JP3070206B2 - 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】

【従来の技術】このような駆動力伝達装置は、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０介装される。

【０００３】従来のこの種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】この種の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が有するベーン部の作用にて流
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】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該形式の
駆動力伝達装置においては、前記ロータの回転時には流
体室内に存在する空気がロータのベーン部の後流側に移
動してここに位置する。このため、ロータの相対回転方
向が変更された場合には空気の集合位置がベーン部の互
いに反対側になるが、ロータの回転方向の変更直後にお
いては空気が流体室内での移動過程にあり、この空気の
移動に時間を要する場合には流体圧の発生が遅れ、これ
によりトルク伝達の応答に若干の遅れを生じる。

【０００６】これに対処する手段として、多数のベーン
部を有するロータを採用する手段が考えられる。かかる
手段によれば、ロータのベーン部を増加することで各ベ
ーン部間の距離を短縮してこの間の空気の移動に要する
時間を短縮し得て伝達トルクの発生の応答性が向上する
が、流体室内の流体の移動距離も短縮される。流体の移
動距離と発生する流体圧（伝達トルクの大きさ）は比例
関係にあることから、このような手段を採用した場合に
は設定された所定の大きさの伝達トルクを得難いことに
なり、差動回転と伝達トルクの関係は図７の１点鎖線の
グラフの通りとなる。同グラフは低差動領域においては
差動回転に対するトルク伝達の応答性は良好であるが、
高差動領域においては差動回転数の増加にかかわらず伝
達トルクが一定になることを示している。このため、当
該駆動力伝達装置においては、高差動領域において高い
伝達トルクを得ることが難しく、車両の悪路からの脱出
性能が良くない。従って、本発明の目的は、この種形式
の駆動力伝達装置において、低差動領域における差動回
転に対するトルク伝達の応答性が良好で、かつ高差動領
域において高い伝達トルクを得るようにすることにあ
る。

【０００７】

【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、前記ロータを環状のロータ本
体と、同ロータ本体の外周から径外方へ延びるとともに
周方向に等間隔に形成されて互いに交互に位置する複数
の第１のベーン部および第２のベーン部とにより構成
し、かつこれら両ベーン部の長さを互いに異にしたこと
を特徴とするものである。

【０００８】

【発明の作用・効果】このように構成した駆動力伝達装
置においては、ロータの相対回転時流体室内に粘性流体
と共存する空気が各ベーン部の後流側に位置するととも
に、粘性流体が各ベーン部の上流側で強制移動させられ
て軸方向に対する流体圧を発生させる。この場合、低差
動領域においては、流体室内の空気は各第１のベーン部
と各第２のベーン部の後流側に同じように移動して位置
し、第１のベーン部と第２のベーン部間を粘性流体の移
動領域とする。これに対して、高差動領域においては、
流体室内の空気は第１のベーン部および第２のベーン部
のうちのいずれか長い方の一方のベーン部の後流側にの
み移動して位置し、一方のベーン部間を粘性流体の移動
領域とする。

【０００９】このため、低差動領域においては、流体室
内の空気のベーン部後流側への移動に要する時間は短く
て差動回転に対する伝達トルクの応答性が良好である。
また、高差動領域においては流体室内の粘性流体の移動
距離が低差動領域における場合に比較して長くなり、粘
性流体の移動距離に比例して増大する伝達トルクは図７
の実線グラフに示すように差動回転数の増大に比例して
なお増大する。従って、当該駆動力伝達装置において、
低差動領域における差動回転に対するトルク伝達の応答
性が良好で、かつ高差動領域においては高い伝達トルク
を得ることができる。

【００１０】

【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４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。

【００１１】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１２と、内側回転
部材であるインナシャフト１３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１２が螺着されている。インナシ
ャフト１３は所定長さの段付きの筒部１３ａの中間部外
周に外向フランジ部１３ｂを備え、フランジ部１３ｂ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。

【００１２】このようなインナシャフト１３において
は、筒部１３ａ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１３ａ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１２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。

【００１３】押圧力発生手段１０ａは作動ピストン１４
およびロータ１５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１３の外スプ
ライン部１３ｃ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１３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
クラッチオイルと気体とが所定量封入されている。

【００１４】押圧力発生手段１０ａを構成する作動ピス
トン１４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１３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１５は図１〜図３に示すように構成されてお
り、同ロータ１５の詳細な説明については後述するが、
インナシャフト１３に対して一体回転可能に組付けられ
ている。このようなロータ１５は作動ピストン１４の一
側に設けた環状凹所１４ａの深さと略同じ厚みに形成さ
れていて、環状凹所１４ａ内に嵌合している。

【００１５】エンドカバー１２はインナシャフト１３の
筒部１３ａ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１２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１２ａにて作動ピストン１４の一側の環状外縁面に
当接し、その一側面１２ａと作動ピストン１４の環状凹
所１４ａとによりロータ１５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
と空気とが封入されている。

【００１６】当該駆動力伝達装置１０に採用されている
ロータ１５は図１〜図３に示すように、環状のロータ本
体１５ａと、ロータ本体１５ａの径方向の外周へ延びる
第１ベーン部１５ｂおよび第２ベーン部１５ｃとにより
構成されている。第１ベーン部１５ｂはロータ本体１５
ａの周方向に等間隔に３枚形成されており、また第２ベ
ーン部１５ｃも同様に周方向に等間隔に３枚形成されて
いる。これらの両ベーン部１５ｂ，１５ｃは互に交互に
等間隔に配置されている。第１ベーン部１５ｂはエンド
カバー１２と作動ピストン１４とが形成する流体室の外
周に略接触する長さに形成され、かつ第２ベーン部１５
ｃは第１ベーン部１５ｂより所定長さ短く形成されてい
る。従って、第１ベーン部１５ｂは第２ベーン部１５ｃ
を挟んで２種類の滞留室Ｒ1，Ｒ2を形成している。

【００１７】このように構成された駆動力伝達装置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、エンドカバー１２および
作動ピストン１４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１３および
ロータ１５との間に相対回転が生じる。

【００１８】従って、押圧力発生手段１０ａにおいて
は、粘性流体が第１ベーン部１５ｂ、第２ベーン部１５
ｃの作用にて相対回転数に比例した速度で強制的に流動
させられ、周方向に順次相対移行する滞留室Ｒ1，Ｒ2内
では流動抵抗に起因して各ベーン部１５ｂ、１５ｃ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１４を軸方向へ押圧
する。この結果、作動ピストン１４は摩擦クラッチ１０
ｂ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１３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。

【００１９】ところで、当該駆動力伝達装置１０におい
てはロータ１５の第１ベーン部１５ｂが長くかつ第２ベ
ーン部１５ｃが短く形成されているため、ロータ１５が
図５に示す矢印方向へ相対回転した場合には、低差動領
域においては各滞留室Ｒ1，Ｒ2内の空気は図５の（ａ）
に示すように各ベーン部１５ｂ，１５ｃの後流側に移動
して留まる。従って、空気は各滞留室Ｒ1内、Ｒ2内で独
立的に移動し、同様に粘性流体も各滞留室Ｒ1内、Ｒ2内
で独立的に移動する。この場合の一定の差動回転時の発
生圧力は図６の（ａ）に示すように各滞留室Ｒ1，Ｒ2と
も同圧となる。これに対して、高差動領域においては各
滞留室Ｒ1，Ｒ2内の空気は図５の（ｂ）に示すように、
短尺の第２ベーン部１５ｃを乗り越えて主として長尺の
第１ベーン部１５ｂの後流側に移動して留まる。従っ
て、空気は主として両滞留室Ｒ1，Ｒ2内で移動し、同様
に粘性流体も主として両滞留室Ｒ1，Ｒ2内で移動し、互
いの移動距離が長くなる。この場合の一定の差動回転時
の発生圧力は図６の（ｂ）に示すように、滞留室Ｒ1に
おける発生圧力は小さく、かつ滞留室Ｒ2における発生
圧力が高くなる。

【００２０】従って、当該駆動力伝達装置１０における
トルク伝達特性は図７の実線グラフに示す状態となる。
すなわち、当該駆動力伝達装置１０の低差動領域におい
ては、空気の移動距離が短くて差動回転に対する伝達ト
ルクの応答性が良好であり、また高差動領域においては
粘性流体の移動距離が低差動領域における場合に比較し
て長くなり、粘性流体の移動距離に比例して高い伝達ト
ルクが得られる。

【００２１】なお、上記実施例においては、長尺の第１
ベーン部１５ｂを１つおきに配設した例について示した
が、同ベーン部１５ｂを２つおきにしても同様の効果を
得ることができ、さらには長尺の第１ベーン部１５ｂと
短尺の第２ベーン部１５ｃとの数、配設関係等について
は適宜選定することができる。

【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
成するロータの正面図である。

【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】同駆動力伝達装置を採用した四輪駆動車の概略
構成図である。

【図５】同駆動力伝達装置におけるロータの低差動領域
での作動説明図（ａ）、および高差動領域での作動説明
図（ｂ）である。

【図６】同駆動力伝達装置における低差動領域での発生
圧力を示すグラフ（ａ）、および高差動領域での発生圧
力を示すグラフ（ｂ）である。

【図７】トルク伝達特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…駆動力伝達装置、１０ａ…押圧力発生手段、１０
ｂ…摩擦クラッチ、１１…アウタケース、１２…エンド
カバー、１３…インナシャフト、１４…作動ピストン、
１５…ロータ、１５ａ…ロータ本体、１５ｂ…第１ベー
ン部、１５ｃ…第２ベーン部、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…滞留室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−120521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−240429（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−102327（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−22424（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−44035（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 31/06

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、前記ロータを環状のロータ本体と、
   同ロータ本体の外周から径外方へ延びるとともに周方向
   に等間隔に形成されて互いに交互に位置する複数の第１
   のベーン部および第２のベーン部とにより構成し、かつ
   これら両ベーン部の長さを互いに異にしたことを特徴と
   する駆動力伝達装置。