JP2011149472A - Driving force transmitting device and lubricating oil - Google Patents
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Description
本発明は、駆動力伝達装置及び潤滑油に関する。 The present invention relates to a driving force transmission device and a lubricating oil.
従来の駆動力伝達装置として、例えば四輪駆動車に搭載され、一対の回転部材をクラッチによってトルク伝達可能に連結するとともに、前輪又は後輪の一方が路面に接地した状態で牽引される二輪被牽引時に、クラッチプレート間に介在する潤滑油の粘性による引き摺りトルクを低減するように構成されたものがある(例えば特許文献1参照)。 As a conventional driving force transmission device, for example, mounted on a four-wheel drive vehicle, a pair of rotating members are coupled so as to be able to transmit torque by a clutch, and the two-wheel cover is pulled while one of the front wheels or the rear wheels is in contact with the road surface. There is one configured to reduce drag torque due to the viscosity of lubricating oil interposed between clutch plates during towing (see, for example, Patent Document 1).
この駆動力伝達装置は、入力軸と共に回転する有底筒状のフロントハウジングと、このフロントハウジングの軸線上で回転可能な軸状のインナシャフトと、フロントハウジングとインナシャフトとをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、このメインクラッチの軸線に沿って並列するパイロットクラッチと、パイロットクラッチの動作によってフロントハウジングからの回転力をメインクラッチ側への押圧力に変換するカム機構とから構成されている。メインクラッチ,パイロットクラッチ,及びカム機構が収容されるフロントハウジングの収容空間には、潤滑油が充填されている。 This driving force transmission device connects a bottomed cylindrical front housing that rotates together with an input shaft, a shaft-shaped inner shaft that can rotate on the axis of the front housing, and the front housing and the inner shaft so that torque can be transmitted. Main clutch, a pilot clutch arranged in parallel along the axis of the main clutch, and a cam mechanism that converts the rotational force from the front housing into the pressing force toward the main clutch by the operation of the pilot clutch. The housing space of the front housing that houses the main clutch, pilot clutch, and cam mechanism is filled with lubricating oil.
カム機構は、パイロットクラッチに連結された第1カム部材と、インナシャフトに相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第2カム部材とを有し、第1カム部材と第2カム部材との相対回転により軸方向の押圧力を発生させるように構成されている。第2カム部材の外周面及び内周面にはシール部材が設けられ、フロントハウジングの収容空間が、第2カム部材によって、メインクラッチ側の第1クラッチ室とパイロットクラッチ側の第2クラッチ室とに液密に区画されている。 The cam mechanism includes a first cam member connected to the pilot clutch, and a second cam member connected to the inner shaft so as not to be relatively rotatable and axially movable. The first cam member and the second cam member The axial rotation force is generated by the relative rotation. Seal members are provided on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the second cam member, and the housing space of the front housing is separated from the first clutch chamber on the main clutch side and the second clutch chamber on the pilot clutch side by the second cam member. It is partitioned liquid-tightly.
メインクラッチは、インナクラッチプレート及びアウタクラッチプレートからなる湿式の多板クラッチであり、フロントハウジングとインナシャフトとの間に配置されている。そして、メインクラッチは、カム機構の第2カム部材から受ける押圧力によってインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとを摩擦係合させ、フロントハウジングとインナシャフトとをトルク伝達可能に連結するように構成されている。 The main clutch is a wet multi-plate clutch composed of an inner clutch plate and an outer clutch plate, and is disposed between the front housing and the inner shaft. The main clutch is configured to frictionally engage the inner clutch plate and the outer clutch plate by a pressing force received from the second cam member of the cam mechanism, and to connect the front housing and the inner shaft so as to transmit torque. Yes.
フロントハウジングの軸方向の底部には、フロントハウジングとインナシャフトとの差動回転によって作動するポンプ装置が配置されている。このポンプ装置は、被牽引時に潤滑油を第1クラッチ室から第2クラッチ室に圧送する。これにより、第2カム部材が潤滑油の圧力差によってメインクラッチから離れる方向の力を受け、メインクラッチの引き摺りトルクが低減される。 A pump device that is operated by differential rotation between the front housing and the inner shaft is disposed at the bottom of the front housing in the axial direction. This pump device pumps lubricating oil from the first clutch chamber to the second clutch chamber when towed. Thereby, the second cam member receives a force in a direction away from the main clutch due to the pressure difference of the lubricating oil, and the drag torque of the main clutch is reduced.
しかしながら、特許文献1の駆動力伝達装置では、ポンプ装置等の新たな部品の追加が必要となり、小型化及び低コスト化の面ではなお改良の余地があった。 However, in the driving force transmission device of Patent Document 1, it is necessary to add new parts such as a pump device, and there is still room for improvement in terms of downsizing and cost reduction.
従って、本発明の目的は、引き摺りトルクを低減するための部品を追加しなくとも、被牽引時における引き摺りトルクを抑制することができる駆動力伝達装置及び潤滑油を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a driving force transmission device and a lubricating oil that can suppress drag torque during towing without adding a component for reducing drag torque.
本発明は、上記目的を達成するために、四輪駆動車の前輪の回転に伴って回転する第1のクラッチプレートと、前記四輪駆動車の後輪の回転に伴って回転する第2のクラッチプレートと、前記第1のクラッチプレートと前記第2のクラッチプレートとを摩擦係合させる押圧機構と、前記押圧機構の非作動時に前記第1及び第2のクラッチプレート間に介在する潤滑油とを備え、前記潤滑油は、前記前輪又は後輪の一方が回転する二輪被牽引時における前記第1及び第2のクラッチプレートの差動回転により、前記第1及び第2のクラッチプレート間にキャビテーションによる気泡を発生させる駆動力伝達装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first clutch plate that rotates as the front wheels of the four-wheel drive vehicle rotate, and a second clutch plate that rotates as the rear wheels of the four-wheel drive vehicle rotate. A clutch plate, a pressing mechanism for frictionally engaging the first clutch plate and the second clutch plate, and a lubricating oil interposed between the first and second clutch plates when the pressing mechanism is inoperative. And the lubricating oil is cavitation between the first and second clutch plates by differential rotation of the first and second clutch plates when the two wheels are towed when one of the front wheels or the rear wheels rotates. Provided is a driving force transmission device that generates air bubbles.
この構成によれば、第1及び第2のクラッチプレートの差動回転によって発生する気泡により、第1及び第2のクラッチプレート間の潤滑油が排出される。 According to this configuration, the lubricating oil between the first and second clutch plates is discharged by the bubbles generated by the differential rotation of the first and second clutch plates.
また、前記潤滑油は、前記二輪被牽引時における前記第1及び第2のクラッチプレートの差動回転数の上昇に応じて前記気泡が増大することにより、前記差動回転数の上昇に伴って第1及び第2のクラッチプレート間の引き摺りトルクを減少させるようにするとよい。 In addition, the lubricating oil increases with the increase in the differential rotation speed by increasing the bubbles in response to the increase in the differential rotation speed of the first and second clutch plates when the two-wheel is towed. The drag torque between the first and second clutch plates may be reduced.
この構成によれば、第1及び第2のクラッチプレートの差動回転数の上昇に応じて引き摺りトルクを低減できる。 According to this configuration, the drag torque can be reduced as the differential rotational speed of the first and second clutch plates increases.
また、本発明は、上記目的を達成するために、四輪駆動車の前輪の回転に伴って回転する第1のクラッチプレートと前記四輪駆動車の後輪の回転に伴って回転する第2のクラッチプレートとの間に介在し、前記前輪又は後輪の一方が回転する二輪被牽引時における前記第1及び第2のクラッチプレートの差動回転により、前記第1及び第2のクラッチプレート間にキャビテーションによる気泡を発生させる潤滑油を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first clutch plate that rotates as the front wheels of the four-wheel drive vehicle rotate, and a second clutch that rotates as the rear wheels of the four-wheel drive vehicle rotate. Between the first and second clutch plates due to differential rotation of the first and second clutch plates when the two wheels are towed. A lubricant that generates bubbles by cavitation is provided.
この構成によれば、第1及び第2のクラッチプレートの差動回転によって発生する気泡により、第1及び第2のクラッチプレート間の潤滑油が排出される。 According to this configuration, the lubricating oil between the first and second clutch plates is discharged by the bubbles generated by the differential rotation of the first and second clutch plates.
本発明によると、引き摺りトルクを低減するための部品を追加しなくとも被牽引時における引き摺りトルクを抑制することができる。 According to the present invention, the drag torque during towing can be suppressed without adding a component for reducing the drag torque.
[実施の形態]
図1は四輪駆動車の概略を示す。図1に示すように、四輪駆動車101は、駆動力伝達装置1,エンジン102,トランスアクスル103,一対の前輪104及び一対の後輪105を備えている。
[Embodiment]
FIG. 1 schematically shows a four-wheel drive vehicle. As shown in FIG. 1, the four-
駆動力伝達装置1は、四輪駆動車101における前輪側から後輪側に至る駆動力伝達経路に配置され、かつ四輪駆動車101の車体(図示せず)にディファレンシャルキャリア106を介して支持されている。
The driving force transmission device 1 is disposed on a driving force transmission path from the front wheel side to the rear wheel side in the four-
そして、駆動力伝達装置1は、プロペラシャフト107とドライブピニオンシャフト108とをトルク伝達可能に連結し、この連結状態においてエンジン102の駆動力を後輪105に伝達し得るように構成されている。駆動力伝達装置1の詳細については後述する。
The driving force transmission device 1 is configured to connect the
エンジン102は、その駆動力をトランスアクスル103を介してフロントアクスルシャフト109に出力することにより、一対の前輪104を駆動する。
The
また、エンジン102は、その駆動力をトランスアクスル103を介してプロペラシャフト107,駆動力伝達装置1,ドライブピニオンシャフト108,リヤディファレンシャル110及びリヤアクスルシャフト111に出力することにより、一対の後輪105を駆動する。
The
〔駆動力伝達装置1の全体構成〕
図2は駆動力伝達装置の全体を示す。図2に示すように、駆動力伝達装置1は、ディファレンシャルキャリア106(図1に示す)に対して相対回転可能な第1の回転部材としてのハウジング2と、このハウジング2に相対回転可能な第2の回転部材としてのインナシャフト3と、このインナシャフト3とハウジング2との間に介在するメインクラッチ4と、このメインクラッチ4に回転軸線Oに沿って並列するパイロットクラッチ5と、このパイロットクラッチ5の押圧力を発生させる駆動機構6と、この駆動機構6によるパイロットクラッチ5の押圧力の発生によってハウジング2の回転力をメインクラッチ4の押圧力に変換するカム機構7とから大略構成されている。駆動機構6とカム機構7とは、メインクラッチ4を押圧して摩擦係合させる押圧機構10を構成する。
[Overall configuration of the driving force transmission device 1]
FIG. 2 shows the entire driving force transmission device. As shown in FIG. 2, the driving force transmission device 1 includes a housing 2 as a first rotating member that can rotate relative to a differential carrier 106 (shown in FIG. 1), and a second member that can rotate relative to the housing 2. 2, an inner shaft 3 as a rotating member, a main clutch 4 interposed between the inner shaft 3 and the housing 2, a pilot clutch 5 parallel to the main clutch 4 along the rotation axis O, and the pilot clutch 5 and a
(ハウジング2の構成)
ハウジング2は、図2に示すように、フロントハウジング8、及びフロントハウジング8に螺着等により一体に回転するように結合されたリヤハウジング9からなり、ディファレンシャルキャリア106(図1に示す)内に回転軸線Oを中心軸線として回転可能に収容されている。ハウジング2には、潤滑油20を収容する収容空間2aが設けられている。潤滑油20は、収容空間2aに約80%の充填率で充填され、後述するシール部材15,16により密封されている。
(Configuration of housing 2)
As shown in FIG. 2, the housing 2 includes a front housing 8 and a rear housing 9 coupled to the front housing 8 so as to be integrally rotated by screwing or the like, and is provided in a differential carrier 106 (shown in FIG. 1). The rotary axis O is accommodated so as to be rotatable about the central axis. The housing 2 is provided with a
フロントハウジング8は、リヤハウジング9側に開口する有底円筒部材に形成され、その内周面にストレートスプライン嵌合部8aを有し、エンジン102(図1に示す)にトランスアクスル103(図1に示す)及びプロペラシャフト107(図1に示す)を介して連結されている。そして、フロントハウジング8は、エンジン102の駆動力をプロペラシャフト107から受けてリヤハウジング9と共に回転軸線Oの回りに回転し得るように構成されている。
The front housing 8 is formed as a bottomed cylindrical member that opens to the rear housing 9 side, has a straight
リヤハウジング9は、第1〜第3ハウジングエレメント91〜93を溶接等により一体に結合してなり、フロントハウジング8の開口内周面に螺着され、かつヨーク94に軸受95を介して回転可能に支持されている。リヤハウジング9には、フロントハウジング8の開口方向と同一の方向に開口する円環状の収容空間9aが設けられている。ヨーク94は、収容空間9a内でカップリングケースに固定され、段状の円筒部材によって形成されている。
The rear housing 9 is formed by integrally joining the first to
第1ハウジングエレメント91は、リヤハウジング9の内周側に配置され、磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。第1ハウジングエレメント91の内周面は、インナシャフト3における小径の円筒部3bの外周面との間にシール部材15が介装されている。
The
第2ハウジングエレメント92は、リヤハウジング9の外周側に配置され、第1ハウジングエレメント91と同様に磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。第2ハウジングエレメント92の外周面は、フロントハウジング8の内周面との間にシール部材16が介装されている。
The
第3ハウジングエレメント93は、第1ハウジングエレメント91と第2ハウジングエレメンと92との間に介在し、ステンレス鋼等の非磁性材料からなるハウジングエレメント連結用の円環状部材によって形成されている。
The third housing element 93 is interposed between the
(インナシャフト3の構成)
インナシャフト3は、図2に示すように、各外径が互いに異なる大小2つの円筒部3a,3b、及びこれら両円筒部3a,3b間に介在する段差部3cを有し、ハウジング2の回転軸線O上に配置され、かつハウジング2に軸受17,18を介して相対回転可能に支持された円筒部材によって形成されている。
(Configuration of inner shaft 3)
As shown in FIG. 2, the inner shaft 3 includes two
大径の円筒部3aの外周面には、収容空間2aに露出するストレートスプライン嵌合部30aが設けられている。
A straight spline
小径の円筒部3bの内周面には、ドライブピニオンシャフト108(図1に示す)の先端部を収容する収容空間3dが形成され、収容空間3dの内周面にはドライブピニオンシャフト108の外周面にスプライン嵌合するストレートスプライン嵌合部30bが設けられている。
A
また、大径の円筒部3aの内周には、フロントハウジング8の底部側に向かって開口する収容空間3eが形成されている。収容空間3eは壁部3fによって収容空間3dと区画され、その内部には潤滑油20が満たされている。
An accommodation space 3e that opens toward the bottom side of the front housing 8 is formed on the inner periphery of the large-diameter
段差部3cは、インナシャフト3の外部において両円筒部3a,3b間に介在して配置され、カム機構7におけるメインカム7a(後述)に対向する平面で形成されている。
The step portion 3 c is disposed outside the inner shaft 3 so as to be interposed between the
(メインクラッチ4の構成)
メインクラッチ4は、図2に示すように、複数のアウタクラッチプレート4b(第1のクラッチプレート)及び複数のインナクラッチプレート4a(第2のクラッチプレート)を有し、非係合時にはこれらクラッチプレート間に潤滑油20が介在する湿式の多板クラッチからなる。メインクラッチ4は、フロントハウジング8とインナシャフト3との間に配置され、かつ収容空間2aに収容されている。そして、メインクラッチ4は、インナクラッチプレート4a及びアウタクラッチプレート4bのうち互いに隣り合うクラッチプレート同士を摩擦係合させ、またその摩擦係合を解除してハウジング2とインナシャフト3とを断続(トルク伝達)可能に連結するように構成されている。
(Configuration of main clutch 4)
As shown in FIG. 2, the main clutch 4 has a plurality of outer clutch plates 4b (first clutch plates) and a plurality of inner clutch plates 4a (second clutch plates). It consists of a wet multi-plate clutch with lubricating
インナクラッチプレート4a及びアウタクラッチプレート4bは、環状に形成され、その側面40a及び側面40bを互いに対向させて回転軸線O上に交互に配置されている。
The inner clutch plate 4a and the outer clutch plate 4b are formed in an annular shape, and are alternately arranged on the rotation axis O with their
インナクラッチプレート4aは、その内周縁にストレートスプライン嵌合部41aを有し、ストレートスプライン嵌合部41aをストレートスプライン嵌合部30aに嵌合させてインナシャフト3の円筒部3aに一体回転可能かつ回転軸線Oの方向に沿って移動可能に連結されている。これにより、インナクラッチプレート4aは後輪105の回転に伴って回転する。
The inner clutch plate 4a has a straight spline
複数のインナクラッチプレート4aのうちパイロットクラッチ側最端部のインナクラッチプレート4aは、メインクラッチ4の入力部として機能し、カム機構7のメインカム7a(後述)からメインクラッチ4側に押圧力を受けると、この押圧方向への移動によって他のインナクラッチプレート4aとアウタクラッチプレート4bとを摩擦係合させるように構成されている。インナクラッチプレート4aには、その円周方向に沿って並列し、かつ回転軸線O方向に開口する油孔42aが設けられている。
Of the plurality of inner clutch plates 4a, the inner clutch plate 4a at the end of the pilot clutch side functions as an input portion of the main clutch 4, and receives a pressing force from the
アウタクラッチプレート4bは、その外周部にストレートスプライン嵌合部41bを有し、ストレートスプライン嵌合部41bをストレートスプライン嵌合部8aに嵌合させてフロントハウジング8(ハウジング2)に一体回転可能かつ回転軸線Oの方向に沿って移動可能に連結されている。これにより、アウタクラッチプレート4bは前輪104の回転に伴って回転する。
The outer clutch plate 4b has a straight spline fitting portion 41b on the outer periphery thereof, and the straight spline fitting portion 41b is fitted to the straight spline
(パイロットクラッチ5の構成)
パイロットクラッチ5は、駆動機構6(後述)の駆動によるアーマチャ6bの電磁コイル6a側への移動によって互いに摩擦係合可能な円環状の摩擦板からなる複数のインナクラッチプレート5a及び複数のアウタクラッチプレート5bを有し、非係合時にはこれらクラッチプレート間に潤滑油20が介在する湿式の多板クラッチからなる。パイロットクラッチ5は、アーマチャ6bとリヤハウジング9との間に配置され、かつ収容空間2aに収容されている。
(Configuration of pilot clutch 5)
The pilot clutch 5 includes a plurality of inner
インナクラッチプレート5a及びアウタクラッチプレート5bは、環状に形成され、その側面に形成された摩擦面50a及び50bを互いに対向させて回転軸線O上に交互に配置されている。
The inner
インナクラッチプレート5aは、その内周縁にストレートスプライン嵌合部51aを有し、ストレートスプライン嵌合部51aを後述するパイロットカム7bのストレートスプライン嵌合部70bに嵌合させてパイロットカム7bと相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。
The inner
アウタクラッチプレート5bは、その外周部にストレートスプライン嵌合部51bを有し、ストレートスプライン嵌合部51bをストレートスプライン嵌合部8aに嵌合させてフロントハウジング8に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。
The outer
(駆動機構6の構成)
駆動機構6は、図2に示すように、電磁コイル6a及びアーマチャ6bを有し、ハウジング2の回転軸線O上に配置されている。そして、駆動機構6は、電磁コイル6aの電磁力の発生によるアーマチャ6bの電磁コイル6a側への移動によってパイロットクラッチ5のインナクラッチプレート5a及びアウタクラッチプレート5bを摩擦係合させるように構成されている。
(Configuration of drive mechanism 6)
As shown in FIG. 2, the drive mechanism 6 includes an electromagnetic coil 6 a and an
電磁コイル6aは、リヤハウジング9の収容空間9aに収容され、かつヨーク94に取り付けられている。そして、電磁コイル6aは、図2に破線で示すように、通電によってヨーク94,パイロットクラッチ5,アーマチャ6b及びリヤハウジング9等に跨って磁気回路Gを形成し、アーマチャ6bにリヤハウジング9側への移動力を付与するための電磁力を発生させるように構成されている。
The electromagnetic coil 6 a is housed in the housing space 9 a of the rear housing 9 and is attached to the
アーマチャ6bは、その外周部に回転軸線Oに沿ったストレートスプライン嵌合部60bを有し、ストレートスプライン嵌合部60bをストレートスプライン嵌合部8aに嵌合させてフロントハウジング8に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。
The
(カム機構7の構成)
カム機構7は、図2に示すように、インナシャフト3からの回転力を受けて回転する環状のメインカム7a、このメインカム7aにハウジング2の回転軸線Oに沿って並列する環状のパイロットカム7b、及びこのパイロットカム7bとメインカム7aとの間に介在するカムフォロア7cを有し、メインクラッチ4とリヤハウジング9との間に配置され、かつ収容空間2aに収容されている。そして、カム機構7は、パイロットクラッチ5のクラッチ動作によってハウジング2からの回転力を受け、メインクラッチ4のクラッチ力となる押圧力に変換するように構成されている。
(Configuration of cam mechanism 7)
As shown in FIG. 2, the
メインカム7aは、パイロットカム7bの回転によって発生するカム推力をカムフォロア7cから受けてメインクラッチ4の複数のインナクラッチプレート4aのうち入力側のインナクラッチプレート4aを押圧するクラッチプレート押圧部70aを有し、カム機構7のメインクラッチ4側に回転軸線Oに沿って移動可能に配置されている。
The
クラッチプレート押圧部70aには、インナシャフト3のストレートスプライン嵌合部30aに嵌合するストレートスプライン嵌合部700aが設けられている。また、クラッチプレート押圧部70aには、円周方向に沿って並列し、かつ軸線方向両端面に開口する複数の油孔701aが設けられている。
The clutch
パイロットカム7bは、リヤハウジング9の第1ハウジングエレメント91との間に軸受19を介在させ、インナシャフト3に相対回転可能に配置されている。
The pilot cam 7 b is disposed so as to be rotatable relative to the inner shaft 3 with a
パイロットカム7bの外周縁には、インナクラッチプレート5aのストレートスプライン嵌合部51aに相対回転不能かつ移動可能に嵌合するストレートスプライン嵌合部70bが設けられている。
On the outer peripheral edge of the pilot cam 7b, there is provided a straight spline fitting portion 70b which is fitted to the straight spline fitting portion 51a of the inner
メインカム7a及びパイロットカム7bの対向面には、それぞれ周方向に延びる複数のカム溝702a及び702bが形成されている。カム溝702a,702bは、周方向の中央部で軸方向深さが最も深く、端部に向かって浅くなるように形成されている。カムフォロア7cは、カム溝702a,702bの間に配置され、カム溝702a,702の中央部(中立位置)から周方向に転動することでメインカム7aとパイロットカム7bとを離間させ、メインクラッチ4のクラッチ力となる押圧力を発生させる。
A plurality of cam grooves 702a and 702b extending in the circumferential direction are formed on opposing surfaces of the
(潤滑油20の組成及び作用)
潤滑油20は、例えば炭化水素系合成油を主成分とする潤滑油基油と、リン化合物と、アルカリ土類金属スルフォネート、アルカリ土類金属フェネート及びアルカリ土類金属サリシレートから選ばれる少なくとも1種の有機酸塩とを含有している。潤滑油20の100℃における動粘度は、例えば2〜20mm2/sである。
(Composition and action of lubricating oil 20)
The lubricating
従来の駆動力伝達装置に用いられる潤滑油は、車両の走行時及び被牽引時にキャビテーションが発生しないよう、例えばシリコン油や脂肪酸,リン酸等の消泡材が含まれているが、本実施の形態に係る潤滑油20は、この消泡材の含有量が従来よりも低減され、被牽引時にはキャビテーションが発生し得るように調整されている。ここで、「キャビテーション」とは、潤滑油が攪拌されることにより圧力の低い部分が気化し、潤滑油中に気泡が発生する現象をいう。
Lubricating oil used in conventional driving force transmission devices includes antifoaming materials such as silicon oil, fatty acid, and phosphoric acid so that cavitation does not occur when the vehicle is running and towed. The lubricating
図3は、四輪駆動車101の被牽引時におけるパイロットクラッチ5のインナクラッチプレート5a及びアウタクラッチプレート5bの周方向断面を示す。被牽引時には、電磁コイル6aに通電されず、パイロットクラッチ5は非係合状態にある。
FIG. 3 shows a circumferential section of the inner
インナクラッチプレート5aの摩擦面50aには、アウタクラッチプレート5bとの摺動特性を良好にするために微細な凹凸が形成されている。また、アウタクラッチプレート5bの摩擦面50bには、周方向に所定の間隔を置いて、パイロットクラッチ5が摩擦係合する際に潤滑油20をクラッチプレート間から排出するための油溝51bが形成されている。
On the
例えば前輪104が牽引車に持ち上げられ、後輪105のみが接地した状態で牽引される二輪被牽引時には、後輪105の回転に連れてインナシャフト3が回転し、その回転力がメインカム7a,カムフォロア7c,パイロットカム7bを介してインナクラッチプレート5aに伝達され、インナクラッチプレート5aが矢印Aの方向に回転する。一方、前輪104は回転しないので、ハウジング2及びアウタクラッチプレート5bは回転しない。従って、インナクラッチプレート5aとアウタクラッチプレート5bとの間に通常走行時には発生し得ない大きな差動回転が発生する。
For example, when the
この差動回転により、インナクラッチプレート5aとアウタクラッチプレート5bとの間に介在する潤滑油20が攪拌され、その一部に圧力の低い部分が発生し、キャビテーションによる多数の気泡21が発生する。気泡21は、インナクラッチプレート5aとアウタクラッチプレート5bとの間から潤滑油20を押し出すように働き、その結果、摩擦面50aと摩擦面50bとの間において潤滑油20が介在する面積が減少する。このため、潤滑油20の粘性によるパイロットクラッチ5の引き摺りトルクが減少する。
Due to this differential rotation, the lubricating
図4は、同じく四輪駆動車101の被牽引時における、メインクラッチ4のインナクラッチプレート4a及びアウタクラッチプレート4bの周方向断面を示す。
FIG. 4 shows a circumferential section of the inner clutch plate 4a and the outer clutch plate 4b of the main clutch 4 when the four-
インナクラッチプレート4aの側面40aには、セグメント状に分割された、例えば木材パルプ或いはアラミド繊維等からなる複数の摩擦材43aが貼り付けられている。摩擦材43aの表面はアウタクラッチプレート4bの側面40bに形成された摩擦面400bと摩擦係合する摩擦面430aである。アウタクラッチプレート4bの摩擦面400bは平坦な面状に形成されている。
A plurality of friction materials 43a made of, for example, wood pulp or aramid fibers are attached to the
四輪駆動車101の前輪104が持ち上げられた二輪被牽引時には、後輪105の回転に連れてインナシャフト3が回転し、インナシャフト3と一体にインナクラッチプレート4aが矢印Aの方向に回転する。一方、前輪104は回転しないので、ハウジング2及びアウタクラッチプレート4bは回転しない。従って、これらの両クラッチプレート間に大きな差動回転が発生する。
When the
この差動回転により、インナクラッチプレート4aとアウタクラッチプレート4bとの間に介在する潤滑油20にキャビテーションが起こり、多数の気泡21が発生する。気泡21は、これらの両クラッチプレートから潤滑油20を押し出すように働き、その結果、摩擦面430aと摩擦面400bとの間において潤滑油20が介在する面積が減少する。このため、潤滑油20の粘性によるメインクラッチ4の引き摺りトルクが減少する。
Due to this differential rotation, cavitation occurs in the lubricating
〔駆動力伝達装置1の動作〕
次に、本実施の形態に示す駆動力伝達装置の動作につき、図1及び図2を用いて説明する。四輪駆動車101のエンジン102がトルクを発生すると、その回転駆動力がトランスアクスル103及びプロペラシャフト107を介してハウジング2に伝達され、ハウジング2が回転駆動される。
[Operation of Driving Force Transmission Device 1]
Next, the operation of the driving force transmission apparatus shown in this embodiment will be described with reference to FIGS. When the
電磁コイル6aが非通電状態にある場合には、電磁コイル6aを基点とした磁気回路Gが形成されず、パイロットクラッチ5における内外のクラッチプレート同士が摩擦係合することがない。 When the electromagnetic coil 6a is in a non-energized state, the magnetic circuit G based on the electromagnetic coil 6a is not formed, and the inner and outer clutch plates in the pilot clutch 5 are not frictionally engaged.
このため、カム機構7においてメインクラッチ4のクラッチ力となる押圧力が発生せず、メインクラッチ4のインナクラッチプレート4aとアウタクラッチプレート4bとが互いに摩擦係合せず、エンジン102の回転駆動力はハウジング2からインナシャフト3に伝達されない。
Therefore, the
一方、電磁コイル6aが通電されると、磁気回路Gが形成され、アーマチャ6bがパイロットクラッチ5における内外のクラッチプレート同士を摩擦係合させる方向に移動する。
On the other hand, when the electromagnetic coil 6a is energized, a magnetic circuit G is formed, and the
このため、アーマチャ6bの移動による押圧によってパイロットクラッチ5のクラッチプレート同士が摩擦摺動し、ハウジング2とインナシャフト3の差動回転力がパイロットクラッチ5を介してカム機構7のパイロットカム7bに伝達される。
For this reason, the clutch plates of the pilot clutch 5 are frictionally slid by the pressure due to the movement of the
これに伴い、パイロットカム7bがメインカム7aと相対的に回転し、この回転力がカム機構7において発生するカム作用によってメインクラッチ4のクラッチ力となる押圧力に変換され、この押圧力によってメインクラッチ4の内外のクラッチプレート同士を摩擦係合させる方向にメインカム7aが移動する。
Along with this, the pilot cam 7b rotates relative to the
これにより、メインクラッチ4の内外のクラッチプレート同士が摩擦係合し、エンジン102の回転駆動力がハウジング2からインナシャフト3に伝達され、さらにインナシャフト3からドライブピニオンシャフト108を介してリヤディファレンシャル110に伝達される。そして、リヤディファレンシャル110からリヤアクスルシャフト111を介して後輪105に伝達され、後輪105が回転駆動される。
Thereby, the inner and outer clutch plates of the main clutch 4 are frictionally engaged with each other, the rotational driving force of the
ところで、例えばエンジンの故障等により四輪駆動車101の自力走行が不可能となった場合には、牽引車により四輪駆動車101の前輪104を持ち上げ、後輪105を接地させた状態で、二輪被牽引される場合がある。二輪被牽引時には、前述のようにメインクラッチ4のインナクラッチプレート4a及びアウタクラッチプレート4bの間、及びパイロットクラッチ5のインナクラッチプレート5a及びアウタクラッチプレート5bの間に大きな差動回転が発生し、潤滑油20の粘性による引き摺りトルクが発生する。
By the way, for example, when the four-
パイロットクラッチ5では、引き摺りトルクに抗してインナクラッチプレート5aとアウタクラッチプレート5bが差動回転するので熱が発生する。また、パイロットクラッチ5に発生した引き摺りトルクはカム機構7を作動させ、その引き摺りトルクが増幅されてメインクラッチ4を押圧するカム推力となる。そして、メインクラッチ4がメインカム7aにより押圧された状態でインナクラッチプレート4aとアウタクラッチプレート4bが差動回転するので、メインクラッチ4ではパイロットクラッチ5よりも多くの熱が発生する。
In the pilot clutch 5, heat is generated because the inner
この発熱量が過大となると潤滑油20や摩擦材43aの性能が劣化する虞があるが、本実施の形態における駆動力伝達装置1では、前述のように、潤滑油20にキャビテーションを発生させることでメインクラッチ4及びパイロットクラッチ5における引き摺りトルクを低減する。
If this heat generation amount is excessive, the performance of the lubricating
図5は、横軸に差動回転数をとり、縦軸に引き摺りトルク(メインクラッチ4及びパイロットクラッチ5による引き摺りトルクを総合した引き摺りトルク)をとって、本実施の形態に係る駆動力伝達装置1を用いた場合の特性と、比較例としての、従来の駆動力伝達装置の潤滑油として一般的に用いられるATF(Automatic Transmission Fluid)を潤滑油20に替えて適用した場合の特性を、それぞれ示す。
FIG. 5 shows the driving force transmission device according to the present embodiment, in which the horizontal axis represents the differential rotational speed and the vertical axis represents drag torque (the drag torque obtained by combining the drag torques of the main clutch 4 and the pilot clutch 5). The characteristics when using 1 and the characteristics when ATF (Automatic Transmission Fluid), which is generally used as a lubricating oil of a conventional driving force transmission device, is used instead of the lubricating
ハウジング2とインナシャフト3との差動回転は、例えば前輪104のスリップ時や旋回時にも発生するが、その際の差動回転は大きくても数百rpmに留まる。しかし、前述のような二輪被牽引時には1000rpmを超えて差動回転が発生する場合がある。
The differential rotation between the housing 2 and the inner shaft 3 occurs, for example, when the
図5に示すように、従来の駆動力伝達装置のようにATFを適用した場合には、差動回転数の上昇につれて引き摺りトルクが大きくなる。一方、本発明に係る潤滑油20を用いた場合には、約1000rpm以上でキャビテーションが起こり、クラッチプレート間に気泡21が発生するので、クラッチプレート間の潤滑油20が気泡21により押し出されて引き摺りトルクが低減する。
As shown in FIG. 5, when the ATF is applied as in the conventional driving force transmission device, the drag torque increases as the differential rotational speed increases. On the other hand, when the lubricating
この現象は差動回転数の上昇に伴って顕著となり、発生する気泡が増大することにより、約1250rpm以上の領域では、差動回転数の上昇に伴って引き摺りトルクが減少する「引き摺りトルク低下領域」となる。すなわち、この領域では図5のグラフが右下がりとなる。本実施の形態では、少なくとも40km/h(牽引時の法定速度)で二輪被牽引された場合のハウジング2とインナシャフト3との差動回転数が引き摺りトルク低下領域に含まれるように消泡材が調整されている。 This phenomenon becomes conspicuous with an increase in the differential rotational speed, and by increasing the number of generated bubbles, the drag torque decreases with an increase in the differential rotational speed in the region of about 1250 rpm or more. " That is, in this region, the graph of FIG. In the present embodiment, the antifoaming material so that the differential rotational speed between the housing 2 and the inner shaft 3 when the two wheels are towed at a speed of at least 40 km / h (legal speed during towing) is included in the drag torque reduction region. Has been adjusted.
これにより、駆動力伝達装置1の発熱が従来の駆動力伝達装置に比較して抑制される。 Thereby, heat_generation | fever of the driving force transmission apparatus 1 is suppressed compared with the conventional driving force transmission apparatus.
以上、本発明の駆動力伝達装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。 As mentioned above, although the driving force transmission device of the present invention has been described based on the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
(1)上記実施の形態では、被牽引時にキャビテーションが発生するように消泡材の含有量を調整したが、消泡材を全く含有しなくともよい。また、発泡剤として機能する、例えば分子量が数千以下の低分子量シリコーン等の添加剤を含有してもよい。 (1) In the above embodiment, the content of the antifoaming material is adjusted so that cavitation occurs when towed, but the antifoaming material may not be contained at all. Moreover, you may contain additives, such as a low molecular weight silicone which functions as a foaming agent, for example, whose molecular weight is thousands or less.
(2)上記実施の形態では、二輪被牽引ではない通常の走行における差動回転数域ではキャビテーションが発生しないように消泡材を調整したが、通常の走行でもキャビテーションが発生するようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, the defoaming material is adjusted so that cavitation does not occur in the differential rotation speed range in the normal traveling that is not towed by two wheels. However, the cavitation may be generated even in the normal traveling. Good.
(3)上記実施の形態では、パイロットクラッチ5,カム機構7,及びメインクラッチ4を備えた駆動力伝達装置1について説明したが、パイロットクラッチ5及びカム機構7を備えず、例えば油圧によってメインクラッチ4を押圧するように構成した駆動力伝達装置に上記実施の形態に係る潤滑油20を適用してもよい。
(3) In the above embodiment, the driving force transmission device 1 including the pilot clutch 5, the
1…ディファレンシャルキャリア、2…ハウジング、3…インナシャフト、3a…円筒部、30a…ストレートスプライン嵌合部、3b…円筒部、30b…ストレートスプライン嵌合部、3c…段差面、4…メインクラッチ、4a…インナクラッチプレート、40a…側面、41a…ストレートスプライン嵌合部、42a…油孔、43a…摩擦材、430a…摩擦面、4b…アウタクラッチプレート、40b…側面、41b…ストレートスプライン嵌合部、400b…摩擦面、5…パイロットクラッチ、5a…インナクラッチプレート、50a…摩擦面、51a…ストレートスプライン嵌合部、5b…アウタクラッチプレート、50b…摩擦面、51b…ストレートスプライン嵌合部、6…駆動機構、6a…電磁コイル、6b…アーマチャ、60b…ストレートスプライン嵌合部、7…カム機構、7a…メインカム、70a…クラッチプレート押圧部、700a…ストレートスプライン嵌合部、701a…油孔、702a…カム溝、7b…パイロットカム、70b…ストレートスプライン嵌合部、702b…カム溝、7c…カムフォロア、8…フロントハウジング、8a…ストレートスプライン嵌合部、9…リヤハウジング、9a…収容空間、91…第1ハウジングエレメント、92…第2ハウジングエレメント、93…第3ハウジングエレメント、94…ヨーク、95…軸受、10…押圧機構、15…シール部材、16…シール部材、17〜19…軸受、20…潤滑油、21…気泡、101…四輪駆動車、102…エンジン、103…トランスアクスル、104…前輪、105…後輪、106…ディファレンシャルキャリア、107…プラペラシャフト、108…ドライブピニオンシャフト、109…フロントアクスルシャフト、110…リヤディファレンシャル、111…リヤアクスルシャフト、G…磁気回路、O…回転軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Differential carrier, 2 ... Housing, 3 ... Inner shaft, 3a ... Cylindrical part, 30a ... Straight spline fitting part, 3b ... Cylindrical part, 30b ... Straight spline fitting part, 3c ... Step surface, 4 ... Main clutch, 4a ... Inner clutch plate, 40a ... Side, 41a ... Straight spline fitting part, 42a ... Oil hole, 43a ... Friction material, 430a ... Friction surface, 4b ... Outer clutch plate, 40b ... Side, 41b ... Straight spline fitting part , 400b ... friction surface, 5 ... pilot clutch, 5a ... inner clutch plate, 50a ... friction surface, 51a ... straight spline fitting portion, 5b ... outer clutch plate, 50b ... friction surface, 51b ... straight spline fitting portion, 6 ... drive mechanism, 6a ... electromagnetic coil, 6b ... armature, 0b ... Straight spline fitting part, 7 ... Cam mechanism, 7a ... Main cam, 70a ... Clutch plate pressing part, 700a ... Straight spline fitting part, 701a ... Oil hole, 702a ... Cam groove, 7b ... Pilot cam, 70b ... Straight Spline fitting portion, 702b ... cam groove, 7c ... cam follower, 8 ... front housing, 8a ... straight spline fitting portion, 9 ... rear housing, 9a ... receiving space, 91 ... first housing element, 92 ... second housing element 93 ... Third housing element, 94 ... Yoke, 95 ... Bearing, 10 ... Pressing mechanism, 15 ... Sealing member, 16 ... Sealing member, 17-19 ... Bearing, 20 ... Lubricating oil, 21 ... Bubble, 101 ... Four-wheel Driving car, 102 ... Engine, 103 ... Transaxle, 104 ... Front wheel, 105 ... Wheels, 106 ... differential carrier, 107 ... plug peller shaft, 108 ... drive pinion shaft, 109 ... front axle shafts, 110 ... rear differential, 111 ... rear axle shafts, G ... magnetic circuit, O ... Rotation axis
Claims (3)
前記四輪駆動車の後輪の回転に伴って回転する第2のクラッチプレートと、
前記第1のクラッチプレートと前記第2のクラッチプレートとを摩擦係合させる押圧機構と、
前記押圧機構の非作動時に前記第1及び第2のクラッチプレート間に介在する潤滑油とを備え、
前記潤滑油は、前記前輪又は後輪の一方が回転する二輪被牽引時における前記第1及び第2のクラッチプレートの差動回転により、前記第1及び第2のクラッチプレート間にキャビテーションによる気泡を発生させる駆動力伝達装置。 A first clutch plate that rotates as the front wheels of the four-wheel drive vehicle rotate;
A second clutch plate that rotates as the rear wheels of the four-wheel drive vehicle rotate;
A pressing mechanism for frictionally engaging the first clutch plate and the second clutch plate;
A lubricating oil interposed between the first and second clutch plates when the pressing mechanism is not operated,
The lubricating oil causes bubbles due to cavitation between the first and second clutch plates due to differential rotation of the first and second clutch plates when the two wheels are towed when one of the front wheels or the rear wheels rotates. Driving force transmission device to be generated.
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