JPH0422A - 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
カップリングに関する。

〔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、少なくとも一方のプレート組のプレート
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、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
スカスカップ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じるので
、該ビスカスカン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いアンチスキッドブレー
キシステム（ＡＢＳ）の動作が阻害される。

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く
、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
型軽量なビスカス力、プリングを提供するものである。

〔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
プレート組をフラン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、前記ク
ラッチプレート組を構成する各クラッチプレートが各々
前記操作部材の押圧力に抗する反発力を生しるような変
形部を有し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〕

アクチュエータ等の駆動手段によって、前記操作部材が
各クラッチプレート変形部の復元力に抗してフランチプ
レート組に対する押圧方向に駆動されると、該クラッチ
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。

また、前記操作部材がクラッチプレート組に対する押圧
解除方向に駆動されると、前記各クラッチプレートが変
形部の復元力によって直ちに第２のプレート組に対する
挟持を解除するので、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。この時、前記操作部材に対するアクチュエ
ータの駆動力を調節すると、このトルク伝達特性を変え
ることができる。

〔実施態様〕

以下、添付の図面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６図により本発明の一実施ｎ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
レンシャル族Ｎ）、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。該ベアリング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との間にはヘアリング４１
とシール４３とが配置されている。操作部材３９はハウ
ジング２３内でハブ２５にスプライン嵌合し、回り止め
がなされている。

ハウジング２３とハブ２５と操作部材３９との間には作
動室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
れている。このクラッチプレート５７は、第３図及び第
４図に示す様に、その内周にスプライン歯列５８が形成
された円環状のプレート部材であり、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。更に、該
クラッチプレート５７の外周端には、その厚み方向に折
り曲げられた折曲部６０が形成されており、該クラッチ
プレート５７は肉厚ｔ１よりも厚い見掛けの厚みｔ、を
有した所謂、皿バネ形状に形成されている。

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
操作部材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、クラッ
チプレート５７の折曲部６０が押し潰されて、該クラッ
チプレート５７はほぼフラットに変形されながらインナ
ープレート５５を挟持するので、該インナープレート５
５は前記ハブ２５と一体に回転可能となる。

前記ハウジング２３のプロペラシャフト１５側には車体
に固定されたリング状のシリンダ部材６３が伝達軸２７
と同軸に配置されている。シリンダ部材６３と伝達軸２
７との間にはベアリング６５が配置されており、シリン
ダ部材６３にはピストン６７が軸方向摺動可能に嵌合し
ている。該ピストン６７はベアリング７７を介して操作
部材３９に連結されており、シリンダ部材６３とピスト
ン６７との摺動部は０リング６９゜７１により液密に保
たれている。この様に構成された油圧アクチュエータ７
３には、油圧源から制御弁装置と油圧ボート７５とを介
して油圧が供給される。

従って、該油圧アクチュエータ７３によって操作部材３
９が受圧リング５９側に移動させられると、該操作部材
３９の押圧部がインナープレート５５及びクラッチプレ
ート５７を軸方向に押圧する。そして、油圧アクチュエ
ータ７３は、油圧ボート７５を介して供給される油圧が
操舵条件や路面条件に応して適宜制御されるように構成
されており、インナープレート５５及びクラッチプレー
ト５７に対する操作部材３９の押圧力を変えることがで
きる。

次に、上記ビスカスカップリング１３の動作について説
明する。

前記アクチュエータ７３に油圧を供給すると、操作部材
３９が受圧リング５９側に移動し、クラッチプレート５
７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し
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
、アウタープレート５３とインナープレート５５との間
の回転差が大きいと差動制限力が強くなり大きなトルク
が伝達され、この回転差が小さいと差動が許容され伝達
トルクは小さくなる。

操作部材３９に対する油圧アクチュエータ７３の押圧力
を充分に大きくして、インナープレート５５と−クラッ
チプレート５７との間の滑りをなくすと、ハウジング２
３とハブ２５間の回転差と、アウタープレート５３とイ
ンナープレート５５間の回転差とが等しくなり、この時
のトルク伝達特性が第５図のグラフ７９のようになる。

尚、第５図の回転差（ΔＮ）はハウジング２３とハブ２
５間の回転差である。

操作部材３９に対する油圧アクチエエータ７３の押圧力
を弱めると、インナープレート５５とクラッチプレート
５７との間の滑りによってアウタープレート５３とイン
ナープレート５５間の回転差が小さくなるので、伝達ト
ルクが小さくなりグラフ８１のようなトルク伝達特性に
なる。

更に、インナープレート５５とクラッチプレート５７と
の間の滑りを大きくすれば、グラフ８３のように更に伝
達トルクが下がる。又、操作部材３９に対する油圧アク
チュエータ７３の押圧力を開放すると、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への僅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
ク伝達が遮断される。

このように、上記ビスカスカップリング１３はトルク伝
達特性を調節することができると共に実質的にトルク伝
達を遮断できる。

特に、上記クラッチプレート５７には折曲部６０が形成
されており、該折曲部６０は、操作部材３９に対する油
圧アクチュエータ７３の押圧力によって押し潰されてほ
ぼフラットに変形されながらインナープレート５５を挟
持している。そこで、油圧アクチュエータ７３の押圧力
が解放されると、該折曲部６０の復元力によってインナ
ープレート５５とクラッチプレート５７との密着が解除
されて再接触面の間にはシリコンオイルが導かれるので
、直ちにトルク伝達を遮断できる。即ち、油圧アクチュ
エータ７３の押圧力が解放された後に、インナープレー
ト５５とクラッチプレート５７との密着により両プレー
ト間でトルク伝達が行われてしまうことがなく、トルク
伝達遮断のレスポンスが良い。

更に、過大トルクが入力された時はクラッチプレート５
７とインナープレート５５とが滑り、トルクリミンタと
して働く。又、トルク伝達特性を変えるだめのクラッチ
機構をビスカスカップリングに一体に組み込んだから、
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６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。

操作部材３９に対する油圧アクチュエータ７３の押圧力
を充分に大きくして、インナープレート５５とクラッチ
プレート５７との間の滑りをなくすと、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
フト１５からリヤデフ１７を介して左右の後輪１９．２
１に分割出力され、車両は４ＷＤ状態になる。

４ＷＤ状態においては、良路走行中のように前後輪間の
回転差が小さい場合には、ビスカスカップリング１３の
トルク伝達特性により後輪１９．２１側へはほとんど駆
動力が伝達されないので、車両は実質的に前輪駆動の２
ＷＤ状態となり大幅に燃費が向上する。また、悪路走行
中などで前輪７．９が空転し前後輪間に回転差が生じた
場合、ビスカスカップリング１３を介して後輪１９．２
１に駆動力が伝達され、高い走破性が得られる。

更に、旋回に際して前後間に生じる小さな回転差はビス
カスカップリング１３で吸収されるから円滑な旋回が行
える。又、車庫入れやＵターンなどのような低速急旋回
の際は、操作部材３９に対する油圧アクチュエータ７３
の押圧力を弱めてインナープレート５５とクラッチプレ
ート５７との間の滑りを大きくすることによりタイトコ
ーナーブレーキング現象が防止される。

操作部材３９に対する油圧アクチュエータ７３の押圧力
を開放すると、前後間に生じる回転差には関係なく、ク
ラッチプレート５７の折曲部６０の復元力によってイン
ナープレート５５とクラッチプレート５７との密着が解
除されて直ちにトルク伝達を遮断するので、後輪側は切
離し状態となり車両は２ＷＤ状態になる。そこで、制動
時にこの切離しが自動的に行われると、制動時における
前後輪間の制動力の干渉が防止され、ＡＢＳの正常な機
能が保護される。

尚、上記クラッチプレート５７はアウタープレート５３
とハウジング２３の間に設けても良く、双方に設けても
良い、また、操作部材３９を入出力側の両方に設け、二
つのアクチュエータで別々に操作部材を押圧する構造で
も良い。この場合、片側だけ押圧するといった作用も期
待できる。

また、油圧アクチュエータ７３の押圧力が解放された際
に、その復元力によってインナープレート５５とクラッ
チプレート５７との密着を解除するためのクラッチプレ
ート５７の変形部の形状は、上記実施態様における折曲
部６０に限らず他の形状を採りうることは勿論である。

例えば、第７図に示すクラッチプレート８５は、その内
周にスプライン歯列８６が形成された円環状のプレート
部材を波形に変形した波形プレートであり、ハブ２５の
外周に軸方向移動自在にスプライン連結される。そこで
、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８５
を軸方向に押圧すると、クラッチプレート８５が押し潰
されてほぼフラットに変形されながらインナープレート
５５を挟持するので、該インナープレート５５は前記ハ
ブ２５と一体に回転可能となる。そして、油圧アクチュ
エータ７３の押圧力が解放されると、波形に形成された
クラッチプレート８５のの復元力によってインナープレ
ート５５とクラッチプレート８５との密着が解除されて
両接触面の間にはシリコンオイルが導かれるので、直ち
にトルク伝達を遮断できる。

また、第８図に示した他の実施態様に基づくクラッチプ
レート８７は、その内周にスプライン歯列８８が形成さ
れた円環状のプレート部材であり、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。更に、該ク
ラッチプレート８７の外周端には、その厚み方向に湾曲
して折り曲げられた湾曲部８９が形成されている。そこ
で、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８
７を軸方向に押圧すると、クラッチプレート８７の湾曲
部８９が押し潰されて、該クラッチプレート８７はほぼ
フラットに変形されながらインナープレート５５を挟持
するので、該インナープレート５５は前記ハブ２５と一
体に回転可能となる。そして、油圧アクチュエータ７３
の押圧力が解放されると、該湾曲部８９の復元力によっ
てインナープレート５５とクラッチプレート８７との密
着が解除されて両接触面の間にはシリコンオイルが導か
れるので、直ちにトルク伝達を遮断できる。

更に、上記実施態様においては操作部材３９を移動させ
るために油圧アクチュエータ７３を用いたが、本発明は
これに限定するものではなく、例えば電磁クラッチを用
いることもできる。

〔発明の効果〕

本発明のビスカスカップリングによれば、クラッチプレ
ート組を構成する各クラッチプレートが各々前記操作部
材の押圧力に抗する反発力を生しるような変形部を有し
ているので、前記操作部材がクラッチプレート組に対す
る押圧解除方向に駆動されると、前記各クラッチプレー
トが変形部の復元力によって直ちに第２のプレート組に
対する挟持を解除する。即ち、トルク伝達特性を調節す
ることができると共に操作部材による押圧力が解放され
た後に、インナープレート組とクラッチプレート組との
密着により両プレート間でトルク伝達が行われてしまう
ことがなく、トルク伝達遮断のレスポンスが良い。

従って、トルク伝達特性の調節機能を有し、構成が簡単
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（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図及び第４図は第１図に示
したビスカスカップリングに用いたクラッチプレートの
部分断面斜視図及び断面図、第５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
６図は第１図に示したビスカスカップリングを用いた車
両の動力系を示すスケルトン機構図、第７図は本発明の
他の実施態様に基づくビスカスカンプリングのクラッチ
プレートの正面図、第８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クラッチプレートの断面図
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・・・とめ輪　　　　　　３７・・・ボルト穴３９・
・・操作部材　　　　　４１・・・ヘアリング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 ５７・・・クラッチプレート ５９・・・受圧リング ６３・・・シリンダ部材 ６７・・・ピストン ７３・・・アクチュエータ ７７・・・ベアリング ８６・・・スプライン歯列 ８８・・・スプライン歯列 （第２のプレート） ５８・・・スプライン歯列 ６０・・・折曲部 ６５・・・ベアリング ６９、７１・・・０リング ７５・・・油圧ポート ８５・・・クラッチプレート ８７・・・クラッチプレート ８９・・・湾曲部。 第２図 （ばか３名フ ヨ１ 第　　５ 図 鶴 Ｕ３雫ムえ（ΔＮン 第 第 図 図 第 図 第 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、前記クラッチプレート組を構
   成する各クラッチプレートが各々前記操作部材の押圧力
   に抗する反発力を生じるような変形部を有していること
   を特徴とするビスカスカップリング。