JPH0697056B2 - ビスカスカップリング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （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） 特開昭61−65918号公報に「液体摩擦クラッチ」が記載
されている。これは、一対の伝達部材に各別に係合した
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。

（発明が解決しようとする課題） プレートの間には皿バネが配置されており、押圧体によ
りプレートが軸方向に押圧されると皿バネが撓んで全プ
レートが移動しプレート間隔が狭くなる。又、押圧力を
小さくすると皿バネの付勢力によりプレート間隔が広が
る。こうして、トルク伝達特性を変えることができる。

ところが、軸方向移動に際してプレートは粘性流体から
大きな抵抗を受ける。そこで、トルク伝達特性調節時の
レスポンスが悪い。又、大きな押圧力が必要であるから
押圧手段が大型になる。

そこで、この発明は、トルク伝達特性調節時のレスポン
スが速く、その際必要な操作力（押圧力）が小さいビス
カスカップリング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、これら伝達部材の間に設け
られて粘性流体が封入された作動室と、この作動室内で
一方の伝達部材に非回転的に係合した第１のプレート
と、この第１のプレートと交互に配置されて他方の伝達
部材に非回転的及び軸方向移動自在に係合すると共に、
押圧力を受けて軸方向に撓む可撓部を形成するスリット
を有した第２のプレートと、前記第２のプレート間に設
けられた押圧力伝達手段を介して前記可撓部を撓ませる
押圧手段とを備えたことを特徴とする。

（作用） 押圧手段が可撓部を撓ませると、該可撓部に隣接するス
リットが軸方向に開かれて粘性流体を第１及び第２のプ
レート間に大きく流入させ、これによって可撓部にスラ
スト力が付加されるので、軸方向移動自在な第２のプレ
ートは軸方向へ円滑に移動し、第１のプレートとの間隔
が変化してトルク伝達特性が変化する。このように、粘
性流体のスラスト力により第２のプレートの移動が円滑
に行われるから、トルク伝達特性調節時のレスポンスが
速く、又、押圧手段は可撓部を撓ませるだけで良く必要
な押圧力が小さくなる。

（実施例） 第１図ないし第５図により一実施例の説明をする。

第５図はこの実施例を用いた4WD車の動力系を示す。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５図の上方）に相当する。な
お、番号を付さない部材等は図示されていない。

先ず、第５図により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、トランスファ11、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置）、左右の後輪19,21
などから構成されている。

次に、第１図ないし第４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（一方の伝達部材）とハブ25（他方の伝達
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。このベアリ
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とロックナット33とが装着され、ハウジング23には
止め輪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の外周との間には押圧部
材39が軸方向移動自在に又相対回転自在に配置されてお
り、この部材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と押圧部材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。ハウジング23とハブ25
及び部材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と部材39との間に
は０リング51が配置されて作動室45を液密に保ってい
る。

作動室45内では第１と第２のプレート53,55が交互に配
置され、第１のプレート53はハウジング23の内周に、又
第２のプレート55はハブ25の外周にそれぞれスプライン
連結されている。

第２図のように、ハブ25の外周にはプレート55を連結す
るためのスプライン溝57が設けられている。又、第３図
のように、プレート55にはこの溝57に係合するスプライ
ン歯59が設けられていると共にその外周側には鉤形のス
リット61により軸方向へ撓むことができる可撓部63が形
成されている。第１図と第４図とに示すように、この可
撓部63の左側には押圧部材39と共に押圧伝達手段を構成
する突部65が設けられており各突部65は左側のプレート
55の突部65の背後側に当接する。又、押圧部材39の左端
にも同様な突部67が設けられている。なお、68はストッ
パ、70は押圧部材39、ベアリング83及びピストン73と共
にプレート55を右方へ付勢するリターンスプリングであ
る。

ハウジング23の右方には車体側に固定されたリング状の
シリンダ部材69が伝達軸27と同軸に配置されている。部
材69と伝達軸27との間にはベアリング71が配置されてい
る。シリンダ部材69にはピストン73が軸方向移動自在に
嵌合しており、部材69,73の摺動部は０リング75,77によ
り液密に保たれている。こうして、油圧アクチュエータ
79（押圧手段）が構成されている。

アクチュエータ79には油圧源から制御弁装置と油圧ポー
ト81とを介して油圧が供給される。ピストン73はベアリ
ング83を介して油圧部材39に連結されている。油圧が供
給されるとアクチュエータ79は押圧部材39と各プレート
55の突部65を介して各可撓部63をリターンスプリング70
の付勢力に抗して左方へ押圧し撓ませる。アクチュエー
タ79のこのような操作は運転席から手動操作可能か又は
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13が構成されている。

次に、ビスカスカップリング13の機能を説明する。

エンジン１からの駆動力によりハウジング23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
53からプレート55に伝達され、ハブ25を回転させる。こ
のとき、ハウジング23とハブ25と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。

アクチュエータ79からの押圧力を加えない状態では、第
１図（ｂ）のように、リターンスプリング70に付勢され
た第２のプレート55は両側の第１のプレート53の中央に
位置し、これら第１のプレート53と第２のプレート55の
間で行われるトルク伝達はシリコンオイルの剪断抵抗の
みとなるので、ビスカスカップリング13の伝達トルクは
最小である。

アクチュエータ79からの押圧力により第４図に示すよう
に、各プレート55の可撓部63が撓むとスリット61が軸方
向に開かれてシリコンオイルが矢印85のように流れ、プ
レート55は矢印87のようなスラスト力を受けて第４図中
下側に移動し、第１図（ｃ）のようにプレート53に接触
する。従って、これら第１のプレート53と第２のプレー
ト55の間で行われるトルク伝達は両プレートの摩擦抵抗
となるので、このときのビスカスカップリング13の伝達
トルクは最大となる。

このようにしてトルク伝達特性の調節が行える。又、そ
のとき必要な操作力は可撓部63を軸方向へ撓ませつつ移
動させるためのわずかな押圧力だけであるからアクチュ
エータ79を小型にできる。プレート55は上記の如くシリ
コンオイルがプレート間に流入することにより生ずるス
ラスト力により自動的に移動するから特性調節のレスポ
ンスが速い。

又、アクチュエータ79からの押圧力を加えないときはプ
レート53,55が接触し、アクチュエータ79からの押圧力
を加えるとプレート53に挟まれたプレート55がプレート
53の中央に移動するように構成すれば、ビスカスカップ
リング13を迅速に伝達トルク最小状態にすることができ
る。

次に、第５図の車両の動力特性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から左右の前輪7,9に分割出力されると共
にトランスファ11から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に伝達され左右の後輪19,21
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の特性により後輪19,21側にほ
とんど駆動力が伝達されない。従って、車両は実質的な
前輪駆動の２輪駆動状態となり、燃費が向上する。

悪路などで前輪7,9が空転し前後輪間に回転差が生じる
とビスカスカップリング13を介して後輪19,21側に駆動
力が伝達され、高い走破性が得られる。又、旋回に際し
た前後輪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。車庫入れや
Ｕターンなどのように低速急旋回の際も前後輪間の回転
差がビスカスカップリング13で吸収されるからタイトコ
ーナーブレーキング現象が防止される。

上記の如くアクチュエータ79からの押圧力を加えること
によりビスカスカップリング13の伝達トルクを大きくす
ると前輪空転時に後輪側に送られる駆動力が大きくなり
走破性は更に向上する。又、操作するとビスカスカップ
リング13の伝達トルクが小さくなるように構成すれば、
制動時にビスカスカップリング13で前後輪間の連結を遮
断状態にすることができる。こうすれば、制動時に前後
輪各側の制動力の干渉が防止され、例えば一側のロック
が他側に波及することがなく、ABSの機能が阻害されな
い。特性調節のレスポンスが速いから急制動にも迅速に
対応しABSの機能を保持することができる。

なお、この発明は移動側のプレートを突起を有するプレ
ートとその突起で押される可撓部を有するプレートとの
２群で構成し、押圧手段で前者を移動操作するように構
成してもよい。又、移動プレートはハウジング側に設け
てもよい。

［発明の効果］ この発明のビスカップリングは、押圧手段が可撓部を撓
ませると、該可撓部に隣接するスリットが軸方向に開か
れて粘性流体を第１及び第２のプレート間に大きく流入
させ、これによって可撓部にスラスト力が付加されるの
で、軸方向移動自在な第２のプレートは軸方向へ円滑に
移動し、第１のプレートとの間隔が変化してトルク伝達
特性が変化するように構成したからトルク伝達特性調節
のレスポンスが速い。又、可撓部を撓ませるのに必要な
押圧力は小さくてよく、従って押圧手段を小型にでき
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
それぞれ伝達トルク最大時と最小時のプレート位置を示
す拡大断面図、第２図はハブの断面図、第３図は第２プ
レートの平面図、第４図はプレートの要部を示す側面
図、第５図はこの実施例を用いた車両の動力系を示すス
ケルトン機構図である。 23……ハウジング（一方の伝達部材） 25……ハブ（他方の伝達部材） 45……作動室、53……第１のプレート 55……第２のプレート、63……可撓部 65……突部（押圧力伝達手段 79……油圧アクチュエータ（押圧手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対回転自在に配置された一対の伝達部材
   と、これら伝達部材の間に設けられて粘性流体が封入さ
   れた作動室と、この作動室内で一方の伝達部材に非回転
   的に係合した第１のプレートと、この第１のプレートと
   交互に配置されて他方の伝達部材に非回転的及び軸方向
   移動自在に係合すると共に、押圧力を受けて軸方向に撓
   む可撓部を形成するスリットを有した第２のプレート
   と、前記第２のプレート間に設けられた押圧力伝達手段
   を介して前記可撓部を撓ませる押圧手段とを備えたビス
   カスカップリング。