车辆的动力传递装置的制作方法

本实用新型涉及一种车辆的动力传递装置。

背景技术：

一直以来，作为车辆的动力传递装置，已知将发动机(engine)的驱动力传递至转向车轮的装置(例如参照专利文献1)。

专利文献1记载的装置具有将发动机侧的轴部与车轮侧的轴部经由两个中间轴及三个等速接头(joint)而连结的驱动轴(driveshaft)。由此，当车辆小幅绕弯的转弯时，驱动轴的中程通过等速接头而弯折，由此获得大的舵角。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2007-269063号公报

技术实现要素：

[实用新型所要解决的问题]

对于所述专利文献1记载的装置，期望在车辆不小幅绕弯的通常的行驶状态下，使驱动轴的中程不因等速接头而弯折，顺利地进行动力传递。

[解决问题的技术手段]

本实用新型的一实施方式是一种车辆的动力传递装置，将输出轴的动力传递至转向车轮的车轴，包括：内侧轴及外侧轴，配置于输出轴与车轴之间；内侧接头，将内侧轴弯折自如地连结于输出轴；中间接头，将内侧轴与外侧轴弯折自如地连结；外侧接头，将外侧轴弯折自如地连结于车轴；及锁止机构，根据指令而对中间接头使内侧轴与外侧轴弯折的活动进行锁止。

在上述的车辆的动力传递装置中，包括控制部件，仅在车速成为规定值以下的低车速时，允许所述锁止机构进行锁止解除。

在上述的车辆的动力传递装置中，包括控制部件，仅在操舵角成为规定值以上的转弯操作时，允许所述锁止机构进行锁止解除。

在上述的车辆的动力传递装置中，包括操作件，指示所述锁止机构进行锁止解除。

在上述的车辆的动力传递装置中，包括中间挡止机构，限制所述中间接头的最大弯折角度。

在上述的车辆的动力传递装置中，包括外侧挡止机构，限制所述外侧接头的最大弯折角度。

在上述的车辆的动力传递装置中，包括关节挡止机构，对支撑所述车轴的关节的转动范围进行限制，所述关节挡止机构伴随所述锁止机构进行锁止解除而增大所述关节的转动范围。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，利用锁止机构来锁止内侧轴与外侧轴经由中间接头而弯折的活动，因而能在舵角小的通常的行驶状态下顺利地进行动力传递。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式的动力传递装置的示意图。

图2a是表示处于锁止状态的动力传递装置的截面图。

图2b是表示处于锁止解除状态的动力传递装置的截面图。

图3a是表示处于锁止状态的动力传递装置的立体图。

图3b是表示处于锁止解除状态的动力传递装置的立体图。

图3c是表示大舵角时的动力传递装置的立体图。

图4a是表示本实用新型的实施方式的操舵机构的平面图。

图4b是表示大舵角时的操舵机构的平面图。

图5a表示直行时的动力传递装置的示意图。

图5b是表示通常满转舵时的动力传递装置的示意图。

图5c是表示大舵角时的动力传递装置的示意图。

图5d是对大舵角时的弯折角度的限制进行说明的动力传递装置的示意图。

图5e是表示从大舵角时回到通常满转舵时的状态的过程的动力传递装置的一例的示意图。

图5f是表示从大舵角时回到通常满转舵时的状态的过程的动力传递装置的另一例的示意图。

图5g是表示回到通常满转舵时的状态的动力传递装置的示意图。

符号的说明

1：输出轴

2：车轴

3：转向车轮

5：控制器(控制部件)

6：操作开关(操作件)

11：内侧接头

12：外侧接头

13：中间接头

21：内侧轴

22：外侧轴

30：锁止机构

70：中间挡止机构

80：外侧挡止机构

93：关节

95：关节挡止机构

100：动力传递装置

具体实施方式

以下，参照图1～图5g对本实用新型的一实施方式进行说明。图1是示意性地表示本实用新型的实施方式的车辆的动力传递装置100的平面图。首先，对动力传递装置100的结构进行说明。另外，为了简化说明，图1仅图示动力传递装置100的单侧部分，将其他部分省略图示。

动力传递装置100具备输出未图示的动力源(发动机或马达)的动力的输出轴1、驱动轴10及转向车轮3的车轴2。驱动轴10将输出轴1的动力传递至车轴2。

关于驱动轴10，其内侧端经由内侧接头11而弯折自如地连结于输出轴1，其外侧端经由外侧接头12而弯折自如地连结于车轴2。

一分为二式的驱动轴10具备内侧轴21及外侧轴22。内侧轴21与外侧轴22经由中间接头13而弯折自如地连结。

动力传递装置100具备锁止机构30，所述锁止机构30根据来自控制器5的指令而锁止(限制)中间接头13使内侧轴21与外侧轴22弯折的活动。

对控制器5输入有操作开关6(操作件)的信号、车速信号及操舵角信号。

控制器5判定车速处于成为规定值v(例如15km/h)以下的低车速时，且方向盘(steeringwheel，未图示)的操舵角成为规定值α以上的转弯操作时，切换为允许锁止机构30的锁止解除的大舵角模式。

当操作开关6断开时，保持锁止机构30的锁止动作状态。当控制器5判定操作开关6接通时，判定处于所述大舵角模式，指示锁止机构30的锁止解除，并且进行限制动力源的产生力矩的指示。

由此，当驾驶员将操作开关6切换为接通时，仅在车速为规定值v以下的低车速时，且操舵角为规定值α以上的转弯操作时的情况下，进行锁止机构30的锁止解除。在锁止解除状态下，当由驾驶员大幅打方向盘时，中间接头13弯折而转向车轮3大幅转舵(图5c)。

内侧接头11将输出轴1与内侧轴21弯折自如地连结。内侧接头11可使用通过多个球(未图示)传递力矩的等速接头。内侧接头11设置成相对于输出轴1而在轴向上滑动自如。

外侧接头12将外侧轴22与车轴2弯折自如地连结。外侧接头12可使用通过多个球61(图2a)传递力矩的等速接头。

图2a、图2b是表示动力传递装置100的截面图。外侧接头12具备设于外侧轴22的内圈滚道(innerrace)62、设于车轴2的外圈滚道(outerrace)63、及配置于两者之间的多个球61。外侧接头12由波纹管(bellows)状的防尘套(dustboots)19覆盖。

中间接头13将内侧轴21与外侧轴22弯折自如地连结。中间接头13可使用通过十字销(crosspin)51(图2a)传递力矩的十字接头。

如后述那样，图3a、图3b、图3c是表示动力传递装置100的活动的立体图。中间接头13具备设于内侧轴21的轭52、设于外侧轴22的轭53、及配置于两者之间的十字销51。十字销51具有转动自如地连结于轭52的一对销端部、及转动自如地连结于轭53的一对销端部。

锁止机构30具备限制中间接头13的套筒31、及移动套筒31的致动器32。锁止机构30通过致动器32的伸缩动作，来切换套筒31限制中间接头13的弯折动作的锁止动作状态、与套筒31移动而使中间接头13的弯折动作自如的锁止解除状态。

内侧轴21具有中空的轴部24、及在轴部24开口的一对狭缝25。筒状的套筒31具有配置于一对狭缝25的梁部29。关于套筒31，其内周在轴部24的外周滑动连接，在内侧轴21的轴向上滑动自如地受到支撑。

套筒31与轭52及轭53全部滑动自如地嵌合。在套筒31的内周、轭52的外周及轭53的外周，形成有滑动自如地啮合的锯齿(serration，未图示)。

如图2a所示，油压式致动器32具备连结于套筒31的梁部29的杆33、设于杆33的端部的活塞34、及供活塞34滑动自如地插入的气缸35。

气缸35的内部由活塞34分隔成油压室36与背后室37。油压室36经由设于气缸35的外部的环状室42、及配管43而与油压源45(图1)连通。背后室37中压缩配置有弹簧38。

如图1所示，油压源45根据来自控制器5的指令而切换导入油压室36的油压。

图2a、图3a表示从油压源45导入油压室36的油压降低的锁止动作状态。锁止动作状态下，因弹簧38的施压力而活塞34在图2a中向左移动。由此，套筒31保持于与内侧轴21及外侧轴22全部嵌合的锁止位置。

图2b、图3b、图3c表示从油压源45导入油压室36的油压上升的锁止解除状态。锁止解除状态下，如图3b中箭头所示，活塞34抵抗弹簧38的施压力而移动。由此，套筒31保持于与外侧轴22的嵌合经解除的锁止解除位置。锁止解除状态下，如图3c中箭头所示，内侧轴21与外侧轴22能经由中间接头13而弯折。

如图2a、图2b所示，动力传递装置100具备限制中间接头13的最大弯折角度的中间挡止机构70。中间挡止机构70具备从套筒31沿径向突出的环状的中间挡止器71、与外侧轴22的外周滑动自如地嵌合的相向套筒72、从相向套筒72沿径向突出的环状的相向挡止器73、及将相向挡止器73向朝中间挡止器71的方向施压的弹簧74。中间挡止机构70在如图2b所示那样中间接头13弯折的动作时，通过相向挡止器73抵接于中间挡止器71，而限制内侧轴21与外侧轴22弯折的最大角度。

如图2a、图2b所示，动力传递装置100具备限制外侧接头12的最大弯折角度的外侧挡止机构80。外侧挡止机构80具备从外侧轴22沿径向突出的外侧挡止器81。如图2b所示，外侧挡止机构80在外侧接头12弯折的动作时，通过外圈滚道63抵接于外侧挡止器81，而限制外侧轴22与车轴2弯折的最大角度。

图4a、图4b是示意性地表示车辆的操舵机构90的平面图。另外，为了简化说明，图4a、图4b仅图示操舵机构90的单侧部分，将其他部分省略图示。操舵机构90具备支撑转向车轮3的关节(knuckle)93、及支撑关节93的下臂(lowerarm)91。关节93经由下球接头92，以通过下球接头92的主销(kingpin)轴(假想轴)为中心而转动自如地支撑于下臂91。下臂91摇动自如地支撑于车体(未图示)，构成经由关节93支撑转向车轮3的悬架装置。对关节93连结有传递转舵力的拉杆(tierod，未图示)。当驾驶员转动方向盘时，拉杆移动而关节93以主销轴为中心转动，由此使转向车轮3转舵。

在操舵机构90上设有限制关节93的转动范围的关节挡止机构95。关节挡止机构95具备抵接于关节93的关节挡止器96、及改变关节挡止器96相对于下臂91的位置的致动器97。

关节挡止器96滑动自如地支撑于设于下臂91的槽状的导引部94。

在关节93，具有阶差而形成有抵接于关节挡止器96的第一抵接部93a与第二抵接部93b。

如图4a所示，在致动器97伸长的状态下，以主销轴为中心转动的关节93的第一抵接部93a抵接于关节挡止器96。由此，转向车轮3的最大转舵角被限制为例如30deg。

如图4b所示，在致动器97收缩的状态下，以主销轴为中心转动的关节93的第二抵接部93b抵接于关节挡止器96。由此，关节挡止器96的转动范围变大，转向车轮3的最大转舵角被限制为例如45deg。

电磁式致动器97的伸缩动作是由控制器5控制。控制器5在操作开关6断开而锁止机构130进行锁止动作时，使致动器97伸长。控制器5在操作开关6接通而指示锁止机构30的锁止解除时，使致动器97收缩。由此，伴随锁止机构30进行锁止解除而关节93的转动范围变大。

接下来，参照图5a～图5g对动力传递装置100的动作进行说明。

图5a是表示车辆直行时的动力传递装置100的示意图。所述直行时，锁止机构30进行锁止动作，内侧轴21与外侧轴22在同轴上延伸。由此，在直线上延伸的驱动轴10旋转，由此输出轴1的动力向车轴2顺利地传递。

图5b是表示在操作开关6断开的状态下，将方向盘打到最大的通常满转舵时的示意图。所述通常满转舵时，锁止机构30进行锁止动作，内侧轴21与外侧轴22在同轴上延伸。车轴2相对于外侧轴22而经由外侧接头12弯折。此时，舵角θ3由设于外侧接头12的外侧挡止器81(图2a)及关节挡止器96(图4a)限制为最大角度(例如30deg)。

图5c是表示在操作开关6接通的状态下，将方向盘打到最大的大舵角时的示意图，图5d是对大舵角时的弯折角度的限制进行说明的图。所述大舵角时，进行锁止机构30的锁止解除，内侧轴21与外侧轴22经由中间接头13弯折。内侧轴21与外侧轴22弯折的角度θ2由设于中间接头13的中间挡止器71(图2b)限制为例如15deg。

由此，内侧轴21及外侧轴22如图5d中两点链线所示那样向图5d的上侧大幅跳动的情况得到抑制。另外，车轴2相对于外侧轴22经由外侧接头12以角度θ3弯折。此时，角度θ3由外侧挡止器81(图2b)限制为最大角度(例如30deg)，舵角θ4由关节挡止器96(图4b)限制为最大角度(例如45deg)。由此，内侧轴21及外侧轴22如图5d中两点链线所示那样向图5d的下侧大幅跳动的情况得到抑制。这样，在大舵角时，转向车轮3较通常满转舵时更大地转舵，由此车辆能在窄的空间内转弯。

图5e、图5f表示通过驾驶员进行的操舵而从车辆的大舵角时回到通常满转舵时的状态的过程的动力传递装置的一例的示意图。在从大舵角时回到通常满转舵时的状态的情况下，为锁止机构30的锁止经解除的状态，因而中间接头13及外侧接头12的哪一个的弯折角度减小是由两者的折曲力矩(阻力)的相对大小关系决定。即，当中间接头13的阻力小于外侧接头12的阻力时，如图5e所示，中间接头13的折曲角度减小。另一方面，当外侧接头12的阻力小于中间接头13的阻力时，如图5f所示，外侧接头12的折曲角度减小。

图5g是表示通过驾驶员进行的操舵而从车辆的大舵角时回到通常满转舵时的状态的状况的示意图。所述状态下，驾驶员将操作开关6断开，由此如图5g所示，锁止机构30进行锁止动作。由此，在结束了由大舵角所致的转弯的通常行驶时，通过锁止机构30而维持内侧轴21与外侧轴22在同轴上延伸的状态，输出轴1的动力顺利地传递至车轴2。此时，转向车轮3的舵角由外侧挡止器81(图2a)及关节挡止器96(图4a)限制为最大角度(例如30deg)。

另外，想到结束车辆的驾驶时，驾驶员在接通操作开关6而进行了锁止机构30的锁止解除的状态下，断开车辆的点火(ignition)开关(未图示)。应对这一情况，控制器5在开始车辆的驾驶时，即便驾驶员接通点火开关，也在操作开关6接通的情况下，不使动力源启动，而通过未图示的蜂鸣器或屏幕显示来进行警告。另外，在通过驾驶员断开操作开关6而锁止机构30进行锁止动作的情况下，允许动力源的启动。由此，能避免在进行了锁止机构30的锁止解除的状态下开始车辆的驾驶。

接下来，对本实施方式的效果进行说明。

(1)本实施方式的动力传递装置100包括：内侧轴21及外侧轴22，配置于输出轴1与车轴2之间；内侧接头11，将内侧轴21弯折自如地连结于输出轴1；中间接头13，将内侧轴21与外侧轴22弯折自如地连结；外侧接头12，将外侧轴22弯折自如地连结于车轴2；及锁止机构30，根据指令而锁止中间接头13使内侧轴21与外侧轴22弯折的活动(图1)。

根据所述结构，在舵角小的通常的行驶状态下，锁止机构30进行锁止动作，由此阻止内侧轴21与外侧轴22经由中间接头13而弯折的活动。由此，内侧轴21与外侧轴22在同轴上延伸，顺利地进行动力传递。另一方面，在大舵角时，根据指令而锁止机构30进行锁止解除，由此内侧轴21与外侧轴22经由中间接头13弯折而获得大的舵角。由此，车辆可提高小幅绕弯性能，能在窄的空间内转弯。此时，外侧接头12的弯折角不会过大，确保强度及耐久性。

(2)动力传递装置100包括：控制器5(控制部件)，仅在车速成为规定值v以下的低车速时允许锁止机构30进行锁止解除(图1)。

根据所述结构，中间接头13的弯折限于低车速时。因此，动力传递装置100即便对中间接头13使用不具有等速性的十字接头，也可抑制车轴2的旋转速度变动对车辆造成的影响。由此，动力传递装置100无需对中间接头13使用等速接头，可抑制产品的成本。

(3)动力传递装置100包括：控制器5(控制部件)，仅在操舵角成为规定值α以上的转弯操作时，允许锁止机构130进行锁止解除(图1)。

根据所述结构，中间接头13的弯折限于车辆的转弯半径小的转弯操作时。因此，在车辆的转弯半径大于某程度的通常的行驶状态下，锁止机构30进行锁止动作，由此顺利地进行动力传递。

(4)动力传递装置100也可与方向盘分立而包括操作开关6(操作件)，所述操作开关6(操作件)指示锁止机构30进行锁止解除(图1)。

根据所述结构，通过驾驶员对操作开关6进行操作而锁止机构30进行锁止解除。在所述锁止解除状态下，通过操作方向盘而舵角变大。由此，避免驾驶员操作方向盘时舵角意外地变大。

(5)动力传递装置100包括：中间挡止机构70，限制中间接头13的最大弯折角度(图2b)。

根据所述结构，可抑制在进行了锁止机构30的锁止解除的大舵角时，内侧轴21及外侧轴22如图5d中两点链线所示那样跳动。

(6)动力传递装置100包括：外侧挡止机构80，限制外侧接头12的最大弯折角度(图2b)。

根据所述结构，可抑制外侧接头12的弯折角度变得过大，而顺利地进行外侧接头12的动作。

(7)动力传递装置100包括：关节挡止机构95，限制支撑车轴2的关节93的转动范围(图4a)。关节挡止机构95伴随锁止机构30进行锁止解除而大幅限制关节93的转动范围(图4b)。

根据所述结构，分别在通常满转舵时与大舵角时，关节93的转动范围由关节挡止机构95所限制，而防止转向车轮3与车体等发生干扰。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但所述实施方式仅表示本实用新型的适用例的一部分，并非意图将本实用新型的技术范围限定于所述实施方式的具体结构。

例如，所述实施方式中，对中间接头13使用十字接头，但不限于此，也可对中间接头13使用等速接头或其他接头(joint)。

以上的说明仅为一例，只要不损及本实用新型的特征，则本实用新型不受所述实施方式的限定。