JPH0238722A - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、車両等に用いられる動力伝）！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３図に示すよう
なビスカスカップリングと呼ばれるものがある（特開昭
６１−６５９１８号広報参照）。

同図において、１０１は駆動軸に連結された第１回転部
月で、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４４１０１と第２回転部４４１０２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ｆＩ肋苗室１０３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？とブロベラシＩＩ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？およびプロペラシャフトと連結されてい
る。前輪が路面摩原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Ｉｌ？ｉｖる。このときの粘性流体の剪断力がト
ルクど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、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
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
乙に、粘性流体の剪断抵抗を大ぎくしでいる。

（ｆｌ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、後輪におおきなトルクを迅速に伝達するの
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。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ｖ１限づるのには、その迅速性において
限界があった。Ｊ−なわち、トルクの伝達や差動ｖ１限
の応答性が悪いという課題があった。

［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Ｊ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抵抗仮および第２抵抗板と、このｍ１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
によって画成された作！７Ｊ至と、この作動室に封入さ
れ、前記第１低抗板と第２抵抗板とによって剪断される
作ｌＪ流体とを沿えた動力伝達Ｖｔｉ？２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、この磁性流体を永久磁
石によって作動室の略外周に向Ｇノで常時集めるように
した構成とするものである。

（作用） 路面状況によって、車体が傾くと、作！ＦＪＪ’１！内
には作ｆ）Ｊ流体の熱膨張を吸収する為の気体が作動流
体と共に封入されているので充填された磁性流体は傾き
、すなわち磁性流体は作動室のいずれかの壁面に片寄る
ことになる。磁性流体がいずれかの壁面に片寄ると、こ
の壁面の軸方向反対側の抵抗板は磁性流体を剪断しない
ので、磁性流体の剪断力は全体としてやや低下すること
になる。したがって、第１回転部材と第２回転部材との
間で伝達づるトルクがやや低下することになる又、停止
時においては作動室上部に気体が集まり、発進直後には
作動室外周部のトルク伝達の大きい部分に内にＪ３いて
片寄るということはない。このため、磁性流体は、第１
抵抗板と第２抵抗板によって確実に剪断されまた抵抗板
外周部で剪断するので、磁性流体の剪断カブなわら伝達
トルクが向上することになる。

（実施例） 首の一実施例を示す図である。この実施例はＦ「ペース
の四輪駆動車の前輪駆動軸と後輪駆動軸との間に本発明
における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は内燃ｄ関
であり、内！！ｎ関１から出力されたトルクは、クラッ
チ２を介してトランスミッション３へ伝達される。トル
クはトランスミッション３のドライブギア４からリング
ギア５を介して前輪側差動爾’Ｅｎ　Ｒ＄４６へ伝達さ
れ、ｒＷｒ輸駆動ｆ９１１７の左側輪部！１７Ｉ憎７ａ
と右側輸駆動軸７ｂに差動を与えることが可能に伝達さ
れる。差動ｍ　ｉ　ｇｉ構６のデフケース８に伝達され
たトルクは、動力伝達両車９へ伝達され、トランスファ
１０の方向度ＩＳ　ｍ小組１０ａによって直角に方向変
換される。直角に方向度１柴されたトルクは、ｆｈ力伝
達装置としてのビスカスカップリング１１を介してプロ
ペラシャフト１２へ伝達され、ドライブピニオン１３か
らリングギア１４を介して後輪側差＃Ｊ爾車ＩＩ描１５
へ伝達され、後輪駆動軸１６の左１１１１１＃Ｑ駆動軸
１６ａと右側輸駆動軸１６ｂに差動を与えることが可能
に伝達している。

ビスカスカップリング１１を第２図に示して説明りる。

エンジン１のトルクがトランスミッション３を介して伝
達されるトランスファ１０の出力軸２１どブロベラシ１
／フト１２との間にはビスカスカップリング］１が介設
されている。すなわら、出力軸２１には円筒部２２ａ、
２２ｂとインナーハブ２２Ｇからなる第１回転部４Ａ２
２が出力＠ＩＩ　２１に一体回転するようにスプライン
連結されている。第１回転８Ｉｌ材２２の外側には、イ
ンナーハブ２２Ｃと同一軸線となるように配された外側
円筒２３と、この外側円筒２３の両側端に固着された左
側端壁部４４２４と右側端壁部４４２５とから１．ｊる
第２回転部材２Ｇが配設さ゛れている。

第１回転部月２２と第２回転部月２６とににつて密＋７
１状の作Ｆ７１窄２７が画成されてＪ３す、作仙室２７
内には作動流体として磁性流体２８が月入されている。

作動室２７には非磁性材Ｅｌ　（例えば、１Ｂ−８ステ
ンレス鋼）の第１低抗板２９および第２低抗板３０が収
納され、この第１抵抗板２つおよび第２抵抗板３０は、
インナーハブ２２Ｃの外周壁および外側円筒２３の内周
壁にそれぞれ交ηにスプライン結合している。このため
、第１回転部月２２と第２回転部材２６とが相対回転す
るとさには、第１抵抗板２９と第２抵抗板３０とが相対
回転して磁性流体２８を剪断する。

ところで、磁性流体２８は、直径が１０’ａのマグネタ
イト（Ｆｅ２Ｃ）＋）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２８におい
て、第１低抗板２９と第２抵抗板３０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２３の周方
向にコイルが巻回された電磁石３１を、外側円筒２３の
外周側に配設Ｊる。？１磁石３１は磁性材料の保持体３
２に包装され、この保持体３２は指示部材３３によって
ベアリング３８を介して第２回転部４４２６に対してセ
ンタリングされているとともにトランスファケース等の
固定部Ｈに固着されている。電磁石３１に励磁電流を流
すと、第２図に示す−Ｊ：うに磁力線Ｃが通る。外側円
筒２３の外周壁であってこの良さ方向の中央部（作動苗
２７の中火近傍）には嵌入１苫３９が周方向に形成され
、この１医入溝３９には仝休が環状であって所面略矩形
の永久磁石４０が嵌入されて外側円筒２３にＪＩ’付１
プられている。このため、作動蛮２７内に充填された＆
４１刊流体２８１；を作動室２７の中火外周に向ｔノで
集められている。そのため、７ｐ体が傾いてｂ、ｌ４ｉ
ｆ’ｌ流体（４Ｌ永久磁石４０によって作動室２７の中
央外周に向けて集められているために、これツバ右側９
ぶ壁部材２４．２５のいずれかに片寄るということ（よ
ない。

一方、円筒部２２ａ、２２ｉ１と左右側端壁部月２４．
２５との間には、作ｆｊＪ窄２７を密閉するためのシー
ル部材３／Ｉ、３５が介装されている。；Ｌだ、円筒部
２２ａと左側Ｍ！部材２４との間、Ｊ３　、ｊ：び出力
軸２１と右側端壁部材２５との間にはそれぞれベアリン
グ３６．３７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
ηるとさ・、エンジン１σ月・ルクはトノンスミッショ
ン３から前輪駆動軸７とトランスファ１０へ伝達される
が、トランスファ１０とプロペラシャフト１２の間にビ
スカスカップリング１１が設けであるためプロペラシャ
フト１２側へはトルクがほとんど伝達されず、竹輪駆動
車として走行する。このときビスカスカップリング１１
の第１回転部材２２と第２回転部材２６とは同時に回転
する。

次に、車両がＴＩ面摩擦係数の小さな悪路を走行すると
きにＭ１輪がスリップすると、前輪駆動軸７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、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
７）より少なく回転しているので、後輪駆動軸１６と連
結する第２回転部材２６は前輪駆動軸７と１！！結する
第１回転部月２２より少なく回転する。このため、前輪
駆動軸７と後輪駆動軸１６との聞、すなわち第１回転部
材２２と第２回転部４１２６との間には回転差が生じ、
第１抵抗２９と第２抵抗板３０とは相対回転して磁性流
体２８を剪断する。

このとぎ、雷＆１１石３１に励磁電流を流すと、第２図
に示ずような方向に磁力線が通り、磁界ができる。すな
わら、作動室２７内においては第１抵抗板２９および第
２抵抗板３０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２９および
第２抵抗板３０の９ｇ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みかｌブ粘度が
１ｇ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ｒｆＪｌ
！ｙｉ力をトルクとして後輪駆動軸１６から後輪へ迅速
に伝達することができる。寸なわら、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。

ここで、路面状況によって車体が傾くと、作動室２７内
に充填された磁性流体２８は作動室内で片寄ろうとする
、しかし、車体が傾いても、磁性流体は永久磁石４０に
よって作動ｖ２７の中央に向けて集められているために
、これが左・右側端壁部Ｕ２４，２５のいずれかに片寄
るということはない。このため、磁性流体２８は第１抵
抗板２９と、第２抵抗板３０によって確実に剪断され、
磁性流体２８の剪断力が低下せずに向上することになる
。したがって、侵輸へ伝達するトルクはさらに大きくな
り、またトルクの後輪への伝達の応答性はさらに向上す
る。

なお、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ＩＦｉ流は切って磁性流体の剪断抵抗を低
く抑える。

ところで、電磁石３１に流−ｔ　ｆｆｉ流の流れを逆に
すると、磁力線の作動室２７内を通る方向は第２図に示
す方向に対して逆になる。このようにｆｆ１１６石３１
の磁力線の方向を゛変えると、この電磁石３１の磁力線
は永久磁石４０の磁力線の影響を受ける。したがって、
磁性流体２８の剪断力は電磁石３１の磁ノコＦＡの方向
を変えることによって、後輪へ伝達するトルクの特性を
変えることができる。

その結果、路面状況や走行条件に応じてトルクの特性を
変えれば、車両を安定して走行させることができる。

なΔ３、前記実施例にあっては、電磁石３１を第２回転
部材２６の径方向に並列して設けたが、軸方向側方に配
設ずれば、この電磁石３１は第２回転部材２６の径方向
に嵩ばらなくなり、この動力伝ｉ？［を全体としてコン
パクトにすることができる。

［発明の効！ｌｉ！］ 以上説明したように、この発明によれば、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、この磁性流体を永久磁石によって作動
室の路外周に向けて常時集めるようにしたので、路面状
況によって車体が傾いても磁性流体はｉ７１抵抗板と第
２抵抗叛によった確実に剪断され、磁性流体の剪断力は
向上する。

したがって、この動力伝達装置を、自動車の動力伝達経
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ｌｔＥ！’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。すなわら、トル
クの摩隙係数の高い車輪への伝達の応答性及び伝達トル
ク吊を向上させることができる。イの結果、車両がスリ
ップしている状態から迅速に他出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動力伝達装置の一
実施例を示づ“断面図であり、第１図はこの動力伝達装
置を四輪駆動車に適用したスプルミーン仝休図、第２図
はこの動力伝達装置の断面図である。第３図は従来の動
力伝達装置を示す断面図である。 ２２・・・第１回転部材 ２６・・・第２回転部月 ２８・・・磁性流体 ２９・・・第１抵抗板 ３０・・・第２抵抗板 ３１・・・電磁石 ４０・・・永久磁石

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、この磁性流体
   を永久磁石によつて作動室の略外周に向けて常時集める
   ようにしたことを特徴とする動力伝達装置。