JP2000304071A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パイロット機構で発生する押圧力の低下と摩擦
クラッチによる両回転部材間での伝達トルクの低下を対
応させて、駆動系での引きずり抵抗の発生を防止して燃
費の悪化を防止する 【解決手段】駆動力伝達装置１０を構成するクラッチ室
Ｒ1内の封入油と作動流体室Ｒ2内の封入流体の熱膨張差
を外側回転部材１０ａと作動ピストン１３の熱膨張差に
て吸収するようにして、高温時に摩擦クラッチ１０ｃに
よる両回転部材１０ａ，１０ｂ間での伝達トルクを低下
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は駆動力伝達装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】駆動力伝達装置の一形式として、実開平
５−６７８２６号公報に示されているように、外側回転
部材と同外側回転部材に同心的かつ回転可能に嵌合する
内側回転部材間に設けたクラッチ室に配設された摩擦ク
ラッチと、前記両回転部材間に配設されたパイロット機
構を備え、同パイロット機構を、前記両回転部材の一方
の回転部材に形成された側壁と、前記両回転部材間にて
前記側壁と前記摩擦クラッチとの間に軸方向へ移動可能
に配設されて前記側壁とともに作動流体室を形成する作
動ピストンと、前記作動流体室にて前記両回転部材の他
方の回転部材に一体回転可能に組み付けられて前記一方
の回転部材とは相対回転するロータとにより構成してな
る形式の駆動力伝達装置がある。

【０００３】当該駆動力伝達装置は、前記両回転部材の
相対回転時に同相対回転に応じて発生する流体圧を前記
作動ピストンを介して前記摩擦クラッチに伝達し、同摩
擦クラッチを作動させて前記両回転部材間のトルク伝達
を行うものであり、前記クラッチ室にはオートマチック
トランスミッションフルード（ＡＴＦ）等の作動油が封
入されており、また、前記作動流体室にはシリコーンオ
イル等の高粘性流体が封入されている。

【０００４】しかして、当該形式の駆動力伝達装置は、
例えば、車両の後輪側動力伝達経路に配設されて、リア
ルタイム式の四輪駆動車を構成するもので、当該四輪駆
動車においては、前後輪の一方が常時駆動するととも
に、前後輪間に差動回転が生じた場合には両回転部材間
に相対回転が生じて、パイロット機構に相対回転に応じ
た流体圧が発生して摩擦クラッチを押圧し、摩擦クラッ
チを作動して両回転部材間でトルク伝達を行い、後輪側
へ駆動力を伝達して後輪を駆動させる四輪駆動状態とす
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該形式の
駆動力伝達装置を搭載した車両を悪条件で高速走行した
場合、例えば、前後輪にかなりの空気圧差がある場合
や、前後輪のいずれかがかなり摩耗したタイヤである場
合に車両を高速走行させると、両回転部材間に連続して
相対回転が生じてパイロット機構および摩擦クラッチが
連続して作動し、駆動力伝達装置が昇温して高温状態と
なる。

【０００６】この結果、駆動力伝達装置内では、クラッ
チ室内の封入油と作動流体室内の封入流体が熱膨張する
が、これら封入油および封入流体はその機能上から異な
る特性のものが選定されていて、作動流体室内の封入流
体がクラッチ室内の封入油に比較してその熱膨張が大き
く、この熱膨張差に起因して作動流体室の内圧がクラッ
チ室の内圧に比較して高くなる。このため、摩擦クラッ
チを作動させる押圧力は、両回転部材の相対回転に対応
する作動ピストンの押圧力に、両室内の圧力差分が付加
されることになり、これが駆動系の引きずり抵抗となっ
て燃費の悪化をまねく原因になる。

【０００７】従って、本発明の目的は、この種形式の駆
動力伝達装置において、駆動系での引きずり抵抗の発生
を防止して燃費の悪化を防止することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は駆動力伝達装置
に関するもので、外側回転部材と同外側回転部材に同心
的かつ回転可能に嵌合する内側回転部材間に設けたクラ
ッチ室に配設された摩擦クラッチと、前記両回転部材間
に配設されたパイロット機構を備え、同パイロット機構
を、前記両回転部材の一方の回転部材に形成された側壁
と、前記両回転部材間にて前記側壁と前記摩擦クラッチ
との間に軸方向へ移動可能に配設されて前記側壁ととも
に作動流体室を形成する作動ピストンと、前記作動流体
室にて前記両回転部材の他方の回転部材に一体回転可能
に組み付けられて前記一方の回転部材とは相対回転する
ロータとにより構成してなり、前記両回転部材の相対回
転時に同相対回転に応じて発生する流体圧を前記作動ピ
ストンを介して前記摩擦クラッチに伝達し、同摩擦クラ
ッチを作動させて前記両回転部材間のトルク伝達を行う
形式の駆動力伝達装置を適用対象とするものである。

【０００９】しかして、本発明に係る駆動力伝達装置は
上記した形式の駆動力伝達装置において、前記クラッチ
室内の封入油と前記作動流体室内の封入流体の熱膨張差
を前記外側回転部材と前記作動ピストンの熱膨張差にて
吸収するように、前記外側回転部材の材質と前記作動ピ
ストンの材質を設定したことを特徴とするものである。

【００１０】本発明に係る駆動力伝達装置においては、
前記封入流体の熱膨張係数を前記封入油の熱膨張係数に
比較して大きく、かつ、前記外側回転部材の線膨張係数
を前記作動ピストンの線膨張係数に比較して大きく設定
することが好ましい。この場合、前記封入油はオートマ
チックトランスミッションフルードで前記封入流体はシ
リコーンオイルであり、前記外側回転部材はアルミニウ
ム製またはその合金製で前記作動ピストンは鉄製である
ことが好ましい。

【００１１】

【発明の作用・効果】本発明に係る駆動力伝達装置にお
いては、クラッチ室内の封入油と作動流体室内の封入流
体の熱膨張差を外側回転部材と作動ピストンの熱膨張差
にて吸収するように設定している。このため、当該駆動
力伝達装置を搭載した車両を悪条件で高速走行した場合
に、当該駆動力伝達装置が昇温して高温状態となって、
クラッチ室内の封入油と作動流体室内の封入流体が熱膨
張して熱膨張差に起因して作動流体室の内圧がクラッチ
室の内圧に比較して高くなろうとするが、この熱膨張差
は外側回転部材と作動ピストンの熱膨張差にて吸収され
る。

【００１２】この結果、摩擦クラッチを作動させる押圧
力は、両回転部材の相対回転に対応する作動ピストンの
押圧力に両室内の圧力差分が付加されるが、外側回転部
材と作動ピストンの熱膨張差に対応して低下することに
なる。すなわち、外側回転部材と作動ピストンの熱膨張
差は、パイロット機構からの押圧力の低下に対応するこ
とになり、駆動系の引きずり抵抗に起因する燃費の悪化
が生じるおそれはない。

【００１３】本発明に係る駆動力伝達装置のこのような
作用効果は、外側回転部材の線膨張係数を作動ピストン
の線膨張係数に比較して大きく設定することにより達成
される。この場合、封入油はオートマチックトランスミ
ッションフルードに、封入流体はシリコーンオイルに設
定し、かつ、外側回転部材はアルミニウム製またはその
合金製に、作動ピストンは鉄製に設定することが好まし
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明すると、図１には本発明の一例に係る駆動力伝達装置
１０が示されている。当該駆動力伝達装置１０は、図２
に示すように、四輪駆動車における後輪側への駆動力伝
達経路に搭載される。

【００１５】当該四輪駆動車において、トアランスアク
スル２１はトランスミッション、トランスファおよびフ
ロントディファレンシャルを一体に備えるもので、エン
ジン２２の駆動力をトランスアクスル２１のフロントデ
ィファレンシャル２３を介して、両アクスルシャフト２
４ａに出力して左右の前輪２４ｂを駆動させるととも
に、第１プロペラシャフト２５側に出力させる。第１プ
ロペラシャフト２５は、駆動力伝達装置１０を介して第
２プロペラシャフト２６に連結されており、第１プロペ
ラシャフト２５と第２プロペラシャフト２６がトルク伝
達可能に連結された場合には、駆動力はリヤディファレ
ンシャル２７に伝達され、リヤディファレンシャル２７
から両アクスルシャフト２８ａへ出力されて左右の後輪
２８ｂを駆動させる。

【００１６】しかして、駆動力伝達装置１０は、図１に
示すように、外側回転部材であるアウタケース１０ａ、
内側回転部材であるインナシャフト１０ｂ、摩擦クラッ
チ１０ｃ、およびパイロット機構１０ｄを備えている。

【００１７】アウタケース１０ａは、有底筒状のフロン
トハウジング１１ａと、フロントハウジング１１ａの後
端開口部に螺着されて同開口部を覆蓋するリヤハウジン
グ１１ｂにて構成されている。アウタケース１０ａにお
いては、フロントハウジング１１ａの前端部にて、第１
プロペラシャフト２５の後端にトルク伝達可能に連結さ
れる。

【００１８】インナシャフト１０ｂは、リヤハウジング
１１ｂの中央部を液密的に貫通した状態でフロントハウ
ジング１１ａ内に挿入されていて、軸方向の移動を規制
された状態で、フロントハウジング１１ａとリヤハウジ
ング１１ｂに回転可能に支持されている。インナシャフ
ト１０ｂには、第２プロペラシャフト２６の先端部が挿
入されてトルク伝達可能に連結される。

【００１９】摩擦クラッチ１０ｃは、湿式多板式の摩擦
クラッチであって、多数のクラッチプレート（インナク
ラッチプレート１２ａ、アウタクラッチプレート１２
ｂ）を備えており、フロントハウジング１１ａの奥壁側
のクラッチ室Ｒ1に配設されている。摩擦クラッチ１０
ｃを構成する各インナクラッチプレート１２ａは、イン
ナシャフト１０ｂの外周にスプライン嵌合して軸方向へ
移動可能に組付けられ、かつ、各アウタクラッチプレー
ト１２ｂは、フロントハウジング１１ａの内周にスプラ
イン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各
インナクラッチプレート１２ａと各アウタクラッチプレ
ート１２ｂとは交互に位置して、互いに当接して摩擦係
合するとともに、互いに離間して自由状態になる。

【００２０】パイロット機構１０ｄは、作動ピストン１
３、ロータ１４、およびリヤハウジング１１ｂにて構成
されている。作動ピストン１３は、摩擦クラッチ１０ｃ
の一側にてフロントハウジング１１ａとインナシャフト
１０ｂ間に軸方向へ移動可能に組付けられている。当該
パイロット機構１０ｄにおいては、アウタケース１０ａ
が本発明における一方の回転部材に該当し、かつ、リヤ
ハウジング１１ｂが本発明における一方の回転部材に形
成された側壁に該当する。

【００２１】但し、作動ピストン１３は、フロントハウ
ジング１１ａに対しては液密的で一体回転可能に、ま
た、インナシャフト１０ｂに対しては液密的で相対回転
可能に組付けられている。これにより、作動ピストン１
３はリヤハウジング１１ｂとともに、作動流体である高
粘性流体を封入する流体室Ｒ2を構成している。ロータ
１４は、インナシャフト１０ｂの外周に一体回転可能に
組付けられた状態で流体室Ｒ2内に位置している。ロー
タ１４は、外周側に延びる複数のベーン部１４ａを備
え、各ベーン部１４ａにより、流体室Ｒ2を複数の圧力
室に区画している。

【００２２】パイロット機構１０ｄにおいては、アウタ
ケース１０ａとインナシャフト１０ｂとの相対回転時、
ロータ１４が作動ピストン１３およびリヤハウジング１
１ｂに対して相対回転して流体室Ｒ2の各圧力室内に、
その相対回転に応じた圧力を発生させ、発生した圧力は
作動ピストン１３に対して推力として付与される。

【００２３】当該駆動力伝達装置１０においては、両プ
ロペラシャフト２５，２６間に相対回転が生じて、アウ
タケース１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が
生じると、パイロット機構１０ｄの流体室Ｒ2内に流体
圧が発生して、この流体圧が作動ピストン１３を軸方向
へ押圧して摩擦クラッチ１０ｃを摩擦係合させる。これ
により、摩擦クラッチ１０ｃは、アウタケース１０ａと
インナシャフト１０ｂ間で、両プロペラシャフト２５，
２６間の相対回転に応じたトルク伝達を行い、車両をリ
アルタイムに四輪駆動状態とする。

【００２４】しかして、当該駆動力伝達装置１０におい
ては、クラッチ室Ｒ1にオートマチックトランスミッシ
ョンフルード（ＡＴＦ）が封入され、かつ、流体室Ｒ2
にはシリコーンオイルが封入されている。一方、フロン
トハウジング１１ａとリヤハウジング１１ｂは共にアル
ミ合金にて構成されており、かつ、作動ピストン１３お
よびロータ１４は鉄にて構成されている。かかる構成に
おいて、各構成部材の熱膨張係数は、クラッチ室Ｒ1内
封入油（ＡＴＦ：０．７×１０^-3ｃｃ／ｃｃ／℃）＜流
体室Ｒ2内封入流体（シリコーンオイル：０．９４×１
０^-3ｃｃ／ｃｃ／℃）の関係にあり、かつ、各構成部材
の熱（線）膨張係数はアウタケース１０ａ（アルミ合
金：２２×１０^-6ｍｍ／ｍｍ／℃）＞作動ピストン１３
（鉄：１１×１０^-6ｍｍ／ｍｍ／℃）の関係にある。

【００２５】従って、当該駆動力伝達装置１０において
は、流体室Ｒ2内の封入流体の熱膨張係数がクラッチ室
Ｒ1内の封入油の熱膨張係数に比較して大きく、かつ、
アウタケース１０ａの線膨張係数が作動ピストン１３の
線膨張係数に比較して大きく設定されている。また、ア
ウタケース１０ａと作動ピストン１３の材質は、これら
両部材の熱膨張差が流体室Ｒ2内の封入流体とクラッチ
室Ｒ1内の封入油の熱膨張差より大きくなるように設定
されている。

【００２６】これにより、クラッチ室Ｒ1内の封入油と
作動流体室Ｒ2内の封入流体の熱膨張差を、アウタケー
ス１０ａと作動ピストン１３の熱膨張差にて吸収するこ
とができる。このため、当該駆動力伝達装置１０を搭載
した車両を悪条件で高速走行して、アウタケース１０ａ
とインナシャフト１０ｂとの間に連続して相対回転が生
じたときには、当該駆動力伝達装置１０が昇温して高温
状態となってクラッチ室Ｒ1内の封入油と作動流体室Ｒ2
内の封入流体が熱膨張して、熱膨張差に起因して作動流
体室Ｒ2の内圧がクラッチ室Ｒ1の内圧に比較して高くな
る。

【００２７】この場合には、クラッチ室Ｒ1と作動流体
室Ｒ2間の内圧の変化によって、作動ピストン１３が摩
擦クラッチ１０ｃ側に移動するが、この移動量はアウタ
ケース１０ａと作動ピストン１３の熱膨張差にて吸収さ
れる。

【００２８】この結果、摩擦クラッチ１０ｃを作動させ
る押圧力は、アウタケース１０ａとインナシャフト１０
ｂの相対回転に対応する作動ピストン１３の押圧力に、
クラッチ室Ｒ1と作動流体室Ｒ2の圧力差分が付加される
が、アウタケース１０ａと作動ピストン１３の熱膨張差
に対応して低下することになる。従って、摩擦クラッチ
１０ｃによるアウタケース１０ａとインナシャフト１０
ｂ間での伝達トルクは、アウタケース１０ａと作動ピス
トン１３の熱膨張差に対応して低下することになる。

【００２９】すなわち、アウタケース１０ａと作動ピス
トン１３の熱膨張差に起因する、摩擦クラッチ１０ｃに
よるアウタケース１０ａとインナシャフト１０ｂ間での
伝達トルクの低下は、押圧力の低下に対応することにな
り、駆動系の引きずり抵抗に起因する燃費の悪化が生じ
るようなことはない。

【００３０】図３は、当該駆動力伝達装置１０のアウタ
ケース１０ａとインナシャフト１０ｂとの間に所定の相
対回転を与えた場合の、温度と伝達トルクの関係を示し
ている。なお、グラフＡは、当該駆動力伝達装置１０に
おいて鉄製の作動ピストンを採用した場合の伝達トルク
と温度の関係を示し、かつ、グラフＢは、当該駆動力伝
達装置１０においてアルミ合金製の作動ピストンを採用
した場合の伝達トルクと温度の関係を示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る駆動力伝達装置の一例を示す断面
図である。

【図２】同駆動力伝達装置を搭載した四輪駆動車の概略
構成図である。

【図３】所定の相対回転を与えた場合の伝達トルクと温
度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…駆動力伝達装置、１０ａ…アウタケース、１０ｂ
…インナシャウト、１０ｃ…摩擦クラッチ、１０ｄ…パ
イロット機構、１１ａ…フロントハウジング、１１ｂ…
リヤハウジング、１２ａ…インナクラッチプレート、１
２ｂ…アウタクラッチプレート、１３…作動ピストン、
１４…ロータ、１４ａ…ベーン、２１…トランスアクス
ル、２２…エンジン、２３…フロントディファレンシャ
ル、２４ａ…アクスルシャフト、２４ｂ…前輪、２５，
２６…プロペラシャフト、２７…リヤディファレンシャ
ル、２８ａ…アクスルシャフト、２８ｂ…後輪、Ｒ1…
クラッチ室、Ｒ2…流体室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 昌人 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D043 AA01 EA18 EB00 EC01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外側回転部材と同外側回転部材に同心的か
   つ回転可能に嵌合する内側回転部材間に設けたクラッチ
   室に配設された摩擦クラッチと、前記両回転部材間に配
   設されたパイロット機構を備え、同パイロット機構を、
   前記両回転部材の一方の回転部材に形成された側壁と、
   前記両回転部材間にて前記側壁と前記摩擦クラッチとの
   間に軸方向へ移動可能に配設されて前記側壁とともに作
   動流体室を形成する作動ピストンと、前記作動流体室に
   て前記両回転部材の他方の回転部材に一体回転可能に組
   み付けられて前記一方の回転部材とは相対回転するロー
   タとにより構成してなり、前記両回転部材の相対回転時
   に同相対回転に応じて発生する流体圧を前記作動ピスト
   ンを介して前記摩擦クラッチに伝達し、同摩擦クラッチ
   を作動させて前記両回転部材間のトルク伝達を行う駆動
   力伝達装置において、前記クラッチ室内の封入油と前記
   作動流体室内の封入流体の熱膨張差を前記外側回転部材
   と前記作動ピストンの熱膨張差にて吸収するように、前
   記外側回転部材の材質と前記作動ピストンの材質を設定
   したことを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の駆動力伝達装置におい
   て、前記封入流体の熱膨張係数を前記封入油の熱膨張係
   数に比較して大きく、かつ、前記外側回転部材の線膨張
   係数を前記作動ピストンの線膨張係数に比較して大きく
   設定したことを特徴とする駆動力伝達装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の駆動力伝達装置
   において、前記封入油はオートマチックトランスミッシ
   ョンフルードで前記封入流体はシリコーンオイルであ
   り、前記外側回転部材はアルミニウム製またはその合金
   製で前記作動ピストンは鉄製であることを特徴とする駆
   動力伝達装置。