JP4178453B2 - ポンプ駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、概して駆動システムに関し、より具体的には、ポンプの駆動及び支持構造に関するものである。

クラッチプレートの冷却及び潤滑にオイルを使用する湿式クラッチアセンブリは、従来技術において公知である。湿式クラッチは、一般的に、エンジン等の入力装置と変速機等の出力装置との間に配置されて、出力装置を入力装置に結合／離脱する。湿式クラッチは、一般的に、高出力装置に対しては、圧力によって結合されて、スプリングによって離脱され、また、低出力装置に対しては、スプリングによって結合されて、圧力によって離脱される。

ギヤポンプ（gerotor pumps）は、一般的に、冷却、潤滑及びクラッチの結合／離脱に必要な油圧流体を湿式クラッチに供給するために使用される。ギヤポンプは、一般的に、ポンプハウジング内に回転可能に配置された内歯付及び外歯付ギヤ部材を含む。これらのギヤ部材は、一般的に、入力装置の速度と一致して回転するように入力装置に連結される。第1ギヤ部材すなわちピニオンギヤは、一般的に、クラッチ及びポンプ自体の中心線と共通の縦方向の中心線上を回転する。第2ギヤ部材すなわちリングギヤは、一般的に、ピニオンギヤの中心線と平行だが横方向に離された縦方向の中心線上を回転する。この構造においては、それぞれのギヤ部材上の複数の歯が協働して、複数の可変容積ポンプ室を形成する。これらのギヤ部材の回転中、ポンプ室は、その容積が最大容積に増大し、その後、容積が減少する。ポンプの入口ポートからの流体は、容積が増大するポンプ室に吸引される。ギヤが更に回転して、ポンプ室の容積が減少するとき、高圧の流体がポンプの出口ポートを通して押出される。

従来の設計では、ギヤポンプは、クラッチアセンブリに連結されて、クラッチ入力部材の回転によって、回転動力を得て、ポンプを駆動する。このような方法においては、ポンプは、湿式クラッチアセンブリに、同軸に直接回転連結される。この連結は、一般的に、クラッチアーマチュア及びポンプの第1ギヤ部材上に配置された噛合いスプライン表面の結合によって成される。この方法では、ポンプは、入力装置の始動によって作動して、直に油圧流体をクラッチに供給する。ポンプの作動中、ポンプ室の容積が減少されたときに発生する高い流体圧力によって、ラジアル荷重が生じる。クラッチアーマチュアとポンプのピニオンギヤとの間のスプラインによる直接結合は、ポンプのピニオンギヤ上にモーメント荷重を誘引して、ラジアル荷重に対抗する部品の噛合い能力を制限し、その結果、ポンプ要素及び噛合い部品に早期摩耗あるいは予想される損傷を与えることになる。本発明は、ポンプ要素及び噛合い部品に早期摩耗又は予想される損傷を与えることなく、クラッチとポンプとの間で回転動力を伝達する効果的なポンプ駆動及び支持装置を提供する。

本発明は、クラッチアセンブリをポンプアセンブリに結合して、クラッチの作動を制御する動力を供給する革新的な駆動システムを提供する。

本発明の一実施形態によって、入力軸に回転可能に支持されたドライブカップリングを含む駆動システムが開示されている。このドライブカップリングは、入力軸を受入れるために貫通されたダクトを有する略円筒状の本体を含む。ドライブカップリングの両端部における円筒状の本体と入力軸との間の溝にベアリング部材が配置されて、入力軸上のドライブカップリングの独立した回転を可能にする。ドライブカップリングの両端部のベアリング部材の直近にスラストワッシャが配置されて、ベアリング部材を各々の溝に固定する。好ましくは、ドライブカップリングの前後両端におけるスラストワッシャの直近にロック部材が設けられて、入力軸上のドライブカップリングの位置を固定する。ドライブカップリングは、更に、円筒状の本体における両端部の直近に少なくとも2つの連結表面を含み、対応するクラッチアセンブリのアーマチュア及びポンプアセンブリのピニオンギヤの両方の連結内側表面と係合する。入力装置が作動し、クラッチが「離脱」されると、ドライブカップリングは、アイドル状態の入力軸と独立して、クラッチアセンブリと共に回転する。ドライブカップリングの回転は、入力軸に同心に配置されたポンプのピニオンギヤをクラッチアーマチュアの速度に一致した速度で回転させ、これにより、ポンプの作動を可能にする。ポンプの作動は、流体動力を供給して、冷却、潤滑及びクラッチの作動制御を行う。

上述のドライブシステムは、連結表面に生じるモーメント荷重及びポンプ要素によって生じるラジアル荷重の反力を制限して、ポンプ要素及び噛合い部品の早期摩耗あるいは予想される損傷を防止する。さらに、ドライブシステムは、ドライブカップリングと入力軸との間の差動回転を可能にする。本発明の様々な更なる特徴及び利点は、添付図面を参照して、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を読むことによって、当業者に明らかになるであろう。

本発明の特徴及び進歩的な特徴は、以下の詳細な説明、請求の範囲及び後に簡単に説明される図面を参照することによって、より明確になる。

図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態を説明する。図1および図2を参照して、本発明の好ましい実施の形態は、入力軸12に回転可能に支持されてクラッチアセンブリ14とポンプアセンブリ16との間で回転動力を伝達するドライブカップリング10を含むように示されている。クラッチアセンブリ14は、一般的に、クラッチが「結合」されたとき共に回転し、クラッチが「離脱」されたとき互いに独立して回転する入力部材15及び出力部材17を含む。一般的に、クラッチアセンブリ14は、入力部材15及び出力部材17の両方に取付けられた複数のプレートが、実質的に同じ速度で回転するように摩擦接触されたとき、「結合」される。クラッチ入力部材15は、一般的に、エンジン等の入力装置（図示せず）に、その入力装置の速度に一致して回転するように連結される。入力軸12は、クラッチが「結合」されたとき、入力軸12が入力装置の回転に一致した速度で回転するように出力部材17に連結される。入力軸12は、一般的に、変速機等の動力伝達装置（図示せず）に回転入力を供給する。

図1、3および4を参照して、ドライブカップリング10は、好ましくは、入力軸12を受入れるためのダクト20が貫通された略円筒状の本体18を含む。ニードルベアリング等の複数のベアリング部材22及び24は、好ましくは、ドライブカップリング10の前端部30及び後端部32のそれそれに配置された少なくとも2つの溝26、28に配置されている。ベアリング部材22、24は、本体18と入力軸12の外表面33との間に配置されて、入力軸12上でドライブカップリング10の独立したの回転を可能にする。スラストワッシャ34は、好ましくは、ドライブカップリング10の両端30、32の直近に配置されて、それぞれ溝26、28内のベアリング部材22、24の位置を固定する。外表面33は、好ましくは、スナップリング等のロック部材37を受入れる1又はそれ以上の好ましくは2つの溝36を含む。ロック部材37は、好ましくは、スラストワッシャ34の直近に配置されて、入力軸12上でドライブカップリング10の位置を固定する。ドライブカップリング10は、更に、2つの連結表面40、42を含み、これらは、好ましくはスプラインが形成され、より好ましくは両端部の直近にそれぞれ配置される。図2を参照して、入力軸12がポンプアセンブリ16及びクラッチアセンブリ14に組付けられたとき、連結表面40は、クラッチアーマチュア46の対応する連結内側表面44に係合するように配置される。同様に、連結表面42は、ポンプアセンブリ16内に配置されたピニオンギヤ50の対応する連結内側表面48に係合するように配置される。クラッチアーマチュア46は、このクラッチアーマチュア46が入力装置に一致した速度で回転するように、クラッチ入力部材15に固定される。

図2および5を参照して、ポンプアセンブリ16は、好ましくは、第1縦方向中心線51に沿った入力軸12に同軸に配置され、一般的にポンプ52及びマニホールド54を含む。ポンプ52は、好ましくは、ギヤタイプ（gerotor type）であり、一般的に、円筒状の外側表面58を有するリングギヤ56を有し、この円筒状の外側表面58がリングギヤ56を支持するハウジング62の円筒状の内側表面60と協働して、ポンプアセンブリ16の第1縦方向中心線51から横方向に離れて平行な第2縦方向中心線64の回りを回転する。ピニオンギヤ50は、リングギヤ56の内側に配置され、ドライブカップリング10に連結されて、ドライブカップリング10と一体に、ポンプアセンブリ16の第1縦方向中心線51の周りを回転する。縦方向中心線51と64との横方向の間隔及びギヤ50及び56のそれぞれの歯65が協働して、複数の可変容積ポンプ室66を形成し、ギヤ部材の回転中、ポンプ室66は、容積が最大容積に増大し、その後、容積が減少する。ポンプアセンブリ16の入口ポート（図示せず）からの流体は、容積が増大するポンプ室66に吸引される。ギヤ50、56が更に回転すると、ポンプ室66の容積が減少して、その流体がポンプの出口ポート（図示せず）を通して、より高圧となって押出される。ポンプアセンブリ16の作動は、クラッチアセンブリ14の冷却、潤滑及び作動制御のための流体動力を供給する。

ドライブカップリング10の作動は、図2および5を参照して記載される。入力装置が作動すると、ドライブカップリング10は、クラッチアーマチュア46の回転に一致する速度で回転し始める。ドライブカップリング10の回転によって、ポンプ52のピニオンギヤ50がクラッチアーマチュア46の速度に一致した速度で回転して、上述のようにポンプアセンブリ16の作動を可能にする。ピニオンギヤ50及びリングギヤ56の回転中、容積が縮小するポンプ室66で流体が圧縮されることによって、ラジアル荷重が発生する。圧縮される流体によって生じるラジアル荷重の作用は、ピニオンギヤ50を押圧して、連結されたドライブカップリング10を中心からずらそうとする力としての特性を有する。さらに、ドライブカップリング10とクラッチアーマチュア46との間の連結表面は、ドライブカップリング10にモーメント荷重を発生させる。しかしながら、ドライブカップリング10が入力軸12上に回転可能に支持されていることによって、ドライブカップリング10に作用するラジアル及びモーメント荷重に対抗して、部品の早期摩耗あるいは予想される損傷を防止する。

上述のように、入力軸12は、クラッチが「離脱」されたとき、アイドル状態で保持される。ベアリング部材22、24は、ドライブカップリング10がアイドル状態の入力軸12とは独立したクラッチアーマチュア46と共に回転できるようにする。この入力軸12上でドライブカップリング10が独立して回転できることは、クラッチが徐々に結合されることによって、入力軸12とドライブカップリング10との異なる回転速度を許容する。クラッチが結合されたとき、入力軸12は、入力軸12の速度がドライブカップリング10の速度と実質的に一致するまで、速度が増大する。

したがって、本発明は、ポンプアセンブリを入力軸及びクラッチアセンブリと同軸に整合することができるポンプ駆動及び支持構造を提供する。本発明のポンプ駆動及び支持構造は、ポンプ作動中にポンプ要素によって生じるラジアル及びモーメント荷重に対抗して、部品の早期摩耗あるいは損傷を防止する。さらに、本発明のポンプ駆動及び支持構造は、入力軸とドライブカップリングとの差動回転を可能にする。

本発明の特定の好ましい実施の形態が記載されているが、本発明は、ここに記述された図示のものに限定されず、これらは、本発明を実施するための最良の形態を示しているに過ぎない。当業者は、本発明の教示の範囲内で修正及び変更を実行することができ、そのような変更及び修正は、請求の範囲によって定義された思想の範囲内のものである。

ドライブカップリングと入力軸のアセンブリを示す本発明の一実施形態の分解斜視図である。 本発明に係るクラッチアーマチュア及びポンプアセンブリにスプライン結合されたドライブカップリングを示す縦断面図である。 本発明に係る入力軸上に組み付けられたドライブカップリングを示す斜視図である。 図3の4-4線に沿ったドライブカップリング及び入力軸の縦断面図である。 図2の5-5線に沿った縦断面図である。

Claims (10)

1. クラッチアセンブリと、該クラッチアセンブリの作動を制御するための流体動力を供給するポンプアセンブリとを連結するカップリングであって、前記ポンプアセンブリは、入力軸と同軸に配置され、前記クラッチアセンブリと共通の縦方向中心線を有し、前記カップリングは、
   前記入力軸上に回転可能に支持され、第１端部から第２端部へ延びる本体部材と、
   前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれの直近に配置され、前記クラッチアセンブリ及び前記ポンプアセンブリの両方の対応する連結表面に係合して、前記本体部材を前記クラッチアセンブリ及び前記ポンプアセンブリに連結する連結表面と、
   前記本体部材の端部の各々の直近に配置された溝と、
   該溝のそれぞれに配置されたベアリング部材と、
   該ベアリング部材のそれぞれの直近に配置されたワッシャと、
   該ワッシャのそれぞれの直近に配置されて、前記本体部材を前記入力軸に対して軸方向に固定するロック部材とを備え、
   これにより、前記入力軸の回転と独立に回転可能であることを特徴とするカップリング。
2. 前記ベアリング部材は、それぞれニードルベアリングであることを特徴とする請求項１に記載のカップリング。
3. 前記連結表面は、スプライン表面からなることを特徴とする請求項１に記載のカップリング。
4. クラッチアセンブリと、該クラッチアセンブリの作動を制御するための流体動力を供給するポンプアセンブリとを連結するドライブカップリングであって、前記ポンプアセンブリは、入力軸と同軸に配置され、前記クラッチアセンブリと共通の縦方向中心線を有し、前記ドライブカップリングは、
   前記入力軸上に回転可能に支持され、前記クラッチアセンブリのアーマチュアに係合する第１連結表面を有する前端部から、前記ポンプアセンブリのギヤに係合する第２連結表面を有する後端部へ延びる略円筒状の本体部材と、
   前記本体部材の前端部及び後端部のそれぞれの直近に配置され、内部に前記ドライブカップリングを前記入力軸の回転と独立して回転可能とするベアリング部材が配置された溝と、
   該ベアリング部材のそれぞれの直近に配置されたワッシャと、
   該ワッシャのそれぞれの直近に配置されて、前記本体部材を前記入力軸に対して軸方向に固定するロック部材とを備え、
   これにより、前記連結表面間に生じるモーメント荷重を制限し、また、前記ポンプ内に生じるラジアル荷重に対抗することを特徴とするドライブカップリング。
5. 前記ベアリング部材は、それぞれニードルベアリングであることを特徴とする請求項４に記載のドライブカップリング。
6. 前記第１および第２連結表面は、スプライン表面であることを特徴とする請求項４に記載のドライブカップリング。
7. 前記アーマチュア及び前記ギヤは、それぞれ前記第１及び第２連結表面に係合するスプライン表面を含むことを特徴とする請求項６に記載のドライブカップリング。
8. クラッチアセンブリのクラッチ入力部材と、前記クラッチアセンブリを作動するための流体動力を供給するポンプアセンブリとの間で、回転動力を伝達するポンプ駆動システムであって、該ポンプ駆動システムは、
   クラッチ入力部材に固定されて、第１縦方向中心線回りに回転するクラッチアーマチュアと、
   前記第１縦方向中心線から横方向に離れた第２縦方向中心線回りに回転する第２ポンプギヤ部材と、該第２ギヤ部材の中で前記第１縦方向中心線回りに回転する第１ポンプギヤ部材と、前記第１及び第２ポンプギヤ部材が協働して形成する複数のポンプ室と、
   前記クラッチアーマチュア及び前記第１ポンプギヤ部材に係合し、前記入力軸上に回転可能に支持されて、前記第１縦方向中心線回りに回転するドライブカップリングとを備え、
   前記前記ドライブカップリングの両端の直近に溝が配置され、前記溝のそれぞれにベアリング部材が配置され、前記溝のそれぞれにベアリング部材が配置され、該ベアリング部材のそれぞれの直近にワッシャが配置されており、前記ワッシャの直近にロック部材が配置されて該ロック部材によって前記ドライブカップリングが前記入力軸に対して軸方向に固定され、
   これにより、流体が前記複数のポンプ室で圧縮されることによって生じるラジアル荷重に対抗することを特徴とするポンプ駆動システム。
9. 前記ベアリング部材は、それぞれニードルベアリングであることを特徴とする請求項８に記載のポンプ駆動システム。
10. 前記ドライブカップリングは、スプライン結合によって、前記クラッチアーマチュア及び前記第１ポンプギヤ部材に固定されていることを特徴とする請求項８に記載のポンプ駆動システム。

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