JPH01158233A

JPH01158233A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JPH01158233A
Application number: JP31523887A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hagiwara; 誠萩原
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1989-06-21
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH086762B2

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、車両１機械等に用いられる動力伝達装置に
関する。

（従来の技術）従来の動力伝達装置としては、例えば第４図に示すよう
なものがある（特開昭６１−８５９１８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は従動軸に連結された第２回転部材であり
、この第１回転部材１０１と第２回転部材１０２とは相
対回転可能であφ。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１
０５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の間および第２抵抗板１０５の間にはそれぞ
れ皿ばね１０６，１０７が介装されている。また、作動
室１０３には押圧体１０８が収納され、この押圧体１０
８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は相対回転して粘性流体をｇｇ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から送給されだ液圧媒体の作用を受けるピ
ストン１１０によって抑圧体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、この種の動力伝達装置は、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
られたものがある。この場合にも左右輪の差動を迅速に
制限するために、同じように抑圧体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
粘性流体の剪断抵抗を大きくする。

（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。

しかし、このような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）このような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
、前記作動流体を磁性流体とし、この磁性流体の見掛粘
度を磁界により変化させるとともに、この磁界により影
響を受ける前記第１抵抗板と第２抵抗板との間に、摩擦
係数の小さい滑性部材を介装する構成としたものである
。

（作用）磁性流体に磁力線を通して磁界をつくると、この磁性流
体の見掛粘度は即時に高くなるとともに、第１抵抗板と
第２抵抗板との間隔は小さくなる。このため、この磁性
流体の第１抵抗板と第２抵抗板による剪断抵抗は即時に
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、即時に高くなった作動流体の剪断力をトルクとして
後輪へ迅速に伝達することができる。また、このとき後
輪へ伝達されるトルクは磁界の強さに応じて大きくなる
が、第１抵抗板と第２抵抗板との間には滑性部材が介装
されているので、磁界を強くしても第１抵抗板と第２抵
抗板の接触による急激な立ち上りは起らずにこの磁界の
強さに比例して直線的に立ち上る。その結果、トルクを
路面状況や走行条件に応じて容易に制御することができ
、車両を一層安定して走行させることができる。次に、
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。

（実施例）以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３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、構成を説明する。第１図において、１はエンジン
、トランスミッション等と連結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
）、この一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１０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１３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
は磁性材料（例えば、炭素０．０５〜０．１％炭素鋼）
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砥抗板１６は、内側円＠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（Ｆｅ３０４　）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（固液混相流体における一方
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、外側円筒１０の周方向
にコイルが巻回された電磁石１７を、外側円筒１０の外
周側に配設する。電磁石１７は磁性材料の保持体１８に
包持され、この保持体１８は外側円筒１０の外周側近傍
まで延設されたベアリングケース２と、これと対向する
とともに右側端壁部材１２に回転自在に支持された支持
部材１９に、ボルト２０．２１によって固定されている
。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、外側円筒１０の中央部１０ａは非磁性材料（例え
ば、１８−８ステンレス鋼）とし、この両側部１０ｂは
磁性材料（例えば、炭素０．０５〜０９１％の炭素鋼）
としており、中央部１０ａと両側部１０ｂとは溶接など
によって固着されている。

ここで、第１抵抗板１５および第２抵抗板１６は磁性材
料からなっているので、電磁石１７に励磁電流を流すと
磁界によってこの第１抵抗板１５と第２抵抗板１６とは
引き寄せられて接触しようとする。第１抵抗板と第２抵
抗板１６との摩擦接触を阻止するために、第２図にも示
すように第１抵抗板１５と第２抵抗板１６との間には、
ａ！擦係数が小さい滑性部材としてフッ素樹脂製の、例
えばテフロン（デュポン社の商品名）製のワッシャ２９
が介装されている（ワッシャ２９は第１で抵抗板１５又
は第２抵抗板１６に一体的に形成してもよい）。なお、
複数の第２抵抗板１６外周部分にはそれぞれスペーサリ
ング３０が介装されており、このスペーサリング３０に
よっても第１抵抗板１５と第２抵抗板１６とが接触する
のがある程度は阻止されている。

右側端壁部材１゛２はプロペラシャ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材２４．２５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本発明の動力伝達装置６が
介設されているめ、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１
３とは同時に回転する。

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８は、エンジンから直接駆動されるが前輪の路面
から受ける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１
５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
すような方向に磁力線Ｃが通り、磁界ができる。すなわ
ち、作動室１４内においては第１抵抗板１５および第２
抵抗板１６の剪断方向に対して、略垂直の方向に磁力線
が通る。このように、磁力線が第１抵抗板１５および第
２抵抗板１６の剪断方向に対して略垂直の方向に通ると
、磁性流体は前記剪断方向におけ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に脱出させる。

ところで、電磁石１７に励磁電流を流すと、このときで
きる磁界によって磁性材料からなる第１抵抗板１５と第
２抵抗板１６とは相互に引き寄せられ、この第１抵抗板
１５と第２抵抗板１６との間隔は小さくなる。このため
、励磁電流の強さに応じて、第１抵抗板１５と第２抵抗
板１６とによって剪断される磁性流体の剪断抵抗は高く
なり、後輪へ伝達されるトルクが高くなる。ここで、第
１抵抗板１５と第２抵抗板１６との間に、摩擦係数の小
さい滑性部材が介装されていなければ、第１抵抗板１５
と第２抵抗板１６とはＪ！Ｊ擦接触することになる。こ
の場合には、励磁電流Ａの強さに応じて後輪へ伝達され
るトルクＴは、第３図に示すように急激に立ち上がる特
性イとなる。しかし、この発明にあっては、第１抵抗板
１５と第２抵抗板１６との間には、滑性部材としてのテ
フロン製のワッシャ２９が介装されているので、第１抵
抗板１５と第２抵抗板１６とが相互に引き寄せられても
、このワッシャ２９に遮られてｇｉｌｌ’接触するよう
なことはない。このため、第１抵抗板１５と第２抵抗板
１６とは、ワッシャ２９に接触してもこれ等間の摩擦力
が小さいのでルトクＴは前記のような急激に立ち上がる
特性イを示さず、励磁電流Ａの強さに比例した直線（リ
ニア）的な特性口を示す。このように、後輪へ伝達する
トルクＴは直線の特性を示すので、励磁電流Ａの強さを
変えればこのトルクＴを容易に制御することができる。

したがって、路面状況や走行条件に応じて電磁石１７に
流す励磁電流Ａの強さを変えれば、前記トルクＴを容易
に制御することができ、車両を一層安定して走行させる
ことができる。

なお、第１抵抗板１５と第２抵抗板１６との間に滑性部
材としてテフロン製のワッシャ２９を介装したが、これ
に限らず、第１抵抗板１５又は第２抵抗板１６にテフロ
ン等滑性部材の小片等を貼り付け、抵抗板同士が直接接
触しない様にしてもよく、第１抵抗板１５と第２抵抗板
１６のそれぞれにテフロン層を積滞してもよく、またこ
れらの問にニードルベアリング等を介装してもよい。

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
。

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
回転数差は本発明で言う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］以上説明したようにこの発明によれば、粘性流体を磁性
流体とし、この磁性流体の見掛粘度を磁界により変化さ
せたことにより、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、即時に高くな
る剪断力をトルクとして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、磁界により影響を受ける第１抵抗板と第２抵抗板
との間にｒ！ｉ擦係数の小さい滑性部材を介装したので
、後輪へ伝達されるトルクは磁界の強さに比例して直線
的に大きくなる。したがって、路面状況や走行条件に応
じて磁界の強さを変れば、前記トルクを容易に制御する
ことができ、車両を一層安定して走行させることができ
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図ないし第３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り、第１図はこの動力伝達装置の断
面図、第２図は第１図における■矢視部拡大断面図、第
３図は励ｖ！１電流の強さ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４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２９・・・滑性部材３１・・・磁性流体代理人　弁理士　三　好　保　男第３図薬４図

Claims

【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、前記作動流体を磁性流体とし、この磁性流体の
見掛粘度を磁界により変化させるとともに、この磁界に
より影響を受ける前記第１抵抗板と第２抵抗板との間に
、摩擦係数の小さい滑性部材を介装したことを特徴とす
る動力伝達装置。
（２）　前記滑性部材をフッ素樹脂製のワッシャとした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の動力伝達
装置。