JP4425398B2

JP4425398B2 - Viscous coupling

Info

Publication number: JP4425398B2
Application number: JP37278099A
Authority: JP
Inventors: 雅志市原
Original assignee: ビスコドライブジャパン株式会社
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001187930A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘性流体を介してトルク伝達を行なうビスカスカップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なビスカスカップリングは、同軸上で相対回転する２つ回転体の間の回転速度差を、当該２つの回転体により形成される空間（以下、作動室と呼称する）に封入された粘性流体によって制限可能な装置である。
【０００３】
従来型のビスカスカップリングの基本構成を、図１０に示された一例を用いて説明する。図１０に示されるビスカスカップリング９０は主として、回転軸線Ｃ上で相対回転が可能なように配置され、且つお互いが組み合わさることで作動室９１を形成する２つの部材すなわちハウジング９２及びハブ９３と、ハウジング９２に対して一体回転が可能なように作動室９１内に配置されるアウタープレート９７の群と、ハブ９３に対して一体回転が可能なように作動室９１内に配置されるインナープレート９６の群とを備えている。アウタープレート９７同士はスペーサリング９９によって間隔が保たれている。また、プレート９６，９７の群は、一枚一枚が交互に配置されている。更に、作動室９１はシールリング９８ａ，９８ｂによって封止されており、この作動室９１内には粘性流体であるシリコンオイル及びエアが混在封入されている。そして例えば、ビスカスカップリング９０が四輪駆動車の動力伝達系の前後車軸間の動力伝達装置として使用されるならば、ハウジング９２又はハブ９３のどちらか一方が当該四輪駆動車の前輪側シャフト（非図示）と係合し、もう一方が当該四輪駆動車の後輪側のシャフト（非図示）と係合する。
【０００４】
ハウジング９２とハブ９３とは、お互いに相対回転が可能となっているので、それらの回転速度は時として異なる。上述の四輪駆動車に使用する場合を例として挙げるならば、前輪と後輪とが何らかの理由で異なる速度で回転したときがそうである。そしてビスカスカップリング９０は、このような状態となったときに、作動室９１内における両プレートの群９６，９７及び前記シリコンオイルの間で作用する粘性力によるトルク伝達効果によって、前記前輪及び前記後輪（すなわちハウジング９２及びハブ９３）の回転速度差すなわち差動を制限することが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のビスカスカップリング９０の差動制限力は、作動室９１内に封入される粘性流体の粘度が一定である場合、作動室９１内でのプレート９６，９７の表面積や当該プレートの枚数によるところが大きい。すなわち、前記差動制限力を大きくするためには、プレート９６，９７の表面積を大きくするか、当該プレートの枚数を多くすることが好適である。
【０００６】
ビスカスカップリング９０のような構成において、プレート９６，９７の表面積を大きくしたり、当該プレートの枚数を多くしたりするためには、実質的に、作動室９１の容積を大きくする必要があり、これはすなわち装置全体を大型化する必要があることにほぼ等しい。しかしながら、ビスカスカップリングが使用される場（例えば前述の四輪駆動車の動力伝達装置）を考慮すると、当該ビスカスカップリングが配置可能な空間が限定されるといった理由から、前記大型化は好ましくない。
【０００７】
本発明の目的は、従来型と比較して装置全体を大型化することなく、大きな差動制限力を作用させることが可能であるビスカスカップリングを提供し、更に、かかるビスカスカップリングを設計する上での構造的自由度を広げることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、回転軸線を中心として回転可能で、且つその内部の少なくとも一部分に中空部分を有し、且つ当該回転軸線の延びる方向の一側において前記中空部分に連続する開孔部分を有する第１回転部材と、前記回転軸線を中心としながら前記第１回転部材に対して相対回転可能で、且つその少なくとも一部分が前記中空部分に中空の空間を残しながら前記中空部分及び前記開孔部分内に配置される第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材によって画成され、且つ粘性流体が封入される作動室と、前記作動室内において前記第１回転部材に形成される溝内に配置されながら、前記第２回転部材のフランジ部に形成される歯部に対して噛合する少なくとも２つの円筒ギヤと、前記作動室内において前記円筒ギヤを跨ぎながら前記第１回転部材の外壁内側部に係合する第１プレートの群と、前記作動室内において前記円筒ギヤに噛合する第２プレートの群とを備えたことを特徴とするビスカスカップリングによって達成される。
【０００９】
本発明によるビスカスカップリングは、従来型においてインナープレートが噛合していたハブに相当する構造が、係る従来型とは異なる。また、本発明のビスカスカップリングにおいては、第１回転部材からの回転トルクは直接第１プレートに伝達され、第２回転部材からの回転トルクは一旦円筒ギヤに伝達されてから第２プレートに伝達される。
【００１０】
本発明のビスカスカップリングが作動するとき、第１回転部材と第１プレートとは一体回転し、第２回転部材と第２プレートとは円筒ギヤを介して回転トルクの相互伝達を行う。前記第１回転部材及び前記第２回転部材は、回転軸線を中心に相対回転する。この時、当該相対回転の回転速度差が全くないならば前記円筒ギヤは自転せずに公転する。この場合は前記第１プレートと前記第２プレートとの相対的な回転速度差はない。
【００１１】
また、前記第１回転部材が前記第２回転部材よりも相対的に高い回転速度を有するならば、前記円筒ギヤは前記第１及び第２回転部材と同じ回転方向に自転しながら前記第１回転部材とともに公転する。この場合は、前記第１プレートの方が前記第２プレートよりも相対的に高い回転速度を有する。また、前記第２回転部材が前記第１回転部材よりも相対的に高い回転速度を有するならば、前記円筒ギヤは前記第１及び第２回転部材と逆の回転方向に自転しながら前記第１回転部材とともに公転する。この場合は、前記第２プレートの方が前記第１プレートよりも相対的に高い回転速度を有する。そして、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に相対的な回転速度差が生じている場合は、作動室１１内に封入された粘性流体の剪断トルクの効果によって、前記第１及び第２プレートの間には相対的回転速度差をなくすような作用が生じる。
【００１２】
本発明のビスカスカップリングにおいては、前記第２プレートを前記円筒ギヤによって回転させるので、従来型におけるハブを備える必要性がなく、したがって、当該ハブが配置されねばならなかった空間を作動室の空間として利用することができる。その結果、前記空間にプレートの拡張部を配置させることや、ビスカスカップリングの機能向上を促す部材等を配置させることができる。
【００１３】
本発明のビスカスカップリングは、第１プレートに中央部開口が形成され、且つ第２プレートに中央部開口が形成され、これらの中央部開口に、エアが封入されたアキュムレータが配置されることが好ましい。
【００１４】
一般的なビスカスカップリングは、温度上昇により作動室内の粘性流体が熱膨張して当該作動室の内部圧力を上昇させので、この内部圧力の急激な上昇を避けるために、当該作動室の内部には、十分な圧縮性を有するエアが粘性流体と共に混入される。エアが混入されるのは、粘性流体が膨張した分の体積を吸収するためである。しかしながら、このエアの混入量が多いとエアの存在する位置によって伝達トルクが変化する。このため、開口等からなるエアを保持するための手段をプレートに設ける必要性があるが、そのため当該プレートの表面積は減少し差動制限力を減少させてしまう。
【００１５】
しかしながら、前記アキュムレータを備えれば、熱膨張による体積増加分をそれによって吸収することができるのでエアを混入する必要がない。前記アキュムレータには、従来型のビスカスカップリングの作動室内に混入されていたエアと同様のエアが封入される。すなわち、粘性流体とエアとが混在することなく別個に封入される。前記作動室内の温度が上昇し粘性流体が熱膨張をしたときは、前記アキュムレータが縮小することによって、体積増加分を吸収する。エアが混入していないので、開口等からなるエアを保持するための手段をプレートに設ける必要がない。したがって、差動制限力を減少させることもない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下において、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１７】
まず図１を参照する。図１には本発明におけるビスカスカップリングの第１実施形態の断面図が示される。図示されるビスカスカップリング１０は、回転軸線Ｃを中心として回転可能なハウジング１を有する。ハウジング１は、図２に示されるように、その内部に中空部分９ａを有し、且つ当該回転軸線Ｃの延びる方向の一側において中空部分９ａに連続する開孔部分９ｂを有する。更に、ビスカスカップリング１０は、前記回転軸線Ｃを中心としながら前記ハウジング１に対して相対回転可能で、且つその少なくとも一部分が中空部分９ａに中空の空間を残しながら中空部分９ａ及び開孔部分９ｂ内に配置されるハブ２と備えている。なお、ハウジング１及びハブ２がそれぞれ本発明の第１回転部材及び第２回転部材に相当する。
【００１８】
ハウジング１の内面には円筒ギヤ３を保持する溝４が設けられており、ハブ２にはフランジ部５が形成されている。そして、ハウジング１及びハブ２によって作動室１１が画成され、当該作動室内には粘性流体が封入されている。作動室１１内において、円筒ギヤ３の一部分は、ハウジング１に形成される溝４で遊嵌保持され、且つハブ２のフランジ部５に形成される歯部５ｔに対して噛合する。この実施形態においては円筒ギヤ３が２つ備えられ、その数に合わせて溝４も設けられる。ただし、円筒ギヤ３及び溝４の数は３つ以上でもよい。そして、第１プレート６ａの群が円筒ギヤ３を跨ぎながらハウジング１の外壁内側部に係合し、第２プレート７ａの群が円筒ギヤ３に噛合し、この第１プレート６ａ及び第２プレート７ａについては後述する。また、作動室１１は１個のシールリング８によって封止されており、従来型（図１０では２個）に比べるとシールリングの数を少なくできるのでコストが低下している。
【００１９】
ビスカスカップリング１０が作動するとき、ハウジング１と第１プレート６ａとは一体回転し、ハブ２と第２プレート７ａとは円筒ギヤ３を介して回転トルクの相互伝達を行う。ハウジング１及びハブ２は、回転軸線Ｃを中心に相対回転する。この時、当該相対回転の回転速度差が全くないならば円筒ギヤ３は自転せずに公転する。この場合は第１プレート６ａと第２プレート７ａとの相対的な回転速度差はない。
【００２０】
また、ハウジング１がハブ２よりも相対的に高い回転速度を有するならば、円筒ギヤ３は回転部材１，２と同じ回転方向に自転しながらハウジング１とともに公転する。この場合は、第１プレート６ａの方が第２プレート７ａよりも相対的に高い回転速度を有する。また、ハブ２がハウジング１よりも相対的に高い回転速度を有するならば、円筒ギヤ３は回転部材１，２と逆の回転方向に自転しながらハウジング１とともに公転する。この場合は、第２プレート７ａの方が第１プレート６ａよりも相対的に高い回転速度を有する。第１プレート６ａと第２プレート７ａとの間に相対的な回転速度差が生じている場合は、作動室１１内に封入された粘性流体の剪断トルクの効果によって、これらのプレート６ａ，７ａの間には相対的回転速度差をなくすような作用が生じる。
【００２１】
第２プレート７ａに作用した前記剪断トルクは円筒ギヤ３に伝達され、これによりハブ２の回転が付勢されるが、それと同時に、この力は溝４を介して当該溝を形成しているハウジング１にも伝達される。この伝達された力はハウジング１の回転駆動力となる。すなわち、第２プレート７ａに作用した剪断トルクがハウジング１の駆動力に転化する。
【００２２】
ここで、作動室１１に注目する。従来型のビスカスカップリングにおける作動室（例えば図１０に示される作動室９１）に比べると、この実施形態の作動室１１は、中心部分に部材（例えば図１０に示されるハブ９２）が存在しない分、より広い範囲を占有することが可能である。そして、比較的広い空間を作動室として利用できるので、従来型に比べて当該作動室内に配置されるプレートの表面積を拡大させることや、当該作動室内に封入される粘性流体の量を増加させるといったことが可能である。
【００２３】
ここで、図３を参照する。図３に示されるのは第１実施形態に用いられる第１プレート６ａ及び第２プレート７ａである。図３中の（Ａ）の（ａ）には第１プレート６ａの平面図が示され、同じく（Ａ）の（ｂ）には第１プレート６ａの断面図が示さる。また、（Ｂ）には第２プレート７ａの平面図が示される。
【００２４】
これらのプレート６ａ，７ａには、従来型ビスカスカップリングのプレートに見られる中央部開口がない。したがって、従来型プレートに比べると、その製作時においては、中央部開口形成のための打ち抜き等の加工作業が必要なくなった分より低コストで製作でき、且つその作動時においては、表面積が増加した分、より大きな粘性トルクを伝えることができる。第１プレート６ａの円周部分には、半径方向外方に突出する凸部１２ａが形成されており、組立て後においては、凸部１２ａの先端がハウジング１の内周に係合する。また、第１プレート６ａの平板面に対してほぼ直角に張り出された爪１３ａは、隣接する他の第１プレート６ａと当接するので，第１プレート６ａを作動室１１内に配置させたときの各プレート間のスペーサとしての機能を有する。それに対して、第２プレート７ａの円周部分は歯車となっており、組立て後においては、この円周部分が円筒ギヤ３と噛合する。
【００２５】
凸部１２ａによって、ハウジング１と第１プレート６ａとの間にはある程度の空間ができるので、第１プレート６ａは円筒ギヤ３を跨ぎながらハウジング１の外壁内側部に係合することができる。この様子は図４に示される。ただし、図４はビスカスカップリング１０の作動室１１の断面図である。
【００２６】
第１実施形態に用いられる第１及び第２プレートの変形例が図５に示される。図５中の（Ａ）の（ａ）には第１プレート６ｂの平面図が示され、同じく（Ａ）の（ｂ）には第１プレート６ｂの断面図が示さる。また、（Ｂ）には第２プレート７ｂの平面図が示される。これらのプレート６ｂ，７ｂと、プレート６ａ及びプレート７ａとの違いは、当該プレートに形成された開口１４ｂ，１５ｂである。この開口１４ｂ，１５ｂは半径方向外方に延びるように形成されており、作動室１１内での粘性流体の流れを良好にし、それによってビスカスカップリングの動作がハンプ状態となるのを防ぎ、更に差動制限力を改善する作用を有する。
【００２７】
次に図６を参照する。図６には、本発明によるビスカスカップリングの第２実施形態がビスカスカップリング１０’として示される。第２実施形態と第１実施形態との差異は、中央部開口が設けられた第１及び第２プレート６ｃ，７ｃ、並びに当該中央部開口に配置されたアキュムレータ１９である。このアキュムレータ１９は従来型（例えば図１０のビスカスカップリング９０）のハブが配置されていた場所に配置される。第１プレート６ｃ及び第２プレート７ｃ、並びにそれらの中央部開口については後述する。このアキュムレータ１９は蛇腹形状からなり、よって伸縮性を有する。アキュムレータ１９の配置位置は、作動室１１内における本発明によって増加した空間に配置させればよい。アキュムレータ１９の内部には十分な圧縮性を有するエアが封入されている。
【００２８】
ここで、第２実施形態の有する作用について説明する。ビスカスカップリングは、その作動中、温度上昇により作動室内の粘性流体が熱膨張して当該作動室の内部圧力を上昇させる。この内部圧力の急激な上昇を避けるために、一般的なビスカスカップリングの作動室の内部には、十分な圧縮性を有するエアが粘性流体と共に混入される。エアが混入されるのは、粘性流体が膨張した分の体積を吸収するためである。しかしながら、このエアの混入量が多いとエアの存在する位置によって伝達トルクが変化する。このため、開口等からなるエアを保持するための手段をプレートに設ける必要性があるが、そのため当該プレートの表面積は減少し、したがって差動制限力は低下する。
【００２９】
それに対し第２実施形態においては、アキュムレータ１９によって熱膨張による体積増加分を吸収することができるのでエアを混入する必要がない。このアキュムレータ１９には、従来型のビスカスカップリングの作動室内に混入されていたエアと同様のエアが封入されている。すなわち、粘性流体とエアとが混在することなく別個に封入されている。作動室１１内の温度が上昇し粘性流体が熱膨張をしたときは、このアキュムレータ１９が縮小することによって、体積増加分を吸収する。エアが混入していないので、開口等からなる粘性流体を整流させるための手段をプレートに設ける必要がない。
【００３０】
この第２実施形態においては、図７に示されるようなプレート６ｃ，７ｃが用いられる。図７中の（Ａ）の（ａ）には第１プレート６ｃの平面図が示され、同じく（Ａ）の（ｂ）には第１プレート６ｃの断面図が示さる。また、（Ｂ）には第２プレート７ｃの平面図が示される。これらのプレート６ｃ，７ｃには、作動室１１内に粘性流体とエアとを混入させる必要がないので、前述したハンプ状態を考慮しての開口（例えば図５における開口１４ｂ，１５ｂ）を設ける必要性がなく、よって各プレートの表面積が実質上拡大している。したがって、粘性トルクを伝達可能な面積が増大しており、装置の差動制限力が向上している。
【００３１】
これらのプレート６ｃ，７ｃは、第１実施形態のプレート６ａ，７ａに比べて、中央部開口の面積分の差動制限力の低下が懸念されるが、作動室１１内にエアが混入されていない分、より多くの粘性流体を封入することができるので、結果的に差動制限力の低下は抑えられる。
【００３２】
第２実施形態に用いられる第１及び第２プレートの変形例が、図８及び図９に示される。図８及び図９中の（Ａ）の（ａ）には、それぞれ第１プレート６ｄ及び第１プレート６ｅの平面図、同じく（Ａ）の（ｂ）には、それぞれ第１プレート６ｄ及び第１プレート６ｅの断面図が示される。また（Ｂ）には、それぞれ第２プレート７ｄ及び第２プレート７ｅの平面図が示される。これらのプレート６ｄ，６ｅ，７ｄ，７ｅには、それぞれ開口１４ｄ，１４ｅ，１５ｄ，１５ｅが設けられている。これらのプレートは、第２実施形態のビスカスカップリング１０’の作動室１１に対して任意にエアを混入させた時に用いることが好ましく、また、これらの開口は第１実施形態のプレート６ｂ，７ｂの開口１４ｂ，１５ｂと概ね同じ作用、すなわち、作動室１１内での粘性流体の流れを良好にして、ビスカスカップリングの差動制限力を改善する作用を有する。
【００３３】
以上の実施形態は本発明によって導き出された一例であり、本発明はこの実施形態に限定されることなく実施される。
【００３４】
【発明の効果】
如上のごとく、本発明によるビスカスカップリングは、回転軸線を中心として回転可能で、且つその内部の少なくとも一部分に中空部分を有し、且つ当該回転軸線の延びる方向の一側において前記中空部分に連続する開孔部分を有する第１回転部材と、前記回転軸線を中心としながら前記第１回転部材に対して相対回転可能で、且つその少なくとも一部分が前記中空部分に中空の空間を残しながら前記中空部分及び前記開孔部分内に配置される第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材によって画成され、且つ粘性流体が封入される作動室と、前記作動室内において前記第１回転部材に形成される溝内に配置されながら、前記第２回転部材のフランジ部に形成される歯部に対して噛合する少なくとも２つの円筒ギヤと、前記作動室内において前記円筒ギヤを跨ぎながら前記第１回転部材の外壁内側部に係合する第１プレートの群と、前記作動室内において前記円筒ギヤに噛合する第２プレートの群とを備えたことを特徴として構成されている。したがって、本発明によれば、従来型と比較して装置全体を大型化することなく、大きな差動制限力を作用させることが可能であるビスカスカップリングを提供し、更にそれによって、かかるビスカスカップリングを設計する上での構造的自由度を広げることができる。
【００３５】
更に、本発明のビスカスカップリングは、第１プレートに中央部開口が形成され、且つ第２プレートに中央部開口が形成され、これらの中央部開口に、エアが封入されたアキュムレータが配置されることを特徴として構成されている。したがって、前記作動室内において粘性流体とエアとを混在することなく別個に封入することができ、よって前記作動室内の温度が上昇し粘性流体が熱膨張をしたときに、前記アキュムレータが縮小することによって体積増加分を吸収することができる。そうすることによって、開口等からなる粘性流体を整流させるための手段をプレートに設ける必要がなくなり、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって導き出されたビスカスカップリングの第１実施形態の断面図である。
【図２】本発明によって導き出されたビスカスカップリングを構成するハウジングの断面図である。
【図３】本発明によって導き出されたビスカスカップリングに用いられるプレートの一例である。
【図４】本発明のビスカスカップリングの作動室の断面図である。
【図５】本発明によって導き出されたビスカスカップリングに用いられるプレートの一例である。
【図６】本発明によって導き出されたビスカスカップリングの第２実施形態の断面図である。
【図７】本発明によって導き出されたビスカスカップリングに用いられるプレートの一例である。
【図８】本発明によって導き出されたビスカスカップリングに用いられるプレートの一例である。
【図９】本発明によって導き出されたビスカスカップリングに用いられるプレートの一例である。
【図１０】従来型のビスカスカップリングの一例である。
【符号の説明】
１ハウジング（第１回転部材）
２ハブ（第２回転部材）
３円筒ギヤ
４溝
５フランジ部
５ｔ歯部
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ第１プレート
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ第２プレート
８シールリング
９ａ中空部分
９ｂ開口部分
１０ビスカスカップリング
１０’ ビスカスカップリング
１１作動室
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ凸部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ爪
１４ｂ，１４ｄ，１４ｅ開口
１５ｂ，１５ｄ，１５ｅ開口
１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ中央部開口
１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ中央部開口
１９アキュムレータ
C 回転軸線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a viscous coupling that transmits torque via a viscous fluid.
[0002]
[Prior art]
In general viscous coupling, the difference in rotational speed between two rotating bodies that rotate relative to each other on the same axis is a viscosity enclosed in a space formed by the two rotating bodies (hereinafter referred to as a working chamber). It is a device that can be restricted by a fluid.
[0003]
A basic configuration of a conventional viscous coupling will be described with reference to an example shown in FIG. The viscous coupling 90 shown in FIG. 10 is mainly arranged so that relative rotation on the rotation axis C is possible, and two members forming a working chamber 91 by combining each other, that is, a housing 92 and a hub 93, A group of outer plates 97 disposed in the working chamber 91 so as to be integrally rotatable with respect to the housing 92; and an inner plate disposed within the working chamber 91 so as to be integrally rotatable with respect to the hub 93. 96 groups. The outer plates 97 are spaced from each other by a spacer ring 99. In addition, the groups of plates 96 and 97 are alternately arranged one by one. Furthermore, the working chamber 91 is sealed by seal rings 98a and 98b, and silicon oil and air, which are viscous fluids, are mixed and sealed in the working chamber 91. For example, if the viscous coupling 90 is used as a power transmission device between front and rear axles of a power transmission system of a four-wheel drive vehicle, either the housing 92 or the hub 93 is a front wheel side shaft of the four-wheel drive vehicle. (Not shown) is engaged, and the other is engaged with a rear wheel side shaft (not shown) of the four-wheel drive vehicle.
[0004]
Since the housing 92 and the hub 93 can be rotated relative to each other, their rotational speeds are sometimes different. For example, when used in the above-described four-wheel drive vehicle, the front wheel and the rear wheel are rotated at different speeds for some reason. When the viscous coupling 90 becomes such a state, the torque transmission effect by the viscous force acting between the groups 96 and 97 of both plates in the working chamber 91 and the silicone oil causes the front wheel and the It is possible to limit the rotational speed difference or differential of the rear wheels (ie, the housing 92 and the hub 93).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The differential limiting force of the viscous coupling 90 described above depends on the surface area of the plates 96 and 97 in the working chamber 91 and the number of the plates when the viscosity of the viscous fluid sealed in the working chamber 91 is constant. large. That is, in order to increase the differential limiting force, it is preferable to increase the surface area of the plates 96 and 97 or increase the number of the plates.
[0006]
In the configuration such as the viscous coupling 90, in order to increase the surface area of the plates 96 and 97 or increase the number of the plates, it is necessary to substantially increase the volume of the working chamber 91. This is almost equivalent to the need to increase the size of the entire apparatus. However, considering the place where the viscous coupling is used (for example, the power transmission device of the above-described four-wheel drive vehicle), the increase in size is not preferable because the space where the viscous coupling can be disposed is limited. .
[0007]
An object of the present invention is to provide a viscous coupling capable of applying a large differential limiting force without increasing the size of the entire apparatus as compared with the conventional type, and to design such a viscous coupling. To expand the structural freedom above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
It is an object of the present invention to have a hollow portion that is rotatable about a rotation axis and has a hollow portion at least in part of the inside thereof, and an opening portion continuous with the hollow portion on one side in a direction in which the rotation axis extends. The first rotating member and the first rotating member are rotatable relative to the first rotating member with the rotation axis as a center, and at least a part of the first rotating member leaves a hollow space in the hollow portion and the opening portion. Formed in the first rotating member, a working chamber defined by the first rotating member and the second rotating member and enclosing a viscous fluid, and formed in the first rotating member. At least two cylindrical gears that mesh with teeth formed on the flange portion of the second rotating member while being disposed in the groove, and straddle the cylindrical gear in the working chamber. And a second plate group engaged with the cylindrical gear in the working chamber, and a viscous coupling comprising the first plate group engaged with the inner side of the outer wall of the first rotating member. Is done.
[0009]
The viscous coupling according to the present invention is different from the conventional type in the structure corresponding to the hub in which the inner plate is engaged in the conventional type. In the viscous coupling of the present invention, the rotational torque from the first rotating member is directly transmitted to the first plate, and the rotational torque from the second rotating member is once transmitted to the cylindrical gear and then transmitted to the second plate. Is done.
[0010]
When the viscous coupling of the present invention operates, the first rotating member and the first plate rotate integrally, and the second rotating member and the second plate perform mutual transmission of rotational torque via the cylindrical gear. The first rotating member and the second rotating member rotate relative to each other about a rotation axis. At this time, if there is no difference in rotational speed of the relative rotation, the cylindrical gear revolves without rotating. In this case, there is no relative rotational speed difference between the first plate and the second plate.
[0011]
Further, if the first rotating member has a relatively higher rotational speed than the second rotating member, the cylindrical gear rotates in the same rotational direction as the first and second rotating members while performing the first rotation. Revolves with the member. In this case, the first plate has a relatively higher rotational speed than the second plate. In addition, if the second rotating member has a relatively higher rotational speed than the first rotating member, the cylindrical gear rotates in the direction opposite to the first and second rotating members while rotating in the first direction. Revolves with the rotating member. In this case, the second plate has a relatively higher rotational speed than the first plate. When there is a relative rotational speed difference between the first plate and the second plate, the first and second plates are caused by the effect of the shearing torque of the viscous fluid sealed in the working chamber 11. An effect of eliminating the relative rotational speed difference occurs between the two plates.
[0012]
In the viscous coupling according to the present invention, since the second plate is rotated by the cylindrical gear, there is no need to provide a hub in the conventional type, and therefore the space where the hub had to be disposed is the space of the working chamber. Can be used as As a result, it is possible to dispose the expansion portion of the plate in the space, or to arrange a member that promotes the function improvement of the viscous coupling.
[0013]
In the viscous coupling according to the present invention, a central opening is formed in the first plate, and a central opening is formed in the second plate, and an accumulator filled with air is disposed in these central openings. preferable.
[0014]
In general viscous coupling, the viscous fluid in the working chamber thermally expands due to a temperature rise and raises the internal pressure of the working chamber. Therefore, in order to avoid a sudden rise in the internal pressure, The air having sufficient compressibility is mixed with the viscous fluid. Air is mixed in to absorb the volume of the viscous fluid that has expanded. However, if the air mixing amount is large, the transmission torque changes depending on the position where the air exists. For this reason, it is necessary to provide the plate with means for holding air consisting of openings or the like. However, the surface area of the plate is reduced, and the differential limiting force is reduced.
[0015]
However, if the accumulator is provided, the volume increase due to thermal expansion can be absorbed thereby, so there is no need to mix air. The accumulator is filled with air similar to the air mixed in the working chamber of the conventional viscous coupling. That is, the viscous fluid and the air are sealed separately without mixing. When the temperature in the working chamber rises and the viscous fluid undergoes thermal expansion, the accumulator shrinks to absorb the volume increase. Since air is not mixed, it is not necessary to provide means for holding the air composed of openings or the like on the plate. Therefore, the differential limiting force is not reduced.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
Reference is first made to FIG. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a first embodiment of a viscous coupling according to the present invention. The illustrated viscous coupling 10 includes a housing 1 that can rotate about a rotation axis C. As shown in FIG. 2, the housing 1 has a hollow portion 9 a inside thereof, and an opening portion 9 b that is continuous with the hollow portion 9 a on one side in the direction in which the rotation axis C extends. Further, the viscous coupling 10 is rotatable relative to the housing 1 with the rotation axis C as the center, and at least a part of the viscous coupling 10 leaves a hollow space in the hollow portion 9a and has a hollow portion 9a and an opening portion 9b. And a hub 2 disposed inside. The housing 1 and the hub 2 correspond to the first rotating member and the second rotating member of the present invention, respectively.
[0018]
A groove 4 for holding the cylindrical gear 3 is provided on the inner surface of the housing 1, and a flange portion 5 is formed on the hub 2. A working chamber 11 is defined by the housing 1 and the hub 2, and a viscous fluid is sealed in the working chamber. In the working chamber 11, a part of the cylindrical gear 3 is loosely fitted and held in a groove 4 formed in the housing 1 and meshes with a tooth portion 5 t formed in the flange portion 5 of the hub 2. In this embodiment, two cylindrical gears 3 are provided, and grooves 4 are also provided in accordance with the number of the cylindrical gears 3. However, the number of cylindrical gears 3 and grooves 4 may be three or more. Then, the group of the first plates 6a engages with the inner side of the outer wall of the housing 1 while straddling the cylindrical gear 3, and the group of the second plates 7a meshes with the cylindrical gear 3, and the first plate 6a and the second plate 7a Will be described later. Further, the working chamber 11 is sealed by one seal ring 8, and the number of seal rings can be reduced as compared with the conventional type (two in FIG. 10), so the cost is reduced.
[0019]
When the viscous coupling 10 is operated, the housing 1 and the first plate 6 a rotate together, and the hub 2 and the second plate 7 a mutually transmit rotational torque via the cylindrical gear 3. The housing 1 and the hub 2 rotate relative to each other about the rotation axis C. At this time, if there is no difference in rotational speed of the relative rotation, the cylindrical gear 3 revolves without rotating. In this case, there is no relative rotational speed difference between the first plate 6a and the second plate 7a.
[0020]
If the housing 1 has a relatively higher rotational speed than the hub 2, the cylindrical gear 3 revolves together with the housing 1 while rotating in the same rotational direction as the rotating members 1 and 2. In this case, the first plate 6a has a relatively higher rotational speed than the second plate 7a. If the hub 2 has a relatively higher rotational speed than the housing 1, the cylindrical gear 3 revolves together with the housing 1 while rotating in the direction opposite to that of the rotating members 1 and 2. In this case, the second plate 7a has a relatively higher rotational speed than the first plate 6a. When there is a relative rotational speed difference between the first plate 6a and the second plate 7a, due to the effect of the shearing torque of the viscous fluid sealed in the working chamber 11, the plates 6a and 7a In the meantime, the effect of eliminating the relative rotational speed difference occurs.
[0021]
The shear torque acting on the second plate 7 a is transmitted to the cylindrical gear 3, thereby energizing the rotation of the hub 2. At the same time, this force is formed in the housing that forms the groove via the groove 4. 1 is also transmitted. This transmitted force becomes the rotational driving force of the housing 1. That is, the shear torque that has acted on the second plate 7 a is converted into the driving force of the housing 1.
[0022]
Here, attention is paid to the working chamber 11. Compared with the working chamber in the conventional viscous coupling (for example, the working chamber 91 shown in FIG. 10), the working chamber 11 of this embodiment does not have a member (for example, the hub 92 shown in FIG. 10) in the central portion. It is possible to occupy a wider range. Since a relatively wide space can be used as the working chamber, the surface area of the plate disposed in the working chamber is increased as compared with the conventional type, and the amount of viscous fluid sealed in the working chamber is increased. It is possible.
[0023]
Reference is now made to FIG. FIG. 3 shows a first plate 6a and a second plate 7a used in the first embodiment. 3A is a plan view of the first plate 6a, and FIG. 3A is a cross-sectional view of the first plate 6a. Further, (B) shows a plan view of the second plate 7a.
[0024]
These plates 6a, 7a do not have the central opening found in plates of conventional viscous couplings. Therefore, compared to the conventional plate, it can be manufactured at a lower cost than that required for processing such as punching for forming the central opening, and the surface area is increased during the operation. Can convey a larger viscous torque. A convex portion 12a protruding outward in the radial direction is formed on the circumferential portion of the first plate 6a, and the tip of the convex portion 12a engages with the inner periphery of the housing 1 after assembly. Further, the claw 13a protruding substantially perpendicular to the flat surface of the first plate 6a abuts on the other adjacent first plate 6a, so that when the first plate 6a is disposed in the working chamber 11, It functions as a spacer between the plates. On the other hand, the circumferential portion of the second plate 7a is a gear, and this circumferential portion meshes with the cylindrical gear 3 after assembly.
[0025]
A certain amount of space is formed between the housing 1 and the first plate 6 a by the convex portion 12 a, so that the first plate 6 a can be engaged with the inner portion of the outer wall of the housing 1 while straddling the cylindrical gear 3. This is shown in FIG. However, FIG. 4 is a cross-sectional view of the working chamber 11 of the viscous coupling 10.
[0026]
A modification of the first and second plates used in the first embodiment is shown in FIG. 5A is a plan view of the first plate 6b, and FIG. 5A is a cross-sectional view of the first plate 6b. Further, (B) shows a plan view of the second plate 7b. The difference between the plates 6b and 7b and the plates 6a and 7a is the openings 14b and 15b formed in the plates. The openings 14b and 15b are formed so as to extend outward in the radial direction to improve the flow of the viscous fluid in the working chamber 11, thereby preventing the operation of the viscous coupling from being humped. It has the effect of improving the differential limiting force.
[0027]
Reference is now made to FIG. In FIG. 6, a second embodiment of a viscous coupling according to the present invention is shown as viscous coupling 10 '. The difference between the second embodiment and the first embodiment is the first and second plates 6c and 7c provided with the central opening, and the accumulator 19 arranged in the central opening. This accumulator 19 is disposed at the place where the hub of the conventional type (for example, the viscous coupling 90 in FIG. 10) has been disposed. The first plate 6c and the second plate 7c, and their central openings will be described later. The accumulator 19 has a bellows shape and thus has elasticity. The accumulator 19 may be arranged in the space increased by the present invention in the working chamber 11. The accumulator 19 is filled with air having sufficient compressibility.
[0028]
Here, the operation of the second embodiment will be described. During the operation of the viscous coupling, the viscous fluid in the working chamber is thermally expanded due to a temperature rise, and the internal pressure of the working chamber is increased. In order to avoid this rapid increase in internal pressure, air having sufficient compressibility is mixed with the viscous fluid in the working chamber of a general viscous coupling. Air is mixed in to absorb the volume of the viscous fluid that has expanded. However, if the air mixing amount is large, the transmission torque changes depending on the position where the air exists. For this reason, it is necessary to provide the plate with means for holding air consisting of openings or the like. However, the surface area of the plate is reduced, and therefore the differential limiting force is reduced.
[0029]
On the other hand, in the second embodiment, the accumulator 19 can absorb the increase in volume due to thermal expansion, so there is no need to mix air. The accumulator 19 is filled with air similar to the air mixed in the working chamber of the conventional viscous coupling. That is, the viscous fluid and the air are separately sealed without being mixed. When the temperature in the working chamber 11 rises and the viscous fluid undergoes thermal expansion, the accumulator 19 contracts to absorb the volume increase. Since air is not mixed, it is not necessary to provide the plate with means for rectifying the viscous fluid composed of openings or the like.
[0030]
In the second embodiment, plates 6c and 7c as shown in FIG. 7 are used. 7A is a plan view of the first plate 6c, and FIG. 7A is a cross-sectional view of the first plate 6c. Further, (B) shows a plan view of the second plate 7c. Since it is not necessary to mix the viscous fluid and the air into the working chamber 11 in these plates 6c and 7c, it is necessary to provide openings (for example, openings 14b and 15b in FIG. 5) in consideration of the aforementioned hump state. The surface area of each plate is substantially increased. Therefore, the area where the viscous torque can be transmitted is increased, and the differential limiting force of the apparatus is improved.
[0031]
Compared with the plates 6a and 7a of the first embodiment, these plates 6c and 7c have a concern that the differential limiting force is reduced by the area of the central opening, but air is mixed in the working chamber 11. As a result, more viscous fluid can be enclosed, so that the reduction of the differential limiting force is suppressed as a result.
[0032]
Modified examples of the first and second plates used in the second embodiment are shown in FIGS. 8A and 9A are plan views of the first plate 6d and the first plate 6e, respectively. Similarly, FIG. 8A is a plan view of the first plate 6d and the first plate 6b. A cross-sectional view of the plate 6e is shown. Further, (B) shows plan views of the second plate 7d and the second plate 7e, respectively. These plates 6d, 6e, 7d, and 7e are provided with openings 14d, 14e, 15d, and 15e, respectively. These plates are preferably used when air is arbitrarily mixed into the working chamber 11 of the viscous coupling 10 ′ of the second embodiment, and these openings are used for the plates 6b and 7b of the first embodiment. The openings 14b and 15b have substantially the same function, that is, the viscous fluid flow in the working chamber 11 is improved and the differential coupling force of the viscous coupling is improved.
[0033]
The above embodiment is an example derived by the present invention, and the present invention is implemented without being limited to this embodiment.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the viscous coupling according to the present invention is rotatable about the rotation axis and has a hollow portion at least in part of the inside thereof, and is continuous with the hollow portion on one side in the direction in which the rotation axis extends. A first rotating member having an opening portion that is capable of rotating relative to the first rotating member with the rotation axis as a center, and at least a portion of the hollow portion leaving a hollow space in the hollow portion And a second rotating member disposed in the opening portion, a working chamber defined by the first rotating member and the second rotating member and enclosing a viscous fluid, and the first chamber in the working chamber. At least two cylindrical gears that mesh with teeth formed on the flange of the second rotating member while being disposed in a groove formed on the rotating member; A group of first plates that engage with the inner side of the outer wall of the first rotating member while straddling the cylindrical gear in the room, and a group of second plates that mesh with the cylindrical gear in the working chamber. It is configured as. Therefore, according to the present invention, there is provided a viscous coupling capable of applying a large differential limiting force without increasing the size of the entire apparatus as compared with the conventional type, and further thereby the viscous cup. The structural freedom in designing the ring can be expanded.
[0035]
Further, in the viscous coupling of the present invention, a central opening is formed in the first plate, and a central opening is formed in the second plate, and an accumulator filled with air is disposed in these central openings. It is configured as a feature. Therefore, the viscous fluid and the air can be separately sealed in the working chamber without mixing them. Therefore, when the temperature in the working chamber rises and the viscous fluid undergoes thermal expansion, the accumulator is reduced. The volume increase can be absorbed. By doing so, it is not necessary to provide the plate with means for rectifying the viscous fluid composed of openings or the like, and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a viscous coupling derived according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a housing constituting a viscous coupling derived by the present invention.
FIG. 3 is an example of a plate used for viscous coupling derived by the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the working chamber of the viscous coupling of the present invention.
FIG. 5 is an example of a plate used for viscous coupling derived by the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a second embodiment of a viscous coupling derived according to the present invention.
FIG. 7 is an example of a plate used for viscous coupling derived by the present invention.
FIG. 8 is an example of a plate used for viscous coupling derived by the present invention.
FIG. 9 is an example of a plate used for viscous coupling derived by the present invention.
FIG. 10 is an example of a conventional viscous coupling.
[Explanation of symbols]
1 Housing (first rotating member)
2 Hub (second rotating member)
3 Cylindrical gear 4 Groove 5 Flange 5t Teeth 6a, 6b, 6c, 6d, 6e First plate 7a, 7b, 7c, 7d, 7e Second plate 8 Seal ring 9a Hollow portion 9b Opening portion 10 Viscous coupling 10 ' Viscous coupling 11 Working chambers 12a, 12b, 12c, 12d, 12e Protrusions 13a, 13b, 13c, 13d, 13e Claws 14b, 14d, 14e Openings 15b, 15d, 15e Openings 16c, 16d, 16e Central openings 17c, 17d , 17e Center opening 19 Accumulator
C rotation axis

Claims

回転軸線（Ｃ）を中心として回転可能で、且つその内部の少なくとも一部分に中空部分（９ａ）を有し、且つ当該回転軸線（Ｃ）の延びる方向の一側において前記中空部分（９ａ）に連続する開孔部分（９ｂ）を有する第１回転部材（１）と、前記回転軸線（Ｃ）を中心としながら前記第１回転部材（１）に対して相対回転可能で、且つその少なくとも一部分が前記中空部分（９ａ）に中空の空間を残しながら前記中空部分（９ａ）及び前記開孔部分（９ｃ）内に配置される第２回転部材（２）と、前記第１回転部材（１）及び前記第２回転部材（２）によって画成され、且つ粘性流体が封入される作動室（１１）と、前記作動室（１１）内において前記第１回転部材（１）に形成される溝（４）内に配置されながら、前記第２回転部材（２）のフランジ部（５）に形成される歯部（５ｔ）に対して噛合する少なくとも２つの円筒ギヤ（３）と、前記作動室（１１）内において前記円筒ギヤ（３）を跨ぎながら前記第１回転部材（１）の外壁内側部に係合する第１プレート（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ）の群と、前記作動室（１１）内において前記円筒ギヤ（３）に噛合する第２プレート（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ）の群とを備えたことを特徴とするビスカスカップリング（１０，１０’）。It is rotatable about the rotation axis (C) and has a hollow portion (9a) at least at a part of the inside thereof, and is continuous with the hollow portion (9a) on one side in the extending direction of the rotation axis (C). A first rotating member (1) having an opening portion (9b) that is capable of rotating relative to the first rotating member (1) around the rotation axis (C), and at least a part of which is A second rotating member (2) disposed in the hollow portion (9a) and the opening portion (9c) while leaving a hollow space in the hollow portion (9a), the first rotating member (1) and the A working chamber (11) defined by the second rotating member (2) and enclosing a viscous fluid, and a groove (4) formed in the first rotating member (1) in the working chamber (11). The second rotating member (2 At least two cylindrical gears (3) meshing with teeth (5t) formed on the flange portion (5) of the first and the first gear while straddling the cylindrical gear (3) in the working chamber (11) A group of first plates (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) engaging with the inner side of the outer wall of the rotating member (1) and a second gear meshing with the cylindrical gear (3) in the working chamber (11). A viscous coupling (10, 10 ') comprising a group of plates (7a, 7b, 7c, 7d, 7e).

第１プレート（６ｃ，６ｄ，６ｅ）に中央部開口（１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ）が形成され、且つ第２プレート（７ｃ，７ｄ，７ｅ）に中央部開口（１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ）が形成され、これらの中央部開口に、エアが封入されたアキュムレータ（１９）が配置され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。A central opening (16c, 16d, 16e) is formed in the first plate (6c, 6d, 6e), and a central opening (17c, 17d, 17e) is formed in the second plate (7c, 7d, 7e). The viscous coupling according to claim 1, wherein an accumulator (19) filled with air is disposed in the central opening.