JPH0730997Y2 - 動力伝達機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、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、両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
ヤ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63-24042
9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動力伝達
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係
合力発生手段、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係合力発生手段に付与する押
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係合力発生手段
に対向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
構がある。

この種形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して摩擦係合力発生
手段を押圧させ、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。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
例した動力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。

（考案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を四輪駆動車の
連結機構して採用した場合においては、定常走行時にお
いても両回転部材間に僅かな差動回転数がしばしば発生
して両回転部材間で動力伝達がなされるため、前後輪の
一方側にしばしばひきずり現象が発生し、燃費を悪化さ
せるとともにタイヤの摩耗を早める。また、車両がスタ
ック状態に陥った場合等大きな動力伝達を長時間発生さ
せた場合には、摩擦係合力発生手段に焼付き、その他の
焼損等が発生するおそれがある。従って、本考案の目的
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） 本考案は上記した形式の動力伝達機構において、前記作
動ピストンに対してバネ部材にて所定の押圧力を付与し
て同作動ピストンを前記押圧力発生手段で発生する押圧
力が所定の値に達するまで前記摩擦係合力発生手段から
離間させるとともに、同バネ部材として所定温度に達し
たとき前記作動ピストンに対する押圧力を増大させるバ
ネ部材を採用したことを特徴とする。

しかして、本考案に採用されるバネ部材としては、所定
温度に達したとき形状が変形してバネ定数が高くなる形
状記憶合金からなるバネ部材等が挙げられる。

（考案の作用・効果） かかる構成によれば、前記摩擦係合力発生手段は作動ピ
ストンから離間しているため、両回転部材間の差動回転
数が微小な場合には両回転部材間での動力伝達はなく、
両回転部材間の差動回転数が所定の値以上になると押圧
力発生手段で発生する押圧力が所定の値以上となり、作
動ピストンが摩擦係合力発生手段を押圧して両回転部材
間での動力伝達がなされる。また、摩擦係合力発生手段
が高温になってバネ部材が所定の高温に達すると作動ピ
ストンに対する押圧力が増大し、バネ部材は押圧力発生
手段で発生する押圧力に抗して作動ピストンを押圧し、
作動ピストンを摩擦係合力発生手段から離間させる。

従って、両回転部材間の差動回転数が小さい車両の定常
走行時には、両回転部材間での動力伝達はなくて前後輪
の一方側にひきずり現象が発生することはなく、燃費の
悪化やタイヤの早期の摩耗が防止される。また、車両が
スタック状態に陥って両回転部材間で大きな動力伝達を
長時間発生させた場合には摩擦係合力発生手段は作動ピ
ストンの押圧力から解放され、同手段の焼付き、その他
の焼損を防止することができる。

（実施例） 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明するに、第１
図には本考案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３図に示すように、リ
ヤ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
ャフト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プロペラシャフト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、動力伝達機構10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
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12a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12aの他端側外周に組付けた後述の押圧力
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
は第１プロペラシャフト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はその外周の凸起部をアウタケース11の内周に設け
た溝部11d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はその内周の凸起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、その一側面13aにて後述の押圧
プレート18a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11c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、その一側面15bにて作動ピ
ストン13の他側の環状外縁面13cに当接し、その一側面1
5bと作動ピストン13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。

しかして、摩擦係合力発生手段10bを構成する図示最右
端のクラッチディスク17と作動ピストン13との間には環
状の押圧プレート18aが介装され、同プレート18aはアウ
タケース11の溝部11dに軸方向へ摺動可能に組付けられ
ている。また、アウタケース11の内周と押圧プレート18
aの外周間には環状のバネ部材18bがスナップリング18c
を介して組付けられている。バネ部材18bは所定温度に
達したとき形状が変形してバネ定数が高くなる形状記憶
合金からなり、スナップリング18cを介して押圧プレー
ト18aを作動ピストン13に当接させて同ピストン13に所
定の押圧力を付与している。これにより、バネ部材18b
は摩擦係合力発生手段10bを作動ピストン13から離間し
て押圧力から解放させている。なお、作動ピストン13と
押圧プレート18aとは連結ピン18dにて連結されて互に一
体回転可能になっている。

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もこれら
両シャフト25、26間の差動回転数が小さい場合にはこれ
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間の差動回転数が所定の値に達するとトルク伝
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、作動ピスト
ン13およびリテーナ15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を軸方向へ押圧する。

しかして、押圧力発生手段10aで発生する押圧力がバネ
部材18bからの押圧力より大きくなると、作動ピストン1
3は押圧プレート18aを介して摩擦係合力発生手段10bを
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、摩擦係合力発生手
段10b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、タイヤコーナブレーキング現象
の発生も防止される。また、当該動力伝達機構10におい
ては、摩擦係合力発生手段10bが所定の高温に達すると
バネ部材18bが変形して作動ピストン13に対する押圧力
を増大させ、同手段10bを作動ピストン13から離間させ
て押圧力から解放させる。これにより、摩擦係合力発生
手段10bの摩擦係合が解除されて同手段10bのそれ以上の
温度上昇が防止される。なお、バネ部材18bは温度が所
定未満に低下すると元に復帰する。従って、当該動力伝
達機構10においては、車両の定常走行時に前後輪の一方
側に頻繁にひきずり現象が発生して燃費の悪化やタイヤ
の早期摩耗が発生するようなことはなく、また摩擦係合
力発生手段10bの焼付き、その他の焼損を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案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II−II線方向の断面図、第３
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…摩擦係
合力発生手段、11…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…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、18b…バネ部材、25,26…プロペラシャフト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 芦田 敏 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 山本 正司 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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動力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係合力発生手段、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
   記摩擦係合力発生手段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係合力発生手段に対向する作動ピ
   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
   作動ピストンに対してバネ部材にて押圧力を付与して同
   作動ピストンを前記押圧力発生手段で発生する押圧力が
   所定の値に達するまで前記摩擦係合力発生手段から離間
   させるとともに、同バネ部材として所定温度に達したと
   き前記作動ピストンに対する押圧力を増大させるバネ部
   材を採用したことを特徴とする動力伝達機構。