動油が充填された油圧室３５と大気に開放する大気室３６とに画成されており、大気室３６にはリターンスプリング３７が設けられている。
【００１７】
油供給室２５の油出口２８と油圧室３５の油入口３８とは、第１油路４１（図２，３参照）を介して接続されており、油圧室３５の油出口３９と油戻り室２６の油入口２９とは、第２油路４２（図２，３参照）を介して接続されている。油出口３９は油入口３８に対して流路断面積が小さく設定されており、いわゆるオリフィスとして機能する。従って、油入口３８より油圧室３５内へ作動油が供給されているときには、油圧室３５内の圧力が上昇し、ピストン３２がリターンスプリング３７の付勢力に抗して突出側（図６の上側）へ移動する。
【００１８】
ピストン３２の移動に伴う油圧室３５内の容積すなわち油量の増減を吸収するために、この実施形態では、第２油路４２の途中に、作動油を貯留する略筒状のリザーバタンク４３が回転体１１に同軸状に取り付けられている。図７を参照して、このリザーバタンク４３は、一方の軸方向側壁の略中央部に、大気に開放する大気開放口４４が設けられ、他方の軸方向側壁の略中央部に、アクチュエータ３０の油出口３９に接続する油導入口４５が設けられている。また、リザーバタンク４３の外周部には、油ポンプ２０の油入口２９へ接続する油供給口４６が設けられている。大気開放口４４の周囲には、作動油の大気開放口４４側への侵入を防止するバッフル４７が設けられ、このバッフル４７により、リザーバタンク４３内が、作動油を貯留するリザーバ室４８と大気開放口４４へ連なるブリーザ室４９とに隔てられている。停止時にもリザーバ室４８からブリーザ室４９へ作動油が侵入することのないようにリザーバタンク４３の形状やリザーバ室４８内の最大油量等が設定されている。
【００１９】
車両減速時のように、回転体１１の速度の変動が常用域から外れて大きくなると、スプリング１７のばね力に抗して回転体１１とイナーシャリング１２とが相対的に回転（振動）する。このとき、油ポンプ２０では、リンク２４を介してイナーシャリング１２に接続するピストン２２がシリンダ２１内を移動する。図５を参照して、ピストン２２が矢印▲１▼の方向へ移動する場合、逆止弁２７が開いて油戻り室２６から油供給室２５へ作動油が流れるので、油出口２８よりアクチュエータ３０へ作動油はほとんど供給されない。一方、ピストン２２が矢印▲２▼の方向へ移動する場合、逆止弁２７が閉じ、油供給室２５から油戻り室２６へ作動油は流れない。従って、油供給室２５内の作動油は油出口２８から第１油路４１を経由してアクチュエータ３０へ供給されるとともに、油戻り室２６には作動油がリザーバタンク４３より油入口２９を経由して供給される。油ポンプ２０は、図３に示すようにベーン１６を挟んで両側に配置されているため、一方が矢印▲１▼の方向へ移動する場合、他方が矢印▲２▼の方向に移動する。従って、イナーシャリング１２と回転体１１とが相対回転すれば、その回転方向にかかわらず、アクチュエータ３０へ作動油が供給されることとなる。
【００２０】
アクチュエータ３０の油圧室３５に作動油が供給されると、上述した油出口３９のオリフィス作用により、油圧室３５内の油圧が上昇して、ピストン３２がリターンスプリング３７のばね力に抗して押し出される。これにより、フリクションプレート１３がケーシング１８に押し付けられて、回転体１１にフリクションが与えられる。このフリクションはフリクションプレート１３の押付け力に比例するので、シリンダ３１内に流入する流量に比例したフリクションが作用することとなる。
【００２１】
以上のような本実施形態によれば、車両加速時及び減速時のように、ギヤ４ａ，４ｂ間に歯打ち音等の異音を生じるおそれのある運転状態のときには、回転体１１とイナーシャリング１２とが相対的に回転し、この相対回転動作に応じて作動機構１４によりフリクションプレート１３がケーシング１８に押し付けられて、回転体１１にフリクションが作用し、上記の異音の発生が防止される。一方、歯打ち音等を生じるおそれのない略一定速度の運転状態では、回転体１１とイナーシャリング１２とが同期して回転するために、回転体１１にフリクションが付与されることはなく、不要なフリクションの付加による無駄が解消され、フリクションプレート１３の耐久性が向上するとともに、燃費効率等が向上する。
【００２２】
また、フリクションプレート１３が押し付けられるケーシング１８を除き、イナーシャリング１２や油圧回路を含めたフリクションダンパ１０の全部品を回転軸５ａに同軸状に取り付けることができるため、レイアウトの自由度が高く、小型化が可能で、その適用も容易である。
【００２３】
更に、イナーシャリング１２を利用して、回転体１１の速度変動に応じて作動する作動機構１４を機械的に構成することができ、例えば回転体１１の速度変動を検知するセンサや、このセンサに応じてアクチュエータを駆動・制御する制御手段等を必要としないため、簡素化及び低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフリクションダンパを適用した車両の概略構成図。
【図２】本実施形態のフリクションダンパを示す構成図。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿う断面対応図。
【図４】図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面対応図。
【図５】上記フリクションダンパの油ポンプを示す断面対応図。
【図６】上記フリクションダンパのアクチュエータを示す断面対応図。
【図７】上記フリクションダンパのリザーバタンクを示す断面対応図。
【符号の説明】
１０…フリクションダンパ（フリクション装置）
１１…回転体
１２…イナーシャリング（慣性体）
１３…フリクションプレート（摩擦部材）
１４…作動機構
２０…油ポンプ
３０…アクチュエータ
４３…リザーバタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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