JP3554537B2 - 粘性カップリング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対称的な自由走行構体を備えた粘性カップリング、とくに、ハブおよびハウジングからなっている２つの部分を有し、これら２つの部分がこれら２つの部分間の正の速度差の結果として、前記２つの部分間のトルクの伝達のために互いに内部に支持され、共通の長手方向軸線のまわりに相対的に回転可能でありそして高い粘性の流体で充填される環状室を形成する２つの部分を有し、そのさい前記回転可能な部分の第１の部分に回転固定の方法で接続される第１カップリング板、および前記回転可能な部分の第２の部分に回転固定の方法で接続可能な第２のカップリング板が長手方向に交互に配置される、粘性カップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
常時駆動される第１軸と必要時にのみ駆動される第２軸を備え、そのさいカップリングの部分が第２軸用駆動ラインにおいて入力端および出力端に接続される、自動車の駆動ラインにおける粘性カップリングの使用方法が知られておりかつ粘性カップリングの最も頻繁な用途を構成している。とくに、また、入力端が出力端に対してリードするならばロック作用を有しかつ出力端が入力端に対してリードするならば非ロック作用を有する自由走行構体と粘性カップリングを組み合わせることも知られており；これは車両の前進駆動に当てはまる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
その欠点は、車両が後退するとき、すなわち、回転の方向が逆にされるとき、自由走行構体は粘性カップリングをロック解除しかつ第２軸は駆動されることができず、第１軸で少しも把持しないとき、第２軸は接続されることができない。この欠点を克服するために、自由走行構体がそれによって逆転の間中再びブリッジされる追加の切り換え装置を設ける必要があった。
【０００４】
それゆえ、本発明の目的は、一般の駆動方向入力、すなわち、前進駆動中の車両において使用される場合に、自由に切り換え可能な粘性カップリングの機能を実施しかつ反対の駆動方向において、すなわち、逆転しかつ第１軸においてスリップを有するときロック可能である粘性カップリングを設けることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハブとハウジングからなる２つの部分を有し、前記２つの部分が、前記２つの部分間の正の速度差の結果として、前記２つの部分間のトルク伝達のために互いに内部に支持され、共通の長手方向軸線のまわりに相対的に回転可能であり、高い粘性の流体で充填される環状室を形成し、前記回転可能な部分の第１の部分に回転可能に固定された方法で接続される第１カップリング板、および前記回転可能な部分の第２の部分に回転可能に固定された方法で接続可能な第２のカップリング板が長手方向に交互に配置される粘性カップリングにおいて、自由走行構体が２つのリング部分と中間ロック部材とケージを備え、前記中間ロック部材が前記ケージ内で保持されており、前記ケージが前記環状室の内部に位置決めされ、かつ、前記２つの部分の第２の部分の半径方向の壁に隣接する制動板に接続されており、前記自由走行構体は、トルクが前記２つの部分の第１および第２の部分間の正の速度差において第１方向に流れる場合に、少なくとも所定の回転加速度以上で、前記リング部分の相対的な回転の両方向においてロック作用を有し、トルクが前記２つの部分の第１および第２部分間の負の速度差において第２方向に流れる場合に、前記２つのリング部分の回転の両方向において非ロック作用を有し、前記自由走行構体は相対的に回転可能である前記２つの部分の一方と、相対的に回転可能である前記２つの部分のこの特定の一方の前記カップリング板の少なくとも一部分を支持する板支持体との間で作動する粘性カップリングによって達成される。
【０００６】
カップリング板の部分のみが板支持体によってそれぞれの回転可能な部分に連結されることができ、それに反して前記部分と連係する残りのカップリング板が回転固定の方法において前記部分に常時接続されるならば、カップリングは、ゼロにより開始する差動速度範囲において、最初に通常の粘性カップリングの特性曲線からなる。カップリング板の第２の部分が最小差動速度の関数として板支持体によって支持されるとき、一定の差動速度から上方に、対応してより大きい粘性カップリングの特性曲線を超えて変化することができる。
【０００７】
板支持体が一定の関連の回転加速の結果として接続されるならば、１つの特性曲線から他の特性曲線への切り換えは回転加速の結果として絶対的な差動速度から独立して引き起こされる。相対的に回転し得る部分の一方のすべてのカップリング板がその特定の部分に板支持体によって連結されるかまたはそれから連結解除される場合には、通常の粘性カップリングの特性に関して必要はなく、そしてカップリングは全体として差動速度の結果としてまたは回転加速の結果として接続され得る。この特徴の好都合な効果は、操作の間中、本発明の粘性カップリングはロックされないかまたは僅かにロックされそして第２の駆動軸はかなりのスリップが第１の駆動軸において発生する場合にのみ有効に連結されるということである。結果として、操作の間中回避されるべき駆動ラインの歪みは発生されない。これは前進駆動および後退に適用される。
【０００８】
トルクの流れが逆にされるとき、すなわち、負の差動速度（前軸が後軸によって逆転されている）の場合において、自由走行ユニットは失敗なしにロック解除する。この駆動状態は前進駆動の間中のみ、すなわち、第１駆動軸が遮断されるとき実際的に考えられる。
【０００９】
特別な実施例によれば、自由走行構体は相対的に回転可能な部分の一方に対して制動可能（保持可能）であるケージ内に保持されそして制動（保持）されるとき、前記自由走行構体を遮断させるロック部材からなっている。この文脈において、とくに、前記ケージが，密封された環状室の内部に位置決めされかつ相対的に回転し得る前記部分の他方の半径方向の壁に隣接する制動板に接続されることが提案されている。第１部分のカップリング板と板支持体に接続されたカップリング板との間のゆっくり増加する差動速度の場合において、板支持体に接続されたカップリング板は同一速度で駆動される。急激に増加するおよび／または上方の差動速度の場合において、他方の部分の隣接する壁によりケージの板は他方の部分に対して後ろに留まり、その結果自由走行ユニットは遮断されかつカップリング板が第２の部分に連結される。この方法において、カップリングは有効となりかつ種々の特性に変化する。
【００１０】
自由走行ユニットのロック部材は前記リング部分の第１の部分において傾斜面間の中央位置に位置決めされ、これに反して傾斜面は前記リング部分の第２の部分において中心環状面と協働する。周部方向のロック部材を中心の非ロック位置に戻すばね手段が設けられる。
【００１１】
【実施の形態】
図１は駆動ラインにおいて入力端に接続し得るハブ１１および駆動ライン入力出力端に接続し得るハウジング１２からなっている粘性カップリングを示している。このために、ハブは内方歯１３を備えそして幾つかの部分からなっているハウジング１２は内方歯１４を備えている。２つの部分１１，１２は摺動密封体１５，１６によって相対的に密封されかつ環状室１７を形成している。ハブ１３は回転固定のかつ軸方向に浮動の方法において第１カップリング板１９を保持する外方歯１８からなっている。長手方向には、第１カップリング板１９と交互にかつ回転固定のかつ軸方向に浮動の方法において板支持体２２の内方歯２２に保持される第２のカップリング板２０が設けられている。
【００１２】
前記板支持体２２は、実質上、ハウジング１２に堅固に接続されかつ外方環状面２５を有している内方リング２４、回転固定方法において板支持体２２に接続されかつ傾斜面２７を有している外方リング２６、および複数の周部に分布されたロック部材２８からなっている自由走行ユニット２３によって、ハウジング１２と連結され得る。ロック部材２８はケージ２９に保持され、このケージに、近傍に配置されかつしたがってハウジング１２の半径方向の壁と相互に作用する制動板３０が固定される。断面において見られ得るように、内方リング２４の外方環状面２５は完全に筒状であり、その結果制動板３０によりケージに対するハウジング１２の関連の回転運動が発生するならば、ロック作用は発生されることができない。
【００１３】
他方で、外方リング２６の傾斜面２７において、ロック部材２８の図示中心位置の両側から、傾斜３１，３２が設けられ、その結果、制動板３０のケージ２９に対する板支持体２２の関連の回転の場合に、自由走行構体は即座に遮断される。ロック部材２８が周部で移動されるならば、復帰力がばねによって外方リング２６に対して発生される（詳細には図示されない）。
【００１４】
図２は駆動ラインにおいて入力端に接続し得るハブ１１および駆動ラインにおいて出力端に接続し得るハウジング１２からなっている粘性カップリングを示している。このために、ハブは内方歯１３を備えそして幾つかの部分からなっているハウジング１２は内方歯１４を備えている。２つの部分は摺動密封体１５，１６によって相対的に密封されかつ環状室１７を形成している。ハブ１３は回転固定のかつ軸方向に浮動の方法において第１カップリング板１９を保持する外方歯１８からなっている。長手方向には、第１カップリング板１９と交互にかつ回転固定のかつ軸方向に浮動の方法において板支持体２２の内方歯２２に保持される第２のカップリング板２０が設けられている。
【００１５】
板支持体に隣接してかつまた第１カップリング板１９と交互に、回転固定のかつ軸方向に浮動の方法においてハウジング１２の内方歯２１’に保持される第２組の板からなる第２カップリング板２０’が設けられる。板支持体２２は、実質上、ハウジング１２に堅固に接続されかつ外方環状面２５を有している内方リング２４、回転固定方法において板支持体２２に接続されかつ傾斜面２７を有している外方リング２６、および複数の周部に分布されたロック部材２８からなっている自由走行ユニット２３によって、ハウジング１２と連結され得る。ロック部材２８はケージ２９に保持され、このケージに、近傍に配置されかつしたがってハウジング１２の半径方向の壁と相互に作用する制動板３０が固定される。断面において見られ得るように、内方リング２４の外方環状面２５は完全に筒状であり、その結果制動板３０によりケージに対するハウジング１２の関連の回転運動が発生するならば、ロック作用は発生されることができない。
【００１６】
他方で、外方リング２６の傾斜面２７において、ロック部材２８の図示中心位置の両側から、傾斜３１，３２が設けられ、その結果、制動板３０のケージ２９に対する板支持体２２の関連の回転の場合に、自由走行構体は即座に遮断される。ロック部材２８が周部で移動されるならば、復帰力がばねによって外方リング２６に対して発生される（詳細には図示されない）。
【００１７】
以下に、本発明の要旨を要約列挙する。
＜１＞ ハブとハウジングからなる２つの部分（１１，１２）を有し、前記２つの部分が、前記２つの部分間の正の速度差の結果として、前記２つの部分間のトルク伝達のために互いに内部に支持され、共通の長手方向軸線Ａのまわりに相対的に回転可能でありそして高い粘性の流体で充填される環状室（１７）を形成し、前記回転可能な部分の第１の部分に回転可能に固定された方法で接続される第１カップリング板（１９）、および前記回転可能な部分の第２の部分に回転可能に固定された方法で接続可能な第２のカップリング板（２０）が長手方向に交互に配置される、粘性カップリングにおいて、
自由走行構体（２３）が２つのリング部分（２４，２６）および中間ロック部材（２８）からなっており、前記自由走行構体は、トルクが前記２つの部分（１１，１２）の第１および第２の部分間の正の速度差において第１方向に流れる場合に、少なくとも回転加速以上で、前記リング部分（２４，２６）の相対的な回転の両方向においてロック作用を有し、そしてトルクか前記２つの部分（１１，１２）の第１および第２部分間の負の速度差において第２方向に流れる場合に、そのリング部分（２４，２６）の回転の両方向において非ロック作用を有し、そして前記自由走行構体は相対的に回転可能である部分の一方と、相対的に回転可能である前記部分のこの特定の一方の前記カップリング板（２０）の少なくとも１部分を支持する板支持体（２２）との間で有効であることを特徴とする粘性カップリング。
【００１８】
＜２＞ 前記自由走行構体（２３）の前記ロック部材（２８）が相対的に回転可能な前記部分の一方（１１）に対して制動可能（保持可能）であるケージ（２９）内に保持されそして制動（保持）されるとき、前記自由走行構体を遮断させることを特徴とする前記＜１＞に記載の粘性カップリング。
【００１９】
＜３＞ 前記ケージ（２９）が，前記密封された環状室（１７）の内部に位置決めされかつ相対的に回転し得る前記部分の他方（１２）の半径方向の壁に隣接する制動板（３０）に接続されることを特徴とする前記＜１＞または＜２＞に記載の粘性カップリング。
【００２０】
＜４＞ 前記ロック部材（２８）が各々、相対的に回転し得る前記部分の一方（１１）に対してばね手段の間に支持され、前記ばね手段が前記部分（１１）に対して中央位置に前記ロック部材（２８）を設定し、その中央位置において、前記ロック部材が前記自由走行構体（２３）を解放することを特徴とする前記＜１＞ないし＜３＞のいずれか１つに記載の粘性カップリング。
【００２１】
＜５＞ 常時駆動される第１軸および必要とされるとき駆動される第２軸を備えた車両の駆動ラインにおいて、そのさい前記カップリングの部分が第２軸用駆動ラインにおいて入力端および出力端に接続される、前記＜１＞ないし＜４＞のいずれか１つに記載の粘性カップリングの使用方法において、
前記自由走行ユニット（２３）を介して切り換え可能である板支持体（２２）からなっている前記部分（１２）が前記出力端に接続されることを特徴とする粘性カップリングの使用方法。
【００２２】
【発明の効果】
叙上のごとく、本発明にかかる粘性カップリングは、ハブとハウジングからなる２つの部分を有し、前記２つの部分が、前記２つの部分間の正の速度差の結果として、前記２つの部分間のトルク伝達のために互いに内部に支持され、共通の長手方向軸線のまわりに相対的に回転可能であり、高い粘性の流体で充填される環状室を形成し、前記回転可能な部分の第１の部分に回転可能に固定された方法で接続される第１カップリング板、および前記回転可能な部分の第２の部分に回転可能に固定された方法で接続可能な第２のカップリング板が長手方向に交互に配置される粘性カップリングにおいて、自由走行構体が２つのリング部分と中間ロック部材とケージを備え、前記中間ロック部材が前記ケージ内で保持されており、前記ケージが前記環状室の内部に位置決めされ、かつ、前記２つの部分の第２の部分の半径方向の壁に隣接する制動板に接続されており、前記自由走行構体は、トルクが前記２つの部分の第１および第２の部分間の正の速度差において第１方向に流れる場合に、少なくとも所定の回転加速度以上で、前記リング部分の相対的な回転の両方向においてロック作用を有し、トルクが前記２つの部分の第１および第２部分間の負の速度差において第２方向に流れる場合に、前記２つのリング部分の回転の両方向において非ロック作用を有し、前記自由走行構体は相対的に回転可能である前記２つの部分の一方と、相対的に回転可能である前記２つの部分のこの特定の一方の前記カップリング板の少なくとも一部分を支持する板支持体との間で作動する構成としたので、一般の駆動方向において、すなわち、前進駆動中の車両において使用される場合に、自由に切り換え可能な粘性カップリングの機能を実施しかつ反対の駆動方向において、すなわち、逆転するときロック可能である粘性カップリングを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のカップリングの第１実施例を示す長手方向断面図である。
（ｂ）図１（ａ）の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図２】（ａ）本発明のカップリングの第１実施例を示す長手方向断面図である。
（ｂ）図２（ａ）の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【符号の説明】
１１ ハブ（２つの部分の一方）
１２ ハウジング（２つの部分の他方）
１３ 内方歯
１４ 内方歯
１５ 摺動密封体
１６ 摺動密封
１７ 環状室
１８ 外方歯
１９ 第１のカップリング板
２０ 第２のカップリング板
２１’ 内方歯
２２ 板支持体
２３ 自由走行構体（自由走行ユニット）
２４ 内方リング
２５ 外方環状面
２６ 外方リング
２７ 傾斜面
２８ ロック部材
２９ ケージ
３０ 制動板

Claims (1)

1. ハブとハウジングからなる２つの部分（１１，１２）を有し、前記２つの部分が、前記２つの部分間の正の速度差の結果として、前記２つの部分間のトルク伝達のために互いに内部に支持され、共通の長手方向軸線のまわりに相対的に回転可能であり、高い粘性の流体で充填される環状室（１７）を形成し、前記回転可能な部分の第１の部分に回転可能に固定された方法で接続される第１カップリング板（１９）、および前記回転可能な部分の第２の部分に回転可能に固定された方法で接続可能な第２のカップリング板（２０）が長手方向に交互に配置される粘性カップリングにおいて、自由走行構体（２３）が２つのリング部分（２４，２６）と中間ロック部材（２８）とケージ（２９）を備え、前記中間ロック部材（２８）が前記ケージ ( ２９ ) 内で保持されており、前記ケージ ( ２９ ) が前記環状室 ( １７ ) の内部に位置決めされ、かつ、前記２つの部分の第２の部分の半径方向の壁に隣接する制動板 ( ３０ ) に接続されており、前記自由走行構体は、トルクが前記２つの部分（１１，１２）の第１および第２の部分間の正の速度差において第１方向に流れる場合に、少なくとも所定の回転加速度以上で、前記リング部分（２４，２６）の相対的な回転の両方向においてロック作用を有し、トルクが前記２つの部分（１１，１２）の第１および第２部分間の負の速度差において第２方向に流れる場合に、前記２つのリング部分（２４，２６）の回転の両方向において非ロック作用を有し、前記自由走行構体は相対的に回転可能である前記２つの部分の一方と、相対的に回転可能である前記２つの部分のこの特定の一方の前記カップリング板（２０）の少なくとも一部分を支持する板支持体（２２）との間で作動することを特徴とする粘性カップリング。

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