JPS6298033A - 粘性継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、相互に相対回転可能な入、出力部材間に、高
粘性油を封入した密閉油室が画成され、該密閉油室内で
入、出力部材にスプライン結合されるそれぞれ複数枚の
クラッチ板が重合配置され、各クラッチ板には油の流通
を許容する複数の開口部が設けられる粘性継手に関する
。

（２）従来の技術 従来、かかる粘性継手では、たとえば米国特許３．７６
０．９２２号公報で開示されているように、一方のクラ
ッチ板には開口部として円形の透孔が設けられ、他方の
クラッチ板には開口部として外周に開放したスリットが
設けられている。

（３）発明が解決しようとする問題点 ところが、従来のものでは、スリットを有するクラッチ
板は、その形状から外周縁部が不連続であるために剛性
が低く、取扱い時に変形が生じ易いことや、打抜き成形
後の平坦度を保証し難いことから、板厚を増大して強度
向上を図る必要がある。

ところで、粘性継手は入、出力部材の相対回転が持続し
たときに密閉油室の内圧が上昇し、両クラッチ板が接触
して粘性伝達から摩擦伝達に移行し、より高いトルクを
発生するものであるが、この場合のトルクは両クラッチ
板の接触面積や剛性、すなわち両クラッチ板の開口形状
に関係のあることが本発明者の実験によって確かめられ
た。たとえば、粘性継手を車両の駆動系に用い、常時は
駆動されている車輪がスリップを生じたときに常時は従
動輪である車輪に充分なトルクを与えるようにしたもの
では、緊急時の脱出に対して発生トルクが大きい方が良
く、従来のものよりも一層高いトルクが得られることが
望ましい。

また両クラッチ板は摩擦接触するので、従来のものでは
剛性が不足し異常摩耗の発生が早かった。

さらに、スリットを有するクラッチ板の製作について考
えてみると、スリットはクラッチ板の外径よりも外方に
延びる長孔を穿設した後にクラッチ板の外径をトリムす
ることにより長孔の外端部分を除去して形成されている
ので、スクラップとなる部分が比較的多く、歩留りが悪
い。しかも、製品に反りが生じるので矯正が必要であり
、生産性も劣っている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、性
能、歩留りおよび生産性の向上を図った粘性継手の提供
を目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明によれば、一方のクラッチ板には開口部として円
形孔が穿設され、他方のクラッチ板には開口部として半
径方向に延びる長孔が穿設される。

（２）作　用 開口部を長孔とすることにより、クラッチ板の剛性が高
くなり、性能および耐久性の向上が可能となり、さらに
長孔としても充分な開口面積が得られるので、高粘性油
の注入が円滑に行なわれる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、各一対の前輪Ｗｒ、ｗｒおよび
後輪Ｗｒ、Ｗｒが図示しない車体の前部および後部にそ
れぞれ懸架され、また車体の前部にはパワーユニットＰ
が搭載される。

パワーユニットＰは、エンジンＥおよび変速機Ｍを含む
ものであり、変速機Ｍの出力部に接続された前部差動装
置Ｄｆは、左右の前輪Ｗｆ、　Ｗｆにそれぞれ連なる前
車軸Ａｆ、Ａｆに連結される。

また左右の後輪にそれぞれ連なる一対の後車軸Ａｒ、Ａ
ｒは、後部差動装置Ｄｒを介して相互に連結される。こ
の後部差動装置Ｄｒの入力部には車両の前後方向に延び
る推進軸Ｓの後端が連結され、この推進軸Ｓの前端は、
動力伝達機構１を介して前部差動装置Ｄｆに連結される
。

第２図において、前部差動装置Ｄｆのケース２には、パ
ワーユニットＰに連なる出力軸３が軸受４を介して回転
自在に支承されており、この出力軸３と推進軸Ｓとが動
力伝達機構１を介して連結される。

この動力伝達機構１は、粘性継手５と、等速自在継手６
とから成る。粘性継手５は、入力部材としての円筒状ハ
ブ７と、相対回転可能にしてハブ７を囲繞するとともに
、ハブ７と協働して環状の密閉油室８を画成する出力部
材としてのケーシング９と、密閉油室８内でケーシング
９の内面にスプライン結合される複数枚の外側クラッチ
板１０と、密閉油室８内でハブ７の外面にスプライン結
合されるとともに外側クラッチ板１０と重合して配置さ
れる複数枚の内側クラッチ板１１とから成る。

出力軸３は、ハブ７内にその軸方向中間部まで挿入され
ており、出力軸３とハブ７とはスプライン１２を介して
結合される。したがって出力軸３の回転に応じてハブ７
も回転する。

ケーシング９は、一端に端壁１３を有して前部差動装置
Ｄｆ側に開放した有底円筒体１４と、該有底円筒体１４
の開口部に嵌合、固定される端板１５とから成る。この
ケーシング９において、有底円筒体１４の一端は、ケー
シング９を囲繞するようにしてケース２にボルト１６で
結合されたカバー１７に軸受１８を介して支承され、端
板１５は軸受１９を介してケース２に支承される。

端壁１３およびハブ７間にはシール部材２０が介装され
、端板１５およびハブ７間にはシール部材２１が介装さ
れる。これによりケーシング９およびハブ７間に画成さ
れる環状の密閉油室８には、シリコンオイルなどの高粘
性油と、その高粘性油の熱膨張を許容する程度の少量の
空気とが封入される。

第３図（ａ）において、外側クラッチ板１０の外周には
、ケーシング９における有底円筒体１４の内面にスプラ
イン結合するための複数の係合歯２２が設けられ、半径
方向中間部には油を流通させる複数の円形孔２３が設け
られる。また第３図（ｂ）において、内側クラッチ板１
１の内周には、ハブ７の外側にスプライン結合するため
の複数の係合歯２４が設けられ、半径方向中間部には半
径方向に沿って長く延びる複数の長孔２５が設けられる
。

このような粘性継手５では、ハブ７およびケーシング９
間に相対回転が生じると、両クラッチ板１０．１１は高
粘性油を剪断しながら相対回転し、その高粘性油の剪断
抵抗によってトルクが発生する。この発生トルクは、回
転数差、両りラッチ仮１０．１１間の距離、両クラッチ
板１０．１１の面積、枚数および高粘性油の粘度によっ
て定まるものであり、回転数差が大となるのに応じて大
となる。この際、密閉油室８内の空気包含量とクラッチ
板１０．１１に設けられた開口部の形状や数がトルク特
性に影響を及ぼす。

このような高粘性油の剪断抵抗による粘性伝達は、ハブ
７およびケーシング９間すなわち両クラッチ板１０．１
１間の回転数が比較的小さくしかも短時間である場合に
生じるものであるが、回転数差がさらに大となるととも
にその状態が持続すると摩擦伝達トルクが生じる。すな
わち、回転数差が大となると、油温が上昇して粘度が低
下し、トルクが一旦低下するが、回転数差が所定値を超
えると、両クラッチ板１０．１１に複雑な温度勾配が生
じ、これに起因する歪と、油温の急上昇による密閉油室
８内の圧力上昇との相乗作用により、隣接するクラッチ
板１０．１１間に摩擦係合部分ができ、その結果、さら
に大きなトルクが伝達されるようになる。

この摩擦伝達トルクは、本発明者の実験によれば、各ク
ラッチ板１０．１１に設けた開口部の形状により変化し
、各クラッチ板１０．１１の接触面積に関係しているこ
とが確認された。

その実験結果を示すと第４図のようになる。この第４図
において、曲線Ａ−Ｆは、第５図（ａ）〜（ｆｌに示す
クラッチ板の組合せに対応するものであり、曲線Ｇが第
３図で示した本発明の組合せによるものである。なお従
来のものは、第５図（ｄｌすなわち第４図の曲線りで示
される。

第４図で明らかなように、第５図（ｂｌ、　（ｆ）の組
合せでは、摩擦伝達トルクが低い。また第５図（ｅ）の
組合せによるものは、摩擦伝達トルクが高いものの、油
の注入が困難となる。また両クラッチ板１０．１１に開
口部を有しないものは、粘性伝達領域でのトルク特性が
不安定であり、両りラッチ仮１０．１１に丸形孔を設け
た場合には密閉油室８内への油注入時にエア噛みが生じ
、所定量の油を充填するのが困難である。したがって、
曲線Ｇで示すように本発明に従う組合せによるものが、
油の注入も良好であり、しかも摩擦伝達トルクを従来の
もの（曲線Ｄ）よりも高くすることができる。

このような事をさらに詳しく解析した結果、摩擦伝達ト
ルクは開口部の形状や数のみならず、位置に関係するこ
とがわかった。すなわち、両クラッチ板１０．１１が直
接接触してトルクを伝えることになるので、摩擦伝達ト
ルクは開口部を除く両クラッチ板１０．１１の共通接触
面積とその部分の回転中心からの距離との積の総和に比
例すると考えられる。

すなわち、摩擦伝達トルクＴは第（１）式で示される。

Ｔ＝ｎ−Ｐ　−ｐ−Σｒ−Δｓ　　　　−（１１ここで
、符号ｎは接触面の個数、Ｐは密閉油室８の圧力、μは
比例係数、ΔＳは接触面の面積、ｒは回転中心から接触
面までの距離であり、Σｒ・ΔＳは断面−次モーメン１
−１ｚである（Ｉｚ＝Σｒ　・ΔＳ）。

したがって、断面−次モーメン）Ｉｚが摩擦伝達トルク
の大小に関係するものであり、これは断面−次モーメン
）Ｉｚを変化させて摩擦伝達トルクＴの変化を確かめた
実験によってＴ＋１！認されている。その結果を第６図
に示す。この第６図では密閉油室８内の圧力を２０ｋｇ
／ｃｊ一定とし、相対回転数を変化させたときの断面−
次モーメン２２と摩擦伝達トルクとの関係を示している
。

この結果を勘案すると、内側クラッチ板１１の開口部を
長孔２５として形成するとともに、断面−次モーメント
ｌｚが大となるように位置および個数を定めることによ
り、摩擦伝達トルクの向上を期することができる。

等速自在継手６は、支持部２６と、該支持部２６に軸方
向の移動および軸線を含む平面内での揺動を可能として
支承される可動部２７とから成る。

支持部２６は基本的に円筒状に形成されており、粘性継
手５におけるを底円筒体１４の端壁１３から同軸にかつ
一体的に突設される。しかもこの支持部２６の内面には
、周方向に等間隔をあけた複数個所たとえば３個所で軸
方向に沿って延びる溝２８が設けられる。また支持部２
６およびカバー１７間にはシール部材２９が介装される
。

可動部２７は、周方向に等間隔をあけた複数個所たとえ
ば３個所で半径方向外方に延びる腕３０を有するスパイ
ダ３１と、各腕３０の先端にそれぞれ軸支されるローラ
３２とから成り、各ローラ３２は転勤可能にして各溝２
８内に収納配置される。

スパイダ３１は、推進軸Ｓの前端に設けられた小径部３
３にスプライン３４を介して結合、固定される。また、
小径部３３および支持部２６間には、ブーツ３５が設け
られる。

このような等速自在継手６では、ローラ３２が支持部２
６の軸線に対する角度を変化させながら溝２８内を転勤
可能であり、したがって推進軸Ｓは、その軸線方向に沿
う移動と軸線を含む平面内での揺動とを可能として、粘
性継手５のケーシング９に連結される。

次にこの実施例の作用について説明すると、路面状態が
良好で前輪Ｗｆ、Ｗｆの路面との滑りが無い場合には、
前輪Ｗｆ、Ｗｆと後輪Ｗｒ、Ｗｒとの回転速度差、した
がってケーシング９とハブ７との間の相対回転が無いの
で、出力軸３は推進軸Ｓを駆動するに至らず、パワーユ
ニットＰは前輪Ｗｆ、Ｗｆのみを駆動して走行する。

ところが、路面状態が悪化し、前輪Ｗｆ、Ｗｆが路面に
対して滑るようになると、前輪ｗｒ、ｗｆと後輪Ｗｒ、
’Ｗｒとの回転速度差、したがって粘性継手５における
ハブ７とケーシング９との間に相対回転を生じ、粘性継
手５は回転差に応じてトルクを伝える。したがって、パ
ワーユニットＰの駆動トルクは、粘性継手５および等速
自在継手６を介して推進軸Ｓに伝達され、後輪Ｗｒ、Ｗ
ｒが駆動されるようになる。この結果、全輪Ｗｆ。

Ｗｆ、Ｗｒ、Ｗｒが駆動輪となり、悪路の走破が可能と
なる。さらに、前輪Ｗｆ、Ｗｆがぬかるみ等に落ちて動
けず空転を続けたような場合には、粘性継手５内では粘
性伝達範囲に移行し、より大きなトルクを後輪Ｗｒ、Ｗ
ｒに伝え、ぬかるみからの脱出が可能となる。

しかも粘性継手５における内側クラッチｖｉ１１の開口
部は長孔２５とされているので、第４図の実験結果で明
らかであるように、摩擦伝達トルクが大きい。したがっ
て緊急時の脱出トルクを充分大きくすることが可能であ
る。

また長孔２５は内側クラッチ板１１の外周に開放されて
いないので、内側クラッチ仮１１の外周縁部は連続して
おり、剛性が高い。したがって打抜き成形後の変形が生
じ難く、板厚の増大を図ることが不要になるとともに、
異常摩耗が生じることを極力防止することができ、耐久
性の向上が図られる。

さらに、内側クラッチ板１１の成形については、長孔２
５が内側クラッチ板１１の外周に開放されていないこと
から内側クラッチ板１１の外周打抜き時に生じるスクラ
ップを極力少なくして歩留りの向上を図ることができる
。

Ｃ３発明の効果 以上のように本発明によれば、一方のクラッチ板には開
口部として円形孔が穿設され、他方のクラッチ板には開
口部として半径方向に延びる長孔が穿設されるので、他
方のクラッチ板の剛性を高くして、摩擦伝達トルクを大
とすることができ、性能向上と耐久性向上とを図ること
ができる。しかも他方のクラッチ板の製作時に歩留りの
向上および生産性の向上を図ることができる。また長孔
としても粘性伝達範囲のトルク特性を充分満足し得るも
のとすることができ、さらに油注入も円滑に行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した車両の駆動装置の概略図、第
２図は第１図の動力伝達機構の縦断側面図、第３図は両
クラッチ板の拡大正面図、第４図は本発明の摩擦伝達ト
ルクの実験値を他のクラッチ板の組合せと対比して示す
グラフ、第５図は第４図のグラフで対比のために用いた
クラッチ板の組合せを示す図、第６図は断面−次モーメ
ントと摩擦伝達トルクとの関係を調べた実験結果を示す
グラフである。 ７・・・入力部材としてのハブ、８・・・密閉油室、９
・・・出力部材としてのケーシング、１０．１１・・・
クラッチ板、２３・・・円形孔、２５・・・長孔時　許
　出　願　人　本田技研工業株式会社ｒ司 第３図 （ｂ） 第６図 ｊ灯面−仄壬−メントｒｘ１ｏ５ｍｍ３ノ第４図 相対ｃ］ｋ牧 第５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相互に相対回転可能な入、出力部材間に、高粘性油を封
   入した密閉油室が画成され、該密閉油室内で入、出力部
   材にスプライン結合されるそれぞれ複数枚のクラッチ板
   が重合配置され、各クラッチ板には油の流通を許容する
   複数の開口部が設けられる粘性継手において、一方のク
   ラッチ板には開口部として円形孔が穿設され、他方のク
   ラッチ板には開口部として半径方向に延びる長孔が穿設
   されることを特徴とする粘性継手。