JP2008157317A - Viscous coupling - Google Patents

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Yasuo Ohashi
保夫 大橋
Takeo Tanaka
健雄 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a viscous coupling capable of surely transmitting drive action to another side even in high speed continuous rotation, in other words, capable of surely transmitting necessary torque to another side. <P>SOLUTION: The viscous coupling 10 is provided with a housing 31 connected to one rotary shaft, a hub 21 connected to another rotary shaft, and a working chamber 11 comprising the housing 31 and the hub 21, has viscous fluid filled in the working chamber 11, has an outer plate 32 connected to the housing 31 and an inner plate 22 connected to the hub 21 alternately arranged, and can transmit power via viscous fluid. The coupling has a structure such that makes the outer plate 32 contacts the inner plate 33 when temperature of the viscous fluid in the working chamber 11 rises to predetermined temperature or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、一方の回転部材から他方の回転部材へ粘性流体を介してトルク伝達を行なうビスカスカップリングに関する。   The present invention relates to a viscous coupling that transmits torque from one rotating member to the other rotating member via a viscous fluid.

ビスカスカップリングは、同軸上で相対回転する2つ回転体の間の回転速度差を、当該2つの回転体により形成される空間(以下、作動室と呼称する)に封入された粘性流体によって制限可能とする装置である。   In the viscous coupling, the rotational speed difference between two rotating bodies that rotate relative to each other on the same axis is limited by a viscous fluid enclosed in a space formed by the two rotating bodies (hereinafter referred to as a working chamber). It is a device that makes it possible.

従来のビスカスカップリングの基本構成を、図6に示された具体例を用いて説明する。同図に示されるビスカスカップリング100は、回転軸C上で相対回転が可能なように配置され、かつお互いが交互に配置されて動室101が形成される。主として2つの部材、すなわち第1回転部材であるハブ102および第2回転部材であるハウジング103と、ハブ102に対して一体回転が可能なように作動室101内に配置されるインナープレート102Aと、ハウジング103に対して一体回転が可能なように作動室101内に配置されるアウタープレート103Aとを備えている。   A basic configuration of the conventional viscous coupling will be described with reference to a specific example shown in FIG. The viscous coupling 100 shown in the figure is arranged so as to be capable of relative rotation on the rotation axis C, and is alternately arranged to form a moving chamber 101. There are mainly two members, namely, a hub 102 that is a first rotating member and a housing 103 that is a second rotating member, and an inner plate 102A disposed in the working chamber 101 so as to be integrally rotatable with respect to the hub 102, And an outer plate 103 </ b> A disposed in the working chamber 101 so as to be integrally rotatable with respect to the housing 103.

さらに、作動室101はシールリング104,105によって封止されており、この作動室101内には図示しない粘性流体であるシリコーンオイルが混在封入されている。そして、このビスカスカップリング100が、例えば四輪駆動車の動力伝達系の前後車軸間動力伝達用の装置として使用されるならば、ハブ102またはハウジング103のどちらか一方が当該四輪駆動車の前輪側シャフト(図示せず)と係合し、もう一方が当該四輪駆動車の後輪側のシャフト(図示せず)と係合する。   Further, the working chamber 101 is sealed with seal rings 104 and 105, and silicone oil which is a viscous fluid (not shown) is mixed and sealed in the working chamber 101. If this viscous coupling 100 is used, for example, as a device for transmitting power between front and rear axles of a power transmission system of a four-wheel drive vehicle, either the hub 102 or the housing 103 is connected to the four-wheel drive vehicle. The front wheel side shaft (not shown) is engaged, and the other side is engaged with the rear wheel side shaft (not shown) of the four-wheel drive vehicle.

ハブ102とハウジング103とは、お互いに相対回転が可能となっているので、それらの回転速度は時として異なる。上述の四輪駆動車に使用する場合を例として挙げるならば、前輪と後輪とが異なる速度で回転したときがそうである。そして、このような状態となったときに、ビスカスカップリング100は、作動室101内における両プレート102A,103Aおよびシリコーンオイルの間で作用する粘性力によるトルク伝達効果によって、前輪および後輪(すなわちハブ102およびハウジング103)の回転速度差を制限し、更に前後輪の異なった回転速度を同じ回転速度へと動力伝達が可能である。   Since the hub 102 and the housing 103 can be rotated relative to each other, their rotational speeds are sometimes different. For example, when used in the above-described four-wheel drive vehicle, the front wheel and the rear wheel rotate at different speeds. When such a state occurs, the viscous coupling 100 causes the front wheel and the rear wheel (that is, the torque of the viscous coupling force acting between the plates 102A and 103A and the silicone oil in the working chamber 101 to be reduced. The rotational speed difference between the hub 102 and the housing 103) is limited, and power can be transmitted from the different rotational speeds of the front and rear wheels to the same rotational speed.

このようなビスカスカップリングは、一方から他方へ駆動力を単に伝達させるだけでなく、振動を減衰させながら伝達させる機能も有するものであり、この駆動力伝達と振動減衰との双方は機能的に相反するために、双方の機能を両立させることは難しい。即ち、このビスカスカップリングでは、駆動力(伝達力)を効率的に伝えるためには、粘性トルクが大きく入力に対してリニアな出力特性(高粘度)を有するものが好まれるが、振動減衰用のダンパとしては、粘性トルクが小さく入力値に対して出力値が小さい(低粘度)ものがより好ましい。
特開2000−310254号公報
Such a viscous coupling not only transmits the driving force from one to the other but also has a function of transmitting the vibration while attenuating the vibration. Both the driving force transmission and the vibration attenuation are functionally Because of conflict, it is difficult to make both functions compatible. That is, in this viscous coupling, in order to transmit the driving force (transmitting force) efficiently, a viscous torque having a large linear output characteristic (high viscosity) is preferred. As the damper, a damper having a small viscous torque and a small output value (low viscosity) with respect to the input value is more preferable.
JP 2000-310254 A

駆動ダンパとしてこの粘性流体を利用したビスカスカップリングを用いる場合には、差動動作と摺動動作とが常に作用している。従って、特に入力回転数が大きくなり、カップリング動作による粘性摩擦により発熱で粘度が低下すると粘性トルクも低下してくるために、必要とする駆動力を保てなくなる可能性がある。   When the viscous coupling using this viscous fluid is used as the drive damper, the differential operation and the sliding operation are always acting. Therefore, especially when the input rotational speed increases and the viscosity decreases due to heat generation due to viscous friction due to the coupling operation, the viscous torque also decreases, so that the required driving force may not be maintained.

このため、このビスカスカップリングを、例えばエンジンからの駆動力を前輪側駆動力とともに後輪側駆動力へ伝達する動力伝達手段として用いる場合、高速連続回転を行うと、後輪側と連結する第2回転部材の方が空回りして、後輪側へ駆動力が伝達しにくくなることが考えられる。   For this reason, when this viscous coupling is used, for example, as a power transmission means for transmitting the driving force from the engine to the rear wheel side driving force together with the front wheel side driving force, when the high speed continuous rotation is performed, the second coupling coupled to the rear wheel side is performed. It is conceivable that the two-rotating member is idle and it is difficult to transmit the driving force to the rear wheel side.

また、例えば、このビスカスカップリングを、例えばエンジンからの駆動力をオルタネータへ伝達させて回転・発電するための駆動力伝達手段として用いる場合、高速連続回転を行うと、オルタネータ側へ駆動力が伝達しにくくなり、発電が十分になされず、車両が走行できなくなることが考えられる。つまり、エンジンが高回転を持続すると、スナップ(差動)を繰り返して粘性ダンパが発熱するので、駆動トルクが低下(オイルの粘度が低下)してオルタネータが充電不良を起こし、車両が走行できなくなって停止することなどが考えられる。   In addition, for example, when this viscous coupling is used as a driving force transmission means for transmitting the driving force from the engine to the alternator for rotation and power generation, for example, if the high-speed continuous rotation is performed, the driving force is transmitted to the alternator side. It is conceivable that power generation is not sufficient and the vehicle cannot travel. In other words, if the engine continues at a high speed, the viscous damper generates heat by repeatedly snapping (differential), so the drive torque decreases (oil viscosity decreases), the alternator causes a charging failure, and the vehicle cannot run It may be possible to stop.

本発明の目的は、高速連続回転するときであっても駆動動作を確実に他方へ伝達することができる、換言すれば必要なトルク数を他方側へ確実に伝達させることができるビスカスカップリングを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a viscous coupling that can reliably transmit a drive operation to the other side even when rotating at a high speed continuously, in other words, can reliably transmit a necessary number of torques to the other side. It is to provide.

上記目的を達成するため、本発明のビスカスカップリングは、一方の回転軸に連結した外側回転部材と他方の回転軸に連結した内側回転部材とにより作動室を形成し、前記作動室内に粘性流体を充填し、前記外側回転部材に連結したアウタープレートと前記内側回転部材に連結したインナープレートとを交互に配置し、前記粘性流体を介して前記双方のプレート間で動力伝達を可能とするビスカスカップリングであって、前記作動室内の作動流体が所定温度以上に上昇したときに、前記アウタープレートとインナープレートとを接触させて一体に結合させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the viscous coupling of the present invention forms a working chamber by an outer rotating member connected to one rotating shaft and an inner rotating member connected to the other rotating shaft, and a viscous fluid is formed in the working chamber. A viscous cup that alternately disposes an outer plate connected to the outer rotating member and an inner plate connected to the inner rotating member, and enables power transmission between the two plates via the viscous fluid. A ring, wherein when the working fluid in the working chamber rises to a predetermined temperature or more, the outer plate and the inner plate are brought into contact with each other and are integrally coupled.

また、本発明のビスカスカップリングは、前記作動室の粘性流体の温度が160℃〜250℃の範囲内となったときに、前記アウタープレートとインナープレートとを接触させることが望ましい。   In the viscous coupling of the present invention, it is desirable that the outer plate and the inner plate are brought into contact with each other when the temperature of the viscous fluid in the working chamber falls within a range of 160 ° C to 250 ° C.

また、本発明のビスカスカップリングは、前記作動室内の空き容積に対する前記粘性流体の充填率が、常温常圧で70%から90%の範囲内であるのが望ましい。   In the viscous coupling of the present invention, it is desirable that the filling ratio of the viscous fluid with respect to the empty volume in the working chamber is in a range of 70% to 90% at normal temperature and normal pressure.

本発明のビスカスカップリングによれば、高速連続回転するときであっても駆動動作を確実に他方へ伝達することができる、換言すれば必要なトルク数を他方側へ確実に伝達させることができるビスカスカップリングを提供できる。   According to the viscous coupling of the present invention, it is possible to reliably transmit the driving operation to the other side even when rotating at high speed continuously, in other words, it is possible to reliably transmit the necessary number of torques to the other side. A viscous coupling can be provided.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
このビスカスカップリング10は、軸心Cを中心として相対回転が可能なように配置され、かつお互いが組み合わさることで図示外の粘性流体が充填された環状空間である作動室11を形成するハブ(前輪側)21およびハウジング(後輪側)31と、内側回転部材であるハブ21に対して一体回転が可能なように作動室11内に配置されるインナープレート22と、外側回転部材であるハウジング31に対して一体回転が可能なように、作動室11内においてインナープレート22と交互に配置されるアウタープレート32とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The viscous coupling 10 is arranged so as to be capable of relative rotation about an axis C, and is a hub that forms a working chamber 11 that is an annular space filled with a viscous fluid (not shown) by being combined with each other. (Front wheel side) 21, housing (rear wheel side) 31, inner plate 22 arranged in the working chamber 11 so as to be integrally rotatable with respect to the hub 21 which is an inner rotating member, and an outer rotating member. An inner plate 22 and an outer plate 32 arranged alternately in the working chamber 11 are provided so that the housing 31 can rotate integrally.

ハブ(前輪側)21は、外周面の作動室11の一部を構成する部分に、つまり作動室11に臨む部分に、インナープレート22と係合するための係合突起21Aを、軸心C方向に沿って複数かつ平行に形成している。ハウジング31は、円筒状に形成されて環状の中空空間を内部に有する円筒部33において、作動室11の一部を構成する内周面に、アウタープレート32と係合するための係合突起33Aを軸心C方向に沿って複数かつ平行に形成している。   The hub (front wheel side) 21 has an engaging protrusion 21A for engaging with the inner plate 22 at a portion constituting the part of the working chamber 11 on the outer peripheral surface, that is, a portion facing the working chamber 11, with an axis C A plurality are formed in parallel along the direction. The housing 31 is formed in a cylindrical shape having an annular hollow space therein, and an engagement protrusion 33A for engaging with the outer plate 32 on an inner peripheral surface constituting a part of the working chamber 11. Are formed in plural and in parallel along the direction of the axis C.

インナープレート22は、中央部に開口孔を設けた薄板略円板(略ドーナッツ)形状を有するとともに、その中央側の開口孔の内周面に沿って厚さ(Y)方向に係合溝(図略)を多数設けた構造を有するものである。また、このインナープレート22は、ハウジング31側の円筒部33の後述する係合突起33Aに係止するのを避けるために、所定の外径寸法に形成される。さらに、このインナープレート22には、粘性摩擦を増大させるためにスリットや孔等を設けてもよい。   The inner plate 22 has a thin plate substantially disk (substantially donut) shape with an opening hole in the center, and an engagement groove (Y) in the thickness (Y) direction along the inner peripheral surface of the opening hole on the center side. It has a structure provided with a number of (not shown). In addition, the inner plate 22 is formed to have a predetermined outer diameter so as to avoid being locked to an engaging protrusion 33A (described later) of the cylindrical portion 33 on the housing 31 side. Further, the inner plate 22 may be provided with slits, holes and the like in order to increase viscous friction.

これにより、インナープレート22は、ハブ21の係合突起21Aにセレーション係合若しくはスプライン係合するようになっており、係合突起21Aを介してハブ21と一体に、軸心を中心とした回転動作するようになっているが、軸C方向と平行な(Y)方向については拘束されておらず、スライド(摺動)可能になっている。   As a result, the inner plate 22 is serrated or spline engaged with the engaging protrusion 21A of the hub 21, and rotates around the shaft center integrally with the hub 21 via the engaging protrusion 21A. Although it operates, the (Y) direction parallel to the direction of the axis C is not constrained and can be slid.

アウタープレート32は、インナープレート22と同様に、開口孔32Aを中央部に設けた薄板略円板(略ドーナッツ)形状を有するが、インナープレート22とは異なり、その外側の外周面に沿って厚さ(Y)方向に係合溝(図略)を多数設けた構造のものである。また、このアウタープレート32は、ハブ21の係合突起21に係合しないようにするため、開口孔32Aがインナープレート22の開口孔よりも若干大きめに形成されている。さらに、このアウタープレート32にも、図示しないスリットを設けてもよい。   Similar to the inner plate 22, the outer plate 32 has a thin plate substantially disk (substantially donut) shape with an opening hole 32 </ b> A provided in the center, but unlike the inner plate 22, the outer plate 32 is thicker along the outer peripheral surface thereof. In this structure, a large number of engagement grooves (not shown) are provided in the direction (Y). Further, the outer plate 32 is formed so that the opening hole 32 </ b> A is slightly larger than the opening hole of the inner plate 22 so as not to engage with the engaging protrusion 21 of the hub 21. Further, the outer plate 32 may be provided with a slit (not shown).

このため、ハウジング31の内部の円筒状に形成された円筒部33の内周面において、その内周面に形成した係合突起33Aにアウタープレート32の係合溝がセレーション係合若しくはスプライン係合するようになっている。従って、係合突起33Aを介してハウジング31と一体に、軸心を中心として回転動作するようになっているが、インナープレート22と同様に、軸C方向と平行な(Y)方向については拘束されておらず、スライド(摺動)可能になっている。   For this reason, on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 33 formed inside the housing 31, the engagement groove of the outer plate 32 is serrated or spline engaged with the engagement protrusion 33 </ b> A formed on the inner peripheral surface. It is supposed to be. Accordingly, the housing 31 rotates integrally with the housing 31 via the engaging protrusion 33A. However, like the inner plate 22, the (Y) direction parallel to the axis C direction is restricted. Not slidable.

作動室11はシールリング(Oリング)12、13によって封止されており、この作動室11内には前述した粘性流体としてシリコーンオイルが封入されている。さらに、この作動室11には、作動室11へのシリコーンオイルの注入口となり、また作動室11の外部へのシリコーンオイルの漏れを防止するために、ボール14Aを有する逆止弁14を設けている。   The working chamber 11 is sealed by seal rings (O-rings) 12 and 13, and silicone oil is sealed in the working chamber 11 as the viscous fluid described above. Further, the working chamber 11 is provided with a check valve 14 having a ball 14A to serve as an inlet for silicone oil into the working chamber 11 and to prevent leakage of the silicone oil to the outside of the working chamber 11. Yes.

ビスカスカップリング10の作動室11内には、図示しないシリコーンオイルが充填される。本実施形態のシリコーンオイルは、常温常圧での粘度が100〔cSt〕〜100万〔cSt〕であって、この常温常圧のときの作動室11内の空き容積に対するシリコーンオイルの充填率は、シリコーンオイルの熱膨張を考慮して常温で70%から90%の範囲内に設定してある。   The working chamber 11 of the viscous coupling 10 is filled with silicone oil (not shown). The silicone oil of this embodiment has a viscosity of 100 [cSt] to 1 million [cSt] at normal temperature and normal pressure, and the filling rate of the silicone oil with respect to the empty volume in the working chamber 11 at this normal temperature and normal pressure is In consideration of the thermal expansion of silicone oil, it is set within the range of 70% to 90% at room temperature.

本発明の実施形態にかかるビスカスカップリング50について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のビスカスカップリング50は、(これより右方に設けてある)図示しないエンジン(のクランク軸)側と(ビスカスカップリング50より左方に設けてある)図示しないオルタネータ(の駆動軸)側との間に設置されており、第1の実施形態と同様に、基本的には、内側回転部材であるハブ61と、外側回転部材であるハウジング71と、ハブ61とハウジング71との間で形成する環状空間である作動室51と、この作動室51内において交互に設けた、ハブ61に配設されるインナープレート62およびハウジング71に配設されるアウタープレート72と、を備える。なお、同図中、符号52、53はシールリング(Oリング)を示す。
A viscous coupling 50 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The viscous coupling 50 according to the present embodiment includes an engine (crankshaft) (not shown) side (provided on the right side of this) and an alternator (not shown) (provided on the left side of the viscous coupling 50). As in the first embodiment, basically, a hub 61 that is an inner rotating member, a housing 71 that is an outer rotating member, and a hub 61 and a housing 71 are provided. A working chamber 51 that is an annular space formed between them, and an inner plate 62 disposed on the hub 61 and an outer plate 72 disposed on the housing 71 are provided alternately in the working chamber 51. In the figure, reference numerals 52 and 53 denote seal rings (O-rings).

ハブ61は、図3においてビスカスカップリング50よりも左方に設けてある図示しないオルタネータの実質的なロータ駆動部を構成する駆動軸70に対して、回転自在に支持されており、略円柱形状を呈する。そして、このハブ61は、第1の実施形態と同様、外周面に軸(Y)方向に沿って係合突起61Aを多数設けており、この係合突起61Aにインナープレート62が保持される。   The hub 61 is rotatably supported with respect to a drive shaft 70 that constitutes a substantial rotor drive unit of an alternator (not shown) provided on the left side of the viscous coupling 50 in FIG. Presents. As in the first embodiment, the hub 61 is provided with a large number of engaging protrusions 61A along the axis (Y) direction on the outer peripheral surface, and the inner plate 62 is held by the engaging protrusions 61A.

インナープレート62は、第1の実施形態と同様、中央部に大きな孔を開口した薄板略リング形状を有するとともに、その中央側の開口孔の内周面に沿って厚さ(Y)方向に係合溝(図略)を多数設けた構造のものである。これにより、インナープレート62は、ハブ61の係合突起61Aにセレーション係合若しくはスプライン係合してハブ61と一体で回転動作するが、駆動軸70の軸心C方向と平行な(Y)方向についてはスライド(摺動)可能になっている。なお、ハブ61は、締め付けボルト64を介して被動歯車63と一体に固定されており、この被動歯車63は、いずれも図示しないが、エンジン側のクランク軸と一体で回転する補機駆動歯車と噛合する。なお、符号63Aは、被動歯車63の歯の部分を示している。   As in the first embodiment, the inner plate 62 has a thin plate-like substantially ring shape with a large hole opened in the center portion, and is engaged in the thickness (Y) direction along the inner peripheral surface of the opening hole on the center side. It has a structure in which a number of grooves (not shown) are provided. As a result, the inner plate 62 is serrated or spline engaged with the engagement protrusion 61A of the hub 61 and rotates integrally with the hub 61. However, the inner plate 62 is in the (Y) direction parallel to the axis C direction of the drive shaft 70. Is possible to slide. The hub 61 is fixed integrally with the driven gear 63 via a tightening bolt 64. The driven gear 63, which is not shown, is an accessory driving gear that rotates integrally with the crankshaft on the engine side. Mesh. Reference numeral 63 </ b> A indicates a tooth portion of the driven gear 63.

一方、ハウジング71は、円筒状に形成された円筒部73の内周面において、第1の実施形態と同様、アウタープレート72の係合溝がセレーション係合若しくはスプライン係合する係合突起73Aを設けている。従って、アウタープレート72は、この係合突起73Aを介してハウジング71と一体に(駆動軸70の軸心を中心として)回転動作するが、インナープレート62と同様に、軸C方向と平行な(Y)方向についてはスライド(摺動)可能になっている。なお、このハウジング71には、駆動軸70が圧入・嵌合されており、ハブ61側からの回転駆動力がハウジング71へ伝達されると、ハウジング71と一体で駆動軸70が回転する。また、この駆動軸70は、前述したように、オルタネータの実質的なロータ駆動部を構成しており、オルタネータ内部のステータとの間で回転することで誘導電流を発生して発電する。   On the other hand, in the housing 71, on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 73 formed in a cylindrical shape, as in the first embodiment, the engaging protrusion 73A in which the engaging groove of the outer plate 72 engages with serration or spline is provided. Provided. Therefore, the outer plate 72 rotates integrally with the housing 71 via the engaging protrusion 73A (centering on the axis of the drive shaft 70), but is parallel to the axis C direction (like the inner plate 62) ( In the Y) direction, sliding (sliding) is possible. The drive shaft 70 is press-fitted and fitted into the housing 71, and when the rotational drive force from the hub 61 side is transmitted to the housing 71, the drive shaft 70 rotates integrally with the housing 71. Further, as described above, the drive shaft 70 constitutes a substantial rotor drive unit of the alternator, and generates electric power by generating an induced current by rotating with the stator inside the alternator.

また、本実施形態の作動室51には、第1の実施形態と同様、粘性流体としてシリコーンオイルが封入され、シールリング52、53によって封止されている。さらに、この作動室51にも、室外へのシリコーンオイルの漏れを防止するために、ボール54Aを有する逆止弁54を設けている。   Further, in the working chamber 51 of the present embodiment, silicone oil is sealed as a viscous fluid and sealed by seal rings 52 and 53 as in the first embodiment. Further, the working chamber 51 is also provided with a check valve 54 having a ball 54A in order to prevent leakage of silicone oil to the outside.

ビスカスカップリング50は上述のような構成のものであり、このビスカスカップリング50が介在されたクランク軸による上述のオルタネータ(発電機)の駆動作用について、図3及び図4を参照して簡単に説明することにする。   The viscous coupling 50 has the above-described configuration, and the operation of driving the above-described alternator (generator) by the crankshaft in which the viscous coupling 50 is interposed will be simply described with reference to FIGS. I will explain.

図3において、ビスカスカップリング50よりも右方側に設けた図示しないエンジンの運転によるクランク軸の回転により、このクランク軸の軸端に取付けられた補機駆動歯車が一体に回転すると、この補機駆動歯車と噛合する被動歯車63にその回転力が伝達される。この被動歯車63と一体で回転するハブ61には、作動室51内にインナープレート62を設けており、このインナープレート62の回転とともに発生するシリコーンオイルの粘性トルクによってアウタープレート72が連れ回されて回転する。このため、このアウタープレート72を設けているハウジング71およびこれと一体の駆動軸70が回転する。このようにして、オルタネータの駆動軸70が回転することで、発電を行うことができる。   In FIG. 3, when the auxiliary machine drive gear attached to the end of the crankshaft rotates as a result of the rotation of the crankshaft by the operation of an engine (not shown) provided on the right side of the viscous coupling 50, the auxiliary drive gear is rotated. The rotational force is transmitted to the driven gear 63 that meshes with the machine drive gear. The hub 61 that rotates integrally with the driven gear 63 is provided with an inner plate 62 in the working chamber 51, and the outer plate 72 is rotated by the viscous torque of silicone oil generated along with the rotation of the inner plate 62. Rotate. For this reason, the housing 71 provided with the outer plate 72 and the drive shaft 70 integrated therewith rotate. In this way, power can be generated by rotating the drive shaft 70 of the alternator.

次に、本実施形態に係るビスカスカップリング50の作用について説明する。
本実施形態でも、例えば高速道路での高速連続運転やワインディングロード運転を行うような場合、第1の実施形態と同じ作用が発生する。即ち、ビスカスカップリング50において、エンジン側のクランク軸の回転に追従してインナープレート62側が連続高速回転を行うと、作動室51内のインナープレート62およびアウタープレート72とシリコーンオイルとの間の粘性摩擦により熱を生じ、作動室51の内部温度が急激に上昇して、シリコーンオイルが熱膨張を起こす。すると、このシリコーンオイルの容積増大による作動室51内の圧力増により、インナープレート62及びアウタープレート72は、図4に矢印で示すように、お互いどうしが密着しあい、全体としてみるとプレートが一方向に集合して一つにまとまる。その結果、ビスカスカップリング50がハンプしてエンジン側とオルタネータ側とが直結した状態となる。
Next, the operation of the viscous coupling 50 according to this embodiment will be described.
Even in the present embodiment, for example, when performing high-speed continuous operation or winding road operation on an expressway, the same action as in the first embodiment occurs. That is, in the viscous coupling 50, when the inner plate 62 side continuously rotates at high speed following the rotation of the crankshaft on the engine side, the viscosity between the inner plate 62 and outer plate 72 in the working chamber 51 and the silicone oil. Heat is generated by friction, the internal temperature of the working chamber 51 rises rapidly, and the silicone oil undergoes thermal expansion. Then, due to the increase in pressure in the working chamber 51 due to the increase in the volume of the silicone oil, the inner plate 62 and the outer plate 72 are brought into close contact with each other as shown by arrows in FIG. Gather together into one. As a result, the viscous coupling 50 is humped and the engine side and the alternator side are directly connected.

このようにプレートが集合すると、同じく第1の実施形態で説明したように、粘性摩擦による熱の発生が大幅に抑えられ、作動室51の内部温度の低下および内部圧力の低下をもたらす。この結果、各インナープレート62及びアウタープレート72は、再び元の離間した状態に戻る。従って、ここで高速連続運転が終了わる場合には、エンジン側とオルタネータ側とに差動を生じることが可能な(相対回転可能)なスナッピング状態に戻る。   When the plates are gathered in this way, as described in the first embodiment, the generation of heat due to viscous friction is greatly suppressed, and the internal temperature of the working chamber 51 and the internal pressure are reduced. As a result, each inner plate 62 and outer plate 72 return to the original separated state again. Therefore, when the high-speed continuous operation ends here, the state returns to the snapping state in which a differential can be generated between the engine side and the alternator side (relative rotation is possible).

一方、高速連続運転やワインディングロード運転が継続する場合には、第1の実施形態で説明したように、集合作用による直結状態(バンピング)および離合作用による差動状態(スナッピング)を繰り返すことで、作動室51内の温度増大及びシリコーンオイルの極端な膨張による内部圧力の大幅増が回避でき、シリコーンオイルが外部へ漏れ出するといったトラブルが回避できる。このように、本実施形態でも、長距離を長時間にわたって高速連続運転するような場合、エンジン側の駆動をビスカスカップリング50により確実にオルタネータ側へ伝達できるので、オルタネータでの発電不能によるエンジン停止などのトラブルが確実に阻止でき、高速連続運転であっても、安全性および信頼性が確保できる。   On the other hand, when high-speed continuous operation or winding road operation continues, as described in the first embodiment, by repeating the direct connection state (bumping) by the collective action and the differential state (snapping) by the separation action, A significant increase in internal pressure due to an increase in temperature in the working chamber 51 and extreme expansion of the silicone oil can be avoided, and troubles such as leakage of silicone oil to the outside can be avoided. As described above, even in this embodiment, when a long distance is continuously operated at high speed for a long time, the engine-side drive can be reliably transmitted to the alternator side by the viscous coupling 50, so that the engine is stopped due to the inability to generate power in the alternator. Troubles such as these can be reliably prevented, and safety and reliability can be ensured even in high-speed continuous operation.

次に、実施例について説明する。
本実施例では、第1の実施形態にかかるビスカスカップリング10を用い、作動室11内部への粘性流体の充填率とビスカスカップリング10の表面温度(作動室内の温度)との相関性を調べる実験を行ってみた。ここでの実験では、粘性流体として3種類の異なる粘性係数(粘度)μ1〜μ3[cTs]を有するシリコーンオイルを用い、それぞれ、ハブ(前輪側)21をΔN=500rpmで高速回転させたときの温度変化を測定した。但し、ここで用いた各シリコーンオイルの粘性係数は以下の通りである。
μ1=50000[cSt]
μ2=2000[cSt]
μ3=1000[cSt]
Next, examples will be described.
In this example, the viscous coupling 10 according to the first embodiment is used, and the correlation between the filling rate of the viscous fluid into the working chamber 11 and the surface temperature of the viscous coupling 10 (temperature in the working chamber) is examined. I tried the experiment. In this experiment, silicone oil having three different viscosity coefficients (viscosity) μ1 to μ3 [cTs] is used as the viscous fluid, and the hub (front wheel side) 21 is rotated at a high speed of ΔN = 500 rpm. The temperature change was measured. However, the viscosity coefficient of each silicone oil used here is as follows.
μ1 = 50000 [cSt]
μ2 = 2000 [cSt]
μ3 = 1000 [cSt]

その結果、図5に示すような結果が得られた。
この図5において、ハンプ発生不可領域(α)では本発明の効果(ハンプを積極的に利用して作動室内部の温度低下を図る)があまり期待できず、本発明の効果を得るためには、ビスカス表面温度(作動室内部の温度)が160℃以上であることが要求される。即ちこれは、ビスカスカップリングがハンプすると、音性能が悪化し、NVH(騒音;Noise、振動;Vibration、不快音・振動;Harshness)が発生することが知られている。ところが、もし160℃以下でハンプすると、常用使用域の温度であり、運転者に不快なNVHを与える可能性があり、ダンパー効果としては良くない。従って、ビスカス表面温度(作動室内部の温度)が常用使用温度域である80〜160℃の範囲内では、ハンプの発生を避ける必要がある。
As a result, a result as shown in FIG. 5 was obtained.
In FIG. 5, the effect of the present invention (proactively using the hump to lower the temperature in the working chamber) cannot be expected so much in the hump-prohibited region (α). The viscous surface temperature (the temperature inside the working chamber) is required to be 160 ° C. or higher. That is, it is known that when the viscous coupling is humped, the sound performance deteriorates and NVH (Noise; Vibration; Vibration, Harshness) occurs. However, if it is hung below 160 ° C., the temperature is in the range of normal use, which may give an unpleasant NVH to the driver, and the damper effect is not good. Accordingly, it is necessary to avoid the occurrence of humps when the viscous surface temperature (temperature in the working chamber) is in the range of 80 to 160 ° C., which is the normal use temperature range.

一方、高温域については、例えば250℃までに、ハンプを積極的に発生させることで、本発明を利用してこの温度以下になるような冷却効果をもたらすことが可能である。後述するように、シール部に使用する材料の温度的な制約から、250℃以上は除くことが好ましい。即ちこれは、エンジン高回転持続であってスナッピング繰り返し時には、差動(作動)回転数(ΔN)の高い状態が続くので、ビスカスカップリングの温度が上昇する。ところが、シール部であるシーリングリング12、13では、耐熱温度以上になると損傷して内部に注入されているシリコーンオイルが漏れ出し、ビスカストルクが著しく低下する。そこで、本実施形態では、ビスカス表面温度が250℃以下で必ずハンプを発生させる。   On the other hand, in the high temperature range, it is possible to bring about a cooling effect that is below this temperature by using the present invention by generating humps actively up to 250 ° C., for example. As will be described later, it is preferable to remove the temperature of 250 ° C. or higher because of the temperature restriction of the material used for the seal portion. That is, this is a high engine rotation speed, and when the snapping is repeated, the differential (operation) speed (ΔN) remains high, and the viscous coupling temperature rises. However, the sealing rings 12 and 13 that are seal portions are damaged when the temperature exceeds the heat resistance temperature, and the silicone oil injected into the inside leaks, and the viscous torque is remarkably reduced. Therefore, in this embodiment, a hump is always generated when the viscous surface temperature is 250 ° C. or lower.

このような事情により、いずれにしても粘性係数の数値にもよるが、充填率の設定範囲としては、作動室11での空間容積に対して、常温常圧での充填率が70〜90%のエリア(破線(γ)の枠で囲まれた領域)が好ましいことが判明した。そこで、図5よりシリコーンオイルがμ2の場合、本発明では、上記実験結果およびこれから得られた知見などに基づき、シーリングリング12、13の耐熱温度(一般にはフッ素系では250℃)以下でビスカスカップリングをハンプさせて、作動室11の内部温度の上昇を回避できるように構成するため、シリコーンオイルの充填率を常温常圧で76〜85%の範囲内に設定しているわけである。   Under such circumstances, although depending on the value of the viscosity coefficient in any case, as a setting range of the filling rate, the filling rate at normal temperature and normal pressure is 70 to 90% with respect to the space volume in the working chamber 11. The area (area surrounded by a broken line (γ) frame) was found to be preferable. Therefore, when the silicone oil is μ2 from FIG. 5, according to the present invention, based on the above experimental results and the knowledge obtained therefrom, the viscous cup at the heat resistant temperature of the sealing rings 12 and 13 (generally 250 ° C. for fluorine-based materials) or less. In order to hump the ring and avoid the increase in the internal temperature of the working chamber 11, the filling rate of the silicone oil is set within a range of 76 to 85% at normal temperature and normal pressure.

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.

本発明の第1実施形態に係るビスカスカップリングを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the viscous coupling which concerns on 1st Embodiment of this invention. その第1実施形態に係るビスカスカップリングの作用を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the effect | action of the viscous coupling which concerns on the 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態に係るビスカスカップリングを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the viscous coupling which concerns on 2nd Embodiment of this invention. その第2実施形態に係るビスカスカップリングの作用を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the effect | action of the viscous coupling which concerns on the 2nd Embodiment. 本発明のビスカスカップリングにおけるシリコーンオイルの充填率と表面温度との相関関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the filling rate of silicone oil and the surface temperature in the viscous coupling of this invention. 従来のビスカスカップリングを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional viscous coupling.

符号の説明Explanation of symbols

10、50 ビスカスカップリング
11、51 作動室
12、13、52、53 シールリング(Oリング)
21 ハブ(前輪側;内側回転部材)
21A、33A、61A、73A 係合突起
22、62 インナープレート
31 ハウジング(後輪側;外側回転部材)
32、72 アウタープレート
33、73 円筒部
61 ハブ(エンジン側;内側回転部材)
63 被動歯車
63A (被動歯車の)山
70 駆動軸
71 ハウジング(オルタネータ;外側回転部材)
C 軸心
10, 50 Viscous coupling 11, 51 Working chamber 12, 13, 52, 53 Seal ring (O-ring)
21 Hub (front wheel side; inner rotating member)
21A, 33A, 61A, 73A Engaging protrusion 22, 62 Inner plate 31 Housing (rear wheel side; outer rotating member)
32, 72 Outer plate 33, 73 Cylindrical portion 61 Hub (engine side; inner rotating member)
63 driven gear 63A (driven gear) mountain 70 drive shaft 71 housing (alternator; outer rotating member)
C axis

Claims (3)

一方の回転軸に連結した外側回転部材と他方の回転軸に連結した内側回転部材とにより作動室を形成し、前記作動室内に粘性流体を充填し、前記外側回転部材に連結したアウタープレートと前記内側回転部材に連結したインナープレートとを交互に配置し、前記粘性流体を介して前記双方のプレート間で動力伝達を可能とするビスカスカップリングであって、
前記作動室内の粘性流体が所定温度範囲に上昇したときに、前記アウタープレートとインナープレートとを接触させて一体に結合させることを特徴とするビスカスカップリング。
The outer rotating member connected to one rotating shaft and the inner rotating member connected to the other rotating shaft form a working chamber, the working chamber is filled with a viscous fluid, and the outer plate connected to the outer rotating member and the A viscous coupling that alternately arranges inner plates connected to an inner rotating member and enables power transmission between the two plates via the viscous fluid,
A viscous coupling characterized in that when the viscous fluid in the working chamber rises to a predetermined temperature range, the outer plate and the inner plate are brought into contact with each other and integrally coupled.
前記作動室の粘性流体の表面温度が250℃以下において、前記アウタープレートとインナープレートとを接触させる構成としたことを特徴とする請求項1に記載のビスカスカップリング。   The viscous coupling according to claim 1, wherein the outer plate and the inner plate are brought into contact with each other when the surface temperature of the viscous fluid in the working chamber is 250 ° C. or less. 前記作動室内の空き容積に対する前記粘性流体の充填率は、常温常圧で70%から90%の範囲内であることを特徴とする請求項1又は2に記載のビスカスカップリング。   3. The viscous coupling according to claim 1, wherein a filling rate of the viscous fluid with respect to an empty volume in the working chamber is in a range of 70% to 90% at a normal temperature and a normal pressure.
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