JP2987525B2 - ビスカスカップリング - Google Patents

ビスカスカップリング

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JP2987525B2 JP3007659A JP765991A JP2987525B2 JP 2987525 B2 JP2987525 B2 JP 2987525B2 JP 3007659 A JP3007659 A JP 3007659A JP 765991 A JP765991 A JP 765991A JP 2987525 B2 JP2987525 B2 JP 2987525B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D35/00Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion
    • F16D35/005Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with multiple lamellae

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粘性流体を介してトル
ク伝達を行うビスカスカップリングに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、例えば四輪駆動車(4WD車)
の前後両車軸間の動力伝達系に動力伝達装置として、或
いは二輪駆動車の左右車輪間等の動力伝達系に差動制限
装置として使用する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、二組のプ
レート組と、粘性流体(シリコンオイル)が封入された
作動室とを備えており、第1のプレート組が第1の伝達
部材の回転軸線方向に摺動可能であって且つ該第1の伝
達部材と共に回転可能に配置され、第2のプレート組が
第2の伝達部材の回転軸線方向に摺動可能であって且つ
該第2の伝達部材と共に回転可能に配置されており、前
記第1及び第2のプレート組の各プレートは前記作動室
内で交互に配置されていて、少なくとも一方のプレート
組のプレートは互いに間隔を保たれている。
【0003】そして、前記第1のプレート組と第2のプ
レート組との間の相対回転に伴う回転数差が大きいとビ
スカスカップリングの差動制限力が強くなり大きなトル
クが伝達され、この回転数差が小さいと差動が許容され
伝達トルクは小さくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ビスカスカップリングにおいては、前記第1及び第2の
プレート組の相対回転に伴う回転数差にほぼ比例して伝
達トルクが変化するが、ある程度以上の相対回転で長時
間ビスカスカップリングを作動させると内部温度及び内
部圧力が高くなり、急激に伝達トルクが上昇する所謂
「ハンプ現象」が生じる。これは、作動室内に封入され
たシリコンオイルの攪拌抵抗のために内部温度が上昇し
てシリコンオイルが膨張し、シリコンオイルと共に封入
されている空気が圧縮されるため、該空気の泡が各プレ
ートの両側に生じた圧力差を吸収することができなくな
り、軸線方向に移動可能な一方のプレート組のプレート
が移動して他方のプレート組のプレートと直接に接触し
始めることにより生じる。即ち、この場合のビスカスカ
ップリングは、各プレート組間のシリコンオイルの粘性
によるトルク伝達から各プレート組間のプレートの摩擦
接触によるトルク伝達に切り替わるので、伝達トルクが
急激に増加する。
【0005】このようなハンプ現象による伝達トルクの
急激な変化は、上記の如きビスカスカップリングを前輪
駆動車の左右車輪間の動力伝達系に差動制限装置として
使用した場合に、車両の走行安定性に悪影響を及ぼすと
いった問題がある。
【0006】そこで、本発明の目的は上記課題を解消す
ることにあり、ハンプ現象を生じることなく高効率のト
ルク伝達が可能で、構造が簡単なビスカスカップリング
を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、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、第1の伝達部材と非回転
的に係合した第1のプレートと、該第1のプレートと前
記作動室内で交互に配置されると共に第2の伝達部材と
非回転的に係合した第2のプレートとを有するビスカス
カップリングにおいて、前記第1及び第2のプレート
は、それぞれ前記第1及び第2の伝達部材と係合する係
合周縁部と反対側の周縁部に半径方向に延びる複数のス
リットを有すると共に、前記第1のプレートのスリット
が前記第2のプレートのスリット間周方向幅よりも広く
周方向に沿って設けられた幅広部をスリット閉塞端側に
備えており、互いに隣接するプレート対向面がどのよう
な相対回転位置においても常に同じ半径方向位置で回転
軸線方向に連通する開口を構成することを特徴とするビ
スカスカップリングにより達成される。
【0008】
【作用】第1及び第2のプレートは、前記第1のプレー
のスリットが前記第2のプレートのスリット間周方向
幅より広く周方向に沿って設けられた幅広部をスリット
閉塞端側に備えており、常に同じ半径方向位置において
互いに隣接するプレート対向面が回転軸線方向の開口を
有するように構成されている。そこで、第1の伝達部材
と第2の伝達部材の間に回転数差が生じて粘性流体の膨
張により作動室内の内部圧力が上昇しても、相対回転方
向に係わらず圧力が各プレートの両面側に均一に作用
し、各プレートの両面側に圧力差が生じるのを防ぐこと
ができる。
【0009】
【実施例】以下、添付の図1乃至図4及び図に基づい
て本発明の一実施例を詳細に説明する。以下、左右の方
向とは図1での左右の方向であり、その左方はこの車両
の前方(図の上方)に相当する。
【0010】まず、図により本発明の一実施例を用い
た前輪駆動車(FWD車)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)、前車
軸8,9、等速継手2,4、左右の前輪11,13 、左右の
後輪21,23 などから構成されており、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に
より等速継手2,4を介して左右の前輪11,13 を駆動す
る。フロントデフ5の右のサイドギヤ7に連結された右
の前車軸9とデフケース6との間には本実施例のビスカ
スカップリング19が配置され、フロントデフ5の差動制
限を行う。
【0011】次に、図1乃至図4によりビスカスカップ
リング19の構成を説明する。ハウジング33(第1の伝達
部材)とハブ35(第2の伝達部材)は相対回転自在に配
置されている。ハウジング33は一体のスプライン37によ
りデフケース6に連結され、エンジン1からの駆動力に
より回転駆動される。ハブ35はスプライン41により右の
前車軸9に連結されている。
【0012】ハウジング33とハブ35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。更に、ハウジング33と
ハブ35の間にはXリング47,49 (断面がX字状のシー
ル)とバックアップリング51,53が配置され作動室45を
液密に保っている。
【0013】図2に拡大して示したように、作動室45の
内部ではアウタープレート72(第1のプレート)とイン
ナープレート57(第2のプレート)とが交互に配置され
ている。アウタープレート72はハウジング33内周との間
に設けられたスプライン係合手段63により軸方向移動自
在にスプライン連結されており、各アウタープレート72
の間にはスペーサリング61が配置されている。インナー
プレート57はハブ35外周との間に設けられたスプライン
係合手段62により軸方向移動自在にスプライン連結され
ている。
【0014】図3に示すように、各インナープレート57
の内周縁部にはハブ35とスプライン係合するためのスプ
ライン歯列67が形成されており、その外周縁部には半径
方向内方に延びると共に半径に対して周方向に対称な開
口形状の複数のスリット65が等間隔に形成されている。
又、図4に示すように、各アウタープレート72の外周縁
部にはハウジング55とスプライン係合するためのスプラ
イン歯列66が形成されており、その内周縁部には半径方
向外方に延びると共に半径に対して周方向に対称な開口
形状の複数のスリット73が等間隔に形成されている。
に、アウタープレート72に形成されたスリット73は、イ
ンナープレート57に形成された各スリット65のスリット
周方向幅L 1 よりも狭い各スリット間の周方向幅L 4
有する幅広部75をスリット閉塞端側に備えており、スリ
ット73及びスリット65は異なる周方向ピッチを有してい
る。
【0015】即ち、作動室45内に交互に配設されたアウ
タープレート72及びインナープレート57は、互いに隣接
するプレート対向面がどのような相対回転位置において
も常に同じ半径方向位置で回転軸線方向に連通する開
構成することができる。そこで、ハウジング33とハブ
35の間に回転数差が生じ、アウタープレート72とインナ
ープレート57により作動室45内のシリコンオイルが攪拌
されて内部温度が上昇し、該シリコンオイルが膨張する
ことにより作動室45内の内部圧力が上昇しても、相対回
転方向に係わらず圧力が幅広部75により構成された前記
開口を通じて各プレートの両面側に均一に作用する。
又、前記幅広部75はスリット閉塞端側に形成されてお
り、互いに隣接するプレート対向面の対向面積を必要以
上に減らして伝達トルクを低下させたり、アウタープレ
ート72の強度を低下させることがない。
【0016】従って、各プレートの両面側には圧力差が
生じないので、インナープレート57が軸線方向に移動し
てアウタープレート55と直接に接触するのを防止するこ
とができる。
【0017】次に、図の車両の動力性能に即した上記
ビスカスカップリング13の動作について説明する。先
ず、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11,13 側に分割出力
されており、ハウジング33はデフケース6と共に回転
し、ハブ35は右のサイドギヤ7に連結された右の前車軸
9と共に回転する。そこで、ハウジング55とハブ35の間
に回転数差が生じるとシリコンオイルの剪断抵抗により
アウタープレート72とインナープレート57との間に差動
制限力が生じるので、悪路などで左右の前輪11,13 の一
方が空転しても空転側にだけ駆動力が流れることが防止
され、車両の走行力が維持される。この時、アウタープ
レート72とインナープレート57との間の相対回転に伴う
回転数差が大きいと差動制限力が強くなり、この回転数
差が小さいと差動制限力が小さくなり円滑な旋回が行え
る。
【0018】従って、この発明におけるインナープレー
ト57は、軸線方向に移動してアウタープレート72と直接
に接触するのを防止されているので、ハンプ現象による
伝達トルクの急激な変化が生じず、上記の如きビスカス
カップリング19をFWD車の左右車輪間の動力伝達系に
差動制限装置として使用した場合にも車両の走行安定性
に悪影響を及ぼすことがない。このように、上記ビスカ
スカップリング19は簡単な構造によって、ハンプ現象を
生じることなく高効率の差動制限が可能となる。
【0019】尚、前記インナープレート57及びアウター
プレート72は、上記実施例の形状に限定されるものでは
なく、種々の形状を採りうることは勿論である。例え
ば、前記アウタープレート72の代わりに、図5に示す様
なアウタープレート55を用いると共に、前記インナープ
レート57の代わりに、図6に示す様なインナープレート
70を用いることができる。
【0020】図6に示すように、前記インナープレート
70の内周縁部にはハブ35とスプライン係合するためのス
プライン歯列67が形成されており、その外周縁部には半
径方向内方に延びると共に半径に対して周方向に対称な
開口形状の複数のスリット71が等間隔に形成されてい
る。又、図5に示すように、前記アウタープレート55の
外周縁部にはハウジング33とスプライン係合するための
スプライン歯列66が形成されており、その内周縁部には
半径方向外方に延びると共に半径に対して周方向に対称
な開口形状の複数のスリット64が等間隔に形成されてい
る。更に、インナープレート70に形成されたスリット71
は、アウタープレート55に形成された各スリット64の間
の周方向幅L 2 よりも広いスリット周方向幅L 3 を有す
る幅広部74をスリット閉塞端側に備えており、スリット
64及びスリット71は異なる周方向ピッチを有している。
【0021】即ち、作動室45内に交互に配設されたアウ
タープレート55及びインナープレート70は、上記実施例
と同様に、互いに隣接するプレート対向面がどのような
相対回転位置においても常に回転軸線方向に連通する開
口を構成することができる。そこで、ハウジング33とハ
ブ35の間に回転数差が生じ、アウタープレート55とイン
ナープレート70により作動室45内のシリコンオイルが攪
拌されて内部温度が上昇し、該シリコンオイルが膨張す
ることにより作動室45内の内部圧力が上昇しても、相対
回転方向に係わらず圧力が幅広部74により構成された前
記開口を通じて各プレートの両面側に均一に作用する。
又、前記幅広部74はスリット閉塞端側に形成されてお
り、互いに隣接するプレート対向面の対向面積を必要以
上に減らして伝達トルクを低下させたり、インナープレ
ート70の強度を低下させることがない。 更に、本発明に
おける幅広部の形状も上記各実施例における幅広部74,7
5 の形状に限定されるものではなく、互いに隣接するプ
レート対向面がどのような相対回転位置においても常に
同じ半径方向位置で回転軸線方向に連通する開口を構成
するものであれば良い。例えば、スリット閉塞端側近傍
にスリットとは別に開口を穿設し、周方向に沿って設け
られた実質的な幅広部を構成しても良い。更に、上記ハ
ウジング及びハブの形状も、動力伝達装置の形式に伴っ
て種々の形状を採りうる。
【0022】
【発明の効果】本発明のビスカスカップリングによれ
ば、第1の伝達部材と第2の伝達部材の間に回転数差が
生じて粘性流体の膨張により作動室内の内部圧力が上昇
しても、相対回転方向に係わらず圧力が各プレートの両
面側に均一に作用し、各プレートの両面側に圧力差が生
じるのを防ぐことができるので、軸線方向に移動可能な
一方のプレートが該プレートの両面側に生じた圧力差に
よって回転軸線方向に移動して他方のプレートと直接に
接触するハンプ現象を防止することができる。従って、
ハンプ現象を生じることなく高効率のトルク伝達が可能
で、構造が簡単なビスカスカップリングを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に基づくビスカスカップリン
グの縦断面図である。
【図2】図1に示したビスカスカップリングの部分拡大
図である。
【図3】図1に示したインナープレートの正面図であ
る。
【図4】図1に示したアウタープレートの正面図であ
る。
【図5】本発明の他の実施例に基づくアウタープレート
の正面図である。
【図6】本発明の他の実施例に基づくインナープレート
の正面図である。
【図7】図1に示したビスカスカップリングを用いた車
両の動力系を示すスケルトン機構図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 等速継手 3 トランスミッション 4 等速継手 5 フロントデフ 6 デフケース 7 サイドギヤ 8 前車軸 9 前車軸 11 前輪 13 前輪 19 ビスカスカップリング 21 後輪 23 後輪 33 ハウジング(第1の伝達部材) 35 ハブ(第2の伝達部材) 37 スプライン 41 スプライン 45 作動室 47 Xリング 49 Xリング 51 バックアップリング 53 バックアップリング 57 インナープレート(第2のプレート) 61 スペーサリング 62 スプライン係合手段 63 スプライン係合手段 65 スリット 66 スプライン歯列 67 スプライン歯列 72 アウタープレート(第1のプレート) 73 スリット 75 幅広部

Claims (1)

    (57)【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、第1の
    伝達部材と非回転的に係合した第1のプレートと、該第
    1のプレートと前記作動室内で交互に配置されると共に
    第2の伝達部材と非回転的に係合した第2のプレートと
    を有するビスカスカップリングにおいて、前記第1及び第2のプレートは、それぞれ前記第1及び
    第2の伝達部材と係合する係合周縁部と反対側の周縁部
    に半径方向に延びる複数のスリットを有すると共に、前
    記第1のプレートのスリットが前記第2のプレートのス
    リット間周方向幅よりも広く周方向に沿って設けられた
    幅広部をスリット閉塞端側に備えており、互いに隣接す
    るプレート対向面がどのような相対回転位置においても
    常に同じ半径方向位置で回転軸線方向に連通する開口を
    構成する ことを特徴とするビスカスカップリング。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6298033A (ja) * 1985-10-22 1987-05-07 Honda Motor Co Ltd 粘性継手
DE3702299C1 (de) * 1987-01-27 1988-03-10 Viscodrive Gmbh Fluessigkeitsreibungskupplung

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