JPH0583476U - ビスカスカップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造によって、後輪側への伝達トルク
を低下させることなく、制動時における後輪のロックを
防止することができるビスカスカップリングを提供す
る。 【構成】 駆動側のハブに係合されるインナープレート
５７の外周縁部に、複数のプレート開口部であるスリッ
ト６５を形成する。更に、前記スリット６５により形成
されるブレード部５８は、該インナープレート５７が駆
動力伝達方向（矢印Ｘ方向）へ回転した際にシリコンオ
イルに対向する第１の壁面５８ａと、該第１の壁面５８
ａに対向する第２の壁面５８ｂとを有している。前記第
１の壁面５８ａは、一方のプレート面との境界部分であ
る端縁にほぼ直角に鋭く形成されたエッジを有し、他方
のプレート面との境界部分である端縁に面取り部である
テーパを有している。又、前記第２の壁面５８ｂは、両
プレート面との境界部分である両端縁に面取り部である
テーパを有している。

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る。

【０００３】 このようなビスカスカップリングにおいては、一方のプレート組の各プレート 間にスペーサーリングを配設することにより、第１及び第２のプレート組の各プ レートが互いに間隙を有するように構成されている。そこで、スペーサーリング を配設されていないプレート組の各プレートは、各々回転軸線方向に間隙分だけ 移動可能である。

【０００４】 このため、第１及び第２の伝達部材に高い差動回転数が生じると、軸線方向に 移動可能な一方のプレート組のプレートが移動して他方のプレート組のプレート と直接に接触し始める所謂「ハンプ現象」が生じる。このようなハンプ状態では 、各プレート組間のシリコンオイルの粘性によるトルク伝達から各プレート組間 のプレートの摩擦接触によるトルク伝達に切り替わるので、伝達トルクが急激に 増加する。

【０００５】 従って、このような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使用した場合、例えば車両が制動されて前輪がロック すると後輪が前輪よりも高速で回転し、この状態において前記第１及び第２のプ レート組間に相対運動に伴う高い回転数差が生じてハンプ状態を生じると、後輪 もロックして車両の安定性を著しく損なうことがあるという欠点を有していた。

【０００６】 そこで、特開平１−１５３８２４号公報に記載されているビスカスカップリン グの場合、複数の第１または第２のプレートのそれぞれは、軸線方向の一方の面 から他方の面へ貫通する複数のスリットを円周方向に間隔をおいて有し、これら スリットは、前記一方の面との境界部分が鋭く形成され、かつ前記他方の面との 境界部分が滑らかに形成された第１群と、前記一方の面との境界部分が滑らかに 形成され、かつ前記他方の面との境界部分が鋭く形成され、第１群と交互に配列 された第２群とからなる。

【０００７】 この場合、第１及び第２のプレートは、かなり高い回転数差が生じてもハンプ 状態を発生しなくなるので、制動時のハンプにより後輪がロックして車両の安定 性を著しく損なう危険を防止することができる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記特開平１−１５３８２４号公報に記載されているビスカス 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使用 した場合、前進時におけるハンプも抑止されるため、前輪がぬかるみ等に嵌まり 込んで車両がスタックした場合にも後輪側へ大きな駆動力を伝達することができ ず、車両の脱出性能が低下するという欠点を生じる。

【０００９】 そこで、本考案の目的は上記課題を解消することにあり、簡単な構造によって 、後輪側への伝達トルクを低下させることなく、制動時における後輪のロックを 防止することができるビスカスカップリングを提供するものである。

【００１０】

【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の伝達部材に非回転的に係合された第１の プレート組と、この第１のプレート組と前記作動室内で交互に配置され且つ第２ の伝達部材に非回転的に係合された第２のプレート組とを有するビスカスカップ リングにおいて、前記第１の伝達部材に対して軸線方向へ相対移動自在な第１の プレート組を構成する各プレートは第１の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へ延びる複数のプレート開口部を有しており、該プレート 開口部は回転時に粘性流体に対向する第１の壁面の一方のプレート面側の端縁が 鋭く形成されると共に他方のプレート面側の端縁が面取りされ、且つ前記第１の 壁面に対向する第２の壁面の両端縁が面取り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。

【００１１】

【作用】

本考案の上記構成によれば、第１のプレート組が第２のプレート組に対して相 対的に逆回転した際には、両端縁を面取りしたプレート開口部の第２の壁面が粘 性流体に対向するので、粘性流体に対するプレートの剪断力が小さくなり伝達ト ルクが低下すると共にハンプが抑止される。又、第１のプレート組が第２のプレ ート組に対して相対的に正回転した際には、一方のプレート面側の端縁を鋭く形 成し、他方のプレート面側の端縁を鋭く形成したプレート開口部の第１の壁面が 粘性流体に対向するので、粘性流体に対するプレートの剪断力が逆回転時に比べ て大きくなり伝達トルクが増加すると共に、第１のプレート組が鋭い端縁を形成 されたプレート面側へ移動する。

【００１２】

【実施例】

以下、添付の図１乃至図４及び図６に基づいて本考案の一実施例を詳細に説明 する。 まず、図６により本考案の一実施例を用いた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）、左右の前輪７，９、トランスファ１１、本実施例 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）、左右の後輪１９、２１などから構成されている。

【００１３】 次に、図１によりビスカスカップリング１３の構成を説明する。ハウジング３ ３（第２の伝達部材）とハブ３５（第１の伝達部材）は相対回転自在に配置され ている。ハブ３５は一体のスプライン３７によりトランスファ１１の出力軸に連 結され、エンジン１からの駆動力により回転駆動される。ハウジング３３はボル ト穴３９に螺着されるボルトによりプロペラシャフト１５側の連結軸２７にフラ ンジ連結され、該ハウジング３３と前記トランスファ１１の出力軸とのとの間に はベアリング２９が配置される。

【００１４】 ハウジング３３とハブ３５との間には作動室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、これらハウ ジング３３とハブ３５との間にはベアリング４１が配置されると共に、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。

【００１５】 更に、この作動室４５内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。前記アウタープレート５５（第２のプレート）はハウ ジング３３の内周に形成されたスプライン６３に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。前記インナープレート５７（第１のプレート）はハブ３５の外周に形成 されたスプライン６２に軸方向移動自在にスプライン連結されている。

【００１６】 図２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プレート開口部であるスリット６５が周方向に等間隔 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 外方に延びる複数のブレード部５８が形成される。更に、前記スリット６５によ り形成されるブレード部５８は、インナープレート５７が矢印Ｘ方向へ回転した 際にシリコンオイルに対向する第１の壁面５８ａと、該第１の壁面５８ａに対向 する第２の壁面５８ｂとを有している。

【００１７】 図３に示すように、前記第１の壁面５８ａは、一方のプレート面との境界部分 である端縁にほぼ直角に鋭く形成されたエッジ６７を有し、他方のプレート面と の境界部分である端縁に面取り部であるテーパ６４を有している。又、前記第２ の壁面５８ｂは、両プレート面との境界部分である両端縁に面取り部であるテー パ６４を有している。

【００１８】 次に、上記ビスカスカップリング１３の動作について説明する。 先ず、エンジン１からの駆動力によりハブ３５が駆動力伝達方向（矢印Ｘ方向 ）に回転させられると、これにスプライン連結されたインナープレート５７も、 前記第１の壁面５８ａがシリコンオイルに対向するようにして矢印Ｘ方向に回転 する。該第１の壁面５８ａには、エッジ６７が形成されているので、シリコンオ イルに対して剪断力を与え易く、回転トルクはシリコンオイルの剪断力によりイ ンナープレート５７からアウタープレート５５に伝達される。この時、インナー プレート５７とアウタープレート５５との間の相対回転に伴う回転数差が大きい と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。

【００１９】 更に、アウタープレート５５とインナープレート５７とが所定以上の回転数差 で長時間にわたって連続的に相対回転を生じると、作動室４５内に封入されたシ リコンオイルの攪拌抵抗のために内部温度が上昇してシリコンオイルが膨張し、 作動室４５内の内部圧力が上昇すると共に、第１の壁面５８ａに剪断されたシリ コンオイルはスリット６５のエッジ６７を有するプレート面側（図３中、下方側 ）からテーパ６４のみを有するプレート面側（図３中、上方側）の方へ導入され るので、インナープレート５７がエッジ６７を有するプレート面側（図３中、下 方側）に隣接するアウタープレート５５に向けて移動する（矢印Ｙ方向）。そこ で、作動室４５内でアウタープレート５５と交互に配設されたインナープレート ５７がハンプ現象を起こし、ビスカスカップリング１３の伝達トルクが急激に増 加する。この時のトルク伝達特性が図４のグラフ７８のようになる。尚、図４の 差動回転数はハウジング３３に対するハブ３５の相対的な差動回転数であり、伝 達トルクはハブ３５からハウジング３３へ伝達される回転トルクを示す。

【００２０】 また、ハウジング３３がハブ３５よりも速く回転させられると、回転トルクは シリコンオイルの剪断力によりアウタープレート５５からインナープレート５７ に伝達される。この際、ハブ３５はハウジング３３に対して相対的に矢印Ｘ方向 の逆方向に回転するので、インナープレート５７は前記第２の壁面５８ｂがシリ コンオイルに対向するように回転する。そして、アウタープレート５５とインナ ープレート５７との間の相対回転に伴う回転数差が大きいと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。

【００２１】 しかしながら、前記第２の壁面５８ｂの両端縁にはテーパ６４が形成されてい るので、シリコンオイルに対して剪断力を与え難い。そこで、ハブ３５がハウジ ング３３に対して相対的に矢印Ｘ方向に回転している場合に比べて伝達トルクが 全般的に低くなる。更に、前記第２の壁面５８ｂの両端縁にテーパ６４を設けた ことにより、該第２の壁面５８ｂに剪断されたシリコンオイルはスリット６５の 両プレート面側へ導入されるので、インナープレート５７は隣接するアウタープ レート５５に向けて移動し難くなる。そこで、作動室４５内でアウタープレート ５５と交互に配設されたインナープレート５７はハンプ現象を起こさず、ビスカ スカップリング１３の伝達トルクが急激に増加することはない。従って、この時 のトルク伝達特性は図４のグラフ８０のようになる。

【００２２】 このように、上記ビスカスカップリング１３は、簡単な構造によってハブ３５ がハウジング３３に対して相対的に正逆方向に回転した際のトルク伝達特性を変 えることができ、特に正回転時にはハンプ現象による伝達トルクの増加を図るこ とができる。 次に、ビスカスカップリング１３の機能を図６の車両の動力性能に即して説明 する。

【００２３】 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７，９に分割出力される。又、トランスファ１１を介してビスカスカップ リング１３に伝達された回転は伝達軸２７、プロペラシャフト１５を介してリヤ デフ１７に伝達され、左右の後輪１９，２１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１３に回転数差が吸収され後輪１９，２１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。

【００２４】 そして、悪路などで前輪７，９が空転して前後両車軸間に回転数差が生じると 、前記第１の壁面５８ａがシリコンオイルに対向するようにしてハブ３５はハウ ジング３３に対して相対的に矢印Ｘ方向に回転する。ハウジング３３の回転とハ ブ３５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１ ３のトルク伝達特性により、駆動力はトランスファ１１、ビスカスカップリング １３、プロペラシャフト１５からリヤデフ１７を介して左右の後輪１９，２１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。

【００２５】 更に、前輪７，９が泥などに嵌まり込んで車両がスタックした場合には、前後 両車軸間の回転数差が上昇すると共に長時間にわたって連続的に相対回転を生じ るので、ビスカスカップリング１３がハンプ状態を生じる。このため、ビスカス カップリング１３による伝達トルクが急激に増加して後輪１９，２１側への駆動 力の伝達効率が高まるので、後輪１９，２１には高い駆動力が生じ、スタックか らの脱出が可能となる。

【００２６】 また、走行時に車両が制動され、例えば前輪７，９がロックして後輪１９，２ １が前輪７，９よりも高速で回転すると、ハブ３５はハウジング３３に対して相 対的に矢印Ｘ方向の逆方向に回転する。そこで、ビスカスカップリング１３は伝 達トルクが低下すると共にハンプ現象を抑止されるので、後輪１９，２１がロッ クして車両の安定性を著しく損なうことがない。

【００２７】 尚、本考案におけるプレート開口部であるスリットの形状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。また、該プレート開口部の 第１及び第２の壁面の端縁に形成される面取り部の形状も、上記の如きテ−パに 限るものではない。 例えば、図５に示した本考案の他の実施例に基づくインナープレート７０の外 周縁部には、半径方向内方に延びる複数のプレート開口部であるスリット７２が 周方向に等間隔に形成されており、半径方向外方に延びる複数のブレード部７３ が形成されている。該ブレード部７３は、インナープレート７０が矢印Ｘ方向へ 回転した際にシリコンオイルに対向する第１の壁面７３ａと、該第１の壁面７３ ａに対向する第２の壁面７３ｂとを有している。そして、前記第１の壁面７３ａ は、一方のプレート面との境界部分である端縁にほぼ直角に鋭く形成されたエッ ジ７６を有し、他方のプレート面との境界部分である端縁に面取り部であるＲ形 状の丸み７４を有している。又、前記第２の壁面７３ｂは、両プレート面との境 界部分である両端縁に面取り部であるＲ形状の丸み７４を有している。

【００２８】 また、ハウジング側が駆動されるビスカスカップリングの場合、上記の如き第 １及び第２の壁面を有するプレート開口部はアウタープレートに形成される。 更に、上記実施例においては、本考案のビスカスカップリングを４ＷＤ車のプ ロペラシャフトの同軸上に配置した例について述べたが、これに限定するもので はなく、センターデフの差動制限装置等の他の動力伝達装置に用いることもでき 、これに伴ってハウジング及びハブの形状は種々の形状を採りうる。

【００２９】

【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のプレート組が第２のプレート 組に対して相対的に逆回転した際には、両端縁を面取りしたプレート開口部の第 ２の壁面が粘性流体に対向するので、粘性流体に対するプレートの剪断力が小さ くなり伝達トルクが低下すると共にハンプが抑止される。又、第１のプレート組 が第２のプレート組に対して相対的に正回転した際には、一方のプレート面側の 端縁を鋭く形成し、他方のプレート面側の端縁を鋭く形成したプレート開口部の 第１の壁面が粘性流体に対向するので、粘性流体に対するプレートの剪断力が逆 回転時に比べて大きくなり伝達トルクが増加すると共に、第１のプレート組が鋭 い端縁を形成されたプレート面側へ移動する。

【００３０】 そこで、このようなビスカスカップリングを４ＷＤ車の前後両車軸間に動力伝 達系に使用すれば、車両前進時にはハンプ現象によって後輪側へ大きな駆動力を 伝達することができ、後輪側が前輪側よりも高速で回転した際には伝達トルクが 低下すると共にハンプ現象による急激な差動制限力の増加を抑止することができ る。

【００３１】 従って、簡単な構造によって、後輪側への伝達トルクを低下させることなく、 制動時における後輪のロックを防止することができる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に示したインナープレートの正面図であ
る。

【図３】図２に示したインナープレートのＡ−Ａ断面矢
視図である。

【図４】図１に示したビスカスカップリングのトルク伝
達特性を示すグラフである。

【図５】本考案の他の実施例に基づくインナープレート
の部分断面図である。

【図６】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 ３ トランスミッション ５ フロントデフ ７ 前輪 ９ 前輪 １１ トランスファ １３ ビスカスカップリング １５ プロペラシャフト １７ リヤデフ １９ 後輪 ２１ 後輪 ２９ ベアリング ３３ ハウジング（第２の伝達部材） ３５ ハブ（第１の伝達部材） ３７ スプライン ３９ ボルト穴 ４１ ベアリング 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２のプレート） ５７ インナープレート（第１のプレート） ５８ ブレード部 ５８ａ 第１の壁面 ５８ｂ 第２の壁面 ６１ スペーサーリング ６２ スプライン ６３ スプライン ６４ テーパ ６５ スリット ６７ スプライン歯

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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
   伝達部材に非回転的に係合された第１のプレート組と、
   この第１のプレート組と前記作動室内で交互に配置され
   且つ第２の伝達部材に非回転的に係合された第２のプレ
   ート組とを有するビスカスカップリングにおいて、前記
   第１の伝達部材に対して軸線方向へ相対移動自在な第１
   のプレート組を構成する各プレートは第１の伝達部材と
   係合する係合周縁部と反対側の周縁部に半径方向へ延び
   る複数のプレート開口部を有しており、該プレート開口
   部は回転時に粘性流体に対向する第１の壁面の一方のプ
   レート面側の端縁が鋭く形成されると共に他方のプレー
   ト面側の端縁が面取りされ、且つ前記第１の壁面に対向
   する第２の壁面の両端縁が面取りされていることを特徴
   とするビスカスカップリング。