JPH02154819A - 動力伝達機構 - 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、同軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回
転部材間に配設されて、これら両部材間の動力伝達を行
う動力伝達機構に関する。

（従来技術） かかる動力伝達機構は、駆動側回転部材と従動側回転部
材間に配設されて、これら両部材の相対回転時これら両
部材を互に動力伝達可能に連結して、従動側回転部材を
駆動させる連結機構として使用されるものと、駆動側お
よび従動側回転部材間、再駆動側回転部材間または両従
動側回転部材間に配設されてこれら両部材の相対回転時
これら両部材を互に動力伝達可能に連結して、これら両
部材間の回転差を制限させる差動制限機構として使用さ
れるもの等に大別される。前者の連結機構は主としてリ
ャルタイム式の四輪駆動車における一方の動力伝達系路
に配設され、また後者の差動制限機構は主として車両に
おける各ディファレンシャルに配設される。

しかして、従来の動力伝達機構としては特開昭６３−２
４０４２９号公報に示されているように、同軸的かつ相
対回転可能に位置する内外両回転部材間に配設され、こ
れら両回転部材の相対回転により作動して両回転部材を
動力伝達可能に連結する摩擦係合力を発生させるととも
に付与される押圧力に応じて前記摩擦係合力を増減させ
る湿式多板摩擦クラッチ、および両回転部材の相対回転
に応じた押圧力を発生させて前記摩擦クラッチに付与す
る押圧力発生手段を備え、同押圧力発生手段を、前記両
回転部材間に液密的に軸方向へ摺動可能かつ一方の回転
部材に一体回転可能に組付けられて前記摩擦クラッチに
当接する作動ピストンと、前記一方の回転部材に一体回
転可能に設けられて前記作動ピストンとの間に軸方向に
所定間隔を有して粘性流体が封入される流体室を形成す
るリテーナと、半径方向へ延びる１または複数のベーン
部を備え前記流体室にて前記他方の回転部材に一体的に
組付けられたロータとにより構成してなる動力伝達機構
がある。

この種形式の動力伝達機構においては、両回転部材間に
相対回転が生じると一方の回転部材に一体回転可能に組
付けた作動ピストンおよびリテーナと、他方の回転部材
に一体的に組付けたロータとの間に相対回転が生じ、流
体室の前記ロータのベーン部にて区画された粘性流体封
入室内の粘性流体が強制的に流動させられ、封入室内で
は流動抵抗等に起因して圧力が発生する。すなわち、押
圧力発生手段に差動回転数に応じた圧力が発生する。こ
の圧力は作動ピストンを軸方向に押圧して摩擦クラッチ
を押圧させ、同クラッチに両回転部材を動力伝達可能に
連結する摩擦係合力を発生させる。かかる摩擦係合力は
差動回転数に比例し、両回転部材間では差動回転数に比
例した動力が一方から他方へ伝達される。従って、当該
動力伝達機構は四輪駆動車の一方の動力伝達系路におけ
る駆動側回転部材と従動側回転部材との連結機構として
機能するとともに、駆動側および従動側回転部材間、両
駆動側回転部材間または両従動側回転部材間の差動制限
機構としても機能する。

（発明が解決しようとする課Ｍ） ところで、上記した形式の動力伝達機構においては、車
両がスタック状態に陥った場合等両回転部材間の高差動
回転により大きな動力伝達を長時間発生させた場合、摩
擦クラッチが高温となって下記の問題を惹起する。すな
わち、各摩擦板として摩擦面がペーパー、ファイバー等
非金属材料にて形成された摩擦板を採用した場合には、
（１）摩擦板の放熱性が悪いため配列方向の中央部から
蓄熱して中央部の摩擦板から焼付等の焼損が発生し、ま
たクラッチオイル、シール部材等が熱劣化する。

（２）放熱性を良くするため各摩擦板間に配置される金
属製のクラッチプレート（セパレータプレート）のうち
中央部に配置される複数のクラッチプレートの厚みを厚
くすると、摩擦クラッチが軸方向に増大するとともに重
量が増し、延いては機構全体が大型、大重量かつコスト
アップとなる。

（３）各摩擦板の負荷を減して発熱量を低減すべく摩擦
板の枚数を多くした場合にも上記（２）項と同様の結果
となる。

また、摩擦板の焼損を防止すべく、各摩擦板として摩擦
面が焼結金属等金属材料にて形成された摩擦板を採用し
た場合には、 （４）摩擦板における静摩擦係数と動摩擦係数の差が大
きくてスティックスリップ現象が発生し振動、異音が発
生する。

（５）摩擦面が非金属材料からなる摩擦板に比較して摩
擦係数が低いため摩擦板、クラッチプレートの枚数の増
加、摩擦クラッチに対する押圧力の増大が必要となり、
機構の大型化、剛性、強度の確保による重量増大、コス
トアップは避けられない。

従って、本発明の目的は、かかる形式の動力伝達機構に
おいて、摩擦クラッチの放熱効果を高めて上記した各問
題を解消することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記した形式の動力伝達機構において、前記Ｒ
Ｉ擦ツクラッチ構成する摩擦板として摩擦面が金属材料
にて形成された第１の摩擦板と非金属材料にて形成され
た第２の摩擦板との２種類の摩擦板を採用し、前記第１
の摩擦板を中央部に配置するとともに前記第２の摩擦板
を両側部に配置したことを特徴とする。

本発明において採用する第１の摩擦板としては摩擦面が
鋼質の焼結金属等金属材料からなる摩擦板を挙げること
ができ、かつ第２の摩擦板としては摩擦面がペーパー、
各種のファイバー等非金属材料からなる通常湿式多板摩
擦クラッチに採用される摩擦板を挙げることができる。

（発明の作用・効果） かかる構成によれば、摩擦クラッチに°おいて最も蓄熱
し易い摩擦板の配列の中央部には放熱効果の大きい第１
の摩擦板が配置されているため、庫擦クラッチにける蓄
熱が抑制されて第２の摩擦板の焼損、クラッチオイル、
シール部材の熱劣化が抑制される。また、第１の摩擦板
の配置部位の両側部には摩擦係数の高い第２の摩擦板が
配置されているため、これらの第２の摩擦板が第１の摩
擦板の摩擦係合能力を十分に補い、摩擦板の枚数の増加
、摩擦クラッチに対する押圧力の増大を要しない。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明するに、第１
図には本発明にかかる動力伝達機構の一実施例が示され
ている。当該動力伝達機構１０は第４図に示すように、
リャルタイム式の四輪駆動車の後輪側動力伝達系路に配
設される。

当該車両は前輪側が常時駆動するとともに後輪側が必要
時駆動するもので、エンジン２１の一側に組付けたトラ
ンスアクスル２２はトランスミッションおよびトランス
ファを備え、エンジン２１からの動力をアクスルシャフ
ト２３に出力して前輪２４を駆動させるとともに、第１
プロペラシヤフト２５に出力する。第１プロペラシヤフ
ト２５は動力伝達機構１０を介して第２プロペラシヤフ
ト２６に連結していて、これら両シャフト２５．２６が
動力伝達可能な場合動力がリヤディファレンシャル２７
を介してアクスルシャフト２８に出力され、後輪２９が
駆動する。

しかして、動力伝達機構１０はアウタケース１１および
インナシャフト１２からなる環状の作動室内に押圧力発
生手段１０ａおよび摩擦クラッチ１０ｂを備えている。

アウタケース１１は所定長さの筒部１１ａの一端に内向
フランジ部１１ｂを備えてなり、筒部１１ａの他端が開
口していて他端側内周にネジ部１１Ｃが形成されている
。インナシャフト１２は所定長さの段付きの筒部１２ａ
の中間部外周に外向フランジ部１２ｂを備えてなり、フ
ランジ部１２ｂの外周には軸方向へ延びる外スプライン
部１２Ｃが形成され、かつ筒部１２ａの一端側内周には
軸方向へ延びる内スプライン部１２ｄが形成されている
。かかるインナシャフト１２においては、その筒部１２
ａの一端がアウタケース１１の内向フランジ部１１ｂの
内孔内に液密的がっ回転可能に嵌合されていて、筒部１
２ａの他端側外周に組付けた後述の押圧力発生手段１０
ａの構成部材を介してアウタケース１１に回転可能に支
持されている。インナシャフト１２はその内スプライン
１２ｄにて第２プロペラシヤフト２６の先端部のスプラ
イン２６ａに嵌合して固定され、かつアウタケース１１
は第１プロペラシヤフト２５の後端に固定されている。

押圧力発生手段１０ａは作動ピストン１３、ロータ１４
およびリテーナ１５がらなり、がっ摩擦クラッチ１０ｂ
は湿式多板クラッチ式のもので、多数のクラッチプレー
ト１６およびクラッチディスク１７ａ、１７ｂからなる
。各クラッチプレート１６はその外周の凸起部をアウタ
ケース１１の内周に設けた溝部ｌｉｄに嵌合されて、同
ケース１１に一体回転可能かつ軸方向へ移動可能に組付
けられている。各クラッチディスク１７ａ、１７ｂは本
発明における摩擦板に該当するもので、その内周の凸起
部をインナシャフト１２の外スプライン部１２ｃに嵌合
されて各クラッチプレート１６間に位置し、同シャフト
１２に一体回転可能かつ軸方向へ移動可能に組付けられ
ている。これらのクラッチプレート１６およびクラッチ
ディスク１７ａ、１７ｂを収容するクラッチ室Ｒ１には
クラッチ用オイルと気体とが所定量封入されている。

しかして、クラッチプレート１６は鉄環金属材料からな
る。また、両クラッチディスク１７ａ、１７ｂにおいて
は、第１クラツチデイスク１７ａは本発明の第１の摩擦
板に該当し、鉄環金属材料からなるプレートの両面に鋼
質の焼結金属からなる摩擦面を備えている。また、第２
クラツチデイスク１７ｂは本発明の第２の摩擦板に該当
し、鉄環金属材料からなるプレートの両面にペーパーか
らなる摩擦面を備えている。第１クラツチデイスク１７
ａは中央部に４枚配置され、かつ第２クラツチデイスク
１７ｂは両側部に２枚ずつ計４枚配置されている。

押圧力発生手段１０ａを構成する作動ピストン１３はア
ウタケース１１の筒部１１ａの他端側内周に一体回転可
能かつ液密的に軸方向へ摺動可能に、またインナシャフ
ト１２に対してはその外周に回転可能かつ軸方向へ摺動
可能にそれぞれ組付けられていて、その−側面１３ａに
て最他端のクラッチプレート１６に当接している。ロー
タ１４は第１図および第２図に示すように、環状ボス部
１４ａの外周の互に１８０°離れた部位にて半径方向へ
延びる２枚のベーン部１４ｂを備えてなり、環状ボス部
Ｚ４ａにてインナシャフト１２の筒部１２ａ外周に嵌合
させてインナシャフト１２に一体的に組付けられている
。かかるロータ１４においては、その環状ボス部１．４
　ａが作動ピストン１３の他側に設けた環状凹所１３ｂ
の深さと略同じ厚みに形成されていて、環状凹所１３ｂ
内に嵌合している。リテーナ１５はその他端側外周にネ
ジ部１５ａを備え、インナシャフト１２の筒部１２ａの
他端側外周に液密的に軸方向へ摺動可能かつ回転可能に
嵌合され、アウタケース１１に対してはそのネジ部１５
ａをアウタケース１１のネジ部１１ｃに進退可能に螺着
され、かつ液密的となっている。かかるリテーナ１５に
おいては、軸方向の位置調整がなされてアウタケース１
１にカシメ手段にて固定され、その−側面１５ｂにて作
動ピストン１３の他側の環状外縁面１３ｃに当接し、そ
の−側面１５ｂと作動ピストン１３の環状凹所１３ｂと
によりロータ１４が位置する流体室を形成している。こ
の流体室内にはシリコンオイル等高粘性流体が所定量封
入されており、またロータ１４はそのベーン部１４ｂの
外周を環状凹所１３ｂの内周に液密的に接触させ、かっ
ベーン部１４ｂの両側面と環状凹所１３ｂの他側面１３
ｂ１およびリテーナ１４の一側面１５ｂ間に微小間隙を
形成して、流体室内を２つの滞留室Ｒ２に区画している
。

かかる構成の動力伝達機構１０においては、第１、第２
両プロペラシャフト２５．２６間に相対回転が生じてい
ない場合にはこれら両シャフト２５．２６間のトルク伝
達はないが、両シャフト２５．２６間に相対回転が生じ
るとトルク伝達がなされる。すなわち、これら両シャフ
ト２５．２６間に相対回転が生じると、第１プロペラシ
ヤフト２５に一体回転可能に組付けられているアウタケ
ース１１、作動ピストン１３およびリテーナ１５と、第
２プロペラシヤフト２６に一体回転可能に組付けられて
いるインナシャフト１２およびロータ１４との間に相対
回転が生じる。従って、押圧力発生手段１０ａの流体室
内においては、滞留室Ｒ２内の粘性流体が相対回転数に
比例した速度にて強制的に流動させられ、周方向に順次
相対移行する滞留室Ｒ２内では流動抵抗に起因してベー
ン部１４ｂの下流側端から次のベーン部１４ｂの上流側
端に向って漸次増圧される圧力分布が発生する。この圧
力分布の増圧部分は差動回転数に比例して増大するもの
で、作動ピストン１３を軸方向へ押圧して摩擦クラッチ
１０ｂを構成する各クラッチプレート１６とクラッチデ
ィスク１７ａ、１７ｂをクラッチ用オイルを介して摩擦
係合させる。

これにより、摩擦クラッチ１０ｂにおいては差動回転数
に比例したトルクをアウタケース１１からインナシャフ
ト１２に伝達し、車両は４輪駆動状態となる。また、こ
の４輪駆動状態においては前後輪の差動回転を許容し、
タイトコーナブレーキング現象の発生も防止される。

ところで、当該動力伝達機構１０においては、車両がス
タック状態に陥った場合等アウタケース１１とインナケ
ース１２間の高差動回転数により大きなトルク伝達を長
時間発生させた場合には、摩擦クラッチ１０ｂが昇温す
る。しかしながら、摩擦クラッチ１０ｂにおいて最も蓄
熱し易い摩擦板の配列の中央部には放熱効果の大きい複
数の第１クラツチデイスク１７ａが配置されているため
、摩擦クラッチ１０ｂにおける蓄熱が抑制されて第２ク
ラツチデイスク１７ｂの焼損、クラッチオイル、シール
部材の熱劣化が抑制される。また、第１クラツチデイス
ク１７ａの配列の両側部には摩擦係数の高い複数の第２
クラツチデイスク１７ｂが配列されているため、これら
が第１クラツチデイスク１７ａの摩擦係合能力を十分に
補い、摩擦クラッチの所定の摩擦係合力を確保すべくク
ラッチディスクの枚数を増加したり摩擦クラッチに対す
る押圧力を増大させる必要がない。

なお、第３図の上側は本実施例の動力伝達機構１０を、
下側は摩擦クラッチの放熱効果を向上させるために中央
部の複数のクラッチプレートに厚みの厚いクラッチプレ
ートを採用した比較例の動力伝達機ｆｉｌｌ　ＯＡを示
している。これら両機構１０、ＩＯＡは摩擦クラッチの
摩擦係合力を同一にした場合であり、この場合にはクラ
ッチプレートの厚みに起因して比較例の機構１０Ａは軸
方向に増大していることが明らかに認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る動力伝達機構の断面図
、第２図は第１図の矢印■−■綴方肉方向面図、第３図
は本実施例と比較例の動力伝達機構とを対比した部分断
面図、第４図は同機構を採用した車両の概略図である。 符　　号　　の　　説　　明 １０、ＩＯＡ・・・動力伝達機構、１０ａ・押圧力発生
手段、１０ｂ・・・摩擦クラッチ、１１・・・アウタケ
ース、１２・・・インナシャフト、１３・・・作動ピス
トン、１４・・・ロータ、１４ｂ・・・ベーン部、１５
・・・リテーナ、１６・・・クラッチプレート、１７ａ
・・・第１クラツチデイスク、１７ｂ・・・第２クラツ
チデイスク、２５．２６・・・プロペラシャフト、Ｒ。 ・クラッチ室。 出願人　トヨタ自動車株式会社（外１名）代理人　弁理
士　長谷照−（外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材間に
   配設され、これら両回転部材の相対回転により作動して
   両回転部材を動力伝達可能に連結する摩擦係合力を発生
   させるとともに付与される押圧力に応じて前記摩擦係合
   力を増減させる湿式多板摩擦クラッチ、および両回転部
   材の相対回転に応じた押圧力を発生させて前記摩擦クラ
   ッチに付与する押圧力発生手段を備え、同押圧力発生手
   段を、前記両回転部材間に液密的に軸方向へ摺動可能か
   つ一方の回転部材に一体回転可能に組付けられて前記摩
   擦クラッチに当接する作動ピストンと、前記一方の回転
   部材に一体回転可能に設けられて前記作動ピストンとの
   間に軸方向に所定間隔を有して粘性流体が封入される流
   体室を形成するリテーナと、半径方向へ延びる１または
   複数のベーン部を備え前記流体室にて前記他方の回転部
   材に一体的に組付けられたロータとにより構成してなる
   動力伝達機構において、前記摩擦クラッチを構成する摩
   擦板として摩擦面が金属材料にて形成された第１の摩擦
   板と非金属材料にて形成された第２の摩擦板との２種類
   の摩擦板を採用し、前記第１の摩擦板を中央部に配置す
   るとともに前記第２の摩擦板を両側部に配置したことを
   特徴とする動力伝達機構。