JP5588256B2 - クラッチ切断装置を組み込んだ引張り型摩擦クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、特にレースで使用することのできる、流体式クラッチ切断装置を組み込んだ摩擦クラッチに関するものである。
本発明は特に引張り型摩擦クラッチに関わるものであるが、引張り型摩擦クラッチとは、クラッチ装置を切断するためにばね装置がクラッチの押圧板の方向へ押されるのではなく、押圧板から引き離される型式のクラッチのことである。

この種の摩擦クラッチはすでに特許文献１から知られている。この場合、クラッチの切断に必要な摩擦クラッチ内部のスラスト力はクラッチハウジングで支持され、その結果クラッチ切断過程は実質的にスラスト力なしで行われ、エンジンのクランク軸支持部はクラッチの操作に伴って発生するスラスト力を吸収する必要がない。

この公知の構成の欠点は、クラッチの構成が比較的複雑なこと、クラッチを切断するために多量の圧力流体を必要とすることである。また、操作には、クラッチペダル操作時に必要量の圧力流体をクラッチ装置に組み込んだスレーブシリンダに送りこむ、特にクラッチ装置に適合した、大容積の、操作システムのマスターシリンダが必要である。

特にレースに使用するに際してはクラッチは頻繁に交換され、特殊なレースに対しては引張り型クラッチと押圧型クラッチとの間で選択が行われる。

前記公知の引張り型クラッチを備え、これに適合したマスターシリンダを備えた車両の場合、引張り型クラッチのみを従来の押圧型クラッチと交換すると、マスターシリンダのサイズが押圧型クラッチ用に選定されていて大容積であるために、クラッチのばね装置が軸線方向へ大きく回動しすぎて、よってばね装置が過大に押圧されて、ばね装置が損傷することがある。

独国特許出願公開第１０２００４００８０３２Ａ１号明細書

本発明の課題は、上記の欠点を解消し、クラッチの構成を簡潔にすることである。

この課題を解決するため、請求項１に記載の摩擦クラッチが設けられている。
本発明によれば、クラッチ切断装置は、非回転ハウジングを有し、この非回転ハウジングによって、クラッチ切断装置が、第１のころ軸受装置を介してクラッチハウジング装置に軸方向において支持され、圧力流体室は、非回転ハウジングと、非回転ハウジング内に軸方向に変位可能に配置された第２のころ軸受装置の、リングピストンとして形成された、半径方向の段部を有する外側リングによって画成される。従って、たとえば第２のころ軸受装置に配置されるリングピストンのような別個の部材を中間接続する必要がない。この場合、半径方向の外径を外側リングの外側半径に制限できるので有利である。

従って、圧力流体室の半径方向外側の径は、第２のころ軸受装置の外径に相当している。これによって、外側リングによって形成されるリングピストンの有効流体横断面積を１５００ｍｍ^２以下に形成することが可能である。最も好ましくは、有効流体横断面積が１３００ｍｍ^２以下に形成されていることである。本発明によれば、有効流体横断面積は公知の一体型クラッチ切断システムのものよりもはるか以下の値であり、従って非一体型マスター・スレーブシリンダシステムのスレーブシリンダの有効流体横断面積の範囲にある。

有利な実施態様によれば、クラッチ切断装置は第１のころ軸受装置のみを介してクラッチハウジング装置に対し支持され且つ心合わせされ、非回転ハウジングは第１のころ軸受装置の内側リングを担持する。

この場合、クラッチ切断装置はクラッチハウジングまたは変速装置ハウジングに対する堅固な結合部を有しておらず、単に流体用接続部材およびこれに付属の接続管のみを介して回転を阻止されるので、組み立てを比較的簡単に行うことができて有利である。従って、支持の軸ずれまたは余剰性がない。よってシステムは支障なく組み立て可能であり、ほぼ自動調心性を有している。

本発明によれば、非回転ハウジングは定置の密封要素を有し、密封要素は非回転ハウジングの溝の中に配置されて圧力流体室の圧力作用面の外径および内径を決定しており、第２のころ軸受装置の外側リングは、軸線方向に変位可能に密封要素において密封状態で案内されている、圧力流体室の圧力作用面の半径方向の段部の分だけ半径方向にずれている２つの外周面を有し、外側リングの圧力流体室の圧力作用面の外径を有する部分の半径方向内側の段部内に、第２のころ軸受装置の転動体及び内側リングが配置されている。好ましくは、２つの溝がハウジングの１つの内周面に配置される。これにより、外側リングの、軸線方向にずれている２つの外周面を、その材料強度の点で非常に薄壁に、スリーブの形状に構成でき、よって圧力作用面の外側半径部も内側半径部も最小化することができる。このため、外側リングは、該外側リングの、転動体用の走行軌道を有している部分に、半径方向内側へ延在する側部部分が接続し、該側部部分が軸線方向に延在するスリーブ部分へ移行し、該スリーブ部分が好ましくはころ軸受装置の内側リングと同じ内径を有するように構成されている。

本発明の他の有利な構成によれば、クラッチが完全に切断されたとき、第２のころ軸受装置の外側リングの１つの密封面が軸線方向において非回転ハウジングから突出し、非回転ハウジングと第２のころ軸受装置とに当接して密封面を保護するカバー状の弾性要素が設けられている。好ましくは、第２のころ軸受装置の外側リングの第２の密封面は、クラッチを完全に接続したときに第２の密封面が少なくとも部分的に半径方向において第１のころ軸受装置の内側に配置されるように、配置されている。

この場合、ピストンスカート全体を覆うハウジングを有する構成に比べて軸線方向の構造スペースが少なくなっているので有利である。

前記弾性要素は好ましくはゴムカバーとして形成され、ピストン自由面を、すなわち外側リングの外周を汚染から保護するため、すなわちクラッチからの特殊な塵埃から保護するために用いる。

本発明の他の有利な構成によれば、クラッチ切断リングは、ばね装置の領域において半径方向外側へ延在し、且つ半径方向においてころ軸受装置の外側で当接点Ｂでばね装置に係合する。

この場合、外側リングの動力導入半径部が比較的押圧板に近い位置にあり、これによってばね装置のばね舌片部の領域において弾性があまり強くクラッチ切断経路に作用しないので有利である。

本発明によれば、引張り型クラッチの構成は、ばね装置が半径方向外側においてクラッチハウジング装置に対し当接点Ａで間接的または直接的に当接し、押圧板が、クラッチハウジング装置に対するばね装置の当接点Ａとばね装置に対するクラッチ切断リングの当接点Ｂとの間で当接点Ｃでばね装置に当接するように選定されている。

この場合、特に有利な構成によれば、クラッチハウジング装置に対するばね装置の当接点Ａとばね装置に対する押圧板の前記当接点Ｃとの間隔（距離ＡＣ）と、ばね装置に対するクラッチ切断リングの当接点Ｂとばね装置に対する押圧板の当接点Ｃとの間隔（距離ＢＣ）とは、実質的に等しい大きさである。

ばね装置は前記当接点Ａでクラッチ切断のために回動するので、これから有利なレバー比１：２が生じる。前記当接点Ｂをさらに半径方向外側へ、前記当接点Ｃの方向へずらせば、クラッチ切断経路に関し短い経路が生じ、この短いクラッチ切断経路はリングピストンの変位経路に対し有利に作用する。というのは、リングピストンの変位経路を対応的に短くすることができ、よってクラッチ切断装置の軸線方向の長さを短くすることができるからである。

レバー比が比較的短いことによりクラッチ切断力が大きくなり、すなわち摩擦クラッチを切断するために必要なリングピストンに作用する流体圧は大きくなるが、レバー比が比較的短いためにばね舌片の撓み量がより少なくなるので、逆にクラッチ切断経路は比例的に短くなる。これにより、押圧板が移動せずにばね舌片に投入されるエネルギー量が少なくて済むので、レバーがより大きく且つ押圧力がより小さいクラッチ切断構成のものに比べて調達すべきクラッチ切断力が著しく少なくなる。

摩擦クラッチの特に有利な構成によれば、ばね装置は半径方向外側においてクラッチハウジング装置に対し前記当接点Ａで１３０ｍｍと１５０ｍｍの間の半径で間接的にまたは直接的に当接し、クラッチハウジング装置に対するばね装置の当接点Ａとばね装置に対するクラッチ切断リングの当接点Ｂとの間隔は４０ｍｍよりも小さい。最も好ましくは、前記当接点Ｂが１３５ｍｍと１４５ｍｍとの間の半径上にあり、当接点ＡとＢの間の間隔が３６ｍｍよりも小さいことである。

本発明の他の有利な構成によれば、クラッチハウジング装置はクラッチ切断距離を制限するための機械的なストッパーを有し、該ストッパーは、ばね装置に対するクラッチ切断リングの当接点Ｂの半径方向領域において配置され、所定のクラッチ切断距離を上回ったときにばね装置が当該ストッパーに当接するように構成されている。この場合、マスターシリンダがクラッチペダルに適合していないためにかなりの量の圧力流体が圧力流体室に押し込まれても、ばね装置の誤った過圧および撓みが確実に阻止される。さらに、上記構成により、リングピストンを係止する、該リングピストンのクラッチ切断経路制限部を設けなくてもよい。このようなリングピストン係止部は、クラッチ切断装置の軸線方向の構造空間をかなり大きくさせる。

クラッチ切断リングの他の有利な構成によれば、クラッチ切断リングは、ばね装置に対する該クラッチ切断リングの当接点Ｂの半径方向外側に、ばね装置のばね舌片の間の中間空間の少なくともいくつかに係合する軸線方向の突出部を有している。これによりクラッチ切断リングとばね装置との間での相対回転が阻止される。さらに、本発明によれば、クラッチ切断リングの軸線方向の突出部は、ばね舌片を貫通し、ばね装置の代わりにクラッチ切断経路を制限するために用いられ、所定のクラッチ切断経路を越えたときにクラッチハウジング装置のストッパーに当接するようにしてもよい。

次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

プレートスタックの内側プレートの外径が１４０ｍｍのレーシング用クラッチ装置を示す図である。

図１は、プレートスタックの内側プレートの外径が１４０ｍｍのレーシング用クラッチ装置を示している。プレートスタックは２個の内側プレート４４と３個の外側プレート４６とから成る。押圧板１８は２つの部分から形成され、基板４８と押圧リング５０とから成る。プレートスタックは、押圧リング５０を介して、ダイヤフラムスプリングとして形成されたばね装置２２によって圧縮される。ダイヤフラムスプリングは、半径方向外側において、クラッチハウジング１２に当接して当接点Ａを形成しているワイヤーリング５２で支持されている。原動機から伝えられるトルクは通常どおりに回転クラッチハウジング１２を介して外側プレート４６へ伝えられ、そこから内側プレート４４と、伝動装置入力軸に嵌合しているハブ６０とへ伝えられる。

回転クラッチハウジング装置１２には、玉軸受として構成された第１のころ軸受装置が配置されている。第１のころ軸受装置は、内側リング３０を介して、回転しないクラッチ切断装置２０を支持している。なお前記玉軸受は、前記ハウジングによって形成される片側が開口した溝内に配置され、この溝は支持面と軸線方向のストッパーとを形成している。クラッチ切断装置２０は、圧力管を介してマスターシリンダ（図示せず）と流体接続可能な圧力流体用接続部材５４を含んでいる。圧力流体は、流体接続部材５４から管路を介して、環状空間として形成された圧力流体室２６内へ誘導される。圧力流体室２６は、玉軸受として形成された第２のころ軸受装置１６の外側リング２８と、クラッチ切断装置２０のハウジング２７とから直接形成される。クラッチ切断装置２０は密封要素３２，３４を受容するための２つの内周溝を有している。密封要素３２，３４は半径方向外側および内側で圧力流体室２６を密封する。外側リング２８は、半径方向外側の外周面３８を半径方向内側の外周面３６から区別する軸線方向の段部を有するように構成されている。両外周面３６，３８は両密封要素３２，３４と係合して密封され、リングピストンの２つのピストン壁を形成している。第２のころ軸受装置１６の内側リングは、クラッチ切断リング２４の外周に設けた適当な溝内に配置されている丸ワイヤースナップリング５６により軸線方向にて支持されている。圧力流体室２６は、外側リング２８にほぼ１３００ｍｍ^２の流体有効圧力面積を有している。この小さな環状面により、１インチの最大径を有し且つリングピストンのストロークが典型的な１８ｍｍである通常のマスターシリンダーを備えた車両において、クラッチを切断するために十分大きなクラッチ切断経路が得られるよう保証される。

これには、比較的短いダイヤフラムスプリング舌片も寄与する。ダイヤフラムスプリングは当接点Ａから当接点Ｂまで最大でわずか３６ｍｍしか延在していない。クラッチ切断リング２４はクラッチ側で半径方向外側へ延在し、当接点Ｂにおいてダイヤフラムスプリング舌片に当接している。さらに、クラッチ切断リング２４の軸線方向の突出部５８がダイヤフラムスプリング舌片の中間空間内へ延在している。ダイヤフラムスプリング舌片は、最大クラッチ切断操作の場合、クラッチハウジング装置の軸線方向のストッパー４２に当接し、それによってダイヤフラムスプリングの過度の押圧が阻止される。

本発明による摩擦クラッチにおいて特に有利なのは、クラッチ切断装置２０の軸線方向の長さが短いことである。これは、１つには、リングピストン２８のピストンスカート、すなわち前記外周面３８がハウジング２７によって完全に取り囲まれていないことによって実現される。クラッチを切断する場合、ピストンスカートはハウジング２７から軸線方向外側へ変位する。汚染を回避するため、ハウジングには弾性要素４０が密着するように固定されており、弾性要素４０はピストンスカート上方を覆い、軸線方向の変位運動に加わり、玉軸受１６で支持される。この支持は回転しない外側リングでも回転する内側リングでも行うことができるが、好ましくは図１に図示したように回転しない外側リングで行うのがよい。外周面３６を有している外側リング２８の第２のピストンスカートは、少なくともクラッチが完全に接続された場合、少なくとも部分的に半径方向内側にして第１のころ軸受装置１４の軸線方向領域に配置される。突出している前記ピストンスカートと、第１のころ軸受の下方に入り込む第２のピストンスカートとの組み合わせにより、ハウジング２７は、その軸線方向延在に関し、両ピストンスカートを備えた外側リング２８と実質的に同じ長さである。さらに、塵埃の問題に対しては、両ころ軸受装置１４，１６がクラッチの外側にあって、クラッチハウジング装置１２によりプレートスタックから遮蔽されているという利点がある。従って、両軸受はプレートスタックから発生する熱および塵埃にさらされる度合いが少ない。

１２ クラッチハウジング装置
１４ 第１のころ軸受装置
１６ 第２のころ軸受装置
１８ 押圧板
２０ クラッチ切断装置
２２ ばね装置
２４ クラッチ切断リング
２６ 圧力流体室
２７ ハウジング
２８ 外側リング
３０ 内側リング
３２ 密封要素
３４ 密封要素
３６ 外周面
３８ 外周面
４０ 弾性要素
４２ ストッパー
４４ 内側プレート
４６ 外側プレート
４８ 基板
５０ 押圧リング
５２ ワイヤーリング
５４ 流体接続部材
５６ 丸ワイヤースナップリング
５８ 軸線方向の突出部
６０ ハブ

Claims (7)

1. クラッチハウジング装置（１２）と、該クラッチハウジング装置（１２）と相対回転不能に且つ回転軸線（Ａ）の方向に移動可能に連結される押圧板（１８）と、該押圧板（１８）をクラッチ接続方向に付勢するばね装置（２２）とを含む摩擦クラッチであって、該摩擦クラッチを切断するため、前記ばね装置（２２）が、その半径方向内側領域において、第１のころ軸受装置（１４）を用いて前記クラッチハウジング装置（１２）に軸線方向において支持されるように組み込まれた流体式クラッチ切断装置（２０）のクラッチ切断リング（２４）により、前記押圧板から軸線方向へ引き離され、前記クラッチ切断装置が第２のころ軸受装置（１６）を含み、該第２のころ軸受装置（１６）が半径方向において前記クラッチ切断リング（２４）の外側に配置されて該クラッチ切断リング（２４）と連結され、且つ前記第１のころ軸受装置（１４）に対し軸線方向に変位可能であり、両ころ軸受装置（１４，１６）の間に、圧力流体で付勢可能で密封される圧力流体室（２６）が形成されている前記摩擦クラッチにおいて、
   前記クラッチ切断装置（２０）が、非回転ハウジング（２７）を有し、この非回転ハウジングによって、前記クラッチ切断装置（２０）が、前記第１のころ軸受装置（１４）を介して前記クラッチハウジング装置（１２）に軸方向において支持され、前記圧力流体室（２６）が、前記非回転ハウジング（２７）と、該非回転ハウジング内（２７）に軸方向に変位可能に配置された前記第２のころ軸受装置（１６）の、リングピストンとして形成された、半径方向の段部を有する外側リング（２８）によって画成されること、前記非回転ハウジング（２７）が定置の密封要素（３２，３４）を有し、前記密封要素（３２，３４）が前記非回転ハウジング（２７）の溝の中に配置されて前記圧力流体室（２６）の圧力作用面の外径および内径を決定しており、前記第２のころ軸受装置（１６）の前記外側リング（２８）が、軸線方向に変位可能に前記密封要素（３２，３４）において密封状態で案内されている、前記圧力流体室（２６）の圧力作用面の半径方向の段部の分だけ半径方向にずれている２つの外周面（３６，３８）を有し、前記外側リング（２８）の前記圧力流体室（２６）の圧力作用面の外径を有する部分の半径方向内側の段部内に、前記第２のころ軸受装置（１６）の転動体及び内側リングが配置されていることを特徴とする摩擦クラッチ。
2. 前記クラッチ切断装置（２０）が前記第１のころ軸受装置（１４）のみを介して前記クラッチハウジング装置（１２）に対し支持され且つ心合わせされ、前記非回転ハウジング（２７）が前記第１のころ軸受装置の内側リング（３０）を担持することを特徴とする、請求項１に記載の摩擦クラッチ。
3. 前記クラッチが完全に切断されたとき、前記第２のころ軸受装置（１６）の前記外側リング（２８）の１つの密封面（３８）が軸線方向において前記非回転ハウジング（２７）から突出し、該非回転ハウジング（２７）と前記第２のころ軸受装置（１６）とに当接して前記密封面（３８）を保護するカバー状の弾性要素（４０）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の摩擦クラッチ。
4. 前記クラッチ切断リング（２４）が、前記ばね装置（２２）の領域において半径方向外側へ延在し、且つ半径方向において前記ころ軸受装置（１４，１６）の外側で当接点（Ｂ）で前記ばね装置（２２）に係合することを特徴とする、請求項１に記載の摩擦クラッチ。
5. 前記ばね装置（２２）が半径方向外側において前記クラッチハウジング装置（１２）に対し当接点（Ａ）で間接的または直接的に当接し、前記押圧板（１８）が、前記クラッチハウジング装置に対するばね装置の当接点（Ａ）と前記ばね装置に対するクラッチ切断リングの当接点（Ｂ）との間で当接点（Ｃ）でばね装置（２２）に当接し、前記クラッチハウジング装置に対するばね装置の当接点（Ａ）と前記ばね装置に対する押圧板の当接点（Ｃ）との間隔と、前記ばね装置に対するクラッチ切断リングの当接点（Ｂ）と前記ばね装置に対する押圧板の当接点（Ｃ）との間隔とが、実質的に等しい大きさであることを特徴とする、請求項４に記載の摩擦クラッチ。
6. 前記ばね装置（２２）が半径方向外側において前記クラッチハウジング装置（１２）に対し前記当接点（Ａ）で１３０ｍｍと１５０ｍｍの間の半径で間接的にまたは直接的に当接し、前記クラッチハウジング装置に対するばね装置の当接点（Ａ）と前記ばね装置に対するクラッチ切断リングの当接点（Ｂ）との間隔が４０ｍｍよりも小さいことを特徴とする、請求項４に記載の摩擦クラッチ。
7. 前記クラッチハウジング装置（１２）がクラッチ切断距離を制限するための機械的なストッパー（４２）を有し、該ストッパー（４２）は、前記ばね装置に対するクラッチ切断リングの当接点（Ｂ）の半径方向領域において配置され、所定のクラッチ切断距離を上回ったときに前記ばね装置（２２）が当該ストッパー（４２）に当接するように構成されていることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載の摩擦クラッチ。

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