JPH01158231A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、作動流体を利用した動力伝達装置に関する
。

（従来の技術） 従来の動力伝達装置としては、所謂動力伝達Ｓｉ置と呼
ばれる例えば第３図に示すようなものがある（特開昭６
１−６５９１８号公報参照）。同図において、１０１は
駆動軸に連結された第１回転部材で、１０２は従動輪に
連結された第２回転部材であり、この第１回転部材１０
１と第２回転部材１０２とは相対回転可能である。第１
回転部材１０１と第２回転部材１０２とによって密閉状
の作動室１０３が画成されており、この作動室１０３に
は粘性流体が充填されている。作動室１０３には第１抵
抗板１０４および第２抵抗板１０５が収装され、この第
１抵抗板１０４および第２抵抗板１０５はそれぞれ第１
回転部材１０１および第２回転部材１０２に交互にスプ
ライン結合されている。第１抵抗板１０４の問および第
２抵抗板１０５の間にはそれぞれ町ばね１０６．１０７
が介装されている。また、作動室１０３には抑圧体１０
８が収納され、この押圧体１０８は導管１０９から送給
されだ液圧媒体の作用を受けるピストン１１０によって
同図中左右方向に移動される。

この動力伝達装置は、例えばフロントエンジンフロント
ドライブ（ＦＦ）ベースの四輪駆動車のトランスファと
プロペラシャフトとの間に介設されており、第１回転部
材１０１および第２回転部材１０２はそれぞれトランス
ファおよびプロペラシャフトと連結されている。前輪が
路面摩擦係数の低い悪路でスリップすると、前輪と後輪
の間には回転数差が生じる。このため、第１抵抗板１０
４と第２抵抗板１０５は相対回転じて粘性流体を剪断す
る。このときの粘性流体の剪断力がトルクとして後輪へ
伝達され、この後輪によって車両を押し出してスリップ
状態から脱出している。

このとき、後輪に大きなトルクを迅速に伝達するために
、導管１０９から送給された液圧媒体の作用を受けるピ
ストン１１０によって押圧体１０８を第３図中左方向へ
移動させて、第１．第２抵抗板１０４，１０５の間隔を
小さくするとともに、粘性流体の充填率を高くして剪断
抵抗を高くする。

また、動力伝達′！Ａ置は、他に例えば車両の左右輪の
差動回転を制限するための差動制限装置として用いられ
たも、のかある。この場合にも左右輪の差動を迅速に制
限するために、同じように押圧体１０８を移動させて、
第１．第２抵抗板１０４゜１０５の間隔を小さくして、
粘性流体のＴｙ１１１７ｉ抵抗を大きくする。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の動力伝達装置にあって
は、後輪に大きなトルクを迅速に伝達するのに、ピスト
ン１１０によって抑圧体１０８を移動させる方式を採っ
ていた。

このように機械的方式にあっては、後輪に大きなトルク
を迅速伝達したり、あるいは左右輪の差動を迅速に制限
するのには、その迅速性において限界があった。すなわ
ち、トルクの伝達や差動制限の応答性が悪いという問題
点があった。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） このようｔ【問題点を解決するために、この発明にあっ
ては、相対回転可能なＷｉ１回転部材および第２回転部
材と、この第１回転部材および第２回転部材のそれぞれ
に交′互に係合された第、１抵抗板および第２抵抗板と
、この第１抵抗板および第２抵抗根が収装され、前記第
１回転部材と第２回転部材とによって画成された作動室
と、この作動室に封入され、前記第１抵抗板と第２抵抗
板とによって剪断される作動流体とを備えた動力伝達装
置において、前記作動流体の見掛粘度を高くするか、ま
たは前記第１抵抗板と第２抵抗板との間隔を小ざくして
、この作動流体の剪断抵抗を即時に高くづ−る電磁石を
、前記第１回転部材および第２回転部材の軸方向に配設
した構成としたものである。

（作用） 電磁石の磁界によって作動流体の見掛粘度を＾くするか
、または第１抵抗板と第２抵抗板との間隔を小さくする
と、この作動流体の剪断抵抗は即時に高くなる。したが
って、この動力伝達装置をＦＦベースの四輪駆動車に適
用したときには、前輪がスリップすると、後輪へトルク
を迅速に伝達することができる。また、この動力伝達装
置を差動制限装置に用いたときには、左右輪の差動を迅
速に制限することができる。加えて、電磁石を第１回転
部材および第２回転部材の軸方向であって、この第１回
転部材および第２回転部材の側方に配設したので、電磁
石はこの第１回転部材および第２回転部材の径方向に嵩
ばらず、動力伝達装置は全体としてコンパクトになる。

（実施例） 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図はこの発明に係る動力伝達装置の一
実施例を示す図である。この実施例はＦＦベースの四輪
駆動車のトランスファとプロペラシャフトとの間に、動
力伝達装置を介設した例である。

まず、構成を説明Ｊる。第１図において、１はエンジン
のトルクがトランスミッションから伝達されるトランス
ファのケースであり、このケース１はベアリングケース
２、一対の円すいころ軸受３（ただし一対のうち一方の
みを図示）、この−対の円すいころ軸受３間に介装され
たスペーサ４等を介して、トランスファの出力軸５を回
転自在に支持している。

この出力軸５とプロペラシャフト（図示せず）との間に
は動力伝達装置として動力伝達装置６が介設されている
。すなわち、出力軸５とスプライン結合するインナーハ
ブ７と、このインナーハブ７に固着された内側円筒８と
からなる第１回転部材９が、出力軸５と一体回転するよ
うに取り付けられている。第１回転部材９の外側には、
内側円筒７と同一軸線となるように配された外側円筒１
０と、この外側円筒１０の両側端に固着された左側端壁
部材１１と右側端壁部材１２とからなる第２回転部材１
３が配設されている。

第１回転部材９と第２回転部材１３とによって密閉状の
作動室１４が画成されており、作動室１４内には作動流
体として磁性流体３１が封入されている。作動室１４に
は非磁性材料（例えば、１８−８ステンレス鋼）の第１
抵抗板１５および第２抵抗板１６が収納され、この第１
抵抗板１５および第２抵抗板１６は、内側円筒８の外周
壁および外側円筒１０の内周壁にそれぞれ交互にスプラ
イン結合している。このため、第１回転部材９と第２回
転部材１３とが相対回転するときには、第１抵抗板１５
と第２抵抗板１６とが相対回転して磁性流体３１を剪断
する。

ところで、磁性流体３１は、直径が１０°８ｍのマグネ
タイト（Ｆｃ　３０４　）の微粒子をシリコンオイルの
溶媒中に分散させた固液混相流体であり、この固液混相
流体は磁場の中では見掛粘度（固液混和流体における一
方向の粘度）が変化する。ここで、この磁性流体３１に
おいて、第１抵抗板１５と第“２抵抗板１６による剪断
方向の見掛粘度を高くする。そのために、外側内５１０
の周方向にコイルが巻回された電磁石１７を、第１回転
部材９および第２回転部材１３の軸方向であって、この
第１回転部材９および第２回転部材１３の側方に配設す
る。すなわら、磁性材料の保持体１８に包持された電磁
石１７は、第１回転部材１３および第２回転部材９の軸
方向であってこれらの側方のベアリングケース２に固設
されている。このため、電磁石１７を第１回転部材１３
の径方向であって、第１回転部材１３に並列して設けた
場合に比べ電磁石１７は第１回転部材１３の径方向に嵩
ばらなくなる。ここで保持体１８の外周端部は外側円筒
１０の軸線方向であって、この保持体１８に向けて取り
付けられた第１磁気誘導部材２７と隙間を設けて対向し
ている。また、この保持体１８の内周端部には、左側端
壁部材１１に向けてこれと隙間を設けて対向する第２！
！気誘導部材２８が固着されている。

電磁石１７に励磁電流を流すと、第１図に示すように磁
力線Ｃが通るが、この磁力線が作動室１４内を通るよう
に、左側端壁部材１１の中央部１１ａは非磁性材料（例
えば、１８−８ステンレス鋼）とし、この両側部１１ｂ
は磁性材料（例えば、炭素０．０５〜０．１％の炭素ｔ
Ｘ＞としており、中央部１１ａと両側部１１ｂとは溶接
などによって固着されている。

右側端壁部材１２はブロベラシ１１フトと連結されてお
り、このため第２回転部材１３に伝達されたトルクはプ
ロペラシャフト、差動装置、後輪駆動軸等を介して後輪
へ伝達される。左側端壁部材１１と右側端壁部材１２と
は、それぞれインナーハブ７と出力軸５にニードル゛軸
受２２ところがり軸受２３とを介して支持されている。

なお、左側端壁部材１１および右側端壁部材１２とイン
ナーハブ７との間にはそれぞれシール部ｖＩ２４．２５
が介装されている。

次に作用を説明する。車両が舗装道路において直進走行
するとき、エンジンの゛トルクはトランスミッションか
ら前輪駆動軸とトランスファへ伝達されるが、トランス
ファとプロペラシャフトの間に動力伝達装置が介設され
ているため、略前輪駆動車として走行する。このとき、
動力伝達装置６の第１回転部材９と第２回転部材１３と
は略同−速度回転する。

次に、車両が路面摩擦係数の小さな悪路を走行するとき
に前輪がスリップすると、前輪駆動軸と連結する第１回
転部材９は、エンジンから直接駆動されるが前輪の抵抗
が少なくなっているために、この前輪に伝達されたトル
クは小さくしか発揮されない。ここで、後輪がエンジン
側回転数（前輪駆動軸）より少く回転しているので、後
輪駆動軸と連結する第２回転部材１３は第１回転部材９
より少く回転する。このため、前輪駆動軸と後輪駆動軸
との間、すなわち第１回転部材９と第２回転部材１３と
の間には回転数差が生じ、第１抵抗板１５と第２抵抗板
１６とは相対回転して磁性流体を剪断する。

このとき、電磁石１７に励磁電流を流すと、第１図に示
すような方向に作動室１４内を磁力線が通り、磁界がで
きる。このように、磁力線が作動室１４内を通ると、磁
性流体は前記剪断方向にお１ノる見掛粘度が即時に高く
なる。このため、磁性流体は前記剪断方向における剪断
抵抗が即時に高くなる。したがって、磁性流体の剪断力
は即時に大きくなり、この大きな剪断力をトルクとして
後輪駆動軸から後輪へ迅速に伝達することができる。

すなわち、トルクＴの後輪への伝達の応答性を向上させ
ることができる。その結果、後輪が車両を押し出して、
前輪をスリップしている状態から迅速脱出させる。

ここで、電磁石１７は第１回転部材１３および第２回転
部材９の軸方向であって、この第１回転部材１３および
第２回転部月９の側方に配設されているので、これを第
１回転部材１３に径方向に並列して設けた場合に比べ、
この電磁石１７は第１回転部材１３の径方向に嵩ばらな
くなり、動力伝達１殖６は全体としてコンパクトになっ
ている。

したがって、この動力伝達装置６を車体のフロアの下に
配設しても、無理なく納まるり、悲路走行中に路面に接
触したりすることがない。

また、第１抵抗板１５と第２抵抗板１６とが磁性流体を
剪断するとき、この作動室１４には高熱が発生ずる。し
かし、電磁石１７は第１回転部材１３の側方に配設した
ので、作動室１４内の高熱は電磁石１７に遮られること
なく外部へ放熱することができる。したがって、この動
力伝達装置６の冷却効果を向上させることができる。

一方、トルクの後輪への伝達の応答性を向上させるため
に、作動流体としてマグネタイトの微粒子をシリコンオ
イルの中に分散させた磁性流体を用いたが、これに限ら
ずシリコンオイル（粘性流体）だけでもよい。この場合
には、作動室１４に収納された第１抵抗板１５および第
２抵抗板１６は非磁性材料ではなく磁性材料（例えば、
炭素０゜０５〜０．１％の炭素ａｌｌ）とする。電磁石
１７に励磁電流を流すと、作動室１４内に磁力ｆｌＣが
通って磁界ができる。第１抵抗板１５および第２抵抗板
１６は磁性材料でできているので、この第１抵抗板１５
および第２抵抗板１６は相互に引き寄せられて、図面上
作動室１４の左側に集まろうとする。第１抵抗板１５と
第２抵抗板１６とはその間隔が小さくなり、場合によっ
ては接触する。このため、第１抵抗板１５と第２抵抗板
１６とによって剪断される作動流体の剪断抵抗は即時に
高くなる。したがって、作動流体の剪断力は即時に大ぎ
くなって、この大きな剪断力をトルクとして後輪駆動軸
から後輪へ迅速に伝達することができる。

さらにより高い伝達トルク時性を得ようとした場合には
、磁性体製の抵抗板として、さらに、作動流体を磁性流
体とすることもできる。

ところで、第１回転部材９と第２回転部材１３との差！
７１＠転数ΔＮに応じて後輪へ伝達されるトルクＴは、
電磁石１７に流す励磁電流の強さを変えれば、第２図に
示すように励ｍ電流を流さないときの特性Ａと、最大電
流を流したときの特性Ｂとの間の特性にすることができ
る。したがって、路面状況や走行条件に応じて電磁石１
７に流す励磁電流の強さを変えれば、前記トルクＴを所
望する特性にすることができ、車両は安定して走行する
ことができる。

一方、この動力伝達装置を、車両の左右輪の差動回転を
制限するための差動制限装置として用いるときにも、電
磁石に励磁電流を流すと、磁性流体の見掛粘度を即時に
高くすることができる。したがって、磁性流体の剪断抵
抗を即時に大きくして、左右輪の差動を迅速に制限覆る
ことができる。

すなわち、差動制限の応答性を向上させることができる
。

なお、車庫入れ等のとぎには、前輪駆動軸と後輪駆動軸
との間、また左右輪の間には回転数差が生じるが、この
回転数差は動力伝達装置で吸収させるので、このときは
励磁電流は切って磁性流体の剪断抵抗を低く抑える。

［発明の効果Ｊ 以上説明したようにこの発明によれば、電磁石の磁界に
よって作動流体の見掛粘度を高くするか、または第１抵
抗板と第２抵抗板との間隔を小さくすることにより、前
記磁性流体の剪断抵抗を即時に高くすることができる。

したがって、この動力伝達装置を、例えばＦＦベースの
四輪駆動車のトランスファーとプロペラシャフトとの間
に介設したときには、トルクを後輪へ迅速に伝達するこ
とができる。すなわち、トルクの後輪への伝達の応答性
を向上させることができる。その結果、後輪が車両を押
し出して、前輪をスリップしている状態から迅速に脱出
させることができる。

また、電磁石を第１回転部材および第２回転部材の軸線
方向であって、この第１回転部材Ｊ３よび第２回転部材
の側方に配設したので、この電磁石は第１回転部材の径
方向に嵩ばらなくなり、動力伝達装置は全体としてコン
パクトになる。したがって、この動力伝達ｖＬ費は、車
体のフロアの下に配設しても無理なく納まり悪路走行中
に接触したりすることがない。加えて、作動室内の高熱
を電磁石に遮られることなく外部へ放熱することができ
るので、この動力伝達装置の冷却効果を向上させること
ができる。

一方、この動力伝達装置を差動制限装置に用いたときに
は、左右輪の差動を迅速に制限することができる。すな
わち、差動制限の応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明に係るビスカスカップリ
ングの一実施例を示す図であり、第１図はこの動力伝達
装置の断面図、第２図は差動回転数に応じて後輪へ伝達
されるトルクの特性を示すグラフである。第３図は従来
の動力伝達装置を示す断面図である。 ９・・・第１回転部材 １３・・・第２回転部材 １４・・・作動室 １５・・・第１抵抗板 １６・・・第２抵抗板 １７・・・電磁石 ３１・・・作動流体 代理人　弁理士　三　好　保　男 ΔＮ 嘉２図 Ｍ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　相対回転可能な第１回転部材および第２回転部材と、
   この第１回転部材および第２回転部材のそれぞれに交互
   に係合された第１抵抗板および第２抵抗板と、この第１
   抵抗板および第２抵抗板が収装され、前記第１回転部材
   と第２回転部材とによって画成された作動室と、この作
   動室に封入され、前記第１抵抗板と第２抵抗板とによっ
   て剪断される作動流体とを備えた動力伝達装置において
   、前記作動流体の見掛粘度を高くするか、または前記第
   １抵抗板と第２抵抗板との間隔を小さくして、この作動
   流体の剪断抵抗を即時に高くする電磁石を、前記第１回
   転部材および第２回転部材の軸方向に配設したことを特
   徴とする動力伝達装置。