JP2522848B2

JP2522848B2 - 駆動力伝達装置

Info

Publication number: JP2522848B2
Application number: JP2030894A
Authority: JP
Inventors: 敏芦田; 幸広谷川; 正司山本; 直行酒井
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPH03234933A

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内外両
回転部材間に配設されて、これら両部材間のトルク伝達
を行う駆動力伝達装置に関する。

（従来技術）かかる駆動力伝達装置は、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、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
してリア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、従来の駆動力伝達装置としては特開昭63−
240429号公報に示されているように、同軸的かつ相対回
転可能に位置する内外両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
付与される軸方向の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
応じた軸方向の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外側
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
チに対向する環状の作動ピストンと、前記外側回転部材
と前記作動ピストン間に形成され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内側
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
てなる駆動力伝達装置がある。

この種形式の駆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外側回転部材に一体回転可能に
組付けた作動ピストンと、内側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
タのベーン部にて流体室内の粘性流体が強制的に流動さ
せられ、流体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
圧して摩擦クラッチを押圧させ、同クラッチに両回転部
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、当該駆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、上記した形式の駆動力伝達装置においては
その作動により昇温し、高温時には作動ピストンが径方
向に熱膨張して外側回転部材の内周にロックされ、同作
動ピストンの軸方向の円滑な作動が阻害されることがあ
り得る。本発明者等はかかる問題の発生原因を検討した
結果、作動ピストンの軸方向のガイドを同作動ピストン
の外周側にて行うべく、同外周と外側回転部材の内周間
のクリアランスが数10μｍと小さく設定されていて、作
動ピストンの熱膨張により上記クリアランスが消失し得
ることがあるためであることを知得した。従って、本発
明の目的はかかる問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駆動力伝達装置において、前
記作動ピストンの外周と前記外側回転部材の内周間のク
リアランスを同作動ピストンの内周と前記内側回転部材
の外周間のクリアランスより大きく設定して、前記作動
ピストンの軸方向のガイドを同作動ピストンの内周側に
て行うように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、作動ピストンの外周と外側回転
部材の内周間のクリアランスを、例えば100μｍ以上と
いう作動ピストンの熱膨張によっても消失しない大きさ
に設定することができる。また、作動ピストンの軸方向
のガイドを同作動ピストンの内周側にて行うべく、同内
周と内側回転部材の外周間のクリアランスを数10μｍと
小さく設定しても、かかるクリアランスが作動ピストン
の熱膨張によっては消失しない。従って、作動ピストン
が外側回転部材の内周にロックされて軸方向の円滑な作
動が阻害されるようなことはない。

（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駆動力伝達装置の一実施例が示
されている。当該駆動力伝達装置10は第４図に示すよう
に、リア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は駆動
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がトルク伝達可能な場
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、駆動力伝達装置10は外側回転部材を構成す
るアウタケース11および後述のエンドカバー15と、内側
回転部材を構成するインナシャフト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。このネジ
部11cにはアウタケース11とともに外側回転部材を構成
するエンドカバー15が螺着されている。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1
2a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、かつその他端がエンドカバー15の
内孔内に液密的かつ回転可能に嵌合されて支持されてい
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およびロータ14
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は環状
を呈していて、アウタケース11の筒部11aの他端側内周
に液密的に一体回転可能かつ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液密的に回転可
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にて図示最右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
され、同シャフト12に対して一体回転可能に組付けられ
ている。エンドカバー15はこれら作動ピストン13および
ロータ14の組付け後にそのネジ部にてアウタケース11に
螺着され、かつ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、アウタケース11および
インナシャフト12に対して液密的になっている。エンド
カバー15はその一側にロータ14の厚みと略同一の深さで
同ロータ14を収容する環状凹所15aを備えており、同環
状凹所15aの外縁の環状鍔部15bの端面にて作動ピストン
13の他側面13bに当接し、同他側面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15aの内
周に液密的に接触させ、流体室内を２つの滞留室R₂に区
画している。

しかして、作動ピストン13においては第３図に示すよ
うに、その外周13cとアウタケース11の内周11e間のクリ
アランスl₁がその内周13dとインナシャフト12の外周12e
間のクリアランスl₂より大きく設定されている。本実施
例において、l₁は100〜200μｍの範囲にて所定の値に設
定されかつl₂は10〜80μｍの範囲にて所定の値に設定さ
れていて、これら両クリアランスl₁、l₂は作動ピストン
13の外周、内周に嵌着した各シール部材18a、18bにて液
密的にシールされている。これにより、作動ピストン13
の軸方向のガイドは同作動ピストン13の内周13d側にて
行われる。

かかる構成の駆動力伝達装置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およびエンドカバー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R
₂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。この結果、作動ピストン13は摩擦クラッチ10
bを押圧して摩擦クラッチ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、摩擦クラッチ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、当該駆動力伝達装置10においては差動回転
数の増大により滞留室R₂にて発生する押圧力が増大して
摩擦クラッチ10bの摩擦係合力を高め、この結果収容室R
₁が昇温して作動ピストン13を昇温させる。このため、
作動ピストン13は漸次高温となって径方向に熱膨張し作
動ピストン13の外周13cとアウタケース11の内周11e間の
クリアランスl₁が小さくなるが、同クリアランスl₁は十
分に大きな値に設定されているため作動ピストン13の熱
膨張によって消失することはない。また、作動ピストン
13の内周13dとインナシャフト12の外周12e間のクリアラ
ンスl₂は作動ピストン13の内周13d側が軸方向のガイド
を行うために十分小さく設定されているが、作動ピスト
ン13の熱膨張により大きくなる傾向にあるため消失する
ことはなく、仮に同クリアランスl₂が大きくなり過ぎて
作動ピストン13の軸方向のガイド機能を消失したとして
も、この場合には作動ピストン13の外周13cとアウタケ
ース11の内周11e間のクリアランスl₁が小さくなって、
作動ピストン13の外周13c側が同作動ピストン13の軸方
向のガイド機能を発揮する。従って、作動ピストン13は
自らの熱膨張によってアウタケース11の内周11eにロッ
クされて軸方向の円滑な作動が阻害されるようなことは
ない。

また、本実施例においては、ロータ14を収容する環状
凹所15aおよび環状鍔部15bをアウタケース11とともに外
側回転部材を構成し軸方向へは非摺動側のエンドカバー
15に形成しているため、同鍔部15bは収容室R₁側からの
熱伝達が作動ピストン13よりも小さく、熱変形によるア
ウタケース11の内周11e側への反りが小さい。また、同
鍔部15bは滞留室R₂にて発生する圧力によっても変形し
てアウタケース11の内周11e側へ反るが、たとえかかる
反りが発生してもエンドカバー15はアウタケース11と一
体の軸方向へは非摺動側の部材であるため、作動ピスト
ン13の作動に対しては勿論のこと装置全体に対しても何
等の影響も及ぼさない。

なお、上記実施例においてはロータ14を作動ピストン
13とエンドカバー15との間に配設した例について示した
が、ロータ14をアウタケース11の側壁と作動ピストン13
との間に配設し、同作動ピストン13とエンドカバー15と
の間に摩擦クラッチ10bを配設してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る駆動力伝達装置の断面
図、第２図は第１図の矢印II−II線方向の断面図、第３
図は作動ピストンとアウタケースおよびインナシャフト
との組付状態を示す拡大部分断面図、第４図は同装置を
採用した車両の概略図である。符号の説明 10……駆動力伝達装置、10a……押圧力発生手段、10b…
…摩擦クラッチ、11……アウタケース、11e……内周、1
2……インナシャフト、12e……外周、13……作動ピスト
ン、13c……外周、13d……内周、14……ロータ、14b…
…ベーン部、15……エンドカバー、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明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 (72)発明者酒井直行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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】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軸方向の押圧
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軸方向の押圧力を
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外側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対向する環状の作動
ピストンと、前記外側回転部材と前記作動ピストン間に
形成され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内側回転部材に一体回転可能
に組付けられたロータとにより構成してなる駆動力伝達
装置において、前記作動ピストンの外周と前記外側回転
部材の内周間のクリアランスを同作動ピストンの内周と
前記内側回転部材の外周間のクリアランスより大きく設
定して、前記作動ピストンの軸方向のガイドを同作動ピ
ストンの内周側にて行うようにしたことを特徴とする駆
動力伝達装置。