JP3843824B2 - Friction device - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a friction device that is preferably used for, for example, a transmission of an automobile or a transfer of a four-wheel drive vehicle, and mainly reduces rattling noise between gears.
[0002]
[Prior art]
For example, in a transmission of an automobile or a transfer of a four-wheel drive vehicle, there is a possibility that an unpleasant noise such as a so-called rattling noise may be generated at a meshing portion of the drive gear and the driven gear. As an example of countermeasures against such abnormal noise, a friction damper that prevents frictional rotation of the rotating body by preventing friction of the rotating body by applying friction in the rotating direction to the rotating body that is rotationally driven via a gear. (Friction device) is known (Japanese Patent Laid-Open No. 11-344040, etc.).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional friction damper is configured to always add friction during rotation of the rotating body. Therefore, even in a situation where no noise is generated even if no friction is applied, for example, when the rotating body is rotating at a constant speed, friction is added wastefully, and a decrease in efficiency such as fuel consumption cannot be avoided. . In addition, since friction always acts on the friction member made of rubber or the like while the rotating body is rotating, wear and deterioration of the friction member are likely to proceed, and it is difficult to maintain the desired performance for a long period of time. .
[0004]
The present invention has been made paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to provide a novel friction device that does not unnecessarily give friction and has high durability and efficiency.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The friction device according to the present invention includes a rotating body and a friction member that applies friction in the rotational direction to the rotating body. The rotating body is typically rotationally driven via a drive gear and a driven gear that may generate rattling noise. The present invention provides an inertial body that is disposed coaxially with the rotary body and is elastically supported so as to be relatively rotatable with the rotary body, and an inertial body and a rotary body that are generated when the vehicle is accelerated and decelerated. depending on the relative rotation, have a, an actuation mechanism for actuating the friction member, the actuation mechanism, an oil pump for generating hydraulic pressure by the relative rotation between the rotor and the inertial body, from the oil pump The hydraulic circuit includes an actuator that drives the friction member with the supplied hydraulic pressure to apply friction in the rotational direction to the rotating body .
[0006]
According to the present invention, the friction member is operated by the operating mechanism only when the speed of the rotating body is likely to generate noise such as rattling noise between the gears. In other words, the rotating body rotates at a constant speed. The friction member does not operate when there is no possibility of generating an abnormal noise as in the case of unnecessary, and unnecessary friction is not given to the rotating body. For this reason, efficiency, such as a fuel consumption, improves, and durability of a friction member improves. In addition, the operation mechanism can be mechanically realized by using an inertial body, for example, without requiring a sensor for detecting the speed fluctuation of the rotating body, a control means for driving / controlling the actuator in accordance with this sensor, etc. Therefore, simplification and cost reduction can be achieved.
[0009]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, friction can be applied to the rotating body only when necessary, so there is no waste and durability is improved, and when applied to a vehicle, fuel efficiency and the like are improved. I can plan.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a friction damper as a friction device according to the present invention is applied to a front-wheel drive-based standby four-wheel drive vehicle will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
Referring to FIG. 1, an engine 1 and a
[0012]
Referring to FIGS. 2, 3 and 4, the
[0013]
A pair of
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
In this embodiment, in order to absorb the increase or decrease of the volume in the
[0019]
When the speed fluctuation of the
[0020]
When hydraulic oil is supplied to the
[0021]
According to the present embodiment as described above, the rotating
[0022]
Moreover, since all the components of the
[0023]
Furthermore, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle to which a friction damper according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a friction damper of the present embodiment.
3 is a cross-sectional view along the line AA ′ in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view along the line BB ′ in FIG. 2;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an oil pump of the friction damper.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the actuator of the friction damper.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a reservoir tank of the friction damper.
[Explanation of symbols]
10 ... Friction damper (friction device)
11 ...
13. Friction plate (friction member)
14 ...
Claims (1)
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。In a friction device having a rotating body that is rotationally driven through a gear, and a friction member that imparts friction in the rotational direction to the rotating body,
An inertial body disposed coaxially with the rotating body, and rotatably and elastically supported by the rotating body;
An actuation mechanism for actuating the friction member in response to relative rotation between the inertial body and the rotating body that occurs during acceleration and deceleration of the vehicle ;
Have a,
This operating mechanism applies an oil pump that generates hydraulic pressure by the relative rotational operation of the inertial body and the rotating body, and drives a friction member by the hydraulic pressure supplied from the oil pump to impart friction in the rotational direction to the rotating body. And a hydraulic circuit including an actuator for performing friction.
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