JP2010084892A

JP2010084892A - 皿バネ組付体

Info

Publication number: JP2010084892A
Application number: JP2008256359A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kobayashi; 進小林; Shigeo Takahashi; 繁雄高橋; Hideji Sadakari; 秀治貞苅
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2010-04-15

Abstract

【課題】コストを上昇させないで皿バネによる調芯力を発揮させることができる皿バネ組付体を提供すること。
【解決手段】軸方向に延在した取付部６ａを有するとともに、取付部６ａの先端外周面に爪部６ｂを有し、かつ、取付部６ａの末端外周面に段差部６ｃを有する所定の部材６と、取付部６ａの外周に配されるとともに、段差部６ｃと当接する環状部材５ａと、取付部６ａの外周に配されるとともに、内周端部が爪部６ｂに引っ掛かり、かつ、外周端部が環状部材５ａに当接して段差部６ｃ側に付勢する皿バネ８と、を備え、皿バネ８の内周端部は、爪部６ｂ、及び取付部６ａの外周面と圧接し、皿バネ８の外周端部は、環状部材５ａと圧接し、皿バネ８は、弾性変形を伴って組み付けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、所定の部材に環状部材を一体係合させる皿バネを組付けた皿バネ組付体に関する。

所定の部材に環状部材を一体係合させる皿バネを組付けた皿バネ組付体として、例えば、内側ハウジングと外側ハウジングの間にスライド可能に配された環状ピストンにレリーズベアリングを一体係合させる皿バネを組付けた油圧式クラッチレリーズ装置がある。油圧式クラッチレリーズ装置では、皿バネの内周端部が環状ピストンのクラッチ側の先端部近傍の外周面に形成された爪部に引っ掛かり、皿バネの外周端部がレリーズベアリング（例えば、外輪又は内輪）を環状ピストンに形成された段差部（フランジ部）に押さえ込むことで、環状ピストンにレリーズベアリングが調芯可能に一体係合している。

例えば、特許文献１では、転動する転動体を介在させる２つの同心的なレースを有する転がり軸受からなるクラッチ解離軸受であって、前記転がり軸受が、ポリマー材料から成るシフトスリーブ上に半径方向でシフト可能に配置されており、かつ前記転がり軸受の一方のレースが、前記シフトスリーブの半径方向外向きフランジと皿ばねとの間に締込まれた半径方向内向きフランジを有し、前記皿ばねがその半径方向内位範囲で、前記シフトスリーブの周溝内で夫々支持されている複数の舌片部に分割されている形式のものが開示されている。

特開昭６２−２８３２２１号公報特開２００２−３４００２２号公報

皿バネを環状ピストンに組付ける際、皿バネの内周端部は、環状ピストンの爪部によって外周側に一旦広がってから内周側に狭まる過程で、皿バネの内周端部が外周側に広がったときに塑性変形を伴うので、皿バネがレリーズベアリングを環状ピストンの段差部（フランジ部）に押さえ付ける荷重が狙い通りに出せないことがある。また、皿バネの内周端部が外周側に広がったときの塑性変形によって皿バネの内周端部が環状ピストンの外周面に接触しない状態になることがあり、皿バネによる調芯力が減少することがある。

ところで、特許文献２では、組付け時に皿バネを環状ピストンに圧入しないで、ピストン部材の反シリンダ空間側に皿ばねガイドを配置し、そこに収容される皿ばねを介してクラッチレリーズ軸受をピストン部材に一体係合すると共に、皿ばねガイドとピストン部材を嵌合により一体構造としたものが開示されている。この技術によれば、組付け時の皿ばねの塑性変形がないものの、皿バネの自由状態の内径が皿ばねガイドの円筒部より大きく構成されているため、組付けた状態では皿ばねの内周端部が皿ばねガイドの円筒部の外周面に接触しない状態になり、皿ばねによる調芯力が減少することがある。また、ピストンがピストン部材と皿ばねガイドに分割した構成であるので、構造が複雑であり、装置のコストが上昇してしまう。

本発明の主な課題は、コストを上昇させないで皿バネによる調芯力を発揮させることができる皿バネ組付体を提供することである。

本発明の第１の視点においては、所定の部材に環状部材を一体係合させる皿バネを組付けた皿バネ組付体において、軸方向に延在した取付部を有するとともに、前記取付部の先端外周面に爪部を有し、かつ、前記取付部の末端外周面に段差部を有する所定の部材と、前記取付部の外周に配されるとともに、前記段差部と当接する環状部材と、前記取付部の外周に配されるとともに、内周端部が前記爪部に引っ掛かり、かつ、外周端部が前記環状部材に当接して前記段差部側に付勢する皿バネと、を備え、前記皿バネの内周端部は、前記爪部、及び前記取付部の外周面と圧接し、前記皿バネの外周端部は、前記環状部材と圧接し、前記皿バネは、弾性変形を伴って組み付けられていることを特徴とする。

本発明の前記皿バネ組立体において、前記爪部と前記段差部の軸方向の間隔は、前記皿バネの自由時の高さよりも小さく設定されていることが好ましい。

本発明の第２の視点においては、所定の部材に環状部材を一体係合させる皿バネを組付けた皿バネ組付体において、軸方向に延在した取付部を有するとともに、前記取付部の先端外周面に爪部を有する第１の部材と、前記軸方向において前記爪部に所定の距離離間して対向する対向面を有するとともに、前記第１の部材に係合する第２の部材と、前記第１の部材の前記爪部と前記第２の部材の対向面との間に弾撥的に配設される皿バネと、を備え、前記皿バネの内周端部は、前記爪部と前記取付部の外周部と圧接し、前記皿バネの外周端部は、前記対向面に圧接して組み付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、皿バネの内周端部及び外周端部が軸方向で接するとともに、皿バネの内周端部が径方向で接するように、皿バネの自由高さ、皿バネの自由内径、爪部と段差部の軸方向の間隔（皿バネの組付時高さ）、爪部の外周面の径（皿バネの組付時最大内径）、及び取付部（爪部を除く）の外周面の径（皿バネの組付時内径）を設定することにより、組付状態の皿バネの反力が安定した状態となり、皿バネによる調芯力を安定化させることができる。また、所定の部材が取付部で分割した構成とはなっていないので装置のコストが上昇することがない。

本発明の実施形態１に係る皿バネ組付体では、軸方向に延在した取付部（図３の６ａ）を有するとともに、前記取付部（図３の６ａ）の先端外周面に爪部（図３の６ｂ）を有し、かつ、前記取付部（図３の６ａ）の末端外周面に段差部（図３の６ｃ）を有する所定の部材（図３の６）と、前記取付部（図３の６ａ）の外周に配されるとともに、前記段差部（図３の６ｃ）と当接する環状部材（図３の５ａ）と、前記取付部（図３の６ａ）の外周に配されるとともに、内周端部が前記爪部（図３の６ｂ）に引っ掛かり、かつ、外周端部が前記環状部材（図３の５ａ）に当接して前記段差部（図３の６ｃ）側に付勢する皿バネ（図３の８）と、を備え、前記皿バネ（図３の８）の内周端部は、前記爪部（図３の６ｂ）、及び前記取付部（図３の６ａ）の外周面と圧接し、前記皿バネ（図３の８）の外周端部は、前記環状部材（図３の５ａ）と圧接し、前記皿バネ（図３の８）は、弾性変形を伴って組み付けられている。

本発明の実施形態２に係る皿バネ組付体では、軸方向に延在した取付部（図３の６ａ）を有するとともに、前記取付部（図３の６ａ）の先端外周面に爪部（図３の６ｂ）を有する第１の部材（図３の６）と、前記軸方向において前記爪部（図３の６ｂ）に所定の距離離間して対向する対向面を有するとともに、前記第１の部材（図３の６）に係合する第２の部材（図３の５ａ）と、前記第１の部材（図３の６）の前記爪部（図３の６ｂ）と前記第２の部材（図３の５ａ）の対向面との間に弾撥的に配設される皿バネ（図３の８）と、を備え、前記皿バネ（図３の８）の内周端部は、前記爪部（図３の６ｂ）と前記取付部（図３の６ａ）の外周部と圧接し、前記皿バネ（図３の８）の外周端部は、前記対向面に圧接して組み付けられている。

本発明の実施例１に係る皿バネ組付体について、油圧式クラッチレリーズ装置を例に図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る皿バネ組付体を含む油圧式クラッチレリーズ装置の構成を模式的に示した断面図である。図２は、本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネの自由状態（組付け前）の構成を模式的に示した（Ａ）平面図、及び（Ｂ）断面図である。図３は、本発明の実施例１に係る皿バネ組付体の構成を模式的に示した断面図である。図４は、本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネの付勢方向を模式的に示した模式図である。

図１を参照すると、油圧式クラッチレリーズ装置は、内側ハウジング１と外側ハウジング２と第２環状ピストン７とによって内側ハウジング１と外側ハウジング２との間に油室４を形成し、油室４内の油圧によって環状ピストン６、７、及びレリーズベアリング５を回転軸の軸方向へ移動してクラッチ（図示せず）を遮断状態にする装置である。油圧式クラッチレリーズ装置は、内側ハウジング１と、外側ハウジング２と、シール３と、油室４と、レリーズベアリング５と、第１環状ピストン６と、第２環状ピストン７と、皿バネ８と、リターンスプリング９と、シート部材１０と、カバー部材１１と、止め輪１２と、シール１３と、ストッパ部材１４と、を有する。

内側ハウジング１は、環状（ドラム状、筒状）の部材であり、シリンダ室の一部となる。内側ハウジング１は、筒状部１ａと、フランジ部１ｂと、を有する。筒状部１ａは、変速機（図示せず）の入力軸（図示せず）を包囲する部分である。フランジ部１ｂは、筒状部１ａの一端から外周方向に延在した部分である。

外側ハウジング２は、所定間隔をおいて内側ハウジング１を包囲するように配され、シリンダ室の一部となる。外側ハウジング２は、油ポート２ａと、取付フランジ２ｂと、段差部２ｃと、を有する。油ポート２ａは、クラッチマスタシリンダ（図示せず）等から供給された圧油を油室４に供給する油路となる部分である。取付フランジ２ｂは、変速機等に取り付けるためのフランジ形状部分である。段差部２ｃは、外側ハウジング２のフランジ部１ｂ側の面に形成された凹部であり、油室４の外周にて環状に形成されている。段差部２ｃは、油ポート２ａからの圧油を油室４に供給する油路となる。

シール３は、弾性材料よりなり、油室４を密封する環状のシール部材である。シール３は、内側ハウジング１と外側ハウジング２の間に配され、第２環状ピストン７の凹部７ａに装着されている。

油室４は、内側ハウジング１、外側ハウジング２、及び第２環状ピストン７に囲まれた環状のシリンダ室である。油室４は、段差部２ｃとフランジ部１ｂの間の油路、及び油ポート２ａを介してクラッチマスタシリンダ（図示せず）等に接続されている。

レリーズベアリング５は、皿バネ８によって第１環状ピストン６に調芯可能に取り付けられたボールベアリングである。レリーズベアリング５の内輪５ａは、内周部分にて皿バネ８によって第１環状ピストン６に調芯可能に取り付けられた非回転の環状部材であり、皿バネ８の外周端部と当接している。内輪５ａは、外周部分のリターンスプリング９側の面にてシート部材１０を介してリターンスプリング９の付勢力を受けている。内輪５ａの内周端部は、第１環状ピストン６の取付部６ａの外周面と所定のクリアランス（少なくとも爪部６ｂが挿通可能なクリアランス）を介して配される。レリーズベアリング５の外輪５ｂは、ボールを介して内輪５ａに回動可能に支持されており、クラッチ側（図１の右側）の端部にてダイヤフラムスプリング（図示せず）と常時接合している。したがって、外輪５ｂは、ダイヤフラムスプリング（図示せず）と一体的に回転する。なお、ダイヤフラムスプリング（図示せず）は、プレッシャプレート（図示せず）を介してクラッチディスク（図示せず）をフライホイール（図示せず）に圧接させる。

第１環状ピストン６は、内側ハウジング１と外側ハウジング２の間において第２環状ピストン７の摺動により軸方向（図１の左右方向）に摺動可能に作動する筒状部材である。第１環状ピストン６は、外側ハウジング２に収容されない部位にレリーズベアリング５を取り付けるための取付部６ａを有する。取付部６ａは、先端外周面に皿バネ８の内周端部を引掛けるための爪部６ｂを有し、末端外周面にレリーズベアリング５の内輪５ａの座部となる段差部６ｃを有する。第１環状ピストン６は、油室４側の端部にて第２環状ピストン７と接離可能に当接している。第１環状ピストン６の取付部６ａの詳細は、後述する。

第２環状ピストン７は、内側ハウジング１と外側ハウジング２の間において油圧により軸方向（図１の左右方向）に摺動可能に作動する部材である。第２環状ピストン７は、油室４側の端部にシール３を装着するための凹部７ａを有する。第２環状ピストン７は、クラッチ側（図１の右側）の端部にて第１環状ピストン６と接離可能に当接している。

皿バネ８は、第１環状ピストン６の取付部６ａにレリーズベアリング５の内輪５ａを調芯可能に取り付けるためのばね弾性を有する皿状の部材である。皿バネ８は、外周部に環状に形成された外周環状部８ａを有し、外周環状部８ａの内周端部から内周側に突出した複数の内周凸部８ｂを有し、隣り合う内周凸部８ｂ間に凹部８ｃを有する（図２参照）。外周環状部８ａの外周端部は、レリーズベアリング５の内輪５ａを第１環状ピストン６の段差部６ｃに向けて付勢する（図４参照）。内周凸部８ｂは、所定の位置で曲った部分を有する。内周凸部８ｂの内周端部は、第１環状ピストン６の爪部６ｂに引っ掛かり、爪部６ｂを第１環状ピストン６の取付部６ａの先端側に付勢するとともに、取付部６ａの外周面を内周側に付勢する（図４参照）。皿バネ８は、皿バネ８を組付けた時に、皿バネ８の組付高さｈが変動しても安定した反力を得ることを要する。皿バネ８の詳細については、後述する。

リターンスプリング９は、入力軸（図示せず）の軸方向（図１の左右方向）であってシート部材１０とカバー部材１１のシート部１１ａとの間に介在している。リターンスプリング９は、シート部材１０を介してレリーズベアリング５をダイヤフラムスプリング（図示せず）側に付勢している。

シート部材１０は、リターンスプリング９の一端を支持するための部材であり、レリーズベアリング５の内輪５ａに取り付けられている。

カバー部材１１は、リターンスプリング９の外周をカバーする円筒状の部材である。カバー部材１１は、環状ピストン６、７が油室４側にスライドしたときにもレリーズベアリング５と抵触しないように設定されている。カバー部材１１は、変速機側（図１の左側）の端部にて内周側に延在したシート部１１ａを有する。シート部１１ａは、リターンスプリング９の他端を支持し、外側ハウジング２に当接している。

止め輪１２は、環状ピストン６、７のクラッチ側（図１の右側）へのスライドを規制する環状部材である。止め輪１２は、内側ハウジング１の外周面のクラッチ側（図１の右側）の端部の近傍に形成された溝に取り付けられている。

シール１３は、内側ハウジング１のフランジ部１ｂと外側ハウジング２との接合面を封止するための弾性材料よりなる環状部材である。シール１３は、油室４及び油ポート２ａよりも外周側に配されている。

ストッパ部材１４は、シール３の変速機側（図１の左側）へのスライドを規制する環状部材である。ストッパ部材１４は、エンジン（図示せず）のクランクシャフト（図示せず）によってもたらされる軸方向振動の油圧系への伝播遮断のためにピストンを完全分離した際に、シール３が段差部２ｃとフランジ部１ｂの間の油路で傷付かないようにするためのものである。ストッパ部材１４は、内側ハウジング１の円筒部１ａの外周にて、油室４のフランジ部１ｂ近傍の部分から段差部２ｃとフランジ部１ｂの間の油路において、回動可能に配置されている。

次に、本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネの特性について図面を用いて説明する。図５は、本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネのひずみ−応力特性を示したグラフである。図６は、本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネの組付時高さ−調芯荷重特性を示したグラフである。

皿バネ８の組付けの過程において、皿バネ８の内径の変化に着目すると、爪部６ｂを通過する過程で自由状態の自由時内径ｄ_ｗ（図２（Ｂ）参照）から組付時最大内径ｄ_１（図３参照）となり、爪部６ｂを超えて取付部６ａの外周面と当接する過程で組付時最大内径ｄ_１から片側変動量ΔＬ（図３参照）の２倍だけ戻り、組付時直径ｄ_２（図３参照）となる。皿バネ８は、爪部６ｂを通過する過程で主に内周凸部８ｂの曲った部分で塑性変形を伴い、爪部６ｂを超えて取付部６ａの外周面と当接するまでの過程で塑性変形した状態で片側変動量ΔＬの２倍だけ戻る。組付時最大内径ｄ_１での塑性変形量は皿バネ８の組付時高さｈ（図３参照）により変動するが、片側変動量ΔＬが決まっていれば、図５のように反力Ｆ（弾性力）はほぼ同じで安定し、所定の組付時高さｈの範囲で、図６のように皿バネ８の調芯荷重が安定する。

なお、組付時高さｈを高くした場合、皿バネ８の内周端部及び外周端部が軸方向で接していても、内周端部が径方向で接していない領域（内径非接触領域）では、組付時高さｈが高くなるにつれて皿バネ８の調芯荷重の減少が急になる（図６参照）、一方、組付時高さｈを低くした場合、皿バネ８の内周端部及び外周端部が軸方向で接し、かつ、内周端部が径方向で接していても、皿バネ８の塑性変形過大領域では、組付時高さｈが低くなるにつれて皿バネ８の調芯荷重の減少が急になる（図６参照）。

以上のことから、皿バネ８は、内周端部及び外周端部が軸方向で接するとともに、内周端部が径方向で接し、かつ、適度な塑性変形領域内（弾性変形を伴う安定領域）で、組付状態の調芯加重が安定し、反力が安定する。このように安定した状態は、皿バネ８の自由高さｈ_ｗ、皿バネ８の自由内径ｄ_ｗ、皿バネ８の組付時高さｈ、皿バネ８の組付時内径ｄ_１、及び皿バネ８の組付時内径ｄ_２の組み合わせにより決定される。例えば、皿バネ８の自由高さｈ_ｗ＝４．７ｍｍ、皿バネ８の自由内径ｄ_ｗ＝３４．０５ｍｍ、皿バネ８の組付時高さｈ＝３．６、皿バネ８の組付時最大内径ｄ_１＝３４．２ｍｍ、皿バネ８の組付時内径ｄ_２＝３３．２ｍｍとすることで、皿バネ８の内周端部及び外周端部が軸方向で接するとともに、皿バネ８の内周端部が径方向で接し、かつ、塑性変形を伴わない領域に入り、組付状態の調芯加重が安定し、反力が安定した状態を達成することができる。

実施例１によれば、皿バネ８の内周端部及び外周端部が軸方向で接するとともに、皿バネ８の内周端部が径方向で接し、かつ、適度な塑性変形領域となるように、皿バネ８の自由高さｈ_ｗ、皿バネ８の自由内径ｄ_ｗ、皿バネ８の組付時高さｈ（第１環状ピストン６の爪部６ｂと段差部６ｃの軸方向の間隔）、皿バネ８の組付時最大内径ｄ_１（第１環状ピストン６の爪部６ｂの外周面の径）、及び皿バネ８の組付時内径ｄ_２（第１環状ピストン６の取付部６ａ（爪部６ｂを除く）の外周面の径）を設定することにより、組付状態の皿バネ８の反力が安定した状態となり、皿バネによる調芯力を安定化させることができる。また、第１環状ピストン６が取付部６ａで分割した構成ではないので装置のコストが上昇することがない。

本発明の実施例１に係る皿バネ組付体を含む油圧式クラッチレリーズ装置の構成を模式的に示した断面図である。本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネの自由状態（組付け前）の構成を模式的に示した（Ａ）平面図、及び（Ｂ）断面図である。本発明の実施例１に係る皿バネ組付体の構成を模式的に示した断面図である。本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネの付勢方向を模式的に示した模式図である。本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネのひずみ−応力特性を示したグラフである。本発明の実施例１に係る皿バネ組付体における皿バネの組付時高さ−調芯荷重特性を示したグラフである。

符号の説明

１内側ハウジング
１ａ筒状部
１ｂフランジ部
２外側ハウジング
２ａ油ポート
２ｂ取付フランジ
２ｃ段差部
３シール
４油室（シリンダ室）
５レリーズベアリング
５ａ内輪（環状部材、第２の部材）
５ｂ外輪
６第１環状ピストン（所定の部材、第１の部材）
６ａ取付部
６ｂ爪部
６ｃ段差部
７第２環状ピストン
７ａ凹部
８皿バネ
８ａ外周環状部
８ｂ内周凸部
８ｃ凹部
９リターンスプリング
１０シート部材
１１カバー部材
１１ａシート部
１２止め輪
１３シール
１４ストッパ部材

Claims

軸方向に延在した取付部を有するとともに、前記取付部の先端外周面に爪部を有し、かつ、前記取付部の末端外周面に段差部を有する所定の部材と、
前記取付部の外周に配されるとともに、前記段差部と当接する環状部材と、
前記取付部の外周に配されるとともに、内周端部が前記爪部に引っ掛かり、かつ、外周端部が前記環状部材に当接して前記段差部側に付勢する皿バネと、
を備え、
前記皿バネの内周端部は、前記爪部、及び前記取付部の外周面と圧接し、
前記皿バネの外周端部は、前記環状部材と圧接し、
前記皿バネは、弾性変形を伴って組み付けられていることを特徴とする皿バネ組立体。
前記爪部と前記段差部の軸方向の間隔は、前記皿バネの自由時の高さよりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載の皿バネ組立体。
軸方向に延在した取付部を有するとともに、前記取付部の先端外周面に爪部を有する第１の部材と、
前記軸方向において前記爪部に所定の距離離間して対向する対向面を有するとともに、前記第１の部材に係合する第２の部材と、
前記第１の部材の前記爪部と前記第２の部材の対向面との間に弾撥的に配設される皿バネと、
を備え、
前記皿バネの内周端部は、前記爪部と前記取付部の外周部と圧接し、
前記皿バネの外周端部は、前記対向面に圧接して組み付けられていることを特徴とする皿バネ組立体。