JP3668082B2 - カップリング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減速切換え手段を備えかつ差動速度に依存して自動的に作動し、そして互いに内側に支持された２つの部材を有し、共通の長手方向軸線のまわりに回転可能でありかつ高い粘性の流体で充填される環状空間が形成され、前記環状空間内に回転可能に固定配置され内側の部分に接続された複数のインナープレートによりインナープレート集合体を形成し、前記環状空間内に回転可能に固定配置され外側の部分に接続された複数のアウタープレートによりアウタープレート集合体を形成しており、前記インナープレートと前記アウタープレートが相対的に回転した時に相対回転を防止（ロック）するように長手方向に交互配置した、粘性カップリングやビスコトラック（登録商標）カップリングのようなカップリング技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許第３８２３１８０Ｃ１号に記載されている通常の粘性カップリングの場合において、差動速度に依存したロック作用またはホィ─ルのスリップに依存したロック作用は、インナープレートとアウタープレートとの間の空間での粘性流体の剪断力の増大に基づいている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第１９６５３３１０Ａ１号に記載された本出願人のビスコトラック（登録商標）カップリングにおいて、差動速度に依存した剪断力またはホィ─ルのスリップに依存した剪断力は上述した同一の方法でインナープレートとアウタープレートとの間の空間中の粘性流体にの増大作用である。加えて、環状空間を２つの室に分割する環状ピストンの筒状表面と環状空間の対向している面との間の螺旋状の溝の中に、流体が一方の室から他方の室へ剪断力によって運ばれ、その結果環状ピストンは環状空間内で軸方向に移動されかつカップリングプレート型のインナープレートおよびアウタープレートの１部分を動かして摩擦接触させる。
【０００４】
上記の型のカップリングは常時駆動される軸に加えて軸間にスリップが存在する場合のみ駆動される軸からなっている自動車の駆動ラインに使用され、そのカップリングは２つの駆動軸の間の接続駆動ラインに設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
カップリング作動条件下で、例えばスタート時の加速、ハイウエイから外れた運転またはカーブの間中、常時の駆動軸がスリップした時、カップリング部材間で相対的な回転が発生し、その結果としてロック作用が増大され、その結果第２の軸もまた駆動される。例えば、ホィールがロックした時にブレーキ力を解除するアンチロックブレーキシステムを備えた車両でホィールでの横方向への案内が失われた時にそれぞれのホィールを係止させるためにブレーキ力を発生させる新しいタイプの駆動特性システムをもつ車両の場合には、制御は前記カップリング係合によって単に僅かな範囲に影響を及ぼされるべきである。
【０００６】
それゆえ、本発明の目的は、アンチロックブレーキを装備し駆動特性を制御するシステムを備えた車両に上述したようにより優れたカップリングを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
粘性カップリングの場合において、その目的は、カップリングのインナープレートの集合体とアウタープレートの集合体の一部分が連結状態となるようにスリーブに直接支持されている部分と、上昇した回転速度による相対回転に応じて非連結状態となり得るインナープレートの集合体の一部とアウタープレートの集合体の一部分を支持しているカップリングにより達成される。ビスコトラック（登録商標）カップリングの場合の対応する解決は、環状ピストンが上昇された回転速度の相対回転に応じて非連結状態となるように関連して非連結状態となるように前記環状ピストンを支持する前記カップリングの内側部分に接続されるスリーブによって直接支持されることにある。とくに、前記集合体のインナープレートとアウタープレートの一部分が、また、スリーブによって直接支持されることが提案される。上述した螺旋状の溝は筒状表面、環状空間の対向面又は任意に挿入されたスリーブの溝によって形成することが可能である。
【０００８】
この型のカップリングを使用することにより、ある回転速度を越える第１部分が一定の大きさの粘性カップリングまたはビスコトラック（登録商標）の特性に従うもの、そしてある回転速度を越える第２部分がより少ない枚数のプレートで粘性カップリングの特性を示すジャンプ機能を備えたこれら２つの特性曲線を設けることができる。後者の特性曲線ではアンチロックブレーキ装置やスリップ制限装置等と駆動特性の制御システムとが両立性（適合性）をもって提供することが可能である。カップリングは、考え得る手段、例えば、磁気式、空気式または油圧式手段によって特性曲線の一方の部分から他方の部分へ切り換えられることができ、切り換え過程は駆動特性に関係した制御システムまたは対応するアンチロックブレーキシステムによって解除される。これらすべての装置は車両速度、かつそれゆえカップリングの回転速度を記録し、それは切り換え過程のために決め手となる。
【０００９】
本発明の好適な簡単な解決によれば、切り換えは、カップリング内に一体的かつ遠心力によって作動される機械的な設定装置によって行われ得る。この場合において、カップリングの回転速度は車両速度に比例すると仮定されるべきである。遠心力によって作動される設定装置は、一方で、第１の半径方向の面に支持されかつ他方で、軸方向調整要素の円錐面に支持される周部に位置決めされたボール部材により構成され得る。この方法により作動されるスリーブのカップリング装置では、軸方向で調節する場合、回転に積極的な方向のスリーブに関連する部分から非係合にすることやカップリングの関連する部分を係合させるために休止しているボール作用させるために中央の引き出しキー溝を有していることである。
【００１０】
本発明のさらに他の好適な実施の形態は実施の形態の要約に記載されている。
【００１１】
本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて下記に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、軸の形状を有する第１部材２１と、環状ハウジングの形状を有する第２部材４１で筒状環状空間３１を形成している。第１部材２１はハブ２２および長手方向の歯車手段２４によってハブ２２に回転可能に固定した方法で接続される第１スリーブ２３を有している。そして、第１部材２１は、回転方向において、さらに詳細に説明されるような手段によってハブ２２と結合され、かつそれから結合解除され得る第２スリーブ２５を支持している。第１スリーブ２３は第１集合体のインナープレート２７が外側の長手方向の歯車手段２６に摺動配置されている。２つのスリーブ２３，２５は密封リング３０によって相対的に密封される。
【００１３】
第２部材４１もまた、幾つかの要素からなっており、ケーシング部分４４によって互いに接続される２つのカバー部材４２，４３を有しており、スリーブ２３，２５とともに、環状空間３１を形成している。カバー部材４２は第１スリーブ２３に対する密封体４５によって密封され、そしてカバー部材４３は第２スリーブ２５に対して密封体４６によって密封されている。ケーシング部分４４内には、アウタープレート４８集合体が回転可能に固定された方法において挿入される内側に長手方向の歯車手段４７が設けられている。それぞれのインナープレート２７，２９は長手方向にアウタープレート４８と交互に配置されている。通常の粘性カップリングの場合において、筒状環状空間３１は高い粘性の流体で少なくとも部分的に充填される。
【００１４】
ハブ２２には周部に分布された半径方向の孔３３を有しておりスリーブ状の突起３２が続いている。第２スリーブ２５は半径方向の孔３３と同一の対向箇所で周部に分布される内側溝または内側凹部３８を備えている。スリーブ状の突起３２の内部には傾斜面３５と筒状ロック面３６を備えた引出しキー３４が設けられている。孔３３の各々には、ボール３７が保持され、これらのボールは、筒状ロック面３６によって支持される、図示されたような位置において、スリーブ２５とハブ２２は結合するために回転可能に固定接続されている。引出しキー３４が右方へ向かって移動されるとき、ボール３７はハブ２２に対するスリーブ２５の回転時に傾斜面３５上で内側に向かって押圧されることができ、その結果ハブ２２とスリーブ２５は結合解除される。引出しキー３４が示されるように位置に左方へ向かって押し戻されるとき、ボール３７は半径方向の孔３３と内側溝３８に同時に係合するように傾斜面３５の上方に押圧される。
【００１５】
第２部材４１は、さらに、カバー４３に接続されかつさらに他のカバー５０とともに、内側空間５１を形成する第２ケーシング部材４９を有している。カバー５０にはフランジ５３とジャーナル５２が一体的に続いている。内側空間５１内には、球状の遠心おもり６３を収容している円錐カバー６２を有している軸方向の調整要素６１が設けられている。球状の遠心おもり６３はカバー４３の半径方向の端面４０に支持されている。円錐カバー６２は、スリーブの形状の引出しキー３４がその上に押し付けられるジャーナル６４に接続されている。引出しキー３４とジャーナル６４は回転可能な固定方法でピン６５によって相対的に結合されている。
【００１６】
螺旋ばね６７が図示された左方の最も外側の位置に軸方向の調整要素６１を保持し、ばね力は遠心おもり６３に作用している力に抗して作用するのに十分になっている。ある増加された速度が上ると、遠心おもり６３が外方向に作用されることでジャーナル６４と円錐カバー６２を移動するのに充分は十分な高い遠心力が得られ、その結果ボール３７は傾斜面３５の領域に達することができ、スリーブ２５はハブ２２から結合解除される。インナープレート２９の第２集合体に作用していた剪断力は、アウタープレート４８によってスリーブ２５は動かされていたが、第１部材２１から第２部分４１への第２集合体のインナープレート２９によるトルクの伝達はもはや可能ではない。連係するアウタープレート４８に対する第１集合体のインナープレート２７のロック機能（カップリング機能）は残っている。
【００１７】
図２は軸の形状の第１部材１２１と環状ハウジングを形成している第２部材とにより筒状で環状の空間１３１を形成しているビスコトラック（登録商標）カップリング１１１を示している。第１部材１２１はハブ１２２と長手方向の歯車手段１２４に回転可能な固定方法でハブ１２２に接続されている第１スリーブ１２３とを有している。そして、第１部材１２１は第２スリーブ１２５を回転方向に対し後で詳細に説明されるような手段によってハブ１２２に結合及びハブ１２２から結合解除可能に支持している。第１スリーブ１２３は第１の集合体のインナープレート１２７がその上に摺動される外側長手方向歯手段１２６を有している。２つのスリーブ１２３，１２５は密封リング１３０によって相対的に密封されている。
【００１８】
第２部材１４１もまた幾つかの構成要素からなり、ケーシング部分１４４によって互いに接続される２つのカバー１４２，１４３を有しており、スリーブ１２３，１２５と共に環状空間１３１を形成している。カバー１４２は第１スリーブ１２３に対して密封体１４５によって密封され、そしてカバー１４３は第２スリーブ１２５に対して密封体１４６によって密封されている。ケーシング部材１４４には、アウタープレート１４８の集合体が回転可能な固定方法により挿入されるための内側の長手方向の歯車手段１４７が設けられている。それぞれのインナープレート１２７，１２９は長手方向においてアウタープレート１４８と交互に配置されている。環状空間１３１の中央部分には、軸方向には移動可能で第２スリーブ１２５の長手方向の外側の歯車手段１２８に回転可能な固定方法で駆動手段１７２により係合している環状ピストン１７１が配置されている。
【００１９】
環状ピストン１７１は環状空間１３１を２つの室１７３，１７５に分割している。環状ピストン１７１はスリーブ１７７によって取り囲まれそしてスリ─ブ177 を駆動するための駆動手段１７８を経由して、ケーシング部分１４４の内側歯手段１４７に回転可能に固定した方法で係合している。２つの固定リング１８７，１８８はケーシング部分１４４に対してスリーブ１７７を軸方向に保持している。スリーブ１７７は、その内面において、室１７３，１７５を互いに接続する螺旋状の溝１７９を有している。環状ピストン１７１は、その端部において、補償ピストン１８４，１８６がその中に位置決めされた環状室１８３，１８５を備えている。環状ピストン１７１に直接隣接して、室１７３，１７５内に補強された圧力円板１７４，１７６が設けられる。ビスコトラック（登録商標）カップリングの通常の使用状態においては、環状空間１３１は高い粘性の流体で充填されている。
【００２０】
環状ピストン１７１とスリーブ１７７との間に相対的な回転が発生する場合に、流体は溝１７９を経由して一方の室から他方の室に運ばれ、続いて、環状ピストンは流体が運ばれた方向に対し反対方向に移動され、その結果としてインナープレートとアウタープレートを互いに接触して、そして、同一速度で回転する第１部材１２１と第２の部分１４１を導くことができる高い制動力が発生される。
【００２１】
ハブ１２２には周部に分布された半径方向の孔１３３を有しスリーブ状の突起１３２が続いている。第２スリーブ１２５には、半径方向の孔１３３と同様に周部に分布される内側溝または内側凹所１３８が設けられる。スリーブ状の突起１３２の内側には傾斜面１３５と筒状ロック面１３６を備えた引出しキー１３４が配置されている。孔１３３には、ボール１３７が収納され、これらのボールは、ロック面１３６によって支持されている図示されたような位置においては、ハブ１２２とスリーブ１２５が互いに結合されるのを保証するために回転可能に固定接続させている。引出しキー１３４が図の右方へ向かって移動されるならば、ボール１３７は傾斜面１３５を経由して内側に向かって押圧され、スリーブ１２５はハブ１２２に対して相対回転できるようにハブ１２２とスリーブ１２５は結合解除される。引出しキー１３４が示されるような位置に左方へ向かって押し戻されるとき、ボール１３７は傾斜面１３５を経由して半径方向の孔１３３に押し戻されて、半径方向の孔１３３と内側溝１３８との同時係合される。
【００２２】
第２部材１４１は、さらに、カバー１４３に接続されかつさらに他のカバー１５０とともに、内側空間１５１を形成する第２ケーシング部材１４９を有している。カバー１５０にはフランジ１５３に一体になるジャーナル１５２が半径方向に続いている。内側空間１５１内には、カバー１４３の半径方向の端面１４０に支持される球状の遠心おもり１６３がその中に位置決めされる円錐カバー１６２を有している軸方向の調整要素１６１が設けられている。円錐カバー１６２は、スリーブの形状の引出しキー１３４の内側でジャーナル１６４が続いている。引出しキー１３４およびジャーナル１６４は回転可能な固定方法によりピン１６５によって接続されている。
【００２３】
螺旋ばね１６７が最も左手方向の位置で軸方向の調整要素１６１を保持し、ばね力は遠心おもり１６３に作用している力に抗して作用するのに十分になっている。速度が増大すると、遠心力は、外側方向へ押圧する遠心おもり１６３によって円錐カバー１６２を移動させ、したがってジャーナル１６４を移動するのに十分に高くなり、その結果ボール１３７は傾斜面１３５の領域に達することができ、スリーブ１２５はハブ１２２から結合解除される。環状ピストン１７１とスリーブ１７７との間の溝１７９内の剪断力の結果とそしてインナープレート１２９の第２集合体とそれに対応するアウタープレート１４８との間の剪断力の結果で、スリーブ１２５は動かされていくが、その後、環状ピストン１７１により室間にはもはや流体は運ばれなくなる。続いて、トルクはもはや第１部材１２１から第２集合体のインナープレート１２９によって第２部材１４１へ運ばれなくなり、両プレート間の接触の結果としての摩擦力が伝達されず、また、両プレート間に流体による粘性剪断力も伝達されない。インナープレートの第１集合体と対応するアウタープレート１４８のロック機能（カップリング機能）は残っており、両プレート間の粘性剪断力も残っている。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を要約列挙する。
【００２５】
＜１＞ 互いに内側に支持された、共通の長手方向軸線のまわりに回転可能でありかつ高い粘性の流体で充填された環状空間（３１）を形成している２つの部材（２１，４１）を備え、前記環状空間（３１）内には複数のインナープレート（２７，２９）が前記部材（２１）内の内側で回転可能な固定方法で接続されて配置されインナープレート（２７，２９）の集合体を形成しており、複数のアウタープレート（４８）が前記部材（４１）内の外側に回転可能な固定方法で接続されて配置されアウタープレート（４８）集合体を形成しており、前記インナープレート（２７，２９）と前記アウタープレート（４８）は前記空間（３１）内の長手方向に交互に配置された粘性カップリングを形成しているカップリング（１１）において、
前記部材（２１）には、速度の増大により結合解除を可能とするスリーブ（２５）が結合されており、前記インナープレート（２７，２９）の集合体の部分集合体（２９）が前記スリーブ（２５）に直接支持されるカップリング。
【００２６】
＜２＞ 互いに内側に支持された、共通の長手方向軸線のまわりに回転可能でありかつ高い粘性の流体で充填された環状空間（１３１）を形成している２つの部材（１２１，１４１）を備え、前記環状空間（１３１）内には複数のインナープレート（１２７，１２９）が前記部材（１２１）内の内側で回転可能な固定方法で接続されて配置されインナープレート（１２７，１２９）の集合体を形成しており、複数のアウタープレート（１４８）が前記部材（１４１）内の外側に回転可能な固定方法で接続されて配置されアウタープレート（１４８）の集合体を形成しており、前記インナープレート（１２７，１２９）と前記アウタープレート（１４８）は前記空間（１３１）内の長手方向に交互に配置され、前記環状空間（１３１）内には軸方向で前記インナープレート（１２７，１２９）とアウタプレート（１４８）との間で２つの室（１７３，１７５）に分けていて、前記部材（１２１）の一部に駆動要素（１７２）により回転可能かつ軸方向に移動可能に接続されている環状ピストン（１７１）が配置され、前記環状ピストン（１７１）はその筒状面の一部が前記部材（１４１）の対向面に位置されており前記筒状面と前記対向面との間に、長手方向の軸線に対して螺旋状に延びかつ前記２つの室（１７３，１７５）を互いに接続する少なくとも１つの溝（１７９）が形成されるカップリング（１１１）において、
前記部材（１２１）には、速度の増大により結合解除を可能とするスリーブ（１２５）が結合されており、前記環状ピストン（１７１）が前記スリーブ（１２５）に直接支持されるカップリング。
【００２７】
＜３＞ 前記インナープレート（１２７，１２９）の集合体の部分集合体（１２９）が、前記スリーブ（１２５）によって直接支持される＜２＞に記載のカップリング。
【００２８】
＜４＞ 前記対向面は回転可能に固定された方法で部材（１４１）に接続されたスリーブ（１７７）内に形成される＜２＞または＜３＞に記載のカップリング。
【００２９】
＜５＞ 前記スリーブ（２５，１２５）と前記部材（２１，１２１）との間の結合装置が引出しキー（３４，１３４）によって作動されるボールロック装置を有している＜１＞ないし＜４＞のいずれか１つに記載のカップリング。
【００３０】
＜６＞ 前記引出しキー（３４，１３４）が遠心力によって作動される、軸方向の調整装置（６１，１６１）によって作動される＜５＞に記載のカップリング。
【００３１】
＜７＞ 前記軸方向の調整装置（６１，１６１）が半径方向面（４０，１４０）と設定部材（６４，１６４）の円錐面（６２，１６２）に作用するボール（６３，１６３）を有している＜６＞に記載のカップリング。
【００３２】
＜８＞ 前記インナープレート（２７，２９，１２７，１２９）と前記アウタープレート（４８，１４８）が前記環状空間（３１，１３１）内に軸方向に移動可能に保持される＜１＞ないし＜７＞のいずれか１つに記載のカップリング。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、減速切り換え手段を備えかつ差動速度依存で自動的に作動し、そして、互いに内側に支持された、共通の長手方向軸線のまわりに回転可能でありかつ高い粘性の流体で充填された環状空間を形成している２つの部材を備え、前記環状空間内には複数のインナープレートが前記部材内の内側で回転可能な固定方法で接続されて配置されインナープレートの集合体を形成しており、複数のアウタープレートが前記部材内の外側に回転可能な固定方法で接続されて配置されアウタープレート集合体を形成しており、前記インナープレートと前記アウタープレートは前記空間内の長手方向に交互に配置された粘性カップリングを形成しているカップリングであって、前記部材には、速度の増大により結合解除を可能とするスリーブが結合されており、前記インナープレートの集合体の部分集合体が前記スリーブに直接支持される構成としたことで駆動特性用制御装置と自動車のアンチロックブレーキ装置とより適合する上述した型の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】粘性カップリングの形の本発明のカップリングを示す長手方向の半断面図である。
【図２】ビスコトラック（登録商標）カップリングの形の本発明のカップリングを示す長手方向の半断面図である。
【符号の説明】
１１ 粘性カップリング
２１ 第１の部材
２３ 第１スリーブ
２５ 第２スリーブ
２７ インナープレート
２９ インナープレート
３１ 環状筒状空間
３４ 引出しキー
４１ 第２の部材
４８ アウタープレート
６１ 軸方向調整要素
６２ 円錐カバー
６３ 球状遠心おもり
６４ ジャーナル
１１１ ビスコトラックカップリング
１２１ 第１の部材
１２３ 第１スリーブ
１２５ 第２スリーブ
１２７ インナープレート
１２９ インナープレート
１３１ 筒状環状空間
１３４ 引出しキー
１４１ 第２の部材
１４８ アウタープレート
１６１ 軸方向調整要素
１６２ 円錐カバー
１６３ 球状遠心おもり
１６４ ジャーナル
１７１ 環状ピストン
１７２ 駆動要素
１７３ 室
１７５ 室
１７６ 駆動要素
１７７ スリーブ
１７９ 溝

Claims (2)

1. 互いに内側に支持された、共通の長手方向軸線のまわりに回転可能でありかつ高い粘性の流体で充填された環状空間（３１）を形成している２つの部材（２１，４１）を備え、前記環状空間（３１）内には複数のインナープレート（２７，２９）が前記部材（２１）内の内側で回転可能な固定方法で接続されて配置されインナープレート（２７，２９）の集合体を形成しており、複数のアウタープレート（４８）が前記部材（４１）内の外側に回転可能な固定方法で接続されて配置されアウタープレート（４８）の集合体を形成しており、前記インナープレート（２７，２９）と前記アウタープレート（４８）は前記空間（３１）内の長手方向に交互に配置された粘性カップリングを形成しているカップリング（１１）において、
   前記部材（２１）には、速度の増大により結合解除を可能とするスリーブ（２５）が結合されており、前記インナープレート（２７，２９）の集合体の部分集合体（２９）が前記スリーブ（２５）に直接支持されることを特徴とするカップリング。
2. 互いに内側に支持された、共通の長手方向軸線のまわりに回転可能でありかつ高い粘性の流体で充填された環状空間（１３１）を形成している２つの部材（１２１，１４１）を備え、前記環状空間（１３１）内には複数のインナープレート（１２７，１２９）が前記部材（１２１）内の内側で回転可能な固定方法で接続されて配置されインナープレート（１２７，１２９）の集合体を形成しており、複数のアウタープレート（１４８）が前記部材（１４１）内の外側に回転可能な固定方法で接続されて配置されアウタープレート（１４８）の集合体を形成しており、前記インナープレート（１２７，１２９）と前記アウタープレート（１４８）は前記空間（１３１）内の長手方向に交互に配置され、前記環状空間（１３１）内には軸方向で前記インナープレート（１２７，１２９）とアウタプレート（１４８）との間で２つの室（１７３，１７５）に分けていて、前記部材（１２１）の一部に駆動要素（１７２）により回転可能かつ軸方向に移動可能に接続されている環状ピストン（１７１）が配置され、前記環状ピストン（１７１）はその筒状面の一部が前記部材（１４１）の対向面に位置されており前記筒状面と前記対向面との間に、長手方向の軸線に対して螺旋状に延びかつ前記２つの室（１７３，１７５）を互いに接続する少なくとも１つの溝（１７９）が形成されるカップリング（１１１）において、
   前記部材（１２１）には、速度の増大により結合解除を可能とするスリーブ（１２５）が結合されており、前記環状ピストン（１７１）が前記スリーブ（１２５）に直接支持されることを特徴とするカップリング。

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