JP2004239424A - クラッチ操作機構 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ操作機構からクラッチカバー組立体に押圧荷重が付与される際に、クランクシャフト側への荷重の負担を低減する。
【解決手段】クラッチ操作機構８は、操作部材８３と、移動部材８４と、駆動機構８２とを備えている。操作部材８３は、クラッチカバー７１に相対回転可能に設けられ、雌ネジ８３ａを有する。移動部材８４は、前壁１１ａに対して回転不能にかつ軸方向に移動可能に設けられ、雌ネジ８３ａに螺合する雄ネジ８４ａを有する。この送りネジ機構８１によって、移動部材８４は、クラッチカバー７１に対して軸方向に移動する。これにより、移動部材８４を介してプレッシャープレート７２に押圧荷重が付与されるとともに、操作部材８３を介してクラッチカバー７１に押圧荷重と反対側にキャンセル荷重が付与されて、フライホイール３からクランクシャフト２に作用する荷重が低減する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ操作機構、特に、クランクシャフトに連結されたフライホイールとトランスミッションの前壁から延びる入力シャフトとの間でトルクを伝達及び遮断する装置であり、フライホイールに近接して配置された摩擦連結部を有し入力シャフトに連結されたクラッチディスク組立体と、フライホイールに固定されたクラッチカバーと摩擦連結部をフライホイールに押圧するプレッシャープレートとを有するクラッチカバー組立体とを備えたクラッチ装置において、プレッシャープレートに押圧荷重を付与するためのクラッチ操作機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ装置は、車両のエンジンのクランクシャフトに装着され、エンジンからのトルクをトランスミッションに伝達及び遮断するための装置である。クラッチ装置は、例えば、クランクシャフトの先端に固定されたフライホイールと、フライホイールの摩擦面に近接して配置された摩擦連結部を有するとともにトランスミッションの入力シャフトに連結されたクラッチディスク組立体と、フライホイールに装着され摩擦連結部をフライホイール側に押圧することができるクラッチカバー組立体と、クラッチカバー組立体に操作荷重を与えてクラッチ操作を行うためのクラッチ操作機構とを備えている。クラッチ操作機構は、例えば、油圧シリンダから構成され、トランスミッションハウジングの壁面に固定された環状ハウジングと、その中で軸方向に移動自在に配置されたピストンとから構成されている。ピストンは、クラッチカバー組立体の一部に操作荷重を付与することが可能となっており、環状ハウジング内の油室に外部から油圧が供給されると軸方向に移動する。
【０００３】
このようなクラッチ装置に使用されるクラッチカバー組立体として、クラッチ操作機構から押圧荷重を付与することによってクラッチ連結操作が行われる直押し式のクラッチカバー組立体がある。直押し式のクラッチカバー組立体は、フライホイールに固定されたクラッチカバーと、クラッチカバー内に配置され摩擦連結部に近接したプレッシャープレートと、クラッチカバーに支持されプレッシャープレートに当接するレバープレートとから構成されている。この場合、クラッチ操作機構は、レバープレートを押すことでプレッシャープレートに押圧荷重を付与する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように直押し式のクラッチカバー組立体を用いる場合は、クラッチ連結時には、常にクラッチ操作機構からクラッチカバー組立体に押圧荷重が付与され続けている。すなわち、大半の時間は、クラッチ操作機構からフライホイールに対して押圧荷重を付与していることになる。
【０００５】
ところで、クラッチ操作機構からの押圧荷重は、フライホイールからクランクシャフトに伝えられ、その反力は、クランクシャフトのスラスト軸受が負担している。したがって、上記のように、クラッチ操作機構からの荷重が大きい場合やその負荷時間が長い場合は、クランクシャフトのスラスト軸受への負担が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明の課題は、クラッチ操作機構からクラッチカバー組立体に押圧荷重が付与される際に、クランクシャフト側への荷重の負担を低減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のクラッチ操作機構は、下記のようなクラッチ装置に用いられる。クラッチ装置は、クランクシャフトに連結されたフライホイールとトランスミッションの前壁から延びる入力シャフトとの間でトルクを伝達及び遮断する装置であり、フライホイールに近接して配置された摩擦連結部を有し入力シャフトに連結されたクラッチディスク組立体と、フライホイールに固定されたクラッチカバーと摩擦連結部をフライホイールに押圧するプレッシャープレートとを有するクラッチカバー組立体とを備えている。クラッチ操作機構は、プレッシャープレートに押圧荷重を付与するための機構であって、操作部材と、移動部材と、駆動機構とを備えている。操作部材は、クラッチカバーに相対回転可能に設けられ、第１ネジ部を有する。移動部材は、前壁に対して回転不能にかつ軸方向に移動可能に設けられ、第１ネジ部に螺合して送りネジ機構を構成する第２ネジ部を有する。駆動機構は、操作部材を移動部材に対して回転させることで、移動部材をクラッチカバーに対して軸方向に移動させ、移動部材を介してプレッシャープレートに押圧荷重を付与するとともに、操作部材を介してクラッチカバーに押圧荷重と反対側にキャンセル荷重を付与することで、フライホイールからクランクシャフトに作用する荷重を低減させる。
【０００８】
このクラッチ操作機構では、駆動機構は、操作部材を移動部材に対して回転させることで、送りネジ機構によって移動部材をクラッチカバーに対して軸方向に移動させ、その結果、移動部材を介してプレッシャープレートに押圧荷重を付与するとともに、操作部材を介してクラッチカバーに押圧荷重と反対側にキャンセル荷重を付与することで、フライホイールからクランクシャフトに作用する荷重を低減させることができる。
【０００９】
また、操作部材はクラッチカバーに対して相対回転可能に設けられ、移動部材は前壁に対して回転不能に設けられているため、駆動機構によって操作部材が回転駆動されない状態において、操作部材及び移動部材は、クラッチカバーに対して連れ回りしない状態で設置されていることになる。すなわち、操作部材及び移動部材は、トランスミッションの前壁に対して静止した状態になっている。このため、駆動機構は、クラッチカバーの回転を考慮することなく、操作部材へと移動部材との相対回転のみを考慮した簡単な回転制御をするだけで、プレッシャープレートに所定の押圧荷重を付与することが可能である。
【００１０】
請求項２に記載のクラッチ操作機構は、請求項１において、操作部材とクラッチカバーとの間には、操作部材をクラッチカバーによって相対回転可能に支持するための第１軸受が配置されている。
請求項３に記載のクラッチ操作機構は、請求項１又は２において、入力シャフト回りに配置され前壁に固定された筒状シャフトをさらに備えている。そして、移動部材は、筒状シャフトに対して回転不能に、かつ、軸方向に移動可能に支持されている。
【００１１】
請求項４に記載のクラッチ操作機構は、請求項１〜３のいずれかにおいて、クラッチカバー組立体は、クラッチカバーに支持され、プレッシャープレートに当接するレバープレートを有している。そして、移動部材とレバープレートとの間には、第２軸受が配置されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかるクラッチ操作機構を採用したクラッチ装置について、図面に基づいて説明する。
（１）クラッチ装置の構成
図１に本発明の一実施形態にかかるクラッチ装置１を示す。ここで、図中のＯ−Ｏは、クラッチ装置１の回転軸線である。クラッチ装置１は、軸方向エンジン側（図１の左側）のクランクシャフト２に連結されたフライホイール３から軸方向トランスミッション側（図１の右側）の入力シャフト４へトルクを伝達及び遮断する装置である。
【００１３】
本実施形態において、フライホイール３は、環状の部材であり、円板状のフレキシブルプレート５を介して、クランクシャフト２の先端部に固定されている。具体的には、フライホイール３の内周部はフレキシブルプレート５の外周部に複数のボルト５１によって固定されており、フレキシブルプレート５の内周部はクランクシャフト２の先端部に複数のボルト５２によって固定されている。すなわち、クランクシャフト２のトルクは、フレキシブルプレート５を介して、フライホイール３に伝達されるようになっている。ここで、フレキシブルプレート５は、クランクシャフト２やフライホイール３に比べて、板厚が薄くなっているため、回転方向には十分な剛性を有しているが、曲げ方向には剛性が弱くなっている。
【００１４】
また、クラッチ装置１のトランスミッション側には、トランスミッションハウジング１１が配置されている。トランスミッションハウジング１１は、クラッチ装置１のトランスミッション側に配置された前壁１１ａを有しており、この前壁１１ａの外周部からクラッチ装置１の外周側を覆うようにベル形状の筒状部１１ｂが延びている。さらに、前壁１１ａには、軸方向に延びる円筒状の筒状シャフト１２が入力シャフト４の外周側を覆うように固定されている。
【００１５】
クラッチ装置１は、主に、クラッチディスク組立体６と、クラッチカバー組立体７と、クラッチ操作機構８とから構成されている。
クラッチディスク組立体６は、外周側に配置された摩擦フェーシング等からなる摩擦連結部６１と、摩擦連結部６１に固定されたクラッチプレート及びリティーニングプレートやコイルスプリング等からなるダンパー機構６２と、ダンパー機構６２に連結されたハブフランジ６３とを有している。摩擦連結部６１は、フライホイール３の摩擦面３ａに近接して配置されている。ハブフランジ６３の内周部は、入力シャフト４にスプライン係合している。
【００１６】
クラッチカバー組立体７は、フライホイール３に装着され、フライホイール３に対してクラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１を押圧及び押圧解除するための機構である。クラッチカバー組立体７は、主に、クラッチカバー７１と、プレッシャープレート７２と、レバープレート７３と、クラッチ操作機構８とから構成されている。
【００１７】
クラッチカバー７１は、中心に大径の孔が形成された皿状の部材である。また、クラッチカバー７１の外周端は、複数のボルト７４によりフライホイール３に固定されている。さらに、クラッチカバー７１には、内周側に延び、後述するクラッチ操作機構８に近接する筒状部７１ａが形成されている。この実施形態では筒状部７１ａは、トランスミッション側に向かって延びる円筒形状の部分である。
【００１８】
プレッシャープレート７２は、クラッチカバー７１内に配置されている。このため、プレッシャープレート７２の外周側でトランスミッション側の面は、クラッチカバー７１に覆われている。プレッシャープレート７２は、クラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１に対向する押圧面７２ａを有している。また、プレッシャープレートのトランスミッション側の面（押圧面７２ａと反対側の面）の内周側には、トランスミッション側に延びる複数の突出部７２ｂが形成されている。プレッシャープレート７２は、ストラッププレート７５によって、円周方向の複数箇所においてクラッチカバー７１に相対回転不能にかつ軸方向に所定範囲で移動可能となるように連結されている。さらに、ストラッププレート７５は、クラッチ連結時において、プレッシャープレート７２をトランスミッション側に付勢している。
【００１９】
レバープレート７３は、中心孔を有する環状の部材である。レバープレート７３には、その内周縁から径方向外側に放射状に延びる複数のスリットと、外周縁から内周側に放射状に延びる複数のスリットとが円周方向に交互に形成されている。このように多数のスリットが形成されることで、レバープレート７３は、その外周縁の軸方向の変位を固定して、その内周縁付近に軸方向の変位を与えた時、最低限の剛性しか有しない構造となっている。すなわち、このような条件で変位が与えられた時に、レバープレート７３の内部には僅少な弾性エネルギーしか蓄積されないために、レバープレートは、各レバー部分が周方向に連結された一体構造でありながらも、単独のレバーと同様の働きをするようになっている。レバープレート７３の外周縁は、クラッチカバー７１に固定されたピンに係合しており、この係合により、レバープレート７３は、クラッチカバー７１と一体回転するようになっている。レバープレート７３の外周端でトランスミッション側の面はクラッチカバー７１に当接している。さらに、レバープレート７３の半径方向中間部は、プレッシャープレート７２の突出部７２ｂに当接している。
【００２０】
クラッチ操作機構８は、クラッチカバー組立体７に押圧荷重を付与する（具体的にはレバープレート７３を介してプレッシャープレート７２に押圧荷重を付与する）ための機構である。また、クラッチ操作機構８は、押圧荷重を付与する際にクラッチカバー７１に押圧荷重と反対側にキャンセル荷重を付与する機能も有している。このように、クラッチ操作荷重をクラッチ装置１の内力としてバランスさせて、エンジン側の荷重負担を低減又は無くしている。この結果、エンジンのクランクシャフト２のスラスト軸受の負担が少ない。
【００２１】
クラッチ操作機構８は、入力シャフト４の外周で、かつ、レバープレート７３の内周部のトランスミッション側に配置されている。クラッチ操作機構８は、主に、送りネジ機構８１と、駆動機構８２とから構成されている。
送りネジ機構８１は、操作部材８３と移動部材８４との間に配置されている。操作部材８３は、クラッチカバー７１の筒状部７１ａと筒状シャフト１２との径方向間に配置された環状の部材であり、クラッチカバー７１の筒状部７１ａに第１軸受８５を介して相対回転可能に支持されている。そして、操作部材８３の内周面には、本実施形態においては、台形形状の雌ネジ８３ａ（第１ネジ部）が形成されている。移動部材８４は、操作部材８３の内周側に配置された環状の部材であり、筒状シャフト１２の外周面にスプライン係合して、筒状シャフト１２に対して（すなわち、前壁１１ａに対して）回転不能に、かつ、軸方向に移動可能に支持されている。そして、移動部材８４の外周面には、雌ネジ８３ａに螺合する雄ネジ８４ａ（第２ネジ部）が形成されている。この雌ネジ８３ａと雄ネジ８４ａとの螺合によって送りネジ機構８１が構成されており、操作部材８３がクラッチカバー７１に対して回転すると、移動部材８４が軸方向に移動するようになっている。
【００２２】
また、移動部材８４とレバープレート７３の内周端との間には、第２軸受８６が配置されている。第２軸受８６は、レバープレート７３の回転を移動部材８４に伝達することなく移動部材８４からの軸方向の荷重をレバープレート７３に伝達する機能を有している。具体的には、第２軸受８６のインナーレースはレバープレート７３の内周部のトランスミッション側面に当接しており、第２軸受８６のアウターレースは移動部材８４に圧入等により固定されている。
【００２３】
駆動機構８２は、操作部材８３を移動部材８４に対して回転させる機構である。本実施形態において、駆動機構８２は、主に、図示しないモータと、操作部材８３に固定されたプーリ８７と、モータの回転をプーリ８７に伝達するベルト８８とから構成されている。
（２）クラッチ装置の動作
次に、クラッチ装置１の動作について、図１〜図３を用いて説明する。ここで、図２は、図１のクラッチ操作機構８付近を拡大図であって、プレッシャープレート７２に押圧荷重を付与していない状態を示す図である。図３は、図１のクラッチ操作機構８付近を拡大図であって、プレッシャープレート７２に押圧荷重を付与した状態を示す図である。
【００２４】
▲１▼クラッチ連結
クラッチ連結前においては、図１の実線で示されるレバープレート７３及び第２軸受８６や図２に示す位置に、移動部材８４及び第２軸受８６が配置されている。すなわち、第２軸受８６からレバープレート７３の内周端に押圧荷重が付与されておらず、その結果、プレッシャープレート７２が摩擦連結部６１をフライホイール３に押圧していない状態になっている。
【００２５】
運転者が、例えば、クラッチペダル等を操作すると、その動きに連動して、クラッチ操作機構８の駆動機構８２によって操作部材８３が回転させられる。ここで、操作部材８３は、第１軸受８５を介してクラッチカバー７１の筒状部７１ａに支持されているため、駆動機構８２から回転が伝達されるまでは、トランスミッションの前壁１１ａ（すなわち、移動部材８４）に対して静止しており、駆動機構８２によって回転駆動されることによってトランスミッションの前壁１１ａに対して回転することになる。
【００２６】
すると、図３の矢印Ｘに示すように、送りネジ機構８１によって、移動部材８４はエンジン側に移動し、これに伴い、第２軸受８６もエンジン側に移動する。これにより、第２軸受８６がレバープレート７３の内周端に押圧荷重を付与することとなり、レバープレート７３の姿勢が変化する。ここでは、レバープレート７３のレバー比に応じて移動部材８４からの押圧荷重よりも大きな荷重がプレッシャープレート７２に付与される（図１の２点鎖線で示されるプレッシャープレート７２、レバープレート７３及び第２軸受８６参照）。これにより、プレッシャープレート７２の押圧面７２ａは、摩擦連結部６１をエンジン側に押し、摩擦連結部６１とフライホイール３とを摩擦係合させる。この結果、フライホイール３からのトルクは、クラッチディスク組立体６に伝達され、入力シャフト４に出力される。
【００２７】
このクラッチ連結状態において、クラッチカバー７１は、送りねじ機構８１において発生する反力によってトランスミッション側に付勢される。つまり、クラッチカバー７１の筒状部７１ａにトランスミッション側への荷重が付与される。このように、フライホイール３には、プレッシャープレート７２及び摩擦連結部６１からエンジン側への押圧荷重が付与されているが、同時にクラッチカバー７１からトランスミッション側への荷重（キャンセル荷重）も付与されているため、フライホイール３からクランクシャフト２に対して作用する荷重が低減している。
【００２８】
▲２▼クラッチ切断
上記のクラッチ連結状態において、クラッチ操作機構８の駆動機構８２によって操作部材８３がクラッチ連結時と反対方向に回転させられると、図２の矢印Ｙに示すように、送りネジ機構８１によって、移動部材８４はトランスミッション側に移動し、これに伴い、第２軸受８６もトランスミッション側に移動する。これにより、第２軸受８６からレバープレート７３の内周部への押圧荷重の付与が解除される。このとき、押圧荷重の付与がなくなったプレッシャープレート７２は、ストラッププレート７５からの付勢力により、トランスミッション側に移動する。これにより、クラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１がフライホイール３から離れ、クラッチ連結が解除される。
【００２９】
（３）クラッチ操作機構の特徴
以上に述べたクラッチ操作機構８では、レバープレート７１からプレッシャープレート７２に与えられる押圧荷重は、移動部材８４からレバープレート７３の内周部に与えられる荷重に、レバー比を積算することによって決まる。すなわち、この押圧荷重をコントロールするためには、駆動機構８２のモータから操作部材８３に付与する回転のみを制御すればよいので、クラッチ制御の信頼性が向上している。
【００３０】
また、上記のように、操作部材８３はクラッチカバー７１に対して相対回転可能に設けられ、移動部材８４は前壁１１ａに対して回転不能に設けられているため、駆動機構８２によって操作部材８３が回転駆動されない状態において、操作部材８３及び移動部材８４は、クラッチカバー７１に対して連れ回りしない状態で設置されていることになる。すなわち、操作部材８３及び移動部材８４は、トランスミッションの前壁１１ａに対して静止した状態になっている。このため、駆動機構８２は、クラッチカバー７１の回転を考慮することなく、操作部材８３と移動部材８４との相対回転のみを考慮した簡単な回転制御をするだけで、プレッシャープレート７２に所定の押圧荷重を付与することが可能である。
【００３１】
（４）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
前記実施形態では、駆動機構として、ベルト駆動式の駆動機構を採用しているが、これに限定されず、操作部材を回転駆動することができるものであればよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明にかかるクラッチ操作機構では、駆動機構は、操作部材を移動部材に対して回転させることで、送りネジ機構によって移動部材をクラッチカバーに対して軸方向に移動させ、その結果、移動部材を介してプレッシャープレートに押圧荷重を付与するとともに、操作部材を介してクラッチカバーに押圧荷重と反対側にキャンセル荷重を付与することで、フライホイールからクランクシャフトに作用する荷重を低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるクラッチ操作機構が採用されたクラッチ装置の縦断面概略図。
【図２】図１の部分拡大図であり、クラッチ操作機構付近の縦断面概略図。
【図３】図１の部分拡大図であり、クラッチ操作機構付近の縦断面概略図。
【符号の説明】
１ クラッチ装置
２ クランクシャフト
３ フライホイール
４ 入力シャフト
６ クラッチディスク組立体
７ クラッチカバー組立体
８ クラッチ操作機構
１１ａ 前壁
７１ クラッチカバー
７２ プレッシャープレート
８１ 送りネジ機構
８２ 駆動機構
８３ 操作部材
８３ａ 雌ネジ（第１ネジ部）
８４ 移動部材
８４ａ 雄ネジ（第２ネジ部）

Claims (4)

1. クランクシャフトに連結されたフライホイールとトランスミッションの前壁から延びる入力シャフトとの間でトルクを伝達及び遮断する装置であり、前記フライホイールに近接して配置された摩擦連結部を有し前記入力シャフトに連結されたクラッチディスク組立体と、前記フライホイールに固定されたクラッチカバーと前記摩擦連結部を前記フライホイールに押圧するプレッシャープレートとを有するクラッチカバー組立体とを備えたクラッチ装置において、前記プレッシャープレートに押圧荷重を付与するためのクラッチ操作機構であって、
   前記クラッチカバーに相対回転可能に設けられ、第１ネジ部を有する操作部材と、
   前記前壁に対して回転不能にかつ軸方向に移動可能に設けられ、前記第１ネジ部に螺合して送りネジ機構を構成する第２ネジ部を有する移動部材と、
   前記操作部材を前記移動部材に対して回転させることで、前記移動部材を前記クラッチカバーに対して軸方向に移動させ、前記移動部材を介して前記プレッシャープレートに押圧荷重を付与するとともに、前記操作部材を介して前記クラッチカバーに押圧荷重と反対側にキャンセル荷重を付与することで、前記フライホイールから前記クランクシャフトに作用する荷重を低減させるための駆動機構と、
   を備えたクラッチ操作機構。
2. 前記操作部材と前記クラッチカバーとの間には、前記操作部材を前記クラッチカバーによって相対回転可能に支持するための第１軸受が配置されている、請求項１に記載のクラッチ操作機構。
3. 前記入力シャフト回りに配置され、前記前壁に固定された筒状シャフトをさらに備えており、
   前記移動部材は、前記筒状シャフトに対して回転不能に、かつ、軸方向に移動可能に支持されている、
   請求項１又は２に記載のクラッチ操作機構。
4. 前記クラッチカバー組立体は、前記クラッチカバーに支持され、前記プレッシャープレートに当接するレバープレートを有しており、
   前記移動部材と前記レバープレートとの間には、第２軸受が配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載のクラッチ操作機構。

Images