(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
力伝達組立体が種々の大きさの力を伝達するように動作できる、複数の係合させられている状態と、前記力伝達組立体が力を伝達できない、切り離されている状態との間で動作できる前記力伝達組立体（１０）であって、
第１の部材（１８）と、この第１の部材（１８）に連結されている円形力伝達円板（３２）と、第２の部材（９０）と、この第２の部材（９０）に連結されている円形反作用円板（６２）と、前記力伝達組立体を前記の切り離されている状態と前記の複数の係合させられている状態との間で動作させるアクチュエータ手段とを有し、
前記第１の部材（１８）と前記力伝達円板（３２）は前記力伝達組立体が前記の切り離されている時に、前記第２の部材（９０）および前記反作用円板（６２）に対して回転でき、
前記アクチュエータ手段は、前記力伝達組立体が第１の大きさの力を伝達できる第１の係合させられている状態に前記力伝達組立体がある時に流体圧が加えられる第１のピストン領域（１１８）と、前記力伝達組立体が第２の大きさの力を伝達できる第２の係合させられている状態に前記力伝達組立体がある時に流体圧が加えられる第２のピストン領域（１１２）と、前記第１の係合させられている状態と前記第２の係合させられている状態との少なくとも１つに前記力伝達組立体がある時に流体圧が加えられる第３のピストン領域（１５６）を含み、前記第１のピストン領域（１１８）と前記第２のピストン領域（１１２）は、前記力伝達組立体の軸線方向の第１の端部（４６）の、前記反作用円板（６２）と前記力伝達円板（３２）との第１の側に対して軸線方向にずれている場所に配置され、
前記第３のピストン領域（１５６または２７４）は前記力伝達組立体の軸線方向の第２の端部（４４）の、前記反作用円板（６２）と前記力伝達円板（３２）との第２の側に対して軸線方向にずれている場所に配置され、
前記力伝達組立体を前記の係合させられている状態へ向かって押すばね手段（７６）をさらに含み、前記ばね手段（７６）は前記力伝達組立体の軸線方向の前記第１の端部に配置されており、前記第１のピストン領域（１１８）および前記第２のピストン領域（１１２）は、第１の大きさの力および第２の大きさの力より大きい第３の大きさの力を前記力伝達組立体が伝達できる第３の係合させられている状態に前記力伝達組立体がある時に比較的低い流体圧に通じさせられている
力伝達組立体。
【請求項２】
前記アクチュエータ手段は、第１または第２の係合させられている状態に前記力伝達組立体がある時に流体圧が加えられる第４のピストン領域（１５８）を含み、前記第４のピストン領域（１５８）が前記力伝達組立体の軸線方向の前記第２の端部に配置されている、請求項１に記載の力伝達組立体。
【請求項３】
前記第２の部材（９０）は環状の形状を有し、かつ前記ばね手段（７６）と係合させられており、前記第２の部材（９０）は前記力伝達円板（３２）および前記反作用円板（６２）と共軸に配置されており、前記第２の部材（９０）は環状ピストン部分（１２０）と環状シリンダ部分（８４）を有し、前記アクチュエータ手段は、環状の形状を有し、かつ前記第２の部材（９０）と共軸に配置されている第３の部材（９８）を含み、前記第３の部材（９８）は、前記第２の部材（９０）の前記シリンダ部分（８４）によって少なくとも部分的に囲まれる環状のピストン部分（１１４）を有し、前記第３の部材（９８）は、前記第２の部材（９０）の前記環状ピストン部分（１２０）を少なくとも部分的に囲む環状のシリンダ部分（８２）を有し、前記第１のピストン領域（１１８）は前記第２の部材（９０）の前記環状ピストン部分（１２０）上に配置され、前記第２のピストン領域（１１２）は前記第３の部材（９８）の前記環状ピストン部分（１１４）上に配置されている、請求項１に記載の力伝達組立体。
【請求項４】
前記第１のピストン領域（１１８）の形が環状であり、前記第２のピストン領域（１１２）の形が環状であり、前記第１のピストン領域（１１８）は前記第２のピストン領域（１１２）と同軸であって、かつ前記第２のピストン領域の外側へ半径方向に配置されている、請求項３に記載の力伝達組立体。
【請求項５】
前記第１のピストン領域（１１８）が前記第２のピストン領域（１１２）より大きい、請求項３に記載の力伝達組立体。
【請求項６】
前記反作用円板（６２）の第１の側および前記力伝達円板（３２）の第１の側に対して軸線方向にずらされ、かつ前記反作用円板（６２）に連結されている端部部分（４６）を含み、前記アクチュエータ手段は、前記端部部分（４６）内に第１の環状くぼみ（８２）を形成する第１の表面手段と、前記端部部分（４６）内に第２の環状くぼみ（８４）を形成する第２の表面手段とを含み、前記第１の環状くぼみ（８２）と第２の環状くぼみ（８４）は前記円形力伝達円板（３２）および前記円形反作用円板（６２）と同軸関係に配置され、第１の環状ピストン（１２０）が前記第１の環状くぼみ（８２）内に配置され、第２の環状ピストン（１１４）が前記第２の環状くぼみ（８４）内に配置され、前記第１のピストン領域（１１８）は前記第１の環状ピストン（１２０）の上に配置され、前記第２のピストン領域（１１２）は前記第２の環状ピストン（１１４）の上に配置されている、請求項１に記載の力伝達組立体。
【請求項７】
前記第１のピストン領域（１１８）の形が環状であり、前記第２のピストン領域（１１２）の形が環状であり、前記第１のピストン領域（１１８）は前記第２のピストン領域と同軸であって、かつ前記第２のピストン領域（１１２）の外側へ半径方向に配置されている、請求項６に記載の力伝達組立体。
【請求項８】
前記第１のピストン領域（１１８）が前記第２のピストン領域（１１２）より大きい、請求項７に記載の力伝達組立体。
【請求項９】
前記アクチュエータ手段は、前記力伝達組立体（１０）の軸線方向の前記第２の端部（４４）に配置された第１の環状部材（１４０）を含み、前記第１の環状部材（１４０）は前記円形力伝達円板（３２）および前記円形反作用円板（６２）と同軸関係に配置され、前記第３のピストン領域（１５６）は前記第１の環状部材（１４０）上に配置されている、請求項１に記載の力伝達組立体。
【請求項１０】
前記アクチュエータ手段は、前記力伝達組立体（１０）の軸線方向の前記第２の端部（４４）に配置された複数のピストン（２７４）を含み、前記の複数のピストン（２７４）が、前記第１の部材（１８）と前記円形力伝達円板（３２）が前記第２の部材（９０）と前記反作用円板（６２）に対して回転する回転中心の軸線からずれ、かつこれと平行に延びる軸線を有し、前記第３のピストン領域（２７４）が、前記力伝達組立体（１０）の軸線方向の前記第２の端部（４４）に配置された複数のピストン（２７４）上に配置されている、請求項１に記載の力伝達組立体。
【請求項１１】
前記アクチュエータ手段は、各々が、前記複数のピストンの前記ピストンの１つ（２７４）に接続されている複数の、可撓性のダイアフラム（２７０）と、各々が、前記複数のピストンの前記ピストンの１つ（２７４）の周りを延び、かつ前記の複数のダイアフラムの前記ダイアフラムの１つ（２７０）に接続されている複数のハウジング（２６４）を含む、請求項１０に記載の力伝達組立体。
【請求項１２】
前記アクチュエータ手段は、前記複数のピストン（２７４）と接続され、かつ前記第１の部材（１８）と前記円形力伝達円板（３２）が前記第２の部材（９０）と前記反作用円板（６２）に対して回転する回転中心の軸線からずれ、これと平行に延びる中心軸を有する複数のピストンロッド（２７８）を含む、請求項１０に記載の力伝達組立体。
【請求項１３】
前記第２の部材（９０）は円形の形状を有し、かつ前記円形力伝達円板（３２）および前記反作用円板（６２）と同軸関係で配置され、前記アクチュエータ手段は、円形の形状を有し、かつ前記反作用円板（６２）および前記第２の部材（９０）と同軸関係で配置された第３の部材（９８）を含み、前記第３の部材（９８）は前記第２の部材（９０）に向かって、かつ前記第２の部材（９０）から離れるように可動であり、前記第１および第２のピストン領域（１１８と１１２）は前記第２および第３の部材（９０と９８）の少なくとも１つの上に配置されている、請求項１に記載の力伝達組立体。
【請求項１４】
前記アクチュエータ手段は、前記力伝達組立体の軸方向の前記第２の端部（４４）に配置された第４の部材（１４０）を含み、前記第４の部材（１４０）は円形の形状を有し、かつ前記第２の部材（９０）および前記第３の部材（９８）と同軸関係で配置され、前記第３のピストン領域（１５６）は前記第４の部材（１４０）の上に配置されている、請求項１３に記載の力伝達組立体。
【請求項１５】
前記アクチュエータ手段は、前記力伝達組立体の軸方向の前記第２の端部（４４）に配置され、円形の形状を有し、前記第２の部材（９０）、前記第３の部材（９８）、および前記第４の部材（１４０）と同軸関係で配置された第５の部材（１４２）と、前記第１および第２の、係合した状態の少なくとも１つに前記力伝達組立体があるときに、流体圧力が加えられる第４のピストン領域（１５８）と、を含み、前記第４のピストン領域（１５８）は前記第４の部材（１４２）の上に配置されている、請求項１４に記載の力伝達組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、係合させられている複数の状態と切り離されている状態との間で動作できる新規、かつ改良された力伝達組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知の力伝達組立体はローター組立体とベース組立体とを含む。ローター組立体は、軸線方向に動くことができる環状摩擦円板組立体が上に配置されているハブを含む。ベース組立体は、ハブに対して同軸関係に配置されている左端部および右端部を含む。
【０００３】
スタッドが公知の力伝達組立体の左端部と右端部との間を延びて、それらの端部を相互に連結する。環状の反作用円板組立体が摩擦円板組立体の間に配置されている。環状の圧力板組立体がロータリー組立体の両端に配置されて、圧力を軸線方向の外側摩擦円板組立体に加える。
【０００４】
偏倚ばねの作用に抗して圧力円板の１つを動かして公知の力伝達組立体を切り離すために第１のピストン組立体が設けられている。力伝達組立体によって伝えられている力の大きさを変更、すなわち調節するために第２のピストン組立体が設けられている。この構造を持つ力伝達組立体が、１９８６年９月２日に発行された米国特許第４，６０９，０７６号に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、係合させられている複数の状態と切り離されている状態との間で動作できる新規かつ改良された力伝達組立体を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この力伝達組立体は第１のピストン領域と第２のピストン領域を含む。液体圧が第１のピストン領域に加えられて第１の大きさの力を伝達する。液体圧が第２のピストン領域に加えられて第２の大きさの力を伝達する。第１のピストン領域と第２のピストン領域とは力伝達組立体の軸線方向の１つの端部に配置されている。
【０００７】
また、力伝達組立体は、それによって伝えられる力の大きさを変えるために流体圧が加えられる第３のピストン領域と第４のピストン領域を含むことができる。第３のピストン領域と第４のピストン領域とは、第１のピストン領域と第２のピストン領域とが配置されている端部は、力伝達組立体の軸線方向の反対側の端部に配置されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
力伝達組立体−全体的な説明
力伝達組立体１０（図１および図２）はクラッチまたはブレーキとして使用できる。力伝達組立体１０は種々の大きさの力を伝達するために動作できる係合させられている複数の状態と、力伝達組立体が力を伝達できない切り離されている状態との間で動作でき、力伝達組立体１０はローター組立体１２（図２）とベース組立体１４とを含む。
【０００９】
力伝達組立体１０がブレーキとして用いられた場合には、ベース組立体１４は静止している。力伝達組立体１０が切り離されている状態にある時に、ローター組立体１２はベース組立体１４に対して回転できる。係合させられている複数の状態のいずれか１つに対して力伝達組立体１０が動作すると、力伝達組立体はローター組立体１２をベース組立体１４に対して回転しないように保持するか、ローター組立体とベース組立体との間で力が伝えられている間はローター組立体が回転できるようにする。ここでは力伝達組立体１０はブレーキとして用いられているものとして説明しているが、この力伝達組立体はクラッチとして使用できることを理解すべきである。
【００１０】
ローター組立体１２は概ね円筒形の金属ハブ１８を含む（図１および図２）。ハブ１８は軸を受ける概ね円筒形の中心開口部、すなわち中心通路２０を有する。その軸は、ハブ１８に形成されているキー溝２２に収容された適宜なキーによってハブ１８に固定連結されている。もし望むならば、ハブ１８をその軸に連結するためにスプラインを用いてもよい。外側に半径方向にまっすぐ延びているスプライン、すなわち歯２６（図２）がハブ１８の周縁部を中心として環状アレイで配置されている。スプライン２６は、キー溝２２と力伝達組立体１０の長手方向の中心軸２８とに平行に延びるまっすぐな長手方向の中心軸を有する。
【００１１】
環状の摩擦円板組立体、すなわち力伝達円板組立体３２（図２）がハブ１８に連結されている。環状の摩擦円板組立体３２はハブ１８と同軸関係に配置されている。摩擦円板組立体３２はスプライン２６に係合して、摩擦円板組立体をハブ１８に対して回転しないように保持する。しかし、スプライン２６は摩擦円板組立体３２がハブ１８に沿って軸線方向に滑ることができるようにする。
【００１２】
各摩擦円板組立体３２は環状の金属コア、すなわちベース３４を含む。各摩擦円板組立体３２のコア３４は概ね円形の中心開口部を有し、その中心開口部には、ハブ１８上のスプライン２６に係合する、内向きに半径方向に延びるスプライン３６が設けられている。各摩擦円板組立体３２のコア、すなわちベース３４上のスプライン３６はハブ１８上のスプライン２６に沿って軸線方向に滑ることができる。しかし、スプライン３６はスプライン２６と協働して、ハブ１８に対する摩擦円板組立体３２のコア３４の回転運動を阻止する。
【００１３】
環状の摩擦円板３８が摩擦円板組立体３２の各コア３４の両側に固定連結されている。摩擦円板３８は、平頭ねじなどの適宜な固定具によって摩擦円板組立体３２のコア３４に連結できる。力伝達組立体１０は３枚の摩擦円板組立体３２を有するが、望むならば力伝達組立体１０はそれより多くの、またはそれより少ない摩擦円板組立体を有することができる。
【００１４】
力伝達組立体１０がブレーキとして使用された時はベース組立体１４は静止している。力伝達組立体１０が切り離されている状態にある時は、ローター組立体１２は、ハブ１８に係合する軸（図示せず）によってベース組立体１４に対して回転させられる。力伝達組立体が完全に係合されている状態にある時は、ベース組立体１４はローター組立体１２が回転しないように保持する。
【００１５】
ベース組立体１４は左端部部分、すなわち装着端部部分４４と右端部部分、すなわちばね端部部分４６とを含む（図２）。左端部部分４４と右端部部分４６との形は環状であって、摩擦円板組立体３２およびハブ１８とに対して同軸関係に配置されている。左端部部分４４と右端部部分４６とは、環状アレイで配置されている複数のスタッド５０によって相互に連結されている（図１）。
【００１６】
各スタッド５０は円筒形のクランプチューブ５２によって囲まれている（図２）。各スタッドの左（図２で見て）端部がベース組立体１４の左端部部分にねじ込まれている。ロックナット５６がスタッド５０の両端部分を係合している。
【００１７】
環状の反作用円板組立体６２が左端部部分４４と右端部部分４６および力伝達組立体１０の摩擦円板組立体３２に対して同軸関係に配置されている。反作用円板６２は摩擦円板組立体３２の間に配置されている。反作用円板６２はスタッド５０によってベース組立体１３に対して回転しないように保持されている。
【００１８】
反作用円板６２（図２）は円筒形クランプチューブ５２の上に滑り可能に装着されている。反作用円板６２はクランプチューブ５２およびスタッド５０に対して軸線方向に動くことができる。しかし、クランプチューブ５２およびスタッド５０は協働して、ベース組立体１４に対して反作用円板５２が回転運動しないように保持する。
【００１９】
冷却液体、すなわち、水を通すために反作用円板６２に通路６４が設けられている。力伝達組立体１０の動作中に反作用円板６２内の通路６４を水が流れると、反作用円板から熱が公知のやり方で運び去られる。
【００２０】
環状の圧力板組立体６６、６８が反作用円板６２および摩擦円板組立体３２と同軸関係に配置されている。圧力板組立体６６はベース組立体１４の左側装着端部部分４４の近くに配置され、圧力板組立体８はベース組立体１４の右側装着端部部分４４の近くに配置されている。圧力板組立体６６と６８はクランプチューブ５２の上に滑り可能に配置され、かつクランプチューブによって回転しないように保持されている。したがって、反作用円板６２と圧力板組立体６６、６８は、クランプチューブ５２およびスタッド５０によってベース組立体１４に対して回転しないように保持されている。しかし、反作用円板６２と圧力板組立体６６、６９はクランプチューブ５２に沿ってベース組立体１４に対して軸線方向に動くことができる。
【００２１】
らせんコイルばね７２がクランプチューブ５２の周囲を延び、かつクランプチューブに対して同軸関係に配置されている。力伝達組立体１０が切り離されている状態にあるときは、らせんコイルばね７２は圧力板組立体６６、６８と反作用円板６２を押して、摩擦円板組立体３２から離れるように軸線方向に動かす。
【００２２】
複数のばね組立体７６が右端部部分４６と右圧力板組立体６８との間に設けられている。ばね組立体７６は、力伝達組立体１０の中心軸２８と一致している中心軸を持つ環状アレイ内に配置されている。力伝達組立体１０の図示の実施形態では、右端部部分４６と右圧力板組立体６８との間に２０個のばね組立体７６環状アレイで配置されている。望むならばそれより多くの、またはそれより少ないばね組立体７６を利用できること、および前記特定の数のばね組立体はここでは説明を明確にするためだけに述べたことを理解すべきである。
【００２３】
力伝達組立体１０の全体的な構造と動作態様は周知である。したがって、力伝達組立体１０は、４４１４４オハイオ州クリーブランド、クリントン（Ｃｌｉｎｔｏｎ  ）ロード９９１９所在のイートン・コーポレーション（ＥａｔｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），エアフレックス・ディビジョン（ＡｉｒｆｌｅｘＤｉｖｉｓｉｏｎ）から市販されているディスク型水冷ブレーキに概して類似する構造を有する。したがって、説明が冗長になることを避けるために、力伝達組立体１０の全体的な構造についてはこれ以上説明しない。
右端部部分
本発明の特徴に従って、力伝達組立体１０の右端部部分４６（図２）は円筒形チャンバ８２、８４を含む。シリンダー室８２、８４は、力伝達組立体１０が種々の大きさの力を伝えるために動作できる係合させられている複数の状態の間で力伝達組立体を動作できるようにする。力伝達組立体１０が力を伝達できない切り離された状態へも力伝達組立体は動作できる。
【００２４】
ばね組立体７６は、摩擦円板組立体３２が反作用円板６２と圧力板組立体６６、６８との間に固定されて、ベース組立体１４に対して回転しないようにハブ１８を保持する完全に係合された状態に力伝達組立体１０を押す。力伝達組立体１０は、シリンダー室８２、８４に流体圧を伝えることによって、ばね組立体７６の作用に抗して完全に係合された状態から完全に切り離された状態まで動作させられる。シリンダー室８２と８４の少なくとも一方に伝えられる流体圧を変化させることによって、力伝達組立体１０が伝えるために動作できる力の大きさを変更できる。
【００２５】
シリンダー室８２と８４（図２および図３）が低い圧力、すなわち、周囲圧、に通じさせられるると、力伝達組立体１０はばね組立体７６に係合させられる。この時、力伝達組立体１０は最大の力を伝えることができる。力伝達組立体１０の力伝達能力を比較的少しだけ低下させるために、低い流体圧が弁８８を通じて比較的小さいシリンダー室８４へ伝えられる。この時、比較的大きいシリンダー室８２が弁８６を通じて低い圧力（大気圧）に通じさせられる。
【００２６】
力伝達組立体１０の力伝達能力を比較的大きく低下させるために、流体圧が弁８６を通じて比較的大きいシリンダー室８２へ伝えられる。この時、シリンダー室８４が低い圧力（大気圧）に通じさせられる。シリンダー室８２と８４内の流体圧を相対的に変化させることによって、力伝達組立体１０が伝えることができる力の大きさを力の大きい範囲にわたって変えることができる。
【００２７】
シリンダー室８２はシリンダー室８４より大きいために、シリンダー室８２内で流体圧が比較的小さく変化しても、力伝達組立体１０の力伝達能力が比較大きく変化させられる。同様に、比較的小さいシリンダー室８４内で流体圧が同じく比較的小さく変えると、力伝達組立体１０の力伝達能力が比較小さく変化させられる。小さいシリンダー室８４内の流体圧制御弁８８で調節することによって、力伝達組立体１０の力伝達能力を正確に制御することが比較的容易である。
【００２８】
力伝達組立体１０の動作中は、シリンダー室８２と８４に伝えられる流体圧を等しい増分で変化させるために、弁８６と８８を動作させることができる。もしこの状況であれば、シリンダー室８２に伝えられる流体圧が増分変えると、力伝達組立体１０の力伝達能力が第１の大きさだけ変える結果となる。力伝達能力の第２の大きさの変化は力伝達能力の第１の大きさの変化より小さい。力伝達能力の第１の大きさの変化と第２の大きさの変化の差は、シリンダー室８２と８４との寸法の差の関数である。
【００２９】
ベース組立体１４は環状ばねハウジング、すなわち静止部９０を含む。静止部９０は、スタッド５０およびクランプチューブ５２によって、力伝達組立体１０の左端部部分、すなわち装着端部部分４４（図２）に対して動かないように保持されている。ロックナット５６（図２）が静止部９０をクランプチューブ５２に対して固定する。
【００３０】
円筒形ばね室９２（図２および図３）の環状アレイがベース組立体１４の静止部９０に設けられている。各ばね組立体７６がばね室９２の１つの内部に設けられている。ばね室９２は、力伝達組立体１０の中心軸２８（図２）と環状圧力板すなわち圧力板組立体６８の中心軸とに平行に延びる中心軸を有する。
【００３１】
ばね組立体７６は圧力板組立体６８に力を加えてその圧力板組立体を左（図２で見て）へ常に押す。シリンダー室８２と８４が低圧に通じさせられると、ばね組立体７６によって圧力板組立体６８に加えられる力は比較的大きい。このばね力は摩擦円板組立体３２と、反作用円板組立体６２と、圧力板組立体６６、６８とを一緒に強く押す。その結果としての摩擦力はハブ１８の回転を迅速に停止させるため、およびベース組立体１４に対してハブを回転しないように保持するために十分である。
【００３２】
環状の軸線方向外側部、すなわち軸線方向ピストン部９８が、静止部９０と力伝達組立体１０の左端部部分すなわち装着端部部分４４（図２）とに対して軸線方向に動くことができる。ピストン部９８はねじ１０２と円筒形スペーサチューブ１０４によって圧力板組立体６８に固定されている。ねじ１０２はピストン部９８とスペーサチューブ１０４とを通って圧力板組立体６８のねじ穴内に延びている。スペーサチューブ１０４は右端部部分４６（図１および図２）の静止部９０の半径方向の外向きの開きくぼみ１０５を通って延びている。
【００３３】
力伝達組立体１０を完全に係合させられている状態から、ある範囲の部分的に係合させられている状態を通って切り離された状態まで動かすために、ピストン部９８は静止部９０から離れて右へ（図２で見て）向かって動くことができる。ピストン部９８が右へ（図２で見て）向かって動いている間は、力伝達組立体１０の力伝達能力は低下せられている。ピストン部９８が右へ向かって動くにつれて、ねじ１０２が圧力板組立体６８を右へ向かって引き、ばね組立体７６を静止部９０に対して圧縮する。圧力板組立体６８が右へ（図２で見て）向かって動かされるにつれて、らせんばね７２が反作用円板組立体６２を右へ向かって動かして、反作用円板組立体の間に等しい間隔を維持する。
【００３４】
環状の半径方向内側ピストン表面１１２（図２および図３）がベース組立体１４の可動部９８の環状ピストン部１１４上に形成されている。同様に、環状の半径方向外側ピストン表面１１８がベース組立体１４の静止部９０のピストン部１２０上に形成されている。環状の半径方向外側ピストン表面１１８の面積は環状の半径方向内側ピストン表面１１２の面積より広く、かつその表面１１２と同軸である。
【００３５】
静止部９０はベース組立体１４の可動部９８のピストン部１１４と協働してシリンダー室８４（図３）を構成する。したがって、ベース組立体１４の静止部９０は半径方向内向きに延びる環状側壁１２４を含む。この側壁はピストン部１２０と一体に形成されて、そのピストン部から半径方向内向きに延びている。円筒形の半径方向に延びる側壁１２６が側壁１２４およびピストン部１２０と一体に形成されて、軸線方向外向きに、すなわち、図３で見て右へ向かって延びている。可動部９８のピストン部１１４はピストン部１２０と、静止部９０の側壁１２４、１２６とによって囲まれて環状シリンダー室８４を形成する。
【００３６】
ベース組立体１４の可動部９８は、側壁はピストン部１１４と一体に形成されている半径方向外向きに延びる環状側壁１３０（図３）を含む。円筒形の半径方向内向きに延びる側壁１３２が側壁１３０および可動部９８のピストン部１１４と一体に形成されている。ピストン部１１４と、半径方向に延びている側壁１３０と、可動部９８の軸線方向に延びている側壁１３２とは静止部９８のピストン部１２０を囲んで環状シリンダー室８２を形成する。
左端部部分
左端部部分４４（図２）は環状の半径方向外側ピストン１４０と環状の半径方向内側ピストン１４２を含む。外側ピストン１４０（図４）は、左端部部分４４に形成されている環状のシリンダー室１４６内に配置されている。内側ピストン１４２は、左端部部分４４に形成されている環状のシリンダー室１４８内に配置されている。環状ピストン１４０と１４２は相互に、および圧力板組立体６６と同軸関係に配置されている。
【００３７】
三方制御弁１５２（図４）が動作すると、シリンダー室１４６に伝えられる流体圧が調節されて、外側ピストン１４０を圧力板組立体６６に対して押す。同様に、三方制御弁１５４が動作すると、シリンダー室１４８に伝えられる流体圧が調節されて、内側ピストン１４２を圧力板組立体６６に対して押す。制御弁１５２と１５４は１つの作動させられた状態に動作させられて、流体圧をシリンダー室１４６と１４８とに伝えることができる。制御弁１５２と１５４は他の作動させられた状態に動作させられて、シリンダー室１４６と１４８を低い圧力、すなわち、大気圧に通じさせる。シリンダー室１４６と１４８が通じさせられると、ピストン１４０、１４２は圧力板組立体６６を押すことができない。
【００３８】
ピストン１４０は、制御弁１５２から伝えられる流体圧にさらされる比較的大きい環状表面領域１５６を有する。ピストン１４２は、制御弁１５４の動作時、流体圧にさらされる比較的小さい環状表面領域１５８を有する。制御弁１５２と１５４を動作させることによって、ピストン１４０と１４２とに加えられる流体圧を変えることができ、それによって圧力板組立体６６に加えられる力を変えることができる。
【００３９】
圧力板組立体６６に加えられる力を変えることによって、力伝達組立体１０によって伝えられる力の大きさを制御できる。ピストン１４０上の環状表面領域１５６はピストン１４２上の環状表面領域１５８と比較して比較的大きいために、制御弁１５２を介してシリンダー室１４６に伝えられる流体圧の比較的小さい変化も、外側ピストン１４０によって圧力板組立体６６に加えられる力を比較的大きく変化させる。内側ピストン１４２によって圧力板組立体６６に加えられる力を比較的小さく変化させるためには、内側ピストン１４２の比較的小さい環状表面領域１５８はそれに加えられる流体圧が比較的大きく変えることを要する。
【００４０】
右側（図２で見て）シリンダー室８２と８４への油圧流体の流れを制御するためには、弁８６と８８を使用することが望ましいことがあることが考えられる。弁１５２と１５４は左（図２で見て）室１５６と１５８とへの空気の流れを制御するために使用できる。もちろん、望むならば異なる構成を利用できる。たとえば、全てのシリンダー室８２、８４、１５６および１５８へ油圧流体を導くことができる。
【００４１】
望むならば半径方向外側ピストン１４０と半径方向内側ピストン１４２を省くことができる。これが行われたとすると、シリンダー室８２と８４に伝えられる流体圧を変えることによって、力伝達組立体１０の力伝達能力は変えられる。シリンダー室８４は比較的小さいピストン領域１１２を有するので、シリンダー室８４に伝えられる流体圧の増分変化によて、力伝達組立体１０の力伝達能力を正確に変えることができる。シリンダー室８２の大きいピストン領域１１８のために、シリンダー室８２に伝えられている流体圧が同じだけ増分変化しても、力伝達組立体１０の力伝達能力はより大きく変える結果となる。
動作
制御器１６４がリード１６６、１６８、１７０、および１７２によって制御弁８６、８８、１５２、および１５４に接続されている（図２）。制御器１６４は弁８６、８８、１５２、および１５４の動作を制御する。力伝達組立体１０を係合させられている状態と切り離された状態との間で動作させるために弁８６、８８は動作できる。シリンダー室８２と８４が弁８６、８８を介して流体（油圧）圧源と連結されると、力伝達組立体１０を介して伝えられる力の大きさを変えるために弁１５２と１５４は動作できる。
【００４２】
力伝達組立体１０が完全に係合されている状態、すなわち固定されている状態にあると、ハブ１８はベース組立体１４に対して回転しないように保持される。この時、右端部部分４６のシリンダー室８２と８４が弁８６、８８を介して周囲圧に通じさせられる。したがって、ばね組立体７６は圧力板組立体６８を静止左端部部分４４へ向かって最大の力で押す。この力は摩擦円板組立体３２を反作用円板組立体６２と圧力板組立体６６、６８との間にきつく固定する。
【００４３】
望むならば、制御器１６４は弁１５２と１５４を開放状態に動作させることができる。この結果、シリンダー室１４６と１４８の内部圧が上昇してピストン１４０と１４２を圧力板組立体６６へ向かって押す。しかし、力伝達組立体１０が完全に係合されている状態以外の状態にある時は、力伝達組立体１０を介して伝えられる力を調節するために左端部部分４４のピストン１４０と１４２を利用することが好ましいと考えられる。
【００４４】
比較的大きい力を力伝達組立体１０を介して伝えるべき係合されている状態へ力伝達組立体を動作させる時は、制御弁８８が動作させられて流体圧をシリンダー室８４へ伝える。この流体圧は右端部部分４６の可動部９８上の比較的小さいピストン表面１１２（図２および図３）に加えられる。この流体圧は圧力板組立体６８を、ばね組立体７６の作用に抗して、右へ向かって押して力伝達組立体１０の力伝達能力を低下させる。
【００４５】
内側ピストン表面領域１１２が比較的小さいので、シリンダー室８４に加えられた流体圧は力伝達組立体１０の力伝達能力を比較的少し低下させる。したがって、反作用円板組立体６２と圧力板組立体６６、６８とに対して摩擦円板組立体３２を滑らせるためには、比較的大きい荷重をハブ１８に加えなければならない。
【００４６】
力伝達組立体１０の力伝達能力を十分に低下させたい時には、制御器１６４は弁８６を動作させて流体圧をシリンダー室８２へ伝える。この時、シリンダー室８４を周囲圧に通じさせることができる。この結果として、比較的大きいピストン表面領域１１８にのみ流体圧が加えられることになる。
【００４７】
シリンダー室８２内の流体圧はベース組立体１４の可動部９８に圧力板組立体６８を比較的大きい力で右（図２で見て）へ向かって押させる。この力はばね組立体７６を圧縮する。流体圧力は力伝達組立体１０の力伝達能力を比較的大きく低下させる。
【００４８】
力伝達組立体１０の力伝達能力が低下させられる程度は、弁８８を動作させてピストン１１４に加えられる流体圧を制御することによって調節できる。したがって、力伝達組立体１０の力伝達能力を低下させることが望ましいならば、弁８８を動作させて流体圧を内側ピストン１１４の比較的小さい領域１１２に加える。弁を動作させて流体圧をピストン１１４に加えることによって、力伝達組立体１０の力伝達能力の低下の大きさを制御できる。
【００４９】
力伝達組立体１０が完全に係合されている状態に動作させる時は、制御器１６４は弁８６と弁８８（図２）を動作させて流体圧をシリンダー室８２と８４へ送る。これによってベース組立体１４の右端部部分４６の可動部９８が右へ（図２で見て）最大の力で動かされてばね組立体７６を圧縮する。そうすると、摩擦円板組立体３２と反作用円板６２および圧力板組立体６６、６８との間に僅かな間隙が存在するように、らせんばね７２が反作用円板組立体６２をスタッド５０およびクランプチューブ５２に沿って移動させる。
【００５０】
力伝達組立体１０を完全に係合されている状態まで動作させるよりも、非常に小さい力のみを力伝達組立体を介して伝えることを望むならば、弁１５２と１５４との少なくとも一方を動作させて流体圧をピストン１４０と１４２との少なくとも一方に加えることによって、圧力板組立体６６を近くの摩擦円板組立体３２に押し付ける。弁１５２を動作させて大きいシリンダー室１５６内の流体圧を変えることによって、力伝達組立体１０の力伝達能力を比較的大きく増加させたいと望まれることが考えられる。弁１５４を動作させて小さいピストン室１５８内の流体圧を変えることによって、力伝達組立体１０の力伝達能力を比較的小さく増加させることができる。
【００５１】
ピストン１４２はピストン１４０よりはるかに小さい表面領域を有する。したがって、弁１５２を通じてシリンダー室１５６に伝えられる流体圧の増分増加は、弁１５４を通じてシリンダー室１５８に伝えられる流体圧の同じ増分増加よりも、力伝達組立体１０の力伝達能力をより高くする。したがって、力伝達組立体１０の力伝達能力の小さい変化は、シリンダー室１５８内の流体圧を変えることによって実行される。
第２の実施形態
図１ないし図４に示す実施形態では、力伝達組立体１０の力伝達能力を調節するために、ベース組立体１４の左端部部分に別々のピストン１４０と１４２（図２と図４）が設けられている。図５に示す本実施形態では、１つのピストンが示されている。図５に示す本実施形態は図１ないし図４に示す実施形態に概ね類似するので、同様な部品を指すために同じ番号を用い、混同を避けるために図５の番号には添字「ａ」が付けられている。
【００５２】
力伝達組立体１０ａは、ベース組立体１４ａに対して回転できるローター組立体１２ａを含む。ベース組立体１４ａは左端部部分、すなわち装着端部部分４４ａを含む。ローター組立体１２ａは、複数の摩擦円板組立体３２ａに連結されているハブ１８ａを含む。摩擦円板組立体３２ａは反作用円板組立体６２ａと圧力板組立体６６ａとの間に設けられている。反作用円板組立体６２ａと圧力板組立体６６ａはクランプチューブ５２ａの上に滑り可能に装着されている。
【００５３】
本発明のこの実施形態の特徴に従って、力伝達組立体１０ａの力伝達能力を調節するために、端部部分４４ａ内に環状ピストン１８２が設けられている。ピストン１８２は比較的小さい環状の半径方向内側ピストン部１８４を含む。ピストン部１８４は、流体圧が加えられる比較的小さい環状ピストン領域１８６を有する。ピストン１８２は比較的大きい環状半径方向外側ピストン部１８８を含む。このピストン部は比較的大きい環状ピストン領域１９０を有する。環状中間ピストン部１９４が環状ピストン領域１９６を有する。ピストン領域１９６はピストン部１８４の上のピストン領域１８６よりも大きくて、それと同軸であり、かつピストン部１８８の上のピストン領域１９０よりも小さくて、それと同軸である。
【００５４】
ピストン領域１８６、１９０、および１９６に加えられる流体圧を制御するために、複数の制御弁２００、２０２、および２０４が設けられている。したがって、ピストン部１８４上のピストン領域１８６に加えられる流体圧を変えるために弁２００は動作できる。ピストン部１８８上のピストン領域１９０に加えられる流体圧を変えるために弁２０２は動作できる。ピストン部１９４上のピストン領域１９６に加えられる流体圧を変えるために弁２０４は動作できる。
【００５５】
力伝達組立体１０ａの動作中は、ピストン表面領域１８６、１８９、および１９６に加えられる流体圧を変えるために弁２００〜２０４は動作させられる。ピストン表面領域１８６、１８９、および１９６に加えられる流体圧を変えることによって、力伝達組立体１０ａの力伝達能力を調節できる。力伝達組立体１０ａの左端部部分、すなわち装着端部部分４４ａだけが図５に示されているが、力伝達組立体１０ａは力伝達組立体１０と同じ全体構造を有し、かつ力伝達組立体１０の右端部部分４６と同じ構造を持つ右端部部分を含む。
第３の実施形態
図１ないし図５に示す本発明の実施形態では、ピストン１４０と１４２または１８２は左端部部分、すなわち装着端部部分４４または４４ａ内に配置されている。図６および図７に示されている本発明の実施形態では、複数の別々のピストン組立体が左端部部分、すなわち装着端部部分に連結されている。図６と図７に示す本発明の実施形態は図１ないし図５に示す本発明の実施形態に概ね類似するので、同様な部品を指すために同じ番号を用い、混乱を避けるために図６と図７の番号には添字「ｂ」が付けられている。
【００５６】
力伝達組立体１０ｂ（図６）は、ベース組立体１４ｂに対して回転できるローター組立体１２ｂを含む。ベース組立体１４ｂは左端部部分、すなわち装着端部部分４４ｂを含む。ローター組立体１２ｂは、複数の摩擦円板組立体３２ｂに連結されているハブ１８ｂを含む。ローター組立体１２ｂは力伝達組立体１０ｂの中心軸２８ｂを中心として回転できる。
【００５７】
環状左（図６で見て）摩擦円板組立体３２ｂが環状圧力板組立体６６ｂと環状反作用円板組立体６２ｂとの間に設けられている。反作用円板組立体６２ｂと圧力板組立体６６ｂは円筒形のクランプチューブ５２ｂの上に装着されている。スタッド５０ｂが円筒形のクランプチューブ５２ｂを通って延び、かつベース組立体１４ｂの左端部部分、すなわち装着端部部分４４ｂに連結されている。らせんコイルばね７２ｂがクランプチューブ５２ｂの周囲を延び、かつそのクランプチューブと同軸関係に配置されている。
【００５８】
本発明のこの実施形態の特徴に従って、端部部分、すなわち装着端部部分４４ｂの上に複数のピストン組立体２２０、２２４、２２６、２２８、および２３０（図７）が装着されている。ピストン組立体２２０〜２３０の構造は全て同じである。ピストン組立体２２０〜２３０は力伝達組立体１０ｂの力伝達能力を調節するために動作できる。
【００５９】
制御弁２３６と２３８が図７に概略示されている。それらの制御弁はピストン組立体２２０〜２３０の動作を制御するために動作できる。具体的には、制御弁２３６は入口２４２から、図７に２４４、２４６、および２４８で概略示されている導管を通ってピストン組立体２２０、２２４、および２２８へ流体圧を伝えるために動作できる。同様に、制御弁２３８は入口２５２を有し、その入口から流体圧が導管２５４、２５６、および２５８を通じてピストン組立体２２２、２２６、および２３０へ伝えられる。
【００６０】
三方制御弁２３６はピストン組立体２２０、２２４、および２２８へ伝えられる流体圧を調節する。そうするとピストン組立体２２０、２２４、および２２８（図７）によって圧力板組立体６６ｂが摩擦円板組立体３２ｂ（図６）に押し付けられる力が調節される。
【００６１】
同様に、三方制御弁２３８はピストン組立体２２２、２２６、および２３０へ伝えられる流体圧を調節する。そうするとピストン組立体２２２、２２６、および２３０（図７）によって圧力板組立体６６ｂ（図６）が摩擦円板組立体３２ｂに押し付けられる力が調節される。
【００６２】
制御弁２３６と２３８を同時に動作させて全てのピストン組立体２２０〜２３０を動作させることができる。望むならば、制御弁２３６のみを作動させてピストン組立体２２０、２２４、および２２８を動作させることができる。同様に、制御弁２３８のみを作動させてピストン組立体２２２、２２６および２３０を動作させることができる。ピストン組立体によって圧力板組立体６６ｂに加えられる力を最小にするためにピストン組立体２２０〜２３０を通じさせるために制御弁２３６と２３８を動作させることができる。
【００６３】
圧力板組立体６６ｂに加えられる力を比較的小さい量だけ増大させる時は、制御弁２３６または２３８の１つだけが作動させられる。たとえば、制御弁２３６を作動させるとピストン組立体２２０、２２４、および２２８のみが動作させられて圧力板組立体６６ｂに力が加えられる。比較的大きい力をピストン組立体２２０〜２３０によって圧力板組立体６６ｂに加える時は、制御弁２３６と２３８の両方が動作させられて流体圧を全てのピストン組立体へ伝える。
【００６４】
ピストン組立体２２０〜２３０によって圧力板組立体６６ｂに加えられる力を変えることによって、力伝達組立体１０ｂによって伝えられる力の大きさを制御できる。本発明の図示の実施形態では、ピストン組立体２２０〜２３０は流体圧、特に空気圧の作用の下に動作させられる。しかし、望むならば、油圧流体によって作動させられるなどの方法でピストン組立体２２０〜２３０を構成できる。
【００６５】
ピストン組立体２２０（図６）は、概ね円筒形のハウジング２６４を含む。ハウジング２６４は可撓性ポリマーダイアフラム２７０によって、ばね室２６６および圧力室２６８に分割されている。
【００６６】
円形ピストン２７４がダイアフラム２７０に連結されている。円筒形ピストンロッド２７８がピストン２７４に固定連結されている。ピストンロッド２７８は装着端部部分４４ｂ内の円筒形開口部の中を滑ることができる。ピストンロッド２７８は圧力板組立体６６ｂに係合する。らせんばね２８０がピストン２７４とダイアフラム２７０を左（図６で見て）へ向かって押す。
【００６７】
圧力板組立体６６ｂに力を加えてその圧力板組立体を摩擦円板組立体３２ｂへ向かって押すためにピストン組立体２２０が動作させられると、流体（空気）圧が入口２８４を通じて圧力室２６８に伝えられる。圧力室２６８内の圧力はダイアフラム２７０とピストン２７４とを右（図６で見て）へ向かって押す。この結果として、力がピストン２７４からピストンロッド２７８を介して圧力板組立体６６ｂに伝達されることになる。圧力板組立体６６ｂに加えられる力を減らす時は、圧力板組立体２６８への入口２８４が大気中に通じさせられる。
【００６８】
ピストン組立体２２２ないし２３０はピストン組立体２２０と同じ構造および同じ動作態様を持つ。ピストン組立体２２０〜２３０（図７）は円形アレイで配置されている。ピストン組立体２２０〜２３０の円形アレイは、力伝達組立体１０ｂの長手方向中心軸２８ｂと一致する中心軸を有する。
【００６９】
各ピストン組立体２２０〜２３０は、ピストンロッド２７８の中心軸と一致する中心軸を有する。ピストン組立体２２０〜２３０の中心軸は力伝達組立体１０ｂの長手方向中心軸２８ｂと平行に延びている。ピストン組立体２２０〜２３０の中心軸は力伝達組立体１０ｂの長手方向中心軸２８ｂから同じ距離だけずれている。
【００７０】
ピストン組立体２２０〜２３０は、圧力板組立体６６ｂとは反対の装着端部部分４４ｂの側に円形アレイで装着されるモジュールユニットを構成する。ピストン組立体２２０は別々のモジュールユニットとして構成されているために、それらは装着端部部分４４ｂとは別々に製作されて、力伝達組立体１０ｂの製作中にその装着端部部分に連結される。
【００７１】
本発明の説明した実施形態では、ピストン組立体２２０ｂはノースカロライナ州シャーロッテ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ）所在のインディアン・ヘッド・インダストリーズ（Ｉｎｄｉａｎ  Ｈｅａｄ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）のＭＧＭのブレーキ事業部から部品番号１４３００１または１４３６００１の名称下で得られた。１つの特定の構造を有するピストン組立体２２０〜２３０の上記特定の出所は説明を明瞭にするためにここで述べたものであることを理解すべきである。ピストン組立体２２０〜２３０は多くの異なる構造の任意の１つを持つことができること、および多くの異なる出所の任意の１つから入手できることが考えられる。
【００７２】
図６に示されている本発明の実施形態では、力伝達組立体１０ｂの右端部（図示せず）の構造は図２の力伝達組立体１０の右端部の構造と同じである。しかし、望むならば、力伝達組立体１０ｂの右端部は異なる構造を持つことができることが考えられる。たとえば、力伝達組立体１０ｂの右端部は米国特許第４，６０９，０７６号に開示されている構造に類似する構造を持つことができる。また、力伝達組立体１０ｂの力伝達能力をさらに調節するために、ピストン組立体２２０〜２３０に類似するピストン組立体を力伝達組立体１０の右端部に組み合わせることができることも考えられる。
結論
本発明は、係合されている複数の状態と切り離されている状態との間で動作できる新規、かつ改良された力伝達組立体を提供するものである。力伝達組立体１０は第１のピストン領域１１２と第２のピストン領域１１８を有する。流体圧が第１のピストン領域１１２に加えられて第１の大きさの力を伝える。流体圧が第２のピストン領域１１８に加えられて第２の大きさの力を伝える。第１のピストン領域１１２と第２のピストン領域１１８は力伝達組立体１０の１つの軸線方向端部部分４６に配置されている。
【００７３】
また、力伝達組立体１０は、力伝達組立体１０によって伝えられる力の大きさを変えるために流体圧が加えられる第３のピストン領域１５６と第４のピストン領域１５８を含むことができる。第３のピストン領域１５６と第４のピストン領域１５８は、第１のピストン領域および第２のピストン領域が配置されている端部部分とは反対の側の、力伝達組立体１０の軸線方向の端部部分４４に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された力伝達組立体の端面図である。
【図２】力伝達組立体の構造を詳しく示す、図１の線２−２に概ね沿ってとった拡大断面図である。
【図３】図２の一部の拡大部分断面図である。
【図４】図２の他の部分の拡大部分断面図である。
【図５】力伝達組立体の第２の実施形態の一部の、図４に概ね類似する拡大部分断面図である。
【図６】力伝達組立体の第３の実施形態の一部の、図２に概ね類似する部分断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の構造を詳しく示す、図６の線７−７に概ね沿ってとった端面図である。
【符号の説明】
１０    力伝達組立体
１２    ローター組立体
１４    ベース組立体
１８    ハブ
２２    キー溝
２６    歯
３２    摩擦円板組立体
３４    コア
３８    摩擦円板
４４    装着端部部分
４６    ばね端部部分
５０    スタッド
５２    クランプチューブ
５６    ロックナット
６２    反作用円板組立体
６４    通路
６６、６８    圧力板組立体
７２    らせんコイルばね
７６    ばね組立体
８２、８４、１４６、１４８、１５６、１５８    シリンダー室
８６、８８、１５２、１５４、２００、２０２、２０４、２３６、２３８    制御弁
９０    静止部
９２    ばね室
９８、１１４、１２０、１４２、１８４、１８８、１９４    ピストン部
１０２    ねじ
１０４    スペーサーチューブ
１０６    くぼみ
１１２、１１８    ピストン表面領域
１１４、１４０、１８２、２７４    ピストン
１２４、１２６、１３０、１３２    側壁
１５６、１５８、１８６、１９０、１９６    ピストン領域
１６４    制御器
１６６、１６８、１７０    リード
２２０、２２４、２２６、２２８、２３０    ピストン組立体
２４２    入口
２４４、２４６、２４８    導管
２６４    ハウジング
２６６    ばね室
２６８    圧力室
２７０    ダイアフラム
２７８    ピストンロッド
【図１】
0004354560.tif 000002
【図２】
0004354560.tif 000003
【図３】
0004354560.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004354560.tif 000006
【図６】
0004354560.tif 000007
【図７】
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