JP2510133Y2 - Power transmission device - Google Patents

Power transmission device

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JP2510133Y2
JP2510133Y2 JP12174089U JP12174089U JP2510133Y2 JP 2510133 Y2 JP2510133 Y2 JP 2510133Y2 JP 12174089 U JP12174089 U JP 12174089U JP 12174089 U JP12174089 U JP 12174089U JP 2510133 Y2 JP2510133 Y2 JP 2510133Y2
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cam
members
power transmission
viscous
transmission device
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清仁 村田
英昭 松井
航一 田中
勉 渡辺
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は動力伝達装置に関し、特に同軸的かつ相対回
転可能に位置する内外両回転部材間に配設され、これら
両回転部材間のトルク伝達を行う動力伝達装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a power transmission device, and in particular, it is disposed between both inner and outer rotating members that are coaxially and relatively rotatable, and torque transmission between these both rotating members. The present invention relates to a power transmission device.

(従来技術) この種形式の動力伝達装置としては特表昭61-501583
号公報に示されている粘性流体継手(ビスカスカップリ
ング)、特開昭63-287631号公報に示されているビスカ
スカップリング、摩擦クラッチおよびこれら両者を連結
するカム手段からなる動力伝達装置がある。かかる動力
伝達装置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
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。
(Prior art) As a power transmission device of this type, Japanese Patent Publication No. 61-501583
There is a power transmission device including a viscous fluid coupling (a viscous coupling) disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication, No. 63-287631, a viscous coupling, a friction clutch, and a cam means for connecting both of them. . The power transmission device is disposed between the driving-side rotating member and the driven-side rotating member, and connects the two members so that power can be transmitted to each other when the both members relatively rotate to drive the driven-side rotating member. It is disposed between the driving side driven member and the driven side rotating member, between both driving side rotating members or between both driven side rotating members so that the difference in rotation between these two members when they rotate relative to each other is used. They are roughly classified into those used as a limited differential mechanism. The former coupling mechanism is mainly disposed on one power transmission line in a real-time four-wheel drive vehicle, and the latter differential limiting mechanism is mainly disposed on each differential of the vehicle.

(考案が解決しようとする課題) ところで、上記した前者の粘性流体継手であるビスカ
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存在する粘性流体の剪断力に
起因する粘性摩擦トルクにより両プレート間のトルク伝
達が可能になるものであるが、かかる粘性摩擦トルクは
さほど大きくないとともに同トルクの立上り特性はよく
ない。また、大きな粘性摩擦トルクを発生させるべくビ
スカスカップリングを構成すると剪断力が極めて大きく
なって発熱量が増大し、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、得られる粘性摩擦トル
クが変動して両プレート間のトルク伝達特性が不安定と
なり、特に両プレート間の回転差が漸次増大した後漸次
減少する場合にはトルク伝達特性に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、差動制限トルクが不安定
な状態となり、車両の走行性能に影響を及ぼす。
(Problems to be Solved by the Invention) In the viscous coupling, which is the former viscous fluid coupling, the viscous fluid caused by the shear force of the viscous fluid existing between the inner and outer plates during relative rotation between the inner and outer plates. The friction torque enables the transmission of torque between the two plates, but the viscous friction torque is not so large and the rise characteristic of the torque is not good. Further, if a viscous coupling is formed to generate a large viscous friction torque, the shearing force becomes extremely large and the amount of heat generation increases, and the viscosity of the viscous fluid becomes high and its viscosity is greatly reduced. For this reason, the obtained viscous friction torque fluctuates and the torque transmission characteristic between both plates becomes unstable. Especially, when the rotational difference between both plates gradually increases and then gradually decreases, hysteresis occurs in the torque transmission characteristic. Therefore, when such a viscous coupling is used as a coupling mechanism of one power transmission path in a four-wheel drive vehicle, a differential limiting mechanism of each differential, etc., the transmission torque of one power transmission path, the differential limiting torque. Becomes unstable, affecting the running performance of the vehicle.

また、上記した後者の動力伝達装置においては、ビス
カスカップリングにて発生する粘性摩擦トルクにより両
回転部材間のトルク伝達がなされるとともに、上記粘性
摩擦トルクをカム手段にて推力に変換して摩擦クラッチ
を係合させ、同クラッチの摩擦トルクによりさらに両回
転部材間のトルク伝達がなされるようになっている。従
って、かかる動力伝達装置はビスカスカップリングの作
動を基礎とするもので、ビスカスカップリングの上記し
た不具合をそのまま包含している。
In the latter power transmission device, torque is transmitted between the two rotating members by viscous friction torque generated by the viscous coupling, and the viscous friction torque is converted into thrust by cam means to generate friction. The clutch is engaged, and the torque is further transmitted between the two rotating members by the friction torque of the clutch. Therefore, such a power transmission device is based on the operation of the viscous coupling, and directly includes the above-mentioned problems of the viscous coupling.

本出願人はこれらの問題を解決すべき動力伝達装置を
特願昭63-114406号出願にて提案している。当該動力伝
達装置は、同軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回
転部材間に配設されてこれら両回転部材の相対回転によ
り作動して粘性抵抗力を発生させる粘性抵抗力発生手段
と、前記両回転部材をトルク伝達可能に連結する摩擦係
合力を発生させるとともに付与される推力に応じて摩擦
係合力を増減させる摩擦クラッチと、前記粘性抵抗力発
生手段にて発生する粘性抵抗力を前記摩擦クラッチに対
する推力に変換させる推力変換手段を備え、同推力変換
手段を、前記粘性抵抗力発生手段にて発生する粘性抵抗
力に応じて相対回転する一対のカムメンバーと、これら
両カムメンバーのカム面間に介装されて両カムメンバー
を互いに離間すべく作用するカムフォロアにて構成して
なる動力伝達装置である。
The present applicant has proposed a power transmission device for solving these problems in Japanese Patent Application No. 63-114406. The power transmission device is disposed between both inner and outer rotating members that are coaxially and relatively rotatably positioned, and is operated by relative rotation of the both rotating members to generate viscous resistance force generating means, and A friction clutch that generates a frictional engagement force that connects both rotating members so that torque can be transmitted, and that increases or decreases the frictional engagement force according to the applied thrust, and the viscous resistance force generated by the viscous resistance force generation means A thrust converting means for converting the thrust to the clutch; the thrust converting means includes a pair of cam members that rotate relative to each other in accordance with the viscous resistance force generated by the viscous resistance generating means; and cam surfaces of both cam members. The power transmission device includes a cam follower that is interposed between the cam members and acts to separate the cam members from each other.

かかる動力伝達装置は上記したビスカスカップリング
を廃止して、ビスカスカップリングに起因する上記問題
を解消したものである。しかしながら、当該動力伝達装
置においては差動回転数が大きくなるほど剪断速度が増
大して粘性流体の粘度が低下するため、差動回転数が増
大することにともない伝達トルクの増加率が低下する。
第8図のグラフには差動回転数に対する伝達トルクの関
係が示されており、上記した先願に係る動力伝達装置に
おいてはグラフ(I)に示すように、グラフ(II)に示
すビスカスカップリングに比較して粘性流体の温度によ
る粘度低下が少ないことから、同カップリングより伝達
トルクは増加するもののその増加率は漸次低下する傾向
にある。このため、トルク伝達特性はタイトコーナブレ
ーキング現象の発生領域(III)の下限から漸次離れ、
車両の走行性能上不利となる。
Such a power transmission device eliminates the above-mentioned viscous coupling and solves the above-mentioned problems caused by the viscous coupling. However, in the power transmission device, the shear rate increases and the viscosity of the viscous fluid decreases as the differential rotation speed increases, so the increase rate of the transmission torque decreases as the differential rotation speed increases.
The graph of FIG. 8 shows the relationship between the transmission torque and the differential rotation speed. In the power transmission device according to the above-mentioned prior application, as shown in graph (I), the viscous cup shown in graph (II) is shown. Since the viscosity of the viscous fluid decreases less with temperature than that of the ring, the rate of increase tends to decrease gradually, although the transmission torque increases compared to the coupling. Therefore, the torque transmission characteristics gradually deviate from the lower limit of the tight corner braking phenomenon occurrence region (III),
It is disadvantageous in terms of vehicle running performance.

従って、本考案の目的はかかる問題に対処することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to address such a problem.

(課題を解決するための手段) 本考案に係る動力伝達装置は、同軸的かつ相対回転可
能に位置する内外両回転部材間に配設されてこれら両回
転部材の相対回転により作動して粘性抵抗力を発生させ
る粘性抵抗力発生手段と、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とともに付与さ
れる推力に応じて摩擦係合力を増減させる摩擦クラッチ
と、前記粘性抵抗力発生手段にて発生する粘性抵抗力を
前記摩擦クラッチに対する推力に変換させる推力変換手
段を備え、同推力変換手段を、前記粘性抵抗力発生手段
にて発生する粘性抵抗力に応じて相対回転する一対のカ
ムメンバーと、これら両カムメンバーのカム面間に介装
されて両カムメンバーを互いに離間すべく作用するカム
フォロアにて構成してなる動力伝達装置であり、前記両
カムメンバーの少なくとも一方のカムメンバーを、カム
面を有するカム形成部材と同カム形成部材が嵌合される
凹所を有するカムボデー部材とにより構成し、前記カム
形成部材を弾性部材を介して前記カムボデー部材の凹所
に嵌合して支持したことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) A power transmission device according to the present invention is disposed between both inner and outer rotating members that are coaxially and relatively rotatably positioned, and operates by the relative rotation of these both rotating members to cause viscous resistance. A viscous resistance generating means for generating a force, a friction clutch for generating a frictional engagement force that connects the rotating members so that torque can be transmitted, and a frictional clutch that increases or decreases the frictional engagement force according to the applied thrust, and the viscous resistance force. A pair of thrust converting means for converting a viscous resistance force generated by the generating means into a thrust force for the friction clutch, the thrust converting means being relatively rotated in accordance with the viscous resistance force generated by the viscous resistance force generating means. And a cam follower which is interposed between the cam surfaces of the cam members and acts to separate the cam members from each other. At least one of the cam members is constituted by a cam forming member having a cam surface and a cam body member having a recess into which the cam forming member is fitted, and the cam forming member is an elastic member. The cam body member is fitted into and supported by the recess of the cam body member.

(考案の作用・効果) かかる構成の動力伝達装置においては、両回転部材間
に相対回転が生じると粘性抵抗力発生手段に差動回転数
に応じた粘性抵抗力が発生し、同粘性抵抗力は推力変換
手段にて摩擦クラッチに対する推力に変換される。従っ
て、摩擦クラッチはかかる推力により押圧され、両回転
部材間で差動回転数に比例したトルク伝達を行う。従っ
て、当該動力伝達装置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、両従動側回転部材間の差動
制限機構として機能する。
(Operation and effect of the invention) In the power transmission device having such a configuration, when relative rotation occurs between both rotary members, a viscous resistance force is generated in the viscous resistance force generating means according to the differential rotation speed, and the viscous resistance force is generated. Is converted into thrust for the friction clutch by the thrust converting means. Therefore, the friction clutch is pressed by the thrust, and torque transmission proportional to the differential rotation speed is performed between the both rotary members. Therefore, the power transmission device functions as a connecting mechanism between the drive-side rotating member and the driven-side rotating member in one power-transmitting system path of the four-wheel drive vehicle, and also rotates between the drive-side and the driven-side rotating members and both drive-side rotating members. It functions as a differential limiting mechanism between the members and between the driven side rotating members.

しかして、当該動力伝達装置においては両回転部材間
の差動回転数が増大して両カムメンバー間の相対回転が
増大すると、カムフォロアから一方のカムメンバーに対
する一方向の回転方向への作用および他方のカムメンバ
ーに対する他方の回転方向への作用が増大する。このた
め、カム形成部材とカムボデー部材を構成部材とするカ
ムメンバーにおいては、カムフォロアからの回転方向の
作用力により弾性部材が変形して、カム形成部材が傾
く。このカム形成部材の傾きに比例してカムメンバーの
軸方向分力が増大し、これにより推力変換手段にて発生
する推力が増大する。このため、伝達トルクが増大し、
粘性流体の粘度低下に起因する伝達トルクの低下を補足
しまたは同伝達トルクの低下を上回り、当該動力伝達装
置においてはトルク伝達特性をタイトコーナブレーキン
グ現象の発生領域の下限に近づけることができ、車両の
走行性能の向上を図ることができる。
Therefore, in the power transmission device, when the differential rotation speed between both rotary members increases and the relative rotation between both cam members increases, the action of the cam follower on one cam member in one direction of rotation and the other Of the cam member in the other rotational direction on the cam member is increased. Therefore, in the cam member having the cam forming member and the cam body member as its constituent members, the elastic member is deformed by the acting force in the rotational direction from the cam follower, and the cam forming member is inclined. The axial component force of the cam member increases in proportion to the inclination of the cam forming member, which increases the thrust generated by the thrust converting means. Therefore, the transmission torque increases,
By supplementing or exceeding the decrease in the transmission torque due to the decrease in the viscosity of the viscous fluid, in the power transmission device, the torque transmission characteristics can be brought close to the lower limit of the tight corner braking phenomenon occurrence region, It is possible to improve the running performance of the vehicle.

また、当該動力伝達装置においてはカム形成部材とカ
ムボデー部材間に介在する弾性部材によりカム面に発生
する衝撃が緩和され、装置の寿命が向上する。
Further, in the power transmission device, the impact generated on the cam surface is mitigated by the elastic member interposed between the cam forming member and the cam body member, and the life of the device is improved.

(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図には本考案の第1実施例に係る動力伝達装置10が示
されている。当該動力伝達装置10は第7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。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a power transmission device 10 according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the power transmission device 10 is arranged in a rear-wheel power transmission system passage of a rial time type four-wheel drive vehicle.

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
伝達装置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。
In the vehicle, the front wheel side is always driven and the rear wheel side is driven when necessary. The transaxle 22 mounted on one side of the engine 21 is equipped with a transmission and a transfer, and the power from the engine 21 is transmitted to the axle shaft 23.
To drive the front wheels 24 and output to the first propeller shaft 25. The first propeller shaft 25 is connected to the second propeller shaft 26 via the power transmission device 10. When both shafts 25, 26 can transmit power, power is output to the axle shaft 28 via the rear differential 27. , The rear wheels 29 are driven.

動力伝達装置10はアウタケース11とインナケース12か
らなる環状の作動室内に摩擦クラッチ10a、粘性抵抗力
発生手段10bおよび推力変換手段10cを備えている。アウ
タケース11は第1プロペラシャフト25に一体的に連結さ
れ、またインナケース12は第2プロペラシャフト26に一
体的に連結されてアウタケース11内に同軸的かつ相対回
転可能に組付けられている。
The power transmission device 10 includes a friction clutch 10a, a viscous resistance generating means 10b, and a thrust converting means 10c in an annular working chamber composed of an outer case 11 and an inner case 12. The outer case 11 is integrally connected to a first propeller shaft 25, and the inner case 12 is integrally connected to a second propeller shaft 26 and is coaxially and relatively rotatably assembled in the outer case 11. .

摩擦クラッチ10aは湿式多板クラッチで多数のクラッ
チプレート13aとクラッチディスク13bとからなり、各ク
ラッチプレート13aはその外スプライン部をアウタケー
ス11の内スプライン部11a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、かつ各
クラッチディスク13bはその内スプライン部をインナケ
ース12の外スプライン部12aに嵌合されて同ケース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。
The friction clutch 10a is a wet multi-plate clutch and is composed of a large number of clutch plates 13a and clutch discs 13b. Each clutch plate 13a has its outer spline part fitted to the inner spline part 11a of the outer case 11 to be integrated with the case 11. The clutch discs 13b are assembled so as to be rotatable and movable in the axial direction, and the inner spline portion of each clutch disc 13b is fitted to the outer spline portion 12a of the inner case 12 so as to be integrally rotatable with the same case 12 and movable in the axial direction. Is installed in.

粘性抵抗力発生手段10bはアウタケース11内の底部11b
と後述する推力変換手段10cを構成する第1カムメンバ
ー14とにより形成された粘性流体室R、アウタケース11
の底部11bに設けた第1フィン11c、および第1カムメン
バー14に設けた第2フィン14aにて構成されている。第
1フィン11cはアルミ合金等アウタケース11より軽量で
かつ加工容易な材料にて形成されていて、アウタケース
11の底部11bに嵌着されて同ケース11と一体回転可能で
あり、多数のフィン部11c1は同心円状に形成されて粘性
流体室Rに同軸的に所定長さ突出している。第2フィン
14aは第1カムメンバー14のボデー部材14bに一体的に形
成されており、第1フィン11cと同様アルミ合金等軽量
でかつ加工容易な材料からなりかつ多数のフィン部14a1
は同心円状に形成されて流体室Rに同軸的に所定長さ突
出している。第1カムメンバー14は両ケース11、12に対
して液密的に回転可能かつ軸方向へ摺動可能に組付けら
れていて、各フィン部14a1が第1フィン11cの各フィン
部11c1間に所定の微小間隙を保って嵌合され、かつ所定
の長さ互に重合している。なお、流体室Rにはシリコン
オイル等高粘性の粘性流体が所定量封入されている。
The viscous resistance generating means 10b is a bottom portion 11b in the outer case 11.
And a viscous fluid chamber R formed by a first cam member 14 forming a thrust converting means 10c described later, and an outer case 11.
The first fin 11c provided on the bottom 11b of the first cam member 14 and the second fin 14a provided on the first cam member 14. The first fin 11c is made of a material such as aluminum alloy that is lighter in weight and easier to process than the outer case 11.
11 is a bottom 11b integrally rotatable with the casing 11 is fitted to the large number of fins 11c 1 are coaxially protruded a predetermined length are formed concentrically viscous fluid chamber R. 2nd fin
14a is integrally formed on the body member 14b of the first cam member 14 comprises a first fin 11c the same aluminum alloy lightweight and easily processed material and a number of fins 14a 1
Are formed concentrically and project coaxially from the fluid chamber R by a predetermined length. The first cam member 14 is assembled so as to be liquid-tightly rotatable and axially slidable with respect to both cases 11 and 12, and each fin portion 14a 1 is a fin portion 11c 1 of each first fin 11c. They are fitted with each other with a predetermined minute gap therebetween and are polymerized with each other for a predetermined length. The fluid chamber R is filled with a predetermined amount of highly viscous viscous fluid such as silicon oil.

推力変換手段10cは第1カムメンバー14、第2カムメ
ンバー15およびカムフォロアである複数のコロ16にて構
成されている。しかして、両カムメンバー14、15はカム
ボデー部材14b、15aとカム形成部材14c、15bとにより構
成されている。各カムボデー部材14b、15aにおいては第
1図〜第3図に示すように、互の対向面に周方向に等間
隔を保持して形成された複数の凹所14d、15cを備えてお
り、各カム形成部材14c、15bはゴム製の弾性部材14e、1
5dを介して各凹所14d、15cに嵌合されて支持されてい
る。また、各カム形成部材14c、15bは互に対向する側に
一対のカム面14c1、14c2および15b1、15b2からなるV形
状のカム部を備えている。カムメンバー15は第1カムメ
ンバー14と摩擦クラッチ10aの最左端のクラッチディス
ク13bとの間にて、インナケース12の外周に一体回転可
能に組付けられており、同カムメンバー15と第1カムメ
ンバー14間の各カム部間にコロ16が介装され、コロ16は
各カム部のカム面に当接している。
The thrust converting means 10c is composed of a first cam member 14, a second cam member 15, and a plurality of rollers 16 which are cam followers. Thus, both cam members 14 and 15 are composed of cam body members 14b and 15a and cam forming members 14c and 15b. As shown in FIGS. 1 to 3, each of the cam body members 14b and 15a is provided with a plurality of recesses 14d and 15c formed on the surfaces facing each other at equal intervals in the circumferential direction. Cam forming members 14c and 15b are elastic members 14e and 1 made of rubber.
The recesses 14d and 15c are fitted and supported through the recesses 5d. Each cam formation member 14c, 15b is provided with a mutually pair of cam surfaces 14c on opposite sides 1, 14c 2 and 15b 1, the cam portion of the V shape consisting 15b 2. The cam member 15 is integrally rotatably attached to the outer periphery of the inner case 12 between the first cam member 14 and the leftmost clutch disc 13b of the friction clutch 10a. Rollers 16 are interposed between the cam portions of the members 14, and the rollers 16 are in contact with the cam surfaces of the cam portions.

かかる構成の動力伝達装置10においては、第1および
第2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間でのトルク伝達は
ないが、両シャフト25、26間に相対回転が生じると両シ
ャフト25、26でのトルク伝達を行う。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と一体のアウタケース11および第1フィン11
cと、第2プロペラシャフト26と一体のインナケース1
2、第2カムメンバー15および第2フィン14aとの間に相
対回転が生じ、これら両フィン11c、14a間に下記式で示
す粘性剪断トルクTが発生する。
In the power transmission device 10 having such a configuration, when relative rotation does not occur between the first and second propeller shafts 25, 26, torque is not transmitted between these shafts 25, 26, but both shafts 25, 26 When relative rotation occurs between 26, torque is transmitted between both shafts 25, 26. That is, when relative rotation occurs between the shafts 25 and 26, the outer case 11 and the first fin 11 that are integral with the first propeller shaft 25 are formed.
Inner case 1 integrated with c and the second propeller shaft 26
2. Relative rotation occurs between the second cam member 15 and the second fin 14a, and a viscous shear torque T represented by the following formula is generated between the fins 11c and 14a.

K:定数、μ:粘性流体の粘度、N:差動回転数、l:各フィ
ン部が対向する長さ、h:各フィン部の対向面の隙間、r
i:粘性剪断力発生部の各半径 この粘性剪断トルクTは第1カムメンバー14の差動回
転を規制する抵抗力として作用し、この抵抗力Fはコロ
16の配置半径をRとするとF=T/Rとなる。また、この
抵抗力は推力変換手段10cにより摩擦クラッチ10aを押圧
する推力に変換されるが、この場合両カムメンバー14、
15およびコロ16は第2図および第3図に示すように作動
し、コロ16と各カム面との接触角をθとすると推力Sは
S=Ftanθとなる。これにより、摩擦クラッチ10aにお
いてはクラッチプレート13aとクラッチディスク13bとが
差動回転数に応じた摩擦係合をし、両ケース11、12間す
なわち両シャフト25、26間のトルク伝達を行う。
K: constant, μ: viscosity of viscous fluid, N: differential rotation speed, l: length of each fin facing each other, h: gap between facing surfaces of each fin, r
i: Each radius of the viscous shearing force generating portion This viscous shearing torque T acts as a resistance for restricting the differential rotation of the first cam member 14, and this resistance F is
If the arrangement radius of 16 is R, then F = T / R. This resistance is converted into a thrust for pressing the friction clutch 10a by the thrust conversion means 10c.
15 and the roller 16 operate as shown in FIGS. 2 and 3, and the thrust S is S = Ftan θ, where θ is the contact angle between the roller 16 and each cam surface. As a result, in the friction clutch 10a, the clutch plate 13a and the clutch disc 13b are frictionally engaged according to the differential rotation speed, and torque is transmitted between both cases 11 and 12, that is, both shafts 25 and 26.

しかして、当該動力伝達装置10においては、両カムメ
ンバー14、15の相対回転方向の力が第2図に示すように
F1の場合には、F1は小さな力のための弾性部材14e、15d
の変形が小さくて推力S1はF1tanθである。これに対
して相対回転方向の力がF1からこれより大きなF2になる
と、各弾性部材14e、15dは第3図に示すように変形して
コロ16の各カム面に対する接触角をθより大きいθ
に変化させ、この場合の推力S2をF2tanθとする。従
って、当該動力伝達装置においては接触角θが増大する
分先願に対する動力伝達装置より大きな伝達トルクが得
られ、トルク伝達特性は第8図のグラフ(IV)に示すよ
うにタイトコーナブレーキング現象の発生領域(III)
の下限に近づき、車両の走行性能が向上する。
Therefore, in the power transmission device 10, as shown in FIG. 2, the force of the cam members 14 and 15 in the relative rotation direction is changed.
In the case of F 1 is, F 1 is the elastic member 14e for small forces, 15d
The deformation of is small and the thrust S 1 is F 1 tan θ 1 . On the other hand, when the force in the relative rotation direction changes from F 1 to F 2 larger than F 1 , the elastic members 14e and 15d are deformed as shown in FIG. 3 and the contact angle of each roller 16 with respect to each cam surface is θ 1 Greater than θ 2
And the thrust S 2 in this case is F 2 tan θ 2 . Therefore, in the power transmission device, a larger transmission torque can be obtained than the power transmission device in the earlier application because the contact angle θ increases, and the torque transmission characteristic has a tight corner braking phenomenon as shown in the graph (IV) of FIG. Area of occurrence (III)
The lower limit of is approached, and the running performance of the vehicle is improved.

なお、本実施例においては両カムメンバー14、15のい
ずれか一方のみをカムボデー部材とカム形成部材とによ
り構成してもよい。
In the present embodiment, only one of the cam members 14 and 15 may be composed of the cam body member and the cam forming member.

第4図には本考案の第2実施例に係る動力伝達装置30
が示されており、当該動力伝達装置30においても第1実
施例に係る動力伝達装置10と同様に第7図に示すリヤル
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。
FIG. 4 shows a power transmission device 30 according to a second embodiment of the present invention.
The power transmission device 30 is also arranged in the rear-wheel power transmission system path of the rial time type four-wheel drive vehicle shown in FIG. 7 similarly to the power transmission device 10 according to the first embodiment. It

しかして、動力伝達装置はアウタケース31およびイン
ナケース32からなる環状の作動室内に粘性抵抗力発生手
段30a、摩擦クラッチ30bおよび推力変換手段30cを備え
ている。
Thus, the power transmission device includes a viscous resistance generating means 30a, a friction clutch 30b, and a thrust converting means 30c in an annular working chamber composed of the outer case 31 and the inner case 32.

アウタケース31は環状の第1外殻31a、第2外殻31b、
および第3外殻31cからなり、第1外殻31aと第2外殻31
bとは互に固着され、かつ第3外殻31cは第2外殻31bの
右端部に液密的に嵌着されている。インナケース32は段
付筒状のもので、同ケース32の外周にアウタケース31が
液密的かつ回転可能に嵌合し、これら両ケース31、32に
て作動室が形成されている。かかるインナケース32はそ
の内スプライン32aにて第2プロペラシャフト26の先端
部のスプラインに嵌合して固定され、かつアウタケース
31は同シャフト26の先端部に回転可能に支持されて第1
プロペラシャフト25の後端に固定されている。
The outer case 31 includes an annular first outer shell 31a, a second outer shell 31b,
And the third outer shell 31c, the first outer shell 31a and the second outer shell 31
The second outer shell 31b and the third outer shell 31c are fixed to each other in a liquid-tight manner. The inner case 32 has a stepped tubular shape, and an outer case 31 is liquid-tightly and rotatably fitted to the outer periphery of the case 32, and a working chamber is formed by these cases 31 and 32. The inner case 32 is fitted and fixed to the spline at the tip of the second propeller shaft 26 by the inner spline 32a, and the outer case is
31 is rotatably supported by the tip of the shaft 26 and is
It is fixed to the rear end of the propeller shaft 25.

粘性抵抗力発生手段30aは作動プレート33と、後述す
る推力変換手段30cを構成する第1カムメンバー34とか
らなる。作動プレート33はその一側に同心円状の多数の
リブ33aを備えており、インナケース32の外周に一体回
転可能に組付けられ、かつ抜止めされている。第1カム
メンバー34はその他側に同心円状の多数のリブ34aを備
えていて、アウタケース31の第1外殻31aの内周に嵌合
されてインナケース32に対して液密的かつ回転可能にな
っている。かかる第1カムメンバー33は各リブ34aを作
動プレート33の各リブ33a間に所定の周間隔を保って嵌
入させている。
The viscous resistance force generating means 30a is composed of an operating plate 33 and a first cam member 34 which constitutes a thrust converting means 30c described later. The operating plate 33 is provided with a large number of concentric ribs 33a on one side thereof, is integrally rotatably attached to the outer periphery of the inner case 32, and is retained. The first cam member 34 has a large number of concentric ribs 34a on the other side, is fitted to the inner circumference of the first outer shell 31a of the outer case 31, and is liquid-tight and rotatable with respect to the inner case 32. It has become. In the first cam member 33, the ribs 34a are fitted between the ribs 33a of the actuating plate 33 with a predetermined circumferential interval.

摩擦クラッチ30bは多数のクラッチプレート35とクラ
ッチディスク36とからなる。各クラッチプレート35はそ
の外周のスプライン部をアウタケース31の第2外殻31b
における内周に設けたスプライン部31dに嵌合させて、
同ケース31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36はその内周のスプ
ライン部をインナケース32の外周に設けたスプライン部
32cに嵌合されて各クラッチプレート35間に位置し、同
ケース32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。これらのプレート35およびディスク36の収
容室R1にはクラッチ用オイルが所定量封入されている。
The friction clutch 30b includes a number of clutch plates 35 and clutch discs 36. Each clutch plate 35 has a spline portion on the outer periphery of the second outer shell 31b of the outer case 31.
By fitting it to the spline portion 31d provided on the inner periphery of
It is attached to the case 31 so as to be integrally rotatable and movable in the axial direction. Each clutch disc 36 has a spline portion on the inner periphery thereof provided on the outer periphery of the inner case 32.
It is fitted between the clutch plates 35 and is positioned between the clutch plates 35, and is assembled to the case 32 so as to be integrally rotatable and movable in the axial direction. A predetermined amount of clutch oil is sealed in the storage chamber R 1 of the plate 35 and the disc 36.

推力変換手段30cは第1カムメンバー34、第2カムメ
ンバーを構成する第1外殻31aおよび複数のボール37か
らなるカム機構と、作動ピストン38とにより構成されて
おり、第1カムメンバー34は前述したごとく粘性抵抗力
発生手段30aの構成部材を兼ねている。第2カムメンバ
ーを構成する第1外殻31a(以下第2カムメンバー31aと
いうことがある)の第1カムメンバー34に対向する面に
は、第4図〜第6図に示すように周方向に当間隔を保持
して形成された複数の凹所31a1が形成されていて、同凹
所31a1内にカム形成部材31eがゴム製の弾性部材31fを介
して嵌合されて支持されている。カム形成部材31eと第
1カムメンバー34のカム形成部材34bは、互に対向する
側に一対のカム面31e1、31e2および34b1、34b2からなる
V形状のカム部を備えており、各カム部に各ボール37が
介装されている。作動ピストン38はアウタケース31の第
1外殻31aの内周およびインナケース32の外周に液密的
かつ軸方向へ摺動可能に組付けられて第1カムメンバー
34と左端のクラッチディスク35間に位置し、第1カムメ
ンバー34との間に作動プレート33を収容する圧力室R2
形成している。この圧力室R2にはシリコンオイル等の高
粘性流体が所定量封入されていて、粘性抵抗力の発生室
も兼ねている。
The thrust converting means 30c is composed of a first cam member 34, a cam mechanism including a first outer shell 31a forming a second cam member and a plurality of balls 37, and an operating piston 38. As described above, it also serves as a constituent member of the viscous resistance generating means 30a. The surface of the first outer shell 31a (which may be referred to as the second cam member 31a hereinafter) that constitutes the second cam member facing the first cam member 34 has a circumferential direction as shown in FIGS. A plurality of recesses 31a 1 formed at the same intervals are formed, and a cam forming member 31e is fitted and supported in the recess 31a 1 via a rubber elastic member 31f. There is. The cam forming member 31e and the cam forming member 34b of the first cam member 34 are provided with a V-shaped cam portion composed of a pair of cam surfaces 31e 1 , 31e 2 and 34b 1 , 34b 2 on the sides facing each other, Each ball 37 is interposed in each cam portion. The working piston 38 is mounted on the inner circumference of the first outer shell 31a of the outer case 31 and the outer circumference of the inner case 32 so as to be liquid-tight and slidable in the axial direction.
A pressure chamber R 2 is formed between 34 and the leftmost clutch disc 35, and the first cam member 34 accommodates the working plate 33. A predetermined amount of highly viscous fluid such as silicon oil is enclosed in the pressure chamber R 2 and also serves as a chamber for generating a viscous resistance force.

かかる構成の動力伝達装置30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31、これら一体の
第2カムメンバー31aおよび第1カムメンバー34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32および作動プレート33との間に差動回
転が生じ、作動プレート33と第1カムメンバー34間に下
記式で示す粘性摩擦トルクTが発生する。
In the power transmission device 30 having such a configuration, the first and second
When relative rotation does not occur between the propeller shafts 25 and 26, torque is not transmitted between the shafts 25 and 26, but when relative rotation occurs between the shafts 25 and 26, torque is transmitted. That is, when a relative rotation occurs between the two shafts 25, 26, the outer case 31, which is integrally rotatably assembled to the first propeller shaft 25, the second cam member 31 a and the first cam member 34, which are integrated with each other, , Differential rotation occurs between the inner case 32 and the working plate 33 that are integrally rotatably mounted on the second propeller shaft 26, and viscous friction between the working plate 33 and the first cam member 34 is given by the following formula. Torque T is generated.

但し、kは定数、μは粘性流体の粘度、Nは作動回転
数、lは各リブの対向する長さ、hは各リブの対向面の
間隔、riは粘性剪断力発生部の各半径 この粘性摩擦トルクTは第1カムメンバー34の差動回
転を規制する抵抗力として作用するが、各ボール37にお
ける抵抗力FはT/R(Rはボール37の軌道輪半径)とな
る。また、この抵抗力Fは第1カムメンバー34を圧力室
R2側へ摺動させる推力に変換されるが、この場合ボール
37の各カム面に対する接触角θが両カムメンバー34、31
aの相対回転方向の力が増大すると第6図に示すように
弾性部材31fが変形してボール37のカム形成部材31e側の
接触角を増大させる。従って、当該動力伝達装置30にお
いても第1実施例における動力伝達装置10と同様の作用
効果を奏する。
Where k is a constant, μ is the viscosity of the viscous fluid, N is the operating speed, l is the length of each rib facing each other, h is the distance between the facing surfaces of each rib, and ri is each radius of the viscous shearing force generator. The viscous friction torque T acts as a resistance force that restricts the differential rotation of the first cam member 34, but the resistance force F of each ball 37 is T / R (R is the raceway ring radius of the ball 37). Further, this resistance force F causes the first cam member 34 to move to the pressure chamber.
Converted to thrust to slide to the R 2 side, but in this case the ball
The contact angle θ of each cam surface of 37 is for both cam members 34, 31.
When the force of a in the relative rotation direction increases, the elastic member 31f is deformed as shown in FIG. 6 to increase the contact angle of the ball 37 on the cam forming member 31e side. Therefore, also in the power transmission device 30, the same operational effects as the power transmission device 10 in the first embodiment are exhibited.

なお、上記各実施例においてはカムフォロアとしてコ
ロ16またはボール37を採用した例について示したが、こ
れらコロ16またはボール37に換えてカムフォロアを両カ
ムメンバーのいずれか一方に一体的に形成した突起部に
変更してもよい。
In each of the above-described embodiments, the example in which the roller 16 or the ball 37 is adopted as the cam follower is shown. However, instead of the roller 16 or the ball 37, the cam follower is integrally formed on either one of the cam members. You may change to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の第1実施例に係る動力伝達装置の断面
図、第2図および第3図は同装置におけるカム部の拡大
断面図、第4図は第2実施例に係る動力伝達装置の断面
図、第5図および第6図は同装置におけるカム部の拡大
断面図、第7図は第1実施例に係る動力伝達装置を搭載
した車両の概略構成図、第8図は差動回転数と伝達トル
クの関係を示すグラフである。 符号の説明 10、30……動力伝達装置、10a、30a……摩擦クラッチ、
10b、30b……粘性抵抗力発生手段、10c、30c……推力変
換手段、11、31……アウタケース、12、32……インナケ
ース、14、34……第1カムメンバー、15、31a……第2
カムメンバー、14b、15a……カムボデー部材、14c、15
b、31e、34b……カム形成部材、14e、15d、31f……弾性
部材、16……コロ、37……ボール、25、26……プロペラ
シャフト。
FIG. 1 is a sectional view of a power transmission device according to a first embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are enlarged sectional views of a cam portion of the device, and FIG. 4 is a power transmission according to the second embodiment. Sectional views of the apparatus, FIGS. 5 and 6 are enlarged sectional views of a cam portion of the apparatus, FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with the power transmission apparatus according to the first embodiment, and FIG. It is a graph which shows the relationship between dynamic rotation speed and transmission torque. Explanation of reference numerals 10, 30 ... Power transmission device, 10a, 30a ... Friction clutch,
10b, 30b ... Viscous resistance generating means, 10c, 30c ... Thrust converting means, 11, 31 ... Outer case, 12, 32 ... Inner case, 14, 34 ... First cam member, 15, 31a ... … Second
Cam member, 14b, 15a ... Cam body member, 14c, 15
b, 31e, 34b ... Cam forming member, 14e, 15d, 31f ... Elastic member, 16 ... Roller, 37 ... Ball, 25,26 ... Propeller shaft.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 渡辺 勉 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−206126(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tsutomu Watanabe 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Corporation (56) Reference JP-A-1-206126 (JP, A)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】同軸的かつ相対回転可能に位置する内外回
転部材間に配設されてこれら両回転部材の相対回転によ
り作動して粘性抵抗力を発生させる粘性抵抗力発生手段
と、前記両回転部材をトルク伝達可能に連結する摩擦係
合力を発生させるとともに付与される推力に応じて摩擦
係合力を増減させる摩擦クラッチと、前記粘性抵抗力発
生手段にて発生する粘性抵抗力を前記摩擦クラッチに対
する推力に変換させる推力変換手段を備え、同推力変換
手段を、前記粘性抵抗力発生手段にて発生する粘性抵抗
力に応じて相対回転する一対のカムメンバーと、これら
両カムメンバーのカム面間に介装されて両カムメンバー
を互いに離間すべく作用するカムフォロアにて構成して
なる動力伝達装置であり、前記両カムメンバーの少なく
とも一方のカムメンバーを、カム面を有するカム形成部
材と同カム形成部材が嵌合される凹所を有するカムボデ
ー部材とにより構成し、前記カム形成部材を弾性部材を
介して前記カムボデー部材の凹所に嵌合して支持したこ
とを特徴とする動力伝達装置。
1. A viscous drag force generating means which is disposed between inner and outer rotary members coaxially and relatively rotatably positioned to operate by relative rotation of these rotary members to generate a viscous drag force; A friction clutch that generates a frictional engagement force that connects the members in a torque-transmittable manner and that increases or decreases the frictional engagement force according to the applied thrust, and a viscous resistance force generated by the viscous resistance force generation means to the friction clutch. A thrust converting means for converting into a thrust, the thrust converting means is provided between a pair of cam members that relatively rotate in accordance with the viscous resistance force generated by the viscous resistance generating means, and between the cam surfaces of these cam members. A power transmission device comprising a cam follower interposed so as to act to separate both cam members from each other, wherein at least one cam member of said both cam members. The bar is composed of a cam forming member having a cam surface and a cam body member having a recess into which the cam forming member is fitted, and the cam forming member is fitted into the recess of the cam body member via an elastic member. The power transmission device is characterized by being supported by.
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