JPH0533819A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内外両回転部材のトルク伝達を行う摩擦クラッ
チと同摩擦クラッチを差動回転に応じて押圧する押圧力
を発生させる押圧力発生手段を備えた駆動力伝達装置に
おいて、車両の低差動領域および高差動領域でのトルク
伝達特性を向上させる。 【構成】前記押圧力発生手段を構成するロータ１４を円
盤状に形成して、ロータ１４の一側面に傾斜面を有する
凹所１４ｂを周方向に多数設けるとともに、ロータ１４
の他側面に径外方へ延びる１または複数のベーン１４ｃ
を設け、低差動領域では各凹所１４ｂにて発生する流体
圧をまた高差動領域ではベーン１４ｃにて発生する流体
圧を利用して全差動領域でのトルク伝達特性の向上を図
る。

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】

【従来技術】かかる駆動力伝達装置は、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
ルに介装される。

【０００３】しかして、従来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
備えてなる駆動力伝達装置がある。

【０００４】また、当該駆動力伝達装置においては同押
圧力発生手段が、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
により構成されているのが一般である。

【０００５】この種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。

【０００６】ところで、上記した形式の駆動力伝達装置
においては、当該駆動力伝達装置を四輪駆動車の駆動力
伝達装置として採用する場合には、前後輪の差動回転に
応じて駆動力を伝達することはもちろんであるが、四輪
駆動特有の循環トルクを吸収するとともに、走行中の前
後輪間の回転位相差に伴う振動および籠り音を防止し、
かつアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）制御時に
おける外乱を避けることが必要である。しかしながら、
上記した駆動力伝達装置においては、駆動輪側の回転が
高くなる正トルク伝達時にもまた従動輪側の回転が高く
なる逆トルク伝達時にも略同一の伝達特性であるため、
上記した循環トルクを十分に吸収することができないと
ともに、ＡＢＳに十分に対処し得ない。

【０００７】これに対処すべく、本出願人は特開平２−
２１０３８号公報に示すように、正トルク伝達時には従
動輪側に十分にトルク伝達がなされ、かつ逆トルク伝達
時には従動輪側へのトルク伝達が十分に規制される駆動
力伝達装置を提案している。当該駆動力伝達装置におい
ては、ロータにおける回転方向のー方（正転）側と他方
（逆転）側との形状を相違させて同ロータの正回転時と
逆回転時とで摩擦クラッチに対する押圧力を相違させ、
これにより正逆トルク伝達時の伝達トルクに差異を生じ
させている。従って、機能的にはほぼ満足のいくもので
あるが、差動回転方向が反転する際の粘性流体と気体と
の位置的置換に時間がかかり、圧力の応答に時間遅れを
生じるおそれがある。

【０００８】かかる問題に対処する駆動力伝達装置とし
て、本出願人は前記ロータを円盤状に形成して同ロータ
の側面部に一方の回転方向に対する傾斜面を有する凹所
を周方向に多数設けた駆動力伝達装置を特願平２−２７
４２９１号にて出願している。当該駆動力伝達装置にお
いては、前記ロータの回転方向の相違により同ロータの
凹所が有する傾斜面の流体に対するくさび作用を異に
し、くさび作用を生じまたはくさび作用の大きい方向の
回転時には押圧力発生手段にて発生する押圧力が大きく
て、摩擦クラッチに対して大きな押圧力を付与する構成
となっている。また、ロータが上記とは逆方向の回転時
にはくさび作用が発生せずまたはくさび作用が小さく
て、押圧力発生手段にて発生する押圧力が小さくて、摩
擦クラッチに対する押圧力が小さくなるように構成され
ている。

【０００９】このため、正逆トルク伝達時の伝達トルク
に大きな差異が生じて良好な機能を発揮し得るととも
に、差動回転が反転する際の粘性流体と気体との位置的
置換は各凹所内という小さな部位で行われるために瞬時
になされ、圧力の応答性が良好となる。また、上記した
ロータにおいて各凹所に正逆両回転方向に対する傾斜面
を形成した場合には正逆伝達トルクは同一になるが、低
差動領域における応答性が良好になるという利点があ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該駆動力
伝達装置においては粘性流体に対するくさび作用はロー
タの凹所が有する傾斜面と流体室の側壁間で発生する
が、流体室内に圧力が発生して作動ピストンが移動する
と同作動ピストンとロータ間の間隙が大きくなるため、
高差動領域においては流体室内に発生する圧力の差動回
転数に対する上昇率は大きく減少して伝達トルクが早期
に一定となり、高差動領域ではトルク伝達が不足する傾
向になる。図５の破線グラフは当該駆動力伝達装置にお
ける差動回転数と伝達トルクの関係を示している。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。

【００１１】

【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
ロータを円盤状に形成して同ロータの一側面に少なくと
も一方の回転方向に対する傾斜面を有する凹所を周方向
に多数設けるとともに、同ロータの他側面に径外方へ延
びる１または複数のベーンを設けたことを特徴とするも
のである。

【００１２】

【発明の作用・効果】かかる構成の駆動力伝達装置にお
いては、差動回転が発生するとロータが外側回転部材に
対して相対回転する。当該ロータにおいては、一側面に
設けた多数の凹所と他側面に設けたベーンの作用により
流体室内に流体圧が発生し、かかる流体圧が作動ピスト
ンを介して摩擦クラッチを押圧する。この結果、摩擦ク
ラッチは内外両回転部材をトルク伝達可能に連結し、こ
れら両回転部材間でトルク伝達がなされる。

【００１３】しかして、当該駆動力伝達装置において
は、ロータにおける一側面に設けた各凹所と他側面に設
けたベーンの両者が流体室内での流体圧の発生作用を行
い、特に各凹所が低差動領域における圧力応答性の向上
に寄与し、かつベーンが高差動領域におけるトルク伝達
の向上に寄与する。当該駆動力伝達装置における差動回
転数と伝達トルクの関係は図５の実線グラフの通りであ
る。

【００１４】

【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。

【００１５】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１５と、内側回転
部材であるインナシャフト１２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１５が螺着されている。インナシ
ャフト１２は所定長さの段付きの筒部１２ａの中間部外
周に外向フランジ部１２ｂを備え、フランジ部１２ｂ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。

【００１６】かかるインナシャフト１２においては、筒
部１２ａ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１２ａ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１５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。

【００１７】押圧力発生手段１０ａは作動ピストン１３
およびロータ１４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１２の外スプ
ライン部１２ｃ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
クラッチ用オイルと気体とが所定量封入されている。

【００１８】押圧力発生手段１０ａを構成する作動ピス
トン１３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１２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１４は図１〜図３に示すように構成されてお
り、同ロータ１４の詳細な説明については後述するが、
同シャフト１２に対して一体回転可能に組付けられてい
る。かかるロータ１４は作動ピストン１３の一側に設け
た環状凹所１３ａの深さと略同じ厚みに形成されてい
て、環状凹所１３ａ内に嵌合している。

【００１９】エンドカバー１５はインナシャフト１２の
筒部１２ａ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１５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１５ａにて作動ピストン１３の一側の環状外縁面に
当接し、その一側面１５ａと作動ピストン１３の環状凹
所１３ａとによりロータ１４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
が封入されている。

【００２０】しかして、ロータ１４は図１〜図３に示す
ように円盤状を呈しており、環状本体１４ａの一側面に
は多数の凹所１４ｂが形成されている。各凹所１４ｂは
円周方向に等間隔に配設されて、外周方向へ放射状に延
びている。凹所１４ｂは中央部から周方向へ傾斜して延
びる一対の傾斜面からなり、各傾斜面は正逆各回転方向
に対してそれぞれ傾斜して対向している。また、ロータ
１４においては、環状本体１４ａの他側面に径中央部か
ら径外周へ延びる２枚のベーン１４ｃが形成されてい
る。各ベーン１４ｃは所定の厚みを備えていて、同厚み
分他側面から突出している。

【００２１】かかるロータ１４においては、作動ピスト
ン１３の環状凹所１３ａの深さと略同じ厚みに形成され
ているとともに、外周が環状凹所１３ａの外周面に略摺
接する大きさに形成されていて、インナシャフト１２の
外周に一体回転可能に組付けられて同環状凹所１３ａ内
に嵌合している。かかる状態において、ロータ１４にお
ける環状本体１４ａの一側面の各凹所１４ｂと作動ピス
トン１３の環状凹所１３ａの一側面間に各凹所１４ｂに
対応する多数の第１流体室Ｒ１が形成され、かつ環状本
体１４ａの他側面の各ベーン１４ｃとエンドカバー１５
の一側面１５ａ間における各ベーン１４ｃ間に２つの第
２流体室Ｒ２が形成されている。

【００２２】かかる構成の駆動力伝達装置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、作動ピストン１３およびエンドカバ
ー１５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１２およびロータ１４
との間に相対回転が生じる。

【００２３】従って、押圧力発生手段１０ａにおいて
は、第１および第２流体室Ｒ１，Ｒ２内の粘性流体が相
対回転数に比例した速度にて強制的に流動させられ、周
方向に順次相対移行する流体室Ｒ１，Ｒ２内では流動抵
抗に起因して各凹所１４ｂおよび各ベーン１４ｃ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１３を軸方向へ押圧す
る。この結果、作動ピストン１３は摩擦クラッチ１０ｂ
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
１２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。

【００２４】しかして、当該駆動力伝達装置１０におい
ては、ロータ１４の一側面においては各凹所１４ｂを形
成する各傾斜面がくさび作用を行って各第１流体室Ｒ１
内に流体圧を発生させ、かつロータ１４の他側面におい
ては各ベーン１４ｃの下流側端から次のベーン１４ｃの
上流側端に向かって漸次増圧される圧力分布が発生し、
同圧力分布に起因する流体圧が各第２流体室Ｒ２内に発
生する。第１流体室Ｒ１内に発生する流体圧は、差動回
転方向が反転する際の粘性流体と気体との位置的置換が
瞬時になされることから、低差動領域における応答性が
高く、また第２流体室Ｒ２内で発生する流体圧は差動回
転数に対応するので高差動領域において高くなる。もの
で、従って両流体室Ｒ１，Ｒ２内で発生する流体圧が低
差動領域と高差動領域でのトルク伝達を互いに補い、全
差動領域でのトルク伝達特性を向上させる。特に、高差
動領域における差動回転数との対応性が良いことから、
車両のスタック時等に対する脱出性能が向上する。

【００２５】なお、当該駆動力伝達装置１０において
は、各凹所１４ｂを形成する両傾斜面の一方を他の形状
に変更して正回転時にのみくさび作用を有する構成と
し、および／またはベーン１４ｃを回転方向の正逆の方
向性を付与した形状に構成すれば、正転時の伝達トルク
を大きくするとともに逆転時の伝達トルクを小さくし
て、四輪駆動特有の循環トルクを吸収することができる
とともに、車両走行中の前後輪間の回転位相差に伴う振
動および籠り音を防止でき、かつアンチロックブレーキ
システム（ＡＢＳ）制御時における外乱を避けることが
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
成するロータの斜視図ある。

【図３】同ロータの正面図（ａ）、および背面図（ｂ）
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差動回転数と伝達ト
ルクの関係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…第１摩擦クラッチ、１１…アウタケース、１２…イ
ンナシャフト、１３…作動ピストン、１４…ロータ、１
４ａ…環状本体、１４ｂ…凹所、１４ｃ…ベーン、１５
…エンドカバー、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、Ｒ
１，Ｒ２…流体室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【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、前記ロータを円盤状に形成して同ロ
   ータの一側面に少なくとも一方の回転方向に対する傾斜
   面を有する凹所を周方向に多数設けるとともに、同ロー
   タの他側面に径外方へ延びる１または複数のベーンを設
   けたことを特徴とする駆動力伝達装置。