JPH04157216A

JPH04157216A - ビスカスカップリング

Info

Publication number: JPH04157216A
Application number: JP27639390A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Yamamoto; 彰久山本
Original assignee: Viscodrive Japan Ltd
Current assignee: Viscodrive Japan Ltd
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1992-05-29
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH0730799B2

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〕この発明は、粘性流体を介してトルク伝達するビスカス
カップリングに関する。

〔従来の技術〕

一般に、例えば四輪駆動（４ＷＤ）車の前後両車軸間の
動力伝達装置としてビスカスカップリングを使用する際
には、出力軸から入力軸へのトルク伝達を阻止すること
によって制動時における前後輪間の制動力の干渉を防止
するためにワンウェイクラッチが用いられている。とこ
ろが、従来ではビスカスカップリングとワンウェイクラ
ッチとが軸方向に並んで設けられているので、このよう
な動力伝達装置では軸方向長さが大きくなってしまうと
いう欠点を有していた。

そこで、特開昭６２−１１８１２６号公報に記載されて
いる「動力伝達装置」では、ビスカスカップリング（粘
性継手）のハブ内に挿入した人、出力軸の一方と該ハブ
との間にワンウェイクラッチを介設することにより、軸
方向長さを短縮してコンパクト化を図っている。そして
、この装置を４ＷＤ車の前輪と後輪との間に配置すれば
制動時に前輪がロックしてもロック力を遮断してこのロ
ック力により後輪がロックすることを防止でき、アンチ
ロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の正常な機能を保護
することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このようにワンウェイクラッチがビスカスカ
ップリングのハブと軸の間に配置される構成では、ワン
ウェイクラッチの径が小さくならざるを得ないからトル
ク伝達容量が不充分であって、大トルクを伝達できない
という問題がある。

そこで、本発明の目的は上記課題を解消することにあり
、トルク伝達容量が大きいワンウェイクラッチ機能を備
えたコンパクトなビスカスカップリングを提供するもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、相対回転自在に配置された第１及
び第２の伝達部材と、粘性流体が封入された作動室と、
第１の伝達部材と係合された第１のプレート組と、該第
１のプレート組と前記作動室内で交互に配置されると共
に第２の伝達部材と係合された第２のプレート組とを有
するビスカスカップリングであって、前記第１及び第２
のプレート組の少なくとも一方の係合部には、周方向に
等間隔で形成された切り欠き部と、各プレートの切り欠
き部内を軸線方向に貫通するかみ合い要素と、該かみ合
い要素を等間隔に保持するための間隔保持プレートとか
ら成る一方向にだけ非回転的に係合する係合手段が槽数
されていることを特徴とするビスカスカップリングによ
り達成される。

〔作用〕

ワンウェイクラッチ機能を有する係合手段が伝達部材と
プレート組との間に配置されたので、それだけ該ワンウ
ェイクラッチの回転トルク伝達部の径が大径となり、ト
ルク伝達容量を大きくすることができる。

〔実施１１祿〕以下、添付の第１図乃至第６図及び第１５図に基づいて
本発明の第１実施態様を詳細に説明する。

先ず、第１５図により本発明の実施態様を用いた４ＷＤ
車の動力系の構成を説明する。この動力系は、エンジン
１、トランスミッション３、フロントデフ５（前輪側の
デファレンシャル装置）、前車軸７，９、左右の前輪１
１，１３　、方向変換歯車組１５を含むトランスファ１
７、本実施ｍｌ１１のビスカスカップリング１８、プロ
ペラシーヤフト２１、リヤデフ２３（後輪側のデファレ
ンシャル装置）、後車軸２５゜２７、左右の後輪２９．
３１などから構成されている。

次に、第１図乃至第６図によりビスカスカップリング１
８の構成を説明する。ハウジング２０（第１の伝達部材
）とハブ２２（第２の伝達部材）は相対回転自在に配置
されている。ハブ２２はスプライン３２により連結軸４
３にスプライン嵌合し、ハウジング２０とこの連結軸４
３との間にはベアリング４８が配置されている。更に、
ハウジング２０とハブ２２の間にはベアリング６０とシ
ール６２とが配置され、ハウジング２０と連結軸４３は
相対回転自在に配置される。

該ベアリング４８を軸方向に固定するために、連結軸４
３にはワッシヤ５０とロックナツト５４が装着され、ハ
ウジング２０には止め輪５２が装着されている。ハウジ
ング２０はボルト穴５８に螺着されるボルトによりトラ
ンスファ１７側にフランジ連結され、エンジンｌからの
駆動力により回転駆動される。連結軸４３はプロペラシ
ャフト２１側に連結されている。

ハウジング２０とハブ２２の間には作動室４０が形成さ
れ、この作動室４０には高粘度のシリコンオイル（粘性
流体）が封入されている。更に、ハウジング２０とハブ
２２の間にはＸリング２８．３０　　（断面がＸ字状の
シール）が配置され、前記作動室４０を液密に保ってい
る。

第２図に拡大して示したように、作動室４０の内部では
アウタープレート３４（第１のプレート組）とインナー
プレート３６（第２のプレート組）とが交互に配置され
ると共に、回転軸線方向の両端に位置するアウタープレ
ート３４の内側にはそれぞれ間隔保持プレート３８が配
置されている。アうタープレート３４はハウジング２０
内周との間に設けられたスプライン係合手段４４により
軸線方向移動自在にスプライン連結されており、各アウ
タープレート３４の間にはスペーサリング４６が配置さ
れている。

第３図に示すように、各インナープレート３６の内周に
は、外周縁からの距離が周方向に沿って減少する傾斜面
を有する切り欠き部６６が等間隔に形成されている。そ
して、この切り欠き部６６とハブ２２の外周面とで構成
された開口には各インナープレート３６の切り欠き部６
６を軸線方向に貫通するかみ合い要素である円筒形のロ
ーラ２４が配置されると共に、間隔保持プレート３８の
内周には、第４図に示すように各々のローラ２４を等間
隔に保持する切り欠きである保持部６８が形成されてお
り、所謂ワンウェイクラッチ４２が構成されている。尚
、ローラ２４の両端面はハブ２２に装着された止め輪２
６により軸線方向への移動を制限されている。

即ち、第６図に示すように、インナープレート３６とハ
ブ２２がそれぞれ矢印９０及び矢印９２の方向に相対回
転すると、ローラ２４が切り欠き部６６の狭い箇所８４
まで転動して噛み合い、インナープレート３６とハブ２
２とを連動させる。又、第５図に示すように、インナー
プレート３６とハブ２２がそれぞれ矢印８６及び矢印８
８の方向に相対回転すると、ローラ２４が切り欠き部６
６の広い箇所８２まで転動して噛み合いが外れ、インナ
ープレート３６とハブ２２の連動を解除する。

この時、各々のローラ２４は、間隔保持プレート３８に
よって常に等間隔に保たれているので、全てのローラ２
４が同時に同じ方向に転動される。そこで、各インナー
プレート３６ごとには各々の切り欠き部６６の傾斜面に
作用する面圧が均一になり、−部の切り欠き部６６の傾
斜面の面圧のみが高くなることはない。従って、該イン
ナープレート３６は非常に薄い金属板によって形成され
ているが、その切り欠き部６６の傾斜面は変形及び破損
することなく大きなトルクを伝達することができる。

そこで、エンジンｌからの駆動力により回転駆動される
ハウジング２０の回転がシリコンオイルの剪断抵抗によ
りアウタープレート３４からインナープレート３６に伝
達され、このインナープレート３６がハブ２２に対して
ワンウェイクラッチ４２のトルク伝達方向に相対回転す
ると、駆動力が後輪２９．３１側へ伝達される。また、
インナープレート３６がハブ２２に対してワンウェイク
ラッチ４２のトルク伝達方向と反対方向に相対回転する
と、駆動力が遮断されて後輪側へトルクが伝達されない
。

そして、後輪側に駆動トル゛りが伝達される場合は、ビ
スカスカップリングのトルク伝達特性に基づいて、アウ
タープレート３４とインナープレート３６の間（前後両
車軸間）の相対運動に伴う回転数差が大きいほど伝達ト
ルクが大きく、回転数差が小さいほど伝達トルクが小さ
くなる。又、ワンウェイクラッチ４２はハブ２２の外周
側に構成されているから、それだけ該ワンウェイクラッ
チ４２の回転トルク伝達部の径が大径となりトルク伝達
容量を大きくすることができるので、後輪側に大きな駆
動力を伝達できる。

次に、ビスカスカップリング１８の機能を第１５図の車
両の動力性能に即して説明する。尚、ワンウェイクラッ
チ４２は車両の前進走行時に駆動力が伝達可能に配置さ
れている。

エンジン１の回転はトランスミッション３を介してフロ
ントデフ５に伝達され、左右の前輪１１．１３に分割出
力されると共にトランスファ１７、ビスカスカップリン
グ１８、プロペラシャフト２１を介してリヤデフ２３に
伝達され、左右の後輪２９．３１に分割出力される。

良路走行時のように前後両車軸間の相対運動に伴う回転
数差が小さい状態では、ビスカスカップリング１８に回
転数差が吸収され後輪２９．３１側へはほとんど駆動力
が伝達されない、従って、車両は前輪駆動の２ＷＤ状態
となっており、燃費が向上すると共に車庫入れやＵター
ン等のような低速急旋回に際してもタイトコーナーブレ
ーキング現象が発生することはない。

そして、悪路などで前輪１１．１３が空転し前後両車軸
間に回転数差が生じ、ハウジング２０の回転とハブ２２
の回転との間の回転数差が大きい状態では、上記ビスカ
スカップリング１８のトルク伝達特性により、駆動力は
トランスファ１７、ビスカスカップリング１８、プロペ
ラシャフト２１からリヤデフ２３を介して左右の後輪２
９．３１に分割出力され、車両は４ＷＤ状態になるので
、高い走破性が得られる。

更に、上記実施１１様においては、インナープレ−ト３
６がハブ２２に対してワンウェイクラッチ４２を介して
係合されている。そこで、例えば制動時のように前輪が
ロックして後輪が前輪よりも高速で回転する方向にハウ
ジング２０の回転とハブ２２の回転との間に回転数差が
生じた際には、インナープレート３６がハブ２２に対し
て図中の矢印８６方向に相対回転するので、回転数差に
は関係な（、前輪側と後輪側との駆動力伝達が自動的に
遮断されて後輪側は切離し状態のままとなる。従って、
制動時における前後輪間の制動力の干渉が防止され、前
輪ロックが後輪ロックを誘発することがなく、アンチス
キッドブレーキシステム（ＡＢＳ）の正常な機能が保護
される。

次に、第７図乃至第１２図により本発明の第２実施履祿
に基づくビスカスカップリング１９の構成を説明する。

尚、本第２実施態様のビスカスカップリング１９は、例
えば第１５図の車両において上記第１実施態様のビスカ
スカップリング１Ｂと同じ位置に配置される。

ハウジング３３（第１の伝達部材）とハブ３５（第２の
伝達部材）は相対回転自在に配置されている。

ハウジング３３は一体のスプライン３７によりトランス
ファ１７側の出力軸３９にスプライン嵌合され、エンジ
ン１からの駆動力により回転駆動される。ノ１ブ３５は
スプライン４１によりプロペラシャフト２１例の連結軸
４３に連結される。

ハウジング３３とハブ３５の間には作動室４５が形成さ
れ、この作動室４５には高粘度のシリコンオイル（粘性
流体）が封入されている。更に、ハウジング３３とハブ
３５の間にはＸリング４７．４９　　（断面がＸ字状の
シール）とバックアップリング５１．５３が配置され作
動室４５を液密に保っている。

第８図に拡大して示したように、作動室４５の内部では
アウタープレート５５（第１のプレート組）とインナー
プレート５７（第２のプレート組）とが交互に配置され
ると共に、回転軸線方向の両端に位置するインナープレ
ート５７の外側にはそれぞれ間隔保持プレート５６が配
置されている。インナープレート５７はハブ３５外周と
の間に設けられたスプライン係合手段５９により軸方向
移動自在にスプライン連結されており、各インナープレ
ート５７の間にはスペーサリング６１が配置されている
。

第９図に示すように、各アウタープレート５５の外周に
は、内周縁からの距離が周方向に沿って減少する傾斜面
を有する切り欠き部６３が等間隔に形成されている。そ
して、この切り欠き部６３とハウジング３３の内周面と
で構成された開口には各アウタープレート５５の切り欠
き部６３を軸線方向に貫通するかみ合い要素であるロー
ラ６５が配置されると共に、間隔保持プレート５６の外
周には、第１Ｏ図に示すように各々のローラ６５を等間
隔に保持する切り欠きである保持部６４が形成されてお
り、所謂ワンウェイクラッチ６７が構成されている。

即ち、第１２図に示すように、ハウジング３３とアウタ
ープレート５５がそれぞれ矢印７１及び矢印７２の方向
に相対回転すると、ローラ６５が切り欠き部６３の狭い
箇所７３まで転動して噛み合い、ハウジング３３とアウ
タープレート５５とを連動させる。又、第１１図に示す
ように、ハウジング３３とアウタープレート５５がそれ
ぞれ矢印７５及び矢印７６の方向に相対回転すると、ロ
ーラ６５が切り欠き部６３の広い箇所７７まで転動して
噛み合いが外れ、ハウジング３３とアウタープレート５
５の連動を解除する。

この時、各々のローラ６５は、間隔保持プレート５６に
よって常に等間隔に保たれているので、全てのローラ６
５が同時に同じ方向に転勤される。そこで、各アウター
プレート５５ごとには各々の切り欠き部６３の傾斜面に
作用する面圧が均一になり、−部の切り欠き部６３の傾
斜面の面圧のみが高くなることはない、従って、該アウ
タープレート５５は非常に薄い金属板によって形成され
ているが、その切り欠き部６３の傾斜面は変形及び破損
することなく大きなトルクを伝達することができる。

そこで、エンジンｌからの駆動力により回転駆動される
ハウジング３３がアウタープレート５５に対してワンウ
ェイクラッチ６７のトルク伝達方向に相対回転すると、
ハウジング３３の回転がシリコンオイルの剪断抵抗によ
りアウタープレート５５からインナープレート５７に伝
達され、駆動力がインナープレート５７からハブ３５を
経て後輪２９．３１側へ伝達される。また、ハウジング
３３がアウタープレート５５に対してワンウェイクラン
チロ７のトルク伝達方向と反対方向に相対回転すると、
駆動力が遮断されて後輪側へトルクが伝達されない。

そして、後輪側に駆動トルクが伝達される場合は、ビス
カスカップリングのトルク伝達特性に基づいて、アウタ
ープレート５５とインナープレー１・５７の間（前後両
車軸間）の相対運動に伴う回転数差が大きいほど伝達ト
ルクが大きく、回転数差が小さいほど伝達トルクが小さ
くなる。又、ワンウェイクラッチ６７はハウジング３３
の内周側に構成されているから、上記第１実施態欅のビ
スカスカップリング１８のワンウェイクラッチ４２より
も回転トルク伝達部の径が大径となりトルク伝達容量を
更に大きくすることができるので、後輪側に更に大きな
駆動力を伝達できる。

また、アウタープレート５５２間隔保持プレート５６と
インナープレート５７とは厚さが異なり、アウタープレ
ート５５と間隔保持プレート５６の板厚が厚く形成され
ているため、ローラ６５に切り欠き部６３が喰い込んで
しまうことが防止できる。更に、ビスカスカップリング
１９自体の機能及び車両の動力性能に即した機能は、上
記第１実施例のビスカスカップリング１日と同様である
。

次に、第１３図及び第１４図により本発明の第３実施態
様に基づくビスカスカップリング７９の構成を説明する
。尚、本第３実施態様のビスカスカップリング７９も第
１５図の車両において上記第１実施態様のビスカスカン
プリング１８と同じ位置に配置される。

第１３図に示すように、ハブ８１はハウジング９７の内
側に相対回転自在に配置され、これらの間には高粘度の
シリコンオイルが封入された作動室８３が形成されてい
る。

第１４図に拡大して示したように、作動室８３の内部に
おけるハブ８１の前端側にはインナープレート８５がス
プライン係合されており、その後端側にはワンウェイク
ラッチ８７を介してインナープレート９９が係合されて
いる。又、アウタープレート１００はハウジング９７内
周との間に設けられたスプライン係合手段１０１により
軸線方向移動自在にスプライン連結されており、各アウ
タープレート１００の間にはスペーサリング１０２が配
置されている。そして、各インナープレート８５．９９
はそれぞれアウタープレート１００と交互に配置され、
インナープレート８５はアウタープレート１００と第１
のプレート群８９を構成し、インナープレート９９はア
ウタープレート１００と第２のプレート群９１を構成し
ている。尚、インナープレート９９の係合手段であるワ
ンウェイクラッチ８７は、前述のワンウェイクラッチ４
２と同様の構成である間隔保持プレート１０３及びロー
ラ９３を有しており、該ローラ９３の後方側端面とハウ
ジング９７の間にはワッシャ６９が配置され、ローラ９
３の前方側端面はハブ８１に配置された止め輪９５によ
り軸線方向への移動が規制されている。

従って、ハウジング９７とハブ８１がワンウェイクラッ
チ８７のトルク伝達方向に相対回転する際には第１と第
２のプレート群８９．９１の両方により大きな駆動力が
伝達される。又、ハウジング９７とハブ８１がワンウェ
イクラッチ８７のトルク伝達方向と反対方向に相対回転
する際には、第１のプレート群８９のみによって駆動力
が伝達されるので、伝達トルクが小さくなる。

第１５図の車両では、ビスカスカップリング７９のワン
ウェイクラッチ８７は車両の前進走行時にトルク伝達可
能に配置される。そこで、第１のプレート群８９を介し
て伝達される駆動力により、車両は後進時も４ＷＤ走行
が可能である。

尚、上記の如きワンウェイクラッチ機能を有する係合手
段としては、スプラグ式やつめ車代等の他のワンウェイ
クラッチ形式に基づく構成のものでも良い。又、上述の
各実施Ｂ様においては、作動室内にそれぞれ一対の間隔
保持プレートを配設したが、３枚以上の間隔保持プレー
トを適宜配設してもよい。

〔発明の効果〕

この発明のビスカスカップリングは、第１及び第２のプ
レート組の少なくとも一方が各々の伝達部材に対して一
方向にだけ非回転的に係合された構成を有している。

即ち、相対回転の方向によってトルク伝達特性を変える
ことができる所謂ワンウェイクラッチ機能を有する係合
手段が、伝達部材とプレート組との間に配置されたので
、該ワンウェイクラッチの回転トルク伝達部の径を大き
くすることができ、該ビスカスカップリングのトルク伝
達容量を大きくすることができる。

従って、トルク伝達容量が大きいワンウェイクラッチ機
能を備えたコンパクトなビスカスカップリングを提供す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施態様に基づくビスカスカップ
リングの断面図、第２図は第１図に示したビスカスカッ
プリングの要部拡大図、第３図及び第４図は第１図に示
したインナープレート及び間隔保持プレートの正面図、
第５図及び第６図は互いに異なった状態を示すこの実施
態様の要部正面断面図、第７図は本発明の第２実施態様
に基づくビスカスカップリングの断面図、第８図は第７
図に示したビスカスカップリングの要部拡大図、第９図
及び第１０図は第７図に示したアウタープレート及び間
隔保持プレートの正面図、第１１図及び第１２図は互い
に異なった状態を示すこの実施態様の要部正面断面図、
第１３図は本発明の第３実施態様に基づくビスカスカッ
プリングの断面図、第１４図は第１３図に示したビスカ
スカップリングの要部拡大図、第１５図は各実施１１ｉ
＃Ａに基づくビスカスカップリングを用いた車両の動力
系を示すスケルトン機構図である。（図中の符号）１・・・エンジン　　　　　３・・・トランスミッショ
ン５・・・フロントデフ　　　７．９・・・前車軸１１
．１３・・・前輪　　　　　１５・・・方向変換歯車組
１７・・・トランスファ１８．１９．７９・・・ビスカスカップリング２０．３
３．９７・・・ハウジング（第１の伝達部材）２１・・
・プロペラシャフト２２．３５．８１・・・ハブ（第２の伝達部材）２３・
・・リヤデフ　　　　　２４．６５．９３・・・ローラ
２５．２７・・・後車軸　　　　２６・・・止め輪２Ｂ
、３０，４７．４９−Ｘ　’１７７グ２９．３１・・・
後輪３２．３７．４１・・・スプライン３４．５５，１００・・・アウタープレート（第１のプ
レート）３６、５７．８５．９９・・・インナープレー
ト（第２のプレート３Ｂ、５６，１０３・・・間隔保持
プレート３９・・・出力軸　　　　　　４０，４５．８
３・・・作動室４２．６７．８７・・・ワンウェイクラ
ッチ４３・・・連結軸４４．５９，１０１・・・スプライン係合手段４６．６
１．１０２・・・スペーサリング４８・・・ベアリング
　　　　５０・・・ワンシャ５１．５３・・・バックア
ップリング５２・・・止め輪　　　　　　５４・・・ロックナツト
５８・・・ボルト六　　　　　６０・・・ベアリング６
２・・・シール６３．６６・・・切り欠き部６４．６８
・・・保持部　　　　６９・・・ワッシャ７３．８４・
・・狭い箇所　　　７７．８２・・・広い箇所８９・・
・第１のプレート群　９１・・・第２のプレート群９５
・・・止め輪第１図４ｔ）　　　ｊ４第３図第４図第５図第６図第９図第１０凶第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

相対回転自在に配置された第１及び第２の伝達部材と、
粘性流体が封入された作動室と、第１の伝達部材と係合
された第１のプレート組と、該第１のプレート組と前記
作動室内で交互に配置されると共に第２の伝達部材と係
合された第２のプレート組とを有するビスカスカップリ
ングであって、前記第１及び第２のプレート組の少なく
とも一方の係合部には、周方向に等間隔で形成された切
り欠き部と、各プレートの切り欠き部内を軸線方向に貫
通するかみ合い要素と、該かみ合い要素を等間隔に保持
するための間隔保持プレートとから成る一方向にだけ非
回転的に係合する係合手段が構成されていることを特徴
とするビスカスカップリング。