JPH01182630A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、車両等に用いられる動力伝達装置に関する
。

（従来の技術） 従来の動力伝達装置としては、例えば第３図に示すよう
なビスカスカップリングと呼ばれるものがある（特開昭
６１−６５９１８号公報参照）。

同図において、１０１は駆動軸に連結された第１回転部
材で、１０２は従動輪に連結された第２回転部材であり
、この第１回転部材１０１と第２回転部材１０２とは相
対回転可能である。第１回転部材１０１と第２回転部材
１０２とによって密閉状の作動室１０３が画成されてお
り、この作動室１０３には粘性流体が充填されている。

作動室１０３には第１抵抗板１０４および第２抵抗板１
０５が収装され、この第１抵抗板１０４および第２抵抗
板１０５はそれぞれ第１回転部材１０１および第２回転
部材１０２に交互にスプライン結合されている。第１抵
抗板１０４の間および第２抵抗板１０５の（社）にはそ
れぞれ皿ばね１０６．１０７が介装されている。また、
作動室１０３には押圧体１０８が収納され、この押圧体
１０８は導管１０９から送給されだ液圧媒体の作用を受
けるピストン１１０によって同図中左右方向に移動され
る。

このビスカスカップリングは、例えばフロントエンジン
フロントドライブ（ＦＦ）ベースの四輪駆動車のトラン
スファとプロペラシャフトとの間に介設されており、第
１回転部材１０１および第２回転部材１０２はそれぞれ
トランスファおよびプロペラシャフトと連結されている
。前輪が路面摩擦係数の低い悪路でスリップすると、前
輪と後輪の間には回転数差が生じる。このため、第１抵
抗板１０４と第２抵抗板１０５は相対回転して粘性流体
を剪断する。このときの粘性流体の剪断力がトルクとし
て後輪へ伝達され、この後輪によって車両を押し出して
スリップ状態から脱出している。

このとき、後輪に大きなトルクを迅速に伝達するために
、導管１０９から送給されだ液圧媒体の作用を受けるピ
ストン１１０によって押圧体１０８を第３図中左方向へ
移動させて、第１．第２抵抗板１０４，１０５の間隔を
小さくするとともに粘性流体の充填率を高くして剪断抵
抗を高くする。

また、ビスカスカップリングは、他に例えば車両の左右
輪の差動回転を制限するための差動制限装置として用い
られたものがある。この場合にも左右輪の差動を迅速に
制限するために、同じように押圧体１０８を移動させて
、第１．第２抵抗板１０４．１０！！５の間隔を小さく
するとともに、粘性流体の剪断抵抗を大きくしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のビスカスカップリング
にあっては、後輪に大きなトルクを迅速に伝達するのに
、ピストン１１０によって押圧体１０８を移動させる方
式を採っていた。このように機械的方式にあっては、後
輪に大きなトルクを迅速伝達したり、あるいは左右輪の
差動を迅速に制限するのには、その迅速性において限界
があった。すなわち、トルクの伝達や差動制限の応答性
が悪いという問題点があった。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） このような課題を解決するために、この発明にあっては
、相対回転可能な第１回転部材および第２回転部材と、
この第１回転部材および第２回転部材のそれぞれに交互
に係合された第１抵抗板および第２抵抗板と、この第１
抵抗板および第２抵抗板が収装され、前記第１回転部材
と第２回転部材とによって画成された作動室と、この作
動室に封入され、前記第１抵抗板と第２抵抗板とによっ
て剪断される作動流体と、作動流体の剪断抵抗を変化さ
せ前記第１回転部材または第２回転部材に隙間を設けて
並設された電磁石と、この隙間に磁性流体を介在させて
保持する構成としたものである。

（作用） 電磁石に励磁電流を通し作動室内に磁力線を通して磁界
をつくると、作動流体の見掛粘度は即時に高くなる。お
よびまたは、第１抵抗板と第２抵抗板の間隔が変化して
、第１抵抗板と第２抵抗板による剪断抵抗が即時に高く
なる。したがって、この動力伝達装置をＦＦベースの四
輪駆動車に適用したときには、前輪がスリップすると、
作動流体の剪断力をトルクとして後輪へ迅速に伝達する
ことができる。また、この動力伝達装置を差動制限装置
に用いたときには、左右輪の差動を迅速に制限すること
ができる。

さらに、第１回転部材または第２回転部材と電磁石との
隙間に磁性流体を介在させて保持したので、電磁石の磁
力線はこの隙間を通りやすくなる。

（実施例） 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図はこの発明に係る動力伝達装置の一
実施例を示す図である。この実施例はＦＦベースの四輪
駆動車のトランスファとプロペラシャフトとの間に介設
した例である。

まず、構成を説明する。第１図において、１はエンジン
のトルクがトランスミッションから伝達されるトランス
ファのケースであり、このケース１はベアリングケース
２、一対の円すいころ軸受３（ただし一対のうち一方の
みを図示）、この−対の円すいころ軸受３間に介装され
たスペーサ４等を介して、トランスファの出力軸５を回
転自在に支持している。

この出力軸５とプロペラシャフト（図示せず）との間に
は流体継手６が介設されている。すなわち、出力軸５と
スプライン結合するインナーハブ７と、このインナーハ
ブ７に固着された内側円筒８とからなる第１回転部材９
が、出力軸５と一体回転するように取り付けられている
。第１回転部材９の外側には、内側円筒７と同一軸線と
なるように配された外側円筒１０と、この外側円筒１０
の両側端に固着された左側端壁部材１１と右側端壁部材
１２とからなる第２回転部材１３が配設されている。

第１回転部材９と第２回転部材１３とによって密閉状の
作動室１４が画成されており、作動室１４内には作動流
体として第１磁性流体３１が封入されている。作動室１
４には非磁性材料（例えば、１８−８ステンレス鋼）の
第１抵抗板１５および第２抵抗板１６が収納され、この
第１抵抗板１５および第２抵抗板１６は、内側円筒８の
外周壁および外側円筒１０の内周壁にそれぞれ交互にス
プライン結合している。このため、第１回転部材９と第
２回転部材１３とが相対回転するときには、第１抵抗板
１５と第２抵抗板１６とが相対回転して第１ｆａ性流体
３１を剪断する。

ところで、第１磁性流体３１は、直径が１Ｏ−８Ｉのマ
グネタイト（Ｆｅ３ｓ４）の微粒子をシリコンオイルの
溶媒中に分散させた固液混相流体であり、この固液混相
流体は磁場の中では見掛粘度（固液混相流体における一
方向の粘度）が変化する。ここで、この第１磁性流体３
１において、第１抵抗板１５と第２抵抗板１６による剪
断方向の見掛粘度を高くする。そのために、外側円筒１
０の周方向にコイルが巻回された電磁石１７を、外側円
筒１０の外周側に配設する。電磁石１７は磁性材料の保
持体１８に包持され、この保持体１８は外側円筒１０の
外周側近傍まで延設されたベアリングケース２と、これ
と対向するとともに右側端壁部材１２に回転自在に支持
された支持部材１９に、ボルト２０．２１によって固定
されている。

電磁石１７に励磁電流を流すと、第１図に示すように磁
力線Ｃが通るが、この磁力線が作動室１４内を通るよう
に、外側円筒１０の中央部１０ａは非磁性材料（例えば
、１８−８ステンレス鋼）とし、この両側部１０ｔｌは
磁性材料（例えば、炭素０．０５〜０．１％の炭素鋼）
としており、中央部１０ａと両側部１０ｂとは溶接など
によって固着されている。

ここで、電磁石１７を包持する保持体１８は回転する外
側円筒１０に接触しないように、この外側円筒１０との
間に隙間２６を設けて配設している。しかし、このよう
に隙間２６を設けると、外側円筒１０と保持体１８との
間にはエアギャップ部が介在することになり、このエア
ギャップ部によって磁力線は磁気抵抗を受けることにな
る。そこで、電磁石１７はエアギャップ部が介在すると
、この磁気抵抗に抗して十分な磁力線を作動室１４に通
すために強い磁場を発生させなければならず、このため
に大型化しなければならなくなる。この電磁石１７の大
型化を防止するために、隙間２６には第２磁性流体とし
て磁性流体２７を介在させる。

ここで、この第２磁性流体２７は直径が１０−８ｍのマ
グネタイトの微粒子を潤滑油の溶媒中に分散させた固液
混相流体である。第２磁性流体２７は電磁石１７に励磁
電流を流している間は隙間２６に保持されるが、励磁電
流を切るとこの１間２６から流れ出してしまう。このよ
うに第２磁性流体２７が流れ出してしまうのを防止する
ために、保持体１８の外周に棒状の永久磁石２８を軸線
方向に複数個設ける。このため、第２磁性流体２７は励
磁電流を切っても永久磁石２８によって保持され、隙間
２６から流れ出してしまうことはない。

なお、第２磁性流体２７を永久磁石２８によって保持し
ない場合には、電磁石１７に弱い励磁電流を常時流して
保持するか、メカニカルシールによって保持してもよい
。

右側端壁部材１２は図示しないプロペラシャフトと連結
されており、このため第２回転部材１３に伝達されたト
ルクはプロペラシャフト、差動装置、後輪駆動軸等を介
して後輪へ伝達される。左側端壁部材１１と右側端壁部
材１２とは、それぞれインナーハブ７と出力軸５にニー
ドル軸受２２ところがり軸受２３とを介して支持されて
いる。

なお、左側端壁部材１１および右側端壁部材１２とイン
ナーハブ７との間にはそれぞれシール部材２４．２５が
介装されている。

次に作用を説明する。車両が舗装道路において直進走行
するとき、エンジンのトルクはトランスミッションから
前輪駆動軸とトランスファへ伝達されるが、トランスフ
ァとプロペラシャフトの間に流体継手６が介設されてい
るため、前輪駆動車として走行する。このとき、流体継
手６の第１回転部材９と第２回転部材１３とは同時に回
転する。

次に、車両が路面摩擦係数の小さな悪路を走行するとき
に前輪がスリップすると、前輪駆動軸と連結する第１回
転部材８は、エンジンから直接駆動されるが前輪の抵抗
が少なくなっているために、この前輪に伝達されたトル
クは小さくしか発揮されない。ここで、後輪がエンジン
側回転数（前輪駆動軸）より少く回転しているので、後
輪駆動軸と連結する第２回転部材１３は第１回転部材９
より少く回転する。このため、前輪駆動軸と後輪駆動軸
との間、すなわち第１回転部材９と第２回転部材１３と
の間には回転数差が生じ、第１抵抗板１５と第２抵抗板
１６とは相対回転して第１磁性流体３１を剪断する。

このとき、電磁石１７に励磁電流を流すと、第１図に示
すような方向に磁力線Ｃが通り、磁界ができる。すなわ
ち、作動室１４内においては第１抵抗板１５および第２
抵抗板１６の剪断方向に対して、略垂直の方向に磁力線
が通る。ここで、磁力線は第２磁性流体２７を通るので
、隙間２６によるエアギャップ部の磁気抵抗を受けるこ
とはない。このため、磁力線を前記磁気抵抗に抗して強
くする必要がないので、電磁石１７は小型化することが
できる。

磁力線が第１抵抗板１５および第２抵抗板１６の剪断方
向に対して略垂直の方向に通ると、第１磁性流体３１は
前記剪断方向における見掛粘度が即時に高くなる。この
ため、第１磁性流体３１は前記剪断方向における剪断抵
抗が即時に高くなる。

したがって、第１磁性流体３１の剪断力は即時に大きく
なり、この大きな剪断力をトルクとして後輪駆動軸から
後輪へ迅速に伝達することができる。

すなわち、トルクの後輪への伝達の応答性を向上させる
ことができる。その結果、後輪が車両を押し出して、前
輪をスリップしている状態から迅速脱出させる。

ところで、第１回転部材９と第２回転部材１３との差動
回転数ΔＮに応じて後輪へ伝達されるトルクＴは、電磁
石１７に流す励磁電流の強さを変えれば、第２図に示す
ように励磁電流を流さないときの特性Ａと、最大電流を
流したときの特性Ｂとの間の特性にすることができる。

したがって、路面状況や走行条件に応じて電磁石１７に
流す励磁電流の強さを変えれば、前記トルクＴを所望す
る特性にすることができ、車両は安定して走行すること
ができる。

一方、この流体継手を、車両の左右輪の差動回転を制限
するための差動制限装置として用いるときにも、電磁石
に励磁電流を流すと、第１磁性流体３１の見掛粘度を即
時に高くすることができる。

したがって、第１磁性流体３１の剪断抵抗を即時に太き
（して、左右輪の差動を迅速に制限することができる。

すなわち、差動制限の応答性を向上させることができる
。

なお、車庫入れ等のときには、前輪駆動軸と後輪駆動軸
との間、また左右輪の間には回転数差が生じるが、この
回転数差は流体継手で吸収させるので、このときは励磁
電流は切って第１磁性流体の剪断抵抗を低く抑える。さ
らに上記実施例においては、作動流体を固液混相流体の
磁性流体として説明したが、シリコンオイル等の粘性流
体とし、抵抗板を磁性材料で構成することにより、各抵
抗板の間隔を１ｉｉｉ１石によって変化させる構造とし
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、作動流。

体の剪断抵抗を磁界により変化させたことにより、トル
ク伝達の応答性を向上させることができる。

さらに、第１回転部材または第２回転部材と電磁石との
隙間に、磁性流体を介在させて保持したので、電磁石の
磁力線はこの隙間を通りやすくなり、したがってこの電
磁石を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明に係るビスカスカップリ
ングの一実施例を示す図であり、第１図はこのビスカス
カップリングの断面図、第２図は差動回転数に応じて後
輪へ伝達されるトルクの特性を示すグラフである。１３
図は従来のビスカスカップリングを示す断面図である。 ９・・・第１回転部材　１３・・・第２回転部材１４・
・・作動室　　　１５・・・第１抵抗板１６・・・第２
抵抗板　１７・・・電磁石２７・・・第２磁性流体（磁
性流体） ３１・・・第１磁性流体（作動流体） 代理人　弁理士　三　好　保　男 ΔＮ 嘉２図 嘉３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対回転可能な第１回転部材および第２回転部材
   と、この第１回転部材および第２回転部材のそれぞれに
   交互に係合された第１抵抗板および第２抵抗板と、この
   第１抵抗板および第２抵抗板が収装され、前記第１回転
   部材と第２回転部材とによって画成された作動室と、こ
   の作動室に封入され、前記第１抵抗板と第２抵抗板とに
   よって剪断される作動流体と、作動流体の剪断抵抗を変
   化させ前記第１回転部材または第２回転部材に隙間を設
   けて並設された電磁石と、この隙間に磁性流体を介在さ
   せて保持したことを特徴とする動力伝達装置。