JP2015502509A - クラッチ用の摩擦装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、クラッチのための摩擦装置（１）に関し、少なくとも２個の対向する環状摩擦ライニング（２、２’）を含み、各々の摩擦ライニングが、支持体（４、４’）に固定された少なくとも１つの摩擦本体と、対向する支持体（４、４’）の間に配置された弾性手段（３）とを含み、これらの弾性手段（３）の圧縮またはゆるみによって、支持体（４、４’）が軸方向に接近または離隔することができる。摩擦装置（１）は、さらに、支持体の間の軸方向の離隔の制限手段を含んでおり、この離隔制限手段は、一方の支持体（４）から他方の支持体（４’）に軸方向に延びて支持体（４、４’）の半径方向外周（１４）または半径方向内周に配置された、少なくとも１つの係止部材（１５）から形成される。

Description

本発明は、自動車に装備するためのクラッチ用摩擦装置に関する。

自動車のクラッチは、駆動軸、たとえばエンジンのクランクシャフトと、ギヤボックスの入力軸との間でトルクを伝達するように構成されている。そのため、クラッチは、駆動軸への連結機構と、ギヤボックスの入力軸に結合される摩擦ディスクとを含んでいる。

クラッチ機構は、プレッシャプレートとリアクションプレートとを有し、これらのプレートは、クラッチをつなぐ段階と遮断する段階とでそれぞれ摩擦ディスクを締め付けまたは解放するように軸方向に相対移動する。

摩擦ディスクは、この摩擦ディスクの環状フランジまたはハブに接続された、２個の対向する摩擦ライニングを含んでいる。摩擦ライニングの各々は、環状の支持体に固定された環状摩擦本体を備える。支持体は、一般に、厚さ０．２ｍｍから１ｍｍの金属箔である。摩擦本体は、特に本出願人名義の仏国特許第２９４１７５８号明細書から知られているように、従来から繊維材料とバインダとフィラーとから構成されている。

クラッチをつなぐ段階では、プレッシャプレートとリアクションプレートが摩擦ライニングの摩擦本体に当接するように構成される。

摩擦ディスクは、さまざまな技術的条件を満たさなければならない。

一方では、摩擦ディスクの質量と慣性とを制限する必要がある。それには、摩擦ライニングの軸方向寸法と半径方向寸法とを制限しなければならない。同様に、リベットを用いて摩擦本体を支持体に固定することは、リベットの質量を考慮すれば回避した方が好ましいかもしれない。したがって、可能であれば、貼り合わせまたは熱間プレスによって固定を行う方がよい。

他方では、クラッチを段階的に断続できるように、すなわち、駆動軸から摩擦ディスクを介してギヤボックスの入力軸に伝達されるトルクを段階的に増加または減少するようにしなければならない。

そのため、本出願人名義の仏国特許第２８７１５３８号明細書は、２個の対向する摩擦ライニングの間に、より詳しくは、これらの摩擦ライニングの２個の支持体の間に、弾性手段を配置することを提案している。弾性手段は、支持体の少なくとも一方に形成された、周方向に延びる弾性タブか、または同心の環状エラストマー要素を含むことができる。

弾性タブを用いて段階性機能が保証される場合、少なくとも幾つかのタブは、支持体の間の離隔を制限する役割を同様に果たすことができる。これらのタブは、周方向に延びており、摩擦ライニングの中央環状ゾーンに配置される。

摩擦ライニングの構造は、それらの取り付けおよび製造と同様に、比較的複雑である。

本発明は、特に、この問題の簡単、有効、かつ経済的な解決方法を提案することを目的とする。

このため、本発明は、クラッチのための摩擦装置を提案し、この装置は、少なくとも２個の対向する環状摩擦ライニングを含み、摩擦ライニングの各々が、支持体に固定された少なくとも１つの摩擦本体と、対向する支持体の間に配置された弾性手段とを含み、この弾性手段の圧縮またはゆるみによって支持体が軸方向に接近または離隔可能にされ、この摩擦装置が、さらに、支持体の間の軸方向の離隔の制限手段を含んでおり、この軸方向の離隔制限手段が、一方の支持体から他方の支持体に軸方向に延びて双方の支持体の半径方向外周または半径方向内周に配置された、少なくとも１つの係止部材を含んでいることを特徴とする。

そのため、弾性手段により保証されるクラッチの段階性機能は、支持体間の軸方向の離隔制限機能から切り離されている。したがって、たとえば、係止部材の寸法または形状を著しく変えることなしに、特定の必要性に応じて弾性要素を寸法決定し、また、その逆に行うことが可能である。これによって、また、離隔制限機能を保持しながら、たとえばエラストマー製の弾性手段のような、比較的簡単な構造の弾性手段を用いることができる。

それに対して、従来技術では、同じ弾性タブが段階性機能または弾性機能と、支持体の間の軸方向の離隔制限機能とを同時に果たしていることを想起されたい。これらの弾性タブの付勢レベルは低く、システムの信頼性を損なう可能性がある。

係止部材が外周または内周に配置されることによって、係止部材へのアクセスが容易になり、したがって、摩擦装置を組立または分解しやすくなる。

本発明の１つの特徴によれば、係止部材が、一方の支持体と同じ材料で構成されて他方の支持体に向かって軸方向に折り曲げられた脚部から形成され、脚部の自由端が、半径方向内側に延びて他方の支持体の半径方向外周または半径方向内周で係止可能な、少なくとも１つのフックまたはリムを含んでいる。

そのため、係止部材は、支持体と一体部品として形成されるので、摩擦装置の質量と慣性を低減することができる。

変形実施形態では、係止部材が支持体とは異なる部材で形成され、係止部材は、軸方向の基部により接続される半径方向の２個の分枝を備えたほぼＵ字型を有しており、一方の分枝が、一方の支持体の半径方向外周または内周に固定され、他方の分枝が、他方の支持体の半径方向外周または内周で係止可能にされている。

有利には、他方の支持体の半径方向外周または内周が、対向する支持体の方向に、脚部のフックまたはリムを収容するための、あるいは、係止部材の対応する分枝を収容するための補強ゾーンを含んでいる。

このようにして、摩擦本体を固定するための補強ゾーンを有する支持体の面は、摩擦本体と干渉しうる突出要素を一切含まない。

さらに、支持体の半径方向外周または半径方向内周は、それぞれ内側または外側に向かって半径方向に後退したゾーンを含むことができ、このゾーンの位置に係止部材が配置される。

そのため、係止部材は、支持体の半径方向外側または半径方向内側に突出せず、他の要素と干渉しない。

さらに、係止部材は、摩擦装置の組立および／または分解を容易にするために、半径方向に延びる把持脚部を含むことができる。

変形実施形態では、少なくとも一方の支持体が、対向する支持体に設けられる開口部に係合される少なくとも１つの第１の脚部を含んでおり、この第１の脚部は、開口部の縁に係止されるように構成されて、支持体間の軸方向の相対移動を制限する。

好ましくは、上記の開口部が、他方の支持体から延びる第２の脚部に設けられている。

第１の脚部および／または第２の脚部は、対向する支持体の方向に延びることができる。

好ましくは、弾性手段が、少なくとも１つの変形可能なエラストマー要素、たとえば同心の環状エラストマー要素を含んでいる。

さらに、摩擦装置は、本出願人により出願された未公開の仏国特許出願第１１／６１０４２号明細書から知られているように、支持体の軸方向の接近を制限する少なくとも１つのストッパを含むことができる。これらのストッパは、クラッチをつなぐ段階で弾性手段の圧縮を制限し、それによって弾性手段の劣化を回避することができる。

実際、クラッチに軸方向に過負荷がかかると、それが大きな熱的作用につながり、段階性機能を保証する弾性手段に超過圧がかかる。弾性手段が劣化すると、その結果として、連結機構の段階性が低下し、弾性手段がもはや十分な弾性をもたなくなった場合にはトルク伝達不良が生じることさえある。

このようなクラッチの軸方向の過負荷は、特に、通常は閉鎖されているタイプのクラッチにおいて摩擦ライニングの摩耗によって生じうるが、これは、摩擦ライニングが摩耗した結果、ダイヤフラムの負荷が増すからである。こうしたクラッチの過負荷は、また、通常は開放されているタイプのクラッチの場合、制御方法の機能不全から生じることがある。

上記のストッパは、弾性手段の変形を軸方向に制限するので、その場合、弾性手段は、過負荷がかかれば保護される。

本発明の別の１つの特徴によれば、弾性手段は、これらの弾性手段がゆるんだときに支持体が第１の離隔に対応する値で離隔するように構成され、係止部材は、第１の離隔以上の第２の離隔を超えて支持体が離隔しないようにする。

言い換えると、係止部材は、弾性手段が完全にゆるんだ後でのみ作動される。そのため、離隔制限機能は、段階性機能または弾性機能と干渉しない。

本発明は、また、上記のタイプの摩擦装置の構成方法に関し、この方法は、
−一方の支持体の片面に環状のエラストマービードを貼付するステップと、
−他方の支持体を上記エラストマービードに貼付して、２個の対向する支持体を、互いに決められた軸方向距離のところに平行に保持するステップと、
−エラストマービードを少なくとも部分的に重合させるステップと、
−上記ビードの貼付および重合の前または後に、支持体の半径方向外周または半径方向内周に係止部材を配置または係合させるステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明は、添付図面に関して限定的ではなく例としてなされた以下の説明を読めば、いっそう理解され、本発明の他の細部、特徴、および長所が明らかになるであろう。

従来技術による摩擦装置を示す分解組立斜視図である。 本発明による摩擦装置の２個の対向する支持体と、係止部材とを詳しく示す斜視図である。 本発明による摩擦装置の各支持体を詳しく示す斜視図である。 本発明による摩擦装置の各支持体を詳しく示す斜視図である。 本発明による別の１つの実施形態を詳しく示す斜視図である。 図５の実施形態を詳しく示す軸方向断面図である。

図１は、２個の対向する同軸の環状摩擦ライニング２、２’を含み、双方の間に弾性手段３が配置された、従来技術による摩擦装置１を示している。

摩擦ライニング２、２’の各々は、一般には厚さ０．２ｍｍから１ｍｍの環状シート４、４’すなわち金属材料からなる薄膜から形成された支持体を含んでいる。シート４、４’は、半径方向内周から延びるタブ５を含み、これらのタブ５は、半径方向内周に接続される第１の端部６と、摩擦ディスクのハブまたはフランジへの固定リベット（いずれも図示せず）の通過穴８を有する第２の端部７とを含んでいる。ハブすなわち、より一般的には摩擦ディスクは、それ自体知られているように、ギヤボックスの入力シャフトに接続されるように構成される。

第１の端部６と第２の端部７は、互いに軸方向にオフセットされている。特に、第２の端部７は、第１の端部６から、対向するシートに向かって軸方向に離隔されている。タブ５は、軸方向に弾性変形可能であり、それによって、双方のシートを相対的に接近または離隔可能にする。

弾性手段３とは反対側のシート４、４’の面１０に、環状摩擦本体９、９’が取り付けられている。これらの摩擦本体９、９’は、本出願人名義の仏国特許第２９４１７５８号明細書から特に知られているように、従来から、繊維材料と、バインダと、フィラーとから構成されている。

摩擦本体９、９’の厚さは、たとえば２．５〜５ｍｍである。

各摩擦本体９、９’は、対応するシート４、４’側に向けられた半径方向の固定面１１と、この固定面１１の反対側にある半径方向の摩擦面１２とを含んでいる。

固定面１１は、対応するシート４、４’にたとえば貼り合わされる。

摩擦面１２は、クラッチ機構（図示せず）のプレッシャプレートおよびリアクションプレートと協働して、内燃部材のクランクシャフト等の駆動部材のトルクをギヤボックスの入力軸に伝達する。

弾性手段３は、たとえばシリコーンからなる同心の環状エラストマービード１３から形成されている。

動作時に、クラッチをつなぐ段階では、摩擦装置１がプレッシャプレートとリアクションプレートとの間で締め付けられるので、それによって、摩擦ライニング２、２’は、タブ５とエラストマービード１３との変形により互いに接近する。エラストマービード１３の圧縮によって、２個のライニング２、２’の間で１〜４ｍｍ、好ましくは１．５〜２．５ｍｍの軸方向の揺動が可能になる。

これによって、プレッシャプレートとリアクションプレートとに回転結合されるエンジンシャフトのトルクをギヤボックスの入力軸に段階的に伝達することができる。

このような摩擦装置１は、本出願人名義の上記の仏国特許第２８７１５３８号明細書に、より詳しく記載されている。

本発明は、シート４、４’の間の軸方向の離隔の制限手段を上記の摩擦装置１に組み合わせることを提案する。

そのため、図２と図４に示したように、摩擦装置１は、一方のシート４から他方のシート４’に軸方向に延びてシート４、４’の半径方向外周１４に配置された、少なくとも１つの係止部材、好ましくは直径方向に対向する少なくとも２個の係止部材を含んでいる。

図示されていない変形実施形態では、１つまたは複数の係止部材を、シート４、４’の半径方向内周に配置することができる。

図２と図４に示した実施形態では、係止部材が、シート４と同一材料から構成されてシート４’に向かって軸方向に折り曲げられた、脚部１５から形成されており、脚部１５の自由端は、半径方向内側に延びて他方のシート４’の半径方向外周１４に当接可能な、少なくとも１つのフックまたはリム１６を含んでいる。

図示されていない変形実施形態では、係止部材が、シート４、４’とは異なる部材から形成され、この係止部材は、軸方向基部により接続される２個の半径方向の分枝を備えた、ほぼＵ字型を有しており、一方の分枝が、たとえばレーザ溶接により一方のシート４、４’の半径方向外周１４に固定され、他方の分枝が、他方のシートの半径方向外周１４で係止可能にされている。

シート４’の半径方向外周１４は、シート４に向かって、脚部のフックまたはリムを収容するための補強ゾーン１７を含んでいる（図２と図３）。

これらのシートの外周１４の縁は、同様に、半径方向内側に後退したゾーン１８を含んでおり、シート４の後退ゾーン１８を起点として脚部が延び、脚部のフックまたはリム１６は、シート４’の後退ゾーン１８と協働する。

このようにして、脚部１５は、軸方向にも半径方向にも外側にはみ出さず、他の要素と干渉するリスクがない。

さらに、把持脚部１９が、フックまたはリム１６から半径方向外側に延びている。

弾性手段３は、それらがゆるんだときに、シート４、４’が第１の離隔に対応する値の離隔を生じるように構成されており、脚部１５は、第１の離隔以上の第２の離隔を越えてシート４、４’が離隔するのを阻止する。例として、（弾性手段１３がゆるんだことによって生じる）第１の離隔は約０．６ｍｍであり、（脚部１５によって可能にされる）第２の離隔は０．６５〜０．７ｍｍである。このようにして、係止部材１５は、弾性手段３が完全にゆるんだ後でのみ作用する。したがって、離隔制限機能は、段階性機能または弾性機能とは干渉しない。

図２と図３から分かるように、シート４’は、また、これらのシートの軸方向の接近を制限するストッパを含むことができ、これらのストッパは、たとえばシート４の半径方向中央ゾーンへの嵌め込みによって構成される補強部すなわち円錐台形のピン２０から形成される。

このようなストッパ２０は、仏国特許出願第１１／６１０４２号明細書から特に知られており、クラッチをつなぐ段階で弾性手段３の劣化を回避する。

特に、ストッパ２０は、エラストマー製のビード１３が残留変形閾値に達する前に圧縮するように構成され、この閾値を超えると、ビード１３は、それらの休止位置に戻るときに不可逆的に残留変形を有する。

例として、シリコーンの圧縮における残留変形閾値は約５０％である。そのため、残留変形閾値に達しないようにするには、クラッチの公称負荷に達したとき、休止位置におけるビード１３の軸方向の厚みの３５％を下回るように、ストッパ２０が締め付けストロークを制限できる構成とすればよい。好ましくは、ストッパ２０は、締め付けストロークがエラストマービード１３の軸方向の厚みの２０％から３５％であるとき、対向するシート４と接触する。さらに、このように締め付けストロークを制限することによって、圧力に応じた変形がほぼ線形になる特に有効な動作範囲で、エラストマービードを使用可能になる。

当然のことながら、ストッパ２０の剛性は、エラストマービード１３の剛性より大きい。例として、ストッパ２０は、摩擦装置１の軸方向の圧縮時に３００００ｋＮ／ｍ、好ましくは５００００ｋＮ／ｍを上回る剛性を発生するように構成される。

シート４、４’は、図２〜図４に示したように、スリット２１を備えていてもいなくてもよい。このようなスリット２１によって、弾性手段３をいっそう均質に挟むことができる。

図示されていない変形実施形態では、ストッパ２０が、少なくとも１つのシート４、４’の内面に嵌め込まれる要素から形成される。これらの嵌め込み要素は、特に、鋼またはエラストマー製とすることができ、貼り合わせまたは溶接によって（１つまたは複数の）シートに組立可能である。

環状ストッパまたは環状セグメントの形態をとるストッパ等の、他のタイプのストッパも同様に使用可能である。

図２〜図４に示されている摩擦装置１は、以下のように構成される。

最初に、シート４、４’は、鋼板の成形により得られる。ストッパ２０と、シート４の１つまたは複数の補強ゾーン１７および後退ゾーン１８は、この成形時に得られる。同様に、シート４’は、成形後、その半径方向外周に、少なくとも１つの半径方向外側に延びる脚部１５を含み、好ましくは直径方向に対向する少なくとも２個の脚部１５を含んでいる。前述のように、各脚部１５は、シート４の外周１４の後退ゾーン１８から延びる。

たとえばシリコーンからなる同心の環状エラストマービード１３は、他方のシートに向けられた、一方のシート４、４’の面に貼付される。

その後、２個の対向するシート４、４’は、相対的に決定された軸方向の距離で平行に保持され、全体が、たとえば２〜１５分間にわたって１５０〜２２０°Ｃの温度にされ、それによってエラストマービード１３を重合する。

重合後、各脚部１５は、ほぼ軸方向に延びるように折り曲げられ、次いで、対応する補強ゾーン１７において、シート４’の半径方向外周１４の正面、より詳しくは対応する後退ゾーン１８の正面に延びるように、脚部１５の自由端を折り曲げて、フックまたはリム１６を得る。

図５と図６は、本発明による別の実施形態を示しており、シート４、４’間の離隔を制限可能な係止部材は、対向するシート４’、４に向かって反った第１の脚部２２、２２’と、対向するシート４’、４に向かって曲げられて第１の脚部２２、２２’の正面に配置される第２の脚部２３、２３’とから形成されている。脚部２２、２３は、シート４と同じ材料から形成され、脚部２２’、２３’は、シート４’と同じ材料から形成される。

第２の脚部２３、２３’は、第１の脚部２２、２２’の自由端が係合される開口部２４を含んでいる。第１の脚部２２、２２’の自由端は、第２の脚部２３、２３’の自由端の付近に配置される開口部２４の縁２５で係止されるように構成されて、シート間の相対的な軸方向移動を制限する。挿入は、組立操作の１つで付与される軸方向スラストの作用下で、脚部２２、２３を弾性的にたわめることで実施できる。組立操作の１つで脚部２３の可塑性の折り曲げによるロックを検討してもよい。

もちろん、各シート４、４’は、第１のタイプの脚部２２または第２のタイプの脚部２３だけを含んでいてもよく、脚部２２、２３の数は、付与される軸方向の応力と、これらの脚部２２、２３の寸法とによって決められる。

シートの相対的な軸方向移動の制限機能を保証するために、他のあらゆる形態の脚部または開口部も同様に検討可能である。

Claims (14)

1. クラッチのための摩擦装置（１）であって、少なくとも２個の対向する環状摩擦ライニング（２、２’）を含み、各々の摩擦ライニングが、支持体（４、４’）に固定された少なくとも１つの摩擦本体（９、９’）と、対向する支持体（４、４’）の間に配置された弾性手段（３）とを含み、前記弾性手段（３）の圧縮またはゆるみによって、前記支持体（４、４’）が軸方向に接近または離隔可能であり、前記摩擦装置（１）が、さらに、前記支持体の間の軸方向の離隔の制限手段を含み、
   前記軸方向の離隔制限手段が、一方の支持体（４）から他方の支持体（４’）に軸方向に延びて前記支持体（４、４’）の半径方向外周（１４）または半径方向内周に配置された、少なくとも１つの係止部材（１５）を含んでいることを特徴とする摩擦装置。
2. 前記係止部材が、前記支持体（４、４’）の一方（４）と同じ材料で構成されて前記支持体の他方（４’）に向かって軸方向に折り曲げられた、脚部（１５）から形成されており、前記脚部（１５）の自由端が、半径方向内側に延びて他方の支持体（４’）の半径方向外周（１４）または半径方向内周で係止可能な、少なくとも１つのフックまたはリム（１６）を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の摩擦装置。
3. 前記係止部材が、前記支持体（４、４’）とは異なる部材で形成され、この係止部材は、軸方向の基部により接続される半径方向の２個の分枝を備えたほぼＵ字型を有しており、前記分枝の一方が、前記支持体（４、４’）の一方の支持体の半径方向外周（１４）または半径方向内周に固定され、他方の分枝が、他方の支持体の半径方向外周（１４）または半径方向内周で係止可能にされていることを特徴とする、請求項１に記載の摩擦装置（１）。
4. 前記他方の支持体（４’）の半径方向外周（１４）または半径方向内周が、対向する支持体（４）の方向に、脚部（１５）のフックまたはリム（１６）を収容するための、あるいは、係止部材の対応する分枝を収容するための、補強ゾーン（１７）を含んでいることを特徴とする、請求項２または３に記載の摩擦装置（１）。
5. 前記支持体（４、４’）の半径方向外周（１４）または半径方向内周が、それぞれ内側または外側に向かって半径方向に後退したゾーン（１８）を含んでおり、このゾーンの位置に前記係止部材（１５）が配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の摩擦装置（１）。
6. 前記係止部材（１５）が、半径方向に延びる把持脚部（１９）を含んでいることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の摩擦装置（１）。
7. 前記支持体（４、４’）の少なくとも一方が、対向する支持体に設けられる開口部（２４）に係合される少なくとも１つの第１の脚部（２２）を含んでおり、前記第１の脚部は、前記開口部（２４）の縁（２５）で係止されるように構成されて、支持体間の軸方向の相対移動を制限することを特徴とする、請求項１に記載の摩擦装置（１）。
8. 前記開口部（２４）が、他方の支持体（４、４’）から延びる第２の脚部（２３）に設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の摩擦装置。
9. 前記第１の脚部（２２）および／または第２の脚部（２３）が、対向する支持体の方向に延びていることを特徴とする、請求項８に記載の摩擦装置。
10. 前記弾性手段（３）が、少なくとも１つの変形可能なエラストマー要素（１３）を含んでいることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の摩擦装置（１）。
11. 前記弾性手段（３）が、同心の環状エラストマー要素（１３）を含んでいることを特徴とする、請求項１０に記載の摩擦装置（１）。
12. 前記支持体（４、４’）の軸方向の接近を制限する少なくとも１つのストッパ（２０）を含んでいることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の摩擦装置（１）。
13. 前記弾性手段（３）は、これらの弾性手段がゆるんだときに前記支持体（４、４’）が第１の離隔に対応する値の離隔を生じるように構成されており、前記係止部材（１５）は、第１の離隔以上の第２の離隔を超えて支持体（４、４’）が離隔するのを阻止することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の摩擦装置（１）。
14. 請求項１１から１３のいずれか一項に記載の摩擦装置（１）の構成方法であって、
    −前記支持体（４、４’）の一方の支持体の片面に環状エラストマー要素（１３）を貼付するステップと、
    −前記支持体の他方をエラストマービード（１３）に貼付して、２個の対向する支持体（４、４’）を、互いに決められた軸方向距離のところに平行に保持するステップと、
    −前記エラストマービード（１３）を少なくとも部分的に重合させるステップと、
    −前記ビード（１３）の貼付および重合の前または後に、前記支持体（４、４’）の半径方向外周（１４）または半径方向内周に係止部材を配置または係合させるステップと、
    を含んでいることを特徴とする、方法。

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