JP2865455B2 - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同軸的に支持された一
対の回転部材間に介装されてこれら両部材間においてト
ルク伝達を行う駆動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来技術】かかる駆動力伝達装置は、互いに同軸的に
支持された両回転部材間に介装されてこれら両部材の相
対回転時これら両部材を互いにトルク伝達可能に連結す
るもので、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、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介装され、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
ルに介装される。

【０００３】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同
押圧力を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の一側に対向する作動ピ
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、同流体室にて前記内側回転部材に一体回転可
能に組付けられ回転時前記流体室内に流体圧を発生させ
るロータとにより構成してなる駆動力伝達装置がある。

【０００４】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
回転可能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流体圧
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し、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。

【０００５】ところで、上記した形式の駆動力伝達装置
においては、当該駆動力伝達装置を四輪駆動車の駆動力
伝達装置として採用する場合には、前後輪の差動回転に
応じて駆動力を伝達することはもちろんであるが、四輪
駆動特有の循環トルクを吸収するとともに、走行中の前
後輪間の回転位相差に伴う振動および籠り音を防止し、
かつアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）制御時に
おける外乱を避けることが必要である。しかしながら、
上記した駆動力伝達装置においては、駆動輪側の回転が
高くなる正トルク伝達時にもまた従動輪側の回転が高く
なる逆トルク伝達時にも略同一の伝達特性であるため、
上記した循環トルクを十分に吸収することができないと
ともに、ＡＢＳに十分に対処し得ない。

【０００６】これに対処すべく、本出願人は特開平２−
２１０３８号公報に示すように、正トルク伝達時には従
動輪側に十分にトルク伝達がなされ、かつ逆トルク伝達
時には従動輪側へのトルク伝達が十分に規制される駆動
力伝達装置を提案している。当該駆動力伝達装置におい
ては、ロータにおける回転方向のー方側と他方側との形
状を相違させて同ロータの正回転時と逆回転時とで摩擦
クラッチに対する押圧力を相違させ、これにより正逆ト
ルク伝達時の伝達トルクに差異を生じさせている。従っ
て、機能的にはほぼ満足のいくものであるが、差動回転
方向が反転する際の粘性流体と気体との位置的置換に時
間がかかり、圧力の応答に時間遅れを生じるおそれがあ
る。

【０００７】かかる問題に対処する駆動力伝達装置とし
て、本出願人は前記ロータを円盤状に形成して同ロータ
の側面部に一方の回転方向に対する傾斜面を有する凹所
を周方向に多数設けた駆動力伝達装置を特願平２−２７
４２９１号にて出願している。当該駆動力伝達装置にお
いては、前記ロータの回転方向の相違により同ロータの
凹所が有する傾斜面の流体に対するくさび作用を異に
し、くさび作用を生じまたはくさび作用の大きい方向の
回転時には押圧力発生手段にて発生する押圧力が大きく
て、摩擦クラッチに対して大きな押圧力を付与する構成
となっている。また、ロータが上記とは逆方向の回転時
にはくさび作用が発生せずまたはくさび作用が小さく
て、押圧力発生手段にて発生する押圧力が小さくて、摩
擦クラッチに対する押圧力が小さくなるように構成され
ている。

【０００８】このため、正逆トルク伝達時の伝達トルク
に大きな差異が生じて良好な機能を発揮し得るととも
に、差動回転方向が反転する際の粘性流体と気体との位
置的置換は各凹所内という小さな部位で行われるために
瞬時になされ、圧力の応答性が良好となる。また、上記
したロータにおいて各凹所に正逆両回転方向に対する傾
斜面を形成した場合には正逆伝達トルクは同一になる
が、低差動領域における応答性が良好になるという利点
がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該駆動力
伝達装置においては粘性流体に対するくさび作用はロー
タの凹所が有する傾斜面と流体室の側壁間で発生する
が、流体室内に圧力が発生して作動ピストンが移動する
と同作動ピストンとロータ間の間隙が大きくなるため、
高差動回転域においては流体室内に発生する圧力の差動
回転数に対する上昇率は大きく減少して早期に一定の伝
達トルクとなり、高差動回転域ではトルク伝達が不足す
る傾向になる。図５の破線グラフは当該駆動力伝達装置
における差動回転数と伝達トルクの関係を示している。
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】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、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、および前記両回転部材の相
対回転に応じた軸方向の押圧力を発生させて同押圧力を
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の一側に対向する作動ピストン
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、同流体室にて前記内側回転部材に一体回転可能に組
付けられ回転時前記流体室内に流体圧を発生させるロー
タとにより構成してなる駆動力伝達装置において、前記
ロータを円盤状に形成して同ロータの側面部に少なくと
も一方の回転方向に対する傾斜面を有する凹所を周方向
に多数設けるとともに、同ロータの外周部に径外方へ突
出する１または複数のベーンを設けたことを特徴とする
ものである。

【００１１】

【発明の作用・効果】かかる構成の駆動力伝達装置にお
いては、差動回転が発生するとロータが外側回転部材に
対して相対回転する。当該ロータにおいては、側面部に
設けた多数の凹所と外周部に設けたベーンの作用により
流体室内に流体圧が発生し、かかる流体圧が作動ピスト
ンを介して摩擦クラッチを押圧する。この結果、摩擦ク
ラッチは内外両回転部材をトルク伝達可能に連結し、こ
れら両回転部材間でトルク伝達がなされる。

【００１２】しかして、当該駆動力伝達装置において
は、ロータにおける側面部の各凹所と外周部のベーンの
両者が流体室内での流体圧の発生作用を行い、特に各凹
所が低差動領域における圧力応答性の向上に機能し、か
つベーンが高差動領域におけるトルク伝達向上に機能す
る。当該駆動力伝達装置における差動回転数と伝達トル
クの関係は図５の実線グラフのとうりとなる。

【００１３】

【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、図１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は図６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。当該四輪駆動車は前輪側が常時駆
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アを備え、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１
０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。

【００１４】駆動力伝達装置１０は外側回転部材である
アウタケース１１およびエンドカバー１５と、内側回転
部材であるインナシャフト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、筒部１１ａの他端
開口部にエンドカバー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、フランジ部１２ｂの
外周にて軸方向へ延びる外スプライン部に摩擦クラッチ
１０ｂが組付けられている。

【００１５】かかるインナシャフト１２においては、筒
部１２ａの一端側内周に設けた軸方向へ延びる内スプラ
イン部に第２プロペラシャフト２６がスプライン嵌合し
て固定されており、また筒部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。アウタケース１１において
は、第１プロペラシャフト２５の後端が固定されてい
る。

【００１６】押圧力発生手段１０ａは作動ピストン１３
およびロータ１４を備え、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１
６ａおよびクラッチディスク１６ｂを備えている。各ク
ラッチプレート１６ａ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１１ｃ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１６ｂ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１６ａ
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１６ａおよびクラッチディスク１６ｂの収容室には
クラッチ用オイルと気体とが所定量封入されている。

【００１７】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
る。ロータ１４は図１〜図３に示すように構成されてお
り、同ロータ１４の詳細な説明については後述するが、
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。かかるロータ１４は作動ピストン１３の一側に設け
た環状凹所１３ａの深さと略同じ厚みに形成されてい
て、環状凹所１３ａ内に嵌合している。

【００１８】エンドカバー１５はインナシャフト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に対しては進
退可能に螺着され、かつ液密的となっている。かかるエ
ンドカバー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１５ａにて作動ピストン１３の一側の環状外縁面に
当接し、その一側面１５ａと作動ピストン１３の環状凹
所１３ａ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
が封入されている。

【００１９】しかして、ロータ１４は図１〜図３に示す
ように円盤状を呈しており、環状本体１４ａの両側面に
は多数の凹所１４ｂが形成されている。各凹所１４ｂは
円周方向に等間隔に配設されて、外周方向へ放射状に延
びている。凹所１４ｂは中央部の底面１４ｂ１と同底面
１４ｂ１の周方向の縁部から周方向の表面に延びる一対
の傾斜面１４ｂ２，１４ｂ３を備えた構造に形成されて
いる。なお、凹所１４ｂの中央部の底面１４ｂ１はこれ
を切欠いて環状本体１４ａの両側面の凹所１４ｂを互い
に連通させてもよい。また、ロータ１４においては、環
状本体１４ａの外周に３枚のベーン１４ｃが形成されて
いる。ベーン１４ｃは略円弧状を呈しており、当該円弧
部における周方向の一端１４ｃ１が径外方へ所定量突出
していて、突出量が突出端１４ｃ１から周方向へ漸次減
少して隣接するベーン１４ｃの突出端１４ｃ１にて最低
の突出量となっていて、円弧状傾斜面１４ｃ２に形成さ
れている。

【００２０】かかるロータ１４においては、環状本体１
４ａの厚みが作動ピストン１３の環状凹所１３ａの深さ
と略同じに形成されているとともに、各ベーン１４ｃの
突出端１４ｃ１が環状凹所１３ａの外周面に略摺接する
突出量に形成されていて、インナシャフト１２の外周に
一体回転可能に組付けられて同環状凹所１３ａ内に嵌合
している。かかる状態において、ロータ１４における環
状本体１４ａの各側面部と作動ピストン１３の環状凹所
１３ａの一側面部およびエンドカバー１５の一側面部間
には、各凹所１４ｂに対応する多数の第１流体室Ｒ１が
形成され、かつ環状本体１４ａの外周部と環状凹所１３
ａの外周部間には各ベーン１４ｃの円弧状傾斜面１４ｃ
２に対応する３つの第２流体室Ｒ２が形成されている。

【００２１】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。

【００２２】従って、押圧力発生手段１０ａにおいて
は、第１および第２流体室Ｒ１，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流体室Ｒ１，Ｒ２内では流動抵
抗に起因して各凹所１４ｂおよび各ベーン１４ｃの上流
側端から下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１０ｂ
を押圧し、各クラッチプレート１６ａとクラッチディス
ク１６ｂをクラッチ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。

【００２３】しかして、当該駆動力伝達装置１０におい
ては、ロータ１４の正逆両方向の相対回転時各凹所１４
ｂを構成する各傾斜面１４ｂ２，１４ｂ３のいずれかに
てくさび作用が発生して各凹所１４ｂが形成する第１流
体室Ｒ１内に流体圧が発生し、かつロータ１４の正転時
には各ベーン１４ｃを構成する円弧面１４ｃ２にてくさ
び作用が発生して各ベーン１４ｃが形成する第２流体室
Ｒ２内に流体圧が発生する。第１流体室Ｒ１内に発生す
る流体圧は、低差動領域における差動回転方向が反転す
る際の粘性流体と気体との位置的置換が瞬時になされる
ことから応答性が高く、また第２流体室Ｒ２内で発生す
る流体圧は差動回転数に対応するので、高差動領域にお
いて高くなる。従って、ロータ１４の相対回転方向が正
転方向の場合には図５の実線グラフに示すように、両流
体室Ｒ１，Ｒ２内で発生する流体圧が低差動領域と高差
動領域でのトルク伝達を互いに補い、全差動領域でのト
ルク伝達特性を向上させる。

【００２４】なお、当該駆動力伝達装置１０において
は、各ベーン１４ｃを回転方向の方向性を付与した形状
に構成している。すなわち、各ベーン１４ｃにおける円
弧面１４ｃ２はロータ１４の正転方向に対する円弧状傾
斜面に形成されていて、正転方向への回転時にのみ各ベ
ーン１４ｃがくさび作用を発生する。このため、高差動
領域においては正転時の伝達トルクが大きいとともに逆
転時の伝達トルクは小さく、従って四輪駆動特有の循環
トルクを吸収することができるとともに、車両走行中の
前後輪間の回転位相差に伴う振動および籠り音を防止で
き、かつアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）制御
時における外乱を避けることができる。

【００２５】図４には当該駆動力伝達装置１０を構成す
るロータの変形例が示されている。当該ロータ１４Ａに
おいては、各凹所１４ｄの数がロータ１４の凹所１４ｂ
の数より少なく、かつベーン１４ｅも外周に２つ形成さ
れている。各凹所１４ｄおよび各ベーン１４ｅは正逆回
転方向に対して対称の形状に形成されていて、正逆転時
の伝達トルクが略同一となるように構成されている。な
お、上記両ロータ１４，１４Ａにおいて各凹所１４ｂ，
１４ｄを構成する両傾斜面のいずれかを廃止すれば正転
時の伝達トルクを大きくかつ逆転時の伝達トルクを小さ
く設定することができて、上記循環トルク、振動および
籠り音、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）制御
時における外乱等に十分対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る駆動力伝達装置の断面
図である。

【図２】同駆動力伝達装置における押圧力発生手段を構
成するロータの拡大正面図ある。

【図３】同ロータにおける図２の矢印３−３線方向の拡
大断面図である。

【図４】同駆動力伝達装置におけるロータの変形例を示
す図２に対応する正面図である。

【図５】同駆動力伝達装置における差動回転数と伝達ト
ルクの関係を示すグラフである。

【図６】同駆動力伝達装置を採用した四輪駆動車の概略
構成図である。

【符号の説明】

１０…駆動力伝達装置、１０ａ…押圧力発生手段、１０
ｂ…第１摩擦クラッチ、１１…アウタケース、１２…イ
ンナシャフト、１３…作動ピストン、１４，１４Ａ…ロ
ータ、１４ｂ，１４ｄ…凹所、１４ｃ，１４ｅ…ベー
ン、１４ｂ２，１４ｂ３…傾斜面、１４ｃ２…円弧状傾
斜面、１５…エンドカバー、１６ａ…クラッチプレー
ト、１６ｂ…クラッチディスク、２５，２６…プロペラ
シャフト、Ｒ１，Ｒ２…流体室。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
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、
   および前記両回転部材の相対回転に応じた軸方向の押圧
   力を発生させて同押圧力を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の一側
   に対向する作動ピストンと、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、同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回転時前記流体室内に
   流体圧を発生させるロータとにより構成してなる駆動力
   伝達装置において、前記ロータを円盤状に形成して同ロ
   ータの側面部に少なくとも一方の回転方向に対する傾斜
   面を有する凹所を周方向に多数設けるとともに、同ロー
   タの外周部に径外方へ突出する１または複数のベーンを
   設けたことを特徴とする駆動力伝達装置。