JPH0668296B2 - 液体摩擦クラツチ - Google Patents

液体摩擦クラツチ

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JPH0668296B2
JPH0668296B2 JP1055278A JP5527889A JPH0668296B2 JP H0668296 B2 JPH0668296 B2 JP H0668296B2 JP 1055278 A JP1055278 A JP 1055278A JP 5527889 A JP5527889 A JP 5527889A JP H0668296 B2 JPH0668296 B2 JP H0668296B2
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    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粘性液体を満たされるハウジングと、このハ
ウジングへ入り込む軸と、交互に軸及びハウジングに相
対回転しないように結合されて間隔をおいて対向する複
数の内側薄板及び外側薄板と、内側薄板の間又は外側薄
板の間に挿入される環状押し広げばねとから成り、ハウ
ジング内に密封されて移動可能で外部から操作可能な環
状ピストンにより、薄板間隔が可変である、液体摩擦ク
ラツチに関する。
〔従来の技術〕
このような液体摩擦クラツチは既に公知である(オース
トリア特許第384086号明細書)。ここでは外部から機械
的に又は液圧で押し広げばねの力に抗してのみ内方へ押
すことのできる環状ピストンが、薄板に近い方の側に切
欠きを持つているので、ピストンに隣接する薄板と有効
ピストン面との間に比較的大きい自由空間が残る。クラ
ツチハウジング内のこの自由空間により、液体と空気と
が分離され、これが環状ピストンによるクラツチの調整
可能性に不利な影響を及ぼすことがある。即ち空気が主
としてこの自由空間にたまるので、薄板の間に空気がも
はや殆ど存在せず、それにより環状ピストンの内方移動
の際、間隔幅の変化によるクラツチの調整しか行なわれ
ず、薄板間の間隙にある空気−液体混合物の圧力変化は
不可能である。しかし単なる間隙幅変化では不充分なの
で、公知の液体摩擦クラツチの調整可能性は比較的狭い
範囲に留まる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従つて本発明の基礎になつている課題は、最初に述べた
液体摩擦クラツチを簡単な手段により改良して、回転数
に関係して伝達可能なトルクの経過の調整が広い範囲に
わたつて保証されるようにすることである。
〔課題を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれば、環状ピストン
が、薄板に近い方の側に、軸に対して直角にハウジング
のほぼ全自由断面にわたつて延びて薄板の近くまで達す
る平面を持ち、環状ピストンの最も外側の位置において
ハウジングの充填度が小さい値例えば最高でも60%の値
を持ち、また高い粘度例えば少なくとも30000cStの液体
が用いられている。
〔発明の効果〕
こうして環状ピストンの薄板に近い側は平らに延び、あ
らかじめ薄板の近くへ達しているので、空気の集中する
可能性のある大きい自由空間が回避される。従つてピス
トン移動の際薄板間隔だけでなく、薄板の間の間隙容積
も同時に変化する。薄板間の間隙に存在する空気はトル
クを伝達せず、従つてピストンの内方移動により圧力上
昇の際この空気容積が小さくなると、伝達可能なトルク
がそれに応じて増大し、全体として有効な調整が行なわ
れる。環状ピストンが最も外側の位置にあり、従つて隣
接する薄板から可能な最大間隔をとつている時、20℃で
標準圧力において求められるハウジングの比較的小さい
充填度によつて、現われる回転数差において伝達可能な
トルクが低減され、従つて調整範囲が下方へ移動される
か又は拡張される。この効果は特に粘度の高い液体にお
いて生じ、自動車の駆動に使用される液体摩擦クラツチ
には60000cStの粘度が好ましい。
環状ピストンが外力によつて内方へのみ押される公知の
液体摩擦クラツチにおいて、ピストンの復帰が押し広げ
ばね又は内圧のみによつて徐々に行なわれ、これが特に
自動車のクラツチにおいて望ましくないことがわかつ
た。これを改善するため、本発明によればピストンが外
部から操作されて両方向に移動可能である。
同じ理由から外側薄板の内縁と押し広げばねの外縁との
間、又は(押し広げばねが外側薄板の間に設けられてい
る場合)内側薄板の外縁と押し広げばねの内縁との間
に、絞りが形成されている。即ち環状ピストンが急速に
最も外側の位置へ動くと、その平らな面と隣接する薄板
との間に負圧が生じ、また遠く離れた薄板の範囲にある
ハウジング空間に対して圧力差が生じて、薄板を初期位
置へ戻すのに大きく寄与する。
大きさ及び重量に関して比較的狭い範囲を与えられる自
動車用液体摩擦クラツチでは、内側薄板と外側薄板との
間の間隙幅がピストン移動により0.1ないし0.6mm可変で
あり、最小間隙幅又は最小薄板間隔が薄板間に挿入され
る押し広げばねにより決定されるのが好ましく、かつ有
利である。
本発明による調整可能な液体摩擦クラツチは、同じ回転
数差で、平均寸法に合わされる調整不能なクラツチより
著しく大きいトルクを伝達できる。しかし伝達可能な大
きいトルクにより、発生する出力損失も大きくなり、主
として外側薄板を介して熱としてハウジングへ放熱せね
ばならない。この熱伝達を考慮するため、外側薄板が内
側薄板より厚く構成され、かつ/又は熱伝導率の大きい
材料例えば銅から成つている。
本発明は、2つの駆動車軸を持つ自動車に上述した液体
摩擦クラツチの使用にも関し、その動力伝達系列が3要
素遊星歯車装置を介して1つの駆動車軸へ通じ、遊星歯
車装置の第1の伝動要素が機関に伝動結合され、第2の
伝動要素が対応する駆動車軸への動力取出し部を形成
し、第3の伝動要素が液体摩擦クラツチの軸に相対回転
しないように結合され、液体摩擦クラツチのハウジング
が回転不能に保持されている。この場合液体摩擦クラツ
チは遊星歯車装置と共に両方の駆動車軸の間の差動装置
を形成している。液体摩擦クラツチが調整可能であるこ
とにより、両方の駆動車軸への全トルクの分配が走行状
態に応じて広範囲に変化される。
普通のクラツチ装置におけるようにクラツチのハウジン
グが一緒に回転すれば、遠心力の作用で液体が空気から
分離されて、ハウジング外周の範囲へ集中してしまう。
空気と液体がこのように分離すると、調整可能性が著し
く低下することになる。しかしハウジングが回転不能に
保持されているので、液体と空気が常に均一に混合して
いるため、本発明によるクラツチの調整可能性が広範囲
で利用される。
〔実施例〕
図面には本発明の実施例が示されている。
液体摩擦クラツチは、粘性液体を満たされるハウジング
1と、このハウジングへ入り込むか又はハウジング内に
支持される中空軸2と、交互に中空軸2及びハウジング
に相対回転しないように結合されて間隔をおいて対向す
る複数の内側薄板3及び外側薄板4とから成つている。
内側薄板3の間には、皿ばねにより形成される押し広げ
ばね5が挿入されている。ハウジング1及び中空軸2は
駆動部材及び被動部材にそれぞれ相対回転しないように
結合され、この結合のためそれぞれスプライン6を持つ
ている。
ハウジング1内には環状ピストン7が密封されて移動可
能である。環状ピストン7は、薄板3,4に近い方の側
に、軸に対して直角にハウジングのほぼ全自由断面にわ
たつて延びて薄板3,4の近くまで達する平面8を持つて
いる。環状ピストン7は、レバー10等が係合する操作環
9により、外部から操作されて、両方向に移動可能であ
る。ハウジング内方へ向くピストン移動のため比較的大
きい力が必要なので、ピストン移動を液圧で行なうのが
よい。外側薄板4の内縁と押し広げばね5の外縁との間
には絞り11が形成され、図面には比較的幅広く示されて
いる。外側薄板4は内側薄板3より著しく厚く構成され
ている。外側薄板を高い熱伝導率の材料からも製造でき
る。
第2図の横軸には、ハウジング1と中空軸2との回転数
差Δnが記入され、縦軸にはそのつど伝達可能なトルク
Mdが記入されている。曲線aは、第1図に示す環状ピス
トン7の最も外側の位置におけるトルク経過を示し、ハ
ウジング1内には最大容積が存在する。ピストンの移動
により、曲線bによるトルク経過が得られ、曲線aとb
との間に広い調整範囲が得られ、ハウジング1内に存在
する粘性液体の粘度は約60000cStに選ばれている。2500
0cStにすぎない粘度を持つ液体を使用すると、他の条件
を同じとして、曲線a′,b′によるトルク経過が得ら
れ、従つて調整範囲がかなり限定される。
第1図に示す最も外側のピストン位置におけるハウジン
グ1の充填度、従つてハウジング1の内部空間に対する
液体容積の割合は、(20℃及び標準圧力で)60%以下で
ある。環状ピストン7により内側薄板3と外側薄板4と
の間の間隙幅を0.6から0.1mmに減少できる。
第3図によれば、乗用車において、機関12から変速機13
及び差動装置14を介して前車軸15が駆動され、この前車
軸から動力伝達系列16が後車軸17へ通じている。動力伝
達系列16中には遊星歯車装置18があり、その遊星キヤリ
ヤ19が前車軸により駆動され、内歯車から後車軸17への
動力が取出される。太陽歯車21は第1図による液体摩擦
クラツチの中空軸2に相対回転しないように結合され、
ハウジング1は回転不能に保持されている。環状ピスト
ン7はハウジング1外で段付きピストンに形成されて、
ピストン移動のため導管22を経て圧力を受けることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による液体摩擦クラツチの軸線に沿う概
略断面図、第2図はこの液体摩擦クラツチの特性曲線
図、第3図は液体摩擦クラツチを使用した自動車の駆動
装置の概略平面図である。 1……ハウジング、2……軸、3……内側薄板、4……
外側薄板、5……押し広げばね、7……環状ピストン、
8……平面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−26649(JP,A) 実開 昭62−159375(JP,U)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粘性液体を満たされるハウジングと、この
    ハウジングへ入り込む軸と、交互に軸及びハウジングに
    相対回転しないように結合されて間隔をおいて対向する
    複数の内側薄板及び外側薄板と、内側薄板の間又は外側
    薄板の間に挿入される環状押し広げばねとから成り、ハ
    ウジング内に密封されて移動可能で外部から操作可能な
    環状ピストンにより、薄板間隔が可変であるものにおい
    て、環状ピストン(7)が、薄板(3,4)に近い方の側
    に、軸に対して直角にハウジングのほぼ全自由断面にわ
    たつて延びて薄板(3,4)の近くまで達する平面(8)
    を持ち、環状ピストン(7)の最も外側の位置において
    ハウジング(1)の充填度が小さい値を持ち、また高い
    粘度の液体が用いられていることを特徴とする、液体摩
    擦クラツチ。
  2. 【請求項2】充填度が最高でも60%であり、液体の粘度
    が少なくとも30000cStであることを特徴とする、請求項
    1に記載の液体摩擦クラツチ。
  3. 【請求項3】環状ピストン(7)が両方向に操作可能で
    あることを特徴とする、請求項1又は2に記載の液体摩
    擦クラツチ。
  4. 【請求項4】外側薄板(4)の内縁と押し広げばね
    (5)の外縁との間又は内側薄板の外縁と押し広げばね
    の内縁との間に絞り(11)が形成されていることを特徴
    とする、請求項1ないし3の1つに記載の液体摩擦クラ
    ツチ。
  5. 【請求項5】内側薄板(3)と外側薄板(4)との間隙
    幅が、環状ピストンの移動により0.6mmと0.1mmの間で可
    変であることを特徴とする、請求項1ないし4の1つに
    記載の液体摩擦クラツチ。
  6. 【請求項6】外側薄板(4)が内側薄板(3)より厚く
    構成されるか、又は熱伝導率の高い材料から成ることを
    特徴とする、請求項1ないし5の1つに記載の液体摩擦
    クラツチ。
  7. 【請求項7】自動車が2つの駆動車軸(15,17)を持
    ち、この自動車の動力伝達系列(16)が3要素遊星歯車
    装置(18)を介して一方の駆動車軸(17)へ通じ、遊星
    歯車装置の第1の伝動要素(19)が機関(12)に伝動結
    合され、第2の伝動要素(20)が前記の駆動車軸(17)
    への動力取出し部を形成し、第3の伝動要素(21)が液
    体摩擦クラツチの軸(2)に相対回転しないように結合
    され、液体摩擦クラツチのハウジング(1)が回転不能
    に保持されていることを特徴とする、請求項1ないし6
    の1つに記載の液体摩擦クラツチを使用した自動車。
JP1055278A 1988-03-11 1989-03-09 液体摩擦クラツチ Expired - Lifetime JPH0668296B2 (ja)

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JPH028519A JPH028519A (ja) 1990-01-12
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