JP2993892B2 - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相対回転可能な２
軸の間に配置され両軸の間で回転トルクを伝達する駆動
力伝達装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】前、後輪間でトルクを伝達する４輪駆動
用の駆動力伝達装置においては、低μ路を旋回中にアク
セルをＯＮ、ＯＦＦすると、前、後輪間の差動方向が反
転する現象を生ずる。ところで、この種の駆動力伝達装
置の小形、軽量化を目的にして、トルク伝達用の多板ク
ラッチを押圧するピストンの側方に、粘性流体を充填し
た空間部を設け、この空間部にブレードを回転可能に収
納して差動回転に応じた圧力を発生するようにしたもの
が知られている。

【０００３】かかる構成の駆動力伝達装置においては、
前後輪間の差動回転により、空間部内でブレードを相対
回転させることにより、接近した２面間で粘性流体を強
制移動させ、粘性流体の粘性摩擦作用により差動回転に
応じた圧力を発生させ、この圧力をピストンに作用して
多板クラッチを摩擦係合させ、４輪駆動を達成するよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の駆動力伝達装
置においては、円周上に２〜３つのブレードが半径方向
に突設されているため、ブレード間の角度が大きく、粘
性流体の流動範囲が大きくなって差動回転に対する発生
圧力を大きくできる利点がある。反面、ブレード間の角
度が大きくなると、粘性流体中に混入するエアの挙動範
囲が大きくなり、このために差動回転方向が反転した場
合の応答性が幾分低下する問題が生ずる。

【０００５】かかる応答性を高める方法として、ブレー
ドの本数を増やしてブレード間の角度を小さくしたり、
粘性流体中に混入するエアの割合を小さくして粘性流体
の充填率を高める等が考えられるが、前者においては、
差動回転に対する発生圧力が低くなって必要な伝達トル
クが得られなく、また後者においては、温度上昇による
粘性流体の体積膨張によって伝達トルクが必要以上に高
くなる問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するために、請求項１に記載の発明は、相対回転
可能な２軸の一方に連結されるハウジングと、他方に連
結され前記ハウジングに回転可能に軸承された回転軸
と、前記ハウジングに回転係合された複数のアウタプレ
ートと前記回転軸に回転係合された複数のインナプレー
トからなりこれらアウタプレートおよびインナプレート
の摩擦係合により前記ハウジングと回転軸との間で回転
トルクを伝達する多板クラッチと、前記ハウジングと回
転軸との差動回転に応じた圧力を発生しこの圧力により
ピストンを介して前記多板クラッチを押圧する圧力発生
手段とを備え、前記圧力発生手段は、前記ピストンとハ
ウジングとの間に形成された円筒状空間部に収納され前
記回転軸と一体的に回転する円周上複数の固定ブレード
と、これら固定ブレードによって区画された複数の圧力
室に充填された粘性流体と、前記複数の圧力室に収納さ
れ前記固定ブレード間を円周方向に相対移動可能な可動
ブレードとによって構成したものである。

【０００７】

【実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は相対回転可能な２軸（前後輪軸）の間に
配置される駆動力伝達装置１０を示し、この駆動力伝達
装置１０は、フロントハウジング１３と、このハウジン
グ１３内を縦貫して回転可能に軸承された回転軸１４
と、これらハウジング１３と回転軸１４との相対回転に
応じた圧力を発生する圧力発生手段１５と、この圧力発
生手段１５で発生した圧力が作用されるピストン１６
と、このピストン１６の押圧力によって摩擦係合される
多板クラッチ１７とによって主に構成されている。

【０００８】前記ハウジング１３の一端は前記２軸の一
方に一体的に結合され、また前記回転軸１４内には前記
２軸の他方がスプライン係合されるようになっている。
ハウジング１３には、その一端より有底円筒状の中空穴
１８が形成され、この中空穴１８内に多板クラッチ１７
が収納されている。また中空穴１８内には、前記多板ク
ラッチ１７を押圧するピストン１６が摺動可能に収納さ
れ、開口端はフロントハウジング１３に螺着されたリヤ
ハウジング１９によって閉塞されている。しかしてピス
トン１６はフロントハウジング１３の内周に形成された
スプラインに係合して回り止めされている。

【０００９】前記リヤハウジング１９に対向するピスト
ン１６の一端には、軸方向に制限された円筒状の空間部
２０が回転軸１４と同心的に凹設されている。空間部２
０にはロータ２１が回転可能に収納され、このロータ２
１は図２に示すように、中心部を前記回転軸１４の外周
にスプラインに係合されている。またロータ２１には、
前記空間部２０の軸方向寸法より僅かに小さな肉厚の複
数のブレード２２が円周上等角度間隔に放射方向に突設
され、これらブレード２２によって前記空間部２０を円
周上複数の圧力室２３に区画している。

【００１０】前記ロータ２２にはフリーロータ２５がロ
ータ２１と同心的に相対回転可能に嵌合されている。こ
のフリーロータ２５には、前記複数のブレード２２と同
数でかつ同一肉厚のブレード２６が放射方向に突設さ
れ、これらブレード２６は前記ブレード２２の各間を移
動自在に前記圧力室２３内に収納されている。しかして
圧力室２３には所定の充填率で粘性流体２７が充填され
ている。

【００１１】なお、以下においては、回転軸１４に係合
されたロータ２１上のブレード２２を固定ブレードと称
し、フリーロータ２５上のブレード２６を可動ブレード
と称して両ブレードを区別することにする。ここで、前
記固定ブレード２２の先端は空間部２０の内周に対して
少量の隙間（トップクリアランス）２８が付与され、こ
のトップクリアランス２８を介して固定ブレード２２の
回転方向両側間で粘性流体２７が制限されながら行き来
できるようになっている。かかるトップクリアランス２
８を介しての粘性流体２７の呼吸作用により固定ブレー
ド２２に対して可動ブレード２６が相対移動できるよう
になり、この両ブレード２２、２６の相対移動によって
両ブレード２２、２６間の圧力室２３の容積が変化され
るようになる。

【００１２】これにより前記２軸の相対回転によりハウ
ジング１３と回転軸１４とが差動回転すると、複数の圧
力室２３に充填された粘性流体２７が固定ブレード２２
および可動ブレード２６によって対向する２面間を差動
回転速度差に応じた流速で強制移動され、圧力室２３内
に差動回転速度差に比例した内圧が発生する。この際、
固定ブレード２２の各間に収納された可動ブレード２６
と固定ブレード２２とに速度差が生ずると、粘性流体２
７を充填した圧力室２３の容積が変化され、この容積変
化によって圧力室２３内の内圧が増加されるようにな
る。

【００１３】しかして上記した空間部２０に収納された
両ブレード２２、２６および粘性流体２７により、前記
圧力発生手段１５を構成している。前記ハウジング１３
の中空穴１８内に収納された多板クラッチ１７は、軸方
向に交互に配置された複数のアウタプレート（セパレー
トプレート）３０と複数のインナプレート（フィリクシ
ョンプレート）３１によって構成されている。複数のア
ウタプレート３０の各外周は前記ハウジング１３の内周
にスプライン係合され、また複数のインナプレート３１
の各内周は前記回転軸１４の外周にスプライン係合され
ている。

【００１４】次に上記した構成における駆動力伝達装置
の動作について説明する。通常可動ブレード２６は、回
転軸１４の回転方向に固定ブレード２２とともに連れ回
りしており、両ブレード２２、２６は図２および図３に
示すように一体的に回転している。２軸が相対回転する
と、固定ブレード２２および回転軸１４がハウジング１
３に対して図２の矢印方向に差動回転する。従って圧力
室２３に充填された粘性流体２７が可動ブレード２６に
より対向する２面間を差動回転速度に応じた流速で強制
移動され、粘性流体２７の粘性摩擦作用により圧力室２
３内に差動回転速度差に比例した内圧が発生する。すな
わち、２面間を流動する粘性流体２７の上流側が高圧、
下流側が低圧となる圧力分布の内圧が発生し、この内圧
によってピストン１６が押圧される。

【００１５】これにより複数のアウタプレート３０とイ
ンナプレート３１がピストン１６に作用する圧力に応じ
た押圧力で摩擦係合され、多板クラッチ１７を介してハ
ウジング１３と回転軸１４との間、すなわち前後輪軸間
でトルクが伝達され、４輪駆動状態となる。ところで、
車両が低μ路を旋回中にアクセルをＯＮからＯＦＦにす
ると、ハウジング１３と回転軸１４の差動回転方向が反
転され、固定ブレード２２および可動ブレード２６がハ
ウジング１３に対して図２の反矢印方向に回転され、前
述したと同様に、対向する２面間を強制移動される粘性
流体２７の粘性摩擦作用により圧力室２３内に内圧が発
生する。

【００１６】ところで、ハウジング１３に対する回転軸
１４の差動回転方向が反転された場合には、粘性流体２
７に混入したエアが圧力室２３内に発生する圧力分布に
従って圧力室２３内を移動する間、粘性流体２７の流動
によって発生する圧力室２４の内圧が幾分低下し、この
ために、差動回転の立ち上がり（図５の破線参照）に対
するトルクの立ち上がりが図５の実線Ａに示すように緩
慢となる。

【００１７】ところが、本実施の形態においては、ハウ
ジング１３に対する回転軸１４の差動回転方向が反転さ
れた場合には、慣性の作用によって両ブレード２２、２
６に速度差を生じ、図４に示すように固定ブレード２２
に対して可動ブレード２６が離間し始める。その結果、
固定ブレード２２と可動ブレード２６との間に形成され
る圧力室２３（図４では２３Ａで表されている）の容積
が縮小され、この容積変化に伴って圧力室２３内の圧力
が増加する。

【００１８】従って、粘性流体２７に混入したエアが圧
力室２３内を移動する間、粘性流体２７の流動によって
発生する圧力室２４の内圧の低下を、固定ブレード２２
と可動ブレード２６との速度差に伴う圧力室２３の容積
の縮小によって補う。これによって差動回転の立ち上が
りに対するトルクの立ち上がりが図５の実線Ｂに示すよ
うに急峻となり、差動回転方向反転時の応答性が高めら
れるようになる。

【００１９】しかして前記ハウジング１３と回転軸１４
との反転方向の差動回転が続くと、固定ブレード２２が
可動ブレード２６に当接し、再び可動ブレード２６は固
定ブレード２２と一体的に回転されるようになる。この
状態においては、ハウジング１３と回転軸１４との差動
回転による粘性流体２７の粘性摩擦作用により、圧力室
２３内に差動回転速度差に応じた内圧が発生する通常の
状態に戻る。

【００２０】上記した実施の形態によれば、可動ブレー
ド２６の付設により、ハウジング１３と回転軸１４の差
動回転方向が反転した場合に、固定ブレード２２に対す
る可動ブレード２６の相対移動による圧力室２３の容積
変化により、圧力室２３の圧力が増加する。従って、差
動回転方向の反転時には、ハウジング１３と回転軸１４
との差動回転によって生起される粘性流体２７の粘性摩
擦作用による圧力の発生作用のみならず、固定ブレード
２２に対する可動ブレード２６の相対移動による圧力室
２３の容積変化によって圧力の増大作用がもたらされ、
差動回転方向反転時の応答性が向上できるようになる。

【００２１】しかも定常時においては、可動ブレード２
６が固定ブレード２２と一体に回転されてブレード間の
圧力室２３の角度を大きく保っているので、差動回転に
対する圧力を高くでき、２軸間でのトルク伝達を確実に
行い得ることができるようになる。次に本発明の別の実
施の形態を図６に基づいて説明する。

【００２２】この実施の形態においては、複数の独立し
た可動ブレード１２６を固定ブレード２２間の圧力室２
３にそれぞれ移動可能に収納したものである。すなわ
ち、各可動ブレード１２６は内周をロータ２１の外周
に、また外周を空間部２０の内周に案内されて圧力室２
３内を自由に摺動できるようになり、上記したと同様に
機能する。この場合、独立した可動ブレード１２６を円
板で構成すれば、摺動抵抗の軽減に役立つ。

【００２３】上記した実施の形態においては、駆動力伝
達装置を、フロントハウジング１３、多板クラッチ１
７、ピストン１６、空間部２０およびリヤハウジング１
９の順に配列した例について述べたが、その配列を逆に
した形態、すなわち、フロントハウジング１３、空間部
２０、ピストン１６、多板クラッチ１７およびリヤハウ
ジング１９の順に構成してもよいことは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ハウ
ジングに対する回転軸の差動回転方向が反転された場合
の、粘性流体に混入したエアの挙動の影響による圧力室
の内圧の低下を、固定ブレードと可動ブレードとの相対
運動による圧力室の容積の縮小による圧力増加によって
補い、差動回転方向反転時の応答性を向上できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す駆動力伝達装置の断
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】作動状態を示す図である。

【図５】トルク伝達特性を示す図である。

【図６】本発明の他の実施の形態を示す図２に相応する
断面図である。

【符号の説明】

１３、１９ ハウジング １４ 回転軸 １５ 圧力発生手段 １６ ピストン １７ 多板クラッチ ２１、２５ ロータ ２２、２６ ブレード ２７ 粘性流体 ３０ アウタプレート ３１ インナプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 剛 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 鈴木 邦彦 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 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)発明者 新居 謙治 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)発明者 福智 久 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)発明者 向井仲 章生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 長屋 陽二郎 (56)参考文献 特開 平２−203026（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−25625（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−288026（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−13829（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 43/00 - 47/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転可能な２軸の一方に連結される
   ハウジングと、他方に連結され前記ハウジングに回転可
   能に軸承された回転軸と、前記ハウジングに回転係合さ
   れた複数のアウタプレートと前記回転軸に回転係合され
   た複数のインナプレートからなりこれらアウタプレート
   およびインナプレートの摩擦係合により前記ハウジング
   と回転軸との間で回転トルクを伝達する多板クラッチ
   と、前記ハウジングと回転軸との差動回転に応じた圧力
   を発生しこの圧力によりピストンを介して前記多板クラ
   ッチを押圧する圧力発生手段とを備え、前記圧力発生手
   段は、前記ピストンとハウジングとの間に形成された円
   筒状空間部に収納され前記回転軸と一体的に回転する円
   周上複数の固定ブレードと、これら固定ブレードによっ
   て区画された複数の圧力室に充填された粘性流体と、前
   記複数の圧力室に収納され前記固定ブレード間を円周方
   向に相対移動可能な複数の可動ブレードとによって構成
   したことを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 【請求項２】 前記複数の可動ブレードは、前記固定ブ
   レードと同心的に相対回転可能に支持されたフリーロー
   タ上に放射方向に突設されてなる請求項１に記載の駆動
   力伝達装置。
3. 【請求項３】 前記複数の可動ブレードは、前記固定ブ
   レード間を独立して円周方向に相対移動可能に前記圧力
   室に収納されてなる請求項１に記載の駆動力伝達装置。