JPH03140637A - 動力伝達装置 - 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） 本発明は動力伝達装置に関し、特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
回転部材間のトルク伝達を行う動力伝達装置に関する。

（従来技術） この種形式の動力伝達装置としては特開昭６１−５０１
５８３号公報に示されている粘性流体継手（ビスカスカ
ップリング）、特開昭６３−２８７６３１号公報に示さ
れているビスカスカップリング、摩擦クラッチおよびこ
れら両者を連結するカム手段からなる動力伝達装置があ
る。がかる動力伝達装置は駆動側図１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
゛両部材を互に動力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０、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。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記した前者の粘性流体継手であるビスカス
カップリングにおいては、内外側プレート間の相対回転
時これら両プレート間に存在する粘性流体の剪断力に起
因する粘性摩擦トルクにより両プレート間のトルク伝達
が可能になるものであるが、かかる粘性摩擦トルクはさ
ほど大きくないとともに同トルクの立上り特性はよくな
い。また、大きな粘性摩擦トルクを発生させるべくビス
カスカップリングを構成すると剪断力が極めて大きくな
って発熱量が増大し、粘性流体が高温になってその粘度
が大きく低下する。このため、得られる粘性摩擦トルク
が変動して両プレート間のトルク伝達特性が不安定とな
り、特に両プレート間の回転差が漸次増大した後漸次減
少する場合にはトルク伝達特性にヒステリシスが生じる
。従って、かかるビスカスカップリングを四輪駆動車に
おける一方の動力伝達系路の連結機構、各ディファレン
シャルの差動制限機構等として使用した場合には一方の
動力伝達系路の伝達トルク、差動制限トルクが不安定な
状態となり、車両の走行性能に影響を及ぼす。

また、上記した後者の動力伝達装置においては、ビスカ
スカップリングにて発生する粘性摩擦トルクにより両回
転部材間のトルク伝達がなされるとともに、上記粘性摩
擦トルクをカム手段にて推力に変換して摩擦クラッチを
係合させ、同゛クラッチの摩擦トルクによりさらに両回
転部材間のトルク伝達がなされるようになっている。従
って、かかる動力伝達装置はビスカスカップリングの作
動を基礎とするもので、ビスカスカップリングの上記し
た不具合をそのまま包含している。

本出願人はこれらの問題を解決すべき動力伝達装置を特
願昭６３−１１４４０６号出願にて提案している。当該
動力伝達装置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推力に応じ
て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粘性抵抗力を発生させる粘性
抵抗力発生手段、同粘性抵抗力発生手段と前記摩擦クラ
ッチ間に配設され同粘性抵抗力発生手段にて発生する粘
性抵抗力に応じて相対回転するカムメンバーとこれら両
者の複数のカム面に介装されて両カムメンバーを互に離
間すべく作用する複数のカムフォロアを有する推力変換
手段を備えた構成のものである。

かかる動力伝達装置は上記したビスカスカップリングを
廃止して、ビスカスカップリングに起因する上記問題を
解消したものである。しがしながら、当該動力伝達装置
においてはカムメンバーが有するカム面を高い精度に形
成することは難しく、各カム面と各カムフォロア間での
当接状態が不均一となって片当たりが生じ、一部のカム
面およびカムフォア口に過負荷がかかってこれら両者に
変形を生じさせる。これにより、設定されたトルク伝達
特性が変化して十分な車両駆動性能が得られない。

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） 本発明に係る動力伝達装置は、同軸的がっ相対回転可能
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
れる推力に応じて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粘性抵抗力を
発生させる粘性抵抗力発生手段、同粘性抵抗力発生手段
と前記摩擦クラッチ間に配設され同粘性抵抗力発生手段
にて発生する粘性抵抗力に応じて相対回転する一対のカ
ムメンバーとこれら両者の複数のカム面間に介装されて
両カムメンバーを互に離間すべく作用する複数のカムフ
ォロアを有する推力変換手段を備え、前記両カムメンバ
ーのうちの粘性抵抗力発生手段側の一方のカムメンバー
を、カム面を有する複数のカム形成部材と同カム形成部
材が嵌合される複数の凹所を有するカムボデー部材とに
より構成して前記凹所をその底部にて前記粘性抵抗力発
生手段を構成する粘性流体室に連通させ、前記カム形成
部材を前記カムボデー部材の凹所に液密的かつ他方のカ
ムメンバーに対して進退可能に嵌合して支持したことを
特徴とするものである。

（考案の作用・効果） かかる構成の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粘性抵抗力発生手段に差動回転数に
応じた粘性抵抗力が発生し、同粘性抵抗力は推力変換手
段にて摩擦クラッチに対する推力に変換される。従って
、摩擦クラッチはかかる推力により押圧され、両回転部
材間で差動回転数に比例したトルク伝達を行う、従って
、当該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、再駆動側回転部材間、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、当該動力伝達装置においては粘性抵抗力発生
手段に粘性抵抗力が発生すると同手段を構成する粘性流
体室に圧力が発生し、この圧力が一方のカムメンバーの
各凹所に嵌合するカム形成部材を背面から他方のカムメ
ンバー側に押圧する。

この結果、両カムメンバーの各カム面とカムフォロア間
のガタ、隙間が消失してこれら両者は均一な当接状態と
なり、一部のカム面およびカムフォロアに対する過負荷
が解消されて両者に変形が発生することがない、このた
め、トルク伝達特性は設定された値に保持され十分な車
両駆動性能が得られる。

また、かかる構成によれば各カム面と各カムフォロアの
全てが均一に当接するためカム面およびカムフォロアの
数を増加させることができ、これにより一組のカム面お
よびカムフォロアに対する負荷荷重が小さくなり、カム
フォロアを小さくすることができて装置の小型化を図る
ことができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明するに、第
１図には本発明に係る動力伝達装置１０が示されている
。当該動力伝達装置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は動力伝達装置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
動力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。

動力伝達装置１０は第１図および第２図に示すように、
アウタケース１１とインナケース１２からなる環状の作
動室内に摩擦クラッチ１０ａ、粘性抵抗力発生手段１０
ｂおよび推力変換手段１０Ｃを備えている。アウタケー
ス１１は第１プロペラシヤフト２５に一体的に連結され
、またインナケース１２は第２プロペラシヤフト２６に
一体的に連結されてアウタケース１１内に同軸的かつ相
対回転可能に組付けられている。

摩擦クラッチ１０ａは湿式多板クラッチで多数のクラッ
チプレート１３ａとクラッチディスク１３ｂとからなり
、各クラッチプレート１３ａはその外スプライン部をア
ウタケース１１の内スプライン部１１ａに嵌合されて同
ケース１１に一体回転回能かつ軸方向へ移動可能に組付
けられ、かつ各クラッチディスク１３ｂはその内スプラ
イン部をインナケース１２の外スプライン部１２ａに嵌
合されて同ケース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。

粘性抵抗力発生手段１０ｂはアウタケース１１内の底部
１１ｂ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１４とにより形成された粘性流体室Ｒ、アウ
タケース１１の底部１１ｂに設けた第１フイン１１Ｃ１
および第１カムメンバー１４に設けた第２フイン１４ａ
にて構成されている。第１フインｌｌｃはアルミ合金等
アウタケース１１より軽量でかつ加工容易な材料にて形
成されていて、アウタケース１１の底部１１ｂに嵌着さ
れて同ケース１１と一体回転可能であり、多数のフィン
部１１ｃｍは同心円状に形成されて粘性流体室Ｒに同軸
的に所定長さ突出している。

第２フイン１４ａは第１カムメンバー１４のボデ一部材
１４ｂに一体的に形成されており、第１フインｌｌｃと
同様アルミ合金等軽量でかつ加工容易な材料からなりか
つ多数のフィン部１４ａ１は同心円状に形成されて流体
室Ｒに同軸的に所定長さ突出している。第１カムメンバ
ー１４は両ケース１１．１２に対して液密的に回転可能
かつ軸方向へ摺動可能に組付けられていて、各フィン部
１４ａｌが第１フインｌｌｃの各フィン部１１０１間に
所定の微小間隙を保って嵌合され、かつ所定の長さ互に
重合している。なお、流体室Ｒにはシリコンオイル等高
粘性の粘性流体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１５およびカムフォロアである複数のコロ１６
にて構成されている。しかして、第１カムメンバー１４
はカムボデー部材１４ｂとカム形成部材１４ｃとにより
構成されている。カムボデー部材１４ｂにおいては第１
図〜第４図に示すように、第２カムメンバー１５との対
向面に周方向に等間隔を保持して形成された複数の凹所
１４ｄを備えており、各カム形成部材１４ｃはゴム製の
シール部材１４ｅを介して各凹所１４ｄに第２カムメン
バー１５に対して進退可能に嵌合されて支持されている
。また、各カム形成部材１４Ｃは第２カムメンバー１５
と対向する側に一対のカム面１４ｃ１．１４ｃ２からな
るＶ形状のカム部を備え、同様に第２カムメンバー１５
は各カム形成部材１４ｃに対向する一対のカム面１５ｂ
１１５ｂ２からなるＶ形状のカム部を備えている。

カムメンバー１５は第１カムメンバー１４と摩擦クラッ
チ１０ａの最左端のクラッチディスク１３ｂとの間にて
、イン、ナケース１２の外周に一体回転可能に組付けら
れており、同カムメンバー１５と第１カムメンバー１４
間の各カム部間にコロ１６が介装され、コロ１６は各カ
ム部のカム面に当接している。また、第１カムメンバー
１４には各凹所１４ｄの底部中央と流体室Ｒとに開口す
る連通孔１４ｆが形成されている。

かかる構成の動力伝達装置１０においては、第１および
第２プロペラシヤフト２５．２６問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間でのトル
ク伝達はないが、両シャフト２５．２６間に相対回転が
生じると両シャフト２５．２６でのトルク伝達を行う。

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と一体のアウタケー
ス１１および第１フインｌｌｃと、第２プロペラシヤフ
ト２６と一体のインナケース１２、第２カムメンバー１
５および第２フイン１４ａとの間に相対回転が生じ、こ
れら両フィン１１ｃ、１４ａ間に下記式で示す粘性剪断
トルクＴが発生する。

Ｋ：定数、μ：粘性流体の粘度、Ｎ：差動回転数、Ｊ２
：各フィン部が対向する長さ、ｈ：各フィン部の対向面
の隙間、ｒｉ：粘性剪断力発生部の各半径 この粘性剪断トルク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し、この抵抗力Ｆはコロ
１６の配置半径をＲとするとＦＴ／Ｒとなる。また、こ
の抵抗力は推力変換手段１０ｃにより摩擦クラッチ１０
ａを押圧する推力に変換されるが、この場合側カムメン
バー１４．１５およびコロ１６は第４図に示すように作
動し、コロ１６と各カム面との接触角をθとすると推力
Ｓは５＝Ｆｔａｎθとなる。これにより、摩擦クラッチ
１０ａにおいてはクラッチプレート１３ａとクラッチデ
ィスク１３ｂとが差動回転数に応じた摩擦係合をし、両
ケース１１．１２間すなわち両シャフト２５．２６間の
トルク伝達を行う、なお、第１カムメンバー１４は各コ
ロ１６の作用にて流体室Ｒ側へ摺動して流体室Ｒの容積
を減少させ、これにより粘性流体の充填率を高める結果
粘性剪断トルクが増大して粘性流体の粘度低下に起因す
る同トルクの低下を補足する。

しかして、当該動力伝達装置１０においては、流体室Ｒ
内の圧力が上昇するとこの圧力が第１カムメンバー１４
の各カム形成部材１４ｃの背部に付与され、各カム形成
部材１４ｃは第２カムメンバー１５側に押圧される。こ
の結果、両カムメンバー１４．１５の各カム面１４ｃｌ
　、１４Ｃ２および１５ｂｘ　、１５ｂｚと各コロ１６
間にガタ、隙間等が存在していてもこれらは互いに均一
な当接状態となり、一部のカム面およびカムフォロアに
対する過負荷状態が解消されて両者に変形が発生するこ
とがない、このため、トルク伝達特性は設定された値に
保持され十分な車両駆動性能が得られる。

また、かかる構成によれば各カム面と各カムフォロアの
全てが均一に当接するため、カム面およ・びカムフォロ
アの数を本実施例の３組よりも増加させることができ、
これにより一組のカム面およびカムフォロアに対する負
荷荷重が小さくなり、カムフォロアを小さくすることが
できて装置の小型化を図ることができる。

さらにまた、かかる構成によれば第１カムメンバー１４
の各凹所１４ｄにおける各カム形成部材１４ｃの背部側
に粘性流体がわずかに存在しているため、突然の負荷荷
重に対しても上記した流体が衝撃を吸収して耐久性を向
上させる。

【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装置の断面図
、第２図は同装置におけるカム部の拡大断面図、第３図
は同装置の第１カムメンバーの正面図、第４図は同装置
におけるカム部の部分平面展開図、第５図は同装置を搭
載した車両の概略構成図である。 符号の説明 １０・・・動力伝達装置、１０ａ・・・摩擦クラッチ、
１０ｂ・・・粘性抵抗力発生手段、１０ｃ・推力変換手
段、１１・・・アウタケース、１２・・・インナケース
、１４・・・第１カムメンバー、１５・・・第２カムメ
ンバー、１４ｂ・・カムボデー部材、１４ｃ・・・カム
形成部材、１４ｄ・・・凹所、１４ｆ・・・連通孔、１
６・・コロ、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推力に応じて摩擦係合力
   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
   回転に応じた粘性抵抗力を発生させる粘性抵抗力発生手
   段、同粘性抵抗力発生手段と前記摩擦クラッチ間に配設
   され同粘性抵抗力発生手段にて発生する粘性抵抗力に応
   じて相対回転する一対のカムメンバーとこれら両者の複
   数のカム面間に介装されて両カムメンバーを互に離間す
   べく作用する複数のカムフォロアを有する推力変換手段
   を備え、前記両カムメンバーのうちの粘性抵抗力発生手
   段側の一方のカムメンバーを、カム面を有する複数のカ
   ム形成部材と同カム形成部材が嵌合される複数の凹所を
   有するカムボデー部材とにより構成して前記凹所をその
   底部にて前記粘性抵抗力発生手段を構成する粘性流体室
   に連通させ、前記カム形成部材を前記カムボデー部材の
   凹所に液密的かつ他方のカムメンバーに対して進退可能
   に嵌合して支持したことを特徴とする動力伝達装置。