JPS6040862A - 流体摩擦クラツチ - 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】 本発明は、流体摩擦クラッチの改良にかんするものであ
る。西独特許出願公告ｍ　２８１　／Ｉ　６０８号公報
に記載されているような流体ｊＴ漂ツクラッチおいては
、駆動から従動へ粘性媒？１１のけん断力を介して動力
が伝達される。その場合、このクラッチの作動領域の従
動回転数と駆動回転数の比は、常に値１より低い。なぜ
なら駆動円板と従ａノハウジングの間に、必ず若干の１
−ヘリが生じるからである。このクラッチ原理で従動回
転数の増加を達成することは、これまで不可能であった
。

本発明の目的は、特許請求の範囲第１項の上位概念によ
る流体摩擦クラッチに基づき、従動回転数の増加Ｊなわ
ち駆動回転数から高速への変速を達成することである。

特に本発明の目的は、低い駆動回転数で従動回転数の増
加を）ヱ成し、かつ高い駆動回転数で従動回転を再び引
下げることである。

特許請求の範囲第１項の特徴によりこの目的が達成でき
る。それににれぽ遊星変速装置の原理かつ流体摩擦クラ
ッチの原理と組み合わせられ、それにＪこつて高速への
変速と変速比の変更が可能になる。この」、うにしてク
ラッチは一方で変速機又はコンバータとして、他方では
純摩擦継手として動作づることがでさる。この二重機能
は特に内燃機関冷却ファンの駆動のために小輪に取付け
られるクラッチにとって、すこぶる有利である。この場
合は低い駆動回転数すなわち低いエンジン回転数の時に
高いファン回転数が、内燃機関の冷却器を通る冷却空気
流の増加を生じ、それｈ′Ｘエンジンの冷却の改善をｂ
たらず。この低いエンジン回転数領域はエンジンの冷却
装置又は水・空気冷却器の寸法設計をも左右するから、
このｆ′ｉ域のファン回転数の増加によって冷２ＪＩ器
の熱交換面、またそれど共にそのコストを節減すること
ができる。空気調節膜備付の車輌では冷却器の前に補助
電動ファン刊凝縮器があるが、上記のファン回転数の増
大によりこの補助電動ファンを省略Ｊることができる。

なぜなら冷却器の後方のファンは適当な高速変速によっ
て、凝縮器ずなわＪ−）空気調節設備のための冷ＩＪ］
空気の需要を充足づることができるからである。

本発明のその他の好ましい実施態（、）：な従属の特許
請求の範囲の記載で明らかである。

特許請求の範囲第２項によれば、遊星変速装置は３個の
機素、づなわら最もＱｉ純な形の遊星変速装置から成る
。その場合、駆動は−ＩＩ！リア、従動は内側太陽車輪
を介して行われる。この３！！２星変速装置の第３の機
素はクラッチハウジングである。

クラッチハウジングは回転Ｊることができ、又は−特許
請求の範囲第３項にＪ−り一利動することができる。後
者の場合は同様の遊星変速装置に対して公知の、駆動と
従動の間の変速比がおおむね現れる。ところが伝動運動
の面で外側太陽車輪どして構成されたクラッチハウジン
グが一緒に回転覆る時は、従動と駆動の間にく１の回転
数比が現れる。

特許請求の範囲 のことであるがークラッチハウジングが隔壁によって作
動？１シと予備￥に区分され、作動室への一Ｌん断流体
の流入が弁によって制御される。互いに係合づ−る変速
装置機素は作動室に配設される。作動室の充填度に応じ
て、変速装置の各機素の間で伝達される円周力、それと
共に従動回転数が決まる。

例えば弁を閉じたため、作動室にせん断流体がなければ
、変速装置の各機素の間で円周力が伝達されないから、
従動回転数はゼロ又は低い無負荷回転数に等しい。弁を
ｆｉｔＨづば、せｌυ断流体が作動室に流入し、変速装
置の各似索の間の間隙が充填され、クラッチの従動回転
数が土！ｉＶりる。こうして従動回転数の比例制御の原
理が維持される。

特許請求の範囲第５項によれば間隙は軸方向間隙として
構成ざれ、任意の数の軸方向間隙が可能である。係合リ
−る変速装置｛幾素の間の軸方向間隙を増倍することに
よって、伝達される円周力を比例的に増倍することがで
きる。

特許請求の範囲第６項にＪ、れば、遊星車輪が軸方向間
隙を右−りる二重円板どして４１η成され、この軸方向
間隙に内側から従動円板（内側太陽車輪）、外側からク
ラッチハウジング（外側太陽車輪）が係合ずるス三機素
遊星変速装置の簡単な構造が得られる。このようにして
内側太陽車輪と外側太陽車輪の遊星車輪の間に流体厚擦
りラッｆ−の原理にＪ：る摩擦継手が創出され、それが
在来の種類の遊星変速装置と同様に円周力を変速装置台
機素の間で伝達することを保証する。生じる変速比はイ
ｆ来のエビサイクリック・ギヤの変速比とＩｉｉｌ様′
Ｃある。

特許請求の範囲第７項によれば、別の予備室が回転ずる
一次部すなわち、遊星変速装１＾のキャリアに設けられ
一Ｃいる。遠心力で操作される弁を装備するこの予備室
によって、作動室にあるぜん断流体を高い駆動回転数の
時に一次側予ｌｉｉｉｉ室に圧出することができ・るか
ら、作動室で比較的小さな円周力が伝達され、従動回転
数が低下ずる。このようにして一次側予備室ｔこよって
、従動回転数の制御に対Ｊる第２の基準入力すな４つち
駆動回転数が設定される。

待５′Ｆ請求の範囲第８項にＪ：れば、三次側作動室及
び予備室の間の制御は温度に従って、すなわち冷却空気
又は冷却剤の湿度に従って行４つれる。それによって従
動回転数又はファン回転数が温度におおむね比例して制
御される。

特許請求の範囲第９項によれば、この制御はバイメタル
を介して、リ゛なわらクラッチの前面に衝突づ゜る冷Ｎ
１空気の温度に応じて、行われる。

特許請求の範囲第１０項にｊζれば、クラッチの従動部
は軸どしてクラツチハ・クジングから導き出され、フン
７ンを担持し、このファンが冷却空気を冷ＩＪＩ器に員
送し、こうして冷却温度を定める。この構造により高速
への変速を内蔵リ−るＬ記の流体摩擦クラッチを、従来
公知のように自動車のエンジンに取付けることが可能で
あり、エンジン側又は車輌側の構造の変更は必要でない
。

本発明の実施例を図面に示し、以下に訂述づる。

第１図は公知の遊星歯車装置又はエピリ゛イタリック・
ギＡノの略図をしめず。この用台−１−１・リアを介し
て回転数ｎ７　で駆動され、内側太陽歯車を介して回転
数ｎλで動力が取出ざれ、一方、ハウジングとして構成
された外側太陽歯車１，１固定される。

この場合は従動回転数に対しＣ次の式か成り立つ。

ｎ！　＝ｎ／　Ｘ　（１　＋Ｒａ　／Ｒｉ　）（ウＡル
フ著［エピーリイクリック・ギ＼ノの基本原理」フィー
ヴ１ークフ１アラーク刊、１９５８年）公知の遊星歯車
装置においては、個々の歯ｚｌｉ装置機素の間で動力が
歯車のかみ合いによってすべりなしに伝達される。

第２図は、第１図に示したものと同様の′）Ｉ７ｉ星変
速装置を有する、本発明に基づく流体１γ擦菰首を示す
。この場合は駆動と従動の間で動力が往ん断流体を介し
て、すべりを伴なって伝達される点が相違リーる。流体
摩擦クラッチは駆動軸１を介して駆動され、従動軸２を
介して動力が取出され、その際、駆動軸１と従動軸２に
クラッチハウジング３が回転自在に支承され、明確な変
速比を得るために、ブレーキ２２によってクラッチハウ
ジング３を固定することができる。駆動軸１は遊星変速
装置のためにプラネットキレリア軸どして構成され、駆
動円板４を担持する。駆動円板４は、その周囲に分布し
て、ビン５．に回転自在に支承された複数個の３１星車
輪６を担持する。遊星車輪６はいわゆる二重円板として
構成され、互いに面平行に配設された２個の円板６′及
び６″は、その間に軸方向間隙を形成Ｊる。遊星車輪６
のこの軸方向間隙に、一方ではクラッチハウジング３に
固着された円環７が外側から、他方では従動軸２に固着
された従動円板８が突出する。円環７と従動円板８は３
！！７星車輪６の軸方向間隙の中央に配設されているか
ら、円Ｍ７と遊星車軸６〜の間に軸方向間隙６／７が、
また従動円板８と遊星車輪６の間に軸方向間隙６／８が
生じ、これらの間隙をぜん断流体、例えばシリコーン油
で充填又は湿潤づることかできる。遊星車輪６及びこれ
と係合する従動円板８と円環７は、隔壁１０にｊ；っＣ
クラッチハウジングａの中に画・成される作動室９の中
に配設される。

一方ではこの隔壁１０は弁口１２を有し、隔壁１０の上
に弾支された弁でこ１１ににり開閉することができる。

他方では隔壁１０に返送孔１３及びこれに配属されたバ
ッフル１３′が設けられている。隔壁１０の作動室９背
ぎ側に予備室１４がある。従って予備室１４は弁口１２
ど返送孔１３を介して作動室９と連通ずる。弁−に１１
は、クラッチハウジング３の外側に配設さ”れだ、温度
変化に敏感な部材、バイメタル１５にＪ、リスイッヂビ
ン１６を介して制御することが？”Ｑる。その場合、弁
てこ１１自体は戻しばねをなり。

駆動円板４は中空円板として構成される。すなわちその
中に予備室１７があって、流入孔１８及びこれに配属さ
れたバッフル１８′を介して作動室９と連通ずる。また
予備室１７は出口１つを有し、この出口１９は遠心力制
御弁１９′によって閉鎖され、戻しばね２０によって再
び開放される。

従動軸２にフフｌン２１が固定される。このファンは水
冷式内燃機関の水冷却器の後方に冷却空気を送るために
配置される。従って一図示しない一冷ｍ器から出る（熱
せられた）空気は、クラッチの前面にあるバイメタル１
５に進入する。

クラッチ仝体は駆動軸１を介して一図示しない−内燃偶
関に対向して支承するか、又はクラッチハウジングを常
時制動しようとする場合は１、クラッチハウジング３を
介して内燃機関に固着する・ことができる。

この流体摩１察クラツヂの機能は次の通りＣある。

第２図に示づ運転状態で比較的冷い空気がバイメタル１
５に衝突゛するから、バイメタル１５は延伸したく直線
状の）姿勢を取り、スイッチビン１Ｇを介して弁でこ１
１を閉鎖位置に保持づ゛る。クラッチは比較的低い回転
数←吸口転数範囲）で、駆動＠１と駆動円板４を介して
駆動３４″Ｌる。クラッチハウジング３と遊星車輪６の
間のＪｕｌ　９４回ｆ’ｚｉ度により、作動室９の中に
ある油がバッフル１３′と返送孔１３を経て予備室１４
に送ら才′し、やｈ−で作動室９にもはや油が全く残ら
な１７Ｘ／Ｊ１、又（は最／ｊ＼限の油しか残らないよ
うになる。そこでクラッチは切断され、又は無負荷回転
Ｍ−（゛回転りるに過ぎない。なぜなら隙間６／７およ
び６／８内にｔません断流体がなく、従ってこの場合（
よトルりを（云ｊヱすることもできないからである。

クラッチが引続き低回転数範囲で駆動軸１を介して駆動
され、冷ｆＪＩ水温度の−Ｌ品の結果、ノ＜イメタル１
５に衝突Ｊ′る空気が同時に熱Ｕら４すると、バイメタ
ル１５が外側へわん曲り゛る／ＪＳら、スイツたねみに
追従する。

このようにして弁てこ１１が弁ｒｌ　１２　／ＪＸらン
７き上がり、予備室１４内の油が作ｉ！ｌｌ室９に〃ヒ
入し、遊星車輪６、円環７および従動Ｐ」板８のｇＸｌ
でせｌυ断流体を介して円周力を伝ｉ”ｌ　？ｌ’るこ
とがでざる。

個々のクラッチ機素、すなわち駆動軸２、遊星車輪６、
従動’Ｉ’ｌｌｌ　２はこの場合、第１図で説明した歯
車−遊星歯車装防一と同様に振舞うが、流体摩１察クラ
ッチの場合は辻ん断流体で湿潤された間隙６／７及び６
／８に、流体摩擦クラッチで公知のように若干のすべり
が生じることが相違覆゛る。クラッチハウジング３が固
定されているならば、円環７と従動円板８の所定の直径
比に従って一第１図の半径Ｒａ及びＲ１と同様に一駆動
軸１から従動＠２へ高速変速が行われている。すなわら
ファン２１が駆動軸１より高い回転数で回転する。ファ
ン回転数のこの上昇は、内燃機関の低回転数範囲で良好
な冷却のために望ましいことである。

空気の温度が引き続きバイメタル１５の接続渇瓜を越え
、今度はクラッチが駆動＠ｌｌ　１により比較的高い回
転数（高回転数範囲）で駆動されると、遠心制御２１１
弁１９．１９’　が医能する。

戻しばね２０の力に抗して弁閉鎖部材１９が半径方向外
側へ移動し、それと表に予備室１７の出口１９′を開鎖
する。同時に駆動円板４のバッフル１８は遊星車輪６の
円板６″の外側から油を掻き取ることによって、この油
を絶えり“流入口１８′から予備室１７に送り込む。駆
動円板４に固定されたバッフル１８はこのＪ：うにしＣ
所属の遊星車輪６と持続的に係合し、遊星車輪６の外側
から運び去った油を絶えず予（ｌｉｆ＋室１７に供給す
る。

予備室１７は今、弁１９によって閉鎖されているので、
ここに油が集積される。づ−なわち油は作動室９又は間
隙６／７及び６／８から予備室１７に移される。それと
共に円環７と遊星Ｔｌ１輪Ｇの間でもはや円周力を伝達
することができない。すなわち従動回転数は無負荷回転
数に低下Ｊる。

クラッチが中間回転数範囲で駆動される時【よ、クラッ
チハウジング３は解放されるから、回転することができ
る。これまでブレー二ｌ＝　２２によって制止されてい
たクラッチハウジング３のＭ放は適当な自動装置によっ
て駆動回転数、冷ＪＪＩ剤温度又は空気調節設備の必要
に応じて行うことができる。

摩擦流体が作動室９又は軸方向間隙６／７及び６／８に
ある限り、クラッチハウジング３及び同様に従動円板８
は遊星車輪の円周力によって駆動される。ザなわら駆動
回転数より低い従動回転数が現れる。ずなわち変速は除
外され、流体摩擦クラッチはもはやコンバータどしてで
はなく、継手として動作するのである。

本発明は図示及び記述した実／Ｊ例に限るものでない。

３機素型の′ｆ１星変速装置にＪ３いては、例えばプラ
ネット・キャリアを固定又は制動し、クラッチハウジン
グすなわち外側太陽車輪を介して駆動し、内側太陽車輪
を介して動力を取出すことも可能である。この場合も高
速への変速が得られる。

駆動回転数に関係する遠心力制御弁はこの場合、駆動太
陽車輪に取イづけなければならない、このような解決策
は自動車への取ｆりけに関して特に右利である。

４、図ＦＩＲ）＃Ｉ　ＪＪｉ　ｌａ　Ｕ２　明第１図は
歯車がかみ合う公知の遊星歯車装置を示づ一１１’Ｘ略
図、第２図はＭ星変速装置を有する、本発明に基づく流
体摩擦クラッチの断面図、第３図は第２図によるクラッ
チの、クラッチｌｌ１ｌＩ線方向くＸ方向）に見た部分
図である。

１・・・駆動−法部　２・・・従勤二広部３・・・クラ
ッチハウジング ４．５・・・キレリア　６・・・３Ｍ星歯車７・・・重
円環　８・・・円板 ９・・・作動室　１０・・・隔壁 １１．１２・・・流体連通路 １４・・・予（ｌｉｄ室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　駆動−広部ど従動二次部を有し、間隙によって形
   成される作動室にあるせん断流体を介して、駆動部と従
   動部の間で動力が伝達される流体摩擦クラッチにおいて
   、−広部と二次部（１，２）が少くとも３賎索遊星変速
   装置から成り、ｎいに係合する機素（６，７，８）から
   の間にせん断流体の収容のための間隙（６／７．６／８
   ）を形成することを特徴とする流体摩擦クラッチ。 ２）　遊星変速装置が３個の機素を有し、駆動−広部（
   １）が′Ｍ＊星車輪６）ど担持するキレリア（４，５）
   を構成し、従動二次部（２）が従動円板（８）を担持す
   る内側太陽車輪を構成し、−広部と二次部に対して回転
   自在に支承された三次部（クラッチハウジング３）が外
   側太陽車輪を構成し、キレリア（４）と共に回転する遊
   星車輪（６）が間隙（６／７，６４φ）を介して内側及
   び外側太陽車輪の双方と係合りることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の流体摩擦クラッチ。 ３）　三次部（クラッチハウジング３）が制動可能であ
   ることを特徴とする特異１請求の範囲第２項に記載の流
   体摩擦クラッチ。 ４）　三次部（クラッチハウジング３）が隔壁（１０）
   によって作動室（９〉し子楯１室（１４）に区分され、
   作動室と予備室の間に制ｔｉｌｌ可能な流体連通路（１
   １，１２）があり、遊星変速装置の互いに係合する機素
   （６，７，８）が作動室（９）の中に配設されているこ
   とを特徴とする特πＩ請求の範囲第２項又は第３項に記
   載の流体摩擦クラッチ。 ５）　間隙が軸方向間隙（６／７．６／８）として構成
   され、軸方向間隙の数が任意であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項に記載
   の＞Ｘｔ体摩擦クラッチ。 ６）　＊星車輪が１個の軸方向間隙を右する二重円板（
   ６）として、内側太陽車輪が−重円板（８）として、ま
   た外側太陽車輪が一重円環（７）として構成され、円板
   （８）と円環（７）が二重円板（６）の軸方向間隙に係
   合し、２個の軸方向間隙（６／７．６／８）を構成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項、第３項、第４
   項又は第５項に記載の流体摩擦クラッチ。 ７）　−法部（１）が半径方向外側に配設された遠心力
   制御の弁（１９，１９’　）を備えた内側予備室（１７
   ）と、あふれ口（１８’）を備えた、少くとも１個の、
   半径方向内側に配設されたバッフル（１８）を有し、該
   バッフルが少くとも１個の遊星車輪（６）と係合して、
   −法部（１）の予備空く１７）を経由８Ｊ−るｌん断流
   体の循環を発生することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項、７Ｊ５３項、第４項、第５項または第６項に記載
   の流体摩擦クラッチ。 ８）　作動室（９）と子猫至（１４）の間の流体連通通
   路（１１，１２）を温度に応じて制御し得ることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項、第５項、第６項又は第７
   項鴎」己載の流体摩擦クラッチ。 ９）　作動室（９）と予備’？　（１４＞の間の流体連
   通路（１１，１２）がクラッチハウジング（３）の外側
   に配設されたバイメタル（１５）にＪこり制御可能であ
   ることを特徴とする特ｆ′Ｆ請求の範囲ｍ８項に記載の
   流体摩擦クラッチ。 １０）　従動二次部が＠（２）としてクラッチハウジン
   グ（３）から導き出され、１１１１　（２）の上にファ
   ン（２１）が固定されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項ないし第９項のうちのいずれか１項に記載
   の流体Ｉｇ擦ツクラッチ