JPS6388328A - トルク伝達装置 - Google Patents

トルク伝達装置

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JPS6388328A
JPS6388328A JP61232090A JP23209086A JPS6388328A JP S6388328 A JPS6388328 A JP S6388328A JP 61232090 A JP61232090 A JP 61232090A JP 23209086 A JP23209086 A JP 23209086A JP S6388328 A JPS6388328 A JP S6388328A
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cam
fluid
torque
oil
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Takashi Okubo
孝 大久保
Toji Takemura
統治 竹村
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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、四輪駆動車等の多輪駆動車の駆動力配分装置
や、左右輪の差動装置や、左右輪の差動を制限する差動
制限装置等として用いられるトルク伝達装置に関する。
(従来の技術) 従来のトルク伝達装置としては、例えば、特開昭60−
116529号公報に記載されているような装置が知ら
れている。
この従来装置は、前輪に駆動力を伝達する第1の回転軸
と、後輪に駆動力を伝達する第2の回転軸と、前記第1
と第2の回転軸の連結手段として使用され、かつ第1と
第2の回転軸の回転速度差によって駆動されると共に回
転速度差に応じた油量を吐出する油圧ポンプとからなる
四輪駆動用連結装置において、油圧ポンプの吐出■コと
吸込[]側抽油路に油流通制御手段を有する副油路を設
けたことを特徴とする特 また、従来のトルク伝達装置としては、例えば、特公昭
54−4134号公報に記載されているような装置も知
られている。
この従来装置は、静[Lハウジング内にジャーナルされ
た第1回転部材、前記ハウジング内に伸び前記第1回転
部材に回転可能に連結された入力回転部材、前記第1回
転部材に隣接して同軸に配置された第2回転部材、前記
ハウジング内に伸び前記第2回転部材に回転可能に連結
された第1出力回転部材、前記入力部材に回転可能に連
結された第2出力回転部材、前記回転部材間を連結し予
め決められた流体圧力条件下で入力部材からの入力トル
クを選択した割合で前記第1出力回転部材に伝達し入力
部材から伝達されたトルクの残りの14を第2出力回転
部材に伝達する流体手段、及び前記流体手段が前記出力
部材に伝達するトルクの割合を調整する作動を行なうた
めの予め決められた流体圧力条件を調整する選択手段か
ら成る。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前者の従来装置(特開昭60−1165
29!;)にあっては、以下に述べるような問題点があ
った。
(V 回転中心軸から半径方向に犬きく雛れた位置であ
るカムリング20b側の回転ハウジングに油圧制御回路
21が形成されている為、高車速時等で回転ハウジング
が高回転する時には、油路を流通する作動油やリリーフ
弁に遠心力が作用し、こ・ の遠心力作用で油圧ポンプ
での発生油圧レベルが所望する油圧レベルに達しなかっ
たり、逆に油圧レベルが高過ぎてしまったりして安定し
たトルク伝達効果を望めない。
(2)  回転ハウジングに油圧制御回路21が形成さ
れている為、この油圧制御回路21が回転ハウジングの
マスアンバランスの原因となり、高車速1”i等で回転
ハウジングが高回転する詩には、振れ回り振動が発生し
てしまう。
(3) また、公報図面に示されるよう;こ、回転速度
差に応じた油がを吐出する油圧ポンプとしてベーンポン
プが用いられている為、回転速度差が小さい領域では油
のリーク(ベーンポンプは一般にシール性確保が困難で
ある)を考慮すると十′分な油圧が発生せず、従って四
輪駆動車にこの従来装置を用いた場合には、極めて大き
な車輪スリップが発生しないことにはトルク伝達効果が
望めない。
また、後者の従来装′?i(特公昭54−4134号)
にあっては、以下に述べるような問題点がある。
■ 流体手段のカム面114を内側の回転部材の外周面
に形成している為、外側の回転部材の内周面にカム面を
形成する場合と比べて、カム面全体の径寸法が小さく、
カム面の加工精度を上げるのが困難であるし、1−分な
流量を発生させる為にはカム面の凹凸段差を大きくしな
くてはならないが、カム面の全体径寸法が小さい為、凹
凸段差がなめらかにならず、回転時にピストン頭部との
衝突丘が発生してしまう。
僕) 流動抵抗が回転速度差とは無関係にチェックバル
ブにより決定される為、わずかに回転速度差が発生する
高摩擦係数路での旋回時にも4輪駆動状yπ;(6輪駆
動状ym )になってしまい、タイトコーナブレーキ現
象が発生してしまう。
・6.)  また、カム面114に対し径方向外側から
接触するようにピストン124が配置されている為、高
車速時等でピストン124がJQけられている第1回転
部材90が高回転する時は、ピストン124に作用する
遠心力がカム面114との接触力を低下させる方向に働
き、一般に車速が高ければ高いほど4輪駆動側の駆動力
配分が好ましいにもかかわらず、この従来装置でのトル
ク伝達特性は、高車速時であるほど伝達トルクが小さく
なるり、+F性を示す。
このような従来技術に対し、本山v人は上述の問題点を
解決する先願として、特願昭61−129424号の出
願を行なった。
しかし、この先行技術にあっては、−個のカム体によっ
て形成される流体窒出たり一個のオリフィスが設けられ
ていた為、以下に述べるような問題点を残していた。
■ オリフィス径のバラツキにより、同位相同士の流体
室圧力にアンバランスが生じやすく、カム体の耐久性を
損なう。
山)−個のオリフィス当りの流量が少ない為、トルク容
量を確保するにはオリフィス径を絞り込まなくてはなら
なく、同じトルク容量で換算するとオリフィス径が小さ
くなってしまい、コンタミネーション(内部のゴミのこ
と)の影響を受けやすい。
(9)  オリフィス等部品点数が多く、コストが高く
、信頼性が低い。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上述のような問題点を解決することを[1的
とし、この[1的達成のために本発明では、相対回転可
ず駈な入出力軸間に設けられ、前記両軸の回転速度差に
応じた吊:の流体を流動させるfi、量発生手段を備え
、前記流体の流動抵抗により前記入出力軸間の伝達トル
クが制御されるトルク伝達装置において、前記流量発生
手段は、入出力軸の一方と一体的に形成され内周部にカ
ム面を有する第1回転部材と、入出力軸の他方と一体的
に形成され前記力L・面内に挿入される第2回転部材と
、該第2回転部材に支持されると共に前記カム面と周接
し前記両回転部材の相対回転時に径方向に往復動するカ
ム体と、該カム体の往復動に伴ない体積変化する複数の
流体室と、第2回転部材に形成され各流体室間をオリフ
ィスを介して連結する流体路と、前記カム体の往復勤行
程で同位相の複数の流体室を互いに連通ずる連通路と、
を備えた手段であることを特徴とする。
(作 用) 従って、本発明のトルク伝達装置では、J−述のような
手段としたため、第1回転部材と第2回転部材とのfl
に相対回転が生じると、カム面と周接しているカム体が
カム面の形状に応じて径方向に往復動し、カム体の往復
動に伴ない体積変化する流体室ではオリフィスによる流
動抵抗により流体圧が発生し、カム体がこの流体圧によ
りカム面に押し伺けられることで、両回転部材の相対回
転速度差に応じたトルクが伝達される。
そして、カム体が設けられる第2回転部材の絶対回転速
度が大きい時、すなわち高車速時にはカム体に作用する
遠心力がカム面への押し付ける力を増大させるように働
くため、トルク伝達特性としては、相対回転速度差に応
じて伝達トルクが高まると共に、車速が高車速である程
、遠心力により発生する伝達トルク分が付加される特性
を示す。
また、カム体の往復勤行程で同位相の複数の流体室を互
いに連通ずる連通路を備えているため、同位相同士の圧
力バランスが保たれるし、少なくとも2個分の流体室容
積の流体量を一つのオリフィスで絞る構成となるため、
同じ絞り作用を発揮させながらオリフィス面積を2倍以
上に設定でき、コンタミネーションの影響も防止できる
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたって、四輪駆動車のエン
ジン駆動力伝達系に設けられるトルク伝達装置を例にと
る。
まず、実施例のトルク伝達装置Aを第1図〜第4図に示
す図面に基づいて説明する。
実施例のトルク伝達装置Aは、第41Jに示すように、
前輪駆動をベースにした四輪駆動車の後輪駆動系の途中
に、センターディファレンシャルと、後輪への駆動力配
分制御装置を兼用する装置として設けられている。
実施例装置Aが適用される四輪駆動車の駆動系は、前輪
駆動系として、エンジンl、トランスミッション(クラ
ッチを含む)2.フロントディファレンシャル3、フロ
ントドライフシャフト4.5、フロントドライブシャフ
トジヨイント6・・・、前輪7,8を備えていて、後輪
駆動系として、トランスファギヤトレーン9、フロント
プロペラシャフト10、センタプロペラシャフト(入力
軸)11、トルク伝達装置A1、リヤプロペラシャフト
(出力軸)12、プロペラシャフトジヨイント13・・
・、センターベアリング14、リヤディファレンシャル
15、リヤドライブシャフト16.17、リヤドライブ
シャフトジヨイント18・・・、後輪19.20を備え
ている。
前記フロントディファレンシャル3は、トランスミッシ
ョン2の最終段ギヤ21と、前記フロントドライブシャ
フト4,5との間に介装された前輪7.8の差動装置で
ある。
前記トランスファギヤトレーン9は、前記フロントディ
ファレンシャル3のデフケース22からエンジン駆動力
を後輪19.20側へ取り出す駆動力分割装置で、この
トランスファギヤトレーン9と前記フロントディファレ
ンシャル3と共にトランスアクスルケース23に納めら
れている。
前記リヤディファレンシャル15は、前記リヤプロペラ
シャフト12と、リヤドライブシャフト16.17との
間に介装された後輪19.20の差動装置である。
実施例のトルク伝達装置Aの構成を説明する。
実施例装置Aは、第1図及び第2図に示すように、ドラ
イブハウジング(第1回転部材)30、カム面31、ロ
ーター(第2回転部材)40、ドライビングピストン(
カム体)50、油室(流体室)60、油路(流体路)6
1、オリフィス62、連通路63を主要な構成としてい
る。
前記ドライブハウジング30は、入力軸であるセンタプ
ロペラシャフト11に対し、ポルトILめ等により一体
に設けられる部材で、その内周部には略正方形によるカ
ム面31が形成されている。
前記ローター40は、前記ドライブハウジング30のカ
ム而31内に挿入状態で配置され、出力軸であるリヤプ
ロペラシャフト12がボルト止め等によって一体に設け
られると共に、前記ドライブハウジング30に対しビス
止めされたストッパプレート41によって相対回転を許
容しながら軸方向に固定状態で設けられている。
尚、このローター40には、前記カム面31に対向する
位置で放射半径方向に等間隔で4個所にシリンダ穴42
・・・が形成されている。
前記ドライビングピストン50は、前記シリンダ穴42
に対しシールリング51により油密状態で設けられたカ
ム部材で、カム面31との周接面は滑らかな接触移動を
確保する為、球面50aに形成されていて、周方向に4
5度ズした位置でカム面31に周接し、前記ドライブハ
ウジング30とローター40との相対回転時に往復動す
る。
尚、前記球面50aの曲率半径は、カム面31より小さ
いが、シリンダ穴42の径に合うドライビングポールよ
りも大きく設定されていて、ヘルツの接触応力が高く、
高容量(高トルク)に耐えられるようにしている。
前記油室60は、前記シリンダ穴42と前記ドライビン
グピストン50との間に形成された室で、ドライビング
ピストン50の往復動に伴なって体積変化する。
前記油路61は、各油室60・・・間を連結するように
前記ローター40に形成された路で、対向する1対のシ
リンダ穴42に対応してオリフィス62及び逆止弁64
が設けられる。
尚、油路61は、各シリンダ穴42・・・の底部に孔設
された径方向油路61aと、ローター40の軸心に孔設
された軸方向油路61bとで構成され、対向する油室6
0.60を結ぶ油路61にそれぞれ一組のオリフィス6
2及び逆止弁64が設けられている。すなわち、2個の
ドライビングピストン50に一組のオリフィス62及び
逆止弁64が設けられている。
また、前記軸方向油路61bの開口端部はアキュムレー
タ室74に導かれていて、急なドライビングピストン5
0の往復動等に伴なう油量変動を吸収するようにしてい
る。これは、それぞれの油室60に容積の変動があって
もあらゆる相対回転位置でほぼ総容積が一定となるよう
に設定されているが、急な相対回転時や大きな相対回転
時等では部分的な容積変動が生じる為である。
尚、第1図及び第2図に示すアキュムレータ室74は、
ローター40に往復動可能に油密状態で設けられたアキ
ュムレータピストン65と、該ピストン65とスプリン
グリテーナ66との間に介装されたコイルスプリング6
7と、によって構成されていて、前記アキュムレータピ
ストン65には、その中央部(中心軸上)にエアー及び
油抜き用のシールプラグ68が設けられていて、このシ
ールプラグ68によって回転アンバランスを防止しなが
らエアーや油抜き作業を短時間で効果的に出来るように
している。
他例である第3図に示すアキュムレータ室64は、ロー
ター40に往復動回走に油密状態で設けられたアキュム
レータピストン69と、該ピストン69とワッシャ70
との間に介装された皿バネ71と、によって構成されて
いて、前記アキュムレータピストン69には、その中央
部に前例と同様のエアー及び油抜き用のシールプラグ7
2が設。
けられている・ 前記連通路63は、前記ドライビングピストン50の往
復動行程で同位相の複数の油室60,60(実施例では
対向する2室)を互いに連通ずる油路で、3つの連通路
63.63.63は互いに干渉しないように形成されて
いる。
次に、実施例の作用を説明する。
(イ)回転速度差ΔNの発生がない時 乾燥アスファルト路等を低・中速で直線走行する場合等
であって、前後輪に回転速度差ΔNが発生しない時は、
ドライブハウジング30とローター40とに相対回転が
なく、ドライビングピストン50が径方向に往復動しな
い為、トルク伝達装置Aによる後輪19.20側への伝
達トルクΔTの発生がなく、エンジン駆動力は前輪7,
8のみに伝達される前輪駆動状態となる。
しかしながら、前後輪に回転速度差ΔNが発生しない時
であっても、高速道路を高速直進走行する場合には、後
輪19.20の回転に伴なって高速回転するローター4
0に設けられているドライビングピストン50には遠心
力Fcが作用し、この遠心力Fcによってドライビング
ピストン50がカム面31に押し付けられることになり
、この遠心力Fcにより、第5図に示すように、伝達ト
ルクΔTcoが発生することになる。尚、遠心力Fcは
、 m’v2 Fc=− m;質量(ドライビングピストン) r;回転中心軸から質m重心までの距離V;ローター回
転速度 であり、回転速度V、すなわち車速■の2乗に比例して
発生する。
従って、高速道路等での高速直進走行時には、後輪19
.20側への伝達トルクΔTcoが発生して4輪駆動状
態となり、高速直進安定性を高めることができる。
(ロ)回転速度差ΔNの発生時 アクセルペダルを急踏みしての発進時や加速時、あるい
は山路や雪路や泥ねい地等での走行時であって、駆動輪
である前輪7,8がスリップし、前後輪に回転速度差Δ
Nを生じた場合には、ドライブハウジング30とロータ
ー40とに相対回転が発生し、この相対回転によりカム
面31゜32に周接するドライビングピストン50は径
方向に往復動し、この往復動のうち回転軸中心に向かう
ことで油室60の容積を縮小させようとする時には、オ
リフィス62による流動抵抗で油室60内の圧力が高ま
り、この発生油圧とピストン50の受圧面積とを掛は合
せた油圧力がドライビングピストン50をカム面31に
押し付ける力となり、この押し付は力によって後輪19
.20側への伝達トル76丁が発生する。
尚、後輪19.20側への伝達トルクΔTは、回転速度
差ΔNが大きければ大きい程、オリフィス62の前後圧
力差も大きくなることから、第5図の実線に示すように
、2次関数曲線であられされる伝達トルク特性を示し、
車速Vが高い程、遠心力による伝達トルクΔTcが付加
された特性を示す。
従って、前輪7,8がスリップした場合には、前輪7,
8のスリップ度合に応じて、自動的に前輪駆動状!ムか
ら4輪駆動状態へと駆動力配分が制御されることになり
、発進性や加速性の向上、山路や雪路での走破性向上、
及び泥ねい地での脱出性向上を図ることができる。
また、低速での小旋回時にも前後輪の旋回走行軌跡の差
で、前後輪にわずかの回転速度差ΔNが生じるが、この
時には後輪19.20側への伝達トルクΔTが小さな状
態である為1前後輪の回転速度差ΔNはトルク伝達装置
Aで吸収され(センタディファレンシャル機能)、タイ
トコーナブレーキ現象の発生が防止される。
また、高速旋回時においては、前後輪に大きな回転速度
差ΔNが生じ、後輪19.20側への伝達トルクΔTが
高い4輪駆動状態となる為、駆動力とコーナリングフォ
ースとの関係から限界旋回性能(コーナリング時の限界
速度)が高まる。
以上説明してきたように、実施例のトルク伝達装置Aに
あっては、以下に述べるような効果が得られる。
■ カム面31に対し径方向内側からドライビングピス
トン50が接触するように配置されている為、ローター
40が高回転する時に前記ドライビングピストン50に
作用する遠心力Fcで、前後輪に回転速度差ΔNの発生
がない時でも高車速時には所定の伝達トルクΔTcoが
発生して高速走行安定性が高まるし、回転速度差ΔNの
発生時には伝達トルクΔTcが付加されたトルク伝達特
性、すなわち回転速度差ΔNと車速Vとに対応したトル
ク伝達特性(第5図)を得ることができる。
くめ 相対回転する回転部材のうち、内側に配置される
ローター40に油室60及び油路61が形成されている
為、ローター40が高回転する時に油室60及び油路6
1を流通する作動油に対する遠心力影響がほとんど発生
せず、安定したトルク伝達特性が得られると共に、振れ
回りの原因となることもなく、油路61がコンパクトに
ローター40の回転軸部に形成される。
■ 構造的にショックアブンーバタイブであり油室60
のシール性は、シールリング51だけで油のリークを防
止する高いシール性が確保される為、低い回転速度差Δ
Nの領域でもトルク伝達特性に従って伝達トルクΔTを
発生させることができる。
■ カム面31をドライブハウジング30の内周部に形
成させている為、カム面31の全体の径を大きくとるこ
とができ、これによってカム面31を精度良く加工でき
ると共に、カム面31の凹凸がなめらかになるので、回
転速度差ΔNが大であっでもカム面31とドライビング
ピストン5゜の衝突音発生を防止できる。
■ 油路61の端部は、アキュムレータ室64に導かれ
ている為、油量変動吸収と共に、トルク伝達系に生じる
衝撃的なトルクのダンパーとなるし、ドライビングピス
トン50その他各部の摺動部分の耐久による摩耗等の補
正手段としても作用する。
(Φ 対向する同位相同士の油室60,60は、連通路
63で連通されている為、相互の圧力バランン、すなわ
ち、トルク反力/九ランスが保たれ、耐久性が向トする
■ 連通路63による連通に伴なって、2個分のシリン
タ容積(油量)を1個のオリフィス62絞る為、オリフ
ィス面積は2倍に設定できる。換言すれば、オリフィス
径はlシリンダ1個のオリフィスに比べr2倍の大きさ
となり、コンタミネーション(内部のゴミのこと)のy
gは激減する。■ 1シリンダ1個のオリフィス及び逆
上弁を設ける場合に比べ、部品点数的に半減し、コスト
が低く<、信頼性も高まる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。
例えば、本発明のトルク伝達装置は、実施例で示した適
用例に限られるものではなく、後輪駆動ベースの四輪駆
動車の前輪側プロペラシャフトの途中に設けたり、前輪
駆動ベースの四輪駆動車のりャディファレンシャルの代
りに設けたり、左右輪や前後輪の差動制限装置として差
動装置とは別に設けることもできる。
また、本実施例は、連通したシリンダ群に付、1個のオ
リフィスと1個の逆止弁とを設けた例を示したが、これ
に限定されるものではなく、例えば、第6図にモデル的
に示すように、互いに同相なシリンダ群を連通ずる連通
路a、b間をオリフィスCを有する油路dのみで連通ず
る様にしても良い。
また、カム面やカム体の形状及び油路構成にっいても実
施例に限られるものではない。
また、伝達トルク容量の設定は、オリフィスの変更、カ
ム体への受圧面積の変更、カム体の数、カム面によるス
トローク幅の変更等により適宜行なうことができる。
(発明の効果) 以上説明してきたように1本発明のトルク伝達装置にあ
っては、流量発生手段が、入出力軸の一方と一体的に形
成され内周部にカム面を有する第1回転部材と、入出力
軸の他方と一体的に形成され前記カム面内に挿入される
第2回転部材と、該第2回転部材に支持されると共に前
記カム面と周接し前記両回転部材の相対回転時に径方向
に往復動するカム体と、該カム体の往復動に伴ない体積
変化する複数の流体室と、第2回転部材に形成され各流
体室間をオリフィスを介して連結する流体路と、前記カ
ム体の往復動行程で同位相の複数の流体室を互いに連通
ずる連通路と、を備えた手段であるため、以下に列挙す
る効果が得られる。
■ 第1回転部材と第2回転部材との相対回転時の回転
速度差に応じて高まると共に、車速が高車速である程、
遠心力により発生する伝達トルク分が付加されるトルク
伝達4キ性が得られる。
(坊 相対回転する両回転部材のうち、内側に配置され
る第2回転部材に流体室及び流体路が形成される為、第
2回転部材が高回転する時の流体に対する遠心力影響が
ほとんどなく、安定したトルク伝達特性が得られると共
に、振れ回りの原因になることがなく、さらに流体路が
第2回転部材の回転軸部にコンパクトに形成される。
■ 構造的にショックアブソーバタイプであり、流体室
のシール性が容易に確保される為、流体のリークにより
伝達トルクの発生がなかったり、伝達トルクが低下する
のが抑えられる。
■ カム面を第1回転部材の内面部に形成させているた
め、カム径を大きくとることができ、これによって、カ
ム面を精度良く加工できると共に。
カム面の凹凸がなめらかになるので相対回転の回転速度
差が大きい時でもカム体による衝突音の発生を防止でき
る。
(リ カム体の往復動行程で同位相の複数の流体室を一
〃いに連通ずる連通路を備えている為、相互の圧力バラ
ンスを保てるし、オリフィス面積の拡大によりコンタミ
ネーションの影響を減じることが出来るし、さらに、部
品点数の減少でコストが低く、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例のトルク伝達袋こを示す縦断正面
図、第2図は第1図I−I線による断面図、第3図はア
キュムレータ室部分の他例を示す断面図、第4図は実施
例装置を適用したエンジン駆動系を示す概略図、第5図
は実施例装置でのトルク伝達特性図、第6図はトルク伝
達装置のロータ一部の他例を示す斜視図である。 30・・・ドライブハウジング (第1回転部材) 31・・・カム面 40・・・ローター(第2回転部材) 50・・・ドライビングピストン(カム体)60・・・
油室(流体室) 61・・・油路(流体路) 62・・・オリフィス 63・・・連通路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1) 相対回転可能な入出力軸間に設けられ、前記両軸
    の回転速度差に応じた量の流体を流動させる流量発生手
    段を備え、前記流体の流動抵抗により前記入出力軸間の
    伝達トルクが制御されるトルク伝達装置において、 前記流量発生手段は、入出力軸の一方と一体的に形成さ
    れ内周部にカム面を有する第1回転部材と、入出力軸の
    他方と一体的に形成され前記カム面内に挿入される第2
    回転部材と、該第2回転部材に支持されると共に前記カ
    ム面と周接し前記両回転部材の相対回転時に径方向に往
    復動するカム体と、該カム体の往復動に伴ない体積変化
    する複数の流体室と、第2回転部材に形成され各流体室
    間をオリフィスを介して連結する流体路と、前記カム体
    の往復動行程で同位相の複数の流体室を互いに連通する
    連通路と、を備えた手段であることを特徴とするトルク
    伝達装置。
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