JPH01182629A - ビスカスカップリング - 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、粘性流体を利用したビスカスカップリング
に関する。

（従来の技術） 従来のビスカスカップリングとしては、例えば第３図に
示すようなものがある（特開昭６１−６５９１８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１０１と第２回転部材１０
２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
はそれぞれ叫ばね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。

このビスカスカップリングは、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ｒ！Ｉｆ！２係数の低い販路でスリップ
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１０４と第２抵抗板１０５は相対回転し
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。

このとぎ、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（して剪断
抵抗を高くする。

また、ビスカスカップリングは、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の間隔を小さくす
るとともに、粘性流体の剪断抵抗を大きくしている。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来のビスカスカップリング
にあっては、抵抗板の間隔を変化させる為に、回転する
ビスカスカップリング内部のピストン１１０に固定径で
ある外部の１ｆｆ１０’）から液圧を供給する等しなけ
ればならないが、回転系と固定系との間のシールが困難
であり、又ぼ械的な作動方式である為に応答性に限界が
あるという問題点があった。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） このような課題を解決するために、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
剪断される粘性流体とを備えたビスカスカップリングに
おいて、前記第１抵抗板および第２抵抗板を磁性材料と
し、各抵抗板の間隔を調節する電磁石を設ける構成とし
た。

（作用） 電磁石に励ｍ電流を流すと、作動室内には磁力線が通っ
て磁界ができる。このため、第１抵抗板および第２抵抗
板は相互に引き寄せられる。このため第１抵抗板と第２
抵抗板とのＩＩ隔は小くなり、粘性流体はその伝達可能
トルクが即時に高くなる。したがって、このビスカスカ
ップリングを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、即時に高くなったトルクを
後輪へ迅速に伝達することができる。また、このビスカ
スカップリング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、ビスカスカップリング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
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聞に介装され
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
はビスカスカップリング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１
２とからなる第２回転部材７３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内には粘性流
体としてのシリコンオイルが封入されている。作動室１
４には磁性材料（例えば、炭素０．０５〜０．１％の炭
素鋼）の第１抵抗板１５およびＭ２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ぎには、第
１抵抗板１５と第２抵抗板１６とが相対回転してシリコ
ンオイルを剪断する。また、複数の第２抵抗板１６の外
周部分のそれぞれの間はスペーサリング２６が介装され
ている。

外側円筒１０の周方向にコイルが巻回された電磁石１７
が、外側円筒１０の外周側に配設されている。電磁石１
７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、１−８−８ステンレス
ＩＪ４）とし、この両側部１０ｂは磁性材料（例えば、
炭素０，０５〜０．１％の炭素鋼）としており、中央部
１０ａと両側部１０ｔｌ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２
２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？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ビスカスカップリング６が
介設されているため前輪駆動車として走行する。このと
き、ビスカスカップリング６の第１回転部材９と第２回
転部材１３とは一体的に回転する。

次に、車両が路面ａ！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
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！！電流を流すと、第１図に
示すような方向に磁力線が通り、磁界ができる。このよ
うに、作動室１４内に磁力線が通って磁界ができると、
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、作動室１４の中央に集まろう
とする。

しかし、第２抵抗板１６の外周部分の間にはスペーサリ
ング２６が介装されているので、第１抵抗板１５および
第２抵抗板１６はたわみ、この内周部分のみが中央に集
まろうとする。第１抵抗板１５の内周部分と第２抵抗板
１６の内周部分とはその間隔が小（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１
６とによって剪断されるシリコンオイルの剪断抵抗は即
時に高くなる。したがって、シリコンオイルの剪断力は
即時に大きくなり、この大きな剪断力をトルクとして後
輪駆動軸から横幅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。

ところで、第１回転部材９と第２回転部材１３との差動
回転数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、磁界の強さも
変化し、第１抵抗板１５および第２抵抗板１６のたわみ
役が変化して第１抵抗板１５と第２抵抗板１６との間隔
は変化する。

このため、第２図に示すように励磁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１７に流す励１１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、このビスカスカップリングを、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界ができ、第１抵抗
板および第２抵抗板は相互に引き寄せられて中央に集ま
る。シリコンオイル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、スペーサリングの代りに皿ばね等の弾性部材を用
いたり、又はスペーサリングを用いない等により、抵抗
板の間隔変化量を太き（することができる。又抵抗板を
全面で接触させることが可能となるので、より大きなト
ルクを伝達することができる。

ところで、車庫入れ等のときには、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、
この回転数差はビスカスカップリングで吸収させるので
、このときは励磁電流は切ってシリコンオイルの剪断抵
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、第１抵抗板およ
び第２抵抗板を磁性材料とし、電磁石の磁界によってこ
の第１抵抗板と第２抵抗板とを相互に引き寄せて、この
間隔を調節し、前記粘性流体の剪断抵抗を即時に変化さ
せるようにしたので、回転系と固定系の間のシール及び
、回転部材であるビスカスカップリングケースの液圧供
給用の穴が不要となり、ビスカスカップリングの密封性
及びケースの強度が向上するこのビスカス力・ツブリン
グを、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
高くなった粘性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。

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、このビスカスカップリングを差動制限
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図はこのビスカスカップリ
ングの断面図、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づグラフである。第３図は従来
のビスカスカップリング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 代理人　弁理士　三　好　　保　男

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回転部材とによつ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
   剪断される粘性流体とを備えたビスカスカップリングに
   おいて、前記第１抵抗板および第２抵抗板を磁性材料と
   し各抵抗板の間隔を調節する電磁石を設けたことを特徴
   とするビスカスカップリング。