JP6923468B2 - クラッチレリーズ軸受装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車のエンジンとトランスミッションとの間に配置され、エンジンからトランスミッションへの動力の伝達・遮断を行うクラッチレリーズ軸受装置に関する。

自動車のクラッチ機構は、エンジンとトランスミッションとの間にあって、エンジンの出力をトランスミッション以降の駆動系に伝えたり切り離したりする働きをする。

マニュアルトランスミッション（ＭＴ）の場合、図５に示すように、エンジン側にフライホイール３３、トランスミッション側にプレッシャプレート４２があり、両者の間に摩擦材を貼り付けたクラッチディスク４４がある。ダイヤフラムスプリング４０のばね力でプレッシャプレート４２がクラッチディスク４４をフライホイール３３に押し付け、摩擦力が発生し、エンジンの出力軸５０からの動力が伝えられる。ダイヤフラムスプリング４０を押すと、クラッチディスク４４がフライホイール３３から離れてクラッチが遮断され、このクラッチ遮断時にダイヤフラムスプリング４０を押す働きをするのがクラッチレリーズ軸受装置Ａである。

クラッチレリーズ軸受装置Ａは、図５に示すように、クラッチペダル（図示省略）と連動するレリーズフォーク３２によって、フロントカバー３４上をスライドする。フロントカバー３４はトランスミッションのクラッチケース３６に取り付けてあり、フロントカバー３４の内部をトランスミッションのインプットシャフト３８が貫通している。常時は、クラッチレリーズ軸受装置Ａがダイヤフラムスプリング４０から離れており、ダイヤフラムスプリング４０の作用でプレッシャプレート４２を、フライホイール３３のクラッチディスク４４に押し付けてクラッチが入った状態、即ち、エンジンの出力軸５０からの動力が伝達される状態にある。そして、クラッチペダルを踏み込むと、レリーズフォーク３２が図５の反時計方向に揺動し、クラッチレリーズ軸受装置Ａをダイヤフラムスプリング４０に押し付ける。これにより、ダイヤフラムスプリング４０が撓み、プレッシャプレート４２がクラッチディスク４４から離れて、クラッチが切れ、エンジンの出力軸５０からの動力が遮断される状態になる。

ダイヤフラムスプリング４０は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、プレッシャプレート４２に当接する環状の円形基部４０ａと、この円形基部４０ａからトランスミッション側に次第に湾曲して、トランスミッション側の端部がフロントカバー３４を囲むように放射状に設けられた複数のスプリング歯４０ｂとからなる。

このクラッチレリーズ軸受装置Ａとして、自動調心型のものがある（特許文献１〜５）。

自動調心型のクラッチレリーズ軸受装置Ａは、フロントカバー３４上を軸方向にスライドするスリーブ２７と、スリーブ２７の外周に取り付けた、レリーズ軸受２８とを備えている。レリーズ軸受２８は、内輪２８ａと、外輪２８ｂと、転動体２８ｃと、保持器２８ｄとからなる。

特開２０００−５５０７９号公報 特開２００６−３８１５９号公報 特開２００９−６８５３７号公報 特開２００６−１１８７０８号公報 特表２００９−５０１２９９号公報

ところで、クラッチレリーズ軸受装置はダイヤフラムスプリングと当接する際に、スティックスリップ音が発生する可能性があると共に、クラッチレリーズ軸受装置のうちダイヤフラムスプリングと当接する当接面に摩耗が発生する可能性もある。特許文献４および特許文献５には、レリーズ軸受に固定された押圧部材（緩衝材）によってダイヤフラムスプリングを押圧していることが記載されている。そして、押圧部材としては、プラスチック材料を使用することが開示されている。
ここで、ダイヤフラムスプリング４０は、上述のとおり、フロントカバーを囲むように放射状に設けられた複数のスプリング歯４０ｂによって構成されているが、各スプリング歯４０ｂ間で、その先端の軸方向位置にバラツキが生じている。よって、各スプリング歯４０ｂ間では、ダイヤフラムスプリング４０の外周縁に対するスプリング歯４０ｂの軸方向高さに寸法差が生じている。この寸法差が存在した状態で押圧部材３１０をスプリング歯４０ｂに当接させると寸法差の全てを吸収することができず、一部のスプリング歯４０ｂと押圧部材３１０との当接部に過大な荷重が発生してしまい、押圧部材３１０が早期に摩耗する可能性がある。この課題は、ダイヤフラムスプリングに限らず、レリーズ軸受のうちダイヤフラムスプリングを押し付ける押付面に寸法差が生じた場合にも同様に生じる。

そこで、この発明は、ダイヤフラムスプリングとレリーズ軸受との間に挟む緩衝材の摩耗を低減しようとするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、周方向に複数のスプリング歯を有するダイヤフラムスプリングを樹脂製の緩衝材を介して軸方向に押し付けるレリーズ軸受を備えたクラッチレリーズ軸受装置において、前記緩衝材と前記レリーズ軸受との間に隙間が設けられていることを特徴とする。

前記緩衝材は、前記レリーズ軸受のうち前記ダイヤフラムスプリングを押し付ける押付部材に取り付けることができる。

前記緩衝材は、前記レリーズ軸受に対し周方向に回り止めされていることが好ましい。

前記緩衝材と前記レリーズ軸受との間の隙間は、前記ダイヤフラムスプリングの外周縁に対して最も離れた位置にあるスプリング歯の当該外周縁に対する軸方向高さと、前記外周縁に対して最も近い位置にあるスプリング歯の当該外周縁に対する軸方向高さとの差よりも大きく設定されている。

以上のように、クラッチレリーズ軸受装置において、緩衝材とレリーズ軸受との間に隙間を設けることで、ダイヤフラムスプリングをレリーズ軸受が押し付けるときに、緩衝材に大きな面圧が生じにくくなり、緩衝材の摩耗を抑制することができる。

この発明の実施形態に係るクラッチレリーズ軸受装置を図４に示す側板のＡ−Ａ’で切断した断面図である。 図１のクラッチレリーズ軸受装置におけるダイヤフラムスプリングを押し付ける内輪周辺を示す拡大図である。 図１のクラッチレリーズ軸受装置のうちレリーズ軸受の内輪の側面図である。 図１のクラッチレリーズ軸受装置のうち側板の平面図である。 自動車のクラッチ装置の周辺部を示す簡略断面図である。 （ａ）は（ｂ）のＸ−Ｘ線の断面図、（ｂ）はダイヤフラムスプリングの側面図である。 従来の自動調心型クラッチレリーズ軸受装置の断面図である。 図７のクラッチレリーズ軸受装置においてダイヤフランスプリングを内輪が緩衝材を介して押し付けている様子の拡大図である。 この発明に関連する参考例のクラッチレリーズ軸受装置におけるダイヤフラムスプリングを押し付ける内輪周辺を示す拡大図である。

以下、この発明の実施形態に係るクラッチレリーズ軸受装置Ａを添付図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、図５において、紙面右側を軸方向一方側（トランスミッション側）、紙面左側を軸方向他方側（エンジン側）と呼ぶことがある。

クラッチレリーズ軸受装置Ａは、図５に示すように、トランスミッションのインプットシャフト３８が貫通するクラッチケース３６のフロントカバー３４の外周に、軸方向にスライド自在に取り付けられており、レリーズフォーク３２の揺動に伴ってフロントカバー３４上を軸方向他方側（エンジン側）に向かって軸方向にスライドし、クラッチ装置Ｂのダイヤフラムスプリング４０を押し付けて、これにより、ダイヤフラムスプリング４０が撓み、プレッシャプレート４２がクラッチディスク４４から離れて、クラッチが切れ、エンジンの出力軸５０からの動力を遮断した状態にする。

この発明の実施形態に係るクラッチレリーズ軸受装置Ａは、図１に示すように、スリーブ１と、このスリーブ１に外嵌されたレリーズ軸受２と、クラッチレリーズフォーク３２（図５参照）が当接する略円板状の側板３と、レリーズ軸受２に所定の軸方向荷重を付与する弾性部材４と、スリーブ１、レリーズ軸受２、側板３及び弾性部材４を保持するカバー５とを備えている。

この実施形態に係るクラッチレリーズ軸受装置Ａは、後述するように、エンジン側の軸心とトランスミッション側の軸心との間にずれが生じた場合、レリーズ軸受２をずれ量に応じて径方向に摺動させることで、両軸心間の心ずれを自動的に調心する、自動調心型である。

スリーブ１は、トランスミッションのクラッチケース３６に突設されたフロントカバー３４上を軸方向に摺動可能なスリーブであり、円筒状である。スリーブ１は、樹脂製であり、例えば、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性合成樹脂である。スリーブ１を形成する樹脂材料には、カーボンファイバー等の強化材を５〜２５ｗｔ％添加してもよい。

レリーズ軸受２は、外輪６と、内輪７と、保持器８と、転動体９とからなる。レリーズ軸受２は、スリーブ１に所定の径方向隙間Ｓ１を介して外嵌されている。外輪６には、内周に外側軌道面６ａを有している。内輪７は、外輪６の内径側に設けられ、外周に外側軌道面６ａに対向する内側軌道面７ａを有している。内輪７は、円筒状である。内輪７には、ダイヤフラムスプリング４０側の軸方向端部に、外輪６の軸方向端面（カバー５）より軸方向外側に延長された延長部７ｂが形成されている。

このように、内輪７は、内輪軌道面７ａを有して外輪６と略同一の軸方向寸法を有する本体部と、当該本体部（外輪６の軸方向他方側端面）よりも軸方向他方側に延長した延長部（軸方向他方側（エンジン側）に突出した突出部）とで構成されている。外輪６の外側軌道面６ａと内輪７の内側軌道面７ａとの間には、保持器８を介して複数の転動体（ボール）９が転動自在に収容されている。外輪６の両端部にはシール１０、１１が装着されている。シール１０、１１は、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

内輪７は、スリーブ１に外挿されており、クラッチペダル（図示省略）を踏むと、ダイヤフラムスプリング４０側に向かって軸方向に延びる延長部７ｂが、フロントカバー３４を囲むように放射状に設けられたダイヤフラムスプリング４０のスプリング歯４０ｂを後述する緩衝材３１を介して軸方向に押し付けて、ダイヤフラムスプリング４０の撓みによって、プレッシャプレート４２がクラッチディスク４４から離れ、エンジンの出力軸５０からの動力がトランスミッションから一時的に切り離される。本実施形態では、内輪７がダイヤフラムスプリング４０を押し付ける押付部材である。なお、押付部材は、外輪であってもよいし、内輪内径に圧入される別部材であってもよい。

ダイヤフラムスプリング４０は、プレッシャプレート４２とクラッチカバー４５との間に配置された円板状の部材である。ダイヤフラムスプリング４０は、プレッシャプレート４２に当接する環状の円形基部４０ａと、当該円形基部４０ａの内周部から径方向内側に延びるスプリング歯４０ｂとを有している。円形基部４０ａは、プレッシャプレート４２をフライホイール３３側へ当接させている。スプリング歯４０ｂ間はスリットになっている。クラッチ遮断時、スプリング歯４０ｂの先端が緩衝材３１を介してレリーズ軸受２の内輪７によって押し付けられて軸方向（フライホイール側）に移動することで、プレッシャプレート４２への付勢力が解除される。

側板３は、図４に示すように、略円板であり、鋼鈑素材をプレス加工することで形成されている。側板３は、鋼板素材として、浸炭鋼板を用いている。この実施形態では、側板３を形成する鋼板の素材は、ＳＣＭ（クロムモリブデン鋼）である。ＳＣＭからなる冷間圧延鋼板をプレス加工することにより、所定形状に形成されている。

側板３は、インサート成形により樹脂製のスリーブ１と一体化されている。側板３には、クラッチレリーズフォーク３２に係合してそれをガイドする本体部３ａが形成されている。

側板３は、本体部３ａの内径縁から軸方向一方側（トランスミッション側）に延びる鍔部３ｃを有する。鍔部３ｃは、スリーブ１に埋設されている。本体部３ａの一部と鍔部３ｃとによって、スリーブ１に埋設される内径部３ｂが構成される。鍔部３ｃには、スリーブ１に対する側板３の回り止め機能を有する切欠き部３ｄが設けられている。

なお、鍔部３ｃは、本体部３ａの内径縁から軸方向他方側（エンジン側）に延びていてもよい。

弾性部材４は、例えば、鋼板プレス成型品の皿バネである。具体的には、弾性部材４は、複数、例えば３〜５個の波を有する断面が平坦な有端リングからなり、鋼線（ＪＩＳ規格のＳＷ、ＳＷＰ系）等の線材から波押しおよび丸め成形され、熱処理により歪み取り焼鈍後、時効硬化処理が施されている。

カバー５は、耐食性を有する鋼板、例えば、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）等をプレス加工にて前記レリーズ軸受２を覆う円筒状に形成されている。カバー５は、一端部に弾性部材４を収容する内フランジ５ａが形成されると共に、他端部に周方向複数箇所に舌片５ｂが形成されている。この舌片５ｂが側板３の外径部に加締められ、弾性部材４、外輪６、および側板３が分離しないように保持している。

弾性部材４は、カバー５の内フランジ５ａとの間で摺動することがないため、カバー５に偏摩耗が生じることはない。したがって、所定の保持力を維持し、調心位置にレリーズ軸受２を長期間安定して保持することができる。

即ち、レリーズ軸受２の外輪６は、複数の波を有する有端リングからなる弾性部材４によって弾性的に保持され、かつ、レリーズ軸受２はスリーブ１に所定の径方向隙間を介して外嵌されている。

スリーブ１の外周とレリーズ軸受２の内輪７の内周との間には、半径方向すきまＳ１が設けられており、レリーズ軸受２の外輪６の外周とカバー５の内周との間には、当該半径方向すきまＳ１よりも小さい半径方向すきまＳ２が設けられている。そして、外輪６とカバー５の内側面との間に介在される弾性部材４の付勢力によって、外輪６が側板３の端面に弾性的に押圧される。これにより、レリーズ軸受２がスリーブ１の外周と側板３の端面との間において半径方向摺動自在すなわちフローティング可能に弾性保持される。レリーズ軸受２は、半径方向すきまＳ１，Ｓ２によって、スリーブ１および側板３に対して半径方向に調心移動が可能であり、その調心移動量は小さい方の半径方向すきまＳ２によって規制される。よって、スリーブ１の軸心と出力軸５０の軸心との間に組み込み上の誤差等があり、ダイヤフラムスプリング４０の回転中心とクラッチレリーズ軸受装置Ａの回転中心とで心ずれが生じても、レリーズ軸受２がそのずれ量に応じて調心移動することによって、心ずれが自動的に調心される。

次に、図２及び３を参照しながら、この発明の自動調心型のクラッチレリーズ軸受装置Ａにおいては、レリーズ軸受２の内輪７のダイヤフラムスプリング４０側の軸方向端部に設けられた延長部７ｂとダイヤフラムスプリング４０のスプリング歯４０ｂとの間に環状の緩衝材３１が設けられている。

緩衝材３１は、ポリアミド樹脂からなる樹脂材であり、内輪７の延長部７ｂに加硫接着することで取り付けられている。緩衝材３１はダイヤフラムスプリング４０に接触する環状部３１ａと、後述する延長部７ｂの凹部７ｃに係合する凸部３１ｂとを有している。緩衝材３１の内径は内輪７の内径よりも小さいことで、凸部３１ｂの厚みは環状部３１ａの厚みと同等になり、緩衝材３１を延長部７ｂに加硫接着し易くなる。

クラッチディスク４４がフライホイール３３に当接してクラッチが連結しているとき（ダイヤフラムスプリング４０をレリーズ軸受２が押し付けていないとき）、緩衝材３１と内輪７の延長部７ｂとの間に軸方向の隙間Ｓ３が設けられている。隙間Ｓ３は、複数のスプリング歯４０ｂのうちダイヤフラムスプリング４０（の円形基部４０ａ）の外周縁に対して最も離れた位置にあるスプリング歯４０ｂ１の当該外周縁に対する軸方向高さＬmaxと、円形基部４０ａの外周縁に対して最も近い位置にあるスプリング歯４０ｂ２の当該外周縁に対する軸方向高さＬminとの差よりも大きい。なお、本願明細書では、図２及び６を参照の通り、円形基部４０ａの外周縁を通って軸方向に直交する方向に延びる仮想線Ｖからスプリング歯４０ｂ１，４０ｂ２の先端縁までの距離を「スプリング歯４０ｂの軸方向高さ」と定義している。クラッチディスク４４がフライホイール３３から離れてクラッチが遮断されたとき、緩衝材３１と内輪７の延長部７ｂとの間の軸方向の隙間は、クラッチが連結しているときの隙間Ｓ３よりも小さくなる。すなわち、レリーズ軸受２がダイヤフラムスプリング４０を押し付けてクラッチが遮断されたときは、緩衝材３１と延長部７ｂとの間に軸方向の隙間は、スプリング歯４０ｂの軸方向高さの寸法差を吸収する分だけ隙間Ｓ３よりも小さくなる。緩衝材３１がダイヤフラムスプリング４０を押し付ける内輪７に取り付けられていることで、簡易かつコンパクトな構造で緩衝材３１の摩耗を防止することができる。なお、緩衝材３１は、ダイヤフラムスプリング４０側に取り付けるようにしてもよい。

このように、クラッチが連結しているときにレリーズ軸受２の内輪７の延長部７ｂと緩衝材３１との間に隙間Ｓ３を設けることで、各スプリング歯４０ｂの軸方向の高さに寸法差が生じていても、クラッチをレリーズするためにダイヤフラムスプリング４０をレリーズ軸受２が押し付けたときに、その寸法差を隙間Ｓ３によって吸収して、緩衝材３１が延長部７ｂの軸方向端面に対して均一に荷重を付加する。これにより、緩衝材３１に大きな面圧が生じにくくなるので、緩衝材３１の摩耗を抑制することができる。また、クラッチが連結しているときには、緩衝材３１と内輪７との間に隙間Ｓ３が設けられていることで、振動による緩衝材３１の摩耗を抑制することができる。ここで、クラッチが連結しているときに緩衝材３１と内輪７との間に隙間Ｓ３が設けられていると、緩衝材３１が内輪７に対して周方向に回転する可能性がある。緩衝材３１の内輪７に対する回転（滑り）を防止するために、内輪７の延長部７ｂに回り止め用の凹部７ｃが設けられている。凹部７ｃは、延長部７ｂの内周面の一部を外径側に凹ませることでなる。緩衝材３１の環状部３１ａのうち内輪７と軸方向に対向する面の内径側部分から突出する凸部３１ｂが凹部７ｃと係合することで、緩衝材３１が回り止めされる。本実施形態では、内輪７に複数の凹部７ｃが設けられており、中心Ｏを挟んで互いに対向するように設けられている。なお、緩衝材３１に設けた凹部に延長部７ｂに設けた凸部を係合してもよいし、緩衝材３１と延長部７ｂそれぞれに凹部と凸部両方を設けて、相手部材と互いに係合するようにしてもよい。

図９に基づく参考例は、以下に付記する発明を開示する。
図９に示すクラッチレリーズ軸受装置は、周方向に複数のスプリング歯４０ｂを有するダイヤフラムスプリング４０を軸方向に押し付けるレリーズ軸受２Ａを有し、当該レリーズ軸受２Ａの内輪７に設けられた延長部７Ａｂとダイヤフラムスプリング４０との間に緩衝材３１Ａを設けたクラッチレリーズ軸受装置において、緩衝材３１Ａをゴム材としたことを特徴とする。

図９に示すクラッチレリーズ軸受装置では、ダイヤフラムスプリング４０と内輪７との間に別体の緩衝材３１Ａが設けられている。緩衝材３１Ａはリング状であり、緩衝材３１Ａは、内輪７の延長部７Ａｂに加硫接着されている。緩衝材３１Ａは、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ）などのゴム材である。

図９に示すクラッチレリーズ軸受装置では、ダイヤフラムスプリング４０とレリーズ軸受２Ａの延長部７Ａｂとの間にゴム材である緩衝材３１Ａが挟み込まれるので、ダイヤフラムスプリング４０のスプリング歯４０ｂの周方向の高さバラつきを緩衝材３１Ａが吸収し、レリーズ軸受２Ａの延長部７Ａｂに均一に荷重が負荷されるため、振動の発生を抑制することができる。また、緩衝材３１Ａの摩擦力によって、周方向に滑り難くできるため、ダイヤフラムスプリング４０とレリーズ軸受２Ａのコンタクト面７Ａｂの摩耗を抑制できる。さらに、一般的にスプリング歯４０ｂ及びレリーズ軸受２Ａの延長部７Ａｂは互い周方向に線接触となるように一方を線、もう他方を弧として設計するが、緩衝材３１Ａをゴム材とすることで、双方の形状に沿って変形するため、形状にとらわれない設計とすることもできる。

以上、この発明の実施の形態について説明を行ったが、この発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得る。

１ ：スリーブ
２ ：レリーズ軸受
６ ：外輪
７ ：内輪
７ｂ ：延長部
３１ ：緩衝材
４０ ：ダイヤフラムスプリング
４０ｂ ：スプリング歯
Ａ ：自動調心型クラッチレリーズ軸受装置
Ｂ ：クラッチ装置
Ｓ３ ：隙間

Claims (4)

1. 周方向に複数のスプリング歯を有するダイヤフラムスプリングを樹脂製の緩衝材を介して押し付けるレリーズ軸受を備えたクラッチレリーズ軸受装置において、前記ダイヤフラムスプリングを前記レリーズ軸受が押し付けていないとき、前記緩衝材と前記レリーズ軸受との間に隙間が設けられていることを特徴とするクラッチレリーズ軸受装置。
2. 前記緩衝材が、前記レリーズ軸受のうち前記ダイヤフラムスプリングを押し付ける押付部材に取り付けられている請求項１記載のクラッチレリーズ軸受装置。
3. 前記緩衝材が、前記レリーズ軸受に対し周方向に回り止めされている請求項１又は２に記載のクラッチレリーズ軸受装置。
4. 前記複数のスプリング歯のうち前記ダイヤフラムスプリングの外周縁に対して最も離れた位置にあるスプリング歯の当該外周縁に対する軸方向高さと、前記外周縁に対して最も近い位置にあるスプリング歯の当該外周縁に対する軸方向高さとの差よりも前記隙間を大きくしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクラッチレリーズ軸受装置。

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