JPH02195031A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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一対の回
転部材間に配設されて、これら両部材間のトルク伝達を
行う動力伝達機構に関する。

〔従来技術〕

かかる動力伝達機構は、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
てリャ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、従来の動力伝達機構としては特開昭６１−５
０１５８３号公報に示されているように粘性流体継手（
ビスカスカップリング）、特開昭６１−１０２３３０号
公報に示されているように多板摩擦クラ・ンチおよびこ
れを作動させるオイルポンプを備えたクラッチ装置、実
開昭６１−１４１８４８号公報に示されているように粘
性流体継手およびこれを構成する多数の内外両プレート
を摩擦係合させる押動手段を備えたクラッチ装置等が知
られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記した各動力伝達機構においては、粘性流
体の温度による粘度変化によりトルク伝達性能が不安定
となり、あるいは両回転部材間の相対回転の回転数差（
以下これを差動回転数という）の小さい領域においては
差動回転数に比例した所定のトルク伝達をなし得ないと
いう問題がある。

本出願人は特開昭６３−１１４４０６号出願にて上記し
た各問題に対処した動力伝達機構を提案している。当該
伝達機構は、同軸的かつ相対回転可能に位置する一対の
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
行う動力伝達機構であり、前記両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第１の手段と０、推力
により作動して前記両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第２の手段と、前記第１の手段
にて発生する粘性抵抗力を前記第２の手段に対する推力
に変換させる第３の手段を備えていることを特徴とする
ものである。

かかる構成の動力伝達機構においては、両回転部材間に
相対回転が生じると差動回転数に応じた粘性抵抗力が第
１の手段に発生し、この粘性抵抗力を第３の手段が第２
の手段に対する推力に変換する。このため、第２の手段
が作動して両回転部材を連結する摩擦係合力を発生させ
るが、この摩擦係合力は差動回転数に比例したもので、
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、当該動力伝達機構は四輪
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じ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機能する
。

しかして、当該動力伝達機構においては、両回転部材間
のトルク伝達は第２の手段にて発生する摩擦係合力に起
因する摩擦係合Ｉ・ルクにより行なわれ、このため第２
の手段にて主に発熱する。これに対して、第１の手段で
は、差動回転数に応じた粘性抵抗力を発生させればよく
両回転部材間のトルク伝達を行うものではないことから
、大きな粘性抵抗力を発生させる必要がないため発熱も
小さい。従って、当該動力伝達機構においては、第１の
手段にて使用する粘性流体の温度変化に起因する粘度変
化の影響を受けることがなく、ビスカスカップリングの
ごときトルク伝達性能が不安定になることはない。また
、当該動力伝達機構においては、第２の手段に摩擦係合
力を発生させる作動手段として、第１の手段にて発生し
た粘性抵抗力を第２の手段を作動させる推力に変換させ
る第３の手段を採用していてオイルポンプを採用してい
ないため、差動回転数の小さい領域においても【・ルク
伝達性能がよくかつ応答性も良い。

しかしながら、当該動力伝達機構においては、前記第３
の手段として前記第１の手段にて発生する粘性抵抗力に
応じて一方のカムメンバーが他方のカムメンバーに対し
て軸方向に離間するカム機構を採用していて、一方のカ
ムメンバーにて第２の手段を直接押圧して摩擦係合する
構成となっている。このため、カムメンバーから第２の
手段に伝達される押圧力はカム部の構成部位において最
も大きい第３図（′ｂ）に示す状態になり、第２の手段
を構成する摩擦仮においては摩擦係合力が不均一となっ
て局部的に摩擦係合力の大きい部位から偏摩耗や片焼は
等を惹起する。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。

〔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一対の回転
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
動力伝達機構であり、前記両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第１の手段と、推力により
作動して前記両部材をトルク伝達可能に連結する摩擦係
合力を発生させる第２の手段と、前記第１の手段にて発
生する粘性抵抗力を前記第２の手段に対する推力に変換
させる第３の手段を備えてなる動力伝達機構において、
前記第３の手段を、前記第１の手段にて発生する粘性抵
抗力に応じて一方のカムメンバーが他方のカムメンバー
に対して軸方向に離間するカム機構と、前記第２の手段
と一方のカムメンバー間にて軸方向へ摺動可能に組付け
られて同カムメンバーとにより流体が封入される圧力室
を形成するとともに同圧力室にて発生する圧力に応じて
前記第２の手段を押圧する作動ピストンにより構成した
ことを特徴とするものである。

〔発明の作用・効果〕

かかる構成の動力伝達機構においては、カム機構を構成
する一方のカムメンバーの軸方向の移動により圧力室に
作動ピストンを押動する圧力が発生する。この圧力は作
動ピストンの内側面に均一に付与され、同ピストンは第
２の手段を均一に押圧する。このため、第２の手段を構
成する摩擦板においては摩擦係合力が均一になって局部
的に摩擦係合力の大きな部位は存在せず、当該部位に起
因する偏摩耗や片焼は等は発生しない。

〔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
図には本発明の一実施例にかかる動力伝達機構が示され
ている。当該動力伝達機構１０は第５図に示すように、
リャ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の一例に組付けたトラ
ンスアクスル２２はｌ・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プロペラシヤフト２５に出力する。第１プロペラシヤ
フト２５は動力伝達機構１０を介して第２プロペラシヤ
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２
９が駆動する。

しかして、動力伝達構１０はアウタケース１１およびイ
ンナケース１２からなる環状の作動室内に第１の手段で
ある粘性抵抗力発生手段１０ａ、第２の手段である摩擦
係合力発生手段１０ｂおよび第３の手段である推力変換
手段１０ｃを備えている。

アウタケース１１は環状の第１外殻１１ａ〜第２外殻１
１ｂ、および第３外殻１１ｃからなり、第１外Ｍｌｌａ
と第２外Ｍｌｌｂとは互に固着され、かつ第３外殻１１
ｃは第２外殻１１ｂの右端部に液密的に嵌着されている
。インナケース１２は段付筒状のもので、同ケース１２
の外周にアウタケース１１が液密的かつ回転可能に嵌合
し、これら両ケース１１．１２にて作動室が形成されて
いる。かかるインナケース１２はその内スプライン１２
ａにて第２プロペラシヤフト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
ペラシヤフト２５の後端に固定されている。

粘性抵抗力発生手段１０ａは作動プレート１３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１
４とからなる。作動プレート１３ばその一側に同心円状
の多数のリプ１３ａを備えており、インナケース１２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１４はその他側に同心円状の多数
のリプ１４ａを備えていて、アウタケース１１の第１外
殻１１ａの内周に嵌合されてインナケース１２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１４は各リプ１４ａを作動プレー　）−１３の各リ
プ１３ａ間に所定の周間隙を保って嵌入させている。

摩擦係合力発生手段１０ｂは湿式多板フランチ式のもの
で、多数のクラッチプレート１５とクラッチディスク１
６とからなる。各クラッチプレート１５はその外周のス
プライン部をアウタケース１１の第２外殻１１ｂにおけ
る内周に設けたスプライン部ｌｉｄに嵌合されて、同ケ
ース１１に一体回転可能かつ軸方向−移動可能に組付け
られている。各クラ・ノチディスク１６はその内周のス
プライン部をインナケース１２の外周に設けたスプライ
ン部１２Ｃに嵌合されて各クラッチプレート１５間に位
置し、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。これらのプレート１５およびデ
ィスク１６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。

推力変換手段１０ｃは第１カムメンバー１４、第２カム
メンバーを構成する第１外殻ｔｔａおよび複数のボール
１７からなるカム機構と、作動ピストン１８とにより構
成されており、第１カムメンバー１４は前述したごとく
粘性抵抗力発生手段１０ａ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１１ａ　（以下第２
カムメンバー１１ａということがある）の他側にはカム
溝１１ａ１が形成されていて、同カム溝１１ａ１は第２
図に示すように第１カムメンバー１４の一側に設けたカ
ム溝１４ｂに対向させている。各カムメンバー１４、ｌ
ｌａのカム溝１４ｂ、１１ａ１は第２図に示すようにカ
ム圧力角をθとする複数の山部と谷部とを有し、互に対
向する谷部間に各ボール１７が介装されている。作動ピ
ストン１８はアウタケース１１の第１外殻１１ａの内周
およびインナケース１２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１４と左端のタ
ランチプレー）　１５間に位置し、第１カムメンバー１
４との間に作動プレート１３を収容する圧力室Ｒ２を形
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。

かかる構成の動力伝達機構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■・２５．２６間に相対回転が生じ
るとｔ・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
シヤフト２５に一体回転可能に組付けられているアウタ
ケース１１、これと一体の第２カムメンバー１１３およ
び第１カムメンバー１４と、第２プロペラシヤフト２６
に一体回転可能に組付けられているインナケース１２お
よび作動プレート１３との間に差動回転が生じ、作動プ
レート１３と第１カムメンバー１４間に下記式で示す粘
性摩擦トルクＴが発生する。

但し、ｋは定数、μは粘性流体の粘度、Ｎは差動回転数
、ｌは各リプの対向する長さ、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１４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１７に
おける抵抗力ＦはＴ／Ｒ（Ｒはボール１７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１４
を圧力室Ｒ２側へ摺動させる推力に変換されるが、この
場合カム圧力角をθとすると抵抗力Ｆは推力Ｓ−Ｆ　ｔ
　ａ　ｎθに変換され、第１カムメンバー１４はこの推
力Ｓにより移動して圧力室Ｒ２内の圧力を均一に増圧す
る。この増圧により作動ピストン１８は摩擦係合力発生
手段ｔａｂを押圧して各クラッチプレート１５とクラッ
チディスク１６とを摩擦係合させる。

この結果、両ケース１１．１２がトルク伝達可能に連結
して第１プロペラシヤフト２５の動力が第２プロペラシ
ヤフト２６に伝達され、車両は四輪駆動状態となる。摩
擦係合力は差動回転数に比例するため、第１プロペラシ
ャフト２５から第２プロペラシヤフト２６へのトルク伝
達量も差動回転数に比例する。しかして、当該動力伝達
機構１０においては、第１カムメンバー１４の軸方向の
摺動により圧力室Ｒ２内の圧力を増圧し、この圧力にて
作動ピストン１８を介して各クラッチプレート１５と各
クラッチディスク１６を摩擦係合させるものであるから
、開作動ピストン１８の内側面には押圧力が均一に付与
され各クラッチプレート１５と各クラッチディスク１６
に対する押圧力は第３図（ａ）に示すように均一になり
、これら両者１５．１６間における摩擦係合力は均一と
なり、局部的に摩擦係合力の大きな部位は発生しない。

従って、当該部位に起因するクラッチディスク１６の偏
摩耗や片焼は等は発生しない。また、各クラッチプレー
ト１５とクラッチディスク１６における径外方側の押圧
力が第３図（ｂ）に示すカムメンバーＣにて直接押圧す
る機構に比較して大きく、トルク伝達性能も向上する。

このため、動力伝達機構の小型化が可能となる。

第４図には、上記実施例の変形例である動力伝達機構が
示されている。当該動力伝達機構１０Ａは上記実施例の
動力伝達機構１０と類似の構成部材からなり、粘性抵抗
力発生手段１Ｏａおよび推力変換手段１０Ｃを構成する
第１カムメンバー１４Ａと第２カムメンバー１１ａにお
けるカム部、すなわちこれら両者１４Ａ、ｌｌａのカム
溝およびボール１７Ａの嵌合部位が上記実施例に比較し
て径内刃側に位置している。このため、第１カムメンバ
ー１４Ａに対する推力が大きくて圧力室Ｒ２内の増圧、
作動ピストン１８の各クラッチプレート１５とクラ・ノ
チディスク１６に対する押圧力が大きく、トルク伝達性
能が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る動力伝達機構の断面図
、第２図は同機構におけるカム機構の展開説明図、第３
図（ａ）、　（ｂ）は同機構および従来の機構における
摩擦係合力発生手段に対する押圧力の分布を示す説明図
、第４図は同機構の変形例を示す断面図、第５図は同機
構を採用した車両の概略図である。 符号の説明 １０．１０Ａ・・・動力伝達機構、１０ａ・・・粘性抵
抗力発生手段、１０ｂ・・・摩擦係合力発生手段、ＩＯ
Ｃ・・・推力変換手段、１１・・・アウタケース、１２
・・・インナケース、１３・・・作動プレート、ｌｌａ
、１４．１４Ａ・・・カムメンバー　１５・・・クラッ
チプレート、１６・・・クラッチディスク、１７．１７
Ａ・・・ボール、１８・・・作動ピストン、２５．２６
・・・プロペラシャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同軸的かつ相対回転可能に位置する一対の回転部材間に
   配設され、前記両部材の相対回転により作動して粘性抵
   抗力を発生させる第１の手段と、推力により作動して前
   記両部材をトルク伝達可能に連結する摩擦係合力を発生
   させる第２の手段と、前記第１の手段にて発生する粘性
   抵抗力を前記第２の手段に対する推力に変換させる第３
   の手段を備えてなり、前記第３の手段を、前記第１の手
   段にて発生する粘性抵抗力に応じて一方のカムメンバー
   が他方のカムメンバーに対して軸方向に離間するカム機
   構と、前記第２の手段と一方のカムメンバー間にて軸方
   向へ摺動可能に組付けられて同カムメンバーとにより流
   体が封入される圧力室を形成するとともに同圧力室にて
   発生する圧力に応じて前記第２の手段を押圧する作動ピ
   ストンにより構成したことを特徴とする動力伝達機構。