(57)【要約】【課題】差動制限をＯＮ／ＯＦＦするための噛み合い式の電磁クラッチを搭載した場合の問題点を解消する。【解決手段】ビスカスカップリング機能をＯＮ／ＯＦＦする電磁クラッチ４０を備える。電磁クラッチは、噛み合い歯２８、３０を有する第１、第２のクラッチプレート２５、２９と、第１のクラッチプレートを第２のクラッチプレートから離間させる方向に付勢するバネ３６と、バネの付勢力に抗して第１のクラッチプレートを第２のクラッチプレートに接近させて噛み合い歯を噛み合わせる電磁石３１とを備え、クラッチプレートの噛み合い歯の円周方向を向いたドライブ側とコースト側の２つの噛み合い面ＰＡ、ＰＢのうち、ドライブ側の噛み合い面ＰＡの圧力角αが、コースト側の噛み合い面ＰＢの圧力角βよりも小さく設定されている。【選択図】図２
2010121751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１動力伝達軸に接続される第１ハウジングと、第２動力伝達軸に接続される第２ハウジングと、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に設けられ内部に粘性流体が充填された作動チャンバと、この作動チャンバ内に相対回転可能に軸線方向に交互に配置された第１プレートおよび第２プレートと、前記第１動力伝達軸と前記第１プレートとの接続／接続解除、あるいは、前記第２動力伝達軸と前記第２プレートとの接続／接続解除を行うことによりビスカスカップリング機能をＯＮ／ＯＦＦするクラッチ手段とを備え、  前記クラッチ手段が、軸線方向に対向する面に噛み合い歯を有する一対のクラッチプレートと、該一対のクラッチプレートを互いに離間させる方向に付勢する付勢部材と、該付勢部材の付勢力に抗して前記一対のクラッチプレートを互いに接近させて両クラッチプレートの前記噛み合い歯を噛み合わせる電磁石とを備えた噛み合い式の電磁クラッチにより構成されているＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリングにおいて、
前記一対のクラッチプレートの噛み合い歯の円周方向を向いたドライブ側とコースト側の２つの噛み合い面のうち、ドライブ側の噛み合い面の圧力角が、コースト側の噛み合い面の圧力角よりも小さく設定されていることを特徴とするＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリング。
【請求項２】
前記ドライブ側の噛み合い面の圧力角が、入力トルクだけで前記噛み合い歯同士のセルフロック作用を発揮し得る角度に設定され、前記コースト側の噛み合い面の圧力角が、付勢部材による軸線方向の付勢力より各噛み合い歯の噛合反力が入力トルクに関わらず小さくなる角度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリング。
【請求項３】
第１動力伝達軸に接続される第１ハウジングと、第２動力伝達軸に接続される第２ハウジングと、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に設けられ内部に粘性流体が充填された作動チャンバと、この作動チャンバ内に相対回転可能に軸線方向に交互に配置された第１プレートおよび第２プレートと、前記第１動力伝達軸と前記第１プレートとの接続／接続解除、あるいは、前記第２動力伝達軸と前記第２プレートとの接続／接続解除を行うことによりビスカスカップリング機能をＯＮ／ＯＦＦするクラッチ手段とを備え、  前記クラッチ手段が、軸線方向に対向する面に噛み合い歯を有すると共に、一方がスプラインを介して軸線方向スライド自在に設けられた一対のクラッチプレートと、該一対のクラッチプレートのうちの前記軸線方向スライド自在に設けられた一方のクラッチプレートを、他方のクラッチプレートから離間させる方向に付勢する付勢部材と、該付勢部材の付勢力に抗して前記一方のクラッチプレートを他方のクラッチプレートに接近させて両クラッチプレートの前記噛み合い歯を噛み合わせる電磁石とを備えた噛み合い式の電磁クラッチにより構成されているＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリングにおいて、
前記電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦ作動を、入力トルクが所定値より小さいときに許可し、入力トルクが所定値より大きいときに不許可にするように設定されることを特徴とするＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリング。
【請求項４】
前記所定値が、前記付勢部材による軸線方向の付勢力と、前記噛み合い歯の軸方向の噛み合い反力と、前記スプラインの軸方向の摩擦力との３つのパラメータで決定されていることを特徴とする請求項３に記載のＯＮ／ＯＦＦ機能付き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、例えば、車両の動力伝達系に用いられ、交互に配置されたプレートと粘性流体により駆動力を伝達するビスカスカップリングに係り、特に、動力伝達経路の途中に差動制限（ビスカスカップリング機能）のＯＮ／ＯＦＦを切替操作するための電磁クラッチが内蔵されたＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
粘性流体を介して動力伝達を行うビスカスカップリングは、従来よりよく知られており、一例として、特許文献１に記載のものが知られている。この種のビスカスカップリングでは、アウターハウジングにアウタープレートが取り付けられ、インナーハウジングにインナープレートが取り付けられ、アウターハウジングとインナーハウジングにより作動室が形成され、作動室内に高粘性流体としてのシリコンオイルが封入され、その粘性流体中にアウタープレートとインナープレートとが交互に配置されている。このビスカスカップリングにおいては、アウターハウジングとインナーハウジング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相対回転し、両プレート間にシリコンオイルの粘性に起因する粘性抵抗が作用し、アウターハウジングとインナーナウジングとの差動回転が制限され、動力が伝達されることとなる。
【０００３】
このような構成のビスカスカップリングによれば、アウターハウジングとインナーハウジングとの間で相対回転が発生すると、差動回転が制限されて動力を伝達することができるが、車両の走行条件や安全走行を考慮すると差動回転の制限の解除が必要となる場合がある。例えば、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やエレクトロニックスタビリティコントロール（ＥＳＣ）等を搭載した車両では、動力伝達系において相対回転が発生しても、差動制限を一時的に解除したほうが望ましい場合がある。また、近年の環境問題による車両の燃料消費の抑制を考慮した場合にも、差動制限を一時的に解除したほうが望ましいことがある。
【特許文献１】特開平９−３２９１５８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、出願人は、差動制限を一時的に解除できるようにするために、ビスカスカップリング機能をＯＮ／ＯＦＦするクラッチ手段を搭載したＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリングを開発した。このビスカスカップリングは、第１動力伝達軸に接続される第１ハウジングと、第２動力伝達軸に接続される第２ハウジングと、第１ハウジングと第２ハウジングとの間に設けられ内部に粘性流体が充填された作動チャンバと、この作動チャンバ内に相対回転可能に軸線方向に交互に配置されたアウタープレートおよびインナープレートと、第１動力伝達軸とアウタープレートとの接続／接続解除、あるいは、第２動力伝達軸とインナープレートとの接続／接続解除を行うことによりビスカスカップリング機能をＯＮ／ＯＦＦするクラッチ手段とを備える。
【０００５】
このクラッチ手段は、図５（ａ）に示すように、軸線方向に対向する面に噛み合い歯１０１ａ，１０２ａを有する一対のクラッチプレート１０１，１０２と、一対のクラッチプレート１０１，１０２を互いに離間させる方向に付勢するバネ１０３と、バネ１０３の付勢力に抗して一対のクラッチプレート１０１，１０２を互いに接近させて両クラッチプレート１０１，１０２の噛み合い歯１０１ａ，１０２ａを噛み合わせる電磁石１０４とを備えた噛み合い式の電磁クラッチを採用したものである。
【０００６】
ところで、一般の噛み合い式の電磁クラッチでは、図５（ｂ）に示すように、噛み合い歯の噛み合い面の圧力角を、ドライブ側の噛み合い面ＰＡもコースト側の噛み合い面ＰＢも同じ角度に設定している（α＝β）のが普通であり、そのためビスカスカップリングに搭載した場合に次のような問題を生じる懸念があった。
【０００７】
まず、圧力角が大きい場合は、高トルク伝達時にクラッチの噛み合い反力（噛み合い歯が互いに離間しようとする力）が大きくなる。このため、噛み合いの信頼性（保持性）を確保するために電磁力を強くすると、消費電力が大きくなってしまう。また、伝達トルクが電磁石の電磁力（噛み合い歯を噛み合わせるための吸引力）に依存するため、クラッチの伝達トルク容量をあまり大きくできない。また、大きな電磁力を発生する電磁石を使用する場合は、電磁石の寸法が大きくなる上、コストが高くなる。一方、圧力角が小さい場合（噛み合い歯の噛み合い面が立っている場合）は、クラッチを切断するときのレスポンスが悪くなる（噛み合いを切り離しにくくなる）という問題がある。
【０００８】
また、従来の電磁クラッチをビスカスカップリングに搭載した場合、高トルク伝達時にクラッチをＯＮからＯＦＦに操作すると、大きな音や振動を生じやすいという問題もある。
【０００９】
本発明の目的は、差動制限をＯＮ／ＯＦＦするための噛み合い式の電磁クラッチを搭載した場合の問題点を解消することができ、大きな伝達トルク容量を持ちながら、消費電力が小さくて済み、信頼性が高く、小さな電磁石の利用で十分であり、しかも、クラッチを切るときのレスポンスのよいＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリングを提供することを目的とする。また、使用状況に合わせた作動を許すことにより、音や振動の発生を回避できるようにしたビスカスカップリング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】
【００１０】
前述した目的を達成するために、本発明に係るビスカスカップリングは、下記（１）、（２）を特徴としている。
（１）  第１動力伝達軸に接続される第１ハウジングと、第２動力伝達軸に接続される第２ハウジングと、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に設けられ内部に粘性流体が充填された作動チャンバと、この作動チャンバ内に相対回転可能に軸線方向に交互に配置された第１プレートおよび第２プレートと、前記第１動力伝達軸と前記第１プレートとの接続／接続解除、あるいは、前記第２動力伝達軸と前記第２プレートとの接続／接続解除を行うことによりビスカスカップリング機能をＯＮ／ＯＦＦするクラッチ手段とを備え、
前記クラッチ手段が、軸線方向に対向する面に噛み合い歯を有する一対のクラッチプレートと、該一対のクラッチプレートを互いに離間させる方向に付勢するバネと、該バネの付勢力に抗して前記一対のクラッチプレートを互いに接近させて両クラッチプレートの前記噛み合い歯を噛み合わせる電磁石とを備えた噛み合い式の電磁クラッチにより構成されているＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリングにおいて、
前記一対のクラッチプレートの噛み合い歯の円周方向を向いたドライブ側とコースト側の２つの噛み合い面のうち、ドライブ側の噛み合い面の圧力角が、コースト側の噛み合い面の圧力角よりも小さく設定されていること。
（２）  上記（１）の構成のビスカスカップリングにおいて、
前記ドライブ側の噛み合い面の圧力角が、入力トルクだけで前記噛み合い歯同士のセルフロック作用を発揮し得る角度に設定され、前記コースト側の噛み合い面の圧力角が、付勢部材による軸線方向の付勢力より各噛み合い歯の噛合反力が入力トルクに関わらず小さくなる角度に設定されていること。
【００１１】
上記（１）の構成のビスカスカップリングによれば、次のように作用する。
まず、ここでは、一方のクラッチプレートから他方のクラッチプレートに駆動トルクが伝達される通常の場合〔例えば、前輪駆動（ＦＦ）ベース四輪駆動車における通常走行時の前輪（Ｆｒ）側から後輪（Ｒｒ）側に駆動トルクを伝達する場合〕の、噛み合い歯の２つの噛み合い面のうち、駆動力の伝達に寄与する噛み合い面をドライブ側の噛み合い面、その反対側の噛み合い面をコースト側の噛み合い面という。
この条件で、一方のクラッチプレートの回転数（例えば、Ｆｒ回転数）が、他方のクラッチプレートの回転数（例えば、Ｒｒ回転数）よりも大きい場合（通常走行時に相当）は、噛み合い歯のドライブ側の噛み合い面の圧力角が小さいために、セルフロックに近い状態（入力トルクにより自動的に噛み合いが強まるような状態）で噛み合い歯が互いに係合する。
従って、両クラッチプレート間の伝達トルクは、電磁石の電磁力（両クラッチプレートを互いに押圧させる吸引力）の大小に依存しなくなり、噛み合い時の信頼性（保持性）が高まる。また、セルフロックまたはそれに近い形で噛み合い歯が係合することになるので、高レスポンスとなる。
【００１２】
また、電磁石の電磁力（吸引力）は離間用のバネの付勢力以上あれば、作動する上で十分となるので、電磁石ＯＮ時の消費電流が極微小で済むようになる。また、消費電力が少なくなることで、電磁石の容量も小さくできるため、小型化および低コスト化が図れる。なお、消費電力が少ない為、レスポンス良くクラッチＯＦＦすることが可能となり、各種の車両制御装置（例えば、ＥＳＣ、ＡＢＳ等）との干渉がない。
一方、例えば、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）が作動したときのように、他方のクラッチプレートの回転数（例れば、Ｒｒ回転数）が、一方のクラッチプレートの回転数（例えば、Ｆｒ回転数）よりも大きくなった場合は、今度はコースト側の噛み合い面に入力トルクが作用するようになるが、コースト側の噛み合い面は、ドライブ側よりも圧力角が大きく設定されているため、バネの力でレスポンス良く噛み合い歯を離間させて、クラッチをＯＦＦ状態にすることができる。また、その際には、基本的に伝達トルクの容量が小さくなるため、ＯＮ→ＯＦＦ時の音や振動も小さくすることができる。
このように、クラッチの噛み合い歯の圧力角をドライブ側とコースト側で変えることにより、電磁石の電磁力の不足を補うことができると共に、音や振動も少なく、しかもレスポンスよくクラッチをＯＦＦすることができる。
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明に係るビスカスカップリングは、下記（３）、（４）を特徴としている。
（３）  第１動力伝達軸に接続される第１ハウジングと、第２動力伝達軸に接続される第２ハウジングと、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に設けられ内部に粘性流体が充填された作動チャンバと、この作動チャンバ内に相対回転可能に軸線方向に交互に配置された第１プレートおよび第２プレートと、前記第１動力伝達軸と前記第１プレートとの接続／接続解除、あるいは、前記第２動力伝達軸と前記第２プレートとの接続／接続解除を行うことによりビスカスカップリング機能をＯＮ／ＯＦＦするクラッチ手段とを備え、
前記クラッチ手段が、軸線方向に対向する面に噛み合い歯を有すると共に、一方がスプラインを介して軸線方向スライド自在に設けられた一対のクラッチプレートと、該一対のクラッチプレートのうちの前記軸線方向スライド自在に設けられた一方のクラッチプレートを、他方のクラッチプレートから離間させる方向に付勢するバネと、該バネの付勢力に抗して前記一方のクラッチプレートを他方のクラッチプレートに接近させて両クラッチプレートの前記噛み合い歯を噛み合わせる電磁石とを備えた噛み合い式の電磁クラッチにより構成されているＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリングにおいて、
前記電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦ作動を、入力トルクが所定値より小さいときに許可し、入力トルクが所定値より大きいときに不許可にするように設定されること。
（４）  上記（３）の構成のビスカスカップリングにおいて、
前記所定値が、前記バネによる軸線方向の付勢力と、前記噛み合い歯の軸方向の噛み合い反力と、前記スプラインの軸方向の摩擦力との３つのパラメータで決定されていること。
【００１４】
上記（３）の構成のビスカスカップリングによれば、電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦ作動を入力トルクの大きさに応じて制限する、つまり、高トルク伝達時にはＯＮ／ＯＦＦ作動を不可能とし、低トルク伝達時にはＯＮ／ＯＦＦ作動を可能とするので、高トルク伝達時にクラッチを切り離す際に、開放するトルクに依存して生じていた音や振動の発生を防止することができる。また、高トルク伝達時のクラッチＯＦＦに伴って車両の挙動が不安定化するのも回避することができる。また、低トルク伝達時にＯＮ／ＯＦＦ作動を許可するので、音や振動の発生も少なくて済む。また、電磁クラッチをＯＮしたときに、クラッチプレート同士が入力トルクによってセルフロックするように構成しておけば、電磁クラッチの電磁力を極微小にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のビスカスカップリングによれば、電磁クラッチの存在により、差動制限が必要なときには、クラッチＯＮでビスカスカップリング機能を有効にすることにより差動を制限することができ、差動制限が必要でないときには、クラッチＯＦＦでビスカスカップリング機能を無効にすることで差動制限を解除することができる。また、クラッチの噛み合い歯の圧力角のドライブ側とコースト側の設定の違いにより、次の効果を得ることができる。即ち、ドライブ側の圧力角が小さく設定されているので、セルフロックまたはそれに近い形で噛み合い歯を係合させることができ、小さな電磁力で、大きな伝達トルクを得ることができると共に、高い信頼性で噛み合い歯の係合を維持することができる。また、消費電力を少なくできるため、小さな電磁石の利用が可能となる。また、コースト側の圧力角を大きく設定してあるので、クラッチを切るときに高レスポンスを得ることができる。また、クラッチのＯＮ／ＯＦＦの許可を入力トルクの大きさに応じて行うようにした場合は、使用状況に合わせた作動が可能であり、それより音や振動の発生を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態のＯＮ／ＯＦＦ機能付きビスカスカップリングを図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態のビスカスカップリングの全体構成を示す断面図、図２の（ａ）はそのビスカスカップリングにおける電磁クラッチ部分の原理構成を示す図、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ矢視図でクラッチプレートの噛み合い歯の構成を外周側から見て示す図、図３の（ａ）は比較例として示すビスカスカップリングにおける電磁クラッチ部分の原理構成を示す図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩｂ矢視図クラッチプレートの噛み合い歯の構成を外周側から見て示す図である。
【００１７】
図１において、このビスカスカップリング１は、アウターハウジング２（第１ハウジング）とインナーハウジング３（第２ハウジング）とを備えている。アウターハウジング２の端部には軸連結部４が形成され、この軸連結部４に第１動力伝達軸（図示せず）が接続されるようになっている。インナーハウジング３は、アウターハウジング２の内部に配置されており、その内周面に形成された雌スプライン５は、第２動力伝達軸６の外周面に形成された雄スプライン７と嵌合されている。
【００１８】
アウターハウジング２とインナーハウジング３との間にはベアリング８が配置され、アウターハウジング２と第２動力伝達軸６との間にもベアリング９が配置され、これらの２つのベアリング８、９により、アウターハウジング２とインナーハウジング３とが相対回転可能に構成されていると共に、第１動力伝達軸と第２動力伝達軸６とが相対回転可能な構成となっている。
【００１９】
また、インナーハウジング３の外周面には、軸線方向に延びる外周歯１０が形成されており、この外周歯１０にインナープレート（第２プレート）１１の内周歯部が係合している。
【００２０】
インナーハウジング３とアウターハウジング２との間には、アウターハウジング２と連動することができる連動用ハウジング１２が配置されている。連動用ハウジング１２は、アウターハウジング２の内周形状に沿う円筒状の本体部１３と、その軸線方向一端（図中左端）側に配された第１円板部１４と、その軸線方向他端（図中右端）側に配された第２円板部１５と、により主に構成されている。
【００２１】
円筒状の本体部１３の内周面には、軸線方向に延びる内周歯１６が形成されており、この内周歯１６にアウタープレート（第１プレート）１７の外周歯部が係合している。
【００２２】
また、このビスカスカップリング１の内部には、連動用ハウジング１２とインナーハウジング３とにより作動チャンバ１８が形成されており、この作動チャンバ１８内にシリコンオイルからなる高粘性流体が充填されている。作動チャンバ１８内は、連動用ハウジング１２の第１、第２の円板部１４、１５の内周部に設けられたオイルシールリング１９、２０により液密状態に保たれている。
【００２３】
また、連動用ハウジング１２の第１円板部１４には外部と連通可能な開口部２１が設けられ、この開口部２１からシリコンオイルを作動チャンバ１８内に充填後、封止用ボール２２により開口部２１を封止してシリコンオイルが外部に漏れるのを防いでいる。
【００２４】
作動チャンバ１８内では、アウタープレート１７とインナープレート１１とが軸線方向に交互に配置されており、この図では、インナープレート１１とアウタープレート１７の両側部分のみを示し、中央部分を省略しているが、実際には、インナープレート１１とアウタープレート１７は交互に連続して多くの枚数が配置されている。そして、この作動チャンバ１８とインナープレート１１とアウタープレート１７とを主な構成要素として、ビスカスカップリング機能を発揮するビスカスカップリングの主要部１Ａが構成されている。
【００２５】
また、このビスカスカップリング１には、連動用ハウジング１２の第２円板部１５の外側に、噛み合い式の電磁クラッチ４０が設けられている。この電磁クラッチ４０は、第１動力伝達軸（図示略）に繋がるアウターハウジング２とアウタープレート１７に繋がる連動用ハウジング１２との接続／接続解除を行うことにより、ビスカスカップリング機能をＯＮ／ＯＦＦするためのもので、この電磁クラッチ４０をＯＮにすると、ビスカスカップリングの主要部１Ａに差動制限の機能を発揮させることができ、ＯＦＦにすると、差動制限の機能を解除することができる。
【００２６】
この電磁クラッチ４０は、ビスカスカップリング１の軸線方向に対向する面に噛み合い歯２８、３０を有すると共に、一方がスプライン２４、２６を介して軸線方向スライド自在に設けられた第１、第２の一対のクラッチプレート２５、２９と、これら一対のクラッチプレート２５、２９のうちの軸線方向スライド自在に設けられた第１のクラッチプレート２５を、第２のクラッチプレート２９から離間させる方向に付勢するバネ３６と、このバネ３６の付勢力に抗して第１のクラッチプレート２５を第２のクラッチプレート２９に接近させて両クラッチプレート２５、２９の噛み合い歯２８、３０を噛み合わせる電磁石３１と、から構成されている。
【００２７】
第１のクラッチプレート２５は、連動用ハウジング１２の内周外側に突設された肩部２３の外周に、自身の内周をスプライン２４、２６を介して嵌合させることで、軸線方向スライド自在に設けられると共に、連動用ハウジング１２と一体に回転するように設けられている。なお、第１のクラッチプレート２５は、その外周部に設けられた突起３５がアウターハウジング２のストッパ２７に当接することで、その移動範囲が規制されている。
【００２８】
第２のクラッチプレート２９は、アウターハウジング２に一体に回転するように設けられており、第１のクラッチプレート２５と第２のクラッチプレート２９の噛み合い歯２８、３０が噛み合うことで、アウターハウジング２と連動用ハウジング１２とが一体回転するように結合される。
【００２９】
電磁石３１は、第２のクラッチプレート２９の外側面の環状の部屋３３に設けられており、その内周壁３３Ａと外周壁３３Ｂを磁路として、第１のクラッチプレート２９に吸引力を及ぼすことができるようになっている。この電磁石３１には、電力線３２を通して電力が供給可能とされ、電磁石３１に電力が供給されると、アウターハウジング２の円筒部に形成された非磁性部３７と、第２のクラッチプレート２９に形成された非磁性部３８の作用により、第１のクラッチプレート２５と第２のクラッチプレート２９と電磁石３１と前記内周壁３３Ａと外周壁３３Ｂに磁路３９が発生し、第１のクラッチプレート２５が電磁石３１に接近するように吸引される。その結果、第１のクラッチプレート２５の噛み合い歯２８と第２のクラッチプレート２９の噛み合い歯３０とが噛み合う。
【００３０】
なお、アウターハウジング２に形成された前記内周壁３３と電磁石３１との間にはベアリング３４が配置されており、アウターハウジング２は回転可能に構成されているが、電磁石３１は回転せず固定された状態となっている。
【００３１】
次に、第１、第２のクラッチプレート２５、２９の噛み合い歯２８、３０の構成について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）に電磁クラッチ４０部分の原理構成を示すように、本実施形態のビスカスカップリング１では、電磁クラッチ４０の第１、第２のクラッチプレート２５、２９の噛み合い歯２８、３０の円周方向を向いたドライブ側とコースト側の２つの噛み合い面ＰＡ、ＰＢのうち、ドライブ側の噛み合い面ＰＡの圧力角αが、コースト側の噛み合い面ＰＢの圧力角βよりも小さく設定されている。
【００３２】
例えば、ドライブ側の噛み合い面ＰＡの圧力角αは、入力トルクだけで噛み合い歯２８、３０同士のセルフロック作用を発揮し得る角度に設定され、具体的には、０°〜１０°の範囲、好ましくは約５°に設定される、また、コースト側の噛み合い面ＰＢの圧力角βは、バネ３６による軸線方向の付勢力より各噛み合い歯の噛合反力が入力トルクに関わらず小さくなる角度に設定され、具体的には、ドライブ側の噛み合い面ＰＡの圧力角αそれよりも大きい３０°〜５０°の範囲、好ましくは約４５°に設定されている。
【００３３】
次に、上述したビスカスカップリング１において、第１動力伝達軸と第２動力伝達軸６との間に差回転が発生した場合の差動制限の方法について説明する。差動制限機能を有効にするときは、電磁石３１をＯＮにする。
【００３４】
第１動力伝達軸の回転数Ｒ１が第２動力伝達軸６の回転数Ｒ２よりも大きい場合は、まず、第１動力伝達軸の回転が、この第１動力伝達軸と連結しているアウターハウジング２に伝達される。この時、電磁石３１には電力が供給されているので、第１のクラッチプレート２５は電磁石３１側に引き寄せられており、第１のクラッチプレート２５と第２のクラッチプレート２９の噛み合い歯２８、３０ドライブ側の噛み合い面ＰＡ同士が噛み合っている。これにより、アウターハウジング２の回転が連動用ハウジング１２に伝達されて、アウタープレート１７が回転させられる。そして、粘性流体を介してアウタープレート１７の回転がインナープレート１１に伝達され、インナープレート１１が回転させられることにより、インナーハウジング３が回転させられ、最終的に第２動力伝達軸６が回転させられることとなる。
【００３５】
この場合、第１のクラッチプレート２５の回転数Ｒ１が第２のクラッチプレート２９の回転数Ｒ２よりも大きい場合（通常の方向のトルク伝達時）は、噛み合い歯２８、３０のドライブ側の噛み合い面ＰＡの圧力角αが小さいために、セルフロックに近い状態（入力トルクにより自動的に噛み合いが強まるような状態）で噛み合い歯２８、３０が互いに係合する。
【００３６】
従って、第１、第２のクラッチプレート２５、２９間の伝達トルクは、電磁石３１の電磁力（吸引力）の大小に依存しなくなり、噛み合い時の信頼性（保持性）が高まる。また、セルフロックまたはそれに近い形で噛み合い歯２８、３０が係合することになるので、高レスポンスとなる。
【００３７】
また、電磁石３１の電磁力（吸引力）は離間用のバネ３６の付勢力Ｆ２以上あれば、作動する上で十分となるので、電磁石３１のＯＮ時の消費電流が極微小で済むようになる。また、消費電力が少なくなることで、電磁石３１の容量も小さくできるため、小型化および低コスト化が図れる。
【００３８】
次に、差動の制限を解除する方法について説明する。差動制限機能を解除する場合には、電磁石３１をＯＦＦにする。すると、図２に示すように、第１のクラッチプレート２５は、噛み合い歯２８、３０に形成された圧力角α、βによる接続解除方向への作用（離脱反力Ｆ１）とバネ３６の付勢力Ｆ２とにより、図で見て左方向に移動させられ、第１のクラッチプレート２５の突起３５がストッパ２７に当接し、第１のクラッチプレート２５の噛み合い歯２８と第２のクラッチプレート２９の噛み合い歯３０との噛み合いが解除される。そのため、アウターハウジング２の回転が連結用ハウジング１２に伝達されることが無いので、結果として、インナーハウジング３及び第２動力伝達軸６への動力伝達が行われない。差動制限を解除されると、第１動力伝達軸と第２動力伝達軸６はそれぞれ相対回転が可能となる。なお、この噛み合い解除の動作の際に、第１のクラッチプレート２５には、スプライン２４、２６の摩擦力Ｆ３が反対向きの抵抗力として働く。
【００３９】
例えば、ＡＢＳによる制御が行われているときに連動させて電磁石３１への電力供給を遮断させることができる。ＡＢＳが作動すると、第２のクラッチプレート２９の回転数Ｒ２が、第１のクラッチプレート２５の回転数Ｒ１よりも大きくなり、コースト側の噛み合い面ＰＢに入力トルクが作用するようになる。ここで、コースト側の噛み合い面ＰＢは、ドライブ側よりも圧力角βが大きく設定されているため、電力供給を遮断すると、バネ３６の力でレスポンス良く噛み合い歯２８、３０を離間させて、電磁クラッチ４０をＯＦＦ状態にすることができる。また、その際には、基本的に伝達トルクの容量が小さくなるため、ＯＮ→ＯＦＦ時の音や振動も小さくすることができる。
【００４０】
このように、電磁クラッチ４０の噛み合い歯２８、３０の圧力角α、βをドライブ側とコースト側で異ならせていることにより、電磁石３１の電磁力の不足を補うことができると共に、音や振動も少なく、しかもレスポンスよく電磁クラッチ４０をＯＦＦすることができる。
【００４１】
なお、電磁石３１のＯＮ／ＯＦＦ制御は他の制御機構と連動させてもよく、また、手動等による強制的な切り換えであってもよい。
また、上記動作は、ＡＢＳ制御の他、ＥＳＣ(エレクトリック スタビリティ コントロール）と連動させて、電磁石３１への電力供給を遮断させる際にも適用できる。更に、トラクションコントロール時に電磁石３１への電力供給を遮断する場合であってもよい。その他、高速走行時等に電磁石３１への電力供給を遮断することで車両の引きずりトルクの低減により燃料消費量を抑制することができたり、車両牽引時に電力供給を遮断することでビスカスカップリング１の故障を回避することができる。
【００４２】
図２は本発明に係るビスカスカップリングの別な実施形態を示している。このビスカスカップリング５０は、アウターハウジング５１とインナーハウジング５２とを備えており、アウターハウジング５１の端部５３では第１動力伝達軸が連結されているとともに、インナーハウジング５２は第２動力伝達軸５４に連結されている。また、アウターハウジング５１とインナーハウジング５２との間にはベアリング５５が配置され、アウターハウジング５１と第２動力伝達軸５４との間にもベアリング５６が配置されている。これらのベアリング５５、５６によりアウターハウジング５１／第１動力伝達軸とインナーハウジング５２／第２動力伝達軸が相対回転可能となっている。
【００４３】
アウターハウジング５１とインナーハウジング５２間には封止円板５７が配置され、これら５１、５２、５７により作動チャンバ５８がオイルシールリング５９、６０により液密に形成されている。作動チャンバ５８内には、粘性流体が充填されているとともに、アウタープレート６１及びインナープレート６２が交互に配置され、アウタープレート６１はアウターハウジングに５１取り付けられているとともに、インナープレート６２はインナーハウジング５２に取り付けられている。
【００４４】
封止円板５７の外側には、電磁クラッチ８０が設けられている。インナーハウジング５２の周囲で封止円板５７に対向する位置にはクラッチ円板６３が配置されており、このクラッチ円板６３の内周面に形成された内周歯７５と、インナーハウジング５２の外周面に形成された外周歯７６が噛み合いながら軸方向に移動可能となっている。また、クラッチ円板６３には、円周方向上に接続解除方向に作用する圧力角をもった噛み合い歯６４が形成されている。インナーハウジング５２と第２動力伝達軸５４との間には、インナーメンバー６５が配置されており、このインナーメンバー６５は第２動力伝達軸５４とスプライン嵌合されている。インナーメンバー６５のフランジ部には接続解除方向に作用する圧力角をもった噛み合い歯６６が形成されており、この噛み合い歯６６はクラッチ円板６３の歯車６４と噛み合うことができる構成となっている。
【００４５】
アウターハウジング５１には壁部材６７が設けられており、この壁部材６７はアウターハウジング５１とねじ機構６８又は溶接により連結されている。壁部材６７の肩部６９には電磁石７０がベアリング７１を介して配置している。電磁石７０は電力線７２により電力供給可能であり、電磁石７０に電力が供給されると、壁部材６７に形成された非磁性部７３を配置することで、クラッチ円板６３と壁部材６７と肩部６９と電磁石７０に磁路７４が発生し、磁石作用が発生して電磁石７０の方向にクラッチ円板６３を引き付けることができる。電磁石７０への電力供給を行わないことにより、磁石作用を解除したとき、クラッチ円板６３の噛み合い歯６４とインナーメンバー６５の噛み合い歯６６とを噛み合い解除方向に付勢する弾性部材７２をクラッチ円板６３とインナーメンバー６５との間に配置している。
【００４６】
このような構成のビスカスカップリングで差動制限させる方法について説明する。一例として第１動力伝達軸の回転数が第２動力伝達軸の回転数よりも大きい場合の差動制限について以下に述べる。この場合、アウターハウジング５１が回転させられることにより作動チャンバ５８内でアウタープレート６１が回転する。この回転力が粘性流体を介してインナープレート６２に伝達され、インナーハウジング５２が回転する。ここで、差動制限を行うときには、電磁石７０に電力を供給してクラッチ円板６３を引き付けでおくので、クラッチ円板６３の噛み合い歯６４とインナーメンバー６５の噛み合い歯６６とが噛み合って動力が伝達される。その結果、第２動力伝達軸が回転させられて、差動制限を行うことができる。
【００４７】
次に、差動制限を解除する方法について説明する。差動制限を解除するには、電磁石７０への電力供給を遮断して、磁石作用を解除する。すると、クラッチ円板６３は噛み合い歯６４、６６に形成された圧力角による接続解除方向への作用と弾性部材７２により、図で見て左方向に移動させられ、クラッチ円板６３の噛み合い歯６４とインナーメンバー６５の噛み合い歯６６との噛み合いが解除されるため、第２動力伝達軸にへ動力が伝達されず、差動制限が解除される。
【００４８】
上述したように、本実施形態のビスカスカップリングは電磁石を作用させることで、差動を制限させることができるとともに、電磁石を作用させないことで差動制限を解除することができる。また、このような構成においても、図１の実施形態と同様に、電磁クラッチ８０の噛み合い歯６４、６６の圧力角α、βをドライブ側とコースト側で異ならせることにより、電磁石７０の電磁力の不足を補うことができると共に、音や振動も少なく、しかもレスポンスよく電磁クラッチをＯＦＦすることができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態のビスカスカップリングについて説明する。この第２実施形態のビスカスカップリングでは、ビスカスカップリングの基本構成を第一実施形態のものと同等のものとし、電磁クラッチ４０のＯＮ／ＯＦＦ作動を、入力トルクが所定値より小さいときに許可し、入力トルクが所定値より大きいときに不許可にする（セルフロックする）ように設定したことを特徴としている。
【００５０】
つまり、図４（ｂ）に示すように、従来では入力トルクの全領域にわたり、電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦの切り替えを可能としていたが、本実施形態のビスカスカップリングでは、図４（ａ）に示すように、入力トルクが所定値Ｋより小さい領域では電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦの切り替えを可能とするものの、入力トルクが所定値Ｋより大きい領域では電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦの切り替えを不可能としている。
【００５１】
そして、その所定値Ｋを、図５（ａ）に示すように、バネによる軸線方向の付勢力（バネ荷重）Ｆ２と、噛み合い歯の軸方向の噛み合い反力Ｆ１と、スプラインの軸方向の摩擦力Ｆ３との３つのパラメータで決定している。即ち、それらの３つのパラメータの差引荷重（軸方向荷重）がゼロになる点の入力トルクを所定値としているのである。
具体的に、噛み合い反力Ｆ１によって差引荷重がゼロになるようにするためには、第１実施形態と同様、噛み合い歯２８，３０のドライブ側或いはコースト側の圧力角を適宜設定すればよい。
【００５２】
このように制御することにより、高トルク伝達時に電磁クラッチ４０を切り離す際に、開放するトルクに依存して生じていた音や振動の発生を防止することができる。また、高トルク伝達時の電磁クラッチ４０のＯＦＦに伴って車両の挙動が不安定化するのも回避することができる。また、低トルク伝達時にＯＮ／ＯＦＦ作動を許可するので、音や振動の発生も少なくて済む。また、電磁クラッチ４０をＯＮしたときに、クラッチプレート２５、２９同士が入力トルクによってセルフロックするように構成しておけば、電磁クラッチ４０の電磁力を極微小にすることができ、省電力化を図ることができる。特に、本実施形態では、電磁クラッチ４０のＯＮ／ＯＦＦを許可・不許可とする閾値（所定値Ｋ）を、バネ３６の付勢力Ｆ２と、噛み合い歯２８、３０の噛み合い反力Ｆ１と、スプライン２４、２６の摩擦力Ｆ３との３つのパラメータで決定するので、実情にあった制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態のビスカスカップリングの全体構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）はそのビスカスカップリングにおける電磁クラッチ部分の原理構成を示す図、（ｂ）は（ａ）のクラッチプレートの噛み合い歯の構成を外周側から見て示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態の他のビスカスカップリングの全体構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の内容の説明に用いる特性図で、（ａ）は第２実施形態の制御に用いる特性図、（ｂ）はその比較例の特性図である。
【図５】本発明の第２実施形態の内容の説明に用いる別の特性図で、（ａ）は第２実施形態の制御に用いる特性図、（ｂ）はその比較例の特性図である。
【図６】（ａ）は一般的なビスカスカップリングにおける電磁クラッチ部分の原理構成を示す図、（ｂ）は（ａ）のクラッチプレートの噛み合い歯の構成を外周側から見て示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ビスカスカップリング
２  アウターハウジング
３  インナーハウジング
６  第２動力伝達軸
１１  インナープレート
１２  連動用ハウジング
１７  アウタープレート
１８  作動チャンバ
２５  第１のクラッチプレート（一方のクラッチプレート）
２８  噛み合い歯
２９  第２のクラッチプレート（他方のクラッチプレート）
３０  噛み合い歯
３１  電磁石
ＰＡ  ドライブ側の噛み合い面
ＰＢ  コースト側の噛み合い面
α  ドライブ側の噛み合い面の圧力角
β  ドライブ側の噛み合い面の圧力角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010121751.tif 000007
【図６】
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