JPH01203739A - 伝達トルク二軸可変分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、原動軸からの回転トルクを中央で分離され
た従動軸の二軸に可変に分配して伝達することが可能な
自動車に最適の伝達トルク二軸可変分配装置に関する。

（従来技術） 自動車の各駆動輪の負荷は走行条件によって瞬時に変化
する。そこで近年、走行性能の優れた四輪駆動車が提供
されている。この四輪駆動車には、従来の差動歯車装置
のみでは各車輪の抵抗がアンバランスになるカーブ走行
時などにおいても内外輪の回転差を調節して十分安定し
て走行ができるように、粘性カップリング等の各駆動輪
の回転差を抑制緩和することができる装置が装備されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記粘性カップリングは長時間に渡って
過大なトルクによる半クラツチ状態で使用した場合、そ
の中の流体が摩擦により発熱するという問題があり、長
時間に渡って作用させることができなかった。

また、前記粘性カップリングは急激なトルク変動に対応
してｔＪｌｒｒすることができるものの、緩衝の程度は
流体の特性等によって決定され、制御できるものではな
かった。

本発明は、上記の点に鑑み成されたものであり、カーブ
走行時等においても安定走行ができるように、左右両輪
に適正な駆動力を伝達しうる伝達トルク二軸可変分配装
置を提供することを目ｎ勺とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る伝達トルク二軸可変分配装置は、原動軸側
と従動軸側の間に介装されて、回転トルクを自在に変化
させて伝達しうる伝達トルク二軸可変分配装置であって
、 前記［動軸側に、内筒中央には隔壁が形成され内筒側面
には軸方向のスプライン溝が形成された円筒状体を配設
すると共に、この円筒状体に対して僅かに偏心して外周
面に軸方向のスプライン溝が形成された２つの従動軸を
それぞれの軸が独立して軸方向に作かに平行移動可能に
配設し、 前記円筒状体の内筒中央の隔壁によって仕切られた各内
筒空間内において、外周に前記円筒状体のスプライン溝
に噛合するスプライン歯が形成された複数の薄肉円板体
と、内周に前記従動軸のスプライン溝に噛合するスプラ
イン歯が形成された複数のＥＩＩ肉円肉体板体、交互に
前記円筒状体側と従動軸側にそれぞれの軸方向に移動可
能に配設すると共に、 前記Ｊ内円板体の両側方に、側面がその断面形状におい
て平坦面と極めて大きな曲率半径Ｒ１から成る曲線で内
周側で僅かに薄肉状となるテーパ面を有する円板体と、
側面がその断面形状において平坦面と前記曲率半径Ｒ１
より補作かに異なる曲率半径Ｒ２から成る曲線で外周側
で僅かに薄肉状となるテーパ面を有する円板体を、それ
らのテーパ面が接触可能なように、それぞれ前記円筒状
体および従動軸にそれらがスプライン噛合するように配
設し、 前記円筒状体を枠体に回転可能に支持すると共に、圧接
手段により前記各従動軸の軸直角方向に移動可能な支持
部を前記枠体の両側に設け、この各支持部で前記各従動
軸を回転可能に支持し、 前記圧接手段を操作して前記各従動軸を軸直角方向に適
宜移動させて、前記円筒状体側と従動軸側のテーパ面を
有する円板体の圧接程度を変えることにより、前記交互
に配設された円筒状体側と従動軸側の複数の薄肉円板体
に圧接程度に応じた摩擦接触をさせて、原動軸から各従
動軸側に任意の回転トルクが伝達されるよう構成されて
いることを特徴とする。　　　゛（作用） 上記のように構成される伝達トルク二軸可変分配装置は
、従動軸を軸直角方向に移動させ、前記円筒状体側と従
動軸側のテーパ面を有する円板体を圧接することにより
、前記円筒状体側と従動軸側の複数の薄肉円板体が接触
し、原動軸から従動軸に回転トルクを伝達することがで
きる。回転トルクの伝達程度は、前記移動量を変えて接
触程度を変えることにより、任意に変更することができ
る。

本発明においては、回転トルク伝達面である原動軸側の
円筒状体に装着された円板体のテーパ面の曲率半径Ｒ１
が従動軸に装着された円板体のテーパ面の曲率半径Ｒ２
とは極僅か異なるため、特願昭６２−１６１７００　（
伝動トルク可変クラッチ装置）で開示されているように
、接触面積（ａ）を表す下記のヘルツの理論式により、
両上記の式において、Ｋ１．に２はそれぞれ円筒状体お
よび従動軸に装着された円板体を構成する物体の材質に
よって定まる定数であり、Ｐは両日板体を圧接する圧接
力である。

全体の容積の割りに極めて広い接触面積が得られるなめ
、単位接触面積当りの力を極めて小さくすることができ
る。しかしながら、前記特願昭６２−１６１７００では
、周縁部の傾斜面がほぼＶ状の複数の円板状体を、はぼ
Ｖ状の複数の溝にそれぞれ圧接する構成であるから、圧
接力のばらつきと操作力の過大化が避けられない、しか
るに本願発明においては、薄肉円板体の左右側方に１箇
所づつあるテーパ面を有する円板体を圧接することによ
り回転トルクを伝達するので、圧接力のばらつきもなく
、くさび作用の効果により操作力が比較的小さく済む。

また、本発明においては、円筒状体の回転中心に対して
従動軸の回転中心を作かに偏心させているが、該偏心量
を変えることにより、伝達トルク量を変化させることが
できる。すなわち、従動軸の回転中心を円筒状体の回転
中心に対して極僅か偏心（例えば０．２閣程度）させた
場合、円筒状体および従動軸に配設された複数の藩肉円
板体に予め穿孔された給油用の孔の位置−大きさをほぼ
同一にすることにより、伝達トルク量を大きくすること
ができる。すなわち、前記給油用の孔には平坦部に比し
て比較的多量の潤滑油があるため、両藩肉円板体がすべ
り接触する際の潤滑油の粘性による抵抗は、平坦部での
抵抗に、給油用の孔がほぼ合致する部分での抵抗が加わ
るなめに大きくなる。その結果両薄肉円板体の間の摩擦
係数が大きくなり、伝達トルク量は大きくなる。上記の
場合において、従動軸の回転中心の円筒状体の回転中心
に対する偏心量を前記の偏心量より大きくさせた場合（
例えば放間程度）は前記給油用の孔がずれるので、両薄
肉円板体をすべり接触する際の潤滑油の粘性による抵抗
は主に平坦部のみとなるので、その結果両Ｊ肉円板体の
間の摩擦係数が比較的小さくなり、伝達トルク量も上記
に比してやや小さくなる。しかし、この場合いわゆるク
ラッチの切れはよくなる。

さらに本発明は従動軸の支持構造が両持であるため、軸
受けによる支持も比較的コンパクトにすることができる
。

（実施例） 以下本発明に係る伝達トルク二軸可変分配装置が四輪駆
動車の後輪駆動軸に用いられた場合の実施例について以
下の図面を参照しながら説明する。第１図は本装置の断
面図である。第２図（ａＨｂ）は前記の円筒状体および
従動軸に配設された薄肉円板体の側面図であり、第３図
は前記の両Ｊ肉円板体が重なっな状態を示す側面図であ
り、第４図は本装置の側面図であり、第５図（ａ）（ｂ
）は第１図で１点鎖線で囲ったＰで示された部分の拡大
図である。

第１図において、１は原動軸であり、原動軸１の端部に
は、はす開傘歯車２が装着され、該はす開傘歯車２と噛
み合うはす開傘歯車３が円筒状体４の一側面側に形成さ
れたフランジ部と一体的に螺合されている０円筒状体４
の両側面側には隔壁５が、中央には隔壁６が形成されて
いる。隔壁５の外側に設けられたテーパーローラー軸受
け７を介して円筒状体４は枠体８に支持されている。

前記円筒状体４の隔壁５と隔壁６の間にはインヴオリュ
ートスプライン９が形成され、このインヴオリュートス
プライン９にはタト樹にスプライン歯の形成された複数
の薄肉円板休１０が装着され、かつ外周にスプライン歯
が形成されると共に側面がその断面形状において、平坦
面とテーパ面から成り、テーパ面は極めて大きな曲率半
径Ｒ１から成る曲線で、内周側で作かに薄肉状となる円
板体１１も前記複数の薄肉円板体１０と隔壁５との間の
左右の空間のそれぞれにおいて前記インヴオリュートス
プライン９に装着されている。

前記円筒状体４の回転中心部において円筒状体４を貫通
して形成された空間には従動軸１２が配設され、この従
動軸１２は中央で分離され、ニードル軸受け１４を介し
て短軸１３と連結されている。

従動軸１２の中央で分離された軸端側にはインヴオリュ
ートスプライン１５が形成され、このインジオリュート
スプライン１５上には、内周にスプライン歯の形成され
た複数の薄肉円板体１６が前記複数の薄肉円板体１０と
相互に入り込むようにかつ従動軸の軸方向に移動可能な
ように装着されている。さらに従動軸１２の分離された
軸の各々には、前記の円筒状体に装着された円板体１１
のテーパ面と接触することが可能なように、内周にスプ
ライン歯が形成されると共にその側面が断面形状におい
て、平坦面とテーパ面から成り、テーパ面は前記曲率半
径Ｒ１より僅かに小さい曲率半径Ｒ２から成る曲線で、
外周側で僅かに薄肉状となる円板体１７も前記インヴオ
リュートスプライン１５に装着されている０円板体１１
のテーパ面と円板体１１のテーパ面が圧接することによ
りトルク伝達が行われる。

複数の薄肉円板体１０と１６および円板体１１と１７が
相互に入り込んだ状態に関しては、第１図で１点鎖線で
囲っなＰで示された部分の拡大図である第５図（ａ）（
ｂ）に示されている。第５図（ａ）から明らかなように
、複数の薄肉円板体１０と１６の接触部の厚みを装着側
の厚みの半分とすることで、円板体の全体厚みを低減す
ることができる。テーパ面を有する円板体１１と１７の
係合に関しては第５図（ｂ）に示されている。

第１図において、中央で分離された従動軸１２の各々は
、軸受け１８を介して支持部材１９に支持され、この支
持部材１９はボルト２０によってボルト２０の軸方向に
移動可能である。このボルト２０はネジ２２と螺合し、
枠体２１とネジ２２の間には皿バネ２３とスラスト軸受
け２４が介装されている。

なお前記ボルト２０は枠体２１に対して回動自在に結合
されている。ネジ２２は後述するリンクレバーと結合さ
れている。従動軸１２の軸端側と反対側の出力端部には
フランジ２５が設けられ、このフランジ２５は等速自在
継手およびプロペラシャフト（図示せず）により、車輪
と連結されている。

２６はシール付きベアリングユニットであり、２７はシ
ールカバーであり、これらの部材２６および２７により
枠体８と枠体２１と出力端部が閑じられている。

第２図（ａ）（ｂ）は薄肉円板体１０と１６の側面図で
あり、両薄肉円板体には多数の小孔が穿孔されている。

第３図はぽ内円板体１０と１６が重なった状態を示す側
面図であり、この場合は円筒状体と従動軸の回転中心が
数−程度偏心している例を示している。従って、薄肉円
板体１０と１６に穿孔された給油用の孔の位置が合致し
ないため、前述したように、両薄肉円板体がすべり接触
する際の潤滑油の粘性による抵抗は主に平坦部に限られ
、摩擦係数は比較的小さくなる。

第４図は本装置の側面図であり、リンクレバー２８とネ
ジ２２が結合されている。このリンクレバー２８とネジ
２２および前述のボルト２０、軸受け１８、支持部材１
９、皿バネ２３．スラスト軸受け２４から成る一連の部
材は本装置の左右に設けられ、リンクレバー２８を操作
することにより、ネジ２２が回動し、ボルト２０が移動
することにより従動軸を軸直角方向に移動させる。なお
前記リンクレバー２８はアクチュエーター（図示せず）
により作動される。

上述のように構成される本装置は以下のように作用する
。

リンクレバー２８でボルト２Ｇを締める方向に回転させ
ることにより、その回転角度に相当するボルト２０のネ
ジピッチだけボルト２０が軸方向に移動し、皿バネ２３
を変形させる。この結果、従動軸が軸直角方向に移動す
る。このためテーパ面を有する円板体１７が第１図にお
いて、前記皿バネ２３の変形分だけ押圧されて上方に移
動し、移動した側で、円筒状体４に装着されたテーパ面
を存する円板体１１と従ｒＥＪ軸１２に装着されなテー
パ面を有する円板体１７の間隙がなくなり、両方のテー
パ面がすべり接触する０円板体１１と円°板体１１のテ
ーパ面が圧接する結果生じる力の水平方向の分力により
、薄肉円板体１０と薄肉円板体１６が横方向に押圧され
る。その結果、テーパ面を有する円板体１１．１７と隔
壁６との間において、両薄肉円板休１０と１６が完全に
接触する。このようにして、原動軸１から従動軸１２に
回転トルクの伝達が行われる。この接触圧力状態は前記
移動量に比例して行われ、所望の回転伝達トルクに合わ
せて前記リンクレバー２８を回転させることにより、そ
れに合ったすべり摩擦伝達が行われることになる。

また本発明においては、従動軸１２が中央で分離されて
いるから、第１図において左右のリンクレバー２８の回
転量を変えることにより、左右の車輪へのトルク伝達量
を任意に変更することができる。

なお本装置を実車に適用するに際しては、前記リンクレ
バーを作動させるアクチュエーターを車の走行状態に合
わせて、その状態をセンサーで検知させる等し、センサ
ーからの信号を用いてリンクレバーを自動的に作動させ
て左右車輪への駆動力の伝達割合を変更するように、構
成すればよい。

（発明の効果） 本発明に係る伝達トルク二軸可変分配装置は原動軸から
従動軸へのトルク伝達に際し、従動軸を２軸に分離し、
分離された従動軸の各々を個別に制御し、単位接触面積
当りの力を小さくすることができるので、走行状態（路
面状態）に合わせて左右両輪に適正なトルク伝達を行う
ことができるので、従来の粘性カップリングのように長
時間過大なトルクによる半クラツチ状態で使用した場合
においても流体の発熱という問題はなく、常に快適な走
行が保障される極めて走行性能の良い自動車を提倶する
ことができる。

前述したように、原動軸側の円筒状体の回転中心に対す
る従動軸の偏心量を変えることにより、円筒状体および
従動軸に装着された両薄肉円板体の間の潤滑油の粘性抵
抗の作用が変わるので、伝達トルク量を変えることがで
きる。

すなわち、従動軸の回転中心を円筒状体の回転中心に対
して補作か（０，２−程度）偏心させな場合には、前記
両■肉円板体の粘性抵抗が大となり、摩擦係数が増加す
ることにより、伝達トルク量を比較的大きくすることが
できる。また円筒状体の回転中心に対する従動軸の回転
中心の偏心量を前記より大きくした場合（数１程度）前
記両ＰＸ肉円板体の粘性抵抗が小となり、Ｉｌｌ！擦係
数が減少するので、伝達トルク量は比較的小さくなる０
本発明に係る伝達トルク二軸可変分配装置を実車に適用
するに際しては、前後車輪トルク可変分配装置（以下前
者という）または車軸トルク左右可変分配装置（以下後
者という）として使用されることが考えられるが、前者
の場合、減速比が比較的小さく高回転で使用されること
が多いなめ、伝達トルク量が後者に比して小さい、逆に
後者は減速比が比較的大きく低回転で使用されることが
多いため、伝達トルク量は前者に比して大きい、従って
、本発明を前者用に使用する場合は、前記原動軸側の円
筒状体の回転中心に対して従動軸の回転中心を数■程度
偏心させ、また本発明を後者用に使用する場合は、前記
原動軸側の円筒状体の回転中心に対して従動軸の回転中
心を極僅か偏心（０，２閣程度）させることにより、最
適の特性を確保することができる。

また本発明においては、原動軸側と従動軸側を２箇所の
テーパー面で接触させることによりトルク伝達を行わし
めているので、接触力のばらつきがなく、且つくさび作
用の効果により操作力が比較的小さく済む。

また薄肉円板体の厚みを抑えることができたので、容量
増加を行う際にも全体容積を比較的コンパクトに収める
ことができる。

さらに本発明は従動軸の支持構造が両持であるため、軸
受けによる支持も比較的コンパクトにすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の断面図である。第２図（ａ）（ｂ）は
前記の円筒状体および従動軸に配設されな３肉円板体の
側面図であり、第３図は前記の両薄肉円板体が重なっな
状態を示す側面図であり、第４図は本装置の側面図であ
り、第５図（ａ（ｂ）は第１図で１点鎖線で囲ったＰで
示された部分の拡大図である。 １　・・原動軸、２・・はす開傘歯車、３・・はす開傘
歯車、４・・円筒状体、５８．隔壁、６・・隔壁、７・
・テーパーローラー軸受け、８・・枠体、９・・インヴ
オリュートスプライン、１０・・薄肉円板体、１１・・
円板体、１２・・従動軸、１３・・短軸、１４−・ニー
ドル軸受け、１５・・インヴオリュートスプライン、１
６・：薄肉円板体、１７・・円板体、１８・・軸受け、
１つ・・支持部材、２０・・ボルト、２１・・枠体、２
２・、ネジ、２３・・皿バネ、２４・・スラスト軸受け
、２５・・フランジ、２６・・シール付きベアリングユ
ニット、２７・・シールカバー、２８・・リンクレバー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　原動軸側と従動軸側の間に介装されて、回転トルクを
   自在に変化させて伝達しうる伝達トルク二軸可変分配装
   置であって、 前記原動軸側に、内筒中央には隔壁が形成され内筒側面
   には軸方向のスプライン溝が形成された円筒状体を配設
   すると共に、この円筒状体に対して僅かに偏心して外周
   面に軸方向のスプライン溝が形成された２つの従動軸を
   それぞれの軸が独立して軸方向に僅かに平行移動可能に
   配設し、 前記円筒状体の内筒中央の隔壁によって仕切られた各内
   筒空間内において、外周に前記円筒状体のスプライン溝
   に噛合するスプライン歯が形成された複数の薄肉円板体
   と、内周に前記従動軸のスプライン溝に噛合するスプラ
   イン歯が形成された複数の薄肉円板体とを、交互に前記
   円筒状体側と従動軸側にそれぞれの軸方向に移動可能に
   配設すると共に、 前記薄肉円板体の両側方に、側面がその断面形状におい
   て平坦面と極めて大きな曲率半径Ｒ＿１から成る曲線で
   内周側で僅かに薄肉状となるテーパ面を有する円板体と
   、側面がその断面形状において平坦面と前記曲率半径Ｒ
   ＿１より極僅かに異なる曲率半径Ｒ＿２から成る曲線で
   外周側で僅かに薄肉状となるテーパ面を有する円板体を
   、それらのテーパ面が接触可能なように、それぞれ前記
   円筒状体および従動軸にそれらがスプライン噛合するよ
   うに配設し、 前記円筒状体を枠体に回転可能に支持すると共に、圧接
   手段により前記各従動軸の軸直角方向に移動可能な支持
   部を前記枠体の両側に設け、この各支持部で前記各従動
   軸を回転可能に支持し、 前記圧接手段を操作して前記各従動軸を軸直角方向に適
   宜移動させて、前記円筒状体側と従動軸側のテーパ面を
   有する円板体の圧接程度を変えることにより、前記交互
   に配設された円筒状体側と従動軸側の複数の薄肉円板体
   に圧接程度に応じた摩擦接触をさせて、原動軸から各従
   動軸側に任意の回転トルクが伝達されるよう構成されて
   いることを特徴とする伝達トルク二軸可変分配装置。