JPS63297828A - 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） 本発明はビスカスカップリングを利用した動力伝達装置
、特に４輪駆動車の駆動系等への゛使用に適した動力伝
達装置に関する。

（従来の技術） エンジンからトランスミッションを介して出力されるト
ルクにより前輪及び後輪を駆動するようにした４輪駆動
車においては、上記トランスミッションからのトルクが
入力される入力要素と、該要素に入力されたトルクを分
割して前輪及び後輪に夫々出力する第１．第２出力要素
とからなるセンタデフが備えられることがある。このセ
ンタデフは、コーナリング時に上記第１．第２出力要素
が差動動作して前、後輪間の回転速度差を吸収すること
により、所謂ブレーキング現象を解消して円滑なコーナ
リングを可能にするものであるが、その反面において前
、後輪間の回転速度差を過度に許容してコーナリング走
行を不安定にするという欠点がある。また、このセンタ
デフを備えた場合、前、後輪のいずれか一方の車輪がス
リップした時に他方の車輪にトルクが伝達されなくなっ
て、スリップ状態から脱出できなくなるといった問題が
発生する。

このような問題に対しては、例えば実開昭６０−９９３
３３号公報に示されているように、ビスカスカップリン
グをセンタデフの差動制限手段として備えることがある
。このビスカスカップリングは、人、出力部材間にこれ
らの部材に交互に結合された多数のプレートを配置する
と共に、これらのプレートの周囲を粘性流体で充填した
もので、上記人、出力部材をセンタデフの第１．第２出
力要素（もしくは入力要素と一方の出力要素）に夫々結
合すれば、上記流木の粘性抵抗によりセンタデフの差動
動作が抑制されて、前、後輪間の回転速度差が過度に許
容されることが阻止される。その結果、コーナリング時
における走行安定性が向上し、また一方の車輪がスリッ
プした時には他方の車輪へ確実にトルクが伝達されてス
リップ状態からの脱出が可能となる。

一方、特開昭６０−１７２７６４号公報によれば、上記
の如きビスカスカップリングを動力伝達手段として用い
た４輪駆動車が示されている。この４輪駆動車は、トラ
ンスミッション出力軸を前輪には直接連結すると共に、
後輪にはビスカスカップリングを介して連結したもので
、これによれば、コーナリング時に、ビスカスカップリ
ングが前記のセンタデフと同様に前、後輪間の回転速度
差を吸収して、円滑なコーナリング走行を可能にすると
共に、前輪のスリップ時には該ビスカスカップリングが
後輪に動力を伝達して前輪のスリップ状態が解消される
ことになる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このビスカスカップリングは、人、出力部材
間の回転速度差の増大に応じて両部材間の伝達トルクが
増大するという特性を有するが、これを４輪駆動車に用
いる場合に、回転速度差に対する伝達トルクの特性、即
ちトルク容量をどのように設定すればよいかが問題とな
る。

つまり、ビスカスカップリングを４輪駆動車におけるセ
ンタデフの差動制限手段として用いる場合は、一方の車
輪のスリップ時にセンタデフをロック状態に近づけて他
方の車輪に確実にトルクを伝達させるためにはトルク容
量が大きい方が望ましいのであるが、該容量が過大であ
ると、コーナリング時に前、後輪間の回転速度差が十分
に許容されなくなって、前述のブレーキング現象が生じ
ることになる。

また、ビスカスカップリングを一方の車輪の動力伝達手
段として・用いる場合も、スリップ状態からの脱出、或
は急発進時に前、後輪に均等にトルクを配分するために
はトルク容量が大きい方が望ましいのであるが、この場
合も、該容量が過大であるとコーナリング時にブレーキ
ング現象が発生することになる。

本発明に係る動力伝達装置は、従来における上記のよう
な実情に対処するもので、ビスカスカップリングの所謂
ハンプ現象を利用してトルク容量を可変とすることによ
り、これを例えば４輪駆動車の動力伝達系に使用した場
合に、コーナリング時やスリップ時等の種々の運転状態
に応じた最適のトルク伝達状態が得られるようにするこ
とを目的とする。ここで、ビスカスカップリングのハン
プ現象とは、人、出力部材間の回転速度差が一定の限度
を超えた時に、粘性流体がその粘性を失って各プレート
が直結した状態となることにより、上記入、出力部材が
ロック状態となる現象をいい、トルク容量の小さいビス
カスカップリングはど人、出力部材間の小さな回転速度
差で生じる、という性質がある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的達成のため、本発明に係る動力伝達装置は、入
力部材と、出力部材と、これら両部材間に配置されたビ
スカスカップリングとを有する構成において、上記ビス
カスカップリングとしてトルク伝達特性の異なる複数の
ビスカスカップリングを直列に配置したことを特徴とす
る。

（作　　用） 上記の構成によれば、人、出力部材間の回転速度差が比
較的小さな状態では、これらの部材間に直列に配置され
た複数のビスカスカップリングが夫々の特性でトルク伝
達作用を行い、当該動力伝達装置の全体としてのトルク
容量が小さくなる。

そして、上記人、出力部材間の回転速度差が一定の限度
を超えた時に、トルク伝達特性の異なる複数のビスカス
カップリングのうちの容量の小さいものにハンプ現象が
発生し、このビスカスカップリングがロック状態となる
ことにより、ビスカスカップリングとしての作用は他の
ビスカスカップリングのみによって行われることになる
。その結果、動力伝達装置全体としてのトルク容量が増
大することになる。従って、この動力伝達装置を例えば
４輪駆動車の駆動系に用いれば、前、後輪間の回転速度
差が比較的小さいコーナリング時にはトルク容量が小さ
くなってブレーキング現象が効果的に防止され、また前
、後輪間の回転速度差が大きくなる一方の車輪のスリッ
プ時には、トルク容量が大きくなって他方の車輪に確実
にトルクが伝達されるようになる等、夫々の状態に応じ
た最適のトルク伝達状態が得られることになる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例について説明する。

先ず、本実施例に係る動力伝達装置を用いた４輪駆動車
の全体構成を第１図により説明すると、この４輪駆動車
においては、車体前部にエンジン１と、トランスミッシ
ョン２と、トランスファー装置３とでなるパワープラン
トが搭載されている。上記エンジン１は、その出力軸４
が車体幅方向に延びるように配置されている。また、ト
ランスミッション２も、クラッチ５を介して上記エンジ
ン出力軸４に連結される入力軸６及びこれに平行な出力
軸７が車体幅方向に延びるように配置されている。そし
て、該トランスミッション２の人、出力軸６，７間には
、選択的に動力伝達状態とされる１〜５速及び後退速用
の各ギヤ列８１〜８５．８ｒが設けられており、且つ出
力軸７の一端には該トランスミッション２からトランス
ファー装置３ヘトルクを伝達する出力ギヤ９が設けられ
ている。

一方、トランスファー装Ｍ３は、上記トランスミッショ
ン２から入力されるトルクを分割して出力し、左右の前
輪駆動軸１０．１１を介して左右の前輪１２．１３を駆
動すると共に、車体前後方向に延びるプロペラ軸１４、
後輪差動装置（以下、リヤデフという）１５及び該リヤ
デフ１５から左右に延びる後輪駆動軸１６．１７を介し
て左右の後輪１８．１９を駆動するようになっている。

次に、第２図により該トランスファー装ｗ３の内部構造
を説明すると、該装置３は、同一軸線上で車体幅方向に
配置されて左右両側方に突出する左右の前輪用出力軸２
１．２２と、これらの後方に平行に配置された中間軸２
３と、車体前後方向に配置されて後方に突出する後輪用
出力軸２４とを有し、上記前輪用出力軸２１．２２が前
輪駆動軸１０．１１に、また後輪用出力軸２４がプロペ
ラ軸１４に夫々連結されている。

また、上記左右の前輪用出力軸２１．２２の対向端部周
囲には傘歯車式の前輪差動装置（以下、フロントデフと
いう）３０が配置されていると共に、その両側にセンタ
デフ４０と第１．第２ビスカスカップリング５０．６０
とが夫々配設されている。

上記フロントデフ３０は、デフケース３１と、該ケース
３１内において前輪用出力軸２１．２２の軸線に直交す
る方向に架設されたビニオンシャフト３２と、該シャフ
ト３２に回転自在に支持された一対のピニオンギヤ３３
．３４と、両ピニオンギヤ３３．３４に噛合された左右
一対の出力ギヤ３５．３６とで構成され、百出力ギャ３
５．３６に左右の前輪用出力軸２１．２２の端部が夫々
結合されている。

また、上記センタデフ４０は、ダブルピニオン型プラネ
タリギヤ機横で構成され、サンギヤ４１と、該ギヤ４１
に噛合う複数の第１ピニオンギヤ４２・・・４２と、こ
れらのピニオンギヤ４２・・・４２に夫々噛合う複数の
第２ピニオンギヤ４３・・・４３と、これらを回転自在
に支持するキャリヤ４４と、第２ピニオンギヤ４３・・
・４３に噛合うリングギヤ４５とで構成されている。そ
して、リングギヤ４５の外周に一体的に形成された入力
ギヤ７０が上記トランスミッション出力ギヤ９に噛合さ
れていると共に、キャリヤ４４が上記フロントデフ３０
のデフケース３１に結合され、またサンギヤ４１が、こ
れに一体の第１出力ギヤ７１、上記中間軸２３上の第２
出力ギヤ７２、該中間軸２３及び一対の傘歯車でなる第
３．第４出力ギヤ７３゜７４を介して上記後輪用出力軸
２４に連結されている。ここで、上記中間軸２３は切換
機構２５により断接されるようになっている。

更に、上記第１．第２ビスカスカップリング５０．６０
は、第３図に拡大して示すように内外に重ねて配置され
ていると共に、外側の第１ビスカスカツプリング５０は
、アウタケース５１と、インナケース５２と、両ケース
５１．５２間に配置されてこれらのケースに交互に結合
された複数のプレート５３・・・５３とで構成されてお
り、また内側の第２ビスカスカツプリング６０も、アウ
タケース６１と、インナケース６２と、両ケース６１．
６２間に配設されてこれらのケースに交互に結合された
複数のプレート６３・・・６３とで構成されているが、
第１ビスカスカツプリング５０のインナケース５２と第
２ビスカスカツプリング６０のアウタケース６１とは同
一部材で形成され、従って両ビスカスカップリング５０
．６０が直列に連結された状態とされている。そして、
これら両ビスカスカップリング５０．６０の全体として
の人、出力部材となる第１ビスカスカツプリング５０の
アウタケース５１と第２ビスカスカツプリング６０のイ
ンナケース６２とが上記センタデフ４０のリングギヤ４
５及びキャリヤ４４に夫々結合されている。

ここで、外側の第１ビスカスカツプリング５０は径が大
きいので第４図に鎖線Ａで示すように伝達トルクが全般
的に大きく（容量が大きく）、また内側の第２ビスカス
カツプリング６０は径が小さいので鎖線Ｂで示すように
伝達トルクが全般的に小さく（容量が小さく）なってい
ると共に、容量が小さい第２ビスカスカツプリング６０
は、アウタケース６１とインナケース６２との回転速度
差が常用範囲内にある所定値を超えた時点でハンプ現象
を生じるように設定されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

エンジン１ないしトランスミッション２から出力される
トルクは、トランスミッション出力ギヤ９からトランス
ファー装置３の入力ギヤ７０、即ちセンタデフ４０のリ
ングギヤ４５に入力され、該センタデフ４０でキャリヤ
４４側とサンギヤ４１側とに分割される。そして、キャ
リヤ４４側に分割されたトルクはフロントデフ３０に入
力されて更に左右に分割されると共に、前輪用出力軸２
１．２２及び前輪駆動軸１０．１１を介して左右の前輪
１２．１３を駆動する。また、サンギヤ４１側に分割さ
れたトルクは、第１．第２出力ギヤ７１．７２、中間軸
２３及び第３．第４出力ギヤ７３．７４を経て後輪用出
力軸２４に伝達されると共に、更に第１図に示すプロペ
ラ軸１４、リヤデフ１５を介して左右の後輪駆動軸１６
．１７に伝達され、左右の後輪１８．１９を駆動する。

このようにして左右の前輪１２．１３及び左右の後輪１
８．１９が駆動されることになるが、前輪１２．１３及
び後輪１８．１９へのトルクの分割は上記のようにセン
タデフ４０によって行われるので、コーナリング時にお
ける前、後−間の回転速度差が吸収されることになる。

その場合に、このセンタデフ４０を構成するリングギヤ
４５とキャリヤ４４との間には第１．第２ビスカスカッ
プリング５０．６０が介設されているので、前、後輪間
の回転速度差に対応する上記リングギヤ４５とキャリヤ
４４の相対回転、即ちセンタデフ４Ｏの差動動作がこれ
らのビスカスカップリング５０．６０によって抑制され
ることになる。これにより、コーナリング時に前、後輪
間の回転速度差が過度に許容されることによる走行状態
の不安定化が防止される。また、前輪又は後輪の一方が
スリップした時に他方にトルクが伝達されることになっ
て、スリップ状態からの脱出が可能となる。

そして、特にこの第１．第２ビスカスカップリング５０
．６．０は直列に接続され、且つ容量の小さい第２ビス
カスカツプリング６０については、アウタケース６１と
インナケース６２の回転速度差の常用範囲内でハンプ現
象が発生するように設定されているので、両ビスカスカ
ップリング５０．６０の全体としては、人、出力部材（
センタデフ４０のリングギヤ４５とキャリヤ４４）の回
転速度差Ｎに対する伝達トルクの特性が、第４図に実線
で示すようになる。つまり、上記回転速度差Ｎが第２ビ
スカスカツプリング６０のハンプ現象が生じるまでの範
囲では、個々のビスカスカップリングよりも伝達トルク
が全般的に小さくなリ、また第２ビスカスカツプリング
６０のハンプ現象が生じる回転速度差Ｎｏ以上では、第
２ビスカスカツプリング６０がロック状態となるので、
伝達トルクが全般的に大きな第１ビスカスカツプリング
５０の特性に一致することになり、上記回転速度差Ｎ。

を境としてトルク容量が切換るのである。従って、例え
ば前、後輪間の回転速度差が比較的小さいコーナリング
時には第１．第２ビスカスカップリング５０．６０の全
体としてのトルク容量が小さくなってセンタデフ４０に
対する適度な差動制限作用が得られることになり、該作
用が過大な場合のブレーキング現象を回避しながらコー
ナリング走行の安定性を確保することができるようにな
る。また、前輪又は後輪の一方の車輪のスリップ時には
、これらの回転速度差が大きくなるので第１．第２ビス
カスカツプリング５０゜６０の全体としてのトルク容量
が大きくなってセンタデフ４０がロック状態に近づき、
これにより他方の車輪に確実にトルクを伝達させること
が可能となる。このようにして、コーナリング時やスリ
ップ時等に、夫々の場合に適合したトルク伝達状態が得
られることになる。

次に、第５図に示す本発明の第２実施例について説明す
る。

この実施例は、ビスカスカップリングを後輪への動力伝
達手段として用いたものであって、トランスミッショ出
力ギャ９ａからトランスファー装置３ａの入力ギヤ７０
ａに入力されるトルクはフロントデフ３０ａのデフケー
ス３１ａに直接入力されると共に、後輪用の第１．第２
出力ギャ７１ａ、７２ａ、中間軸２３ａ（切換機構２５
ａ）及び第３．第４出力ギャ７３ａ、７４ａを介して後
輪用出力軸２４ａにも伝達される。そして、該後輪用出
力軸２４ａからプロペラ軸１４ａを介してリヤデフに入
力されるのであるが、このプロペラ軸１４ａ上に第１．
第２ビスカスカップリング５０ａ、６０ａが配設されて
いる。

これらのビスカスカップリング５０ａ、６０ａは、第６
図に拡大して示すように、ケース５１ａ、６１ａ、軸５
２ａ、６２ａ、及びこれらの間に配設された各複数のプ
レート５３ａ・・・５３ａ、６３ａ・・・６３ａで構成
されていると共に、第２ビスカスカツプリング６０ａが
第１ビスカスカツプリング５０ａよりもトルク容量が小
とされてケース６１ａと軸６２ａとの所定回転速度差で
ハンプ現象を生じるように設定されている。そして、こ
の実施例では両ビスカスカップリング５０ａ、６０ａの
軸５２ａ、６２ａが同一部材で構成されていると共に、
第１ビスカスカツプリング５０ａのアウタケース５１ａ
がプロペラ軸１４ａのトランスファー装置側に、第２ビ
スカスカツプリング６０ａのアウタケース６１ａがリヤ
デフ側に夫々連結されている。つまり、この実施例にお
いてはトルク伝達特性の異なる第１．第２ビスカスカッ
プリング５０ａ、６０ａがプロペラ軸１４ａ上に直列に
配置された構成となっている。

従って、前、後輪間の回転速度差が比較的小さいコーナ
リング時においては、上記両ビスカスカップリング５０
ａ、６０ａがいずれもビスカスカップリングとしての作
用を行って全体としてはトルク容量が小さくなり、これ
により前、後輪間の回転速度差が効果的に吸収されてブ
レーキング現象が防止されることになる。また、前輪の
スリップ時、或は急発進時において前輪の回転速度が急
激に上昇したような場合、即ち前、後輪間の回転速度差
が所定値を超えた場合には、トルク容量の小さい第２ビ
スカスカツプリング６０ａにハンプ現象が生じて該ビス
カスカップリング６０ａがロック状態となることにより
、全体としてのトルク容量が増大して後輪へも確実にト
ルクが伝達されることになり、これによりスリップ状態
からの脱出が可能となり、或は急発進時に前、後輪によ
り良好な発進加速性が得られることになる。

（発明の効果） 以上のように、本発明に係る動力伝達装置によれば、ト
ルク伝達特性が人、出力部材間の回転速度差に応じて切
換わるので、これを４輪駆動車に適用すれば、例えば前
輪又は後輪の一方のスリップ時に上記ビスカスカップリ
ングのトルク容量が大きくなって他方の車輪へ確実にト
ルクを伝達させることか可能となり、これによりスリッ
プ状態からの脱出が容易化され或は発進加速性が向上さ
れることになり、またコーナリング時にはトルク容量が
小さくなってブレーキング現象が回避されることにより
良好なコーナリング走行性が得られることになる。この
ように、走行状態に応じた最適のトルク伝達状態が得ら
れるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は該実施例
に係る４輪駆動車の全体骨子図、第２図はその要部の拡
大骨子図、第３図は動力伝達装置の拡大断面図、第４図
はそのトルク伝達特性を示すグラフ、第５図は他の実施
例に係る４輪駆動車の要部の骨子図、第６図は該実施例
における動力伝達装置の拡大断面図である。 ５０．６０．５０ａ、６０ａ・・・ビスカスカップリン
グ、５１．５１ａ・・・入力部材、６２゜６１ａ・・・
出力部材。 第２図 第３５！！Ｉ 第４図 −−１（Ｎ） 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力部材と、出力部材と、これら両部材間に配置
   されたビスカスカップリングとでなる動力伝達装置であ
   って、上記ビスカスカップリングとしてトルク伝達特性
   の異なる複数のビスカスカップリングが直列に配置され
   ていることを特徴とする動力伝達装置。