JP2016530470A - Awd車用のカップリング - Google Patents

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Abstract

AWD車用のカップリングであって、交互に並ぶディスク(6,7;56,57;76,77)を含むディスクパッケージと、油圧ピストン(9;59;79)と、を備え、交互に並ぶディスクは、共に回転するように接続されるが、カップリングの入力(1;52,71)および出力軸(2;51,72)それぞれに関して軸方向に移動可能であり、油圧ピストンは、油圧の作用下でディスクパッケージを押し付け、これによって、入力軸が出力軸に接続される接続モードを確立する。カップリングスラックアジャスタ(13‐15;64,65;83‐85)が、非接続モードで油圧ピストン(9;59;79)の休止位置を機械的に確立するために設けられ、非接続モードでは、ディスクの摩耗にかかわらず、ディスクパッケージの所定の緩みが作られる。【選択図】図2

Description

本発明は、交互に並ぶディスクを含むディスクパッケージと、油圧ピストンと、を備えるAWD車用のカップリングに関し、交互に並ぶディスクは、共に回転するように接続されるが、カップリングの入力(ingoing)および出力軸(outgoing axle)それぞれに関して軸方向に移動可能であり、油圧ピストンは、油圧の作用下でディスクパッケージを押し付け、これによって、入力軸が出力軸に接続される接続モードを確立する。
当技術分野でよく知られているように、AWD(全輪駆動)車には、自動車エンジンから全ての車両ホイールに駆動トルクを配分する少なくとも1つの油圧ディスクカップリングを設けることができる。特に、そのようなカップリングは、前車軸と後車軸のホイールとの間の駆動ラインに設けることができ、ほとんどの場合、後車軸ディファレンシャルの近くである。
時には、AWD車をFWD(前輪駆動)モードで使用することが望ましい場合がある。この場合この場合、カップリングは非接続である、すなわち、そのディスクは互いに切り離されている。
非接続モードのカップリングで自動車を運転することにより、自動車の回転マスは減少し、燃料消費がより少なくなる。
実際の場合、1つまたは2つのベベルギアトランスミッションを含む可能性のある、自動車のプロペラシャフトまたは中間シャフトは、一端に油圧ディスクカップリングを、他端にシンプルな接続カップリング(例えばかみ合いクラッチ)を、有する。非接続モードでは、これらのカップリングは、所望の効果を得るために非接続でなければならない。
AWDモードが再開されるとき、油圧ディスクカップリングは、その接続状態(接続モード)を極めて急速に取り戻す必要があり、例えば0.4‐0.5秒以内である。いくつかの理由で、完全な非接続状態からのそのような短時間は、実現するのが難しい。
適切な非接続を確保するために、カップリングからのドラッグトルクが最小化されるように、カップリングの隣り合うディスク間の遊びは、典型的に0.08‐0.10mmのオーダーでなければならない。これは、カップリングの油圧で動くピストンのかなりの動きまたはストロークが要求されることを意味する。カップリングにはいくつかのディスクがあるからである。
他方、カップリングのディスクの摩耗は、さらに長いピストンストロークと、従って非接続モードからカップリングが接続モードに至るためのより長い時間と、を結果的にもたらす。
従って、本発明の主な目的は、カップリングで摩耗ディスクであっても、カップリングの接続時間を最小限にすることである。
これは、本発明に従って、非接続モードで油圧ピストンの休止位置を機械的に確立するカップリングスラックアジャスタによって達成され、非接続モードでは、ディスクの摩耗にかかわらず、ディスクパッケージの所定の緩みが作られる。
そのようなカップリングスラックアジャスタは、好ましくは、第1スラックアジャスタスリーブを備え、第1スラックアジャスタスリーブは、カップリングの部材へのプレスフィット接続によって、およびピストンとの作動関係によって、ピストンの新しい休止位置を、接続モードから非接続モードへのその戻しストロークの際に、確立でき、非接続モードは、その作動ストロークの際にピストンの長過ぎるストロークに従い、プレスフィットの力よりも小さい力での戻しばねまたは接続解除ばねの作用下にある。
この全般的枠組み内で、いくつかの実際的な実施形態が実行可能である。
第1実施形態では、第1スラックアジャスタスリーブは、ピストンに接続されたプレスリングにプレスフィットで搭載でき、カップリングの非接続モードから接続モードへのプレスリングとのスリーブの動きは、カップリングのハウジングに取り付けられた第2スラックアジャスタスリーブとの接触によって制限される。
ここに、第1スラックアジャスタスリーブと第2アジャスタスリーブとは、第1スリーブが第2スリーブによって軸方向に導かれるように形作られてよく、一方、戻しばねまたは接続解除ばねが、2つのスリーブの間に配置される。
第2アジャスタスリーブには、フィンガーが設けられてもよく、フィンガーは、第1スラックアジャスタスリーブの端壁の開口を通って延び、カップリングハウジングのリング表面としっかりと係合し、第1スリーブの最大ストロークを定める。
第2実施形態では、第1アジャスタスリーブは、カップリングハウジングのリング表面にプレスフィットで取り付けられることができ、カップリングの非接続モードから接続モードへのスリーブの動きは、ディスクが過度にすり減っているときに、スリーブエッジと接触するピストンの突出部によって引き起こされる。
ここで、第2スラックアジャスタスリーブは、プレスリングおよびピストンに取り付けられてよく、これら2つの部材を接続し、第2スリーブは、ピストンとカップリングハウジング部分との間の戻しばねまたは接続解除ばねの作用下でピストンの戻しストロークの際に、第1スリーブと接触する。
第3実施形態では、第1スラックアジャスタスリーブは、軸方向軸受にわたるピストンに作用されるプレスリングにプレスフィットで搭載でき、カップリングの接続モードから非接続モードへのプレスリングとのスリーブの動きは、カップリングの出力軸に取り付けられた第2スラックアジャスタスリーブのフランジによって制限される。
ここに、戻しばねまたは接続解除ばねを、カップリングの出力軸と第1スラックアジャスタスリーブとの間に配置できる。
本発明は、添付図面を参照して以下でさらに詳しく説明される。
本発明の第1実施形態によるスラックアジャスタを含む湿式ディスクカップリングの断面であり、カップリングは非接続モードで示されている。 図1の拡大部分Aである。 同じ拡大部分であるが、カップリングは接続モードである。 本発明の第2実施形態によるスラックアジャスタを含む湿式ディスクカップリングの断面であり、カップリングは非接続モードで示されている。 図4の拡大部分Bである。 同じ拡大部分であるが、カップリングは接続モードである。 本発明の第3実施形態によるスラックアジャスタを含む湿式ディスクカップリングの断面であり、カップリングは接続モードで示されている。 図7の拡大部分Cである。
AWD(全輪駆動)車の駆動システムは、当技術分野でよく知られている。典型的な例は、国際公開WO2011/043722号に示されている。そのようなシステムは、エンジン、ディファレンシャル付きの前車軸、中間シャフトまたはカルダンシャフト、およびディファレンシャル付きの後車軸を有する。走行状態に従ってトルクを前車軸だけでなく後車軸にも配分するために、電子制御式湿式ディスクカップリングが、駆動ラインで後車軸に、しばしば中間シャフトに、あるいはリアディファレンシャルの近くに、配置される。
そのような湿式ディスクカップリングの第1実施形態は、図1に断面で示されている。以下の説明は、本発明の適切な理解に重要なカップリングのそのような特徴および詳細に焦点を合わせ、それは第2および第3実施形態にも当てはまる。
カップリングの目的は、入力軸1(スタブアクスルの形で)を同軸の出力軸2に、選択的に接続することである。入力軸1と出力軸2とは、軸受4によって、互いに関しておよびカップリングハウジング3に関して軸支される。入力軸1に取り付けられているのはディスクスリーブ5であり、ディスクスリーブ5に第1セットのディスク6が軸方向に移動可能に配置される。ディスク6は、それと共に回転するためにディスクスリーブ5に接続される。対応して、第2セットのディスク7が、出力軸2の端部で軸方向に移動可能に配置される。ディスク7は、共同で回転するために出力軸2の端部に接続される。2つのセット6,7からのディスクは、交互に並ぶ。ディスクは、ディスクパッケージを共に形成する。ディスク6,7が回転ディスクリング8によって押し付けられると、入力軸1と出力軸2とは、互いに接続される(接続モード)。もしそうでないなら、入力軸1と出力軸2とは、互いに接続されない(非接続モード)。潤滑および冷却油が、ディスク6,7および近接部品を含むコンパートメントに提供される。湿式ディスクカップリングが形成する。カップリングは、図1にその非接続モードで示されている。
環状ピストン9は、カップリングハウジング3の中に配置される。それは、入力軸1と出力軸2の軸方向に移動可能である。ピストン9は、それの左に与えられる油圧の作用下で、図の右に移動可能である。ピストン9は、カップリングハウジング3の中で固定ガイドスリーブ10によって導かれる。
ピストン9は、軸方向に移動可能であるが回転不能であるプレスリング11と接触し、プレスリング11は、今度は軸方向軸受12を介して回転ディスクリング8と接触する。
従って、図の右の方にピストン9に作用する油圧は、ディスク6,7を一つにまとめる軸方向の力として伝達され、図3に示されている接続モードを確立する。
非接続モードから非常に急速に接続モードに達するべきならば、ディスク摩耗は、重要である。摩耗カップリングディスクでは、ピストン9のストロークは増加し、従って接続モードに到達するのに必要な時間が増加する。本発明は、カップリングスラックアジャスタを提供することによってこの問題を解決することに向けられている。
図2および3に最も明確に示されているように、2つのスラックアジャスタスリーブが提供される:第1スリーブ14および第2スリーブ15。第1スラックアジャスタスリーブ14は概ねU形であるのに対して、第2スラックアジャスタスリーブ15は、概ねZ形であり、第1スリーブ14に関して適切に寸法を決められ、その結果、‐図2および3に明確に見えるように‐2つのスリーブは、互いに関して軸方向に移動可能であり、第2スリーブ15は、第1スリーブ14によって導かれる。
第2スラックアジャスタスリーブ15には、フィンガー15’が備わっており、フィンガー15’は、第1スラックアジャスタスリーブ14の左壁の適当な開口を通って図の左の方へ延びる。第1スリーブ14への第2スリーブ15の挿入の後に、第1スリーブ14のエッジ14’は曲げられ、第2スリーブ15が第1スリーブ14内に保持されて、第1スリーブ14での第2スリーブ15の相対軸方向運動が制限されるようになっている。
圧縮ばね13(例えば波形ばねの形)が、2つのスラックアジャスタスリーブ14,15の間に設けられ、2つのスリーブを軸方向に押し開く軸方向の力を提供する。このばね13は、‐以下の通りに‐ピストン9用の戻しばねとして働く。ばねは、接続解除ばねとも称される。(ばね13は、図2でそうあるべきであった伸張状態で示されていない。)
第2スラックアジャスタスリーブ15のフィンガー15’は、カップリングハウジング3のリング表面3’との非常に強いプレスフィットを有し、実際には、第2スリーブ15はカップリングハウジング3に固定される。
第1スラックアジャスタスリーブ14は、カップリングハウジング3への第2スリーブ15のプレスフィットよりも弱いプレスフィットで、プレスリング11に搭載される。
図2に示されている非接続モードでピストン9に油圧が適用されると、ピストン9とプレスリング11とは、図の右に動く。カップリングの緩みが所望の範囲内であると、すなわち、そのディスク6,7が過度にすり減っていないと、第1スラックアジャスタスリーブ14の端壁は、フィンガー15’と第2スリーブ15の主要部分との間の転移線に到達せず、プレスリング11と第1スラックアジャスタスリーブ14との間の相対運動がない。
他方、カップリングの緩みが一定の所望の範囲を超えると、すなわち、そのディスク6,7がすり減っていると、第1スラックアジャスタスリーブ14の端壁は、第2スリーブ15の主要部分と接触する。ピストン9に作用する油圧が十分高いと、プレスリング11と第1アジャスタスリーブ14との間のプレスフィットは克服され、第1アジャスタスリーブ14が、プレスリング11上でさらに右の方に新しい位置をとるようになっている。
接続解除ばね13の影響下での図2に示されている非接続モードへのその後の復帰では、ピストン9は、その端部位置に戻らない。第1スラックアジャスタスリーブ14のエッジ14が、第2スラックアジャスタスリーブ15に接触するからである。第2スラックアジャスタスリーブ15のプレスフィットは、接続解除ばね13の力よりも強い。
ピストン9は新しい休止位置をとり、カップリングの適切な緩みが再確立した。
湿式ディスクカップリングの第2実施形態は、図4に断面で示されている。
カップリングの目的は、出力軸51を同軸の入力スプラインスリーブ52に、選択的に接続することである。実際上の理由で、この入力スリーブは、以下で入力軸52と定義される。軸51および52は、軸受54によって、互いに関しておよびカップリングハウジング53に関して軸支される。出力軸51に取り付けられているのはディスクスリーブ55であり、ディスクスリーブ55に第1セットのディスク56が軸方向に移動可能に配置される。ディスク56は、それと共に回転するためにディスクスリーブ55に接続される。対応して、第2セットのディスク57が、軸方向に移動可能に入力軸52上に配置される。ディスク57は、共同で回転するために軸52に接続される。2つのセット56,57からのディスクは、交互に並ぶ。ディスク56,57が回転ディスクリング58によって押し付けられると、出力軸51と入力軸52とは、互いに接続される(接続モード)。もしそうでないなら、軸51,52は、互いに接続されない(非接続モード)。潤滑および冷却油が、ディスク56,57および近接部品を含むコンパートメントに提供される。湿式ディスクカップリングが形成する。カップリングは、図4にその非接続モードで示されている。
環状ピストン59は、カップリングハウジング53の中に配置される。それは、軸51および52の軸方向に移動可能である。ピストン59は、それの右に与えられる油圧の作用下で、図の左に移動可能である。ピストンは、カップリングハウジング53の中で固定ガイドスリーブ60によって導かれる。
ピストン59は、軸方向に移動可能であるが回転不能であるプレスリング61と接触し、プレスリング61は、今度は軸方向軸受62を介して回転ディスクリング8と接触する。
従って、ピストン59に作用する油圧は、ディスク56,57を一つにまとめる軸方向の力として伝達され、図6に示されている接続モードを確立する。
ピストン59用の戻しばねは、皿ばね63の形でピストン59とガイドスリーブ60との間に配置される。戻しばね63は、代替的に接続解除ばねと称されることもある。
図5および6に最も明確に示されているように、2つのスラックアジャスタスリーブが提供される:第1スリーブ64および第2スリーブ65。
第2スラックアジャスタスリーブ65は、実際ピストン59とプレスリング61との間の固定接続を確立し、従ってこれらの部品との非常に強いプレスフィットを有する。それは、軸方向軸受62のための径方向案内も提供する。第2スラックアジャスタスリーブ65には、第1スラックアジャスタスリーブ64が協働する端部フランジ65’を設けることができる。第2スラックアジャスタスリーブ65は、別の種類の接続手段に置き換えられ得る。
第1スラックアジャスタスリーブ64は、カップリングハウジング53のリング表面53’とのプレスフィットを有する。このプレスフィットは、第2スラックアジャスタスリーブ65のプレスフィットよりも弱く、記載される一定の状況下で第1スラックアジャスタスリーブ64とそれのリング表面53’との間の相対運動を可能にする。
ピストン59には、環状突出部59’が設けられ、環状突出部59’は、スリーブエッジ64’と協働することが意図される。
図5に示されている非接続モードでピストン59に油圧が適用されると、第1スラックアジャスタスリーブ64によって共に保持される圧力リング61とピストン59とを備えるユニットは、図の左に動く。カップリングの緩みが所望の範囲内であると、すなわち、そのディスク56,57が過度にすり減っていないと、ピストン突出部59’は、スリーブエッジ64’に到達せず、第1スラックアジャスタスリーブ64は、左に動かない。
他方、カップリングの緩みが所望の範囲を超えると、すなわち、そのディスク56,57が過度にすり減っていると、ピストン突出部59’は、スリーブエッジ64’と接触し、それを図の左に動かす。ピストン59に作用する油圧が十分高いと、第1スラックアジャスタスリーブ64とハウジングリング表面53’との間のプレスフィットは克服され、第1スリーブ64が、ハウジングリング表面53’上でさらに左の方に新しい位置をとるようになっている。
接続解除ばね63の影響下での図5に示されている非接続モードへのその後の復帰では、ピストン59は、その端部位置に戻らない。スリーブフランジ65’が、第1スラックアジャスタスリーブ64と接触するからである。このスリーブ64は、接続解除ばね63の力よりも強い、そのプレスフィットによってその位置で保持される。
カップリングの適切な緩みが再確立した。
湿式ディスクカップリングの第3実施形態は、図7に断面で示されている。
カップリングの目的は、入力軸71を同軸の出力軸72に、選択的に接続することである。2つの軸71および72は、軸受74によって、互いに関しておよびカップリングハウジング73に関して軸支される。第1セットのカップリングディスク75が、入力軸71の端部で軸方向に移動可能に配置される。ディスク75は、共同で回転するために入力軸71の端部に接続される。間接的に出力軸72に取り付けられているのはディスクスリーブ76であり、ディスクスリーブ76に第2セットのカップリングディスク77が軸方向に移動可能に配置される。ディスク77は、共同で回転するためにディスクスリーブ76に接続される。2つのセット75,77からのディスクは、交互に並ぶ。ディスク75,77が回転ディスクリング78によって押し付けられると、2つの軸71,72は、互いに接続される(接続モード)。もしそうでないなら、2つの軸71,72は、互いに接続されない(非接続モード)。潤滑および冷却油が、ディスク75,77および近接部品を含むコンパートメントに提供される。湿式ディスクカップリングが形成する。カップリングは、図7にその接続モードで示されている。
環状ピストン79は、カップリングハウジング73に配置される。それは、それの右に与えられる油圧の作用下で、2つの軸71,72の軸方向に図の左の方に移動可能である。ピストン79は、カップリングハウジング73の中で固定ガイドスリーブ80によって導かれる。
ピストン79は、軸方向軸受82を介して、軸方向に移動可能な、回転プレスリング81と接触する。回転ディスクリング78との接触は、回転プレスシリンダ81Aによって提供される。
従って、図の右の方にピストン79に作用する油圧は、ディスク75,77を一つにまとめる軸方向の力として伝達され、図7および8に示されている接続モードを確立する。
図8に最も明確に示されているように、2つのスラックアジャスタスリーブが提供される:第1スリーブ84および第2スリーブ85。2つのスラックスリーブ84および85は、概ねU形である。第1スラックアジャスタスリーブ84は、圧力リング81上で比較的弱いプレスフィットで保持されるが、第2スラックアジャスタスリーブ85に関して自由に回転可能である。この第2スリーブ85は、それの上フランジ85’で軸72に非常に強いプレスフィットで保持され、実際それが軸72に固定されるようになっている。
圧縮ばね83(例えば皿ばね)が、第1スラックアジャスタスリーブ84と軸72との間に設けられることができ、図の右の方に軸方向の力を提供し、従って、プレスリング81と第1スリーブ84との間のプレスフィットが、ばね83の力よりも強力ならば、ピストン79用の戻しばねとしての機能を果たす。このばね83は、接続解除ばねとも称される。
図7および8に示されていない非接続モードでピストン79に油圧が適用されると、ピストン79、プレスリング81およびプレスシリンダ81Aは、図の左の方に動き、示されている接続モードになる。カップリングの緩みが所望の範囲内であると、すなわち、そのディスク75,77が過度にすり減っていないと、第1スラックアジャスタスリーブ84は、ばね83の作用下での非接続モードへの次の戻しストロークの際に、第2スラックアジャスタスリーブ85の制御フランジ85’’と動作可能に接触しない。
他方、カップリングの緩みが一定の所望の範囲を超えると、すなわち、そのディスク75,77がすり減っていると、第1スラックアジャスタスリーブ84は、示されている接続モードから非接続モードへの戻しストロークの際に、第2スラックアジャスタスリーブ85のフランジ85’’によって止められる。第1スラックアジャスタスリーブ84は、戻しばねまたは接続解除ばね83の力が、プレスリング81と第1スリーブ84との間のプレスフィットよりも大きいならば、プレスリング81上で動かされる。
カップリングの適切な緩みが再確立した。
図1‐3および図4‐6それぞれによる2つの第1実施形態では、非接続から接続モードへのストロークまたは油圧ピストンの適用ストロークの際に、適切な緩みが再確立するのに対して、図7,8による第3実施形態の場合は、逆である。
添付の「特許請求の範囲」に記載の範囲内で、変更が可能である。

Claims (9)

  1. AWD車用のカップリングであって、
    交互に並ぶディスク(6,7;56,57;76,77)を含むディスクパッケージであって、交互に並ぶディスク(6,7;56,57;76,77)は、共に回転するように接続されるが、カップリングの入力軸(1;52,71)および出力軸(2;51,72)それぞれに関して軸方向に移動可能である、ディスクパッケージと、
    油圧ピストン(9;59;79)であって、油圧の作用下でディスクパッケージを押し付け、これによってカップリングを非接続モードから接続モードに変え、接続モードでは、入力軸が出力軸に接続される、油圧ピストンと、
    を備え、
    非接続モードで油圧ピストン(9;59;79)の休止位置を機械的に確立するためのカップリングスラックアジャスタ(13‐15;64,65;83‐85)であって、非接続モードでは、ディスクの摩耗にかかわらず、ディスクパッケージの所定の緩みが作られる、カップリングスラックアジャスタを特徴とする、カップリング。
  2. 請求項1に記載のカップリングであって、第1スラックアジャスタスリーブ(14;64;84)を備え、第1スラックアジャスタスリーブ(14;64;84)は、カップリングの部材(11;53’;81)へのプレスフィット接続によって、およびピストン(9;59;79)との作動関係によって、ピストンの新しい休止位置を、接続モードから非接続モードへのその戻しストロークの際に、確立でき、非接続モードは、その作動ストロークの際にピストンの長過ぎるストロークに従い、プレスフィットの力よりも小さい力での戻しばねまたは接続解除ばね(13;63;83)の作用下にある、カップリング。
  3. 請求項2に記載のカップリングであって、第1スラックアジャスタスリーブ(14)は、ピストン(9)に接続されたプレスリング(11)にプレスフィットで搭載でき、カップリングの非接続モードから接続モードへのプレスリング(11)とのスリーブ(14)の動きは、カップリングのハウジング(3)に取り付けられた第2スラックアジャスタスリーブ(15)との接触によって制限される、カップリング。
  4. 請求項3に記載のカップリングであって、第1スラックアジャスタスリーブ(14)と第2アジャスタスリーブ(15)とは、第1スリーブ(14)が第2スリーブ(15)によって軸方向に導かれるように形作られ、戻しばねまたは接続解除ばね(13)が、2つのスリーブの間に配置されている、カップリング。
  5. 請求項4に記載のカップリングであって、第2アジャスタスリーブ(15)には、フィンガー(15’)が設けられ、フィンガー(15’)は、第1スラックアジャスタスリーブ(14)の端壁の開口を通って延び、カップリングハウジング(3)のリング表面(3’)としっかりと係合し、第1スリーブ(14)の最大ストロークを定める、カップリング。
  6. 請求項2に記載のカップリングであって、第1アジャスタスリーブ(64)は、カップリングハウジング(53)のリング表面(53’)にプレスフィットで取り付けられ、カップリングの非接続モードから接続モードへのスリーブ(64)の動きは、ディスク(56,57)が過度にすり減っているときに、スリーブエッジ(64’)と接触するピストン(59)の突出部(59’)によって引き起こされる、カップリング。
  7. 請求項6に記載のカップリングであって、第2スラックアジャスタスリーブ(65)は、プレスリング(61)およびピストン(59)に取り付けられ、これら2つの部材(61,59)を接続し、第2スリーブ(65)は、ピストンとカップリングハウジング部分(60)との間の戻しばねまたは接続解除ばね(63)の作用下でピストン(59)の戻しストロークの際に、第1スリーブ(64)と接触する、カップリング。
  8. 請求項2に記載のカップリングであって、第1スラックアジャスタスリーブ(84)は、軸方向軸受(82)にわたるピストン(79)に作用されるプレスリング(81)にプレスフィットで搭載され、カップリングの接続モードから非接続モードへのプレスリング(81)とのスリーブ(84)の動きは、カップリングの出力軸(72)に取り付けられた第2スラックアジャスタスリーブ(85)のフランジ(85’’)によって制限される、カップリング。
  9. 請求項8に記載のカップリングであって、戻しばねまたは接続解除ばね(83)が、カップリングの出力軸(72)と第1スラックアジャスタスリーブ(84)との間に配置されている、カップリング。
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