JPH0421A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粘性流体を介してトルク伝達を行うビスカス
カシブリングに関する。

〔従来の技術〕

−ｇに、例えば四輪駆動車の前後両車軸間の動力伝達系
に差動装置として使用するビスカスカップリングは、相
対回転自在に配置された第１及び第２の伝達部材と、二
組のプレート組と、粘性流体が封入された作動室とを備
えており、第１のプレート組が第１の伝達部材の回転軸
線方向に摺動可能であって且つ該第１の伝達部材と共に
回転可能に配置され、第２のプレート組が第２の伝達部
材の回転軸線方向に摺動可能であって且つ該第２の伝達
部材と共に回転可能に配置されており、前記第１及び第
２のプレート組の各プレートは前記作動室内で交互に配
置されていて、少なくとも−方のプレートａのプレート
は互いに間隔を保たれている。

このようなビスカスカップリングにおいては、トルク伝
達特性が第３図のグラフ８５のように、前記第１及び第
２のプレート組の相対運動に伴う回転数差（ΔＮ）にほ
ぼ比例して伝達トルクが変化するので、高回転数差域に
おいて充分な伝達トルクが得られるように該ビスカスカ
ップリングを設定すると低回転数差域における駆動トル
クも大きくなってしまい、例えばタイトコーナーブレー
キング現象の発生といった不具合が生しる。そこで、低
回転数差域における伝達トルクが小さくなるように前記
ビスカスカンブリングを設定すると、今度は高回転数差
域において充分な駆動トルクが得られず、悪路走破性が
低下してしまう。

また、このようなビスカスカップリングは、回転方向に
係わらず前記第１及び第２のプレート組の相対運動に伴
う回転数差によって伝達トルクが生しる。そこで、例え
ば車が制動されて前輪がロックされると、後輪は前輪よ
りも高速で回転し、この状態において前記第１及び第２
のプレート紐間に相対運動に伴う回転数差が生しるので
、該ビスカスカップリングには前輪を駆動するように作
用する回転トルクが生してしまう。

従って、従来はこの様な不具合を防止するため、例えば
上記第１及び第２の伝達部材の回転数差及び回転方向に
伴って、第１及び第２のプレート組の各プレート間隔や
作動室内の粘性流体の圧力を可変としてトルク伝達特性
を変えたり、該ビスカスカップリングに直列に配置した
多板クラッチ等の切り換えクラッチの締結力を調整し、
装置全体としてトルク伝達特性を変えることができるよ
うに構成している。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の如くビスカスカップリングにおけ
る第１及び第２のプレート組の各プレート間隔や作動室
内の粘性流体の圧力を変えてトルク伝達特性を変えよう
としても効果が少なく、応答性も良くなかった。また、
上記の如き切り換えクラッチによりトルク伝達特性を変
える場合、補足構成部材である該切り換えクラッチを別
個に設けなければ成らないから、装置全体が大型で重（
、構造が複雑になってしまう。

そこで、本発明の目的は上記課題を解消することにあり
、トルク伝達特性の調節機能を有し、構造が簡単で、小
型軽量なビスカスカップリングを擢供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、相対回転自在に配置された第１及
び第２の伝達部材と、粘性流体が封入された作動室と、
第１の伝達部材と回転方向に係合した第１のプレート組
と、該第１のプレート組と前記作動室内で交互に配置さ
れると共に第２の伝達部材と回転方向に保合したクラッ
チプレート組によって挟装される第２のプレート組と、
前記クラッチプレート組を回転軸方向に押圧して第２の
プレート組をクラッチプレート組に摩擦挟持させる操作
部材とを有するビスカスカップリングであって、付勢部
材により予めクラッチプレート組に対する押圧方向と反
対方向に付勢される前記操作部材は前記第１の伝達部材
との間に互いの回転数差に比例して伝達トルクが変化す
るトルク伝達手段を有すると共に、該操作部材はカム機
構により前記第２の伝達部材との間に回転数差が生じる
と前記付勢部材の付勢力に抗してクラッチプレート組の
押圧方向に従動されるように構成されていることを特徴
とするビスカスカップリングにより達成される。

〔作用〕

前記操作部材と前記第１の伝達部材との間の回転数差が
小さい場合には、前記操作部材が付勢部材によってフラ
ンチプレート組に対する押圧方向と反対方向に付勢され
ているので、第２のプレート組は第２の伝達部材に対し
て回転自在となり、前記第１の伝達部材と前記第２の伝
達部材との間では回転トルクの伝達がほとんど行われな
い。また、前記操作部材と前記第１の伝達部材との間の
回転数差が大きくなると、前記操作部材には前記トルク
伝達手段によって該操作部材が前記第２の伝達部材との
間に回転数差を生しるような回転トルクを作用させられ
るので、カム機構によって該操作部材がクラッチプレー
ト組に対する押圧方向に従動させられる。そして、クラ
ッチプレート組によって挟持された第２のプレート組は
第２の伝達部材に対して回転方向に係合し、前記第１の
伝達部材と前記第２の伝達部材との間では粘性流体の剪
断抵抗により回転数差に比例したトルクの伝達が行われ
る。

従って、前記トルク伝達手段のトルク伝達特性、前記付
勢部材の付勢力及びカム機構のカムプロフィールを適宜
調節することにより、ビスカスカップリングのトルク伝
達特性を変えることができる。

〔実施態様〕

以下、添付の第１図乃至第４図に基づいて本発明の一実
施態様を詳細に説明する。

まず、第４図により本発明の一実施態様を用いた４ＷＤ
車の動力系の構成を説明する。この動力系は、エンジン
１．トランスミッション３、フロントデフ５（前輪側の
デファレンシャル装置）、左右の前輪７．９、トランス
ファ１１、本実施態様のビスカスカップリング１３、プ
ロペラシャフト１５、リヤデフ１７（後輪側のデファレ
ンシャル装置）、左右の後輪１９．２１などから構成さ
れている。

次に、第１図によりビスカスカップリング１３の構成を
説明する。ハウジング２３（第１の伝達部材）とハブ２
５（第２の伝達部材）は相対回転自在に配置されている
。ハブ２５は伝達軸２７にスプライン嵌合し、ハウジン
グ２３とこの伝達軸２７との間にはベアリング２９が配
置されている。該ヘアリング２９を軸方向に固定するた
めに、伝達軸２７にはワッシャ３１とロックナツト３３
が装着され、ハウジング２３にはとめ輪３５が装着され
ている。ハウジング２３はボルト穴３７に螺着されるボ
ルトによりトランスファ１１側にフランジ連結され、伝
達軸２７はプロペラシャフト１５側に連結されている。

ハウジング２３の内周と伝達軸２７の外周との間には操
作部材３９が軸方向移動自在に配置されており、この操
作部材３９とハウジング２３との間にはベアリング４１
とシール４３とが配置されている。

ハウジング２３とハブ２５と操作部材３９との間にはイ
乍を室４５が形成され、この作動室４５には高粘度のシ
リコンオイル（粘性流体）が封入されている。

そして、これらハウジング２３とハブ２５及び操作部材
３９との間にはそれぞれＸリング４７．４９　　（断面
がＸ字状のシール）が配置され、ハブ２５と操作部材３
９との間には０リング５１が配置され、前記作動室４５
を液密に保っている・。

第２図に拡大して示したように、この作動室４５内では
アウタープレート５３とインナープレート５５とが交互
に配置されている。前記アウタープレート５３（第１の
プレート）はハウジング２３内周に軸方向移動自在にス
プライン連結されており、前記インナープレート５５（
第２のプレート）はハブ２５の外周に遊嵌されている。

そして、前記インナープレート５５の内縁側にはクラッ
チプレート５７がインナープレート５５と交互に配置さ
れており、このクラッチプレート５７はハブ２５の外周
に軸方向移動自在にスプライン連結されている。

また、これらインナープレート５５及びクラッチプレー
ト５７は、ハブ２５に装着された受圧リング５９と前記
操ｊ乍部材３９の押圧部との間に挟装されて軸方向に位
置規制されている。そして、操作部材３９の押圧部を受
圧リング５９側に移動させ、前記インナープレート５５
及びクラッチプレート５７を軸方向に押圧すると、イン
ナープレート５５はクラッチプレート５７によって挟持
されて、前記ハブ２５と一体に回転可能となる。尚、操
作部材３９は、該操作部材３９とハブ２５との軸方向対
向部に挿入された皿バネ６５によって予め上記押圧方向
と反対方向に付勢されている。

更に、該作動室４５内には、ハウジング２３内周に軸方
向移動自在にスプライン連結されたアウタープレート７
１と、操作部材３９の押圧部外用に軸方向移動自在にス
プライン連結されたインナープレート７３とを交互に配
置して構成されたトルク伝達手段６３が配設されており
、インナープレート７３は操作部材３９の押圧部外用に
装着された一対の受圧リング６９によって軸方向に位置
規制されている。そこで、ハウジング２３が回転すると
操作部材３９にはハウジング２３との回転数差に比例し
た回転トルクが伝達される。

前記ハブ２５に対向する側と反対の操作部材３９の軸方
向端部には回転方向に沿ったカム面７７が形成されてお
り、前記伝達軸２７の外表面から半径方向に突設された
円形突起７５と共にカム機構を構成している。即ち、操
作部材３９が伝達軸２７に対して図中の矢印Ａ方向に相
対回転すると、該操作部材３９は前記皿バネ６５の付勢
力に抗してクラッチプレート５７の押圧方向に摺動され
る。尚、第１図においては、前記カム面７７は、操作部
材３９の一方の相対回転方向にのみ作用するように形成
されている。

次に、ビスカスカップリング１３の動作について説明す
る。

第１図中の矢印Ａ方向に回転させられるハウジング２３
と伝達軸２７との回転数差がほぼ無い場合は前記操作部
材３９も伝達軸２７と同回転数で回転し、該操作部材３
９は伝達軸２７との間に相対回転を生しないので、カム
機構が作用しない。そこで、操作部材３９は前記皿バネ
６５の付勢力によってクラッチプレート５７の押圧方向
と反対方向に付勢されている。従っぞ、インナープレー
ト５５に対してはクラ７チプレート５７の挟持力が作用
せず、該インナープレート５５とクラッチプレート５７
間では滑りが生して回転トルクを伝達しないので、伝達
トルクはシリコンオイルの剪断抵抗によるインナープレ
ート５５からクラッチプレート５７へのわずかなトルク
だけになり、実質的にハウジング２３とハブ２５とが切
り離されトルク伝達が遮断されている。

次に、例えば前輪７．９が空転し、エンジン１からの駆
動力によるハウジング２３の回転と伝達軸２７の回転と
の間に所定の回転数差が生し始めると、先ずシリコンオ
イルの剪断抵抗によって、ハウジング２３に係合された
トルク伝達手段６３のアウタープレート７１から操作部
材３９に係合されたインナープレート７３にトルク伝達
が行われる。すると、操作部材３９はハウジング２３と
同回転数で回転しようとするので、伝達軸２７に対して
図中の矢印Ａ方向に相対回転する。そして、この相対回
転力は円形突起７５に係合するカム面７７によって、操
作部材３９を皿ハネ６５の付勢力に抗してクラ、チプレ
ート５７の押圧方向に摺動する押圧力に変換される。従
って、操作部材３９はハウジング２３と伝達軸２７との
回転数差が大きくなるほど皿ハネ６５の付勢力に抗する
押圧力が大きくなる。そこで、クラッチプレート５７が
操作部材３９の押圧部に押圧されて、インナープレート
５５はクラッチプレート５７の挟持力の強さに応じた強
さでハブ２５に連結される。即ち、エンジン１からの駆
動力によるハウジング２３の回転はシリコンオイルの剪
断抵抗によりアウタープレート５３からインナープレー
ト５５に伝達され、ハブ２５を回転させる。この時のト
ルク伝達特性が第３図のグラフ８３のようになる。尚、
第３図の回転差（ΔＮ）はハウジング２３とハブ２５間
の回転数差である。

そして、ハウジング２３の回転と伝達軸２７の回転との
間の回転数差が小さくなると、トルク伝達手段６３のア
ウタープレート７１からインナープレート７３に伝達さ
れる回転トルクが小さくなり、皿ハネ６５の付勢力に抗
する操作部材３９の押圧力も小さくなる。そこで、操作
部材３９は皿ハネ６５の付勢力によってクラッチプレー
ト５７の押圧方向と反対方向に付勢され、インナープレ
ート５５はクラッチプレート５７の挟持力から解放され
るので、実質的にハウジング２３とハブ２５とが切り翻
されトルク伝達が遮断される。

このように、本発明のビスカスカップリング１３では、
トルク伝達手段６３のトルク伝達特性及び皿バネ６５の
付勢力を適宜設定することにより、低回転数差領域にお
いては伝達トルクをほぼ遮断し、高回転数差領域におい
ては伝達トルクを大きく自動的に調節できる。又、過大
トルクが入力された時はクラッチプレート５７とインナ
ープレート５５とが滑り、トルクリミッタとして働く。

更に、従来の如き切り換えクラッチを別個に設ける必要
がなく、構成が簡単であり小型軽量である。

次に、ビスカスカップリング１３の機能を第４図の車両
の動力性能に即して説明する。

エンジン１の回転はトランスミッション３で変速されフ
ロントデフ５から左右の前輪７．９に分割出力される。

良路走行中のように前後輪間の回転差が小さく、ハウジ
ング２３の回転と伝達軸２７の回転との間の回転数差が
小さい状態では、上記ビスカスカップリング１３の低回
転数差領域におけるトルク伝達特性により後輪１９．２
１側へはほとんど駆動力が伝達されない。従って、車両
は前輪駆動の２ＷＤ状態となっており、車庫入れやＵタ
ーン等のような低速急旋回に際してもタイトコーナーブ
レーキング現象が発生することはない。

そして、悪路などで前輪７，９が空転し前後輪間に回転
差が生じ、ハウジング２３の回転と伝達軸２７の回転と
の間の回転数差が大きい状態では、上記ビスカスカップ
リング１３の高回転数差領域におけるトルク伝達特性に
より、駆動力はトランスファ１１、ビスカスカップリン
グ１３、プロペラシャツＨ５からリヤデフ１７を介して
左右の後輪１９．２１に分割出力され、車両は４ＷＤ状
態になるので、高い走破性が得られる。

更に、上記実施態様においては、円形突起７５と共にカ
ム機構を構成しているカム面７７は、操作部材３９が伝
達軸２７に対して図中の矢印Ａ方向に相対回転する際に
のみ該操作部材３９を皿バネ６５の付勢力に抗してクラ
ッチプレート５７の押圧方向に摺動し、操作部材３９が
伝達軸２７に対して図中の矢印六方向と反対方向に相対
回転する際には該操作部材３９をクラッチプレート５７
の押圧方向に摺動しない。

そこで、例えば制動時のように前輪がロングして後輪が
前輪よりも高速で回転し、ハウジング２３の回転と伝達
軸２７の回転との間に回転数差が生した際には、操作部
材３９が伝達軸２７に対して図中の矢印Ａ方向と反対方
向に相対回転するので、回転数差には関係なく、前輪側
と後輪側との駆動力伝達が自動的に遮断されて後輪側は
切離し状態のままとなる。従って、制動時における前後
輪間の制動力の干渉が防止され、アンチスキッドブレー
キシステム（ＡＢＳ）の正常な機能が保護される。

尚、トルク伝達手段６３はアウタープレート５３及びイ
ンナープレート５５と共に作動室４５内に設ける必要は
なく、ハウジング２３と操作部材３９との間に他の作動
室を構成して配設しても良い。

また、操作部材３９をクラッチプレート５７の押圧方向
と反対の方向に付勢する付勢部材も上記実施！！様にお
ける皿バネ６５に限らず、ウニイブワッシャー等の他の
付勢部材を用いることができる。

更に、操作部材３９と伝達軸２７との間に設けられるカ
ム機構も、上記実施態様における円形突起７５とカム面
７７の形状に限らず他の形状を採りうることは勿論であ
る。

第５図は本発明の他の実施Ｂ様に係り、操作部材３９と
伝達軸２７との間に設けられるカム機構を他の手段で構
成したものであり、他の部分については上記実施ｊＩ！
様のものと同じなので、説明を省略する。

ハブ２５に対向する側と反対の操作部材３９の軸方向端
部には、伝達軸２７の回転方向に沿った外周面に設けら
れたスパイラル形状の噛み合い歯８１に対応する噛み合
い歯７９が形成されている。即ち、操作部材３９が伝達
軸２７に対して図中の矢印Ａ方向に相対回転すると、該
操作部材３９は前記皿バネ６５の付勢力に抗してクラッ
チプレート５７の押圧方向に摺動される。前記噛み合い
歯８１及び噛み合い歯７９のスパイラル形状は、伝達軸
２７の回転方向に沿って同一方向に傾きを持った形状に
形成されているので、操作部材３９が図中の矢印六方向
に相対回転した際にのみ該操作部材３９を皿バネ６５の
付勢力に抗してクラッチプレート５７の押圧方向に摺動
し、操作部材３９が伝達軸２７に対して図中の矢印Ａ方
向と反対方向に相対回転する際には該操作部材３９をク
ラッチプレート５７の押圧方向に摺動しない。

〔発明の効果〕

本発明のビスカスカップリングによれば、付勢部材によ
り予めクラッチプレート組に対する押圧方向と反対方向
に付勢される操作部材は第１の伝達部材との間に互いの
回転数差に比例して伝達トルクが変化するトルク伝達手
段を有すると共に、該操作部材はカム機構により第２の
伝達部材との間に回転数差が生じると前記付勢部材の付
勢力に抗してクラッチプレート組の押圧方向に従動され
るように構成されているので、第１の伝達部材と第２の
伝達部材との間の回転数差が低回転数差領域の場合は伝
達トルクをほぼ遮断し、高回転数差傾城の場合は伝達ト
ルクを大きく自動的に調節できる。

従って、トルク伝達特性の調節機能を有し、構造が簡単
で、小型軽量なビスカスカップリングを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様に基づくビスカスカップリ
ングの縦断面図、第２図は第１図に示したビスカスカッ
プリングの部分拡大図、第３図は本発明に基づくビスカ
スカップリングのトルク伝達特性を示すグラフ、第４図
は第１図に示したビスカス力、ブリングを用いた車両の
動力系を示すスケルトン機構図、第５図は本発明の他の
実施態様に基づくビスカスカップリングの縦断面図であ
る。 （図中の符号） １・・・エンジン　　　　　３・・・トランスミッショ
ン５・・・フロントデフ　　　７．９・・・前輪１１・
・・トランスファ　　　１３・・・ビスカスカップリン
グ１５・・・プロペラシャフト　１７・・・リヤデフ１
９．２１・・・後輪 ２３・・・ハウジング（第１の伝達部材）２５・・・ハ
ブ（第２の伝達部材） ２７・・・伝達軸　　　　　　２９・・・ベアリング３
１・・・ワッシャ　　　　　３３・・・ロックナツト３
５・・・とめ輸　　　　　　３７・・・ボルト穴３９・
・・操作部材　　　　　４１・・・ベアリング４３・・
・シール　　　　　　４５・・・作動室４７．４９・・
・Ｘリング　　　５１・・・０リング５３・・・アウタ
ープレート（第１のプレート）５５・・・インナープレ
ート（第２のプレート）５７・・・クラッチプレート　
５９・・・受圧リング６３・・・トルク伝達手段　　６
５・・・皿バネ６９・・・受圧リング　　　　７１・・
・アウタープレート７３・・・インナープレート　７５
・・・円形突起７７・・・カム面　　　　　　７９．８
１・・・噛み合い歯。 第 第 図 図 弔 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相対回転自在に配置された第１及び第２の伝達部材と、
   粘性流体が封入された作動室と、第１の伝達部材と回転
   方向に係合した第１のプレート組と、該第１のプレート
   組と前記作動室内で交互に配置されると共に第２の伝達
   部材と回転方向に係合したクラッチプレート組によって
   挟装される第２のプレート組と、前記クラッチプレート
   組を回転軸方向に押圧して第２のプレート組をクラッチ
   プレート組に摩擦挟持させる操作部材とを有するビスカ
   スカップリングであって、付勢部材により予めクラッチ
   プレート組に対する押圧方向と反対方向に付勢される前
   記操作部材は前記第１の伝達部材との間に互いの回転数
   差に比例して伝達トルクが変化するトルク伝達手段を有
   すると共に、該操作部材はカム機構により前記第２の伝
   達部材との間に回転数差が生じると前記付勢部材の付勢
   力に抗してクラッチプレート組の押圧方向に従動される
   ように構成されていることを特徴とするビスカスカップ
   リング。