JP2022523097A - ポンプおよびワイパアセンブリ、関連する粘性クラッチ、および関連する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2019年1月31日に出願された、米国仮出願第62/799,232号の優先権を主張する。
粘性クラッチは、回転軸の周りに回転可能な入力部材と、回転軸の周りに選択的に回転可能な出力部材と、入力部材および出力部材によって境界付けられた作動チャンバであって、作動チャンバ内に存在するせん断流体の体積に基づく流体摩擦力を介して入力部材と出力部材との間でトルクが選択的に伝達され得る作動チャンバと、せん断流体の供給を保持することができる内部容積を画定するリザーバと、リザーバ内に配置された円弧状壁であって、これにより、閉鎖端および開放端を有するリザーバの第1の部分を規定し、かつ、壁円弧セグメントに亘って開放端と閉鎖端との間を円周方向に延びる円弧状壁と、リザーバを作動チャンバに流体的に接続する解放ボアと、作動チャンバに沿って配置されたポンプおよびワイパアセンブリと、を備えることができる。ポンプおよびワイパアセンブリは、先行のポンプおよびワイパサブアセンブリと後続のポンプおよびワイパサブアセンブリとを含み得て、先行のポンプおよびワイパサブアセンブリは、先行のワイパ及び先行のポンプボアを含み、先行のポンプボアは作動チャンバをリザーバに流体的に接続し、先行のポンプボアは先行のワイパに隣接して配置されており、後続のポンプおよびワイパサブアセンブリは、後続のワイパおよび後続のポンプボアを含み、後続のポンプボアは作動チャンバをリザーバに流体的に接続し、後続のポンプボアは後続のワイパに隣接して配置されており、後続のポンプおよびワイパサブアセンブリは先行のポンプおよびワイパサブアセンブリよりも下流に配置されている。解放ボア、先行のポンプボア、および後続のポンプボアは、全て、円弧状壁の壁円弧セグメントより円周方向に小さいボア円弧セグメント内で、リザーバの第1の部分に流体的に直接接続され得る。
リザーバは、入力部材に対して相対回転不能に固定してもよく、
リザーバは、作動チャンバから半径方向内方に位置決めされてもよく、
入力部材はロータディスクであってもよく、またはロータディスクを含んでもよく、出力部材はハウジングであってもよく、またはハウジングを含んでもよく、リザーバはロータディスクに対して相対回転不能に固定されてもよく、
先行のワイパ及び後続のワイパはそれぞれ、ロータディスクの外径面から半径方向外側に突出してもよく、
リザーバから解放ボアを通って作動チャンバへのせん断流体の流れを選択的に制御するように作動可能であるバルブを含んでもよく、
ボア円弧セグメントは、リザーバの第1の部分の開口端から円周方向に離間して配置されてもよく、
ボア円弧セグメントは、リザーバの第1の部分の開放端よりもリザーバの第1の部分の閉鎖端の近くに配置することができ、
リザーバの第1の部分は、円弧状壁の半径方向外側に位置することができ、
先行のポンプボアは、後続のポンプボアの直径よりも小さい直径を有することができ、
中間ワイパおよび中間ポンプボアを含む中間ポンプおよびワイパサブアセンブリであって、中間ポンプボアは作動チャンバをリザーバに流体的に接続しており、中間ポンプボアは中間ワイパに隣接して配置されており、先行のポンプおよびワイパサブアセンブリの間に円周方向に配置される中間ポンプおよびワイパサブアセンブリを含んでもよく、
中間ワイパは山形であってもよく、
先行のポンプボアは、後続のポンプボアの直径よりも小さい直径を有してよく、中間ポンプボアは、後続のポンプボアの直径よりも小さい直径を有してもよく、
先行のワイパは山形であってもよく、
先行のワイパは、後続のワイパの軸方向幅よりも小さい軸方向幅を有してよく、
先行のワイパの内部に伸びる凹部を含んでもよく、
先行のポンプボアは、先行のワイパの内部に延在する凹部にまたは当該凹部の内部に配置された入口を有してもよく、
先行のワイパの内部に延びる凹部は三角形の形状を有してもよく、
後続のワイパの内部に伸びる凹部を含んでもよく、
後続のポンプボアは、後続のワイパの内部に延在する凹部にまたは当該凹部の内部に配置された入口を有してもよく、
プラットフォームを含んでもよく、
先行のポンプボアは、プラットフォームにまたは当該プラットフォームの内部に配置された入口を有してもよく、
壁円弧セグメントは、回転軸に対して180°以下で延在してよく、
解放ボア、先行のポンプボア、および後続のポンプボアはすべて、回転軸に対して45°のボア円弧セグメント内に配置することができ、及び/又は、
先行のポンプボアは、第1の周方向において、先行のポンプワイパの上流側に位置させることができ、後続のポンプボアは、第1の周方向において、後続のポンプワイパの上流側に位置させることができる。
中間ワイパおよび当該中間ワイパに関連する中間ポンプボアを用いて、作動チャンバからリザーバにせん断流体を圧送するステップであって、中間ポンプボアはリザーバの第1の部分に直接流体的に接続され、中間ポンプボアの入口は、先行のポンプボアの入口と後続のポンプボアの入口との間に円周方向に配置されている、圧送するステップを含んでもよく、
せん断流体の体積は、後続のポンプボアを通って圧送する前に、ロータディスクから半径方向外側の位置で先行のワイパを円周方向に迂回させてもよく、
先行のワイパおよびこれに関連する先行のポンプボアを用いて、せん断流体を作動チャンバからリザーバに圧送するステップは、受動的な圧送のみを含むことができ、
後続のワイパおよびこれに関連する後続のポンプボアを用いて、せん断流体を作動チャンバからリザーバに圧送するステップは、受動的な圧送のみを含むことができ、
第1回転方向において粘性クラッチにトルク入力を提供するステップを含んでもよく、
先行のワイパおよびこれに関連する先行のポンプボアを用いて、作動チャンバからリザーバにせん断流体を圧送するステップと、後続のワイパおよびこれに関連する後続のポンプボアを用いて、作動チャンバからリザーバにせん断流体を圧送するステップとは、第1回転方向においてトルク入力が粘性クラッチに与えられている間に、両方とも実行可能であってもよく、
先行のポンプボアおよび後続のポンプボアは、せん断流体をリザーバに同時に圧送することができ、
クラッチ入力とクラッチ出力との間の速度差が比較的高い場合よりも、クラッチ入力とクラッチ出力との間の速度差が比較的低い場合に、作動チャンバからリザーバへ圧送する総速度はより大きくなってよい。
中間ワイパは、作業チャンバ内に延在していてよく、
後続のワイパの幅は、軸方向において、中間ワイパの幅よりも大きくてよく、
中間ポンプボアは、中間ワイパに隣接して、かつ先行ポンプボアの下流に配置することができ、中間ポンプボアは、作動チャンバをリザーバに流体的に接続してよく、
リザーバの第1の部分をリザーバの残りの部分から分離する壁をリザーバ内に配置することができ、
リザーバの第1の部分は、閉鎖端部と、周方向に反対側の開放端部とを有してよく、
解放ボア、先行のポンプボア、および後続のポンプボアはそれぞれ、リザーバの第1の部分に流体的に直接接続されてよい。
中間ワイパは、ロータディスクの外径面から半径方向に突出してよく、
後続のワイパの幅は、軸方向における中間ワイパの幅よりも大きくてよく、
中間ポンプボアは、中間ワイパに隣接してかつ先行のポンプボアの下流に配置し、これにより、ロータディスクの外径面からリザーバまで延在してもよく、
リザーバの第1の部分をリザーバの残りの部分から分離する壁をリザーバ内に配置することができ、
リザーバの第1の部分は、閉鎖端部および円周方向に反対側の開放端部を有することができ、
先行ポンプボアおよび後続ポンプボアはそれぞれ、リザーバの第1の部分に流体的に直接接続されてよく、
解放ボアは、ロータの一部を通って延びることができ、および/または、
解放ボアは、リザーバの第1の部分に流体的に直接接続することができる。
先行ポンプボアおよび後続ポンプボアは、せん断流体をリザーバに同時に圧送することができ、
クラッチ入力とクラッチ出力との間の速度差が比較的高い場合より、クラッチ入力とクラッチ出力との間の速度差が比較的低い場合に、作動チャンバからリザーバへの圧送する総速度はより大きくなり得る。
「実質的に」、「本質的に」、「一般的に」、「略」など、本明細書で使用される任意の相対的な用語または程度の用語は、本明細書で明示的に述べられる任意の適用可能な定義または限定に従って解釈されるべきである。すべての場合において、本明細書で使用される任意の相対的な用語または程度は、任意の関連する開示された実施形態、ならびに、通常の製造公差変動、付随的な配向変動、熱、回転または振動動作条件によって誘発される過渡配向または形状変動などを包含するように、本開示の全体を考慮して当業者によって理解されるような範囲または変動を広く包含するように解釈されるべきである。さらに、本明細書で使用される任意の相対的な用語または程度の用語は、既定の開示または列挙において条件を付ける相対的な用語または程度の用語があたかも利用されていないかのように、指定された品質、特性、パラメータ、または値を、変動なしに明示的に含む範囲を包含するように解釈されるべきである。
Claims (37)
- 回転軸の周りに回転可能な入力部材と、
前記回転軸の周りに選択的に回転可能な出力部材と、
前記入力部材および前記出力部材によって境界付けられた作動チャンバであって、前記作動チャンバ内に存在するせん断流体の体積に基づく流体摩擦力を介して前記入力部材と前記出力部材との間でトルクが選択的に伝達され得る作動チャンバと、
前記せん断流体の供給を保持することができる内部容積を画定するリザーバと、
リザーバ内に配置された円弧状壁であって、閉鎖端および開放端を有するリザーバの第1の部分を規定し、かつ、壁円弧セグメントに亘って前記開放端と前記閉鎖端との間を円周方向に延びる円弧状壁と、
前記リザーバを前記作動チャンバに流体的に接続する解放ボアと、
前記作動チャンバに沿って配置されたポンプおよびワイパアセンブリと、を備え、
前記ポンプおよびワイパアセンブリは、先行のポンプおよびワイパサブアセンブリと、後続のポンプおよびワイパサブアセンブリとを含み、
前記先行のポンプおよびワイパサブアセンブリは、先行のワイパ及び先行のポンプボアを含み、前記先行のポンプボアは前記作動チャンバを前記リザーバに流体的に接続し、前記先行のポンプボアは前記先行のワイパに隣接して配置されており、
前記後続のポンプおよびワイパサブアセンブリは、後続のワイパおよび後続のポンプボアを含み、前記後続のポンプボアは前記作動チャンバを前記リザーバに流体的に接続し、前記後続のポンプボアは前記後続のワイパに隣接して配置されており、前記後続のポンプおよびワイパサブアセンブリは前記先行のポンプおよびワイパサブアセンブリよりも下流に配置されており、
前記解放ボア、前記先行のポンプボア、および前記後続のポンプボアは、全て、前記円弧状壁の前記壁円弧セグメントより円周方向に小さいボア円弧セグメント内で、前記リザーバの前記第1の部分に流体的に直接接続されている、粘性クラッチ。 - 前記リザーバは、前記入力部材に対して相対回転不能に固定されており、前記リザーバは、前記作動チャンバから半径方向内方に位置決めされている、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記入力部材はロータディスクを含み、前記出力部材はハウジングを含み、前記リザーバは前記ロータディスクに対して相対回転不能に固定されている、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記先行のワイパ及び前記後続のワイパはそれぞれ、前記ロータディスクの外径面から半径方向外側に突出している、請求項3記載の粘性クラッチ。
- 前記リザーバから前記解放ボアを通って前記作動チャンバへのせん断流体の流れを選択的に制御するように作動可能であるバルブをさらに備える、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記ボア円弧セグメントは、前記リザーバの前記第1の部分の前記開口端から円周方向に離間して配置されている、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記ボア円弧セグメントは、前記リザーバの前記第1の部分の前記開放端よりも前記リザーバの前記第1の部分の前記閉鎖端の近くに配置されている、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記リザーバの前記第1の部分は、前記円弧状壁の半径方向外側に配置されている、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記先行のポンプボアは、前記後続のポンプボアの直径よりも小さい直径を有する、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 中間ワイパおよび中間ポンプボアを含む中間ポンプおよびワイパサブアセンブリであって、前記中間ポンプボアは前記作動チャンバを前記リザーバに流体的に接続し、前記中間ポンプボアは前記中間ワイパに隣接して配置されており、前記先行のポンプおよびワイパサブアセンブリの間において円周方向に配置される中間ポンプおよびワイパサブアセンブリをさらに備える、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記中間ワイパは山形であり、前記先行のポンプボアは、前記後続のポンプボアの直径よりも小さい直径を有しており、前記中間ポンプボアは、前記後続のポンプボアの直径よりも小さい直径を有している、請求項10記載の粘性クラッチ。
- 前記先行のワイパは山形である、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記先行のワイパは、前記後続のワイパの軸方向幅よりも小さい軸方向幅を有している、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記先行のワイパの内部に延在する凹部を更に備え、前記先行のポンプボアは、前記先行のワイパの内部に延在する前記凹部にまたは前記凹部の内部に配置された入口を有している、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記先行のワイパの内部に延びる前記凹部は三角形の形状を有している、請求項14記載の粘性クラッチ。
- 前記後続のワイパの内部に伸びる凹部を更に備え、前記後続のポンプボアは、前記後続のワイパの内部に延在する前記凹部にまたは前記凹部の内部に配置された入口を有している、請求項1記載の粘性クラッチ。
- プラットフォームを更に備え、前記先行のポンプボアは、前記プラットフォームにまたは前記プラットフォームの内部に配置された入口を有している、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記壁円弧セグメントは、前記回転軸に対して180°以下で延在している、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記解放ボア、前記先行のポンプボア、および前記後続のポンプボアはすべて、前記回転軸に対して45°のボア円弧セグメント内に配置されている、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 前記先行のポンプボアは、第1の周方向において前記先行のポンプワイパの上流側に配置されており、前記後続のポンプボアは、前記第1の周方向において前記後続のポンプワイパの上流側に配置されている、請求項1記載の粘性クラッチ。
- 作動チャンバおよびリザーバを有する粘性クラッチを使用する方法であって、当該方法により、前記作動チャンバ内に存在するせん断流体の体積を変化させることによって、前記粘性クラッチの出力滑り速度が制御可能であり、当該方法は、
壁を用いて前記リザーバの残りの部分から前記リザーバの第1の部分を部分的に遮蔽するステップと、
前記リザーバの前記第1の部分に流体的に直接接続される解放ボアを通して、前記リザーバから前記作動チャンバへのせん断流体の流れを選択的に制御するステップと、
先行のワイパおよび前記先行のワイパに関連する先行のポンプボアを用いて前記作動チャンバから前記リザーバにせん断流体を圧送するステップであって、前記先行のポンプボアは前記リザーバの前記第1の部分に流体的に直接接続する圧送するステップと、
後続のワイパおよび前記後続のワイパに関連する後続のポンプボアを用いて前記作動チャンバから前記リザーバにせん断流体を圧送するステップであって、前記後続のポンプボアは前記リザーバの前記第1の部分に流体的に直接接続する圧送するステップと、を含む方法。 - 中間ワイパおよび前記中間ワイパに関連する中間ポンプボアを用いて前記作動チャンバから前記リザーバにせん断流体を圧送するステップであって、前記中間ポンプボアは前記リザーバの前記第1の部分に直接流体的に接続し、前記中間ポンプボアの入口は、前記先行のポンプボアの入口と前記後続のポンプボアの入口との間に円周方向に配置されているステップを更に含む、請求項21記載の方法。
- 前記せん断流体の体積は、前記後続のポンプボアを通って圧送する前に、前記ロータディスクから半径方向外側の位置で前記先行のワイパを円周方向に迂回する、請求項21記載の方法。
- 先行のワイパおよびこれに関連する先行のポンプボアを用いてせん断流体を前記作動チャンバから前記リザーバに圧送する前記ステップは、受動的な圧送のみを含み、後続のワイパおよびこれに関連する後続のポンプボアを用いてせん断流体を前記作動チャンバから前記リザーバに圧送する前記ステップは、受動的な圧送のみを含む、請求項21記載の方法。
- 第1回転方向において前記粘性クラッチにトルク入力を提供するステップを更に含み、先行のワイパおよびこれに関連する先行のポンプボアを用いてせん断流体を前記作動チャンバから前記リザーバに圧送する前記ステップと、後続のワイパおよびこれに関連する後続のポンプボアを用いてせん断流体を前記作動チャンバから前記リザーバに圧送する前記ステップとは、前記第1回転方向において前記トルク入力が前記粘性クラッチに与えられている間に、両方とも実施される、請求項21記載の方法。
- 前記先行のポンプボアおよび前記後続のポンプボアは前記せん断流体を前記リザーバに同時に圧送する、請求項21記載の方法。
- クラッチ入力とクラッチ出力との間の速度差が比較的高い場合よりも、前記クラッチ入力と前記クラッチ出力との間の速度差が比較的低い場合に、前記作動チャンバから前記リザーバへ圧送する総速度はより大きくなる、請求項21記載の方法。
- 回転軸の周りに回転可能な入力部材と、
前記回転軸の周りに選択的に回転可能な出力部材と、
前記入力部材と前記出力部材とによって境界付けられた作動チャンバであって、前記作動チャンバ内に存在するせん断流体の体積に基づく流体摩擦力を介して前記入力部材と前記出力部材との間でトルクを選択的に伝達することができる作動チャンバと、
前記せん断流体の供給を保持することができる内部容積を画定するリザーバと、
前記リザーバを前記作動チャンバに流体的に接続する解放ボアと、
前記作動チャンバ内に延びる先行のワイパと、
前記先行のワイパに隣接して配置された先行のポンプボアであって、前記作動チャンバを前記リザーバに流体的に接続する先行のポンプボアと、
前記作動チャンバ内に延びる後続のワイパであって、軸方向において前記先行のワイパの幅よりも大きい幅を有する後続のワイパと、
前記後続のワイパに隣接し、前記先行のポンプボアの下流に配置され、前記作動チャンバを前記リザーバに流体的に接続する後続のポンプボアと、を備える粘性クラッチ。 - 前記作業チャンバ内に延在する中間ワイパを更に備え、前記後続のワイパの幅は、軸方向において前記中間ワイパの幅よりも大きく、
前記中間ワイパに隣接して、かつ前記先行ポンプボアの下流に配置される中間ポンプボアを更に備え、前記中間ポンプボアは前記作動チャンバを前記リザーバに流体的に接続する、請求項28記載の粘性クラッチ。 - 前記リザーバの第1の部分を前記リザーバの残りの部分から分離し、前記リザーバ内に配置される壁を更に備え、前記リザーバの前記第1の部分は、閉鎖端部と、周方向に反対側の開放端部とを有し、前記解放ボア、前記先行のポンプボア、および前記後続のポンプボアはそれぞれ、前記リザーバの前記第1の部分に流体的に直接接続されている、請求項28記載の粘性クラッチ。
- 外径面を有するロータディスクと、
前記ロータディスクによって担持されたリザーバであって、前記ロータディスクの外径面から半径方向内側に位置するリザーバと、
前記ロータディスクの前記外径面から半径方向に突出する先行のワイパと、
前記先行のワイパに隣接して位置決めされた先行のポンプボアであって、前記ロータディスクの前記外径面から前記リザーバに延在する先行のポンプボアと、
前記ロータディスクの前記外径面から半径方向に突出する後続のワイパであって、軸方向において前記先行のワイパの幅よりも大きな幅を有する後続のワイパと、
前記後続のワイパに隣接しかつ前記先行のポンプボアの下流に位置決めされた後続のポンプボアであって、前記ロータディスクの前記外径面から前記リザーバに延在する後続のポンプボアと、を備える粘性クラッチのためのロータアセンブリ。 - 前記ロータディスクの前記外径面から半径方向に突出する中間ワイパを更に備え、前記後続のワイパの幅は、軸方向において前記中間ワイパの幅よりも大きく、
前記中間ワイパに隣接しかつ前記先行のポンプボアの下流に配置される中間ポンプボアを更に備え、前記中間ポンプボアは、前記ロータディスクの前記外径面から前記リザーバに延在している、請求項31記載のロータアセンブリ。 - 前記リザーバの第1の部分を前記リザーバの残りの部分から分離し、前記リザーバ内に配置される壁を更に備え、前記リザーバの前記第1の部分は、閉鎖端部および円周方向に反対側の開放端部を有し、前記先行のポンプボアおよび前記後続のポンプボアはそれぞれ、前記リザーバの前記第1の部分に流体的に直接接続されている、請求項31記載のロータアセンブリ。
- 前記ロータの一部を通って延びる解放ボアであって、前記リザーバの前記第1の部分に流体的に直接接続される解放ボアを更に備える、請求項33記載のロータアセンブリ。
- 作動チャンバ、リザーバ、およびロータディスクを有する粘性クラッチを使用する方法であって、当該方法により、前記作動チャンバ内に存在するせん断流体の体積を変化させることによって粘性クラッチの出力滑り速度が制御可能であり、当該方法は、
前記リザーバの前記第1の部分に流体的に直接接続された解放ボアを通して、前記リザーバから前記作動チャンバにせん断流体を搬送するステップと、
先行のワイパおよびこれに関連する先行のポンプボアを用いて前記作動チャンバから前記リザーバにせん断流体を圧送するステップと、
前記ロータディスクから半径方向外側の位置で、前記先行ワイパによってせん断流体の体積を周方向に通過させるステップと、
後続ワイパおよびこれに関連する後続ポンプボアを用いて、前記作動チャンバから前記リザーバにせん断流体を圧送するステップであって、前記先行ワイパの近傍を通過した前記せん断流体の体積の少なくとも一部は、前記後続のポンプボアに流入するステップと、を備える方法。 - 前記先行ポンプボアおよび前記後続ポンプボアは、前記せん断流体を前記リザーバに同時に圧送する、請求項35記載の方法。
- クラッチ入力とクラッチ出力との間の速度差が比較的高い場合より、前記クラッチ入力と前記クラッチ出力との間の速度差が比較的低い場合に、前記作動チャンバから前記リザーバへ圧送する総速度はより大きい、請求項36記載の方法。
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