JPH02209629A - 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じ連結１、て５．′
：れら両部材間の回転差を制限さぜる差動制限機構どし
。

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ｌ／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６１−２
４０４２９号公報に示されているように、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両回転部材を
１−ルク伝達可能に連結する摩擦係合力を発生させると
ともに付与される押圧力に応じて前記摩擦係合力を増減
させる摩擦クラッチ、および両回転部材の相対回転に応
じた押圧力を発生させて前記摩擦クラッチに付与する押
圧力発生手段を備え、同押圧力発生手段を、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イく１けられて前記摩擦クラッチに
当接する作動ピストンと、前記−・力の回転部材に−・
体凹転可能にＳ見けられ−Ｃ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
力伝達機構がある。

この種形式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粘性流体封
入室内の粘性流体が強制的に流動させられ、封入室内で
は流動抵抗等に起因して圧力が発生する。すなわち、押
圧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［７て摩擦クラッ
チを押圧させ、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ぜる。かかる摩擦係合力は
差動回転数に比例１〜、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
、両駆動側回転部材間または両従動側回転部材間の差動
制限機構としても機能する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記した形式の動力伝達機構においては、押
圧力発生手段で発生する圧力は流体室の軸方向の幅の３
乗に逆比例する関係にあり、このため上記圧力を大きく
してトルク伝達効率を高めるには流体室の幅を出来るだ
け小さくすることが望ましい。しかしながら、流体室を
半径方向に大きくすることが装置の大きさから規制され
ていることから、流体室の幅を小さくすると流体室内に
封入される粘性流体の封入量が小値になって下記の問題
点を惹起する。

（１）封入量が大量の場合に比較して熱的影響、機械的
影響が大きく、粘性流体の劣化を早める。

（」封入量が大量の場合に比較して封入量のバラツキが
大きくて圧力の発生に大きな影響をグえ、トルク伝達特
性を所定の値に設定することが難しい。

従って、本発明の目的は上記した各課題に対処すること
にある。　　　　゛ （課題を解決するための手段） 本発明は上記した形式の動力伝達機構において、前記ロ
ータのベーン部における軸方向の厚みを半径方向の内端
側を外端側に比較して厚くするとともに、同ベーン部の
両側面と前記作動ピストンおよびリテーナの側面間の微
小間隙を半径方向の内端側から外端側まで略同一の幅に
形成したことを特徴とする。

（発明の作用・効果） かかる構成によれば、ロータのベーン部の半径方向の外
端側を従来と同じ厚みにして内端側をこれより厚くすれ
ば、流体室の容積が大きくなって粘性流体の封入量が増
大し、封入量が小量であることに起因する粘性流体の早
期の劣化が防止されるとともに、封入量のバラツキの影
響が小さくてトルク伝達特性の均一化が図れる。

しかして、この種形式の動力伝達機構においては、ロー
タのベーン部の厚みおよびこれを収容する流体室の幅が
半径方向の内端側から外端側まで同一である場合には、
発生圧力はベーン部および流体室の外端側で大きくかつ
内端側で小さいため、本発明のごとくベーン部の厚みお
よび流体室の幅を内端側で大きくしても発生圧力の低下
をもたらすおそれはない、また、かかる粘性流体の流体
室内への封入は熱膨張等を考慮して１００％としてはお
らず、流体室内には所定量の気体が存在する。

かかる気体は両回転部材の差動回転が逆転した場合には
ベーン部の一端側から他端側へ速やかに相対的に移動す
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一実施例が示され
ている。当該動力伝達機構１０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２７
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ｔｌｌｌｏはアウタケース１１お
よびインナシャフト１２からなる環状の作動室内に押圧
力発生手段１０ａおよび摩擦クラッチ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
口していて他端側内周にネジ部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１２ａ
の中間部外周に外向フランジ部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外スプライン
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１２
ａの一端がアウタケース１１の内向フランジ部１１ｂの
内孔内に液密的かつ回転可能に嵌合されていて、筒部１
２ａの他端側外周に組付けた後述の押圧力発生手段１０
ａ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
１２ｄにて第２プロペラシヤフト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
は第１１０へラシャフト２５の後端に固定されている。

押圧力発生手段１０ａは作動ピストン１３、ロータ１４
およびリテーナ１５からなり、かつ摩擦クラッチ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およびクラッチディスク１７からなる。各クラッ
チプレート１６はその外周のスプライン部をアウタケー
ス１１の内周に設けたスプライン部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１７はその内周
のスプライン部をインナシャフト１２の外スプライン部
１２ｃに嵌合されて各クラッチプレート１６間に位置し
、同シャフト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。

これらのクラッチプレート１６およびクラッチディスク
１７の収容室Ｒ１にはクラッチ用オイルと気体とが所定
量封入されている。

押圧力発生手段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の他端側内周に一体回転可
能かつ液密的に軸方向へ摺動可能に、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１３ａに
て最他端のクラッチプレートト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１．４　ｂを備えてなり、環状
ボス部１４ａにてインナシャフト］２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のベーン部１４ｂにおいては
軸方向の厚みがベーン部１４ｂの基端部１４ｂ１から中
間部１４ｂ２に向って漸次薄く形成されてテーバ面とな
っており、かつ中間部１４ｂ２から半径方向の外端部１
４ｂ、までは同一の厚みに形成されている。また、ベー
ン部１４ｂの内端部１４ｂ１は環状ボス部］８４ａと同
一に形成されている。ロータ１４は作動ピストン１３の
他側に設けた環状凹所１．３　ｂ内に嵌合している。環
状凹所１３ｂの深さはロータ】４と略凹じ厚みに形成さ
れ、かつ同門所１．３ｂの他側面１３ｂ１はベーン部１
４ｂの一側面と同じ形状に形成されている。リテーナ１
５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１．２　ａ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】
、】に対してはそのネジ部］−５ａ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。かかるリテーナ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１．３　ｃに当接し、その−側面１５ｂ
と作動ピストン１３の環状凹所１３ｂとによりロータ１
４が位置する流体室を形成している。リテーナ１５の一
側面１５ｂはロータ１４の他側面と同じ形状に形成され
ていて、流体室内にはシリコンオイル等高粘性流体が所
定量封入されており、またロータ１４はそのベーン部１
．４ｂの外周を環状凹所１．３　ｂの内周に液密的に接
触さぜ、かつベーン部１４ｂの両側面と環状凹所１．３
　Ｂの他側面１３ｂ】およびリテーナ１，４の一側面１
．５　ｂ間に微小間隙を形成し５て、流体室内を２つの
滞留室Ｒ２に区画している６微小間隙はベーン部１４ｂ
の内端部１４ｂ１から外端部１４ｂ３まで略凹−になっ
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１１０ベラシ
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、押圧力発生手段１０　ａ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（差動回転数）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の上流側端に向って漸次増圧される圧力分布
が発生する。この圧力分布の増圧部分は差動回転数に比
例して増大するもので、作動ピストン１３を軸方向へ押
圧して摩擦クラッチ１０１〕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をクラッチ用オイルを
介して摩擦係合させる。これにより、摩擦クラッチ１０
ｂ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１．２に伝達し、車両は４輪
駆動状態となる。また、この４輪駆動状態においては前
後輪の差動回転を許容し、タイ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、ロータ１
４のベーン部１４ｂの外端部１４ｂ３を従来と同じ厚み
にして内端部１４ｂ１をこれより厚くすれば、流体室の
容積が大きくなって粘性流体の封入量が増大し、封入量
の増大に起因して熱的影響および剪断力等機械的影響が
緩和されて粘性流体の早期の劣化が防止されるとともに
、封入量のバラツキの影響が緩和されてトルク伝達特性
の均一化が図れる。また、当該動力伝達機構１０におい
ては、通常発生圧力が低い流体室の内端部の幅を大きく
しているにすぎないため、発生圧力全体に対する影響が
小さくて同圧力の低下をもたらすおそれはなく、むしろ
ベーン部１４ｂの外端部１４ｂ、に向って発生圧力が漸
次高くなる傾向が是正され、発生圧力は半径方向に均一
となり作動ピストン１３を効率よく押圧することができ
る。

また、ロータ１４においてはベーン部１４ｂにおける内
端部１４ｂ１の厚みが厚くて当該部位の流体室の幅が広
いため、差動回転が逆転した場合滞留室Ｒ２内の気体は
ベーン部１４ｂの一端側から他端側へ瞬時に相対移動し
、上記気体の緩慢な移動に起因するトルク伝達の不感帯
の発生を防止することができる。

なお、第３図（ａ）にはロータ１４におけるベーン部の
第１変形例が示されており、当該ベーン部１４ｃにおい
ては内端から外端まで漸次厚みが薄くなるテーパ状に形
成されているとともに、作動ピストン１３の環状凹所１
３ｄの他側面とリテーナ１５の一側面１５ｃがベーン部
１４ｃに対応するテーパ面の形状に形成されている。ま
た、第３図（ｂ）に示す第２変形例のベーン部１４ｄに
おいては内端部１４ｄｌが厚くかつ外端部１４ｄ２が薄
い段付き形状に形成されているとともに、作動ピストン
１３の環状凹所１３ｅの他側面とリテーナ１５の一側面
１５ｄがベーン部１４ｄに対応する段付き形状に形成さ
れている。

【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図は第１図の矢印■−■綴方内方向面図、第３図
（ａ）はロータにおけるベーン部の第１変形例を示す縦
断側面図、同図（ｂ）はベーン部の第２変形例を示す縦
断側面図、第４図は同機構を採用した車両の概略図であ
る。 符　　号　　の　　説　　明 １０・・・動力伝達機構、１０ａ・・・押圧力発生手段
、１０ｂ・・・摩擦クラッチ、ｌトアウタケース、１２
・・・インナシャフト、１３・作動ピストン、１４・・
・ロータ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ・・・ベーン部、１
５・・・リテーナ、１６・・・クラッチプレート、１７
・クラッチディスク、２５．２６・・・プロペラシャフ
ト。 出願人　トヨタ自動車株式会社（外１名）代理人　弁理
士　長谷照−（外１名） １４１１・・・ベーン部 ２６・・・プロペラノ中フト

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
   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
   生させるとともに付与される押圧力に応じて前記摩擦係
   合力を増減させる摩擦クラッチ、および両回転部材の相
   対回転に応じた押圧力を発生させて前記摩擦クラッチに
   付与する押圧力発生手段を備え、同押圧力発生手段を、
   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クラ
   ッチに当接する作動ピストンと、前記一方の回転部材に
   一体回転可能に設けられて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
   達機構において、前記ロータのベーン部における軸方向
   の厚みを半径方向の内端側を外端側に比較して厚くする
   とともに、同ベーン部の両側面と前記作動ピストンおよ
   びリテーナの側面間の微小間隙を半径方向の内端側から
   外端側まで略同一の幅に形成したことを特徴とする動力
   伝達機構。