JPH0492129A - 粘性継手 - 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、粘性流体を介してカリ伝達（吸収）を行う
粘性継手に関する。

（従来の技術） 実開平１−８９２３６号公報にビスカスカップリングが
記載されている。又、特開昭６４−６９８３７号公報に
「振動吸収装置」が記載されている。

前者は、第６図に示すように、ハウジング２゜１とハブ
２０３との間に形成された作動室２０５に封入され粘性
流体を介してハウジング２０Ｆ側のプレー１−２０７と
ハブ２０３側のプレート２０９との間でトルク伝達を行
う粘性継手であり、印加電圧を調節し電気粘性流体の剪
断抵抗を変えてトルク伝達特性の調節を行うことができ
る。

後者は、第７図に示すように、隅壁板２１］に設けられ
た絞り弁２１３を通過する電気粘性流体の粘性抵抗によ
り振動を吸収する装置である。これは相対的に振動する
２部材の振動エネルギーをこの振動によって絞り弁２１
３を通過する電気粘性流体の粘性抵抗によって減衰させ
これら部材間の制振を行う一種の粘性継手であり、電気
粘性流体に加える電圧を変える制振粘性を調節すること
ができる。

（発明が解決しようとする課題） 第６図の装置では、ハウジング２０１側のシャフト２］
、５とハブ２０３側のシャフト２１７から電圧が加えら
れプ！・−１−２０７，２０９が電極にされている。こ
のように電極が近接配置されているから絶縁破壊電圧が
低く短絡し易く、従って高い電圧を印加することができ
ず、大トルクを伝達することができない。

第７図の装置では、電極２１９，２１１は狭い絞り弁２
１３内て同芯状に近接配置されており、上記従来例と同
様に印加電圧に限りがあり、広範囲の振動モードに対応
する広い制振特性が得られない。

そこで、この発明は、電気粘性流体に高電圧の印加を可
能にし広い範囲で力の伝達（吸収）特性制御が行える粘
性継手の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の粘性継手は、電圧が印加されると粘性が変化
する電気粘性流体を介して力を伝達する粘性継手であっ
て、電気粘性流体に電圧を加える電極間にこれらを互い
に遮蔽して短絡を防止する絶縁体を配置したことを特徴
とする。

（作用） 電極間にこれらを互いに遮蔽する絶縁体を配置し電極間
の絶縁破壊電圧を高めたから電気粘性流体に高電圧か印
加てきる。従って、広い範囲での粘度調節が可能になり
、広い範囲で力の伝達（吸収）特性の制振か可能になる
。

（実施例） 第１図と第２図と第４図とにより第１実施例の説明をす
る。第１図はこの実施例（ビスカスカップリング）を示
し、第４図はこのビスカスカップリングを用いた四輪駆
動車の動力系を示し、第１図の左方はこの車両の前方（
第４図の上方）に相当する。又、番号を付さない部ヰ４
等は図示されていない。　先ず、第４図によりこの動力
系の構成を説明する。この動力系は、エンジン１、ｌ・
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）、前車軸７，９、左右の前輪１１．．
１３、トランスファ１５、実施例のビスカスカップリン
グ１７、プロペラシャフト１９、リヤデフ２］　（後輪
側のデファレンシャル装置）後車軸２３，２５、左右の
後輪２７．２９なとから構成されている。

次に、第１図、第２図、第４図によりビスカスカップリ
ング１７の説明をする。

ハウジング３］とハブ３３は軸支部３５．　３５により
相対回転自在に連結されている。ハウジング３１はボル
ト孔３７によりプロペラシャフト１９側への出力軸３９
に連結されている。ハブ３３はトランスファ］５からの
出力軸４］に連結されており、エンジン１からの駆動力
により回転駆動される。

ハウジング３１とハブ３３との間には作動室４３が形成
されており、この作動室４３には印加電圧に比例して粘
度が高くなる電気粘性流体が封入されている。軸支部３
５．３５にはＸリング４５゜４５（断面がＸ字状のシー
ル）が装着され、作動室４３を液密に保っている。

作動室４３の内部では外側と内側のプレート４７．４９
　（絶縁体）が交互に配置され、外側のプレート４７は
ハウジング３１の内周にスプライン連結され、内側のプ
レート４９はハブ３３の外周にスプライン連結されてい
る。プレート４７の間にはスペーサリング５１が配置さ
れている。これらのプレート４７．４９は金属板にアク
リル樹脂の絶縁被膜を施したものである。

ハウジング３］の前後側の各側壁５３．５５の作動室４
３側にはそれぞれ絶縁体５７．５９を介してリング状の
電極６］、６３が配置されている。

これらの電極６１．６３はリード線６５．６７からスリ
ップリングを介して電源側に接続されており、電気粘性
流体に電圧を印加し、その粘度（剪断抵抗）を調節する
。この粘度調節は運転席から手動操作可能か、車両の操
舵条件や路面条件に応じて自動操作可能に構成されてい
る。

こうして、ビスカスカップリング］７が構成されている
。

エンジン１の駆動力によるハブ３３の回転は電気粘性流
体の剪断抵抗によりプレート４つからプレート４７に伝
達されてハウジング３１を回転させ、後輪２７．２９を
駆動する。このとき、ハウジング３１とハブ３の間（前
後輪間）の差動が大きい程差動制限力と伝達トルクとか
大きくなり、差動か小さい程二〇差動は許容（吸収）さ
れて伝達トルクか小さくなる。

電極６］、、６３の電圧を高くすると電気粘性流体の粘
度が上がり、電圧を低くすると粘度が下がる。粘度を上
げれば差動制限力と伝達トルクとか大きくなり、粘度を
下げれば差動の許容力か大きくなり伝達トルクか小さく
なる。このようにして、力の伝達（吸収）特性を制御す
ることができる。

第２図はこの発明実施例と従来例との絶縁破壊電圧特性
を比較するグラフである。

このグラフで×印と△印は電極を（絶縁体で遮蔽せずに
）対向させた従来例に相当する条件での測定結果であり
、プレート間隔にほぼ相当する２ｍｍ付近で絶縁破壊電
圧は約３ＫＶと非常に低く、電気粘性流体に高電圧を印
加できないこと、及び電極間距離を広げても絶縁破壊電
圧は大ｒｌには改善されないことが分る。一方、口印は
電極を直線で結べないように電極間に絶縁体を配置した
（電極を絶縁体で遮蔽した）この発明に相当する条件で
の測定結果てあり、電極間距離か２ｍｍのとき絶縁破壊
電圧は２５ＫＶと極めて高く、電極間距離を広くすると
絶縁破壊電圧は測定不能範囲まで上昇した。

絶縁体のプレート４７．４９が電極６１．６３を互いに
遮蔽する共に電極６１．６３間の距離は充分に広くでき
るから絶縁破壊電圧は極めて高くなり電気粘性流体の印
加電圧を高くすることかでき、低トルクから高トルクま
で広範囲に伝達トルクの制御が行える。

次に、ビスカスカップリング１７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がらフロント
デフ５を介して左右の前輪１１．．１Ｂに分割出力され
ると共に、トランスファ１５、ビスカスカップリング１
７、プロペラシャフト１９がらリヤデフ２１を介して左
右の後輪２７２９に分割出力される。

良路走行時のように前後輪間（ビスカスカップリング１
７）の回転差が小さいと、後輪２７，２９側へ送られる
駆動力は小さく、車両は実質的に前輪駆動状態となり燃
費が向上する。このとき、印加電圧調整によりビスカス
カップリング］７の伝達トルクを弱くすると後輪側の駆
動力を更に小さくし、車両に二輪駆動車の特性をＩ″ｊ
、えることができる。

悪路などで前輪か空転状態になり前後輪間に大きな回転
差が生しると、ビスカスカップリング］７を介して後輪
側へ大きな駆動力が送られ、走破性が向上する。このと
き、後輪側へ更に大きなトルクを伝達することができる
。

前後輪間の小さな回転差はビスカスカップリング１７に
より吸収される。ビスカスカップリング１７の伝達トル
クを小さくすれば差動吸収力を更に大きくてきる。従っ
て、車両は円滑な旋回ができると共に車庫入れなどのタ
イトコーナープレキング現象が防止される。

ビスカスカップリング１７の差動制限力（伝達トルク）
を強くし前後輪間の差動回転を強く拘束すると、車両の
直進性が向上する。

なお、この実施例では電極側距離を充分に広くできるか
らプレート４７．４９の一方だけを絶縁体にしてもよく
、あるいは電極６１．６３に近接した数枚のプレー１−
４７．４９だけを絶縁体にしてもよい。

次に、第３図と第４図とにより第２実施例の説明をする
。第３図のこの実施例（ビスカスカップリング６９）を
示す。このビスカスカップリング６９は第４図の車両で
上記実施例のビスカスカップリング１７と同し箇所に配
置されている。第３図の左方はこの車両の前方に相当す
る。なお、番号を付していない部材等は図示されてない
。

ハウジング７１には作動室７３が設けられており、この
作動室７３には前方と後方から用カ軸７５．７７が嵌入
している。前側の出力軸７５はトランスファ１５の出力
軸４］側に連結され、エンジン１からの駆動力により回
転駆動される。後側の出力軸７７はプロペラシャフト１
９側の出力軸３９に連結されている。作動室７３には電
気粘性流体が封入されている。

作動室７３の内部では、円筒７９．８１が同軸上で径方
向に交互配置されており、前側の円筒７９は出力軸７５
後端のフランジ部８３に固定され、後側の円筒８１は出
力軸７７前端のフランジ部８５に固定されている。

前側の出力軸７５とフランジ部８３と円筒７９とで一側
の電極８７を構成しており、他側の電極８９はハウジン
グ７１の後側の側壁９１の作動室７３側に配置されてい
る。又、出力軸７７のフランジ部８５と円筒８１の表面
にはアクリル樹脂の絶縁被膜が形成され、電極８７と電
極８９とを遮蔽する絶縁体となっている。

各電極８７．８９は電源に接続され電気粘性流体に電圧
を印加して粘度（剪断抵抗）を調節する。

この粘度調節は運転席から手動操作可能か、車両の操舵
条件や路面条件に応じて自動操作可能に構成されている
。

こうして、ビスカスカップリング６９が構成されている
。

エンジン１の駆動力による出力軸７５の回転は電気粘性
流体の剪断抵抗により円筒７９から円筒８１に伝達され
て出力軸７７を回転させ、後輪２７．２９を駆動する。

このとき、出力軸７５７７間（前後輪間）の差動が大き
い程この差動は人きく制限されて伝達トルクか大きくな
り、差動か小さい程この差動は許容（吸収）されて伝達
トルクが小さくなる。又、出力軸７５．７７を軸方向に
相対移動し１、円筒７９．８１の重なり代αを増減すれ
ば差動制限力と伝達トルクとを調節できる。

印加電圧を高くして電気粘性流体の粘度を上げれば差動
制限力と伝達トルクとが大きくなり、電圧を低くして粘
度を下げれば差動許容力が大きく伝達トルクか小さくな
る。絶縁体によって電極８７．８９を遮蔽して短絡を防
止したから、印加電圧を充分に高くして伝達トルクを大
きくすることができ重なり代更による調節と合わせて広
範囲に伝達トルクを調節できる。

絶縁体である円筒８１とフランジ部８５とて電極８７の
円筒７つを包み込むように構成して電極８７．８９を互
いに遮蔽したから第１実施例より電極間距離が狭くても
短絡防止効果は充分に太きい。

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
６９０機能は第１実施例のビスカスカップリング１７と
同様であり、説明は省く。

次に、第５図により第３実施例の説明をする。

これは粘性継手の振動吸収機能を利用した振動吸収装置
９３である。以下、上下の方向は第５図での上下の方向
であり、番号を付していない部材等は図示されていない
。

隔壁板９５の上側には円錐台形のゴムで作られた可撓性
のハウジング９７が液密に取り付けられ、下側には円錐
台形の金属で作られたベースプレート９９が取りつけら
れている。ハウジング９７にはトッププレート１０１か
固定されている。各プレート１０１．９９にはそれぞれ
ボルト１０３゜１０５が固定されている。振動吸収装置
９３はこれらのボルト１０３．１０５により相互に振動
する２部材間に取り付けられる。

ベースプレート９９と隔壁板９５との間にはダイヤフラ
ム１０７が液密に挾み込まれている。隔壁板９５にはオ
リフィス１１１が設けられ、このオリフィス１１１の」
二下には柔軟な隔膜］］３゜］１５が隔壁板９５に液密
に取り付けられ、隔壁板９５の上下にオリフィス１］１
を内包する上下の副流体室］、］、７．　　ココ、９が
形成されている。これらの副流体室１１．７，１．１．
９には電気粘性流体が封入されている。又、隔膜１１３
とハウジンク９７との間に形成された上部流体室１２］
及び隔膜１１５とダイヤフラム１０７との間にに形成さ
れた下部流体室］−２３にはそれぞれ粘性流体が封入さ
れている。

従って、ボルト１０Ｂ、１．０５が近づくように変位す
る縮み工程では上部の流体室］２１と副流体室１１７と
が収縮し、ダイヤフラム１０７が撓んで下部の副流体室
１１９と流体室１２３とか膨張し、副流体室１１７の電
気粘性流体がオリフィス１１１を通って副流体室１１９
へ流入する。又、ボルト１０３．１０５が遠ざかるよう
に変位する伸び工程では、ダイヤフラム１．０７の復帰
力も加わって、副流体室１１９から副流体室１］７へ電
気粘性流体か流入する、このようにオリフィス］１１を
通過するときの電気粘性流体の粘性抵抗によりポルｌ−
１，０５側部材とポルｌ−１０３側部材の変位とエネル
ギーか減衰し、振動か吸収される。

次に、第５図（ｂ）　（ｃ）により、オリフィス１］］
の説明をする。

隔壁板９５に設けられた丸穴］２５には、第５図（Ｃ）
に示すように、円筒形の電極１２７と、その内側に円筒
形の絶縁体］２９と、その内側に電極１３１が同芯上に
配置されている。電極１２７は絶縁体１３３を介して丸
穴１２５に取り付けられ、絶縁体１２９は絶縁体の腕１
３５により電極］２７に支持され、電極１３１は絶縁体
の腕１３７により絶縁体１２９に支持されている。絶縁
体１２９の長さは電極１２７，１．３１より長く、これ
らを互いに遮蔽し電極１２７．］、、３１間の短絡を防
止している。オリフィス］１１は絶縁体１２９と各電極
１．２７，１．３１との間に形成される。

各電極１２７，１３１はそれぞれリード線］３９．１．
４１から電圧制御装置を介して電源に接続され、オリフ
ィス１］１を通過する電気粘性流体に電圧を加える。こ
うして、電気粘性流体の粘度調節により振動吸収装置９
３の制振力が制御を行つ。

絶縁体１２９の配置により第７図の従来例に較べて高い
電圧の印加が可能になったから電気粘性流体の粘度の調
節範囲が広がり、それだけ制振力の制御範囲が広かった
。

なお、この発明の粘性継手は力の伝達装置として第３実
施例のようなダンパとしても各実施例のようなビスカス
カップリングや振動吸収装置に限らない。

［発明の効果］ この発明の粘性継手は、電気粘性流体に電圧を加える電
極間にこれらを互いに遮蔽する絶縁体を配置し電極間の
短絡を防止したから、高い電圧の印加が可能となり広い
範囲での粘度調節と特性制御とが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の断面図、第２図はこの発明と従来
例の絶縁破壊電圧特性を比較するグラフ、第３図は第２
実施例の断面図、第４図は第１と第２の実施例を用いた
車両の動力系を示すスケルトン機構図、第５図は第３実
施例に係り、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はこの実
施例の要部拡大断面図、同図（Ｃ）は同図（ｂ）のＡ−
Ａ断面図、第６図及び第７図はそれぞれ従来例の断面図
である。 ４７．４９・・・プレート（絶縁体） ６１、．６３，８７，８９．１．２７，１３１・・・電
極 ８１・・・円筒（絶縁体） ８５・・・フランジ部（絶縁体） １２９・・・絶縁体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電圧が印加されると粘性が変化する電気粘性流体を介し
   て力を伝達する粘性継手であって、電気粘性流体に電圧
   を加える電極間にこれらを互いに遮蔽して短絡を防止す
   る絶縁体を配置したことを特徴とする粘性継手。