JPH09500706A - 回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多板ディスク（１１）から成るクラッチ（Ａ、Ｂ）の圧力室を包囲するシリンダと、その中に存在して圧力が供給されるピストンとを有する回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチであって、一方のクラッチ（Ｂ）のピストン（１）が他方のクラッチ（Ａ）のピストン（２）と対を成して、駆動軸（３）の周りに、両ピストン（１、２）の背面間に共通の圧力平衡室（４）が存在するように配置されている。この圧力平衡室（４）は、内側が駆動軸（３）によって、外側がリング要素（５）によって境界づけられている。ピストン（１、２）の正面ないし内側面はそれぞれ圧力室（９Ａ、９Ｂ）で包囲されている。

Description

【発明の詳細な説明】 回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ 本発明は、多板ディスクから成るクラッチの圧力室を包囲するシリンダと、そ の中に存在して圧力が供給されるピストンとを持ち、クラッチが連動装置および 伝動歯車と共に駆動軸の周りに配置され、多板ディスクの全外側ディスクが外側 ディスクホルダによって全内側ディスクが内側ディスクホルダによって受けられ ているような、特に乗用車、産業用自動車および作業機械における負荷切換変速 装置用の回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチに関する。 他の変速比に投入するべく駆動力の流れを一時的に中断するために、切換クラ ッチが使用される。 操作方式に応じて、停止状態でしか切り換えできないクラッチと、運転中ない し負荷のもとで切換できるクラッチとに区別される。後者のものはほとんど例外 なしに、トルクが互いに押し合わされるクラッチ面間の摩擦によって伝達される いわゆる摩擦クラッチである。その摩擦面はたいてい適当な摩擦材料から成り摩 耗後に簡単に交換できるライニングを備えている。機械摩擦面は「焼きつき」を 防止するために油浴の中を回転する。必要な押圧力は機械式（例えばばねにより ）、空気圧式、電磁式あるいは液圧式に発生される。 摩擦面が沢山の薄いディスク（薄板）から成っているとき、そのクラッチは本 発明におけるように多板ディスククラッチと呼んでいる。 この多板ディスククラッチは特に、高い周速において切換を行わねばならない 所で採用されている。 液圧式に作動するクラッチの場合、液圧シリンダで包囲されている圧力室内に およびその中に存在する作動ピストンに遠心力に基づいて油圧が生ずる。この油 圧は上昇する回転数のほぼ二乗で増大する。 このため、その回転圧力は高い回転数の場合、クラッチの解除が阻止されるほ どに大きい。クラッチをゆっくり係合させること、従って衝撃なしに係合させる こともできない。 従って従来は、回転圧力によるピストンの動きを阻止する強いばねを採用して いた。しかしその場合、作動するために作動圧力だけでなく、ばね圧も克服しな ければならないという欠点がある。 しかも発生する回転圧力を平衡する方策も無かった。 そのような方策は、例えば回転圧力をリリーフ弁によって平衡させることにあ る。そのリリーフ弁は、作動圧力がかかっていないとき、高い回転数において遠 心力によって開く。 ドイツ特許出願公開第１９６３５５７号明細書にそのような圧力媒体作動式の クラッチが記載されている。 回転可能なクラッチ部品および軸上に配置されたる二つのピストンが、クラッ チ部品と共に二つの作動室を形成している。両ピストンの一方を移動させるため に、半径方向貫流通路が圧力媒体を作動室に導き、これによってその隣りのクラ ッチが係合される。各作動室には遠心力依存形止め弁が設けられている。 この場合、止め弁の規定位置ないし制御装置が存在しないという欠点がある。 球あるいはダイアフラムから成る弁要素を持った閉鎖機構は開放するか閉鎖する だけである。この方式は今日において建築機械においてしか採用されない。 液圧式クラッチは、ドイツ特許出願公開第２０２６９６８号明細書でも知られ ている。 ピストンには、いわゆるドリフト監視弁およびピストンを貫通して延びる溢流 路が設けられている。作動室内の液圧が増大した際、この液圧が溢流路を遮断し 、遠心力によって圧力が減少した際、存在する液体が溢流路を通って流出する。 こ の方式の場合、臨界内圧即ち回転運動の遠心力作用は、弁要素の相対位置の変化 、重量を変更するための材料の変更あるいは大きさの変更によってしか調整でき ず、これは非常に経費がかかる。 他の回転圧力平衡方式として、本件出願人は、各ピストンに二つの圧力室を設 けること、即ち回転圧力に対する補償用としてピストンの前後に圧力室を設ける ことを提案している。即ち、各ピストンは両側面が回転圧力で付勢され、従って バランス状態にある。それぞればねと共にバッフル板を補助的に配置することに よって、補助圧力室が生じている。 この場合、各ピストンに対して第２の圧力室およびばね付きのバップル板が必 要であるという欠点がある。これは一方では大きな製造費用および他方では補助 的な構造空間を必要とする。 本発明の目的は、冒頭に述べた形式の負荷切換伝動装置において液圧式に作動 する多板ディスククラッチを、補助的な構造部品なしに構成された、単純且つ短 い構造様式において、最適な回転圧力補償を保証するように形成することにある 。 本発明によればこの目的は、一方のクラッチのピストンが他方のクラッチのピ ストンと対を成して駆動軸の周りに、かつ両ピストンの背面間に共通の圧力平衡 室が存在するように配置され、その圧力平衡室は、内側が駆動軸によって、外側 がリング要素によって境界づけられ、ピストンの内側面がそれぞれ圧力室を包囲 し、両圧力室のいずれかに圧力を導入した際、それらの圧力室に対応するクラッ チのピストンが圧力平衡室の方向に移動する構成によって達成される。 本発明によれば、ピストンは、その内側面およびその背面に圧力が供給される ので、バランスが生ずる。従って、回転圧力の影響なしに精確な圧力制御ができ る。ピストンの機械的負荷はかなり減少され、従って構造部品の寿命はかなり増 大する。 対向して位置するか若しくは対を成して配置されたピストン、およびそのクラ ッチによって、バッフル板による補助圧力室を省略できる。共通の圧力平衡室は 短く、かつ単純な構造において同じ回転圧力補償効果を発揮できる。 本発明の非常に有利な実施態様においては、ピストンの内側面を包囲する両圧 力室が、それぞれ駆動軸に固く結合された外側ディスクホルダによって境界づけ られる。更に、駆動軸上にルーズ歯車として配置された各伝動歯車は、内側ディ スクホルダに固く結合されている。 これによって一方のクラッチの係合状態（かみ合わせ状態）において、内側デ ィスクホルダは外側ディスクホルダを介して駆動軸に摩擦結合され、これによっ て伝動歯車へのトルク伝達が簡単に行われる。 ピストンはそれぞれ外側に駆動軸に対して平行に折り曲げられた部分とこの折 り曲げられた部分に取り付けられた終端ディスクとから成っている。 この形式のピストンは板金成形品例えば深絞り部品から成り、これはコスト的 に有利に製造できる。 有利な他の実施態様は、ピストンの広がり部によって包囲された圧力平衡室の 部分の中に、ピストンの背面に接触支持されている圧縮ばねが配置されているこ とにある。 即ち、従来技術と異なって、二つのクラッチに対してピストン摩擦を克服する ために唯一の復帰ばねしか必要とされない。 この処置も、僅かな部品しか必要としないので、重量を軽量化し、製造コスト を有利に低減するという効果をもたらす。 外側ディスクホルダに支持されている多板ディスクはその外側に衝突する終端 ディスクを介して圧縮ばねの圧力に抗して軸方向にピストンにより引き寄せられ る。 これによってピストンは従来技術のように押圧ピストンとして作用せず、引張 りピストンとして作用する。ピストン圧力は有効に軸方向外側範囲を介してその 都度の終端ディスクに導かれ、これによって両圧力室の一つに圧力を導入した際 、ピストンは内側に圧力平衡室に向けて動かされる。 これは、ピストンおよび終端ディスクがほんの僅かしか機械的に負荷されない という利点を生ずる。 圧力平衡室の外側を閉鎖するリング要素が一方のピストンに固く結合されてい ることが有利である。 その場合、リング要素がピストンに、それが他方のピストンの折り曲げられた 部分の上を滑れるように設けられていることが有利である。これによって圧力平 衡室を仕切るための高価な別の構造部品が要らなくなり、これはほんの少数の部 品から成る単純な構造となり、簡単で安価な組立ができるという利点を生ずる。 更に本発明は、圧力室の半径が圧力平衡室の半径にほぼ相応して決められるよ うに実施できる。 この値は回転圧力平衡に対して有利である。 以下図面を参照して本発明の実施例を原理的に説明する。 図面には本発明に基づく多板ディスククラッチが縦断面図で示されている。 回転対称な構造部品から成る多板ディスククラッチは、クラッチＡのピストン ２と対を成して駆動軸３の周りに同心的に配置されているクラッチＢのピストン １を有している。 ピストン１、２の対を成した配置は、ピストン１とピストン２の両背面が共通 の圧力平衡室４を形成するように行われている。 圧力平衡室４は、内側が駆動軸３によって境界づけられ、外側がリング要素５ によって境界づけられている。リング要素５はピストン２に固定され、クラッチ Ａが係合する際にピストン１の上を気密に滑る。圧力平衡室４は、油溜め室に図 示してない油孔を介して接続されている。この油溜め室には小さな圧力がかかっ ているか全く正圧がかかっていない。 ピストン１は従ってピストン２より幾分小さな外径を有している。 両ピストン１、２はそれぞれ深絞り加工部品６から成り、この部品６は外側が 円筒状に折り曲げられ、内部において駆動軸３を包囲する範囲が凸状に湾曲され ているか広げられている。 軸方向および半径方向に延びる凸状の広がり部の中に、ピストン１、２の背面 に接触支持された圧縮ばね７が存在している。 両ピストン１、２は互いに同じに（鏡面対称に）構成され、既に述べたように 両ピストン背面間に圧力平衡室４が存在している。この圧力平衡室４はリング要 素５およびピストン１の折れ曲がり範囲の外側に設けられたシールリング８によ って閉鎖されている。 ピストン１、２の内側面ないし前面は圧力室によって包囲され、そのピストン ２に隣接する圧力室は符号９Ａを、ピストン１に隣接する圧力室は符号９Ｂが付 されている。 圧力室９Ａ、９Ｂの半径は、両圧力室内にかかっている回転圧力を平衡するた めに、圧力平衡室４の半径とほぼ同じである。 駆動軸３には、圧力室９Ａ、９Ｂにそれぞれ連通する半径方向に延びる油孔と 、圧力平衡室４に連通するとともに、油で充填され、かつ無圧であるか若しくは 極めて小さな圧力が供給された室と接続する半径方向に延びる通気孔とが形成さ れている。これらの孔は図面に破線で示されているが、特別に符号は付されてい ない。 更に駆動軸３には、圧力平衡室４を密封するために、ピストン１、２の凸状の 湾曲部が駆動軸３に接触する場所に、二つのシールリング８がはめ込まれている 。 クラッチＡの多板ディスク１１の全外側ディスクを受け、かつ駆動軸３に固く 結合されている外側ディスクホルダ１０が、圧力室９Ａの外側を境界づけている 。 外側ディスクホルダ１０がディスクを受ける場所において、外側ディスクホル ダ１０は、引張りピストン２の折り曲げられた部分の内側に隣接し、かつシール リング８を備えている。同様に、クラッチＢの多板ディスク１１に対する外側デ ィスクホルダ１２が、これに対して鏡面対称に存在している。 圧力室９Ａないし９Ｂを駆動軸３に対して密封するために外側ディスクホルダ １０、１２に他のシールリング８が存在している。 内側ディスクホルダ１３がクラッチＡ、Ｂの両多板ディスク１１の全部の内側 ディスクを受けている。この内側ディスクホルダ１３は、駆動軸３上に緩く支持 された伝動輪ないし歯車１４に、例えば溶接によって固く結合されている。 伝動輪１４へのトルク伝達を達成するために、一方のピストン１あるいは２の 折り曲げられた部分に接続されたクラッチＡ用の終端ディスク１５、あるいはク ラッチＢ用の終端ディスク１６を介して、それぞれ多板ディスク１１が圧縮され る。本来の駆動力の伝達は、それぞれピストン１、２にはめ込まれた、それぞれ 終端ディスク１５、１６に押される止め輪１７を介して行われる。 外側ディスクホルダおよび伝動輪がどのように駆動軸に結合され、止め輪、シ ールリングおよび終端ディスクがどのように形成されているかについては、従来 技術と同様であるので、ここでは詳細に説明しない。 本発明に基づく多板ディスククラッチは次のように作動する。 解除状態において一方のクラッチＢのピストン１は圧縮ばね７によって駆動軸 ３に固く結合された外側ディスクホルダ１２に押しつけられている。 圧縮ばね７は他方のクラッチＡのピストン２に接触し、これによってこのクラ ッチＡも解除する。 いま両クラッチの一方、例えばクラッチＡを係合しようとするとき、圧力室９ Ａが液状圧力媒体例えば油で充填され、ピストン２がばね７の圧力に抗して軸方 向に移動する。その場合、ピストン２のリング要素５が他方のクラッチＢのピス トン１の外縁の上を滑るので、圧力平衡室４は閉鎖されたままにされる。 ピストン２の移動によって、力がその軸方向外側範囲を介して止め輪１７に伝 達され、これによってそれに接触する終端ディスク１５で多板ディスク１１は矢 印Ｃの方向に圧縮される。これによって摩擦結合が生じ、内側ディスクホルダ１ ３およびこれに固く結合された歯車１４が、外側ディスクホルダ１０を介して駆 動軸３に結合される。 いまやピストン２の両側に圧力室（圧力室９Ａと圧力平衡室４）が存在するの で、両側でも同じ大きさの回転圧力が形成される。クラッチが回転する際に回転 数が増大するにつれて遠心力に基づいてかなり増大する回転圧力はこれによって 確実に補償されるので、クラッチは正確に制御され、即ちクラッチの作動圧力し か必要とされない。 符号の説明 １ ピストン ２ ピストン ３ 駆動軸 ４ 圧力平衡室 ５ リング要素 ６ 深絞り加工部品 ７ 圧縮ばね ８ シールリング ９Ａ 圧力室（ピストン２） ９Ｂ 圧力室（ピストン１） １０ 外側ディスクホルダ １１ 多板ディスク １２ 外側ディスクホルダ １３ 内側ディスクホルダ １４ 変速装置／歯車 １５ 終端ディスク １６ 終端ディスク １７ 止め輪 Ａ クラッチ Ｂ クラッチ

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月３日 【補正内容】 請求の範囲 １．多板ディスクから成るクラッチ（Ａ、Ｂ）に対する圧力室を包囲するシリ ンダと、その中に存在して圧力が供給されるピストンとを有し、クラッチ（Ａ、 Ｂ）が連動装置および伝動歯車と共に駆動軸の周りに配置され、多板デイスクの 全外側ディスクが外側ディスクホルダで受けられ、全内側ディスクが内側ディス クホルダで受けられている、特に乗用車、産業用自動車および作業機械用の負荷 切換変速装置の回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチにおいて、 一方のクラッチ（Ｂ）のピストン（１）が他方のクラッチ（Ａ）のピストン（ ２）と対を成して、駆動軸（３）の周りに、かつ両ピストン（１、２）の背面間 に共通の圧力平衡室（４）が存在するように配置され、その圧力平衡室（４）は 、内側が駆動軸（３）によって、外側がリング要素（５）によって境界づけられ 、ピストン（１、２）の内側面がそれぞれ圧力室（９Ａ、９Ｂ）を包囲し、両圧 力室（９Ａ、９Ｂ）のいずれかに圧力を導入した際、それらの圧力室（９Ａ、９ Ｂ）に対応するクラッチ（Ａ、Ｂ）のピストン（１、２）が圧力平衡室（４）の 方向に移動することを特徴とする回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッ チ。 ２． 圧力室（９Ａ、９Ｂ）が、それぞれ駆動軸（３）に固く結合された外側 ディスクホルダ（１０、１２）によって境界づけられていることを特徴とする請 求の範囲第１項記載の多板ディスククラッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 多板ディスクから成るクラッチ（Ａ、Ｂ）に対する圧力室を包囲するシ リンダと、その中に存在して圧力が供給されるピストンとを有し、クラッチ（Ａ 、Ｂ）が連動装置および伝動歯車と共に駆動軸の周りに配置され、多板ディスク の全外側ディスクが外側ディスクホルダで受けられ、全内側ディスクが内側ディ スクホルダで受けられている、特に乗用車、産業用自動車および作業機械用の負 荷切換変速装置の回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチにおいて、 一方のクラッチ（Ｂ）のピストン（１）が他方のクラッチ（Ａ）のピストン（ ２）と対を成して、駆動軸（３）の周りに、かつ両ピストン（１、２）の背面間 に共通の圧力平衡室（４）が存在するように配置され、その圧力平衡室（４）は 、内側が駆動軸（３）によって、外側がリング要素（５）によって境界づけられ 、ピストン（１、２）の内側面がそれぞれ圧力室（９Ａ、９Ｂ）を包囲し、両圧 力室（９Ａ、９Ｂ）のいずれかに圧力を導入した際、それらの圧力室（９Ａ、９ Ｂ）に対応するクラッチ（Ａ、Ｂ）のピストン（１、２）が圧力平衡室（４）の 方向に移動することを特徴とする回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッ チ。 ２． 圧力室（９Ａ、９Ｂ）がそれぞれ駆動軸（３）に固く結合された外側デ ィスクホルダ（１０、１２）によって境界づけられていることを特徴とする請求 の範囲第１項記載の回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ。 ３． 駆動軸（３）上に緩く配置された各伝動歯車（４）が内側ディスクホル ダ（１３）に固く結合されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転 圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ。 ４．ピストン（１、２）がそれぞれ外側が駆動軸（３）に対して平行に折り曲 げられた部分（６）と、この折り曲げられた部分に取り付けられた終端ディスク （１５、１６）とから成っていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転 圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ。 ５． 終端ディスク（１５、１６）の位置を固定するために、折り曲げられた 部分（６）の自由端の範囲に止め輪（１７）が配置されていることを特徴とする 請求の範囲第４項記載の回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ。 ６． ピストンがその駆動軸（３）の側の内側範囲に広がり部を有し、ピスト ン（１、２）の広がり部によって包囲された圧力平衡室（４）の部分の中に、ピ ストン（１、２）の背面に接触支持されている圧縮ばね（７）が配置されている ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の回転圧 力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ。 ７． 外側ディスクホルダ（１０、１２）に支持されている多板ディスク（１ １）がその外側に衝突する終端ディスク（１５、１６）を介して圧縮ばね（７） の圧力に抗して軸方向にピストン（１、２）により引き寄せられることを特徴と する請求の範囲第１項、第２項、第４項ないし第５項のいずれか１項に記載の回 転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ。 ８． リング要素（５）がピストン（２）に固く結合されていることを特徴と する請求の範囲第１項記載の回転圧力平衡形液圧作動式多板ディスククラッチ。 ９． リング要素（５）がピストン（２）に、それが他方のピストン（１）の 折り曲げられた部分の上を滑れるように設けられていることを特徴とする請求の 範囲第１項、第４項ないし第８項のいずれか１項に記載の回転圧力平衡形液圧作 動式多板ディスククラッチ。 １０． 圧力室（９Ａ、９Ｂ）の半径が、圧力平衡室（４）の半径にほぼ相応 していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転圧力平衡形液圧作動式多 板ディスククラッチ。