JP2011094776A

JP2011094776A - クラッチ装置

Info

Publication number: JP2011094776A
Application number: JP2009252224A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Hattori; 恭明服部; Tokiyoshi Kida; 時義喜田; Yusuke Hisaeda; 雄介久枝
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2011-05-12
Also published as: EP2317170A2; EP2317170A3

Abstract

【課題】クラッチ操作経路における荷重効率を向上させ、エンジントルクが大きい車種でも操作フィーリングを向上させることができるクラッチ装置を提供すること。
【解決手段】クラッチペダルの操作に応じてレリーズベアリング２５をストロークさせるレリーズ機構３０は、クラッチディスク１０がフライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれて圧縮されているときに、クラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５のばね荷重）と釣合うようにスプリング４０のばね荷重が設定されるとともに、クラッチペダルの仕事をクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重とスプリング４０のばね荷重との釣合いを崩すことに使う機構（例えば、歯車プレート４４、ラックバー４５を含む機構）を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力軸と出力軸とを断接可能に接続するクラッチ装置に関し、特に、クラッチペダルでの小さな仕事量で接続解除が可能なクラッチ装置に関する。

車両では、エンジン始動時や変速時などにおいてエンジンの回転動力を変速機に伝達しないようにするために、エンジンと変速機との間の動力伝達系路上にクラッチ装置が設けられている。クラッチ装置は、クラッチペダルの踏込操作により、油圧機構、リンク機構等の機構を介してクラッチ操作力が伝達されて、エンジンと変速機とが断続可能になっている。従来のクラッチ装置では、フライホイールとプレッシャプレートとの間にクラッチディスクを挟み、フライホイールと一体になって回転するクラッチカバーに回動可能に支持されているダイヤフラムスプリングの弾性力によりプレッシャプレートを押圧してクラッチを接続し、クラッチハウジングに揺動可能に支持されているクラッチレリーズフォークの一端をクラッチハウジングに取りつけられているクラッチオペレーティングシリンダに装着されたピストンロッドで押して、前記ダイヤフラムスプリングを押すことにより、クラッチの接続を解除する（例えば、特許文献１参照）。クラッチの接続を解除するときのピストンロッドの押し付けは、運転席にあるクラッチペダルから荷重を与えることで行う。そのため、クラッチを接続解除する仕事は、主にクラッチペダルで行われる仕事でまかなわれる。

従来のクラッチ装置の操作では、クラッチペダルにおいて梃子の原理を採用し、レバー比を大きくとることで操作荷重を軽減している。また、クラッチペダルにおける操作荷重をさらに軽減するために、クラッチペダルにおいて操作力をアシスト（補助）するアシスト機構を有するものがある。

例えば、特許文献２では、車体側部材に支軸にて回動可能に取付けられたクラッチの操作ペダルであって、該操作ペダルとその前方の車体側部材との間に、操作ペダルが所定ストローク踏込まれた後に該操作ペダルに踏込み方向のアシスト力を付与する圧縮コイルバネよりなるアシストスプリングを設けたものにおいて、それぞれ軸部の先端に球状部を有する形状のペダル側支持部と車体側支持部とを上記操作ペダルとその前方の車体側部材とに球状部が互いに向き合うようにそれぞれ取付け、それぞれ中央部に球状凹部を有し該球状凹部の外周部にバネ受面を有する形状のペダル側バネ受け皿と車体側バネ受け皿とを、上記ペダル側支持部と車体側支持部の各球状部に球状凹部を嵌装してそれぞれ組付け、上記アシストスプリングを上記ペダル側バネ受け皿と車体側バネ受け皿の各バネ受面間に装着し、その状態にて上記ペダル側バネ受け皿のバネ受面がペダル側支持部の球状部中心より後方に位置し、車体側バネ受け皿のバネ受面が車体側支持部の球状部中心より前方に位置する構成とした操作ペダル踏力軽減装置が開示されている。これにより、極めて簡単な構成によって、高出力のアシストスプリングを使用することが可能となり、操作ペダル踏込み時の踏力を大幅に軽減することができ、高出力のアシストスプリングを用いても、操作ペダル戻し時終期のペダル踏力の急上昇をなくし、ペダル操作フィーリングの向上をはかり得ると共に、踏込み初期の踏力の軽減を図ることができるというものである。

また、特許文献３では、車両に設けたクラッチを操作する為のクラッチ操作機構において、クラッチ操作具と車両側のフレームとの間に、クラッチ操作具の操作力補助部材を介装し、前記操作力補助部材をガススプリングとしたクラッチ操作機構が開示されている。これにより、オペレータは軽い踏込力でクラッチ操作具を操作できるようになり、運転操作フィーリングが向上し、また、踏込操作荷重を低減するためにペダルストロークを増加せずとも済むので操作性が良好になり、クラッチペダルを操作するための疲労を軽減できるというものである。

特開平８−１０５４５７号公報特開平９−３１５７４号公報特開２００２−１８１０７５号公報

しかしながら、従来のクラッチ装置では、アシスト機構がクラッチ操作経路の最下流となるクラッチペダルに配設されているため、結果として、クラッチペダルより上流側のクラッチ操作経路での荷重や、クラッチペダルの軸部での荷重（機械的摺動抵抗による荷重）が大きくなり、荷重効率が悪化し、余分な力がかかってしまう。そのため、クラッチペダルより上流側のクラッチ操作経路や、クラッチペダルの軸部を、効率が悪化した荷重に耐えうるように構成しなければならないので、構成部品が高価になるおそれがある。

また、エンジントルクが大きい車種では、そのトルクを伝達するために必要なトルク容量が大きくなるため、クラッチ装置のサイズを大きく、あるいは、スペース上、クラッチ装置のサイズを大きくすることができない場合には、プレッシャプレートを押圧するダイヤフラムスプリングの押付荷重を大きくする必要がある。その結果、従来のようにクラッチペダルにアシスト機構を設けても、クラッチ装置を接続解除する際のクラッチペダルでの仕事量が大きくなり、クラッチペダルでの操作力及びストロークが増加することで、操作フィーリングの向上には限界がある。

本発明の主な課題は、クラッチ操作経路における荷重効率を向上させ、エンジントルクが大きい車種でも操作フィーリングを向上させることができるクラッチ装置を提供することである。

本発明の一視点においては、クラッチ装置において、フライホイールと、前記フライホイールと対向して配されたプレッシャプレートと、前記フライホイールと前記プレッシャプレートとの間に挟み込まれたクラッチディスクと、前記フライホイールと一体になって回転するクラッチカバーと、軸方向にストローク可能に配されたレリーズベアリングと、前記レリーズベアリングからの押付力が入力される力点、前記クラッチカバーに揺動可能に支持される支点、及び、前記プレッシャプレートを前記フライホイール側に押付可能な作用点を有するレリーズレバーと、クラッチペダルの操作に応じて前記レリーズベアリングをストロークさせるレリーズ機構と、を備え、前記レリーズ機構は、前記クラッチディスクが前記フライホイールと前記プレッシャプレートとに挟み込まれて圧縮されているときに、前記クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重と釣合うようにスプリングのばね荷重が設定されるとともに、前記クラッチペダルの仕事を前記クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重と前記スプリングのばね荷重との釣合いを崩すことに使う機構を有することを特徴とする。

本発明の前記クラッチ装置において、前記スプリングの付勢方向は、前記クラッチペダルの操作による荷重方向に対して角度が９０度に設定されていることが好ましい。

本発明の前記クラッチ装置において、前記クラッチディスクは、前記フライホイールと前記プレッシャプレートに挟まれた領域において、ディスクスプリングの両側に摩擦材が取り付けられた構成となっており、前記クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重は、前記クラッチディスクが前記フライホイールと前記プレッシャプレートとに挟み込まれて圧縮されているときに発生する前記ディスクスプリングのばね荷重であることが好ましい。

本発明の前記クラッチ装置において、前記レリーズ機構は、直線状の棒に歯が形成されるとともに、前記クラッチペダルの操作に応じて延在方向にストロークするラックバーと、外周の円形面に前記ラックバーと噛み合う歯が形成されるとともに、クラッチハウジングに回動可能に支持された歯車プレートと、前記スプリングの一端に取り付けられるとともに、前記歯車プレートの回動軸に対して揺動可能に支持された第１シートと、前記スプリングの他端に取り付けられるとともに、前記歯車プレートの所定の部位にて前記歯車プレートの径方向にスライド可能に取り付けられ、かつ、前記歯車プレートの回動に伴って回動方向に連動する第２シートと、前記第２シートの前記スプリング側の面の反対面にて転動可能に支持されたボールと、前記ボールを介して前記スプリングの押付方向に応じて前記レリーズベアリングをストロークさせるとともに、前記ボールが転動するカム面を有する押付伝達機構と、を備えることが好ましい。

本発明の前記クラッチ装置において、前記押付伝達機構は、前記レリーズベアリングを押付可能な第１ピストンと、前記カム面が形成された第２ピストンと、前記クラッチハウジングに取り付けられるとともに、前記第１ピストンを軸方向にスライド可能に収容する第１シリンダ部を有し、前記第１ピストンと前記第１シリンダ部で囲まれた空間に第１油室を有し、前記第２ピストンをスライド可能に収容する第２シリンダ部を有し、前記第２ピストンと前記第２シリンダ部で囲まれた空間に第２油室を有し、前記第１油室と前記第２油室とを接続する油路を有し、かつ、前記第１油室、前記第２油室、及び前記油路に作動油が充填されたハウジングと、を備える油圧機構であることが好ましい。

本発明の前記クラッチ装置において、前記第２シリンダ部は、前記第２ピストンを径方向にスライド可能に収容することが好ましい。

本発明の前記クラッチ装置において、前記押付伝達機構は、力点部にて前記カム面を有するとともに、前記クラッチハウジングに揺動可能に支持される支点部を有し、前記レリーズベアリングを押付可能な作用点部を有するレバー部材を備えるレバー機構であることが好ましい。

本発明によれば、エンジントルクが大きくなって、フライホイールとプレッシャプレートとに挟み込まれたクラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリングのばね荷重）が大きいものになっても、クラッチペダルのする仕事は、クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重とスプリングのばね荷重との釣合いを崩すことに使われ、その釣合いを崩すために必要な荷重はスプリングのばね荷重による摩擦力分（ボールが転動するときの摩擦抵抗）だけとなり、非常に小さなクラッチペダル仕事量でクラッチ装置の断状態への操作が可能となる。そのため、クラッチ操作経路におけるレリーズ機構よりも下流側（クラッチペダル側）での荷重効率が向上し、エンジントルクが大きい車種でも操作フィーリングを向上させることができる。

本発明の実施例１に係るクラッチ装置の構成を模式的に示した断面図であり、クラッチ装置が係合状態にあるときの図である。本発明の実施例１に係るクラッチ装置の構成を模式的に示した断面図であり、クラッチ装置が非係合状態にあるときの図である。本発明の実施例２に係るクラッチ装置の構成を模式的に示した断面図であり、クラッチ装置が係合状態にあるときの図である。本発明の実施例２に係るクラッチ装置の構成を模式的に示した断面図であり、クラッチ装置が非係合状態にあるときの図である。

本発明の実施形態に係るクラッチ装置では、フライホイール（図１の４）と、前記フライホイールと対向して配されたプレッシャプレート（図１の２４）と、前記フライホイールと前記プレッシャプレートとの間に挟み込まれたクラッチディスク（図１の１０）と、前記フライホイールと一体になって回転するクラッチカバー（図１の２１）と、軸方向にストローク可能に配されたレリーズベアリング（図１の２５）と、前記レリーズベアリングからの押付力が入力される力点（図１の２２ａ）、前記クラッチカバーに揺動可能に支持される支点（図１の２２ｂ）、及び、前記プレッシャプレートを前記フライホイール側に押付可能な作用点（図１の２２ｃ）を有するレリーズレバー（図１の２２）と、クラッチペダルの操作に応じて前記レリーズベアリングをストロークさせるレリーズ機構（図１の３０）と、を備え、前記レリーズ機構は、前記クラッチディスクが前記フライホイールと前記プレッシャプレートとに挟み込まれて圧縮されているときに、前記クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重と釣合うようにスプリング（図１の４０）のばね荷重が設定されるとともに、前記クラッチペダルの仕事を前記クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重と前記スプリングのばね荷重との釣合いを崩すことに使う機構（例えば、図１の歯車プレート４４、ラックバー４５）を有する。

本発明の実施例１に係るクラッチ装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るクラッチ装置の構成を模式的に示した断面図であり、クラッチ装置が係合状態にあるときの図である。図２は、本発明の実施例１に係るクラッチ装置の構成を模式的に示した断面図であり、クラッチ装置が非係合状態にあるときの図である。

クラッチ装置１は、入力軸２（例えば、エンジンのクランクシャフト）と出力軸３（例えば、変速機の入力軸）とを断続可能に結合する装置であり、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれたクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５の荷重）と釣合うようにスプリング４０のばね荷重が設定されるとともにクラッチペダル（図示せず）の仕事（歯車プレート４４のストロークに相当）をその釣合いを崩すことに使う機構を有するレリーズ機構３０を有する。クラッチ装置１は、同軸に配された入力軸２と出力軸３との間の動力伝達経路上に配設されており、主な構成部品として、フライホール４と、クラッチディスク１０と、クラッチカバー２１と、レリーズレバー２２と、皿ばね２３と、プレッシャプレート２４と、レリーズベアリング２５と、レリーズ機構３０と、を有する。

フライホール４は、鋳鉄製の円板であり、入力軸２にボルト５によって固定されており、入力軸２と一体的に回転する。フライホイール４は、出力軸３側（図１の左側）の面の外周部にクラッチカバー２１がボルト２６によって固定されており、クラッチカバー２１と一体回転する。フライホイール４は、出力軸３側（図１の左側）の面の中間部において、プレッシャプレート２４によってクラッチディスク１０がフライホイール４側に押付けられているときにクラッチディスク１０の摩擦材１１と圧着（押付力が小さいとスライド可能に圧接）する。

クラッチディスク１０は、入力軸２の回転動力を出力軸３に伝達するディスク状の部材である。クラッチディスク１０は、摩擦材１１、１２が円板状のディスクスプリング１５の外周部分の両面にリベット１３、１４によって固定されており、ディスクスプリング１５の内周部分がハブ部材１６の外周部分にリベット１７によって固定されており、ハブ部材１６の内周部分が出力軸３と相対回転不能かつ軸方向移動可能にスプライン係合している。クラッチディスク１０は、フライホイール４とプレッシャプレート２４との間に配設されており、プレッシャプレート２４によってフライホイール４側に押付けられているときに、プレッシャプレート２４と摩擦材１２とが圧着（押付力が小さいとスライド可能に圧接）し、フライホイール４と摩擦材１１とが圧着（押付力が小さいとスライド可能に圧接）する。ディスクスプリング１５は、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれて圧縮されているときに、摩擦材１１をフライホイール４側に付勢し、かつ、摩擦材１２をプレッシャプレート２４側に付勢するようにばね荷重を発生する。つまり、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれて圧縮されているときのクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重は、ディスクスプリング１５のばね荷重に相当し、スプリングのばね荷重と釣合う。なお、この押付荷重に関し、皿ばね２３及びリターンスプリング３７で発生したばね荷重は、スプリング４０で発生したばね荷重と比べ、無視できるほど小さいものとする。クラッチディスク１０は、入力軸２と出力軸３との間のトルク変動を吸収する機構（図示せず）を有してもよい。

クラッチカバー２１は、レリーズレバー２２を揺動可能に支持する環状の部材である。クラッチカバー２１は、外周部がボルト２６によってフライホール４に固定されており、フライホール４と一体回転する。クラッチカバー２１は、内周部がフライホール４と離間している。クラッチカバー２１は、外周側の部分において、レリーズレバー２２の支点部２２ｂを揺動可能に支持する凸部２１ａを有する。クラッチカバー２１は、凸部２１ａの内周側にて、皿ばね２３の一端を支持する。

レリーズレバー２２は、クラッチカバー２１に揺動可能に支持されたレバーである。レリーズレバー２２は、プレッシャプレート２４と皿ばね２３の間に配されている。レリーズレバー２２は、内周部において、レリーズベアリング２５の押圧力がかかる力点部２２ａを有する。レリーズレバー２２は、外周部において、クラッチカバー２１の凸部２１ａにて揺動可能に支持される支点部２２ｂを有する。レリーズレバー２２は、中間部のプレッシャプレート２４側の面において、プレッシャプレート２４と当接する作用点部２２ｃを有する。レリーズレバー２２は、支点部２２ｂと作用点部２２ｃの間の部位にて、皿ばね２３によってプレッシャプレート２４側にプレッシャプレート２４と作用点部２２ｃとが離れない程度に付勢されている。レリーズレバー２２は、レリーズベアリング２５によって力点部２２ａに押付力が入力されると、支点部２２ｂを支点に内周部がプレッシャプレート２４側に揺動し、作用点部２２ｃにてプレッシャプレート２４をフライホイール４側に押付ける。

皿ばね２３は、レリーズレバー２２の作用点部２２ｃとプレッシャプレート２４とが離れない程度にレリーズレバー２２を付勢する皿状のばねである。皿ばね２３は、クラッチカバー２１とレリーズレバー２２の間に配され、一端がクラッチカバー２１で受けられ、他端がレリーズレバー２２の支点部２２ｂと作用点部２２ｃの間の部位をプレッシャプレート２４側に付勢する。

プレッシャプレート２４は、クラッチディスク１０をフライホイール４側に押圧してフライホイール４との間に挟み込み、クラッチディスク１０をフライホイール４と摩擦係合させて一体的に回転させるプレートである。プレッシャプレート２４は、クラッチディスク１０を介してフライホイール４と対向するように配されている。プレッシャプレート２４は、クラッチカバー２１の回転に伴って回転するように、ストラップ（図示せず）によりクラッチカバー２１と連結されている。プレッシャプレート２４は、レリーズレバー２２の作用点部２２ｃと当接している。プレッシャプレート２４は、レリーズレバー２２によってフライホール４側に押付けられているときにクラッチディスク１０の摩擦材１２と圧着（押付力が小さいとスライド可能に圧接）する。

レリーズベアリング２５は、リング状のボールベアリングであり、出力軸３の外周に配されている。レリーズベアリング２５は、レリーズ機構３０の第１ピストン３４の軸方向の移動に応じて軸方向にストローク可能になっている。レリーズベアリング２５は、図１では、外輪と内輪の間にボールが介在しており、外輪がレリーズ機構３０によって軸方向に操作される非回転輪となっており、内輪がレリーズレバー２２とともに回転する回転輪となっている。

レリーズ機構３０は、クラッチ装置１の接続および解除を行う機構である。レリーズ機構３０は、クラッチペダル（図示せず）の操作に応じてレリーズベアリング２５をストロークさせる。レリーズ機構３０は、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれたクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５の荷重）と釣合うようにスプリング４０のばね荷重が設定されるとともにクラッチペダル（図示せず）の仕事（ラックバー４５のストローク、歯車プレート４４の回動に相当）をその釣合いを崩すことに使う機構を有する。レリーズ機構３０は、主な構成部材として、ハウジング３１と、シール３２、３３と、第１ピストン３４と、シール３５と、第２ピストン３６と、リターンスプリング３７と、ボール３８と、シート３９と、スプリング４０と、シート４１と、支持部材４２と、軸部材４３と、歯車プレート４４と、ラックバー４５と、を有する。

ハウジング３１は、第１ピストン３４及び第２ピストン３６のシリンダとなる部材である。ハウジング３１は、出力軸３の外周に配設されている。ハウジング３１は、レリーズベアリング２５を押付ける第１ピストン３４を軸方向にスライド可能に収容する環状の第１シリンダ部３１ａを有し、第１ピストン３４と第１シリンダ部３１ａで囲まれた空間に第１油室３１ｃを有する。ハウジング３１は、第１シリンダ部３１ａのスライド面にてシール３５とスライド可能に当接している。ハウジング３１は、クラッチペダル（図示せず）からの操作動力が伝達される第２ピストン３６を径方向（軸方向の直角の方向）にスライド可能に収容する筒状の第２シリンダ部３１ｂを有し、第２ピストン３６と第２シリンダ部３１ｂで囲まれた空間に第２油室３１ｄを有する。ハウジング３１は、第２シリンダ部３１ｂのスライド面にてシール３２、３３を収容するための環状溝を有する。ハウジング３１は、第１油室３１ｃと第２油室３１ｄとを接続する油路３１ｅを有する。第１油室３１ｃ、第２油室３１ｄ、及び油路３１ｅには、作動油が充填されている。第２シリンダ部３１ｂは、第１シリンダ部３１ａよりも外周であってクラッチカバー２１とクラッチハウジング４６との間の空間（デッドスペースに相当）に配されている。第２シリンダ部３１ｂがこのような位置に配され、かつ、第２ピストン３６のスライド方向が径方向であることにより、クラッチ装置１のサイズの増大化が防げる。ハウジング３１は、ボルト（図示せず）などによってクラッチハウジング４６に取り付けるための取付部３１ｆを有する。

シール３２、３３は、ハウジング３１の第２シリンダ部３１ｂと第２ピストン３６との間のスライド面をシールする環状の部材である。シール３２、３３は、第２シリンダ部３１ｂのスライド面に形成された環状溝に収容され、第２ピストン３６とスライド可能に当接している。

第１ピストン３４は、ハウジング３１の第１シリンダ部３１ａ内にてスライド可能に配された環状のピストンである。第１ピストン３４は、第１油室３１ｃ内の作動油の圧力に応じてレリーズベアリング２５を押付ける。第１ピストン３４は、内周及び外周のスライド面にてシール３５を収容するための環状溝が形成されている。

シール３５は、ハウジング３１の第１シリンダ部３１ａと第１ピストン３４との間のスライド面をシールする環状の部材である。シール３５は、第１ピストン３４の内周及び外周のスライド面に形成された環状溝に収容され、第１シリンダ部３１ａとスライド可能に当接している。

第２ピストン３６は、ハウジング３１の第２シリンダ部３１ｂ内にてスライド可能に配されたピストンである。第２ピストン３６は、第２油室３１ｄ側の面の反対面において、第２油室３１ｄ側に窪むとともに略円形状に形成されたカム面３６ａを有する。カム面３６ａでは、スプリング４０によって付勢されたボール３８が転動する。第２ピストン３６は、リターンスプリング３７の一端が取り付けられており、リターンスプリング３７によって第２油室３１ｄ側に押さえ付けられている。第２ピストン３６は、軸部材４３を中心に揺動するスプリング４０の付勢方向（つまり、カム面３６ａとボール３８とが当接する位置）に応じて、第２油室３１ｄ側に付勢される。第２ピストン３６は、外周のスライド面にてスライド可能にシール３２、３３と当接している。

リターンスプリング３７は、第２ピストン３６を第２油室３１ｄ側に押さえ付けるスプリングである。リターンスプリング３７は、一端が第２ピストン３６に取り付けられ、他端がクラッチハウジング４６に取り付けられている。

ボール３８は、第２ピストン３６のカム面３６ａを転動する球体である。ボール３８は、転動可能にシート３９に支持されている。ボール３８は、シート３９を介してスプリング４０によってカム面３６ａに付勢される。

シート３９は、スプリング４０の一端を支持する部材である。シート３９は、ボール３８を転動可能に支持する。シート３９は、歯車プレート４４の所定の部位にて歯車プレート４４の径方向にスライド可能に取り付けられており、歯車プレート４４の回動に伴って回動方向に連動する。

スプリング４０は、ボール３８を第２ピストン３６のカム面３６ａに付勢する部材である。スプリング４０は、一端にシート３９が取り付けられ、他端にシート４１に取り付けられている。スプリング４０が第２ピストン３６のスライド方向に付勢しているときのスプリング４０のバネ荷重は、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれたクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５のバネ荷重）と釣合うように設定されている。スプリング４０の付勢方向は、軸部材４３を中心とし、クラッチペダル（図示せず）の操作に対応する歯車プレート４４の回動方向（クラッチペダルの操作による荷重方向）に対して角度が９０度の関係になっている。

シート４１は、スプリング４０の他端を支持する部材である。シート４１は、支持部材４２に取り付けられた軸部材４３に揺動可能に取り付けられている。

支持部材４２は、軸部材４３を支持する部材である。支持部材４２は、クラッチハウジング４６に取り付けられている。

軸部材４３は、歯車プレート４４を回動可能に支持する部材である。軸部材４３は、支持部材４２に取り付けられており、シート４１を揺動可能に支持する。

歯車プレート４４は、外周の円形面に歯が形成されたプレートである。歯車プレート４４は、ラックバー４５と噛み合っている。歯車プレート４４は、軸部材４３に回動可能に支持されている。歯車プレート４４には、所定の部位にて歯車プレート４４の径方向にスライド可能にシート３９が取り付けられており、歯車プレート４４の回動に伴ってシート３９が回動方向に連動する。

ラックバー４５は、直線状の棒に歯が形成されたバーである。ラックバー４５は、歯車プレート４４と噛み合っている。ラックバー４５は、クラッチペダル（図示せず）の操作に応じて、バーの延在方向にストロークする。ラックバー４５は、クラッチペダル（図示せず）の操作により歯車プレート４４を回動させる。ラックバー４５と歯車プレート４４は、クラッチペダル（図示せず）の仕事を、スプリング４０が第２ピストン３６のスライド方向に付勢しているときのばね荷重と、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれたクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５のばね荷重）との釣合いを崩す機構となる。

クラッチハウジング４６は、クラッチ装置１を収容するハウジングである。クラッチハウジング４６には、ボルト（図示せず）などによってハウジング３１の取付部３１ｆが取り付けられている。クラッチハウジング４６には、リターンスプリング３７の他端が取り付けられている。クラッチハウジング４６には、支持部材４２が取り付けられている。

次に、本発明の実施例１に係るクラッチ装置の動作について説明する。

クラッチ装置１を非係合状態（クラッチペダルを踏み込んだ状態；図２参照）から係合状態（クラッチペダルを開放した状態；図１参照）にする動作では、ラックバー４５が図２の右側にストロークし、これに対応して歯車プレート４４が回動（図２の時計回りに回動）し、歯車プレート４４の回動に連動してスプリング４０の付勢方向が回動（図２の時計回りに回動）し、スプリング４０の付勢方向における第２ピストン３６のスライド方向と同じ成分が大きくなり、第２ピストン３６がハウジング３１の第２シリンダ部３１ｂ内に押し込まれ、第２ピストン３６が押し込まれることで第２油室３１ｄ内の作動油の一部が油路３１ｅを通じて第１油室３１ｃに流れ込み、作動油が流れ込んだ第１油室３１ｃの油圧によって第１ピストン３４がレリーズベアリング２５を介してレリーズレバー２２の力点部２２ａを入力軸２側に押付け、レリーズレバー２２が支点部２２ｂを支点に揺動することで作用点部２２ｃにてプレッシャプレート２４をフライホイール４側に押付け、プレッシャプレート２４及びフライホイール４がクラッチディスク１０に圧着されて、入力軸２から出力軸３に回転動力が伝達される。圧着力は、スプリング４０で発生させている。

クラッチ装置１を係合状態（クラッチペダルを開放した状態；図１参照）から非係合状態（クラッチペダルを踏み込んだ状態；図２参照）にする動作では、ラックバー４５が図１の左側にストロークし、これに対応して歯車プレート４４が回動（図１の時計回りの逆に回動）し、歯車プレート４４の回動に連動してスプリング４０の付勢方向が回動（図１の時計回りの逆に回動）し、スプリング４０の付勢方向における第２ピストン３６のスライド方向の成分が小さくなり、これに伴って第２ピストン３６がハウジング３１の第２シリンダ部３１ｂから引き出されるようにスライドし、これに伴って第２油室３１ｄ内に第１油室３１ｃ内の作動油の一部が油路３１ｅを通じて流れ込み、第１油室３１ｃ内の作動油の減少に伴って第１ピストン３４が入力軸２から離れるようにスライドし、これに伴って第１ピストン３４によるレリーズベアリング２５、及びレリーズレバー２２の力点部２２ａの入力軸２側への押付けが解除され、これに伴ってレリーズレバー２２の作用点部２２ｃによるプレッシャプレート２４のフライホイール４側への押付けが解除され、プレッシャプレート２４及びフライホイール４とクラッチディスク１０との圧着が解除されて、入力軸２から出力軸３への回転動力の伝達が遮断される。

なお、皿ばね２３及びリターンスプリング３７で発生した荷重は、スプリング４０で発生した荷重と比べ、無視できるほど小さいものとする。

実施例１によれば、エンジントルクが大きくなって、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれているクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５のばね荷重）が大きいものになっても、クラッチペダルのする仕事は、ディスクスプリング１５のばね荷重とスプリング４０のばね荷重との釣合いを崩すことに使われ、なおかつ、クラッチペダル（図示せず）の操作に対応する歯車プレート４４の回動方向と、スプリング４０の荷重方向との角度が常に９０度の関係になっていることから、その釣合いを崩すために必要な荷重はスプリング４０の荷重による摩擦力分（ボール３８が転動するときの摩擦抵抗）だけとなり、非常に小さなクラッチペダル仕事量でクラッチ装置１の断状態への操作が可能となる。そのため、クラッチ操作経路におけるレリーズ機構３０よりも下流側（クラッチペダル側）での荷重効率が向上し、エンジントルクが大きい車種でも操作フィーリングを向上させることができる。

本発明の実施例２に係るクラッチ装置について図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施例２に係るクラッチ装置の構成を模式的に示した断面図であり、クラッチ装置が係合状態にあるときの図である。図４は、本発明の実施例２に係るクラッチ装置の構成を模式的に示した断面図であり、クラッチ装置が非係合状態にあるときの図である。

実施例２では、実施例１のレリーズ機構（図１の３０）における油圧機構（図１のハウジング３１、第１ピストン３４、第２ピストン３６を含む油圧機構）の代わりにレリーズ機構５０においてレバー部材５１を含むレバー機構を用いたものである。その他の構成は、実施例１と同様である。

レリーズ機構５０は、クラッチ装置１の接続および解除を行う機構である。レリーズ機構５０は、フライホイール４とプレッシャプレート２４に挟み込まれたクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５のばね荷重）と釣合うようにスプリング５４が設定されるとともにクラッチペダル（図示せず）の仕事（ラックバー５９のストローク、歯車プレート５８の回動に相当）をその釣合いを崩すことに使う機構を有する。レリーズ機構５０は、主な構成部材として、レバー部材５１と、ボール５２と、シート５３と、スプリング５４と、シート５５と、支持部材５６と、軸部材５７と、歯車プレート５８と、ラックバー５９と、支点部材６０と、を有する。

レバー部材５１は、クラッチカバー２１とクラッチハウジング６１との間に配されたレバー機構の構成部材である。レバー部材５１は、クラッチハウジング６１に取り付けられた支点部材６０に揺動可能に支持されている。レバー部材５１は、一端において、ボール５２からの押付力を受ける力点部にて内周側に窪むとともに略円形状に形成されたカム面５１ａを有する。カム面５１ａでは、スプリング５４によって付勢されたボール５２が転動する。レバー部材５１は、他端において、支点部材６０にて揺動可能に支持される支点部５１ｂを有する。レバー部材５１は、中間部のレリーズベアリング２５側の面において、レリーズベアリング２５の支持部材２５ａと当接する作用点部５１ｃを有する。レバー部材５１は、中間部において出力軸３を挿通するための貫通穴部５１ｄを有する。貫通穴部５１ｄは、支点部５１ｂを支点にレバー部材５１が揺動しても出力軸３と抵触しないように形成されている。レバー部材５１は、支点部５１ｂを支点に揺動しても歯車プレート５８と抵触しないように形成されている。レバー部材５１は、カム面５１ａ側の所定の部分にてリターンスプリング６２の一端が取り付けられており、リターンスプリング６２によってレリーズレバー２２側に押さえ付けられている。

ボール５２は、レバー部材５１のカム面５１ａを転動する球体である。ボール５２は、転動可能にシート５３に支持されている。ボール５２は、シート５３を介してスプリング５４によってカム面５１ａに付勢される。

シート５３は、スプリング５４の一端を支持する部材である。シート５３は、ボール５２を転動可能に支持する。シート５３は、歯車プレート５８の所定の部位にて歯車プレート５８の径方向にスライド可能に取り付けられており、歯車プレート５８の回動に伴って回動方向に連動する。

スプリング５４は、ボール５２をレバー部材５１のカム面５１ａに付勢する部材である。スプリング５４は、一端にシート５３が取り付けられ、他端にシート５５に取り付けられている。スプリング５４が出力軸３の軸方向と同じ方向に付勢しているときのスプリング５４のばね荷重は、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれたクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５のばね荷重）と釣合うように設定されている。スプリング５４の付勢方向は、軸部材５７を中心とし、クラッチペダル（図示せず）の操作に対応する歯車プレート５８の回動方向に対して角度が９０度の関係になっている。

シート５５は、スプリング５４の他端を支持する部材である。シート５５は、支持部材５６に取り付けられた軸部材５７に揺動可能に取り付けられている。

支持部材５６は、軸部材５７を支持する部材である。支持部材５６は、クラッチハウジング６１に取り付けられている。

軸部材５７は、歯車プレート５８を回動可能に支持する部材である。軸部材５７は、支持部材５６に取り付けられており、シート５５を揺動可能に支持する。

歯車プレート５８は、外周の円形面に歯が形成されたプレートである。歯車プレート５８は、ラックバー５９と噛み合っている。歯車プレート５８は、軸部材５７に回動可能に支持されている。歯車プレート５８には、所定の部位にて歯車プレート５８の径方向にスライド可能にシート５３が取り付けられており、歯車プレート５８の回動に伴ってシート５３が回動方向に連動する。

ラックバー５９は、直線状の棒に歯が形成されたバーである。ラックバー５９は、歯車プレート５８と噛み合っている。ラックバー５９は、クラッチペダル（図示せず）の操作に応じて、バーの延在方向にストロークする。ラックバー５９は、クラッチペダル（図示せず）の操作により歯車プレート５８を回動させる。ラックバー５９と歯車プレート５８は、クラッチペダル（図示せず）の仕事を、スプリング５４が出力軸３の軸方向と同じ方向に付勢しているときのばね荷重と、フライホイール４とプレッシャプレート２４とに挟み込まれたクラッチディスク１０の摩擦面で発生する押付荷重（ディスクスプリング１５のバネ荷重）との釣合いを崩す機構となる。

支点部材６０は、レバー部材５１の支点部５１ｂを揺動可能に支持する部材である。支点部材６０は、クラッチハウジング６１に取り付けられている。

クラッチハウジング６１は、クラッチ装置１を収容するハウジングである。クラッチハウジング６１には、支持部材５６及び支点部材６０が取り付けられている。

リターンスプリング６２は、レバー部材５１のカム面５１ａ側の所定の部分をレリーズレバー２２側に押さえ付けるスプリングである。リターンスプリング６２は、一端がレバー部材５１のカム面５１ａ側の所定の部分に取り付けられ、他端がクラッチハウジング６１に取り付けられている。

次に、本発明の実施例２に係るクラッチ装置の動作について説明する。

クラッチ装置１を非係合状態（クラッチペダルを踏み込んだ状態；図４参照）から係合状態（クラッチペダルを開放した状態；図３参照）にする動作では、ラックバー５９が図４の左上側にストロークし、これに対応して歯車プレート５８が回動（図４の時計回りの逆に回動）し、歯車プレート５８の回動に連動してスプリング５４の付勢方向が回動（図４の時計回りの逆に回動）し、スプリング５４の付勢方向における出力軸３の軸方向と同じ方向の成分が大きくなり、レバー部材５１が支点部５１ｂを支点に揺動し、レバー部材５１の作用点部５１ｃがレリーズベアリング２５（支持部材２５ａを含む）を介してレリーズレバー２２の力点部２２ａを入力軸２側に押付け、レリーズレバー２２が支点部２２ｂを支点に揺動することで作用点部２２ｃにてプレッシャプレート２４をフライホイール４側に押付け、プレッシャプレート２４及びフライホイール４がクラッチディスク１０に圧着されて、入力軸２から出力軸３に回転動力が伝達される。圧着力は、スプリング５４で発生させている。

クラッチ装置１を係合状態（クラッチペダルを開放した状態；図３参照）から非係合状態（クラッチペダルを踏み込んだ状態；図４参照）にする動作では、ラックバー５９が図３の右下側にストロークし、これに対応して歯車プレート５８が回動（図３の時計回りに回動）し、歯車プレート５８の回動に連動してスプリング５４の付勢方向が回動（図３の時計回りに回動）し、スプリング５４の付勢方向における出力軸３の軸方向と同じ方向の成分が小さくなり、これに伴ってレバー部材５１の作用点部５１ｃによるレリーズベアリング２５（支持部材２５ａを含む）、及びレリーズレバー２２の力点部２２ａの入力軸２側への押付けが解除され、これに伴ってレリーズレバー２２の作用点部２２ｃによるプレッシャプレート２４のフライホイール４側への押付けが解除され、プレッシャプレート２４及びフライホイール４とクラッチディスク１０との圧着が解除されて、入力軸２から出力軸３への回転動力の伝達が遮断される。

なお、皿ばね２３で発生した荷重は、スプリング５４で発生した荷重と比べ、無視できるほど小さいものとする。

実施例２によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、実施例１よりも部品点数を削減することができ、装置の製造コストを低減させることができる。

１クラッチ装置
２入力軸
３出力軸
４フライホール
５ボルト
１０クラッチディスク
１１、１２摩擦材
１３、１４リベット
１５ディスクスプリング
１６ハブ部材
１７リベット
２１クラッチカバー
２１ａ凸部
２２レリーズレバー
２２ａ力点部（力点）
２２ｂ支点部（支点）
２２ｃ作用点部（作用点）
２３皿ばね
２４プレッシャプレート
２５レリーズベアリング
２５ａ支持部材
２６ボルト
３０レリーズ機構
３１ハウジング
３１ａ第１シリンダ部
３１ｂ第２シリンダ部
３１ｃ第１油室
３１ｄ第２油室
３１ｅ油路
３１ｆ取付部
３２、３３シール
３４第１ピストン
３５シール
３６第２ピストン
３６ａカム面
３７リターンスプリング
３８ボール
３９シート
４０スプリング
４１シート
４２支持部材
４３軸部材
４４歯車プレート
４５ラックバー
４６クラッチハウジング
５０レリーズ機構
５１レバー部材
５１ａカム面
５１ｂ支点部
５１ｃ作用点部
５１ｄ貫通穴部
５２ボール
５３シート
５４スプリング
５５シート
５６支持部材
５７軸部材
５８歯車プレート
５９ラックバー
６０支点部材
６１クラッチハウジング
６２リターンスプリング

Claims

フライホイールと、
前記フライホイールと対向して配されたプレッシャプレートと、
前記フライホイールと前記プレッシャプレートとの間に挟み込まれたクラッチディスクと、
前記フライホイールと一体になって回転するクラッチカバーと、
軸方向にストローク可能に配されたレリーズベアリングと、
前記レリーズベアリングからの押付力が入力される力点、前記クラッチカバーに揺動可能に支持される支点、及び、前記プレッシャプレートを前記フライホイール側に押付可能な作用点を有するレリーズレバーと、
クラッチペダルの操作に応じて前記レリーズベアリングをストロークさせるレリーズ機構と、
を備え、
前記レリーズ機構は、前記クラッチディスクが前記フライホイールと前記プレッシャプレートとに挟み込まれて圧縮されているときに、前記クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重と釣合うようにスプリングのばね荷重が設定されるとともに、前記クラッチペダルの仕事を前記クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重と前記スプリングのばね荷重との釣合いを崩すことに使う機構を有することを特徴とするクラッチ装置。
前記スプリングの付勢方向は、前記クラッチペダルの操作による荷重方向に対して角度が９０度に設定されていることを特徴とする請求項１記載のクラッチ装置。
前記クラッチディスクは、前記フライホイールと前記プレッシャプレートに挟まれた領域において、ディスクスプリングの両側に摩擦材が取り付けられた構成となっており、
前記クラッチディスクの摩擦面で発生する押付荷重は、前記クラッチディスクが前記フライホイールと前記プレッシャプレートとに挟み込まれて圧縮されているときに発生する前記ディスクスプリングのばね荷重であることを特徴とする請求項１又は２記載のクラッチ装置。
前記レリーズ機構は、
直線状の棒に歯が形成されるとともに、前記クラッチペダルの操作に応じて延在方向にストロークするラックバーと、
外周の円形面に前記ラックバーと噛み合う歯が形成されるとともに、クラッチハウジングに回動可能に支持された歯車プレートと、
前記スプリングの一端に取り付けられるとともに、前記歯車プレートの回動軸に対して揺動可能に支持された第１シートと、
前記スプリングの他端に取り付けられるとともに、前記歯車プレートの所定の部位にて前記歯車プレートの径方向にスライド可能に取り付けられ、かつ、前記歯車プレートの回動に伴って回動方向に連動する第２シートと、
前記第２シートの前記スプリング側の面の反対面にて転動可能に支持されたボールと、
前記ボールを介して前記スプリングの押付方向に応じて前記レリーズベアリングをストロークさせるとともに、前記ボールが転動するカム面を有する押付伝達機構と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のクラッチ装置。
前記押付伝達機構は、
前記レリーズベアリングを押付可能な第１ピストンと、
前記カム面が形成された第２ピストンと、
前記クラッチハウジングに取り付けられるとともに、前記第１ピストンを軸方向にスライド可能に収容する第１シリンダ部を有し、前記第１ピストンと前記第１シリンダ部で囲まれた空間に第１油室を有し、前記第２ピストンをスライド可能に収容する第２シリンダ部を有し、前記第２ピストンと前記第２シリンダ部で囲まれた空間に第２油室を有し、前記第１油室と前記第２油室とを接続する油路を有し、かつ、前記第１油室、前記第２油室、及び前記油路に作動油が充填されたハウジングと、
を備える油圧機構であることを特徴とする請求項４記載のクラッチ装置。
前記第２シリンダ部は、前記第２ピストンを径方向にスライド可能に収容することを特徴とする請求項５記載のクラッチ装置。
前記押付伝達機構は、力点部にて前記カム面を有するとともに、前記クラッチハウジングに揺動可能に支持される支点部を有し、前記レリーズベアリングを押付可能な作用点部を有するレバー部材を備えるレバー機構であることを特徴とする請求項４記載のクラッチ装置。