JP2000230580A - カップリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１及び第２の伝達部材間の相対回転方向に
よって動力伝達特性が異なるカップリング装置を提供す
る。 【解決手段】 相対回転可能に配置された第１及び第２
の伝達部材10,20 で画成された環状作動室30内に充填さ
れた高粘性流体と、環状作動室30を軸線方向で第１及び
第２の作動室31,32 に仕切り、内周面が第１の伝達部材
10に対して相対回転不能、且つ軸線方向に摺動可能に係
合されると共に、外周面44が第２の伝達部材20に固定さ
れた環状部材50の内周面に当接される環状ピストン40
と、環状ピストン40の外周面44と環状部材50の内周面と
の間で螺旋状に延び、第１及び第２の作動室31,323を相
互に連絡する剪断通路53と、第１の作動室31に連通する
可変容積室33とを備え、環状ピストン40の端面が環状作
動室30の端面内壁との間に配設されたインナプレート61
及びアウタプレート71に支えられて制動力を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共通の回転軸線の
回りに相対回転可能に配置された第１及び第２の伝達部
材を備え、これら第１及び第２の伝達部材の相対回転時
にこれら伝達部材間に差動制限作用を生成するべく、前
記第１及び第２の伝達部材で画成された環状作動室内に
高粘性流体を充填したカップリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、４輪駆動車の前後輪を駆動する種
々の形式の動力伝達装置が開発されているが、例えば左
右の車軸を差動させる車軸ディファレンシャル装置や前
後の車軸を差動させるセンターディファレンシャル装置
としてビスカスカップリングを設け、左右車軸間や前後
車軸間の差動を制限しつつ、ＡＢＳ（アンチロック・ブ
レーキ・システム）作動時における左右車輪間の回転干
渉を防止したり車両旋回時のタイトコーナブレーキング
現象の発生を防止したりするようになっている。

【０００３】ところが、上記ビスカスカップリングは、
シリコンオイル等の高粘性流体を封入した作動室内に配
置した第１及び第２のプレート組間に生じる粘性抵抗を
用いて回転トルクを伝達する構造である為、例えば車軸
ディファレンシャル装置において左右いずれか一方の車
輪が空転した時には、いずれか他方の車輪に伝達可能な
駆動力の大きさが不足すると共に、差動制限までの応答
時間が遅い場合があった。

【０００４】そこで、ビスカスカップリングに設けた第
１及び第２のプレート組をピストンで押圧して互いに密
着させ、所謂摩擦クラッチとして作用させて大きな回転
トルクを伝達可能としたカップリング装置が、例えば特
開平１０−１８４７３２号公報に開示されている。この
種のカップリング装置１は、図７に示したように、共通
の回転軸線Ｃの回りに相対回転可能に配置された第１及
び第２の伝達部材２，３が、高粘性流体を充填する環状
作動室４を画成している。

【０００５】そして、前記環状作動室４を軸線方向で二
つの作動室４ａ，４ｂに仕切る環状ピストン７は、内周
面に設けた係合部分７ａが第１の伝達部材２の外周面に
形成された雄スプライン２ａと係合して相対回転不能、
且つ前記環状作動室内で軸線方向に摺動可能に該第１の
伝達部材２に対して係合されると共に、外周面７ｂが第
２の伝達部材３の内周面３ｂに密に当接されている。

【０００６】前記第２の伝達部材３の内周面３ｂには、
回転軸線Ｃを中心に螺旋状に延びる凹溝が凹設されてお
り、環状ピストン７の外周面７ｂとの間で二つの作動室
４ａ，４ｂを相互に連絡する剪断通路８を画成してい
る。又、前記環状ピストン７は、左右一対の皿ばねＳ等
により、環状作動室４内において回転軸線Ｃ方向に沿っ
たスライド範囲の中央位置にセンタリングされている。
又、前記環状ピストン７の両端面には、前記環状作動室
４内に１００％充填された高粘性流体の温度依存性（温
度変化に伴う体積変化）を補償する補償空間を構成する
補償ピストン９が摺動自在に配設されている。

【０００７】更に、前記環状作動室４の各作動室４ａ，
４ｂ内には、前記第１の伝達部材２の雄スプライン２ａ
と係合して一体に回転する複数枚のインナプレート５
と、前記第２の伝達部材２の内周面に形成された雌スプ
ライン３ａと係合して一体に回転する複数枚のアウタプ
レート６とがそれぞれ交互に並ぶように配置され、一対
のビスカスカップリングを構成している。

【０００８】このように構成されたカップリング装置１
の第１及び第２の伝達部材２，３が相対回転すると、各
作動室４ａ，４ｂ内に配設されたインナプレート５とア
ウタプレート６との間に生じる粘性抵抗によって、従来
のビスカスカップリングと同様に第１及び第２の伝達部
材２，３間で回転トルクが伝達される。同時に、第２の
伝達部材３の内周面３ｂに凹設された凹溝内の高粘性流
体が環状ピストン７の外周面７ｂと連れ回りして剪断通
路８内を進行するため、第１及び第２の伝達部材２，３
間の相対回転方向に応じ、二つの作動室４ａ，４ｂのい
ずれか一方からいずれか他方に向かって環状作動室４内
の高粘性流体が移動する。

【０００９】すると、前記環状ピストン７は、二つの作
動室４ａ，４ｂのうち、高粘性流体が流入して内部圧力
が高くなった側からの押圧力を受けて、高粘性流体が流
出して内部圧力が低くなった側に向かって回転軸線Ｃに
沿って変位する。そこで、例えば所定方向の相対回転に
より内部圧力が低くなった一方の作動室４ａ側に環状ピ
ストン７が変位すると、該環状ピストン７の端面（図７
中、左側端面）が作動室４ａ内のインナプレート５とア
ウタプレート６とを押圧し、これらインナプレート５及
びアウタプレート６を相互に及び前記環状作動室４の端
面内壁（図７中、左側端面内壁）に摩擦接触させる。即
ち、環状ピストン７の端面が、前記第２の伝達部材によ
って形成された環状作動室４の端面内壁でインナプレー
ト５及びアウタプレート６を介して間接的に支えられて
制動力を生成する。一方、相対回転により内部圧力が高
くなった他方の作動室４ｂでは、高粘性流体の粘性抵抗
が強まる。

【００１０】これにより、作動室４ａ内における環状ピ
ストン７の端面と環状作動室４の端面内壁との間ではイ
ンナプレート５及びアウタプレート６を介して摩擦力が
生じ、作動室４ｂ内におけるインナプレート５とアウタ
プレート６の間では強い粘性抵抗が生じるので、第１及
び第２の伝達部材２，３間ではより大きな回転トルクを
伝達することができる。

【００１１】従って、上述したカップリング装置１の動
力伝達特性は、図８に示したように、第１及び第２の伝
達部材２，３間の相対回転数ΔＮが小さい範囲では、イ
ンナプレート５とアウタプレート６との間に生じる粘性
抵抗によって回転トルクＴを伝達するため、これら第１
及び第２の伝達部材２，３間で伝達可能な回転トルク
は、符号Ｄで示すように従来のビスカスカップリングと
同様である。

【００１２】これに対して、第１及び第２の伝達部材
２，３間の相対回転数ΔＮが大きい範囲では、一方の作
動室内における摩擦力と他方の作動室内における強い粘
性抵抗とが作用することによって、従来のビスカスカッ
プリングにおける回転トルクＤ’に比べ、符号Ｅで示し
たような充分に大きな回転トルクを伝達することができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示し
たカップリング装置１においては、環状作動室４の二つ
の作動室４ａ，４ｂが、環状ピストン７に対して回転軸
線Ｃ方向に左右対称に形成されている。これにより、第
１及び第２の伝達部材２，３間の相対回転方向が正逆い
ずれであろうとも、このカップリング装置１の動力伝達
特性は図８に示した線図と全く同一である。

【００１４】しかしながら、このようなカップリング装
置においては、第１及び第２の伝達部材間の相対回転方
向に応じて動力伝達特性を変化させたい場合がある。例
えば、前後車軸間に配置したセンターディファレンシャ
ル装置にこのようなカップリング装置を設けて前後車軸
間の差動回転を制限する場合、駆動時には前車軸側から
後車軸側に積極的に駆動力を伝達したいが、制動時には
後輪（後車軸）の回転を維持して車両の進行方向を安定
させつつ、前輪（前車軸）の回転を減少させる為に、後
車軸側から前車軸側には積極的に駆動力を伝達したくな
い。

【００１５】そこで、センターディファレンシャル装置
に設けるこの種のカップリング装置は、第１及び第２の
伝達部材間の相対回転方向に応じて異なる動力伝達特性
を備えなければならない。従って、本発明の目的は第１
及び第２の伝達部材間の相対回転方向に応じて動力伝達
特性を異ならせることができるように、上述した従来の
カップリング装置を改良することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、共
通の回転軸線の回りに相対回転可能に配置された第１及
び第２の伝達部材と、これら第１及び第２の伝達部材の
相対回転時にこれら伝達部材間に差動制限作用を生成す
るべく、前記第１及び第２の伝達部材で画成された環状
作動室内に充填された高粘性流体と、前記環状作動室内
に配置されて該環状作動室を軸線方向で第１及び第２の
作動室に仕切り、一方の周面が前記第１の伝達部材に対
して相対回転不能、且つ前記環状作動室内で軸線方向に
摺動可能に係合されると共に、他方の周面が前記第２の
伝達部材の相手面に密に当接された環状ピストンと、前
記環状ピストンの他方の周面と前記第２の伝達部材の相
手周面との間で回転軸線を中心に螺旋状に延び、前記第
１の作動室と前記第２の作動室を相互に連絡する少なく
とも１つの剪断通路と、前記環状ピストンにより仕切ら
れた前記第１の作動室に連通するように設けられた可変
容積室とを備え、前記環状ピストンの端面が、前記第２
の伝達部材によって形成された前記環状作動室の端面内
壁で少なくとも間接的に支えられて制動力を生成するよ
うに構成されたカップリング装置により達成される。

【００１７】上記構成によれば、第１及び第２の伝達部
材が正方向に相対回転すると、剪断通路内の高粘性流体
が環状ピストン又は第２の伝達部材と連れ回りして剪断
通路内を進行し、第１の作動室から第２の作動室に向か
って環状作動室内の高粘性流体が移動する。すると、前
記環状ピストンは、高粘性流体が流入して内部圧力が高
くなった第２の作動室側からの押圧力を受けて、第１の
作動室側に向かって回転軸線に沿って変位する。

【００１８】そこで、第１の作動室側に環状ピストンが
変位すると、該環状ピストンの端面が第１の作動室の端
面内壁で少なくとも間接的に支えられて制動力を生成す
る。一方、相対回転により内部圧力が高くなった第２の
作動室では、高粘性流体の粘性抵抗が強まる。これによ
り、第１の作動室内における環状ピストンの端面と環状
作動室の端面内壁との間では少なくとも間接的に摩擦力
が生じ、第２の作動室内では強い粘性抵抗が生じるの
で、第１及び第２の伝達部材間ではより大きな回転トル
クを伝達することができる。

【００１９】これに対し、第１及び第２の伝達部材が逆
方向に相対回転した場合には、剪断通路内の高粘性流体
が環状ピストン又は第２の伝達部材と連れ回りして剪断
通路内を進行し、第２の作動室から第１の作動室に向か
って環状作動室内の高粘性流体が移動する。しかしなが
ら、第１の作動室に流入した高粘性流体は、該第１の作
動室に連通した可変容積室に流出するので、該第１の作
動室内の内部圧力は上昇せず、環状ピストンを第１の作
動室側から第２の作動室側に向かって回転軸線に沿って
変位させる押圧力が第１の作動室には生じない。一方、
相対回転により内部圧力が高くならない第１の作動室で
は、高粘性流体の粘性抵抗も強まらない。

【００２０】そこで、環状ピストンの端面が第２の作動
室の端面内壁で少なくとも間接的に支えられて生成され
る制動力は、高粘性流体が流出することによって生じる
該第２の作動室内の内部圧力の負圧力によるものだけで
ある。従って、第１及び第２の伝達部材が逆方向に相対
回転することにより、第２の作動室内における環状ピス
トンの端面と環状作動室の端面内壁との間で生じる摩擦
力は、第１及び第２の伝達部材が正方向に相対回転する
ことにより、第１の作動室内における環状ピストンの端
面と環状作動室の端面内壁との間で生じる摩擦力に比べ
て小さく成り、第１及び第２の伝達部材間の相対回転方
向によって、その動力伝達特性が異なったものとなる。

【００２１】尚、好ましくは前記環状ピストンの各端面
と前記環状作動室の各端面内壁との間には、前記第１の
伝達部材と相対回転不能、且つ前記環状作動室内で回転
軸線方向に摺動可能に係合された第１のプレートと、該
第１のプレートと交互に配置されて前記第２の伝達部材
と相対回転不能、且つ前記環状作動室内で回転軸線方向
に摺動可能に係合された第２のプレートとが配設され
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態の
カップリング装置を、図１乃至図６を参照して詳細に説
明する。ここで、図１は本発明の一実施形態に係るカッ
プリング装置の全体縦断面図、図２乃至図５は図１に示
したカップリング装置の作動を説明する半断面図、図６
は図１に示したカップリング装置の動力伝達特性を示す
線図である。但し、図２乃至図５においては、カップリ
ング装置の動作の理解を容易とする為、各部の動作を誇
張して図示している。

【００２３】本実施形態のカップリング装置１００は、
車両の前後車軸に駆動力を分配するセンターディファレ
ンシャル装置に取り付けられて前車軸駆動軸と後車軸駆
動軸との差動を制限するために用いられるものであり、
図１に示したように、共通の回転軸線Ｃの回りに相対回
転可能に配置された第１及び第２の伝達部材１０，２０
が、高粘性流体を充填する環状作動室３０を画成してい
る。

【００２４】前記第１の伝達部材１０は円筒状の部材
で、その内周面に形成された雌スプライン１１に図示さ
れない前車軸駆動軸がスプライン係合し、一体に回転す
るようになっている。また、その両端部にそれぞれ取り
付けられたニードルローラベアリング１２，１２が、第
１及び第２の伝達部材１０，２０間の滑らかな相対回転
を可能としている。

【００２５】更に、第１及び第２の伝達部材１０，２０
間には、一対のシール部材１３，１３が介装されて前記
環状作動室３０からの高粘性流体の漏出を防止するとと
もに、一対のワッシャ１４，１４が介装されて両伝達部
材１０，２０の直接接触による摩耗を防止している。ま
た、この第１の伝達部材１０の外周面で前記環状作動室
３０に臨む部分には，後述するインナプレート６１の内
周端部が係合する雄スプライン１５が形成されている。

【００２６】前記第２の伝達部材２０は、大径の円筒部
材２１の両端部にそれぞれ鍔部材２２，２３を取り付け
た構造を有し、図示右側の鍔部材２２に図示されない後
車軸駆動軸がフランジ結合されて一体に回転するように
なっている。また、前記鍔部材２２に貫設されて作動室
３０と連通する高粘性流体注入孔は、プラグ９０によっ
て閉塞されて環状作動室３０内に１００％充填した高粘
性流体を封止している。

【００２７】また、図示左側の鍔部材２３には、後述す
る可変容積室３３と連通する複数の連通孔２６が貫設さ
れている。更に、前記円筒部材２１の内周面には、後述
するアウタプレート７１の外周端部が係合する雌スプラ
イン２７が形成されている。

【００２８】一方、前記環状作動室３０を軸線方向で第
１及び第２の作動室３１，３２に仕切る環状ピストン４
０は、図２に示したように、内側円筒部分４１と外側円
筒部分４２とを半径方向に延びる縦壁４３で接続した断
面形状Ｈ形の環状部材である。そして、前記環状ピスト
ン４０は、内側円筒部分４１の内周面に形成した雌スプ
ラインが第１の伝達部材１０の雄スプライン１５と係合
して相対回転不能、且つ前記環状作動室３０内で軸線方
向に摺動可能に該第１の伝達部材１０に対して係合され
る。

【００２９】また、前記内側円筒部分４１の内周面に
は、第１の伝達部材１０の外周面に沿って凹設した溝１
６内に収納されたシール部材１７が密着し、環状作動室
３０内に封入した高粘性流体が、雌雄のスプラインの間
の隙間を通って第１及び第２の作動室３１，３２間で容
易に移動しないように封止している。更に、第２の伝達
部材２０の円筒部材２１の内周面には、前記環状ピスト
ン４０の外周面に密に当接して摺動自在に嵌合する環状
部材５０が配置されている。この環状部材５０は、その
外周面に形成された雄スプラインが第２の伝達部材２０
の内周面に形成された雌スプライン２７と係合し、第２
の伝達部材２０と一体に回転する。しかしながら、この
環状部材５０は円筒部材２１を貫通するボルト５１によ
って、回転軸線Ｃ方向には変位できないように固定され
ている。

【００３０】さらに、この環状部材５０の内周面５２に
は、回転軸線Ｃを中心に螺旋状に延びる凹溝が凹設され
ており、環状ピストン４０の外周面との間で第１及び第
２の作動室３１，３２を相互に連絡する剪断通路５３を
画成している。加えて、この環状部材５０の外周面に
は、第２の伝達部材２０の内周面に沿って凹設した溝２
４内に収納したシール部材２５が密着し、環状作動室３
０内に封入した高粘性流体が、雌雄のスプラインの間の
隙間を通って第１及び第２の作動室３１，３２間で容易
に移動しないように封止している。

【００３１】又、前記環状ピストン４０の各端面と前記
環状作動室３０の各端面内壁との間である第１及び第２
の作動室３１，３２内には、それぞれ第１のプレートと
しての複数枚のインナプレート６１と、第２のプレート
としての複数枚のアウタプレート７１とが交互に並ぶよ
うに配置されている。前記インナプレート６１は、薄い
金属板を打ち抜いて環状に形成した部材であり、その内
周端縁に形成した雌スプラインが第１の伝達部材１０の
雄スプライン１５と係合し、第１の伝達部材１０と相対
回転不能、且つ前記環状作動室３０内で回転軸線Ｃ方向
に摺動可能とされている。

【００３２】又、前記アウタプレート７１は、薄い金属
板を打ち抜いて環状に形成した部材で、その外周端縁に
形成した雄スプラインが第２の伝達部材２０の雌スプラ
イン２７と係合し、第２の伝達部材２０と相対回転不
能、且つ前記環状作動室３０内で回転軸線Ｃ方向に摺動
可能とされている。なお、環状ピストン４０の各端面に
当接するインナプレートは、厚い金属板から打ち抜き成
形された接触プレート６２，６２とされ、環状ピストン
４０がアウタプレート７１，７１と摩擦接触して摩耗す
ることを防止している。

【００３３】さらに、第２の伝達部材２０の第１の作動
室３１側の端部には、フリーピストン８０がスライド自
在に外嵌し、前記連通孔２６を介して第１の作動室３１
と連通する可変容積室３３を画成している。このフリー
ピストン８０は、第２の伝達部材２０の円筒部材２１の
外周面にスライド自在に外嵌する円筒部分８１と、この
円筒部分８１の開口を閉塞するとともに第２の伝達部材
２０の図示左側の鍔部材２３とスライド自在に外嵌する
縦壁部分８２とからなる断面Ｌ字形状の環状部材で、円
筒部材２１および鍔部材２３と摺動する部分にはシール
部材８３，８４がそれぞれ配置され、可変容積室３３内
の高粘性流体が漏出しないように封止している。

【００３４】また、第２の伝達部材２０の鍔部材２３に
は、サークリップ８５が取り付けられ、フリーピストン
８０が所定のストローク以上に第１の作動室３１から離
間する方向にスライドできないようにしている。なお、
このフリーピストン８０は、環状ピストン４０が環状作
動室３０内における回転軸線Ｃ方向のスライド範囲の中
央位置にあるときに、第１の作動室３１に対して接近す
ることも離間することもできるように、その基準位置が
定められている。

【００３５】次に、上述の構造を有する本実施形態のカ
ップリング装置１００の作動について、図２乃至図６を
参照して説明する。先ず、このように構成されたカップ
リング装置１００の第１及び第２の伝達部材１０，２０
が相対回転しない状態では、図２に示したように、環状
ピストン４０は図示されないセンタリング手段、例えば
図７に示した従来のカップリング装置１と同様な左右一
対の皿ばねＳ等により、環状作動室３０内において回転
軸線Ｃ方向のスライド範囲の中央位置にセンタリングさ
れている。

【００３６】この状態では、インナプレート６１とアウ
タプレート７１との間に隙間が開いているため、第１及
び第２の伝達部材１０，２０が相対回転し始めると、両
プレート６１，７１間には粘性抵抗が生じ、第１及び第
２の伝達部材１０，２０間に差動制限トルクが生じる。
この粘性抵抗に起因する差動制限トルクは、従来のビス
カスカップリングのそれと同様であり、図８中に符号Ｄ
で示したように、正逆回転方向に関わらず第１及び第２
の伝達部材１０，２０間の相対回転数ΔＮが増加するに
つれて徐々に増加する。

【００３７】一方、第１及び第２の伝達部材１０，２０
が相対回転する状態では、環状ピストン４０の外周面４
４と環状部材５０の内周面５２とが相対変位する。する
と、環状部材５０の内周面５２に凹設した凹溝内の高粘
性流体が環状ピストン４０の外周面４４と連れ回りして
剪断通路５３内を移動する。この時、剪断通路５３は回
転軸線Ｃのまわりに螺旋状に延びるように形成されてい
るので、剪断通路５３内の高粘性流体は該剪断通路５３
内を移動するにつれて、回転軸線Ｃ方向に移動する。

【００３８】これにより、第１及び第２の作動室３１，
３２内の高粘性流体は、第１及び第２の伝達部材１０，
２０間の相対回転方向に応じて、第１の作動室３１から
第２の作動室３２へ、若しくは第２の作動室３２から第
１の作動室３１に移動する。尚、本実施形態において
は、第１の作動室３１から第２の作動室３２へ高粘性流
体が移動する方向の相対回転が正方向の相対回転となる
ように、剪断通路５３の螺旋方向が設定されている。

【００３９】そこで、第１及び第２の伝達部材１０，２
０が正方向に相対回転すると、第２の伝達部材２０と一
体に回転する環状部材５０の内周面５２に凹設された凹
溝内の高粘性流体が環状ピストン４０の外周面と連れ回
りして剪断通路５３内を進行するため、図３中に矢印Ａ
で示したように、第１の作動室３１から第２の作動室３
２に向かって環状作動室３０内の高粘性流体が移動す
る。

【００４０】この時、第２の作動室３２は閉塞した作動
室であるため、第１の作動室３１内の高粘性流体が第２
の作動室３２内へ移動すると、その内部の圧力が直ちに
上昇し、前記環状ピストン４０は、図３中に矢印Ｂで示
したように、高粘性流体が流入して内部圧力が高くなっ
た第２の作動室３２側からの押圧力を受けて、第１の作
動室３１側へ回転軸線Ｃに沿って変位する。

【００４１】そして、第１の作動室３１側に環状ピスト
ン４０が変位すると、該環状ピストン４０の端面（図３
中、左側端面）が第１の作動室３１内のインナプレート
６１とアウタプレート７１とを押圧し、これらインナプ
レート６１及びアウタプレート７１を相互に及び前記環
状作動室３０の端面内壁（図３中、左側端面内壁）に摩
擦接触させる。即ち、環状ピストン４０の端面が、前記
第２の伝達部材によって形成された環状作動室３０の端
面内壁でインナプレート６１及びアウタプレート７１を
介して間接的に支えられて制動力を生成する。一方、相
対回転により内部圧力が高くなった第２の作動室３２で
は、高粘性流体の粘性抵抗が強まる。

【００４２】これにより、第１の作動室３１内における
環状ピストン４０の端面と環状作動室３０の端面内壁と
の間ではインナプレート６１及びアウタプレート７１を
介して摩擦力が生じ、第２の作動室３２内におけるイン
ナプレート６１とアウタプレート７１の間では強い粘性
抵抗が生じるので、第１及び第２の伝達部材１０，２０
間ではより大きな回転トルクを伝達することができる。

【００４３】更に、第１の作動室３１内の高粘性流体が
第２の作動室３２内に移動するにつれて、可変容積室３
３内の高粘性流体が連通孔２６を介して第１の作動室３
１内に流入するため、図４に示したように、フリーピス
トン８０はスライドして第１の作動室３１に接近する。
そこで、可変容積室３３から第１の作動室３１内に供給
された高粘性流体は、効率よく第２の作動室３２内に送
り込まれ、第２の作動室３２の内部圧力を効率よく上昇
させることができるため、図６中に符号Ｅで示したよう
に、第１及び第２の伝達部材１０，２０間の相対回転数
ΔＮの増加に対する差動制限トルクの増加率を充分に高
く設定することができる。

【００４４】従って、上述したカップリング装置１００
の動力伝達特性は、図６に示したように、第１及び第２
の伝達部材１０，２０間の相対回転数ΔＮが小さい範囲
では、インナプレート６１とアウタプレート７１との間
に生じる粘性抵抗によって回転トルクＴを伝達するた
め、これら第１及び第２の伝達部材１０，２０間で伝達
可能な回転トルクは、符号Ｄで示すように従来のビスカ
スカップリングと同様である。

【００４５】これに対して、第１及び第２の伝達部材１
０，２０間の正方向の相対回転数ΔＮが大きい範囲で
は、第１の作動室３１内における摩擦力と第２の作動室
３２内における強い粘性抵抗とが作用することによっ
て、従来のビスカスカップリングにおける回転トルク
Ｄ’に比べ、符号Ｅで示したような充分に大きな回転ト
ルクを伝達することができる。

【００４６】他方、第１及び第２の伝達部材１０，２０
が逆方向に相対回転すると、第２の伝達部材２０と一体
に回転する環状部材５０の内周面５２に凹設された凹溝
内の高粘性流体が環状ピストン４０の外周面と連れ回り
して剪断通路５３内を進行するため、図５中に矢印Ｆで
示したように、第２の作動室３２から第１の作動室３１
に向かって環状作動室３０内の高粘性流体が移動する。

【００４７】しかしながら、第１の作動室３１に流入し
た高粘性流体は、該第１の作動室３１に連通した可変容
積室３３に流出し、図５中に矢印Ｈで示したようにフリ
ーピストン８０を第１の作動室３１から離間する側にス
ライドさせる。そこで、前記第１の作動室３１内の内部
圧力は上昇せず、環状ピストン４０を第１の作動室３１
側から第２の作動室３２側に向かって回転軸線Ｃに沿っ
て変位させる押圧力が第１の作動室３１には生じない。
一方、相対回転により内部圧力が高くならない第１の作
動室３１では、高粘性流体の粘性抵抗も強まらない。

【００４８】即ち、環状ピストン４０の端面（図５中、
右側端面）が、図５中に矢印Ｇで示したように第２の作
動室３２内のインナプレート６１とアウタプレート７１
とを押圧し、これらインナプレート６１及びアウタプレ
ート７１を相互に及び前記環状作動室３０の端面内壁
（図３中、右側端面内壁）に摩擦接触させて生成される
制動力は、高粘性流体が流出することによって生じる該
第２の作動室３２内の内部圧力の負圧力によるものだけ
である。

【００４９】従って、第１及び第２の伝達部材１０，２
０が逆方向に相対回転することにより、第２の作動室３
２内における環状ピストン４０の端面と環状作動室３０
の端面内壁との間で生じる摩擦力は、第１及び第２の伝
達部材１０，２０が正方向に相対回転することにより、
第１の作動室３１内における環状ピストン４０の端面と
環状作動室３０の端面内壁との間で生じる摩擦力に比べ
て小さく成り、第１及び第２の伝達部材１０，２０間の
相対回転方向によって、その動力伝達特性が異なったも
のとなる。

【００５０】即ち、第１及び第２の伝達部材１０，２０
間の逆方向の相対回転数ΔＮが大きい範囲では、第２の
作動室３２内における摩擦力が作用することによって、
図６中に符号Ｄ’で示した従来のビスカスカップリング
における相対回転数ΔＮの増加に対する差動制限トルク
Ｔの増加率に比べれば大きいが、正方向の相対回転時に
おける符号Ｅで示した差動制限トルクＴの増加率に比べ
れば小さい符号Ｅ’で示したような差動制限トルク特性
に設定される。

【００５１】従って、本実施形態のカップリング装置１
００によれば、第１及び第２の伝達部材１０，２０間の
相対回転方向に応じて、第１及び第２の伝達部材１０，
２０間の相対回転数ΔＮに対する差動制限トルクＴの大
きさ、すなわちカップリング装置１００の動力伝達特性
を異ならせることができる。さらに、第１の作動室３１
に連通する可変容積室３３を形成するフリーピストン８
０は、これら第１及び第２の作動室３１，３２、及び可
変容積室３３内に１００％充填された高粘性流体の温度
依存性を補償することができるので、図７に示した従来
のカップリング装置１のように、ピストン４に補償ピス
トン９，９を設ける必要がない。これにより、補償ピス
トン９，９を不要として構造を簡単なものとしつつ製造
コストを低減させることができると共に、環状ピストン
を押圧すべくそれぞれ第１及び第２の作動室内で生じた
内部圧力が補償ピストン９を押し込むことによって消費
されるロスを防止できる。

【００５２】尚、上記実施形態においては、環状ピスト
ン４０の各端面と環状作動室３０の各端面内壁との間
に、インナプレート６１及びアウタプレート７１を配設
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、環状
ピストン４０の各端面が、前記第２の伝達部材２０によ
って形成された環状作動室４０の端面内壁で少なくとも
間接的に支えられて制動力を生成するように構成されて
いれば良い。そこで、例えば環状ピストン４０の各端面
を摩擦ライニングで覆うことにより、インナプレート６
１及びアウタプレート７１を省略することもできる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のカップリング装置は、第１及び第２の伝達部材が逆方
向に相対回転した場合には、第２の作動室から第１の作
動室に向かって環状作動室内の高粘性流体が移動する。
しかしながら、第１の作動室に流入した高粘性流体は、
該第１の作動室に連通した可変容積室に流出するので、
該第１の作動室内の内部圧力は上昇せず、環状ピストン
を第１の作動室側から第２の作動室側に向かって回転軸
線に沿って変位させる押圧力が第１の作動室には生じな
い。一方、相対回転により内部圧力が高くならない第１
の作動室では、高粘性流体の粘性抵抗も強まらない。

【００５４】そこで、環状ピストンの端面が第２の作動
室の端面内壁で少なくとも間接的に支えられて生成され
る制動力は、高粘性流体が流出することによって生じる
該第２の作動室内の内部圧力の負圧力によるものだけで
ある。従って、第１及び第２の伝達部材が逆方向に相対
回転することにより、第２の作動室内における環状ピス
トンの端面と環状作動室の端面内壁との間で生じる摩擦
力は、第１及び第２の伝達部材が正方向に相対回転する
ことにより、第１の作動室内における環状ピストンの端
面と環状作動室の端面内壁との間で生じる摩擦力に比べ
て小さく成る。即ち、本発明のカップリング装置は、第
１及び第２の伝達部材間の相対回転方向によって、その
動力伝達特性を異なったものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るカップリング装置の
全体縦断面図である。

【図２】図１に示したカップリング装置の作動を説明す
る半断面図である。

【図３】図１に示したカップリング装置の作動を説明す
る半断面図である。

【図４】図１に示したカップリング装置の作動を説明す
る半断面図である。

【図５】図１に示したカップリング装置の作動を説明す
る半断面図である。

【図６】図１に示したカップリング装置の動力伝達特性
を示す線図である。

【図７】従来のカップリング装置の半断面図である。

【図８】図７に示したカップリング装置の動力伝達特性
を示す線図である。

【符号の説明】

１０ 第１の伝達部材 １１ 雌スプライン １５ 雄スプライン ２０ 第２の伝達部材 ２６ 連通孔 ２７ 雌スプライン ３０ 環状作動室 ３１ 第１の作動室 ３２ 第２の作動室 ３３ 可変容積室 ４０ 環状ピストン ４４ 外周面 ５０ 環状部材 ５２ 内周面 ５３ 剪断通路 ６１ インナプレート ７１ アウタプレート ８０ フリーピストン １００ カップリング装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通の回転軸線の回りに相対回転可能に
   配置された第１及び第２の伝達部材と、 これら第１及び第２の伝達部材の相対回転時にこれら伝
   達部材間に差動制限作用を生成するべく、前記第１及び
   第２の伝達部材で画成された環状作動室内に充填された
   高粘性流体と、 前記環状作動室内に配置されて該環状作動室を軸線方向
   で第１及び第２の作動室に仕切り、一方の周面が前記第
   １の伝達部材に対して相対回転不能、且つ前記環状作動
   室内で軸線方向に摺動可能に係合されると共に、他方の
   周面が前記第２の伝達部材の相手面に密に当接された環
   状ピストンと、 前記環状ピストンの他方の周面と前記第２の伝達部材の
   相手周面との間で回転軸線を中心に螺旋状に延び、前記
   第１の作動室と前記第２の作動室を相互に連絡する少な
   くとも１つの剪断通路と、 前記環状ピストンにより仕切られた前記第１の作動室に
   連通するように設けられた可変容積室とを備え、 前記環状ピストンの端面が、前記第２の伝達部材によっ
   て形成された前記環状作動室の端面内壁で少なくとも間
   接的に支えられて制動力を生成するように構成されたカ
   ップリング装置。
2. 【請求項２】 前記環状ピストンの各端面と前記環状作
   動室の各端面内壁との間には、前記第１の伝達部材と相
   対回転不能、且つ前記環状作動室内で回転軸線方向に摺
   動可能に係合された第１のプレートと、該第１のプレー
   トと交互に配置されて前記第２の伝達部材と相対回転不
   能、且つ前記環状作動室内で回転軸線方向に摺動可能に
   係合された第２のプレートとが配設されていることを特
   徴とする請求項１に記載のカップリング装置。