JPH01316527A - 動力伝達機構 - 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〕 本発明は、同軸的かつ相対回転可能に位置する一対の回
転部材間に配設されて、これら両部材間の動力伝達を断
続する動力伝達機構に関する。

〔従来技術〕

かかる動力伝達機構は、駆動側回転部材と従動側回転部
材間に配設されて、これら両部材の相対回転時これら両
部材を互に動力伝達可能に連結して、従動側回転部材を
駆動させる連結機構として使用されるものと、駆動側お
よび従動側回転部材間、開駆動側回転部材間または両従
動側回転部材間に配設されてこれら両部材の相対回転時
これら両部材を互に動力伝達可能に連結して、これら両
部材間の回転差を制限させる差動制限機構とじて使用さ
れるもの等に大別される。前者の連結機構は主としてリ
ャルタイム式の四輪駆動車における一方の動力伝達系路
に配設され、また後者の差動制限機構は主として車両に
おける各ディファレンシャルに配設される。

しかして、従来の動力伝達機構としては特開昭６１−５
０１５８３号公報に示されているように粘性流体継手（
ビスカスカップリング）、特開昭６１−１０２３３０号
公報に示されているように多板摩擦クラッチおよびこれ
を作動させるオイルポンプを備えたクラッチ装置、実開
昭６１−１４１８４８号公報に示されているように粘性
流体継手およびこれを構成する多数の内外両プレートを
摩擦係合させる押動手段を備えたクラッチ装置等が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記したビスカスカップリングにおいては、
内外両プレート間の相対回転時これら両プレート間に介
在する粘性流体の剪断力に起因する粘性剪断トルクによ
り両プレート間の動力伝達が可能になるものであるが、
かかる粘性剪断トルクはさほど大きくない。また、粘性
剪断ｌ・ルクを発生させる部位では発熱量が大きく、粘
性流体が高温になってその粘度が大きく低下する。この
ため、得られる粘性剪断ｌ・ルクが変動して両プレート
間のトルク伝達性能が不安定となり、特に両ブレート間
の回転差が漸次増大した後漸次減少する場合にはｌ・ル
ク伝達性能に大きなヒステリシスが生じる。従って、か
かるビスカスカップリングを四ｉ！駆動車における一方
の動力伝達系路の連結機構、各１イフアレンシヤルの差
動側■機構等として使用した場合には一方の動力伝達系
路への伝達トルク、差動制限ｌ・ルクが不安定な状態と
なり、車両の走行性能に影響を及ぼす。

また、上記した多板摩擦クラッチおよびオイルポンプを
備えたクラ・７チ装置においては、両回転部材の相対回
転時における回転差に応じてオ・イルポンプが駆動し、
回転差に応じた吐出油圧で多板ＦＩＪ擦クラッチを押圧
して摩擦係合させ、両回転部材を動力伝達可能に連結し
て車両を四輪駆動状態にするものであるが、両回転部材
の回転差の小さい領域ではオイルポンプの応答性がよく
ないとともにその吐出油圧が低いため、両回転部材間で
の伝達ｌ・ルクが極めて小さくまたはほとんどなされな
い。このため、かかるクラッチ装置においては多板摩擦
クラッチをスプリングの大きな付勢力にて予じめ接触さ
せ、両回転部材の回転差の小さい領域でも所定のトルク
伝達がなされる手段が採られている。しかしながら、か
かる手段を採用する場合には両回転部材間に回転差がな
いときにも多板摩擦クラッチは接触しているため、前後
輪のタイヤ径の違いによってのみ生じるごとき回転差が
極めて小さい場合にも相当大きな摩擦係合力が発生し、
燃費の悪化を招く。また、多板摩擦クラ・ノチの摩耗が
早（耐久性の問題が新たに生じる。

さらにまた、上記した粘性流体継手およびこれを構成す
る多数の内外プレ７Ｉ・を摩擦係合させる押動手段を備
えたクラッチ装置においては、両回転部材間の回転差が
小さい領域では粘性流体継手で発生する粘性剪断トルク
を差動制限ｌ・ルクとして利用し、回転差の増大により
押動手段を作動して上記継手の内外両プレートを互に摩
擦係合させて、摩擦係合トルクを差動制限トルクとして
利用しているものである。このため、かかるクラッチ装
置においては上記したビスカス力、７プリングにおける
と同様、粘性流体の昇温に伴う粘度低下に起因してトル
ク伝達性能が不安定になることは避けられず、また回転
差の小さい領域から漸次大きい領域へ移行する際、内外
両プレー１−は接触を開始すると互に結合するハンプ現
象を生じて伝達トルクが急激に上昇し、車両の操縦性能
を大きく変化させることになる。

従って、本発明の目的は、粘性流体の粘度変化の影響を
受けることがなく、かつ両回転部材間の回転数差（以下
これを差動回転数という）の小さい領域においても差動
回転数に比例した所定の伝達トルクが得られる動力伝達
機構を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、同軸的かつ相対回転可能に位置する一対の回
転部材間に配設され、これら両部材の相対回転により作
動して軸方向の推力および回転方向の剪断力を発生させ
る作動力発生手段と、前記推力により作動して前記両部
材を動力伝達可能に連結する摩擦係合力を発生させる摩
擦係合力発生手段を備え、前記作動力発生手段を、前記
両部材間に互に所定間隔を保って液密的かつ軸方向へ摺
動可能に組付けられて流体室を形成する第１、第２プレ
ー１と、これら両プレート間にて前記両部材の一方の部
材に一体回転可能かつ軸方向へ摺動可能に組付けられて
前記流体室内に位置し前記両プレートとともに傾斜平面
軸受を形成する第３プレートと、前記第１プレートを他
の両プレーＩ・側へ付勢して前記各プレート間を所定の
微少間隔に保持するバネ部材とにより構成して、前記第
１プレートを前記両部材の他方の部材にこれら両部材の
相対回転により作動するカム機構にて連結するとともに
、前記第２プレートを前記他方の部材に一体回転可能か
つ前記摩擦係合力発生手段に推力を伝達可能に連結して
いることを特徴とするものである。

〔発明の作用・効果〕

かかる構成の動力伝達機構においては、両回転部材間に
相対回転が生じると第１、第２プレートと第３プレート
間に相対回転が生じて作動力発生手段に差動回転数に応
じた軸方向の推力と回転方向の剪断力が発生する。この
推力は第２プレートを押圧して摩擦係合力発生手段を作
動させ、同手段に両回転部材を動力伝達可能に連結する
摩擦係合力を発生させる。また、前記剪断力は第２プレ
ートとこれにカムは構を介して連結する他方の回転部材
間に相対回転を発生させ、カム機構の作動により第１プ
レー１−を他の両プレート側へ押圧する。このため、作
動力発生手段を構成する各プレート間を常に所定の微少
間隔に保持することができるため、同手段に発生する推
力は差動回転数に比例した安定なものとなり、上記ＦＪ
擦擦合合力差動回転数に比例し両日転部材間では差動回
転数に比例したｌ・ルクが一方から他方へ伝達される。

従って、当該動力伝達機構は四輪駆動車の一方の動力伝
達系路における駆動側回転部材と従動側回転部材との連
結機構として機能するとともに、駆動側および従動側回
転部材間、再駆動側回転部材間または両従動側回転部材
間の差動制限機構として機能する。

しかして、当該動力伝達機構においては、両回転部材間
のトルク伝達は摩擦係合力発生手段にて発生する摩擦係
合力に起因する摩擦係合トルクにより行なわれ、このた
め同手段にて主に発熱するが、作動力発生手段での発熱
は小さい。従って、当該動力伝達機構においては、作動
力発生手段にて使用する粘性流体の温度変化に起因する
粘度変化の影響を受けることがなく、ビスカスカップリ
ングのごときトルク伝達性能が不安定になることはない
。

また、当該動力伝達機構においては、摩擦係合力発生手
段に摩擦係合力を発生させる作動手段として、オイルポ
ンプを採用していないため、差動回転数の小さい領域に
おいても）・ルク伝達性能がよくかつ応答性も良い。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明するに、第１
図には本発明にかかる動力伝達機構の一実施例が示され
ている。当該動力伝達機ｔｉｌｏは第４図に示すように
、リャルタイム式の四輪駆動車の後輪側動力伝達系路に
配設される。

当該車両は前輪側が常時駆動するとともに後輪側が必要
時駆動するもので、エンジン２１の一側に組付けたトラ
ンスアクスル２２はトランスミ・ノションおよび）ラン
スファを備え、エンジン２１からの動力をアクスルシャ
フト２３に出力して前輪２４を駆動させるとともに、第
１プロペラシヤフト２５に出力する。第１プロペラシャ
フト２５は動力伝達機構１０を介して第２プロペラシヤ
フト２６に連結していて、これら両シャフト２５．２６
が動力伝達可能な場合動力がリヤディファレンシャル２
７を介してアクスルシャフト２８に出力され、後輪２９
が駆動する。

しかして、動力伝達機構１０はアウタケース１１および
インナケース１２からなる環状の作動室内に作動力発生
手段１０　ａ、　Ｆ！Ｊ擦係合力発生手段°１０ｂおよ
びカム機構１０ｃを備えている。

アウタケース１１は環状の第１外殻１１ａ１第２外殻１
１ｂおよび第３外殻１１ｃからなり、第１外殻１１ａと
第２外殻１１ｂとは互に固着され、かつ第３外殻１１ｃ
は第２外殻１１ｂの右端部に液密的に嵌着されている。

インナケース１２は段付筒状のもので、同ケース１２の
外周にアウタケース１１が液密的かつ回転可能に嵌合し
、これら両ケース１１．１２にて作動室が形成されてい
る。

かかるインナケース１２はその内スプライン１２ａにて
第２プロペラシャフト２６の先端部のスプライン２６ａ
に嵌合して固定され、かつアウタケース１１は同シャフ
ト２６の先端部に回転可能に支持されて第１プロペラシ
ヤフト２５の後端に固定されている。

作動力発生手段１０ａは３枚の作動プレート１３〜１５
と、環状の皿バネ１６とからなる。第１、第２作動プレ
ート１３．１４は環状を呈し、第１外殻１１ａ内にて同
外殻１１ａの内周とインナケース１２の外周に対して液
密的かつ軸方向へ摺動可能に組付けられ、互に所定間隔
を保って位置して流体室Ｒ１を形成している。第３作動
プレート１５は環状を呈し、第１および第２作動プレー
ト１３．１４間にてインナケース１２のスプライン１２
ｂに軸方向へ摺動可能に組付けられ、流体室Ｒ１内に位
置している。この第３作動プレート１５０両側面には第
２図（ａ）、（ｂ）に示すように、周方向に所定間隔を
保って放射状に延びる２種類の複数の第１、第２ｆｌＪ
ＪＩ平面１５ａ、１５ｂが形成されている。各傾斜平面
１５ａ、１５ｂは互に異なる回転方向に向いている。皿
バネ１６は第１外殻１１ａの奥壁と作動プレート１３の
背面間に介装されて同プレート１３を所定の力で付勢し
、各作動プレート１３〜１５間を所定の微少間隔に保持
している。流体室Ｒ１内には適量の油膜形成用オイルが
封入されていて、作動プレート１３〜１５は傾斜平面軸
受を構成している。

摩擦係合力発生手段１０ｂは湿式多板クラッヂ式のもの
で、多数のクラッチプレート１７とクラッチディスク１
８とからなる。各クラ・７チプレート１７はその外周の
凸起部をアウタケース１１の第２外殻１１ｂにおける内
周に設けた溝部ｌｉｄに嵌合されて、同ケース１１に一
体回転可能かつ軸方向へ移動可能に組付けられている。

各クラッチディスク１８はその内周の凸起部をインナケ
ース１２の外周に設けた溝部１２ｃに嵌合されて各クラ
ッチプレート１７間に位置し、同ケース１２に一体回転
可能かつ軸方向へ移動可能に組付けられている。これら
のクラッチブレー）・１７およびクラッチディスク１８
の収容室Ｒ２にはフランチ用オイルと気体とが所定量封
入されている。この収容室Ｒ２と第１作動プレート１３
の背面側の油室Ｒ３とは互に連通しており、また収容室
Ｒ２の左端部には連結プレート１９が位置し、その外周
にて第２外殻１１ｂの溝部ｌｉｄに軸方向へ摺動可能に
嵌合されている。連結プレート１９の係合凹所１９ａに
は第２作動プレート１４の係合凸起１４ａが係合し、同
プレート１４は連結プレート１９に一体回転可能に連結
している。

カム機構１０ｃは第１外殻１１ａの奥壁と第１作動プレ
ート１３の背面に形成されていて、第３図に示すように
圧力角θの傾斜カム面ｌｉｅ、１３ａを複数備えて互に
噛合している。かかるカム機構１０ｃにおいては、第１
外殻１１ａと第１作動プレート１３間に相対回転が生じ
たときに作動して、第１作動ブレーｔ・１３を第３作動
プレート１５側へ摺動させる。

かかる構成の動力伝達機構１０においては、第１、第２
両プロペラシャフト２５．２６間に相対回転が生じてい
ない場合にはこれら両シャフト２５．２６間のトルク伝
達はないが、両シャフト２５．２６間に相対回転が生じ
るとトルク伝達がなされる。すなわち、これら両シャフ
ト２５．２６間に相対回転が生じると、第１プロペラシ
ャフト２５に一体回転可能に組付けられているアウタケ
ース１１、連結プレート１９および第１、第２作動ブレ
ーＩ・１３．１４と、第２プロペラシャフト２６に一体
回転可能に組付けられているインナケース１２および第
３作動プレート１５との間に差動回転が生じ、作動力発
生手段１０ａに軸方向の推力Ｐと回転方向の剪断力Ｆと
が発生する。この推力Ｐは第２作動ブレート１４、連結
プレー）・１９を介して摩擦係合力発生手段１０ｂに作
用して各クラッチプレー１・１７とクラ・／チディスク
１８とを摩擦係合させ、両プロペラシャフト２５．２６
を動力伝達可能に連結する摩擦係合力を発生さき乙。一
方、剪断力は第１作動プレート１３を第１外殻１１ａに
対して相対回転させ、第３図に示すようにカム機構１０
Ｃが作動する。すなわち、作動力発生手段１０ａにて発
生する推力Ｐが摩擦係合力発生手段１０ｂに作用したと
きその剪断力Ｆを利用して第１作動プレート１３を両カ
ム面１１ｅ、１３ａにて第１外殻１１ａに固定し、作動
力発生手段１０ａに作用する摩擦係合力発生手段１０ｂ
からの反力をカム機構１０Ｃにて受承する。

このため、作動力発生手段１０ａを構成する各作動プレ
ーＩ・１３〜１５間は常に所定の微少間隔に保持され、
同手段ｔＯａに発生する推力Ｐは差動回転数に比例し安
定なものとなり、摩擦係合力は差動回転数に比例するた
め、第１プロペラシヤフＩ・２５から第２プロペラシャ
フト２６への動力伝達量も差動回転数に比例する。しか
して、カム機ｔｉｌＯｃにおいては、作動力発生手段１
０ａにて発生する推力Ｐおよび剪断力Ｆが一定の場合に
は第１作動プレート１３が摺動位置にてロックされるよ
うに、カム面の摩擦係数およびカム圧力角θが設定され
ている。これにより、第１プロペラシヤフト２５から第
２プロペラシヤフＩ・２６への伝達トルク量は第５図の
実線で示す状態となる。なお、２点鎖線はビスカスカッ
プリングを用いた伝達ｌ・ルク量の一例である。

ところで、当該動力伝達機構１０においては、摩擦係合
力発生手段１０ｂでは大きな摩擦係合力が発生する場合
があることから発熱も大きいが、作動力発生手段１０ａ
での発熱は低くかつ同手段ｔＯａは摩擦係合力発生手段
１０ｂとは分離されているため油膜形成用オイルの粘度
変化が少く、かかる粘度変化により両プロペラシャフト
２５．２６間のトルク伝達性能が不安定になることばな
い。また、差動回転数に比例したｌ・ルク伝達手段とし
てオイルポンプを採用してはないので、オイルポンプに
起因する不具合が解消され、差動回転数の小さい領域に
おいてもトルク伝達性能がよくかつ応答性もよい。

第６図には、上記実施例の変形例である動力伝達機構が
示されている。当該動力伝達機構１０Ａは上記実施例の
動力伝達機構１０と同一の構成手段からなり、作動力発
生手段１０ａを構成する各作動プレート１３Ａ、１４Ａ
、１５Ａにおいては、第１作動ブレート１３Ａおよび第
２作動プレート１４Ａに傾斜平面１３ｂ、１４ｂが形成
されている。各ｆ頃斜平面は上記実施例における第３作
動プレー１−１５の傾斜平面１５ａ、１５ｂと実質的に
同じものである。その他の構成および作用効果について
は上記実施例と同一であり、同一構成部材には同一の符
号を付してその説明を省略する。

なお、上記実施例および変形例において、作動力発生手
段１０ａを構成する作動プレートの傾斜平面を、第２図
（ｂ）の実線で示す傾斜平面１５ａと２点鎖線で示す傾
斜平面１５ｃのごとく回転方向で異なる形状に形成すれ
ば、同手段１０ａにて発生する推力Ｐおよび剪断力Ｆを
回転方向で異ならせることができる。従って、かかる手
段を採用すれば当該動力伝達機構をワンウェイクラッチ
的に機能させ、第１プロペラシヤフ［・２５の回転数が
第２プロペラシャフト２６の回転数より大きい場合にの
み、第１プロペラシャフト２５から第２プロペラシャフ
ト２６へ動力伝達して四輪駆動状態にすることができる
。このため、制動時には第１プロペラシャフト２５０回
転数が第２プロペラシャフト２６の回転数より小さ（な
って後輪側がフリー状態となり、後輪の回転数から推定
される車速の精度が高くてアンチロックブレーキシステ
ムを十分に殿能させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る動力伝達機構の断面図
、第２図＋８＋、　（ｂ）は同機構における作動力発生
手段を構成する第３プレートの一側面図および矢印■−
■線方向の拡大断面図、第３図（ａ）、（ｂｊは作動プ
レートの一側面図および矢印■−■線方向の拡大断面図
、第４図は同機構を採用した車両の概略図、第５図は差
動回転数とトルク伝達量との関係を示すグラフ、第６図
は動力伝達機構の変形例を示す断面図である。 符号の説明 １０、ＩＯＡ・・・動力伝達機構、ｔＯａ・・・作動力
発生手段、１０ｂ・・・摩擦係合力発生手段、１０ｃ・
・・カム機構、１１・・・アウタケース、１２・・・イ
ンナケース、１３〜１５，１３Ａ〜１５Ａ・・・作動プ
レート、１６・・・皿バネ、１７・・・タラソチプレー
ト、１日・・・フランチディスク、１９・・・連結プレ
ート、２５．２６・・・プロペラシャフト。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　長　谷　照　− （外１名） 第５図 先す回転数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同軸的かつ相対回転可能に位置する一対の回転部材間に
   配設され、これら両部材の相対回転により作動して軸方
   向の推力および回転方向の剪断力を発生させる作動力発
   生手段と、前記推力により作動して前記両部材を動力伝
   達可能に連結する摩擦係合力を発生させる摩擦係合力発
   生手段を備え、前記作動力発生手段を、前記両部材間に
   互に所定間隔を保って液密的かつ軸方向へ摺動可能に組
   付けられて流体室を形成する第１、第２プレートと、こ
   れら両プレート間にて前記両部材の一方の部材に一体回
   転可能かつ軸方向へ摺動可能に組付けられて前記流体室
   内に位置し前記両プレートとともに傾斜平面軸受を形成
   する第３プレートと、前記第１プレートを他の両プレー
   ト側へ付勢して前記各プレート間を所定の微少間隔に保
   持するバネ部材とにより構成して、前記第１プレートを
   前記両部材の他方の部材にこれら両部材の相対回転によ
   り作動するカム機構にて連結するとともに、前記第２プ
   レートを前記他方の部材に一体回転可能かつ前記摩擦係
   合力発生手段に推力を伝達可能に連結してなる動力伝達
   機構。