JPH0464727A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、粘性流体を介してトルクを伝達するビスカ
スカップリングに関する。

（従来の技術） 特表昭６１−５０１５８’３号公報に「特に自動車のた
めの液体摩擦クラッチ」が記載されている。これは、相
対回転自在に配置された外側体と内側体の間に形成され
粘性流体が充填された作動室内に配置された各側のプレ
ート間で粘性流体の剪断抵抗によりトルク伝達を行うビ
スカスカップリングである。このクラッチには外側体又
は内側体とカムで連結された摺動部材が設けられ、この
部材は粘性流体からのトルクを受けるとカムスラストに
よって移動しプレート間隔を変えて、クラッチのトルク
伝達特性を調節する。

（発明が解決しようとする課題） 粘性流体は適量の空気と共に作動室に封入されており、
粘性流体の充填率（流体の体積／作動室の容積）を変え
ることによって特性を調節することができる。しかし、
上記のクラッチはそのようには構成されていない。

そこで、この発明は、粘性流体の充填率を変えてトルク
伝達特性の調節を行うビスカスカップリングの提供を目
的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） この発明のビスカスカップリングは、相対回転自在に配
置された一対の伝達部材と、これらの伝達部材に対し移
動自在に配置されたピストン部材と、このピストン部材
が移動自在に連結されたトルク伝達軸と、両伝達部材及
びピストン部材の間に形成され粘性流体が封入された作
動室と、この粘性流体を介して両伝達部材を連結する複
数のプレートと、一方の伝達部材とピストン部材との間
に形成されトルクを受けてピストン部材を移動させ作動
室の容積を変えるカム部と、ピストン部材を規定位置へ
付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする （作用） 伝達部材の一方の回転は粘性流体の剪断抵抗により各側
のプレート間で伝達され他方の伝達部材を回転させる。

このとき、各側聞の回転差か犬きいと差動制限力が大き
く大きなトルクが伝達され、回転差が小さいと差動制限
力が小さく伝達トルクは小さい。

この回転トルクはカムに掛り、ピストン部材はこのカム
スラスト力により移動し作動室内の空気が圧縮又は膨張
して作動室の容積が変化する。従って粘性流体の充填率
が変化してトルク伝達特性を調節することができる。

（実施例） 第１図ないし第４図により一実施例の説明をする。第４
図はこの実施例を用いた４輪駆動車の動力系の構成を示
す。以下、左右の方向は第１図での左右の方向であり、
その左方はこの車両の前方（第４図の上方）に相当する
。

先ず、この車両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、）ランスファ］１、この実施例のビスカ
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Ｗ）、左右の後輪１
９．２１などから構成されている。

ビスカスカップリング１３のハウジング２３（伝達部材
）とハブ２５（伝達部材）は相対回転自在に配置されて
いる。又、このハウジング２３とハブ２５に対してピス
トン部材２７が軸方向移動自在に配置されている。

これらの部材２３，２５．２７の間には作動室２９が形
成され、この作動室２９には高粘度のシリコンオイル（
粘性流体）が適量の空気と共に封入されている。ハウジ
ング２３とそれぞれハブ２５とピストン部材２７の間に
はＸリング３０，３３（断面がＸ字状のシール）が配置
され、ハブ２５とピストン部材２７との間にはＸリング
３１か配置され、作動室２９を液密に保っている。

作動室２９の内部には、プレート３５．３７が交互に配
置され、外側のプレート３５はハウジング２３に、又内
側のプレート３７はハブ２５にそれぞれスプライン連結
されている。プレート３５は互いの間に配置されたスペ
ーサ３９により一定の間隔に保たれている。

ハウジング２３とハブ２５の一方が回転すると、この回
転はシリコンオイルの剪断抵抗によりプレート３５．３
７の間で伝達され他方を回転させる。

このとき、各側聞の回転差が大きいと差動制限力が大き
く大きなトルクが伝達され、回転差が小さいと差動制限
力が小さく伝達トルクは小さい。

ピストン部材２７はスプライン部４１により伝達軸４３
（トルク伝達軸）に移動自在に連結されている。スプラ
イン部４１には油路４５を介して潤滑油が供給される。

伝達軸４３とハウジング２３との間にはベアリング４７
．４９が配置されている。伝達軸４３の右端部にはフラ
ンジ５１がスプライン連結され、ロックナツト５３でロ
ックされている。フランジ５１とハウジング２３の間に
はシール５５か配置されている。ハウジング２３の左端
部にはトランスファ５の出力軸５７に連結するためのボ
ルト穴５つか設けられ、ハウジング２３はエンジン１か
らの駆動力により回転駆動される。又、出力軸４３はフ
ランジ５１を介してブロペラシャフト１５側に連結され
ている。

ピストン部材２７とハブ２５との間には、第１図（ｂ）
、に示すようなカム部６１が形成されている。ピストン
部材２７の左方にはハウジング２３と一体の隔壁６３が
設けられ、この隔壁６３にはシリコンオイルの流通孔６
５が設けられている。

又、ピストン部材２７と隔壁６３の間及びハウジング２
３の右側壁６７との間にはピストン部材２７を規定位置
に付勢するそれぞれ皿バネ６９．７１が配置されている
。各壁６Ｂ、６７にはピストン部材２７のストッパ部７
３．７５が設けられている。

カム部６１にトルクが掛るとピストン部材２７はカムス
ラスト力によりシリコンオイル中に拡散している空気を
圧縮しながら左方へ移動し、ピストン部材２７と隔壁６
３の間のシリコンオイルが流通孔６５からプレート３５
．３７側に流れ込む。

こうして、作動室２９の容積が減少しシリコンオイルの
充填率が上昇する。充填率か上昇すれば剪断抵抗が大き
くなるから、第２図で実線のグラフ７７で示したように
伝達トルクが増大する。ピストン部材２７の移動量はカ
ム部６１に掛るトルクの増加に伴って大きくなり、ハウ
ジング２３とハブ２５の回転差ΔＮが大きい程トルクは
増大するから、グラフ７７のように回転差の増加に伴っ
て伝達トルクＴは急激に増大する。なお、第２図の破線
のグラフ７９はこのような充填率の調整機能のない場合
のトルク伝達特性を示す。第１図（ｂ）のようにカム部
６１は両回転方向で同じ方向のスラスト力が生じるよう
な形状であるから反対方向の回転時にも伝達トルクが増
大するグラフ７７と同様な特性が得られる。

充填率の上昇は作動室２９の破損を防止するために、ピ
ストン部材２７がストッパ部７３と突き当ったとき停止
する。カム部６３に掛るトルクが減少するとピストン部
材２７は皿バネ６９の付勢力と釣合う位置まで後退する
。なお、ハウジング２３とハブ２５との間にはピストン
部材２７の移動に伴なうスラスト力を受けるスラストワ
ッシャ８１．８３が配置されている。

こうして、ビスカスカップリング１３が構成されている
。

次に、第４図の車両の動力性能に即したビスカスカップ
リング１３の機能を説明する。

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により左右の前輪７．９に分割出力される
と共に、フロントデフ５のデフケース８５、トランスフ
ァ１１からビスカスカップリング１３を介しプロペラシ
ャフト１５からリヤデフ１７に伝達され、左右の後輪１
９．２１に分割出力される。

良路走行時のように前後輪間の回転差が小さい状態では
ビスカスカップリング１３のカム部６１に掛るトルクが
小さい。従って後輪１９．２１側へはほとんどトルクが
伝達されず、車両は前輪駆動の２輪駆動状態になり、直
進安定性が良好で燃費が同上する。

悪路などで前輪側が空転し前後輪間の回転差が大きくな
ると、ビスカスカップリング１３の回転差が増大すると
共にカム部６１に大トルクが掛り後輪側に大きな駆動力
が送られて、走破性が高く保たれる。

Ｕターンや車庫入れのように低速急旋回の際は前後輪間
の回転差は小さくカム部６１に掛るトルクも小さい。従
って、この回転差はビスカスカップリング１３により吸
収され、タイトコーナーブレーキング現象が回避できる
。

次に、第１図（ｃ）と第３図により上記実施例の別の態
様を説明する。

第１図（Ｃ）に示すように、この態様においてハブ２５
とピストン部材２７の間にもうけられたカム部８７はト
ルクの方向が変わると反対向きのスラスト力が生じるよ
うな形状が与えられている。

第１図（ｃ）の矢印８９の方向にハブ２５が先行回転す
ると、第３図の実線のグラフ９１のように第１図（ｂ）
の態様と同様な特性か得られる。又、ピストン部材２７
が矢印８９の方向に先行回転すると右方へのカムスラス
ト力が生じてピストン部材２７は右方へ移動し作動室２
９の充填率が下がり実線のグラフ９３のように小さい伝
達トルク（小さい差動制限力）が得られる。この回転方
向でカム部８７に掛るトルクが小さくなると皿バネ７１
の付勢力によりピストン部材２７は左方へ戻る。ピスト
ン部材２７の右方への移動はストッパ部７５により制限
される。なお、グラフ７９は第２図のグラフ７９と同じ
ものである。

第４図の車両において、制動時に前輪側がロックすると
ピストン部材２７が先行回転する状態となりビスカスカ
ップリング１３で差動が許容されるから前輪側のロック
が後輪側に波及しない。したがって、アンチロックブレ
ーキシステムが装備されていればその正常な機能が保護
される。

第２図と第３図においてグラフ７７．９１．９３は各カ
ム部６１．８７のカム面の勾配や皿バネ６９．７１の付
勢力のバランスあるいはストッパ部７３．７５の位置な
どにより所望の特性にできる。従って、他の部分を変更
せずに車種毎に最適なトルクパターンをもったビスカス
カップリングを低コストに用意することができる。

［発明の効果コ この発明のビスカスカップリングは、伝達トルクに応じ
て粘性流体の充填率が調整されるから、所望のトルク伝
達特性が得られる。又、この特性は部分的な変更により
調整できるから低コストで種々のトルクパターンをもっ
たビスカスカップリングが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は一実施例の断面図、同図（ｂ）（Ｃ）は
それぞれ（ａ）の実施例の異なった態様を示すＡ−Ａ断
面図、第２図は第１図（ｂ）の態様の特性を示すグラフ
、第３図は第１図（ｃ）の態様の特性を示すグラフ、第
４図はこの実施例をを用いた車両の動力系を示すスケル
トン機構図である。 ２３・・・ハウジング（伝達部材） ２５・・・ハブ（伝達部材）　２７・・・ピストン部材
２９・・・作動室　３５．３７・・・プレート４３・・
・伝達軸（トルク伝達軸） ６１．８７・・・カム部 回転差ΔＮ 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　相対回転自在に配置された一対の伝達部材と、これら
   の伝達部材に対し移動自在に配置されたピストン部材と
   、このピストン部材が移動自在に連結されたトルク伝達
   軸と、両伝達部材及びピストン部材の間に形成され粘性
   流体が封入された作動室と、この粘性流体を介して両伝
   達部材を連結する複数のプレートと、一方の伝達部材と
   ピストン部材との間に形成されトルクを受けてピストン
   部材を移動させ作動室の容積を変えるカム部と、ピスト
   ン部材を規定位置へ付勢する付勢手段とを備えたことを
   特徴とするビスカスカップリング。