JP2005061485A

JP2005061485A - 動力伝達用プレート、ハウジングおよび動力伝達装置

Info

Publication number: JP2005061485A
Application number: JP2003290712A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Wakamatsu; 良治若松
Original assignee: Viscodrive Japan Ltd
Current assignee: Viscodrive Japan Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】回転数が上がっても均一に動力を伝達することのできる動力伝達用プレート、ハウジングおよび動力伝達装置を提供する。
【解決手段】動力伝達用プレート２１の外周が、動力伝達装置１０のハウジング２０の内周と固定可能な凸部２１ｂと、前記ハウジング２０の内周と固定しない凹部２１ａとにより形成されている。このように、動力伝達用プレート２１の外周に、ハウジング２０の内周に固定されない凹部２１ａを形成するので、作動油５１が凹部２１ａを通ることができ作動油５１の剪断力を減少させる。これにより、回転数が上がって作動油５１が動力伝達用プレート２１の外周に集まると、作動油５１は凹部２１ａを通り抜けるため、トルク伝達が過大に増加するのを防止して、均一化することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、動力伝達用プレート、ハウジングおよび動力伝達装置に関するものである。

従来の流体を介して動力を伝達する動力伝達用プレートとして粘性流体継手用のクラッチディスクが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この２種類の薄板状のクラッチディスク１００Ａ、１００Ｂは粘性流体継手に用いられるものであり、クラッチのケーシング内において両クラッチディスク１００Ａ、１００Ｂは交互に複数枚配置されている。一方のクラッチディスク１００Ａはケーシングとともに回転し、他方のクラッチディスク１００Ｂは駆動軸とともに回転する。両クラッチディスク１００Ａ、１００Ｂは軸方向にわずかな間隔をおいて配置されており、ケーシング内に充填された高粘性の作業液体が間に入り込む。このため、作業液体の剪断力により両クラッチディスク１００Ａ、１００Ｂ間で回転の伝達が行われ、ケーシングと駆動軸との間でトルクの伝達を行うものである。

図１２（Ａ）に示すように、クラッチディスク１００Ａは、その外周部に歯１０１を有しており、この歯１０１はケーシングの内周面に設けられている内歯と噛み合ってケーシングと一体で回転する。さらに、クラッチディスク１００Ａには、多数の貫通孔１０２が全周にわたってほぼ均等に設けられている。
一方、図１２（Ｂ）に示すように、クラッチディスク１００Ｂは、内周部に歯１０３を有しており、この歯１０３は中央の駆動軸の外周面に設けられている歯と噛み合っている。さらに、このクラッチディスク１００Ｂの外周部には、半径方向に伸びたスリット１０４が設けられている。

特開昭６１−２３６９３２号公報（第３，４頁、第１図）

しかしながら、前述したような従来の技術においては、車体速度が上昇してクラッチの全体回転速度が上昇すると、遠心力により粘性流体が外周側へ移動するため、剪断力の発生する半径が増加して伝達トルクが増大する。その結果、車両の燃費の低下を招く可能性がある。

この発明の目的は、回転数が上がっても均一に動力を伝達することのできる動力伝達用プレート、ハウジングおよび動力伝達装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明にかかる動力伝達用プレートは、流体を介して動力を伝達する動力伝達用プレートであって、前記動力伝達用プレートの外周が、動力伝達装置のハウジングの内周と固定可能な凸部と、前記ハウジングの内周と固定しない凹部とにより形成されているものである。

このように、動力伝達用プレートの外周に、ハウジングの内周に固定されない凹部を形成するので、作動油が凹部を通ることができる。これにより、回転数が上がって作動油が動力伝達用プレートの外周に集まると、作動油は凹部を通り抜けるため、従って、この凹部ではトルク伝達が行われず、トルク伝達が過大に増加するのを防止して、均一化することができる。また、凹部の大きさを変えることにより、回転数が上がったときに伝達されるトルクの大きさを変えることができる。

また、本発明にかかる動力伝達用プレートは、前記外周の凸部と凹部とが連続した曲線により構成されていることが望ましい。

また、本発明にかかる動力伝達用プレートは、前記凹部の面積が前記凸部の面積よりも大きいものであることが望ましい。

また、本発明にかかる動力伝達用プレートは、複数の孔が形成されたものであることが望ましい。

また、本発明にかかる動力伝達用プレートは、複数のスリットが形成されたものであることが望ましい。

また、本発明にかかる動力伝達用プレートは、前記複数のスリットが傾いて形成されているものであることが望ましい。

また、本発明にかかる動力伝達用プレートは、前記複数のスリットが複数段に傾いて形成されているものであることが望ましい。

また、上記の目的を達成するために、本発明にかかる動力伝達用プレートは、流体を介して動力を伝達する動力伝達用プレートであって、前記動力伝達用プレートの内周が動力伝達装置のハブと固定可能、且つ、複数のスリットが傾いて形成されているものである。

このように、動力伝達用プレートの内周が動力伝達装置のハブと固定可能であるので、動力伝達用プレートはハブと一体で回転する。このとき、動力伝達用プレートの内周側には複数のスリットが傾いて形成されているので、作動油を外周側に寄せることができ、伝達トルクの低下を防止することができる。

上記の目的を達成するために、本発明にかかる動力伝達用ハウジングは、流体を介して動力を伝達する動力伝達用ハウジングであって、ハウジングの内周には、動力伝達装置のプレートと固定可能な凹部と、前記プレートと固定しない凸部とが形成されているものである。

このように、ハウジングの内周に設けられていて、プレートを固定しない凸部はプレートとの間に空間を形成している。このため、作動油が空間を通って剪断力を減少させる。これにより、回転数が上がって作動油が動力伝達用プレートの外周に集まると、作動油は空間を通り抜けるため、トルク伝達が過大に増加するのを防止して、均一化することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明にかかる動力伝達装置は、相対回転可能、且つ、交互に配置された第１プレートと第２プレートと、ハウジングとハブとにより形成され、且つ、内部に流体が封入された作動室とを備えた動力伝達装置であって、前記ハウジングの内周には凸部と凹部が形成され、前記第１プレートの外周には凸部と凹部が形成され、前記ハウジングの凹部と前記第１プレートの凸部が固定しているとともに、前記ハウジングの凸部と前記第１プレートの凹部が固定しないで空間を形成しているものである。

このように、第１プレートの外周に設けられている凸部がハウジングの凹部とが互いに固定され、第１プレートの外周に設けられている凹部とハウジングの凸部との間には空間が形成されて固定されていない。このため、作動油は空間を通ることができ作動油の剪断力を減少させるので、回転数が上がって作動油が動力伝達用プレートの外周に集まると、作動油は凹部を通り抜け、トルク伝達が過大に増加するのを防止して、均一化することができる。

本発明にかかる動力伝達用プレートでは、動力伝達用プレートの外周に、ハウジングの内周に固定されない凹部を形成するので、作動油が凹部を通ることができ作動油の剪断力を減少させる。これにより、回転数が上がって作動油が動力伝達用プレートの外周に集まると、作動油は凹部を通り抜けるため、トルク伝達が過大に増加するのを防止して、均一化することができる。また、凹部の大きさを変えることにより、回転数が上がったときに伝達されるトルクの大きさを変えることができる。

また、本発明にかかる動力伝達用プレートでは、動力伝達用プレートの内周が動力伝達装置のハブと固定可能であるので、動力伝達用プレートはハブと一体で回転する。このとき、動力伝達用プレートの内周側には複数のスリットが傾いて形成されているので、作動油を外周側に寄せることができ、伝達トルクの低下を防止することができる。

また、本発明にかかる動力伝達用ハウジングでは、ハウジングの内周に設けられていて、プレートを固定しない凸部はプレートとの間に空間を形成している。このため、作動油が空間を通って剪断力を減少させる。これにより、回転数が上がって作動油が動力伝達用プレートの外周に集まると、作動油は空間を通り抜けるため、トルク伝達が過大に増加するのを防止して、均一化することができる。

また、本発明にかかる動力伝達装置では、第１プレートの外周に設けられている凸部がハウジングの凹部とが互いに固定され、第１プレートの外周に設けられている凹部とハウジングの凸部との間には空間が形成されて固定されていない。このため、作動油は空間を通ることができ作動油の剪断力を減少させるので、回転数が上がって作動油が動力伝達用プレートの外周に集まると、作動油は凹部を通り抜け、トルク伝達が過大に増加するのを防止して、均一化することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明にかかる動力伝達装置の断面図、図２（Ａ）はハウジングの軸直角方向の断面図、（Ｂ）は軸方向の断面図である。

図１に示すように、本発明に係る動力伝達装置の実施形態である動力伝達装置１０は、例えば前輪側である前軸に一体的に接続される本発明にかかるハウジング２０と、後輪側の後軸に一定的に接続されるハブ３０が、相対的に回転自在に設けられている。そして、ハウジング２０とハブ３０との間には、内部に粘性流体が封入された作動室５０が形成されており、この作動室５０内において、第１プレートであるアウタープレート２１と第２プレートであるインナープレート３２とが、相対回転可能、且つ、交互に配置されている。

図２に示すように、本発明にかかる動力伝達用ハウジング２０では、内周に凹部２０ａと凸部２０ｂを有しており、凹部２０ａおよび凸部２１ｂは、例えば中心角３０度間隔で均等に設けられている。図３に示すように、凹部２０ａにはアウタープレート２１が係合し、凸部２０ｂはアウタープレート２１に係合されていないで、空間２２が形成されている。

再び図１に戻って、ハブ３０は、スプライン３１により後軸と連結されていて、回転力が伝達されるようになっている。ハウジング２０とハブ３０との間には、前後一対のベアリング４０ａ、４０ｂが設けられており、両ベアリング４０ａ、４０ｂの内側には前後一対のシール４１ａ、４１ｂが設けられている。

前述した作動室５０は、前後一対のシール４１ａ、４１ｂにより密封されている。この作動室５０には、高粘度のシリコンオイル等の粘性流体５１が封入されている。なお、作動室５０の外周端に近い位置のハウジング２０には、粘性流体５１を作動室５０内部に供給するための供給路５２が貫通して設けられている。従って、粘性流体５１を供給路５２を介して作動室５０内部に供給した後、供給路５２に球体５３を圧入して供給路５２を密閉することにより、作動室５０を密封している。

次に、本発明にかかる動力伝達用プレートについて説明する。図３には、動力伝達用プレートおよび第１プレートとしてのアウタープレート２１がハウジング２０に装着されている状態が示されている。また、図４〜図７には種々のアウタープレート２１が例示されている。

図３に示すように、アウタープレート２１では、その外周が、ハウジング２０の内周に設けられている凹部２０ａに固定可能な凸部２１ｂと、ハウジング２０の内周と固定しない凹部２１ａとにより形成されている。アウタープレート２１の凹部２１ａは、ハウジング２０の凸部２０ｂを完全に内包する大きさおよび形状であるため、アウタープレート２１の凹部２１ａとハウジング２０の凸部２０ｂは完全に分離されている。

凹部２１ａの面積は、凸部２１ｂの面積よりも大きくなっており、アウタープレート２１の外周においては、アウタープレート２１の面積よりも空間２２を形成する凹部２１ａの面積の方が大きくなっている。これにより、回転数が大きくなると、遠心力により外周部に移動した粘性流体５１は空間２２をすり抜けるため、粘性流体５１の剪断力が低下して、トルク伝達を低減させることができ、高速回転時における過大なトルク伝達を防止して、均一なトルク伝達を図ることができる。

アウタープレート２１の凹部２１ａと凸部２１ｂは、連続した曲線により構成されている。ここで、連続した曲線とは、隣り合う凹部２１ａと凸部２１ｂとが形成されていることを意味し、曲線の一次導関数が連続していることを意味するものではなく、いろいろな曲線形状が可能である。また、アウタープレート２１の中央には、ハブ３０が貫通する穴２３が設けられており、この穴２３から外周部に向かって多数のスリット２４が設けられている。これにより、粘性流体５１がアウタープレート２１をすり抜けるため、作動室５０へ粘性流体５１を充填する際に容易に充填することができる。

なお、図４に示すように、スリット２４は半径方向に設けることもできるが、図６に示すように、半径方向に対して傾いているのが望ましい。これにより、粘性流体５１が外周側へ流れやすくなるため、外周部の空間２２から粘性流体が流れることによる伝達トルクの低下を抑えることができる。
また、図５に示すように、スリット２４の間等に複数の孔２５を設けることもできる。これにより、粘性流体５１がアウタープレート２１をすり抜けるため、作動室５０へ粘性流体５１を充填する際に容易に充填することができる。

また、凹部２１ａや凸部２１ｂの大きさおよび形状は、種々に変化させることができる。さらに、スリット２４の幅や長さ、傾斜角度等も種々に変化させることができる。さらにまた、図７に示すように、スリット２４を複数段２４ａ、２４ｂ（ここでは２段）に傾き角度を変えて例えば「く」字状に形成することもできる。さらに、３段以上に変化させることもできる。
従って、高速回転時における伝達トルクの特性に応じて、凹部２１ａ、凸部２１ｂ等の大きさ、スリット２４の大きさ折り曲げ位置、折り曲げ角度、個数、形状等を変化させることにより、高速回転時における過大なトルク伝達を防止して、トルク伝達の均一化を図ることができる。

図８には、本発明にかかる動力伝達用プレートおよび第２プレートとしてのインナープレートがハブに取付けられている状態が示されている。また、図９および図１０には種々のインナープレート３２が例示されている。

図８または図９に示すように、インナープレート３２は、中心部にハブ３０が貫通する軸穴３３が設けられており、その軸穴３３の外周すなわちインナープレート３２の内周には歯３４が形成されていて、ハブ３０の歯に噛合している。従って、インナープレート３２はハブ３０に対して軸方向へは移動可能であるが、一体で回転するようになっている。なお、歯３４は、図８および図９に示すようにいくつかのブロックに分けて設けても良いし、連続して全周に設けるようにしても良い。

インナープレート３２の外周部には、複数個のスリット３５が半径方向に対して傾いて設けられている。これにより、粘性流体５１が外周側へ流れやすくなるため、粘性流体５１を外周部に移動させて、伝達トルクの低下を抑えることができる。
また、図１０に示すように、スリット３５を複数段３５ａ、３５ｂ（ここでは２段）に傾き角度を変化させて例えば「く」字状に形成するようにしても良い。さらに、３段以上に変化させることもできる。これにより、一層効果的に伝達トルクの低下を抑えることができる。

図１１には、本発明にかかる動力伝達用プレート、ハウジングおよび動力伝達装置と従来の動力伝達装置について、全体回転なしで相対回転が５０ｒｐｍの場合と、全体回転３０００ｒｐｍで相対回転が５０ｒｐｍの場合におけるトルク伝達の測定結果が示されている。グラフの縦軸に示したカップリングトルクの比率とは、全体回転なしのカップリングトルク値を１とした場合、全体回転が３０００ｒｐｍのときのそれぞれのカップリングトルク値の割合を示している。

グラフより明らかなように、従来例および本発明に係る実施例１、２とも動力伝達装置の全体回転無しで相対回転５０ｒｐｍの場合は、カップリングトルクの比率は同じ結果となった。全体回転が３０００ｒｐｍの場合は、従来例では１．０７であるのに対し、実施例1では０．９７となり、実施例２では０．９９となった。従来例、実施例１、２ともに全体回転無しで相対回転が５０ｒｐｍ低速回転の場合は、ほぼ所望のカップリングトルク値を引き出すことができたが、全体回転が３０００ｒｐｍの高速回転では、従来例ではカップリングトルクの比率が１．０を越えていた。一方、実施例１や実施例２では、全体回転が３０００ｒｐｍの場合でも、カップリングトルクの上昇が比率の１を超えることはなかった。これは、本発明にかかる動力伝達装置の場合には、高速回転時における伝達トルクを抑えることにより、伝達トルクを均一化していることがわかる。

以上の結果から、回転数が上がって粘性流体５１がアウタープレート２１およびインナープレート３２の外周に集まると、アウタープレート２１の外周に設けられている空間２２から粘性流体５１が通り抜けるため、トルク伝達が過大に増加するのを防止して、均一化することができる。また、アウタープレート２１およびインナープレート３２に設けるスリット２４、３５を半径方向に対して傾けて設けることにより、粘性流体５１を外周側へ導くことができ、効果的に伝達トルクの均一化を図ることができる。さらに、スリット２４、３５を多段で傾けることにより一層効果的に伝達トルクの均一化を図ることができる。

尚、本発明の動力伝達用プレート、ハウジングおよび動力伝達装置成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。例えば、前述したアウタープレート２１やインナープレート３２に設けられているスリット２４、３５の幅や長さ、設置間隔等は変化可能であり、希望する伝達トルク特性に応じて自由に変化させることができる。また、スリット２４、３５の傾きも変化可能であり、２段のみならず、３段以上の構成とすることもできる。

本発明にかかる動力伝達装置の断面図である。（Ａ）は本発明にかかる動力伝達用ハウジングの軸直角方向断面図であり、（Ｂ）は軸方向断面図である。アウタープレートとハウジングとの関係を示す断面図である。アウタープレートの一例を示す平面図である。アウタープレートの一例を示す平面図である。アウタープレートの一例を示す平面図である。アウタープレートの一例を示す平面図である。インナープレートとハブとの関係を示す断面図である。インナープレートの一例を示す平面図である。インナープレートの一例を示す平面図である。本発明にかかる動力伝達装置と従来の動力伝達装置との比較を示すグラフである。（Ａ）は従来の動力伝達装置で用いられているアウタープレートの平面図であり、（Ｂ）はインナープレートの平面図である。

符号の説明

１０動力伝達装置
２０ハウジング
２０ａ凹部
２０ｂ凸部
２１アウタープレート（動力伝達用プレート、第１プレート）
２１ａ凹部
２１ｂ凸部
２２空間
２４、３５スリット
２５孔
３０ハブ
３２インナープレート（動力伝達用プレート、第２プレート）
５０作動室
５１粘性流体（流体）

Claims

流体を介して動力を伝達する動力伝達用プレートであって、前記動力伝達用プレートの外周が、動力伝達装置のハウジングの内周と固定可能な凸部と、前記ハウジングの内周と固定しない凹部とにより形成されている動力伝達用プレート。
請求項１に記載した動力伝達用プレートであって、前記外周の凸部と凹部とが連続した曲線により構成されている動力伝達用プレート。
請求項１または２に記載した動力伝達用プレートであって、前記凹部の面積が前記凸部の面積よりも大きい動力伝達用プレート。
請求項１〜３のいずれ１項に記載した動力伝達用プレートであって、複数の孔が形成された動力伝達用プレート。
請求項１〜４のいずれ１項に記載した動力伝達用プレートであって、複数のスリットが形成された動力伝達用プレート。
請求項５に記載した動力伝達用プレートであって、前記複数のスリットが傾いて形成されている動力伝達用プレート。
請求項６に記載した動力伝達用プレートであって、前記複数のスリットが複数段に傾いて形成されている動力伝達用プレート。
流体を介して動力を伝達する動力伝達用プレートであって、前記動力伝達用プレートの内周が動力伝達装置のハブと固定可能、且つ、複数のスリットが傾いて形成されている動力伝達用プレート。
請求項８に記載した動力伝達用プレートであって、前記複数のスリットが複数段に傾いて形成されている動力伝達用プレート。
流体を介して動力を伝達する動力伝達用ハウジングであって、ハウジングの内周には、動力伝達装置のプレートと固定可能な凹部と、前記プレートと固定しない凸部とが形成されている動力伝達用ハウジング。
相対回転可能、且つ、交互に配置された第１プレートと第２プレートと、ハウジングとハブとにより形成され、且つ、内部に流体が封入された作動室とを備えた動力伝達装置であって、前記ハウジングの内周には凸部と凹部が形成され、前記第１プレートの外周には凸部と凹部が形成され、前記ハウジングの凹部と前記第１プレートの凸部が固定しているとともに、前記ハウジングの凸部と前記第１プレートの凹部が固定しないで空間を形成している動力伝達装置。