JPH057070Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は入力軸と出力軸との相対回転数に応じ
て自動的にトルク伝達を行う動力伝達装置、特に
４輪駆動車のトランスフア装置や差動制限装置と
して好適な動力伝達装置に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、入力軸と出力軸との相対回転数に応じて
自動的にトルク伝達を行う動力伝達装置としては
ビスカスカツプリングが広く知られている。この
ビスカスカツプリングは、軸側のスプラインには
め込まれた多数のスリツトを有する円板と、ドラ
ム内側のスプラインにはめ込まれた多数の丸孔を
有する円板とを交互に重ね合わせ、ドラム内に高
粘度のシリコンオイルを封入してなるもので、入
力側と出力側との間に相対回転がない時にはトル
クは伝達されず、相対回転数の増大につれてシリ
コンオイルと円板との間の剪断抵抗によりトルク
を伝達する仕組みとなつている。

上記ビスカスカツプリングは極めてスムーズな
動力伝達が行えかつ切換操作を一切必要としない
ため、例えば４輪駆動車のトランスフア装置とし
て使用すると、通常走行時には２輪駆動と同様な
効率的に走行を実現し、悪路や雪道走行時には４
輪駆動としての特性を十分に発揮することができ
る。

ところが、ビスカスカツプリングには次のよう
な２つの欠点がある。第１は、ビスカスカツプリ
ングのトルク−相対回転数特性が上に凸となる曲
線を示し、相対回転数が小さい時でも伝達トルク
は比較的大きくなることである。このことは、例
えば低速コーナリング時にタイトブレーキング現
象を起こす場合があり、また前後輪の有効径のア
ンバランスによつて前後輪の回転速度に差が生じ
たとき、相対回転数と伝達トルクとの積に比例し
て損失エネルギーが大きくなるため、特に高速走
行時の相対回転数の小さな領域から燃費に悪影響
を及ぼす。第２は、円板の加工が複雑かつ高い精
度を必要とし、しかも１個のビスカスカツプリン
グ当り多数の円板を必要とするため、コスト高と
なることである。

考案の目的 本考案の目的は、上記ビスカスカツプリングの
欠点を解消するとともに、オイルポンプの吸込不
良や作動油の冷却不良を防止できる動力伝達装置
を提供することにある。

考案の構成 上記目的を達成するために、本考案は、入力軸
と出力軸との相対回転数の大きさに応じたトルク
伝達を行う動力伝達装置において、入力軸と出力
軸との相対回転によつて駆動されるオイルポンプ
と、該オイルポンプの吐出油圧により入、出力軸
間を係合させる湿式クラツチと、内部に上記オイ
ルポンプと湿式クラツチとを軸方向に並設し、入
力軸または出力軸と一体回転するとともに、内部
に作動油を封入したケースと、ケースの外周部に
形成された上記オイルポンプの吸込油路とを具備
し、オイルポンプから吐出された作動油は湿式ク
ラツチのクラツチ油室に入り、クラツチ油室から
オリフイスを介してクラツチ板の内径側に導か
れ、遠心力によつてクラツチ板の間を外径側へ流
れた後、上記吸込油路へ入るようにケース内を循
環することを特徴とするものである。

実施例の説明 第１図は本考案を４輪駆動車のトランスフア装
置に適用した一例を示し、エンジン１の後部には
変速機２が連結され、この変速機２の出力はトラ
ンスフア装置３を介して２本の伝動軸４，５に動
力分配されている。そして、一方の伝動軸４は差
動装置６を介して前輪７を駆動し、他方の伝動軸
５は差動装置８を介して後輪９を駆動している。

第２図は上記トランスフア装置３の内部構造を
示し、ハウジング１０，１１，１２の中央には変
速機２の出力軸である入力軸１３と、この入力軸
１３に連結具１４を介して直結された第１出力軸
１５とが軸受１６，１７によつて回転自在に支持
され、上記第１出力軸１５は後輪９を駆動するた
めの伝動軸５に連結されている。また、入力軸１
３の外周には円筒状の第２出力軸１８が軸受２
１，２１を介して相対回転自在に支持され、第２
出力軸１８の右端部外周にはスプロケツト２２が
スプライン結合されており、このスプロケツト２
２はチエーン２３を介して前輪７を駆動するため
の伝動軸４と連結されている。

上記入力軸１３にはフロントケース３０がスプ
ライン係合されており、このフロントケース３０
の外側にリヤケース３１が嵌合され、両者の間に
シリンダ３２とオイルポンプボデー３３とを介在
させた状態でボルト３４によつて一体に締結され
ている。上記ケース３０，３１の内部空間には作
動油が充填されており、オイルシール３５，３６
によつてシールされている。作動油の充填は上記
リヤケース３１のボルト挿入孔３１を介して行わ
れるが、特にシリンダ３２のボルト孔３２ａが外
周側にＵ字形に開口しているので、ボルト３４を
引き抜いた状態でリヤケース３１のボルト挿入孔
３１ａから油を注入すれば、ケース３０，３１内
に容易に充填できる。

上記第２出力軸１８とケース３０，３１との間
には湿式クラツチ４０とオイルポンプ６０とがシ
リンダ３２を隔てて並設されている。すなわち、
第２出力軸１８の左端部にはクラツチハブ１９が
一体形成され、上記フロントケース３０とクラツ
チハブ１９との間にはフロントケース３０とクラ
ツチハブ１９とにそれぞれスプライン係合したク
ラツチ板４１，４２が交互に複数枚配置されてい
る。上記シリンダ３２の内側には上記クラツチ板
４１，４２を圧着されるピストン４３が軸方向に
移動自在に配置され。ピストン４３にはクラツチ
油室４５から漏れ出る作動油の流量を絞るための
オリフイス孔４４が形成されている。また、シリ
ンダ３２の外周肉厚部には第３図に示すようにリ
リーフ弁４６が設けられており、クラツチ油室４
５の内圧が所定値以上になるとスプリング４７に
打ち勝つてドレン油路４８，４９を開くようにな
つている。上記クラツチ板４１，４２の外周側に
は所定の厚みを有する円筒形のストレーナ５０が
配置されており、ケース３０，３１内部を循環す
る油中のゴミを濾過し、オイルポンプ６０を保護
している。

上記オイルポンプボデー３３の内側には第４図
に示すように内接ギヤ式オイルポンプ６０が設け
られており、その駆動ギヤ６１は第２出力軸１８
の外周にスプライン係合し、従動ギヤ６２はオイ
ルポンプボデー３３の内側に回転自在に嵌合して
いる。上記オイルポンプ６０と対面するリヤケー
ス３１の内側面には、オイルポンプ６０が第４図
左回り方向に相対回転した時の吐出口６３（逆回
転時には吸込口となる）と吸込口６４（逆回転時
には吐出口となる）とが対称位置に形成されてお
り、オイルポンプボデー３３には上記吐出口６３
及び吸込口６４に連通する向きの異なる二対の一
方弁６５，６６が設けられている。したがつて、
オイルポンプ６０が正逆いずれの方向に駆動され
ても作動油をクラツチ油室４５へ吐出することが
できる。オイルポンプ６０から吐出された作動油
は、第２図矢印で示すように吐出口６３から一方
弁６６、シリンダ３２の連通孔３２ｂ、クラツチ
油室４５、オイフイス孔４４、クラツチ板４１，
４２、ストレーナ５０、吸込油路６７、一方弁６
５を介して吸込口６４へと循環するようになつて
おり、特にオイルポンプ６０はケース３０，３１
の外周側から作動油を吸い込むため、遠心油圧の
影響で空気が吸込口６４に入り込んで吸い込み不
良を起こすといつた問題を解消でき、オイルポン
プ６０の吐出損失を低減できる。また吸込油路が
リヤケース３１の外周薄肉部分に形成されている
ため、吸込油路の冷却面積が大きく、クラツチ板
４１，４２を通過する時に加熱された作動油は吸
込油路を通過するうちに効果的に冷却される。な
お、冷却効果を高めるためにケース３０，３１の
外面に冷却フインを設けてもよい。

上記のようにケース３０，３１内部は作動油で
ほぼ満たされているので、ケース３０，３１の回
転に伴いクラツチ油室４５の内部に遠心油圧が発
生しても、クラツチ油室４５の内部と外部とで遠
心油圧分が相殺されるため、入力回転数の増大に
つれてピストン４３がクラツチ板４１，４２を誤
係合させるという問題はない。また、クラツチ板
４１，４２は常時油中にあり、かつ油がオイルポ
ンプ６０で強制的に循環されるので、クラツチ板
４１，４２の発熱が抑制され、クラツチ板の劣化
や損耗を低減できる。

なお、ケース３０，３１の内部はオイルシール
３５，３６にて液密状態にシールされているの
で、外部へ油漏れを起こすおそれがなく、したが
つてこの動力伝達装置はハウジング１０，１１，
１２内部に設ける場合に限らず外部に露出してい
ても何ら支障がなく、配置場所の制約がない。

作動の説明 上記構成の動力伝達装置の動作を説明する。ま
ず前輪７と後輪９とが同一速度で回転している時
には、入力軸１３と第２出力軸１８との間に相対
回転がないのでオイルポンプ６０は何ら駆動され
ず、吐出油圧は零である。そのため、クラツチ４
０は係合せず、入力軸１３のトルクは第２出力軸
１８へ分配されない。

いま後輪９にスリツプが発生したとすると、入
力軸１３（第１出力軸１５）と第２出力軸１８と
の回転数に差が生じ、オイルポンプ６０はこの相
対回転数に応じて駆動される。オイルポンプ６０
の吐出油圧は相対回転数に応じて増大するので、
クラツチ油室４５の油圧が高くなつてクラツチ板
４１，４２はすべりながらその係合力を増大さ
せ、入力軸１３のトルクを第２出力軸１８へと分
配する。その結果、第２出力軸１８の回転数が増
加して第１出力軸１５の回転数に近づき、後輪９
のスリツプが減少又は解消される。後輪９のスリ
ツプが減少すれば第１出力軸１５と第２出力軸１
８の相対回転数が小さくなるので、オイルポンプ
６０の吐出油圧も低くなり伝達トルクは小さくな
る。

本考案の動力伝達装置のトルク−相対回転数特
性は第５図実線で示すように下に凸となる二次曲
線的特性を示し、従来のビスカスカツプリングの
特性（第５図破線）のように上の凸の特性とは大
きく異なる。すなわち、ビスカスカツプリングの
場合には相対回転数が小さい時でも比較的大きな
伝達トルクを有するため、これをトランスフア装
置に適用した場合には低速コーナリング時にタイ
トコーナブレーキング現象を起こしやすく、また
高速走行時のように比較的相対回転数が小さい時
には相対回転数と伝達トルクとの積に比例して損
失エネルキーが大きくなるため、特に高速走行時
の燃費を悪くする。これに対し、本考案では相対
回転数が小さい時には伝達トルクが微少であるた
め、タイトコーナブレーキング現象を防止でき、
かつ高速走行時の損失エネルギーを低減して燃費
を向上させることができる。

なお、上記実施例ではクラツチ板とピストンと
オイルポンプとを軸方向に順に配置したが、これ
に限らず、ピストンとクラツチ板とオイルポンプ
とを順に配置してもよい。ただ、実施例の場合に
は油路が最も短くて済み、応答性が良好となる。

また、オイルポンプはギヤ式オイルポンプに限
らず、ベーンポンプ、ねじポンプ、ピストンポン
プなど公知のポンプを使用できる。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、本考案によれば
入出力軸の相対回転によつて駆動されるオイルポ
ンプとこのオイルポンプの吐出油圧によつて入出
力軸を係合させる湿式クラツチとを組み合わせた
ので、ビスカスカツプリングと同様に外部からの
信号を全く入力することなく自動的にトルクの断
続切換を行うことができるとともに、入出力軸の
相対回転数が小さい時には伝達トルクも小さいた
め、ビスカスカツプリングにおけるタイトコーナ
ブレーキング現象や高速走行時の燃費悪化といつ
た問題を解消できる。

また、本考案ではオイルポンプと湿式クラツチ
とが共に既存の技術を使用できるので、ビスカス
カツプリングに比べて安価に構成できるととも
に、信頼性の高い製品を提供できる。

さらに、オイルポンプ及び湿式クラツチを収容
したケース内を作動油が循環し、かつオイルポン
プの吸込通路がケースの外周部に形成されている
ので、内周側に吸込通路を設けた場合のように遠
心力によりオイルポンプが吸込不良を起こす恐れ
がなく、また広い冷却面積を有する吸込通路を作
動油が通過するうちに効果的に冷却されるので、
ケース内に封入された作動油が異常に高温となる
恐れがなく、作動油の劣化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案が適用される４輪駆動車の概略
構成図、第２図は本考案にかかる動力伝達装置の
一例の断面図、第３図は上記装置の第２図とは異
なる部分の一部断面図、第４図は第２図の−
線断面図、第５図は本考案とビスカスカツプリン
グの特性比較図である。 ３……トランスフア装置、７……前輪、９……
後輪、１３……入力軸、１５……第１出力軸、１
８……第２出力軸、３０，３１……ケース、３２
……シリンダ、３３……オイルポンプボデー、４
０……湿式クラツチ、４１，４２……クラツチ
板、４３……ピストン、４４……オリフイス孔、
４５……クラツチ油室、６０……オイルポンプ、
６３……吐出口、６４……吸込口、６５，６６…
…一方弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力軸と出力軸との相対回転数の大きさに応じ
   たトルク伝達を行う動力伝達装置において、 入力軸と出力軸との相対回転によつて駆動され
   るオイルポンプと、該オイルポンプの吐出油圧に
   より入、出力軸間を係合させる湿式クラツチと、
   内部に上記オイルポンプと湿式クラツチとを軸方
   向に並設し、入力軸または出力軸と一体回転する
   とともに、内部に作動油を封入したケースと、ケ
   ースの外周部に形成された上記オイルポンプの吸
   込油路とを具備し、 オイルポンプから吐出された作動油は湿式クラ
   ツチのクラツチ油室に入り、クラツチ油室からオ
   リフイスを介してクラツチ板の内径側に導かれ、
   遠心力によつてクラツチ板の間を外径側へ流れた
   後、上記吸込油路へ入るようにケース内を循環す
   ることを特徴とする動力伝達装置。