JPH02253018A

JPH02253018A - ビスカスカップリング

Info

Publication number: JPH02253018A
Application number: JP7403489A
Authority: JP
Inventors: Masao Teraoka; 寺岡正夫
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1990-10-11

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、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。

（従来の技術）特開昭６２−１０６１３０号公報に粘性クラッチ（ビス
カスカップリング）が記載されている。

第６図に示すように、この装置は相対回転と軸方向相対
移動自在に配置された一対の伝達部材（ハウジング２０
１とスリーブ２０３）の間に形成され、粘性流体を封入
した作動室２０５内で伝達部材に各別に固定した円筒２
０７．２０９を交互に配置して構成されており、一方の
伝達部材から入力したトルクは粘性流体の剪断抵抗によ
り円筒２０７．２０９間で授受されて他方の伝達部材に
伝達される。第３図のグラフ２１１が示ずように、伝達
トルクは伝達部材間の回転差に応じて増加するが限界が
ある。そこで、円筒２０７．２０９の重なり代りを大き
くして伝達トルクを増加することが行われる。しかし、
その場合油圧アクチュエータのように伝達部材を軸方向
に移動操作する操作手段と操作力を伝える伝達系２１３
とからなる操作系とこれを制御するコントローラなどが
必要そこで、この発明は、操作系などを用いずにトルク
伝達特性の調整が行えるビスカスカップリングの提供を
目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明のビスカスカップリングは、相対回転及び軸方
向移動自在に配置された一対の伝達部材と、これらの間
に形成され粘性流体を封入した作動室と、この作動室で
径方向に交互配置され伝達部材に各別に係合した複数の
クラッチ筒と、方の伝達部祠側に設けられ動力伝達時の
噛合いスラスト力により舶記クラッチ筒の重なり代を変
化させる連動機構と、前記スラスト力に対向してクラッ
チ筒を戻す付勢部材とを備えたことを特徴とする。

（作用）方の伝達部材から入力したトルクは粘性流体の剪断抵抗
によりクラッチ筒の間で授受され他方の伝達部材に伝達
される。このとき、伝達部材間の回転差が大きい状態で
は、この回転差は制限されて大ぎな［−ルクが伝達され
、回転差が小さい状態ではこの回転差は許容されて伝達
１−ルクは小さい。

トルクの伝達中は連８機構の噛合いスラスト力と付勢部
材の付勢力とのバランスによってクラッチ筒が移動し、
それらの重なり代が変化する。重なり代が大ぎくなるど
粘性流体の剪断抵抗が大きくなって差動制限力と伝達ト
ルクとが増大し、重なり代が小さくなると剪断抵抗が小
ざくなって差動制限力と伝達トルクとが減少する。この
ようにして、トルク伝達特性が調節される。

（実施例）第１図ないし第４図（ａ　）により第１実施例を説明す
る。この実施例は第４図（ａ）に示した車両の動力系に
用いた。左右の方向は第１図の左右の方向とし、その左
方はこの車両の前方（第４図（ａ　’）の上方）に相当
づる。

まず第４図（ａ　）により、この車両の動力系はエンジ
ン１、トランスミッション３．１〜ランスフア５、フロ
ントデフ７（面輪側のデファレンシャル装置）、前車軸
９、左右の前輪１１、この実施例のビスカスカップリン
グ１３、プロペラシャフト１５、リヤデフ１７（後輪側
のデファレンシャル装置）、後車軸１９、左右の後輪２
１などから構成されている。

前記ビスカスカップリング１３は、第１図のようになっ
ている。軸２３（伝達部材）の端部は軸２５の左端に形
成されたハウジング２７に貫入している。軸２５、ハウ
ジング２７で他方の伝達部材を構成している。軸２３．
２５は互いの間に設けられた軸支部２９．３１で回転自
在に支承し合っている。軸２３は第４図の車両のトラン
スファ５側に連結され、軸２５はプロペラシャフト１５
側にそれぞれ連結されている。

軸２３の貫入部とハウジング２７との間には作動室３３
が形成され、高粘度のシリコンオイルが封入されている
。軸支部２９．３１にはそれぞれＸリング３５．３７　
（断面がＸ字状のシール材）が配置され作動室３３を液
密状態に保っている。

作動室３３の内部では径方向に交互配置された複数のク
ラッチ筒３９，４．１からなる２組のクラッチ部組がフ
ランジ４３と、ハウジング２７の側壁４５とに各別に固
定されている。

フランジ４３は軸２３に軸方向移動自在に嵌合しており
、フランジ４３が左右に移動するとクラッチ筒３９．４
１の重なり代りが変化する。軸２３にはビン４９が固定
されており、このビン４９とフランジ４３の左端部に形
成されたカム面５３゜５５とによりカム部５１（連動機
構）が構成されている。第２図に示したように、カム部
５１の周方向反対側の各カム面５３．５５は同図のよう
な方向の勾配で互いに平行に形成されている。又、前進
時のエンジン１からの駆動力は同図（ａ　）の矢印５７
で示ず押圧力の方向にビン４９を回転させる。又、ハウ
ジング２７の右側壁４５とフランジ４３との間にはフラ
ンジ４３を左方へ付勢するリターンスプリング５９（付
勢部材）が装着されている。

従って、前進走行時において軸２３が軸２５に対して先
行回転する場合フランジ４３ばカム部５３の噛合いスラ
スト力６１とリターンスプリング５９の付勢力とがバラ
ンスした位置に保持されるとともに、このバランスの変
化に応じて左右に移動する。クラッチ筒３９．４１の差
動回転が大きくなり、クラッチ部間の伝達トルクが大き
くなればスラスＩ〜力６１が増大し、フランジ４３は右
へ移動しクラッチ部組の重なり代りが大きくなり、又駆
動力が小さくなるとリターンスプリング５９の付勢力に
よりフランジ４３は左へ移動して重なり代りは小さくな
る。

又、軸２３に対して軸２５側が先行回転する状態Ｃはフ
ランジ４３がピン４９を押圧するからカム面５３からカ
ム面５５に噛合いが移動する。この場合は、第２図（ｂ
）に示すように、押圧力６３による噛合いスラスト力６
５はリターンスプリング５９の付勢力と同じ左向きとな
るから、フランジ４３はこれらの力によってカム部５１
の底部６９とビン４９とが突ぎ当る位置迄左方へ急速に
移動し、重なり代りを最小にする。この場合カム部５１
は付勢部材をも構成している。

次に機能を説明する。

エンジン１からの駆動力により軸２３が回転すると、こ
のトルクはカム部５１を介してフランジ４３を回転させ
、この回転はシリコンオイルの剪断抵抗によりクラッチ
筒３９からクラッチ筒／！１に伝達され軸２５を回転さ
せる。このとき、クラッチ筒３９．４１の間の回転差が
大きい状態ではこの回転差は制限されて伝達トルクは大
きく、回転差が小さい状態ではこの回転差は許容されて
伝達トルクは小さい。

クラッチ筒３９．４１間の回転差が大きくなると、上記
のようにクラッチ部組の重なり代しか増し、差動制限力
が増大し伝達トルク容量が大きくなる。又、クラッチ筒
３９．４１間の回転差が小さくなると重なり代りが小さ
くなり、差動Ｖ［容にが増して伝達トルク容量が小さく
なる。このとき特性は第３図のグラフ７１に示づように
従来例のグラフ２１１に比べて急激に立上った特性にな
る。

良路走行時のように前後輪間の回転差が小さい状態では
ビスカスカップリング１３を介して後輪２１側へ伝達さ
れるトルクは小さい。

例えば悪路走行時に前輪１１側がスリップ状態になると
、前後輪間の回転差の増大によって後輪２１側に駆動力
が伝達され、重なり代りが増加してビスカスカップリン
グ１３のトルク伝達容量が増大し大きな駆動力が送られ
る。従って、車両はスタック状態に陥いることなく円滑
な走行を維持し悪路から脱出でき、こうして走破性が向
上する。

又、車庫入れのような低速急旋回時は伝達トルクが小ざ
く、従って差動許容量が大ぎい上に前後輪間の回転差が
小さいからこの回転差はビスカスカップリング１３で吸
収される。従って、タイトコーナブレーキング現象は折
制される。

制動時に前輪１１側がロック状態になると、後輪２１側
からの回転力により軸２５が軸２３に対して先行回転し
、上記のように、クラッチ筒３９゜４１の重なり代りが
急速に最小になる。このとぎのトルク伝達特性は第３図
のグラフ７３のようになり、前輪１１側からの回転拘束
力はビスカスカップリング１３で遮断され、前輪ロック
が後輪ロックにつながらない。この変化は急速に行われ
るから急制動時にも後輪ロックが発生じずＡＢＳ（アン
チロックブレーキングシステム〉を有効に作動させるこ
とができる。又、エンジンブレーキも有効に働せること
ができる。

上記のように、トルク伝達特性のこのような調節はカム
部５１がトルクの方向と回転差とで自動的に行うから、
従来例と異なって操作系やこれを制御する」ントローラ
などが不要である。従って、それだけ構造簡単、小型軽
量、低コストである。

次に、第５図により第２実施例を説明づ−る。この実施
例のビスカスカップリング７５は第４図（ａ　）の要部
を示す第４図（ｂ）の車両において例えばトランスファ
５内に配置されている。

先ず、構成を説明する。

ハウジング７７の左端側には中空軸７９が設けられ一方
の伝達部材を形成している。中空軸７９には互いの間に
形成された軸支部８１により中空軸８３が回転自在に嵌
合している。又、中空軸８３とハウジング７７の右側壁
８５にはそれぞれに設けられた軸支部８７．８９により
軸９１が回転及び軸方向移動自在に支承されている。中
空軸８３と軸９１とで他方の伝達部材を構成している。

これらの伝達部材の間には作動室９５が形成され、高粘
度のシリコンオイルが封入されている。

軸支部８１．８７にはＸリング９７．９９　（断面がＸ
字状のシール材）が装着され作動室９５を液密状態にし
ている。

作動室９５の内部には、径方向に交互配置された円筒状
の複数のクラッチ筒１０１，１０３からなる一対のクラ
ッチ部組があり、これらはフランジ１０５とフランジ１
０７に各別に固定されている。フランジ１０５は軸９１
の右端部にスプライン結合されストップリング１０９．
１０９により軸方向に固定されている。又、フランジ１
０７は外周部でハウジング７７とスプライン結合されス
トップリング１１１により軸方向に固定されている。フ
ランジ１０５とフランジ１０７との間にはフランジ１０
５と軸９１とを左方へ付勢するリターンスプリング１１
３（付勢部材）が装着されている。

軸９１の外周と、ハウジング７７の内周にはそれぞれは
づ歯の太陽歯車１１４ど内歯車１１５が形成されており
、これらには遊星歯車１１７が噛合っている。中空軸８
３の右端にはフランジ状のキャリヤ１１９が形成され、
遊星歯車１１７は支軸１２１によりキャリヤ１１９に回
転自在に支承されてる。こうして、はす歯の遊星歯車組
が構成されており、太陽歯車１１４と遊紀歯車１１７ど
で連動機構１２３が構成されている。これらのけす歯に
は前進時中空軸７９が中空軸８３に対し−Ｃ先行回転づ
る場合にフランジ１０５が右方への噛合いスラスト力を
受けるような勾配が与えられ−Ｃいる。ハウジング７７
の内周にはストッパ１２５が連結されストップリング１
２７により固定され、押え板１２９を介して遊星歯車１
１７の右方への動きを抑えるとともに、フランジ１０５
が左方へ移動するときの突き当り部となっている。

前進時にエンジン１から直接駆動される前輪側がスリッ
プすると、前輪側と連結する中空軸７つは後輪側と連結
する中空軸８３に対して先行回転する。この差動回転は
、遊星歯車組を介して軸９１に伝達されクラッチ円筒１
０１，１０３を相対回転させる。この相対回転により、
クラッチ円筒１０３からクラッチ円筒１０１ヘエンジン
１からの駆動力が伝達され、連動機構１２３を介して遊
星歯車組に伝達される。ここで、連動機構１２３には伝
達トルクの大ぎさに応じたスラスト力が生じ、軸９１を
介してフランジ１０５を右方へ押圧しフランジ１０５を
リターンスプリング１１３の付勢力とのバランス位置に
保持づる。差動回転が大きく大トルクの伝達時はフラン
ジ１０５は右方へ移動しクラッチ部組の重なり代りが大
きくなってトルク伝達容量が増大し、差動回転が少なく
伝達トルクが小のとき７ランジ１０５は、歯面スラスト
力とリターンスプリング１１３の付勢力とにより左方へ
移動し重なり代りが小さくなって差動許容量が増す。

遊星歯車組は伝達され１ｃ駆動力を増幅し中空軸８３を
介して後輪側に伝達する。従って、第３図に示したよう
に、この場合のトルク伝達特性は第１実施例のグラフ７
１より伝達トルクの大きいグラフ１３１となる。従って
、前輪１１がスリップしたとぎに後輪２１側へ送られる
駆動力は増幅弁だけ大きく、走破性は更に向上する。

後輪２１側が先行回転する状態では連動機構１２３のス
ラスト力は左方向きとなり、このスフスト力とリターン
スプリング１１３の付勢力により７ランジ１０５はスト
ッパ１２５との当接位置まで左方へ急速に移動し重なり
代りを最小にする。

このとぎ、後輪２１側からの回転は遊星歯車組によって
増速されクラッチ部組の回転差を大きくするから、第３
図に示したように、この場合の１−ルク伝達特性は第１
実施例のグラフ７３より伝３！１〜ルクの大きいグラフ
１３３のようになる。急制動時のＡＢＳとのなじみの良
さとエンジンブレーキの際の機能は第１実施例と同様で
ある。また、上記のスラスト移動は遊星歯車の回転時に
行なわれるから摩擦が少なく、スムーズに行なわれる。

［発明の効果］以上のように、この発明のビスカス力ツブリングは車両
の操舵条件や路面条件に応じて必要なトルク伝達特性の
調節を操作系やコントローラを用いずに自動的に行うこ
とができ、構造簡単、小型軽量、低コストである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の断面図、第２図はこの実施例の連
動機構の側面図、第３図は各実施例と従来例のトルク伝
達特性を比較するためのグラフ、第４図（ａ　）は第１
実施例を用いた車両の動力系を示すスケルトン機描図、
第４図（１））は第２実施例を用いた車両のトランスフ
ァ部のスケルトン構成図、第５図は第２実施例の断面図
、第６図は従来の断面図である。２３．２５・・・軸（伝達部材）２７・・・ハウジング（伝達部材）３３．９５・・・作動室３９．４１，１０１．１０３・・・クラッチ筒５１・・
・カム部（連動機構、付勢部材）５９．１１３・・・リ
ターンスプリング（付勢部材）７７・・・ハウジング（
伝達部材）７９．８３・・・中空軸（伝達部材）９１・・・軸（伝達部材）１２３・・・連動機構、付勢部材

Claims

【特許請求の範囲】

　相対回転及び軸方向移動自在に配置された一対の伝達
部材と、これらの間に形成され粘性流体を封入した作動
室と、この作動室で径方向に交互配置され伝達部材に各
別に係合した複数のクラッチ筒と、一方の伝達部材側に
設けられ動力伝達時の噛合いスラスト力により前記クラ
ッチ筒の重なり代を変化させる連動機構と、前記スラス
ト力に対向してクラッチ筒を戻す付勢部材とを備えたこ
とを特徴とするビスカスカップリング。