JPS61144431A - 流体摩擦クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の 本発明は、前記特許請求の範囲第１項の上位概念に記載
された流体摩擦クラッチに関する。

従』ヒ久薦」【 このような形式で公知となっている流体摩擦クラッチに
おいては、内部の貯蔵室を有する１次ディスクがクラッ
チケーシング（２次部分）の作業室内で回転運動を行な
う。この内部の貯蔵室は、１次ディスクに穿設された２
つの開口部を介して作業室に接続されており、この場合
、一方の開口部は漏洩オイル孔として、また他方の開口
部はオーバーフロー間口部としてそれぞれ構成されてお
り、このオーバーフロー開口部は温度に関連して制御さ
れる可動な堰止め部材によりコントロールされる。つま
り、−この堰止め部材が作業室内に突入せしめられると
、粘性の流体が作業室から貯蔵室内に送り込まれ、堰止
め部材が貯蔵室内に引戻されると、流体は遠心力によっ
て貯蔵室からオーバーフロー開口部を経て作業室内に押
出される。その際、アメリカ合衆国特許第３２６２５２
８３号明細書に関連して述べれば、逆時計回り方向の流
体の流れがクラッチの作業室内に生ずる。従って、この
流体はまずオーバーフロー開口部から半径方向外向きに
流れ、次いで作業室の後方部分から１次ディスクにおけ
る円筒形の周面部分を経て作業室の前方部分内へ、つま
り１次ディスクの前方端面側に向って流れる。さらに、
この流体は搬送装置（ポンプ溝）により遠心力に抗して
半径方向内向きに搬送され、最終的に１次ディスクにお
ける半径方向内側の縁部を経て、再び貯蔵室内に送り込
まれる。可動な堰止め部材によりコントロールされるこ
の流体流には、１次ディスクに設けられた漏洩オイル孔
に基づいて生ずる第２の流体流が重畳せしめられる。こ
の定常的な漏洩オイル流は、例えば過度のスリップに基
づく高い内部温度によって生ずる熱を放出すべく冷却を
行なうために利用される。しかし、この公知のクラッチ
においては、無負荷回転数が比較的高いという欠点があ
る。このような無負荷回転数が生ずる原因は、一方では
定常的な漏洩乃至冷却流に、また他方では、半径方向で
見てかなり内側に位置していて全流体を作業室から貯蔵
室内にポンプ搬入することの出来ないような堰止め部材
に帰せしめられる。しかのみならず、この比較的高い無
負荷回転数は不必要な動力を消費させることにもなる。

更にこの堰止め部材は、２次側の作業面における摩擦に
基づいて、限られた耐用寿命しかもたない摩擦部品とな
らざるを得ない。

１１悲１１ そこで本発明の課題とするところは、冒頭に述べた形式
の流体クラッチに改良を加えて、無負荷回転数を低下さ
せかつ動力消費量を軽減することにある。更に本発明の
別の課題は、流体流を制御するための手段もしくはそれ
に相当する適宜なバルブ機構を出来るだけ摩耗しない部
品として構成することにある。しがも本発明においては
、製作コストを下げることに関連して、その軸方向構成
寸法を出来るだけ小さなものにし、クラッチのヒステリ
シス特性を°改善することが必要とされる。

１１列１」 本発明によれば、上記の課題は前出の特許請求の範囲第
１項における特徴概念に記載された措置をとることによ
って解決される。

本発明においては、端面側で１次ディスク内に配置され
バルブ閉鎖部材により制御可能なバルブ開口部と周面側
に配置されたオーバーフロー開口部とが、定置の堰止め
部材と相俟って粘性流体におけるコントロールされた循
環運動を可能ならしめ、殊に半径方向で一番外側の範囲
に配置された堰止め部材が極めて低い無負荷回転数を保
証する。つまり何となれば、バルブの閉鎖状態では本発
明のこの措置によってほとんど全ての流体が作業室から
貯蔵室内にポンプ搬入されるからである。

このような構成様式においては、もはや付加的な漏洩乃
至冷却液が不要ならしめられるので、本発明によるクラ
ッチのヒステリシスも著しく改善される。更に定置の堰
止め部材は、他の部品に接触することなく作動し、従っ
て摩耗が生ずることはない。なお、これと同じことは、
バルブ開口部とバルブ閉鎖部材とバルブレバーとから成
るバルブ機構についても当て嵌る。

本発明におけるその他の実施態様は特許請求の範囲第２
項〜第１２項に記載されている。

特許請求の範囲第２項によれば、堰止め部材が１次ディ
スクに固定されており、その結果として単純な構成様式
が得られ、作業室から貯蔵室内への流体の効果的なポン
プ搬入が達成される。特にこの効果的なポンプ搬入を行
うためには、特許請求の範囲第３項に記載された実施態
様、即ち堰止め部材を外向きにセットされた舌状片とし
て構成するという措置が効果的である。

特許請求の範囲第４項によれば、１次ディスクが平面平
行な作業面を有する中空円板として構成されており、こ
の措置により軸方向でコンパクトなしかも低廉な構成様
式が実現される。即ち換言すれば、１次ディスクの周面
における比較的費用の嵩む円筒乃至円鎖状の作業面が省
略されて、端面側の作業面を低廉なコストで形成するこ
とが出来る。更に特許請求の範囲第５項に記載された如
く、中空円板を互いに内外係合する鉢形の薄板部分から
構成しておくならば、１次ディスクにおける特にコスト
面で有利な構造が得られる。

特許請求の範囲第６項によれば、プッシュロッドとバル
ブレバーとの間に過負荷ばねが配置されており、クラッ
チの組立て時にはこの過負荷ばねによって製作公差をも
同様に補償することが出来るので、バルブ閉鎖部材の開
閉時点が正確に調整可能ならしめられる。

特許請求の範囲第７項及び第８項には、この過負荷ばね
乃至補償ばねに関する２つの有利な実施態様が記載され
ており、その一方の実施例によれば、過負荷ばねがバル
ブレバー内に一体に組込まれた板ばねとして構成され、
他方の実施例によれば、過負荷ばねがコイル押ばねどし
て構成されている。この場合、前者の実施例においては
、組立て終了時の調整がケーシングカバーにより外部か
ら調整ねじを介して行われ、調整プロセスの終了後には
カバーがプラスチックプラグによって閉鎖されるのに対
し、後者の実施例においては、適宜な装置を用いて締付
リングをプッシュロッドの外端部に装着するこ、とによ
って調整が行われる。

最後に特許請求の範囲第１２項によれば、バルブレバー
の自由端部にバイメタル係片が固定されており、このバ
イメタル係片が、１次ディスクの内面に支承されて、高
い内部温度が生じた際にバルブ開口部の閉鎖を行う。

このような措置によってクラッチ及び粘性流体のオーバ
ヒートが回避され、ひいてはその長期の耐用寿命が保証
される。

支１１ 次に添付図面に示した実施例につき本発明の詳細な説明
する。

第１図に示された本発明によるクラッチにおいては、１
次ディスク１が２次部分すなわちクラッチケーシング２
の内部で回転運動を行い、かつ駆動シャフト３と剛性的
に結合されている。このクラッチケーシング２は、溝付
き玉軸受６を介して駆動シャフト３に回転自在に支承さ
れていると同時に、軸方向で位置固定されている。１次
ディスク１は中空に構成されており、その内部には貯蔵
室５が設けられている。クラッチケーシング２と１次デ
ィスク１との間には、いわゆる作業ギャップ４′及び４
″を有する作業室４が形成されている。貯蔵室５は、一
方ではバルブ間口部１２を介してまた他方ではオーバー
フロー開口部１３を介して、それぞれ作業室４に接続さ
れている。バルブ開口部１２の通流横断面は、バルブレ
バー８の自由端部に固定されたバルブ閉鎖部材１１によ
りコントロールされるが、この場合、バルブレバー８は
その他端部のところで１次ディスク１と剛性的に結合さ
れ、板ばねとして構成されている。バルブレバー８はそ
の中央範囲に舌片状に形成された過負荷ばね１８を有し
ており、このばねはバルブレバー８内に一体に組込まれ
るように構成されている。駆動シャフト３に設けられた
周軸的な穿孔部内には、プッシュロッド７が滑動可能に
配置されており、プッシュロッド７のクラッチ側端部は
、舌片状の過負荷ばね１８内に螺合されるねじ山ビン９
として構成されている。クラッチのフロント側における
ねじ山ビン９の範囲は、プラスチックプラグ１０によっ
て閉鎖されている。プッシュロッド７は、冷却媒体によ
り負荷される図示されてない作業部材、特に伸縮材によ
って作動せしめられ、この場合、該作業部材のピストン
は、その外性運動に際し板ばねとして構成されたバルブ
レバー８に作用し、やはり図示されてない戻し調整ばね
により再びその不作用位置にリセットされる。オーバー
フロー開口部１３の範囲には、舌状片として構成された
１次ディスク１と結合された堰止め部材１４が配置され
ている。１次ディスク１は互いに内外係合する２枚のカ
ップホイール１６及び１７として構成されており、この
場合舌状片としての堰止め部材１４は、一方のカップホ
イール１６と一体に構成しておくことが出来る。クラッ
チケーシング２内にはケーシング溝１５が設けられてお
り、舌状片としての堰止め部材１４の断面形状に応じた
横断面形状を有するこのケーシング溝１５内では、堰止
め部材１４が無接触状態で回転運動を行う。

バルブレバー８の自由端部、つまりバルブ閉鎖部材１１
が位置する範囲にはバイメタル係片１９が固定されてお
り、バイメタル係片１９の少々湾曲した自由端部７１９
′は、１次ディスク１の内面に当接する。

第４図及び第５図に示された本発明の別の実施態様にお
いては、前述実施例の場合とは異なるプッシュロッド２
０が別の形式でバルブレバー２４に固定されている。駆
動シャフト２７内にやはり滑動可能に配置されたこのプ
ッシュロッド２０は、クラッチ側の範囲に直径の小さな
付加部２１を有しており、この付加部２１はフランジ２
２によりプッシュロッド２０の他の部分から段付けられ
ている。

この付加部２１上にはコイル状の押ばね２３が配置され
ており、押ばね２３の一端部はプッシュロッド２０のフ
ランジ２２に、またその他端部はバルブレバー２４に、
それぞれ支承されている。付加部２１における最も外側
に位置する端部は、バルブレバー２４に穿設された中央
の開口部２５を員いて突出しており、バルブレバー２４
における押ばね２３とは反対の側で締付はリング２６に
より形状接続式及び摩擦接続式に確保されている。

次に、例えば通常市販されているシリコンオイルのよう
な粘性の流体が充填されている本発明の流体摩擦クラッ
チにおける作用形式について説明する。

低温のエンジンにおいては、つまり冷却媒体の温度が低
い場合には、図示されてない伸縮部材のピストンが後退
せしめられており、バルブレバー８がバルブ閉鎖部材１
１をバルブ開口部１２上に圧着しているので、バルブ開
口部１２は閉じられた状態にある。１次ディスク１が例
えば無負荷１回転数で回転すると、作業室４内に収容さ
れている粘性の流体が堰止め部材１４によりオーバーフ
ロー開口部１３を経て、１次ディスク１の内部に形成さ
れた貯蔵室５内にポンプ搬入される。この場合、堰止め
部材１４がケーシング溝１５に関連して著しく外側に配
置されていることに基づいて、はとんど全ての粘性流体
を作業室４から貯蔵室５内に送り込むことが可能であり
、従って無負荷回転数をほとんどゼロまで低下させるこ
と、即ちクラッチを完全に切ることが出来る。

エンジン温度ひいては冷却媒体湿度が上昇すると、伸縮
部材が加熱されるので、そのピストンが押出されてプッ
シュロッド７を前進させる。プッシュロッド７がこのよ
うにバルブレバー８に向って移動することによって、バ
ルブ閉鎖部材１１はバルブ開口部１２から離反せしめら
れるので、粘性の流体は遠心作用によって貯蔵室５から
作業室４乃至その作業ギャップ４′及び４″内に移行す
ることが出来る。従って粘性の流体による作業ギャップ
４′及び４″の充填如何に応じて、１次ディスク１から
２次部分すなわちクラッチケーシング２にトルクを伝達
することが出来る。

クラッチは緩慢に接続される。つまり換言するならば、
このクラッチに固定されたファンが内燃機関の冷却器を
介して冷却空気を搬送する。しかしながら、それと同時
に、流体が定置の堰止め部材１４を介して常に作業室４
から貯蔵室５内に送り込まれるので、バルブ開口部１２
が開かれている限り、常に貯蔵室５と作業室４との間で
流体の循環が行われ、ひいては出力が伝達されると共に
冷却作用も発揮される。ところで、例えば１次ディスク
１と２次部分２との間の極めて激しいスリップによりク
ラッチ内部に温度の熱が発生した場合には、バイメタル
係片１９が熱により湾曲して１次ディスク１に支承され
ることによって、バルブ開口部１２をバルブ閉鎖部材１
１で閉鎖せしめる。これによって再び全流体が堰止め部
材１４を介して貯蔵室５内に搬入されるので、剪、断摩
擦が高められることに基づき、もはや粘性流体内で熱が
発生することはなくなる。その結果として、粘性流体の
耐用寿命が著しく高められる。

バルブレバー８乃至バルブ閉鎖部材１１の調整は、第１
図及び第２図に示された実施例においては、クラッチが
組立てられた後でバルブ閉鎖部材１１がバルブ開口部１
２に当接するまでバルブレバー８乃至舌状片としての過
負荷ばね１８内にねじ込まれるねじ山ビン９によって行
われる。このような調整が行われることによって、バル
ブ開放時点、つまりクラッチの接続時点を常に同一のも
のに維持することが保訂される。調整操作の終了時には
、ねじ山ビン９が適宜な公知の手段によりバルブレバー
８に対して確保されるので、この調整状態が維持される
。クラッチのフロント側における開口部は、その後でプ
ラスチックプラグ１０により閉鎖される。

これに対し、第４図及び第５図に示された実施例におい
ては、押ばね２３をその端部に担持しているプッシュロ
ッド２０がバルブレバー２４に設けられた中央の開口部
２５を貫通せしめられ、バルブレバー２４はやはりその
バルブ閉鎖部材でバルブ開口部上に当接せしめられる。

このようにバルブ開口部が閉鎖されると、締付リング２
６がプッシュロッド２０の付加部２１上に被せられて、
プッシュロッド２０はバルブレバー２４に対して軸方向
で位置固定される。これによってプッシュロッド２０と
駆動シャフト２７上に配置されたクラッチ部分との間の
製作公差が補整されるので、クラッチの正確な連結及び
解離を行うことが補償される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクラッチの軸方向断面図、第２図
は第１図によるバルブレバーを第１図の矢印Ｘ方向で見
た部分的正面図、第３図は第１図に１点鎖線で囲まれた
部分Ｚを拡大した図としてのオーバーフロー開口部を有
する堰止め部材の部分的な半径方向断面図、第４図は異
なった形式でプッシュロッド調整が行われるクラッチの
軸方向断面図、第５図は第４図によるバルブレバーを第
４図の矢印Ｘ方向で見た部分的正面図である。 １、、、、、、．１次ディスク １’　、１″、、、１次側の作業面 ２１．、、、、．２次ディスク乃至 クラッチケーシング ７’　、２’、 ２”、、、、、、２次側の作業面 ３、、、、、、、駆動シャフト ４、、、、、、、作業室 ４．４　”　Ｉ　ＨＨ＋作業ギャップ ５、、、、、、、貯蔵室 ６、、、、、、、溝付き玉軸受 ７、、、、、、、プッシュロッド ８、、、、、、、バルブレバー ９、、、、、、、ねじ山ビン １０、、、、、、プラスチックプラグ １１、、、、、、バルブ閉鎖部材 １２、、、、、、バルブ開口部 １３、、、、、、オーバーフロー開口部１４、、、、、
、堰止め部材（舌状片）１５、、、、、、ケーシング溝 １６．１７．、、カップホイール １８、、、、、、過負荷ばね １９、、、、、、バイメタル係片 １９’、、、、、１９の自由端部 ２０、、、、、、プッシュロッド ２１、、、、、．２０の付加部 ２２、、、、、．７ランジ ２３、、、、、、押ばね ２４、、、、、、バルブレバー ２５、、、、、．２４の開口部 ２６、、、、、、締付リング ２７、、、、、、駆動シャフト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）１次ディスク及び駆動シャフトから 成る駆動部としての１次部分と、被駆動部としての２次
   部分とを有する流体摩擦クラッチであつて、１次ディス
   クと２次部分との間には粘性流体を充填することの出来
   る作業室が配置され、１次ディスクの内部には貯蔵室が
   配置されており、この場合、冷却媒体を供給される作業
   部材が、駆動シャフト内に周軸的に配置されたプッシュ
   ロッドを介して、１次部分に固定されたレバーを操作す
   るように構成されている形式のものにおいて、貯蔵室 （５）と作業室（４）との間の流体接続部が、一方では
   バルブ開口部（１２）によりまた他方ではオーバーフロ
   ー開口部（１３）により形成されており、バルブ開口部
   （１２）が端面側で１次ディスク（１）内に配置されか
   つレバー（８）の端部に固定された閉鎖部材 （１１）により制御可能であるのに対し、オーバーフロ
   ー開口部（１３）は周面側に配置されかつ定置の堰止め
   部材（１４）によってコントロール可能であることを特
   徴とする流体摩擦クラッチ。 ２）堰止め部材（１４）が１次ディスク （１）に固定されていることを特徴とする前記特許請求
   の範囲第１項記載の流体摩擦クラッチ。 ３）堰止め部材が半径方向で見て外向き にセットされた舌状片（１４）として構成されており、
   対応するケーシング溝（１５）内で回転することを特徴
   とする前記特許請求の範囲第２項記載の流体摩擦クラッ
   チ。 ４）１次ディスク（１）が最小の軸方向 の深さを有する中空円板として構成されており、この場
   合、２次側の作業面（２′）、 （２″）と相俟って作業ギャップ（４）、 （４′）を形成する１次側の作業面（１′）、（１″）
   が、主として端面側にかつ平面平行に配置されているこ
   とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項又は第２項又
   は第３項に記載の流体摩擦クラッチ。 ５）１次ディスク（１）が互いに内外係 合する２枚のカップホイール（１６）、（１７）を備え
   た薄板部品として構成されていることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第４項記載の流体摩擦クラッチ。 ６）プッシュロッド（７）と１次ディス ク（１）に固定されたレバー（８）乃至バルブレバーと
   の間に過負荷ばね（１８）、（２３）が設けられている
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項又は第２項
   又は第３項又は第４項又は第５項に記載の流体摩擦クラ
   ッチ。 ７）過負荷ばねがバルブレバー（８）内 に組込まれた舌片状の板ばね（１８）として構成されて
   いることを特徴とする前記特許請求の範囲第６項記載の
   流体摩擦クラッチ。 ８）バルブレバー（８）がねじ山ピン （９）によりプッシュロッド（７）に対し相対的に調整
   可能ならしめられており、ねじ山ピン（９）がプッシュ
   ロッド（７）と剛性的に結合されていると同時に、その
   ねじ山を介してバルブレバー（８）内にもしくは過負荷
   ばね（１８）内に螺合可能であることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第（７）項記載の流体摩擦クラッチ。 ９）過負荷ばねがプッシュロッド端部 （２１）上で案内される押ばね（２３）として構成され
   ており、この押ばね（２３）が一方ではプッシュロッド
   フランジ（２２）にまた他方ではバルブレバー（２４）
   にそれぞれ支承されていることを特徴とする前記特許請
   求の範囲第６項記載の流体摩擦クラッチ。 １０）プッシュロッド（２０）がバル ブレバー（２４）に設けられた中央開口部 （２５）を貫通するように案内されており、押ばね（２
   ３）に面してない側では形状接続式乃至摩擦接続式に確
   保されていることを特徴とする前記特許請求の範囲第９
   項記載の流体摩擦クラッチ。 １１）軸方向で任意に取付けることの 出来る締付リング（２６）によって確保が行なわれてい
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１０項記載の
   流体摩擦クラッチ。 １２）バルブレバー（８）、（２４） の一方の側には、１次ディスク（１）の内部に支承され
   ていて内部温度が上昇した際にバルブ開口部（１２）を
   閉鎖するバイメタル係片（１９）が固定されていること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項〜第１１項のい
   ずれか１項に記載の流体摩擦クラッチ。