JPH0351522A - 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６１５０１５
８３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
。かかる動力伝達装置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、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、内外両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
ほど太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？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、かが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６３−１１４４０”’６号出願にて提案している。

当該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
擦クラッチ間に位置し前記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間に介装されたカ
ムフォロアを有する推力変換手段を備え、前記粘性抵抗
力発生手段を、前記外側回転部材内にて前記推力変換手
段の一方のカム５一 メンバーにより区画された粘性流体室と、同カムメンバ
ーに一体的に設けられて前記流体室に突出する多数のフ
ィン部を同心的に有する第１フィンと、前記流体室内に
て前記両回転部材の一方に一体回転可能に設けられて前
記第１フィンの各フィン部と同心的に交互に嵌合する多
数のフィン部を有する第２フィンとにより構成したこと
を特徴とするものである。

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。しかしながら、当該動力伝達装置
においては差動回転数が大きくなるほど剪断速度が増大
して粘性流体の粘度が低下するため、差動回転数が増大
することにともない伝達トルクの増加率が低下する。第
１０図のグラフには差動回転数に対する伝達トルクの関
係が示されており、上記した先願に係る動力伝達装置に
おいてはグラフ（Ｉ）に示すように、グラフ（ＩＩ）に
示すビスカップリングに比較して粘性流体の温度による
粘度低下が少ないことから、同６− カップリングより伝達トルクは増加するもののその増加
率は漸次低下する傾向にある。このため、トルク伝達特
性はタイトコーナブレーキング現象の発生領域（Ｉ［［
）の下限から漸次離れ、車両の走行性能上不利となる。

従って、本発明の目的は上記した先願に係る動力伝達装
置において、差動回転に伴い伝達トルクを一層増加させ
ることによりトルク伝達特性をタイトコーナブレーキン
グ現象の発生領域の下限に沿わせ、車両の走行性能の向
上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記した先願に係る動力伝達装置において前記
粘性抵抗力発生手段を、前記外側回転部材内にて前記推
力変換手段の一方のカムメンバーにより区画された粘性
流体室と、同カムメンバーに一体的に設けられて前記流
体室に突出する多数のフィン部を同心的に有する第１フ
ィンと、前記流体室内にて前記両回転部材の一方に一体
回転可能に設けられて前記第１フィンの各フィン部と同
心的に交互に嵌合する多数のフィン部を有する第２フィ
ンとにより構威し、かつ前記一方のカムメンバーを前記
流体室の内外へ摺動可能に組付けて同流体室内に所定量
の粘性流体と気体とを密封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
応し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
材間で差動凹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、両駆動側回転部材間、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両回転部材間の
差動回転数の増大に応して一方のカムメンバーがカムフ
オロアの作用にて流体室側へ漸次摺動し、両フィンにお
ける各フィン部の重合長さを増大させるとともに流体室
における粘性流体の充填率を増大させる。このため、こ
れら両者の増大に起因して伝達トルクが増大し、粘性流
体の粘度低下に起因する伝達トルクの低下を補足しまた
は同伝達トルクの低下を上回る。この結果、当該動力伝
達装置においては、トルク伝達特性をタイトコーナブレ
ーキング現象の発生領域の下限に近づけることができ、
車両の走行性能の向上を図ることができる。

（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
図には本発明の第１実施例に係る動力伝達装置１０が示
されている。当該動力伝達装Ｗ１０は第１１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２１９　一 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は動力伝達装ｉｆｆ
　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が動力伝達可能な場
合動力がリャ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はアウタケース１１とインナケース１
２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１　０　．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プロペラシャフ
ト２５に一体的に連結され、またインナケース１２は第
２プロペラシャフト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１　０ イン部１１ａ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、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
１ｌｂと後述する推力変換手段１０ｃを楕戒する第１カ
ムメンバー１４とにより形威された粘性流体室Ｒ、同流
体室内にてインナケース１２の外周に軸方向の移動を規
制されて一体回転可能に組付けた第１７ィン１５、およ
び第１カムメンバー１４に設けた第２７ィン１４ａにて
構成されている。第１フィンｌ５は同心円状に形成され
て第１カムメンバー１４側に突出する多数のフィン部１
５ａを備えている。第２７ィン１４ａは第１カムメンバ
ー１４のボデー１４ｂに一体的に形威されており、多数
のフィン部１４ａｌは同心円状に形戒されて流体室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に対して液密約に回転可能かつ軸
方向へ摺動可能に組付けられていて、各フィン部１４ａ
ｌが第１７ィン１５の各フィン部１５ａ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。また、流体室Ｒにはシリコンオイル等高粘性の所定
量の粘性流体と空気とが封入されている。

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ｌ６およびカムフォロアである複数のコロ１７
にて楕戒されている。第１カムメンバー１４においては
そのボデー１４ｂの第２７ィン１４ａとは反対側の部位
に、第２図および第３図に示すようにカム溝１４ｃが形
或されている。

一方、第２カムメンバー１６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プレート１３ａ
との間にて、アウタケース１１の内周に一体回転可能に
組付けられている。かかる第２カムメンバー１６におい
ては、第１カムメンバー１４のカム溝１４ｃに対向する
部位に同カム溝１４ｃと同一形状のカム溝１６ａが一体
的に形成されている。各カム溝１４ｃ、１６ａは第２図
（ａ）〜（ｃ）に示すようにカム頂角をθとする複数の
谷部を有し、互に対向する谷部間にコロ１７が介装され
ている。

かかる楕戒の動力伝達装置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プロペラシャフト２５と一体のアウタケー
ス１１、第２カムメンバー１６および第１カムメンバー
１４と、第２プロペラシャフト２６と一体のインナケー
ス１２および第１７ィン１５との間に相対回転が生じ、
これら両フィンｌ５、１４ａ間に下記式で示す粘性剪断
トルクＴが発生する。

１　３ー 数、Ｊ２＝各フィン部が重合する長さ、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
１７の配置半径をＲとするとＦ一Ｔ／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１
０ａを押圧する推力に変換されるが、この場合両カムメ
ンバーｌ４、１６およびコロ１７は第２図（ａ）から同
図（ｂ）、（ｃ）に示すように作動し、推力Ｓはカム頂
角をθとするとＳ＝Ｆｔａｎθ／２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１３
ａ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。

しかして、当該動力伝達装置１０においては、流体室Ｒ
内に所定量の粘性流体と空気とが封入され、かつ第１カ
ムメンバーｌ４が軸方向へ摺動可一　１　４ 能に組付けられている。このため、両ゲース１１、１２
の差動回転時第１カムメンバーｌ４は第３図の２点鎖線
で示す位置まで流体室Ｒ側へ押動され、流体室Ｒ内の空
気を圧縮して粘性流体の充填率を高め、かつ両フィン１
５、１４ａの各フィン部１５ａ、１４ａ１の重合長さを
増大させる。しかして、第７図には差動回転数に対する
各フィン部の重合長さの増加量Δ℃が示され、がっ第８
図には差動凹転数に対する粘性流体の充填率δが示され
ており、第１実施例は実線グラフにて示されている。粘
性抵抗力発生手段１０ｂにて発生する粘性剪断トルクＴ
は上記式から明らがなように各フィン部の重合長さに比
例し、かつ第９図のグラフがら明らかなように粘性流体
の充填率に比例するため、粘性流体の粘度低下に起因す
る粘性剪断トルクの低下を十分に補償する。この結果、
差動回転回数に対する伝達トルクは第１０図のグラフ■
に示す通りとなる。

第４図には本発明の第２実施例に係る動力伝達装置３０
が示されている。当該動力伝達装置３ｏは第１実施例の
動力伝達装置１０と同様摩擦クラッチ３０ａ、粘性抵抗
力発生手段３０ｂおよび推力変換千段３０ｃを備えてお
り、第１カムメンバー３４が第４図および第５図に示す
ように皿バネ３８ａにより流体室Ｒ側へ付勢されている
点で第１実施例の動力伝達装置１０とは相違する。従っ
て、当該動力伝達装置３０のその他の構戒については、
第１実施例の動力伝達装置１０と同一の部材には３０番
台の類似の符号を付してその説明を省略する。なお、第
５図の符号３８ｂは皿バネ３８ａの端部を支持する環状
のリテーナであり、このリテーナ３８ｂは二一ドルベア
リングに変更することもできる。

しかして、当該動力伝達装置３０においては、流体室Ｒ
内の粘性流体の充填率が第１実施例の動力伝達装置１０
における充填率と同じである場合でも流体室Ｒ内の初期
圧力は皿バネ１８ａの付勢力に相当する分動力伝達装置
１０より高い。このため、差動回転数に対する各フィン
部の重合長さの増加量Δ℃および粘性流体の充填率δは
、第７図および第８図の１点鎖線のグラフに示すように
第１実施例の動力伝達装置１０より若干小さくなり、差
動回転数に対する伝達トルクは第１０図のグラフＶに示
すようにより直線的となる。

第６図には本発明の第３実施例に係る動力伝達装置４０
が示されている。当該動力伝達装置４０は他の装置１０
、３０と同様摩擦クラッチ４０ａ、粘性抵抗力発生手段
４０ｂおよび推力変換手段４０Ｃを備え、アウタケース
４１のリテーナ４１ａと第２カムメンバー４６間に複数
のコイルバネ４８が介装されている。これにより、両カ
ムメンバー４４、４６はコイルバネ４８の付勢力にて押
圧され、流体室Ｒ内の初期圧力が第２実施例の動力伝達
装置３０と同様に高められ、がっ第２カムメンバー４６
の摩擦クラッチ４０ａ側への移動が所定の力で規制され
ている。このため、差動回転の初期においてはトルク伝
達がなされない不感帯が生じるとともに、差動回転数に
対してはより高い伝達トルクが得られ、同伝達トルクは
第１０図のグラフ■となる。なお、その他の構戒は第１
実施１　７ 例の動力伝達装置１０に類似のため、同し楕戒部材に相
当する部材は４０番台の類似の符号を付してその説明を
省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る動カ伝達装置の断面
図、第２図（ａ）　、（ｂ）は同装置におけるカム部の
部分展開図、同図（Ｃ）は同図（ｂ）の一部省略部分拡
大図、第３図は同装置の要部拡大断面図、第４図は第２
実施例に係る動カ伝達装置の断面図、第５図は同装置の
部分拡大断面図、第６図は第３実施例に係る動カ伝達装
置の断面図、第７図は差動回転数に対する各フィン部の
重合長さの増加の関係量を示すクラフ、第８図は差動回
転数に対する粘性流体の充填率の関係を示すグラフ、第
９図は粘性流体の充填率に対する粘性剪断トルクの倍率
の関係を示すグラフ、第１０図は差動回転数に対する伝
達トルクの関係を示すグラフ、第１１図は第１実施例に
係る動カ伝達装置を搭載した車両の概略構成図である。 符号の説明 １　８ １０、３０、４０−−・動力伝達装置、１０ａ、３０ａ
、４０ａ・−−摩擦クラッチ、１０ｂ、３ｏｂ、４０ｂ
・・・粘性抵抗力発生手段、１０ｃ、３０ｃ、４０ｃ・
・・推力変換手段、１１、３１、４１・・・アウタケー
ス、ｌ２、３２、４２・・インナケース、１４、３４、
４４・・・第１カムメンバー　１４ａ・・・第１フィン
、１５、３５、４５・・・第２フィン、１６、３６、４
６・・・第２カムメンバー、１７、３７、４７・・・コ
ロ、３８ａ・・・皿バネ、４８・・・コイルバネ、２５
、２６・・・プロペラシャフト、Ｒ・・・流体室。

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位置
   し前記粘性抵抗力に応じて相対回転する一対のカムメン
   バーとこれら両者間に介装されたカムフォロアを有する
   推力変換手段を備え、前記粘性抵抗力発生手段を、前記
   外側回転部材内にて前記推力変換手段の一方のカムメン
   バーにて区画された粘性流体室と、同カムメンバーに一
   体的に設けられて前記流体室に突出する多数のフィン部
   を同心的に有する第１フィンと、前記流体室内にて前記
   両回転部材の一方に一体回転可能に設けられて前記流体
   室に突出し前記第１フィンの各フィン部と同心的に交互
   に嵌合する多数のフィン部を有する第２フィンとにより
   構成し、かつ前記一方のカムメンバーを前記流体室の内
   外へ摺動可能に組付けて同流体室内に所定量の粘性流体
   と気体とを密封したことを特徴とする動力伝達装置。