JPH10506699A - 自動車クラッチの改良物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 クラッチダイヤフラム（７２）が円周上に等間隔をあけられた複数個の球形ボール（４４）のサブアセンブリによって支持され、サブアセンブリをクラッチの中央線（１３）を中心に配設するための中央位置決め部材（１０４）を含む改良された自動車クラッチが開示される。ある応用では、ボール（４４）および保持リングのサブアセンブリがダイヤフラム（７２）のための支点サポートとしても設けられ得る。プルオフタイプのクラッチでは、ダイヤフラム（７２）のベースが、クラッチハウジングカバー（１２）の底面に保持された、ボール（４４）および保持リング（１０２）のサブアセンブリによって支持され、ボール（４４）および保持リングのさらなるサブアセンブリが圧力板（７８）の上部表面（８０）上に設けられ得る。ボール（４４）および保持リング（１０２）のサブアセンブリは自動車クラッチにおける取付を大いに容易にし、その精度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車クラッチの改良物 発明の背景発明の分野 本発明は自動車クラッチの改良物に関し、より特定的には、ダイヤフラムクラ ッチのダイヤフラムを装着および支持するための改良物に関する。先行技術の簡単な説明 ダイヤフラムまたはベルビレ（Bellville）クラッチは自動車産業で最もよく 用いられている。典型的な自動車クラッチでは、圧力板とはずみ車との間にクラ ッチディスクが支持される。はずみ車の上に保持されているクラッチハウジング カバーは圧力板を囲み、クラッチが係合されると圧力板とはずみ車との間のクラ ッチディスクを圧縮するためにクランプ荷重を供給するベルビレダイヤフラムと しても既知であるばねダイヤフラムを支持する。ダイヤフラムはクラッチハウジ ングカバー上に支点サポートを有し、ダイヤフラムの基部は圧力板の上面の高く なった円形リムの上に載置する。ダイヤフラムがクラッチの係合と解放との間で その位置を逆にすると、ダイヤフラムの基部はこの円形リムをこすり、係合と解 放との間でクランプ荷重のヒステリシスを引起こす摩擦損失を伴い、圧力板のリ ム上で不所望な摩耗が生じる。 最も一般的なダイヤフラムクラッチは、ダイヤフラムの中央フィンガーに対し て下方向に力が与えられ、クラッチディスクを解放する位置に圧力板を解放させ るようダイヤフラムを移動させるプッシュオフ型である。自動車の構成要素の大 きさおよび体積を最小にしたいという要求により生じた最近の変化により、ダイ ヤフラムのフィンガーに持上げ力が与えられて圧力板を解放するプルオフ型クラ ッチが開発された。このクラッチ設計では、ダイヤフラムの基部はクラッチハウ ジングカバーの下側に載置し、ダイヤフラムの内部環状領域は圧力板上の高くな ったリム上にある。 しかしながら、これらの両方の設計では、ダイヤフラムは圧力板の上面の高く なった固定リムをこすり、クラッチは上述のヒステリシスおよび摩耗の問題を被 る。 発明の目的 本発明の目的は、クラッチの圧力板上のダイヤフラムの摩耗を低減するクラッ チの改良物を提供することである。 本発明の別の目的は、優れた動作特性を有する自動車クラッチを提供すること である。 本発明のさらに他の目的は、実質的な機械加工または部品交換を行なわずに既 存のクラッチを容易に改良することができる自動車クラッチの変更例を提供する ことである。 特に、本発明の目的は、最小限の機械加工およびアセンブリを用いた自動車ク ラッチの変更例を提供することである。 他の目的および関連する目的は以下に示す本発明の説明から明らかになるであ ろう。 発明の概要 本発明は、保持リングの周囲の間隔があけられた場所に埋込まれた複数個のボ ールのサブアセンブリとしてダイヤフラムばねのための支点サポートが形成され 、該サブアセンブリが中央位置決め部材でクラッチアセンブリに固定される典型 的な自動車クラッチの変更例を含む。中央位置決め部材は、圧力板のような受入 表面中の溝であってもよく、受入クラッチアセンブリと協働してサブアセンブリ をクラッチの中心線を中心として配設する保持リングによって担持される環状フ ランジまたはブラケットであってもよい。 図面の簡単な説明 本発明を以下の図面を参照して説明する。 図１は、本発明に従って変更された典型的なプッシュオフ自動車クラッチの断 面図である。 図２は、図１の２−２′で示された枠内の領域の拡大図である。 図３〜図６は、図１のクラッチの代替変更例を示す図である。 図７は、本発明に従って変更された圧力板の断面図である。 図８は、本発明に従って変更された圧力板の斜視図である。 図９は、図８の線９−９′に沿って見た断面図である。 図１０は、図８の代替例である本発明の実施例を示す図である。 図１１は、図８の代替例である本発明に従った変更を有する圧力板の斜視図で ある。 図１２は、図１１の線８−８′に沿って見た断面図である。 図１３は、本発明に従って変更された典型的なプルオフ自動車クラッチの断面 図である。 図１４は、図１３の１０−１０′で示された枠内の領域の拡大図である。 図１５は、図１４の代替例である図１３のクラッチの変更例を示す図である。 好ましい実施例の説明 図１を参照して、本発明に従って変更されている従来の自動車クラッチの半分 が断面図で示されている。クラッチは、アセンブリを囲みかつ従来の機械ねじ１ １によってはずみ車１０に固定されるクラッチカバー１２を用いてはずみ車１０ に装着される。クラッチアセンブリははずみ車１０の中心線１３を中心に配設さ れる。 はずみ車１０と圧力板１６との間にはクラッチディスク１４が配置される。摩 擦フェーシング１８および２０はクラッチディスク１４の両側に設けられ、はず み車１０および圧力板１６上に表面を係合する。 圧力板１６は、その上面２６上に、ダイヤフラム３０の基部２８のためのサポ ートを与える高くなった円形リム２４を有する。ダイヤフラム３０は、複数個の フィンガーを形成する複数個の半径方向のスロット３２を有するベルビレ円錐形 はねダイヤフラムである。ダイヤフラム３０は、ダイヤフラム３０の上および下 にそれぞれ配置され、ハウジングカバー１２を貫通する金属締め具４０によって 支持される１対のリング３６および３８によって形成される支点サポート３４を クラッチハウジングカバー１２の下面上に有する。矢印２３はクラッチを解放す るための解放力の方向を示し、したがって「スローイン」クラッチという名前で ある。 図２を参照して、クラッチは、複数個の球状ボール４４のサブアセンブリを設 けることによって本発明に従って変更され、これらの球状ボール４４は、周囲の 間隔が開けられた場所でボール４４を受入れかつ保持する複数個の間隔が開けら れた凹部を有する、成形されたプラスチック部材であることが可能なボール保持 リング５６に埋込まれる。好ましくは圧力板のまわりに等しい角度増分で配置さ れるボール４４の数は、直径およびクランプ荷重に依存して４個〜約２０個が可 能であり、好ましくは６個〜約１２個である。 保持リング５６およびボール４４のサブアセンブリは従来の射出成形装置で容 易に製造することができ、ボールはリング５６の成形前に射出ダイに挿入される かまたは成形されたリングの凹部に押込まれる。このサブアセンブリは、いかな る所望のボール数でもいかなる所望の直径および厚さにも容易に製造することが できる。この製造は、工場で、最小限のコストで高精度のサブアセンブリを準備 するために精密に制御された条件下で行なわれる。 保持リング５６およびボール４４のサブアセンブリは、中央位置決め部材によ ってはずみ車／クラッチアセンブリの中心線１３上に置かれる。この目的のため に、高くなった円形リム２４の上縁部４６に、その半径の中心が中心線１３に置 かれた少なくとも１つの円形溝５０を形成することができ、保持リング５６はこ の円形溝に着座され、それによりこのサブアセンブリをクラッチの中心線１３上 に置く。 図３は、ボール４４の円形アレイが図２に示すアレイよりも中心線１３からよ り大きい半径を有する代替的な保持リング５７を示している。この保持リングは ボール４４をダイヤフラム３０の外周部により近い位置に配置してダイヤフラム ３０のレバーアームを変えることを可能にし、したがってダイヤフラムのクラン プ荷重に対する選択可能な制御を与える。 図４は、保持リング５９の代替的な構造を示している。この実施例では、保持 部材は薄いリングであり、これは金属シートもしくは鋳造金属から形成すること ができ、または、たとえば炭素もしくはガラス繊維が充填された樹脂、好ましく はポリイミド等の高温強度樹脂のような繊維強化プラスチック等が可能である。 ボール４４はリング５９の穴に着座される。必要であれば、ボール４４の保持を 強化するために環状リム６１に穴を設けることができる。リング５９は、圧力板 １６上の高くなったリム２４の肩部６６を係合する内部環状リム６２および外部 環状リム６４を有し、それによりリング／ボールアセンブリを正確にクラッチの 中心線１３を中心に配置する。比較的薄い保持リング５９を用いることにより、 クラッチの重量が最小にされる。さらに、この薄い保持リング５９はボール４４ によって圧力リングから離れて支持され、それによりリング５９への熱伝導と、 クラッチアセンブリで発生される摩擦熱によって生じ得るリング５９の高温歪み とを防ぐ。 この薄い金属リング６４はまた、ボールがダイヤフラム３０との転がり接触を 与えるようにボール４４の転がり保持を可能にする。ボール４４がダイヤフラム と点接触するため本発明のどの実施例でもダイヤフラム上の摩擦抗力の量は最小 にされるが、金属リング６４に回転自在に受入れられるボール４４の転がり接触 によりダイヤフラム３０上の摩擦および摩耗のさらなる低減がもたらされる。 図５には別の代替保持リング／ボールアセンブリが示されている。この実施例 では、ボール４４は、圧力板１６のリム２４の上縁部４６上に載置する環状リン グ６８に着座される。リング６８は、リム２４の内部肩部６６に係合するリップ を形成する内部環状フランジ７０を有し、それによりリングおよびボール４４を クラッチの中心線１３を中心に配置する。 次に図６を参照して、ボール４４は、圧力板１６のリム２４の上面４６上に載 置する成形されたリング６９の凹部にあるように示されている。リング／ボール サブアセンブリは、圧力板１６の穴７３に配置されかつ上面４６の上でリング／ ボールサブアセンブリの整列された受入穴７５に突出している複数個の金属ダウ エルピン７１によってクラッチの中心線１３を中心に配置される。少なくともい くつかのダウエルピン、好ましくは５個〜約１０個のダウエルピンを、穴７３に 永久的に据付けることができ、これらがリング６９に整列して設けられた穴に嵌 ってサブアセンブリを中心線１３を中心に保持する。本実施例では、図４および 図５の実施例と同様に、ボール４４を圧力板１６の上に配置し、そのためプラス チックリング（６８もしくは６９）または薄い金属リング６４はダイヤフラムと 圧力板との間に圧縮荷重下で配置されない。リングはボール４４の周囲での間隔 を維持する役割を果たすだけである。 図７に示されるように、本発明の保持リング／ボールアセンブリはまた、図１ のクラッチ１０に示される高くなったリム２４を省略することによって圧力板の 大きさおよび重量を低減することができる。この応用では、圧力板７４は摩擦フ ェーシング１８を支持するために平坦な下面７６を有する薄い環状リングである ことが可能である。ダイヤフラム３０の支点サポートのための基部としての役割 を果たす必要な垂直方向の隔離は、繊維強化ポリイミドのような高耐熱性プラス チックから成形することができる保持リング８０によって与えられる。クラッチ に所望のクランプ荷重を与えるために、ボール４４はリング８０においてクラッ チの中心線１３からの適切な半径の円形アレイ状に埋込まれる。圧力板７４には 、リング／ボールアセンブリを受入れかつアセンブリをクラッチの中心線を中心 に配置する環状溝８２が設けられる。 図８〜図１０は別の代替的な中央位置決め部材を示しており、薄い保持リング ８６には、圧力板８８の上面に機械加工で形成される整列された穴に永久的に据 付けられる１つ以上の周囲に配置されるピンを含む中央位置決め部材が設けられ る。この目的のために、保持リング８６は、ダウエルピン９２の上端部を受入れ るために穴を有する、周囲に配置されるフランジ９０を有することができる。 図９は図８の線９−９′に沿って見た断面図であり、ダウエルピン９２と圧力 板８８の受入れ穴９４とを示している。好ましくは、ダウエルピン９２は摩擦嵌 合によって、または接合もしくは溶接によって圧力板８８の穴９４に永久的に据 付けられる。 中央位置決め部材の代替実施例を図１０に示している。本実施例では、保持リ ング９６は、保持リング９６と一体の複数個の周囲に配置された一体角部９８を 有する一体の部材として成形される。必要であれば、保持リング９６の射出成形 に用いられるモールドキャビティに鋼ピンを挿入して角部９８内に鋼ピン１００ を埋込むことにより角部９８のせん断強度を向上させることができる。角部９８ を受入れかつ保持リング９６およびボール４４からなるアセンブリをクラッチの 中心線１３を中心に配置するために、クラッチの中心線のまわりの半径沿いに配 置される複数個の凹部または穴９４が圧力板９６に設けられる。 次に図１１および図１２を参照すると、代替的な保持リングおよびボールアセ ンブリが示される。保持リングは、図８に示されるものと実質的に同一の圧力板 ８８の上方に示される。保持リング８６は、等間隔の角増分で配置された、複数 個の間隔をあけられたボール４４とともに成形され、全体で１２個のボールが３ ０度の増分角間隔で示される。しかしながら、この実施例ではまた、等間隔でリ ングに間隔をあけられた６つの穴を保持リングが備える。ダウエルピン９２が穴 内に受取られて保持リングを中心同軸の関係で圧力板にしっかり締める。図１２ に示されるように、ダウエルピンは圧力板の頂部面の穴９４に恒久的に設置され る。図１１から明らかなように、穴９４は圧力板の中央線に対する円弧に配置さ れる。ダウエルピンは、保持リングを介して十分に延びるよう圧力板の面の上に 、好ましくは保持リングの僅か上に突出する。図８−１２の実施例と同様、ボー ル４４は圧力板上にのり、その上部頂点は図１に示される態様でダイヤフラムの ためのサポートを設ける。 次に図１３および図１４を参照すると、スローアウトクラッチ機構の断面立面 図が示される。図１および図２に示されるスローインクラッチと同様に、ダイヤ フラム７２がクランプ荷重を圧力板７８に与える。外れようとする力の方向は矢 印２５によって示される。この応用では、ダイヤフラム７２がボール４４上に支 点サポートを有し、ボールは、圧力板７８の上部面８０上の高くされた円形リム ７６の上部端縁７４上に載せられる。図１および図２に示される上述された実施 例と同様、ボール４４は保持リング５６の円周上に等間隔の位置で恒久的に装着 される。 ダイヤフラム７２のベース８６は保持リング１０２における円周上の等間隔の 位置でボール４４の円形アレイを有する他のサブアセンブリによって支持され、 これはクラッチカバー１２の内部上部表面に受取られる。保持リング１０２は、 その外部円形端縁１０４がクラッチカバー１２の直立壁１０６に受取られるのに 十分な直径であり、それによって、リング１０２およびボール４４のアセンブリ をクラッチの中央線１３を中心に配置する。リング１０２の端縁１０８は好まし くは、典型的に頂部壁に対する垂直関係から僅かに傾斜させられたクラッチカバ ー１２の壁１０６と噛み合う角度で斜角をつけられる。 所望であれば、スローアウト力の調節を行なうため、ボールの円形アレイの異 なった半径を有する互換アセンブリ内に保持リングおよびボールアセンブリが設 けられ得る。図１５は代替的な保持リング１１２を示し、そこでボール４４は図 １４の保持リング１０２に対して示されたものよりも僅かに大きい半径を有する 円形アレイに配置され、それによってクラッチのクランプ荷重の選択を与える。 この発明は、発明者によるこれまでの特許において開示されたものよりも、従 来のクラッチを改良された構造に変換する時間および複雑さを著しく減少する。 ボールが工場において保持リングでアセンブリ内に正確に配置されるので、個々 のボールがサービスまたはメンテナンス作業員によってクラッチの中に挿入され ることが回避される。 この発明は圧力板、および／またはクラッチカバー上でダイヤフラムとそのサ ポートとの間の接触面積を減少させる。接触面積がこのように減少されるために 、クラッチの係合および非係合時の摩擦力の緩み(frictional drag)が減少され 、従来のクラッチで示されるヒステリシスが避けられる。別の重要な利点は、圧 力板とダイヤフラムとの間の減少した接触面積のためにこれらのコンポーネント 間の熱伝導が大きく低下することであり、結果として、圧力板からの熱伝導がよ り少ないのでより冷却されて運転する。 ボールは、硬鋼合金または焼入れからの硬鋼から形成され得る。このためによ り軽い金属を圧力板の構成のために用いることができ、すなわち、耐摩耗性を犠 牲とせずに、アルミニウムまたはマグネシウム、またはそれらの合金、または高 強度強化プラスチックを超軽量圧力板のために用いることができる。 この発明が自動車クラッチの設計を根本的には変化させないので、これは、圧 力板を交換することによって、ある場合ではクラッチカバーを機械加工または交 換することによって、既存のクラッチに容易に適合可能である。これは元の製造 業者が細工することに対するかなりの新支出を避け、また既存の乗物の改良をも たらし、これは必要部品の交換が従来からの自動車販売店および修理場の能力範 囲で行なわれるためである。 この発明はまた、整備士にダイヤフラム上のベアリングポイントを再配置させ ることによって、また、ダイヤフラムのレバーアームを変化させる、圧力板上の ボールまたはローラの位置を単に変えることによって、クラッチのクランプ圧力 およびペダル圧力を変更するための簡単な調節の可能性を与える。 この発明は例示された目下好ましい実施例を参照して説明された。この発明が 目下好ましい実施例のこの開示によって過度に限定されることは意図されない。 代わりに、この発明が以下の請求の範囲に説明されるその明らかな均等物によっ て規定されることが意図される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車のはずみ車上に支持された自動車クラッチアセンブリにおいて、前記 アセンブリはクラッチカバーを有し、前記クラッチカバーは中央線に沿って前記 はね車上に支持され、かつ圧力板を囲み、ばねダイヤフラムは圧力板とクラッチ カバーとの間にバイアスされ、前記アセンブリはさらに、前記圧力板とばね車と の間に配置されたクラッチディスクを有し、改良点は、円周上に等間隔をあけら れた複数個のボールと、各１つが前記ボールの１つを受けて前記ボールを前記円 周上に等間隔をあけられた位置に維持する、同じ複数個の凹部を有したボール保 持リングとのサブアセンブリを含み、前記保持リングは前記圧力板およびクラッ チカバーの少なくとも１つと前記ダイヤフラムとの間に受取られて、前記ダイヤ フラムと前記圧力板およびクラッチカバーの前記１つとの間にベアリング接触面 を設け、前記ボール保持部材は前記サブアセンブリを前記中央線を中心として配 設させるための中央位置決め部材を有する、自動車クラッチアセンブリ。 ２．前記ボールは前記ダイヤフラムと前記圧力板との間に受取られる、請求項１ に記載の改良点。 ３．前記ボールを支持するための、前記圧力板の上部表面上のローラ支持手段を 含む、請求項２に記載の改良点。 ４．前記ローラ手段は球状ボールである、請求項１に記載の改良点。 ５．前記ボールは前記圧力板の上部表面上に載せられる、請求項４に記載の改良 点。 ６．前記圧力板はその上部面に対して高くされた円形リムを有し、前記上部面は 前記リムの上部端縁に円形の溝を含み、前記ボールは前記円形の溝に受取られる 、請求項５に記載の改良点。 ７．前記溝において前記ボールの固定した角間隔を保持するための、前記圧力板 の上部表面上にボール保持手段を含む、請求項５に記載の改良点。 ８．前記保持手段は、各々が前記ボールの１つを受取る、等間隔をあけられた穴 の円形アレイを有するリングである、請求項６に記載の改良点。 ９．前記ボールを受取るための異なった直径の少なくとも２つの円形溝を含み、 それによって、ボールが支持される円形溝の選択によってクラッチのクランプ圧 力の可変選択がもたらされる、請求項６に記載の改良点。 １０．前記ローラ手段は細長いローラであり、その軸は前記圧力板の上部表面に 対して円形アレイにおいて整列される、請求項１に記載の改良点。 １１．前記圧力板はその上部面において円形アレイに配列された複数個の細長い スロットを有し、前記細長いスロットの各々は前記ローラの１つを受取る、請求 項９に記載の改良点。 １２．前記ローラを受取るための異なった直径の前記細長いスロットの少なくと も２つの円形アレイを含み、それによって、ローラが支持される細長いスロット の円形アレイの選択によってクラッチのクランプ圧力の可変選択かもたらされる 、請求項５に記載の改良点。 １３．前記ボールおよび保持リングは前記ダイヤフラムと前記クラッチカバーの 底面との間に受取られる、請求項１に記載の改良点。 １４．前記クラッチカバーの底面において前記ボールを受取るためのボール凹部 手段を含む、請求項１３に記載の改良点。 １５．前記ボール凹部手段は前記クラッチカバーの底面における円形溝である、 請求項１４に記載の改良点。 １６．前記ボール凹部手段は前記クラッチカバーの底面において等間隔の角増分 で配置された複数個の弓形凹部を含み、前記凹部の各々は前記球形ボールの１つ を受取る、請求項１４に記載の改良点。 １７．前記圧力板上に載せられた第２のローラ手段を含む、請求項１４に記載の 改良点。 １８．前記第２のローラ手段を支持するための、前記圧力板の上部表面上の第２ のローラ支持手段を含む、請求項１７に記載の改良点。 １９．前記第２のローラ手段は第２の複数個の球形ボールである、請求項１８に 記載の改良点。 ２０．前記圧力板はその上部面に対して高くされた円形リムを有し、前記上部面 は前記リムの上部端縁に円形溝を含み、前記第２の複数個のボールは前記円形溝 に受取られる、請求項１９に記載の改良点。 ２１．前記溝において前記第２の複数個のボールの固定した角間隔を保持するた めの、前記圧力板の上部表面上のボール保持手段を含む、請求項２０に記載の改 良点。 ２２．前記保持手段は、各々が前記ボールの１つを受取る、等間隔をあけられた 穴の円形アレイを有するリングである、請求項２１に記載の改良点。 ２３．前記ボールを受取るための異なった直径の少なくとも２つの円形溝を含み 、それによって、ボールが支持される円形溝の選択によってクラッチのクランプ 圧力の可変選択がもたらされる、請求項２０に記載の改良点。