JP2014511467A - 減衰ばねを備える摩擦クラッチプレート - Google Patents

Abstract

クラッチプレート（１００）が環状周囲部を有するプレート組立体（１１１）を有し、環状周囲部に両方向に面するように摩擦材料の組立体（１１４、１１５）が付着される。ハブ（１２０）が出力シャフトに接続されるために設けられ、ハブフランジ（１３２）がプレート組立体により回転するように駆動可能である。ハブ（１２０）はハブフランジ（１３２）により回転するように駆動可能である。ハブ（１２０）およびハブフランジ（１３２）は、角度方向において所定の範囲内で互いに相対的に変位可能であり、また、ハブの回転軸を基準として径方向に延在しかつハブ（１２０）とハブフランジ（１３２）との間での相対的な角度変位に逆らうように付勢荷重を適用する引張ばね（１２５）によって一体に結合される。別の一実施形態が開示され、ここでは、プレート組立体（１１１）およびハブフランジ（１３２）が角度方向において所定の範囲内で互いに相対的に変位可能であり、また、一定の曲率半径を有しかつハブ（１２０）の周りに同心状に設置される少なくとも２つの湾曲する駆動ばね（１５０、１５１）によって一体に結合される。
【選択図】図５

Description

本発明は、主に自動車部門において使用される、手動変速の車およびトラックのための摩擦クラッチ組立体に関する。しかし、本発明にはより広範囲の用途がある。本発明は、詳細には、クラッチ組立体のクラッチプレートを対象とする。自動車部門に関連させて本発明を説明することが好都合であるが、本発明が自動車部門のみで使用されることに限定されないことを認識されたい。

手動変速機を有する車または別の自動車の摩擦クラッチ組立体すなわち「クラッチ」は、一般に、エンジンと駆動列との間に位置する。摩擦クラッチ組立体は、通常、３つの隣接する環状プレートを有し、これらには、クランクシャフトによって回転可能に駆動されるフライホイールと、クラッチプレート（他には被駆動プレートとしても知られる）と、フライホイールと圧力プレートとの間でクラッチプレートをクランプするためにクラッチプレートおよびフライホイールの方に向かうように１つまたは複数のばねなどのエネルギー蓄積デバイスによって付勢される圧力プレートとが、含まれる。

クラッチプレートの結合フェイス(face)がフライホイールおよび圧力プレートの隣接する回転結合フェイスに摩擦係合されることにより、クラッチプレートがエンジンによって生成される動力を駆動列の残りの部分に伝達することが可能となる。しかし、石油内燃エンジンまたはディーゼル内燃エンジンの不規則な衝撃を散逸させるために駆動ライン内で何らかの減衰が行われない場合、これらの衝撃により、ギアボックス内の噛合されるギア間のバックラッシを原因として、望ましくない駆動ラインノイズ（ｄｒｉｖｅｌｉｎｅ ｎｏｉｓｅ）が発生する。減衰されないいかなるエンジン振動もギアボックス内にノイズを発生させるが、駆動ラインノイズは、車両のギアがニュートラル状態でありかつクラッチが係合されているときに特に顕著となる。本業界ではこのノイズは「ギアロールオーバーノイズ（ｇｅａｒ ｒｏｌｌｏｖｅｒ ｎｏｉｓｅ）」として知られる。

車両がニュートラル状態でありかつクラッチが係合されているときに、ギアボックスにエンジンの衝撃が伝達されるのを防止するために、通常はコイルばねまたは別の減衰手段の形態で減衰が行われるクラッチプレートが使用され得る。通常のクラッチ組立体が、既に、エンジンからギアボックスへ動力を伝達するために駆動ばねとして知られる減衰ばねを採用しているのに対して、上記の目的のために必要となる減衰は、ギアロールオーバーノイズに対処するために必要となる減衰とは異なる。したがって、通常は別個の減衰システムが必要となる。この別個の減衰システムは、ギアロールオーバーノイズを減衰するために例えば０．１Ｎｍ／度から０．６Ｎｍ／度といったような１Ｎｍ／度未満の小さいトルクで広い角度範囲で変位されることが可能でなければならない。これは、通常は２０Ｎｍ／度から８０Ｎｍ／度といったような２０Ｎｍ／度を超えるような、車両の最大トルク容量の通常は１２０％である高いトルク容量を必要とする駆動ばねとは異なる。

通常のクラッチプレートは、エンジンの回転をギアボックスまたは変速機に伝達するためのスプラインシャフトを受け入れるためのスプラインハブを有する。このスプラインハブは、ハブとハブフランジとの間の制限された角度で変位されるのを可能にするような構成を介してフランジに接続され得る。ハブとハブシャフトとの間でのばねによる減衰がギアロールオーバーノイズを減衰するのに使用され得る。

上記の種類のような構成では、ハブフランジは、一体に固定される主プレートと副プレートとの間に挟まれ得、それにより、主プレートの円周縁部に対して固定される摩擦材料を介して主プレートがエンジンのフライホイールに係合される状態へと移行されるときにハブフランジが回転するように駆動される。この主プレートと副プレートとの組立体（以降、「プレート組立体」）およびハブフランジは駆動ばねによって接続され、したがって、それらの間での角度変位は制限される。このような事例の角度範囲は、変速機がニュートラル状態にありかつクラッチが係合されているときのギアロールオーバーノイズを減衰するためというよりはむしろ、車両が駆動モードにあるときのねじり振動を減衰するために設けられるものである。

ギアロールオーバーノイズを減衰するための減衰システムがハブとハブフランジとの間に設けられる場合、一部の従来技術の構成では、円周方向の圧縮ばねによって減衰が行われる。しかし、これらのシステムでは、ハブとハブフランジとの間での可能な角度変位が小さい範囲に制限される。通常、ギアロールオーバーノイズを排除するのに必要となる角度変位は非常に広いが、従来技術のシステムの円周方向の圧縮ばねを収容するのに利用可能である空間は、ギアロールオーバーノイズを完全に減衰するかまたは大幅に減衰するのに必要となる角度変位を得ることに関して必ずしも十分ではない。ハブの中心から最大の径方向距離のところに圧縮ばねを配置することにより、最大の角度変位が得られる。しかし、圧縮ばねがハブから離れて配置されると、等しい角度変位を得るのに必要となるばねの長さが増大する。したがって、ハブフランジとプレート組立体との間の駆動ばねなどの、クラッチの別の構成要素により、さらには、摩擦材料の内径により、ばねをハブから離して配置し得る距離が制限されることから、空間に関する問題が生じる可能性がある。したがって、通常、達成され得る最大角度変位を得ることと、使用され得るばねの長さを得ることとの間で妥協が存在する。

米国特許第６，０２９，７９３号明細書が、各々が円周方向に配置される複数のコイルばねを備える減衰構成を有するクラッチ組立体を開示している。ねじり振動が発生すると、フライホイールによって駆動される入力回転部材と伝動シャフトを駆動させる出力回転部材との間の相対運動を介して、種々のばねが圧縮される。４つの異なるばねセットが設けられる。米国特許第６，０２９，７９３号明細書の図２を参照すると、種々のばねの位置が密集しており、したがって角度変位が制限されている。さらに、構成の複雑さにより、製造および組み立てのコストが増大する。

ギアロールオーバーノイズを減衰するための減衰システムが許容されるレベルまでノイズを減衰するのに十分ではない場合、しばしば、この解決策としてデュアルマスフライホイールが採用される。この解決策は、しばしば、ギアロールオーバーノイズを解消するくらいの十分な減衰を行うことができるが、このようなフライホイールは非常に高価であり、したがって好適ではない。

したがって、本発明は、ギアロールオーバーノイズに対処するための解決策を提供することの必要性を認識する。
駆動ばねに関して、従来技術の摩擦クラッチ組立体は、通常、エンジンのフライホイールに係合されるクラッチ組立体のプレート組立体（主プレートおよび副プレートの組み合わせとして上で定義される）とクラッチ組立体のハブフランジとの間で動作する直線状のコイル圧縮ばねを採用する。一部の別のクラッチ組立体では、直線状のゴムシリンダが採用される。

直線状のコイル圧縮ばねを使用することが好適であるのは、その製造が容易でありしたがって安価であることを理由とする。さらに、従来のクラッチ組立体のクラッチプレートは（上述したように）角度変位が小さく、またしたがって、駆動ばねに生成されるばねの力は、わずかな角度をもってばねに作用するが、実質的にばねの軸に沿う向きとなる。ばねの力が実質的にばねの軸に沿ってばねに作用する場合、本目的のためには直線状の圧縮ばねで十分である。

上述した従来のクラッチプレートでは、駆動ばねも、直線状を維持するためにその長手方向に沿うガイドを必要とすることなく動作することができる。これにより得られる利益は、ばねがクラッチ組立体の別の構成要素上で不必要に擦れることがないことであり、仮に不必要に擦れる場合は摩耗して熱を発生させ、そのいずれもクラッチプレートの寿命にとって不利となる可能性がある。

小さい角度変位を有する従来のクラッチプレートで直線状のコイル圧縮ばねを使用することのこの利益は、クラッチプレートが広範囲の角度変位を有する場合には得られない。このような形態のクラッチプレートでは、駆動ばねは変位の広範囲の角度に跨がって延在するのに十分な長さであることが必要であるが、駆動ばねはさらに、クラッチプレートを介して伝達されるエンジンのトルクに適合するのに十分な強度を維持する必要がある。このような形態のクラッチプレート内の駆動ばねは小さい角度変位を有するクラッチプレートの駆動ばねより長いことが必要であることから、より短い形態のばねが通常嵌合されるところのクラッチプレートの中央における利用可能な空間内により長いばねを嵌合することは通常は不可能である。

さらに、変位の広範囲の角度を有するクラッチプレート内の駆動ばねとしてより長い直線状のコイル圧縮ばねが使用される場合、ばねが圧縮されると、ばねの力がばねの軸に沿って作用しなくなり、したがって、ばねの通常の圧縮強さが得られなくなる。実際にはより長いばねは、クラッチプレートの副プレートおよび主プレートに対して作用するハブフランジによって台形状にされる。

したがって、本出願者は、変位の広範囲の角度を有するクラッチプレートにおいて代替の駆動ばね構成を提供することの必要性を認識している。

本発明はクラッチプレートを提供し、このクラッチプレートは：
環状周囲部を有するプレート組立体であって、この環状周囲部に、互いに対向する方向の各々に面するように摩擦材料の組立体が取り付けられる、プレート組立体と、
出力シャフトに接続されるハブと、
プレート組立体によって回転するように駆動可能であるハブフランジと
を有し、
ハブがハブフランジにより回転するように駆動可能であり、
ハブおよびハブフランジが、角度方向において所定の範囲内で互いに対して変位可能であり、ハブの回転軸に対して径方向に延在しかつハブとハブフランジとの間での相対的な角度変位に対して付勢荷重を加える引張ばねによって、共に結合される。

この径方向の引張ばねは、ハブおよびハブフランジが互いに対して変位されるときにすなわち互いに対して回転するときに、振動する。したがって、この径方向の引張ばねはギアロールオーバーノイズの原因となる振動を減衰し、ここでは有利には、径方向に作用するばねを使用することにより、ハブとハブフランジとの間で許容され得る角度変位が従来技術の円周方向のばねを用いる場合より大幅に大きくなる。

したがって、上記の種類のクラッチ組立体では、径方向のねじりばねによって提供され得る角度変位が、円周方向の圧縮ばねを採用する既知の構成の場合より広範囲となり、可能性として大幅により広範囲となる。さらに、上記の種類のクラッチ組立体では、径方向の引張ばねが円周方向ではなく径方向に延在することにより、従来技術の円周方向のばねの場合よりクラッチプレート内でより容易にばねを収容することが可能となる。

円周方向に延在するばねによって得られる角度変位は最大で１４度程度である。これに対して、径方向の引張ばねでは、角度変位は最大で６０度程度まで可能となる。
単一の径方向の引張ばねが採用されてよいが、一部の構成では、２つ以上のばねが採用される。一対のばねが採用される構成では、ばねは任意適切な向きに配置されよいが、最も高い可能性では互いに径方向反対側に配置される。別の構成では、３つまたは４つのばねが採用される。これらの構成では、ばねはハブの周りで等間隔に離間されてよく、あるいは別の任意適切な向きに配置されてよい。実際には、任意の数のばねすなわち４つを超えるばねが採用されてもよく、この数は奇数であっても偶数であってもよい。

径方向の引張ばねの長さは、ばねが嵌合されるクラッチプレートに適合するように選択され得る。現行に合うように設計される構成では、ハブとハブフランジとの間に嵌合されるときのばねの長さは約３０ｍｍである（コイルばねの場合、実際のコイル長さが１５ｍｍであるような全長３０ｍｍのばねが含まれてよい）。しかし、ばねの長さおよびばね定数は必要となるレベルの角度変位を生み出すように選択されてよい。ばねの長さが２０ｍｍから６０ｍｍまで変化し得ることが想定される。ばね定数は１ｋｇ／ｍｍから１０ｋｇ／ｍｍまでの範囲内にあってよい。

最も高い可能性では径方向の引張ばねはコイルばねであるが、別の形態のばねが採用されてもよい。例えば、エラストマーコードが採用されてもよい。
径方向の引張ばねの両端部は任意適切な手法で定位置に固定され得る。一部の形態では、両端部は直立リベット（ｕｐｓｔａｎｄｉｎｇ ｒｉｖｅｔ）により単純な手法で固定され得る。この形態で固定される場合、ばねの端部はリベットを受け入れるような形態であってよく、例えばコイルばねの場合、ばねの１つまたは複数の端部コイルがコイルの軸まで側方に移動され得、それにより、そこを通って延在するリベットのための開口部が現れる。

本発明はまた、クラッチプレートを提供し、このクラッチプレートは：
環状周囲部を有するプレート組立体であって、この環状周囲部に、互いに対向する方向の各々に面するように摩擦材料の組立体が取り付けられる、プレート組立体と、
出力シャフトに接続されるハブと、
プレート組立体によって回転するように駆動可能であるハブフランジと
を有し、
ハブがハブフランジにより回転するように駆動可能であり、
プレート組立体およびハブフランジが、角度方向において所定の範囲内で互いに対して変位可能であり、ハブの周りで等間隔に配置される少なくとも２つの駆動ばねにより共に結合され、この駆動ばねが圧縮ばねであり、湾曲しており、実質的に一定の曲率半径を有し、ハブの周りに同心状に設置され、また、この駆動ばねが、プレート組立体とハブフランジとの間での相対的な角度変位に逆らうように付勢荷重を加える。

湾曲する駆動ばねを使用することにより、高い変位角度を必要とするかまたは有するすなわち広範囲の変位角度を必要とするかまたは有するクラッチプレートに関連して大きな利点が得られる。詳細には、湾曲するばねを使用することにより、直線状の圧縮コイルばねを使用する従来技術の場合と比較してプレート組立体とハブフランジとの間の角度変位を有意に大きくすることが可能になることが期待される。例えば、湾曲する圧縮ばねを使用することにより、ハブフランジとプレート組立体との間の角度変位を最大で約６０°にすることが可能になることが期待される。本出願人は、以前の直線状の圧縮ばねではこの程度の角度変位が達成されていないことを認識している。

また、湾曲する駆動ばねは湾曲状に製造されてよい一方で、別法として駆動ばねは従来の方式により直線状のばねとして形成されてもよく、その場合、曲率はクラッチプレートの構造を介してばねに導入され得るか、または、ばねの成形プロセス中に湾曲形状を保持するように引き続き成形処理および熱処理が行われてもよい。例えば、駆動ばねはハブフランジ内に形成される湾曲するスロット内に配置されてよく、それにより、スロットの側方縁部が駆動ばねに曲率を与えることができる。別法として、副プレートおよび主プレートの各々またはそれらのプレートのうちの一方が、駆動ばねの円周部分を受けるための、弓形チャンネルまたはトラフなどの、ばねガイドとして弓形のガイドを有してよい。ばねガイドはばねの円周の約９０°を受け入れることができ、副プレートおよび主プレートの各々にばねガイドが設けられる場合は、ばねの約１８０°がそれぞれのガイド内で受け入れられ得る。この構成では、ばねガイドは駆動ばねに曲率を与えることができるか、または、ハブフランジ内に形成される湾曲するスロットと協働することにより曲率を与えることを補助することができる。

さらに、駆動ばねに曲率を与えるためにクラッチプレート組立体内に別の取付具が設けられてもよい。したがって、直線状の駆動ばねを湾曲させて本発明のクラッチ組立体において必要となるカーブが得られるようにするために、種々の異なる構成が採用されてよい。

上述した湾曲する駆動ばね構成は潤滑され得、したがって、駆動ばねがクラッチプレートの別の構成要素の表面に係合されるところさらにはその係合により運動が発生するところにおいて、ばねおよびそれぞれの表面の摩耗を最小限にすることができる。また、駆動ばねはハウジング内に封入されてもよく、その場合、ばねに係合されるハウジングの表面は耐摩耗材料であってよい。

本発明によるクラッチ組立体は一対の駆動ばねを有することができ、これらの一対の駆動ばねは、互いに径方向反対側にくるようにハブの両側に配置される。別法として３つの駆動ばねが採用されてもよく、その場合これらの駆動ばねは互いに約１２０°のところに配置される。さらに、互いに約９０°のところに配置される４つの駆動ばねが採用されてもよい。必要に応じて任意の数が採用され得ること、および、クラッチプレートのサイズが増大するにつれて駆動ばねの数が増加してもよいことが認識されよう。

本発明のクラッチプレート内で使用されるための駆動ばねは通常はコイルばねであるが、適用可能な別の形態のばねが使用されてもよい。例えば、ラバーシリンダが採用されてもよい。

上述した本発明の２つの形態は組み合わされてもよく、その場合、内燃エンジンの衝撃を減衰することを目的として、湾曲する圧縮駆動ばねが径方向の引張ばねに組み合わされ得る。上で説明したように、湾曲する圧縮ばねは、車両の駆動モード中に発生する衝撃を減衰することを目的として設けられ得、それに対して、径方向の引張ばねは、クラッチ組立体が係合状態にあるが変速機がニュートラル状態にありしたがって車両が通常は静止状態にあるときに一般に発生するギアロールオーバーノイズを減衰することを目的として設けられる。

圧縮ばねと径方向の引張ばねとの組み合わせが採用される場合、径方向の引張ばねは圧縮駆動ばねの間の隙間内を延在してよい。それぞれのばねの組み合わせは以下の通りであってよい：
・３つの径方向の引張ばねが３つの湾曲する駆動ばねに組み合わされる
・４つの径方向の引張ばねが４つの湾曲する駆動ばねに組み合わされる
・２つの径方向の引張ばねが４つの湾曲する駆動ばねに組み合わされる
・２つの径方向の引張ばねが６つの湾曲する駆動ばねに組み合わされる。

クラッチプレートのサイズおよび必要とされる減衰に応じて、径方向の引張ばねおよび湾曲する駆動ばねが任意に組み合わされ得ることを認識されたい。
また、本発明は、本発明によるクラッチプレートを有するクラッチ組立体を包含し、さらには、本発明によるクラッチプレートを有する車両内の駆動ラインを包含する。

本発明をより良く理解できるように、また、本発明の実施手法をより良好に示すために、次いで、添付図面を参照しながら単に非限定的な例として本発明の実施形態を説明する。

本発明の一実施形態によるクラッチプレートを示す一部切り欠きの斜視図である。 図１のクラッチプレートを示す平面図である。 図２のＸ−Ｘに沿う断面図である。 図１のクラッチプレートを示す下面図である。 本発明の代替の一実施形態によるクラッチプレートを示す一部切り欠きの斜視図である。 図５に示されるクラッチプレートを示す下側から見た図である。 直線状の駆動ばねを有するクラッチプレートに関連する、本発明によるクラッチプレートの性能を示すグラフである。 湾曲する駆動ばねを有するクラッチプレートに関連する、本発明によるクラッチプレートの性能を示すグラフである。 従来技術のクラッチプレートの性能を示すグラフである。 従来技術のクラッチプレートの性能を示すグラフである。

図を参照すると、クラッチプレート１０が示されている。クラッチプレート１０は、主プレート１１と、主プレート１１に固定される複数のフェイスセグメント１３と、フェイスセグメント１３の各側に固定される摩擦フェイス１４および１５とを有する。フェイスセグメント１３を主プレート１１に固定する技術はよく知られている。同様に、摩擦フェイス１４および１５をフェイスセグメント１３に固定するための技術もよく知られている。

クラッチプレート１０は、内側スプライン表面２１を有するハブボス２０をさらに有する。内側表面２１は、車両変速機またはギアボックスに接続される相補的なスプラインシャフト（図示せず）を受け入れるようなサイズを有する。ハブボス２０とシャフトとの間のスプライン接続により、ハブボス２０に対してシャフトが相対的に軸方向に運動することが可能となるが、シャフトはハブボス２０が回転するときにハブボス２０と共に回転するように制約される。

段付肩部２２がハブボス２０の外側表面から側方に延在する。段付肩部２２は図３に明瞭に示される。段付肩部２２はクラッチプレート１０の種々の取付部を受け入れることができるように複数の段を有し、上側環状リング２３を形成する。リベット２４がリング２３に固定され、このリベット２４は径方向の引張ばね２５の一方の端部を受け入れる。

ハブボス２０はボス２０の周りを延在する複数の歯３０をさらに有し、これらの歯３０は、ハブフランジ３２内に形成される凹部３１に噛合される。この構成は、クラッチプレート１０の下面図である図４により良好に示される。各歯３０が凹部３１内で受けられ、また、この構成により、ハブボス２０がハブフランジ３２に対して、制限される角度変位で回転することができる。

径方向の引張ばね２５が、ハブフランジ３２に固定されるリベット３３にその対向する端部が固定される。歯３０および凹部３１の構成により、ハブボス２０さらにはそれによりハブボス２０の環状リング２３がハブフランジ３２に対して回転することができることが認識されよう。したがって、それぞれのリベット２４および３３も互いに対して移動することができ、したがって、径方向の引張ばね２５が弓形部分を介して伸長および収縮しながら振動することができる。さらに、このような相対運動が行われるときに、径方向の引張ばね２５がリング２３とハブフランジ３２との間に付勢力を作用させ、相対運動が大きくなるにつれてこの付勢力が徐々に増大することが認識されよう。径方向の引張ばね２５のこの付勢は、クラッチプレート１０にねじり荷重がかかっていないときはハブ２０およびハブフランジ３２を元の位置に戻す傾向にある。

径方向の引張ばね２５はクラッチプレート１０の切欠部分内に示される。クラッチプレート１０にはさらに２つの径方向の引張ばね２５が設けられるが、これらは実質的に隠れている。それでもこれらの２つの径方向の引張ばね２５も上で考察したばね２５と同様の構造を有しかつそれと同様に動作する。これらの３つのばね２５は互いに１２０°のところで等間隔に離間される。

クラッチプレート１０は駆動ばね３５、３６および３７をさらに有する。これらのばねは各々が外側ばね３８および同軸の内側ばね３９を備える。駆動ばね３５から３７は、ハブフランジ３２と、副プレート４０と、主プレート１１との間で作用する。副プレート４０は留めピン４２により主プレート１１に固定され、それにより、本明細書において上で定義したプレート組立体が形成される。したがって、副プレート４０および主プレート１１は相対的回転に逆らうように互いに固定される。

ハブフランジ３２は、駆動ばね３５から３７によって制御される角度変位を通るようにプレート組立体１１、４０に対して回転することができる。最大角度変位は、ハブフランジ３２の縁部内に形成される凹部４３（図１で完全に見えるのは１つのみ）内に配置される留めピン４２によって制御される。クラッチプレート１０のこの態様は、従来技術のクラッチプレートで既に採用されている一構成である。

駆動モードにおけるクラッチプレート１０の動作は以下の通りである。クラッチが係合されると、摩擦フェイス１５が一方側において圧力プレートに摩擦係合されるように押圧され、さらにもう一方側において、内燃エンジンのクランクシャフトに接続されるフライホイールに摩擦係合されるように押圧される。このように摩擦係合されることにより、プレート組立体１１、４０が駆動されて回転される。この回転が駆動ばね３５から３７を介してハブフランジ３２に伝達される。ハブフランジ３２の回転が、径方向の引張ばね２５を介しさらにその後ハブボス２０の歯３０を介して、ハブボス２０に伝達される。上で説明したように、内燃エンジンにより発生する不規則な衝撃は、望ましくない駆動ラインノイズを発生させる可能性がある。このような駆動ラインノイズは、車両のギアがニュートラル状態にありかつクラッチが係合されているときに特に見られる。上で説明したように、これらの衝撃が、上で考察した構成を介して減衰され得る。

径方向の引張ばね２５および駆動ばね３５から３７は、各々が、内燃エンジンからクラッチプレート１０を介して伝達されるねじり振動を減衰する。径方向の引張ばね２５は、それ以外の場合ではギアロールオーバーノイズを発生させるような振動を減衰し、そのようなノイズを減衰するためのこのばねの能力は、従来技術の円周方向のばねの場合と比較して径方向の向きのばねによって提供される変位の角度が広範囲であることにより、促進される。

図５は本発明の代替の一形態を示すが、これは、図１から４までのクラッチプレート１０に関連させて説明した種類の径方向の引張ばねを有する。図５では、図１の特徴の多くの部分が残っており、したがって、これらの特徴には同様の参照符号に１００が足されている。

したがって、クラッチプレート１００は、本明細書において上で定義したプレート組立体を形成する主プレート１１１および副プレート１４０を有し、さらに、フェイスセグメント１１３ならびに摩擦フェイス１１４および１１５を有する。スプライン表面１２１を有するハブボス１２０が設けられる。一対の径方向の引張ばね１２５がハブボス１２０から延在するフランジまたはリング１２３の間を延在し、ハブフランジ１３２に固定されるリベット１３３に接続される。径方向の引張ばね１２５に関しては、クラッチ１０内に設けられるばねが３つなのに対して、クラッチプレート１００内に設けられるばねは２つのみである。

クラッチプレート１００は、主プレート１１１と副プレート１４０を一体に堅固に接続させる複数の留めピン１４２と、ハブフランジ１３２内にある凹部１４３とをさらに有する。

クラッチプレート１００は、一対の湾曲する駆動ばね１５０、１５１をさらに有する。駆動ばね１５０、１５１は圧縮ばねであり、各々が実質的に一定の曲率半径を有し、また、これらは各々が実質的に径方向反対側の関係でハブボス１２０の周りに同心状に設置される。駆動ばね１５０および１５１はばね長およびばね定数が実質的に等しい。

駆動ばね１５０、１５１とクラッチプレート１０の駆動ばね３５、３６および３７とを視覚的に比較すると、クラッチプレート１００の駆動ばねがクラッチプレート１０の駆動ばねより有意に長いことが分かる。クラッチプレート１０では、プレート組立体１１、４０とハブフランジ３２との間で得られる角度変位を最大にするために、駆動プレート３５、３６および３７がハブボス２０の中心から最大距離のところに位置しなければならない。これにより駆動ばねの長さが最大となる。図１に見られるように、ハブフランジ３２の直径が駆動ばねの最大長さを制限しており、したがって、より長い駆動ばねが必要となる場合、駆動ばねはハブボス２０の方に向かって内側に移動されなければならない。しかし、ばねがハブボス２０に接近するように移動される場合、ばねは、より外側に配置されるばねの場合と比較して、等しいトルクを伝達するためにはより高い強度を有することが必要となる。したがって、必要となる強度／トルクに適合させるためにばねのコイルの線径を増大させなければならないことから、広範囲の角度変位を得ることがより困難となる。

再び図５のクラッチプレート１００を参照すると、駆動ばね１５０、１５１が約６０°に跨がって延在する。駆動ばね１５０および１５１の長さは、ばねの両端部を係合させることを目的としてプレート組立体１１１、１４０内およびハブフランジ１３２内で当接されることが必要であることから、それにより制限される。加えて、図５に示されるクラッチプレート１００の形態では、駆動ばね１５０および１５１の長さは、駆動ばね１５０、１５１の両端部の間に径方向の引張ばね１２５を配置することが必要であることから、それによっても制限される。

駆動ばね１５０、１５１は適切なカーブを有するように製造され得るか、または、例えばクラッチプレート１０の外側のばね３８とある程度等しくなるように直線状の駆動ばねとして製造されてもよく、その場合、駆動ばねのカーブはクラッチプレート１００の構造によって与えられる。例えば、図５では、駆動ばね１５０、１５１の各々がそれぞれのスロット１５２および１５３内に配置されていることが分かるが、図５で容易に確認することはできないが、これらのスロットは、駆動ばね１５０、１５１がスロット１５２、１５３の中に挿入されるときにばね１５０、１５１に必要となるカーブを与えるための湾曲する側方縁部を有する。

さらに、主プレート１１１および副プレート１４０は、各々が、図５および６で確認することができる凹型の湾曲するばねガイド１５４、１５５を有する。図６は、図５のクラッチプレート１００の下側から見た図を示す。ばねガイド１５４および１５５の各々がプレート１１１および１４０の中に形成されているのが分かるであろう。

ばねガイド１５４および１５５は、駆動ばね１５０および１５１の湾曲形状を維持するのに貢献し得る。実際には、湾曲するばねガイド１５４および１５５は、駆動ばね１５０、１５１を湾曲する向きに維持する構造であってよい。このような構成では、中にばねが配置されているスロット１５２および１５３は、駆動ばね１５０、１５１を湾曲状に維持することに影響しなくてよい。

別法として、スロット１５２、１５３および湾曲するばねガイド１５４、１５５の各々が、駆動ばね１５０、１５１を湾曲形状に維持することに貢献してもよい。
クラッチプレート１００は一対の径方向の引張ばね１２５を有するように示されている。これらのばね１２５がクラッチプレート１００の任意選択の付加部分として示されており、本発明によるクラッチプレートの特定の構成においては必要ではない可能性があることを認識されたい。しかし、クラッチプレート１００は、駆動モードにおいて駆動ばね１５０、１５１を介してエンジンの衝撃を減衰することができ、さらに、クラッチが係合されるが変速機がニュートラル状態にあるアイドルモードにおいてはそれ以外ではギアロールオーバーノイズを発生させるようなエンジンの衝撃を減衰することができる。

図７から１０は、図１から６に示される本発明の形態の径方向の引張ばねを使用することにより得られる改善をグラフで示すものであり、ここでは、円周方向の圧縮ばねを採用する従来技術の構成と比較している。図７は直線状の径方向の引張ばねを有する一構成のグラフを示しており、図８は湾曲する径方向の引張ばねを有する一構成をグラフで示しており、これらは各々が本発明に従う。図９および１０は従来技術の構成をグラフで示す。

図７および８のグラフから、図９および１０に示されるグラフと比較して得られる角度変位が有意に増大していることが分かる。
本明細書で説明される本発明は、具体的に説明したもの以外の変更、修正および／または付加を受け入れることができ、また、本発明が、上記の説明の精神および範囲内にあるすべての変更、修正および／または付加を含むことを理解されたい。

Claims (22)

1. 環状周囲部を有するプレート組立体であって、前記環状周囲部に、互いに対向する方向の各々に面するように摩擦材料の組立体が取り付けられる、プレート組立体と、
   出力シャフトに接続されるハブと、
   前記プレート組立体によって回転するように駆動可能であるハブフランジと
   を有し、
   前記ハブが前記ハブフランジによって回転するように駆動可能であり、
   前記ハブおよび前記ハブフランジが、角度方向において所定の範囲内で互いに対して変位可能であり、前記ハブの回転軸に対して径方向に延在しかつ前記ハブと前記ハブフランジとの間での相対的な角度変位に逆らうように付勢荷重を加える引張ばねによって、共に結合される、
   クラッチプレート。
2. 前記ハブおよび前記ハブフランジが、互いに対して径方向反対側に配置される一対の径方向の引張ばねによって共に結合される、請求項１に記載のクラッチプレート。
3. 前記ハブおよび前記ハブフランジが、互いに対して約１２０°のところに配置される３つの径方向の引張ばねによって共に結合される、請求項１に記載のクラッチプレート。
4. 前記ハブおよび前記ハブフランジが、互いに対して約９０°のところに配置される４つの径方向の引張ばねによって共に結合される、請求項１に記載のクラッチプレート。
5. 前記径方向の引張ばねがコイルばねである、請求項１から４までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
6. 前記径方向の引張ばねが２０ｍｍから６０ｍｍの間の長さ寸法を有する、請求項１から５までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
7. 前記径方向の引張ばねが約３０ｍｍの長さ寸法を有する、請求項６に記載のクラッチプレート。
8. 前記径方向の引張ばねが１ｋｇ／ｍｍから１０ｋｇ／ｍｍまでの範囲内のばね定数を有する、請求項１から７までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
9. 前記径方向の引張ばねが最大で約６０°の角度変位を可能とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
10. 環状周囲部を有するプレート組立体であって、前記環状周囲部に、互いに対向する方向の各々に面するように摩擦材料の組立体が取り付けられる、プレート組立体と、
    出力シャフトに接続されるハブと、
    前記プレート組立体によって回転するように駆動可能であるハブフランジと
    を有し、
    前記ハブが前記ハブフランジにより回転するように駆動可能であり、
    前記プレート組立体および前記ハブフランジが、角度方向において所定の範囲内で互いに対して変位可能であり、前記ハブ周りに等間隔に配置される少なくとも２つの駆動ばねにより共に結合され、前記駆動ばねが圧縮ばねであり、湾曲しており、実質的に一定の曲率半径を有し、前記ハブの周りに同心状に設置され、前記駆動ばねが、前記プレート組立体と前記ハブフランジとの間での相対的な角度変位に逆らうように付勢荷重を加える、
    クラッチプレート。
11. 前記駆動ばねが、前記クラッチプレートに嵌合されたときに湾曲形状に保持される、直線状のばねである、請求項１０に記載のクラッチプレート。
12. 前記ハブフランジは、前記駆動ばねの各々１つが配置される一対の湾曲するスロットを有し、前記スロットが、前記駆動ばねに係合されかつ少なくとも部分的に前記駆動ばねに曲率を与える湾曲する側方縁部を有する、請求項１１に記載のクラッチプレート。
13. 前記プレート組立体が共に堅固に接続される主プレートおよび副プレートを備え、前記主プレートと前記副プレートとの間に前記ハブフランジが配置され、前記主プレートが、前記駆動ばねの円周部と実質的に等しい曲率の一対の凹型の湾曲するばねガイドを有し、前記ばねガイドの中に、それぞれの前記駆動ばねの前記円周部の一部分が配置される、請求項１０から１２までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
14. 前記駆動ばねが、少なくとも部分的に前記駆動ばねに曲率を与える前記ばねガイドの凹型表面に係合される、請求項１３に記載のクラッチプレート。
15. 前記プレート組立体が共に堅固に接続される主プレートおよび副プレートを備え、前記主プレートと前記副プレートとの間に前記ハブフランジが配置され、前記副プレートが、前記駆動ばねと等しい曲率の一対の湾曲するばねガイドを有し、前記ばねガイドの中に、それぞれの前記駆動ばねの前記円周部の一部分が配置される、請求項１０から１２までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
16. 前記副プレートが前記駆動ばねと等しい曲率の一対の湾曲するばねガイドを有し、前記ばねガイドの中に、それぞれの前記駆動ばねの前記円周部の一部分が配置される、請求項１３または１４に記載のクラッチプレート。
17. 前記駆動ばねが潤滑される、請求項１０から１６までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
18. 互いに対して約１２０°のところに配置される３つの駆動ばねを有する、請求項１０から１７までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
19. 互いに対して約９０°のところに配置される４つの駆動ばねを有する、請求項１０から１７までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
20. 前記駆動ばねのうちの１つまたは複数がコイルばねである、請求項１０から１９までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
21. 前駆駆動ばねが最大で約６０°の角度変位を可能とする、請求項１０から２０までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。
22. 前記ハブおよび前記ハブフランジが、さらに、前記ハブの回転軸に対して径方向に延在しかつ前記ハブと前記ハブフランジとの間での相対的な角度変位に逆らうように付勢荷重を加える引張ばねによって共に結合される、請求項１０から２１までのいずれか１項に記載のクラッチプレート。

Images