JPH0614094Y2

JPH0614094Y2 - 粘性流体継手

Info

Publication number: JPH0614094Y2
Application number: JP1987188003U
Authority: JP
Inventors: 清仁村田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2002-12-10
Also published as: JPH0191134U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は粘性流体継手に関する。

（従来技術）粘性流体継手の一形式として、互いに液密的かつ相対回
転可能に組付けられて同軸的に位置し内部に粘性流体を
収容する環状の流体室を形成するアウタメンバーおよび
インナメンバーと、前記流体室内に配置され外周側にて
前記アウタメンバーの内周側に一体回転可能に組付けら
れた多数のアウタプレートおよび内周側にて前記インナ
メンバーの外周側に一体回転可能に組付けられて前記各
アウタプレートと交互に位置する多数のインナプレート
を備え、前記両メンバーの相対回転時前記流体室内に生
じる粘性流体の剪断力の作用にて同メンバーの一方から
他方へ当力を伝達する粘性流体継手がある。

この種形式の粘性流体継手は動力伝達機構に組込まれて
過負荷の抑制、トルク変動に起因する振動の低減等とし
て機能するとともに、四輪駆動車に組込まれて荒地走
行、厳しいコーナリング走行時に発生する前後両輪間の
極端な回転速度差を抑制して走行安定性等を向上すべく
機能する。特に、上記四輪駆動車に組込まれる粘性流体
継手にあっては、車両の走行に応じてトルク伝達特性を
変化させ得ることが望ましい。しかしながら、一般にこ
の種形式の粘性流体継手においては、粘性流体の特性と
両プレートの相対向する面積、および設定されたプレー
ト間の相対間隔によりトルク伝達特性が定まり、走行中
にトルク伝達特性を変化させることは実質的に不可能で
ある。

これに対処すべく、各アウタプレート間および各インナ
プレート間に介在させるスペーサとして、外部操作によ
り軸方向に変形する弾性部材からなるスペーサを採用し
た粘性流体継手が実開昭６２−３２２３３号公報に示さ
れている。かかる粘性流体継手においては、外部操作に
より各スペーサを軸方向に圧縮させるとアウタプレート
とインナプレート間の隙間が小さくなり、これに応答し
て粘性流体の剪断力が大きくなって両メンバー間の単位
回転速度差に対する伝達トルク量を増大させるものであ
る。

（考案が解決しようとする課題）ところで、上記公報に示された粘性流体継手において
は、各スペーサを軸方向へ圧縮変形させるため機械的押
圧手段のいずれかが必須不可欠であり、これらの手段の
配設に伴い継手が大型化し車両への搭載性に影響を与
え、かつその構造が複雑化して組付性を損ない、またコ
ストの上昇を招くことになる。

従って、本考案の目的は、各プレート間の間隔の変更を
磁力により行うことにより上記した押圧手段を廃止し
て、継手の大型化、その構造の複雑化を抑制し、車両へ
の搭載性、組付性の向上とコストの上昇を抑制すること
にある。

（課題を解決する手段）本考案は上記した形式の粘性流体継手において、当該継
手に磁束発生手段を設けて同手段にて発生する磁束が前
記流体室内を軸方向へ通過可能に構成し、かつ前記アウ
タプレートおよびインナプレートのいずれか一方の各プ
レートを軸方向への移動を規制して所定間隔を保って組
付けて固定側プレートに構成するとともに、いずれか他
方の各プレートを前記各固定側プレート間にて軸方向へ
移動可能に組付けて可動側プレートに構成し、かつ前記
各固定側プレートを交互に磁性材料、非磁性材料にて形
成するとともに、前記各可動側プレートを磁性材料にて
形成し、同可動側プレートの組付け側の前記メンバーに
おける磁性材料にて形成された前記固定側プレートの先
端に対向する各部位に、前記可動側プレートの移動量を
所定量に規制するスペーサを設けたことを特徴とするも
のである。

（考案の作用・効果）かかる構成の粘性流体継手においては、磁束発生手段に
て磁束を発生させると同磁束は流体室内を軸方向に通過
して、固定側プレートのうちの磁性材料にて形成された
固定側プレートに対して隣接して位置する磁性材料にて
形成された可動側プレートが移動する。これにより、磁
性材料にて形成された固定側プレートに対する可動側プ
レート間の間隔が変化し、トルク伝達特性を変化させる
ことができる。

第２図（ａ），（ｂ）には当該継手の磁束発生前後の状
態が概略的に示されており、当該継手においては、各ア
ウタプレートが固定側プレートに構成されているととも
に、交互に非磁性材料のプレート１３ａおよび磁性材料
のプレート１３ｂに形成されており、かつ各インナプレ
ートが可動側プレートに構成されているとともに、その
全てが磁性材料のプレート１３ｃに形成されている。同
図（ａ）は磁束発生前の状態、同図（ｂ）は磁束発生後
の状態である。

しかして、磁束発生前における継手の伝達トルクＴは、である。但し、νは粘性流体の動粘度、ρは密度、ｎは
回転数、γ₁は隙内径、γ₂は隙外径、πは円周率、Ｎは
間隙数、1/60は回転数を1/secに換算する係数を示す。
しかして、磁束発生後においる継手の伝達トルクＴ₁は
両メンバーの相対移動量をh₁とすると、となる。従って、これら両者間での伝達トルクの比α(T
₁/T)はとなり、磁束を発生させることにより伝達トルクが増大
する。

ところで、当該粘性流体継手においては、各プレート間
の間隔を変更させるための押圧手段が不要であり、かつ
押圧手段を構成する移動部材の移動量を確保する空間も
不要であり、継手が大型化することがなく特に軸方向の
長さの増加が防止されるとともに、その構造が複雑にな
ることもない。従って、当該継手は車両への搭載性が向
上すると共に組付性が向上し、かつコストの上昇も抑制
される。

また、当該粘性流体継手においては、各可動プレートを
各スペーサにより所定量に規制しているため、可動側プ
レートが固定側プレートに直接接触することがなくて、
両プレート間での摩擦熱による熱変形の発生が防止され
るが、かかる手段を採る場合には磁性材料からなる固定
側プレートの数に対応した数のスペーサが必要になる。
しかしながら、当該粘性流体継手においては、各固定側
プレートのうち磁性材料のものと被磁性材料のものを交
互に使用しているため、スペーサの数が少なくてすむと
いう大きな利点がある。

（実施例）以下本考案の実施例を図面に基づいて説明するに、第１
図には本考案の第１実施例に係る粘性流体継手であるビ
スカスカップリング１０が示されている。当該ビスカス
カップリング１０は、四輪駆動車の動力伝達装置におけ
る前輪駆動系と後輪駆動系間に配設されている。

ビスカスカップリング１０はアウタメンバー１１、イン
ナメンバー１２、多数のアウタプレート１３ａ，１３ｂ
およびインナプレート１３ｃ、磁束発生用コイル１４を
備えている。アウタメンバー１１は中央の外殻１１ａと
左右の第２，第３外殻１１ｂ，１１ｃを固着して一体化
してなるハウジング状のもので、第１外殻１１ａは非磁
性材料にて形成され、かつ第２および第３外殻１１ｂ，
１１ｃは磁性材料にて形成されている。磁束発生用コイ
ル１４はかかるアウタメンバー１１の外周に組付けられ
ており、コイル部１４ａにはスリップリング１４ｂから
リード線を通して通電される。なお、コイル部１４ａに
は前後両輪間に設定以上の回転差が発生したときに通電
される。ヨーク部１４ｃは磁性材料にて形成されてい
る。

インナメンバー１２はハブ状のもので、アウタメンバー
１１の内周側に同メンバー１１と同軸的かつ液密的に組
付けられていて、同メンバー１１とともに環状の流体室
を形成している。インナメンバー１２は非磁性材料にて
形成されている。

アウタプレートは非磁性材料からなる第１アウタプレー
ト１３ａと磁性材料からなる第２アウタプレート１３ｂ
の２種類であり、所定厚みで環状を呈している。各アウ
タプレート１３ａ，１３ｂは、それらの外周縁部の一部
をアウタメンバー１１の第１外殻１１ａの溝部に交互に
嵌合されて、同外殻１１ａの内周側にトルク伝達可能に
組付けられている。各アウタプレート１３ａ，１３ｂ間
には非磁性材料からなる環状のスペーサ１５ａが介装さ
れており、各スペーサ１５ａは各アウタプレート１３
ａ，１３ｂの軸方向の位置決めをし、同方向への移動を
規制している。従って、各アウタプレート１３ａ、１３
ｂが固定側プレートに構成されている。一方、各インナ
プレート１３ｃは磁性材料からなる環状のもので、それ
らの内周縁部の一部をインナメンバー１２の溝部に嵌合
されて、同メンバー１２の外周側にトルク伝達可能に組
付けられている。インナメンバー１２の溝部には、第２
アウタプレート１３ｂの先端に対向する各部位に環状の
スペーサ１５ｂが組付けられている。各スペーサ１５ｂ
は第２アウタプレート１３ｂよりわずかに厚く形成され
ていて、各インナプレート１３ｃの第２アウタプレート
１３ｂ側への移動量を所定量に規制している。従って、
インナプレート１３ｃが可動側プレートに構成されてい
る。

かかる構成のビスカスカップリング１０は四輪駆動車の
動力系に組込まれているが、アウタメンバー１１は前輪
駆動系に連結する駆動側シャフト２１に固定的に組付け
られ、かつインナメンバー１２が後輪駆動系に連結する
被駆動系側シャフト２２に固定的に組付けられている。
しかして、これら両メンバー１１，１２が実質的に等回
転しているときには両メンバー１１，１２間でのトルク
伝達は生じないが、車両走行中に両メンバー１１，１２
間に回転速度差が発生すると、アウタプレート１３ａ，
１３ｂとインナプレート１３ｃ間に相対回転が発生し、
粘性流体の剪断力の作用にて両メンンバー１１，１２間
でトルク伝達が行われ、前後両輪間の極端な回転速度差
が防止される。

特に、急激な加減速操作により前後両輪間に設定された
以上の大きな回転速度差が発生した場合には、磁束発生
用コイル１４に通電されて第２図（ｂ）の矢印方向の磁
束が発生する。この結果、各インナプレート１３ｃは磁
性材料からなる第２アウタプレート１３ｂ側へ各スペー
サ１５ｂにて規制されるまで移動する。第２図（ａ），
（ｂ）は各インナプレート１３ｃの移動前後のビスカス
カップリング１０を示しており、移動前における各アウ
タプレート１３ａ，１３ｂと各インナプレート１３ｃ間
の間隔ｈとし、かつ各インナプレート１３ｃの移動量を
ｈ1とすると、移動後における第１アウタプレート１３
ａとインナプレート１３ｃ間の間隙はｈ＋ｈ1となり、
かつ第２アウタプレート１３ｂとインナプレート１３ｃ
間の間隔はｈ−ｈ1となる。従って、冒頭の（考案の作
用・効果）の項にて詳述しているように、インナプレー
ト１３ｃの移動後ビスカスカップリング１０の伝達トル
クは増大し、前後両輪間の極端な回転速度差を抑制して
走行安定性が図られる。なお、前後両輪間の回転速度差
が設定以下になった場合には、磁束発生用コイル１４へ
の通電が停止されて磁束の発生が停止されるため、各イ
ンナプレート１３ｃは粘性流体の作用て元位置に復帰す
る。

ところで、当該ビスカスカップリング１０においては、
各インナプレート１３ｃの軸方向へのわずかな移動量ｈ
1により伝達トルクが増大するため、トルク伝達特性を
変更させる場合の応答性が良いが、特に各インナプレー
ト１３ｃを移動させるための、押圧手段を構成する移動
部材のストローク量を確保する空間も不要である。従っ
て、ビスカスカップリング１０の大型化、特に軸方向の
長さの増加が防止され、当該ビスカスカップリング１０
は車両への搭載性が向上するとともに組付性が向上し、
かつコストの上昇も抑制される。

また、本実施例においては、インナプレート１３ｃの第
２アウタプレート１３ｂに対する移動量をスペーサ１５
ｂにて所定量に規制して、インナプレート１３ｃが移動
時に第２アウタプレート１３ｂに対して接触しないよう
に構成しているため、各プレート１３ａ，１３ｂ，１３
ｃが直接接触することに起因する焼損の発生が防止され
るとともに、安定した剪断トルクが得られる。この場
合、スペーサ１５ｂは磁性材料にて形成された第２アウ
タプレート１３ｂに対向する位置に配設する必要がある
が、第２アウタプレート１３ｂを交互に配置しているた
め、スペーサ１５ｂの数を第１アウタプレート１３ａの
数だけ低減することができる。

第３図には、本考案の第２実施例に係る粘性流体継手で
あるビスカスカップリング１０Ａが示されている。当該
ビスカスカップリング１０Ａにおいては、インナプレー
トが非磁性材料からなる第１インナプレート１６ａと磁
性材料からなる第２インナプレート１６ｂの２種類で構
成され、これらインナプレート１６ａ，１６ｂはインナ
メンバ１２Ａに交互に組付けられて軸方向への移動を完
全に規制されて、固定側プレートとなっている。

一方、アウタプレート１６ｃは磁性材料からなるもの
で、アウタプレート１１Ａに組付けられてインナプレー
ト間に交互に位置し、かつその軸方向への移動量を所定
量に規制されて、可動側プレートとなっている。このた
め、これらのプレート１６ａ〜１６ｃの関係は第１実施
例の各プレート１３ａ〜１３ｃにおけるアウタ、インナ
の逆の関係にある。磁束発生コイル１４Ａは、磁性材料
からなるケーシング２３に組付けられていてアウタメン
バー１１Ａの外周に位置し、同メンバー１１Ａが磁性発
生コイル１４Ａに対して回転可能な状態にある。従っ
て、当該ビスカスカップリング１０Ａは第１実施例のビ
スカスカップリングと同様に機能し、かつ同様の作用効
果を奏するとともに、コイル部１４ａへ通電するための
スリップリング１４ｂを廃止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る粘性流体継手である
ビスカスカップリングの部分断面図、第２図（ａ），
（ｂ）はインナメンバーの移動前後における同ビスカス
カップリングの拡大部分断面図、第３図は本考案の第２
実施例に係るビスカスカップリングの部分断面図であ
る。符号の説明１０，１０Ａ…ビスカスカップリング、１１，１１Ａ…
アウタメンバー、１２、１２Ａ…インナメンバー、１３
ａ，１３ｂ，１６ｃ…アウタプレート、１３ｃ，１６
ａ，１６ｂ…インナプレート、１４，１４Ａ…磁束発生
コイル。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】互に液密的かつ相対回転可能に組付けられ
て同軸的に位置し内部に粘性流体を収容する環状の流体
室を形成するアウタメンバーおよびインナメンバーと、
前記流体室内に配置され外周側にて前記アウタメンバー
の内周側に一体回転可能に組付けられた多数のアウタプ
レートおよび内周側にて前記インナメンバーの外周側に
一体回転可能に組付けられて前記各アウタプレートと交
互に位置する多数のインナプレートを備え、前記両メン
バーの相対回転時前記流体室内に生じる粘性流体の剪断
力の作用にて同両メンバーの一方から他方へ動力を伝達
する粘性流体継手において、当該継手に磁束発生手段を
設けて同手段にて発生する磁束が前記流体室内を軸方向
へ通過可能に構成し、かつ前記アウタプレートおよびイ
ンナプレートのいずれか一方の各プレートを軸方向への
移動を規制して所定間隔を保って組付けて固定側プレー
トに構成するとともに、いずれか他方の各プレートを前
記各固定側プレート間にて軸方向へ移動可能に組付けて
可動側プレートに構成し、かつ前記各固定側プレートを
交互に磁性材料、非磁性材料にて形成するとともに、前
記各可動側プレートを磁性材料で形成し、同可動側プレ
ートの組付け側の前記メンバーにおける磁性材料にて形
成された前記固定側プレートの先端に対向する各部位
に、前記可動側プレートの移動量を所定量に規制するス
ペーサを設けたことを特徴とする粘性流体継手。