JPH07158661A - トルク伝達用カツプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造し易くかつ小さな寸法からなりながら、
均一の動力によつて特徴着けられる漸進的係止特性を備
えたカツプリングを提供する。 【構成】 ハウジング及びこれに回転可能に支持された
ハブからなり、前記ハウジングと前記ハブにより形成さ
れかつ少なくとも部分的に２つの軸方向に固定の円板間
に軸方向に可動の円板を収容する流体で充填された環状
密封室を備え、更に、半径方向に見る場合に、速度差が
前記ハウジングと前記ハブとの間に発生するならば、前
記軸方向に可動の円板が２つの隣接する軸方向に固定の
円板により軸方向に交互に移動されるような方法におい
て成形される周部に延びる起伏外観からなる前記円板の
表面を備え、更にまた前記軸方向固定の円板と前記軸方
向に可動の円板との間に形成されている前記ハウジング
および前記ハブに対して実質上密封される室領域および
絞り開口により互いに接続されている、その大きさが相
互に変化する前記軸方向に可動の円板の両側の前記室領
域を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動部分と被動部分と
の間のトルクを伝達し、これらの部分との間に配置され
かつ２つの部分の回転運動に対して相対的に作用する油
圧装置を備え、ハウジングおよびこれに回転可能に支持
されたハブからなり、また、前記ハウジングと前記ハブ
により形成されかつ少なくとも部分的に２つの軸方向に
固定の円板間に軸方向に可動の円板を収容する流体で充
填された環状密封室を備え、さらに、半径方向にに見る
場合に、速度差が前記ハウジングと前記ハブとの間に発
生するならば、前記軸方向に可動の円板が２つの隣接す
る軸方向に固定の円板により軸方向に交互に移動される
ような態様において成形された周部に延びる起伏外観か
らなる前記円板の表面を備え、さらにまた前記軸方向固
定の円板と前記軸方向に可動の円板との間に形成されて
いる前記ハウジングおよび前記ハブに対して実質上密封
される室領域および絞り開口により互いに接続されてい
る、その大きさが相互に変化する前記軸方向に可動の円
板の両側の前記室領域を備えたカツプリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】前記型の構体は２つの回転部分間の速度
差の関数として係止モーメントを発生するために自動車
および地上機械装置の駆動ラインに使用される。

【０００３】第１の用途はカツプリングが差動運動の場
合において相対的に回転する部分間に使用される差動駆
動装置に関わっている。

【０００４】第２の用途はその駆動ラインにカツプリン
グが直接挿入される複数の被動軸を備えた自動車の駆動
ラインに関わっている。結果として、駆動ラインはその
軸と正確に駆動されるさらに他の軸との間の速度差が存
在する場合にトルク負荷され、一方他の場合においては
その軸が自動車に沿って引きずられる。

【０００５】前記型のカツプリングはハブがハウジング
内に回転可能に配置され、ハブとハウジングが密封され
た装置を形成する場合にドイツ連邦共和国特許第１１９
２８８７号から知られている。ハウジングはハブに対し
て半径方向に配置されかつ一方でハウジングにかつ他方
でハブに回転不能に接続される円板を収容する。該円板
はハブに固定される円板がハウジングに固定される２つ
の円板間に配置されるような方法において配置される。
ハウジングは円板が関連の回転速度でその中で相対的に
動く粘性の流体で充填される。粘性の流体中に結果とし
て生じる剪断運動により、ハウジングに対するハブの回
転運動は制動され、その結果としてトルクは被動部分に
駆動部分により伝達され、一方、同時に、導入される動
力の部分が消散される。

【０００６】前記カツプリングは速度差の関数としてト
ルクの伝達に関連して固定の、予め定めた特性を有す
る。したがつて、例えば、トルクが逆転されるかまたは
自動車が制動される状況において自動車を運転するとき
種々の要求に応答することができない。

【０００７】ドイツ連邦共和国特許第６４９５０１号は
最初に述べた型のカツプリングを記載し、その場合にハ
ウジングの２つの内方端面は相対的に対称的に配置され
かつ軸方向に固定の円板を形成しかつその場合に軸方向
に可動な斜めに傾いた板を備えたハブがハウジング内で
回転する。固定円板の表面間の１周部点において、斜め
に傾いた板が狭く案内されかつハブのチヤンネルを経由
して互いに接続される２つの室を形成する。チヤンネル
断面は制御可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記カツプリングの欠
点は、円板の軸方向端部点において相互に接続された室
領域間の転流の結果として、カツプリングへのトルク入
力が頻繁に脈動を発生するということである。さらに、
軸方向に可動な円板が、ハブ上のその摺動位置におい
て、その回転軸線に対して垂直な軸のまわりに永続的な
モーメントの影響を受ける。

【０００９】それゆえ、本発明の目的は、製造し易くか
つ小さな寸法からなりながら、均一の動力によつて特徴
着けられる漸進的係止特性を備えたカツプリングを提供
することにある。

【００１０】上記目的は、少なくとも２つの軸方向に可
動の円板が３つの軸方向に固定の円板間に配置されかつ
少なくとも２対の相互に接続された室領域を形成しそし
て少なくとも１グループの円板内に、前記軸方向に可動
の円板および前記軸方向に固定の円板の表面の軸方向尖
端が個々の円板において相互に接続された室領域の対間
の容積の変化の逆転がハウジングおよびハブが相対的に
回転するとき相対的にずれた位相において行われるよう
な方法において相対的に周部でずれ、そして前記円板の
各々がその表面で少なくとも２対の尖端を形成すること
により達成される。

【００１１】この方法によつて、その場合に変位体が２
つの隣接する軸方向に固定の円板の表面により強制案内
される軸方向に可動な円板により形成される多重変位体
ポンプ構体を提供することができる。同時に外方ハウジ
ング部分を形成する隣接する固定円板の表面とともに、
半径方向図において起伏される変位体が複数の個々の室
領域を形成する。絞り開口は１組の室領域が最大容積か
らなる一方、他の組の室領域が最小容積からなる方法に
おいて注入および吸い込み室領域を互いに接続する。個
々の変位体ポンプ構体の最大および最小容積が均一に周
部に分布された位相角度で達成されるため、個々の変位
体ポンプ構体により受容されるような脈動トルクが好都
合な方法において滑らかにされる。同様に少なくとも１
対の室領域を形成する３つの可動円板がほぼ完全に滑ら
かなトルク入力を保証する。尖端の数が多ければ多いほ
ど、搬送ストローク／円板回転の数が多くなり、その結
果動力入力は結果として増大され得る。最小数の２対の
尖端が円板が該円板の回転軸線に対して横方向に作用す
る傾斜モーメントがないことを保証する。

【００１２】本発明の好都合なさらに他の実施例によれ
ば、個々の軸方向に可動な円板の表面の軸方向尖端が相
対的に均一に周部でずれるように配置される。

【００１３】さらに他の好都合な実施例によれば、個々
の軸方向に固定の円板が互いに周部で重なり合うように
配置される。

【００１４】さらに他の好都合な実施例によれば、少な
くとも軸方向に可動な円板が両側で同一の壁厚および平
行な表面を備えた部材の形において設けられることが提
案される。

【００１５】絞り開口の設計には２つの可能性がある。
一方で、絞り開口は軸方向に可動な円板の壁に直接設け
られ得る。他方で、２つの室領域はハウジングおよび／
またはハブまたはそれに接続された部分または制御要素
の制御チヤンネルにより接続され得る。両者の場合にお
いて、軸方向に可動な円板の両側の同一の周部位置に設
けられる室が絞り開口により互いに接続される。

【００１６】前者の実施例の設計は後者の実施例より非
常に簡単である。後者の実施例は外部で制御されるよう
な絞り開口を許容し、それはカツプリングの幾つかの減
衰特性が差動速度によつて設定され得ることを意味す
る。後で、簡単化のために、絞り開口として言及される
適宜な絞り手段は固定の絞り孔の形だけでなく、また流
れ制限弁、制御弁または作動流体として使用され得る電
子−流動学流体用の特殊弁の形において設けられ得る。
前記制御可能な絞り手段はハウジング内に配置されねば
ならない。

【００１７】特殊な特性を達成するための、好適な実施
例において、第１の隣接室領域は個々の軸方向に可動な
円板の絞り孔により絞られ得る一方、第２の隣接室領域
はとくにハウジングの制御可能な絞りチヤンネルにより
絞られ得る。

【００１８】構体の伝達可能なトルクは絞り開口の絞り
断面の２乗に反比例する。それゆえ絞り断面の僅かな変
化はトルク入力を大きく変化することができ、それれは
カツプリングが容易に制御し得ることを意味する。

【００１９】カツプリングの作動原理は搬送されれた容
積流れを絞ることに基礎を置いているので、トルクは間
接的にのみ作動流体の粘度に依存する。絞り断面を適宜
に設計することにより、作動流体の粘度の広い範囲にわ
たつて絞り開口の抵抗係数をほぼ一定に保つことができ
る。結果として、トルク入力への粘度の影響を減少する
ことができる。密度の温度依存は僅かのみで、それはト
ルクへの温度の影響が無視し得るように小さいことを意
味する。ハウジングとハブとの間の速度差はトルク入力
を２次方程式にし、その結果速度差の関数として漸進的
にトルク特性を得る。

【００２０】絞り開口が絞りダイアフラムおよび絞りチ
ヤンネルの組み合わせを構成するならば、トルクに関し
て１次および２次部分からなる合計を得る。かくして、
絞りダイアフラムおよび絞りチヤンネルを適宜に寸法付
けることにより、大きく自由に調整し得るトルク特性を
達成することができる。

【００２１】本発明の実施例を以下に図面に基づき説明
する。

【００２２】

【実施例】図１はほぼ筒状のハウジングケーシング１０
および端部カバー１１，１２からなるハウジング１を有
するカツプリングを示し、ハブ２がそれに回転可能に支
持されかつハウジングに対して密封体２１，２２により
密封されている。ハウジング１およびハブ２はともに環
状密封室１３を形成する。カバー１１，１２の表面は第
１の軸方向に固定の円板３，４を形成し、さらに他の軸
方向に固定の円板５，６はそれらの間にスペーサスリー
ブにより締め付けられかつ内方歯１４によりハウジング
ケーシング１０に回転不能に接続されている。相対的に
鏡像状に配置された２つの隣接する固定円板の表面間
に、軸方向に可動な円板７，８，９が支持され、それら
は、内方歯によつて、ハブ２の歯外観１５に軸方向に可
動にかつ回転不能に支持される。

【００２３】軸方向に可動な円板７，８，９は各々絞り
孔の形において設けられる複数の絞り開口１７，１８，
１９の２つを含むように示される。絞り開口１７，１
８，１９は円板７，８，９の両側で室領域（この場合に
参照符号なし）を接続いる。

【００２４】図２は、詳細な形において、その円板３，
４がカバー１１，１２のおよび可動な円板７，８，９の
部分を形成する固定円板３，４；５，６の平面図を示
す。

【００２５】この図はまた２つの円板と固定円板３，
４；５，６および軸方向に可動な円板７，８，９の表面
の起伏形状との間の個々の室領域２３〜２８を示す。円
板３は各々６０°だけずれた第１および第２尖端３１，
３２，，３３を含むように示されそして円板７は各々６
０°ずれた対応する第１および第２の逆の点３５，３
６，３７を含む。

【００２６】図３は、絞り開口を示してないが、両方と
も正弦波状表面形状からなる、第１の軸方向に固定の円
板５および第２の軸方向に固定の円板６を示す。２つの
円板５，６は相対的に回転不能に配置されかつ垂直であ
ると仮定される回転軸線のまわりに第１方向（図３の時
計回り方向）に回転する。２つの軸方向に固定の円板
５，６との間には、上述した回転軸線のまわりに第２方
向（反時計回り方向）に回転する軸方向に可動な円板８
が設けられる。円板５および６の対称表面およびそれら
の起伏形状のため、円板８は、連続線で示される位置か
ら破線で示される位置へ起伏の１／４だけ回転させられ
るとき、軸方向に変位される。本方法において、最初に
最大の容積を有する室領域２５はその最小容積に減少さ
れる。最初に最小容積を有する室領域２６はその最大容
積に増加される。水平矢印Ｖｕは円板５，６に対する円
板８の回転方向を示しそして垂直矢印Ｖａが円板５，６
に対する軸方向に可動な円板８の軸方向変位を示す。

【００２７】図４は長手方向断面の半分でカツプリング
の第２実施例を示し；ハウジング１は図１に示されるハ
ウジングに対応し、そしてまた固定板３，４，５，６お
よび軸方向に可動な板７，８，９が設けられる。ハウジ
ング１内に回転可能に収容されたハブ２’は分割され
る。該ハブ２’はスリーブ状に形成されかつハブ孔に挿
入されかつ密封されるインサート２９からなる。インサ
ート２９の外方面は複数対の室領域に対応するように周
部に分布されかつハブ２’の壁の半径方向孔の形におい
て接続チヤンネル３１，３１’に対応する制御チヤンネ
ル１７’，１８’，１９’を備えており、それにより２
つの室領域を互いに接続する可能な数の室領域対に依存
して、複数の周部でずれた制御チヤンネルが設けられ
る。

【００２８】制御チヤンネルに加えて、また、図１にす
でに示したように、孔１７，１８，１９の形において絞
り開口が設けられる。

【００２９】図５に示されるような第３の実施例の場合
において、ハウジングは孔３２に可動に配置されかつハ
ウジングの長手方向軸線に対して平行に延びる制御要素
３０を含む。該制御要素３０は、例えば、ハウジングに
挿入されたインサート２９’の半径方向接続チヤンネル
３１，３１’に対応するように配置されかつそれぞれの
室領域を接続するのに役立つ軸方向に分布された制御チ
ヤンネル１７”，１８”および１９”を含む軸の形にお
いて設けられ得る。制御チヤンネル１８”に関連して示
される方向矢印は固定円板５，６と可動円板８との間に
形成される室領域間の媒体の交換を示す。そのうえ、制
御チヤンネル１７”，１８”，１９”は、それらの端部
に向かって、すなわち半径方向の接続チヤンネル３１，
３１’との可能な重なり合い領域に向かって、断面の変
化を特色にすることができ、その結果制御要素３０を移
動するとき、絞り作用が多少の範囲に変化される。

【００３０】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 １． 駆動部分と被動部分との間のトルクを伝達し、こ
れらの部分との間に配置されかつ２つの部分の回転運動
に対して相対的に作用する油圧装置を備え、ハウジング
（１）およびこれに回転可能に支持されたハブ（２）か
らなり、また、前記ハウジング（１）と前記ハブ（２）
により形成されかつ少なくとも部分的に２つの軸方向に
固定の円板（３，５；５，６；６，４）間に軸方向に可
動の円板（７，８，９）を収容する流体で充填された環
状密封室（１３）を備え、さらに、半径方向にに見る場
合に、速度差が前記ハウジング（１）と前記ハブ（２）
との間に発生するならば、前記軸方向に可動の円板
（７，８，９）が２つの隣接する軸方向に固定の円板
（３，５；５，６；６，４）により軸方向に交互に移動
されるような態様に成形された周部に延びる起伏外観か
らなる前記円板の表面を備え、さらにまた前記軸方向固
定の円板（３〜６）と前記軸方向に可動の円板（７，
８，９）との間に形成されている前記ハウジング（１）
および前記ハブ（２）に対して実質上密封される室領域
（２３〜２８）および絞り開口（１７，１８，１９）に
より互いに接続されている、その大きさが相互に変化す
る前記軸方向に可動の円板（７，８，９）の両側の前記
室領域（２３，２４；２５，２６；２７，２８）を備え
たカツプリングにおいて、少なくとも２つの軸方向に可
動の円板（７，８，９）が３つの軸方向に固定の円板間
に配置されかつ少なくとも２対の相互に接続された室領
域（２３〜２８）を形成しそして少なくとも１グループ
の円板内に、前記軸方向に可動の円板（７，８，９）お
よび前記軸方向に固定の円板（３〜６）の表面の軸方向
尖端が個々の円板において相互に接続された室領域の対
間の容積変化の逆転が前記ハウジング（１）および前記
ハブ（２）が相対的に回転するとき相対的にずれた位相
において行われるような態様において相対的に周部でず
れ、そして前記円板（３〜９）の各々がその表面で少な
くとも２対の尖端を形成することを特徴とするトルク伝
達用カツプリング。

【００３１】２． 前記軸方向に可動な円板（７，８，
９）の前記表面の前記軸方向尖端が相対的に周部に均一
にずれるように配置されることを特徴とする前記１に記
載のトルク伝達用カツプリング。

【００３２】３． 前記軸方向に固定の円板（３〜６）
が互いに周部で重なり合うように配置されることを特徴
とする前記１に記載のトルク伝達用カツプリング。

【００３３】４． 少なくとも前記軸方向に可動な円板
（７，８，９）が両側で同一の壁厚および平行な表面を
備えた部材の形において設けられることを特徴とする前
記１に記載のトルク伝達用カツプリング。

【００３４】５． 前記絞り開口（１７，１８，１９）
が制御要素（３０）、とくに弁により可変であることを
特徴とする前記１ないし４に記載のトルク伝達用カツプ
リング。

【００３５】６． 前記絞り開口が前記ハウジング
（１）、前記ハブ（２）または２つの関連の制御要素
（３０）の一方の制御チヤンネル（１７’，１８’，１
９’；１７”，１８”，１９”）の形において設けられ
ることを特徴とする前記１ないし５のいずれか１項に記
載のトルク伝達用カツプリング。

【００３６】７． 前記絞り開口が前記軸方向に可動な
円板（７，８，９）の通路（１７，１８，１９）の形に
おいて設けられることを特徴とする前記１ないし５のい
ずれか１項に記載のトルク伝達用カツプリング。

【００３７】８． 前記絞り開口が第１対の室領域に関
して軸方向に可動な円板（７，８，９）の通路および第
２対の室領域に関して前記ハウジング（１）および前記
ハブ（２’）並びにそれに接続された部分の制御チヤン
ネル（１７’，１８’，１９’；１７”，１８”，１
９”）の組み合わせの形において設けられることを特徴
とする前記１ないし５のいずれか１項に記載のトルク伝
達用カツプリング。

【００３８】９． 前記円板（３〜９）の表面の前記起
伏外観が半径方向面に対して周部でシヌソイドであるこ
とを特徴とする前記１ないし８のいずれか１項に記載の
トルク伝達用カツプリング。

【００３９】１０． 前記ハウジング（１）の内方端面
がこれらが外方の軸方向に固定の円板（３，４）として
作用するように起伏外観を備えていることを特徴とする
前記１ないし９のいずれか１項に記載のトルク伝達用カ
ツプリング。

【００４０】

【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、駆動部分と被
動部分との間のトルクを伝達し、これらの部分との間に
配置されかつ２つの部分の回転運動に対して相対的に作
用する油圧装置を備え、ハウジングおよびこれに回転可
能に支持されたハブからなり、また、前記ハウジングと
前記ハブにより形成されかつ少なくとも部分的に２つの
軸方向に固定の円板間に軸方向に可動の円板を収容する
流体で充填された環状密封室を備え、さらに、半径方向
にに見る場合に、速度差が前記ハウジングと前記ハブと
の間に発生するならば、前記軸方向に可動の円板が２つ
の隣接する軸方向に固定の円板により軸方向に交互に移
動されるような方法において成形される周部に延びる起
伏外観からなる前記円板の表面を備え、さらにまた前記
軸方向固定の円板と前記軸方向に可動の円板との間に形
成されている前記ハウジングおよび前記ハブに対して実
質上密封される室領域および絞り開口により互いに接続
されている、その大きさが相互に変化する前記軸方向に
可動の円板の両側の前記室領域を備えたカツプリングに
おいて、少なくとも２つの軸方向に可動の円板が３つの
軸方向に固定の円板間に配置されかつ少なくとも２対の
相互に接続された室領域を形成しそして少なくとも１グ
ループの円板内に、前記軸方向に可動の円板および前記
軸方向に固定の円板の表面の軸方向尖端が個々の円板に
おいて相互に接続された室領域の対間の大きさの変化の
逆転がハウジングおよびハブが相対的に回転するとき相
対的にずれた位相において行われるような方法において
相対的に周部でずれ、そして前記円板の各々がその表面
で少なくとも２対の尖端を形成する構成としたので、製
造し易くかつ小さな寸法からなりながら、均一の動力に
よつて特徴着けられる漸進的係止特性を備えたトルク伝
達用カツ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】本発明によるカツプリングの長手方向断面図で
ある。

【図２】ハウジングケーシングおよびハブを除外してい
る、図１に示されるような本発明によるカツプリングの
円板およびカバーを示す半径方向図である。

【図３】２つの固定円板および１つの軸方向に可動な円
板を２つの位置において示す部分図である。

【図４】絞り開口の幾つかがその場合にハブと連係する
第２実施例の長手方向断面図あある。

【図５】絞り開口の幾つかがその場合にハウジングおよ
びそれと連係する制御要素と連係する第３実施例の長手
方向断面図である。

【符号の説明】 １ ハウジング ２ ハブ ３ 軸方向に固定の円板 ４ 軸方向に固定の円板 ５ 軸方向に固定の円板 ６ 軸方向に固定の円板 ７ 軸方向に可動な円板 ８ 軸方向に可動な円板 ９ 軸方向に可動な円板 １３ 環状密封室 １７ 絞り開口（通路） １７’ 制御チヤンネル １８ 絞り開口（通路） １８’ 制御チヤンネル １９ 絞り開口（通路） １９’ 制御チヤンネル ２３ 室領域 ２４ 室領域 ２５ 室領域 ２６ 室領域 ２７ 室領域 ２８ 室領域 ３０ 制御要素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動部分と被動部分との間のトルクを伝
   達し、これらの部分との間に配置されかつ２つの部分の
   回転運動に対して相対的に作用する油圧装置を備え、ハ
   ウジング（１）およびこれに回転可能に支持されたハブ
   （２）からなり、また、前記ハウジング（１）と前記ハ
   ブ（２）により形成されかつ少なくとも部分的に２つの
   軸方向に固定の円板（３，５；５，６；６，４）間に軸
   方向に可動の円板（７，８，９）を収容する流体で充填
   された環状密封室（１３）を備え、さらに、半径方向に
   に見る場合に、速度差が前記ハウジング（１）と前記ハ
   ブ（２）との間に発生するならば、前記軸方向に可動の
   円板（７，８，９）が２つの隣接する軸方向に固定の円
   板（３，５；５，６；６，４）により軸方向に交互に移
   動されるような態様に成形された周部に延びる起伏外観
   からなる前記円板の表面を備え、さらにまた前記軸方向
   固定の円板（３〜６）と前記軸方向に可動の円板（７，
   ８，９）との間に形成されている前記ハウジング（１）
   および前記ハブ（２）に対して実質上密封される室領域
   （２３〜２８）および絞り開口（１７，１８，１９）に
   より互いに接続されている、その大きさが相互に変化す
   る前記軸方向に可動の円板（７，８，９）の両側の前記
   室領域（２３，２４；２５，２６；２７，２８）を備え
   たカツプリングにおいて、 少なくとも２つの軸方向に可動の円板（７，８，９）が
   ３つの軸方向に固定の円板間に配置されかつ少なくとも
   ２対の相互に接続された室領域（２３〜２８）を形成し
   そして少なくとも１グループの円板内に、前記軸方向に
   可動の円板（７，８，９）および前記軸方向に固定の円
   板（３〜６）の表面の軸方向尖端が個々の円板において
   相互に接続された室領域の対間の容積変化の逆転が前記
   ハウジング（１）および前記ハブ（２）が相対的に回転
   するとき相対的にずれた位相において行われるような態
   様において相対的に周部でずれ、そして前記円板（３〜
   ９）の各々がその表面で少なくとも２対の尖端を形成す
   ることを特徴とするトルク伝達用カツプリング。