JPH02209628A - 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、これら両部材間のトルク伝達を
行う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
部材を互にトルク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、再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トルク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して使
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ビスカスカップ
リング、特開昭６１１０２３３０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ーイ
ルポンプを備えたクラッチ装置、実開昭６ｉ１４１８４
８号公報に示されているようにビスカスカップリングお
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
り両ブレー１−間のトルク伝達が可能になるものである
が、かかる粘性剪断ト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Ｉ・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、特に両プＩ／
−）間の回転差が漸次増大した後漸次減少する場合には
ト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輪駆動車における一
方の動力伝達系路の連結機構、各ディファレンシャルの
差動制限機構等として使用した場合には一方の動力伝達
系路−・の伝達トルク、差動制限Ｉ・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
備えたクラッチ装置においては、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摩擦クラ７チを押圧して摩擦
係合させ、両回転部材をトルク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
ト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
される手段を採る必要があるとともに、伝達機種の構成
が複雑かつ大型化する。 さらにまた、上記したビスカスカップリングおよびこれ
を構成する多数の内外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においては、両回転部材間の回
転差が小さい領域ではビスカスカップリングで発生する
粘性剪断トルクを差動制限トルクとして利用し、回転差
の増大により押動手段を作動して上記ビスカスカップリ
ング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

【・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カッ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−・移行する際、内外両プレート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ことがある）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青られ、特に所望のトルク伝達特性が容易に得られかつ構成が小型化でき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、間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、これら両回転部材の相対回転によ
り作動して軸方向の推力を発生させる作動力発生手段と
、前記推力により作り】して前記両回転部材をトルク伝
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、前記両回転部材
間に液密的に軸方向へ摺動可能かつ一方の回転部材に一
体回転可能に組付けられて前記摩擦係合力発生手段に当
接する作動ピストンと、前記両回転部材間に液密的かつ
一方の回転部材に軸方向へ進退可能に螺着され前記作動
ピストンとの間に軸方向に所定間隔を有して粘性流体が
封入される流体室を形成するリテーナと、半径方向へ延
びる１または複数のベーン部を備え前記流体室にて前記
他方の回転部材に一体的に組付けられたロータとにより
構成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一方の回転部材に一体回転可能に組
付けた作動ピストンおよびリテーナと、他方の回転部材
に一体的に組付けたロータとの間に相対回転が生じ、流
体室の前記ロータのベーン部にて区画された封入室内の
粘性流体が強制的に相対流動させられ、封入室では流動
抵抗等に起因して圧力が発生する。すなわち、作動力発
生手段に差動回転数に応じた圧力が発生する。この圧力
は作動ピストンを軸方向に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トルク伝達可能に連
結する摩擦係合力を発生させる。かかる摩擦係合力は差
動回転数に比例し、両回転部材間では差動回転数に比例
したト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側［
機構としても機能する。 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は温度変化の影響を受
けることが少なく、このため伝達トルクは粘性流体の温
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特性が不安定
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
おいてもトルク伝達特性がよくかつ応答性も良いととも
に、機構の構成が簡単になるとともに小型化が可能とな
る。 一方、この種形式の動力伝達機構においては、摩擦係合
力発生手段を構成する各クラッチプレートと各クラッチ
ディスク間の微小間隙、ロータのベーン部の両側面と作
動ピストンおよびリテーナの側面間の微小間隙がトルク
伝達特性に大きな影響を及ぼす。このため、これらの各
間隙の調整が極めて重要であるが、当該動力伝達機構に
おいてはリテーナを一方の回転部材に軸方向へ進退可能
に螺着しているので、各構成部材の組付は後リテーナを
進退させれば上記各間隙が調整され、設定された所定の
トルク伝達特性が容易に得られる。 また、組付作業においてもボルト、スナップリング等を
用いる場合に比較して間隙計測、スナップリング厚さの
選択等煩しい作業が不要で組付作業が容易である。 〔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第１実施例が示さ
れている。当該動力伝達機構１０は第６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はトランスミッションおよびトランス
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プロペラシヤフ
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Ｉ・２５．２
６が動力伝達可能な場合動力がリヤディファレンシャル
２７を介してアクスルシャフト２８に出力され、後輪２
９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
インナシャツ［・１２からなる環状の作動室内に作動力
発生手段１０ａおよび摩擦係合力発生手段１０ｂを備え
ている。 アウタケース１１は所定長さの筒部１１ａの一端に内向
フランジ部１１ｂを備えてなり、筒部１１ａの他端が開
口していて１色端側内周にネジ部１１Ｃが形成されてい
る。インナシャフト１２は所定長さの段付きの筒部１２
ａの中間部外周にり（向フランジ部１２ｂを備えてなり
、フランジ部１２ｂの外周には軸方向へ延びる丹スプラ
イン部１２Ｃが形成され、かつ筒部１２ａの一端側内周
には軸方向へ延びる内スプライン部１２ｄが形成されて
いる。かかるインナシャフト１２においては、その筒部
１２ａの一端がアウタケース１１の内向フランジ部１１
ｂの内孔内に液密的かつ回転可１ｊピに嵌合されていて
、筒部１２ａの他端側外周に組付けた後述の作動力発生
手段１０ａの構成部材を介してアウタケース１１に回転
可能に支持されている。インナシャフト１２はその内ス
プライン部１２ｄにて第２プロペラシヤフ［−２６の先
端部のスプライン２６ａに嵌合して固定され５、かつア
ウタケース１１は第１プロペラシヤ７１・２５の後端に
固定されている。 作動力発生手段１０ａは作動ピストンエ３、ロータ１４
およびリテーナ１５がらなり、がっ摩擦係合力発生手段
１０ｂは湿式多板クラッチ式のもので、多数のクラッチ
プレート１６およびクラッヂディスク１７とからなる。 各クラッチブレーＩ・１６はその外周のスプライン部を
アウタケース１１の内周に設けた内スプライン部ｌｉｄ
に嵌合されて、同ケース１１に−・体回転可能かつ軸方
向−・移動可能に絹付けられている。各クランヂディス
ク１７はその内周のスブラ・イン部をインナシャツ］−
１２の外スブラ、イン部１２ｃに嵌合されて各クラッチ
ブレー■・１７間に位置し、同シャフト１２に一体回転
可能かつ軸力向−・移動可能に組付けられている。これ
らのクラッチプレート１６およびクラソヂディスク１７
の収容室Ｒ１にはクラッヂ用オイルと気体とが所定量封
入されている。 作動力発生手段１０ａを構成する作動ピストン１３はア
ウタケース１１の筒部１１ａの他端（則内周に一体回転
可能かつ液密的に軸方向へ１Ｎ動可能に、またインナシ
ャフト１２に対してはその外周に回転可能かつ軸方向へ
摺動可能にそれぞれ組付けられていて、その−側面１３
ａにて最他端のクラッチプレート１６に当接している。 ロータ１４は第１図および第２図に示すように、環状ボ
ス部１４ａの外周の互に１８０°離れた部位にて半径方
向へ延びる２枚のベーン部１４ｂを備えてなり、環状ボ
ス部１４ａにてインナシャフト１２の筒部１２ａ外周に
嵌合させてインナシャフト１２に一体的に組付けられて
いる。かかるロータ１４は作動ピストン１３の他側に設
けた環状凹所１３ｂの深さと略同じ厚みに形成されてい
て、環状凹所１３ｂ内に嵌合している。リテーナ１５は
その他端側外周にネジ部１５ａを備え、インナシャフト
１２の筒部１２ａの他端側外周に液密的に軸方向へ摺動
可能かつ回転可能に嵌合され、アウタケース１１に対し
てはそのネジ部１５ａをアウタケース１１のネジ部１１
ｃに進退可能に螺着され、かつ液密的となっている。か
かるリテーノ−１５においては、軸方向の位置調整がな
されてアウタケース１１にカシメ手段にて固定され、そ
の−側面１５ｂにて作動ピストン１３の他側の環状外縁
面１３Ｃに当接し、その−側面１５ｂと作動ピストン１
３の環状凹所１３ｂとによりロータ１４が位置する流体
室を形成している。この流体室内にはシリコンオイル等
高活性流体が所定量封入されており、またロータ１４は
そのベーン部１４ｂの外周を環状凹所１３ｂの内周に液
密的に接触させ、かつベーン部１４ｂの両側面と環状凹
所１３ｂの他側面１３ｂ１およびリテーナ１４の一側面
１５ｂ間に微小間隙を形成して、流体室内を２つの滞留
室Ｒ２に区画している。 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１−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
ラシヤフト２５に一体回転可能に組付けられているアウ
タケース１１、作動ピストン１３およびリテーナ１５と
、第２プロペラシヤフト２６に一体回転可能に組付けら
れているインナシャフト１２およびロータ１４との間に
相対回転が生じる。従って、作動力発生手段１０ａの流
体室内においては、滞留室Ｒ２内の粘性流体が相対回転
数に比例した速度にて強制的に流動させられ、周方向に
順次相対移行する滞留室Ｒ２内では流動抵抗に起因して
ベーン部１４ｂの下流側端から次のベーン部１４ｂの上
流側端に向かって漸次増圧される圧力分布が発生する。 この圧力は差動回転数に比例したもので、作動ピストン
１３を軸方向へ押圧して摩擦係合力発生手段１０ｂを構
成する各クラッチプレート１６とクラッチディスク１７
を摩擦係合させる。これにより、摩擦係合力発生手段１
０ｂにおいては差動回転数に比例したトルクをアウタケ
ース１１からインナシャフト１２に伝達し、車両は４輪
駆動状態となる。また、この４Ｍ駆動状態においては前
後輪の差動回転を許容し、フィトコーナブレーキング現
象の発生も防止される。 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
での発熱は低く粘性流体の粘度変化が少ないため、かか
る粘度変化により両プロペラシャフト２５．２６間のト
ルク伝達特性が不安定になることはない。また、差動回
転数に比例したト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、差動回転数の小さい領域においても
トルク伝達特性がよくかつ応答性もよいとともに、機構
の構成が簡単かつ小型になる。 しかして、この種形式の動力伝達機構においては、摩擦
係合力発生手段１０ｂを構成する各クラッチプレート１
６とクラッチディスク１７間の微小間隙、クラッチプレ
ート１６と作動ピストン１３の一例面１３ａ間の微小間
隙、ロータ１４のベーン部１４ｂの両側面と作動ビスｉ
・ン１３の他側面１３ｂｌおよびリテーナ１５の一側面
１５ｂ間の微小間隙等がトルク伝達特性に大きな影響を
及ぼす。このため、これら各間隙の調整が極めて重要な
ことであるが、当該動力伝達機構１０においては、リテ
ーナ１５をアウタケース１１に軸方向へ進退可能に螺着
する組付手段を採っているため、各構成部材の組付は後
リテーナ１５を進退させて軸方向の位置調整を行えば、
作動ピストン１３が軸方向に摺動して各クラッチプレー
ト１６とクラッチディスク１７間の間隙が調整されてこ
れら両者１６．１７の係合力が的確に調整されるととも
に、ロータ１４のベーン部１４ｂと作動ピストン１３お
よびリテーナ１５間の側間隙も調整され作動力発生手段
１０ａで発生する推力が的確に調整される。かかる調整
作業をトルク伝達特性の測定と併用して行えば、所望の
トルク伝達特性を得ることができ、またかかる調整作業
はジム、スナップリング、セパレートプレート、作動ピ
ストンを順次交換して行う作業に比較して容易である。 リテーナ１５の組付作業もボルト、スナップリングを組
付手段として用いる場合に比較して容易である。また、
当該動力伝達機構１０において軽量化を図るべく例えば
アウタケース１１、インナシャフト１２、作動ピストン
１３、リテーナ１４等をアルミ合金等にて形成した場合
、リテーナ１４の組付手段として鉄環上記各構成部材１
１．１２．１３．１４等とは異種金属のスナップリング
、シム、ボルト・等を用いることがないため、電蝕が発
生するおそれもない。なお、摩擦係合力発生手段■Ｏｂ
に予荷重を付与するには作動ピストン１３を所定量摺動
させればよいため、予荷ｍを付与するためにスプリング
を採用する必要がない。 第３図には上記実施例の動力伝達機構１０の変形例が示
されており、この変形例に係る動力伝達機構１０Ａにお
いてはアウタケース１１の内スプライン部１１ｄの一端
側に所定厚みのシムプレート１８が嵌合されている。こ
のシムプレート１８はクラッチプレート１６と同様アウ
タケース１１に一体回転可能に組付けられ、作動ピスト
ン１３とにより摩擦係合力発生手段１０ｂを構成する各
クラッチプレート１６、クラッチディスク１７を挾持す
る。従って、当該動力伝達機構１０Ａにおいては、シム
ブレー１・１８の組付はスペースに相当する枚数のクラ
ッチプレート１６、クラッチディスク１７が減少されて
いる点を除いては、上記実施例の動力伝達機構１０と同
じ構成でかつ同じ作用効果を奏するものであり、その詳
細な説明については同機構１０と同一の構成部材には同
一の符号を付して省略する。 第４図には本発明にかかる動力伝達機構の第２実施例が
示されている。当該動力伝達機構１０Ｂにおいては、作
動力発生手段１０ａ＠構成するリテーナ１５の位置決め
手段、アウタケース１１のネジ部の形状を除き第１図に
示す第１実施例の動力伝達機構１０と同一に構成され、
かつ同一の作動をするものである。 しかして、当該動力伝達機構１０Ｂにおいてはアウタケ
ース１１のネジ部１１Ｃが軸方向に長く形成さていて、
同ネジ部ｌｉｅの一端側に第２リテーナ１９が螺着され
ている。第２リテーナ１９はリテーナ１５に対してロッ
クナノ！−として機能し、リテーナ１５のアウタケース
１１に対する弛みを強固に強制する。また、第２リテー
ナ１９は取り（しが容易であるため、当該動力伝達機構
１０Ｂの分解および再使用が容易である。 第５図には上記実施例の動力伝達機構１０Ｂの変形例が
示されており、この変形例に係る動力伝達機構１０Ｇに
おいてはアウタケース１１のネジ部が小径ネジ部１１ｆ
と大径ネジ部１１ｇとからなる段付ネジ部に形成され−
、かつ小径ネジ部１１ｆのネジピッチに比較して大径ネ
ジ部１１ｇのネジピッチが大きく設定されている。この
小径ネジ部１１ｆにはリテーノ゛１５が螺着されかつ大
径ネジ部１１ｇには上記した第２リテーナ１９より大径
の第２リテーナ１９Ａが螺着されでいる。従って、かか
る構成によればリテーナ１５の位置決めが一層強固にな
され、またこれら各ネジ部１１ｒ９１１ｇのネジを左右
圧に異ならせればリテーナ１５の位置決めがなお一層強
固になされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る動力伝達機構の断面
図、第２図は第１図の矢印■−■線方向の断面図、第３
図は同機構の変形例を示す断面図、第４図は本発明の第
２実施例に係る動力伝達機構の断面図、第５図は同機構
の変形例を示す断面図、第６図は第１実施例に係る機構
を採用した車両の概略図である。 符号の説明 １０、ＩＯＡ〜１０Ｃ・・・動力伝達機構、１０ａ・・
・作動力発生手段、ｌＯｂ・・・摩擦係合力発生手段、
１１・・・アウタケース、１１ｃ。 ｌｉｅ〜ｌ１ｇ・・・ネジ部、１２・・・インナシャフ
ト、１３・・・作動ピストン、１４・・・ロータ、１４
ｂ・・・ベーン部、１５・・・リテーナ、１５ａ・・・
ネジ部、１６・・・クラッチブレート、１７・・・クラ
ッチディスク、１９゜１９Ａ・・・リテーナ、２５．２
６・・・プロペラシャフト。 出願人　　トヨタ自動車株式会社

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、これら両回転部材の相対回転により作動して
   軸方向の推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回転部材をトルク伝達可能に連結
   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、前記両回転部材間に液密的に
   軸方向へ摺動可能かつ一方の回転部材に一体回転可能に
   組付けられて前記摩擦係合力発生手段に当接する作動ピ
   ストンと、前記両回転部材間に液密的かつ一方の回転部
   材に軸方向へ進退可能に螺着され前記作動ピストンとの
   間に軸方向に所定間隔を有して粘性流体が封入される流
   体室を形成するリテーナと、半径方向へ延びる１または
   複数のベーン部を備え前記流体室にて前記他方の回転部
   材に一体的に組付けられたロータとにより構成してなる
   動力伝達機構。