(57)【要約】      （修正有）【課題】オイルの流れを制御し、かつ粘性継手全体を小型化することができるプレートおよび粘性継手を提供すること。【解決手段】本発明に係るプレートは、粘性継手による動力伝達機構に使うプレートであって、中空円盤状をなし、表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成される。本発明によれば、溝部の形成によって、該表面におけるオイルの流れを制御することが可能となる。【選択図】図１
2019090435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性継手による動力伝達機構に使うプレートであって、中空円盤状をなし、
表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成される
ことを特徴とするプレート。
【請求項２】
前記複数の溝部は、各々が直線状に延びている
ことを特徴とする請求項１に記載のプレート。
【請求項３】
前記複数の溝部は、当該プレートの径方向の一端部から他端部まで延びている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプレート。
【請求項４】
前記溝部は、深さが５μｍ以上５０μｍ以下、溝幅が１０μｍ以上７０μｍ以下であり、
各溝部は、当該プレートの中心側において、前記溝部の周方向の幅が、周方向で隣り合う溝部間の距離から溝幅を引いた寸法である、前記プレートの表面における平面部の周方向の幅以下となっている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプレート。
【請求項５】
中空円盤状をなす第１プレートと、
前記第１プレートに挿通され、該第１プレートを軸方向に移動可能に支持するシャフトと、
前記シャフトが挿通される中空円盤状の第２プレートと、
前記シャフトの一部、前記第１プレートおよび前記第２プレートを収容する孔部が形成され、前記第２プレートの外周を支持するケースと、
前記孔部に収容される粘性流体と、
を備え、
前記第１および第２プレートは、前記シャフトの軸方向に沿って交互に配置され、
前記第１および第２プレートには、各プレートの表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成される
ことを特徴とする粘性継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ビスカスカップリングに用いるトルク伝達用のプレートおよび粘性継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、差動制限装置（Limited  Slip  Differential：ＬＳＤ）や四輪駆動（４ＷＤ）に利用される回転差感応型トルク伝達装置として、ビスカスカップリング（粘性継手）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。ビスカスカップリングは、シャフトとケースとが回転軸になる。シャフトには、このシャフトに連動して回転するインナープレートが設けられている。ケースには、このケースに連動して回転するアウタープレートが設けられている。ケース内には、粘度の高いオイルが収容されている。通常、インナープレートとアウタープレートとは、互いに独立して回転しており、シャフトの回転によりインナープレートが回転している状態でアウタープレートとの回転差が発生すると、オイルを介して回転のトルクがアウタープレートに伝えられて回転する。ケースは、アウタープレートの回転に連動して回転する。一方、プレート間の回転差が大きく、片側車輪の空転状態が長く続いたり、高速回転状態が続いたりすると、プレートとオイルとの間に摩擦が生じ、この摩擦によって熱が発生する。発生した熱によってオイルが膨張すると、インナープレートがアウタープレートに密着し、インナープレートとアウタープレートとが一体的に回転する。このように、ビスカスカップリングでは、回転差に応じたトルクの伝達が行われる。特許文献１では、各プレートにスリットや貫通孔を形成することによって、プレート同士が密着した際の摩耗を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６０８５２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の構成において、十分なトルク伝達を達成するためにはプレート枚数を多く設ける必要があり、ビスカスカップリング全体を小型化するには不向きであるという問題があった。また、熱膨張時にオイルの不足が発生すると、プレート間の摩擦によって、プレートが摩耗してトルクが効率的に伝達されなくなるおそれがあった。プレート間の効率的なトルクの伝達を維持するため、オイルの流れを制御することが望まれている。しかしながら、特許文献１が開示するプレートに形成されるスリットや貫通孔では、オイルの流れを制御することはできなかった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オイルの流れを制御し、かつ粘性継手全体を小型化することができるプレートおよび粘性継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるプレートは、粘性継手による動力伝達機構に使うプレートであって、中空円盤状をなし、表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成されることを特徴とする。本発明にかかるプレートは、このようなプレートを組み合わせることにより、継手を構成するプレートの全体枚数を減らせる、またはプレートの外径を小さくできるという特徴を有する。
【０００７】
また、本発明にかかるプレートは、上記の発明において、前記複数の溝部は、各々が直線状に延びていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかるプレートは、上記の発明において、前記複数の溝部は、当該プレートの径方向の一端部から他端部まで延びていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるプレートは、上記の発明において、前記溝部は、深さが５μｍ以上５０μｍ以下、溝幅が１０μｍ以上７０μｍ以下であり、前記溝部の周方向の幅が、周方向で隣り合う溝部間の距離から溝幅を引いた寸法である、前記プレートの表面における平面部の周方向の幅以下となっている。
【００１０】
また、本発明にかかる粘性継手は、中空円盤状をなす第１プレートと、前記第１プレートに挿通され、該第１プレートを軸方向に移動可能に支持するシャフトと、前記シャフトが挿通される中空円盤状の第２プレートと、前記シャフトの一部、前記第１プレートおよび前記第２プレートを収容する孔部が形成され、前記第２プレートの外周を支持するケースと、前記孔部に収容される粘性流体と、を備え、前記第１および第２プレートは、前記シャフトの軸方向に沿って交互に配置され、前記第１および第２プレートには、各プレートの表面において、径方向にそれぞれ延びる複数の溝部が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、オイルの流れを制御し、かつ粘性継手全体を小型化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングの概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるインナープレートの構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるインナープレートの要部の構成を示す拡大図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるインナープレートの要部の構成を示す拡大図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるアウタープレートの構成を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるアウタープレートの要部の構成を示す拡大図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるアウタープレートの要部の構成を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態）
まず、実施の形態にかかるビスカスカップリングについて説明する。図１および図２は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングの概略構成を示す模式図である。図１に示すビスカスカップリング１は、第１シャフト１０と、第２シャフト２０を支持するケース２１とを備える粘性継手である。ビスカスカップリング１では、この第１シャフト１０および第２シャフト２０（ケース２１）が回転軸になる。図１では、第１シャフト１０の中心軸（回転軸）と、第２シャフト２０の中心軸（回転軸）とが、ビスカスカップリング１の軸Ｎと一致している。ビスカスカップリング１を自動車に適用する場合、例えば、第１シャフト１０が前輪にトルクを伝え、第２シャフト２０が後輪にトルクを伝える役割を担う。
【００１５】
第１シャフト１０には、支持部材１１と、インナープレート１２とが設けられている。支持部材１１は、第１シャフト１０の外周に設けられ、かつインナープレート１２を挿通してインナープレート１２を支持している。この際、インナープレート１２は、第１シャフト１０の軸（図１に示す軸Ｎ）方向に移動可能に支持部材１１に支持されている。すなわち、インナープレート１２は、支持部材１１を介して、軸Ｎ方向に移動可能に第１シャフト１０に支持されている。インナープレート１２は、第１シャフト１０の回転に連動して回転する。なお、支持部材１１は、第１シャフト１０と一体的に形成されるものであってもよい。
【００１６】
ケース２１には、このケース２１に連動して回転するアウタープレート２２と、軸Ｎ方向で隣り合うアウタープレート２２間の間隔を維持するためのスペーサ２３とが設けられている。アウタープレート２２は、外周がケース２１に支持されている。インナープレート１２とアウタープレート２２とは、軸Ｎ方向に沿って交互に配置されている。本実施の形態において、インナープレート１２およびアウタープレート２２は、粘性継手による動力伝達機構に使うプレートである。
【００１７】
第１シャフト１０は、ケース２１に挿入される側の先端がベアリング３０に支持されている。ベアリング３０によって、第１シャフト１０の回転動力がケース２１に直接伝わることが防止される。
【００１８】
ケース２１には、インナープレート１２、アウタープレート２２およびスペーサ２３を収容可能な孔形状をなす孔部２１ａが形成されている。孔部２１ａは、支持部材１１の外表面、およびシール部材３１によって、水密性が維持されている。
【００１９】
支持部材１１、孔部２１ａおよびシール部材３１が形成する空間には、シリコーンオイル３２が収容されている。この空間に収容するオイルは、粘度が高くトルクを伝えることができる粘度を有する流体（粘性流体）であれば、シリコーンオイル３２に限らない。
【００２０】
通常、インナープレート１２とアウタープレート２２とは、互いに独立して回転しており、第１シャフト１０の回転によりインナープレート１２が回転している状態でアウタープレートとの回転差が発生すると、シリコーンオイル３２が第１シャフト１０のトルクをアウタープレート２２に伝える。アウタープレート２２は、シリコーンオイル３２により伝えられるトルクによって回転する。ビスカスカップリング１では、シリコーンオイル３２によりアウタープレート２２が回転することによって、ケース２１および第２シャフト２０が回転する。このようにしてトルクが伝わるモードをビスカスモードという。
【００２１】
一方、インナープレート１２とアウタープレート２２との回転差が大きく、片側の空転状態が長く続いたり、高速回転状態が続いたりすると、インナープレート１２（またはアウタープレート２２）とシリコーンオイル３２との間に摩擦が生じ、この摩擦によって熱が発生する。ビスカスカップリング１では、発生した熱によってシリコーンオイル３２が膨張すると、インナープレート１２がアウタープレート２２に密着し、インナープレート１２とアウタープレート２２とが一体となって回転する（図２参照）。このようにしてトルクが伝わるモードをハンプモードという。図２に示す状態では、インナープレート１２がアウタープレート２２に摺動することによって、インナープレート１２の回転によるトルクが、インナープレート１２からアウタープレート２２に直接伝えられる。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるインナープレートの構成を示す模式図である。図４および図５は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるインナープレートの要部の構成を示す拡大図である。図４は、インナープレート１２の表面の一部を拡大した図である。図５は、インナープレート１２の一部を径方向から見た図である。
【００２３】
インナープレート１２は、中空円盤状をなす本体部１２１を備える。本体部１２１には、支持部材１１に固定され、縁部が波形をなす中空部１２２と、周方向に沿って設けられ、板厚方向に貫通する複数の貫通孔１２３が形成されている。また、本体部１２１の表面には、図４に示すように、各々がインナープレート１２の径方向に沿って直線状に延びる複数の溝部１２４が形成されている。溝部１２４は、インナープレート１２の表面において形成される有底の溝形状をなしている。複数の溝部１２４は、放射状をなしており、例えば、本体部１２１（または中空部１２２）の中心において交差する。溝部１２４は、インナープレート１２の両面に形成される。
【００２４】
図５に示すように、溝部１２４は、溝の深さ（溝深さＤ1）が５μｍ以上５０μｍ以下である。また、溝部１２４の溝幅Ｗ1は、１０μｍ以上７０μｍ以下である。
【００２５】
複数の溝部１２４は、溝深さＤ1および溝幅Ｗ1が上記の条件を満足し、かつ、周方向で隣り合う溝部１２４間の溝間距離が最も密になる内径部（インナープレート１２の中心側）において、溝部１２４の周方向の幅（例えば溝幅Ｗ1に対応）が、本体部１２１の表面をなす平面部の周方向の幅（例えば幅Ｗ10：溝間距離Ｗ20から溝幅Ｗ1を引いたものに対応）以下となっている。
【００２６】
図６は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるアウタープレートの構成を示す模式図である。図７および図８は、本発明の実施の形態にかかるビスカスカップリングが備えるアウタープレートの要部の構成を示す拡大図である。図７は、アウタープレート２２の表面の一部を拡大した図である。図８は、アウタープレート２２の一部を径方向から見た図である。
【００２７】
アウタープレート２２は、中空円盤状をなす本体部２２１を備える。本体部２２１は、ケース２１に固定される外縁が波形をなしている。本体部２２１には、支持部材１１を挿通可能な中空部２２２と、周方向に沿って設けられ、板厚方向に貫通する複数の貫通孔２２３が形成されている。また、本体部２２１の表面には、図７に示すように、各々がアウタープレート２２の径方向に沿って直線状に延びる複数の溝部２２４が形成されている。溝部２２４は、アウタープレート２２の表面において形成される有底の溝形状をなしている。複数の溝部２２４は、放射状をなしており、例えば、本体部２２１（または中空部２２２）の中心において交差する。
【００２８】
図８に示すように、溝部２２４は、溝の深さ（溝深さＤ2）が５μｍ以上５０μｍ以下であり、溝幅Ｗ2が１０μｍ以上７０μｍ以下である。また、複数の溝部２２４は、溝深さＤ2および溝幅Ｗ2が上記の条件を満足し、かつ、周方向で隣り合う溝部２２４間の溝間距離が最も密になる内径部（アウタープレート２２の中心側）において、溝部２２４の周方向の幅（例えば溝幅Ｗ2に対応）が、本体部２２１の表面をなす平面部の周方向の幅（例えば幅Ｗ11：溝間距離Ｗ21から溝幅Ｗ2を引いたものに対応）以下となっている。
【００２９】
上述した実施の形態では、ビスカスカップリング１が備えるインナープレート１２およびアウタープレート２２の各外表面に、放射状をなす複数の溝部１２４、２２４を形成するようにした。これにより、インナープレート１２およびアウタープレート２２の間に介在するシリコーンオイル３２の摩擦係数もしくは保持性を向上し、インナープレート１２およびアウタープレート２２におけるオイルの流れを制御することが可能となる。この結果、通常のビスカスモードでは、インナープレート１２およびアウタープレート２２とオイルとの間の摩擦が大きくなることでトルク伝達効率が向上する効果が得られ、ハンプモードでは、余分なオイルを素早く外部へ排出を促す。さらに、ビスカスモードでは、摺動面においてシリコーンオイル３２を不足させることなく、摺動面の焼き付きや、摩耗を抑制することができる。また、インナープレート１２およびアウタープレート２２における摺動面のシリコーンオイル３２を撹拌し、シリコーンオイル３２による油膜の形成を抑制することができる。本実施の形態によれば、溝部１２４、２２４の形成によってオイルの流れを制御し、かつ、トルク伝達効率の向上によって従来よりもプレートの枚数を少なくすることができ、プレート枚数の削減の結果、粘性継手全体を小型化することができる。
【００３０】
また、本実施の形態では、溝部１２４、２２４の形成により、インナープレート１２およびアウタープレート２２の各表面積が増大する。これにより、接着面積が増大し、接着強度を大きくすることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、径方向からみた溝部１２４、２２４の形状が、Ｖ字状をなすものとして説明したが、矩形や、台形状等であってもよい。また、溝部１２４、２２４の形状は、互いに同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、複数の溝部１２４、２２４が、各プレートの一端部から他端部まで延び、両端がそれぞれ外縁に達しているものとして説明したが、例えば、溝部の一端が、外縁に達していないものであってもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、複数の溝部１２４、２２４が、放射状をなすものとして説明したが、プレートの径方向において、一方から他方に延びるものであればよく、例えば、貫通孔１２３の中心を通過する径方向の中心線を基準として、±２０度の角度をもって形成されるものであってもよい。
【００３４】
また、本実施の形態では、プレートの例として、粘性継手であるビスカスカップリング１に用いるインナープレート１２およびアウタープレート２２を挙げて説明したが、その他、クラッチ用のプレートや、ワッシャ等に溝部を形成することによって、上述した効果を得ることができる。
【００３５】
以上のように、本発明にかかるプレートおよび粘性継手は、オイルの流れを制御し、かつ粘性継手全体を小型化するのに適している。
【符号の説明】
【００３６】
１  ビスカスカップリング
１０  第１シャフト
１１  支持部材
１２  インナープレート
２０  第２シャフト
２１  ケース
２２  アウタープレート
２３  スペーサ
３１  シール部材
３２  シリコーンオイル
１２１、２２１  本体部
１２２、２２２  中空部
１２３、２２３  貫通孔
１２４、２２４  溝部
【図１】
2019090435.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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