減衰力発生装置
【課題】上下方向の振動とロール方向の振動を減衰する減衰力発生装置を提供する。
【解決手段】減衰力発生装置において、第１ビスカスカップリング２２は、第１ハウジング３０と左シャフト部１２Ｌの相対回転により減衰力を発生する。第２ビスカスカップリング２４は、車体に固定される第２ハウジング３６と、第１ハウジング３０と連動して回転する空芯部５０の相対回転により減衰力を発生する。伝達機構は、左シャフト部１２Ｌおよび右シャフト部１２Ｒの回転を第１ハウジング３０に伝達する。右シャフト部１２Ｒは空芯部５０に回転可能に内挿される。
【解決手段】減衰力発生装置において、第１ビスカスカップリング２２は、第１ハウジング３０と左シャフト部１２Ｌの相対回転により減衰力を発生する。第２ビスカスカップリング２４は、車体に固定される第２ハウジング３６と、第１ハウジング３０と連動して回転する空芯部５０の相対回転により減衰力を発生する。伝達機構は、左シャフト部１２Ｌおよび右シャフト部１２Ｒの回転を第１ハウジング３０に伝達する。右シャフト部１２Ｒは空芯部５０に回転可能に内挿される。
【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を備える減衰力発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体に伝達される上下方向の振動を抑制する手段として、それぞれの車輪に設けられたサスペンション装置が知られている。また、車体のロール方向の振動を抑制する手段として、スタビライザが知られている。これらのサスペンション装置およびスタビライザの設置スペースを小さくすることが望まれている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、左右のロッドの外端部は左右の車輪支持部材にそれぞれ連結され、左右のロッドの内端部は１つのロールダンパに接続され、車輪の上下動に応じてロッドが回転し、左右のロッドの相対回転に応じてロールダンパが減衰作用を発揮するロールダンパ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１８２８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術において、これだけでは、車両の上下方向の十分な減衰を担うことができず、左右の車輪支持部材にショックアブソーバは引き続き必要となる。したがって、特許文献１の技術では、減衰機構として、ショックアブソーバを４つとロールダンパ装置を２つが車両に必要となり、それぞれの設置スペースを取られる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、集約化した減衰力発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の減衰力発生装置は、第１シャフトおよび第２シャフトと、第１ハウジングと第１シャフトとの相対回転により減衰力を発生する第１ビスカスカップリングと、外部に固定される第２ハウジングと、第１ハウジングと連動して回転する空芯部との相対回転により減衰力を発生する第２ビスカスカップリングと、第１シャフトおよび第２シャフトの回転を第１ハウジングに伝達する伝達機構と、を備える。第２シャフトは、空芯部に回転可能に内挿される。
【０００８】
この態様によると、第１ビスカスカップリングおよび第２ビスカスカップリングは、第１シャフトおよび第２シャフトから入力されるそれぞれの回転の向きが同方向であっても逆方向であっても、減衰力を発生することができる。また、空芯部に第２シャフトを回転可能に内挿することで、第２シャフトの回転を伝達機構に伝えることができ、第１ビスカスカップリングと第２ビスカスカップリングと伝達機構を１つにまとめることができる。
【０００９】
第１ビスカスカップリングは、第１ハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、第１シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有してもよい。第２ビスカスカップリングは、第２ハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、空芯部の外周面に設けられたインナープレートと、を有してもよい。これにより、インナープレートとアウタープレートとの回転速度差に応じて減衰力を発生することができる。
【００１０】
伝達機構は、ディファレンシャル機構であって、第１シャフトおよび第２シャフトの回転量の和の半分の回転量を第１ハウジングに伝達してもよい。これにより、第１ビスカスカップリングと第２ビスカスカップリングとは、第１シャフトおよび第２シャフトの回転が同位相である場合も逆位相である場合も減衰力を発生することができる。
【００１１】
第１シャフトおよび第２シャフトは、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられ、それぞれの他端が伝達機構に接続され、第２ハウジングは、車体に固定される部位を有してもよい。これによって、第１ビスカスカップリングにより車体のロール方向の振動を減衰することができ、第２ビスカスカップリングにより車体の上下方向の振動を減衰することができる。また、従来では車両に４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとが設けられていたが、これら６つを２つに集約することができる。これにより、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。
【００１２】
本発明の別の態様もまた、減衰力発生装置である。この装置は、第１シャフトおよび第２シャフトと、外部に固定されたアウターハウジングと、アウターハウジングと第１シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第１ビスカスカップリングと、アウターハウジングと第２シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第２ビスカスカップリングと、アウターハウジング内に設けられ、第１シャフトと第２シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第３ビスカスカップリングと、を備える。
【００１３】
この態様によると、１つの減衰力発生装置で、第１シャフトおよび第２シャフトから入力された回転および相対回転のそれぞれに対して減衰力を発生することができる。具体的には、第１ビスカスカップリングと第２ビスカスカップリングは、第１シャフトと第２シャフトの回転のそれぞれに対して減衰力を発生する。また、第３ビスカスカップリングは、第１シャフトと第２シャフトの相対回転に対して減衰力を発生することができる。
【００１４】
第３ビスカスカップリングは、第１シャフトと連動して回転するインナーハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、第２シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有してもよい。インナーハウジングは、第１シャフトの端部に連結され、第２シャフトの端部を囲んでもよい。これにより、アウターハウジングの内部に第１シャフトと第２シャフトの相対回転に対して減衰力を発生する第３ビスカスカップリングを形成することができる。
【００１５】
第１ビスカスカップリングは、アウターハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、第１シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、ビスカスカップリング装置を有してもよい。第２ビスカスカップリングは、アウターハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、第２シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有してもよい。これにより、インナープレートとアウタープレートとの回転速度差に応じて減衰力を発生することができる。
【００１６】
第１シャフトおよび第２シャフトは、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられ、それぞれの他端がアウターハウジングに挿入され、アウターハウジングは車体に固定される部位を有してもよい。これにより、第１ビスカスカップリングと第２ビスカスカップリングは、左右の車輪のそれぞれの振動に対して減衰力を発生する。また、第３ビスカスカップリングは、第１シャフトと第２シャフトの相対回転に対して減衰力を発生することができ、車両のロール方向の振動に対して減衰力を発生することができる。また、従来では車両に４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとが設けられていたが、これら６つを２つに集約することができ、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。
【００１７】
本発明のさらに別の態様もまた、減衰力発生装置である。この装置は、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材に接続可能に設けられる第１シャフトおよび第２シャフトと、一体化され、第１シャフトおよび第２シャフトから入力された回転に対して減衰力を発生する複数のビスカスカップリングと、を備える。複数のビスカスカップリングのうちの少なくとも一つは、第１シャフトと第２シャフトの回転の差分に応じた減衰力を発生し、複数のビスカスカップリングのうちの少なくとも一つは、第１シャフトおよび第２シャフトの少なくともいずれかの回転に応じた減衰力を発生する。
【００１８】
この態様によると、複数のビスカスカップリングは、車体の上下方向の振動と、車体のロール方向の振動を減衰することができる。従来車両に設けられていた４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとを２つに集約することができ、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、減衰力発生装置を集約化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る減衰力発生装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るビスカスカップリング装置の断面図である。
【図３】第２実施形態に係るビスカスカップリング装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、実施形態に係る減衰力発生装置１００の概略構成を示す。減衰力発生装置１００は、ビスカスカップリング装置１０、右シャフト１５Ｒおよび左シャフト１５Ｌ（以下、総称する場合は「シャフト１５」という）を備える。減衰力発生装置１００は、車両の前輪側および後輪側にそれぞれ設けられる。
【００２２】
右シャフト１５Ｒおよび左シャフト１５Ｌは、右シャフト部１２Ｒ、左シャフト部１２Ｌ（以下、総称する場合は「シャフト部１２」という）と、右アーム部１４Ｒおよび左アーム部１４Ｌ（以下、総称する場合は、「アーム部１４」という）をそれぞれ有する。右アーム部１４Ｒの一端は右車輪１６Ｒを保持する車輪保持部材（図示せず）に、左アーム部１４Ｌの一端は左車輪１６Ｌを保持する車輪保持部材（図示せず）に、それぞれ連結されている。以下、右車輪１６Ｒおよび左車輪１６Ｌを総称する場合は、「車輪１６」という。右アーム部１４Ｒおよび左アーム部１４Ｌの他端は、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌにそれぞれ繋がっている。すなわち、シャフト１５は、湾曲するようＬ字状に形成され、左右の車輪１６にそれぞれ接続可能に設けられる。
【００２３】
シャフト部１２は車幅方向に延び、アーム部１４はシャフト部１２の車輪側の一端から湾曲して車両前方または車両後方に延びる。シャフト部１２は、アーム部１４へと湾曲する箇所の手前部分において、車体に固定された支持部材（不図示）によって回転可能に支持されてよい。フロントのアーム部１４は、左右の前輪をそれぞれ支持するロアアーム（不図示）等にボールジョイント（不図示）等を介して回動可能に取り付けられる。リアのアーム部１４は、左右の後輪に駆動力を伝達する車軸を支持するリヤアクスルハウジング（不図示）もしくはロアアーム等にボールジョイント等を介して回動可能に取り付けられる。
【００２４】
右シャフト１５Ｒおよび左シャフト１５Ｌは、車載状態において、コの字状に設けられる。右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの一端は、相対回転可能にビスカスカップリング装置１０に接続されている。右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌは、同軸に配置される。シャフト１５は、車輪１６の振動をビスカスカップリング装置１０に伝達する伝達部材として機能する。ビスカスカップリング装置１０は、一部が車体に固定されている。
【００２５】
右アーム部１４Ｒは、右車輪１６ＲのストロークＳＲに応じて、回転量θＲ回転する。また、左アーム部１４Ｌは、左車輪１６ＬのストロークＳＬに応じて、回転量θＬ回転する。右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌは、右アーム部１４Ｒおよび左アーム部１４Ｌに連動して、それぞれアーム部１４の軸方向にθＲおよびθＬ回転する。そして、ビスカスカップリング装置１０には、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２ＬからθＲおよびθＬの回転が入力される。すなわち、車輪１６の上下のストロークがシャフト１５により回転に変換されて、ビスカスカップリング装置１０に伝達される。
【００２６】
図２は、第１実施形態に係るビスカスカップリング装置１０の断面図である。ビスカスカップリング装置１０は、ディファレンシャル機構２０、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４を備える。ビスカスカップリング装置１０の外形は、円筒形状に形成される。
【００２７】
ディファレンシャル機構２０は、車輪１６からの振動を第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４に伝達する伝達機構として機能する。ディファレンシャル機構２０は、第１ハウジング３０の一部と、係合部３４と、シャフト部１２の端部とを有する。シャフト部１２のそれぞれの端部がディファレンシャル機構２０に接続されている。ディファレンシャル機構２０は、第１ハウジング３０内の一部に設けられる。すなわち、第１ハウジング３０内には、第１ビスカスカップリング２２およびディファレンシャル機構２０が設けられ、第１ビスカスカップリング２２とディファレンシャル機構２０を仕切る内壁４４が設けられている。内壁４４の中央には貫通孔が形成され、その貫通孔に左シャフト部１２Ｌが挿通されている。内壁４４の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、左シャフト部１２Ｌを回転可能に支持する。
【００２８】
右シャフト部１２Ｒのビスカスカップリング装置１０側の端部４２Ｒ、および左シャフト部１２Ｌの端部４２Ｌ（以下、総称する場合は「端部４２」という）は、円盤状のギアに形成され、ディファレンシャル機構２０の第１ハウジング３０内において対向配置される。また、端部４２は、シャフト部１２と同様にそれぞれ回転する。
【００２９】
係合部３４は、シャフト部１２の端部４２と係合し、ピニオンギアとして機能する。２つの係合部３４は、シャフト部１２の端部４２を挟んで対向配置され、第１ハウジング３０の内周面に連結される。すなわち、シャフト部１２の回転は係合部３４を介して第１ハウジング３０に伝達される。右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転が同じ向きで同じ回転量である場合には、係合部３４自体は全く回転せず、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転量がずれている場合に、ずれに応じて係合部３４が回転する。
【００３０】
第１ビスカスカップリング２２は、第１ハウジング３０の一部と、第１インナープレート２６と、第１アウタープレート２８と、第１ビスカスカップリング２２に挿通された左シャフト部１２Ｌの一部とを有する。第１ハウジング３０の左車輪１６Ｌ側の端面４６には、中央に貫通孔が形成され、その貫通孔に左シャフト部１２Ｌが挿通されている。端面４６の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、左シャフト部１２Ｌを回転可能に支持する。第１ビスカスカップリング２２には、円筒形状の第１ハウジング３０に囲繞され、密閉された空間である第１流体室３２が形成される。第１流体室３２にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填され、左シャフト部１２Ｌと内壁４４の貫通孔の間、および左シャフト部１２Ｌと端面４６の貫通孔の間がオイルシール（不図示）により封止される。
【００３１】
左シャフト部１２Ｌの外周面には、複数枚の第１インナープレート２６が設けられ、また第１ハウジング３０の筒部４８の内周面には、複数枚の第１アウタープレート２８が設けられている。複数枚の第１インナープレート２６と複数枚の第１アウタープレート２８は交互に間隔をあけて配置される。
【００３２】
第２ビスカスカップリング２４は、空芯部５０と、第２ハウジング３６と、第２インナープレート３８と、第２アウタープレート４０とを有する。第２ハウジング３６は、円筒形状に形成され、車体に固定される部位を有する。たとえば、第２ハウジング３６の外周面が、サスペンションメンバや車体ボディなどの車体に、ビスや溶接などにより固定される。第２ハウジング３６のそれぞれの端面５４には、中央に貫通孔が形成され、それらの貫通孔に空芯部５０が挿通されている。端面５４の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、空芯部５０を回転可能に支持する。第２ビスカスカップリング２４には、第２ハウジング３６に囲繞され、密閉された空間である第２流体室５２が形成される。第２流体室５２にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填され、空芯部５０と端面５４の貫通孔の間がオイルシール（不図示）により封止される。
【００３３】
空芯部５０は、内径がシャフト部１２の外径より少し大きい円筒形状に形成され、第１ハウジング３０の端面の中央孔から突出するように、第１ハウジング３０に連結される。空芯部５０と第１ハウジング３０とは一体化されており、空芯部５０は第１ハウジング３０と連動して回転する。空芯部５０には、右シャフト部１２Ｒが回転可能に内挿される。
なお、空芯部５０と右シャフト部１２Ｒの間には軸受（不図示）が設けられ、右シャフト部１２Ｒを回転可能に支持してもよい。このように構成することで、第１ビスカスカップリング２２と第２ビスカスカップリング２４とディファレンシャル機構２０を一体化することができる。
【００３４】
空芯部５０には、複数枚の第２インナープレート３８が設けられ、また第１ハウジング３０の筒部４８の内周面には、複数枚の第２アウタープレート４０が設けられている。複数枚の第２インナープレート３８と複数枚の第２アウタープレート４０は交互に間隔をあけて配置される。
【００３５】
ここで、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４は、第１伝達部材と第２伝達部材の相対回転により減衰力を発生する。第１ビスカスカップリング２２では、第１ハウジング３０が第１伝達部材として機能し、第１シャフトが第２伝達部材として機能する。
【００３６】
第２ビスカスカップリング２４では、第２ハウジング３６が第１伝達部材として機能し、空芯部５０が第２伝達部材として機能する。第１伝達部材と第２伝達部材の相対回転により、それぞれに連結されている複数枚のインナープレートとアウタープレートとが差動回転し、その回転差に応じて粘性流体にせん断力が発生して、トルクが発生する。この発生トルクＴ０は、ビスカスカップリング装置１０における減衰力となる。
【００３７】
以下、ビスカスカップリングにおける発生トルクＴ０の計算式を示す。
【数１】
【００３８】
Ｓｎ：プレート間隔（ピッチ）
Ｎ：流体動粘度
ｅ：密度
ｒａ：プレート重なり領域の大径
ｒｉ：プレート重なり領域の小径
Δｎ：回転速度差
なお、プレート間隔はアウタープレートとインナープレートの間隔をいい、プレート重なり領域はアウタープレートとインナープレートとをシャフト部１２の軸方向にみて重なっている領域をいう。発生トルクＴ０は、回転速度差に対してリニアに比例して発生している。
【００３９】
ディファレンシャル機構２０は、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転量の和の半分の回転量を第１ハウジング３０に伝達する。すなわち、第１ハウジング３０は、右シャフト部１２Ｒの回転量θＲおよび左シャフト部１２Ｌの回転量θＬに応じて、（θＲ＋θＬ）／２回転する。
【００４０】
第１ビスカスカップリング２２では、第１伝達部材として第１ハウジング３０は、（θＲ＋θＬ）／２回転し、第２伝達部材として左シャフト部１２Ｌは、θＬ回転する。したがって、第１ビスカスカップリング２２に生じる相対回転量は、（θＲ−θＬ）／２となり、第１ビスカスカップリング２２は右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転の差分に応じた減衰力を発揮する。
【００４１】
第１ビスカスカップリング２２では、右車輪１６ＲのストロークＳＲと、左車輪１６ＬのストロークＳＬとが上下逆方向である場合に減衰力が発生する。すなわち、第１ビスカスカップリング２２は、車両が旋回するときなどに発生するロール方向の振動を減衰することができる。
【００４２】
一方、第２ビスカスカップリング２４では、第１伝達部材として第２ハウジング３６は、固定されているため回転せず、第２伝達部材として空芯部５０は、第１ハウジング３０と同様に（θＲ＋θＬ）／２回転する。したがって、第２ビスカスカップリング２４に生じる相対回転量は、（θＲ＋θＬ）／２となり、第２ビスカスカップリング２４は右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転の和に応じた減衰力を発揮する。
【００４３】
第２ビスカスカップリング２４では、右車輪１６ＲのストロークＳＲと、左車輪１６ＬのストロークＳＬとが上下に同じ方向である場合に減衰力が発生する。すなわち、車両が直進するときなどに発生する上下振動を減衰することができる。
【００４４】
以上より、従来では車両に４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとが設けられていたが、これらを２つに集約することができる。これにより、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。また、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４は、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌから入力されるそれぞれの回転の向きが同方向であっても逆方向であっても、減衰力を発生することができる。これにより、減衰力発生装置１００は車両旋回時の安定性を高めることができる。
【００４５】
なお、以上に説明した第１ビスカスカップリング２２と第２ビスカスカップリング２４との位置を転換して車両に組み付けてよい。また、ビスカスカップリング装置１０は、車両以外に用いられてよく、その場合第２ハウジング３６の外周面の一部は回転を規制可能な外部に固定されてよい。
【００４６】
また、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４のプレート間隔、流体動粘度、密度およびプレート重なり領域の少なくともいずれか一つの基礎設定を変更することで、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４が発生する減衰力を調整することができる。すなわち、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４は、同じ相対回転速度が入力された場合、それぞれが異なる減衰力を発生するようにしてもよい。これにより、車体の上下振動またはロールに対して発生する減衰力を調整することができ、たとえば、旋回に対して安定性が良い車両や、直進に対して安定性が良い車両を設計できる。
【００４７】
図３は、第２実施形態に係るビスカスカップリング装置８４の断面図である。ビスカスカップリング装置８４は、第１ビスカスカップリング７８、第３ビスカスカップリング８０および第２ビスカスカップリング８２を備える。第１ビスカスカップリング７８および第２ビスカスカップリング８２および第３ビスカスカップリング８０は、第１伝達部材と第２伝達部材の相対回転により減衰力を発生する。ビスカスカップリング装置８４の外形は、円筒形状に形成される。
【００４８】
ビスカスカップリング装置８４は、図１に示すビスカスカップリング装置１０に代わって車両に組み付けられる。右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌ（以下、総称する場合は「シャフト部６２」という）は、図１に示す左右の車輪１６にアーム部１４を介してそれぞれつながれる。すなわち、シャフト部６２とアーム部１４は、一体化されてシャフト１５を形成する。
【００４９】
アウターハウジング６０は、円筒形状に形成され、車体に固定される部位を有する。たとえば、アウターハウジング６０の外周面が、サスペンションメンバや車体ボディなどの車体に、ビスや溶接などにより固定される。アウターハウジング６０の両端面９２には、中央に貫通孔が形成され、それぞれの貫通孔に右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌが挿入されている。両端面９２の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、それぞれ右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌを回転可能に支持する。
【００５０】
第１ビスカスカップリング７８は、アウターハウジング６０と左シャフト部６２Ｌとの相対回転に応じて減衰力を発生する。第１ビスカスカップリング７８は、内周面に複数枚のアウタープレート６４を有し、第１伝達部材として機能するアウターハウジング６０の一部と、外周面に複数枚のインナープレート６６を有し、第２伝達部材として機能する左シャフト部６２Ｌの一部と、を備える。複数枚のインナープレート６６と複数枚のアウタープレート６４は交互に間隔をあけて配置される。第１ビスカスカップリング７８には、アウターハウジング６０およびインナーハウジング７２の左シャフト部６２Ｌ側の端面９４に囲繞され、密閉された空間である第１流体室８６が形成される。第１流体室８６にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填され、左シャフト部６２Ｌと貫通孔の間がオイルシール（不図示）により封止される。
【００５１】
第２ビスカスカップリング８２は、アウターハウジング６０と右シャフト部６２Ｒとの相対回転に応じて減衰力を発生する。第２ビスカスカップリング８２は、内周面に複数枚のアウタープレート６８を有し、第１伝達部材として機能するアウターハウジング６０の一部と、外周面に複数枚のインナープレート７０を有し、第２伝達部材として機能する右シャフト部６２Ｒの一部と、を備える。複数枚のインナープレート７０と複数枚のアウタープレート６８は交互に間隔をあけて配置される。第２ビスカスカップリング８２には、アウターハウジング６０およびインナーハウジング７２の右シャフト部６２Ｒ側の端面９６に囲繞され、密閉された空間である第２流体室９０が形成される。第２流体室９０にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填され、右シャフト部６２Ｒと貫通孔の間がオイルシール（不図示）により封止される。
【００５２】
第３ビスカスカップリング８０は、アウターハウジング６０に囲まれ、右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌの相対回転に応じて減衰力を発生する。第３ビスカスカップリング８０は、アウターハウジング６０の内部に形成される。アウターハウジング６０の中央には、アウタープレートが設けられていない空間が形成されており、そこにインナーハウジング７２が配置される。第３ビスカスカップリング８０は、内周面に複数枚のアウタープレート７４を有し、左シャフト部６２Ｌと連動して回転し、第１伝達部材として機能するインナーハウジング７２と、外周面に複数枚のインナープレート７６を有し、第２伝達部材として機能する左シャフト部６２Ｌの一部と、を備える。複数枚のインナープレート７６と複数枚のアウタープレート７４は交互に間隔をあけて配置される。インナーハウジング７２と右シャフト部６２Ｒは一体化されてよい。
【００５３】
インナーハウジング７２の左シャフト部６２Ｌ側の端面９４には、中央に貫通孔が形成され、その貫通孔に左シャフト部６２Ｌが挿通されている。端面９４の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、左シャフト部６２Ｌを回転可能に支持する。円筒形状のインナーハウジング７２は、右シャフト部６２Ｒの端部に連結され、左シャフト部６２Ｌの端部を囲む。インナーハウジング７２の外径は、アウターハウジング６０の内径より微少に小さくなるように形成される。このように構成することで、第１ビスカスカップリング７８と第２ビスカスカップリング８２と第３ビスカスカップリング８０を一体化することができる。
【００５４】
右シャフト部６２Ｒの回転量をθＲとし、左シャフト部６２Ｌの回転量をθＬとする。第１ビスカスカップリング７８では、第１伝達部材として機能するアウターハウジング６０は回転せず、第２伝達部材として機能する左シャフト部６２ＬはθＬ回転するため、相対回転量はθＬとなる。これにより、第１ビスカスカップリング７８は、左シャフト部６２Ｌの回転に応じた減衰力を発生することができる。
【００５５】
第２ビスカスカップリング８２では、第１伝達部材として機能するアウターハウジング６０は回転せず、第２伝達部材として機能する右シャフト部６２ＲはθＲ回転するため、相対回転量はθＲとなる。これにより、第２ビスカスカップリング８２は、右シャフト部６２Ｒの回転に応じた減衰力を発生することができる。第１ビスカスカップリング７８および第２ビスカスカップリング８２は、それぞれ、左右の車輪にそれぞれ取り付けられていた従来のショックアブソーバと同じ役割を果たすことができ、右シャフト部６２Ｒおよび左シャフト部６２Ｌの回転に対してそれぞれ独立に減衰力を発生し、車体の上下方向の振動を減衰することができる。
【００５６】
第３ビスカスカップリング８０では、第１伝達部材として機能するインナーハウジング７２はθＲ回転し、第２伝達部材として機能する左シャフト部６２ＬはθＬ回転するため、相対回転量はθＲ−θＬとなる。これにより、右シャフト部６２Ｒおよび左シャフト部６２Ｌの回転の差分に応じて減衰力を発生することができ、ロール方向の振動を減衰することができる。
【００５７】
以上より、従来では車両に４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとが設けられていたが、これらを簡易な構成で２つに集約することができる。これにより、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。また、１つのビスカスカップリング装置８４で、右シャフト部６２Ｒおよび左シャフト部６２Ｌから入力された回転および相対回転のそれぞれに対して減衰力を発生することができる。具体的には、第１ビスカスカップリング７８と第２ビスカスカップリング８２は、右シャフト部６２Ｒおよび左シャフト部６２Ｌの回転のそれぞれに対して減衰力を発生する。また、第３ビスカスカップリング８０は、右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌの相対回転に対して減衰力を発生することができる。
【００５８】
なお、減衰力発生装置１００は、車両以外に用いられてよく、その場合アウターハウジング６０の外周面の一部は回転を規制可能な外部に固定されてよい。
【００５９】
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組合せ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。
【００６０】
たとえば、Ｌ字状のシャフト１５に替えて、車輪１６の上下運動を回転運動に変換可能なリンク機構を用いてよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０ ビスカスカップリング装置、 １２Ｒ 右シャフト部、 １２Ｌ 左シャフト部、 １４Ｒ 右アーム部、 １４Ｌ 左アーム部、 １６Ｒ 右車輪、 １６Ｌ 左車輪、 ２０ ディファレンシャル機構、 ２２ 第１ビスカスカップリング、 ２４ 第２ビスカスカップリング、 ２６ 第１インナープレート、 ２８ 第１アウタープレート、 ３０ 第１ハウジング、 ３２ 第１流体室、 ３４ 係合部、 ３６ 第２ハウジング、 ３８ 第２インナープレート、 ４０ 第２アウタープレート、 ４２ 端部、 ４４ 内壁、 ４６ 端面、 ４８ 筒部、 ５０ 空芯部、 ５２ 第２流体室、 ５４ 端面、 ６０ アウターハウジング、 ６２Ｒ 右シャフト部、 ６２Ｌ 左シャフト部、 ６４ アウタープレート、 ６６ インナープレート、 ６８ アウタープレート、 ７０ インナープレート、 ７２ インナーハウジング、 ７４ アウタープレート、 ７６ インナープレート、 ７８ 第１ビスカスカップリング、 ８０ 第３ビスカスカップリング、 ８２ 第２ビスカスカップリング、 ８４ ビスカスカップリング装置、 ８６ 第１流体室、 ８８ 第３流体室、 ９０ 第２流体室、 ９２，９４，９６ 端面、 １００ 減衰力発生装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビスカスカップリングを備える減衰力発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体に伝達される上下方向の振動を抑制する手段として、それぞれの車輪に設けられたサスペンション装置が知られている。また、車体のロール方向の振動を抑制する手段として、スタビライザが知られている。これらのサスペンション装置およびスタビライザの設置スペースを小さくすることが望まれている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、左右のロッドの外端部は左右の車輪支持部材にそれぞれ連結され、左右のロッドの内端部は１つのロールダンパに接続され、車輪の上下動に応じてロッドが回転し、左右のロッドの相対回転に応じてロールダンパが減衰作用を発揮するロールダンパ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１８２８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術において、これだけでは、車両の上下方向の十分な減衰を担うことができず、左右の車輪支持部材にショックアブソーバは引き続き必要となる。したがって、特許文献１の技術では、減衰機構として、ショックアブソーバを４つとロールダンパ装置を２つが車両に必要となり、それぞれの設置スペースを取られる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、集約化した減衰力発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の減衰力発生装置は、第１シャフトおよび第２シャフトと、第１ハウジングと第１シャフトとの相対回転により減衰力を発生する第１ビスカスカップリングと、外部に固定される第２ハウジングと、第１ハウジングと連動して回転する空芯部との相対回転により減衰力を発生する第２ビスカスカップリングと、第１シャフトおよび第２シャフトの回転を第１ハウジングに伝達する伝達機構と、を備える。第２シャフトは、空芯部に回転可能に内挿される。
【０００８】
この態様によると、第１ビスカスカップリングおよび第２ビスカスカップリングは、第１シャフトおよび第２シャフトから入力されるそれぞれの回転の向きが同方向であっても逆方向であっても、減衰力を発生することができる。また、空芯部に第２シャフトを回転可能に内挿することで、第２シャフトの回転を伝達機構に伝えることができ、第１ビスカスカップリングと第２ビスカスカップリングと伝達機構を１つにまとめることができる。
【０００９】
第１ビスカスカップリングは、第１ハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、第１シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有してもよい。第２ビスカスカップリングは、第２ハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、空芯部の外周面に設けられたインナープレートと、を有してもよい。これにより、インナープレートとアウタープレートとの回転速度差に応じて減衰力を発生することができる。
【００１０】
伝達機構は、ディファレンシャル機構であって、第１シャフトおよび第２シャフトの回転量の和の半分の回転量を第１ハウジングに伝達してもよい。これにより、第１ビスカスカップリングと第２ビスカスカップリングとは、第１シャフトおよび第２シャフトの回転が同位相である場合も逆位相である場合も減衰力を発生することができる。
【００１１】
第１シャフトおよび第２シャフトは、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられ、それぞれの他端が伝達機構に接続され、第２ハウジングは、車体に固定される部位を有してもよい。これによって、第１ビスカスカップリングにより車体のロール方向の振動を減衰することができ、第２ビスカスカップリングにより車体の上下方向の振動を減衰することができる。また、従来では車両に４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとが設けられていたが、これら６つを２つに集約することができる。これにより、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。
【００１２】
本発明の別の態様もまた、減衰力発生装置である。この装置は、第１シャフトおよび第２シャフトと、外部に固定されたアウターハウジングと、アウターハウジングと第１シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第１ビスカスカップリングと、アウターハウジングと第２シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第２ビスカスカップリングと、アウターハウジング内に設けられ、第１シャフトと第２シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第３ビスカスカップリングと、を備える。
【００１３】
この態様によると、１つの減衰力発生装置で、第１シャフトおよび第２シャフトから入力された回転および相対回転のそれぞれに対して減衰力を発生することができる。具体的には、第１ビスカスカップリングと第２ビスカスカップリングは、第１シャフトと第２シャフトの回転のそれぞれに対して減衰力を発生する。また、第３ビスカスカップリングは、第１シャフトと第２シャフトの相対回転に対して減衰力を発生することができる。
【００１４】
第３ビスカスカップリングは、第１シャフトと連動して回転するインナーハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、第２シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有してもよい。インナーハウジングは、第１シャフトの端部に連結され、第２シャフトの端部を囲んでもよい。これにより、アウターハウジングの内部に第１シャフトと第２シャフトの相対回転に対して減衰力を発生する第３ビスカスカップリングを形成することができる。
【００１５】
第１ビスカスカップリングは、アウターハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、第１シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、ビスカスカップリング装置を有してもよい。第２ビスカスカップリングは、アウターハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、第２シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有してもよい。これにより、インナープレートとアウタープレートとの回転速度差に応じて減衰力を発生することができる。
【００１６】
第１シャフトおよび第２シャフトは、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられ、それぞれの他端がアウターハウジングに挿入され、アウターハウジングは車体に固定される部位を有してもよい。これにより、第１ビスカスカップリングと第２ビスカスカップリングは、左右の車輪のそれぞれの振動に対して減衰力を発生する。また、第３ビスカスカップリングは、第１シャフトと第２シャフトの相対回転に対して減衰力を発生することができ、車両のロール方向の振動に対して減衰力を発生することができる。また、従来では車両に４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとが設けられていたが、これら６つを２つに集約することができ、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。
【００１７】
本発明のさらに別の態様もまた、減衰力発生装置である。この装置は、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材に接続可能に設けられる第１シャフトおよび第２シャフトと、一体化され、第１シャフトおよび第２シャフトから入力された回転に対して減衰力を発生する複数のビスカスカップリングと、を備える。複数のビスカスカップリングのうちの少なくとも一つは、第１シャフトと第２シャフトの回転の差分に応じた減衰力を発生し、複数のビスカスカップリングのうちの少なくとも一つは、第１シャフトおよび第２シャフトの少なくともいずれかの回転に応じた減衰力を発生する。
【００１８】
この態様によると、複数のビスカスカップリングは、車体の上下方向の振動と、車体のロール方向の振動を減衰することができる。従来車両に設けられていた４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとを２つに集約することができ、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、減衰力発生装置を集約化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る減衰力発生装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るビスカスカップリング装置の断面図である。
【図３】第２実施形態に係るビスカスカップリング装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、実施形態に係る減衰力発生装置１００の概略構成を示す。減衰力発生装置１００は、ビスカスカップリング装置１０、右シャフト１５Ｒおよび左シャフト１５Ｌ（以下、総称する場合は「シャフト１５」という）を備える。減衰力発生装置１００は、車両の前輪側および後輪側にそれぞれ設けられる。
【００２２】
右シャフト１５Ｒおよび左シャフト１５Ｌは、右シャフト部１２Ｒ、左シャフト部１２Ｌ（以下、総称する場合は「シャフト部１２」という）と、右アーム部１４Ｒおよび左アーム部１４Ｌ（以下、総称する場合は、「アーム部１４」という）をそれぞれ有する。右アーム部１４Ｒの一端は右車輪１６Ｒを保持する車輪保持部材（図示せず）に、左アーム部１４Ｌの一端は左車輪１６Ｌを保持する車輪保持部材（図示せず）に、それぞれ連結されている。以下、右車輪１６Ｒおよび左車輪１６Ｌを総称する場合は、「車輪１６」という。右アーム部１４Ｒおよび左アーム部１４Ｌの他端は、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌにそれぞれ繋がっている。すなわち、シャフト１５は、湾曲するようＬ字状に形成され、左右の車輪１６にそれぞれ接続可能に設けられる。
【００２３】
シャフト部１２は車幅方向に延び、アーム部１４はシャフト部１２の車輪側の一端から湾曲して車両前方または車両後方に延びる。シャフト部１２は、アーム部１４へと湾曲する箇所の手前部分において、車体に固定された支持部材（不図示）によって回転可能に支持されてよい。フロントのアーム部１４は、左右の前輪をそれぞれ支持するロアアーム（不図示）等にボールジョイント（不図示）等を介して回動可能に取り付けられる。リアのアーム部１４は、左右の後輪に駆動力を伝達する車軸を支持するリヤアクスルハウジング（不図示）もしくはロアアーム等にボールジョイント等を介して回動可能に取り付けられる。
【００２４】
右シャフト１５Ｒおよび左シャフト１５Ｌは、車載状態において、コの字状に設けられる。右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの一端は、相対回転可能にビスカスカップリング装置１０に接続されている。右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌは、同軸に配置される。シャフト１５は、車輪１６の振動をビスカスカップリング装置１０に伝達する伝達部材として機能する。ビスカスカップリング装置１０は、一部が車体に固定されている。
【００２５】
右アーム部１４Ｒは、右車輪１６ＲのストロークＳＲに応じて、回転量θＲ回転する。また、左アーム部１４Ｌは、左車輪１６ＬのストロークＳＬに応じて、回転量θＬ回転する。右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌは、右アーム部１４Ｒおよび左アーム部１４Ｌに連動して、それぞれアーム部１４の軸方向にθＲおよびθＬ回転する。そして、ビスカスカップリング装置１０には、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２ＬからθＲおよびθＬの回転が入力される。すなわち、車輪１６の上下のストロークがシャフト１５により回転に変換されて、ビスカスカップリング装置１０に伝達される。
【００２６】
図２は、第１実施形態に係るビスカスカップリング装置１０の断面図である。ビスカスカップリング装置１０は、ディファレンシャル機構２０、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４を備える。ビスカスカップリング装置１０の外形は、円筒形状に形成される。
【００２７】
ディファレンシャル機構２０は、車輪１６からの振動を第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４に伝達する伝達機構として機能する。ディファレンシャル機構２０は、第１ハウジング３０の一部と、係合部３４と、シャフト部１２の端部とを有する。シャフト部１２のそれぞれの端部がディファレンシャル機構２０に接続されている。ディファレンシャル機構２０は、第１ハウジング３０内の一部に設けられる。すなわち、第１ハウジング３０内には、第１ビスカスカップリング２２およびディファレンシャル機構２０が設けられ、第１ビスカスカップリング２２とディファレンシャル機構２０を仕切る内壁４４が設けられている。内壁４４の中央には貫通孔が形成され、その貫通孔に左シャフト部１２Ｌが挿通されている。内壁４４の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、左シャフト部１２Ｌを回転可能に支持する。
【００２８】
右シャフト部１２Ｒのビスカスカップリング装置１０側の端部４２Ｒ、および左シャフト部１２Ｌの端部４２Ｌ（以下、総称する場合は「端部４２」という）は、円盤状のギアに形成され、ディファレンシャル機構２０の第１ハウジング３０内において対向配置される。また、端部４２は、シャフト部１２と同様にそれぞれ回転する。
【００２９】
係合部３４は、シャフト部１２の端部４２と係合し、ピニオンギアとして機能する。２つの係合部３４は、シャフト部１２の端部４２を挟んで対向配置され、第１ハウジング３０の内周面に連結される。すなわち、シャフト部１２の回転は係合部３４を介して第１ハウジング３０に伝達される。右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転が同じ向きで同じ回転量である場合には、係合部３４自体は全く回転せず、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転量がずれている場合に、ずれに応じて係合部３４が回転する。
【００３０】
第１ビスカスカップリング２２は、第１ハウジング３０の一部と、第１インナープレート２６と、第１アウタープレート２８と、第１ビスカスカップリング２２に挿通された左シャフト部１２Ｌの一部とを有する。第１ハウジング３０の左車輪１６Ｌ側の端面４６には、中央に貫通孔が形成され、その貫通孔に左シャフト部１２Ｌが挿通されている。端面４６の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、左シャフト部１２Ｌを回転可能に支持する。第１ビスカスカップリング２２には、円筒形状の第１ハウジング３０に囲繞され、密閉された空間である第１流体室３２が形成される。第１流体室３２にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填され、左シャフト部１２Ｌと内壁４４の貫通孔の間、および左シャフト部１２Ｌと端面４６の貫通孔の間がオイルシール（不図示）により封止される。
【００３１】
左シャフト部１２Ｌの外周面には、複数枚の第１インナープレート２６が設けられ、また第１ハウジング３０の筒部４８の内周面には、複数枚の第１アウタープレート２８が設けられている。複数枚の第１インナープレート２６と複数枚の第１アウタープレート２８は交互に間隔をあけて配置される。
【００３２】
第２ビスカスカップリング２４は、空芯部５０と、第２ハウジング３６と、第２インナープレート３８と、第２アウタープレート４０とを有する。第２ハウジング３６は、円筒形状に形成され、車体に固定される部位を有する。たとえば、第２ハウジング３６の外周面が、サスペンションメンバや車体ボディなどの車体に、ビスや溶接などにより固定される。第２ハウジング３６のそれぞれの端面５４には、中央に貫通孔が形成され、それらの貫通孔に空芯部５０が挿通されている。端面５４の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、空芯部５０を回転可能に支持する。第２ビスカスカップリング２４には、第２ハウジング３６に囲繞され、密閉された空間である第２流体室５２が形成される。第２流体室５２にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填され、空芯部５０と端面５４の貫通孔の間がオイルシール（不図示）により封止される。
【００３３】
空芯部５０は、内径がシャフト部１２の外径より少し大きい円筒形状に形成され、第１ハウジング３０の端面の中央孔から突出するように、第１ハウジング３０に連結される。空芯部５０と第１ハウジング３０とは一体化されており、空芯部５０は第１ハウジング３０と連動して回転する。空芯部５０には、右シャフト部１２Ｒが回転可能に内挿される。
なお、空芯部５０と右シャフト部１２Ｒの間には軸受（不図示）が設けられ、右シャフト部１２Ｒを回転可能に支持してもよい。このように構成することで、第１ビスカスカップリング２２と第２ビスカスカップリング２４とディファレンシャル機構２０を一体化することができる。
【００３４】
空芯部５０には、複数枚の第２インナープレート３８が設けられ、また第１ハウジング３０の筒部４８の内周面には、複数枚の第２アウタープレート４０が設けられている。複数枚の第２インナープレート３８と複数枚の第２アウタープレート４０は交互に間隔をあけて配置される。
【００３５】
ここで、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４は、第１伝達部材と第２伝達部材の相対回転により減衰力を発生する。第１ビスカスカップリング２２では、第１ハウジング３０が第１伝達部材として機能し、第１シャフトが第２伝達部材として機能する。
【００３６】
第２ビスカスカップリング２４では、第２ハウジング３６が第１伝達部材として機能し、空芯部５０が第２伝達部材として機能する。第１伝達部材と第２伝達部材の相対回転により、それぞれに連結されている複数枚のインナープレートとアウタープレートとが差動回転し、その回転差に応じて粘性流体にせん断力が発生して、トルクが発生する。この発生トルクＴ０は、ビスカスカップリング装置１０における減衰力となる。
【００３７】
以下、ビスカスカップリングにおける発生トルクＴ０の計算式を示す。
【数１】
【００３８】
Ｓｎ：プレート間隔（ピッチ）
Ｎ：流体動粘度
ｅ：密度
ｒａ：プレート重なり領域の大径
ｒｉ：プレート重なり領域の小径
Δｎ：回転速度差
なお、プレート間隔はアウタープレートとインナープレートの間隔をいい、プレート重なり領域はアウタープレートとインナープレートとをシャフト部１２の軸方向にみて重なっている領域をいう。発生トルクＴ０は、回転速度差に対してリニアに比例して発生している。
【００３９】
ディファレンシャル機構２０は、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転量の和の半分の回転量を第１ハウジング３０に伝達する。すなわち、第１ハウジング３０は、右シャフト部１２Ｒの回転量θＲおよび左シャフト部１２Ｌの回転量θＬに応じて、（θＲ＋θＬ）／２回転する。
【００４０】
第１ビスカスカップリング２２では、第１伝達部材として第１ハウジング３０は、（θＲ＋θＬ）／２回転し、第２伝達部材として左シャフト部１２Ｌは、θＬ回転する。したがって、第１ビスカスカップリング２２に生じる相対回転量は、（θＲ−θＬ）／２となり、第１ビスカスカップリング２２は右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転の差分に応じた減衰力を発揮する。
【００４１】
第１ビスカスカップリング２２では、右車輪１６ＲのストロークＳＲと、左車輪１６ＬのストロークＳＬとが上下逆方向である場合に減衰力が発生する。すなわち、第１ビスカスカップリング２２は、車両が旋回するときなどに発生するロール方向の振動を減衰することができる。
【００４２】
一方、第２ビスカスカップリング２４では、第１伝達部材として第２ハウジング３６は、固定されているため回転せず、第２伝達部材として空芯部５０は、第１ハウジング３０と同様に（θＲ＋θＬ）／２回転する。したがって、第２ビスカスカップリング２４に生じる相対回転量は、（θＲ＋θＬ）／２となり、第２ビスカスカップリング２４は右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌの回転の和に応じた減衰力を発揮する。
【００４３】
第２ビスカスカップリング２４では、右車輪１６ＲのストロークＳＲと、左車輪１６ＬのストロークＳＬとが上下に同じ方向である場合に減衰力が発生する。すなわち、車両が直進するときなどに発生する上下振動を減衰することができる。
【００４４】
以上より、従来では車両に４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとが設けられていたが、これらを２つに集約することができる。これにより、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。また、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４は、右シャフト部１２Ｒおよび左シャフト部１２Ｌから入力されるそれぞれの回転の向きが同方向であっても逆方向であっても、減衰力を発生することができる。これにより、減衰力発生装置１００は車両旋回時の安定性を高めることができる。
【００４５】
なお、以上に説明した第１ビスカスカップリング２２と第２ビスカスカップリング２４との位置を転換して車両に組み付けてよい。また、ビスカスカップリング装置１０は、車両以外に用いられてよく、その場合第２ハウジング３６の外周面の一部は回転を規制可能な外部に固定されてよい。
【００４６】
また、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４のプレート間隔、流体動粘度、密度およびプレート重なり領域の少なくともいずれか一つの基礎設定を変更することで、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４が発生する減衰力を調整することができる。すなわち、第１ビスカスカップリング２２および第２ビスカスカップリング２４は、同じ相対回転速度が入力された場合、それぞれが異なる減衰力を発生するようにしてもよい。これにより、車体の上下振動またはロールに対して発生する減衰力を調整することができ、たとえば、旋回に対して安定性が良い車両や、直進に対して安定性が良い車両を設計できる。
【００４７】
図３は、第２実施形態に係るビスカスカップリング装置８４の断面図である。ビスカスカップリング装置８４は、第１ビスカスカップリング７８、第３ビスカスカップリング８０および第２ビスカスカップリング８２を備える。第１ビスカスカップリング７８および第２ビスカスカップリング８２および第３ビスカスカップリング８０は、第１伝達部材と第２伝達部材の相対回転により減衰力を発生する。ビスカスカップリング装置８４の外形は、円筒形状に形成される。
【００４８】
ビスカスカップリング装置８４は、図１に示すビスカスカップリング装置１０に代わって車両に組み付けられる。右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌ（以下、総称する場合は「シャフト部６２」という）は、図１に示す左右の車輪１６にアーム部１４を介してそれぞれつながれる。すなわち、シャフト部６２とアーム部１４は、一体化されてシャフト１５を形成する。
【００４９】
アウターハウジング６０は、円筒形状に形成され、車体に固定される部位を有する。たとえば、アウターハウジング６０の外周面が、サスペンションメンバや車体ボディなどの車体に、ビスや溶接などにより固定される。アウターハウジング６０の両端面９２には、中央に貫通孔が形成され、それぞれの貫通孔に右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌが挿入されている。両端面９２の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、それぞれ右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌを回転可能に支持する。
【００５０】
第１ビスカスカップリング７８は、アウターハウジング６０と左シャフト部６２Ｌとの相対回転に応じて減衰力を発生する。第１ビスカスカップリング７８は、内周面に複数枚のアウタープレート６４を有し、第１伝達部材として機能するアウターハウジング６０の一部と、外周面に複数枚のインナープレート６６を有し、第２伝達部材として機能する左シャフト部６２Ｌの一部と、を備える。複数枚のインナープレート６６と複数枚のアウタープレート６４は交互に間隔をあけて配置される。第１ビスカスカップリング７８には、アウターハウジング６０およびインナーハウジング７２の左シャフト部６２Ｌ側の端面９４に囲繞され、密閉された空間である第１流体室８６が形成される。第１流体室８６にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填され、左シャフト部６２Ｌと貫通孔の間がオイルシール（不図示）により封止される。
【００５１】
第２ビスカスカップリング８２は、アウターハウジング６０と右シャフト部６２Ｒとの相対回転に応じて減衰力を発生する。第２ビスカスカップリング８２は、内周面に複数枚のアウタープレート６８を有し、第１伝達部材として機能するアウターハウジング６０の一部と、外周面に複数枚のインナープレート７０を有し、第２伝達部材として機能する右シャフト部６２Ｒの一部と、を備える。複数枚のインナープレート７０と複数枚のアウタープレート６８は交互に間隔をあけて配置される。第２ビスカスカップリング８２には、アウターハウジング６０およびインナーハウジング７２の右シャフト部６２Ｒ側の端面９６に囲繞され、密閉された空間である第２流体室９０が形成される。第２流体室９０にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填され、右シャフト部６２Ｒと貫通孔の間がオイルシール（不図示）により封止される。
【００５２】
第３ビスカスカップリング８０は、アウターハウジング６０に囲まれ、右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌの相対回転に応じて減衰力を発生する。第３ビスカスカップリング８０は、アウターハウジング６０の内部に形成される。アウターハウジング６０の中央には、アウタープレートが設けられていない空間が形成されており、そこにインナーハウジング７２が配置される。第３ビスカスカップリング８０は、内周面に複数枚のアウタープレート７４を有し、左シャフト部６２Ｌと連動して回転し、第１伝達部材として機能するインナーハウジング７２と、外周面に複数枚のインナープレート７６を有し、第２伝達部材として機能する左シャフト部６２Ｌの一部と、を備える。複数枚のインナープレート７６と複数枚のアウタープレート７４は交互に間隔をあけて配置される。インナーハウジング７２と右シャフト部６２Ｒは一体化されてよい。
【００５３】
インナーハウジング７２の左シャフト部６２Ｌ側の端面９４には、中央に貫通孔が形成され、その貫通孔に左シャフト部６２Ｌが挿通されている。端面９４の貫通孔には、軸受（不図示）が設けられ、左シャフト部６２Ｌを回転可能に支持する。円筒形状のインナーハウジング７２は、右シャフト部６２Ｒの端部に連結され、左シャフト部６２Ｌの端部を囲む。インナーハウジング７２の外径は、アウターハウジング６０の内径より微少に小さくなるように形成される。このように構成することで、第１ビスカスカップリング７８と第２ビスカスカップリング８２と第３ビスカスカップリング８０を一体化することができる。
【００５４】
右シャフト部６２Ｒの回転量をθＲとし、左シャフト部６２Ｌの回転量をθＬとする。第１ビスカスカップリング７８では、第１伝達部材として機能するアウターハウジング６０は回転せず、第２伝達部材として機能する左シャフト部６２ＬはθＬ回転するため、相対回転量はθＬとなる。これにより、第１ビスカスカップリング７８は、左シャフト部６２Ｌの回転に応じた減衰力を発生することができる。
【００５５】
第２ビスカスカップリング８２では、第１伝達部材として機能するアウターハウジング６０は回転せず、第２伝達部材として機能する右シャフト部６２ＲはθＲ回転するため、相対回転量はθＲとなる。これにより、第２ビスカスカップリング８２は、右シャフト部６２Ｒの回転に応じた減衰力を発生することができる。第１ビスカスカップリング７８および第２ビスカスカップリング８２は、それぞれ、左右の車輪にそれぞれ取り付けられていた従来のショックアブソーバと同じ役割を果たすことができ、右シャフト部６２Ｒおよび左シャフト部６２Ｌの回転に対してそれぞれ独立に減衰力を発生し、車体の上下方向の振動を減衰することができる。
【００５６】
第３ビスカスカップリング８０では、第１伝達部材として機能するインナーハウジング７２はθＲ回転し、第２伝達部材として機能する左シャフト部６２ＬはθＬ回転するため、相対回転量はθＲ−θＬとなる。これにより、右シャフト部６２Ｒおよび左シャフト部６２Ｌの回転の差分に応じて減衰力を発生することができ、ロール方向の振動を減衰することができる。
【００５７】
以上より、従来では車両に４つのショックアブソーバと２つのスタビライザとが設けられていたが、これらを簡易な構成で２つに集約することができる。これにより、小型化および軽量化が可能となり、車輪周りの省スペース化を実現する。また、１つのビスカスカップリング装置８４で、右シャフト部６２Ｒおよび左シャフト部６２Ｌから入力された回転および相対回転のそれぞれに対して減衰力を発生することができる。具体的には、第１ビスカスカップリング７８と第２ビスカスカップリング８２は、右シャフト部６２Ｒおよび左シャフト部６２Ｌの回転のそれぞれに対して減衰力を発生する。また、第３ビスカスカップリング８０は、右シャフト部６２Ｒと左シャフト部６２Ｌの相対回転に対して減衰力を発生することができる。
【００５８】
なお、減衰力発生装置１００は、車両以外に用いられてよく、その場合アウターハウジング６０の外周面の一部は回転を規制可能な外部に固定されてよい。
【００５９】
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組合せ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。
【００６０】
たとえば、Ｌ字状のシャフト１５に替えて、車輪１６の上下運動を回転運動に変換可能なリンク機構を用いてよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０ ビスカスカップリング装置、 １２Ｒ 右シャフト部、 １２Ｌ 左シャフト部、 １４Ｒ 右アーム部、 １４Ｌ 左アーム部、 １６Ｒ 右車輪、 １６Ｌ 左車輪、 ２０ ディファレンシャル機構、 ２２ 第１ビスカスカップリング、 ２４ 第２ビスカスカップリング、 ２６ 第１インナープレート、 ２８ 第１アウタープレート、 ３０ 第１ハウジング、 ３２ 第１流体室、 ３４ 係合部、 ３６ 第２ハウジング、 ３８ 第２インナープレート、 ４０ 第２アウタープレート、 ４２ 端部、 ４４ 内壁、 ４６ 端面、 ４８ 筒部、 ５０ 空芯部、 ５２ 第２流体室、 ５４ 端面、 ６０ アウターハウジング、 ６２Ｒ 右シャフト部、 ６２Ｌ 左シャフト部、 ６４ アウタープレート、 ６６ インナープレート、 ６８ アウタープレート、 ７０ インナープレート、 ７２ インナーハウジング、 ７４ アウタープレート、 ７６ インナープレート、 ７８ 第１ビスカスカップリング、 ８０ 第３ビスカスカップリング、 ８２ 第２ビスカスカップリング、 ８４ ビスカスカップリング装置、 ８６ 第１流体室、 ８８ 第３流体室、 ９０ 第２流体室、 ９２，９４，９６ 端面、 １００ 減衰力発生装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シャフトおよび第２シャフトと、
第１ハウジングと前記第１シャフトとの相対回転により減衰力を発生する第１ビスカスカップリングと、
外部に固定される第２ハウジングと、前記第１ハウジングと連動して回転する空芯部との相対回転により減衰力を発生する第２ビスカスカップリングと、
前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの回転を前記第１ハウジングに伝達する伝達機構と、を備え、
前記第２シャフトは、前記空芯部に回転可能に内挿されることを特徴とする減衰力発生装置。
【請求項２】
前記第１ビスカスカップリングは、
前記第１ハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記第１シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有し、
前記第２ビスカスカップリングは、
前記第２ハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記空芯部の外周面に設けられたインナープレートと、を有することを特徴とする請求項１に記載の減衰力発生装置。
【請求項３】
前記伝達機構は、ディファレンシャル機構であって、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの回転量の和の半分の回転量を前記第１ハウジングに伝達することを特徴とする請求項１または２に記載の減衰力発生装置。
【請求項４】
前記第１シャフトおよび前記第２シャフトは、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられ、それぞれの他端が前記伝達機構に接続され、
前記第２ハウジングは、車体に固定される部位を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の減衰力発生装置。
【請求項５】
第１シャフトおよび第２シャフトと、
外部に固定されたアウターハウジングと、
前記アウターハウジングと前記第１シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第１ビスカスカップリングと、
前記アウターハウジングと前記第２シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第２ビスカスカップリングと、
前記アウターハウジング内に設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第３ビスカスカップリングと、を備えることを特徴とする減衰力発生装置。
【請求項６】
前記第３ビスカスカップリングは、
前記第１シャフトと連動して回転するインナーハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記第２シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有し、
前記インナーハウジングは、前記第１シャフトの端部に連結され、前記第２シャフトの端部を囲むことを特徴とする請求項５に記載の減衰力発生装置。
【請求項７】
前記第１ビスカスカップリングは、
前記アウターハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記第１シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、ビスカスカップリング装置を有し、
前記第２ビスカスカップリングは、
前記アウターハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記第２シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有することを特徴とする請求項５または６に記載の減衰力発生装置。
【請求項８】
前記第１シャフトおよび前記第２シャフトは、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられ、それぞれの他端が前記アウターハウジングに挿入され、
前記アウターハウジングは車体に固定される部位を有することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の減衰力発生装置。
【請求項９】
それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられる第１シャフトおよび第２シャフトと、
一体化され、第１シャフトおよび第２シャフトから入力された回転に対して減衰力を発生する複数のビスカスカップリングと、を備え、
前記複数のビスカスカップリングのうちの少なくとも一つは、前記第１シャフトと前記第２シャフトの回転の差分に応じた減衰力を発生し、
前記複数のビスカスカップリングのうちの少なくとも一つは、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの少なくともいずれかの回転に応じた減衰力を発生することを特徴とする減衰力発生装置。
【請求項１】
第１シャフトおよび第２シャフトと、
第１ハウジングと前記第１シャフトとの相対回転により減衰力を発生する第１ビスカスカップリングと、
外部に固定される第２ハウジングと、前記第１ハウジングと連動して回転する空芯部との相対回転により減衰力を発生する第２ビスカスカップリングと、
前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの回転を前記第１ハウジングに伝達する伝達機構と、を備え、
前記第２シャフトは、前記空芯部に回転可能に内挿されることを特徴とする減衰力発生装置。
【請求項２】
前記第１ビスカスカップリングは、
前記第１ハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記第１シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有し、
前記第２ビスカスカップリングは、
前記第２ハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記空芯部の外周面に設けられたインナープレートと、を有することを特徴とする請求項１に記載の減衰力発生装置。
【請求項３】
前記伝達機構は、ディファレンシャル機構であって、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの回転量の和の半分の回転量を前記第１ハウジングに伝達することを特徴とする請求項１または２に記載の減衰力発生装置。
【請求項４】
前記第１シャフトおよび前記第２シャフトは、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられ、それぞれの他端が前記伝達機構に接続され、
前記第２ハウジングは、車体に固定される部位を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の減衰力発生装置。
【請求項５】
第１シャフトおよび第２シャフトと、
外部に固定されたアウターハウジングと、
前記アウターハウジングと前記第１シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第１ビスカスカップリングと、
前記アウターハウジングと前記第２シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第２ビスカスカップリングと、
前記アウターハウジング内に設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの相対回転に応じて減衰力を発生する第３ビスカスカップリングと、を備えることを特徴とする減衰力発生装置。
【請求項６】
前記第３ビスカスカップリングは、
前記第１シャフトと連動して回転するインナーハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記第２シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有し、
前記インナーハウジングは、前記第１シャフトの端部に連結され、前記第２シャフトの端部を囲むことを特徴とする請求項５に記載の減衰力発生装置。
【請求項７】
前記第１ビスカスカップリングは、
前記アウターハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記第１シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、ビスカスカップリング装置を有し、
前記第２ビスカスカップリングは、
前記アウターハウジングの内周面に設けられたアウタープレートと、
前記第２シャフトの外周面に設けられたインナープレートと、を有することを特徴とする請求項５または６に記載の減衰力発生装置。
【請求項８】
前記第１シャフトおよび前記第２シャフトは、それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられ、それぞれの他端が前記アウターハウジングに挿入され、
前記アウターハウジングは車体に固定される部位を有することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の減衰力発生装置。
【請求項９】
それぞれ湾曲するよう形成され、それぞれの一端が左右の車輪保持部材のいずれか一方に接続可能に設けられる第１シャフトおよび第２シャフトと、
一体化され、第１シャフトおよび第２シャフトから入力された回転に対して減衰力を発生する複数のビスカスカップリングと、を備え、
前記複数のビスカスカップリングのうちの少なくとも一つは、前記第１シャフトと前記第２シャフトの回転の差分に応じた減衰力を発生し、
前記複数のビスカスカップリングのうちの少なくとも一つは、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの少なくともいずれかの回転に応じた減衰力を発生することを特徴とする減衰力発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２８６０４１（Ｐ２０１０−２８６０４１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３９９９３（Ｐ２００９−１３９９９３）
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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