JP2017531145A - 均しばねを備える摩擦クラッチに用いられる断接システム - Google Patents

Abstract

摩擦クラッチに用いられる断接システムであって、摩擦クラッチの摩擦セットに接続力を形成する接続ばねと、接続力とは逆に向けられた補償力を形成する補償ばねと、累進的なばね特性曲線を有する均しばねと、を備え、均しばねは、補償ばねと直列に接続されていて、断接システムの動作点と断接システムの切断点との間で、合力の特性曲線が、最大で１つの変曲点を有する。

Description

本発明は、摩擦クラッチの接続および切断に用いられる、摩擦クラッチに用いられる断接システムに関する。

従来技術では、皿ばねが摩擦要素の間の必要な圧着力を提供し、したがって摩擦要素を介して十分なトルクが伝達可能である摩擦クラッチが知られている。必要なトルクの大きさが増加するにつれ、そのような皿ばねの要求が高まる。つまり、摩擦要素をより大きな力で相互に圧着しなければならない。その結果、皿ばねの操作は、摩擦クラッチの使用者にとって、より困難になるかまたは少なくともより不快になる。というのも、切断力がより大きくなるからである。さらに、伝達すべきトルクが大きい場合、摩擦クラッチの摩擦要素に作用する力は、切断された状態から完全に接続された状態（摩擦クラッチの動作点）への移行領域で、極めて大きくなる。そのような断接システムの操作を簡単にするために、断接システムの動作点と断接システムの完全に切断された点との間で、断接システムの切断力を低減する補償ばねが知られている。そのような補償ばねの欠点は、皿ばねと補償ばねとの合力の特性曲線が、不規則な過程を有することであり、これは、使用者が不快に思ってしまうおそれがある。

したがって、本発明の課題は、従来技術に関して述べた問題を少なくとも部分的に解消し、とりわけ、特に快適に操作可能である、摩擦クラッチに用いられる断接システムを提供することである。

この課題は、独立請求項の特徴を有する断接システムにより解決される。断接システムの別の好適な態様は、従属様式の請求項に記述されている。従属様式の請求項において個別に記述された特徴を技術的に有意義な任意の形で相互に組み合わせて、本発明の別の態様を規定してもよいことに留意されたい。さらに、請求項に記載の特徴が、明細書においてより詳しく明確化され、説明される。その際、本発明の好適な実施の態様が図示される。

本発明によれば、摩擦クラッチに用いられる断接システムであって、摩擦クラッチの摩擦セットに接続力を形成する接続ばねと、接続力とは逆に向けられた補償力を形成する補償ばねと、累進的なばね特性曲線を有する均しばねと、を備え、均しばねは、補償ばねと直列に接続されていて、断接システムの動作点と断接システムの切断点との間で、合力の特性曲線が、最大で１つの変曲点を有する。

ここで提案される、摩擦クラッチ、特にツインクラッチに用いられる断接システムは、摩擦クラッチの断接（接続および切断）に用いられ、これにより、自動車の駆動機関から駆動系統への摩擦クラッチのトルク伝達を制御することができる。接続ばねは、とりわけ、摩擦クラッチが接続された状態で接続力を摩擦クラッチの摩擦セットに形成可能である少なくとも１つの皿ばねである。接続ばねは、特に摩擦クラッチの位置固定の構成要素に支持されていて、摩擦セットに接続力を形成し、これにより、摩擦セットは、所定のトルクを伝達することができる。摩擦クラッチが接続されている標準状態から、接続ばねは、操作装置により変位可能であるので、摩擦セットは切断される。断接システムは、さらに、接続ばねに対抗する補償ばねを有する。したがって、補償ばねは、接続力とは逆に向けられた補償力を形成するために用いられる。補償ばねは、特に、補償力が接続ばねの切断行程にわたって増加するように構成されている。したがって、断接システムまたは摩擦クラッチの接続された状態で、補償力は、割合小さい、またはそれどころかゼロであり、したがって接続力は低下しない、または少なくとも強くは低下しない。ただし同時に、切断行程が増加するにつれ、補償力がより大きくなるので、切断は、補償ばねのばね力により助長される。さらに、断接システムは、累進的なばね特性曲線を有する均しばねを備える。ここでは、累進的とは、特に、ばね力がばね行程にわたって漸増するかつ／または指数関数的に増加することと解される。

均しばねは、補償ばねと直列に接続されているので、断接システムの動作点と断接システムの切断点との間で、合力の特性曲線は、最大で１つの変曲点を有する。断接システムの動作点は、特に、摩擦クラッチが完全に接続されている、断接システムの位置である。断接システムの切断点は、特に、摩擦クラッチが完全に切断されている、断接システムの位置である。補償ばねの補償力と、均しばね（および場合によりさらに別の、補償ばねおよび／または均しばねと直列に接続されたばね）の均し力との合力の特性曲線は、断接システムの動作点と断接システムの切断点との間で、最大で１つの変曲点を有する。合力の関数グラフまたは特性曲線の変曲点は、関数グラフまたは特性曲線の曲率が正負符号を切り替えるときに提供される。換言すると、変曲点は、関数グラフまたは特性曲線が合力の曲率特性を変更する、合力の関数グラフまたは特性曲線上の点である。関数グラフまたは特性曲線は、ここでは右カーブから左カーブへまたはその逆に切り替わる。これにより、補償ばねを有する公知の断接システムと比べて、均されたまたは恒常化された、合力の特性曲線が生じる。

さらに好適には、均しばねは、クラッチカバーの内側面と補償ばねとの間に配置されている。

同様に好適には、均しばねは、ウェーブスプリングとして構成されている。特に、低い組込寸法で使用する場合に使用可能である、コイルばねの特殊形態が、ウェーブスプリングと呼ばれる。

同様に好適には、均しばねは、円錐形の圧縮ばねとして構成されている。圧縮ばねの円錐形の形状から、圧縮ばねの線材巻条が、圧縮ばねの圧縮状態で互いに内外に位置し、したがって円錐形の圧縮ばねのばね特性曲線が累進的に増加することが分かる。さらに、円錐形の圧縮ばねは、特に、円錐形の圧縮ばねの線材直径の厚さに圧縮することができる。

さらに好適には、均しばねは、エラストマばねとして構成されている。エラストマばねは、特に、少なくとも１つの弾性要素を有する。さらに、エラストマばねは、特にゴムばねである。

さらに好適には、均しばねは、第１の金属薄板と第２の金属薄板とを有し、第１の金属薄板と第２の金属薄板との間に、少なくとも１つのばね要素が配置されている。少なくとも１つのばね要素は、荷重を掛けるとたわみ、荷重解放後、それ自体の初期の状態に戻る、つまり弾性的に復元するように動作する構成要素である。

さらに好適には、少なくとも１つのばね要素は、少なくとも１つのリベットにより、第１の金属薄板または第２の金属薄板に固定されている。少なくとも１つのリベットは、特に塑性変形可能な円筒形の結合要素である。

同様に好適には、均しばねは、環状に構成されている。

本発明の別の側面によれば、本発明に係る断接システムを有する、自動車に用いられる摩擦クラッチも記述される。

以下、図面に基づいて本発明および技術環境を詳説する。図面は、本発明の特に好適な実施の態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではないことに留意されたい。図面における同一の構成要素には、同一の符号が設けられている。

合力の特性曲線を示す。 クラッチの断接システムを示す。 均しばねの第１の変形例を示す。 均しばねの第１の変形例の第１の概略図を示す。 均しばねの第１の変形例の第２の概略図を示す。 均しばねの第２の変形例を示す。 均しばねの第２の変形例の円錐形の圧縮ばねを示す。 均しばねの第２の変形例の累進的なばね特性曲線を示す。 均しばねの第３の変形例を示す。 均しばねの第３の変形例の累進的なばね特性曲線を示す。

図１は、縦座標にここでは図示されていない断接システム１の切断力がニュートンで記入され、横座標に切断距離がミリメートルで記入された線図またはデカルト座標系を示している。破線で示す第１の特性曲線１５は、ここでは図示されていない、補償ばね５および均しばね７を有しない摩擦クラッチ２の切断力特性曲線を表している。一点鎖線で示す第２の特性曲線１６は、ここでは図示されていない、補償ばね５を有するが均しばね７を有しない摩擦クラッチ２の切断力特性曲線を表している。ここから看取されるように、第２の特性曲線１６は、ここでは図示されていない断接システム１の動作点１０と切断点１１との間に「隆起部」を有し、隆起部は、断接システム１の使用者によりネガティブに認識される。特性曲線９は、ここでは図示されていない、補償ばね５と均しばね７とを有する摩擦クラッチ２の切断力特性曲線を表している。特性曲線９は、動作点１０と切断点１１との間に１つだけの変曲点１２を有し、したがって第２の特性曲線１６のような「隆起部」を有しない。

図２は、摩擦クラッチ２の断接システム１の部分断面図を示している。断接システム１は、摩擦クラッチ２の、図示されていない摩擦セットに接続力４を形成する接続ばね３を有する。接続ばね３は、レバー載設部２７に可動に支持されている。さらに、断接システム１は、接続力４とは逆に向けられた補償力６を形成する補償ばね５を有する。さらに、補償ばね５と均しばね７が直列に接続されているので、図１に示したように、断接システム１の動作点１０と断接システム１の切断点１１との間で、合力の特性曲線９は、最大で１つの変曲点１２を有する。均しばね７は、クラッチカバー１４の内側面１３と補償ばね５との間に配置されている。

図３は、均しばね７の第１の変形例を示している。この場合、ばね要素２８として、ばねセグメント２０が、第１の金属薄板１７と第２の金属薄板１８との間に配置されていて、リベット１９により固定されている。

図４は、均しばね７の第１の変形例の、図３に示したばねセグメント２０の第１の概略図を示していて、図５は、第２の概略図を示している。ばね要素２０は、凸状に湾曲した、２箇所で緊締された曲げビームと解されてよい。図４に示す、ばねセグメント２０の荷重が小さい場合、第１の緊締領域２１および第２の緊締領域２４は小さく、自由曲げ長さ２３は大きい。図５に示すような、ばね力が大きい場合、第１の緊締領域２１および第２の緊締領域２４における接触が増加する。というのも、ばねセグメント２０は、図３に示した第１の金属薄板１７および第２の金属薄板１８に密接するからである。その結果、自由曲げ長さ２３が減少する。自由曲げ長さ２３は、ほぼばね強度の３乗に反比例している。これは、ばね変位量に関するばね強度の大きな増加を表している。さらに、ばね変位量２２が、図４および図５に示されている。

図６は、均しばね７の第２の変形例を示している。この場合、ばね要素２８として、円錐形の圧縮ばね２５が、第１の金属薄板１７と第２の金属薄板１８との間に配置されていて、リベット１９により固定されている。図７は、図６に示した、均しばね７の第２の変形例の円錐形の圧縮ばね２５を、緊締された状態と弛緩した状態で示している。Ｄ_tは、円錐形の圧縮ばね２５の線材直径を表し、Ｄ_iは、小さい方の端部における内径を表し、Ｄ_yは、大きい方の端部における外径を表し、Ｌ_oは、非荷重の長さを表し、Ｌ_stは、密着高さを表す。円錐形状から、線材巻条が互いに内外に位置することが分かる。したがって、複数の円錐形の圧縮ばね２５は、線材直径Ｄ_tの厚さに圧縮することができる。さらに図８は、図６に示した、均しばね７の第２の変形例の累進的なばね特性曲線を示している。

図９は、均しばね７の第３の変形例を示している。この場合、ばね要素２８として、ゴムばね２６が、第１の金属薄板１７と第２の金属薄板１８との間に配置される。図１０に示すように、図９に示した、均しばね７の第３の変形例も、累進的なばね特性曲線８を有する。

提案された断接システム１は、特に快適な操作性を特徴としている。

１ 断接システム
２ 摩擦クラッチ
３ 接続ばね
４ 接続力
５ 補償ばね
６ 補償力
７ 均しばね
８ 累進的なばね特性曲線
９ 特性曲線
１０ 動作点
１１ 切断点
１２ 変曲点
１３ 内側面
１４ クラッチカバー
１５ 第１の特性曲線
１６ 第２の特性曲線
１７ 第１の金属薄板
１８ 第２の金属薄板
１９ リベット
２０ ばねセグメント
２１ 第１の緊締領域
２２ ばね変位量
２３ 自由曲げ長さ
２４ 第２の緊締領域
２５ 円錐形の圧縮ばね
２６ ゴムばね
２７ レバー載設部
２８ ばね要素

Claims (9)

1. 摩擦クラッチ（２）に用いられる断接システム（１）であって、
   前記摩擦クラッチ（２）の摩擦セットに接続力（４）を形成する接続ばね（３）と、
   前記接続力（４）とは逆に向けられた補償力（６）を形成する補償ばね（５）と、
   累進的なばね特性曲線（８）を有する均しばね（７）と、
   を備え、
   前記均しばね（７）は、前記補償ばね（５）と直列に接続されており、当該断接システム（１）の動作点（１０）と当該断接システム（１）の切断点（１１）との間で、合力の特性曲線（９）が、最大で１つの変曲点（１２）を有する、
   断接システム。
2. 前記均しばね（７）は、クラッチカバー（１４）の内側面（１３）と補償ばね（５）との間に配置されている、請求項１記載の断接システム。
3. 前記均しばね（７）は、ウェーブスプリングとして構成されている、請求項１または２記載の断接システム。
4. 前記均しばね（７）は、円錐形の圧縮ばねとして構成されている、請求項１または２記載の断接システム。
5. 前記均しばね（７）は、エラストマばねとして構成されている、請求項１または２記載の断接システム。
6. 前記均しばね（７）は、第１の金属薄板（１７）と第２の金属薄板（１８）とを有し、該第１の金属薄板（１７）と該第２の金属薄板（１８）との間に、少なくとも１つのばね要素（２８）が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の断接システム。
7. 少なくとも１つの前記ばね要素（２８）は、少なくとも１つのリベット（１９）により、前記第１の金属薄板（１７）または前記第２の金属薄板（１８）に固定されている、請求項６記載の断接システム。
8. 前記均しばね（７）は、環状に形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の断接システム。
9. 請求項１から８までのいずれか１項記載の断接システム（１）を有する、自動車に用いられる摩擦クラッチ（２）。

Images