JP3645525B2 - ビスカス・カップリング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、共通の縦軸線（長手方向軸線）を中心として互いに回転できる２つの部分を持ち、これら２つの部分の第１の部分に、第１のカップリング・プレートを、回転的に固定されるやり方で連結し、またこれら２つの部分の第２の部分に連結できる第２のカップリング・プレートを、長手方向に交互するように配置する高粘性流体で満たされた環状室を備え、この環状室において、第２のカップリング・プレートが、これら２つの部分の第２の部分の押付けリングと交互するように配置され、さらに、上記の押付けリングが、これら２つの部分の第２の部分に、回転的に固定されるやり方で連結されるようなビスカス・カップリングであって、軸方向に、第２のカップリング・プレートと、上記の押付けリングに作用して、これらを互いにロックし、またこれらを、上記２つの部分の第２の部分に対してロックする軸方向調整装置を持つビスカス・カップリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
恒久的に駆動される第１の軸と、任意に駆動される第２の軸を持つ自動車のドライブライン（動力伝達装置）に、ビスカス・カップリングを利用することも知られている。ここでは、第２の軸に通じるドライブラインの入力端と出力端に、ビスカス・カップリングの該当部分が連結される。
【０００３】
上記の点では、ビスカス・カップリングのそれぞれの部分において、押付けリングと交互する一組のカップリング・プレートを、軸方向調整装置を用いて、ビスカス・カップリングの前記部分に連結するか、あるいは、それらのカップリング・プレートを前記部分から切り離す自由に制御できる切換え装置と、ビスカス・カップリングを組み合わせることがすでに知られている。前記切換え動作が依存する運転パラメータは、自由に選択することができる（ＤＥ ４０ ３６ ２３０ Ｃ２と、ＤＥ ４１ ０７ ２４０ Ｃ２）。このような調整装置を設計するために、いくつかの提案がすでに為されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
入力端が出力端に対してリードする場合にはロック効果を持ち、また出力端が入力端に対してリードする場合にはビスカス・カップリングを切り離すフリーホイール・アセンブリと、ビスカス・カップリングを組み合わせることも知られている。これは、自動車が前進する場合に当てはまる。これは、後進中に、すなわち、回転方向が逆転されるときに、このフリーホイール・アセンブリがビスカス・カップリングを切り離し、また第１の軸では、まったく把持力がなくても、第２の軸が連結されないという点で不都合である。前記欠点を克服するためには、後進中にフリーホイール・アセンブリを橋絡（ブリッジ）させる追加切換え装置を提供する必要がある。
【０００５】
ＤＥ １９７ ３０ ７１４ Ａ１で提案されるものは、摩擦カップリングの形式で互いに回転できる２つのカップリング部分を持つ動力伝達装置であって、摩擦カップリングを加動する第１の押圧力発生ユニットが、流体パルス装置によって形成され、また摩擦カップリングを加動する第２の押圧力発生ユニットが、互いに回転できる２つのランプ円板を持つボール／ランプ・アセンブリによって形成されているような動力伝達装置である。このボール／ランプ・アセンブリは、これら２つのカップリング部分の一方とともに回転する上記の２つのランプ円板の一方を制動することで、実施される。電磁石により、接触のないやり方で加動され、また制動可能なランプ円板と、これら２つのカップリング部分の他方との間で作用するさらなる摩擦カップリングによって、前記制動作用が達成される。
【０００６】
ＤＥ １９９ １８ ４１１ Ａ１から、互いに回転できる２つのカップリング部分の間で動力を伝達するビスカス・カップリングが知られており、このビスカス・カップリングは、粘性流体で満たされた環状室内に配置された２組のビスカス・プレートを備え、それらのビスカス・プレートの１組は、カップリング・プレートを用いて、関連カップリング部分に連結でき、また関連カップリング部分から切り離すことができる。これらのカップリング・プレートに加えられる押圧力は、互いに回転できる２つのランプ円板を持つボール／ランプ・アセンブリによって発生する。このボール／ランプ・アセンブリは、その２つの定置ランプ円板の一方を電動機で回転させるために、加動される。
【０００７】
ＤＥ １９９ ０２ ３８８ Ａ１は、互いに回転できる２つのカップリング部分の間で動力を伝達するために、摩擦カップリングと、ビスカス・カップリングを組み合わせることを提案している。このビスカス・カップリングは、粘性流体で満たされた環状室内に配置された２組のビスカス・プレートを備え、しかも、それぞれの組が、これら２つのカップリング部分の一方に対応づけられており、そこでは、関連カップリング部分に連結でき、また関連カップリング部分から切り離すことのできるプレート担持体に、前記組の一方が固定されている。
【０００８】
このプレート担持体は、補助カップリングにより、それぞれのカップリング部分に連結でき、またそれぞれのカップリング部分から切り離すことができる。この摩擦カップリングと、この補助カップリングは、ボール／ランプ・アセンブリにより、加動することができる。ボール／ランプ・アセンブリは、互いに回転できる２つのランプ円板を含み、また、電動機を用いて、その２つの定置ランプ円板の一方を回転させることで、加動される。
【０００９】
ＤＥ １９６ ５０ ０３９ Ａ１は、間に摩擦カップリングが配置された互いに回転できる２つのカップリング部分から成り、かつ、ボール／ランプ機構によって加動されるカップリング・ユニットを提案している。ボール／ランプ機構は、これら２つのカップリング部分の一方とともに回転する２つのランプ円板を含み、それらのランプ円板の一方が、ビスカス・カップリングにより制動できる。
【００１０】
このビスカス・カップリングは、環状室を備え、この環状室は、粘性流体で満たされ、また、この環状室には、それぞれプレート担持体を持つ２組のビスカス・プレートが入っている。このビスカス・カップリングのプレート担持体の一方は、制動可能なランプ円板に連結され、また、このビスカス・カップリングの他方のプレート担持体は、これら２つのカップリング部分の他方に連結される。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、高度の運転安全性と耐摩耗性を特徴とする最初に述べられたタイプのカップリングを提供することである。
【００１２】
この目的は、回転的に固定され軸方向に移動できるやり方で、これら２つの部分の一方に固定された押圧力リングと、これら２つの部分の他方に対して制動できる自由に回転できる設定リングとを有し、双方のリングの間にボールを配置して、前記ボールが、向かい合わせのリング面内のランプ状の円周溝に保持されているボール／ランプ機構から軸方向調整装置が成っており、第３のカップリング・プレートが、回転的に固定されるやり方で前記設定リングに連結され、またこれら２つの部分の他方に連結できる第４のカップリング・プレートが長手方向に交互するように配置されている高粘性流体で満たされた第２の環状室を持ち、前記環状室内において、前記第４のカップリング・プレートが、これら２つの部分の前記他方の第２の押付けリングと交互するように配置され、さらに、第２の押付けリングが、回転的に固定されるやり方で、これら２つの部分の前記他方に連結されている第２のビスカス・カップリングを備えた設定リング用の制動アセンブリを持ち、さらに、この設定リング用の制動アセンブリに対して、第２の軸方向の調整装置を持つという点で、達成される。
【００１３】
上記のやり方で設計されたカップリングは、ビスカス・カップリングであり、このビスカス・カップリングは、周知の通り、ほとんど摩耗がなく、また、ビスカス・カップリングがボール／ランプ機構に対して制動装置を成すことも特徴とする調整機構を備えている。前記第２のビスカス・カップリングは、電磁力を通じて、接触がなく、かつ摩耗の少ないやり方で調整される。双方のビスカス・カップリング・ユニットでは、押付けリングと、押付けリングで制御されるカップリング・プレートとの間に、機械的摩擦だけが発生するが、これらの環状室の中の粘性流体が、そのような摩耗の大きさを最小限に抑える。
【００１４】
実際の結合力は、流体せん断により発生する。ボール／ランプ機構自体も、摩耗が少ないことを、その特徴としている。急勾配のボール・ランプ角を選択することで、ビスカス・カップリングが、確実に、すばやく開放できる。これは、長手方向のドライブラインのビスカス・カップリングが、確実にロック防止制動システムや駆動安定システムと両立できるようにするために、しばしば必要である。
【００１５】
別法として、第１の部分がボスによって形成され、第２の部分がハウジングによって形成されるか、あるいは、第１の部分がハウジングによって形成され、第２の部分がボスによって形成されることが規定される場合がある。さらなる改良では、押圧力リングは、回転的に固定されるやり方でボスに連結され、また設定リングは、ハウジングに対して制動できる。他の改良により、第２の軸方向調整装置は、第２の環状室の中の電磁的に移動可能な押圧力プレートを備えている。ここでは、好ましくは、第２の軸方向調整装置の磁気コイルは、第２の環状室の外に位置づけられる。これら２つの環状室は、油圧によって、互いに連結されることが提案されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の２つの実施の形態が以下で説明され、図面に示されている。
【００１７】
図１において、本発明のビスカス・カップリングは、だいたい、第１の部分を構成するボス１１と、第２の部分を構成するハウジング１２を含む。これらの２つの部分は、シール１３、１４により、互いに封止されており、したがって、第１の環状室１６を形成し、その環状室内では、第１のプレート１７と第２のプレート１８が、交互するように配置されている。第１のプレート１７は、ボスの歯形１９により、回転的に固定されるやり方でボスに連結される。
【００１８】
第２のプレート１８は、押付けリング２０と交互するように配置され、さらに、この押付けリングは、ハウジング１２の内側歯形２２に、回転的に固定されるやり方で固定される。第２のプレート１８と押付けリング２０は、ボール／ランプ機構２３を通じて調整できる。ボール／ランプ機構２３は、両方の部分に対して自由に回転でき、かつ、ハウジング１２に対して制動できる設定リング２４だけでなく、回転的に固定され軸方向に移動できるやり方で、ボスの歯形１９に固定される押圧力リング２５も備え、その場合、設定リング２４が、軸方向の軸受２６を通じてハウジングに支えられ、またこれら２つのリングの間にあるボール２７が、ランプ状に立ち上る円周溝２８、２９の中で案内される。ビスカス・カップリングは、押圧力リング２５を用いて、第２のプレート１８をハウジング１２に結合することによって閉じられるが、この押圧力リングは、加動されると、ハウジングに対して、第２のプレート１８と押付けリング２０をロックし、そのとき、前記集合体が、ハウジング１２の第１の内壁２１に当たって支えられる。
【００１９】
この実施の形態において、油圧によって、第１の環状室に連結される第２の環状室３０では、第３のプレート３１と第４のプレート３２が配置されており、これらのプレートは、軸方向に交互するように配置され、その場合、第３のプレートは、回転的に固定され軸方向に移動できるやり方で、設定リング２４の外側歯形に固定され、また第４のプレートは、ハウジング１２の内側歯形２２に固定されている第２の押付けリング３４と交互するように配置される。
【００２０】
第４のプレートの連結から発生する制動アセンブリの加動は、電磁的に調整可能な押圧力プレート３６によって行われるが、この押圧力プレートは、加動されると、ハウジング１２に対して、第４のプレート３２と第２の押付けリング３４をロックし、そのとき、前記集合体が、ハウジング１２の第２の内壁３５に当たって支えられる。押圧力プレート３６は、担持リング３８に固定された固定電磁石３７により引き付けられる。また、この担持リングは、ボス１１上の半径方向軸受３９に支えられる。前記加動により、第４のプレート３２は、ハウジング１２にロックされ、したがって、前に第３のプレート３１とともに回転した第４のプレート３２が、ここで、せん断力を発生させて、設定リング２４が引っ込められ、その結果、設定リング２４が、押圧力リング２５に対して回転する。
【００２１】
押圧力リング２５は、ハウジングに対して、第２のプレート１８と押付けリング２０をロックし、その結果、第１のプレート１７で駆動された前回自由に回転した第２のプレート１８が、せん断力を強め、その結果、ビスカス・カップリング内で強められたせん断力を通じて、ハウジング１２が、ボス１１により駆動される。これに反して、押圧力プレート３６が解放されると、ボス１１とハウジング１２が切り離される。
【００２２】
図２では、本発明のビスカス・カップリングは、だいたい、第１の部分を構成するハウジング４１と、第２の部分を構成するボス４２を含む。これらの２つの部分は、シール４３、４４により、互いに封止されており、したがって、第１の環状室４６を形成し、その環状室内では、第１のプレート４７と第２のプレート４８が、交互するように配置されている。第１のプレート４７は、内側歯形４９により、回転的に固定されるやり方でボスに連結される。
【００２３】
第２のプレート４８は、押付けリング５０と交互するように配置され、さらに、この押付けリングは、ボス４２の歯形５２に、回転的に固定されるやり方で固定される。第２のプレート４８と押付けリング５０は、ボール／ランプ機構５３を通じて調整できる。ボール／ランプ機構５３は、両方の部分に対して自由に回転でき、かつ、ハウジング４１に対して制動できる設定リング５４だけでなく、回転的に固定され軸方向に移動できるやり方で、ボスの歯形５２に固定される押圧力リング５５も備え、その場合、設定リング５４が、軸方向の軸受５６を通じてハウジングに支えられ、またこれら２つのリングの間にあるボール５７が、ランプ状に立ち上る円周溝５８、５９の中で案内される。
【００２４】
ビスカス・カップリングは、押圧力リング５５を用いて、第２のプレート４８をボス４２に結合することによって閉じられるが、この押圧力リングは、加動されると、ボス４２に対して、第２のプレート４８と押付けリング５０をロックし、そのとき、前記集合体が、ハウジング４１の第１の内壁５１に当たって支えられる。
【００２５】
この実施の形態において、油圧によって、第１の環状室に連結される第２の環状室６０では、第３のプレート６１と第４のプレート６２が配置されており、これらのプレートは、軸方向に交互するように配置され、その場合、第３のプレート６１は、回転的に固定され軸方向に移動できるやり方で、設定リング５４の外側歯形６３に固定され、また第４のプレート６２は、ハウジング４１の内側歯形４９に固定されている第２の押付けリング６４と交互するように配置される。
【００２６】
第４のプレート６２の連結から発生する制動アセンブリの加動は、電磁的に調整可能な押圧力プレート６６によって行われるが、この押圧力プレートは、加動されると、ハウジング４１に対して、第４のプレート６２と第２の押付けリング６４をロックし、そのとき、前記集合体が、ハウジング４１の第２の内壁６５に当たって支えられる。前記加動により、第４のプレート６２は、ハウジング４１にロックされ、したがって、前に第３のプレート６１とともに回転した第４のプレート６２が、ここで、せん断力を発生させて、設定リング５４が引っ込められ、その結果、設定リング５４が、押圧力リング５５に対して回転する。
【００２７】
押圧力リング５５は、ボス５２に対して、第２のプレート４８と押付けリング５０をロックし、その結果、第１のプレート４７で駆動された前回自由に回転した第２のプレート４８が、せん断力を強め、その結果、ビスカス・カップリング内で強められたせん断力を通じて、ハウジング４１が、ボス４２により駆動される。これに反して、押圧力プレート３６が解放されると、ボス４２とハウジング４１が切り離される。
【００２８】
以下に本発明を要約列挙する。
【００２９】
＜１＞ 共通の縦軸線を中心として互いに回転できる２つの部分（１１，１２，４１，４２）を持ち、前記部分の第１の部分（１１，４１）に、第１のカップリング・プレート（１７，４７）を、回転的に固定されるやり方で連結し、また前記部分の第２の部分（１２，４２）に連結できる第２のカップリング・プレート（１８，４８）を、長手方向に交互するように配置する高粘性流体で満たされた環状室（１６，４６）を備え、前記環状室において、前記第２のカップリング・プレート（１８，４８）が、前記部分の第２の部分（１２，４２）の押付けリング（２０，５０）と交互に配置され、さらに、前記押付けリング（２０，５０）が、前記部分の第２の部分（１２，４２）に、回転的に固定されるやり方で連結されるようなビスカス・カップリングであって、軸方向に、前記第２のカップリング・プレート（１８，４８）と、前記押付けリング（２０，５０）に作用して、これらを互いにロックし、またこれらを前記部分の第２の部分（１２，４２）に対してロックする第１の軸方向調整装置（２３，５３）であって、回転的に固定され軸方向に移動できるやり方で、前記部分の一方に固定された押圧力リング（２５，５５）と、前記部分の他方に対して制動できる自由に回転できる設定リング（２４，５４）とを有し、双方のリングの間にボール（２７，５７）を配置して、前記ボール（２７，５７）が、向かい合わせのリング面内のランプ状の円周溝（２８，５８，２９，５９）に保持されているボール／ランプ機構から成る第１の軸方向調整装置（２３，５３）を持ち、第３のカップリング・プレートが、回転的に固定されるやり方で前記設定リング（２４、５４）に連結され、また前記２つの部分の他方に連結できる第４のカップリング・プレートが長手方向に交互するように配置されている高粘性流体で満たされた第２の環状室（３０，６０）を持ち、前記環状室内において、前記第４のカップリング・プレート（３２，６２）が、前記部分の前記一方の第２の押付けリング（３６，６４）と交互するように配置され、さらに、前記押付けリング（３４，６４）が、回転的に固定されるやり方で、前記部分の前記一方に連結されている第２のビスカス・カップリングを備えた設定リング（２４，５４）用の制動アセンブリを持ち、さらに、前記設定リング（２４，５５）用の制動アセンブリに対して、第２の軸方向の調整装置（３６，３７；６６，６７）を持つことを特徴とするビスカス・カップリング。
【００３０】
＜２＞ 前記第１の部分がボス（１１）によって形成され、また前記第２の部分がハウジング（１２）によって形成されることである上記＜１＞記載のビスカス・カップリング。
【００３１】
＜３＞ 前記第１の部分がハウジング（４１）によって形成され、また前記第２の部分がボス（４２）によって形成されることである上記＜１＞記載のビスカス・カップリング。
【００３２】
＜４＞ 前記押圧力リング（２５，５５）を、回転的に固定されるやり方で前記ボス（１１，４２）に連結することと、ハウジング（１２，４１）に対して、前記設定リング（２４，５４）を制動できることである上記＜１＞乃至＜３＞のいずれか１つに記載のビスカス・カップリング。
【００３３】
＜５＞ 前記第２の軸方向調整装置が、前記第２の環状室（３０，６０）の中に、電磁的に移動できる押圧力プレート（３０，６６）を備えることである上記＜１＞乃至＜４＞のいずれか１つに記載のビスカス・カップリング。
【００３４】
＜６＞ 前記第２の軸方向調整装置の磁気コイル（３７，６７）が、前記第２の環状室（３０，６０）の外に位置づけられることである上記＜５＞記載のビスカス・カップリング。
【００３５】
＜７＞ 前記２つの環状室（１６，３０，４６，６０）が、油圧によって、互いに連結されることである上記＜１＞乃至＜６＞のいずれか１つに記載のビスカス・カップリング。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビスカス・カップリングの第１の実施の形態を、半断面で示した説明図である。
【図２】本発明のビスカス・カップリングの第２の実施の形態を、半断面で示した説明図である。
【符号の説明】
１１ ボス
４１ ハウジング
１２ ハウジング
４２ ボス
１３，４３ シール
１１，４４ シール
１７，４７ 第１のプレート
１８，４８ 第２のプレート
１９，４９ 歯形（１１）
２０，５０ 押付けリング
２１，５１ 第１の壁面
２２，５２ 歯形（１２）
２３，５３ ボール／ランプ機構
２４，５４ 設定リング
２５，５５ 押圧力リング
２６，５６ 軸方向の軸受
２７，５７ ボール
２８，５８ 溝（２４）
２９，５９ 溝（２５）
３０，６０ 環状室２
３１，６１ 第３のプレート
３２，６２ 第４のプレート
３３，６３ 歯形
３４，６４ 押付けリング
３５，６５ 第２の壁面
３６，６６ 押圧力プレート
３７，６７ 電磁石
３８，６８ 担持リング
３９，６９ 半径方向の軸受

Claims (1)

1. 共通の長手軸線を中心として互いに回転できる２つの部分（１１，１２，４１，４２）を持ち、前記２つの部分のうちの第１の部分（１１，４１）に、第１のカップリング・プレート（１７，４７）を回転的には固定して連結し、前記２つの部分のうちの第２の部分（１２，４２）に関して自由に回転すると共に該第２の部分（１２，４２）に連結される第２のカップリング・プレート（１８，４８）を長手方向に対し交互に配置して高粘性流体で満たされた第１の環状室（１６，４６）を備え、前記第１の環状室において、前記第２のカップリング・プレート（１８，４８）が、前記第２の部分（１２，４２）に設けられた第１の押付けリング（２０，５０）と交互に配置され、さらに、前記第１の押付けリング（２０，５０）が、前記第２の部分（１２，４２）に、回転的には固定して連結されるような第１のビスカス・カップリングであって、前記第２のカップリング・プレート（１８，４８）と前記第１の押付けリング（２０，５０）とに軸方向に作用して、該第２のカップリング・プレート（１８，４８）及び前記第１の押付けリング（２０，５０）を互いにロックすると共に、該第２のカップリング・プレート（１８，４８）及び前記第１の押付けリング（２０，５０）を前記第２の部分（１２，４２）に対してロックする第１の軸方向調整装置（２３，５３）を備え、前記第１の軸方向調整装置（２３，５３）は、回転的には固定されかつ軸方向に移動可能で、前記２つの部分の一方に固定された押圧力リング（２５，５５）と、前記２つの部分の他方に対して制動可能である回転自在な設定リング（２４，５４）とを有し、前記押圧力リング（２５，５５）と前記設定リング（２４，５４）との間にボール（２７，５７）を配置して、前記ボール（２７，５７）が、向かい合ったリング面内のランプ状の円周溝（２８，５８，２９，５９）に保持されているボール・ランプ機構を有し、回転的には固定して前記設定リング（２４、５４）に連結される第３のカップリング・プレートと、前記２つの部分の他方に関して自由に回転すると共に該他方に連結可能な第４のカップリング・プレートとが長手方向で交互となるように配置されている高粘性流体で満たされた第２の環状室（３０，６０）を備え、前記第２の環状室内において、前記第４のカップリング・プレート（３２，６２）と、前記２つの部分の他方に設けられた第２の押付けリング（３４，６４）とが交互となるように配置され、前記第２の押付けリング（３４，６４）が、回転的には固定されて前記２つの部分の他方に連結されている第２のビスカス・カップリングを備えた設定リング（２４，５４）用の制動アセンブリを有し、前記設定リング（２４，５４）用の制動アセンブリに対して、前記第４のカップリング・プレート（３２，６２）と、前記２つの部分の他方に設けられた第２の押付けリング（３４，６４）とを互いにロックするとともに、該第４のカップリング・プレート（３２，６２）と前記第２の押付けリングを前記２つの部分の他方に対してロックする第２の軸方向の調整装置（３６，３７；６６，６７）が備えられていることを特徴とするビスカス・カップリング。

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