JPS62255624A - 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
ランスファ装置やＭ勤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ップ
リングが広く知られている。このビスカスカップリング
は、軸側のスプラインにはめ込まれた多数のスリットを
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っ
ている。

上記ビスカスカッ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ァ装面として使用すると、通常走
行時には２輪駆動と同様な効率的な走行を実現し、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、ビスカスカップリングには次のような２つの
欠点がある。第１は、ビスカスカップリングのトルク−
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っ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
のビスカスカッ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。

発明の目的 本発明の目的は、上記ビスカスカップリングの欠点を解
消するとともに、作動液体の過熱を防止でき、耐久性に
優れた動力伝達装置を提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、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っ
て駆動される液圧ポンプと、該液圧ポンプの吐出液圧に
より入出力軸間を係合させるすべり式クラッチとを具備
し、上記すべり式クラッチのピストン部に作動液体が所
定温度以上に上昇した時にクラッチを強制的に係合させ
る感温部材を設けたものである。

実施例の説明 第１図は本発明を４輪駆動車のトランスファ装置に通用
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ァ装置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ァ装置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
っ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１３の外周には円筒状の第２出力軸１８が軸受２０
，２１を介して相対回転自在に支持され、第２出力軸１
８の右端部外周にはスプロケット２２がスプライン結合
されており、このスプロケット２２はチェーン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がスプライン結
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
っ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愼されており、オイルシール３５
．３６によってシールされている０作動油の充虜は上記
リヤケース３１のボルト挿入孔３１ａ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内に容易に充處できる。

上記第２出力軸１８とケース３０．３１との間にはすべ
り式クラッチ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
左端部にはクラッチハブ１９が一体形成され、上記フロ
ントケース３０とクラッチハブ１９との間にはフロント
ケース３０とクラッチハブ１９とにそれぞれスプライン
係合したクラッチＦＦ１４１．４２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ッチ
板４１．４２を圧着させるピストン４３が軸方向に移動
自在に配置され、ピストン４３には油圧室４５から漏れ
出る作動油の流量を絞るためのオリフィス孔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、油圧
室４５の内圧が所定値以上になるとスプリング４７に打
ち勝ってドレン油路４８．４９を開くようになっている
。上記クラッチｔ’＆４Ｌ４２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。

上記油圧室４５の内部には第４図に示すように形状記憶
合金製の波板状感温部材５１が配置されており、この感
温部材５１は変態温度未満では波の起伏が小さく、変態
温度以上になると波の起伏が大きくなるように変態する
２変態型である。したがって、油圧室４５の油温か変！
：ｉ温度未満であれば感温部材５１はピストン４３を何
ら加圧しておらず、変態温度以上になるとピストン４３
をクラッチｆ！４１．４２方向に加圧する。

上記オイルポンプボデー３３の内側には第５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
するりャケース３１の内側面には、オイルポンプ６０が
第５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にそ
れぞれ連通する向きの異なる一対の一方弁ｆ３５．６６
が設けられている。したがって、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油圧室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、油圧室４５、オ
リフィス孔４４、クラッチｉ４１，４２　、ストレーナ
５０、吸込油路６７、一方弁６５を介して吸込口６４へ
と循環するようになっており、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った問題を解消でき、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
、作動油は効果的に冷却される。

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の回転に伴い油圧室
４５の内部に遠心油圧が発生しても、油圧室４５の内部
と外部とで遠心油圧骨が相殺されるため、入力回転数の
増大につれてピストン４３がクラッチ板４１．４２を誤
係合させるという問題はない。また、クラッチ板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、クラッチ板４１．４２の発熱が
抑制され、クラッ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゜３
６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、したがっ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１
３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、クラッチ４０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にスリッ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、油圧室４５の油圧が高くなってクラ
ッチ板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のスリップが減少又は
解消される。

後輪９のスリップが減少すれば第１出力軸１５と第２出
力軸１８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。

上記入力軸１３と第２出力軸１８との間に相対回転があ
るとき、クラッチ板４１．４２同士がすべって発熱し、
この熱が油温上昇を招くことになる。油温が感温部材５
１の変態温度（例えば百数十℃）以下であれば、感温部
材５１はピストン４３に何ら加圧力を与えておらず、ピ
ストン４３は油圧室４５の油圧のみによって作動する。

油温が変態温度以上に上昇すると、油圧室４５内に配置
された感温部材５１は変形してピストン４３をクラッチ
Ｊ＆４１．４２方向に押し付け、クラッチ４０を強制的
に係合させる。このためクラッチ板４１．４２間のすべ
りが無くなり、油温上昇が抑えられる。油温が変態温度
以上に低下すると、感温部材５１は再び元の状態に変態
し、ピストン４３への加圧力を解除する。上記のように
油温が所定温度以上に上昇すると、自動的にクラッチを
係合させて油温上昇を防止するので、クラッチ板４１．
４２のフェーシング部の損傷及び作動油の劣化が防止さ
れる。

本発明の動力伝達装置のトルク−相対回転数特性は第６
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
、従来のビスカスカップリングの特性（第６図破線）の
ように上に凸の特性とは大きく異なる。すなわち、ビス
カスカッ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
ファ装置己こ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禎シこ比例して１１失エネルギー
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、本発明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、上記実施例では感温部材５１の素材として形状記
憶合金を使用したが、これに限らずノーイメクルを使用
してもよく、また感温部材を第７図に示すように内部に
気体又は揮発性物質を封入した１’Ｊ状のベローズ５２
としてもよい。形状記憶合金の場合には変形時の加圧力
が大きいのでクラ・ノチを確実に係合させることが可能
であり、一方バイメタルや気体封入式のベローズでは温
度上昇につれてクラッチ係合力が連続的に増すため、ク
ラッチ係合時のショックを回避できる。

また、感温部材の配置位置は油圧室内部に限らず油圧室
外部でも可使であるが、外部（設けた場合にはピストン
が所定のストロークだけ移動した後、係合を開始するた
め、作動の若干のタイムラグが生じる。一方、内部に設
けた場合にはピストンがストロークする必要がなく、ク
ラッチ油圧と感温部材の加圧力との総和が瞬時にクラッ
チ係合力として作用するため、油温上昇を確実に防止で
きる。

本発明の動力伝達装置はケース内に作動油を封入し、ケ
ース内で作動油が循環する場合に限らず、外部からオイ
ルポンプに作動油を供給してもよい。すべり式クラッチ
として湿式多板クラッチ機構の例を示したが、コーンク
ラッチ機構を使用してもよく、また、液圧ポンプとして
はギヤ式オイルポンプに限らず、ベーンポンプやピスト
ンポンプも使用できる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば入出力軸
の相対回転によって駆動される液圧ポンプとこの液圧ポ
ンプの吐出液圧によって入出力軸を係合させるすべり式
クラッチとを組合せたので、ビスカスカップリングと同
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、
ビスカスカッ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った問題を解消でき
る。

また、本発明では液圧ポンプとすべり式クラッチとが共
に既存の技術を使用できるので、ビスカスカップリング
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、すべり式クラッチのピストン部に作動液温上昇
時にクラッチを強制的に係合させる感温部材を配置した
ので、センサやアクチュエータを一切使用せずに自動的
に液温の異常な上昇を防止でき、クラッチ板や作動油の
耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される４輪駆動車の概略構成図、
第２図は本発明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図は感温部材の第１実施例の斜視図、第５図は第
２図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は本発明とビスカスカッ
プリングの特性比較図、第７図は感温部材の他の実施例
の斜視図である。 ３・・・トランスファ装置、７・・・前輪、９・・・後
輪、１３・・・入力軸、１５・・・第１出力軸、１８・
・・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、４０・・・
すべり式クラッチ、４１．４２・・・クラッチ（反、４
３・・・ピストン、４４・・・オリフィス孔、４５・・
・油圧室、５１．５２・・・感温部材、６０・・・オイ
ルポンプ、６３・・・吐出口、６４・・・吸込口、６５
．６６・・・一方弁。 出　願　人　　ダイハツ工業株式会社 代　理　人　　弁理士　筒井　秀隆 第４図 第７図 第１図 第３図 第５図　　　□ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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って駆動される液圧ポンプと、該液
   圧ポンプの吐出液圧により入出力軸間を係合させるすべ
   り式クラッチとを具備し、上記すべり式クラッチのピス
   トン部に作動液体が所定温度以上に上昇した時にクラッ
   チを強制的に係合させる感温部材を設けたことを特徴と
   する動力伝達装置。