JP2019090435A - Plate and viscous coupling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、ビスカスカップリングに用いるトルク伝達用のプレートおよび粘性継手に関するものである。 The present invention relates to, for example, a plate for torque transmission used in viscous coupling and a viscous coupling.
従来、差動制限装置(Limited Slip Differential:LSD)や四輪駆動(4WD)に利用される回転差感応型トルク伝達装置として、ビスカスカップリング(粘性継手)が知られている(例えば、特許文献1参照。)。ビスカスカップリングは、シャフトとケースとが回転軸になる。シャフトには、このシャフトに連動して回転するインナープレートが設けられている。ケースには、このケースに連動して回転するアウタープレートが設けられている。ケース内には、粘度の高いオイルが収容されている。通常、インナープレートとアウタープレートとは、互いに独立して回転しており、シャフトの回転によりインナープレートが回転している状態でアウタープレートとの回転差が発生すると、オイルを介して回転のトルクがアウタープレートに伝えられて回転する。ケースは、アウタープレートの回転に連動して回転する。一方、プレート間の回転差が大きく、片側車輪の空転状態が長く続いたり、高速回転状態が続いたりすると、プレートとオイルとの間に摩擦が生じ、この摩擦によって熱が発生する。発生した熱によってオイルが膨張すると、インナープレートがアウタープレートに密着し、インナープレートとアウタープレートとが一体的に回転する。このように、ビスカスカップリングでは、回転差に応じたトルクの伝達が行われる。特許文献1では、各プレートにスリットや貫通孔を形成することによって、プレート同士が密着した際の摩耗を抑制している。
Conventionally, viscous couplings (viscous couplings) are known as differential rotation sensitive torque transmitting devices used for limited slip differentials (LSD) and four-wheel drive (4WD) (for example, patent documents 1)). In the viscous coupling, the shaft and the case are rotational axes. The shaft is provided with an inner plate that rotates in conjunction with the shaft. The case is provided with an outer plate that rotates in conjunction with the case. An oil of high viscosity is contained in the case. Normally, the inner plate and the outer plate rotate independently of each other, and when the rotation difference from the outer plate occurs in the state where the inner plate is rotated by the rotation of the shaft, the torque of rotation is through oil. It is transmitted to the outer plate and rotates. The case rotates in conjunction with the rotation of the outer plate. On the other hand, when the difference in rotation between the plates is large and the idle state of one wheel continues long or the high-speed rotation state continues, friction occurs between the plate and the oil, and this friction generates heat. When the oil expands due to the generated heat, the inner plate closely contacts the outer plate, and the inner plate and the outer plate rotate integrally. Thus, in the viscous coupling, transmission of torque according to the rotation difference is performed. In
ところで、特許文献1の構成において、十分なトルク伝達を達成するためにはプレート枚数を多く設ける必要があり、ビスカスカップリング全体を小型化するには不向きであるという問題があった。また、熱膨張時にオイルの不足が発生すると、プレート間の摩擦によって、プレートが摩耗してトルクが効率的に伝達されなくなるおそれがあった。プレート間の効率的なトルクの伝達を維持するため、オイルの流れを制御することが望まれている。しかしながら、特許文献1が開示するプレートに形成されるスリットや貫通孔では、オイルの流れを制御することはできなかった。
By the way, in the configuration of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オイルの流れを制御し、かつ粘性継手全体を小型化することができるプレートおよび粘性継手を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a plate and a viscous coupling that can control the flow of oil and can miniaturize the entire viscous coupling.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるプレートは、粘性継手による動力伝達機構に使うプレートであって、中空円盤状をなし、表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成されることを特徴とする。本発明にかかるプレートは、このようなプレートを組み合わせることにより、継手を構成するプレートの全体枚数を減らせる、またはプレートの外径を小さくできるという特徴を有する。 In order to solve the problems described above and to achieve the object, a plate according to the present invention is a plate used for a power transmission mechanism by a viscous coupling, which has a hollow disk shape and a plurality of radially extending surfaces respectively. A groove is formed. The plate according to the present invention is characterized in that by combining such plates, the total number of plates constituting the joint can be reduced or the outer diameter of the plate can be reduced.
また、本発明にかかるプレートは、上記の発明において、前記複数の溝部は、各々が直線状に延びていることを特徴とする。 Further, in the above-mentioned invention, the plate according to the present invention is characterized in that each of the plurality of groove portions extends linearly.
また、本発明にかかるプレートは、上記の発明において、前記複数の溝部は、当該プレートの径方向の一端部から他端部まで延びていることを特徴とする。 The plate according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the plurality of groove portions extend from one end to the other end in the radial direction of the plate.
また、本発明にかかるプレートは、上記の発明において、前記溝部は、深さが5μm以上50μm以下、溝幅が10μm以上70μm以下であり、前記溝部の周方向の幅が、周方向で隣り合う溝部間の距離から溝幅を引いた寸法である、前記プレートの表面における平面部の周方向の幅以下となっている。 In the plate according to the present invention, in the above invention, the groove has a depth of 5 μm to 50 μm and a groove width of 10 μm to 70 μm, and the width of the groove in the circumferential direction is adjacent to each other in the circumferential direction It is equal to or less than the circumferential width of the flat portion on the surface of the plate, which is a dimension obtained by subtracting the groove width from the distance between the groove portions.
また、本発明にかかる粘性継手は、中空円盤状をなす第1プレートと、前記第1プレートに挿通され、該第1プレートを軸方向に移動可能に支持するシャフトと、前記シャフトが挿通される中空円盤状の第2プレートと、前記シャフトの一部、前記第1プレートおよび前記第2プレートを収容する孔部が形成され、前記第2プレートの外周を支持するケースと、前記孔部に収容される粘性流体と、を備え、前記第1および第2プレートは、前記シャフトの軸方向に沿って交互に配置され、前記第1および第2プレートには、各プレートの表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成されることを特徴とする。 In the viscous coupling according to the present invention, a hollow disk-shaped first plate, a shaft inserted through the first plate and supporting the first plate movably in the axial direction, and the shaft inserted A hollow disk-shaped second plate, a hole for receiving a portion of the shaft, the first plate, and the second plate are formed, and a case for supporting the outer periphery of the second plate, and a hole for receiving the second plate. And the first and second plates are alternately arranged along the axial direction of the shaft, and the first and second plates are radially arranged on the surface of each plate. A plurality of grooves extending respectively are formed.
本発明によれば、オイルの流れを制御し、かつ粘性継手全体を小型化することができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to control the flow of oil and to miniaturize the whole viscous coupling.
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the following embodiments. Further, the drawings referred to in the following description merely schematically show the shapes, sizes, and positional relationships to the extent that the contents of the present invention can be understood, and thus the present invention is illustrated in each of the drawings. It is not limited only to the shape, size, and positional relationship.
(実施の形態)
まず、実施の形態にかかるビスカスカップリングについて説明する。図1および図2は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングの概略構成を示す模式図である。図1に示すビスカスカップリング1は、第1シャフト10と、第2シャフト20を支持するケース21とを備える粘性継手である。ビスカスカップリング1では、この第1シャフト10および第2シャフト20(ケース21)が回転軸になる。図1では、第1シャフト10の中心軸(回転軸)と、第2シャフト20の中心軸(回転軸)とが、ビスカスカップリング1の軸Nと一致している。ビスカスカップリング1を自動車に適用する場合、例えば、第1シャフト10が前輪にトルクを伝え、第2シャフト20が後輪にトルクを伝える役割を担う。
Embodiment
First, viscous coupling according to the embodiment will be described. 1 and 2 are schematic views showing a schematic configuration of a viscous coupling according to an embodiment of the present invention. The
第1シャフト10には、支持部材11と、インナープレート12とが設けられている。支持部材11は、第1シャフト10の外周に設けられ、かつインナープレート12を挿通してインナープレート12を支持している。この際、インナープレート12は、第1シャフト10の軸(図1に示す軸N)方向に移動可能に支持部材11に支持されている。すなわち、インナープレート12は、支持部材11を介して、軸N方向に移動可能に第1シャフト10に支持されている。インナープレート12は、第1シャフト10の回転に連動して回転する。なお、支持部材11は、第1シャフト10と一体的に形成されるものであってもよい。
The
ケース21には、このケース21に連動して回転するアウタープレート22と、軸N方向で隣り合うアウタープレート22間の間隔を維持するためのスペーサ23とが設けられている。アウタープレート22は、外周がケース21に支持されている。インナープレート12とアウタープレート22とは、軸N方向に沿って交互に配置されている。本実施の形態において、インナープレート12およびアウタープレート22は、粘性継手による動力伝達機構に使うプレートである。
The
第1シャフト10は、ケース21に挿入される側の先端がベアリング30に支持されている。ベアリング30によって、第1シャフト10の回転動力がケース21に直接伝わることが防止される。
The front end of the
ケース21には、インナープレート12、アウタープレート22およびスペーサ23を収容可能な孔形状をなす孔部21aが形成されている。孔部21aは、支持部材11の外表面、およびシール部材31によって、水密性が維持されている。
The
支持部材11、孔部21aおよびシール部材31が形成する空間には、シリコーンオイル32が収容されている。この空間に収容するオイルは、粘度が高くトルクを伝えることができる粘度を有する流体(粘性流体)であれば、シリコーンオイル32に限らない。
The
通常、インナープレート12とアウタープレート22とは、互いに独立して回転しており、第1シャフト10の回転によりインナープレート12が回転している状態でアウタープレートとの回転差が発生すると、シリコーンオイル32が第1シャフト10のトルクをアウタープレート22に伝える。アウタープレート22は、シリコーンオイル32により伝えられるトルクによって回転する。ビスカスカップリング1では、シリコーンオイル32によりアウタープレート22が回転することによって、ケース21および第2シャフト20が回転する。このようにしてトルクが伝わるモードをビスカスモードという。
Usually, the
一方、インナープレート12とアウタープレート22との回転差が大きく、片側の空転状態が長く続いたり、高速回転状態が続いたりすると、インナープレート12(またはアウタープレート22)とシリコーンオイル32との間に摩擦が生じ、この摩擦によって熱が発生する。ビスカスカップリング1では、発生した熱によってシリコーンオイル32が膨張すると、インナープレート12がアウタープレート22に密着し、インナープレート12とアウタープレート22とが一体となって回転する(図2参照)。このようにしてトルクが伝わるモードをハンプモードという。図2に示す状態では、インナープレート12がアウタープレート22に摺動することによって、インナープレート12の回転によるトルクが、インナープレート12からアウタープレート22に直接伝えられる。
On the other hand, when the rotational difference between the
図3は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるインナープレートの構成を示す模式図である。図4および図5は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるインナープレートの要部の構成を示す拡大図である。図4は、インナープレート12の表面の一部を拡大した図である。図5は、インナープレート12の一部を径方向から見た図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a configuration of an inner plate provided in the viscous coupling according to the embodiment of the present invention. FIG.4 and FIG.5 is an enlarged view which shows the structure of the principal part of the inner plate with which the viscous coupling concerning embodiment of this invention is provided. FIG. 4 is an enlarged view of a part of the surface of the
インナープレート12は、中空円盤状をなす本体部121を備える。本体部121には、支持部材11に固定され、縁部が波形をなす中空部122と、周方向に沿って設けられ、板厚方向に貫通する複数の貫通孔123が形成されている。また、本体部121の表面には、図4に示すように、各々がインナープレート12の径方向に沿って直線状に延びる複数の溝部124が形成されている。溝部124は、インナープレート12の表面において形成される有底の溝形状をなしている。複数の溝部124は、放射状をなしており、例えば、本体部121(または中空部122)の中心において交差する。溝部124は、インナープレート12の両面に形成される。
The
図5に示すように、溝部124は、溝の深さ(溝深さD1)が5μm以上50μm以下である。また、溝部124の溝幅W1は、10μm以上70μm以下である。
As shown in FIG. 5, the
複数の溝部124は、溝深さD1および溝幅W1が上記の条件を満足し、かつ、周方向で隣り合う溝部124間の溝間距離が最も密になる内径部(インナープレート12の中心側)において、溝部124の周方向の幅(例えば溝幅W1に対応)が、本体部121の表面をなす平面部の周方向の幅(例えば幅W10:溝間距離W20から溝幅W1を引いたものに対応)以下となっている。
A plurality of
図6は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるアウタープレートの構成を示す模式図である。図7および図8は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるアウタープレートの要部の構成を示す拡大図である。図7は、アウタープレート22の表面の一部を拡大した図である。図8は、アウタープレート22の一部を径方向から見た図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a configuration of an outer plate provided in the viscous coupling according to the embodiment of the present invention. 7 and 8 are enlarged views showing the configuration of the main part of the outer plate provided in the viscous coupling according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is an enlarged view of a part of the surface of the
アウタープレート22は、中空円盤状をなす本体部221を備える。本体部221は、ケース21に固定される外縁が波形をなしている。本体部221には、支持部材11を挿通可能な中空部222と、周方向に沿って設けられ、板厚方向に貫通する複数の貫通孔223が形成されている。また、本体部221の表面には、図7に示すように、各々がアウタープレート22の径方向に沿って直線状に延びる複数の溝部224が形成されている。溝部224は、アウタープレート22の表面において形成される有底の溝形状をなしている。複数の溝部224は、放射状をなしており、例えば、本体部221(または中空部222)の中心において交差する。
The
図8に示すように、溝部224は、溝の深さ(溝深さD2)が5μm以上50μm以下であり、溝幅W2が10μm以上70μm以下である。また、複数の溝部224は、溝深さD2および溝幅W2が上記の条件を満足し、かつ、周方向で隣り合う溝部224間の溝間距離が最も密になる内径部(アウタープレート22の中心側)において、溝部224の周方向の幅(例えば溝幅W2に対応)が、本体部221の表面をなす平面部の周方向の幅(例えば幅W11:溝間距離W21から溝幅W2を引いたものに対応)以下となっている。
As shown in FIG. 8, the
上述した実施の形態では、ビスカスカップリング1が備えるインナープレート12およびアウタープレート22の各外表面に、放射状をなす複数の溝部124、224を形成するようにした。これにより、インナープレート12およびアウタープレート22の間に介在するシリコーンオイル32の摩擦係数もしくは保持性を向上し、インナープレート12およびアウタープレート22におけるオイルの流れを制御することが可能となる。この結果、通常のビスカスモードでは、インナープレート12およびアウタープレート22とオイルとの間の摩擦が大きくなることでトルク伝達効率が向上する効果が得られ、ハンプモードでは、余分なオイルを素早く外部へ排出を促す。さらに、ビスカスモードでは、摺動面においてシリコーンオイル32を不足させることなく、摺動面の焼き付きや、摩耗を抑制することができる。また、インナープレート12およびアウタープレート22における摺動面のシリコーンオイル32を撹拌し、シリコーンオイル32による油膜の形成を抑制することができる。本実施の形態によれば、溝部124、224の形成によってオイルの流れを制御し、かつ、トルク伝達効率の向上によって従来よりもプレートの枚数を少なくすることができ、プレート枚数の削減の結果、粘性継手全体を小型化することができる。
In the embodiment described above, the plurality of
また、本実施の形態では、溝部124、224の形成により、インナープレート12およびアウタープレート22の各表面積が増大する。これにより、接着面積が増大し、接着強度を大きくすることができる。
Further, in the present embodiment, the formation of the
なお、本実施の形態では、径方向からみた溝部124、224の形状が、V字状をなすものとして説明したが、矩形や、台形状等であってもよい。また、溝部124、224の形状は、互いに同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、複数の溝部124、224が、各プレートの一端部から他端部まで延び、両端がそれぞれ外縁に達しているものとして説明したが、例えば、溝部の一端が、外縁に達していないものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the plurality of
また、本実施の形態では、複数の溝部124、224が、放射状をなすものとして説明したが、プレートの径方向において、一方から他方に延びるものであればよく、例えば、貫通孔123の中心を通過する径方向の中心線を基準として、±20度の角度をもって形成されるものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the plurality of
また、本実施の形態では、プレートの例として、粘性継手であるビスカスカップリング1に用いるインナープレート12およびアウタープレート22を挙げて説明したが、その他、クラッチ用のプレートや、ワッシャ等に溝部を形成することによって、上述した効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the
以上のように、本発明にかかるプレートおよび粘性継手は、オイルの流れを制御し、かつ粘性継手全体を小型化するのに適している。 As described above, the plate and the viscous coupling according to the present invention are suitable to control the flow of oil and to miniaturize the entire viscous coupling.
1 ビスカスカップリング
10 第1シャフト
11 支持部材
12 インナープレート
20 第2シャフト
21 ケース
22 アウタープレート
23 スペーサ
31 シール部材
32 シリコーンオイル
121、221 本体部
122、222 中空部
123、223 貫通孔
124、224 溝部
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成される
ことを特徴とするプレート。 A plate used for a power transmission mechanism with a viscous coupling, which has a hollow disk shape,
A plate having a plurality of radially extending grooves formed on a surface thereof.
ことを特徴とする請求項1に記載のプレート。 The plate according to claim 1, wherein each of the plurality of grooves extends in a straight line.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のプレート。 The plate according to claim 1 or 2, wherein the plurality of grooves extend from one end to the other end in the radial direction of the plate.
各溝部は、当該プレートの中心側において、前記溝部の周方向の幅が、周方向で隣り合う溝部間の距離から溝幅を引いた寸法である、前記プレートの表面における平面部の周方向の幅以下となっている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のプレート。 The groove has a depth of 5 μm to 50 μm and a groove width of 10 μm to 70 μm,
Each groove has a width in the circumferential direction of the groove on the center side of the plate, which is a dimension obtained by subtracting the groove width from the distance between adjacent grooves in the circumferential direction. The plate according to any one of claims 1 to 3, which has a width equal to or less than the width.
前記第1プレートに挿通され、該第1プレートを軸方向に移動可能に支持するシャフトと、
前記シャフトが挿通される中空円盤状の第2プレートと、
前記シャフトの一部、前記第1プレートおよび前記第2プレートを収容する孔部が形成され、前記第2プレートの外周を支持するケースと、
前記孔部に収容される粘性流体と、
を備え、
前記第1および第2プレートは、前記シャフトの軸方向に沿って交互に配置され、
前記第1および第2プレートには、各プレートの表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成される
ことを特徴とする粘性継手。 A hollow disk-shaped first plate,
A shaft inserted through the first plate and axially movably supporting the first plate;
A hollow disk-shaped second plate through which the shaft is inserted;
A case is formed with a hole for receiving a portion of the shaft, the first plate and the second plate, and supports the outer periphery of the second plate;
A viscous fluid contained in the hole;
Equipped with
The first and second plates are alternately arranged along the axial direction of the shaft,
A viscous coupling characterized in that a plurality of grooves extending respectively in the radial direction are formed on the surface of each plate in the first and second plates.
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