JPH0125925B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相対的に回動可能な２つの軸を接続
するためのクラツチであつて、両軸にそれぞれ回
動不能に結合されている少なくとも１つの摩擦面
と、両摩擦面間に摩擦接続を生ぜしめるための摩
擦面圧着装置とを有し、この摩擦面圧着装置が、
圧力媒体源に接続可能な第１の圧力室とこの圧力
室における圧力によつて負荷される摩擦面圧着部
材とを有している形式のものに関する。

このような形式のクラツチは例えばドイツ連邦
共和国実用新案第694475号明細書に基づいて公知
である。

本発明の課題は、上記形式のクラツチを改良し
て、両方の軸が接続時において自動的に所定の相
対角度位置に調節されるようなクラツチを提供す
ることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、
第１の圧力室が流過横断面の変化可能な回転式弁
を備えた流出弁装置を有し、前記回転式弁がそれ
ぞれ両軸の一方に連結された互いに相対回動可能
な２つの弁構成ユニツトから成つており、前記回
転式弁の流過横断面が少なくとも一箇所の所定の
相対角度位置において最小になるように構成され
ており、前記両弁構成ユニツトが所定の相対角度
位置を占め、この結果両軸が前記両弁構成ユニツ
トの所定の相対角度位置に相応した規定の相対角
度位置に達した場合にのみ、圧力媒体によつて負
荷された第１の圧力室に生ぜしめられた圧力が前
記両摩擦面のスリツプを阻止する値をとるように
した。

本発明によるクラツチの場合両軸間にはまず初
め僅かな摩擦しか生じないので、良好に制御でき
る回転数同化が行なわれる。つまり、所定の角度
位置が得られた後に切めて両軸は互いに摩擦によ
つて、ほぼスリツプのない接続へともたらされ、
この結果両軸の所定の角度位置が維持される。本
発明の実施態様によれば、所定の相対角度位置に
おいて両軸を相対的に係止するためにクラツチが
係止装置を有し、この係止装置が、摩擦面の間に
摩擦接続が生ぜしめられかつ両軸の間において所
定の相対角度位置が得られた後に作用位置へと嵌
め合わせられる。このように構成すると、両軸間
において一度調節された相対角度位置は付加的に
かつ確実に維持される。

圧力媒体に関しては、液体でも気体でもどちら
でもよい。

本発明の実施態様によるクラツチには、摩擦面
の適合時に両軸間においていかなる軸方向力も伝
達されないという利点がある。

また本発明の別の実施態様によつて、構造的に
簡単で使用スペースの少ない確実なクラツチ装置
を得ることができる。

次に図面につき本発明の実施例を詳説する。

第１図には油圧によつて作動せしめられる摩擦
クラツチ１の原理的な構造が示されている。片方
の軸２にはクラツチ板４が回動不能に配置されて
いる。他方の軸３ははずみ車３６と堅く結合さ
れ、このはずみ車３６はクラツチケーシング１４
によつて支持されている。クラツチケーシング１
４はさらに圧力室８を取り囲み、圧力室８内には
リングピストン７が軸方向で移動可能に案内さ
れ、リングピストン７は軸２に対してもクラツチ
ケーシング１４に対してもシールされている。リ
ングピストン７とクラツチ板４の間には圧着プレ
ート６が配置されている。圧着プレート６は例え
ば歯車３４を介して回動不能にしかしながら軸方
向移動可能にクラツチケーシング１４と結合され
ている。圧力室８には圧力媒体を供給するための
供給管２５が設けられている。この供給管２５
は、圧力下にある液体状の圧力媒体を有するタン
ク２５ａに接続されている。これによつて油圧式
の摩擦面圧着装置５に圧力媒体が供給される。リ
ングピストン７は圧力室８と圧着プレート６との
間に絞られた接続通路９を有している。さらにこ
の接続通路９には圧着プレート６の開口１０が適
合している。開口１０は例えば半径方向に延びる
スロツトとして構成されている（第２図参照）。
原理的には開口１０が別の形状を有していてもよ
い。開口１０は、クラツチ板４の、圧着プレート
６に対向している摩擦面１１の半径方向長さより
も僅かな半径方向長さを有している。摩擦面１１
には圧力媒体流出路１３が配置され、この圧力媒
体流出路１３は摩擦面１１の全半径方向長さにわ
たつて延びている。クラツチ板４の、はずみ車３
６に対向している摩擦面１２は特殊性を有してい
ない。所定の角度位置を除いて、圧着プレート６
とクラツチ板４とがいかなる相対位置にあつても
圧着プレート６の開口１０とクラツチケーシング
１４の内室との接続が少なくとも１箇所では生じ
るように、摩擦面１１の圧力媒体流出路１３は構
成されている。クラツチケーシング１４は流出孔
１４ａを有している。

両軸２，３の角同期的な接続の過程は以下の通
りである： 油圧媒体が圧力室８内に導入されると接続通路
９における圧力降下の結果リングピストン７は圧
着プレート６及びクラツチ板４に向かつて移動す
る。これによつて、リングピストン７、圧着プレ
ート６、摩擦面１１、摩擦面１２及びはずみ車３
６は次々と互いに接続する。この場合、軸２，３
は軸方向で互いに移動するものと仮定する。上記
の場合に生ぜしめられた圧着力は比較的僅かであ
る。なぜならば、液状の圧力媒体は圧力室８から
接続通路９、開口１０及び圧力媒体流出路１３を
介して漏出することができるからである。この漏
出の可能性があるかぎり、回転している軸から静
止している軸へは僅かなトルクしか伝達されず、
両軸の回転数の同化は徐々にしか行なわれない。
ゆえにクラツチはゆるく接続してはいるが、接続
過程は終了していない。圧着プレート６の開口１
０が摩擦面１１の、圧力媒体流出路１３が設けら
れていない範囲１５（第３図参照）内に運動する
と、圧力媒体が圧力室８から漏出することは不可
能となり、圧力室８における圧力が著しく上昇す
る。圧力室８におけるこの圧力上昇の結果、一方
では圧着プレート６とクラツチ板４の摩擦面１１
との間の摩擦接続並びに、他方ではクラツチ板４
の摩擦面１２とはずみ車３６との間の摩擦接続に
よつて相対的に回動不能な接続が生ぜしめられ
る。軸２と３との間の角同期的な接続は、両軸回
転数の同化がさらに充分に進んだ場合に生ぜしめ
られ得る。両軸回転数の同化があまり進んでいな
い場合には、両方の軸２，３はさらに相対的に回
転し、両軸２，３が次に堅く接続されるまで360゜
だけ回転する。

第３図には摩擦面１１側のクラツチ板４が示さ
れている。摩擦面１１は複数の圧力媒体流出路１
３によつて分割されている。圧力媒体流出路１３
は有利には円弧状に配置され、個々の圧力媒体流
出路１３はクラツチ板４の所定の角度範囲にわた
つて設けられている。これによつて、圧着プレー
ト６の開口１０（第２図参照）は常に少なくとも
１つの圧力媒体流出路１３を介して摩擦クラツチ
１の内室と接続されている。しかしながら、摩擦
面１１の、圧力媒体流出路１３が設けられていな
い範囲１５だけは例外である。この範囲１５は圧
着プレート６の開口１０と等しいか又は開口１０
よりも幾分大きく構成されている。ゆえに、接続
過程において開口１０と範囲１５とが重なつてい
ると圧着プレート６とクラツチ板４とは相対回転
しない。摩擦面１１の半径方向内側においてクラ
ツチ板４には、このクラツチ板４を軸２に固定す
るために相応な取付けピン３７用の２つの孔３９
が設けられかつ、相応なねじ３８用の２つの孔４
０が設けられている。

第４図にはクラツチ板４の別の実施例が示され
ている。この実施例においても同様に圧力媒体流
出路１３は摩擦面１１に円弧状に設けられてはい
るが、しかしながらこれらの圧力媒体流出路１３
は互いに異なつた間隔で設けられている。クラツ
チ板４が圧着プレートに対して矢印１６の方向に
相対運動すると仮定すると、個々の圧力媒体流出
路１３の間の相対間隔は連続的に長くなり、つい
には範囲１５において最長相対間隔に達し、この
範囲１５においては接続過程の間中圧着プレート
６の開口１０は完全にシールされる。この第４図
の実施例においては、両軸２，３間の接続過程に
際して遅延ないしは加速の程度を特に低くするこ
とができる。なぜならば、個々の圧力媒体流出路
１３間の間隔が僅かである範囲においては圧力媒
体に極めて大きな圧力損失が生じる一方、圧着プ
レート６の開口１０によつておおわれる圧力媒体
流出路１３が僅かになればなるほど前記圧力損失
は僅かになるからである。この構成によつて両軸
２，３の、特に角同期的な接続が可能になる。圧
着プレート６の、クラツチ板４に向いた摩擦面は
符号６ａで示されている。

第５図には摩擦クラツチ１の１実施例が一部破
断して示されている。軸３には圧着プレート６が
歯車３３を介して回動不能にしかしながら軸方向
移動可能に支承されている。圧着プレート６はそ
の外周部における歯車３４によつてクラツチケー
シング１４に同様に回動不能にしかしながら軸方
向移動可能に係合している。クラツチケーシング
１４と圧着プレート６との間にはリングピストン
７が配置されている。リングピストン７はクラツ
チケーシング１４内で軸方向移動可能でありかつ
クラツチケーシング１４に対してシールされてい
る。リングピストン７もクラツチケーシング１４
も共に、中空軸３０を介して軸３に支承されかつ
中空軸３０に対してシールされている。中空軸３
０自体も同様に軸３に対してシールされている。
クラツチケーシング１４は、軸２に回動不能に配
置されているクラツチ板４を取り囲んでいる。ク
ラツチケーシング１４が自由に軸方向で移動でき
ることによつて、軸方向力のいらないクラツチ操
作が行なわれる。

さらに、リングシリンダ２４はクラツチケーシ
ング１４と同心的にかつクラツチケーシング１４
に対して軸方向移動可能に配置され、しかしなが
らリングシリンダ２４は歯車３２によつて周方向
には回動不能に接続されている。リングシリンダ
２４はクラツチケーシング１４と共に圧力室１７
を形成し、この圧力室１７も同様に中空軸３０に
対してシールされている。クラツチケーシング１
４とリングピストン７とによつて形成されている
圧力室８と圧力室１７との間には、それぞれ１つ
の逆止弁を有する２つの弁装置２６，２７が配置
され、この場合両方の逆止弁は互いに逆向きに配
置されている。リングシリンダ２４は、クラツチ
ケーシング１４と堅く結合された対応圧着プレー
ト４１の範囲において同様にクラツチ板４を取り
囲みかつ、リングシリンダ２４は対応圧着プレー
ト４１の半径方向内側にまではいりこみ、この対
応圧着プレート４１の半径方向内側においてクラ
ツチ板４と共に、選択的に作動せしめられる嵌合
による係止装置を形成する。この係止装置はクラ
ツチ板４に設けられた単数又は複数の半径方向に
延びる例えばＶ形の溝１９と、リングシリンダ２
４に配設されている相応な係止ローラ２０とから
成つている。係止ローラ２０はピン２３に回転可
能に支承され、ピン２３の回転軸線は同様に半径
方向に延びている。配設されているすべての係止
ローラ２０の位置は保持器２２によつて定められ
ている。リングピストン７には接続通路９が設け
られ、この接続通路９は圧力室８と圧着プレート
６における開口１０との間を接続している。この
場合開口１０は、圧力媒体流出路１３を備えたク
ラツチ板４の摩擦面１１よりも半径方向で見て短
く構成されている（第１図及び第２図参照）。第
５図の実施例においては、摩擦面１２は対応圧着
プレート４１と共に摩擦面１１よりも半径方向で
見て短く構成されている。このように構成する
と、摩擦面１２の半径方向内側において前記係止
装置をクラツチ板４ないしはリングシリンダ２４
に取り付けることができる。リングシリンダ２４
には解離運動を生ぜしめるために矢印２８の方向
にばね２９によつてプレロードがかけられてい
る。ばね２９はさらに軸３においてストツパ３５
に支持されている。また、軸３には圧力媒体を供
給するために供給管２５が設けられている。同じ
く圧力媒体を供給するために中空軸３０は孔３１
を有し、この孔３１は供給管２５を圧力室８と接
続している。クラツチ板４は例えば取付けピン３
７とねじ３８とを介して軸２に結合されている。
クラツチケーシング１４は、第１図において符号
１４ａで示したと同様な流出孔を有している。

この摩擦クラツチの作用形式は次の通りであ
る： ２つの軸２，３の角同期的な接続を目的とした
クラツチを作動するために、圧力媒体が外部から
供給管２５のなかに供給される。この圧力媒体は
孔３１を介して圧力室８に流入する。圧力室８に
おいて圧力が上昇すると、クラツチケーシング１
４とリングピストン７との間において相対的な軸
方向移動が生ぜしめられる。この状態においては
弁装置２６は相応なばね力によつて閉じられてい
る。上述の過程によつて、圧着面１１，１２を有
するクラツチ板４は圧着プレート６の圧着面６ａ
と対応圧着プレート４１の圧着面４１ａとの間で
緊締される。しかしながら圧力室８における圧力
上昇は、圧力媒体が接続通路９、開口１０及び圧
力媒体流出路１３を介してクラツチ内部に漏出す
ることによつて制限されている。圧着プレート６
の開口１０と、クラツチ板４の摩擦面１１の、圧
力媒体流出路１３が設けられていない範囲１５と
が互いに重なり合つた時に初めて圧力室８におい
てさらに強力な圧力上昇が生ぜしめられる。この
第２の圧力上昇は２通りに作用する：一方におい
ては、圧着プレート６と対応圧着プレート４１と
両者の間に位置しているクラツチ板４との間の圧
着力がただちに増大し、次いで、開口１０が範囲
１５と重なるやいなや両軸２，３の間における相
対運動は事実上停止する。また他方においては、
弁装置２６が開放し、圧力媒体が圧力室８から圧
力室１７に流入する。これによつて、リングシリ
ンダ２４はばね２９の初ばね力に抗して矢印２８
とは反対の方向に向かつて運動する。このリング
シリンダ２４の運動によつて係止ローラ２０はク
ラツチ板４の相応な溝１９のなかに嵌合係合す
る。この結果、両軸２，３の間において申し分の
ない正確な角同期的な係止が生ぜしめられる。

両軸２，３の接続を解除するにはただ圧力室８
における圧力を下げるだけでよい。圧力室８にお
ける圧力が際下するとばね２９の初ばね力によつ
てただちにリングシリンダ２４は矢印２８の方向
に運動し、嵌合による結合の解離を行なう。この
場合、圧力媒体は圧力室１７から弁装置２７を通
つて圧力室８に戻り、さらに供給管２５内に流入
する。同時にクラツチ板４の摩擦面１１，１２へ
の押圧力は消失し、この結果クラツチ板４は軸３
に対して自由運動するようになる。

過負荷時には係止ローラ２０は溝１９から進出
し、リングシリンダ２４はクラツチケーシング１
４との相対関係において左に向かつて（第５図で
見て）移動する。この場合圧力媒体は圧力室１７
から弁装置２７を介して圧力室８に戻される。し
かしながらまたリングシリンダ２４とクラツチ板
４との間の係止装置が過負荷時においても解除さ
れないように前記係止装置を構成することも考え
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧によつて作動せしめられる摩擦ク
ラツチの原理を示す縦断面図、第２図は圧着プレ
ートの構成図、第３図と第４図はクラツチ板の異
なつた構成を示す図、第５図は本発明のクラツチ
を一部破断して示す図である。 １……摩擦クラツチ、２，３……軸、４……ク
ラツチ板、５……摩擦面圧着装置、６……圧着プ
レート、６ａ……摩擦面、７……リングピスト
ン、８……圧力室、９……接続通路、１０……開
口、１１，１２……摩擦面、１３……圧力媒体流
出路、１４……クラツチケーシング、１４ａ……
流出孔、１５……範囲、１６……矢印、１７……
圧力室、１９……溝、２０……係止ローラ、２１
……回転軸線、２２……保持器、２３……ピン、
２４……リングシリンダ、２５……供給管、２５
ａ……タンク、２６，２７……弁装置、２８……
矢印、２９……ばね、３０……中空軸、３２〜３
４……歯車、３５……ストツパ、３６……はずみ
車、３７……取付けピン、３８……ねじ、３９，
４０……孔、４１……対応圧着プレート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対的に回動可能な２つの軸２，３を接続す
   るためのクラツチであつて、両軸２，３にそれぞ
   れ回動可能に結合されている少なくとも１つの摩
   擦面１１，６ａと、両摩擦面１１，６ａ間に摩擦
   接続を生ぜしめるための摩擦面圧着装置５とを有
   し、この摩擦面圧着装置５が、圧力媒体源に接続
   可能な第１の圧力室８とこの圧力室８における圧
   力によつて負荷される摩擦面圧着部材とを有して
   いる形式のものにおいて、前記第１の圧力室８が
   流過横断面の変化可能な回転式弁を備えた流出弁
   装置を有し、前記回転式弁がそれぞれ両軸２，３
   の一方に連結された互いに相対回動可能な２つの
   弁構成ユニツトから成つており、前記回転式弁の
   流過横断面が少なくとも一箇所の所定の相対角度
   位置において最小になるように構成されており、
   前記両弁構成ユニツトが所定の相対角度位置を占
   め、この結果両軸２，３が前記両弁構成ユニツト
   の所定の相対角度位置に相応した規定の相対角度
   位置に達した場合にのみ、圧力媒体によつて負荷
   された第１の圧力室８に生ぜしめられた圧力が前
   記両摩擦面のスリツプを阻止する値をとることを
   特徴とするクラツチ。 ２ 所定の相対角度位置において両軸２，３を相
   対的に係止するためにクラツチが係止装置１９，
   ２０を有し、この係止装置１９，２０が、摩擦面
   １１，６ａの間に摩擦接続が生ぜしめられかつ両
   軸２，３間において所定の相対角度位置が得られ
   た後に作用位置へと嵌め合わせられる特許請求の
   範囲第１項記載のクラツチ。 ３ 係止装置が、圧力媒体で負荷される係止作動
   装置によつて作動せしめられる特許請求の範囲第
   ２項記載のクラツチ。 ４ 係止作動装置が第１の圧力室８における圧力
   媒体によつて負荷され、前記第１の圧力室８にお
   ける圧力が所定値に達した場合に、両軸２，３を
   相対的に係止するように前記係止作動装置が働く
   特許請求の範囲第３項記載のクラツチ。 ５ 係止作動装置が第２の圧力室１７とこの圧力
   室１７における圧力によつて負荷される係止作動
   部材とを有し、第２の圧力室１７が第１の調圧弁
   を介して第１の圧力室８に接続されており、第１
   の圧力室８において所定の圧力値が超過した場合
   に前記第１の調圧弁が第１の圧力室８から第２の
   圧力室１７に向かつて開放する特許請求の範囲第
   ４項記載のクラツチ。 ６ 係止装置の、両軸２，３が相対的に係止しな
   い非作用位置に向かつて係止装置に緊締部材によ
   つてプレロードがかけられ、両軸２，３が相対的
   に係止する作用位置に向かつて係止装置が係止作
   動装置によつて移動せしめられる特許請求の範囲
   第３項記載のクラツチ。 ７ 係止装置が、クラツチによつて伝達される伝
   達トルクが所定値に達するまで両軸２，３を相対
   的に係止する過負荷係止装置として構成されてい
   る特許請求の範囲第２項記載のクラツチ。 ８ 第２の圧力室１７に第２の調圧弁が接続さ
   れ、この調圧弁において所定の圧力差が超過した
   場合に前記調圧弁が第２の圧力室１７から圧力媒
   体を流出する特許請求の範囲第５項記載のクラツ
   チ。 ９ 第２の調圧弁が第２の圧力室１７から第１の
   圧力室８に向かつて開放するようになつており、
   かつ弁プレロード装置並びに第１の圧力室８にお
   ける圧力によつて閉鎖方向に負荷されている特許
   請求の範囲第８項記載のクラツチ。 １０ 摩擦面６ａ，１１が軸２，３の縦軸線に対
   してほぼ直角に位置している特許請求の範囲第１
   項記載のクラツチ。 １１ 両軸２，３のうち少なくとも片方の軸３の
   摩擦面６ａが、軸３に対して軸方向移動可能な摩
   擦面保持体に配置されている特許請求の範囲第１
   項記載のクラツチ。 １２ 弁構成ユニツトがそれぞれ、両軸２，３の
   軸線に対してほぼ直角で同心的な弁面を有し、こ
   れら弁面が互いに接触するように構成されてお
   り、第１の弁面に第２の弁面に向かつて開いてい
   る圧力媒体流出路１３が配置されており、この圧
   力媒体流出路１３の、第１の弁面における周方向
   の単位面積あたりの流出横断面が、第１の弁面の
   全周面にわたつて変化し、かつ第１の圧力室８に
   接続されている開口１０が第２の弁面に設けら
   れ、この開口１０が、両軸２，３の相対角度位置
   に応じて第１の弁面の異なつた周区分に接触する
   特許請求の範囲第１項記載のクラツチ。 １３ 前記両弁面が、摩擦面圧着装置５によつて
   摩擦面に加えられる力によつて互いに圧着せしめ
   られる特許請求の範囲第１２項記載のクラツチ。 １４ 摩擦面の少なくとも一部が弁面によつて構
   成されている特許請求の範囲第１３項記載のクラ
   ツチ。 １５ 第１の弁面が第１の軸２に結合されたクラ
   ツチ板４に取り付けられ、第２の弁面が第２の軸
   ３に回動不能にしかしながら軸方向移動可能に固
   定された圧着プレート６に取り付けられており、
   圧着プレートの、第１の弁面とは反対の側に、第
   １の圧力室８における圧力によつて負荷されてい
   るリングピストン７が接触しており、第１の圧力
   室８とリングピストン７とを収容しているシリン
   ダケーシングが第２の軸３に取り付けられてお
   り、第２の摩擦面６ａの開口１０がリングピスト
   ン７を貫通している接続通路９に接続している特
   許請求の範囲第１４項記載のクラツチ。 １６ 第１の弁面が第１の軸２と共に回転するク
   ラツチ板４に取り付けられ、第２の弁面が第２の
   軸３に回転不能にしかしながら軸方向移動可能に
   結合された圧着プレート６に取り付けられてお
   り、圧着プレート６の、第２の弁面とは反対側の
   面が、摩擦面圧着装置５の、第１の圧力室８にお
   ける圧力によつて負荷されているリングピストン
   ７に接触しており、クラツチ板４がこのクラツチ
   板４の、第１の弁面とは反対側の面に第１の摩擦
   面１２を有し、この第１の摩擦面１２が対応圧着
   プレート４１に取り付けられた第２の摩擦面に対
   向して位置しており、対応圧着プレート４１が第
   ２の軸３に回動不能にしかしながら軸方向移動可
   能に結合され、対応圧着プレート４１がさらに、
   第１の圧力室８とリングピストン７とを収容して
   いるシリンダケーシングに軸線方向において堅く
   結合されており、第２の弁面の開口１０がリング
   ピストン７を貫通している接続通路９に接続され
   ている特許請求の範囲第１２項記載のクラツチ。 １７ シリンダケーシングと共に第２の圧力室を
   構成する係止ケーシングが軸方向移動可能にシリ
   ンダケーシングに支承されており、係止装置が係
   止ケーシング及びクラツチ板と共働する特許請求
   の範囲第１６項記載のクラツチ。 １８ シリンダケーシングが、リングシリンダ２
   ４として構成されている係止ケーシングによつて
   リング状に取り囲まれている特許請求の範囲第１
   ７項記載のクラツチ。 １９ 回転式弁の流過横断面積の最小値が少なく
   ともほぼ０である特許請求の範囲第１項記載のク
   ラツチ。 ２０ 第１の弁面に設けられている圧力媒体流出
   路１３が螺旋形状であり、第２の弁面に設けられ
   ている開口１０が半径方向で見て縦長のスロツト
   である特許請求の範囲第１２項記載のクラツチ。