JPH0697057B2 - ビスカスカップリング - Google Patents

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を伝達するビスカ
スカップリングに関する。

（従来の技術） 特開昭61−65918号公報に「液体摩擦クラッチ」が記載
されている。これは、一対の伝達部材に各別に係合した
プレート間で粘性流体の剪断抵抗によりトルク伝達を行
うビスカスカップリングである。

（発明が解決しようとする課題） プレートの間には皿バネが配置されており、押圧体によ
りプレートが軸方向に押圧されると皿バネが撓んで全プ
レートが移動しプレート間隔が狭くなり、押圧力を小さ
くすると皿バネの付勢力によりプレート間隔が広がる。
こうして、トルク伝達特性を変えることができる。

ところが、操作側の移動ストロークはプレート間隔のプ
レート枚数倍となり非常に長くなり、又、移動に際して
プレートは粘性流体により大きな抵抗を受ける。従っ
て、特性調整時のレスポンスが悪い。これは、皿バネに
よりプレート間隔を広くするときに顕著である。又、ス
トロークが大きな分大きな押圧力が必要となるから押圧
手段が大型になる。

そこで、この発明は、トルク伝達特性調節時のレスポン
スが速く調節に必要な操作力が小さいビスカスカップリ
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、この作動室内で第１の伝達部材に非回転
的に係合する第１のプレートと、この第１のプレートを
挟むように配置されてそれぞれ第２の伝達部材に非回転
的に係合する第２及び第３のプレートと、前記第１のプ
レートとのプレート間隔を変えるべく操作力伝達手段を
介して第２及び第３のプレートを軸方向へ相対移動させ
る調節手段とを備えたことを特徴とする。

（作用） 調節手段からの操作力により操作力伝達手段を介して第
２と第３のプレートを相対移動させ、これらと第１のプ
レートとのプレート間隔を狭めると伝達トルクが大きく
なる。同様にしてこのプレート間隔を広げると伝達トル
クが小さくなる。こうして、トルク伝達特性の調節が行
える。このとき、第２及び第３のプレートは第１のプレ
ートを挟んでそれぞれ反対方向に移動させられるので、
各プレートの移動ストロークは第１、第２、第３のプレ
ートの組合わせが多数あっても１組分のすきまとなるか
らわずかであり、トルク伝達特性調節時のレスポンスが
極めて速く、移動操作力も小さくてすむから調節手段を
小型にできる。

（実施例） 第１図ないし第５図により一実施例の説明をする。第５
図はこの実施例を用いた4WD車の動力系を示す。以下、
左右の方向は第１図と第４図での左右の方向であり、そ
の左方はこの車両の前方（第５図の上方）に相当する。
なお、番号を附さない部材等は図示されていない。

先ず、第５図によりこの車両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、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。

次に、第１図ないし第４図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23（第１の伝達部材）とハブ25（第２の伝達
部材）は相対回転自在に配置されている。ハブ25は伝達
軸27にスプライン嵌合し、ハウジング23とこの伝達軸27
との間にはベアリング29が配置されている。ベアリング
29を軸方向に固定するために、伝達軸27にはワッシャ31
とロックナット33とが装着され、ハウジング23には止め
輪35が装着されている。ハウジング23はボルト穴37に螺
着されるボルトによりトランスファ11側にフランジ連結
され、伝達軸27はプロペラシャフト15側に連結されてい
る。ハウジング23の内周と伝達軸27の外周との間には押
圧部材39が軸方向移動自在及び相対回転自在に配置され
ており、この部材39とハウジング23との間にはベアリン
グ41とシール43とが配置されている。

ハウジング23とハブ25と押圧部材39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。ハウジング23とハブ25
及び部材39との間にはそれぞれＸリング47,49（断面が
Ｘ字状のシール）が配置され、ハブ25と部材39との間に
は０リング51が配置されて作動室45を液密に保ってい
る。

作動室45内において、ハウジング23の内周には第１のプ
レート55が軸方向移動自在にスプライン連結されてい
る。左端部のプレート55と止め輪56との間にはウェーブ
ワッシャ57が配置されていると共に、各プレート55間に
はスペーサリング58が設けられているので、各プレート
55は互いの間隔が一定に保たれるようにして右方へ付勢
されている。各プレート55の左側には第２のプレート59
が配置され、右側には第３のプレート61が配置され、各
プレート55を挟むように配置されている。

第２図に示すように、これらのプレート59,61の内縁側
には周方向に沿って交互に配置された凸部63と凹部65と
が設けられ外縁側にはスリット66が設けられている。第
３図に示すように、ハブ25の外周には凸部63が係合可能
な軸方向溝67が設けられており、各プレート59,61はそ
れぞれの凸部63をこの溝67に係合している。第４図
（ａ）（ｂ）に示すように、プレート59,61共にそれぞ
れの凸部63が対向し、一方のプレートの凸部63が他方の
プレートの凹部65に対向するように交互に組み合わせれ
てハブ25に非回転的に係合されている。更に、同図に示
すように、各プレート59,61の凸部63の間には溝67に係
合する円柱状の駒69,71が互いに他側の凹部65を貫通し
て配置されている。なお、第４図は説明のために各駒6
9,71の断面を展開して示したもので、駒69,71は実際に
は同一周上に配置されている。又、ウエーブワッシャ5
7,75及びスペーサリング58も図示を省略されている。

最左側には第２のプレート59が配置されその左側に受圧
リング73がハブ25に装着されている。又、最右側には第
３のプレート61が配置されており、その右側にも駒71が
配置されこの駒71は押圧部材39に当接している。又、プ
レート55で隔てられた各プレート59,61組の間には駒69,
71の径方向外側にウェーブワッシャ75が配置され、第３
のプレート61を右方へ弾性付勢している。以上のよう
に、第２のプレート59は受圧リング73により左方への移
動を規制されており、第３のプレート61は左右に移動可
能である。

ハウジング23の右方には車体側に固定されたリング状の
シリンダ部材77が伝達軸27と同軸に配置されている。部
材77と伝達軸27との間にはベアリング79が配置されてい
る。シリンダ部材77にはピストン81が軸方向移動自在に
嵌合している。シリンダ部材77,ピストン81の摺動部は
０リング83,85により液密に保たれている。こうして、
油圧アクチュエータ87（調節手段）が構成されている。
アクチュエータ87には油圧源から制御弁装置と油圧ポー
ト89とを介して油圧が供給される。ピストン81はベアリ
ング91を介して押圧部材39に連結されている。そこで、
油圧を供給された油圧アクチュエータ87は、操作力伝達
手段である前述の駒69,71、ウェーブワッシャ57,75及び
押圧部材39等を介して第３のプレート61を左方に押圧す
る。アクチュエータ87の操作は運転席から手動操作可能
か、又は操舵条件や路面条件に応じてあるいは制動時に
作動停止するように自動操作可能に構成されている。

こうして、ビスカスカップリング13が構成されている。

次にビスカスカップリング13の機能を説明する。

エンジン１からの駆動力によりハウジング23が回転する
と、この回転はシルコンオイルの剪断抵抗によりプレー
ト55からプレート59,61に伝達され、ハブ25を回転させ
る。このとき、ハウジング23とハブ25間の回転差が大き
いと差動制限力が強くなり大きなトルクが伝達され、こ
の回転差が小さいと差動が許容され伝達トルクは小さく
なる。

アクチュエータ87からの押圧力を加えない状態では、ウ
ェーブワッシャ75、57の付勢力により第２と第３のプレ
ート59,61及び第１のプレート55は第１図（ｂ）と第４
図（ａ）の位置にある。この位置では、プレート55の間
のプレート59,61が接触しこれらとプレート55とのプレ
ート間隔が最大となり、シリコンオイルに作用する剪断
抵抗が最小の状態となる。従って、伝達トルクは最小と
なる。

アクチュエータ87により第３のプレート61を左方へ押圧
すると、プレート61はそれぞれの左側にあるプレート55
を押圧して左方へ移動させ第１図（ｃ）及び第４図
（ｂ）のようにその左側のプレート59に接触させる。こ
のように、この状態ではプレート59,61はプレート55に
左右から接触しており、ハウジング23とハブ25はプレー
ト間の摩擦によるトルク伝達状態となる。従って、伝達
トルクは最大となる。

油圧供給を停止して油圧アクチュエータ87による押圧力
を解除すれば、前述のようにウェーブワッシャ57,75の
弾性付勢力によりプレート59,61が第１図（ｂ）及び第
４図（ａ）の位置に押し戻され、プレート59,61とプレ
ート55とのプレート間隔が最大となるので、伝達トルク
は最小の状態に戻る。アクチュエータ87による押圧力を
加減してプレート59,61とプレート55とのプレート間隔
を調節すれば伝達トルクを最大と最小の間で任意に調節
できる。又、このとき第２及び第３のプレート59,61は
第１のプレート55を挟んでそれぞれ反対方向に相対移動
させられるので、各プレートのストロークがわずかであ
り押圧力が小さくてすむから、従来例と異ってトルク伝
達特性を調節するに当ってのレスポンスが極めて速く調
節手段を小型にできる。又、ウェーブワッシャ57,75は
従来例に用いられている皿バネに較べればストロークが
長く、バネ常数を小さくすることができる。この理由か
らも押圧力を小さくし調節手段を小型にできる。プレー
トのストロークが極めて小さいからレスポンスに影響を
与えずにこのような利点を持つウェーブワッシャを利用
することができる。

次に、第５図の車両の動力性能に即したビスカスカップ
リング13の機能を説明する。

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に分割出力されると共
にトランスファ11から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の特性により後輪19,21側には
ほとんど駆動力が伝達されない。従って、車両は実質的
な前輪駆動の２輪駆動状態となり、燃費が向上する。

悪路などで前輪7,9が空転し前後輪間に回転差が生じる
とビスカスカップリング13を介して後輪19,21側に駆動
力が伝達され、高い走破性が得られる。又、旋回に際し
て前後輪間に生じる小さな回転差はビスカスカップリン
グ13で吸収されるから円滑な旋回が行える。車庫入れや
Ｕターンなどのような低速急旋回の際も前後輪間の回転
差がビスカスカップリング13で吸収され、タイトコーナ
ーブレーキング現象が防止される。

ビスカスカップリング13の伝達トルクを大きくすると前
輪空転時に後輪側に送られる駆動力が大きくなり走破性
は更に向上する。又、制動時にビスカスカップリング13
の伝達トルクを小さくし前後輪間の連絡を遮断状態にす
れば各側間の制動力の干渉が防止され、例えば一側のロ
ックが他側に波及することがなくABSの機能が阻害され
ない。前述のように、特性調節のレスポンスが速いから
急制動にも迅速に対応しABSの機能を保護することがで
きる。

なお、この発明では調節手段として移動手段を一対設け
てその一方で第２プレートを移動操作し、他方で第３プ
レートを移動操作してこれらと第１プレートとの間隔を
調節するように構成してもよい。又、ハウジング側をダ
ブルプレート構成にしてもよい。

［発明の効果］ この発明のビスカスカップリングは、一方の伝達部材側
のプレートをダブルプレート構成にし、わずかなストロ
ークの移動操作によりこれら各プレートを軸方向へ相対
移動させて他方の伝達部材側のプレートとのプレート間
隔を調節できるように構成したから、迅速な特性調節が
行えると共に調節手段を小型にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は一実施例の断面図、（ｂ）（ｃ）はそれ
ぞれこの実施例の伝達トルク最小時と最大時の（ａ）の
要部拡大図、第２図はプレートの平面図、第３図はハブ
の断面図、第４図（ａ）（ｂ）はいずれも駒の断面を示
すために展開されそれぞれ伝達トルク最小時と最大時を
示す要部拡大断面図、第５図はこの実施例を用いた車両
の動力系を示すスケルトン機構図である。 23……ハウジング（第１の伝達部材） 25……ハブ（第２の伝達部材） 45……作動室 55……第１のプレート 59……第２のプレート 61……第３のプレート 87……油圧アクチュエータ（調節手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、この作動
   室内で第１の伝達部材に非回転的に係合する第１のプレ
   ートと、この第１のプレートを挟むように配置されてそ
   れぞれ第２の伝達部材に非回転的に係合する第２及び第
   ３のプレートと、前記第１のプレートとのプレート間隔
   を変えるべく操作力伝達手段を介して第２及び第３のプ
   レートを軸方向へ相対移動させる調節手段とを備えたこ
   とを特徴とするビスカスカップリング。