(57)【要約】【課題】ビスカス・カップリングの温度変化に係わらず、より安定した性能を得ることを可能とする。【解決手段】相対回転可能なハウジング３及びハブ・シャフト５と、ハウジング３及びハブ・シャフト５間に形成されシリコーン・オイルが封入された作動室７と、作動室７内で回転軸芯方向に交互に配置されハウジング３の内周に結合されたアウター・プレート９及びハブ・シャフト５の外周に結合されたインナー・プレート１１と、アウター・プレート９及びインナー・プレート１１間の差動回転によるシリコーン・オイルの剪断抵抗によりアウター・プレート９及びインナー・プレート１１間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリング１であって、ハウジング３の熱膨張に起因する作動室７内の容積増を吸収する熱膨張ブロック１３を内蔵させたことを特徴とする。【選択図】図１
2011144838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、
前記外側回転部材及び内側回転部材間に形成され粘性液体が封入された作動室と、
前記作動室内で回転軸芯方向に交互に配置され前記外側回転部材の内周に結合されたアウター・プレート及び前記内側回転部材の外周に結合されたインナー・プレートと、
前記アウター・プレート及びインナー・プレート間の差動回転による前記粘性液体の剪断抵抗により前記外側回転部材及び内側回転部材間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリングであって、
前記外側回転部材の熱膨張による前記作動室の容積増を吸収する熱膨張体を内蔵させた、
ことを特徴とするビスカス・カップリング。
【請求項２】
請求項１記載のビスカス・カップリングであって、
前記作動室に連通して拡張室が形成され、
前記熱膨張体は、前記拡張室内に周回状に配置された断面ドーナツ形状の熱膨張ブロックであり、
前記外側回転部材の内周に前記拡張室から前記作動室への前記熱膨張ブロックの移動を規制するストッパを備えた、
ことを特徴とするビスカス・カップリング。
【請求項３】
請求項１記載のビスカス・カップリングであって、
前記作動室に連通して拡張室が形成され、
前記熱膨張体は、前記拡張室内に周回状に配置された断面ドーナツ形状の熱膨張ブロックであり、
前記熱膨張ブロックは、前記外側回転部材に一体に固定された、
ことを特徴とするビスカス・カップリング。
【請求項４】
請求項１記載のビスカス・カップリングであって、
前記アウター・プレート及びインナー・プレートの少なくとも一方の少なくとも一部を、前記外側回転部材の熱膨張に起因する前記作動室の容積増を吸収する熱膨張材により形成して前記熱膨張体とした、
ことを特徴とするビスカス・カップリング。
【請求項５】
請求項１記載のビスカス・カップリングであって、
前記内側回転部材を、前記外側回転部材の熱膨張に起因する前記作動室の容積増を吸収する熱膨張材により形成して前記熱膨張体とした、
ことを特徴とするビスカス・カップリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの動力伝達装置等に用いられるビスカス・カップリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビスカス・カップリングとしてとして特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
このビスカス・カップリングは、例えば同軸上で相対回転する一対の回転体間に介設され、回転体間の回転速度差を、粘性流体であるシリコーン・オイル等の剪断抵抗により制限するように機能するものである。
【０００４】
ビスカス・カップリングは、相対回転自在なハウジングとハブとを備えている。このハウジングとハブとの間に密閉形成された作動室内に粘性液体であるシリコーン・オイルが封入され、作動室内で交互に配置されたアウター・プレートとインナー・プレートとが、ハウジングとハブとにそれぞれ一体回転するようにスプライン係合されている。
【０００５】
そして、ハウジングとハブとが相対回転するとアウター・プレートとインナー・プレートとが連動して相対回転し、シリコーン・オイルを剪断する。この剪断によりシリコーン・オイルがアウター・プレートとインナー・プレートとの間に剪断抵抗を与え、アウター・プレートとインナー・プレートとを介してハウジングとハブとの間の差動を制限する。
【０００６】
このように、ビスカス・カップリングは、粘性液体の剪断によりトルクを発生する構造であるため、カップリング内に封入されたシリコーン・オイルの粘度と作動室内の充填率とでトルクの大きさが決定される。
【０００７】
この場合、粘性液体は、その温度が高くなると粘度が低くなり発生するトルクも低下する。また、ビスカス・カップリングの温度が高くなるとはハウジング等の構成部品が熱膨張するため、作動室の内容積が変化する。特にハウジングの熱膨張に起因して内容積が大きくなれば作動室内の見かけ上の充填率が低下する。
【０００８】
このため、ビスカス・カップリングの差動回転と発生トルクとの関係が温度に依存して変化することになり、安定した性能に限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−２９６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、ビスカス・カップリングの差動回転と発生トルクとの関係が温度に依存して変化することになり、安定した性能に限界があった点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ビスカス・カップリングの温度変化に係わらず、より安定した性能を得ることを可能とするために、相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、前記外側回転部材及び内側回転部材間に形成され粘性液体が封入された作動室と、前記作動室内で回転軸芯方向に交互に配置され前記外側回転部材の内周に結合されたアウター・プレート及び前記内側回転部材の外周に結合されたインナー・プレートと、前記アウター・プレート及びインナー・プレート間の差動回転による前記粘性液体の剪断抵抗により前記外側回転部材及び内側回転部材間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリングであって、前記外側回転部材の熱膨張による前記作動室の容積増を吸収する熱膨張体を内蔵させたことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、前記外側回転部材及び内側回転部材間に形成され粘性液体が封入された作動室と、前記作動室内で回転軸芯方向に交互に配置され前記外側回転部材の内周に結合されたアウター・プレート及び前記内側回転部材の外周に結合されたインナー・プレートと、前記アウター・プレート及びインナー・プレート間の差動回転による前記粘性液体の剪断抵抗により前記外側回転部材及び内側回転部材間にトルクを発生させ得るビスカス・カップリングであって、前記外側回転部材の熱膨張による前記作動室の容積増を吸収する熱膨張体を内蔵させた。
【００１３】
このため、ビスカス・カップリングの温度上昇により外側回転部材が熱膨張して作動室の容積が増加しても熱膨張体の熱膨張により作動室の容積増が吸収される。
【００１４】
したがって、ビスカス・カップリングの温度変化に係わらず差動回転と発生トルクとの関係をより安定させた性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ビスカス・カップリングの断面図である。（実施例１）
【図２】ビスカス・カップリングの断面図である。（実施例２）
【図３】ビスカス・カップリングの断面図である。（実施例３）
【図４】ビスカス・カップリングの断面図である。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ビスカス・カップリングの温度変化に係わらずより安定した性能を得るという目的を、熱膨張体を内蔵させることにより実現した。
【実施例１】
【００１７】
図１は、ビスカス・カップリングの断面図である。
【００１８】
図１のように、ビスカス・カップリング１は、外側回転部材であるハウジング３及び内側回転部材であるハブ・シャフト５とを備え、ハウジング３及びハブ・シャフト５は相対回転自在となっている。本実施例において、ハウジング３及びハブ・シャフト５は、例えばスチールで形成されている。ハウジング３は、図面上一体の形状となっているが、実際には一方の側壁がカバーとして螺合、或いは溶着により一体的に結合された構造となっている。
【００１９】
ハウジング３及びハブ・シャフト５間には、作動室７が形成され、粘性液体として、例えばシリコーン・オイルが封入されている。
【００２０】
作動室７内には、アウター・プレート９及びインナー・プレート１１が回転軸芯方向に交互に配置されている。アウター・プレート９間には、スペーサー・リング１２が配置されている。アウター・プレート９は、ハウジング３の内周にスプライン係合され、インナー・プレート１１は、ハブ・シャフト５の外周にスプライン係合されている。
【００２１】
したがって、アウター・プレート９及びインナー・プレート１１間の差動回転によるシリコーン・オイルの剪断抵抗によりハウジング３及びハブ・シャフト５間にトルクを発生させることができる。
【００２２】
本発明の実施例では、ハウジング３の熱膨張に起因する作動室７の容積増を吸収する熱膨張体として熱膨張ブロック１３が内蔵されている。
【００２３】
具体的には、作動室７に連通して拡張室１５が形成されている。拡張室１５は、ハウジング３及びハブ・シャフト５を回転軸芯方向に一体に拡大して形成されたものであり、作動室７に隣接して連通している。この拡張室１５は、ハウジング３の外周囲に形成することも可能である。この場合ハウジング３を円筒部材で覆い、側壁側で径方向の孔により連通させることができる。ただし、連通箇所は、軸方向の中間部でも良い。
【００２４】
拡張室１５内にもシリコーン・オイルが充填されており、このシリコーン・オイルは、作動室７内のシリコーン・オイルと一体となり、作動室７内の充填率が保持されている。
【００２５】
熱膨張ブロック１３は、拡張室１５内に周回状に配置された断面ドーナツ形状であり、ハウジング３よりも熱膨張係数の高い材質のアルミ合金等で形成されている。ハウジング３もアルミ合金等で形成し、軽量化を図ることもできる。
【００２６】
熱膨張ブロック１３の熱膨張による増加体積は、ハウジング３の熱膨張に起因する作動室７及び拡張室１５内の容積増加量に等しく、或いは近い量に設定されている。
【００２７】
さらに、熱膨張ブロック１３の熱膨張による増加体積が、ハウジング３の熱膨張に起因する作動室７及び拡張室１５内の容積増加量を上回るように設定し、温度上昇に応じて充填率を高めるようにすることも可能である。
【００２８】
この熱膨張ブロック１３の熱膨張による増加体積の設定は、計算或いは実験により得ることができる。計算による場合は、各部の熱膨張係数と各部の形状とから設定することができる。実験による場合は、各部の熱膨張実測値から求めることができる。
【００２９】
具体的には、ハウジング３の熱膨張による内容積の増加量からハブ・シャフト５、アウター・プレート９及びインナー・プレート１１、スペーサー・リング１２、後述するスナップ・リング１７の熱膨張による内容積の減少量を差し引くことで求めることができる。シリコーン・オイルの熱膨張も考慮することができる。
【００３０】
ハウジング３の内周には、ストッパとしてスナップ・リング１７が取り付けられ、拡張室１５から作動室７への熱膨張ブロック１３の移動を規制する。
【００３１】
かかるビスカス・カップリング１は、ハウジング３とハブ・シャフト５とが相対回転するとアウター・プレート９とインナー・プレート１１とが連動して相対回転し、シリコーン・オイルを剪断する。この剪断によりシリコーン・オイルがアウター・プレート９とインナー・プレート１１との間に剪断抵抗を与え、アウター・プレート９とインナー・プレート１１とを介してハウジング３とハブ・シャフト５との間にトルクを発生する。
【００３２】
このトルク発生時にビスカス・カップリング１の温度が高くなり、ハウジング３の熱膨張に起因して作動室７及び拡張室１５内の容積が増加する。この増加に併せて熱膨張ブロック１３が熱膨張して体積が増加し、ハウジング３の熱膨張に起因した作動室７及び拡張室１５内の容積増加を吸収する。
【００３３】
このため、作動室７内の充填率に変化はなく、ビスカス・カップリング１の温度変化に係わらず差動回転と発生トルクとの関係をより安定させた性能を得ることができる。
【実施例２】
【００３４】
図２は、本発明の実施例２に係り、ビスカス・カップリングの断面図である。
【００３５】
図２のように、本実施例のビスカス・カップリング１Ａでは、熱膨張ブロック１３Ａが、ハウジング３Ａに一体に固定されたものである。
【００３６】
熱膨張ブロック１３Ａのハウジング３Ａに対する固定箇所は、側壁３Ａａとなっている。側壁３Ａａは、ハウジング３Ａ本体に一体のものとして構成でき、またハウジング３Ａ本体に対し螺合或いは溶着するカバーとしても構成できる。カバーの場合は、熱膨張ブロック１３Ａを一体に備えたカバーを数種類備えることで、ビスカス・カップリング１Ａの熱特性を設定することができる。特に、カバーをハウジング３Ａ本体に対し螺合させる場合は、カバーの交換によりビスカス・カップリング１Ａの熱特性を変更することができる。
【００３７】
ハウジング３Ａ及び熱膨張ブロック１３Ａは、アルミ合金等で形成している。したがって、全体的に軽量化を図ることができる。
【００３８】
本実施例では、実施例１で示したスナップ・リング１７を省くことができる。
【実施例３】
【００３９】
図３は、本発明の実施例３に係り、ビスカス・カップリングの断面図である。
【００４０】
図３のように、本実施例のビスカス・カップリング１Ｂでは、アウター・プレート９Ｂ及びインナー・プレート１１Ｂを熱膨張材、例えばアルミ合金等で形成し、熱膨張体とした。
【００４１】
なお、アウター・プレート９Ｂ及びインナー・プレート１１Ｂの何れか一方のみをアルミ合金で形成し、熱膨張体とすることもできる。アウター・プレート９Ｂ及びインナー・プレート１１Ｂの何れか一方の一部のプレートをアルミ合金で形成し、熱膨張体とすることもできる。アウター・プレート９Ｂ及びインナー・プレート１１Ｂの双方の各一部のプレートをアルミ合金で形成し、熱膨張体とすることもできる。一部のプレートをアルミ合金で形成し、熱膨張体とする場合に、一枚のプレート全体をアルミ合金で形成し、熱膨張体とするものに限らず、一枚のプレートの一部をアルミ合金で形成し、熱膨張体とすることもできる。
【００４２】
本実施例では、実施例１、２で示した拡張室１５を省くことができる。  
【実施例４】
【００４３】
図４は、本発明の実施例４に係り、ビスカス・カップリングの断面図である。
【００４４】
図４のように、本実施例のビスカス・カップリング１Ｃでは、ハブ・シャフト５Ｃを熱膨張材、例えばアルミ合金等で形成し、熱膨張体とした。
【００４５】
本実施例では、実施例１、２で示した拡張室１５を省くことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  ビスカス・カップリング
３，３Ａ  ハウジング
５  ハブ・シャフト
５Ｃ  ハブ・シャフト（熱膨張体）
７  差動室
９  アウター・プレート
９Ｂ  アウター・プレート（熱膨張体）
１１  インナー・プレート
１１Ｂ  インナー・プレート（熱膨張体）
１３，１３Ａ  熱膨張ブロック（熱膨張体）
１５  拡張室
１７  スナップ・リング（ストッパ）
【図１】
2011144838.tif 000003
【図２】
2011144838.tif 000004
【図３】
2011144838.tif 000005
【図４】
2011144838.tif 000006