JPS62255625A - 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禎に比例してｔ員
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
１［１ｉ１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、作動液体の温度上昇を抑制し、かつ特
性のバラツキを吸収できる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、戎するために、本発明は、入力軸と出力
軸との相対回転数の大きさに応したトルク伝達を行うＣ
１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にクラッチ液圧制御用の
オリフィス孔を設け、該オリフィス孔の開口面積を温度
上昇につれて連続的に形状が変化する感温部材によって
調節可能としたものである。

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ァ装置３を介し
て２本の伝動軸４６５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ｔＭ２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１Ｂが軸受２
０，２１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填されており、オイルシール３５
　、３６によってシールされている９作動油の充填は上
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１友いた状
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ッチ板４
１．４２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のクラッチ油
圧制御用のオリフィス孔４４が形成されている。上記ピ
ストン４３の油圧室４５例の側面には、第３図に示すよ
うに温度変化につれて連続的に形状が変化するバイメタ
ル等の感温部材５１が取り付けられており、感温部材５
１の先端に固定された弁体５２が上記オリフィス孔４４
に対応している。常温時には弁体５２がオリフィス孔４
４を広く開いており、油温上昇につれて感温部材５１が
オリフィス孔４４方向に撓んでその開口面積を小さくす
るようになっている。また、シリンダ３２の外周肉厚部
には第４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同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６５．６６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、クラッチ板４１，４２　、ストレーナ５
０、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ｆ′Ｆ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がクラフチ板４１．４２
を誤係合させるという問題はない、また、クラッチ板４
１．４２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にて液密快感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（、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。

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
ファ装置に通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。

入力軸１３と第２出力軸１８との相対回転数が高くなる
と、オイルポンプ６０の吐出油圧が高くなり、クラッチ
係合力が増して相対回転を少なくする方向に制御するが
、オイルポンプ６０とリヤケース３１又はシリンダ３２
とのサイドクリアランスによる側面漏れ量が大きい場合
にはオイルポンプ６０の吐出効率が悪くなり、クラッチ
係合力が低下して相対回転数を低くできず、クラッチ板
４１．４２のすべりのために油温上昇を招くことになる
。また、油温が上昇すると作動油の粘度が低下するため
、オリフィス孔４４からの漏出油量が増大すると共にク
ラッチ板４１．４２間の摩擦係数が低下し、クラッチ係
合力がさらに低下して第６図一点鎖線で示すように特性
曲線が変化してしまう。ところが、本発明ではオリフィ
ス孔４４の開度を感温部材５１によって調節しているの
で、油温が上昇した時にはオリフィス孔４４の開度を絞
って油漏れ量を少なくし、オイルポンプ６０の僅かな吐
出油圧でもクラッチ［４１，４２を強く係合させること
ができる。したがって、入力軸１３と第２出力軸１８と
の相対回転数が減少して油温上昇を抑制でき、第６図実
線に近い特性に戻すことができるとともに、オイルポン
プ６０のサイドクリアランスのバラツキなどによって吐
出効率にバラツキが生じても、これをオリフィス孔４４
の開度調節によって補正し、常に安定した特性の動力伝
達装置を提供できる。

第７図、第８図は本発明の第２実施例を示し、感温部材
５３をバイメタルで構成し、この感温部材５３の一端部
をピストン４３の油圧室側側面にリベット５４にて固定
し、他端部にオリフィス孔４４の開度を調節する弁部５
３ａを折曲形成したものである。

この場合には、感温部材５３がピストン４３の側面に対
して平行に変形するため、温度変化につれてオリフィス
孔４４の開度を比例的に変化させることができる。

第９図は本発明の第３実施例を示し、ピストン４３の内
部にやや大径なオリフィス孔４４を形成し、このオリフ
ィス孔４４の内部に熱膨張率の大きな物質（例えば気体
）を封入したベローズ等の感温部材５５と、感温部材５
５の先端に固定した弁体５６とで構成される感温部材を
配置したものである。この場合には、弁体５６がオリフ
ィス孔４４の流入口側（図面右側）に向いているので、
オリフィス孔４４から漏れ出る油によって弁体５６がオ
リフィス孔４４を閉じる恐れがなく、油温上昇につれて
感温部材５５が膨張した時のみ弁体５６がオリフィス孔
４４の開度を絞るようになっている。

第１θ図、第１１図は本発明の第４実施例を示し、ピス
トン４３の油圧室側側面に環状溝５７を形成し、この環
状溝５７に熱膨張率の大きなＣ字形状の感温部材５８を
嵌合し、スナップリング５９で抜は止めすると共に、上
記環状溝５７に連通したオリフィス孔４４を上記感温部
材５８のスリット部で開度調節するものである。

なお、上記実施例ではオリフィス孔をピストンに設けた
例を示したが、油圧室に面した壁面であれば例えばシリ
ンダに設けることもできる。ただ、ピストンに設けた場
合にはオリフィス孔から漏れ出た油がそのままクラッチ
板の潤滑に使用されるため、油路構造を簡素化できる。

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、また、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
ビ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、ビスカスカフブリングと同
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ｌｆｒ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、液温上昇につれてすべり式クラッチのオリフィ
ス孔の開度を絞る感温部材を設けたので、オリフィス孔
からの液漏れ量を制御し、液圧ポンプの吐出液圧が低く
てもクラッチが容易に係合し、液温上昇を抑制できる。

しかも液圧ポンプの寸法バラツキ等による特性バラツキ
があっても、これを感温部材によって補正できるため、
特性の安定した動力伝達装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が通用される４輪駆動車の概略構成図、
第２図は本発明にががる動力伝達装置の一例の断面図、
第３図はピストンの第１実施例の拡大断面図、第４図は
上記装置の第２図とは異なる部分の一部断面図、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、第８図は本発明の
第２実施例の正面図と断面図、第９図は本発明の第３実
施例の断面図、第１０図、第１１図は本発明の第４実施
例の断面図及び右側面図である。 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・・・クラフチ板、４３
・・・ピストン、４４・・・オリフィス孔、４５・・・
油圧室、５１・・・感温部材、５２・・・弁体、６ｏ・
・・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１図 偽 第４図 第５図　− 第６ｒｉ！Ｊ 第３図 第９図 第７図 第１０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にクラ
   ッチ液圧制御用のオリフィス孔を設け、該オリフィス孔
   の開口面積を温度上昇につれて連続的に形状が変化する
   感温部材によって調節可能としたことを特徴とする動力
   伝達装置。