(57)【要約】【課題】改良されたカップリング装置を提供する。【解決手段】カップリング装置（11；111）は、クラッチキャビティを定める回転可能なハウジング（13、15；113）を有し、この中にクラッチアセンブリ（29；129）を備える。ハウジングの定めるアプライチャンバ（37；137）中にクラッチアプライ部材（39）を備え、クラッチアセンブリを付勢して係合させる。加圧流体の源はローター（61；161）の回転に応じて加圧流体をポンプ操作可能なポンプ用エレメント（59、61；159、161）を含む。ポンプ用チャンバを定める固設型のプレナムアセンブリ（51；153）を含み、この中にポンプ用エレメントを配置して、ハウジングの回転移動をポンプ用エレメントのローターに伝達操作可能な駆動手段を備えて、クラッチの係合がカップリングの入力−対−出力の速度差に基づかないようにした。【選択図】図２
2007010148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチキャビティを定める回転可能なハウジング（13、15；113）を有するカップリング装置（11；111）であって、前記クラッチキャビティ内に配置されて、前記ハウジング（13、15；113）とともに回転するように固設された第一クラッチ部材（31）と、出力部（25；135）とともに回転するように固設された第二クラッチ部材（33）とを含むクラッチアセンブリ（29；129）を有し、前記ハウジングはアプライチャンバ（37；137）を定め、このアプライチャンバ（37；137）内に配置されて、前記アプライチャンバ（37；137）内の加圧流体の存在に応じてトルクを伝達する関係となるように前記第一（31）及び第二（33）のクラッチ部材を付勢させるように操作可能なクラッチアプライ部材（39）を有し、前記カップリング装置（11；111）は、前記加圧流体の源と、入力の変化に応じて前記アプライチャンバ（37；137）内の流体圧力を変化させるように操作可能な制御弁手段とを有し、前記回転可能なハウジング（13、15；113）と関連して操作可能であり、これと協働して、前記加圧流体の源と前記前記アプライチャンバ（37）の間に高圧流体用の流路（73、173）を定める固設型のプレナムアセンブリ（51；153）を有し、
（ａ）前記加圧流体の源は、ローター（61；161）を含むポンプ用エレメント（59、61；159、161）を有し、前記ローターの回転に応じて加圧流体をポンプするように操作可能であり、
（ｂ）前記固設型のプレナムアセンブリ（51；153）は、ポンプ用チャンバを定め、前記ポンプ用エレメント（59、61；159、161）を前記ポンプ用チャンバ内に配置して、前記高圧流体用の流路（73；173）内に加圧流体をポンプさせるように操作可能であり、
（ｃ）前記回転可能なハウジング（13、15；113）の回転移動を前記ポンプ用エレメントの前記ローター（61；161）まで伝えるように操作可能な駆動手段（63；163）を有することを特徴とするカップリング装置（11；111）。
【請求項２】
前記回転可能なハウジング（13、15；113）は、外側の円筒形状面を定めるハブ部（41；141）を含み、前記固設型のプレナムアセンブリ（51；153）は、前記ハブ部（41；141）の前記外側の円筒形状面を囲むような関係で配置されることを特徴とする請求項１に記載のカップリング装置（11；111）。
【請求項３】
前記ポンプ用エレメント（59、61；159、161）の前記ローター（61；161）は、前記ハブ部（41；141）の前記外側の円筒形状面を囲むような関係で配置され、前記駆動手段は内側の歯（63；163）を定めるように前記ローター（61；161）を含み、前記外側の円筒形状面は噛合う歯を定めることを特徴とする請求項２に記載のカップリング装置（11；111）。
【請求項４】
前記高圧流体用の流路（73；173）は、前記ハブ部（41；141）の前記外側の円筒形状面によって定められる開口部を有し、前記高圧流体用の流路（73；173）は、前記開口部から、ほぼ軸方向に、前記アプライチャンバ（37；137）まで延びることを特徴とする請求項２に記載のカップリング装置（11；111）。
【請求項５】
前記ポンプ用エレメントは、内側に歯を設けた外側のローター（59；159）と、これと噛合するように外側に歯を設けた内側のローター（61；161）とを有し、このローターを前記駆動手段（63；163）によって駆動させるように、ジェローターギアセット（59、61；159、161）を含むことを特徴とする請求項１に記載のカップリング装置（11；111）。
【請求項６】
クラッチキャビティを定める回転可能なハウジング（13、15；113）を有するカップリング装置（11；111）に用いる制御システムであって、前記クラッチキャビティ内に配置されて、前記ハウジング（13、15；113）とともに回転するように固設された第一クラッチ部材（31）と、出力部（25；135）とともに回転するように固設された第二クラッチ部材（33）とを含むクラッチアセンブリ（29；129）を有し、前記ハウジングはアプライチャンバ（37；137）を定め、このアプライチャンバ（37；137）内に配置されて、前記アプライチャンバ（37；137）内の加圧流体の存在に応じてトルクを伝達する関係となるように前記第一（31）及び第二（33）のクラッチ部材を付勢させるように操作可能なクラッチアプライ部材（39）を有し、前記カップリング装置（11；111）は、前記加圧流体の源（59、61；159、161）と、入力の変化に応じて前記アプライチャンバ（37；137）内の流体圧力を変化させるように操作可能な制御弁手段（93；193）とを有し、前記回転可能なハウジング（13、15；113）と関連して操作可能であり、これと協働して、前記加圧流体の源と前記アプライチャンバ（37）の間に高圧流体用の流路（73、173）を定める固設型のプレナムアセンブリ（51；153）を有し、
（ａ）前記加圧流体の源（59、61；159、161）は、前記プレナムアセンブリと協働して流体用出口（81、83）を定めて、前記制御弁手段（93；193）の入口（94）と流通させ、
（ｂ）前記制御システムはさらに、前記流体用出口（81、83）と前記制御弁手段の前記入口（94）と流通するようにポートを有する蓄圧室（87）を有し、前記回転可能なハウジング（13、15；113）の回転が不在の場合には、前記制御弁手段が、前記入力に応じて、前記蓄圧室から前記アプライチャンバ（37；137）まで加圧流体を流通させるように操作可能にしたことを特徴とする制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のドライブライン（駆動装置）内で、トルクを伝達するのに用いられるタイプのカップリング装置（連結装置）に関する。より具体的には、本発明は、カップリング装置を通るトルクの伝達を制御するために、流体圧力で操作されるクラッチアセンブリを含むタイプのカップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で用いられる用語の“カップリング装置”には、一つの入力から一つ又は複数の出力までトルクを伝えることができ、入力と出力の間の“トルク通路”にクラッチアセンブリを設けることで、伝達されるトルクの量がクラッチアセンブリの係合の度合いの関数となるようにした装置が含まれることを理解されたい。さらに、本発明の範囲内では、用語“カップリング装置”には、歯車を用いるタイプの装置（例えば、ディファレンシャル）と、歯車を用いないタイプのカップリングの双方が含まれることを理解されたい。
【０００３】
本発明は、本発明の譲り受け人に譲り受けられ、本明細書に参考として包含される特許文献１の開示例に従って形成されるカップリングのような、歯車を用いないタイプのカップリング装置の多くの様々なタイプと構成に合わせて用いることができるが、特に、本発明は、本発明の譲り受け人に譲り受けられ、本明細書に参考として包含される特許文献２と３の双方に開示された一般的な、歯車を用いるタイプの自動車用のディファレンシャルに合わせて用いられるときに好適である。しかしながら、本発明に係るカップリング装置は、上記本発明に包含される特許文献に開示された発明に係る装置とは、ある重要な面で相違するが、このことは、以下において詳述される。
【０００４】
上記本発明に包含される特許文献に開示されたディファレンシャルカップリング装置では、入力（リングギアと接続されたハウジング）と出力（アクスルシャフトの一つ）の間でトルクを伝達する操作が可能となるようにクラッチパックが設けられており、このクラッチパックの係合の度合いは、クラッチアプライチャンバ内の流体圧力によって定められている。この流体圧力は、クラッチアプライ（又は係合）部材（例えば、ピストン）をクラッチパックに対して付勢させている。上記特許文献に開示されたディファレンシャルカップリング装置には、カップリング装置の入力側とともに回転するように固設された一方のローターと、カップリング装置の出力側とともに回転するように固設された他方のローターを含むジェローターポンプが含まれており、クラッチアプライチャンバ内への加圧流体の流れが、入力と出力の間の速度差と大凡比例するようにしている。尚、本明細書で用いられる用語の“クラッチパック”には、多段式の摩擦ディスクタイプのクラッチパックと、さらに、例えばコーンクラッチのような、他に従来公知のタイプのクラッチアセンブリの双方が含まれることを意味しており、係合の度合いは、クラッチピストンや同等のクラッチ係合装置や構造上に作用する流体圧力と大凡比例することを理解されたい。
【０００５】
上述した本発明に関するタイプのディファレンシャルカップリング装置では、通常、クラッチアプライチャンバからリザーバー又は低圧流体の他の何らかの“源”まで流路を設けており、このため、“主な”流路の一部として、クラッチピストンチャンバから低圧源までの流れを制御できるように、何らかの種類の制御弁を設けている。このように、クラッチアプライチャンバ内の圧力を制御することを可能にして、“バイアストルク”、つまり、入力から出力まで伝えられるトルクの度合いを制御できるようにしている。上記本発明に包含される特許文献に開示されたディファレンシャルカップリング装置では、カップリング装置の入力と出力の間の速度差に対応する速度でポンプアセンブリを回転させているが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、所望のバイアストルクを生じさせるように、クラッチアプライチャンバ内に十分な圧力が堆積するので、何らかの、所定の速度差（入力から出力を“差し引いた”もの）が生じるまで行われないことを理解するであろう。
【０００６】
セルソ  エル．フラッタ、ロバート  ジェイ．カイル、ケイス  イー．モーゲンサイ及びパトリック  ジェイ．マックミランによって、２００４年１０月１３日に、“カップリング装置とこの改良された流体圧力システム”について米国特許庁に出願された特許文献４には、本発明と関連し、しかも“通常の”ポンプ構成を含む、一般的なタイプのディファレンシャルカップリング装置の商業的な実施形態が開示されている。この商業的に開発されたディファレンシャルカップリング装置では、通常の“係合までの時間”は約３００ミリ秒の範囲内にあり、カップリング装置を横切るディファレンシャル速度は約１５０ｒｐｍであることが解かっている。このような応答時間は、上述のようなディファレンシャルカップリング装置の多くの適用分野で、特に、装置が基本的なトラクション制御を行うために通常の“スリップ制限”機能を単に行う場合には、満足以上のものだが、しかし、多くの他の適用分野では、このような応答時間が明らかに許容できない場合がある。例えば、安定性を制御するシステムの一部として、同一の、基本的なカップリング装置が用いられる場合には、必要とされる応答時間（係合までの時間）は約５０ミリ秒の範囲内にあることが求められることがある。
【０００７】
自動車のドライブラインにディファレンシャルカップリング装置を備えることは従来公知であり、この装置には油圧式に作動されるクラッチと、アプライ構成が含まれ、クラッチにアプライするために用いられる油圧源は、ディファレンシャルカップリング装置とは“離れて”設けられて、“フルタイム”で駆動されるポンプであった。例えば、このような構成は、ポンプが自動車のメインドライブラインの推進軸の駆動により止められる場合に公知である。従って、クラッチを作動させるために利用可能となるように油圧エネルギー源が常設されているが、通常、離れて設けられているため、全く不便なパッケージと取付けを幾つか行うように構成されていた。
【特許文献１】米国特許第５,９６４,１２６号明細書
【特許文献２】米国特許第５,３１０,３８８号明細書
【特許文献３】米国特許第６,４６４,０５６号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１０/９６４，１３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、例えば、カップリング装置を非係合状態から係合状態まで移行させる間の時間を実質的に減らすように、係合性能を実質的に向上させた、改良されたカップリング装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、本発明は、上記目的を達成するとともに、クラッチアプライチャンバ内での流体圧力の発生がカップリング装置の入力とこの出力との間の速度差の存在に基づかないようにした、改良されたカップリング装置を提供することをさらなる目的とするものである。
【００１０】
さらに、本発明は、自動車が静止している場合においても少なくともカップリング装置のクラッチアセンブリの係合を可能とした、改良されたカップリング装置を提供することをさらなる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題と、他の課題を解決するための手段として、改良されたカップリング装置を提供するが、クラッチキャビティを定める回転可能なハウジングを含み、クラッチキャビティ内に配置されて、ハウジングとともに回転するように固設された第一クラッチ部材と、出力部とともに回転するように固設された第二クラッチ部材を含むクラッチアセンブリを有する。ハウジングはアプライチャンバを定めるとともに、クラッチアプライ部材をアプライチャンバ内に配置して、アプライチャンバ内の加圧流体の存在に応じてトルクを伝達する関係となるように、第一及び第二のクラッチ部材を付勢させるように操作可能にする。カップリング装置は加圧流体の源と、入力の変化に応じてアプライチャンバ内の流体圧力を変化させるように操作可能な制御弁手段とを含む。回転可能なハウジングと関連して操作されるように固設型のプレナムアセンブリを設けて、これらが協働して高圧流体用の流路を定めて、加圧流体の源とアプライチャンバの間に配置させる。
【００１２】
本発明に係る改良されたカップリング装置は、この特徴として、加圧流体の源はローターの回転に応じて加圧流体をポンプするように操作可能なローターを含むポンプ用エレメントを有する。固設型のプレナム部材は、ポンプ用チャンバを定め、ポンプ用エレメントはポンプ用チャンバ内に配置されて、加圧流体を高圧流体用の流路までポンプさせる操作を可能とする。そして、回転可能なハウジングからポンプ用エレメントのローターまで回転移動を伝達させるように操作可能な駆動手段を備える。
【００１３】
本発明に係る他の特徴では、カップリング装置用に改良された制御システムを提供するが、クラッチキャビティを定める回転可能なハウジングを含み、クラッチアセンブリをクラッチキャビティ内に配置して、ハウジングとともに回転するように固設された第一クラッチ部材と、出力部とともに回転するように固設された第二クラッチ部材を有するようにする。ハウジングはアプライチャンバを定めるとともに、クラッチアプライ部材をアプライチャンバ内に配置して、アプライチャンバ内の加圧流体の存在に応じてトルクを伝達する関係となるように、第一及び第二のクラッチ部材を付勢させる操作を可能とする。カップリング装置は加圧流体の源を含み、この源を回転可能なハウジングと関連して操作可能にして、駆動させて、さらに、入力の変化に応じてアプライチャンバ内の流体圧力を変化させるように操作可能な制御弁手段を含む。回転可能なハウジングと関連して操作されるように固設型のプレナムアセンブリを設けて、これらが協働して高圧流体用の流路を定めて、加圧流体の源とアプライチャンバの間に配置させる。
【００１４】
本発明に係る改良された制御システムは、この特徴として、加圧流体の源はプレナムアセンブリと協働して流体用の出口を定めて、制御弁手段の入口と流通させる。制御システムはさらに蓄圧室（アキュムレーター）を有し、このポートを制御弁手段の流体用の出口と入口と流通させて、制御弁手段が、回転可能なハウジングが回転しない場合には、入力に応じて、蓄圧室からアプライチャンバまで加圧流体を流通させる操作を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本明細書に添付した図を参照して、本発明に係る好適な実施形態について説明するが、これら図は本発明の範囲を限定させるものではない。図１を参照すると、符合１１を用いて、自動車のドライブラインに用いられるディファレンシャルカップリング装置が概略的に示されている。これは、上述した本発明に包含される特許文献に開示された一般的なタイプのものである。例示的に限り示すが、図１に示したディファレンシャルカップリング装置１１は、インターホイールの制限スリップ用のディファレンシャルとして典型的に用いることができる。尚、本明細書で用いられる用語の“制限”には、入力と出力との間の“スリップ”を単に減らすことができるカップリング装置と、さらに入力に対して出力がこれらの間の回転を実際に“ロック”させるものの双方を含むことを理解されたい。ディファレンシャルカップリング装置１１の有するハウジングには、メインハウジング１３（又は、“ギアハウジング”としても参照可）とハブハウジング１５が含まれる。メインハウジング１３とハブハウジング１５は、例えば複数のボルトを用いるように（これらの幾つかは、図１で符合“１７”を用いて部分的に参照できる）、従来技術において公知の任意の手段を用いて一体に保持することができる。
【００１６】
図１を参照すると、メインハウジング１３はギアチャンバ１９を定めており、この中に、典型的なディファレンシャルギアセットを備えることができるが、これは例示的に限り示したものである。本発明に係る実施形態では、ギアセットの一部として、ピニオンシャフト２３に回転自在に取付けられる一対の入力用のピニオンギア２１を含んでおり、このピニオンギア２１は一対のサイドギア２５と２７と噛合する。本発明に係る実施形態では、例示的に限り示すが、入力用のピニオンギア２１は（ハウジング１３と１５とともに）カップリング装置１１に対する“入力”として考えることができ、また、サイドギア２５と２７はカップリング装置１１の“出力”として考えることができる。より特徴的には、本明細書の説明の多くでは、サイドギア２５はカップリング装置１１の“出力”を構成すると考えることが出来る。当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、カップリング装置１１の最終的な“出力”は、サイドギア２５と２７とスプライン係合可能な一対のアクスルシャフト（ここでは、説明を容易にするため、示されていない）であることを理解できるであろう。
【００１７】
サイドギア２５と２７は、直線状の内歯スプライン２５Ｓと２７Ｓのセットを定めて、夫々、上述した左と右のアクスルシャフトに取付けられており、ディファレンシャルカップリング装置１１がアクスルシャフトを用いて関連する自動車の駆動車輪（図示せず）に対してトルクを伝達できるようにしているが、これは従来技術において公知なように行われ、この部分は本発明を何ら構成しない。しかも、図示し、上述した構造は例示的に示されたものに過ぎず、本発明は、様々な他のタイプのカップリング装置の構造に用いることは可能であることを理解されたい。
【００１８】
再度、図１を主に参照すると、メインハウジング１３内には、符合２９を用いて概略的に示すようにクラッチパックを設けているが、これは図２でより詳しく示されているように（断片的ではあるが）、複数の外側のディスク３１を含み、従来公知なように、これらをメインハウジング１３によって定められる内歯スプラインのセットとスプライン係合させている。さらに、クラッチパック２９は、複数の内側のディスク３３を含み、従来公知なように、これらを外側のディスク３１で挟んで、内側のディスク３３をカップリングエレメント３５とスプライン係合させている。カップリングエレメント３５は一対の内歯スプライン３５Ｓを定め、またこれらを左側のアクスルシャフトとスプライン係合させて、カップリングエレメント３５を固定させているが、この実施形態では、サイドギア２５とともに回転可能となっている。尚、このようなスプライン構成と、さらにはカップリングエレメント３５自体を設けることは、本発明にとって本質的ではないことを理解されたい。
【００１９】
ハブハウジング１５はメインハウジング１３の近接部と協働してクラッチアプライチャンバ３７を定めており、このクラッチアプライチャンバ３７内に、軸方向に移動可能となるように、クラッチピストン３９を設けている。このような装置に関する技術分野において通常の知識を有する者には公知なように、クラッチアプライチャンバ３７内の流体圧力の変化は、クラッチピストン３９によりクラッチパック２９に対して及ぼされる軸方向の力を変化させるため、“バイアストルク”、つまり、カップリング装置１１の入力から出力（サイドギア２５又は２７のいずれか）までクラッチパック２９を通って伝えられるトルクを変化させる。
【００２０】
図１と合わせて、図２を参照すると、ハブハウジング１５はハブ部４１を有しており、通常、メインハウジング１３とハブ部４１は、一対のテーパ付けられたローラーベアリング（ころ軸受）セット４３と４５によって、固設型の外側のディファレンシャルハウジング（図示せず）内で回転自在に支持されるが、添付した図では、説明を容易にするため、ベアリングの外側のレースについては示していない。カップリング装置１１に対する直接的な回転の入力は、通常、リングギア（図示せず）であるが、これは、メインハウジング１３とハブハウジング１５のかみ合うフランジによって形成される、径方向に延びるフランジ部４７に対して典型的に取付けられており、例えば、複数のボルトを開口部４８に螺合させるように、適当な手段によってリングギアをフランジ部４７に取付けている。従って、この時点まで上述した構造の全ては、通常、外側のディファレンシャルハウジングに対して回転しており、このハウジングは、自動車の残りの部位に対して固設されている。
【００２１】
図１と２を再度参照すると、符合５１を用いて概略的に示すように、ハブ部４１に対して囲む関係となるようにプレナムアセンブリが備えられている。図２に最良に示すように、プレナムアセンブリ５１は、通常、外側のディファレンシャルハウジング内に取付けられる（固設される）プレナムハウジング５３を含んでいるが、これは、図１では“接地”の符合を用いて概略的に示されている。当該技術分野において通常の知識を有する者には公知なように、プレナムハウジング５３は、ディファレンシャルハウジング内に含まれる流体リザーバー内に下方に延びるように入口部５５を有している。そして、入口部５５を通ってリザーバーから吸い上げられる流体は、環状の入口チャンバ５７に流入するようにしている。
【００２２】
ここで、主に図２と４を参照して、本発明に係る重要な特徴の一つについて図示する。プレナムハウジング５３内には、偏心ハウジングエレメント５８、内側に歯を設けた外側のローター５９及び外側に歯を設けた内側のローター６１を含むジェローターギアセットが配置されている。内側のローター６１は、スプライン接続部６３で、ハブ部４１の外側の円筒形状面とスプライン係合しており、ディファレンシャルカップリング装置１１が回転するときは常に内側のローター６１と外側のローター５９とが回転するようにして、通常、自動車が移動するときは常にジェローターポンプ５８、５９、６１が流体をポンプするようにしているが、このことは必ずしも必要ではない。本明細書で説明し、添付した図に示した本発明の実施形態では、内側のローター６１は、スプライン接続部６３を用いて、ハブ部４１により駆動されているが、この形態は、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で、様々な構成、例えば、キーとキーウエイ、又は圧入関係、さらには他の適当な構成を用いて、内側のローター６１を駆動することは可能である。
【００２３】
ここで、図４と合わせて、図２と３を主に参照すると、プレナムハウジング５３（図４では省略されている）は一対の弓形で、腎臓（kidney）状の流体チャンバ６５と６７を定めており、夫々、入口の逆止弁６９を通って環状の入口のチャンバ５７から流体を受取ることができるようにしており（図３の矢印参照）、逆止弁６９の一つは流体チャンバ６５と６７の各々と関連付けられている。ディファレンシャルカップリング装置１１に対する入力が回転するにつれて、ローター５９と６１が回転すると、入口のチャンバ５７から流体が引き出されるが、ローター５９と６１の間に定められる“膨張する”ボリュームチャンバに対して開口する流体チャンバ（６５又は６７）と関連付けられた逆止弁６９のどちらでも通る。尚、ボリュームチャンバに関する用語“膨張する”は、ジェローター技術分野では従来公知である。
【００２４】
また、ローター５９と６１は“縮小する”ボリュームチャンバを定めるが、この用語もジェローター技術分野では従来公知であり、加圧流体をここから近接する流体チャンバ（６５又は６７）まで流通させて、ここからプレナムハウジングによって定められ、ハブ部４１の円筒形状の外面を囲む内側の溝７１（図３参照）まで流通させる。内側の溝７１のいずれの側にはシール部材Ｓが設けられるが、このシール部材Ｓの構成の詳細は本発明の範囲を超えていることを理解されたい。また、これは、本発明の譲り受け人に譲り受けられ、本明細書に参考として包含される上記特許文献４の開示内容から理解することができる。
【００２５】
プレナムハウジング５３によって定められる内側の溝７１は、ハブ部４１の円筒形状の外面に対して開口する、略軸方向の流路７３と常に連通している。流路７３はハブ部４１によって定められ、クラッチアプライチャンバ３７と連通している。従って、カップリング装置１１の入力の回転がいずれの方向でも、加圧流体はジェローターギアセットの出力からクラッチアプライチャンバ３７内まで流れる。
【００２６】
主に図２と３を参照し、以下の説明では、ディファレンシャルカップリング装置１１は前方に駆動する方向で回転され、この結果、腎臓状の流体チャンバ６７はジェローターポンプへの入力を構成し、同時に腎臓状の流体チャンバ６５はジェローターポンプの加圧された出力を構成するものと仮定する。カップリング装置１１の上述した操作モードでは、加圧流体は流体チャンバ６５からプレナムハウジング５３によって定められる径方向の流路７５（図２参照）を通って流路７７に流通するが、本明細書では、図２と３にディファレンシャルカップリング装置１１に対する外部として概略的に示している。このことは、本発明にとって本質的な特徴ではないが、図３の外部の制御回路の図解と説明を容易にするために示されている。
【００２７】
ここで、主に図３を参照すると、流路７７には逆止弁７９が含まれており、流体チャンバ６５がジェローターポンプの入口側になるように装置が操作されるとき、加圧流体は、流路７７を通って腎臓状の流体チャンバ６５内に流れることができないようにしている。プレナムハウジング５３はまた、腎臓状の流体チャンバ６７と連通するように径方向の流路８１を定めている。この流路８１は、逆止弁８５を含む流路８３と連通するが、逆止弁８５は、逆止弁７９について上述したものと同様の目的を有する。
【００２８】
流路７７と８３は互いに接続されており、蓄圧室８７のポート（“入口”と“出口”の双方として機能する）と連通している。尚、制御回路内に蓄圧室８７を設けることは、添付した特許請求の範囲において特に記載されたものを除き、本発明の本質的な特徴ではないが、図３の制御回路では、主に、ディファレンシャルカップリング装置１１と、この制御システムの拡張された機能の幾つかについて説明するために含まれており、この結果、本発明に含まれている。
【００２９】
プレナムハウジング５３によって定められる内側の溝７１は、上述したように、クラッチアプライチャンバ３７と、外部の流路８９の双方と、流路９１を用いて連通している。この流路９１は、図３では平面上にないため、図３では破線で示されている。従って、ディファレンシャルカップリング装置１１が操作される如何なるときでも、生じる回転方向にかかわらず、流路８９と流路９１はアプライチャンバ３７内の圧力に相当する圧力を含んでいる。
【００３０】
再度、主に図３を参照すると、三位置、三方向の電磁弁（制御弁）９３が示されており、これは、流路７７と８３の合流部と流通する入口９４と、流路８９（従って、アプライチャンバ３７）と流通する出口の一つを有している。制御弁９３の他方の出口は、システムリザーバーＲとして示される、低圧の流体の“源”と流通しているが、これは、通常、外側のディファレンシャルハウジング（図示せず）内にサンプ領域を含むことができる。
【００３１】
以下、ディファレンシャルカップリング装置１１の操作について説明する。自動車が移動し、メインハウジング１３が回転するときは常に、ハブ部４１はローター５９と６１を駆動して、この結果、流路８１内に加圧流体を生じさせるが、これは、流路８３を用いて、逆止弁８５を超えて、制御弁９３の入口９４まで流通する。制御弁９３に対する入力９５（ＤＣＵからの信号）に応答して、加圧流体は弁９３を通って、そして、流路８９を用いて、流路９１と、内側の溝７１内に流通する。図３から理解できるように、制御弁９３は弁の両端の位置の間で“無限に変化する”ことができるので、内側の溝７１（また、クラッチアプライチャンバ３７）内の圧力は、ポンプの出口圧力（流路８１内の圧力）とリザーバー圧力（“低い”圧力を構成する任意のもの）の間で任意に調整することができる。
【００３２】
本発明に関する重要な特徴の一つでは、図３の制御システムに蓄圧室８７を備えることで、カップリング装置１１が関連する自動車の任意の移動に先立って、係合する性能をカップリング装置１１に備えることができる。逆止弁７９と８５を備えて、信号９５の不在時に制御弁９３を弾性付勢させて入口９４からの流れを防ぐ性能を備えることで、蓄圧室８７内に加圧流体を保持できるようにする。そして、入力（ハウジング１３）の回転の不在時でも、上述したように、制御弁９３は、蓄圧室８７から、保持した流体圧力の幾つかを内側の溝７１まで流通させるように操作することができる。このように、カップリング装置１１は、自動車が停止している場合であっても、係合することができ、そして、トルクを伝達することができる。
【００３３】
上述したように、図１〜４に示した本発明の実施形態は、通常、インターホイールのディファレンシャルカップリング装置に用いられるが、図５に示す本発明の他の実施形態では、図１〜４に示したカップリング装置とは幾分構造的に相違している。しかし、この場合でも、同じ本発明のコンセプトを用いて、同じ一般的な基本に基づいて操作される。図５に示した本発明の他の実施形態では、構成要素に“１００”を超える参照番号が付けられているが、図５の他の実施形態のこれら構成要素は、上記第１の実施形態の構成要素の参照番号に“１００”を足したものに相当している。
【００３４】
従って、図５を参照すると、符合１１１を用いてディファレンシャルカップリング装置を概略的に示しているが、これは、入力軸１０３とスプライン結合するように、入力用結合部材１０１を含んでいる。入力軸１０３は、拡大されたハブ部１４１と、さらに拡大されたメインハウジング１１３を含んでいる。メインハウジング１１３内には、符合１２９を用いて概略的に示しているようにクラッチパックが配置されるが、この部品についてはここでは詳述しない。クラッチパック１２９は、入力（入力軸１０３とメインハウジング１１３）から出力カップリングエレメント１３５まで駆動トルクを伝達するように操作可能であり、出力カップリングエレメント１３５は、内歯スプラインのセット１３５Ｓを定めて、出力軸（図示せず）とスプライン係合するように配置している。出力軸は、通常、後方の駆動軸のような装置に対して入力装置を提供する。
【００３５】
クラッチパック１２９と近接して、メインハウジング１１３はピストンチャンバを定めており、この中にクラッチピストン１３９を配置して、またハウジング１１３と協働してクラッチアプライチャンバ１３７を定めている。第１の実施形態と同様に、クラッチアプライチャンバ１３７内の加圧流体はクラッチパック１２９を係合させ、チャンバ１３７内の圧力レベルはカップリング装置１１１のバイアストルクを決定する。ハブ部１４１の周りには、第１の実施形態と同様に、プレナムハウジング１５３が設けられて、環状の入口チャンバ１５７を定めており、ここから流体が、偏心ハウジング部材１５８内に配置された、ジェローターギアポンプの膨張するボリュームチャンバ内に吸い上げられるようにしている。膨張するボリュームチャンバは、内側に歯を設けたローター１５９と外側に歯を設けたローター１６１との間に定められる。そして、第１の実施形態と同様に、外側に歯を設けた内側のローター１６１は、スプライン接続部１６３を用いて入力軸１０３と駆動係合している。
【００３６】
プレナムハウジング１５３は、径方向の流路１０５と軸方向の流路１７３とを介してクラッチアプライチャンバ１３７と流通するように、環状の内側の溝１７１を定めている。また、内側の溝１７１は電磁弁（制御弁）１９３の入口１０７と流通するため、ディファレンシャルカップリング装置１１１が駆動されるときは常に、ジェローターポンプはアプライチャンバ１３７内に加圧流体を生じさせることができ、チャンバ１３７内の実際の圧力（そしてクラッチパック１２９の係合の度合いやトルクバイアス）は、圧力制御弁１９３に対して送られる入力信号と比例して、圧力制御弁１９３に対する入力信号が減少する場合には、図３に示したシステムリザーバーＲのような低圧流体源に対して入口１０７が開口することを理解されたい。
【００３７】
図５には圧力制御弁１９３が一つしか示されていないが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、所望なようにカップリング装置１１１をできるだけ速く応答させるため、２つ又はこれ以上の弁１９３を備えて、夫々、図５に示した入口１０７に対して同じ位置に配置してもよいことを理解するであろう。尚、第２の実施形態に係るディファレンシャルカップリング装置１１１は、図３に示した制御回路とシステムと合わせて使用することができるが、図解を容易にするため、図５に示した実施形態ではこれらは省略されている。従って、第２の実施形態では、制御回路の一部として、蓄圧室を含むことは可能であり、上述したように、圧力エネルギーを蓄えてもよく、また、第２の実施形態では、自動車の移動が生じる前であっても係合させることができる。
【００３８】
ジェローターポンプの技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明のいずれの実施形態を操作する場合であっても、ジェローターポンプの入口側でキャビテーションを防ぐために、適当な手段（例えば、逆止弁等）を備えることを必要としてもよく、また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の各々の実施形態において、適当な“キャビテーション防止”手段を選択して、このような手段を好適なように調整することは可能であると思料する。
【００３９】
以上、本発明について、上述した実施形態を参照しながら詳述したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、本明細書の開示内容を読解することで、本発明に対して様々な修正や変更を加えることが可能であると思料する。但し、このような修正や変更の全ては、添付した特許請求の範囲内に収まる限り、本発明に含まれることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の技術に従って形成された、自動車のディファレンシャルカップリング装置の軸方向の断面図である。
【図２】図１に示したものと同様の軸方向断面図であるが、一部について拡大して示しており、本発明に従って、従来公知の装置とは異なるように改良されたカップリング装置の要部についてより詳しく示す図である。
【図３】図２に示したものと同様の軸方向断面図であるが、さらに一部について拡大して示しており、本発明に用いることができる制御システムの実施形態を示す図である。
【図４】図２の４−４線に沿った断面図であるが、幾分寸法を小さくしており、またプレナムハウジングを省略しており、本発明の重要な特徴の一つを示す図である。
【図５】内側のアクスルのカップリング装置に用いることができる、本発明の他の実施形態を示す軸方向の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１、１１                    カップリング装置
１３、１５、１１３          ハウジング
２５、１３５                出力部
２９、１２９                クラッチアセンブリ
３１                        第一クラッチ部材（ディスク）
３３                        第二クラッチ部材（ディスク）
３７、１３７                クラッチアプライチャンバ
３９                        クラッチアプライ部材（クラッチピストン）
４１、１４１                ハブ部
５１、１５３                プレナムアセンブリ
５９、６１、１５９、１６１  ポンプ用のエレメント（又はローター、ジェローターギアセット）
６３、１６３                駆動手段（スプライン接続部）
７３、１７３                高圧流体用の流路
８７                        蓄圧室（アキュムレーター）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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