JPH0826904B2 - 調整可能な間隙幅を持つ液体摩擦クラツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，粘性液体を満たされる
ハウジンクと，このハウジングへ入り込む内側部分と，
交互に内側部分及びハウジングに相対回転しないように
結合されかつ粘性液体を介して互いに係合する内側薄板
及び外側薄板とから成り，ハウジング内で密封されて移
動可能なピストンにより薄板間隙の幅が変化可能であ
る，調整可能な間隙幅を持つ液体摩擦クラツチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】このような調整可能な液体摩擦クラツチ
は全輪駆動自動車に使用されて，駆動される第２の車軸
へ伝達されるトルクをそのつどの走行状態に適合させ
る。この適合は薄板間隙の変化又は充填率の変化によつ
て行われる。

【０００３】調整可能な液体摩擦クラツチは，調整不能
な液体摩擦クラツチとは特に次の点で相違している。即
ち調整不能な液体摩擦クラツチでは，クラツチにおける
温度上昇及び圧力上昇によつて，伝達されるトルクの激
しい増大（いわゆるハンプ）がおこらない。最初にあげ
た種類の公知の調整可能な液体摩擦クラツチでは，個々
の薄板の間にそれぞれ弾性間隔素子が設けられて，間隙
幅の変化に必要な個々の薄板の軸線方向移動の際にも均
一な薄板間隙を保証し，個々の薄板の摩擦接触を回避す
るようにしている。オーストリア国特許第３８４０８６
号明細書から公知の液体摩擦クラツチでは，例えば皿ば
ねが使用されている。

【０００４】このような間隔素子は著しい軸線方向長さ
を持ち，従つて所定のハウジング直径において内側薄板
と外側薄板との重なり範囲従つてその有効面及び伝達可
能なトルクを減少する。弾性間隔素子は，間隙幅の減少
の際ピストンに抗して作用し，従つて操作力を高めると
いう大きい欠点を持つている。更にピストンの運動を内
側薄板へ伝達するため，取付け空間を要しかつ摩耗を受
ける押圧軸受が必要となる。最後に，皿ばね外の空間も
クラツチの充填率に関してむだ空間とみなされ，それに
よりピストンの移動行程が不必要に長くなる。

【０００５】このむだ空間を回避しかつ薄板間における
取付けを容易にするため，間隔環を設けることもドイツ
連邦共和国特許第３９２８９７５号明細書から公知であ
るが，ここに示されている液体摩擦クラツチは調整不能
な液体摩擦クラツチであり，従つて両方の薄板群のうち
一方の薄板群の薄板は軸線方向に移動不能で，環はこれ
らの固定薄板の間の間隔片としてのみ作用する。他方の
薄板群の薄板の軸線方向移動はハンプ中にのみおこり，
軸線方向に可動な薄板が隣接する両方の固定薄板の１つ
に接触する。ハンプになるのを促進するため，薄板に穴
をあけられている。可動薄板間の密封片及び間隔環は，
可動薄板のこの接触を妨げることになるので，許されな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は，機械
的なばね素子なしに薄板間に同じ間隔の継特を保証し
て，調整可能な液体摩擦クラツチの大きさを減少し，ピ
ストンのできるだけ少ない操作力及び短い移動行程で充
分なようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれは，外側薄板と内側部分及び内側薄板とハ
ウジングが，１つの薄板間隙から次の薄板間隙への粘性
液体の移行をできるたけ阻止する密封間隙を形成してい
る。

【０００８】

【発明の効果】ピストンの軸線方向移動の際，ピストン
の前にある室の圧力上昇が最初の薄板を後退させ，この
後退のためピストンと薄板とを機械的に接触させる必要
がない。それにより押圧軸受が不要になるので，クラツ
チの軸線方向長さが小さくなる。内側薄板とハウジング
又は外側薄板と内側部分との間を密封することによつ
て，薄板の周りを粘性液体が流れることによる圧力平衡
はおこらない。こうしてすべての薄板がハウジングの内
部で等間隔に設定されて，個々の薄板間隙の圧力平衡を
行わねばならない。液体の大きい粘性のため，密封の質
に対して高度の要求は課されない。それにより機械的ば
ね素子は不要になり，同じ有効薄板面においてクラツチ
ハウジングの直径を減少できる。その際むだ空間も減少
するので，調整可能な液体摩擦クラツチでは，充填率の
同じ変化のためピストンの僅かな行程ですむという付加
的な利点が得られる。

【０００９】

【実施態様】本発明の有利な構成では，密封のため外側
絞り片及び内側絞り片が設けられ，これらの外側絞り片
及び内側絞り片が，外歯及び内歯によりハウジング及び
内側部分の対応する歯にはまりかつこれらの絞り片に対
応する内側薄板及び外側薄板と共にそれぞれ環状間隙を
形成する環として構成されて，軸線方向に移動可能であ
る。それにより歯の間隙を通つて薄板の周りを粘性液体
が流れるのを簡単に防止され，半径方向密封間隙の作用
は絞り片と薄板との相互軸線方向位置に無関係である。
更に密封間隙に摩耗は生じない。

【００１０】本発明の別の構成では，内側絞り片又は外
側絞り片の軸線方向幅が，これらの絞り片に対応する薄
板の厚さと薄板の最小間隙幅の２倍との和に等しい。そ
れにより極端な場合，例えは漏れにより減少する充填率
又は特に大きいピストン移動行程でも，薄板の間に機械
的摩擦はおこらず，最小間隙幅に近い状態で絞り片と隣
接する薄板との間に密封間隙が形成される。

【００１１】外側絞り片は内側絞り片のようにピストン
に対して相対回転運動を行うことがないので，これらの
外側絞り片を付加的に最小間隙幅用ピストンストツパと
して使用できる。このため計算による幅（薄板の厚さと
最小間隙幅の２倍との和）に関して，絞り片の軸線に対
して直角な端面の加工公差を外側絞り片については正
に，内側絞り片については負に選ぶ。

【００１２】別の構成において，ピストンの内側及び外
側密封面の半径が内歯及び外歯の平均半径に等しい。そ
れによりピストンの運動によるポンプ効果の発生や隣接
する内側絞り片及びピストンへの隣接する内側薄板の接
触が確実に回避される。

【００１３】

【実施例】本発明の好ましい実施例を図面により以下に
説明する。

【００１４】本発明による図１の液体摩擦クラツチは，
外側の液密なハウジング１とこのハウジング１内に自由
に回転可能に設けられる内側部分２とから成り，これら
両方の部分１，２は，図示しない駆動軸及び従動軸へ相
対回転しないように結合するためのスプライン歯３等を
持つている。外側クラツチ部分としてのハウジンク１と
内側クラツチ部分としての内側部分２との間の連結部材
として，外側薄板４及び内側薄板５が役立ち，粘性液体
を介して同軸的に互いに係合する組を形成している。歯
６，７により外側薄板４はハウジング１に，また内側薄
板５は内側部分２に，相対回転しないようにしかも軸線
方向移動可能に結合されている。

【００１５】ハウジング１には粘性液体が満たされ，最
小充填率は約５０％，最大充填率は９５％未満とするこ
とができる。充填率は，通常の温度でハウジング容積の
どんな割合が粘性液体で満たされるかを示している。残
りは空気で，外側薄板４に対する内側薄板５の運動によ
り粘性液体に混合し，この混合物の圧縮性によりばねと
して作用する。ハウジング１が回転しない時，空気と粘
性液体との混合が特によい。充填率の変化により液体摩
擦クラツチの特性曲線の形状が影響を受ける。

【００１６】ハウジング１と内側部分２との間にはピス
トン８が密封されて滑るように案内されている。ピスト
ン８を移動させる１つ又は複数の操作ピストン９は，導
菅１０から場合によつては滑動環１１を介して液圧媒体
の作用を制御可能に受ける。ピストン８はハウジンク１
及び内側部分２と共に円筒状密封面１８，１９を形成
し，これら密封面の半径は歯６，７の平均半径１６，１
７に等しい。

【００１７】外側薄板４及び内側薄板５から成る薄板の
組は，軸線方向両側にまず外側薄仮４が設けられるよう
に，組合わされている。これら両方の外側薄板４は直接
ハウジング１及びピストン８に対向している。外側薄板
４とハウジング１とを相対回転しないように結合するこ
とによつて，ピストン８の回り止めを省略できる。外側
薄板４の内縁と内側部分２との間及び内側薄板５の外縁
とハウジング１との間には，図２ないし５からよくわか
るように，軸線方向に移動可能な絞り片１５，１４が挿
入されている。

【００１８】外側絞り片１４は外縁に外歯を持つ環で，
この外歯がハウジング１の対応する歯７にはまり，それ
により外側絞り片１４が相対回転しないようにしかも軸
線方向に移動可能にハウジング１に結合される。外側絞
り片１４の軸線方向幅は，対応する内側薄板５の厚さ
と，２つの隣接する薄板４，５間の最小間隙幅２２の２
倍との和に等しい（図３）。外側絞り片１４の幅公差は
正なので，薄板間の金属摩擦は確実に防止される。

【００１９】外側絞り片１４の円筒状内面と内側薄板５
の外縁との間には密封間隙２０があり，この密封間隙２
０により内側薄板５の周りを粘性液体が流れるのを防止
される。全く同じように内側絞り片１５も内歯を持つ環
で，この内歯が内側部分２の対応する歯６にはまり，こ
の環が外側薄板４の内縁に対して密封間隙２３を形成し
ている。しかし内側絞り片１５の加工公差は負で，最小
間隙幅のためのピストンストツパが外側絞り片１４を介
して形成されるようにしている。

【００２０】更に外側絞り片１４と隣接する外側薄板４
との間には軸線方向密封間隙２１があるが，外側絞り片
１４の周りと歯７の所を通る流れは無視できるので，こ
の軸線方向密封間隙２１の意味は少ない。最小間隙幅２
２を持つ図３の位置では，軸線方向密封間隙２１は閉じ
られている。これは最大伝達トルクを持つ液体摩擦クラ
ツチの極端位置である。

【００２１】本発明による液体摩擦クラツチの作用は次
の通りである。最小伝達トルクに相当する図２の最大間
隙幅２２′の位置から出発して，ピストン８が圧力を受
けると，ピストン８が最初の外側薄板４（図１）を左方
へ押す。この最初の外側薄板４に対応する内側絞り片１
５のため，この外側薄板４の周りの流れはおこらず，従
つてピストン８はこの外側薄板４を前へ移動させる。そ
れにより次の薄板間隙内の粘性液体−空気混合物が圧縮
されるので，それに続く内側薄板５も圧力平衡のため左
方へ移動する。絞り片１４，１５のため，この場合も薄
板の周りを流れることによる圧力平衡は不可能である。

【００２２】こうして薄板の間にはどこでも同じ圧力従
つて同じ間隙幅２２が現れる。ピストン８が打勝つべき
力は，粘性液体に混合する空気の圧縮性によつてのみ生
ずる。従来行われたような皿ばねの付加的な力は不要に
なるので，環状間隙２２の精確かつ速やかな調整が可能
である。更に絞り片１４，１５が薄板の縁とハウジング
１及び粘性液体との間のむだ空間も満たすので，ピスト
ン８の僅かな移動行程でも充分である。

【００２３】ハンプなしの調整可能な間隙幅が得られる
ので，調整を最小間隙幅２２（図３）まで行うことがで
き，これは外側絞り片１４の幅によつて保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による調整可能な液体摩擦クラツチの軸
線を通る断面図である。

【図２】図１による３つの薄板の最大間隙幅における拡
大断面図である。

【図３】図１による３つの薄板の最小間隙幅における拡
大断面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線による断面図である。

【図５】図２のＢ−Ｂ線による断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 内側部分 ４ 外側薄板 ５ 内側薄板 ８ ピストン ２０，２３ 密封間隙

Claims (5)

【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（１）
   と，このハウジングへ入り込む内側部分（２）と，交互
   に内側部分（２）及びハウジング（１）に相対回転しな
   いように結合されかつ粘性液体を介して互いに係合する
   内側薄板（５）及び外側薄板（４）とから成り，ハウジ
   ング（１）内で密封されて移動可能なピストン（８）に
   より薄板間隙の幅が変化可能であるものにおいて，外側
   薄板（４）と内側部分（２）及び内側薄仮（５）とハウ
   ジング（１）が，１つの薄板間隙から次の薄板間隙への
   粘性液体の移行をできるだけ阻止する密封間隙（２０，
   ２３）を形成していることを特徴とする，調整可能な間
   隙幅を持つ液体摩擦クラツチ。
2. 【請求項２】 密封のため外側絞り片（１４）及び内側
   絞り片（１５）が設けられ，これらの外側絞り片及び内
   側絞り片が，外歯及び内歯によりハウジング（１）及び
   内側部分（２）の対応する歯（７，６）にはまりかつこ
   れらの絞り片に対応する内側薄板（５）及び外側薄板
   （４）と共にそれぞれ環状間隙（２０，２３）を形成す
   る環として構成されて，軸線方向に移動可能であること
   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】 内側絞り片（１５）又は外側絞り片（１
   ４）の軸線方向幅が，これらの絞り片に対応する薄板
   （４，５）の厚さと薄板の最小間隙幅（２２）の２倍と
   の和に等しいことを特徴とする，請求項２に記載の液体
   摩擦クラツチ。
4. 【請求項４】 外側絞り片（１４）の軸線に対して直角
   な端面が正の公差で加工され，内側絞り片（１５）の軸
   線に対して直角な端面が負の公差で加工されていること
   を特徴とする，請求項３に記載の液体摩擦クラツチ。
5. 【請求項５】 ピストン（８）の内側及び外側密封面
   （１８，１９）の半径が内歯及び外歯の平均半径（１
   ６，１７）に等しいことを特徴とする，請求項１に記載
   の液体摩擦クラツチ。