(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＷＤ車用の油圧ディスクカップリング（４）の遮断バルブ（３２）であって、カップリングは、カップリングのディスクパッケージ（１２）に冷却および潤滑オイルを供給する手段（２９‐３４）を有し、前記手段は、前記供給を随意に遮断する遮断バルブ（３２）を含み、
遮断バルブ（３２）は、軸方向に移動可能なバルブスライド（４２）を備え、バルブスライド（４２）には、固定されたバルブシート（４５）と協働する横断バルブフランジ（４４）が設けられ、バルブスライド（４２）は、ばね力によって閉方向におよび油圧作動のボール（４７）によって開方向に作動可能であり、油圧作動のボール（４７）は、封止用ボールシート（５１）に作動端位置を有する、バルブ。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ（３２）であって、バルブスライド（４２）は、ボール（４７）と係合する制御ピン（４９）を有する、バルブ。
【請求項３】
請求項１に記載のバルブ（３２）であって、圧縮ばね（４６）は、バルブスライド（４２）にそれの軸方向で作用するように配置される、バルブ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のバルブ（３２）であって、ボールシート（５１）はボールケージ（４８）に配置され、ボールケージ（４８）は、バルブスライド（４２）が配置されるハウジングボア（４３）に螺合的に係合する、バルブ。
【請求項５】
請求項２を引用する請求項４に記載のバルブ（３２）であって、制御ピン（４９）は、ボールケージ（４８）内に延びる、バルブ。
【請求項６】
請求項４に記載のバルブ（３２）であって、ボールケージ（４８）には、ストップリング（５０）が設けられ、ストップリング（５０）は、ボール（４７）をボールケージに保つ、バルブ。
【請求項７】
請求項５に記載のバルブ（３２）であって、制御ピン（４９）に向かい合うボール（４７）は、ハウジングボアを通じて供給される油圧によって作用されることができる、バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＷＤ車用の油圧ディスクカップリングの遮断バルブに関し、カップリングは、カップリングのディスクパッケージに冷却および潤滑オイルを供給する手段を有し、前記の手段は、前記の供給を随意に遮断する遮断バルブを含む。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野でよく知られているように、ＡＷＤ（全輪駆動）車には、自動車エンジンから全ての車両ホイールに駆動トルクを配分する少なくとも１つの油圧ディスクカップリングを設けることができる。特に、そのようなカップリングは、前車軸と後車軸のホイールとの間の駆動ラインに設けることができ、ほとんどの場合、後車軸ディファレンシャルの近くである。
【０００３】
時には、ＡＷＤ車をＦＷＤ（前輪駆動）モードで使用することが望ましい場合がある。この場合、カップリングは非接続である、すなわち、そのディスクは互いに分離されている。
【０００４】
非接続モードのカップリングで自動車を運転することにより、自動車の回転マスは減少し、燃料消費がより少なくなる。
【０００５】
実際の場合、１つまたは２つのベベルギアトランスミッションを含む可能性のある、自動車のプロペラシャフトは、一端に油圧ディスクカップリングを、他端にシンプルなカップリング（例えばかみ合いクラッチ）を、有する。非接続モードでは、これらのカップリングは、所望の効果を得るために非接続でなければならない。
【０００６】
ポンプアクチュエータシステムは、国際公開ＷＯ２０１１／０４３７２２号に開示されている。そのようなシステムでは、カップリングピストンへの作動オイルの供給は、ポンプの回転速度によって決定される。
【０００７】
非接続モードで所望の結果を得るために、接続モードでパッケージに供給される冷却および潤滑オイルを除去することによって、カップリングのディスクパッケージ内でドラッグトルクを減少させることが、重要であり得る。
【０００８】
重力潤滑システムが使用されることがある。そのようなシステムは、冷却および潤滑オイル用のサイドリザーバを備えることができ、冷却および潤滑オイルは、重力によってディスクパッケージに供給され、ディスクカップリング部を回転させることによって生成される力によってサイドリザーバに戻される。
【０００９】
遮断バルブは、非接続モードでオイルの供給を遮断し、接続モードで供給を再開するために、設けられる。再開は、カップリングを制御する油圧によって駆動される。
【００１０】
遮断バルブとして通常のスライドバルブを使用することは、ある欠点を有する。これらの欠点は、遮断バルブの第２使用、すなわち、非接続／接続機能のない通常のＡＷＤカップリングシステムにおいても当てはまる。そのようなカップリングのスタンバイモードでは、カップリングの回転部からのオイル飛散によるドラッグ損失を低減または除去することが、有利であり得る。
【００１１】
通常のスライドバルブは、あるストロークおよび領域を有する。これは、あるオイル量が、制御オイル流からカップリングへの遮断バルブに分岐されなければならないことを意味し、それは、非接続から接続モードに、またはスタンバイモードからトルク伝達モードに、転換する際のカップリング応答時間に悪影響を及ぼす。
【００１２】
ある油圧が、シーリングおよびリターンばねからの力に対抗して通常のスライドバルブを駆動および移動させるように到達されなければならない。スライドバルブでは、シーリングは、中間および高圧力範囲（ＡＷＤモードでの応答時間が影響を受け得る）でオイル漏れを防ぐのに主に使用される。シーリングの摩擦は、より大きなリターンばね力を必要とし、それは、最小圧力が２つの理由で上昇することを意味する。高い最小圧力レベルは、最も低い可能なカップリングのトルク伝達をネガティブに制限する。
【００１３】
シーリングを作る際の困難性のため、スライドの直径は、摩擦が比例的に大きくなるけれども、小さすぎることはできない。これは、上記のオイル消費にとって不利になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明の主な目的は、言及されたおよび他の欠点のない遮断バルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これは本発明に従って達成され、遮断バルブは、軸方向に移動可能なバルブスライドを備え、バルブスライドには、固定されたバルブシートと協働する横断バルブフランジが設けられ、スライドは、ばね力によって閉方向におよび油圧作動のボール（４７）によって開方向に作動可能であり、油圧作動のボール（４７）は、封止用ボールシートに作動端位置を有する。
【００１６】
実用的な実施形態では、バルブスライドは、ボールと係合する制御ピンを有することができる。
【００１７】
圧縮ばねを、バルブスライドにそれの軸方向で作用するように配置することができる。
【００１８】
ボールシートは、望ましくはボールケージに配置され、ボールケージは螺合的にハウジングボアに係合し、ハウジングボアにバルブスライドが配置される。制御ピンは、ボールケージ内に延びることができる。ボールケージには、ボールをボールケージに保つストップリングを設けることができる。
【００１９】
ボールは、ハウジングボアを通じて供給される油圧によって作用される制御ピンに向かい合うことができる。
【００２０】
本発明は、添付図面を参照して以下でさらに詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＡＷＤ車の非接続カップリングでの後車軸アーキテクチャの第１実施形態の概略図である。
【図２】第２実施形態の対応する図である。
【図３】遮断バルブが設けられたカップリングの油圧スキームを示す。
【図４】閉位置での本発明に従った遮断バルブを含むＡＷＤカップリングの部分を通る断面図である。
【図５】開位置でのバルブを含む同じ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ＡＷＤ（全輪駆動）車の駆動システムは、当該技術分野でよく知られている。典型的な例が、国際公開ＷＯ２０１１／０４３７２２号に示されている。そのようなシステムは、エンジン、ディファレンシャル付きの前車軸、中間シャフトまたはカルダンシャフト、およびディファレンシャル付きの後車軸を有する。走行状態に従ってトルクを前車軸だけでなく後車軸にも配分するために、電子制御式湿式ディスクカップリングが、駆動ラインで後車軸に、しばしば中間シャフトに、あるいはリアディファレンシャルの近くに、配置される。この湿式ディスクカップリングは、以下でさらに詳しく説明される。
【００２３】
ＡＷＤ車用の後車軸アーキテクチャの２つの実施形態が、図１および２に示されている。
【００２４】
図１に示されている第１実施形態は、中間シャフト１、後車軸２（軸半分２Ａおよび２Ｂ）、リアディファレンシャル３、および湿式ディスクカップリング４を有する。カップリング４は、機能的にリングギア３Ａとディファレンシャル３のハウジングとの間で、第１後車軸半分２Ａの周りに配置される。
【００２５】
図２に示されている第２実施形態は、同じ部材１‐４を含むが、この場合カップリング４は、第１後車軸半分２Ａに位置し、第１実施形態と同じ結果を与える。
【００２６】
他の実施形態が、当然ＡＷＤ車で可能である。
【００２７】
自動車をＡＷＤモードで運転している時のカップリング４の機能は、別のところで記載され、例えば国際公開ＷＯ２０１１／０４３７２２号に言及されている。
【００２８】
ＡＷＤ車をＦＷＤ（前輪駆動）モードで運転することが望ましいとき、ディスクカップリング４は非接続である、すなわち、それのディスクはトルクを伝達しないように離間している。カップリング４は、非接続モードにあると言うことができる。この離間効果を高めるために、それのディスクを潤滑および冷却するために通常カップリング４に提供されるオイルを、カップリングから除去できる。中間推進シャフト１の回転マスの加速を低減させるために、またベアリングおよびシーリングにおけるドラッグトルクを除去するために、そのクラッチ手段を、望ましくは前車軸ディファレンシャルの近くに、設けることができ、中間シャフト１を自動車のＦＷＤモードで停止状態にする。
【００２９】
自動車のＡＷＤモードが再開されるとき、要求は、ディスクカップリング４が０．４‐０．５秒以下の時間内で十分に作動可能であること、すなわち、カップリングのディスクが互いに係合されることであり得る。
【００３０】
図３は、ディスクカップリング４を作動および制御する油圧手段の全体的な図である。作動手段の完全な説明には、国際公開ＷＯ２０１１／０４３７２２号が参照される。
【００３１】
カップリング４は、ディスクパッケージ１２を備え、ディスクパッケージ１２は、シリンダ１４に受容されるピストン１３によって作動される。ピストン１３は、ピストンロッド１３’を有する。ピストン１３が油圧によって作動されるときに、ディスクパッケージ１２のディスクは、互いに接触するようになり、それらが接続されている２つのシャフト間に駆動接触を確立する。ピストン１３をそれの初期位置に、ピストンへの油圧が減少するときに戻す、圧縮式リターンばね１５がある。
【００３２】
電動アクチュエータモータ１６は、ドライブシャフト１８を介してアクチュエータポンプ１７を駆動し、それは遠心レギュレータ１９も駆動する。遠心レギュレータ１９の位置は、圧力オーバーフローバルブ２０の位置および圧力オーバーフローバルブ２０を通る流れを制御する。
【００３３】
油圧アクチュエータシステム用の作動オイルが、リザーバ２１に含まれている。それは、油圧ライン２２を通じてポンプ１７に吸い込まれ、そこから主油圧ライン２３を通じてシリンダ１４の方へ送出される。遠心レギュレータ１９および従って圧力オーバーフローバルブ２０の位置に応じて、油圧流の一部および時に全部は、油圧ライン２４を通じて迂回され、オーバーフローバルブ２０を通ってリザーバ２１に戻る。その結果、シリンダ１４に送られる油圧アクチュエータ圧力は、遠心レギュレータ１９によって左右される。
【００３４】
リザーバ２１に戻る余分なオイルのオーバーフローを作る圧力オーバーフローバルブ２０を設けることによって、アクチュエータモータ１６は、絶えず稼働でき、すでに稼働しているので、必要なときにシステムで圧力を高めるのに非常に短い反応時間を有する。従って回転部を加速させるのに費やされるエネルギーを減らす。
【００３５】
通常の作動状態下で、カップリング４を係合させる必要がないとき、アクチュエータモータ１６は、オーバーフローバルブ２０が閉じる回転速度以下で稼働する。カップリング４を係合させる、すなわちピストン１３を作動させる要求があるとき、高電流／電圧がアクチュエータモータ１６に供給される。ドライブシャフト１８の速度が上がり、それによって、オーバーフローバルブ２０が遠心レギュレータ１９によって閉じられる。反対に、モータ駆動シャフト１８の回転速度が下がると、オーバーフローバルブ２０は開かれる。
【００３６】
このシステムは、アキュムレータシステムに対して、ポンプアクチュエータシステムと称することができる。このシステムでは、制御されたアクチュエータ圧力は、生成されてポンプによって送られるのに対して、アキュムレータシステムでは、制御されたアクチュエータ圧力は、ポンプによってチャージされたアキュムレータから送られる。
【００３７】
運転者の意によってまたは自動車のソフトウェアによって、自動車にＦＷＤモードが達成されるとき、シリンダ１４の油圧は低下し、リターンばね１５が、カップリング４を、それのディスク１２を離すことによって、非接続するようになっている。
【００３８】
すでに述べられたように、カップリング４の作動状態は、記載されたように非接続の後に非常に早く再開されなければならず、例えば０．４‐０．５秒以内である。
【００３９】
記載された通常のポンプアクチュエータシステムでは、ポンプ変位が通常の作動でのニーズと比べると数回増加するとしても、非接続の後に所望の接続時間に達するのは難しいであろう。
【００４０】
低接続時間に関連する問題は、以下に記載されるように接続段階中に有効ピストン面積を減少させることによって解決可能である。
【００４１】
３／２方向ソレノイドバルブ２５は、主油圧ライン２３からピストン１３の後ろのシリンダ１４の閉コンパートメントまでの油圧ライン２３Ａに配置される。バルブ２５は、図の左へのそれの作動移動のためのソレノイド２６、およびそれの戻り移動のための圧縮ばね２７を有する。図では、バルブ２５は、それのノーマルまたはアイドル位置でカップリング４のＡＷＤ作動であると想定され、ソレノイド２６は、非接続モードの後の接続モードを得るためにエネルギーを与えられる。この位置で、油圧オイルは、ライン２３を通じてピストン１３の前側に提供されるが、ライン２３Ａを通じてピストン１３の後側にも提供される。ピストン１３の後側にピストンロッド１３’があることによって、その結果、通常のＡＷＤ作動のピストン１３の面積と比べると約１５％の有効ピストン面積になる。より小さい面積により、接続モードでの必要油圧オイル量は、大いに減少し、ピストン走行は、カップリング４のディスク間の「キスポイント」まで速くなる。また、制御圧力は、より高くなり、最大圧力の３０‐８０％であり、従ってパーセント圧力／トルク精度は、要望通りに、より高くなる。
【００４２】
接続モードでの図の右へのピストン１３の移動中に、油圧オイルは、ピストンの後側から前側に移動されなければならない。これは、ライン２３と２３Ａとの間のチェックバルブ２８によって図３に示されている。しかしながら、オイル流の最小制限を得るために、ピストン１３自体に１つ以上のチェックバルブを配置することが望ましい。
【００４３】
図３に示されているバルブ位置で、ピストン１３の後側は、バルブ２５を通じてリザーバ２１へ排出される。
【００４４】
示されているカップリング４に、重力潤滑システムを設けることができる。カップリング４のディスク１２を冷却および潤滑するために、作動中にライン３０を通じてサイドリザーバ２９から重力によって作動オイルが提供されることができる。カップリング４の回転部によって生成される力によって、オイルは、ライン３１を通じてサイドリザーバ２９に戻される。遮断バルブ３２は、カップリングのオイルからのドラッグトルクを低減するために、カップリング４の非接続モードでライン３０を通じたオイルの供給を断ち切るためにライン３０に配置されることができる。このバルブ３２は、ライン３３を通じたライン２３の油圧によって、およびリターンばね３４によって、作動される。
【００４５】
本発明は、遮断バルブ３２の設計に関する。図４が最初に参照され、図４は、図３と同じ位置にある、すなわちばね力によって閉じている、バルブを示し、カップリング４の非接続モードに対応する。
【００４６】
図４の断面は、上部で右にディスクパッケージ１２を含むカップリング４のハウジングの下部からである。
【００４７】
ハウジングコンパートメント４０は、サイドリザーバ２９（図３）と接触し、従って油圧オイルを含む。ボア４１は、コンパートメント４０をディスクパッケージ１２に接続し、冷却および潤滑オイルを供給する。ボア４１は、図３のバルブ３２に対応する、本発明に従ったバルブによって、コンパートメント４０から閉ざされることができる。
【００４８】
バルブは、スライド４２の形でバルブ部材を有し、スライド４２は、ハウジングのバルブボア４３の中で軸方向に移動可能である。スライド４２は、横断バルブフランジ４４を有し、横断バルブフランジ４４は、ボア４１の周りのハウジングのバルブシート４５に対して作用する。作用力は、ばね力によって提供され、望ましくはハウジングによって支持される圧縮ばねによってである。このばね４６は、図３のばね３４に対応する。
【００４９】
ばね４６の力に対抗する図の左へのスライド４２のバルブ開移動は、ボール４７によって駆動される。このボール４７は、ボールケージ４８に移動可能に配置され、ボールケージ４８は、螺合的におよび封止的にボア４３に受容される。ボールケージ４８は、ボール４７と接触するスライド４２の制御ピン４９のためのセンター穴を有する。ボール４７をボールケージ４８内に保つために、ボールケージ４８にはストップリング５０が図の右に設けられている。
【００５０】
ボール４７は、ボールケージ４８の断面の直径よりも少し小さい直径を有し、図の左に移動するときに、ボールケージ４８の中のボールシート５１に対して作用する。
【００５１】
図の左へのボールの移動は、図３の油圧ライン３３に対応するハウジングボア５２を通じて供給される油圧によって制御される。
【００５２】
図５は図４に対応するが、開位置での遮断バルブを示し、ボール４７は、ハウジングボア５２を通じて提供される液圧下でボールシート５１に係合している。ボール４７は、ばね４６の力に対抗して図の左にスライド４２を押し、バルブフランジ４４がバルブシート４５から持ち上げられるようになっており、ハウジングコンパートメント４０とハウジングボア４１との間のディスクパッケージ１２への接続を確立する。
【００５３】
本発明による遮断バルブは、多くの利点を提供する。
【００５４】
封止摩擦がなく、それは、リターンばね４６をより弱くできて少ない反力を提供すること、および最小圧力レベルが下がることを、意味する。
【００５５】
ボールを使用することによって、バルブＩが開かれてボールがそのボールシートに到達したときに、リークシステムが得られる。
【００５６】
ボールの直径を小さくすることができ、実際上関係なく、非常に減少した消費される制御ボリュームをもたらす。
【００５７】
添付の「特許請求の範囲」の範囲内で変更が可能であり、例えば、遮断バルブは、カップリング自体の外側に別体として配置される。
【００５８】
遮断バルブは、ＡＷＤカップリング用の油圧ディスクカップリングでの使用で示されて説明されたが、自動車の駆動ラインのユニットへ冷却および潤滑オイルを供給するための他の同様な使用を想定することができ、添付の「特許請求の範囲」の範囲内に含まれると見なされる。そのような他のユニットの例は、トランスファーケースおよびファイナルドライブである。
【図１】
0006351636.tif 000002
【図２】
0006351636.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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