JPS62374B2 - - Google Patents

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JPS62374B2
JPS62374B2 JP50132195A JP13219575A JPS62374B2 JP S62374 B2 JPS62374 B2 JP S62374B2 JP 50132195 A JP50132195 A JP 50132195A JP 13219575 A JP13219575 A JP 13219575A JP S62374 B2 JPS62374 B2 JP S62374B2
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JP
Japan
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joint
piston
plates
volume
hollow chamber
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JP50132195A
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JPS5199769A (ja
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Piitaa Roiransu Roruto Ansonii
Jeemuzu Uookaa Furederitsuku
Uebu Osuwarudo
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GKN Automotive Ltd
Original Assignee
GKN Transmissions Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by GKN Transmissions Ltd filed Critical GKN Transmissions Ltd
Publication of JPS5199769A publication Critical patent/JPS5199769A/ja
Publication of JPS62374B2 publication Critical patent/JPS62374B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D35/00—Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion
    • F16D35/005—Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with multiple lamellae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/26—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using fluid action, e.g. viscous clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H2048/382—Methods for manufacturing differential gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H48/42—Constructional details characterised by features of the input shafts, e.g. mounting of drive gears thereon
    • F16H2048/423—Constructional details characterised by features of the input shafts, e.g. mounting of drive gears thereon characterised by bearing arrangement

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、第１及び第２の回転部材を相互に連
結し両者間の相対回転をコントロールするための
粘性流体継手に関する。
本発明はまた歯車装置間の相対回転をコントロ
ールする差動歯車と継手との結合に関する。この
ような継手と差動歯車との結合は全輪駆動車の駆
動軸の間や駆動軸に取付けられた車輪の間に用い
られる。
特に本発明は、環状板の周囲に粘性流体を満し
ている中空室体内に共通軸心の周りを回転する２
組の環状板を交互に並べてあり、第１組の環状板
は第１回転部材に連結してある駆動軸に、他の組
の環状板は第２回転部材に連結してある駆動軸に
連結してある、継手に関する。
この種の継手において、２組の環状板が粘性流
体を剪断する形式の継手では、熱が発生すること
は既に知られている。粘性液体の温度が上がると
粘性が低下し、したがつて継手のトルク伝達能力
は低下する。更に、粘性液体の有効粘度は剪断力
の増加に反比例するので、継手のトルク伝達能力
は２組の環状板の相対回転速度の増大につれて減
少する傾向がある。それゆえ、この種の継手では
２組の環状板の間の一定速度差における継手のト
ルク伝達特性は静止状態より始動して数分以上た
つと、トルク伝達値は最初は急速に、後次第にゆ
つくり減少する（後に説明する第５図を参照）。
この種のもので実用されている継手では、トル
クが減少して環状板を連結した回転部材を首尾一
貫してコントロールすることが困難となるので、
前述のトルク伝達特性はどうしても悪くなる。
従来のこの種の継手の具体例として実開昭47−
203号公報に示されるものがある。この継手の場
合、粘性流体と環状板とを含む中空室体の容積は
一定で増減できない。中空室体内の粘性流体の量
（すなわち充填率）は85〜95％で流体のない若干
のスペースが残されている。
継手内に流体のないこのようなスペースを残す
のは、継手の温度が上つたときに流体が膨張でき
るようにするためであると説明される。その一
方、継手中の流体の量が少なくなると継手の性能
は悪くなる。従つて、継手内の高圧の発生を避け
ながらしかも高い性能を発揮するような充填率を
設定する必要がある。
前記のように、中空室体の容積が一定である
と、時間とともに、トルクはコントロール不能な
程急激に一旦低下してその後又急激に上昇し、圧
力も異常に上昇する欠点がある（後に説明する第
７図を参照）。
この種の継手は、特に自動車の差動歯車に用い
られる場合、トルク伝達特性と圧力増加特性をコ
ントロールできることが望ましい。
しかし、従来の装置では、中空室体の容積が一
定であるために、前記性能は達成できない。
本発明の１目的は前述の欠点をなくしたり軽減
できる継手を得るにある。
本発明によれば、少くとも１組の環状板は共通
軸心に平行に自由に動くことができ、中空室体内
の容積を変えるために、その室は前記環状板と別
箇に動かし得る部材を備えており、また、弾性的
に変位できる手段が、容積が最小値となつた時の
限界位置に前記部材を押し出し、弾性的に変位で
きる手段の強さは継手の希望トルク伝達特性に従
つて定められ、周囲温度25℃で継手が止まつてい
る時に、粘性液体はその室内の最小室内容積の85
％〜100％の範囲内の体積を占める。
本願発明者は継手のトルク伝達と圧力との間に
ある関係が存在することを発見した。継手の中の
圧力が、液体が剪断作用を受けてその温度が上昇
し、そのため膨張して大きくなり、少くとも１組
の環状板が継手軸に平行方向に自由に動くことが
できる場合には、出てくるトルクは粘性剪断の公
知理論によつて予想されたものよりも大きくな
る。例えば、かなりのトルクの増大が圧力上昇に
よつて同時に得られることを本願発明者は発見し
た。これは、恐らく継手の複雑な温度勾配に基づ
く環状板間の間隙の微小の差異により環状板間の
圧力低下が生ずるからである。それゆえ、圧力増
大によつてこれらの環状板群間にクラツチ作用を
生ぜしめ、粘性剪断のみにより生じたトルクより
も大きいトルクを生ぜしめる。増加した圧力は弾
性的に変形する部材に対してピストンを動かすこ
とによりコントロールされ、それゆえ、希望する
トルク伝達特性が弾性的に変形できる手段の強さ
を適当に選ぶことによつて得られる。
周囲温度25℃における継手内の粘性液体の量は
最小室内容積の85〜100％の間である。即ち、部
材が限界位置にある時に、室内の全容積が液体で
満たされていれば100％であるが、もし満たされ
た液体量が85％であるとすれば室内の容積の15％
には液体が入つていないことになる。液体の充填
率は時間に対するトルク伝達の特性曲線の形と関
係がある。それゆえ、もし常温で室内に満たされ
てない空間があるならば、環状板間の相対速度差
の発生により伝達トルクは減少するだろう。この
ような空間は真空か空気やガスで満たされてある
ということは当然理解できると思う。
使用中に歯車部材間に小さな速度差が生じた場
合に著しく大きなトルクが伝達されないようにす
るので、この継手は差動装置と一緒に使用すると
効果がある。
第１限界位置より部材が動くに従つてスプリン
グの反発力が増大するので、弾性的に変形する手
段として２またはそれ以上のスプリングを設ける
とよい。１組の環状板は、室内に突出し一端を開
放した内径を有する中空ボスに取付けられてお
り、中空室体内空間をうめており、この部材は限
界位置にピストンを押すように内径内に設けられ
たスプリングで摺動可能になつているピストンを
有しており、ピストン前面と軸孔とで形成された
室内容積は最小となつており、周囲温度が上昇し
て継手の温度が上るとスプリング作用に反抗して
ピストンが移動し、ピストンと軸孔とで形成され
ている室の容積は増大する。
以下本発明の詳細について添付図面記載の実施
例に従つて説明する。
第１図は自動車の駆動軸の中心断面を示してい
る。差動歯車室は符号１０で示してあり、その中
でピニオン軸受１３で支持された駆動軸１２に駆
動ピニオン１１が取付けてある。ピニオン１１は
キヤリヤ１５にねじ止めされた冠歯車１４と噛合
つている。キヤリヤは差動歯車室１０の反対側で
軸受１６に回転可能に支持されている。キヤリヤ
は数個の傘歯車を支持しており、その内の２個は
１７で示されており、キヤリヤに支持されたピン
１８に回転可能に取付けられている。傘歯車１７
は２つに分割された軸２１，２２に連結されたサ
イドギヤ１９，２０と噛合つている。サイドギヤ
１９と半軸２１の連結は普通の仕方で、サイドギ
ヤにスプラインが切つてあるだけだが、サイドギ
ヤ２０は後述する継手に取付けてある。
継手は符号２３で示される中空室体を有してい
る。この中空室体は円筒壁２４と第１環状端壁２
５を備え、また、半軸２２を受け入れる内壁にス
プラインを切つたボス２６を備えている。端壁２
５は円筒壁２４に熔接されている。この中空室体
はサークリツプ２８と肩部２９により円筒壁２４
に取付けられた第２の環状端壁２７を有してい
る。壁２４，２７はそれぞれ係合歯３０，３１を
備えており、壁２４，２７の間で相対回転が生じ
ないようになつている。シール３２は、壁２４と
２７の間をシールする。
左端にフランジ部を右端にボスを有する中空体
１５′はキヤリヤ１５とともにその中に継手と差
動歯車機構を包み込んでいて、冠歯車１４、キヤ
リヤ１５と一体的に回転する。右端のボスは、中
空室体のボス２６と軸受１６の間に挟まれてい
る。
サイドギヤ２０は壁２７の中心軸孔に挿入し熔
接されているボス３３を有している。このボスは
拡げられた孔３４を備えている。
符号３５で示されているボスは中空室体２３内
に突出している。ボスは中空でサイドギヤ２０の
軸孔３７を通つていてシール３８でシールされて
いる第１部分３６を有している。第２部分を形成
しているボスの左端は符号３９で示されており、
サイドギヤ１９に符号４２で熔接されている内面
にスプラインを切つた鞘部材４１と係合するため
のスプラインが外面に切られてある。ボス３５は
サイドギヤ１９および半軸２１と連結され、ま
た、中空室体２３は半軸２２にボス２６を介して
連結されている。それゆえ、継手は２つの半軸２
１と２２の間で作動する。
第３部分となつている符号４３で示されるボス
３５の右側部分には、軸孔４４が形成されてい
る。符号４５で示されているピストンが軸孔の中
に摺動可能に設けてある。このピストンは、軸孔
４４とシールするためのＯリング４７を取付ける
溝のあるヘツド４６を有している。ボスの部分４
３は中空体２３の環状壁間にあり、それらが軸方
向の内方偏位を生じないように支持している。ま
た、部分４３の右端には、その部分と壁２５の対
向凹みの肩部４９との間にスラストワツシヤ４８
がある。ニードルローラー軸受５０が部分４３の
左端部とサイドギヤ２０の外側軸孔３４の基部と
の間に設けられている。
ピストン４５は第１柄部５１と第２柄部５２を
備えている。柄部５１は柄部５２よりも小径であ
る。第１スプリング５３は柄部を取り巻いて一端
は柄部５２とヘツド４６に係合し、他端はボスの
第２の部分３９の端壁５４と係合している。スプ
リング５３より小径でその内部に設けてある第２
スプリング５５は柄部５１の左側部を取り巻いて
いる。スプリング５３は図面で右側にピストンを
作用させ、ピストンの右側はスラストワツシヤ４
８に作用を与える。これはピストンの第１限界位
置である。
円筒壁２４の内面にはスプライン５６が切つて
あり、その一つが符号５７で示されている多数の
環状板がこのスプラインに取付けられてある。
ボス４３の外面には、スプライン５８が切つて
あり、それには、図面では２個が符号５９で示さ
れている、多数の環状板が取り付けられている。
したがつて、円筒壁２４とボス４３が特許請求の
範囲にいう「第１及び第２の部材」に該当する。
２組の環状板、即ち円筒壁２４にスプライン結合
した板とボス３５にスプライン結合した板とは図
示のように交互に重ね合わされており、各組の板
は符号６０で示される板の共通回転軸に平行に自
由に動くことができる。板は第３図、第４図示の
ような形をしている。ボスの部分４３と円筒壁２
４との間の空間は、スラストワツシヤ４８と係合
するボスの右端にあるスリツト６１を通つてボス
の内径４４と連通している。プラグ６２は環状壁
２５に封入されており、取外し可能のプラグ６３
を備えている。
軸孔４４の左端には拡大部６４が設けてあり、
以下に述べるように、ヘツド４６が左に動いて拡
大部６４に入ると、図示していないが、液体は右
から左方にピストンの周囲を流れ、中空体より流
出できる。ピストン右側の軸孔４４の部分は中空
室体の容積部分となり、ピストンの右側面が特許
請求の範囲にいう「中空室体の側壁の一部」とな
る。
中空室体は粘性液体、大抵はシリコンオイルで
一杯満されるか、あるいは大体一杯に満される。
その液体は、例えば、周囲温度25℃で零剪断比に
おいて100000センチストークの公称粘度があると
よい。しかしながら、以下の範囲内の粘度をもつ
液体が普通である。零剪断比で、周囲温度25℃で
1000〜150000センチストークである。プラグ６３
を外してできる孔を通して中空室体を真空にしな
がら環状壁２７の開孔６５から継手内に液体を導
入する。液体の必要量が中空室体にはいつたら、
開孔６５はリベツト６６でシールされ、プラグ６
３はもとの位置に戻される。継手の液体封入率即
ち、周囲温度25℃で、継手が静止している状態で
のピストンの右側の軸孔４４の部分を含む、中空
室体２３内の液体量は、体積比で95〜100％の間
にある。
継手はキヤリヤ１５と中空体１５′内にあり、
中空室体２３は半軸２２にボス２６を介して連結
されており、一方、ボス３５は半軸２１に鞘部材
４１を介して連結されているので、継手は半軸間
に直接作用する、即ち差動歯車の出力とキヤリヤ
１５を介しての入力との間に作用する。
これを作動させると、継手は半軸２１と２２の
間の相対回転をコントロール（換言すれば、抑制
又は制限）する。このため、もし、軸の一方が他
方に対して相対的に回転しようとすると、トルク
の一部は低速で回転する軸に継手を介して伝達さ
れる。それゆえ、もしも駆動輪の一つがスリツプ
し、他の輪が乾いた表面にあるとすると、車をぬ
かるみから脱け出させるために乾いた表面上の輪
に継手を介してトルクが伝達される。
ボス３５と中空室体２３との間に相対回転が起
ると、継手内にエネルギー消費による発熱が生ず
る。この発熱は２つの影響即ち第１に粘性液体の
膨張、第２に粘性の低下をきたす。粘性液体の膨
張は中空室体内の圧力を増大し、ピストン４５は
圧力の増大によつて左右に動かされる。ピストン
の動く割合は、ピストンがその行程の左端に達す
るまでに、まずスプリング５３によつて、次にス
プリング５５が作用することによつてコントロー
ルされる。前もつて最大使用温度が決められてい
るので、ヘツド４６が拡大部６４内に来るまでピ
ストン４５が動きうる範囲内で液体が膨張するよ
うにしてある。継手がすつかりこわれてしまうの
を防止するために、液体は拡大部分でピストンの
周りを通つて継手外に流出でき、図示していない
通路を通つて差動装置のケーシングに流出する。
しかし、このことは継手の作用を害するので、後
で再充填する必要があるが、継手がこわれてしま
うことは防止できる。
スプリング５５は最大使用温度になる少し前、
即ち拡大部６４内にヘツド４６が入つてその周り
を液体が流出することにより継手内の圧力が低下
するようになる少し前に作動するようになつてい
る。
スプリングの強度は圧力上昇をコントロールす
るように選ばれ、こうすることにより、継手のト
ルク伝達特性は以下第２実施例について記載する
ように良くなる。
この継手においては、２組の環状板５７，５９
は軸６０に平行に摺動可能になつている。しかし
ながら、一組の環状板だけが動きうるようにして
もよい。
第２図について説明すると、この継手は同心で
相対回転できる内外管壁７０，７１（特許請求の
範囲にいう「第１及び第２の部材」に該当す
る。）より構成されている。外壁７１は、第１回
転部材に対し外壁７１を直結する手段となつてい
るスプライン部９１を備えている。内壁７０は第
２回転部材に対し内壁７０を連結する手段となつ
ているスプライン部９０を備えている。壁７０，
７１間の環状空隙は、止環７２ａ，７３ａによつ
て軸方向に離されて止められた、くぼみのある鋼
製端壁７２，７３で閉鎖されている。端壁７２，
７３の周面は壁７１の内面に設けた環状溝に挿入
したＯリング１００により液密に外壁７１と共に
回転する。ライニングシール７４，７５は端壁７
２，７３のくぼみに設けてある。ライニングシー
ル７４，７５の外側は端壁７２，７３一番内下方
に設けた抜孔７４ａ，７５ａを通つて外部に連通
している。壁７０，７１，７２，７３は、端壁７
３の注入口７６を通して粘性液体を注入できるよ
うになつている中空室体を構成する。プラグ７７
は注入孔７６を閉じるためのものである。注入を
容易にするために、（図示されていないが）第２
の孔とプラグが中空体から空気を逃すために設け
られてある。
外壁７１にはその内壁は符号７８で示されてい
るスプラインが設けてある。内壁７０にはその外
壁に符号８０で示されているスプラインが設けて
ある。外側に刻み目を付けた第１組の環状体７９
はスプライン７８と係合している。内部に刻み目
を付けた第２組の環状板８１はスプライン８０と
係合している。板７９，８１は互に重ね合わされ
て、軸方向に動き得るようになつている。２組の
板は１組となつて、その集合体は、内側にスプラ
インを切つていてスプライン８０と係合してい
る。一側では止環１０１、スペーサ環境１０２に
より、反対側ではスペーサ環境１０３により止め
られている。
環１０２と１０３の間の距離に関しては、板７
９，８１の厚さは、板が均等におかれた場合板と
板との間隔は0.012″程度（約0.3mm）となつてい
る。板７９，８１は軟鋼で作られ、例えばニツケ
ル鍍金することにより表面を硬化することが望ま
しい。
壁７０−７３によつて形成される中空室体には
中空室体の体積を変えるために板７９，８１と関
係なく動かし得るように部材を取付けてある。そ
の部材は３個のピストンよりなり、そのピストン
は中空室体内の板集合体の近くに設けた環状キヤ
リヤ８３中の別々の軸孔８４に摺動可能となつて
いる。ピストン８５は中空室体の容積が最小にな
る限界をもつており、その限界位置は軸孔８４の
出口で溝８８に挿入されてある止環８７で決定さ
れる。各ピストン８３は、一端がピストンに、他
端が軸孔８４の底に作用する圧縮スプリング８６
のような弾性変形手段によつて限界位置に押し付
けられる。第１図の場合と同様に、ピストン８５
の右側面が特許請求の範囲にいう「中空室体の側
壁の一部」となる。軸孔８４の底部付近のキヤリ
ヤ８３の端面は、液密で端壁７２の内面に押し付
けられ、符号１０４で示されるねじによつて固定
されている。軸孔８４はキヤリヤと端壁７２に
夫々あけた連通孔１０５，１０６により外部と連
通している。
板７９，８１の形と構成は第３，４図に夫々示
されてある。外壁７１と係合する外方刻み目を設
けた板７９は便宜上外板と名付け、内壁７０と係
合する内方刻み目を設けた板８１は内板と名付け
ることにする。外板７９は継手軸Ａの周りに設け
た孔１０７の形をした開口を有している。内板８
１は放射溝１０８の形をした開口を有している。
これらの孔や溝は、単に中空体に粘性液体の流入
を容易にするばかりでなく、また、そのトルク伝
達能力に関しても継手の性能を改善するものであ
ることがわかつた。
中空室体には前記したような特性の粘性液体が
入れられてある。中空室体に入れられる粘性液体
の量は、可動ピストン８５が前述した限界位置に
ある時に、中空室体内の液体に用いうる体積の85
〜100％である。
なお、第２図の実施例は、第１図の場合と同様
に差動歯車機構と組み合わせて用いることができ
る。
第１図におけるスプリング５３，５５、第２図
におけるスプリング８６の強さと、継手に入れら
れる液体は、第５〜７図の図表について後述する
ように、希望するトルク伝達特性によつて選択さ
れる。液体の公称粘度、初期公称環状板間隔、一
般寸法のような変化するものは粘性剪断継手で公
知のデータに基づいて決定されるが、本発明の新
技術に合うように変更されるものである。
第５図において、グラフＡ−Ａは継手が２組の
板の間に速度差がないか或は一定速度差で運転さ
れた時に見られる公知の継手におけるトルク伝達
と時間との関係を示すものである。グラフＢ−Ｂ
は継手の平均温度と時間との関係を示すものであ
る。（圧力は第６図のＣ−Ｃと同様に増加する。）
グラフＡ−Ａより、伝達トルクは、最初より即ち
環状板間の相対回転のスタートから割合急速に落
ち込み、次に継手の平均温度が次第に上昇するの
でゆつくりと低下することがわかる。
第３頁の始めに述べたように、２組の板が相対
回転する間に粘性液体の剪断作用により発生する
熱は粘性液体の温度を増大し、そのため有効粘度
を低下させ、液体のトルク伝達能力を低下させ
る。
第６図において、グラフA′−A′は本発明を実
施した継手における伝達されるトルクと時間の関
係の一般的性質を示すもので、第１，２図につい
て述べたように、継手は２組の板間の一定速度差
で作動する。この場合、使用液体は100％、即ち
ピストン４５又は８５が周囲温度25℃で限界位置
にあつて、液体を満たす中空室体の全容積に粘性
液体を満した場合である。グラフB′−B′は継手の
平均温度と時間の関係を示し、グラフＣ−Ｃはタ
ツピングを介して測定した中空体内の液体圧力を
示す。グラフA′−A′は、温度と圧力が次第に変
化上昇する時に伝達トルクは大体一定に保たれる
ことを示している。
第５図に見られるように、熱は有効粘度と粘性
液体のトルク伝達能力を低下させる。
しかしながら、第６図の場合、粘性液体と中空
室体の材質との間の膨張の相違により、中空室体
内に直ちに圧力上昇が生じ、その大きさはスプリ
ング５３，５５又は８６の強さにより決定され
る。ここで明らかにされるように、粘性剪断のみ
によるとされているトルク伝達は加圧下の板間の
クラツチ作用の増大により増加する。かくして、
粘性の低下によるトルクの減少を補償するに足
る、圧力に帰因する板間のクラツチ作用によるト
ルクの増加を生じさせるスプリング５３，５５又
は８６の強さを実験により見出すことができよ
う。
第７図でグラフA″−A″は本発明の継手により
伝達トルクと時間の間の一般的性能を示すもの
で、第１、第２図に記載したような２組の板の間
に一定速度差を与えて運転した場合の継手につい
てのものである。この場合注入液体の容積は90％
である。グラフB″−B″とC′−C′は同様に温度−
時間、圧力−時間の性能を示すものである。
グラフA″−A″より、伝達トルクは始めはかな
り急速に低下し、Ｘ点で大体一定値を示すように
なる。時間目盛（横軸）上のＸ点に相当するもの
は、圧力特性曲線におけるＹ点である。圧力特性
曲線上のＹ点までの比較的小さな圧力上昇は粘性
液体と中空室体の材質との間の膨張差に帰因す
る、中空室体内に当初存在するところの10％の空
間容積内の空気の圧縮によるものである。
粘性低下によるトルク減少を補償するに充分な
トルク増大を板間のクラツチ作用によつて得られ
るような強さとしたスプリング５３，５５又は５
６がＹ点で作用し出すようにする。
さらに説明すると、右端の限界位置（無限大の
強さのスプリング５３，５５又は８６に対応す
る）にピストン４６又は８５を固定するとどのよ
うになるか（すなわち、中空室体の容積が一定で
あつて変えられない場合）は、第７図のグラフ
A″−ＡとC′−C″に示されている。この場合、
トルクと圧力特性曲線の点Ｘ，Ｙより、急速に圧
力が上昇すると同時にトルクも急速に増加する。
点Ｘの右側におけるトルク特性曲線の形はスプリ
ング強度を適当に選ぶことにより必要とする形に
合わせることができ、また、点Ｘの左側は注入液
体の充填率を適当に選ぶことにより調節できるこ
とがこれにより知られよう。これに関連して、第
６図の場合のように充填率が100％だと、点Ｘの
位置は縦軸上にくると考えてよい。粘性の低下に
よるトルクの減少に対する正負の補償はスプリン
グの強さを適当に選ぶことにより達成できること
がわかる。この場合、スプリングの強さは色々な
種類のスプリングを用いてみて適当な弾性率のも
のを見い出すようにすればよい。
ここで用いている「板間のクラツチ作用」と
は、２つの可能性を含むものと解されるべきであ
る。第１の可能性は、トルクの増大は隣接する板
間に流体が存在しない場合は板間の直接又は「乾
式」の摩擦接触によるものであるということであ
る。第２の可能性は、トルクの増大は隣接する板
間に極めて薄い粘性流体の膜が存在する間は（こ
の場合「剪断」は生じない）濡れた板間のクラツ
チ作用によつて生み出されるということである。
第２図に示す装置を実際に用いてみたら、トル
クの実質的増大をもたらす中空室体内の最小圧力
（すなわちＹ点での圧力）は10ポンド／平方イン
チ程度（約703ｇ／cm2）であるということがわか
つた。
第２図に示す実施例では、ピストン８５のスト
ローク（第２図のS1）は、実用の温度範囲（例え
ば外壁７１で測つて常温から150℃位までの範
囲）にある粘性液体の膨張に対応するに充分なも
のになつている。必要とする全ピストンストロー
クは、就中、用いられる粘性液体の充填率によつ
て定まる。第２図の実施例の変形例においては、
ピストン運動が用いられる温度範囲の上限近くの
温度で確実に止められるように、ピストンストロ
ークS1は限定されている。この場合、顕著な温度
上昇がおこると顕著なトルク増加が続いておこ
り、おそらくこれにより継手をロツクし、更に発
熱するのを止める。後で温度が降下すると、スリ
ツプが再び起り得るようになり、同じような作動
が繰り返される。この変形例には、一定液圧で放
出作動するような公知の安全放出プラグを中空室
壁の一部に取付けるのが望ましい。実際の試験で
は、400ポンド／平方インチ（約28.12Kg／cm2）ま
での圧力が継手をこわすことなく、短期間持続さ
れた。
第２図の実施例の別の変形例では、ピストン８
５裏の孔のある室は閉じられスプリング８６が気
体の形で形成された弾性変形部材で強化されたり
置換されたりしている。
本発明による継手は、自動車のトランスミツシ
ヨンにおける駆動軸間又は車輪間の差動歯車と組
み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例の継手の断面図で
傘歯車を用いた差動装置と組合せたものであり、
第２図は本発明の第２実施例の継手の一部分の断
面図、第３、第４図は夫々第１、第２図の継手に
用いられた２組の環状板の形と構成を示す図、第
５図ないし第７図は時間（横軸）とトルク、圧
力、温度（縦軸）との間の関係を示す図表であ
る。 なお、図中符号１０は差動歯車室、１２は駆動
軸、２１，２２は半軸、２３は中空室体、４５，
８５はピストン、５３，５５，８６はスプリング
（弾性変形部材）、５６，５８，７８，８０はスプ
ライン、５７，５９，７９，８１は環状板、６０
は回転共通軸を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 粘性流体を含む中空室体と前記中空室体内に
    あつて前記中空室体に突出して共通軸のまわりに
    回転しうるようになつていて第１及び第２の部材
    に夫々取付けられた互いに重なり合う第１及び第
    ２のセツトの環状板を有する、前記第１及び第２
    の部材にそれぞれ連結された第１及び第２の回転
    部材の間の粘性流体継手であつて、前記環状板の
    少なくとも１セツトのものは前記共通軸の平行方
    向に自由に動きうるようになつていて、前記中空
    室体の側壁の一部が、前記中空室体の容積が最小
    となる限界位置に弾性的に付勢され前記粘性流体
    の膨張によつて前記限界位置から前記容積を増加
    するように動くことができるようになつていて且
    つ前記粘性流体の量は周囲温度が25℃で継手が静
    止状態にあるとき前記最小容積の8.5〜100％の範
    囲にあることを特徴とする、粘性流体継手。
JP50132195A 1975-02-25 1975-11-05 Expired JPS62374B2 (ja)

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