JPH01182633A - 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
Ｍ２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、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、後輪の差動を迅速に制限するのに、ピスト
ン１１０によって押圧体１０８を移動させる方式を採っ
ていた。

一般的に、このように機械的な方式にあっては、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］ （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、前記粘性流体が剪断される方向と交差する方
向に磁力線を通す電磁石を設ける構成としたものである
。

（作用） 粘性流体にこれが剪断される方向と交差する方向に磁力
線を通して磁界をつくると、第１抵抗板と第２抵抗板に
よる剪断抵抗が即時に高くなる。

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
、後輪へ即時に高くなった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内には粘性流
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、例えば直径が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その強さにより見掛粘度（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ために、第１
低抗板１５と第２抵抗板１６とによって剪断される方向
と交差する方向（垂直方向が望ましい）に磁力線を通し
て磁界をつくる（磁場中の磁性流体の見掛粘度は、磁力
線に対し垂直方向が最も大きくなるため）。すなわち、
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１０
ａ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
〜０．１％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。

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が設
けであるためプロペラシャフト側へはトルクがほとんど
伝達されず、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
すような方向に磁力線が通り、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、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１ｉｆｉ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ぎ
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
向上さぼることができる。

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磁性流体の剪断抵抗を低く抑
える。

また、磁性流体の代りにシリコンオイル等の粘性流体と
、磁性材料から成る抵抗板を用いてもよい。

［発明の効果コ 以上説明したようにこの発明によれば、粘性流体が剪断
される方向と交差す・る方向に磁力線を通す電磁を設け
たことにより、前記粘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、このビスカスカップリン
グを、自動車の動力伝達系路に設けた場合には、粘性流
体の剪断抵抗を即時に高くすることができ摩擦係数の高
い方の車輪に大きなトルクが迅速に伝達することができ
る。

すなわち、トルクの摩擦係数の高い車輪への伝達の応答
性及び伝達トルク場を向上させることができる。その結
果、車両が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。

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すグラフである。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 ３１・・・粘性流体（磁性流体） 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抵抗板とによつて
   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、前記粘性流体が剪断される方向と交差する方向
   に磁力線を通す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。