JPH02502474A

JPH02502474A - 圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ

Info

Publication number: JPH02502474A
Application number: JP63502197A
Authority: JP
Inventors: ボルフ，アンドレアス; ブライシュ，ハラルト
Original assignee: ツァーンラートファブリーク、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1990-08-09
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: EP0340246A1; EP0340246B1; DE3806718A1; JP2749340B2; BR8807403A; DE3864515D1; US5090539A; WO1988007144A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ〔技術分野〕本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載した圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキに関する。

〔背景技術〕

ドイツ連邦共和国特許第２５４０１９１号公報において、クラッチと作動装置との間に皿ばねが配置されている圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチが知られている。

その皿ばねは制限ボルトによって摩擦ディスククラッチの押圧板とスライド板との間に設けられている。この摩擦ディスククラッチでは、かみ合わされた閉鎖状態において圧力媒体はもはや作用せず、その摩擦ディスクの摩擦接続は、皿ばねの構造に関係して行われる。

ドイツ連邦共和国特許第３４４１８１５号公報において、摩擦ディスククラッチの押圧板、軸方向固定軸および作動装置のピストンの間にそれぞれ断面円錐形をし半径方向にずれている三つの接触点をもつ皿ばねが配置されている圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチが知られている。その摩擦ディスククラッチを閉鎖する際の有効なばね特性は、皿ばねの特別な断面形状、直径が同じか内径だけあるいは外径だけ同じ複数の皿ばねの設置、あるいは内径および外径に多数の矩形あるいはスリット状の切欠きが設けられた皿ばねによって得られる。

この皿ばねは、摩擦ディスククラッチの投入の際に衝撃を低減する働きをし、閉鎖過程の際に望ましい意味でマツチングも行うことができ、ドイツ連邦共和国特許第２５４０１９１号公報の方式に比べて閉鎖過程を速くする。しかし、かかる特別に形成されたばねは高価であり、標準ばねに比べてしばしば寿命が著しく短い。また場合によっては必要な力が伝達できない。

〔発明の開示〕

本発明の目的は、請求の範囲′Ｎ１項の上位概念部分に記載した圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキを、採用される皿ばねのコストを低減し、この皿ばねを介して伝達できる力を小さな構造空間においてできるだけ大きくするように改良することにある。

この目的は請求の範囲第１項の特徴部分に記載した手段によって達成される。

ドイツ連邦共和国特許第２５４０１９１号公報および同第３４４１８１５号公報における従来技術の場合、特別に形成された皿ばねが必要であるが、本発明によればしばしば単純な標準ばねが利用でき、ばね特性に応じて選択して採用できる。この標準ばねは個数が多くあり、従って安価に製造でき、また寿命に関しても最適化できる。本発明によれば摩擦ディスククラッチの閉鎖過程中において皿ばねの作用点間の有効てこ長さが短くなるので、非常に薄いばねを利用することができ、このばねは閉鎖過程の開始時点において特に柔らかく、従って衝撃を非常に良好に阻止し、その後の閉鎖時点において、てこ長さが短くなることによって、弾性を完全に失うことなしに大きな力を伝達するのに十分な硬さとなる。

純粋な皿ばね特性と異なって、摩擦ディスククラッチを閉鎖する際に生ずる力持性は、ピストンあるいは終端ディスクにおける接触面の種々の幾何学形状によるだけで得られる。このいずれの方式も非常に安価で簡単に実施できる。異なった半径が一つの湾曲した接触面にまとめられているとき、例えばピストンにおける作用点がその半径上を変位するので、皿ばねの作用点間の有効てこ長さは短くなる。これによって力持性は線形に上昇せず、てこ長さの短縮に関係して上昇する。従って摩擦ディスククラッチの閉鎖は非常に柔らか（始まり、摩擦ディスククラッチの閉鎖位置において皿ばねを介して大きな力がクラッチを閉鎖するために伝達できる。その場合、残留弾力性は皿ばねを介して保証される。

本発明は各請求の範囲記載の特徴事項に限定されるものではない。当業者において個々の請求の範囲の特徴事項を目的に合わせて組み合わせて実施できる。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は摩擦ディスククラッチの断面図、第２図はピストンにおける皿ばねの接触面の形状を示した断面図、第３図は第２図と異なった接触面の形状を示した断面図、第４図は第２図における接触面に基づく力持性を示した線図、第５図は第３図における接触面に基づく力持性を示した線図、第６図はトルクコンバータにおける橋渡しクラッチの概略構成図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第１図には、内側ディスク６、外側ディスク７、押圧板４、終端ディスク５、内側ディスクホルダー８および外側ディスクホルダー９からなっている摩擦ディスククラッチの半分が概略断面図で示されている。押圧板４および終端ディスク５は同様に外側ディスクホルダー９１；相対回転不能に支持されている。摩擦ディスククラッチはピストン・シリンダ作動装置１，２によって作動され、その圧力室２１はピストン１に配置されたパツキン１２によって密閉されている。ピストン１と抑圧板４との間に皿ばね３が配置され、内側ディスク６、外側ディスク７および抑圧板４は、内側ディスクホルダー８ないし外側ディスクホルダー９に軸方向に移動できるが相対回転不能に配置され、終端ディスク５は外側ディスクホルダー９に少なくとも一方向に止め輪９１を介して軸方向にも固定されている。

ピストン１の接触面１１は、回転軸心Ａに対する直角からずれた輪郭Ｒ１，Ｒ２を有しており、これらの輪郭Ｒ１，Ｒ２は半径方向につなぎ合わされた特定の幾何学的輪郭から構成され、従って半径方向に湾曲した接触面を形成している。

第２図は、皿ばね３に対するピストン１の接触面１１の第１の実施例を示している。その皿ばね３は半径方向内側がピストン１に接し、半径方向外側が押圧板４に接している。半径方向内側の接触面１１の範囲において、この接触面１１は、軸方向Ａ１に対する直角からずらされ、半径方向につなぎ合わされた二つの半径Ｒ１，Ｒ２によって規定されている。接触面１１の輪郭は半径方向内側の小さな半径Ｒ１、それに続く大きな半径Ｒ２および軸方向Ａ１に対して直角に形成された直線ｎから構成されている。小さい半径Ｒ１は例えば３″の角度ａＲ１にわたって広がり、大きな角度Ｒ２は６°の角度＜２Ｒ２にわたって広がうているので、小さい角度Ｒ１の接線Ｔａは接触面１１の直線ｎからαＴａ＝９°の角度だけずらされている。この角度は、クラッチが緩められた状態において皿ばね３と軸方向Ａ１に対して直角に延びる接触面１１の直線ｎとの間に生ずる抑え角αＴＦよりも小さくなＩｊればならない。

第３図は第２図に対応しているが、半径方向内側の接触面の範囲における輪郭が、上述した半径方向内側の小さな半径Ｒ１のそばに非常に小さな例えば０．５＋ａｍの半径Ｒ４を有しており、従って、実際には段部１３が生じている。半径Ｒ１，Ｒ２に共通の接１ｓＴａ２は、軸方向Ａへの垂線に対して角度αＴａＲ４を有していなければならない。

第４図は第２図に基づくピストン１の接触面１１の輪郭により生ずる力持性曲線を示しており、第５図は第３図に基づく接触面１１により生ずる力持性曲線を示している。符号ＴＫは皿ばね特性曲線であり、これはその都度採用される皿ばね３からその寸法に応じて求められる。

縦軸には力Ｐが示され、横軸にはピストン行程ＫＷが示されている。符号Ｋ　ｗ　１は、ピストン１、皿ばね３、押圧板４およびすべての内側ディスク６、外側ディスク７が互いに接しかつ終端ディスク５に接する点を示している。行程区域Ｗ１における力特性曲線に１は、作用点１０における半径Ｒ１の接線Ｔａの角度 αＴａと皿ばね３の抑え角αＴＦとの角度差により生ずる。この特性直線には皿ばね特性曲線ＴＫが続いて生ずる。この皿ばね特性曲線ＴＫは、例えばピストンにおける接触面が摩擦ディスククラッチの軸心Ａに対して直角に作られており、半径方向に所定の形に変形して延びる輪郭をもたず、作用点１０が原理的にこの個所に一定してとどまるときに生ずる。行程区域Ｗ２に所属する力持性曲線に１は、ピストン１がもっと閉鎖方向に動いたときに皿ばね３の作用点１０がピストン１の輪郭の小さな半径Ｒ１の上を変位することにより生ずるてこ長さの変化によって生ずる。

小さな半径Ｒ１により、てこ長さの変化およびそれに伴う力の増加は長い行程にわたって小さい。行程区域Ｗ３における力特性曲線に１の急激な上昇は、皿ばね３の作用点１０がピストン１の輪郭の大きな半径Ｒ２の上を変位する結果によって生ずる。半径Ｒ１，Ｒ２の接線はこれら両方の半径の移行点において同じであり、従って行程区域Ｗ２とＷ３との間において力特性曲線に段差は生じない。大きな半径Ｒ２は、ピストンの小さな軸方向行程において、てこ長さを著しく短縮し、これによって急峻な力の上昇を生ずる。点Ｋｗ２においてクラッチは完全に閉じられ、全トルクを伝達し、その場合、皿ばねはその軸方向たわみ距離のほぼ４分の１に圧縮される。標準器ばねを自由に選択し、少なくとも一つの接触面、例えばピストン１の接触面１１を意識的に半径方向に特定の輪郭をつなぎ合わせて形成することによって、所望の力特性、例えば特性曲線に１を得ることができ、従ってクラッチを閉じる際のあらゆる所望の条件が達成される。

第３図および第５図に基づく第２の実施例において、はじめの二つの行程区域Ｗ１．Ｗ２は上述した実施例と同じ経過をしている。しかし小さな半径Ｒ１はもっと大きく決められており、即ち第２図および第４図における半径Ｒ１は約２０＋ａｍであり、第３図および第５図における半径Ｒ１は約３６．５ｍｍである。これによって第５図の行程区域ｗ２における力特性曲線に２の上昇はより大きい。

第３図に示されているように、半径Ｒ１に非常に小さな半径Ｒ４がつなぎ合わされているので、作用点１０は閉鎖位置１００においてはもはや変位しない。従って第５図の行程区域Ｗ３において、力持性曲線に２は急峻に上昇する直線であり、その上昇率は有効てこ長さに左右され、これは残余行程に対してほぼ一定している。

圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチ（これは勿論摩擦ディスクブレーキでもよい）は次のように作用する。

即ち圧力媒体供給管２２を介して圧力媒体が圧力室２１に導入されて、ピストン１が皿ばね３および押圧板４を介して内側ディスク６および外側ディスク７に作用し、これらの内外ディスク７．８は終端ディスク５に接触する。これによって第４図および第５図における作用点Ｋ　ｗ　ｌが得られる。この点Ｋｗｌから、接触面１１および皿ばね３の角度状態即ち皿ばね３の抑え角αＴＦおよび接線Ｔａの角度αＴａから生ずる幾何学形状が作用する。てこ長さが次第に短くなることは、ばね特性曲線の勾配を次第に増加し、ディスクパック内における圧力（トルク）を漸増する。行程区域Ｗ１の力特性曲線Ｋｌ。

Ｒ２は選択された皿ばね３のばね特性曲線ＴＫにほぼ相応している。接触面の輪郭に応じて、例えばＮ２図および第４図の半径Ｒ１＋Ｒ２あるいは第３図および第５図の半径Ｒ１＋Ｒ４に応じて、トルク伝達のために摩擦ディスククラッチは摩擦接続される。従って、クラッチは、単純な皿ばね（標準ばね）を選択し接触面、例えば１１を適当な輪郭にするだけで、あらゆる負荷状態に容易に適合できる。圧力室２１を空にすることによって、摩擦ディスククラッチは開かれる。多くの使用状態において、ピストン１と抑圧板４との間に配置された皿ばね３により、一般に公知の開放用ばね（図示せず）は不要である。

特に図示した方式は、伝動装置■に前置されている流体トルクンバータ■における橋渡しクラッチＩとしての用途に対して特に適している（第６図参照）。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、接触面を同じ意味において押圧板４に形成することもでき、あるいはピストンおよび押圧板の両方における接触面を同じ意味で形成することもできる。摩擦ディスクブレーキにおける本発明の実施例は、ピストンないし押圧板における接触面に関して上述した摩擦ディスククラッチと同じ条件が生じており、ただピストン・シリンダ作動装置および外側ディスクホルダーが固定構造部品、例えば伝動装置ハウシングにあるいはその中に配置されているだけであるので、ここでは図示して説明しない。

符号の説明１・・・ピストン、１１・・・接触面、１２・−・パツキン、１３・・・段部、２・・・シリンダ、２１・・・圧力室、２２・・・圧力媒体導入管、３・・・皿ばね、４・・・押圧板、４１・・・接触面、５・・・終端ディスク、６・・・内側ディスク、７・・・外側ディスク、８・・・内側ディスクホルダー、９・・・外側ディスクホルダー、１０．１００・・・作用点、Ａ・・・軸心、Ａ１・・・軸方向、Ｐ・・・力、Ｒ１・・・小さい半径（輪郭）、Ｒ２・・・大きい半径（輪郭）、Ｒ３・・・半径、Ｒ４・・−非常に小さな半径（輪郭）ＴＡ、Ｔａ２・・・接線、Ｋ１−に２・・・力持性曲線、ＴＫ・・・皿ばね特性曲線、Ｉ・・・橋渡しクラッチ、■・・・トルクコンバータ、■・・・伝動装置、Ｋｗ・・・ピストン行程、Ｋ　ｗ　１・・・作用点、Ｋ　ｗ　２・・・クラッチ閉鎖点、Ｗ１〜Ｗ３・・・行程区域、ａＴａ・・・接線の角度、αＴＦ・・・皿ばねの抑え角、αＴａＲ４・・・接線の角度、Ｈ，Ｅｌ・・・皿ばねの作用点間のてこ長さＦＩＧ、１Ｓ１．　国庫出願の表示ＰＣＴ／ＥＰ　　８８１００１５２２、発明の名称圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ３、特許出願人住　所　　ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフェン、１、ポストファッハ、２５２０．レーベンターレルシニトラーセ、名　称　　　ツァーンラートファブリーク、フリードリッヒスハーフニン、アクチェンゲゼルシャフト４、代理人（郵便番号工００）（１）　　補正書の翻訳文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　通明細書第２頁１０行と１１行の間に以下の文章を加入する。

米国特許第３２６６６０８号明細書において、抑圧板における接触面が特別に形成されている摩擦ディスククラッチが知られている。しかし、この接触面の形状は、専ら、クラッチの開放位置において、皿ばねとリング９２との接触を保証する目的、および閉鎖過程中において皿ばねの運動方向を転向する目的で使用している。それと共にクラッチを柔らかく作用させるために設けられた圧力媒体の部分流出口は、皿ばねおよびプレート１１６を介して閉じられねばならない。クラッチの柔らかい作用および皿ばねの力持性の変化はその接触面を介しては得られない。

請求の範囲１．　　ピストン・シリンダ作動装置（１，２）を有し、摩擦ディスククラッチ（４，５，６，７）を閉鎖する際に力特性（Ｋ１．に２）を制御するために、ピストン（１）と、このピストン（１）側の押圧板（４）との間に、ピストン（１）の面（１１）と押圧板（４）の面（４１）に接する皿ばね（３）が配置されている圧力媒体作動形Ｗｉ擦ディスククラッチあるいはブレーキにおいて、皿ばね（３）が真っ直ぐな母線を有し、その母線に沿って皿ばね（３）が液圧式連結過程の経過において押圧板（４）の面（４１）およびピストン（１）の面（１１）の種々に湾曲された輪郭（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４，１３）に接触し、これによって皿ばね（３）におけるてこ長さくＨ，）１１）が小さくなり、皿ばね（３）を圧縮し難くすることを特徴とする圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。

２、　接触面（１１，４１）がつなぎ合わされた半径（Ｒ１，Ｒ２）によって規定されていることを特徴とする請求項１記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。

３、　作用点（Ｋｗ　１　）とクラッチ閉鎖点（Ｋｗ２）との間のピストン行程（Ｋｗ）に対する有効力特性（Ｋ１、に２）が、 −皿ばね（３）の第１の作用点（１０）における第１の半径（Ｒ１）の接線（Ｔａ）の角度（ａＴａ）と皿ばね（３）の抑え角（ａＴＦ）との角度差、−皿ばね（３）が小さな第１の半径（Ｒ１）上を変位することによるてこ長さくＨ）の変化、−皿ばね（３）が第１の半径（Ｒ１）に比べて大きな第２の半径（Ｒ２）上を変位することによるてこ長さくＨ）の変化、によって決められることを特徴とする請求項２記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。

４、　接触面（１１，４１）がつなぎ合わされた半径（Ｒ１，Ｒ４）および段部（１３）によって規定されていることを特徴とする請求項１記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。

、５．　　作用点（ＫＷＩ）とクラッチ閉鎖点（Ｋ　Ｗ　２　）との間のピストン行程（ＫＷ）に対する有効力特性（Ｋ２）が、 −皿ばね（３）の第１の作用点（１０）における第１の半径（Ｒ１）の接線（Ｔａ）の角度（αＴａ）と皿ばね（３）の抑え角（ａＴＦ）との角度差、−皿ばね（３）が小さな第１の半径（Ｒ１）上を変位することによるてこ長さくＨ）の変化、−小さな第１の半径（Ｒ〕）よりも著しく小さな第４０半径（Ｒ４）への移行個所における第２の作用点（１００）からほぼ一定している小さなてこ長さくＨ）、によって決められることを特徴とする請求項１記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。

６、　流体・機械複合伝動袋Ｎ（ＩＩＩ）のトルクコンバータ（ＩＩ）における橋渡しクラッチ（Ｉ）として配置されていることを特徴とする請求項１記戴の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。

匡際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】１．ピストン・シリンダ作動装置（１，２）を有し、摩擦ディスククラッチのピストン（１）と押圧板（４）との間に皿ばね（３）が配置され、その皿ばね（３）に対する接触面（１１，４１）が摩擦ディスククラッチの軸心（Ａ）に対して直角に形成されている圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキにおいて、摩擦ディスククラッチ（４，５，６，７）を閉鎖する際に有効な力特性曲線を得るために、押圧板（４）およびピストン（１）における少なくとも一つの接触面（１１，４１）が直角からずれて特定して成形され半径方向に延びる輪郭（Ｒ１，Ｒ２）を有していることを特徴とする圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。２．接触面（１１，４１）がつなぎ合わされた所定の幾何学形状をした輪郭（Ｒ１，Ｒ２）からなっていることを特徴とする請求項１記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。３．接触面（１１，４１）が半径方向に延びる湾曲した形状（Ｒ１，Ｒ２）を有していることを特徴とする請求項２記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。４．湾曲形状がうなぎ合わされた半径（Ｒ１，Ｒ２）によって規定されていることを特徴とする請求項３記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。５．作用点（Ｋｗ１）とクラッチ閉鎖点（Ｋｗ２）との間のピストン行程（Ｋｗ）に対する有効力特性（Ｋ１，Ｋ２）が、 −皿ばね（３）の第１の作用点（１０）における第１の半径（Ｒ１）の接線（Ｔａ）の角度（ａＴａ）と皿ばね（３）の抑え角（αＴＦ）との角度差、−皿ばね（３）が小さな第１の半径（Ｒ１）上を変位することによるてこ長さ（Ｈ）の変化、−皿ばね（３）が大きな半径（Ｒ２）上を変位することによるてこ長さ（Ｈ）の変化、によって決められることを特徴とする請求項４記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。６．接触面（１１，４１）が半径方向に湾曲され段差が付けられた形状（段部１３）を有していることを特徴とする請求項１記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。７．作用点（Ｋｗ１）とクラッチ閉鎖点（Ｋｗ２）との間のピストン行程（Ｋｗ）に対する有効力特性（Ｋ２）が、 −皿ばね（３）の第１の作用点（１０）における第１の半径（Ｒ１）の接線（Ｔａ）の角度（αＴａ）と皿ばね（３）の抑え角（αＴＦ）との角度差、−皿ばね（３）が小さな第１の半径（Ｒ１）上を変位することによるてこ長さ（Ｈ）の変化、−第２の作用点（１００）から非常に小さな半径（Ｒ４）への移行個所で生ずるほぼ一定した非常に小さなてこ長さ（Ｈ１）、によって決められることを特徴とする請求項４記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。８．接触面（１１）がピストン（１）において皿ばね（３）の半径方向内側の作用点（１０）の範囲に、半径方向に湾曲された輪郭（Ｒ１，Ｒ２）を有するか、湾曲された輪郭（Ｒ１）と段部（Ｒ４，１３）を有していることを特徴とする請求項１記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。′９．流体・機械複合伝動装置（ＩＩＩ）のトルクコンバータ（ＩＩ）における橋渡しクラッチ（Ｉ）として配置されていることを特徴とする請求項１記載の圧力媒体作動形摩擦ディスククラッチあるいはブレーキ。