JP3977211B2 - クラッチ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ装置、特に、フライホイールにクラッチディスク組立体の摩擦連結部が連結される摩擦面が形成されているものに関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンのクランクシャフトには、エンジンの燃焼変動に起因する振動を吸収するために、フライホイールが装着されている。さらに、フライホイールの軸方向トランスミッション側にクラッチ装置を設けている。クラッチ装置は、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、クラッチディスク組立体の摩擦連結部をフライホイールに付勢するクラッチカバー組立体とを備えている。クラッチディスク組立体は、捩り振動を吸収・減衰するためのダンパー機構を有している。ダンパー機構は、回転方向に圧縮されるように配置されたコイルスプリング等の弾性部材を有している。
【0003】
一方、ダンパー機構を、クラッチディスク組立体ではなく、フライホイールとクランクシャフトとの間に設けた構造も知られている。この場合は、フライホイールがコイルスプリングを境界とする振動系の出力側に位置することになり、出力側の慣性が従来に比べて大きくなっている。この結果、共振回転数をアイドル回転数以下に設定することができ、大きな減衰性能を実現できる。このように、フライホイールとダンパー機構とが組み合わさって構成される構造がフライホイール組立体又はフライホイールダンパーである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなフライホイール組立体では、エンジンからのトルク変動が入力されると、ダンパー機構においてばねが回転方向に圧縮されることでトルク変動を吸収・減衰する。車両の駆動伝達系から生じる音振問題としては、例えば走行時における駆動系歯打ち音及びこもり音がある。これらの音振を低減するためには、加減速トルク域の捩り剛性を極力下げることにより、駆動系捩り共振周波数をエンジンの実用回転域より低く設定する必要がある。ダンパー機構において捩り剛性を下げるためには、弾性部材の捩り角度を広くしたり、複数の弾性部材を直列に作用するように配置したりすることが考えられる。
【0005】
一方、弾性部材の低剛性化に伴って、エンジンの始動及びエンジンを切る時の低回転域(例えば500rpm以下)において共振点を通過する事態が生じる。このとき、過大トルク変動が生じ、ダンパー機構が破損したり音や振動が激しくなったりすることがある。このような問題を解決するために、低速回転域においてはダンパー機構の両側の部材を互いにロックし、高速回転域になると両者のロックを解除することでダンパー機構を作動可能状態にするロック機構が従来用いられている。このようなロック機構は一般にロック部材と弾性部材とからなる。ロック部材は弾性部材によってロック係合位置に付勢されることでダンパー機構の出力側部材をクランクシャフト側の部材に相対回転不能にしており、高回転域になると遠心力によってロック解除位置に移動してロックを解除している。しかし、このようなロック機構を用いると、構造が複雑であり部品点数が増加する。
【0006】
本発明の課題は、クラッチディスク組立体等を介してトランスミッションのシャフトに連結されるフライホイールを有するクラッチ装置において、簡単な構造で低速回転域における共振振動を抑制することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のクラッチ装置は、エンジンのクランクシャフトからトランスミッションに対してトルクを伝達・遮断することが可能なものであって、フライホイールと、ダンパー機構と、クラッチディスク組立体と、レリーズ装置と、相対回転抑制機構とを備えている。フライホイールは、クランクシャフトに対して軸方向に所定範囲で移動可能に配置され、エンジン側と反対側に摩擦面を有する。ダンパー機構は、フライホイールとクランクシャフトとを回転方向に弾性的に連結する。クラッチディスク組立体は、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。クラッチカバー組立体は、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の摩擦面に弾性的に付勢する。レリーズ装置は、クラッチカバー組立体に軸方向エンジン側への荷重を与えることで、摩擦連結部への付勢を解除する。相対回転抑制機構は、クラッチカバー組立体に軸方向エンジン側への荷重が作用すると、フライホイールをクランクシャフト側の部材に連結する。
【0008】
このクラッチ装置では、レリーズ装置がクラッチカバー組立体に対して荷重を付与することでクラッチをレリーズすると、その荷重を利用して相対回転抑制機構はフライホイールをクランクシャフト側の部材、例えばクランクシャフトそのものやクランクシャフトに固定された他の部材に連結する。この結果、クラッチレリーズ時にダンパー機構は作用しにくく、エンジン始動又は停止時における低回転数領域での共振が生じにくい。ここでは、ダンパー機構のロックがクラッチレリーズ時におけるレリーズ装置からの荷重を利用しているため、構造が簡単になる。
【0009】
請求項2に記載のクラッチ装置では、請求項1において、相対回転抑制機構は、レリーズ装置によるクラッチカバー組立体に対する軸方向エンジン側への荷重によって、フライホイールをクランクシャフト側の部材に対して軸方向トランスミッション側から押し付ける。
このクラッチ装置では、相対回転抑制機構は、レリーズ装置がクラッチカバー組立体に軸方向エンジン側への加重を付与する際に、フライホイールをクランクシャフト側の部材に対して軸方向トランスミッション側から押し付ける。ここでは、ダンパー機構のロックがクラッチレリーズ時におけるレリーズ装置からの荷重を利用しているため、構造が簡単になる。
【0010】
請求項3に記載のクラッチ装置では、請求項2において、相対回転抑制機構は、クランクシャフトに固定され、クランクシャフト側の部材として機能するロック部材をさらに有している。
請求項4に記載のクラッチ装置では、請求項3において、ロック部材は円板状の部材である。
【0011】
請求項5に記載のクラッチ装置では、請求項4において、相対回転抑制機構は、フライホイールとロック部材との間に配置された摩擦部材をさらに有している。
このクラッチ装置では、相対回転抑制機構は、レリーズ装置がクラッチカバー組立体に軸方向エンジン側への加重を付与する際に、フライホイールをクランクシャフト側の部材に対して軸方向トランスミッション側から押し付ける。ここでは、摩擦部材がフライホイールとクランクシャフト側の部材との間で挟まされ、両部材を摩擦的に回転方向に連結する。この摩擦部材は、フライホイールとクランクシャフト側の部材が連結するときのショックを緩和する部材として機能しており、さらに連結時の相対回転の早期停止に貢献している。なお、摩擦部材はフライホイールとロック部材のいずれに固定されていてもよい。
【0012】
請求項6に記載のクラッチ装置では、請求項1〜5のいずれかにおいて、フライホイールは、摩擦面が形成されたフライホイール本体と、フライホイール本体のエンジン側に配置された当接部材とから構成されている。クラッチ装置は摩擦抵抗発生機構をさらに備えている。摩擦抵抗発生機構は、当接部材によってフライホイール本体に保持され、クランクシャフトとフライホイールが相対回転するときに所定の摩擦抵抗を発生する。
【0013】
このクラッチ装置では、当接部材は摩擦抵抗発生機構をフライホイール本体側に保持する機能も有しているため、部品点数が少なくなり、構造が簡単になる。請求項7に記載のクラッチ装置では、請求項6において、当接部材は、フライホイール本体に固定された固定部と、クランクシャフト側の部材に対して当接する当接部とを有している。摩擦抵抗発生機構は当接部とフライホイール本体との間に配置されている。
【0014】
このクラッチ装置では、摩擦抵抗発生機構はフライホイールの当接部材の当接部とフライホイール本体との間に配置されているため、省スペースの構造が実現される。
請求項8に記載のクラッチ装置では、請求項6又は7において、当接部材は、弾性部材を回転方向に支持する支持部をさらに有している。
【0015】
このクラッチ装置では、当接部材が支持部を有していることで、部品点数が少なくなり、構造が簡単になる。
【0016】
【発明の実施の形態】
(1)構成
図1及び図2に示す本発明の一実施形態としてのクラッチ装置1は、主に、第1フライホイール組立体4と、第2フライホイール組立体5と、クラッチカバー組立体8と、クラッチディスク組立体9と、レリーズ装置10とから構成されている。なお、第1フライホイール組立体4と第2フライホイール組立体5との組み合わせによって、ダンパー機構6を含むフライホイールダンパー11が構成されている。
【0017】
図1及び図2の左側にはエンジン(図示せず)が配置されており、右側にはトランスミッション(図示せず)が配置されている。クラッチ装置1はエンジン側のクランクシャフト2とトランスミッション側の入力シャフト3との間でトルクを断続するための装置である。
第1フライホイール組立体4は、クランクシャフト2の先端に固定されている。第1フライホイール組立体4は、クランクシャフト2側に大きな慣性モーメントを確保するための部材である。第1フライホイール組立体4は、主に、円板状部材13と、環状部材14と、支持プレート39(後述)とから構成されている。円板状部材13は内周端が複数のボルト15によってクランクシャフト2の先端に固定されている。円板状部材13には、ボルト15に対応する位置にボルト貫通孔13aが形成されている。ボルト15はクランクシャフト2に対して軸方向トランスミッション側から取り付けられている。環状部材14は、円板状部材13の外周端軸方向トランスミッション側に固定されており、厚肉ブロック状の部材である。円板状部材13の外周端は溶接等によって環状部材14に固定されている。さらに、環状部材14の外周面にはエンジン始動用リングギア17が固定されている。なお、第1フライホイール組立体4は一体の部材から構成されていてもよい。
【0018】
円板状部材13の外周部の構造について詳細に説明する。図4に示すように、円板状部材13の外周部は平坦な形状であり、その軸方向トランスミッション側には摩擦材19が貼られている。摩擦材19は、図6に示すように、複数の弧状部材から構成されており、全体で環状になっている。摩擦材19は、相対回転抑制機構24において、第1フライホイール組立体4と第2フライホイール組立体5が連結するときのショックを緩和する部材として機能しており、さらに連結時の相対回転の早期停止に貢献している。なお、摩擦材19は円板状プレート22に固定されていてもよい。
【0019】
さらに、円板状部材13の外周縁には、図9〜図11に示すように、軸方向トランスミッション側に延びる筒状部20が形成されている。筒状部20は、環状部材14の内周面に支持されており、その先端に複数の切り欠き20aが形成されている。切り欠き20aは、所定角度だけ回転方向に延びており、後述するように回転方向係合部62の一部として機能する。また、切り欠き20aを構成する回転方向両側の部分は、筒状部20において軸方向に突出する爪部20bであると考えてもよい。
【0020】
第2フライホイール組立体5は、主に、摩擦面付きフライホイール21と、円板状プレート22とから構成されている。摩擦面付きフライホイール21は、環状かつ円板状の部材であり、第1フライホイール組立体4の外周側部分の軸方向トランスミッション側に配置されている。摩擦面付きフライホイール21には、軸方向トランスミッション側に第1摩擦面21aが形成されている。第1摩擦面21aは、環状かつ平坦な面であり、後述するクラッチディスク組立体9が連結される部分である。摩擦面付きフライホイール21には、さらに、軸方向エンジン側に第2摩擦面21bが形成されている。第2摩擦面21bは、環状かつ平坦な面であり、後述する摩擦抵抗発生機構7の摩擦摺動面として機能している。第2摩擦面21bは、第1摩擦面21aに比べて、外径はわずかに小さいものの、内径は大幅に大きい。したがって、第2摩擦面21bの有効半径は第1摩擦面21aの有効半径より大きい。なお、第2摩擦面21bは、摩擦材19に対して軸方向に対向している。
【0021】
円板状プレート22について説明する。円板状プレート22は、第1フライホイール組立体4と摩擦面付きフライホイール21との軸方向間に配置された部材である。円板状プレート22は、外周部が複数のリベット23によって摩擦面付きフライホイール21の外周部に固定されており、摩擦面付きフライホイール21と一体回転する部材として機能する。具体的に説明すると、円板状プレート22は、外周縁側から、外周固定部25と、筒状部26と、当接部27と、連結部28と、ばね支持部29と、内周部30と、内周側筒状部31とから構成されている。外周固定部25は、摩擦面付きフライホイール21の外周部の軸方向エンジン側面に当接した平板状部分であり、前述のリベット23によって摩擦面付きフライホイール21の外周部に固定されている。筒状部26は、外周固定部25の内周縁から軸方向エンジン側に延びる部分であり、円板状部材13の筒状部20の内周側に位置している。筒状部26には、複数の切り欠き26aが形成されている。切り欠き26aは、図5に示すように、筒状部20の切り欠き20aに対応して形成されており、しかも回転方向の角度は大幅に大きい。したがって、各切り欠き26aの回転方向両端は、対応する切り欠き20aの回転方向両端より回転方向外側に位置している。当接部27は、円板状かつ平板状の部分であり、摩擦材19に対応している。当接部27は、摩擦面付きフライホイール21の第2摩擦面21bに対して軸方向に空間を介して対向している。この空間内に、後述する摩擦抵抗発生機構7の各部材が配置されている。このように摩擦抵抗発生機構7は第2フライホイール組立体5の円板状プレート22の当接部27と摩擦
面付きフライホイール21との間に配置されているため、省スペースの構造が実現される。連結部28は、当接部27より軸方向トランスミッション側に位置する平坦な部分であり、後述するばね支持プレート35が固定されている。ばね支持部29は、ダンパー機構6のコイルスプリング32を収納しかつ支持するための部分である。このように当接部27を有する円板状プレート22がばね支持部29を有していることで、部品点数が少なくなり、構造が簡単になる。内周側筒状部31は、円板状部材13の内周筒状部13bによって回転自在に半径方向に支持されている。
【0022】
ダンパー機構6について説明する。ダンパー機構6は、クランクシャフトと摩擦面付きフライホイール21とを回転方向に弾性的に連結するための機構であり、複数のコイルスプリング32を含む弾性連結機構と、摩擦抵抗発生機構7とから構成されている。
各コイルスプリング32は、大小のばねが組み合わせられた親子ばねである。各コイルスプリング32は、各ばね支持部29内に収容され、ばね支持部29によって半径方向両側と軸方向トランスミッション側とを支持され,さらに回転方向両側も支持されている。さらに、円板状プレート22の連結部28には、リベット34によってばね支持プレート35が固定されている。ばね支持プレート35は、ばね支持部29に対応して配置されており、各コイルスプリング32の外周部の軸方向エンジン側を支持している。
【0023】
弾性連結機構の構成についてさらに説明する。ばね回転方向支持機構37は、各コイルスプリング32の回転方向間に配置され、さらに円板状プレート22とばね支持プレート35との軸方向間に挟まれた状態で回転方向に移動可能となっている。各ばね回転方向支持機構37は概ねブロック形状であり、軸線方向に貫通する孔37aを有している。
【0024】
支持プレート39は、円板状部材13の内周部の軸線方向トランスミッション側面に固定された部材である。支持プレート39は、円盤状部39aと、その外周縁から半径方向外側に延びる複数の突出部39bとから構成されている。突出部39bには、半径方向に対向する2カ所にはテーパー面が形成された丸孔39dが形成されており、各丸孔39dにはボルト40が配置されている。ボルト40は、円板状部材13のねじ孔33に螺合しており、支持プレート39を円板状部材13に固定している。円盤状部39aには、円板状部材13のボルト貫通孔13aに対応して複数の丸孔39cが形成されており、各丸孔39c内にボルト15の胴部が貫通している。また、突出部39bは、概ね円板状部材13に沿って延びる半径方向延長部39eと、その先端から軸方向トランスミッション側に延びる軸方向延長部39fとによって構成されている。突出部39bの軸方向延長部39fは、各ばね回転方向支持機構37の孔37aに対して軸線方向エンジン側から挿入して係合可能となっている。以上に述べたように、ばね回転方向支持機構37及び支持プレート39は、弾性連結機構におけるトルク入力側の部材として機能している。
【0025】
摩擦抵抗発生機構7は、クランクシャフト2と摩擦面付きフライホイール21との回転方向間でコイルスプリング32と並列に機能する機構であり、クランクシャフト2と摩擦面付きフライホイール21が相対回転すると所定のヒステリシストルクを発生する。摩擦抵抗発生機構7は、摩擦面付きフライホイール21の第2摩擦面21bと円板状プレート22の当接部27との間に配置され互いに当接する複数のワッシャによって構成されている。摩擦抵抗発生機構7は、図4に示すように、当接部27から摩擦面付きフライホイール21に向かって、第1フリクションワッシャ41と、第1フリクションプレート42と、コーンスプリング43と、第2フリクションプレート44と、第2フリクションワッシャ45とを有している。第1及び第2フリクションワッシャ41,45は摩擦係数が高い材料からなるが、他の部材は鋼鉄製である。なお、このように円板状プレート22が摩擦抵抗発生機構7を摩擦面付きフライホイール21側に保持する機能も有しているため、部品点数が少なくなり、構造が簡単になる。
【0026】
第1フリクションワッシャ41は、当接部27と第1フリクションプレート42との間に挟まれている。この実施形態では第1フリクションワッシャ41は第1フリクションプレート42に固定されているが、当接部27に固定されていても又は両部材に固定されていなくてもよい。第1フリクションプレート42は、第1フリクションワッシャ41とコーンスプリング43との間に挟まれている。第1フリクションプレート42の外周縁には、軸方向トランスミッション側に延びる複数の突起42aが形成されている。各突起42aの先端の半径方向内側面は摩擦面付きフライホイール21の外周面に当接して半径方向に支持されている。コーンスプリング43は、自由状態ではコーン形状であるが、図においては第1フリクションプレート42と第2フリクションプレート44との間で圧縮されて平坦な形状になっており、両側の部材に弾性力を与えている。第2フリクションプレート44は、コーンスプリング43と第2フリクションワッシャ45との間に挟まれている。第2フリクションプレート44は内周縁に沿って軸方向エンジン側に延びる内周筒状部44aを有している。内周筒状部44aの内周面は、円板状プレート22によって半径方向に支持されている。内周筒状部44aの外周面には、第1フリクションプレート42及びコーンスプリング43の内周面が当接して、半径方向に支持されている。さらに、第2フリクションプレート44の外周縁には切り欠き44eが形成され、その中を前述の突起42aが通過しさらに延びている。この係合によって、第1フリクションプレート42と第2フリクションプレート44は、軸方向には相対移動可能であるが、回転方向には相対回転不能となっている。第2フリクションワッシャ45は、第2フリクションプレート44と摩擦面付きフライホイール21の第2摩擦面21bとの間に配置されている。この実施形態では第2フリクションワッシャ45は第2フリクションプレート44に固定されているが、摩擦面付きフライホイール21に固定されていても又は両部材に固定されていなくてもよい。
【0027】
第2フリクションプレート44の外周縁には、複数の突起44bが形成されている。突起44bは、切り欠き26aに対応して形成されており、半径方向外側に延びる突起部44cと、その先端から軸方向エンジン側に延びる爪部44dとから構成されている。突起部44cは切り欠き26a内を半径方向に貫通しており、爪部44dは、筒状部26の外周側に位置しており、円板状部材13の筒状部20の切り欠き20a内に軸方向トランスミッション側から延びている。このように爪部44dと切り欠き20aとによって、円板状部材13と第2フリクションプレート44との間に回転方向係合部62が形成されている。
【0028】
回転方向係合部62において、爪部44dの回転方向幅は切り欠き20aの回転方向幅より短く、そのため爪部44dは切り欠き20a内を所定角度の範囲で移動可能である。これは、第2フリクションプレート44は円板状部材13に対して、所定角度範囲内では移動可能であることを意味する。なお、ここでいう所定角度とは、エンジンの燃焼変動に起因する微少ねじり振動に対応しており、それに対して高ヒステリシストルクを発生せずに効果的に吸収するための大きさをいう。より詳細には、爪部44dの回転方向R1側には捩り角度θ1の回転方向隙間46が確保され、回転方向R2側には捩り角度θ2の回転方向隙間47が形成されている。この結果、捩り角度θ1と捩り角度θ2の合計の捩り角度が、第2フリクションプレート44が円板状部材13に対して相対回転可能な所定角度の大きさとなる。なお、この実施形態では、前記合計の捩り角度は8°であるが(図15を参照)、この角度はエンジンの燃焼変動に起因する微少捩り振動により生じるダンパー作動角をわずかに越える範囲にあることが好ましい。
【0029】
微少回転方向隙間(46,47)は、別の観点から説明すると、円板状部材13の爪部20bと第2フリクションプレート44の爪部44dとによって構成されている。各爪部20b,44dは、それぞれ、円板状部材13及び第2フリクションプレート44の外周縁から軸方向に起こされた折り曲げ部であり、簡単な構造を有している。
【0030】
なお、以上に述べた円板状部材13の切り欠き20aと第2フリクションプレート44の爪部44dとによる微少回転方向隙間(46,47)は、第1フライホイール組立体4と第2フライホイール組立体5を回転方向に接近させて切り欠き20a内に爪部44dを差し込むだけで構成できる。したがって、組み付け作業が容易である。
【0031】
また、円板状部材13の切り欠き20aと第2フリクションプレート44の爪部44dとによる微少回転方向隙間(46,47)が、第1フライホイール組立体4と第2フライホイール組立体5の外周部同士の間に配置されているため、各フライホイール組立体4,5の内周部の設計自由度が向上する。
クラッチカバー組立体8は、弾性力によってクラッチディスク組立体9の摩擦フェーシング54を摩擦面付きフライホイール21の第1摩擦面21aに付勢するための機構である。クラッチカバー組立体8は、主に、クラッチカバー48と、プレッシャープレート49と、ダイヤフラムスプリング50とから構成されている。
【0032】
クラッチカバー48は、板金製の円盤状部材であり、外周部がボルト51によって摩擦面付きフライホイール21の外周部に固定されている。
プレッシャープレート49は、例えば鋳鉄製の部材であり、クラッチカバー48の内周側において摩擦面付きフライホイール21の軸方向トランスミッション側に配置されている。プレッシャープレート49は、摩擦面付きフライホイール21の第1摩擦面21a対向する押圧面49aを有している。また、プレッシャープレート49において押圧面49aと反対側の面にはトランスミッション側に突出する複数の弧状突出部49bが形成されている。プレッシャープレート49は、弧状に延びる複数のストラッププレート53によってクラッチカバー48に相対回転不能にかつ軸方向に移動可能に連結されている。なお、クラッチ連結状態ではプレッシャープレート49に対してストラッププレート53が摩擦面付きフライホイール21から離れる方向への荷重を付与している。
【0033】
ダイヤフラムスプリング50は、プレッシャープレート49とクラッチカバー48との間に配置された円板状部材であり、環状の弾性部50aと、弾性部50aから内周側に延びる複数のレバー部50bとから構成されている。弾性部50aの外周縁部はプレッシャープレート49の突出部49bに軸方向トランスミッション側から当接している。
【0034】
クラッチカバー48の内周縁には、軸方向エンジン側に延びさらに外周側に折り曲げられたタブ48aが複数形成されている。タブ48aは、ダイヤフラムスプリング50の孔を貫通してプレッシャープレート49側に延びている。このタブ48aによって支持された2個のワイヤリング52が、ダイヤフラムスプリング50の弾性部50aの内周部の軸方向両側を支持している。この状態で、弾性部50aは、軸方向に圧縮されており、プレッシャープレート49とクラッチカバー48とに軸方向に弾性力を付与している。
【0035】
クラッチディスク組立体9は、摩擦面付きフライホイール21の第1摩擦面21aとプレッシャープレート49の押圧面49aとの間に配置される摩擦フェーシング54を有している。摩擦フェーシング54は、円板状かつ環状のプレート55を介してハブ56に固定されている。ハブ56の中心孔には、トランスミッション入力シャフト3がスプライン係合している。
【0036】
レリーズ装置10は、クラッチカバー組立体8のダイヤフラムスプリング50を駆動することでクラッチディスク組立体9に対してクラッチレリーズ動作を行うための機構である。レリーズ装置10は、主に、レリーズベアリング58と、図示しない油圧シリンダ装置とから構成されている。レリーズベアリング58は、主にインナーレースとアウターレースとその間に配置された複数の転動体とからなり、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受けることが可能となっている。レリーズベアリング58のアウターレースには、筒状のリティーナ59が装着されている。リティーナ59は、アウターレースの外周面に当接する筒状部と、筒状部の軸方向エンジン側端から半径方向内側に延びアウターレースの軸方向トランスミッション側面に当接する第1フランジと、筒状部の軸方向エンジン側端から半径方向外側に延びる第2フランジとを有している。第2フランジには、ダイヤフラムスプリング50のレバー部50bの半径方向内側端に軸方向エンジン側から当接する環状の支持部が形成されている。
【0037】
油圧室シリンダ装置は、油圧室構成部材と、ピストン60とから主に構成されている。油圧室構成部材はその内周側に配置された筒状のピストン60との間に油圧室を構成している。油圧室内には油圧回路から油圧が供給可能となっている。ピストン60は、概ね筒状の部材であり、レリーズベアリング58のインナーレースに対して軸方向トランスミッション側から当接するフランジを有している。この状態で、油圧回路から油圧室に作動油が供給されると、ピストン60はレリーズベアリング58を軸方向エンジン側に移動させる。
【0038】
以上に述べたように、第1フライホイール組立体4と第2フライホイール組立体5は、それぞれ別個独立の組立体を構成しており、軸方向に着脱自在に組み付けられている。具体的には、第1フライホイール組立体4と第2フライホイール組立体5は、外周側から、筒状部20と第2フリクションプレート44との係合、円板状部材13と当接部27との係合、ばね支持プレート35とばね回転方向支持機構37との係合、及び内周筒状部13bと内周側筒状部31との係合によって、互いに係合している。また、両者は所定範囲であれば軸方向に移動可能となっており、具体的には、第2フライホイール組立体5は第1フライホイール組立体4に対して、当接部27が摩擦材19に対してわずかに離反する位置と当接する位置との間で軸方向に移動可能である。
【0039】
(2)動作
▲1▼トルク伝達
このクラッチ装置1では、エンジンのクランクシャフト2からのトルクは、フライホールダンパー11に入力され、第1フライホイール組立体4から第2フライホイール組立体5に対してダンパー機構6を介して伝達される。ダンパー機構6では、トルクは、支持プレート39、ばね回転方向支持機構37、コイルスプリング32、円板状プレート22の順番で伝達される。さらに、トルクは、フライホイールダンパー11から、クラッチ連結状態でクラッチディスク組立体9に伝達され、最後に入力シャフト3に出力される。
【0040】
クラッチ装置1にエンジンからの燃焼変動が入力されると、ダンパー機構6において支持プレート39及びばね回転方向支持機構37と円板状プレート22とが相対回転し、その間で複数のコイルスプリング32が圧縮される。さらに、摩擦抵抗発生機構7が所定のヒステリシストルクを発生する。以上の作用により捩じり振動が吸収・減衰される。
【0041】
コイルスプリング32の圧縮は、具体的には、ばね回転方向支持機構37と円板状プレート22のばね支持部29の回転方向端部との間で行われる。摩擦抵抗発生機構7では、第1及び第2フリクションプレート42,44は円板状部材13と一体回転し、円板状プレート22及び摩擦面付きフライホイール21と相対回転する。この結果、当接部27と第1フリクションプレート42との間で第1フリクションワッシャ41が滑り、第2フリクションプレート44と摩擦面付きフライホイール21の第2摩擦面21bとの間で第2フリクションワッシャ45が滑る。このように、摩擦面が2面確保されているため、比較的大きなヒステリシストルクが発生する。なお、ここでは、摩擦面付きフライホイール21の第2摩擦面21bが摩擦抵抗発生機構7の摩擦面を構成しているため、部品点数が少なくなり、構造が簡単になる。
【0042】
次に、エンジンの燃焼変動に起因する微小捩り振動がクラッチ装置1に入力されたときのダンパー機構6の動作を、図14の機械回路図と図15の捩り特性線図を用いて説明する。ダンパー機構6のコイルスプリング32が圧縮されているときに微少捩り振動が入力されると、摩擦抵抗発生機構7の第2フリクションプレート44は、円板状部材13の筒状部20の切り欠き20aと爪部44dとの間の微少回転方向隙間(46,47)において、円板状部材13に対して相対回転する。つまり、第1及び第2フリクションプレート42,44は第1及び第2フリクションワッシャ41,45を介して当接部27及び摩擦面付きフライホイール21と一体回転する。この結果、微小捩じり振動に対しては高ヒステリシストルクが発生しない。すなわち図15の捩り特性線図において例えば「AC2HYS」ではコイルスプリング32が作動するが、摩擦抵抗発生機構7では滑りが生じないい。つまり、所定の捩り角度範囲では、通常のヒステリシストルクよりはるかに小さなヒステリシストルクが得られる。このヒステリシストルクは全体にわたるヒステリシストルクの1/10程度であることが好ましい。このように、捩じり特性において摩擦抵抗発生機構7を所定角度範囲内では作動させない微少回転方向隙間(46,47)を設けたため、振動・騒音レベルを大幅に低くすることができる。
【0043】
▲2▼クラッチ連結・レリーズ動作
図示しない油圧回路によって油圧シリンダの油圧室内に作動油が供給されると、ピストン60は軸方向エンジン側に移動する。これにより、レリーズベアリング58はダイヤフラムスプリング50の内周端を軸方向エンジン側に移動させる。この結果ダイヤフラムスプリング50の弾性部50aはプレッシャープレート49から離れる。これによりプレッシャープレート49はストラッププレート53の付勢力によってクラッチディスク組立体9の摩擦フェーシング54から離れ、クラッチ連結が解除される。
【0044】
このクラッチレリーズ動作において、レリーズベアリング58からクラッチカバー組立体8に対して軸方向エンジン側に作用する荷重によって、第2フライホイール組立体5が軸方向エンジン側に付勢されて移動する。これにより、相対回転抑制機構24において円板状プレート22の当接部27が、摩擦材19に押し付けられて円板状部材13に摩擦係合する。すなわち、第2フライホイール組立体5が第1フライホイール組立体4に対して相対回転不能になる。さらに言い換えると、第2フライホイール組立体5がクランクシャフト2に対してロックされた状態となり、ダンパー機構6が作動しない。したがって、エンジン始動又は停止時の低回転数領域(例えば回転数0〜500rpm)での共振点通過時には、クラッチをレリーズすることで、共振によるダンパー機構6の破損や音/振動を生じにくくしている。
【0045】
ここでは、ダンパー機構6のロックがクラッチレリーズ時におけるレリーズ装置10からの荷重を利用しているため、構造が簡単になる。特に、相対回転抑制機構24が円板状部材13や円板状プレート22といった単純な形状の部材からなるため、特別な構造を設ける必要がない。
(3)他の作用効果
円板状プレート22は、一体の円板状部材であるが、以下の複数の構成と機能を実現している。
【0046】
▲1▼当接部27によって、相対回転抑制機構24の一部を構成している。
▲2▼当接部27によって、摩擦抵抗発生機構7を摩擦面付きフライホイール21側に保持すると共に、摩擦抵抗発生機構7の摩擦面を構成している。
▲3▼ばね支持部29によって、コイルスプリング32を回転方向に支持しており、さらにばね支持プレート35とともにコイルスプリング32を脱落不能に支持している。
【0047】
▲4▼内周側筒状部31によって、摩擦面付きフライホイール21をクランクシャフト2に対して半径方向に位置決めしている。
以上に述べ構成の2つ以上の組み合わせによって、部品点数が少なくなり、全体の構造が簡単になっている。
(4)他の実施形態
以上、本発明に従うクラッチ装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【0048】
例えば、前記実施形態ではプッシュタイプのクラッチカバー組立体が用いられていたが、プルタイプのクラッチカバー組立体を含むクラッチ装置にも本発明を適用できる。
【0049】
【発明の効果】
本発明に係るクラッチ装置では、レリーズ装置がクラッチカバー組立体に対して荷重を付与することでクラッチをレリーズすると、その荷重を利用して相対回転抑制機構はフライホイールをクランクシャフト側の部材、例えばクランクシャフトそのものやクランクシャフトに固定された他の部材に連結する。この結果、クラッチレリーズ時にダンパー機構は作用しにくく、エンジン始動又は停止時における低回転数領域での共振が生じにくい。ここでは、ダンパー機構のロックがクラッチレリーズ時におけるレリーズ装置からの荷重を利用しているため、構造が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としてのクラッチ装置の縦断面概略図。
【図2】本発明の一実施形態としてのクラッチ装置の縦断面概略図。
【図3】クラッチ装置の平面図。
【図4】摩擦抵抗発生機構を説明するための図面であり、図1の部分拡大図。
【図5】摩擦抵抗発生機構を説明するための図面であり、図3の部分拡大図。
【図6】第1フライホイールの平面図。
【図7】支持プレートの平面図。
【図8】支持プレートの縦断面図であり、図7のVIII-VIII断面図。
【図9】円板状部材の平面図。
【図10】円板状部材の縦断面図であり、図9のX-X断面図。
【図11】円板状部材の部分正面図であり、図9及び図10のXI矢視図。
【図12】第2フリクションプレートの部分平面図。
【図13】第2フリクションプレートの縦断面図であり、図12のXIII-XIII断面図。
【図14】ダンパー機構の機械回路図。
【図15】ダンパー機構の捩り特性線図。
【符号の説明】
1 クラッチ装置
2 クランクシャフト
4 第1フライホイール組立体
5 第2フライホイール組立体(フライホイール)
6 ダンパー機構
7 摩擦抵抗発生機構
8 クラッチカバー組立体
9 クラッチディスク組立体
10 レリーズ装置
11 フライホイールダンパー
13 円板状部材(ロック部材)
19 摩擦材
21 摩擦面付きフライホイール(フライホイール本体)
21a 第1摩擦面(摩擦面)
22 円板状プレート(当接部材)
24 相対回転抑制機構
25 外周固定部(固定部)
27 当接部
29 ばね支持部(支持部)
32 コイルスプリング
54 摩擦フェーシング(摩擦連結部)
Claims (8)
- エンジンのクランクシャフトからトランスミッションに対してトルクを伝達・遮断することが可能なクラッチ装置であって、
前記クランクシャフトに対して軸方向に所定範囲で移動可能に配置され、前記エンジン側と反対側に摩擦面を有するフライホイールと、
前記フライホイールと前記クランクシャフトとを回転方向に弾性的に連結するためのダンパー機構と、
前記フライホイールの前記摩擦面に近接して配置された摩擦連結部を有するクラッチディスク組立体と、
前記フライホイールに装着され、前記摩擦連結部を前記フライホイールの前記摩擦面に弾性的に付勢するためのクラッチカバー組立体と、
前記クラッチカバー組立体に軸方向エンジン側への荷重を与えることで、前記摩擦連結部への付勢を解除するためのレリーズ装置と、
前記クラッチカバー組立体に軸方向エンジン側への荷重が作用すると、前記フライホイールを前記クランクシャフト側の部材に連結するための相対回転抑制機構と、
を備えたクラッチ装置。 - 前記相対回転抑制機構は、前記レリーズ装置による前記クラッチカバー組立体に対する軸方向エンジン側への荷重によって、前記フライホイールを前記クランクシャフト側の部材に対して軸方向トランスミッション側から押し付ける、請求項1に記載のクラッチ装置。
- 前記相対回転抑制機構は、前記クランクシャフトに固定され、前記クランクシャフト側の部材として機能するロック部材をさらに有している、請求項2に記載のクラッチ装置。
- 前記ロック部材は円板状の部材である、請求項3に記載のクラッチ装置。
- 前記相対回転抑制機構は、前記フライホイールと前記ロック部材との間に配置された摩擦部材をさらに有している、請求項4に記載のクラッチ装置。
- 前記フライホイールは、前記摩擦面が形成されたフライホイール本体と、前記フライホイール本体の前記エンジン側に配置された当接部材とから構成され、
前記当接部材によって前記フライホイール本体に保持された、前記クランクシャフトと前記フライホイールが相対回転するときに所定の摩擦抵抗を発生するための摩擦抵抗発生機構をさらに備えている、請求項1〜5のいずれかに記載のクラッチ装置。 - 前記当接部材は、前記フライホイール本体に固定された固定部と、前記クランクシャフト側の部材に対して当接する当接部とを有しており、
前記摩擦抵抗発生機構は前記当接部と前記フライホイール本体との間に配置されている、請求項6に記載のクラッチ装置。 - 前記当接部材は、前記弾性部材を回転方向に支持する支持部をさらに有している、請求項6又は7に記載のクラッチ装置。
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