JP2002535580A - 回転数差に関係する温度補償付き液体クラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 回転数に関係する液体クラツチは、回転する駆動ハウジング（２；８０）、この中に設けられる静液圧容積形機械（７）、出力軸（３）、及び出力軸（３）を駆動ハウジング（２；８０）に結合する摩擦クラツチ（６）から成り、駆動ハウジングと出力軸との間に差回転数が現われると、圧力室（２６；８５）に圧力が発生されて、摩擦クラツチ（６）を作用させる。高い精度で温度による粘度変動を補償するため、弁空間（４０）内に案内されかつ温度に関係する長さの素子（４７）に支持される弁体（４８）によって形成される絞り弁（３３）が設けられ、弁体（４８）が弁空間（４０）の制御開口（５５）と共同作用する制御縁（５１）を持ち、制御開口（５５）が圧力室（２６；８５）と一層低い圧力の空間との接続を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、回転数に関係する液体クラツチであって、回転する駆動ハウジング
、この中に設けられる静液圧容積形機械、出力軸、及び出力軸を駆動ハウジング
に結合する摩擦クラツチから成り、駆動ハウジングと出力軸との間に差回転数が
現われると、圧力室に圧力が発生されて、摩擦クラツチを作用させ、圧力室が少
なくとも１つの弁を介して一層低い圧力の空間に接続されているものに関する。

【０００２】 このようなクラツチは、自動車の動力伝達系統における種々の状況で、トルク
の直接伝達のため、又は１つの車軸の両方の車輪の駆動用又は２つの車軸の間の
駆動トルクの分配用の接続される差動歯車装置の差動装置の差動止めのために使
用される。いずれの場合も静液圧容積機械は、内側回転子及び外側回転子から成
り、駆動ハウジングと出力軸との間に回転数差があると、これらの回転子が相対
運動を行って圧力を発生する。

【０００３】 このようなクラツチは米国特許出願公開第５，５３６，２１５号の図１及び７
から公知である。この刊行物では、圧力空間と一層低い圧力空間との間即ちクラ
ツチ空間に、バイメタル板片により形成される弁が設けられて、動作液体の温度
に関係する粘度変化を補償するようにしている。しかしその作用は、湾曲するバ
イメタル板片の不精確さは別として、遠心力、液圧及び別の液体力によって妨げ
られている。

【０００４】 従って本発明の目的は、できるだけ簡単かつ信頼できる構造で最初にあげた種
々いのクラツチを構成して、高い精度及び信頼性で温度による粘度変動が補償さ
れるようにすることである。

【０００５】 これは本発明によれば、弁空間内に案内されかつ温度に関係する長さの素子に
支持される弁体によって形成される絞り弁が設けられ、弁体が弁空間の制御開口
と共同作用する制御縁を持ち、制御開口が圧力室と一層低い圧力の空間との接続
を行うことによって達せられる。

【０００６】 温度に関係する長さの素子は遠心力とは無関係に温度補償を行い、充分な長さ
の場合高い精度を生じ、高い圧力を保つため、制御縁の作用と共に、充分な力を
生じる。それにより精確に再現可能な絞り設定が可能になるが、このことは機能
的に重要である。なぜならば、これによりクラツチ装置全体の特性が決定される
からである。

【０００７】 絞り弁が弁板に形成され、この弁板において弁空間が、軸線に対して直角な面
にあって小さい間隔をおいて中心軸線のそばを通り過ぎる穴である（請求項２）
とよい。弁板は軸線方向に非常に小さい構造空間しか必要としないが、軸線に対
して直角な非常に長い穴をもつことができ、温度に関係する長さの素子のための
空間がこの穴内で利用可能であり、弁体がよく案内されている。穴が小さい間隔
をおいて中心軸線のそばを通っていることにより、弁体の運動方向に対して直角
に摩擦を生じる遠心力の影響が小さい。このように設けられる穴は、調節ねじ用
の場所も与えるので、弁体の位置を精密に調節することができる。

【０００８】 有利な実施形態では、弁板が駆動ハウジングに固定的に結合され、圧力室が、
摩擦クラツチと共同作用する環状ピストンと弁板との間に形成されている（請求
項３）。別の有利な実施形態では、弁板が環状ピストンに固定的に結合されるか
又はこのピストンの一部であり、圧力室が回転する駆動ハウジングと静液圧容積
形機械を収容する環状ピストンとの間にあり、弁板が摩擦クラツチから遠い方に
あるピストンの側に取付けられている（請求項４）。両方の実施形態において、
温度に関係する長さの素子は摩擦クラツチから大きく離れているので、摩擦クラ
ツチの摩擦熱が素子の膨張を誤らせない。従って素子は、粘度変化を補償されね
ばならない液体の温度にのみ反応する。

【０００９】 本発明の好ましい展開（請求項５）では、 ａ）弁空間の制御開口が、この弁空間を包囲して圧力室に接続される環状空間を 形成し、 ｂ）弁体が少なくとも部分的に管であり、温度に関係する長さの素子から遠い方 にある管の側が制御縁を形成し、温度に関係する長さの素子に近い方にある 管の側が、弁空間への開口を持ち、 ｃ）弁空間が弁板の中心穴に接続されている。

【００１０】 制御開口の周りの環状空間及び管状構成により、圧力があらゆる側から弁体へ
作用するのを保証される。管状構成は制御縁のきちんとした加工を可能にする側
面にある開口及び弁空間と弁板の中心穴との流れ接続によって、液体は温度に関
係する長さの素子のそばを通って流れるので、素子は液体の温度変化に速やかに
追従することができる。

【００１１】 本発明による考えの洗練では、圧力室に存在する圧力が温度に無関係であるよ
うに、制御縁が形成されている（請求項６）。それにより特に精確な温度補償が
行われ、弁体に形成される制御縁は特に簡単に加工可能である。

【００１２】 温度に関係する長さの素子が、有利なように波形の縦断面を持つ金属ベローで
あるか（請求項７）、又は適当なプラスチツクから成っている（請求項８）こと
ができる。

【００１３】 更に弁板が軸線に対して直角な別の穴を持ち、この別の穴がばね荷重を受ける
ピストンを収容し、かつ圧力室に接続されている（請求項９）ことも、本発明の
範囲内にある。それによりいわば１回の洗い上げにより、非常に僅かな費用及び
同様な利点で、温度補償の精度を低下することがある液圧衝撃の減衰が直ちに行
われる。同様に弁板が圧力室に接続される逃し弁を持つこともできる（請求項１
０）。

【００１４】 本発明が図に基いて以下に説明される。

【００１５】 図１において、駆動装置の静止したハウジングが１で示されている。駆動ハウ
ジング２は図示しない動力源から駆動される。第１の出力軸３及び第２の出力軸
４は、図示されてないが、車両の１つの車軸の両方の車輪又は車両の２つの車軸
に伝動結合されている。両方の出力軸３，４は、駆動ハウジング２から、公知の
ように両方の出力軸３，４の間にトルク分配を行う差動歯車装置５を介して駆動
される。更に回転数差に関係する液体クラツチが、駆動ハウジング２と第１の出
力軸３との間に設けられ、摩擦クラツチ６と静液圧容積形機械７とから構成され
ている。

【００１６】 ハウジング１は概略的にのみ示されている。このハウジング１は油だめ環１０
及び軸受ブラケツト１１にねじ止めされている。ハウジング１内には油だめ１２
がある。軸受ブラケツト１１には、内側に密封片保持環１３がある。差動歯車装
置５は、駆動ハウジング２の一部を形成する差動歯車装置ハウジング１４、軸を
持つ差動歯車１５、第１の出力軸３に固定的に結合されている第１の従動傘歯車
１６、及び第２の出力軸４に固定的に結合されている第２の従動傘歯車１７から
成っている。

【００１７】 摩擦クラツチ６も同様に差動歯車装置ハウジング１４に収容され、このハウジ
ングの内側クラツチ歯２０に、外側薄板２１が相対回転しないか軸線方向移動可
能に設けられている。内側薄板２２は、第１の従動傘歯車１６に相対回転しない
ように結合されるクラツチ内側部分２３上に相対回転しないようにはまっている
。更に摩擦クラツチ６にはピストン２４も属し、このピストンは一方では圧力を
薄板２１，２２へ及ぼし、他方では差動歯車装置ハウジング１４に取付けられる
弁板２５と共に圧力室２６を形成している。

【００１８】 容積形機械７は、差動装置ハウジング１４にねじ止めされたポンプハウジング
２７に収容され、大体において、第１の出力軸３に相対回転しないように結合さ
れる内側回転子２８と、ポンプハウジング２７内で回転可能な偏心外側回転子２
９から成っている。両方の回転子２８，２９の間に動作空間３０が形成され、そ
の形状は容積形機械７の構造様式によって決定される。動作空間３０から少なく
とも１つの圧力通路３１（図２も参照）が摩擦クラツチの圧力室２６へ通じ、容
積形機械の構造様式に応じて、適当な自動制御装置を持つ複数の圧力通路を設け
ることができる。

【００１９】 図２には弁板２５が断面で示されている。この弁板は、軸線に対して直角な面
に絞り弁３３、脈動減衰器３４及び逃し弁３５を含んでいる。３６で示されるフ
ランジ穴を通して弁板２５が駆動ハウジング２及びポンプハウジング２７にねじ
止めされている。弁板２５は中心に円形穴３７を持ち、出力軸３が若干の遊撃を
もってこの円形穴を貫通している。

【００２０】 絞り弁３３は円筒状弁空間４０内に形成され、この弁空間は、軸線に対して直
角な面にあって出力軸３から少し離れて通りかつ両側で開いている円筒状穴であ
る。弁空間４０は一端で第１のねじ４１に終り、他端の近くではめ合い穴４２を
形成し、そこで第２のねじ４４に終っている。はめ合い穴４２は、圧力室２６（
図１）の方へ開く環状空間４３により中断されている。弁空間４０は、出力軸３
との間隔が最も小さいほぼ中心で、円形穴３７の方へ開き、この目的のため弁空
間４０に交差する三日月空間４５が形成されている。

【００２１】 弁空間４０の内部（図３も参照）には、第１のねじ４１へねじ込まれるねじ頭
部を持つ弁担体４６がある。弁担体４６には、温度に関係する長さの素子４７、
図示した実施例では波形の縦断面を持つ金属ベローが続き、この素子２７はねじ
止め４９を介して弁体４８に固定的に結合されている。素子２７から遠い方にあ
る弁体４８の部分は、内側に流路を持つ管５０として構成され、端部に制御縁５
１を持ち、この制御縁が後述するように環状室間４３の制御開口５５と共同作用
する。管５０の他端には側方開口５２が設けられ、この側方開口により管５０の
内部が弁空間４０に流れ接続されている。管５０の端部に作用する圧縮ばね５３
は、第２のねじ４４へねじ込まれるねじ５４に支持される。

【００２２】 絞り弁３３は、圧力室２６と一層低い圧力の空間例えば摩擦クラツチ６の内部
との接続を行う。圧力のかかっている液体は圧力室２６から環状空間４３へ達し
、この環状空間の制御開口と共同作用する制御縁５１のそばを通って管５０の内
部へ流入し、側方開口５２を通って弁空間４０へ流れ、そこで温度に関係する素
子４７のそばを流れ、その素子にその温度をとらせ、更に三日月状空間４５へ入
り、そこから円形穴３７及び場合によっては別の流通開口又は通路を経て摩擦ク
ラツチ６の内部へ達する。環状空間４３と制御縁５１との間に形成される流通断
面は、温度に関係する長さの素子４７の作用により、液体の温度に関係する。こ
の素子が一層熱く、従ってその粘度が一層低いと、断面も一層小さい。

【００２３】 脈動減衰器３４は、環状空間６１を経て圧力室２６に接続される穴６０と、一
方の側に環状空間６１の圧力を受けかつ他方の側に圧縮ばね６３の作用を受ける
ピストンから成り、この圧縮ばねはねじ栓６４に支持されている。穴６０は、軸
線に対して直角な面内で、できるだけ円形穴３７の近くで弁板２５にある。更に
弁板２５は、軸線に対して直角な面にある別の穴６５に収容される逃し弁３５を
含んでいる。この穴６５は、ばね荷重を受ける玉弁６６を介して、再び圧力室２
６の方へ開く通路６７に接続されている。玉弁により規定される圧力を超過する
と、液体が出口開口６７を通って流出する。

【００２４】 図４は、図３の細部ＩＶ、即ち環状空間４３の制御開口５５の軸線に対して直
角な壁と制御縁５１との共同作用を示している。図示を簡単にするため運動が反
転されている。制御縁５１は固定して示され、環状空間の境界により形成される
直線縁５５が、それぞれ特定の温度（−４０℃と１４０℃との間）に対応する種
々の位置で示されている。ここでは制御縁５１は対称で、軸線に対して直角な直
線部分７０からなり、この部分に直角に段部７１が続き、この段部に曲線部７２
が続き、この曲線部の形状は物理的法則性から生じる。曲線７２の両方の分岐は
、流れの低下する″水面″（縁５５）で減少する断面を与えるいわば″渓谷″を
形成している。環状空間の縁５５の種々の位置は５５′〜５５″″で示されてい
る。位置５５′に対して流通断面はハツチングを施されている。温度が上昇する
と、流通断面は直線５５″，５５′′′，５５″″より下の部分に減少する。

【００２５】 上述したことからわかるように、問題の解決のために重要な特徴は、弁板２５
の構成及び配置にある。従って液体クラツチ全体は非常に多様に構成することが
できる。図１に記載した実施形態は差動装置にまとめられる実施形態で、圧力室
２５が容積形機械とクラツチの間で駆動ハウジングに固定的に結合された位置に
ある。本発明の考えは異なるように構成されるクラツチにも同様に適用可能であ
る。

【００２６】 図５は変わった実施形態を示し、差動装置の存在なしに、駆動ハウジング８０
が摩擦クラツチ８１を介して出力軸８２を駆動する。静液圧装置８３は、摩擦ク
ラツチ８１を閉じるピストン８４に収容され、弁板２５はピストン８４の蓋を形
成している。ここでは弁板２５は摩擦クラツチ８１から特に大きく離れており、
それにより摩擦クラツチに場合によっては起因する温度変動は一層小さくなる。
弁板２５は、駆動ハウジング８０と共に、弁板２５に関して上述した実施例に正
確に一致する圧力室８５を形成している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による液体クラツチの縦断面を示す。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩによる横断面を示す。

【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩによる縦断面を示す。

【図４】 図３の細部ＩＶを展開しかつ著しく拡大して示す。

【図５】 本発明により構成される液圧クラツチの縦断面を変わった実施形態において示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホーフエル， マンフレート オーストリア国 アー−8041 グラーツ デイーゼルヴエーク７／30 (72)発明者 カルトマン， ジーグフリート オーストリア国 アー−8047 グラーツ ラグニツツタールヴエーク58 (72)発明者 シユトラスシイール， アンドレアス オーストリア国 アー−8010 グラーツ ブロツクマンガツセ93

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転数に関係する液体クラツチであって、回転する駆動ハウ
   ジング（２；８０）、この中に設けられる静液圧容積形機械（７）、出力軸（３
   ）、及び出力軸（３）を駆動ハウジング（２；８０）に結合する摩擦クラツチ（
   ６）から成り、駆動ハウジングと出力軸との間に差回転数が現われると、圧力室
   （２６；８５）に圧力が発生されて、摩擦クラツチ（６）を作用させ、圧力室が
   少なくとも１つの弁を介して一層低い圧力の空間に接続されているものにおいて
   、弁空間（４０）内に案内されかつ温度に関係する長さの素子（４７）に支持さ
   れる弁体（４８）によって形成される絞り弁（３３）が設けられ、弁体（４８）
   が弁空間（４０）の制御開口（５５）と共同作用する制御縁（５１）を持ち、制
   御開口（５５）が圧力室（２６；８５）と一層低い圧力の空間との接続を行うこ
   とを特徴とする、回転数差に関係する液体クラツチ。
2. 【請求項２】 絞り弁（３３）が弁板（２５）に形成され、この弁板（２５
   ）において弁空間（４０）が、軸線に対して直角な面にあって小さい間隔をおい
   て中心軸線（３）のそばを通り過ぎる穴であることを特徴とする、請求項１に記
   載の回転数差に関係する液体クラツチ。
3. 【請求項３】 弁板（２５）が駆動ハウジング（２）に固定的に結合され、
   圧力室（２６）が、摩擦クラツチ（６）と共同作用する環状ピストン（２４）と
   弁板（２５）との間に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の回転
   数差に関係するクラツチ。
4. 【請求項４】 弁板（２５）が環状ピストン（８４）に固定的に結合される
   か又はこのピストン（８４）の一部であり、圧力室（８５）が回転する駆動ハウ
   ジング（８０）と静液圧容積形機械（７）を収容する環状ピストン（８４）との
   間にあり、弁板（２５）が摩擦クラツチ（６）から遠い方にあるピストン（４）
   の側に取付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の回転数差に関係す
   る液体クラツチ。
5. 【請求項５】 ａ）弁空間（４０）の制御開口（５５）が、この弁空間を包囲して圧力室（２６ ；８５）に接続される環状空間（４３）を形成し、 ｂ）弁体（４６）が少なくとも部分的に管（５０）であり、温度に関係する長さ の素子（４７）から遠い方にある管の側が制御縁（５１）を形成し、温度に 関係する長さの素子に近い方にある管の側が、弁空間（４０）への開口（５ ２）を持ち、 ｃ）弁空間（４０）が弁板（２５）の中心穴（３７）に接続されていることを特
   徴とする、請求項１に記載の回転数差に関係する液体クラツチ。
6. 【請求項６】 圧力室（２６；８５）に存在する圧力が温度に無関係である
   ように、制御縁（５１）が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の
   回転数差に関係する液体クラツチ。
7. 【請求項７】 温度に関係する長さの素子（４７）が、波形の縦断面を持つ
   金属ベローであることを特徴とする、請求項１に記載の回転数差に関係する液体
   クラツチ。
8. 【請求項８】 温度に関係する長さの素子（４７）が、適当なプラスチツク
   から成っていることを特徴とする、請求項１に記載の回転数差に関係する液体ク
   ラツチ。
9. 【請求項９】 弁板（２５）が軸線に対して直角な別の穴（６０）を持ち、
   この別の穴がばね荷重を受けるピストン（６２）を収容し、かつ圧力室（２６；
   ８５）に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の回転数差に関係す
   る液体クラツチ。
10. 【請求項１０】 弁板（２５）が圧力室（２６；８５）に接続される逃し弁
    （３５）を持っていることを特徴とする、請求項２に記載の回転数差に関係する
    液体クラツチ。