JPS62184236A - 動力伝達装置の冷却装置 - 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） 本発明はビスカスカップリングと呼ばれる動力伝達装置
の冷却装置に関する。

（従来技術） 一般にフルタイム４ＷＤと呼ばれる常時４輪駆動車は、
前後輪に回転差を生じたときの対策として、左右両輪と
同じように回転差を吸収するセンタデフを備えている。

しかしながら、このセンタデフは伝達トルク…失を生じ
るので、最近に至りセンタデフの代りにビスカスカップ
リング（以下ＶＣと略称する）と呼ばれる動力伝達装置
が注目されるようになった。

第５図は上記ＶＣを備えた４輪駆動車の概略構成図を示
し、エンジン１の駆動力はトランスミッション２を介し
てトランスファ３に伝達され、前輸側へはトランスファ
３内のフロントデフ４を介してフロントドライブシャフ
ト５に伝達されて前輪タイヤ６を回転する。また、後輪
側へはジヨイント７、プロペラシャフト８、ジヨイント
９、ＶＣＩＯおよびリヤデフ１１を介してリヤドライブ
シャフト１２に伝達され、後輪タイヤ１３を回転する。

ＶＣＩＯの基本的構造は、米国特許第 ３７６０９２２号公報に開示されており、シリコンオイ
ルのような粘性流体の満たされたハウジング内に、多数
のスチールプレートが組込まれた多板クラッチ構造を有
している。すなわち、回転可能に同軸支持された入力軸
および出力軸の一方に連結されたアウター部材と、他方
に連結されてアウター部材に対して同軸配置されたイン
ナー部材と、アウター部材の内周面に設けられた多数の
アウタープレートと、このアウタープレートに対して交
互に配置される関係でインナー部材の外周面に設けられ
た多数のインナープレートとを備えている。そして上記
アウタープレートとインナープレートとが、アウター部
材とインナー部材との間に形成された作動室内に粘性流
体とともに配置された構成を有し、入力軸の回転数と出
力軸の回転数との間に差がないときにはトルクは伝達さ
れないが、回転数に差があるときは、その回転数の差に
対応してトルクが伝達されるように作動する。

したがって、このＶＣＩＯを第５図に示すような位置に
配置した場合、直進走行中のように前後の車輪の回転数
が等しいときには、ＶＣＩＯには回転数の差が生じない
ので後輪にはエンジン１の駆動力は伝達されず、前輪駆
動（２ＷＤ）となる。

しかしながら前輪がスリップすると、ｖｃｔｏに回転数
差が生じ、後輪にも駆動力が伝達されるので、自動的に
４輪駆動（４ＷＤ）となり、しかも後輪への駆動力は、
前輪のスリップ量に応じて連続的に増加するように作動
する。

ところで、上述のようなＶＣを第５図のように車両に装
着した場合、入出力軸の回転数差に対するトルク伝達特
性を車両の走行中に道路状態に応じて変えることができ
れば、さらに車両の走行性および安全性を向上すること
ができることは明らかである。このトルク伝達特性を変
えるには、前述した米国特許公報にも記載されているよ
うに、充填される粘性流体の粘性、量およびそれに混入
される空気の量の割合、あるいはアウタープレートおよ
びインナープレートに設けられている溝、孔の形状、数
等を変えればよいことが従来より知られている。しかし
ながら、このようなトルク伝達特性変更方法は、何れも
ＶＣの設計および組立時にのみ適用できるものであるた
め、従来のＶＣにおいてはＶＣの組立後にそのトルク伝
達特性を変えることは不可能であった。

さらに、従来のＶＣにおいては、入出力軸の回転数差が
著しく増大した場合、作動室内のシリコンオイルの温度
が上昇してその圧力が高（なり、アウタープレートとイ
ンナープレートとが接触する現象（ハンプ現象）を生じ
ることがあり、これによりプレートが摩耗してＶＣの耐
久性を劣化させる欠点もあった。

（発明の目的） そこで本発明は、車両走行中において路面の状態に応じ
てＶＣのトルク伝達特性を制御することができ、かつハ
ンプ現象の発生を防止することができる動力伝達装置の
冷却装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明の特徴は、動力伝達装置本体を強制的に冷却する
冷却容量可変型冷却手段を備えていることを特徴とする
。

（発明の効果） 本発明によれば、作動室内の粘性流体の温度を冷却手段
の冷却容量を制御することに可変することができるから
、車両の走行中においてもその走行モードに最適なトル
ク伝達特性を得ることができる。また、粘性流体の温度
が上昇したときにこの温度を低下させることができるか
ら、ハンプ現象の発生を防止することができる。

（実　施　例） 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例の断面図を示し、ＶＣｌｏはデ
フキャリア２０内に収容されている。２１は入力軸であ
るスピンドルで、ボールベアリング２２によってデフキ
ャリア２０に回転自在に支持されており、スピンドル２
１の一端には、このスピンドル２１にスプライン結合さ
れたコンパニオンフランジ２３がナツト２４により取付
けられている。スピンドル２１の他端にはＶＣＩＯの作
動室２５の端壁を構成する壁部２６が一体に形成され、
この壁部２６に連接してＶＣＩＯのアウター部材である
円筒状のハウジング２７が固着されている。一方、出力
軸はリヤデフ１１（第５図）のドライブピニオン２８で
あり、このドライブピニオン２８は、フロントベアリン
グ２９およびリヤベアリング３０によってスピンドル２
１と同軸的にデフキャリア２０に回転自在に支持されて
いる。

ＶＣＩＯのインナー部材であるハブ３１はドライブピニ
オンにスプライン結合されており、このハブ３１は、ハ
ウジング２７の内周面に対して所定の離間関係をもって
対向する外周面を有してハウジング２７の内部に同軸配
置され、ハウジング２７の内周面とハブ３１の外周面と
の間に作動室２５が形成されている。ハウジング２７の
内周面には、軸線方向に延長する多数のスプラインａ３
２が全周に亘って設けられており、このハウジング２７
の内周面に、そのスプライン溝３２に係合しうる歯車状
の外周縁と多数の孔とを存する多数の円板状のアウター
プレート３３が、弾性を有するスペーサリング３４を介
して軸線方向にほぼ等間隔を保ってスプライン結合され
ている。同様に、ハブ３１の外周面にも軸線方向に延長
する多数のスプライン溝３５が全周に亘って設けられて
おり、このハブ３１の外周面に、そのスプライン′ａ３
５に係合しうる歯車状の内周縁と放射状の多数の溝とを
有する多数の円板状のインナープレート３６が、アウタ
ープレート３３に対して交互に配置される関係でハブ３
１の外周面にスプライン結合されている。３７は作動室
２５の端部を閉塞するためにハウジング２７に取付けら
れたカバーで、このカバー３７とハブ３１との間にはボ
ールヘアリング３８が介装されており、またスピンドル
２１およびカバー３７とハブ３１との間にはそれぞれシ
ール３９が取付けられている。上述のように、ハウジン
グ２７、ハブ３１、スピンドル２１の壁部２６およびカ
バー３７によって形成され、かつ内部にアウタープレー
ト３３およびインナープレート３６を配置した作動室２
５の内部には粘性流体としてシリコンオイルが充填され
ている。

以上のような基本構成を有するＶＣＩＯの作動室２５を
冷却するために、ハウジング２７の外周にクーラントを
通すパイプ４１が巻回されており、タンク４２に満され
たクーラントをポンプ４３によってパイプ４１に供給す
るための通路４４がデフキャリア２０およびスピンドル
２１を貫通して設けられ、かつ上記通路４４の途中に、
ＣＰＵ４５によって制御されてクーラントの通過量を変
化させる制御バルブ４６が設けられている。また通路４
４の帰路には冷却器４７が設けられている。また、ＣＰ
Ｕ４５によって制御バルブ４６を制御するために、ｖｃ
ｔｏの入力軸であるスピンドル２１の回転数を検出する
ための回転数センサ４８と、ＶＣＩＯの出力軸であるド
ライブとニオン２８の回転数を検出するための回転数セ
ンサ４９と、作動室２５内に充填されたシリコンオイル
の温度を検出するための温度センサ５０とが設けられ、
さらに車両の走行中にＶＣＩＯのトルク伝達特性を運転
者が路面状態に応じて選択するためのモード切換スイッ
チ５１が車両の運転室に設けられている。そしてＣＰＵ
４５は、これら回転数センサ４８．４９、温度センサ５
０およびモード切換スイッチ５１からの入力にもとづい
て、ＶＣＩＯのトルク伝達特性を、モード切換スイッチ
５１によって選択されたトルク伝達特性に近づけるよう
にパルプ４６を制御している。

第２図は、モード切換スイッチ５１によって選択される
目標トルク伝達特性を示すグラフで、横軸は入出力軸の
回転数差ΔＮ、縦軸は伝達トルクをそれぞれ示す。第２
図中、曲線Ａは雪道（スノウ）における目標トルク伝達
特性であり、曲ｉＢは路面が濡れている場合（ウェット
）の特性、曲線Ｃは路面が乾燥している場合（ドライ）
の特性である。このように、路面状態に応じてＶＣＩＯ
のトルク伝達特性を選択することにより、ＶＣ１０の機
能をさらに高めることができる。

次に第３図は、第２図に示したＶＣＩＯの伝達トルク特
性を、入出力軸の回転数差ΔＮの増大した領域で補正し
たグラフを示す。前記したように、−ＣにＶＣにおいて
は、入出力軸の回転数差ΔＮが著しく増大した領域にお
いては、作動室２５内のシリコンオイルの圧力が高まり
、アウタープレート３３とインナープレート３６とが接
触する現象（ハンプ現象）を生じるおそれがあるが、そ
のような場合には、第３図の曲線Ａ′、Ｂ′、Ｃ′に示
すように、回転数差ΔＮの増大した領域では伝達トルク
の上昇を抑制するように目標トルク伝達特性曲線を補正
しておけば、その領域で作動室２５内の温度を下げてシ
リコンオイルの圧力を低下させ、これによりハンプ現象
の発生を防止することができる。この補正は予め設定し
た別の曲線に切換えることにより行なってもよい。

第４図は、ＣＩ）　Ｕ　４４が実行するトルク伝達特性
制御のフローチャートを示し、まずステップＳｌでモー
ド切換スイッチ４９によって路面状態に応じたモード（
スノウ、ウェット、ドライ）を選択し、これに対応して
、ステップＳ２によって第２図に示すような目標トルク
伝達特性を設定する。

次にステップＳ３において作動室２５内のシリコンオイ
ルの目標油温Ｔ　ｏを設定し、次にステップＳ４におい
て温度センサ５０によって作動室２５内の実際の油温Ｔ
を測定する。そしてステップＳ５において、目標油温Ｔ
０と実際の油温Ｔとの差の絶対値ΔＴが予め設定した値
ａより小さいか否かを判定し、この判定結果がｒＹＥｓ
ＪであればステップＳ６に進み、ｒＮＯＪであればステ
ップＳ７に移ってパルプ４６を制御してクーラントの冷
却流量を調整しステップＳ４に戻る。ステップＳ６では
、入力軸の回転数ＮＦおよび出力軸の回転数Ｎｍの差Δ
Ｎが予め設定した値すより小さいか否かを判定し、この
判定結果がｒＹＥｓＪであれば制御を終了し、「ＮＯ」
であればステップＳ２に戻る。以上の制御を実行するこ
とによって所要のトルク伝達特性を得ることができる。

以上の説明で本発明による動力伝達装置の冷却装置の構
成およびその動作が明らかとなったが、本発明によれば
車両の走行中に路面の状態に応じてトルク伝達特性を制
御することができるから、その効果はきわめて大きいも
のがある。また、第３図に示すようにトルク伝達特性の
補正を行なうことにより、ハンプ現象の発生を防止する
ことができる。

なお、上述した実施例においては、ＶＣＩＯのアウター
部材であるハウジング２７が入力軸に連結され、インナ
ー部材であるハブ３１が出力軸に連結されているが、イ
ンナー部材が入力軸に、アウター部材が出力軸にそれぞ
れ連結されるように構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動力伝達装置の冷却装置の実施例
を示す断面図、第２図および第３図はそのトルク伝達特
性を示すグラフ、第４図はＣＰＵが実行する制御のフロ
ーチャート、第５図はＶＣを備えた４輪駆動車の概略構
成図である。 １０−−・ビスカスカップリング ２０−・デフキャリア　　　２１−・−スピンドル２５
・・・作動室　　　　　　２７−ハウジング２８・・・
ドライブピニオン　３１−ハブ３３・・・アウタープレ
ート ３６−・・インナープレート　４１−バイブ４３−・・
ポンプ　　　　　　４５−ＣＰ　Ｕ４６・−制御バルブ ４８．４９・・・回転数センサ ５〇一温度センサ ５１・−・モード切換スイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転可能に同軸支持された入力軸および出力軸のい
   ずれか一方に連結されたアウター部材と、このアウター
   部材の内周面に対して所定の離間関係をもって外周面を
   対向させて前記アウター部材に対して同軸配置されかつ
   前記入力軸および出力軸の他方に連結されたインナー部
   材との間に形成された作動室内に、前記アウター部材の
   内周面に設けられた多数のアウタープレートと、前記ア
   ウタープレートに対して交互に配置される関係で前記イ
   ンナー部材の外周面に設けられた多数のインナープレー
   トとが、粘性流体とともに配置されている動力伝達装置
   において、 動力伝達装置本体を強制的に冷却する冷却容量可変型冷
   却手段を備えていることを特徴とする動力伝達装置の冷
   却装置。 ２、前記冷却手段は、前記動力伝達装置本体の温度を検
   出する温度センサを有しており、この温度センサによる
   温度検出にもとづいて冷却容量を変化させることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の装置。