JPH11108083A

JPH11108083A - ビスカスカップリング

Info

Publication number: JPH11108083A
Application number: JP10226069A
Authority: JP
Inventors: Manfred Hofer; マンフレト・ホッファー; Rudolf Morawetz; ルドルフ・モラウェツ
Original assignee: GKN Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 1999-04-20
Anticipated expiration: 2018-08-10
Also published as: JP3016201B2; ITMI971931A1; GB9814607D0; US6056097A; KR19990023519A; GB2328267B; GB2328267A; DE19752761C1; KR100310266B1; IT1293849B1

Abstract

(57)【要約】【課題】プレート群が、回転方向に関係なく相対的に
回転するとき、プレートの重なり領域内で粘性媒体が均
一な分布をすることを保証し、且つ高ビスカスカップリ
ング速度における遠心力によって発生する粘性媒体と空
気の分離に抗して作用するビスカスカップリングを提供
する。【解決手段】プレート（８０，９０）は開口（８１，
９１）を備え、その境界面（８２，８３，９２，９３）
と仮想半径（Ｒ）との間の距離がプレート（８０，９
０）の内側に向かうにつれて増加する傾向にある。その
結果、回転運動中において、前記境界面（８２，８３，
９２，９３）が、回転方向に関係なく、回転により発生
する遠心力に抗して粘性媒体を内方に押圧し、かくして
粘性媒体と空気の分離をおさえ、これにより前記プレー
ト（８０，９０）は均一に湿らされ、従って、プレート
の接触が引き起こす磨耗量を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビスカスカップリ
ングに関し、特に、相対的に回転可能であるように回転
軸のまわりに配置され且つ閉止ユニットを形成するハウ
ジング及びハブを有し、前記ハブと共に回転する１組の
インナープレート群を有し、更に、前記ハウジング内に
取り付けられ且つ前記ハウジングと共に回転する１組の
アウタープレート群を有し、これらのプレート群の少な
くとも一方の組のプレート群が回転軸の方向に可動であ
り、更に、前記インナープレート及び前記アウタープレ
ートが少なくとも部分的に重なり合いながら一定の順序
で交互に配置されており、更に、前記インナープレート
及び／又は前記アウタープレートが開口を含み、そして
前記ハウジングと前記ハブ及び前記プレート群の間の残
存空間を少なくとも部分的に充填する粘性媒体を有する
ビスカスカップリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビスカスカップリングは自動車等の動力
伝達経路に使用される。例えば、もしも前輪駆動の車が
フロントホイールで空転を発生させたならば、第２トラ
ンスミッション出力とビスカスカップリングとプロペラ
シャフトとディファレンシャルとサイドシャフトとを介
してそのリアホイールが駆動される状態内においては、
ビスカスカップリング手段によって前記リアホイールが
接続され得る。

【０００３】ドイツ連邦共和国特許公開第２１３５
７９１号から公知であることは、孔型の開口を備えた１
組のプレート群と関連付けられるプレート群を設けるこ
とである。一方の組のプレート群は溝を含む。このよう
な方法においてプレート群を設計することにより、係る
カップリングのトルク性能を改善することができる。そ
のうえ、熱散失の度合いが粘性媒体の循環を改善するこ
とによって増加される。

【０００４】ビスカスカップリングが自動車の動力伝達
経路に使用され、且つその自動車が高速で走行する場合
には、その粘性媒体に強い遠心力が作用し、ビスカスカ
ップリングへ部分的に粘性媒体が充填されている場合
は、通常、粘性媒体が外側領域に集中し、粘性媒体と空
気とを分離する。その結果、プレート群の内側領域、す
なわち、回転軸近くの領域は、粘性媒体によって湿らさ
れないか又はそれらの領域は外側領域より少ない範囲で
湿ることになる。結果として、磨耗徴候がより早い段階
でプレート群の内側領域に発生する。

【０００５】ドイツ特許第３７０２２９９Ｃ１号
は、インナープレート群及びアウタープレート群が溝を
備え、インナープレート群の溝及びアウタープレート群
の溝が互いに交差するビスカスカップリングを記載して
いる。その装置の結果、プレート群が交差した領域にお
いて、１枚のプレートから次のプレートまでの空間に空
洞が形成され、プレート群がもう一方のプレート群と相
対的に回転する場合は、前記空洞が回転方向に依存し
て、回転の半径方向内側又は外側に搬送される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このことは、粘性媒体
が内側に又は外側に搬送されることを意味し、その目的
は回転方向に依存するトルク性能を備えたカップリング
を設けることである。しかしながら、粘性媒体が外側に
搬送されるとき、高いカップリング速度での粘性媒体及
び空気の分離は促進され、その結果としてプレートの磨
耗がよりいっそう促進される。

【０００７】本発明の目的は、複数組のプレート群が、
回転方向に関係なく相対的に回転するとき、プレートの
重なり領域において粘性媒体の非常に均一な分布を保証
し、且つ高いビスカスカップリング速度による遠心力に
よって発生する粘性媒体と空気との分離に抗するビスカ
スカップリングを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、少なくとも一方の組のプレート群の開口が２つの境
界面を含み、仮想半径から前記境界面までの距離が、前
記仮想半径上に位置決めされる開口の頂点から回転軸の
方向に向かうにつれて増加し、更に、前記開口が、前記
境界面を接続する基面によって境界付けられることによ
って達成される。

【０００９】両境界面が前記仮想半径線を鋭角に取り囲
むので、力の分力は粘性媒体上で回転軸の方向に作用す
る。又、力の分力は、複数組のプレート群が相対的に回
転するとき回転方向に関係なく作用する。このことは、
粘性媒体が回転軸に向かって内側に流れることを意味し
ている。粘性媒体のこの特別な内側向きの流れは、高い
ビスカスカップリング速度によって発生する遠心力が引
き起こす粘性媒体の外側向きの流れに抗して作用する。
それゆえ、プレート群の対向面の内側領域はより大きな
範囲で粘性媒体により湿らされ、その結果としてプレー
トの磨耗はより少なくなり、且つビスカスカップリング
の使用寿命が改善される。

【００１０】好適な実施例によれば、インナープレート
群及びアウタープレート群の開口が前記回転軸を取り囲
む少なくとも１つの仮想円形線上に各々分布され、ハブ
がハウジングに対してある一定の回転位置にあるとき、
前記インナープレートの前記開口が、前記アウタープレ
ートの開口に対し半径方向にずらして形成される。その
理由は、両プレートの開口がある一定の領域において重
なり合い、且つ従って前記インナープレートの前記開口
と前記アウタープレートの前記開口との間に貫流チャン
ネル部分を形成するためである。

【００１１】この手段は、隣接するプレートの開口が互
いに部分的に重なり合う位置において、粘性媒体が一方
のプレートの開口から他方のプレートの開口に運ばれ、
その結果、粘性媒体がより長い距離にわたって内側に流
れることを保証する。従って粘性媒体を回転軸に向かっ
て内側に流す能力が増大される。

【００１２】更に、開口の境界面と基面は、回転運動の
作用としての様々な流れ特性を達成することを目的とし
て、様々に形成され得る。境界面と仮想半径によって取
り囲まれる角度を変化することによって、回転軸の方向
における内側に力の分力を変化させることが可能であ
る。結果として、粘性媒体の様々な流量を達成すること
が可能である。屈曲された形状を持つ開口の境界面及び
／又は基面を設けることによって、開口の内部に様々な
流れ条件を達成することができ、その結果として一方の
プレートの開口から他方のプレートの開口への粘性媒体
の搬送を改善することが可能である。

【００１３】更に他の実施例によれば、熱的及び機械的
応力の軽減を達成することが提案される。このために開
口に加えてプレートは、回転軸と関連する仮想半径上に
位置決めされ且つ円周面に向かって開放される溝を備え
ている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、好適な実施例を図面を参
照して説明する。

【００１５】図１〜図９の細部が相当する範囲内で、対
応する部分については１０を加えた参照番号で示されて
いる。

【００１６】図１によるビスカスカップリング１はハウ
ジング２とハブ３とを含み、アウタープレート５とイン
ナープレート６と同様、ハブ３はハウジング２とカバー
４，４'に対して同軸であるように配置される。ハウジ
ング２は、その内周面に軸方向へ延びたかみ合い歯７を
備えている、このかみ合い歯７が、アウタープレート５
を回転自在に保持できるようにアウタープレート５には
ハウジング２上のかみ合い歯７と対応するかみ合い歯が
その外周上に備えられている。又、ハブ３は、その外周
面に軸方向にのびるかみ合い歯８の一群が備えられてい
る、このかみ合い歯８はインナープレート６を回転自在
に保持できるように、インナープレート６の内側のかみ
合い歯と歯合される。

【００１７】この実施例においては、インナープレート
６は軸方向に可動である。アウタープレート５は、プレ
ート間に配置された間隔手段であるスペーサ２７を備
え、且つハウジング２内でカバー４，４'によって軸方
向には不動に保持される。

【００１８】ハウジング２はシール９，１０によってハ
ブ３に関して密封される。更に、カバー４，４'は溶接
肉１１，１２によってハウジング２に確実に密封されれ
て接着される。ハウジング２とハブ３とカバー４，４'
とプレート５，６との間の空間は少なくとも部分的に粘
性媒体、特に高粘性のシリコンオイルによって満たされ
る。ハブ３とインナープレート６がハウジング２とアウ
タープレート５に関して相対的に回転するとき、トルク
が伝達される。これに関連して、異なるトルク伝達条件
よって特徴付けられる２つの作動状態を見分ける必要が
ある。一方の作動状態においては、プレート５，６の重
なり合いの領域における粘性媒体の剪断作用がトルクの
伝達を導く。もう一方の作動状態、すなわち、いわゆる
ハプニング状態においては、インナープレート６がアウ
タープレート５と接触し、その結果、トルクはプレート
５，６間の摩擦によって伝達される。もしハブ３及びハ
ウジング２が、回転軸Ｘ−Ｘのまわりに同一速度で回転
し、且つ両プレートが接触するようなハプニングが発生
しないならば、トルクは伝達されない。

【００１９】図２には、図１のインナープレート６に相
当するインナープレート４０を示している。ハブ３と共
に回転し、更に軸方向に可動である設置を達成すること
を目的として、インナープレート４０にはかみ合い歯１
３の一群が設けられる。ただし、ここで図においては、
かみ合い歯は1点鎖線のみで示されている。回転軸Ｘ−
Ｘを取り囲む仮想円上に位置決めされるドロップ形状の
開口４１が配置されている。境界面４２，４３と仮想半
径との間の距離は、位相分離を回避することを目的とし
て、その起点である頂点４４からプレートの内側方向に
向かうにつれて増加する。境界面４２，４３の真っ直ぐ
な側面部分と頂点４４を通る仮想半径Ｒの線は鋭角
「Ａ」をなす。円形切り欠きの形の基面４５は開口４１
を閉止する。更に溝４６がインナープレートの周部に形
成され且つ外周面４７に対して開放され、更にその閉止
端４８が各々孔を形成する。

【００２０】図３に示されるアウタープレート５０は、
図１のアウタープレート５に相当し、ハウジング２と共
に回転するように外側歯１４が設けられ、更にハウジン
グ２上のかみ合い歯の手段によって軸間隔が設けられ
る。図では１点鎖線かみ合い歯１４が示されている。図
２のインナープレート４０の開口と同様、開口５１はド
ロップ状に形成されている。これらの開口５１の境界面
５２，５３及び基面５５は、インナープレート４１にお
ける境界面４２，４３及び基面４５と同一の方法におい
て設計される。境界面５２，５３は頂点５４から始ま
る。溝５６は内側面５７に向かって開放され、且つ孔の
形の端部５８で外側に対して閉止される。更に、ドロッ
プ形状の開口５１が位置決めされる仮想円の径よりも大
きな径の円（図示されていない）の円周線上に、円形開
口５９は配置される。

【００２１】図４及び図６は、各々の内周部にかみ合い
歯１３を備えた、更に異なる設計をされたインナープレ
ート６０，８０を示している。

【００２２】図５及び図７は、各々の外周部にかみ合い
歯１４を備えた、更に異なる設計をされたアウタープレ
ート７０，９０を示している。

【００２３】図４によるインナープレート６０は開口６
１を含む。該開口６１の境界面６２，６３と仮想半径Ｒ
との間の距離はプレートの内側に向かうにつれて増加
し、該増加の増加率は逓減的である。開口６１と溝６６
は交互に並び、この溝６６は周辺部に分布しており、外
周面６７に向かって開放され且つ閉止端６８を含む。

【００２４】図５によるアウタープレート７０の開口７
１はインナープレート６０の開口６１と対応する。開口
７１は回転軸Ｘ−Ｘのまわりの仮想円上に配置され、そ
の仮想円の径は、それに関連するインナープレートの開
口がそれぞれ位置決めされる円よりも小さな径である。

【００２５】図６によるインナープレート８０の実施例
は、図４のインナープレート６０にほぼ相当するが、イ
ンナープレート８０は開口８１を含む。この開口８１の
境界面８２，８３と仮想半径との間の距離はプレートの
内側に向かうにつれて増加し、該増加の増加率は漸進的
である。

【００２６】図７によるアウタープレート９０の開口９
１はインナープレート８０の開口８１と対応する。開口
９１は回転軸Ｘ−Ｘを取り囲む仮想円上に位置決めさ
れ、この仮想円の径は、それに関連するインナープレー
トの開口がそれぞれ位置決される円よりも小さな径であ
る。

【００２７】図８において、図６及び図７によるインナ
ープレート８０とアウタープレート９０が重なり合って
示される。示されたような相対的な回転位置において、
貫流チャンネル部分１５が開口８１，９１の部分的な重
なり合いにより得られる。もしもインナープレート８０
が反時計回りに回転するならば、粘性媒体は境界面８２
によって回転軸Ｘ−Ｘに向かって内側に圧縮され、そし
て開口８１，９１が重なり合う時に、粘性媒体は貫流チ
ャンネル部分１５を通って開口８１からアウタープレー
ト９０の開口９１に進入し、粘性媒体がプレートの更に
内側に運ばれる。

【００２８】図９は前輪駆動車の駆動概念を示す。フロ
ントホイール１６は、トランスミッション１８とディフ
ァレンシャル１９とフロントアクスル２１のサイドシャ
フト２０とを経由してエンジン１７によって駆動され
る。通常の駆動条件下では、リアホイール２２のみが駆
動され、その結果、ビスカスカップリング１内のインナ
ープレート及びアウタープレートの回転は相対的には行
われない。フロントホイート１６が不適切な粘性摩擦に
よって路面に対して空転するとき、アウタープレートに
対するインナープレートの相対回転運動がビスカスカッ
プリング１で行われ、その結果トルクが発生し、従っ
て、リアホイール２２はプロペラシャフト２３とディフ
ァレンシャル２４とリアアクスル２６のサイドシャフト
２５とを介して同様に駆動される。

【００２９】以下に、本発明の実施の形態を要約する。

【００３０】相対的に回転可能であるように回転軸
のまわりに配置され且つ閉止ユニットを形成するハウジ
ング（２）及びハブ（３）を有し、前記ハブ（３）と共
に回転する１組のインナープレート（６，４０，６０，
８０）群を有し、更に、前記ハウジング（２）内に取り
付けられ且つ前記ハウジング（２）と共に回転する１組
のアウタープレート（５，５０，７０，９０）群を有
し、これらのプレート群の少なくとも一方の組のプレー
ト群が回転軸の方向に可動であり、更に、前記インナー
プレート（６，４０，６０，８０）及び前記アウタープ
レート（５，５０，７０，９０）が少なくとも部分的に
重なり合いながら一定の順序で交互に配置されており、
更に、前記インナープレート（６，４０，６０，８０）
及び／又は前記アウタープレート（５，５０，７０，９
０）が開口（４１，５１，６１，７１，８１，９１）を
含み、そして前記ハウジング（２）と前記ハブ（３）及
び前記プレート（５，５０，７０，９０，６，４０，６
０，８０）群の間の残存空間を少なくとも部分的に充填
する粘性媒体を有するビスカスカップリングにおいて、
少なくとも一方の組のプレートの前記開口（４１，５
１，６１，７１，８１，９１）が２つの境界面（４２，
４３，５２，５３，６２，６３，７２，７３，８２，８
３，９２，９３）を含み、仮想半径（Ｒ）から前記境界
面（４２，４３，５２，５３，６２，６３，７２，７
３，８２，８３，９２，９３）までの距離が、前記仮想
半径（Ｒ）上に位置決めされる前記開口（４１，５１，
６１，７１，８１，９１）の頂点（４４，５４，６４，
７４，８４，９４）から回転軸（Ｘ−Ｘ）の方向に向か
うにつれて増加し、更に、前記開口（４１，５１，６
１，７１，８１，９１）が、前記境界面（４２，４３，
５２，５３，６２，６３，７２，７３，８２，８３，９
２，９３）を接続する基面（４５，５５，６５，７５，
８５，９５）によって境界付けられるビスカスカップリ
ング。

【００３１】前記インナープレート（６，４０，６
０，８０）及び前記アウタープレート（５，５０，７
０，９０）の前記開口（４１，５１，６１，７１，８
１，９１）が各々前記回転軸を取り囲む少なくとも１つ
の仮想円形線上に分布され、前記ハブ（３）が前記ハウ
ジング（２）に対して一定の回転位置にあるとき、前記
開口（４１，５１，６１，７１，８１，９１）が一定の
領域において重なり合い、且つ前記インナープレート
（６，４０，６０，８０）の前記開口（４１，６１，８
１）と前記アウタープレート（５，５０，７０，９０）
の前記開口（５１，７１，９１）との間に貫流チャンネ
ル部分（１５）を形成することを目的として、前記イン
ナープレート（６，４０，６０，８０）の前記開口（４
１，６１，８１）が前記アウタープレート（５，５０，
７０，９０）の前記開口（５１，７１，９１）に対し
て、回転軸（Ｘ−Ｘ）に関係する半径方向にずれてい
る、前記に記載のビスカスカップリング。

【００３２】前記境界面（４２，４３，５２，５
２，６２，６３，７２，７３，８２，８３，９２，９
３）と前記仮想半径（Ｒ）との間の距離が直線的に延び
る、前記又は前記のいずれか１つに記載のビスカス
カップリング。

【００３３】前記境界面（４２，４２，５２，５
３，６２，６３，７２，７３，８２，８３，９２，９
３）と前記仮想半径（Ｒ）との間の距離が漸進的に延び
る、前記又は前記のいずれか１つに記載のビスカス
カップリング。

【００３４】前記境界面（４２，４３，５２，５
３，６２，６３，７２，７３，８２，８３，９２，９
３）と前記仮想半径（Ｒ）との間の距離が逓減的に延び
る、前記又は前記のいずれか１つに記載のビスカス
カップリング。

【００３５】前記開口（４１，５１，６１，７１，
８１，９１）の前記基面（４５，５５，６５，７５，８
５，９５）が前記回転軸（Ｘ−Ｘ）を取り囲む仮想円形
線に対する接線の方向に延びる、前記〜前記のいず
れか１つに記載のビスカスカップリング。

【００３６】前記開口（４１，５１，６１，７１，
８１，９１）の基面（４５，５５，６５，７５，８５，
９５）が屈曲させられる、前記〜前記のいずれか１
つに記載のビスカスカップリング。

【００３７】前記インナープレート（６．４０．６
０，８０）及び／又はアウタープレート（５，５０，７
０，９０）が回転軸（Ｘ−Ｘ）に関係する仮想半径
（Ｒ）に位置決めされる溝（４６，５６，６６，７６，
８６，９６）を備え、前記インナープレート（４，４
０，６０，８０）の溝（４６，６６，８６）が外周面
（４７，６７，８７）に向かって開放され且つ前記アウ
タープレート（５，５０，７０，９０）の溝（５６，７
６，９６）が内周面（５７，７７，９７）に向かって開
放されている、前記〜前記のいずれか１つに記載の
ビスカスカップリング。

【００３８】

【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、少なくとも一
方の組のプレートの前記開口が２つの境界面を含み、仮
想半径から前記境界面までの距離が、前記仮想半径上に
位置決めされる前記開口の頂点から回転軸の方向に向か
うにつれて増加し、更に、前記開口が、前記境界面を接
続する基面によって境界付けられる構成としたので、複
数組のプレートが、回転方向に関係なく相対的に回転す
るとき、プレートの重なり領域において粘性媒体の非常
に均一な分布を保証し、且つ高いビスカスカップリング
速度により発生する遠心力が引き起こす粘性媒体と空気
の分離を抗する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】

【図１】長手方向断面において部分的に示されるビスカ
スカップリングの側面図である。

【図２】インナープレートの異なる実施例を示す図であ
る。

【図３】アウタープレートの異なる実施例を示す図であ
る。

【図４】インナープレートの異なる実施例を示す図であ
る。

【図５】アウタープレートの異なる実施例を示す図であ
る。

【図６】インナープレートの異なる実施例を示す図であ
る。

【図７】アウタープレートの異なる実施例を示す図であ
る。

【図８】図７によるアウタープレート及び図６によるイ
ンナープレートの重なり合いを示す図である。

【図９】ビスカスカップリングの１つの考え得る用途に
よる前輪駆動車の駆動概念を示す図である。

【符号の説明】

１ビスカスカップリング２ハウジング３ハブ５アウタープレート６インナープレート１５貫流チャンネル部分４１開口４２境界面４６溝４７周面５０アウタープレート５１開口５２境界面５３境界面５５基面５６溝５７内面６０インナープレート６１開口６２境界面６３境界面６４頂点７０アウタープレート７２境界面７５基面７６溝８０インナープレート８２境界面８５基面８６溝８７周面９０アウタープレート９１開口９２境界面９５基面Ｒ半径Ｘ−Ｘ回転軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ルドルフ・モラウェツイタリア国ブルネック，シュタットガッセ 59

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対的に回転可能であるように回転軸の
まわりに配置され且つ閉止ユニットを形成するハウジン
グ（２）及びハブ（３）を有し、前記ハブ（３）と共に
回転する１組のインナープレート（６，４０，６０，８
０）群を有し、更に、前記ハウジング（２）内に取り付
けられ且つ前記ハウジング（２）と共に回転する１組の
アウタープレート（５，５０，７０，９０）群を有し、
これらのプレート群の少なくとも一方の組のプレート群
が回転軸の方向に可動であり、更に、前記インナープレ
ート（６，４０，６０，８０）及び前記アウタープレー
ト（５，５０，７０，９０）が少なくとも部分的に重な
り合いながら一定の順序で交互に配置されており、更
に、前記インナープレート（６，４０，６０，８０）及
び／又は前記アウタープレート（５，５０，７０，９
０）が開口（４１，５１，６１，７１，８１，９１）を
含み、そして前記ハウジング（２）と前記ハブ（３）及
び前記プレート（５，５０，７０，９０，６，４０，６
０，８０）群の間の残存空間を少なくとも部分的に充填
する粘性媒体を有するビスカスカップリングにおいて、少なくとも一方の組のプレートの前記開口（４１，５
１，６１，７１，８１，９１）が２つの境界面（４２，
４３，５２，５３，６２，６３，７２，７３，８２，８
３，９２，９３）を含み、仮想半径（Ｒ）から前記境界
面（４２，４３，５２，５３，６２，６３，７２，７
３，８２，８３，９２，９３）までの距離が、前記仮想
半径（Ｒ）上に位置決めされる前記開口（４１，５１，
６１，７１，８１，９１）の頂点（４４，５４，６４，
７４，８４，９４）から回転軸（Ｘ−Ｘ）の方向に向か
うにつれて増加し、更に、前記開口（４１，５１，６
１，７１，８１，９１）が、前記境界面（４２，４３，
５２，５３，６２，６３，７２，７３，８２，８３，９
２，９３）を接続する基面（４５，５５，６５，７５，
８５，９５）によって境界付けられることを特徴とする
ビスカスカップリング。