(57)【要約】【課題】引き摺りトルクの低減を図れるビスカスカップリングを提供する。【解決手段】複数のアウタープレート５と、アウタープレート５と交互に配置されるインナープレートと、を備えたビスカスカップリングであって、アウタープレート５は、内端が開放し、径方向外側に指向する複数のスリット２３と、円周線Ｃ１上の一点を起点角部２６とし、この起点角部２６を通る接線に対して略対称形に形成された三角形状部を有する孔２５と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部材と、
前記円筒部材と相対回転可能に同軸に配置された軸部材と、
前記円筒部材と前記軸部材との間で形成され、粘性流体が充填される作動室と、
前記作動室に配置され、前記円筒部材と一体に回転する複数のアウタープレートおよび該アウタープレートと交互に配置されて前記軸部材と一体に回転する複数のインナープレートと、
を備えたビスカスカップリングであって、
前記アウタープレートは、
複数のスリットと、
円周線上の一点を起点角部とし、該起点角部を通る接線に対して略対称形に形成された三角形状部を有する孔と、
を備えていることを特徴とするビスカスカップリング。
【請求項２】
前記起点角部は、前記スリットの外端よりも径方向内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のビスカスカップリング。
【請求項３】
円筒部材と、
前記円筒部材と相対回転可能に同軸に配置された軸部材と、
前記円筒部材と前記軸部材との間で形成され、粘性流体が充填される作動室と、
前記作動室に配置され、前記円筒部材と一体に回転する複数のアウタープレートおよび該アウタープレートと交互に配置されて前記軸部材と一体に回転する複数のインナープレートと、
を備えたビスカスカップリングであって、
前記インナープレートは、
複数のスリットと、
円周線上の一点を起点角部とし、該起点角部を通る接線に対して略対称形に形成された三角形状部を有する孔と、
を備えていることを特徴とするビスカスカップリング。
【請求項４】
前記起点角部は、前記スリットの内端よりも径方向外側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のビスカスカップリング。
【請求項５】
前記孔は、三角形状を呈していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のビスカスカップリング。
【請求項６】
前記孔は、菱形形状を呈していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のビスカスカップリング。
【請求項７】
前記孔は、複数の円弧部を直線または曲線で結んだ形状からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のビスカスカップリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビスカスカップリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車において、ビスカスカップリングは一般に推進軸と終減速装置の間に取り付けられており、その構造例として特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、互いに相対回転可能に同軸に配置された軸部材および円筒部材と、軸部材と一体に回転する複数のインナープレートと、インナープレートと交互に配置されて円筒部材と一体に回転する複数のアウタープレートと、を備え、内部にシリコーンオイルが充填されたビスカスカップリングが記載されている。円筒部材の開口部はカバーで塞がれ、ビスカスカップリングを組み立てた後にカバー上に設けられた封入口からシリコーンオイルが所定の量だけ充填される。
【０００３】
たとえば車両が滑りやすい路面を走行して前後輪の一方が空転し、アウタープレートとインナープレートとの間で回転数の差が生じると、シリコーンオイルにせん断力が作用することで、他方の車輪に動力が伝達され、安定した走行性能が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８１１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前輪駆動車をベースとした四輪駆動車の場合、副変速装置や終減速装置のギヤ比によって、アウタープレートとインナープレートとの間で回転数の差が生じないようにしているが、それでも僅かに差が生じてしまうことがある。この状態で走行すると、路面が滑りやすい状況ではないにも拘らずビスカスカップリングに差動が生じ、本来は動力を伝達しなくてもよい後輪に動力を伝達することになり(これを引き摺りトルクと呼ぶ)、燃費の悪化を招く。
【０００６】
特許文献１には、アウタープレートにおいてスリットの外側に孔を設けることが記載されている。これによれば、孔を設けた分、径方向外側のせん断面積を減らすことができる。したがって、シリコーンオイルが径方向外側に移動した状態で、アウタープレートとインナープレートとが差動回転してシリコーンオイルのせん断力が生じたとき、伝達トルクの上昇を抑えることができ、引き摺りトルクの低減も期待できる。
【０００７】
本発明の目的は、より効果的に引き摺りトルクの低減を図れるビスカスカップリングを提供することにある。
【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、円筒部材と、前記円筒部材と相対回転可能に同軸に配置された軸部材と、前記円筒部材と前記軸部材との間で形成され、粘性流体が充填される作動室と、前記作動室に配置され、前記円筒部材と一体に回転する複数のアウタープレートおよび該アウタープレートと交互に配置されて前記軸部材と一体に回転する複数のインナープレートと、を備えたビスカスカップリングであって、前記アウタープレートは、複数のスリットと、円周線上の一点を起点角部とし、該起点角部を通る接線に対して略対称形に形成された三角形状部を有する孔と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、アウタープレートおよびインナープレートが回転して、シリコーンオイルと空気の混合物が孔に入ると、比重の大きいシリコーンオイルは三角形状部の底辺側から集まっていく。起点角部に向かうにしたがい間隔が狭くなる三角形状部によってシリコーンオイルが速やかに蓄積されていくことで、空気が起点角部側から効率的に押し出される。三角形状部は円周線上の接線に対し略線対称に形成されているので、アウタープレートおよびインナープレートの回転力によりシリコーンオイルは効率的に孔内に蓄積される。孔から抜き出た空気は、アウタープレートとインナープレートとのせん断面上に分散されて介在するので、その分、せん断面上のシリコーンオイルの量が減り、引き摺りトルクが低減される。
【００１０】
前記アウタープレートにおいて、前記起点角部は、前記スリットの外端よりも径方向内側に位置してもよい。
【００１１】
また、本発明は、円筒部材と、前記円筒部材と相対回転可能に同軸に配置された軸部材と、前記円筒部材と前記軸部材との間で形成され、粘性流体が充填される作動室と、前記作動室に配置され、前記円筒部材と一体に回転する複数のアウタープレートおよび該アウタープレートと交互に配置されて前記軸部材と一体に回転する複数のインナープレートと、を備えたビスカスカップリングであって、前記インナープレートは、複数のスリットと、円周線上の一点を起点角部とし、該起点角部を通る接線に対して略対称形に形成された三角形状部を有する孔と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、アウタープレートおよびインナープレートが回転して、シリコーンオイルと空気の混合物が孔に入ると、比重の大きいシリコーンオイルは三角形状部の底辺側から集まっていく。起点角部に向かうにしたがい間隔が狭くなる三角形状部によってシリコーンオイルが速やかに蓄積されていくことで、空気が起点角部側から効率的に押し出される。三角形状部は円周線上の接線に対し略線対称に形成されているので、アウタープレートおよびインナープレートの回転力によりシリコーンオイルは効率的に孔内に蓄積される。孔から抜き出た空気は、アウタープレートとインナープレートとのせん断面上に分散されて介在するので、その分、せん断面上のシリコーンオイルの量が減り、引き摺りトルクが低減される。
【００１３】
前記インナープレートにおいて、前記起点角部は、前記スリットの内端よりも径方向外側に位置してもよい。
【００１４】
また、前記孔の形状としては、三角形状、菱形形状、複数の円弧部を直線または曲線で結んだ形状が好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、孔から空気を効率良く抜き出すことができ、空気がアウタープレートとインナープレートとのせん断面上に分散されて介在することにより、引き摺りトルクの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るビスカスカップリングの側断面図である。
【図２】車両前方側から見たアウタープレートの正面図である。
【図３】車両前方側から見たインナープレートの正面図である。
【図４】車両前方側から見たアウタープレートおよびインナープレートの正面図である。
【図５】本発明に係る孔の拡大図である。
【図６】従来の円形の孔の説明図である。
【図７】第１変形例の孔を備えたアウタープレートの正面図である。
【図８】第１変形例の孔の拡大図である。
【図９】第２変形例の孔の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１において、ビスカスカップリング（粘性継手）１は、円筒部材２と、カバー３と、軸部材４と、アウタープレート５と、インナープレート６とを備えて構成されている。ビスカスカップリング１は、例えば自動車の推進軸と終減速装置との間に設けられる。一例として円筒部材２は推進軸に連結され、軸部材４は終減速装置のドライブピニオンシャフトに連結される。
【００１８】
円筒部材２の内周は、アウタープレート５の外縁とスプライン結合する孔スプライン７と、孔スプライン７の軸心Ｏ方向一端側（車両後方側）に形成され、孔スプライン７よりも大径のカバー嵌合部８と、孔スプライン７の軸心Ｏ方向他端側（車両前方側）に形成され、孔スプライン７よりも小径の軸部材支持部９と、を備えて構成されている。
【００１９】
軸部材支持部９は、軸部材４を相対回転可能に支持する部位であり、軸部材支持部９と軸部材４との間には軸受１０が介設されている。軸部材４の軸心Ｏ方向中程には、軸部材４の外周面１３Ａ，１３Ｂよりも大径であってインナープレート６の内縁とスプライン結合する軸スプライン１２が形成されている。前記した円筒部材２の軸部材支持部９から一端側開口部側にかけては、シール部材１１が介設され、軸スプライン１２よりも他端側で、円筒部材２に遊嵌される外周面１３Ｂをシールしている。
【００２０】
カバー３は、円筒部材２の一端側開口部を閉塞するようにカバー嵌合部８に内嵌し、サークリップ１４によって抜け止めされている。カバー３と軸部材４の一端側の外周面１３Ａとの間には、軸受１５とシール部材１６が介設されている。また、カバー３とカバー嵌合部８との間にはＯリング１７が介設されている。
【００２１】
円筒部材２とカバー３と軸部材４とに囲まれて環状の作動室１８が構成される。作動室１８には、孔スプライン７にスプライン結合して円筒部材２と一体に回転するアウタープレート５と、軸スプライン１２にスプライン結合して軸部材４と一体に回転するインナープレート６とが、軸心Ｏ方向に交互に積層配置されたうえで、粘性流体としてシリコーンオイルが封入されている。カバー３には、シリコーンオイルを充填するための充填孔１９が形成されているとともに、シリコーンオイルの充填時に作動室１８内の空気を外部に逃がすための空気抜き孔２０が形成されている。充填孔１９には雌ねじが螺設されており、シリコーンオイルの充填後、充填孔１９はボルト２１により閉じられ、空気抜き孔２０はボール２２が圧入されることで閉じられる。作動室１８には、所定量のシリコーンオイルが充填され、残りの空間には空気が存在することとなる。
【００２２】
以上により、例えば前輪が空転するなどしてアウタープレート５とインナープレート６との間に回転数差が生じたとき、両プレート間のシリコーンオイルにせん断力が生じるので、アウタープレート５とインナープレート６との間で動力が伝達され、後輪に動力が伝達される。
【００２３】
図２に示すように、アウタープレート５には、内端が開放し、径方向外側に指向する複数のスリット２３が円周方向に等間隔で形成されている。スリット２３は、軸心Ｏとスリット２３の内端２３Ａとを通る径方向線Ｒ１に対して一方の回転方向であるＱ方向（図２における反時計回り方向）側に傾斜角度θ１をなすように形成されている。図ではスリット２３は直線状に形成されているが、曲線状に形成してもよい。
【００２４】
図３に示すように、インナープレート６には、外端が開放し、径方向内側に指向する複数のスリット２４が円周方向に等間隔で形成されている。スリット２４は、軸心Ｏとスリット２４の内端２４Ａとを通る径方向線Ｒ２に対して他方の回転方向であるＰ方向（図３における時計回り方向）側に傾斜角度θ２をなすように形成されている。図ではスリット２４は直線状に形成されているが、曲線状に形成してもよい。
【００２５】
図４は、アウタープレート５とインナープレート６とを組み付けた状態を示し、車両の前進時に両プレートはＰ方向に回転する。アウタープレート５の回転数は副変速装置の出力軸と同じで、インナープレート６の回転数は終減速装置のドライブピニオンギヤと同じであり、副変速装置および終減速装置のギヤ比の設定により、通常走行時における両プレートの回転数をほぼ一致させているが、完全に一致させることはほぼ不可能であり、両プレートが相対回転することがある。
【００２６】
アウタープレート５がインナープレート６に対して相対回転する場合、アウタープレート５はインナープレート６に対してＰ方向に相対回転（正転）する。この回転に伴ってスリット２３とスリット２４との交差領域４０は径方向内側から径方向外側に向けて移行するので、交差領域４０のシリコーンオイルが径方向外側に押し遣られる。これにより、シリコーンオイルは全体的に径方向外側に移動し、その分、空気が径方向内側に移動する。これに対し、インナープレート６の方がアウタープレート５よりも回転数が大きいと、アウタープレート５はインナープレート６に対してＱ方向に相対回転（逆転）する。この回転に伴って交差領域４０は径方向外側から径方向内側に向けて移行するので、交差領域４０のシリコーンオイルが径方向内側に押し遣られる。これにより、シリコーンオイルは全体的に径方向内側に移動し、その分、空気が径方向外側に移動する。
【００２７】
図２に示すように、アウタープレート５の外縁寄りには、表裏を貫通する複数の孔２５が円周方向に等間隔で形成されている。また、図３に示すように、インナープレート６の外縁寄りにも、表裏を貫通する複数の孔２５が円周方向に等間隔で形成されている。アウタープレート５に孔２５を形成した場合、インナープレート６に孔２５を形成しなくともよい。また、インナープレート６に孔２５を形成した場合、アウタープレート５に孔２５を形成しなくともよい。アウタープレート５およびインナープレート６の少なくとも一方に孔２５を設けることにより、アウタープレート５とインナープレート６とで挟まれたシリコーンオイルのせん断面積が小さくなるので、シリコーンオイルに作用するせん断力が減り、伝達トルクを低減できる。したがって、アウタープレート５とインナープレート６とが正転状態となって、シリコーンオイルが径方向外側に移動した状態では、引き摺りトルクを低減できる。
【００２８】
一方、本発明者は、アウタープレート５とインナープレート６とが逆転状態となって、空気が径方向外側に移動するときの引き摺りトルクについて試験を重ね、引き摺りトルクが以下のメカニズムで発生していることが判った。空気がプレート間の狭い空間を移動する際、孔２５にシリコーンオイルと空気の混合物が流入すると、空気が孔２５から抜け出しにくくなる。その分、アウタープレート５とインナープレート６とのせん断面上に介在するシリコーンオイルの量が増えるので、引き摺りトルクが増加しやすくなる。もし、孔２５から空気を抜き出せることができれば、空気をせん断面上に分散させることができ、シリコーンオイルの量が減って、引き摺りトルクを低減できる。
【００２９】
図６は従来の円形の孔５１を示している。シリコーンオイルと空気の混合物が孔５１に入ると、比重の大きいシリコーンオイルは、プレートの回転方向であるＰ方向に対して後側に分布し、空気は前側に分布することが知られている。発明者は、孔の形状を種々変えて試験を行うことにより、空気が抜き出やすい形状の孔２５を求めた。
【００３０】
本発明に係る孔２５は、或る円周線Ｃ１上の一点を起点角部２６とし、この起点角部２６を通る接線Ｓに対して略対称形に形成された三角形状部を有する形状からなる。図２および図３では、孔２５の全体形状が三角形状を呈している場合を示している。起点角部２６は、車両前進時のアウタープレート５およびインナープレート６の回転方向であるＰ方向に指向するように配置されている。
【００３１】
図５に示すように、孔２５は、接線Ｓに対し略線対称であって起点角部２６で角度θ３で交差するように延びる一対の側辺部２７，２８と、起点角部２６に対向する底辺部２９とを有する。側辺部２７と側辺部２８とは互いに略等辺である。角度θ３は、概ね３０度〜９０度の範囲の鋭角とすることが望ましい。起点角部２６は、必ずしも直線同士の交差点である必要はなく、図示のように若干の円弧状を呈していてもよい。なお、孔２５は接線Ｓに対して厳密に対称である必要はなく、たとえば底辺部２９の中央が円周線Ｃ１上に位置するように形成されてもよい。
【００３２】
このような三角形状部を有する孔２５によれば、次のような作用を得る。アウタープレート５およびインナープレート６がＰ方向に回転して、シリコーンオイルと空気の混合物が孔２５に入ると、比重の大きいシリコーンオイルは底辺部２９側から集まっていく。そして、起点角部２６に向かうにしたがい間隔が狭くなる側辺部２７，２８によってシリコーンオイルが速やかに蓄積されていくことで、空気が起点角部２６側から効率的に押し出される。側辺部２７，２８は円周線Ｃ１上の接線Ｓに対し略線対称に形成されているので、アウタープレート５またはインナープレート６の回転力によりシリコーンオイルが効率的に孔２５内に蓄積されていく。
【００３３】
図６の従来の円形の孔５１はコーナー部が存在しないために空気が抜けにくい構造であるが、本発明の孔２５は起点角部２６の存在により空気を容易に抜き出すことができる。特に起点角部２６を鋭角に設定すれば、空気を一層容易に抜き出すことができる。孔２５から抜き出た空気は、アウタープレート５とインナープレート６とのせん断面上に分散されて介在する。したがって、その分、せん断面上のシリコーンオイルの量が減り、引き摺りトルクを低減できる。
【００３４】
アウタープレート５の径方向における孔２５の位置に関して、図２に示すように、起点角部２６を通る円周線Ｃ１は、スリット２３の外端を通る円周線Ｃ２よりも径方向外側に位置している。つまり、孔２５は、起点角部２６がスリット２３の外端よりも径方向外側に位置するように形成されている。しかし、場合により、円周線Ｃ１が円周線Ｃ２よりも径方向内側となるように、つまり、起点角部２６がスリット２３の外端よりも径方向内側に位置するように孔２５を形成してもよい。
【００３５】
インナープレート６の径方向における孔２５の位置に関しては、図３に示すように、起点角部２６を通る円周線Ｃ１は、スリット２４の内端を通る円周線Ｃ３よりも径方向外側に位置している。つまり、孔２５は、起点角部２６がスリット２４の内端よりも径方向外側に位置するように形成されている。しかし、スリット２４の長さが短い場合等によっては、円周線Ｃ１が円周線Ｃ３よりも径方向内側となるように、つまり、起点角部２６がスリット２４の内端よりも径方向内側に位置するように孔２５を形成してもよい。
【００３６】
「第１変形例」
孔２５の第１変形例は、図７および図８に示すように菱形形状を呈している。この菱形形状の孔２５は、図８に示すように、底辺部２９を境として、右半分の領域は円周線Ｃ１上の一点を起点角部２６とした三角形状部３１を有し、左半分の領域は円周線Ｃ１上の一点を起点角部２６Ａとした三角形状部３１Ａを有している。孔２５は、起点角部２６または起点角部２６Ａを通る接線Ｓに対して厳密に線対称に形成する必要はなく、図８に示すように起点角部２６および起点角部２６Ａが共に円周線Ｃ１上に位置するように形成してもよい。また、起点角部２６および起点角部２６Ａは、スリット２３の外端を通る円周線Ｃ２よりも径方向外側に位置してもよいし、径方向内側に位置してもよい。図７は、孔２５をアウタープレート５に形成した場合を示しているが、インナープレート６に形成してもよい。
【００３７】
菱形形状を呈する孔２５によれば、例えば車両の前進時には、一方の三角形状部３１により空気を起点角部２６から効率的に抜き出すことができ、車両の後進時には、他方の三角形状部３１Ａにより空気を起点角部２６Ａから効率的に抜き出すことができる。したがって、車両の前後進を問わず、引き摺りトルクを低減できる。
【００３８】
「第２変形例」
孔２５の第２変形例は、図９に示すように、複数の円弧部３５，３６，３７を直線または曲線で結んだ形状からなる。孔２５は、三角形状部３１Ａの起点角部２６が円弧部３５に形成されるとともに、残り２つの角部もそれぞれ円弧部３６，３７に形成されている。そして、側辺部２７，２８および底辺部２９が、それぞれ孔２５の内側に向けて凸状となる曲線に形成されている。なお、側辺部２７，２８、底辺部２９は直線に形成しても構わない。また、たとえば側辺部２７，２８を曲線に形成する一方、底辺部２９を直線に形成する等、曲線と直線とを組み合わせたものにしてもよい。以上のような形状の孔２５によっても、車両の前進時に、三角形状部３１に類した形状により空気を起点角部２６から効率的に抜き出すことができ、引き摺りトルクを低減できる。
【００３９】
以上、本発明の好適な実施形態を説明した。アウタープレート５に傾斜角度θ１をつけてスリット２３を形成した場合、インナープレート６ではスリット２４を径方向に沿って形成してもよい。また、インナープレート６に傾斜角度θ２をつけてスリット２４を形成した場合、アウタープレート５ではスリット２３を径方向に沿って形成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１      ビスカスカップリング
２      円筒部材
３      カバー
４      軸部材
５      アウタープレート
６      インナープレート
２３      スリット（アウタープレート側）
２４      スリット（インナープレート側）
２５      孔
２６      起点角部
２７，２８  側辺部
２９      底辺部
３１      三角形状部
【図１】
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【図２】
2018123834.tif 000004
【図３】
2018123834.tif 000005
【図４】
2018123834.tif 000006
【図５】
2018123834.tif 000007
【図６】
2018123834.tif 000008
【図７】
2018123834.tif 000009
【図８】
2018123834.tif 000010
【図９】
2018123834.tif 000011