JPH10281180A - カップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイルの特性変化の影響を受けにくくし、僅
かな差動回転で大きなトルクを迅速に伝達する。 【解決手段】 トルク伝達軸３１、３３を連結する摩擦
クラッチ３９と、クラッチ３９を締結するアクチュエー
タ３７と、トルク伝達軸３１、３３の差動回転によって
駆動されアクチュエータ３７に作動圧を与えるオイルポ
ンプとを備え、このオイルポンプが、トルク伝達軸３１
側に放射状に設けられた多数のシリンダ７３及びピスト
ン７５と、ピストン７５と同数の頂部１０３と底部１０
５とを有するトルク伝達軸３３側のカム７７と、ピスト
ン７５をカム７７に押し返すスプリング７９とを有する
ピストンポンプ３５であって、全ピストン７５を同位相
で駆動し全シリンダ７３から同時に油圧を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の駆動力伝
達系などに用いられるカップリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の駆動力伝達系などに用いられる従
来のカップリングには、一対のトルク伝達軸を連結する
摩擦クラッチと、両トルク伝達軸の差動回転で駆動され
るギヤポンプと、ギヤポンプの油圧で摩擦クラッチを押
圧する油圧アクチュエータから構成されたものがある
（第１の従来例）。

【０００３】このカップリングは摩擦クラッチの摩擦抵
抗とギヤポンプの駆動抵抗とによって、差動回転を許容
しながら、両トルク伝達軸の間でトルクを伝達する又、
特開平２−２６６１２８号公報に、図１１と図１２のよ
うな、これと異なった構成のカップリングである空気式
スリップカップリング２０１が記載されている（第２の
従来例）。

【０００４】この空気式スリップカップリング２０１
は、一対のトルク伝達軸である軸２０３と外筒２０５
と、これらを連結する多板クラッチ２０７と、軸２０３
と外筒２０５との差動回転で駆動され、空気を圧縮する
ピストンポンプ２０９と、ピストンポンプ２０９の空気
圧で多板クラッチ２０７を押圧する空気圧アクチュエー
タ２１１から構成されている。

【０００５】このピストンポンプ２０９は、図１２のよ
うに、外筒２０５に放射状に配置された８組のシリンダ
２１３及びピストン２１５のセットと、軸２０３に固定
された板カム２１７などから構成されており、板カム２
１７にはそれぞれ５個の頂部２１９と底部２２１とが設
けられている。

【０００６】空気式スリップカップリング２０１にトル
クが入力し、軸２０３と外筒２０５との間に差動回転が
生じると、板カム２１７の頂部２１９によって各ピスト
ン２１５が周方向順次にシリンダ２１３に押し込まれた
後、シリンダ２１３に配置されたリターンスプリング２
２３によって板カム２１７の底部２２１に押し戻されて
往復動する。こうしてピストンポンプ２０９が駆動さ
れ、図１１に示す各ピストン２１５の吸入バルブ２２５
から空気が吸入されて圧縮され、図１２に示す各シリン
ダ２１３の吐出バルブ２２７から吐出され、空気圧アク
チュエータ２１１に送られて多板クラッチ２０７を押圧
し締結する。

【０００７】この状態で、多板クラッチ２０７の摩擦抵
抗とピストンポンプ２０９の駆動抵抗とにより軸２０３
と外筒２０５との間でトルクが伝達されると共に、多板
クラッチ２０７の滑りによって差動回転が許容される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第１従来例
は、ギヤポンプのオイル洩れが多いことから充分な油圧
が得られず、伝達できるトルクに限界があり、大トルク
を伝達するにはギヤポンプを大型にしなければならず、
その場合、カップリングが大きくなり重くなる。

【０００９】又、オイルは温度変化によって粘度が大き
く変動するが、オイル洩れが多いからこの粘度変化によ
る影響を受け易く、特性が不安定になり易い。

【００１０】第２従来例の空気式スリップカップリング
２０１は、オイルの代わりに空気を扱うことによって特
性を安定させている。

【００１１】しかし、ピストンポンプ２０９は８個のピ
ストン２１５に対して板カム２１７の頂部２１９が５個
であり、上記のように、各ピストン２１５は同時に駆動
されず、圧力は各シリンダ２１３で順次発生するから、
大きな空気圧が得られない。

【００１２】更に、作動流体に空気を用いると、オイル
を用いた場合に較べて、軸２０３と外筒２０５との差動
回転速度がある程度大きくならないと空気圧が充分に上
がらず、差動回転に対するレスポンスが悪く、伝達トル
クの立ち上がりが遅い。

【００１３】従って、空気式スリップカップリング２０
１を４輪駆動車の駆動力伝達系に用いると、例えば、車
両の発進時のように回転差が小さい場合、空気式スリッ
プカップリング２０１側の車輪に充分な駆動力が伝達さ
れず、スムーズに発進できない。

【００１４】そこで、この発明は、オイル温度の変化に
よる影響を受けにくいと共に、僅かな差動回転でもトル
クの立ち上がりが早く、大きなトルクを伝達できるカッ
プリングの提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１のカップリング
は、一対のトルク伝達軸と、これらを連結する摩擦クラ
ッチと、この摩擦クラッチを締結する油圧アクチュエー
タと、両トルク伝達軸の差動回転によって駆動され、こ
の油圧アクチュエータに作動圧を与えるオイルポンプと
を備え、前記摩擦クラッチの摩擦抵抗とオイルポンプの
駆動抵抗とによって両トルク伝達軸の間でトルクを伝達
するカップリングであって、前記オイルポンプが、一方
のトルク伝達軸側に放射状に設けられた多数のシリンダ
及びピストンと、他方のトルク伝達軸側に設けられ、ピ
ストンと同数の頂部と底部とを有するカムと、ピストン
をカム面に押し返すリターンスプリングとを有するピス
トンポンプであって、両トルク伝達軸が差動回転する
と、カムによって全ピストンが同位相で駆動され全シリ
ンダから油圧が同時に発生することを特徴とする。

【００１６】一方のトルク伝達軸にトルクが入力する
と、他方のトルク伝達軸側の駆動抵抗によって差動回転
が生じ、各ピストンはカムの頂部によってシリンダに押
し込まれた後リターンスプリングによってカムの底部に
押し戻されて往復動する。

【００１７】又、カムにピストンと同数の頂部と底部と
を設けたから、全ピストンが同位相で駆動され、全部の
シリンダから同時に油圧が発生する。

【００１８】こうしてピストンポンプが駆動されると、
油圧アクチュエータに作動圧が与えられ、摩擦クラッチ
が締結される。この状態で、摩擦クラッチの摩擦抵抗と
ピストンポンプの駆動抵抗とによって両トルク伝達軸の
間でトルクが伝達されると共に、摩擦クラッチの滑りに
よって差動回転が許容される。

【００１９】このカップリングは、このように差動回転
速度に感応してトルクを伝達する速度感応型のカップリ
ングである。

【００２０】請求項１のカップリングは、オイル洩れの
多いギヤポンプを用いた第１の従来例と異なり、オイル
洩れの少ないピストンポンプを用いたことによって充分
な油圧が得られるから、大トルクの伝達が可能であり、
オイルポンプを大型にする必要がないから、大型化と重
量化とが避けられる。

【００２１】又、オイル洩れが少ないから、温度変化に
よってオイルの特性が変動しても、その影響を受けるこ
とが少なくてすみ、それだけ特性が安定する。

【００２２】又、第２の従来例と較べても、全ピストン
を同位相で駆動することと、作動流体に空気ではなくオ
イルを用いることによって、摩擦クラッチに大きな締結
力を与えることができ、更に大トルクの伝達が可能であ
る。

【００２３】従って、両トルク伝達軸の間に僅かな差動
回転が生じただけで、伝達トルクが迅速に立ち上がるか
ら、速度感応型のカップリングでありながら、トルクに
感応して連結されるトルク感応型のカップリングのよう
に差動回転に対するトルク発生のレスポンスが早い。

【００２４】従って、このカップリングを４輪駆動車
の、例えば、後輪側に配置すれば、車両の発進時のよう
に前後輪間に発生する回転差が小さい場合でも、回転差
が生じるとカップリングの伝達トルクが急速に立ち上が
り、後輪側に駆動力が直ちに伝達され、スムーズな発進
が行える。

【００２５】又、悪路などで前輪側が空転した場合のよ
うに、大きな回転差が生じたときは、カップリングによ
って後輪側に大きな駆動力が伝達され、悪路の脱出性が
大幅に向上する。

【００２６】又、速度感応型であるこのカップリング
は、回転差をよく吸収するから、四輪駆動車のタイトコ
ーナーブレーキング現象を防止する。

【００２７】請求項２の発明は、請求項１記載のカップ
リングであって、ピストンポンプの油路と連通するアキ
ュムレータと、油圧調整ピストンを介してアキュムレー
タのオイルを押圧するスプリングとを有し、オイルの体
積変動と圧力変動とをスプリングの伸縮と油圧調整ピス
トンの移動とによって吸収する油圧調整手段を設けたこ
とを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。

【００２８】これに加えて、温度変化によってオイルが
膨張したときは、油圧調整ピストンをアキュムレータの
オイルに押圧するスプリングが縮んでオイルの膨張を吸
収し、オイルが収縮したときは、このスプリングが伸び
てオイルの収縮を吸収する。

【００２９】こうして、油圧調整手段がオイルの体積変
化を吸収するから、温度変化によるピストンポンプの油
圧変動が低く抑えられ、温度変化に対してカップリング
の特性が安定する。

【００３０】更に、全ピストンを同位相で駆動すること
によるピストンポンプの細かい吐出圧変動が、上記のよ
うな、油圧調整手段のスプリングの伸縮及び油圧調整ピ
ストンの移動によって平均化されるから、例えば、差動
回転数と伝達トルクとの特性を示すグラフは部分的な凹
凸のない滑らかなグラフになり、従って、円滑なトルク
伝達と差動の吸収とが可能になる。

【００３１】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
記載のカップリングであって、各ピストンがカムの径方
向内側に配置されると共に、各シリンダと油圧アクチュ
エータとを連結する油路及び各シリンダ側にオイルを吸
い込む吸入バルブと各シリンダから吐出されるオイルを
油圧アクチュエータ側に吐き出す吐出バルブとが、回転
の中心軸上に配置されたことを特徴とし、請求項１又は
請求項２の構成と同等の効果を得る。

【００３２】これに加えて、各ピストンをカムの径方向
内側に配置したことにより、各ピストンの遠心力がリタ
ーンスプリングの付勢力の方向に働くから、リターンス
プリングをそれだけ弱くすることが可能になり、リター
ンスプリングを弱くすれば、吐出行程においてカム力に
対する抵抗が低減されるから、ピストンポンプの吐出圧
が更に高くなって有利である。

【００３３】又、ピストンポンプの中心軸上のスペース
はデッドスペースであり、各シリンダと油圧アクチュエ
ータとの連結油路や吸入バルブ及び吐出バルブなどを中
心軸上に配置したことによって、このデッドスペースを
有効に利用できると共に、これらの機能が外周側に配置
されないから、それだけカップリングが小径になり、配
置スペースの面で有利である。

【００３４】又、油路を中心軸上に配置したことによ
り、オイルの循環が遠心力によって促進されるから、潤
滑上有利である。

【００３５】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
のいずれか一項に記載のカップリングであって、油圧ア
クチュエータのピストンにオリフィスが設けられ、この
オリフィスを通ったオイルが、摩擦クラッチに与えられ
た後、戻り油路を介してピストンポンプの吸入側に導か
れることによってオイルが循環することを特徴とし、請
求項１乃至請求項３のいずれかと同等の効果を得る。

【００３６】これに加えて、差動しながらトルクを伝達
する摩擦クラッチは焼き付き防止などのために充分な潤
滑が必要であり、そこで、油圧アクチュエータのピスト
ンにオリフィスを設けて摩擦クラッチを充分に潤滑し、
焼き付きを防止すると共に滑りを安定させている。

【００３７】従って、耐久性が向上すると共に、摩擦ク
ラッチの滑りが安定することによってカップリングは円
滑なトルク伝達が行える。

【００３８】又、オイルを循環させることによって、摩
擦クラッチやピストンポンプなどで部分的に上昇したオ
イル温度が平均化されるから、カップリングの特性が更
に安定する。

【００３９】又、オイルが循環するから、循環路のいず
れかに、例えば、遠心フィルターを構成するか、あるい
は、金属の摩耗粉を吸着するマグネットフィルターを配
置すれば、摩擦クラッチやピストンポンプなどから出る
摩耗粉を効果的に除去し、オイルを清浄に保つことがで
きる。

【００４０】従って、ピストンポンプや吸入バルブ及び
吐出バルブなどの摩耗粉による動作不良が防止され、正
常な機能が保たれる。

【００４１】又、請求項３の特徴を備えた構成では、油
路などを中心軸上に配置したことにより、遠心力によっ
てオイルの循環が促進されて有利であると共に、遠心フ
ィルターを構成し易い。

【００４２】

【発明の実施の形態】図１乃至図１０によって本発明の
一実施形態を説明する。この実施形態は請求項１、２、
３、４の特徴を備えている。図１０はこの実施形態を用
いた４輪駆動車の動力系を示しており、図１の上方はこ
の車両の前方に相当する。

【００４３】図１０のように、この動力系は、エンジン
１、クラッチ３、トランスミッション５、フロントデフ
７、左右の前輪９、１１、トランスファ１３、実施形態
のカップリング１５、プロペラシャフト１７、リヤデフ
１９、左右の後輪２１、２３などから構成されている。
トランスファ１３は伝動歯車組２５と方向変換歯車組２
７などから構成されている。

【００４４】エンジン１の駆動力はクラッチ３からトラ
ンスミッション５を介してフロントデフ７に伝達され、
フロントデフ７から左右の前輪９、１１に分配されると
共に、フロントデフ７のデフケース２９からトランスフ
ァ１３の伝動歯車組２５に伝えられ、方向変換歯車組２
７で方向を変えてカップリング１５に伝達される。

【００４５】カップリング１５は、後述のように、前後
輪間に回転差が発生すると連結され、エンジン１の駆動
力をプロペラシャフト１７を介してリヤデフ１９に伝達
し、リヤデフ１９は伝達された駆動力を左右の後輪２
１、２３に分配する。

【００４６】図１のように、カップリング１５は、入力
側と出力側の各トルク伝達部材３１、３３（トルク伝達
軸）、ピストンポンプ３５、油圧アクチュエータ３７、
多板クラッチ３９（摩擦クラッチ）、油圧調整手段４１
などから構成されている。

【００４７】入力側のトルク伝達部材３１には、図２の
ようなフランジ４３がスプライン連結され、止め輪４５
で軸方向に位置決めされている。このフランジ４３には
４個のボルト穴４７が等間隔に設けられており、ボルト
穴４７に螺着されるボルト４９とナット５１によって方
向変換歯車組２７の出力側傘歯車５３の軸５５が固定さ
れている。

【００４８】又、出力側のトルク伝達部材３３はケース
５７と図３のケース５９などから構成されており、これ
らは８本のボルト６１によって一体にされている。又、
ケース５９には４個のボルト穴６３が等間隔に設けられ
ており、ボルト穴６３に螺着されるボルト６５によって
プロペラシャフト１７側の伝達軸６７が固定されてい
る。

【００４９】入力側トルク伝達部材３１は出力側トルク
伝達部材３３に貫入しており、前端部と後端部をそれぞ
れケース５７、５９の支承部６９、７１によって回転自
在に支承されている。

【００５０】ピストンポンプ３５は、図４に示すよう
に、入力側トルク伝達部材３１に放射状に設けられた６
個のシリンダ７３と、各シリンダ７３に配置されたピス
トン７５と、出力側トルク伝達部材３３（ケース５７）
に設けられたカム７７と、各シリンダ７３に配置されピ
ストン７５をカム７７に押圧するリターンスプリング７
９と、図１に示すような吸入側のボールバルブ８１（吸
入バルブ）及び吐出側のボールバルブ８３（吐出バル
ブ）などを備えている。

【００５１】各シリンダ７３は入力側トルク伝達部材３
１の中心に設けられた油路８５に連通しており、各ボー
ルバルブ８１、８３はこの油路８５に設けられている。

【００５２】図１のように、吸入側ボールバルブ８１
は、油路８５に設けられたバルブシート８７とボール８
９とバルブスプリング９１とからなり、吐出側ボールバ
ルブ８３は、油路８５に設けられたバルブシート９３と
ボール９５とバルブスプリング９７とからなっている。

【００５３】ボールバルブ８３のバルブスプリング９７
は、入力側トルク伝達部材３１に止め輪９９で固定され
たリテーナ１０１とボール９５との間に配置され、吸入
側ボールバルブ８１のバルブスプリング９１は、各ボー
ル８９、９５の間に配置されている。このように、吸入
側ボールバルブ８１のボール８９はバルブスプリング９
１によってバルブシート８７に押圧され、吐出側ボール
バルブ８３のボール９５は両バルブスプリング９１、９
７の付勢力の差によってバルブシート９３に押圧されて
いる。

【００５４】図１のように、各シリンダ７３はボールバ
ルブ８１、８３の間で油路８５に連通しているから、各
ピストン７５が内側に押し込まれてシリンダ７３に正の
油圧が発生すると、ボール８９がバルブシート８７に押
圧されて吸入側ボールバルブ８１が閉塞されると共に、
バルブスプリング９７が撓みボール９５がバルブシート
９３から離れて吐出側ボールバルブ８３が開放され、オ
イルが各シリンダ７３（ピストンポンプ３５）から吐き
出される。

【００５５】又、各ピストン７５が外側に押し戻されて
各シリンダ７３に負の油圧が発生すると、ボール９５が
バルブシート９３に押圧されて吐出側ボールバルブ８３
が閉塞されると共に、バルブスプリング９１が撓みボー
ル８９がバルブシート８７から離れて吸入側ボールバル
ブ８１が開放され、オイルが各シリンダ７３（ピストン
ポンプ３５）に吸い込まれる。

【００５６】図５のように、カム７７にはシリンダ７３
及びピストン７５と同数である６箇の頂部１０３と底部
１０５とが設けられている。

【００５７】入力側トルク伝達部材３１（シリンダ７３
及びピストン７５）と出力側トルク伝達部材３３（カム
７７）との間に差動回転が生じ、図４の上半部に示すよ
うに、カム７７の頂部１０３が各ピストン７５と対向す
る位置に来ると、各ピストン７５はシリンダ７３の内部
に押し込まれ、上記のように、吐出側ボールバルブ８３
が開いてピストンポンプ３５からオイルが吐き出され
る。

【００５８】又、図４の下半部に示すように、カム７７
の底部１０５が各ピストン７５と対向する位置に来る
と、各ピストン７５はリターンスプリング７９によって
カム７７の底部１０１に押し戻され、上記のように、吸
入側ボールバルブ８１が開いて各シリンダ７３にオイル
が吸い込まれる。

【００５９】上記のように、ピストン７５と同数の（各
６個の）頂部１０３と底部１０５とをカム７７に設けた
から、全ピストン７５は同位相で駆動され、オイルの吸
入と吐き出しは全部のシリンダ７３で同時に行われる。

【００６０】油圧アクチュエータ３７は、出力側トルク
伝達部材３３のケース５７、５９の間に設けられたシリ
ンダ１０７にピストン１０９を係合させて構成されてい
る。ピストン１０９の外周にはＯリング１１１が配置さ
れ、内周にはＸリング１１３が配置されてオイル洩れを
防止している。シリンダ１０７は油路１１５を介して入
力側トルク伝達部材３１の油路８５と連通しており、ケ
ース５７、５９の間に配置されたＯリング１１７によっ
てオイル洩れが防止されている。

【００６１】ピストンポンプ３５の吐出側ボールバルブ
８３から吐き出されたオイルは油路１１５からシリンダ
１０７に入り、ピストン１０９を上方に移動させて多板
クラッチ３９を押圧し締結させる。

【００６２】ケース５７とピストン１０９との間にはリ
ターンスプリング１１９が配置されている。このリター
ンスプリング１１９はピストンポンプ３５からの油圧供
給が停止したとき、ピストン１０９を下方に押し戻して
多板クラッチ３９を開放する。

【００６３】又、ピストン１０９の内周側には、オイル
の一部を多板クラッチ３９側に流すオリフィス１２１が
設けられている。

【００６４】多板クラッチ３９は、入力側トルク伝達部
材３１と出力側トルク伝達部材３３のケース５７との間
に配置されており、交互に配置された外側のクラッチ板
１２３と内側のクラッチ板１２５とを備えている。図６
のように、外側のクラッチ板１２３は外周に設けられた
４個の凸部１２７によって、ケース５７の内周に設けら
れた４本の軸方向溝１２９に移動自在に係合しており、
内側のクラッチ板１２５は内周に設けられた６個の凸部
１３１によって、入力側トルク伝達部材３１の外周に設
けられた６本の軸方向溝１３３に移動自在に係合してい
る。

【００６５】図７のように、外側のクラッチ板１２３に
は多数のオイル溝１３５が放射状に設けられており、図
８のように、内側のクラッチ板１２５には多数のオイル
溝１３７が円弧状に設けられている。オリフィス１２１
から多板クラッチ３９側に流入したオイルの一部はこれ
らのオイル溝１３５、１３７に保持され、各クラッチ板
１２３、１２５の摺動面を潤滑し、焼き付きを防止する
と共に滑りを円滑にしている。

【００６６】又、オリフィス１２１をピストン１０９の
内周側に設けたことにより、図１の太い矢印が示すよう
に、オイルは遠心力を受けて内周側から各クラッチ板１
２３、１２５の間に入り込み、効率よく潤滑する。

【００６７】多板クラッチ３９は油圧アクチュエータ３
７のピストン１０９によって押圧され締結される。多板
クラッチ３９の上方にはスペーサ１３９が配置されお
り、ピストン１０９の押圧力が多板クラッチ３９に届く
ように、厚さが調整されている。

【００６８】多板クラッチ３９が締結されると入力側ト
ルク伝達部材３１と出力側トルク伝達部材３３とが連結
され、多板クラッチ３９が開放されるとこれらの連結が
解除される。

【００６９】油圧調整手段４１は、シリンダ状のアキュ
ムレータ１４１と油圧調整ピストン１４３とスプリング
１４５などから構成されている。

【００７０】アキュムレータ１４１はケース５７に設け
られており、オイルが満たされている。油圧調整ピスト
ン１４３は外周と内周のＯリング１４７、１４９を介し
てアキュムレータ１４１に移動自在に係合している。ス
プリング１４５はケース５７に取り付けられた止め輪１
５１によって支持され、油圧調整ピストン１４３を介し
てアキュムレータ１４１のオイルを押圧している。

【００７１】アキュムレータ１４１はケース５７の油路
１５３、１５５を介して多板クラッチ３９側に連通する
と共に、ケース５７と入力側トルク伝達部材３１を通し
て設けられた油路１５７、１５９、１６１（戻り油路）
を介して入力側トルク伝達部材３１の油路８５に連通し
ている。又、各トルク伝達部材３１、３３の間には油路
１５７、１５９、１６１からのオイル洩れを防止するＸ
リング１６３が配置されている。

【００７２】このように、油路８５から油圧アクチュエ
ータ３７（ピストン１０９のオリフィス１２１）と多板
クラッチ３９とアキュムレータ１４１とを通って油路８
５に戻るオイルの循環路が形成されており、図１の太線
の矢印が示すように、ピストンポンプ３５のオイルはこ
の循環路を通って循環する。

【００７３】ケース５９にはオイルプラグ１６５が液密
に螺着されており、オイルはこのオイルプラグ１６５を
外して循環路に注入される。

【００７４】上記のように、油路８５が入力側トルク伝
達部材３１の中心に形成されているから、油圧アクチュ
エータ３７と多板クラッチ３９側へのオイル循環が遠心
力によって促され、油圧アクチュエータ３７の発生圧力
及び多板クラッチ３９の締結力と多板クラッチ３９の潤
滑効率とが向上する。

【００７５】又、油圧調整手段４１のアキュムレータ１
４１がピストンポンプ３５のオイル循環路の一部をなし
ているから、例えば、温度変化によってオイルが膨張す
るとスプリング１４５が縮んで油圧調整ピストン１４３
が後退し、オイルの膨張を吸収する。又、オイルが収縮
するとスプリング１４５が油圧調整ピストン１４３を押
し戻してオイルの収縮を吸収する。

【００７６】このように油圧調整手段４１がオイルの体
積変化を吸収するから、オイルの温度変化によるピスト
ンポンプ３５の油圧変動が低く抑えられる。

【００７７】更に、全ピストン７５を同位相で駆動する
ことによるピストンポンプ３５の細かい吐出圧変動が、
このようなスプリング１４５の伸縮によって平均化され
る。

【００７８】図１０の車両の発進時や走行中に、悪路な
どで前輪９、１１側が空転すると、入力側トルク伝達部
材３１と出力側トルク伝達部材３３との間に差動回転が
生じ、上記のように、ピストンポンプ３５が駆動され油
路アクチュエータ３７によって多板クラッチ３９が締結
され、カップリング１５が連結される。

【００７９】カップリング１５が連結されると、図１０
の車両は四輪駆動状態になり、多板クラッチ３９の摩擦
抵抗とピストンポンプ３５の駆動抵抗によって後輪２
１、２３側にエンジン１の駆動力が伝達されると共に、
多板クラッチ３９の滑りによって前輪９、１１側と後輪
２１、２３側の差動回転が許容される。

【００８０】又、前輪９、１１と後輪２１、２３とが等
速回転していればトルク伝達部材３１、３３の間に差動
回転が発生せず、ピストンポンプ３５が駆動されないか
ら、カップリング１５の連結が解除されて車両は前輪駆
動の二輪駆動状態になり、後輪２１、２３は連れ廻り状
態になる。

【００８１】図９の各グラフはカップリング１５の諸特
性を示している。グラフ１６７はトルク伝達部材３１、
３３間の差動回転数（ｒ．ｐ．ｍ）に対するピストンポ
ンプ３５の吐出量（ｃｃ／ｍｉｎ）の変化を示す特性で
あり、グラフ１６９はこの吐出量（ｃｃ／ｍｉｎ）に対
する油圧アクチュエータ３７の発生圧力（Ｍｐａ）の変
化を示す特性であり、グラフ１７１はこの発生圧力（Ｍ
ｐａ）に対する多板クラッチ３９（カップリング１５）
の伝達トルク（ｋｇ−ｍ）の変化を示す特性であり、グ
ラフ１７３はこの伝達トルク（ｋｇ−ｍ）に対する差動
回転数（ｒ．ｐ．ｍ）の変化を示す特性である。

【００８２】又、図中のＴｃは多板クラッチ３９のクラ
ッチ板伝達トルクであり、Ｔｔはタイヤのグリップ限界
トルクであり、いずれもプロペラシャフト１７上の値で
ある。因みに、油圧アクチュエータ３７の発生圧力が２
０ｋｇ／ｃｍ² のときＴｃは６４．５ｋｇ−ｍであり、
Ｔｔは３４．５ｋｇ−ｍである。

【００８３】グラフ１６７とグラフ１６９とが示すよう
に、カップリング１５は差動回転数（ｒ．ｐ．ｍ）が増
加すると、比例関係である吐出量（ｃｃ／ｍｉｎ）を介
して、発生圧力（Ｍｐａ）が急激に上昇し、更に、グラ
フ１７１とグラフ１７３とが示すように、比例関係であ
る発生圧力（Ｍｐａ）を介して、伝達トルク（ｋｇ−
ｍ）が急激に立ち上がる。

【００８４】このように、カップリング１５は僅かな差
動回転で大きなトルクを伝達できる。

【００８５】従って、発進時のように前輪９、１１側と
後輪２１、２３側の間に発生する回転差が小さい場合で
も、回転差が生じるとカップリング１５の伝達トルクが
急激に立ち上がり、駆動力が直ちに後輪２１、２３側に
伝達されるから、スムーズな発進が行える。

【００８６】又、悪路などで前輪９、１１が空転した場
合のように、大きな回転差が生じるとカップリング１５
の伝達トルクが大きく上昇し、後輪２１、２３側に充分
な駆動力が伝達され、空転している前輪９、１１に代わ
って路面に駆動力を伝え、悪路の脱出性を大幅に向上さ
せる。

【００８７】又、速度感応型のカップリング１５は回転
差をよく吸収するから、車庫入れなどのように車両が低
速で急旋回するときに発生し易いタイトコーナーブレー
キング現象を効果的に防止する。

【００８８】こうして、カップリング１５が構成されて
いる。

【００８９】上記のように、カップリング１５は、オイ
ル洩れの多いギヤポンプを用いた第１の従来例と異な
り、オイル洩れの少ないピストンポンプ３５を用いたこ
とによって充分なオイル吐出量（油圧）が得られ、大ト
ルクの伝達が可能であるから、オイルポンプを大型にす
る必要がなく、大型化と重量化とが避けられる。

【００９０】又、このようにオイル洩れが少なく充分な
油圧が得られるから、オイルの特性変化の影響が少なく
てすみ、それだけ特性が安定する。

【００９１】又、第２の従来例と較べても、全ピストン
７５を同位相で駆動することと、作動流体に空気ではな
くオイルを用いたことによって、多板クラッチ３９に大
きな締結力を与えることができ、更に大トルクの伝達が
可能になる。

【００９２】又、トルク伝達部材３１、３３の間に僅か
な差動回転が生じただけで、伝達トルクが急激に立ち上
がるから、カップリング１５は速度感応型でありなが
ら、トルク感応型のカップリングのように差動回転に対
するトルク発生のレスポンスが早い。

【００９３】又、オイルの体積変化を吸収する油圧調整
手段４１を設けたことにより、オイルの温度変化による
ピストンポンプ３５の油圧変動が低く抑えられ、温度変
化に対してカップリング１５の特性が更に安定する。

【００９４】又、油圧調整手段４１は、全ピストン７５
を同位相で駆動することによるピストンポンプ３５の吐
出圧変動を平均化するから、図９の各グラフ１６７、１
６９、１７１、１７３が示すように、部分的な凹凸のな
い滑らかな特性が得られ、滑らかなトルク伝達と差動の
吸収とが可能になる。

【００９５】又、各ピストン７５をカム７７の径方向内
側に配置したことによって、各ピストン７５の遠心力が
リターンスプリング７９の付勢力の方向に働くから、リ
ターンスプリング７９をそれだけ弱くすることが可能に
なり、リターンスプリング７９を弱くしたことによって
吐出行程でのカム力に対する抵抗が低減するから、ピス
トンポンプ３５の吐出圧がそれだけ高くなって有利であ
る。

【００９６】又、油路８５とボールバルブ８１、８３な
どを入力側トルク伝達部材３１の中心に設けたことによ
って、ピストンポンプ３５の中心軸上のデッドスペース
を有効に利用していると共に、これらの機能が外周側に
配置されないから、それだけカップリング１５は小径で
あり、配置スペースの面から有利である。

【００９７】又、多板クラッチ３９は油圧アクチュエー
タ３７のピストン１０９に設けたオリフィス１２１から
供給されるオイルによって充分に潤滑され、焼き付きが
防止されると共に滑りが安定する。従って、カップリン
グ１５は耐久性が向上すると共に、多板クラッチ３９の
滑りが安定することによって円滑なトルク伝達が行え
る。

【００９８】又、オイルが循環するように構成したこと
によって、多板クラッチ３９やピストンポンプ３５など
で部分的に上昇したオイル温度が平均化されるから、カ
ップリング１５の特性が更に安定する。

【００９９】又、オイルが循環するから、循環路のいず
れかに、遠心フィルターやマグネットフィルターなどを
配置すれば、多板クラッチ３９やピストンポンプ３５か
ら出る摩耗粉などを効果的に除去することができ、摩耗
粉によるピストンポンプ３５やボールバルブ８１、８３
などの動作不良が防止され、カップリング１５の正常な
機能が保たれる。

【０１００】又、油路８５などを中心軸上に配置したこ
とにより、オイルの循環が遠心力によって促進されるか
ら、多板クラッチ３９の潤滑効率やオイル温度の均等化
などの面で有利である。

【０１０１】なお、本発明のカップリングは、トルク伝
達部材のいずれを入力側にし、出力側にしてもよい。

【０１０２】又、摩擦クラッチは多板クラッチに限ら
ず、例えばコーンクラッチでもよい。

【０１０３】

【発明の効果】請求項１のカップリングは、カムにピス
トンと同数の頂部と底部とを設けたことにより、全部の
ピストンが同位相で駆動され全シリンダから同時に発生
する油圧によって大きな伝達トルクが得られる。

【０１０４】このように、オイル洩れが少ないと共に、
全ピストンを同位相で駆動するピストンポンプを用いた
ことにより、オイル洩れの多いギヤポンプを用いた第１
の従来例と異なって、大トルクの伝達が可能であるか
ら、オイルポンプを大型にする必要がなく、大型化と重
量化とが避けられると共に、オイルの特性変動による影
響を受けにくく、それだけ特性が安定する。

【０１０５】又、第２の従来例と較べても、全ピストン
を同位相で駆動すること及び作動流体に空気ではなくオ
イルを用いることによって、更に大トルクの伝達が可能
になる。

【０１０６】従って、両トルク伝達軸の間に僅かな差動
回転が生じただけで伝達トルクが迅速に立ち上がるか
ら、速度感応型のカップリングでありながら、トルク感
応型のカップリングのように差動回転に対するトルク発
生のレスポンスが早い。

【０１０７】請求項２の発明は、請求項１の構成と同等
の効果を得ると共に、オイルの体積変化を吸収する油圧
調整手段を設けたことによって、オイルの温度変化に対
してカップリングの特性が安定する。

【０１０８】又、全ピストンを同位相で駆動することに
よるピストンポンプの吐出圧変動を、油圧調整手段が平
均化するから、部分的な凹凸のない滑らかな特性が得ら
れ、円滑なトルク伝達と差動の吸収とが可能になる。

【０１０９】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の構成と同等の効果を得ると共に、各ピストンをカムの
径方向内側に配置し、遠心力をリターンスプリングの付
勢方向にしたから、リターンスプリングをそれだけ弱く
することによって吐出行程においてカム力に対する抵抗
が低減され、ピストンポンプの吐出圧が高くなって有利
である。

【０１１０】又、油路と吸入バルブと吐出バルブなどを
中心軸上に配置したことによって、ピストンポンプのデ
ッドスペースを有効に利用できると共に、これらの機能
を外周側に配置しないだけカップリングが小径になり、
配置スペースの面から有利である。

【０１１１】又、油路などを中心軸上に配置したことに
より、オイルの循環が遠心力によって促進されるから、
潤滑上有利である。

【０１１２】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
のいずれかと同等の効果を得ると共に、差動しながらト
ルクを伝達する摩擦クラッチが、オリフィスからのオイ
ルによって充分に潤滑され、焼き付きが防止され、滑り
が安定するから、カップリングは耐久性が向上すると共
に、円滑なトルク伝達が行える。

【０１１３】又、オイルが循環するから、摩擦クラッチ
やピストンポンプなどで部分的に上昇したオイル温度が
平均化され、カップリングの特性が更に安定する。

【０１１４】又、オイルの循環路のいずれかにフィルタ
ーを配置すれば、摩擦クラッチやピストンポンプなどか
ら出る摩耗粉を効果的に除去できるから、摩耗粉による
ピストンポンプや吸入バルブや吐出バルブなどの動作不
良が防止され、正常な機能が保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す断面図であり、図３
のＡ−Ａ断面図である。

【図２】図１のＢ矢視図である。

【図３】図１のＣ矢視図である。

【図４】図１のＤ−Ｄ断面図である。

【図５】図１の実施形態に用いられたカムのプロフィー
ルを示す正面図である。

【図６】図１のＥ−Ｅ断面図である。

【図７】図１の実施形態に用いられた多板クラッチの外
側クラッチ板を示す平面図である。

【図８】図１の実施形態に用いられた多板クラッチの内
側クラッチ板を示す平面図である。

【図９】図１の実施形態の諸特性を示すグラフである。

【図１０】図１の実施形態を用いた４輪駆動車の動力系
を示すスケルトン機構図である。

【図１１】従来例の断面図である。

【図１２】図１１のＦ−Ｆ断面図である。

【符号の説明】

１５ カップリング ３１ 入力側トルク伝達部材（入力側トルク伝達軸） ３３ 出力側トルク伝達部材（出力側トルク伝達軸） ３５ ピストンポンプ ３７ 油圧アクチュエータ ３９ 多板クラッチ（摩擦クラッチ） ４１ 油圧調整手段 ７３ シリンダ ７５ ピストン ７７ カム ７９ リターンスプリング ８１ 吸入側ボールバルブ（吸入バルブ） ８３ 吐出側ボールバルブ（吐出バルブ） ８５ 中心軸上の油路 １０３ カムの頂部 １０５ カムの底部 １２１ ピストン１０９に設けられたオリフィス １４１ 油圧調整手段のアキュムレータ １４３ 油圧調整ピストン １４５ 油圧調整手段のピストン １５７、１５９、１６１ 戻り油路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のトルク伝達軸と、これらを連結す
   る摩擦クラッチと、この摩擦クラッチを締結する油圧ア
   クチュエータと、両トルク伝達軸の差動回転によって駆
   動され、この油圧アクチュエータに作動圧を与えるオイ
   ルポンプとを備え、前記摩擦クラッチの摩擦抵抗とオイ
   ルポンプの駆動抵抗とによって両トルク伝達軸の間でト
   ルクを伝達するカップリングであって、前記オイルポン
   プが、一方のトルク伝達軸側に放射状に設けられた多数
   のシリンダ及びピストンと、他方のトルク伝達軸側に設
   けられ、ピストンと同数の頂部と底部とを有するカム
   と、ピストンをカム面に押し返すリターンスプリングと
   を有するピストンポンプであって、両トルク伝達軸が差
   動回転すると、カムによって全ピストンが同位相で駆動
   され全シリンダから油圧が同時に発生することを特徴と
   するカップリング。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、ピストン
   ポンプの油路と連通するアキュムレータと、油圧調整ピ
   ストンを介してアキュムレータのオイルを押圧するスプ
   リングとを有し、オイルの体積変動と圧力変動とをスプ
   リングの伸縮と油圧調整ピストンの移動とによって吸収
   する油圧調整手段を設けたことを特徴とするカップリン
   グ。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の発明であっ
   て、各ピストンがカムの径方向内側に配置されると共
   に、各シリンダと油圧アクチュエータとを連結する油路
   及び各シリンダ側にオイルを吸い込む吸入バルブと各シ
   リンダから吐出されるオイルを油圧アクチュエータ側に
   吐き出す吐出バルブとが、回転の中心軸上に配置された
   ことを特徴とするカップリング。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
   記載の発明であって、油圧アクチュエータのピストンに
   オリフィスが設けられ、このオリフィスを通ったオイル
   が、摩擦クラッチに与えられた後、戻り油路を介してピ
   ストンポンプの吸入側に導かれることによってオイルが
   循環することを特徴とするカップリング。