JP2779939B2 - Vane clutch - Google Patents
Vane clutchInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
本発明は、機械における回転する駆動力を連結解除す
るクラッチに関する。 特にビスカス（流動抵抗）を用いたカップリング（流
体クラッチ）であって、ベーンポンプ型のベーンクラッ
チに関する。The present invention relates to a clutch for releasing a rotating driving force in a machine. In particular, the present invention relates to a coupling (fluid clutch) using viscous fluid (flow resistance), and particularly to a vane pump type vane clutch.
従来、動力分配伝達をする代表的な装置として、ケー
スの中に多数のアウタープレートとインナープレートを
交互に組合わせ、シリコンオイル等を作動油とした流動
抵抗摩擦クラッチ（ビスカスカップリング）がある。こ
のプレート集合型ベーンクラッチは自動車のセンターデ
フに使用することでフルタイム4WD（四輪駆動）として
機能することが公知である。2. Description of the Related Art Conventionally, as a typical device for transmitting and distributing power, there is a flow resistance friction clutch (a viscous coupling) in which a number of outer plates and inner plates are alternately combined in a case and silicone oil or the like is used as a working oil. It is known that this plate-assembled vane clutch functions as a full-time 4WD (four-wheel drive) when used in a center differential of an automobile.
【解決しようとする問題点】 しかし、例えば、4WDの各駆動輪間に生じる回転差や
負荷差は、多種多様な状況があるので、従来のクラッチ
の機能を越えて動力伝達の分配機能をさらに向上させた
より有効的なカップリング（クラッチ）機構が求められ
ている。 従来のクラッチ機構では、その性質上、起動初時（変
速初時）の摩擦トルクが大きいので、自動車走行中に路
面とタイヤの接地摩擦よりクラッチ起動初時（変速初
時）の摩擦が大きい凍結路面などでは、「さぼり」すな
わちロック性が発生し、各駆動輪間における回転差を充
分に吸収できず、タイトコーナリング現象等により走行
中の不具合が生じることもある。 また、ビスカスカップリング（クラッチ）にすべり摩
擦が生じてからのトルク伝達率が悪く、エンジン出力を
充分に駆動輪に伝達出来ない面もある。 さらに、外気温度によっても作用変化があるので、自
動車の駆動分配装置としての機能の安定性も求められて
いる。 尚、該装置のトルク伝達率を制御するために油圧ポン
プ等による動力源を必要とするほかまた、動力連結を解
除する時には、かみ合いクラッチ等による第２の装置が
必要となるので構造および装置の一層の複雑化を招いて
しまうという問題がある。[Problems to be Solved] However, for example, the rotational difference and the load difference generated between the drive wheels of the 4WD have a variety of situations, so that the power transmission distribution function is further increased beyond the function of the conventional clutch. There is a need for an improved and more effective coupling (clutch) mechanism. Due to the nature of the conventional clutch mechanism, the friction torque at the start of operation (at the beginning of shifting) is large. Therefore, the friction at the time of starting the clutch (at the beginning of shifting) is larger than the ground friction between the road surface and the tires during driving. On a road surface or the like, "sloping", that is, lockability occurs, the rotation difference between the drive wheels cannot be sufficiently absorbed, and a trouble during running may occur due to a tight cornering phenomenon or the like. Further, the torque transmission rate after the occurrence of sliding friction in the viscous coupling (clutch) is poor, and there is also a surface in which the engine output cannot be sufficiently transmitted to the drive wheels. Further, since the function varies depending on the outside air temperature, the stability of the function as a drive distribution device of an automobile is also required. In addition, a power source such as a hydraulic pump is required to control the torque transmission rate of the device, and a second device such as a meshing clutch is required when releasing the power connection. There is a problem that further complication is caused.
ここに、本発明は、原動機等に連結するケーシング軸
を備えかつ作動油を封入して回転するケーシングの中
に、 前記ケーシング軸と同軸方向で軸支されたローター軸
へ嵌装した多数のベーンを有するローターをスプライン
機構でローター軸を前後スライド移動自在にしかつ回転
自在に収容しかつ前記ローターには、カムリングとベー
ン等で形成する容積室の作動油をベーンとベーンとの間
のそれぞれのローター表面から同軸方向へ連通する流路
を多数形成し、 流路はローター軸から放射状にローター表面に貫通
し、かつその作動油の流量を停止又は制御するスプール
弁を設けてなり、作動油の圧力でケーシング軸の回転力
をローター軸に伝達および制御することを特徴としたベ
ーンクラッチである。 本発明のベーンクラッチは、4WD（四輪駆動）車の中
間、または2WD（二輪駆動）において左右輪の中間に装
置する場合には、いずれも車両のエンジン回転側に第１
回転軸（ケーシング軸）を連結し、車両の駆動輪側に第
２回転軸（ローター軸）を連結する。 そして、前記ケーシング内に回転自在に収容されるベ
ーンを有するローターが回転することにより、ベーンと
ローターとケーシングによって形成される容積室の作動
油の特性を介して、ケーシング側とローター側とが互い
に回転トルク伝達するしくみとなる。 しかも尚、ローターには、作動油の逃がし流路を設け
かつその流路の一部に他の容積室と連通して流量を閉塞
制御する弁を設けている（容積室からローター軸の方向
に流路を穿設し、ローター軸にスプール弁を形成してい
る）。 各容積室の流路開放量を弁の閉塞（完全閉塞の場合は
流路がない構成と同じになる）や絞り具合を調節するこ
とによりトルク伝達制御するものである。Here, the present invention provides a casing, which includes a casing shaft connected to a prime mover and the like, and encloses hydraulic oil, and includes a plurality of vanes fitted to a rotor shaft which is axially supported in a coaxial direction with the casing shaft. The rotor having a spline mechanism is provided so that the rotor shaft is slidably movable back and forth and rotatably accommodated, and the rotor is provided with hydraulic oil in a volume chamber formed by a cam ring and a vane between the vanes. A large number of flow paths communicating in the coaxial direction from the surface are formed, and the flow paths penetrate the rotor surface radially from the rotor shaft, and are provided with a spool valve for stopping or controlling the flow rate of the hydraulic oil, and a pressure of the hydraulic oil is provided. And transmitting and controlling the rotational force of the casing shaft to the rotor shaft. When the vane clutch of the present invention is installed in the middle of a 4WD (four-wheel drive) vehicle or in the middle of left and right wheels in a 2WD (two-wheel drive), the first vane clutch is located on the engine rotation side of the vehicle.
A rotating shaft (casing shaft) is connected, and a second rotating shaft (rotor shaft) is connected to the drive wheel side of the vehicle. When the rotor having the vane rotatably housed in the casing rotates, the casing side and the rotor side are mutually moved through the characteristic of the working oil in the volume chamber formed by the vane, the rotor, and the casing. It becomes a mechanism to transmit rotational torque. In addition, the rotor is provided with a hydraulic oil release flow path, and a part of the flow path is provided with a valve that communicates with another volume chamber to control the flow rate (in the direction from the volume chamber to the rotor shaft). A flow passage is bored and a spool valve is formed on the rotor shaft). The torque transmission control is performed by adjusting the opening amount of the flow passage of each volume chamber by closing the valve (in the case of complete closing, the configuration is the same as that having no flow passage) and adjusting the degree of restriction.
ここで本発明に係るベーンクラッチの一実施例を図面
に基づいて説明する。 図において、ベーンクラッチＡは、原動機Ｂ等（プロ
ペラシャフト）に連結するケーシング軸５を備えかつ作
動油Ｏを封入して回転するケーシング２と、前記ケーシ
ング軸５と同軸方向に軸支されかつ一端をケーシング２
の外に延出したローター軸４に嵌装した８枚のベーン１
を有するローター３とから構成されている。 ケーシング２は、ローター３をその内部に回転自在に
収容している。 ケーシング２の内部空間の断面形状は、第１図では楕
円形である。 ローター軸４は、ケーシング２の内部の軸受け６と反
対側を軸受け６で前記ケーシング軸５と同軸方向に軸支
され、かつ他端をケーシング２の外に延ばして設けられ
ている。 ローター軸４には、ローター３が嵌装されている。 かつローター軸４はギア13でローター３とスプライン
を構成し、矢標10のように左右動自在である。 ローター３は、表面に多数のベーン１を遠心バネや油
圧等の手段で反中心方向に付勢して設けている。 さてローター３の表面とケーシング２の内面とベーン
１でかこまれた空間は、作動油Ｏが入り容積室12を形成
する。 ベーン１は、カムリングにより容積室12を分割形成す
ることになる。 そしてローター３の回転により、容積室12は、順次そ
の容積を変化させてゆく。 この容積室12に入っている作動油Ｏ等の流体物が容積
変化に対応出来ない時には、流体物は剛体のようにな
り、ケーシング２の回転とローター３の回転は、互いに
一体回転する。 さて加えて、前記ベーン１またはローター３には、ベ
ーン１が形成する各容積室12からローター３内の中心方
向に貫通した流路９を穿設している。 流路９は、ローター軸４の表面に到達してスプール弁
14で、他の流路９と連通しまたは遮断し閉塞制御できる
構成である。 ローター軸４を矢標10のように移動することにより、
流路９に通じるスプール弁14の開口部を絞る可変絞り機
構を備えるものである。 ローター軸４はケーシング２の外に延びているので、
外部より容積室12の圧力変化を制御する機構も容易にで
きる。 なお、カムリングの形状、流路や弁の形状や細部の構
成は、この実施例に限定されるものではない。 またこの発明は、流体を送排出するベーンポンプ自体
とは全く異なるものである。 ベーンポンプ型のベーンクラッチとして、自動車の走
行時に同一エンジンからの回転出力を二輪以上に同時に
伝達する装置として利用した場合、各駆動輪間における
回転差を状況に応じた制御をして合理的に吸収しながら
各駆動輪へ動力伝達・分離伝達・緩衝伝達するである。 このときベーンクラッチは、エンジン回転側とタイヤ
側とに回転速度差がない車両の直進時及び発進時などは
スプール弁14を絞ってより一体的な回転とし、ハンドル
舵角がある時などは、スプール弁14により各容積室12を
開放連通することにより許容範囲をもたせ、車両のタイ
トコーナーリング現象およびタイヤスリップ等による動
力損失をなくすように作用する。 このような弁の制御は、エンジン回転やハンドルの角
度を検知するセンサーなどに接続して自動的に行なうこ
とも可能である。 作動油Ｏの特性と容積室12の調整により、信頼性の高
いクラッチ機構になる。 実施例では主として自動車の例で説明したが、本発明
は、船舶や建築機械その他の駆動伝達装置に広く利用で
きる。Here, an embodiment of the vane clutch according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, a vane clutch A includes a casing 2 having a casing shaft 5 connected to a prime mover B or the like (a propeller shaft) and rotating with sealing a hydraulic oil O, and a vane clutch A axially supported by the casing shaft 5 and having one end. The casing 2
8 vanes 1 fitted on the rotor shaft 4 extending outside
And a rotor 3 having The casing 2 rotatably accommodates the rotor 3 therein. The sectional shape of the internal space of the casing 2 is elliptical in FIG. The rotor shaft 4 is supported by a bearing 6 on the opposite side of the bearing 6 inside the casing 2 in a coaxial direction with the casing shaft 5, and has the other end extending outside the casing 2. The rotor 3 is fitted on the rotor shaft 4. Further, the rotor shaft 4 forms a spline with the rotor 3 by the gear 13, and can move left and right as indicated by an arrow mark 10. The rotor 3 has a surface on which a number of vanes 1 are urged in a direction opposite to the center by means such as a centrifugal spring or hydraulic pressure. The space surrounded by the surface of the rotor 3, the inner surface of the casing 2, and the vane 1 is filled with hydraulic oil O and forms a volume chamber 12. In the vane 1, the volume chamber 12 is divided by the cam ring. Then, by the rotation of the rotor 3, the volume of the volume chamber 12 is gradually changed. When the fluid such as the hydraulic oil O contained in the volume chamber 12 cannot cope with the volume change, the fluid becomes a rigid body, and the rotation of the casing 2 and the rotation of the rotor 3 rotate integrally with each other. In addition, the vane 1 or the rotor 3 is provided with a flow path 9 penetrating from the respective volume chambers 12 formed by the vane 1 toward the center of the rotor 3. The flow path 9 reaches the surface of the rotor shaft 4 and
At 14, it is configured to be able to communicate with or block other channels 9 to control the closing. By moving the rotor shaft 4 as indicated by the arrow mark 10,
A variable throttle mechanism for narrowing the opening of the spool valve 14 communicating with the flow path 9 is provided. Since the rotor shaft 4 extends outside the casing 2,
A mechanism for controlling the pressure change of the volume chamber 12 from the outside can be easily formed. Note that the shape of the cam ring, the shape of the flow path and the valve, and the configuration of the details are not limited to those in this embodiment. Further, the present invention is completely different from the vane pump which sends and discharges a fluid. When used as a vane pump type vane clutch to transmit the rotational output from the same engine to two or more wheels at the same time when the vehicle is running, the rotational difference between each drive wheel is rationally absorbed by controlling according to the situation Power transmission / separation transmission / buffer transmission to each driving wheel. At this time, when the vehicle has no difference in rotation speed between the engine rotation side and the tire side, the vane clutch squeezes the spool valve 14 for straighter rotation and start when the vehicle is running straight. Opening communication between the respective volume chambers 12 by means of the spool valve 14 provides an allowable range, which acts to eliminate the power loss due to the tight cornering phenomenon of the vehicle, tire slip and the like. Such control of the valve can be automatically performed by connecting to a sensor for detecting the engine rotation or the angle of the steering wheel. The characteristics of the hydraulic oil O and the adjustment of the volume chamber 12 provide a highly reliable clutch mechanism. Although the embodiment has mainly been described with reference to an example of an automobile, the present invention can be widely applied to a marine vessel, a construction machine, and other drive transmission devices.
前記実施例で説明した構成作用であるので本発明は、
次のような特有な技術的効果がある。 本発明のベーンクラッチは、その構造上きわめて簡単
なしくみであり、第２の装置等を必要としないで、動力
伝達の制御が可能である。 構造が簡単でベーンポンプの製作技術が利用でき、コ
スト等の面でも有利である。 被動軸の過負荷に対して原動軸を保護する特徴があり
自動車のトルク配分装置に適している。 トルク伝達の制御を外部からローター軸の機械的作動
でできる。 以上のように、本発明は、すぐれた制御性と伝達性の
あるベーンクラッチであり、技術的価値及び必要性が高
い装置発明である。Since the configuration and operation described in the above embodiment are the present invention,
There are the following unique technical effects. The vane clutch of the present invention has a very simple structure because of its structure, and can control power transmission without requiring a second device or the like. The structure is simple and the technology for manufacturing the vane pump can be used, which is advantageous in terms of cost and the like. It has the feature of protecting the driving shaft against overload of the driven shaft, and is suitable for a torque distribution device of an automobile. Torque transmission can be controlled externally by mechanical operation of the rotor shaft. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention is a vane clutch having excellent controllability and transmission, and is a device invention having high technical value and high necessity.
図面は、本発明に係るベーンクラッチの実施例を示すも
のであり、 第１図は基本的な構成例のベーンクラッチの実施例の正
面断面図であり、第２図は同じ実施例の側面断面図であ
る。 符号の簡単な説明 Ａ……ベーンクラッチ Ｂ……原動軸（プロペラシャフト） Ｏ……作動油 １……ベーン（羽根） ２……ケーシング ３……ローター ４……ローター軸 ６……軸受け ５……ケーシング軸 ９……流路 10……矢標 12……容積室 13……ギアー 14……スプール弁The drawings show an embodiment of a vane clutch according to the present invention. FIG. 1 is a front sectional view of an embodiment of a vane clutch of a basic configuration example, and FIG. 2 is a side sectional view of the same embodiment. FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE SYMBOLS A ... Vane clutch B ... Drive shaft (propeller shaft) O ... Hydraulic oil 1 ... Vane (blade) 2 ... Casing 3 ... Rotor 4 ... Rotor shaft 6 ... Bearing 5 ... ... Casing shaft 9 ... Flow path 10 ... Arrowhead 12 ... Volume chamber 13 ... Gear 14 ... Spool valve
Claims (1)
かつ作動油０を封入して回転するケーシング２の中に、
前記ケーシング軸５と同軸方向で軸支されたローター軸
４へ多数のベーン１を有するローター３をスプライン機
構でスライド自在及び回転自在に収容し、かつ前記ロー
ター３にはベーン１で形成する容積室12の作動油０をベ
ーン１とベーン１との間のそれぞれのローター３表面か
らローター軸４方向へ連通する多数の流路９を形成し、
流路９はローター軸４から放射状にローター３表面に貫
通し、かつその流量を停止または制御するスプール弁14
を設けてなり、作動油０の圧力でケーシング軸５の回転
力をローター軸４に伝達及び制御することを特徴とした
ベーンクラッチ。1. A casing 2 having a casing shaft 5 connected to a prime mover and the like, and rotating by enclosing hydraulic oil 0 therein.
A rotor shaft 4 having a number of vanes 1 is slidably and rotatably accommodated by a spline mechanism on a rotor shaft 4 which is axially supported by the casing shaft 5, and a volume chamber formed by the vanes 1 in the rotor 3. Forming a large number of flow paths 9 for communicating the twelve hydraulic oils 0 from the surfaces of the respective rotors 3 in the direction of the rotor shaft 4 between the vanes 1;
The flow path 9 penetrates radially from the rotor shaft 4 to the surface of the rotor 3 and stops or controls the flow rate of the spool valve 14.
A vane clutch for transmitting and controlling the rotational force of the casing shaft 5 to the rotor shaft 4 with the pressure of the hydraulic oil 0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313296A JP2779939B2 (en) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | Vane clutch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313296A JP2779939B2 (en) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | Vane clutch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219125A JPH03219125A (en) | 1991-09-26 |
| JP2779939B2 true JP2779939B2 (en) | 1998-07-23 |
Family
ID=18039513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63313296A Expired - Fee Related JP2779939B2 (en) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | Vane clutch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779939B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465335A (en) * | 1987-09-03 | 1989-03-10 | Mitsuo Okamoto | Slip control type coupling |
| JPH0217231A (en) * | 1988-07-04 | 1990-01-22 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | Transmission |
| JPH0217230A (en) * | 1988-07-04 | 1990-01-22 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | Transmission |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP63313296A patent/JP2779939B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03219125A (en) | 1991-09-26 |
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