(57)【要約】【課題】シリコンオイル等の粘性流体の充填に要する時間および組み立て後の慣らし運転時において伝達トルク特性が安定するまでに要する時間の短縮化を図る。【解決手段】アウターハウジング２とインナーハブとにより作動室が形成され、該作動室において、アウターハウジング２とスプライン結合により一体に回転するアウタープレート４とインナーハブとスプライン結合により一体に回転するインナープレートとが軸方向に交互に配置されて粘性流体が封入される粘性継手において、アウターハウジング２およびアウタープレート４は共にスプラインの一部が歯無しに形成され、当該歯無しの空間が軸方向に沿う外側粘性流体流路２１として構成され、インナープレートおよびインナーハブの内の少なくとも一方はスプラインの一部が歯無しに形成され、当該歯無しの空間が軸方向に沿う内側粘性流体流路として構成される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の回転軸に連結した外側回転部材と他方の回転軸に連結した内側回転部材とにより作動室が形成され、該作動室において、前記外側回転部材とスプライン結合により一体に回転するアウタープレートと前記内側回転部材とスプライン結合により一体に回転するインナープレートとが軸方向に交互に配置されて粘性流体が封入される粘性継手であって、
前記外側回転部材および前記アウタープレートは共にスプラインの一部が歯無しに形成され、当該歯無しの空間が軸方向に沿う外側粘性流体流路として構成され、
前記インナープレートおよび前記内側回転部材の内の少なくとも一方はスプラインの一部が歯無しに形成され、当該歯無しの空間が軸方向に沿う内側粘性流体流路として構成されることを特徴とする粘性継手。
【請求項２】
前記外側回転部材と前記アウタープレートとの間、および前記インナープレートと前記内側回転部材との間の内の少なくとも一方において、円周方向に互いに隣接し合う歯同士が歯無しに形成されることを特徴とする請求項１に記載の粘性継手。
【請求項３】
前記外側回転部材と前記アウタープレートとの間においては、円周方向に互いに隣接し合う歯同士が歯無しに形成され、
前記インナープレートと前記内側回転部材との間においては、一方のみが歯無しに形成されることを特徴とする請求項２に記載の粘性継手。
【請求項４】
前記外側粘性流体流路と前記内側粘性流体流路とは、それぞれ円周方向に等間隔で複数形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の粘性継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
粘性継手（ビスカスカップリング）の代表的な適用例としては、四輪駆動の自動車において推進軸に或いは推進軸と終減速装置との間に設ける例が挙げられる。粘性継手の構造としては、円筒状のアウターハウジングと、インナーハブと、アウターハウジングにスプライン嵌合する複数のアウタープレートと、インナーハブにスプライン嵌合する複数のインナープレートとを備え、両プレートを交互に配置して内部空間にシリコンオイルが封入したものが知られている。四輪駆動の自動車への適用例においては、たとえば前輪が空転した際、前輪と連動して回転するアウタープレートと後輪に連動して回転するインナープレートとの両回転数に差が生じてシリコンオイルにせん断力が作用することで、後輪に動力が伝達される。
【０００３】
粘性継手の従来技術としてはたとえば特許文献１に記載のものが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６１４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１にも記載されるように、一般にアウターハウジングの一端側の開口部は充填孔が形成されたカバーによって塞がれる構造であり、シリコンオイルは粘性継手の組み立て後に前記充填孔からアウターハウジングの内部に充填される。このシリコンオイルの充填作業においては、シリコンオイルの粘度が高いことやプレート同士の隙間が僅かであることから、たとえ特許文献１に記載されているようにアウタープレートやインナープレートにトルク伝達特性を得るための貫通孔や溝が形成されていたとしても、シリコンオイルがアウターハウジング内の全体に行き渡るまでに時間がかかりやすいという問題がある。
【０００６】
また、粘性継手の組み立てが完了してトルク伝達特性の確認試験を行う際、もしシリコンオイルが均等に充填されていないと正確な特性が得られないことから、一般に所定時間の慣らし運転、すなわち粘性継手を回転させ、その遠心力でシリコンオイルを径外方向に均等に拡散させる慣らし運転時間が設けられる。しかし、アウターハウジング内には空気も存在することから、もし空気が径外方向に存在したままであるとシリコンオイルの径外方向への移動の妨げになり、その結果本来のトルク伝達特性が得られるまでの慣らし運転時間が長くなるという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために創案されたものであり、シリコンオイル等の粘性流体の充填に要する時間および組み立て後の慣らし運転時において伝達トルク特性が安定するまでに要する時間の短縮化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、一方の回転軸に連結した外側回転部材と他方の回転軸に連結した内側回転部材とにより作動室が形成され、該作動室において、前記外側回転部材とスプライン結合により一体に回転するアウタープレートと前記内側回転部材とスプライン結合により一体に回転するインナープレートとが軸方向に交互に配置されて粘性流体が封入される粘性継手であって、前記外側回転部材および前記アウタープレートは共にスプラインの一部が歯無しに形成され、当該歯無しの空間が軸方向に沿う外側粘性流体流路として構成され、前記インナープレートおよび前記内側回転部材の内の少なくとも一方はスプラインの一部が歯無しに形成され、当該歯無しの空間が軸方向に沿う内側粘性流体流路として構成されることを特徴とする。
【０００９】
この粘性継手によれば、粘性流体の充填時において、外側粘性流体流路と内側粘性流体流路とが空気の逃げ通路として機能し、空気が外側粘性流体流路と内側粘性流体流路とを経由して速やかに外部に排出される。したがって、外側粘性流体流路と内側粘性流体流路とに所定量の粘性流体が速やかに充填され、粘性流体の充填時間の短縮化が図れる。
トルク伝達特性の確認試験を行う際の慣らし運転時においては、内側粘性流体流路が存在する分、空気は外側粘性流体流路から速やかに内側粘性流体流路に流れる。したがって空気に妨げられることなく、遠心力によって粘性流体が径外方向へスムーズに移動し、粘性流体が空気と分離された状態として速やかに均等に拡散される。これにより、所定のトルク伝達特性が得られるまでの慣らし運転の時間の短縮化が図れる。
【００１０】
また、本発明は、前記外側回転部材と前記アウタープレートとの間、および前記インナープレートと前記内側回転部材との間の内の少なくとも一方において、円周方向に互いに隣接し合う歯同士が歯無しに形成されることを特徴とする。
【００１１】
この粘性継手によれば、円周方向に互いに隣接し合う歯同士を歯無しに形成することで、一方の歯のみを歯無しとする場合に比して、外側粘性流体流路および内側粘性流体流路の少なくとも一方の流路断面積を大きく確保でき、粘性流体や空気の移動がよりスムーズとなる。
【００１２】
また、本発明は、前記外側回転部材と前記アウタープレートとの間においては、円周方向に互いに隣接し合う歯同士が歯無しに形成され、前記インナープレートと前記内側回転部材との間においては、一方のみが歯無しに形成されることを特徴とする。
【００１３】
この粘性継手によれば、慣らし運転時に遠心力により径外方向に移動する粘性流体に対し、径外寄りに位置する外側粘性流体流路については流路断面積を大きく確保することにより粘性流体の受け入れがスムーズになる。一方、径内寄りに位置する内側粘性流体流路については主に空気の逃げ通路として機能させればよいため、インナープレートと内側回転部材の一方のみを歯無しとした小さな流路断面積で済み、双方を歯無しにする必要がない。
【００１４】
また、本発明は、前記外側粘性流体流路と前記内側粘性流体流路とは、それぞれ円周方向に等間隔で複数形成されることを特徴とする。
【００１５】
この粘性継手によれば、粘性流体をより一層速やかに円周方向に均等に充填することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シリコンオイル等の粘性流体の充填に要する時間および組み立て後の慣らし運転時において伝達トルク特性が安定するまでに要する時間の短縮化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る粘性継手を四輪車の終減速装置への駆動伝達系に配した形態の平面図である。
【図２】図１における粘性継手の拡大図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面視したアウターハウジングの断面図である。
【図４】アウタープレートの正面図である。
【図５】インナープレートの正面図である。
【図６】軸方向から見た外側粘性流体流路周りの断面図である。
【図７】軸方向から見た内側粘性流体流路周りの断面図である。
【図８】充填孔から作動室に充填されるシリコンオイルの流れを示す作用図である。
【図９】作動室から空気抜き孔に排出される空気の流れを示す作用図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明に係る粘性継手を四輪車の終減速装置への駆動伝達系に配した形態の平面図である。先ず、終減速装置５１について簡単に説明すると、終減速装置５１は、ドライブピニオンシャフト５２と、ドライブピニオンシャフト５２の後端に形成されるドライブピニオンギヤ５３と、ドライブピニオンギヤ５３に噛合するリングギヤ５４と、リングギヤ５４と一体に回転し、図示しないドライブシャフトと一体に回転するサイドギヤ５５およびこのサイドギヤ５５に噛合するピニオンギヤ５６を収納するデフケース５７と、デフケース５７を回転自在に収容するハウジング５８とを備えた構成からなる。ドライブピニオンシャフト５２が回転すると、ドライブピニオンギヤ５３とリングギヤ５４との噛合部によりデフケース５７が左右方向の軸回りに回転することで図示しないドライブシャフトが回転する。
【００１９】
図２において、粘性継手１は、一方の回転軸、本実施形態では前輪の回転に伴って回転する推進軸（図示せず）に連結したアウターハウジング（外側回転部材）２と、アウターハウジング２の内部に同軸上に配され、他方の回転軸、本実施形態では前記ドライブピニオンシャフト５２にスプライン結合により連結したインナーハブ（内側回転部材）３と、アウターハウジング２と一体に回転するアウタープレート４と、インナーハブ３と一体に回転するインナープレート５とを備える。
【００２０】
ドライブピニオンシャフト５２の前端周りはインナーハブ３の前端よりも突出し、この突出部にロックナット９が螺合される。アウターハウジング２の前端寄りの内径部は、インナーハブ３の外周と摺接する程度の小内径部として形成され、このアウターハウジング２の小内径部とインナーハブ３の外周との間に軸受１０およびシール部材１１が介設される。
【００２１】
アウターハウジング２の後端寄りの内径部は大内径部として形成され、この大内径部とインナーハブ３との間に環状の作動室６が構成される。作動室６には、アウターハウジング２の大内径部の内周面にスプライン結合したアウタープレート４と、インナーハブ３の外周面にスプライン結合したインナープレート５とが、ドライブピニオンシャフト５２の軸心Ｏに沿う方向すなわち前後方向に交互に積層された状態で収容される。作動室６には粘性流体としてシリコンオイルが封入される。たとえば前輪が空転するなどしてアウタープレート４とインナープレート５との間に回転数差が生じたとき、両プレート間のシリコンオイルにせん断力が生じることでアウタープレート４とインナープレート５との間で動力が伝達され、後輪に動力が伝達される。
【００２２】
エンドカバー７は、サークリップ８によって、作動室６の後側を閉塞するようにアウターハウジング２に取り付けられる。エンドカバー７とインナーハブ３との間には軸受１２が介設される。また、エンドカバー７とアウターハウジング２との間にはＯリング１３が介設され、エンドカバー７とインナーハブ３との間にはシール部材１４が介設される。Ｏリング１３およびシール部材１４は作動室６内のシリコンオイルを封密する。エンドカバー７には、シリコンオイルを充填するための充填孔１５が前後方向に貫通形成されるとともに、シリコンオイルの充填時に作動室６内の空気を外部に逃がすための空気抜き孔１６が前後方向に貫通形成されている。充填孔１５と空気抜き孔１６とは、軸心Ｏを挟んで１８０度反対の箇所に位置している。充填孔１５には雌ねじが螺設されており、シリコンオイルの充填後、充填孔１５はボルト１８の螺合により閉じられ、空気抜き孔１６はボール１７が圧入されることにより閉じられる。
【００２３】
図４に示すように、アウタープレート４の内縁にはプレートの表裏を貫通するスリット１９が円周方向に等間隔で切欠き形成され、図５に示すように、インナープレート５の外縁にはプレートの表裏を貫通するスリット２０が円周方向に等間隔で切欠き形成されている。スリット１９、２０はトルク伝達特性を制御する目的で形成されるものであり、アウタープレート４とインナープレート５の各スリット１９、２０が重なった空間に介在するシリコンオイルがインナープレート５の回転に伴って径方向外側に移動することにより作動室６内の空気が径方向内側に移動し、その結果、シリコンオイルの介在する範囲が径方向外側寄りになることで高い伝達トルクが得られる。前記充填孔１５および空気抜き孔１６は、スリット１９とスリット２０との径方向の重なり代領域の略中央に臨む位置に形成されている。
【００２４】
以上の構成を備えた粘性継手１において、図６に示すように、アウターハウジング２およびアウタープレート４は共にスプラインの一部が歯無しに形成され、当該歯無しの空間が軸心Ｏ（図１）方向に沿う外側粘性流体流路２１として構成される。そして、図７に示すように、インナープレート５およびインナーハブ３の内の少なくとも一方はスプラインの一部が歯無しに形成され、当該歯無しの空間が軸心Ｏ（図１）方向に沿う内側粘性流体流路２２として構成される。
【００２５】
一般にアウターハウジング２およびインナーハブ３は、鍛造素材を冷間鍛造加工したものからなり、アウタープレート４およびインナープレート５は金属板（鋼板）をプレス加工したものからなる。したがって、アウターハウジング２、インナーハブ３、アウタープレート４、インナープレート５のいずれにおいても、鍛造加工時或いはプレス加工時においてスプラインの一部を歯無しに形成することは容易であり、別途に歯を切除する等の加工工程を要しない。
【００２６】
本実施形態では、図６に示すように、アウターハウジング２とアウタープレート４との間においては、円周方向に互いに隣接し合う歯２Ａ，４Ａ（仮想線にて示す）同士を歯無しに形成している。これにより、互いに離れた歯２Ａ，４Ａを歯無しとする場合に比して、単体の外側粘性流体流路２１の流路断面積を大きく確保できる。
【００２７】
一方、図７に示すように、インナープレート５とインナーハブ３との間においては、インナーハブ３の歯３Ａを歯無しにすることなく、インナープレート５の歯５Ａ（仮想線にて示す）のみを歯無しに形成し、その歯無しの空間を内側粘性流体流路２２としている。
【００２８】
図３に示すように、アウターハウジング２のスプラインは軸心Ｏ回りの円周方向に等間隔で複数個所（図３では４箇所）が歯無しに形成されており、図４に示すように、アウタープレート４のスプラインも軸心Ｏ回りの円周方向に等間隔で複数個所（図３では４箇所）が歯無しに形成されている。これにより、図６に示した流路断面積の大きい外側粘性流体流路２１が軸心Ｏ回りの円周方向に等間隔で複数（４箇所）形成されることとなる。
【００２９】
また、図５に示すように、インナープレート５のスプラインも軸心Ｏ回りの円周方向に等間隔で複数個所（図５では４箇所）が歯無しに形成されている。これにより、図７に示した内側粘性流体流路２２が軸心Ｏ回りの円周方向に等間隔で複数（４箇所）形成されることとなる。
【００３０】
「作用」
アウターハウジング２、アウタープレート４、インナープレート５、インナーハブ３を所定の手順で組み付けた後、アウターハウジング２にエンドカバー７を取り付け、充填孔１５からシリコンオイルを充填する。前記したように充填孔１５は、スリット１９とスリット２０との径方向の重なり代領域の略中央に臨むように位置しているので、図８に示すように充填孔１５から入り込んだシリコンオイルの本流は概ねその重なり代領域を経由して軸方向（Ｐ１方向）に充填されていき、その途中で各アウタープレート４、インナープレート５間の隙間に径内方向（Ｐ２方向）と径外方向（Ｐ３方向）とに分かれて充填されていく。なお、図８（図９も）は、便宜上、アウタープレート４、インナープレート５間の隙間を誇張して図示したものであり、実際は僅かな隙間寸法である。また、各スリット１９、２０も径方向の重なり代領域の部分のみを図示している。
【００３１】
作動室６内に存在している空気はシリコンオイルにより押し出される。本発明では外側粘性流体流路２１と内側粘性流体流路２２とが形成されているためこれらが空気の逃げ通路として機能し、図９に示すように空気が外側粘性流体流路２１と内側粘性流体流路２２とを経由して速やかに空気抜き孔１６から外部に排出される。これにより、外側粘性流体流路２１と内側粘性流体流路２２とには所定量のシリコンオイルが速やかに充填され、シリコンオイルの充填時間の短縮化が図れる。シリコンオイルの充填完了後、充填孔１５はボルト１８により閉じられ、空気抜き孔１６はボール１７により閉じられる。
【００３２】
以上の充填作業が完了しても作動室６内には空気が存在するため、シリコンオイルの分布は均等にはなっていない。そのため、トルク伝達特性の確認試験を行う際にはシリコンオイルを均等に拡散させるために慣らし運転を行う必要があることは既述した通りである。慣らし運転において粘性継手を試験機により回転させると、シリコンオイルは遠心力を受けて径外方向に移動する。内側粘性流体流路２２が存在する分、空気は外側粘性流体流路２１から速やかに内側粘性流体流路２２に流れるため、シリコンオイルが径外方向へスムーズに移動し、シリコンオイルが空気と分離された状態として速やかに均等に拡散される。これにより、所定のトルク伝達特性が得られるまでの慣らし運転の時間の短縮化が図れる。
【００３３】
本実施形態のように、円周方向に互いに隣接し合うアウターハウジング２の歯２Ａ，アウタープレート４の歯４Ａ同士を歯無しに形成して流路断面積の大きな外側粘性流体流路２１を構成すれば、シリコンオイルの径外方向への拡散移動が一層スムーズになる。一方、内側粘性流体流路２２については主に空気の逃げ機能として作用させればよいため、さほど大きな流路断面積を要せず、インナープレート５の歯５Ａとインナーハブ３の歯３Ａの内の一方のみを歯無しとすれば済む。
【００３４】
また、外側粘性流体流路２１と内側粘性流体流路２２とを、それぞれ軸心Ｏ回りの円周方向に等間隔で複数形成すれば、シリコンオイルをより一層速やかに円周方向に均等に充填することができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態を説明した。場合により、インナープレート５とインナーハブ３との間において、円周方向に互いに隣接し合う歯５Ａ，３Ａ同士を歯無しに形成して、流路断面積の大きな内側粘性流体流路２２としてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１      粘性継手
２      アウターハウジング（外側回転部材）
３      インナーハブ（内側回転部材）
４      アウタープレート
５      インナープレート
６      作動室
２１      外側粘性流体流路
２２      内側粘性流体流路
【図１】
2014119089.tif 000003
【図２】
2014119089.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014119089.tif 000006
【図５】
2014119089.tif 000007
【図６】
2014119089.tif 000008
【図７】
2014119089.tif 000009
【図８】
2014119089.tif 000010
【図９】
2014119089.tif 000011