JP2003254355A - ビスカスカップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常走行時は２輪駆動状態であるが、低速走
行時及び差動発生時には４輪駆動状態にすることのでき
るビスカスカップリングを提供する。 【解決手段】 発進時、悪路あるいは雪道走行時等の低
速走行時には、ハウジング３１の回転数が少ないので、
直結手段６３がアウタープレート４５とインナープレー
ト４７とを係合させて直結にしてトルク伝達を行う。こ
のため、通常走行時であっても４輪駆動状態となる。ま
た、ハウジング３１の回転数が上昇して通常走行時にな
ると、直結手段６３はアウタープレート４５とインナー
プレート４７との直結状態を解除するが、ハウジング３
１の回転数とハブ２９の回転数が略等しいのでシリコン
オイル４１に剪断抵抗が発生せず、アウタープレート４
５とインナープレート４７とはトルクの伝達がない状態
で同じ回転数で回転するため２輪駆動状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粘性流体を介し
てトルク伝達を行うビスカスカップリングに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば四輪駆動車（４ＷＤ車）
の前後両車軸間の動力伝達系に動力伝達装置として使用
されるビスカスカップリングとしては、例えば特開平６
−３３９５６号公報に記載されているものがある。すな
わち図３に示すように、４ＷＤ車の動力系は、エンジン
１、トランスミッション３、前輪側のデファレンシャル
装置であるフロントデフ５、前車軸７、９左右の前輪１
１、１３、トランスファ１５、出力軸１７、ビスカスカッ
プリング１９、プロペラシャフト２１、後輪側のデファ
レンシャル装置であるリアデフ２３、左右の後輪２５、２
７等から構成されている。

【０００３】図４にビスカスカップリング１９の断面図
を示す。このビスカスカップリング１９はトランスファ
１５の出力軸１７とプロペラシャフト２１の間に設けら
れており、トランスファ１５の出力軸１７に連結される
ハブ２９と、プロペラシャフト２１に連結されるハウジ
ング３１とが、ベアリング３３ａ、３３ｂを介して相対
回転自在に設けられていて作動室３５を形成している。
なお、ハウジング３１の内周面にはスプライン３９が形
成されており、ハブ２９の外周面にもスプライン３９が
形成されている。

【０００４】作動室３５の内部には高粘度の粘性流体で
あるシリコンオイル４１が封入されている。このため、
ハウジング３１とハブ２９との間にはシール材であるX
リング４３ａ、４３ｂが設けられており、作動室３５を液
密に保っている。また、作動室３５内には、複数のアウタ
ープレート４５と複数のインナープレート４７が、所定
の間隔をおいて交互に配置されている。

【０００５】図５に示すように、アウタープレート４５
は薄いドーナツ状の円板であり、外周縁には前述のハウ
ジング３１のスプライン３７に噛合する歯４９が形成さ
れていて、中央にはハブ２９が貫通する穴５１が設けら
れている。また、シリコンオイル４１が通過可能な切欠
き５３が適宜の間隔で設けられている。また、図６に示
すように、インナープレート４７も薄いドーナツ状の円
板であり、中央の穴５５の内側縁には前述のハブ２９の
スプライン３９に噛合する歯５７が形成されていて、シ
リコンオイル４１が通過可能な切欠き５９が適宜の間隔
で設けられている。従って、アウタープレート４５はハ
ウジング３１と一体で回転するが、軸方向にはスライド
可能となっており、インナープレート４７はハブ２９と
一体で回転するが、軸方向にはスライド可能となってい
る。

【０００６】以上のように構成されるので、エンジン１
からの駆動力により前輪１１、１３が回転されて走行す
る際に、ハブ２９の回転数が後輪２５、２７の回転によ
りプロペラシャフト２１を介して回転駆動されるハウジ
ング３１の回転数と同じ場合には、ビスカスカップリン
グ１９においては、ハウジング３１と一体で回転するア
ウタープレート４５と、ハブ２９と一体で回転するイン
ナープレート４７とが同じ回転数で同じ方向へ回転する
ので、シリコンオイル４１も一体で回転する。

【０００７】一方、前輪１１、１３の回転数と後輪２５、
２７の回転数に差がある場合には、ハブ２９の回転数と
ハウジング３１の回転数に差がある回転差動が生じてい
るため、ビスカスカップリング１９においてはアウター
プレート４５の回転数とインナープレート４７の回転数
が異なる。このため、アウタープレート４５とインナー
プレート４７の間に介在するシリコンオイル４１の剪断
抵抗により、差動回転数に応じたトルクが伝達され、ハ
ブ２９の回転数とハウジング３１の回転数を近付けよう
とする。これにより、後輪２５、２７も駆動されて４Ｗ
Ｄ走行となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来のビスカスカップリング１９においては、
アウタープレート４５とインナープレート４７との間で
回転数が異なる差動状態の場合に、アウタープレート４
５とインナープレート４７との間に介在する粘性流体の
剪断抵抗によりトルクの伝達を行っている。高速走行に
おいて、あまりトルク伝達がいらない場合においても４
輪駆動状態になり、駆動系部品のヒートアップ、車両の
燃費等の好ましくない問題がある。

【０００９】この発明の目的は、以上のような従来の技
術の問題点に着目してなされたものであり、４輪駆動状
態を確保できるか、高速走行時には２輪駆動状態に近づ
けることのできるビスカスカップリングを提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明のビスカスカップリングは、
相対回転自在に配置されたハウジング及びハブと、前記
ハウジングとハブとの間に設けられて粘性流体が封入さ
れた作動室と、前記作動室内において軸線方向に移動可
能に設けられ前記ハウジングと一体的に回転する複数の
アウタープレートと、前記作動室内において軸線方向に
移動可能に設けられ前記ハブと一体的に回転する複数の
インナープレートとを備え、前記作動室内における前記
ハウジングと前記ハブの相対回転に伴う前記粘性流体の
剪断抵抗により前記ハウジングと前記ハブとの間でトル
ク伝達を行うビスカスカップリングにおいて、前記ハウ
ジングの回転数が所定以下の場合には前記アウタープレ
ート及び前記インナープレートを前記軸線方向へ移動さ
せて前記ハウジングと前記ハブを直結状態にするが、前
記ハウジングの回転数が所定以上の場合には前記直結状
態を解除する直結手段を備えてなることを特徴とするも
のである。

【００１１】従って、発進時、悪路あるいは雪道走行時
等の低速走行時には、ハウジングの回転数が少ないの
で、直結手段がアウタープレートとインナープレートと
を係合させて直結にしてトルク伝達を行うので、通常走
行時であっても４輪駆動状態とすることができる。ま
た、ハウジングの回転数が上昇して通常走行時になると、
直結手段はアウタープレートとインナープレートとの直
結状態を解除するが、ハウジングの回転数とハブの回転
数が略等しいので粘性流体に剪断抵抗が発生せず、アウ
タープレートとインナープレートとはトルクの伝達がな
い状態で同じ回転数で回転するため２輪駆動状態とな
る。

【００１２】請求項２による発明のビスカスカップリン
グは、請求項１記載のビスカスカップリングにおいて、
前記直結手段が、前記ハウジングに旋回自在に設けられ
該ハウジングの回転に伴うガバナウェイトの遠心力によ
り外側へ旋回するガバナーと、このガバナーに取付けら
れて前記アウタープレート及び前記インナープレートを
直結方向へ押圧可能なプッシュロッドと、前記ガバナー
を内側へ付勢することにより前記プッシュロッドを介し
て前記アウタープレート及び前記インナープレートを直
結方向へ移動させる付勢手段と、を備えていることを特
徴とするものである。

【００１３】従って、発進時、悪路あるいは雪道走行時
等の低速走行時には、ハウジングの回転数が少ないので
ガバナウェイトに遠心力が発生せず、ガバナーは付勢手
段により内側に位置しているので、プッシュロッドはア
ウタープレート及びインナープレートを押圧して係合さ
せて直結状態とする。このため、アウタープレートとイ
ンナープレートとの間にトルク伝達がなされ、通常走行
時であっても低速走行時には４輪駆動状態とすることが
できる。一方、ハウジングの回転数が上昇すると、ガバ
ナウェイトに遠心力が作用してガバナーを外側に旋回さ
せるので、プッシュロッドはアウタープレート及びイン
ナープレートを押圧しなくなる。これにより、アウター
プレートとインナープレートの直結状態が解除されてト
ルク伝達が行われなくなるので、２輪駆動状態となる。

【００１４】請求項３による発明のビスカスカップリン
グは、請求項１記載のビスカスカップリングにおいて、
前記直結手段が、前記アウタープレート及び前記インナ
ープレートを直結方向へ付勢する付勢手段と、前記ハウ
ジングの回転に伴う遠心力により外側へ移動するガバナ
ウェイトと、このガバナウェイトの外側への移動により
前記付勢手段の付勢力をキャンセルするカムプレート
と、を備えていることを特徴とするものである。

【００１５】従って、発進時、悪路あるいは雪道走行時
等の低速走行時には、ハウジングの回転数が少ないので
ガバナウェイトに遠心力が発生せず、ガバナウェイトは
内側に位置するので、付勢手段がアウタープレート及び
インナープレートを押圧して係合させて直結状態とす
る。このため、アウタープレートとインナープレートと
の間にトルク伝達がなされ、通常走行時であっても低速
走行時には４輪駆動状態とすることができる。一方、ハ
ウジングの回転数が上昇すると、ガバナウェイトに遠心
力が作用して外側へ移動し、カムプレートを介して付勢
手段の付勢力をキャンセルするので、アウタープレート
とインナープレートの直結状態が解除されてトルク伝達
が行われなくなるので、２輪駆動状態となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施の
形態においては、既に図３〜図６において説明した構成
と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を
省略する。

【００１７】図１に示すように、本発明に係る第１実施
形態のビスカスカップリング６１では、直結手段６３と
して遠心力により外側へ旋回するガバナー６５、アウタ
ープレート４５及びインナープレート４７を直結方向
（図１中左方向）へ押圧可能なプッシュロッド６７、及
びガバナー６５を内側へ付勢することによりプッシュロ
ッド６７を介してアウタープレート４５及びインナープ
レート４７を直結方向へ移動させる付勢手段としてのリ
ターンスプリング６９が設けられている。

【００１８】すなわち、ガバナー６５は全体Ｌ字状を呈
しており、ハウジング３１の側壁７１に設けられたブラ
ケット７３の支点７５を中心として外側（図１中矢印方
向）へ旋回可能に設けられている。また、ガバナー６５
の他端には、ガバナウェイトである錘７７が設けられて
おり、錘７７はリターンスプリング６９により常時内側
（ハブ２９側）へ付勢されている。また、ガバナー６５
における支点７５の内側（図１中上側）には、プッシュ
ロッド６７がガバナー６５の旋回に伴って軸方向へ移動
可能に取付けられており、ハウジング３１の側壁７１を
貫通して作動室３５内部のアウタープレート４５または
インナープレート４７を押圧可能に設けられている。な
お、プッシュロッド６７は、ガバナー６５の旋回移動に対
しても軸方向へ水平移動可能となるように、例えば長穴
とピンの組み合わせにより支持されている。また、プッ
シュロッド６７は、作動室３５の液密を保持した状態で
摺動可能とするように、軸受け７９により摺動自在に支
持されている。

【００１９】従って、ハウジング３１の回転数が小さい
場合には、ガバナー６５の先端部がリターンスプリング
６９によりハウジング３１側に引っ張られているので、
プッシュロッド６７がアウタープレート４５及びインナ
ープレート４７を図１中左方向へ押圧して移動させる。
これにより、アウタープレート４５とインナープレート
４７が係合されて直結状態となりトルクを伝達するの
で、通常走行時であってもハウジング３１の回転数が小
さいときは４輪駆動状態となる。

【００２０】一方、ハウジング３１の回転数が上昇して
通常走行時になると、ガバナー６５の先端に設けられて
いる錘７７に大きな遠心力が作用してガバナー６５を支
点７５を中心として外側へ旋回させる。これに伴い、ガ
バナー６５に取付けられているプッシュロッド６７が図
１中右方向へ移動されるので、アウタープレート４５及
びインナープレート４７の直結状態が解除される。この
とき、ハウジング３１の回転数とハブ２９の回転数が略
等しいので粘性流体であるシリコンオイル４１に剪断抵
抗が発生せず、アウタープレート４５とインナープレー
ト４７はトルクの伝達がない状態で同じ回転数で回転す
るため２輪駆動状態となる。

【００２１】以上の結果から、ハウジング３１の回転数
が小さい発進時、悪路あるいは雪道走行時等の低速走行
時には、アウタープレート４５とインナープレート４７
が直結状態となってトルクの伝達を行うので、通常走行
時であっても４輪駆動状態とすることができる。

【００２２】なお、ガバナー６５、リターンスプリング
６９及びプッシュロッド６７等の数は特に限定するもの
ではなく、ハウジング３１の外周に所定間隔で複数個設
けるようにする。

【００２３】次に、図２に示すように、本発明に係る第２
実施形態のビスカスカップリング８１では、直結手段８
３として、アウタープレート４５及びインナープレート
４７を直結方向（図２中左方向）へ付勢する付勢手段と
しての皿バネ８５と、ハウジング３１の回転に伴う遠心
力により外側へ移動するガバナウェイトとしてのガバナ
ボール８７と、このガバナボール８７の外側への移動に
より皿バネ８５の付勢力をキャンセルするカムプレート
８９とが設けられている。

【００２４】すなわち、ハウジング３１の端部（図２に
おいて右側端部）には直結手段収納部９１が外側に突出
して設けられており、ハウジング３１の側壁９３の内側
に皿バネ８５が設けられている。この皿バネ８５の前方
（図２において左側）では、直結手段収納部９１にカム
プレート８９が前後方向（図２において左右方向）に移
動可能に設けられている。このカムプレート８９は、直
結手段収納部９１の内壁９５との間の間隔が外側へ向か
って狭くなっているカム面９７を有しており、このカム
面９７に沿ってガバナボール８７が転動自在に設けられ
ている。

【００２５】従って、ハウジング３１の回転数が小さい
場合には、皿バネ８５はカムプレート８９を介してアウ
タープレート４５及びインナープレート４７を直結方向
へ付勢している。これにより、アウタープレート４５と
インナープレート４７が係合されて直結状態となってト
ルクを伝達するので、通常走行時であってもハウジング
３１の回転数が小さいときは４輪駆動状態となる。

【００２６】一方、ハウジング３１の回転数が上昇して
通常走行時になると、ガバナボール８７が遠心力により
直結手段収納部の内壁９５に沿って外側へ移動するの
で、カムプレート８９を図２中右方向へ後退させる。こ
れに伴い、カムプレート８９が皿バネ８５を付勢力に抗
して圧縮するので、アウタープレート４５及びインナー
プレート４７の直結状態が解除される。このとき、ハウ
ジング３１の回転数とハブ２９の回転数が略等しいので
シリコンオイル４１に剪断抵抗が発生せず、アウタープ
レート４５とインナープレート４７はトルクの伝達がな
い状態で同じ回転数で回転するため２輪駆動状態とな
る。

【００２７】以上の結果から、ハウジング３１の回転数
が小さい発進時、悪路あるいは雪道走行時等の低速走行
時には、アウタープレート４５とインナープレート４７
が直結状態となってトルクの伝達を行うので４輪駆動状
態とすることができる。

【００２８】なお、前述の第２実施形態においては、直
結手段収納部９１をハウジング３１の全周にわたって設
けるようにしたが、これに限らず、ハウジング３１の外
周に所定間隔で複数個設けるようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるビス
カスカップリングでは、発進時、悪路あるいは雪道走行
時等の低速走行時には、ハウジングの回転数が少ないの
で、直結手段がアウタープレートとインナープレートと
を直結にしてトルク伝達を行うので、通常走行時であっ
ても４輪駆動状態とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るビスカスカップリングの第１実
施形態を示す断面図である。

【図２】この発明に係るビスカスカップリングの第２実
施形態を示す断面図である。

【図３】従来のビスカスカップリングを用いた車両の動
力系を示す構造図である。

【図４】従来のビスカスカップリングの断面図である。

【図５】アウターパネルの平面図である。

【図６】インナーパネルの平面図である。

【符号の説明】

２９ ハブ ３１ ハウジング ３５ 作動室 ４１ シリコンオイル（粘性流体） ４５ アウタープレート ４７ インナープレート ６１、８１ ビスカスカップリング ６３、８３ 直結手段 ６５ ガバナー ６７ プッシュロッド ６９ リターンスプリング（付勢手段） ７７ 錘（ガバナウェイト） ８５ 皿バネ（付勢手段） ８７ ガバナボール（ガバナウェイト） ８９ カムプレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転自在に配置されたハウジング及
   びハブと、前記ハウジングとハブとの間に設けられて粘
   性流体が封入された作動室と、前記作動室内において軸
   線方向に移動可能に設けられ前記ハウジングと一体的に
   回転する複数のアウタープレートと、前記作動室内にお
   いて軸線方向に移動可能に設けられ前記ハブと一体的に
   回転する複数のインナープレートとを備え、 前記作動室内における前記ハウジングと前記ハブの相対
   回転に伴う前記粘性流体の剪断抵抗により前記ハウジン
   グと前記ハブとの間でトルク伝達を行うビスカスカップ
   リングにおいて、前記ハウジングの回転数が所定以下の
   場合には前記アウタープレート及び前記インナープレー
   トを前記軸線方向へ移動させて前記ハウジングと前記ハ
   ブを直結状態にするが、前記ハウジングの回転数が所定
   以上の場合には前記直結状態を解除する直結手段を備え
   てなることを特徴とするビスカスカップリング。
2. 【請求項２】 前記直結手段が、前記ハウジングに旋回
   自在に設けられ該ハウジングの回転に伴うガバナウェイ
   トの遠心力により外側へ旋回するガバナーと、このガバ
   ナーに取付けられて前記アウタープレート及び前記イン
   ナープレートを直結方向へ押圧可能なプッシュロッド
   と、前記ガバナーを内側へ付勢することにより前記プッ
   シュロッドを介して前記アウタープレート及び前記イン
   ナープレートを直結方向へ移動させる付勢手段と、を備
   えていることを特徴とする請求項１記載のビスカスカッ
   プリング。
3. 【請求項３】 前記直結手段が、前記アウタープレート
   及び前記インナープレートを直結方向へ付勢する付勢手
   段と、前記ハウジングの回転に伴う遠心力により外側へ
   移動するガバナウェイトと、このガバナウェイトの外側
   への移動により前記付勢手段の付勢力をキャンセルする
   カムプレートと、を備えていることを特徴とする請求項
   １記載のビスカスカップリング。