JPH08296668A - 流体継手 - Google Patents

流体継手

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JPH08296668A
JPH08296668A JP8047586A JP4758696A JPH08296668A JP H08296668 A JPH08296668 A JP H08296668A JP 8047586 A JP8047586 A JP 8047586A JP 4758696 A JP4758696 A JP 4758696A JP H08296668 A JPH08296668 A JP H08296668A
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fluid coupling
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ゲオルク・クヴォッカ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体継手のハンプの機能を改良し、その状態
における流体継手の回転モーメント容量を高めること。 【解決手段】 ケーシング(1)、ハブ(5)およびケ
ーシングとハブに取付けられた薄板(7,8a,8b)
を有する継手であり、2個の第1薄板(7)の間にそれ
ぞれ一対の第2薄板(8a,8b)が配置されており、
第1薄板(7)はケーシング(1)に空転しないように
かつ間隔環(14)を介して軸方向に移動できるように
配置され、第2薄板(8a,8b)はそれぞれ空転しな
いが軸方向に移動できるようにハブに取付けられてい
る;ケーシング内側空間(12)には粘性媒体が満たさ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はケーシングと、ハブ
と、ケーシング内に収容された第1環状薄板の組および
第2環状薄板の組と、特にシリコン油をベースとする粘
性液状媒体とを含み、前記一つの組の薄板はケーシング
と共に回転可能であり、前記他の組の薄板はハブと共に
回転可能であって、これらの組のうちの少なくとも一つ
の組の薄板は該薄板が一緒に回転できる前記ケーシング
またはハブ部とは独立して軸方向に移動可能であって、
一つの組の薄板は他の組の薄板と接触できるようになっ
ている流体継手において、一つの組の薄板は平らな面状
であって、半径を部分的に横切って伸び周囲に距離を隔
てて配置された複数個の細長い切り口を有し;該細長い
切り口の向き合った縁部は平らな面から変形されてい
て、該面に対して向き合って傾斜している突出面の対を
なし;該突出面は少なくとも細長い切り口の一部に沿っ
て設けられており;該突出面は一つの側だけに突出して
いるので他の組の薄板の一つの隣接薄板と係合すること
ができ;他の組の薄板は平らな面状であって軸方向に互
いに距離を隔てて配置されていることを特徴とする流体
継手に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】上記の
ような公知の粘性媒体を有する流体継手では、その都度
交互に、1枚の流体継手の薄板が一方の連結器流体継手
部分、すなわちケーシングに、1枚が他方の流体継手部
分、即ちハブに取付けてある。好ましくは、ケーシング
に取付けた外側薄板は互いに離れて配置してある。内側
薄板はそれを空回りしないように取付けた歯車機構内
で、ケーシングに取付けた外側薄板に対して軸方向に移
動できる。上記流体継手部分内空間には少なくとも部分
的にシリコン油を充填してある。このような流体継手は
主に自動車の駆動力伝達装置において、例えば四輪駆動
自動車において後軸と前軸との間に、しかも詳しくいう
と差動装置との結合において、前輪または後輪により低
い粘着係数が生じた場合に、他の軸の車輪に対する駆動
装置の接続に差動効果を及ぼす。即ち、連結器ケーシン
グとハブとの間、つまり外側薄板と内側薄板との間に回
転数の差が生じると、液体の剪断歪に基づいてモーメン
トが生じるので、通常は駆動されていない車輪にも回転
モーメントが伝わる。粘性液体の剪断歪により、温度が
上昇し、それによってすべての内側空間の全周流入が行
われる。完全な充填の状態が始まり、固定していない薄
板が隣の固定した外側薄板方向へ軸方向に動き始める。
この動きは通常可動薄板が2つの固定薄板の中央に止ま
ってはいないために起こる。それどころか隣の薄板との
隙間は様々に変化する。この様々な隙間のために、両側
で絞り効果が異なるので、隙間の大きな区域で圧力がよ
り速く上昇し、従って、可動な薄板がより小さな隙間に
隣接する固定薄板の方へ移動する。この可動薄板が固定
薄板と片側で接触すると、摩擦が生じるので連結器は二
重モードで作動する。即ち、一方でのシリコン油の剪断
応力が生じ、他方では摩擦接触があり、そのため薄板の
突き合わせによる摩擦継手としての効果が一緒に生じ
る。この効果をハンプと言い、過負荷を阻止するので、
いわば継手の自己防護機能を示す。従ってこの状態で
は、ケーシングとハブに取付けた薄板と薄板の間に相対
運動が最早生じないので、継手は液体の剪断によって生
じる通常の回転モーメントよりも大きな回転モーメント
を伝達できる。シリコン油が冷却し、継手が再び液体摩
擦継手としての機能モードに再び移ることができる。例
えばこのような継手を自動車の自動的遮断のできる差動
装置に使用した際に、乗り越えるのが難しい障害物があ
るがために車輪に高いモーメントを掛けなければならな
い場合に、このような状態が生じる。こうした情況で
は、ハンプが生じるために、そのような高い回転モーメ
ント伝達能力が達成される。その際、相対運動や剪断歪
は全く生じない。ハンプの形成を伴わずに高回転モーメ
ント伝達に相当する液体の高速剪断が起こると、液体の
損傷を招くことになるであろう。従ってハンプ機能によ
って、継手の長い耐用年数にわたる機能が保証される。
従って、本発明の課題は、ハンプの望ましい機能を改良
し、その状態における流体継手の回転モーメント容量を
高めることにある。
【0003】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、ケーシングと、ハブと、ケーシング内に収容され
た第1環状薄板の組および第2環状薄板の組と、特にシ
リコン油をベースとする粘性液状媒体とを含み、前記一
つの組の薄板はケーシングと共に回転可能であり、前記
他の組の薄板はハブ部と共に回転可能であって、これら
の組のうちの少なくとも一つの組の薄板は該薄板が一緒
に回転できる前記ケーシングまたはハブとは独立して軸
方向に移動可能であって一つの組の薄板は他の組の薄板
と接触できるようになっている流体継手において、
【0004】一つの組の薄板は平らな面状であって、半
径を部分的に横切って伸び周囲に距離を隔てて配置され
た複数個の細長い切り口を有し;該細長い切り口の向き
合った縁部は平らな面から変形されていて、該面に対し
て向き合って傾斜している突出面の対をなし;該突出面
は少なくとも細長い切り口の一部に沿って設けられてお
り;該突出面は一つの側だけに突出しているので他の組
の薄板の一つの隣接薄板と係合することができ;他の組
の薄板は平らな面状であって軸方向に互いに距離を隔て
て配置されていることを特徴とする流体継手により達成
される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明によるこの構成の利点は、
この配置により、第1薄板と第2薄板との間の隙間から
液体が細長い切り口を通って流れ込むので、第2薄板が
隣接する第1薄板の方へ的確に迅速に移動することであ
る。一つの組の薄板が間隔環によって、付属している連
結器部分の歯車機構内に、その距離で向かい合って配置
されることにより的確な運動状況が生じる。対向する薄
板平面の掻き取り効果を折れ目の縁によって高め、第1
薄板と第2薄板の2枚の薄板を互いにより速く突き合わ
せの状態にすることによって、薄板の効率が向上する。
折れ目の縁を持った薄板が他の薄板の平面と突き合わせ
になると、その薄い掻き取り縁が軸方向の力成分のため
に、平面に弾力的に当たるので、一種の密閉効果が得ら
れる。2つの隣接する細長い切り口の折れ目の縁間の扇
形空間内にある粘性媒体はこの空間から逃げ出す。しか
し、この粘性媒体は、いずれの場合もシリコン油中の、
ケーシング内空間にかかっている圧力よりも少ない圧力
を受けている。従って、密閉された区域では圧力が低
く、このためケーシング内空間の残りの部分に十分にあ
る圧力が、すべて、摩擦力を生じるための圧迫力に転換
される。細長い切り口の縁を適切に曲げることによっ
て、突き合わせになった平面においてこの密封効果を得
る、比較的精巧で薄い掻き取り縁を得ることが出来る。
【0006】いくつかの細長い切り口にだけ折れ目の縁
を設けることも考えられるが、全ての細長い切り口に折
れ目の縁があるのが良い。折れ目の縁が突き出した放射
状平面から測定した折れ目の縁の掻き取り縁までの高さ
は、それぞれ2枚の薄板の間の計算上の隙間幅の10〜
30%にすべきであることがわかった。このような構成
により、軸方向の力成分により、2つの掻き取り縁の間
にある折れ目の縁を備えた薄板の扇形部分が、弾性バネ
作用により他の薄板の平面に突き合わせになり、摩擦接
触効果を高める。さらに、堅牢性を持たせるために薄板
が耐摩擦性の層を備えることを提案する。これは、好ま
しくは窒化により行う。最後に、薄板をそれに続く30
0〜400℃の温度で行う焼き戻しの表面処理にかける
が、その際、薄板はその都度、1つのセットで処理す
る。これですべての薄板の細長い切り口や折れ目の縁も
同時に処理される。本発明に係わる流体継手の好ましい
用途は、差動装置の差動運動を自動遮断するため、ある
いは自動車の常に駆動されてはいない車輪に回転運動を
更に伝えるための自動車の駆動装置である。
【0007】
【実施例】以下添付図面を参照しつつ本発明の実施例を
詳細に説明する。図1に示した流体継手17は、円筒状
の外殻2並びに2つの半径方向壁3,4から成るケーシ
ング1を有する。半径方向壁3は好ましくは外殻2に取
り外し出来ないように接続し、一方、半径方向壁4は外
殻2に取り外し出来るように接続するが、この外殻2に
対してパッキング13aによって密閉し、保護リングに
より軸方向に動かないように保持されている。外殻2は
その内面に、継手17の回転軸X−Xの方向と並行に延
びた歯で外殻2の内周を取囲んだ歯車機構6を備えてい
る。ケーシング1の半径方向壁3,4の内孔に、ハブ5
が回転できるように収容されている。ハブ5は中空にな
っており、なかぐり孔11を有し、その中に内側歯車機
構10が設けてある。ハブ5の内側歯車機構10は、被
駆動側または駆動側と接続するために設けてある。同様
に、ケーシング1も駆動側又は被駆動側と接続できる。
ハブ5の円筒状外面とケーシング1との間を密閉するた
めに、半径方向壁3,4の中にそれぞれパッキング13
a,13が取付けられている。その間の区域で、ハブ5
はその外周上を回転軸X−Xに関して軸方向に走る歯車
機構9で囲んでいる。ケーシング1の内側空間12に、
薄板7,8a,8bが配置されている。2組の異なった
薄板セットがある。図1に示す実施例では、ケーシング
1に第1薄板7が歯車機構6によって空回りしないよう
に取付けてある。この第1薄板7は、以下、図1に示す
この実施例に関して外側薄板と呼ぶが、ケーシング1内
の歯車機構に合致するように形成した外歯を有する。従
って外側薄板7は、空回りしないようにケーシング1に
接続されている。これらの外側薄板はお互いに間隔を持
って配置してある。此の実施例では、2枚の外側薄板7
間に間隔をもたせるために間隔環14がある。
【0008】しかし、すべての用途でそのような間隔を
取ることが必要な訳ではない。2枚の隣接する外側薄板
7の間に、それぞれ一対の第2薄板8a,8bが配置し
てあり、図1に示す実施例では、空回りしないようにハ
ブ5の歯車機構9が取付けられてあり、以下、此の関連
において内側薄板と呼ぶ。この両内側薄板8a,8bは
薄板の中心孔の中に、ハブ5の歯車機構9に合致する歯
車機構を備え、これによって両内側薄板8a,8bは空
回りしないように、かつ軸方向には移動できるようにハ
ブ5の上に配置してある。2つの第2薄板、即ち内側薄
板8a,8bが対として、直接隣あって配置されている
のがわかる。ケーシングの全内側空間12がそのような
外側薄板7と、内側薄板8aと8bの対が交互に配置さ
れたもので占められている。ケーシング内の残りの空間
は、特にシリコン油をベースとする粘性のある液体で少
なくとも部分的に充填されている。ケーシング1とハブ
5との間の相対的な運動で、ケーシングの内側空間12
の中にある液体の剪断歪に基づいて、回転モーメントが
生じるので、ハブ5またはケーシング1のどちらかの、
駆動されていない方の流体継手部分が駆動側流体継手部
分と一緒に回転するようになる。
【0009】剪断応力によりケーシング内空間にあるシ
リコン油が加熱されていくと共に、両内側薄板8aと8
bが互いに相反する方向にケーシングの内側空間内で隣
接する外側薄板7に向かって移動する。従ってこの実施
例では内側薄板8bは右側の外側薄板7に、隣接した内
側薄板8aは同様に左側の外側薄板7によって行く。こ
うして両内側薄板8a,8bは側面でその間に挟まれた
外側薄板と摩擦接触する。第2の薄板8aと8bがそれ
ぞれ隣接する第1薄板と両面で突き合わせになることに
より、流体継手は純粋な液体摩擦連結のモードから摩擦
連結のモード、あるいは少なくとも液体摩擦と面摩擦の
混合モードで作動する流体継手へ転換する。これにより
少なくとも短時間高いモーメントが伝達される。第2薄
板が第1薄板の両側に配置してあることにより、即ち、
それぞれ2枚の異なった第2薄板対に属する薄板が共通
で1枚の第1薄板を挟むことによって、表面圧迫が小さ
く、回転モーメント容量が大きくなる。流体継手のこの
機能はケーシング中にある液体に、長時間にわたって過
度の歪がかかっている限り自己防護機能となる。ハンプ
と呼ばれるこの現象の発生はケーシング内空間を少なく
とも部分的に充填する粘性液体の粘度及びケーシング内
空間の充填程度によって決定出来る。好ましくは薄板8
a,8bに細長い切り口としてスリットを設ける。
【0010】図2に、内側薄板として形成したスリット
部15(16)に折れ目の縁33を持つ薄板を示す。こ
の内側薄板は8a,8bで表し第2薄板を示す。この内
側薄板には中央に薄板のなかぐり孔36が開いており、
そこに歯車機構がついており、これによってハブ5の歯
車機構9に嵌め込まれる。囲むように配列し放射状に走
る周囲の縁39に向かって開いているスリット15(1
6)があるのがわかる。スリット15(16)の縁34
は特に鋭く角を曲げてあり、これにより、折れ目の縁3
3を形成している。この角曲げはスリット15,(1
6)を作った後または作る時に平らな面31から外へ曲
げて作る。従って折れ目の縁33は、内側薄板8a,8
bの平らな面32よりも突き出ている。図3からこの折
れ目の縁33の構造が特によくわかる。その際、2つの
隣接するスリット15,(16)の間に唯1つの扇形が
描かれ、2つの隣接するスリットのそれぞれ1つの縁部
に対応する。この角を曲げることによって鋭い角を持っ
た掻き取り縁35が出来、外側薄板7の平らな面38と
線接触するのに役立つ。
【0011】図4に、図1の原理による継手の自動遮断
差動装置への応用を示す。この差動装置は、傘歯車差動
装置として設計されている。この差動装置には、流体継
手17のケーシング1aを形成する延長部を備えた差動
バスケット18が含まれている。回転軸線X−Xと同軸
で、2つの駆動傘歯車19と20が配置してある。これ
らの傘歯車は回転軸線X−Xと垂直に交差するジャーナ
ル22に回転可能に取付けられた差動傘歯車21と噛み
合っている。駆動傘歯車19,20はそれぞれ例えば1
つの車輪または分岐した駆動装置用の駆動軸と接続出来
る。通常は差動バスケット18を駆動する。駆動運動は
両駆動傘歯車19,20の間が釣り合っている限り、同
時に両方に伝達される。
【0012】流体継手17の1組の薄板は差動バスケッ
ト18と、他の1組はハブ5に接続しており、そのハブ
5は、被駆動傘歯車19に接続した駆動軸に同様に空回
りしないように接続されている。被駆動傘歯車20ない
し19のどちらかが、他方よりも速く回転すると、流体
継手17の中の液体が剪断され、それによって回転モー
メントが生じるので、例えばよりゆっくり回っている
が、あるいは静止している被駆動歯車が駆動される。こ
うして図1に関連して説明したハンプ効果が生じる。こ
こで述べた構造の流体継手17および流体継手を備えた
自動遮断差動装置の主な用途は、自動車の駆動装置であ
る。
【0013】図5に四輪駆動自動車の駆動装置の概要を
示す。この自動車には23の記号をつける。この自動車
23は、原動機26により駆動される。前車輪24は差
動装置27とそれに接続した左右の回転軸43により駆
動される。これに加えて作動装置27に中間差動装置2
9を回転モーメント調整用に接続してある。この中間差
動装置は縦の回転軸30と後軸差動装置28並びに後部
左右の回転軸42を後輪25と接続している。差動装置
28,29の1つ以上を、図4に示す自動遮断差動装置
の形で、流体継手17と組合わせて構成することが考え
られる。また、差動装置29の代わりに、図1に相当す
る唯1つの流体継手を駆動装置に取入れ、その際、例え
ばハブ5を駆動に関して前軸差動装置27の出口に、ケ
ーシング1を縦の回転軸30に接続することも考えられ
る。
【0014】図6に概要を示す駆動装置では、四輪駆動
自動車23への応用を示すが、そこでは、遮断可能な後
輪差動装置をトルク分割器40で置き換えている。この
トルク分割器40は、外側薄板7を好ましくは2セット
取付けた回転駆動されるケーシング41を含む。2つの
分離したハブがあり、そのうちの1つは左車輪25の後
側輪42に、もう1つは右後輪25に、空回りしないよ
うに接続してある。これらのハブには、それぞれ本発明
に応じた内側薄板8a,8bが取付けてある。このトル
ク分割器40は流体継手と同様に差動効果と遮断効果を
併せもっている。
【0015】
【発明の効果】本発明の流体継手の、2枚の可動薄板に
より、1枚の固定薄板を両方の可動薄板によって挟むこ
とになり、それによって固定薄板の変形が無くなり、又
摩擦接触の面積も2倍になり、このような流体継手によ
ってハンプの望ましい機能を改良し、液体継手の効率を
良くし、かつ流体継手の耐用年数を保証することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第2薄板として、2枚ずつ対で内側薄板を配置
した本発明の流体継手の第1の実施例の側面図。
【図2】第2薄板としての折れ目の縁を備えた内側薄板
の正面図。
【図3】図2におけるB−B断面の詳細図。
【図4】遮断可能な差動装置に組込んだ本発明の流体継
手。
【図5】四輪駆動自動車用の駆動装置概要図。
【図6】後輪がトルク分割器により駆動できる図5に相
当する駆動装置の概要図。
【符号の説明】
1,1a ケーシング 2 外殻 3,4 半径方向壁 5 ハブ 6 ケーシング内の歯車機構 7 第1薄板 8a,8b 第2薄板 9 ハブの歯車機構 15,16 細長い切り口(スリット) 17 継手 18 差動バスケット 19,20 駆動傘歯車 23 四輪駆動自動車 26 モータ/原動機 28,29 差動装置 31,32 平らな面 33 折れ目の縁 35 掻き取り縁 38 平面 39 周囲の縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルベルト・タウレク ドイツ国 ヘンネフ41、ウッケラート・レ ーバッハ (番地なし)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシングと、ハブと、ケーシング内に
    収容された第1環状薄板の組および第2環状薄板の組
    と、特にシリコン油をベースとする粘性液状媒体とを含
    み、前記一つの組の薄板はケーシングと共に回転可能で
    あり、前記他の組の薄板はハブと共に回転可能であっ
    て、これらの組のうちの少なくとも一つの組の薄板は該
    薄板が一緒に回転できる前記ケーシングまたはハブとは
    独立して軸方向に移動可能であって、一つの組の薄板は
    他の組の薄板と接触できるようになっている流体継手に
    おいて、 一つの組の薄板は平らな面状であって、半径を部分的に
    横切って伸び周囲に距離を隔てて配置された複数個の細
    長い切り口を有し;該細長い切り口の向き合った縁部は
    平らな面から変形されていて、該面に対して向き合って
    傾斜している突出面の対をなし;該突出面は少なくとも
    細長い切り口の一部に沿って設けられており;該突出面
    は一つの側だけに突出しているので他の組の薄板の一つ
    の隣接薄板と係合することができ;他の組の薄板は平ら
    な面状であって軸方向に互いに距離を隔てて配置されて
    いることを特徴とする流体継手。
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