JPH03234921A - エアクラッチ用回転継手 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、エアクラッチにおけるクラッチカバーのピス
トン作動用空気室と、エア供給装置とを接続するエアク
ラッチ用回転継手に関する。

〈従来の技術〉 従来から、圧縮エアを用いてクラッチ接続遮断動作を行
うエアクラッチが考えられており、このエアクラッチは
主としてディーゼルエンジンを搭載する自動車に装備さ
れる。

このエアクラッチの要部構造を第５図に模式的に示して
説明する。

図中、１はエンジンのクランクシャフトに連結されるフ
ライホイール、２はトランスミッションの回転軸、３は
回転軸２のフライホイール側端部に軸方向スライドのみ
可能にスプライン嵌合されたクラッチディスク、４はク
ラッチディスク３を覆うようフライホイール１に一体的
に固定されたクラッチカバー、５はクラッチカバー４に
設けられたシリンダー状のピストン作動用空気室である
。

６は前記ピストン作動用空気室５に摺動自在に内嵌され
たピストンであり、該ピストン６のクラッチディスク３
側にクラッチカバー４を貫通し軸方向に延びるロッド６
ａが形成されるとともに、該ロッド６ａの端部に前記ク
ラッチディスク３と対向するフランジ６ｂが形成されて
おり、このピストン６によりフランジ６ｂを介してクラ
ッチディスク３をフライホイール１に対して圧接させる
（Ｘ＋力方向。

また、７はフランジ６ｂをクラッチディスク３から離間
させる方向（Ｘ２方向）に付勢する付勢装置であり、該
付勢袋Ｗ７は、クラッチカバー４の軸方向貫通孔７ａに
挿通されフランジ６ｂ側に螺合固定されたボルト７ｂと
、前記貫通孔７ａのフランジ６ｂ側の内壁に設けた座７
ｃとボルト７ｂの頭部７ｄ下面のワラシャツｅ間に配置
した軸方向に付勢するばね７ｆとからなる。ここで、ワ
ッシャ７ｅは貫通孔７ａの径より大径とされポル）７ｂ
のクラッチカバー４に対するストッパーの役目をしてい
る。なお、ボルト７ｂの頭部７ｄとタラソチ力バー４間
の隙間はフランジ６ｂがクラッチディスク３をフライホ
イール１に圧接するまでボルト７ｂが軸方向に移動する
に十分な隙間とされている。

さらに、８はクラッチカバー４の内径部で反クラッチデ
ィスク３側に一体的に固定されかつ内孔に回転軸２が非
接触状態で貫通挿入された回転筒軸、９ａは、回転筒軸
８の外周に軸方向に間隔をおいて配置された２つの転が
り軸受１０．１０を介して装着された継手カバーで、こ
の継手カバー９ａはクラソヂハウジング１１に固定され
た回転不可能な継手カバーである。上記継手カバー９ａ
は概ね環状であり、この継手カバー９ａと上記回転筒軸
８とはトランスミッション回転軸２の周囲に同心に配置
しである。

そして、回転筒軸８の内部には第２エア通路１２が形成
されており、この第２エア通路１２の一端はピストン作
動用空気室５のピストン６の右側に接続され、他端は２
つの転がり軸受１０．１０間の回転筒軸８の外周面に開
口されている。一方Ｊ継手カバー９ａには第１エア通路
１３が２つの転がり軸受１０、１０間で径方向に沿って
貫通形成されており、この第１エア通路１３の一端はエ
ア供給装置１４に接続され、他端は継手カバー９ａの内
周面に開口されている。上記回転筒軸８の外周面におけ
る第２エア通路１２の開口部と継手カバー９ａの内周面
における第１エア通路１３の開口部とは２つの転がり軸
受１０．１０間の軸方向はぼ中央位置でほぼ対向してい
る。継手カバー９ａの内周面において第１エア通路１３
の開口を挟んだ軸方向所定位置には、内周にほぼ軸方向
に延びるリップ２３ａ、２４ａを有する断面はぼコ形の
一対の第１．第２シール体２３゜２４がリップ先端を互
いに対面するよう第１エア通路１３を中心として対称的
に取り付けられており、それらの対面するリップ２３ａ
、２４ａが回転筒軸８の外周面に第２エア通路】２を中
心として対称的にそれぞれ接触されている。各シール体
２３．２４の各リップ２３ａ、２４ａの外周面にはコイ
ルスプリング２７が装着され、このスプリング力により
各リップ２３ａ、２４ａは回転筒軸８の外周面に十分な
緊迫力をもって摺接されている。これら第１．第２シー
ル体２３．２４の軸方向対面隙間部分と、継手カバー９
ａの内周面と回転筒軸８の外周面との径方向対面隙間部
分とで、前記両エア通路１２．１３を接続する環状のエ
アバイパス空間１５が形成されている。

以上に説明したように、回転継手９は、基本的には回転
部材である回転筒軸８と、回転不可能な静止部材である
継手カバー９ａから構成される。

従って、回転継手９により、ピストン作動用空気室５に
接続された第２エア通路１２と、外部のエア供給装置に
接続された第１エア通路１３とが接続される。

次に動作を説明する。

エンジンの稼働中においてクラッチペダルが踏み込まれ
ない状態（クラッチ接続状態）では、エア供給装置１４
から圧縮エアが送出されており、この圧縮エアが第１エ
ア通路１３．エアバイパス空間１５及び第２エア通路１
２を通じてピストン作動用空気室５の受圧室Ａに供給さ
れ続けている。この圧縮エアによってピストン６が付勢
装置７の付勢力に抗して矢印Ｘ１方向へ移動させられ、
その状態が維持させられるので、このピストン６でクラ
ッチディスク３がフライホイール１に圧接させられて、
エンジンの動力がトランスミッションへ伝達される。

そして、クラッチペダルを踏み込んだ状態（クラッチ遮
断状態）では、エア供給装置ｆｆ１１４からの圧縮エア
の送出が停止し、付勢装置７の付勢力によってピストン
６が矢印Ｘ２方向に付勢されることにより、ピストン作
動用空気室５内のエアが、前記とは逆に、第２エア通路
１２．エアバイパス空間１５及び第１エア通路１３を介
して図示しない空気制御弁などから外部に排出される。

そのため、クラッチディスク３が図示しないスプリング
等によりフライホイール１から離間し、エンジンの動力
がトランスミッションへ伝達されなくなる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしなから、このような構成を有する従来例の場合に
は、次のような不都合がある。

クラッチ接続時において、エアバイパス空間１５を構成
する二つのシール体２３．２４に対してピストン６を駆
動するのに必要なエア圧力がそのまま加わるが、このエ
ア圧力によって、第１．第２シール体２３．２４のリッ
プ’１３ａ、２４ａが回転筒軸８に押し付けられ、各リ
ップ２３ａ、２４ａの摩擦熱が異常に上昇して短時間で
焼付きや永久変形といった損傷が発生しやすい。なお、
このようなシール体２３゜２４の損傷が発生すると、各
シール体２３．２４のリップ２３ａ、２４ａの気密性能
が低下してエアが洩れるために、クラッチの完全接続状
態を確実にするために必要なエア圧力が維持できず、ク
ラッチディスク３が滑るなどクラッチの完全接続状態を
維持できなくなる。

ちなみに、前述のシール体２３．２４に要求される寿命
は約１０００時間とされているが、実際の使用条件とし
て、エアバイパス空間１５への供給エア圧力を４　ｋｇ
　ｆ　／ａｍ２、接触相手部材（回転筒軸８）の回転数
を２０００　ｒ　ｐ　ｍに設定した場合、第３図のａで
示すようにシール体２３．２４のリップ温度が約２００
℃と高くなり、第４図に示すようにシール体２３゜２４
の寿命時間が約４００時間となることが実験により確認
されており、前記要求寿命を到底満足することができな
い。

本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、エ
アバイパス空間を構成するシール体の長寿命化を図るこ
とを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

本発明は、エアクラッチにおけるタラソチカバーのピス
トン作動用空気室と、エア供給装置とを接続するエアク
ラッチ用回転継手であって、第１及び第２のエア通路と
エアバイパス空間とを備え、 前記第１エア通路は、回転不可能な継手カバーに設けら
れ、かつエア供給装置と前記エアバイパス空間とを接続
し、 前記第２エア通路は、該継手カバーの内孔に回転可能に
内装されるとともにトランスミッションの回転軸が非接
触状態で貫通挿入される回転筒軸に設けられ、かつ、前
記エアバイパス空間と前記ピストン作動用空気室とを接
続し、 前記エアバイパス空間は、前記第１エア通路と第２エア
通路とを接続するもので、かつ該継手カバーの内周面と
回転筒軸の外周面とリップ端部が対向する一対の第１．
第２シール体とで囲まれた環状空間であるエアクラッチ
用回転継手において、前記エアバイパス空間の軸方向両
側でかつ前記第１．第２シール体の軸方向外側にそれぞ
れ少なくとも１つの補助エア空間が設けられ、該補助エ
ア空間は、前記継手カバーの内周面と回転筒軸の外周面
との径方向対面隙間において前記第１シール体と該第１
シール体とリップ端部の向きを同じくする少なくとも１
つの第３シール体とで、また前記第２シール体と該第２
シール体とリップ端部を同じくする少なくとも１つの第
４シール体とでそれぞれ形成された環状空間であり、前
記補助エア空間それぞれとエア供給装置とを接続する補
助エア通路が前記継手カバーに設けられ、クラッチ接続
時において前記補助エア空間内部のエア圧が、前記エア
バイパス空間内部のエア圧よりも低く設定されることに
特徴を有するものである。

〈作用〉 上記構成によると、クラッチ接続状態（動力伝達状態）
において、エアバイパス空間を構成する第１．第２シー
ル体には、エアバイパス空間の内圧とその両側の補助エ
ア空間の内圧との差圧が加わることになる。つまり、エ
アバイパス空間の内圧がそのまま当該エアバイパス空間
を構成する第１、第２シール体に加わるわけではなく、
所定の割合で低減されたエア圧が加わるために、該シー
ル体の相手部材に対する接触圧が従来のものに比べて軽
減されることになり、その熱上昇が抑制さ１ ２ れる結果となる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図ないし第４図に本発明の一実施例を示している。

実施例の第１図において、従来例の第５図に示す部品２
部分と同一のものに同じ符号を付している。即ち、図中
、１はフライホイール、２はトランスミッションの回転
軸、３はクラッチディスク、４はクラッチカバー、５は
ピストン作動用空気室、６はピストン、７は付勢装置、
８は回転筒軸、９は回転継手、９ａは継手カバー、１０
は転がり軸受、１１はクラッチハウジング、１２は第２
エア通路、１３は第１エア通路、１４はエア供給装置、
１５はエアバイパス空間、２３．２４は第１．第２シー
ル体であり、これらは従来例で詳細に説明したものと同
じであるため、詳細構造及び基本的な作動説明は省略す
る。

本実施例において従来例と異なる構成は、次の通りであ
る。

エアバイパス空間１５を構成する第１．第２シール体２
３．２４のそれぞれ軸方向外側には第３．第４シール体
２５．２６がそれぞれ配設されている。第３第４シール
体２５．２６は、第１．第２シール体２３゜２４と同様
に内周部にほぼ軸方向に延びるリップ２５ａ、２６ａが
設けられたほぼコ形であり、各リップ２５ａ、２６ａの
外周面に装着されたコイルスプリング２７により前記各
リップ２５ａ、２６ａが回転筒軸８の外周面に十分な緊
迫力をもって摺接されている。

また、第３シール体２５は第１シール体２３のリップ２
３ａとリップ２５ａ先端部を同一方向に向けて配設され
、第４シール体２６は第２シール体２４のリップ２４ａ
とリップ２６ａ先端部を同一方向に向けて配設されてい
る。すなわち、第１．第３シール体２３゜２５と第２．
第４シール体２４．２６とはリップを対向させている。

この第３．第４シール体２５．２６と第１、第２シール
体２３．２４とによってエアバイパス空間１５の軸方向
両側にそれぞれ補助エア空間１６゜１７が形成されてい
る。

継手カバー９ａの内部には、補助エア空間１６゜１７と
エア供給装置１４とを接続する補助エア通路工８が設け
られている。補助エア通路１８の一端は、継手カバー９
ａの第１エア通路１３の途中部分に接続され、他端は継
手カバー９ａの内周面において前記両補助エア空間１６
．１７に向けて開口させられている。この補助エア通路
１８の途中には減圧装置１９が設けられており、両補助
エア空間１６．１７に対してエア供給装置１４からの圧
縮エアを減圧して供給させるようになっている。つまり
、補助エア空間１６、１７への供給エアの圧力はエアバ
イパス空間１５への供給エアの圧力よりも低くなるよう
に設定されている。具体的に、例えば、エアバイパス空
間１５への供給エア圧力を４ｋｇｒ／ｃｍ”とした場合
、補助エア空間１６．１７への供給エア圧力を２　ｋｇ
　ｆ　７ｃｍ”とするように減圧装置１９の減圧比が設
定される。なお、減圧装置１９は、第２図に示すように
、弁体であるボール２０と、円筒コイルバネ２１と、調
節ねじ２２とで構成されており、調節ねじ２２によって
円筒コイルバネ２１の付勢力を調節して減圧比を任意に
設定できるようになっている。

次に、本実施例構造による特有の作用を説明する。

クラッチ接続時において、エア供給袋Ｍ１４からの圧縮
エアは、エアバイパス空間１５に直接供給される他、補
助エア空間１６．１７に対しては減圧装置１９を介して
減圧されて供給されることになる。そのため、補助エア
空間１６．１７の内部のエア圧力はエアバイパス空間１
５の内部のエア圧力よりも低くなる。即ち、補助エア空
間１６．１７への供給エアによって、エアバイパス空間
１５を構成する第１＋第２シール体２３．２４のリップ
２３ａ、２４ａがエアバイパス空間１５からかかるエア
圧力に抗するようリップ背面側から圧力がかけられて支
承されているために、該第１．第２シール体２３．２４
のリップ２３ａ。

２４ａに加わる圧力が軽減されて回転筒軸８に対する接
触圧が従来のものよりも低くなる。また、補助エア空間
１６．１７と外部の圧力との差も小さいので、第３．第
４シール体２５．２６の各リップ２５ａ。

２６ａの接触圧も低くなる。このように各シール体２３
．２４．２５．２６の接触相手部材である回転筒軸８に
５ ６− 対する接触圧を低減できるので、各シール体２３，２４
゜２５．２６と回転筒軸８との摺動部における摩擦抵抗
を減少することができ、シール体２３，２４．２５．２
６の摩擦熱の上昇を抑制できるようになる。

具体的に、例えばエアバイパス空間１５の内部のエア圧
力を４　ｋｇ　ｆ　／ａｎ”に、また、補助エア空間１
６、１７の内部のエア圧力を２ｋｇ　ｆ　７ｃｍ”にそ
れぞれ設定した場合、エアバイパス空間工５を構成する
第１．第２シール体２３．２４のリップ２３ａ、２４ａ
に加わる圧力、及び補助エア空間１６．１７を構成する
第３．第４シール体２５．２６のリップ２５ａ、２６ａ
に加わる圧力は共に２ｋｇ　ｆ　／　ｃｍ　ｚとなり、
特にエアバイパス空間１５を構成する第１．第２シール
体２３゜２４への印加圧力については従来例の１７２に
と大きく軽減される。このように各シール体２３，２４
．２５゜２６の各リップ２３ａ＋　２４ａ、２５ａ＋　
２６ａに加わる圧力を２ｋｇ　ｆ　／　ｃ＋ｎ”とした
場合において、回転筒軸８の回転数が２００Ｏｒ　ｐ　
ｍのとき、シール体のリップ温度が従来の約１／２の約
１１０℃にと低くなり、第４図に示すように該シール体
の寿命が、２００℃もの高温になる従来での寿命の約４
００時間から約１０００時間へとほぼ２倍も延びるよう
になる。つまり、本実施例構造では、従来例でも述べた
ようにシール体に要求される寿命を達成できることが判
る。

なお、本発明は上記実施例で説明したもののみに限定さ
れない。例えばエアバイパス空間１５に対するエア供給
と補助エア空間１６．１７に対するエア供給を別々のエ
ア供給装置で行うことも可能であるが、本実施例のよう
に単一のエア供給装置１４で行うようにすると、構成簡
素化、低コスト化が図れる。また、第１〜第４シール体
２３，２４．２５．２６について各リップ２３ａ、２４
ａ、２５ａ、２６ａを回転筒軸８の外周面に対して接触
させる構造としているが、当該シール体を回転筒軸８側
に固定装着しそれぞれのリップを継手カバー９ａの内周
面に対して接触させる構造として実施することも可能で
ある。さらに、第１〜第４シール体２３，２４．２５．
２６は、総て同一の構造としてもよいが、例えば第３．
第４シール体２５．２６については上述した弾性リップ
を持つ構造のものの他、カーボンシールなどとしてもよ
い。加えて、エアバイパス空間１５の両側にそれぞれ一
つずつ補助エア空間１６．１７を設けているが、これら
の補助エア空間１６．１７のさらに外側に同様の補助エ
ア空間を設けるなど、エアバイパス空間１５の外側に幾
重もの補助エア空間を設けるようにしてもよい。特に、
エアバイパス空間１５の内部圧力と外部の大気圧との差
が大きくなる場合に有効である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、エアバイパス空
間の外側に補助エア空間を設け、動力伝達状態において
補助エア空間内部のエア圧をエアバイパス空間内部のエ
ア圧よりも低く設定したから、エアバイパス空間を構成
する第１．第２シール体の相手部材に対する接触圧を従
来のものに比べて大幅に軽減することができ、前記第１
．第２シール体の損傷を防止してそれらの長寿命化を実
現できる結果となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例に係り、第１図
はエアクラッチ用回転継手を示ず上半部の縦断面図、第
２図は減圧装置を示す拡大断面図、第３図はシール体の
リップ温度とシール体のエンジン回転数との関係を示す
特性図、第４図はシール体のリップ温度とシール体の寿
命時間との関係を示す特性図である。 また、第５図は従来例に係るエアクラッチ用回転継手を
示す上半部の縦断面図である。 ２・・・トランスミッションの回転軸、４・・・クラッ
チカバー ５・・・ピストン作動用空気室、 ８・・・回転筒軸、 ９・・・回転継手、 ９ａ・・・継手カバー １２・・・第２エア通路、 １３・・・第１エア通路、 １４・・・エア供給装置、 １５・・・エアバイパス空間、 １６、１７・・・補助エア空間、 １８・・・補助エア通路、 １９・・・減圧装置、 ２３・・・第１シール体、 ２４・・・第２シール体、 ２５・・・第３シール体、 ２６・・・第４シール体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エアクラッチにおけるクラッチカバーのピストン
   作動用空気室と、エア供給装置とを接続するエアクラッ
   チ用回転継手であって、 第１及び第２のエア通路とエアバイパス空間とを備え、 前記第１エア通路は、回転不可能な継手カバーに設けら
   れ、かつエア供給装置と前記エアバイパス空間とを接続
   し、 前記第２エア通路は、該継手カバーの内孔に回転可能に
   内装されるとともにトランスミッションの回転軸が非接
   触状態で貫通挿入される回転筒軸に設けられ、かつ、前
   記エアバイパス空間と前記ピストン作動用空気室とを接
   続し、 前記エアバイパス空間は、前記第１エア通路と第２エア
   通路とを接続するもので、かつ該継手カバーの内周面と
   回転筒軸の外周面とリップ端部が対向する一対の第１、
   第２シール体とで囲まれた環状空間であるエアクラッチ
   用回転継手において、前記エアバイパス空間の軸方向両
   側でかつ前記第１、第２シール体の軸方向外側にそれぞ
   れ少なくとも１つの補助エア空間が設けられ、該補助エ
   ア空間は、前記継手カバーの内周面と回転筒軸の外周面
   との径方向対面隙間において前記第１シール体と該第１
   シール体とリップ端部の向きを同じくする少なくとも１
   つの第３シール体とで、また前記第２シール体と該第２
   シール体とリップ端部を同じくする少なくとも１つの第
   ４シール体とでそれぞれ形成された環状空間であり、前
   記補助エア空間それぞれとエア供給装置とを接続する補
   助エア通路が前記継手カバーに設けられ、クラッチ接続
   時において前記補助エア空間内部のエア圧が、前記エア
   バイパス空間内部のエア圧よりも低く設定されることを
   特徴とするエアクラッチ用回転継手。
2. （２）請求項（１）項に記載のエアクラッチ用回転継手
   において、前記補助エア通路の一端を第１エア通路の途
   中に接続するとともに補助エア通路の他端を減圧装置を
   介して前記補助エア空間に向けて開口させ、単一のエア
   供給装置から前記第１エア通路及び補助エア通路を通じ
   て前記補助エア空間及び前記エアバイパス空間へのエア
   供給を行わせるものであることを特徴とするエアクラッ
   チ用回転継手。