JPH053660U - ビスカスカツプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビスカスカップリング自体の回転速度による
伝達トルクの変化を防止し、両プレート組間の差動回転
数差のみに依存する良好なトルク伝達が可能で、構造が
簡単なビスカスカップリングを提供する。 【構成】 インナープレート５７の外周縁部に半径方向
に延びる複数の切り欠き部であるＶ字形のスリット６５
により形成されるブレード部５８を設け、アウタープレ
ート５５の内周縁部に半径方向に延びる複数の切り欠き
部である略台形状のスリット６４により形成されるブレ
ード部５９を設ける。前記ブレード部５８，５９の周方
向幅を回転軸線から離れるほど狭くなるように形成する
ことにより、作動室内を移動するシリコンオイルの剪断
応力を前記ブレード部５８，５９の半径方向に沿って一
定にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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の改良に 関する。

【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、或いは二輪駆動車（２ＷＤ車）の左右車輪間等の動力伝達系に差 動制限装置として使用するビスカスカップリングは、相対回転自在に配置された 第１及び第２の伝達部材と、二組のプレート組と、粘性流体（シリコンオイル） が封入された作動室とを備えており、第１のプレート組が第１の伝達部材の回転 軸線方向に摺動可能であって且つ該第１の伝達部材と共に回転可能に配置され、 第２のプレート組が第２の伝達部材の回転軸線方向に摺動可能であって且つ該第 ２の伝達部材と共に回転可能に配置されており、前記第１及び第２のプレート組 の各プレートは前記作動室内で交互に配置されていて、少なくとも一方のプレー ト組のプレートは互いに間隔を保たれている。

【０００３】 そして、前記両プレート組に回転数差が生じると、シリコンオイルの粘性抵抗 によって各伝達部材に回転トルクが伝達される。又、この粘性抵抗は両プレート 組間の差動回転数に応じて増減するので、前記第１のプレート組と第２のプレー ト組との間の相対回転に伴う回転数差が大きいとビスカスカップリングの差動制 限力が強くなり大きなトルクが伝達され、この回転数差が小さいと差動が許容さ れ伝達トルクは小さくなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このようなビスカスカップリングにおいては、通常使用時は前記第 １及び第２のプレート組の相対回転に伴う回転数差にほぼ比例して伝達トルクが 変化するが、ある程度以上の高速回転でビスカスカップリングを作動させると、 伝達トルクの大きさが両プレート組の回転数差に比例せずにビスカスカップリン グ自体の回転速度の影響によって変化してしまう。これは、前記第１及び第２の プレート組の回転軸中心側と半径方向外方側とでは周速度が異なり半径方向外方 側の方が周速度が速いために、作動室内に封入されたシリコンオイルが遠心力に よって剪断速度の速い半径方向外方へ移動すると、シリコンオイルの剪断応力が 増大するためである。即ち、ビスカスカップリング自体が高速回転している際に は、小さい差動回転数差であっても両プレート組間に大きな伝達トルクが生じ、 ビスカスカップリングの伝達トルクが差動回転数差のみに依存しないためである 。

【０００５】 この様なビスカスカップリングの特性は、上記の如きビスカスカップリングを ２ＷＤ車の左右車輪間の動力伝達系に差動制限装置として使用した場合には、高 速走行時の車両の走行安定性に悪影響を及ぼすといった問題がある。又、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した場合には、高速走 行時に前後両車軸間の動力伝達が遮断されず、燃料消費率が悪化するという問題 がある。

【０００６】 そこで、本考案の目的は上記課題を解消することにあり、ビスカスカップリン グ自体の回転速度による伝達トルクの変化を防止し、両プレート組間の差動回転 数差のみに依存する良好なトルク伝達が可能で、構造が簡単なビスカスカップリ ングを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の上記目的は、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の伝達部材と非回転的に係合した第１のプ レートと、該第１のプレートと前記作動室内で交互に配置されると共に第２の伝 達部材と非回転的に係合した第２のプレートとを有するビスカスカップリングに おいて、前記第１及び第２のプレートの少なくとも一方は、前記伝達部材と係合 する係合周縁部と反対側の周縁部に半径方向に延びる複数の切り欠き部を有して おり、該切り欠き部により形成されるプレートの各ブレード部が回転軸線から離 れるほど狭くなる周方向幅を有するように形成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。

【０００８】

【作用】

上記第１及び第２のプレートの少なくとも一方に形成されたブレード部が、回 転軸線から離れるほど狭くなる周方向幅を有するように形成されており、粘性流 体の剪断速度が速い半径方向外方側ほど該ブレード部の周方向断面積が減少する ように構成される。そこで、前記ブレード部の回転半径と周方向断面積とが反比 例し、作動室内を移動する粘性流体の剪断応力を前記ブレード部の半径方向に沿 って一定にすることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、添付の図１乃至図５及び図７に基づいて本考案の一実施例を詳細に説明 する。以下、左右の方向とは図１での左右の方向であり、その左方はこの車両の 前方（図７の上方）に相当する。

【００１０】 まず、図７により本考案の一実施例を用いた前輪駆動車（ＦＷＤ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８，９、等速継手２，４、 左右の前輪１１，１３、左右の後輪２１，２３などから構成されており、エンジ ン１の回転はトランスミッション３で変速され、フロントデフ５により等速継手 ２，４を介して左右の前輪１１，１３を駆動する。フロントデフ５の右のサイド ギヤ７に連結された右の前車軸９とデフケース６との間には本実施例のビスカス カップリング１９が配置され、フロントデフ５の差動制限を行う。

【００１１】 次に、図１乃至図５によりビスカスカップリング１９の構成を説明する。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によりデフケース６に 連結され、エンジン１からの駆動力により回転駆動される。ハブ３５はスプライ ン４１により右の前車軸９に連結されている。

【００１２】 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３ ３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。

【００１３】 図２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と インナープレート５７とが交互に配置されている。アウタープレート５５はハウ ジング３３内周との間に設けられたスプライン係合手段６３により軸方向移動自 在にスプライン連結されており、各アウタープレート５５の間にはスペーサリン グ６１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６２により軸方向移動自在にスプライン連結されている 。

【００１４】 図３に示すように、各インナープレート５７の内周縁部にはハブ３５とスプラ イン係合するためのスプライン歯列６７が形成されており、その外周縁部には半 径方向内方に延びる複数の切り欠き部であるＶ字形のスリット６５が等間隔に形 成されている。そこで、該インナープレート５７の外周縁部には、半径方向外方 に延びる略台形状のブレード部５８が形成される。

【００１５】 前記ブレード部５８の周方向幅Ｌは、その内方側基部において周方向幅Ｌ₁ を 有し、その外周端部において前記周方向幅Ｌ₁ より狭い周方向幅Ｌ₂ を有してい る。更に、前記ブレード部５８は、回転軸線Ｏから前記内方側基部及び前記外周 端部までの半径をそれぞれＲ₁ 及びＲ₂ とした際に、前記周方向幅Ｌ₁ と前記周 方向幅Ｌ₂ の比が前記半径Ｒ₂ と前記半径Ｒ₁ の比と同じに成るように構成され ることが望ましい（Ｌ₁ ：Ｌ₂ ＝Ｒ₂ ：Ｒ₁ ）。

【００１６】 又、図４に示すように、各アウタープレート５５の外周縁部にはハウジング５ ５とスプライン係合するためのスプライン歯列６６が形成されており、その内周 縁部には半径方向外方に延びる複数の切り欠き部である扇形のスリット６４が等 間隔に形成されている。そこで、該アウタープレート５５の内周縁部には、半径 方向内方に延びる略台形状のブレード部５９が形成される。

【００１７】 前記ブレード部５９の周方向幅Ｌは、その外方側基部において周方向幅Ｌ₄ を 有し、その内周端部において前記周方向幅Ｌ₄ より広い周方向幅Ｌ₃ を有してい る。更に、前記ブレード部５９は、回転軸線Ｏから前記外方側基部及び前記内周 端部までの半径をそれぞれＲ₄ 及びＲ₃ とした際に、前記周方向幅Ｌ₃ と前記周 方向幅Ｌ₄ の比が前記半径Ｒ₄ と前記半径Ｒ₃ の比と同じに成るように構成され ることが望ましい（Ｌ₃ ：Ｌ₄ ＝Ｒ₄ ：Ｒ₃ ）。

【００１８】 そこで、図５に示すように、作動室４５内に交互に配設されたアウタープレー ト５５及びインナープレート５７は、それぞれブレード部５８，５９が、回転軸 線Ｏから離れるほど狭くなる周方向幅Ｌを有するように形成されており、シリコ ンオイルの剪断速度が速い半径方向外方側ほど該ブレード部５８，５９の周方向 断面積が減少するように構成される。

【００１９】 即ち、作動室４５内の半径Ｒにおけるシリコンオイルの剪断応力は、半径Ｒに おけるブレード部５８，５９の周方向断面積と、その周速度により決まるシリコ ンオイルの剪断速度とによって得られるので、前記ブレード部５８，５９の回転 半径Ｒと周方向断面積とを反比例させることにより、作動室４５内を移動するシ リコンオイルの剪断応力を前記ブレード部５５，５７の半径方向に沿って一定に することができる。

【００２０】 従って、前記シリコンオイルがビスカスカップリング１９自体の回転速度に応 じて作動室４５内で半径方向に移動してもシリコンオイルの剪断応力が変化する のを防止することができる。

【００２１】 次に、図７の車両の動力性能に即した上記ビスカスカップリング１９の動作に ついて説明する。 先ず、エンジン１の回転は、トランスミッション３で変速されフロントデフ５ から左右の前輪１１, １３側に分割出力されており、ハウジング３３はデフケー ス６と共に回転し、ハブ３５は右のサイドギヤ７に連結された右の前車軸９と共 に回転する。そこで、ハウジング３３とハブ３５の間に回転数差が生じるとシリ コンオイルの剪断抵抗によりアウタープレート５５とインナープレート５７との 間に差動制限力が生じるので、悪路などで左右の前輪１１, １３の一方が空転し ても空転側にだけ駆動力が流れることが防止され、車両の走行力が維持される。

【００２２】 更に、車両が高速走行してビスカスカップリング１９自体が高速回転している 際には、作動室４５内に封入されたシリコンオイルが遠心力によって周速度の速 い半径方向外方へ移動するが、シリコンオイルの剪断応力は変化せず、前記アウ タープレート５５とインナープレート５７の差動回転数のみに応じてビスカスカ ップリング１９の差動制限力が生じる。

【００２３】 従って、高速走行時のビスカスカップリング１９の不必要な差動制限力によっ て車両の走行安定性が悪影響を受けるのを防ぐことができる。又、このためシリ コンオイルの粘性を上げることも可能となり、片輪空転時の差動制限力を高める ことができる。又、ビスカスカップリング１９の差動制限力は、ほとんど前記ア ウタープレート５５とインナープレート５７との間の差動回転数差のみに依存す るので、ビスカスカップリング１９の作動条件の設定自由度が高まり、上記ビス カスカップリング１９は簡単な構造によって、高効率の差動制限が可能となる。

【００２４】 更に、上記の如き本考案のビスカスカップリングを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用いた場合には、高速走行時に前後両車軸間の 動力伝達が確実に遮断され、燃料消費率の悪化を防ぐことができる。

【００２５】 尚、前記インナープレート５７及びアウタープレート５５の各ブレード部５８ ，５９は、上記実施例の形状に限定されるものではなく、種々の形状を採りうる ことは勿論である。

【００２６】 例えば、前記インナープレート５７の代わりに、図６に示す様なインナープレ ート７０を用いることができる。各インナープレート７０の内周縁部にはハブ３ ５とスプライン係合するためのスプライン歯列６７が形成されており、その外周 縁部には半径方向内方に延びる複数の切り欠き部である略台形状のスリット６８ が等間隔に形成されている。そこで、該インナープレート７０の外周縁部には、 半径方向外方に延びる略台形状のブレード部７１が形成される。

【００２７】 前記ブレード部７１の周方向幅Ｌは、その内方側基部において周方向幅Ｌ₅ を 有し、その外周端部において前記周方向幅Ｌ₅ より狭い周方向幅Ｌ₆ を有してい る。更に、前記ブレード部７０は、前記インナープレート５７と同様に、回転軸 線Ｏから前記内方側基部及び前記外周端部までの半径をそれぞれＲ₅ 及びＲ₆ と した際に、前記周方向幅Ｌ₅ と前記周方向幅Ｌ₆ の比が前記半径Ｒ₆ と前記半径 Ｒ₅ の比と同じに成るように構成されることが望ましい。

【００２８】 又、上記実施例においてはインナープレート及びアウタープレートの両方に切 り欠き部により形成されるブレード部を設けたが、何れか一方のプレートにのみ この様なブレード部を設けた場合にも、充分な効果を得ることができる。

【００２９】 更に、上記ハウジング及びハブの形状も、動力伝達装置の形式に伴って種々の 形状を採りうる。

【００３０】

【考案の効果】

本考案のビスカスカップリングによれば、第１及び第２のプレートの少なくと も一方に形成されたブレード部が、回転軸線から離れるほど狭くなる周方向幅を 有するように形成されており、粘性流体の剪断速度が速い半径方向外方側ほど該 ブレード部の周方向断面積が減少するように構成されるので、前記ブレード部の 回転半径と周方向断面積とが反比例し、作動室内を移動する粘性流体の剪断応力 を前記ブレード部の半径方向に沿って一定にすることができる。

【００３１】 従って、ビスカスカップリング自体の回転速度による伝達トルクの変化を防止 し、両プレート組間の差動回転数差のみに依存する良好なトルク伝達が可能で、 構造が簡単なビスカスカップリングを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に基づくビスカスカップリン
グの縦断面図である。

【図２】図１に示したビスカスカップリングの部分拡大
図である。

【図３】図１に示したインナープレートの正面図であ
る。

【図４】図１に示したアウタープレートの正面図であ
る。

【図５】図１に示したビスカスカップリングの横断面図
である。

【図６】本考案の他の実施例に基づくインナープレート
の正面図である。

【図７】図１に示した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。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 等速継手 ３ トランスミッション ４ 等速継手 ５ フロントデフ ６ デフケース ７ サイドギヤ ８ 前車軸 ９ 前車軸 １１ 前輪 １３ 前輪 １９ ビスカスカップリング ２１ 後輪 ２３ 後輪 ３３ ハウジング（第１の伝達部材） ３５ ハブ（第２の伝達部材） ３７ スプライン ４１ スプライン ４５ 作動室 ４７ Ｘリング ４９ Ｘリング ５１ バックアップリング ５３ バックアップリング ５５ アウタープレート（第１のプレート） ５７ インナープレート（第２のプレート） ５８ ブレード部 ５９ ブレード部 ６１ スペーサリング ６２ スプライン係合手段 ６３ スプライン係合手段 ６４ スリット ６５ スリット ６６ スプライン歯列 ６７ スプライン歯列 ６８ スリット ７０ インナープレート ７１ ブレード部

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 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
   伝達部材と非回転的に係合した第１のプレートと、該第
   １のプレートと前記作動室内で交互に配置されると共に
   第２の伝達部材と非回転的に係合した第２のプレートと
   を有するビスカスカップリングにおいて、前記第１及び
   第２のプレートの少なくとも一方は、前記伝達部材と係
   合する係合周縁部と反対側の周縁部に半径方向に延びる
   複数の切り欠き部を有しており、該切り欠き部により形
   成されるプレートの各ブレード部が回転軸線から離れる
   ほど狭くなる周方向幅を有するように形成されているこ
   とを特徴とするビスカスカップリング。