JP7427503B2

JP7427503B2 - クラッチレリーズ装置

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Publication number: JP7427503B2
Application number: JP2020062676A
Authority: JP
Inventors: 康彦江口; 一樹橋本
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2024-02-05
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021162065A; CN113464584A; CN113464584B

Description

本発明は、クラッチレリーズ装置、特に、エンジンとトランスミッションとの間に配置されたクラッチ装置をレリーズ操作するためのクラッチレリーズ装置に関する。

車両用のクラッチ装置において動力伝達状態を解除する操作（以下、レリーズ操作という）をするために、クラッチレリーズ装置が設けられている。レリーズ装置は、たとえばクラッチペダルの操作により油圧を介してスレーブシリンダを作動させ、これによってレリーズ軸受が軸方向に移動する。このレリーズ軸受の移動によって、クラッチ装置を構成するレリーズレバーが押圧され、プレッシャプレートによるクラッチディスクへの押圧力が解除される。すなわち、クラッチ装置における動力伝達状態が解除される。ここで、レリーズレバーはたとえば、ダイヤフラムスプリングである。

また、レリーズ装置を大型化することなくレリーズ操作時における踏力を軽減するために、ＣｏｎｃｅｎｔｒｉｃＰｎｅｕｍａｔｉｃＣｌｕｔｃｈＡｃｔｕａｔｏｒ（ＣＰＣＡ）式のレリーズ装置が用いられている。ＣＰＣＡ式のレリーズ装置は、トランスミッションの入力軸と同軸で設けられたシリンダ及びピストンを有している。そして、シリンダに空圧を供給することでピストンが作動し、軸方向に移動する。

ここで、クラッチディスクの摩擦部材の摩耗が進むと、ダイヤフラムスプリングの周縁部分がクラッチディスク側に近づく。同時に、ダイヤフラムスプリングの中心近傍がクラッチディスクから離れる側に移動する。これによりクラッチレリーズ装置は、レリーズに必要な操作量に加えクラッチディスクの摩耗によるダイヤフラムスプリングの移動量分の操作量が必要になる。そのため、軸方向寸法を抑える摩耗追従の技術が求められている。

そこで、例えば特許文献１（独国特許出願公開第１０２０１７２０５９２５号明細書）及び特許文献（国際公開第２０１８／０７７４６４号）は、ピストンの位置を摩擦部材が摩耗していない状態（以下、初期状態ともいう）での位置に戻すことにより、摩耗追従させる技術を提案する。

独国特許出願公開第１０２０１７２０５９２５号明細書国際公開第２０１８／０７７４６４号

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の方法では、ピストンを、初期状態での位置まで軸方向に移動する必要がある。つまり、レリーズ操作のために必要なスペース（以下、搭載軸方向スペースともいう）が長くなる。

本発明の課題は、レリーズ操作のためのスペースを短縮できるクラッチレリーズ装置を提供することにある。

（１）本発明の一側面に係るクラッチレリーズ装置は、レリーズレバーを有するクラッチ装置をレリーズ操作するためのクラッチレリーズ装置である。クラッチレリーズ装置は、第１ピストンと、中間部材と、第２ピストンと、係合機構と、を備える。第１ピストンは、軸方向の第１側且つ周方向を向く第１斜面を有する。第１ピストンは、レリーズレバーを軸方向の第２側に押圧する。第１ピストンは、軸方向移動可能且つ回転不能に配置される。中間部材は、軸方向の第２側且つ周方向を向き第１斜面と当接する第２斜面を有する。中間部材は、軸方向において第１ピストンの第１側で回転可能に配置される。第２ピストンは、軸方向において中間部材の第１側で軸方向移動可能且つ回転不能に配置される。係合機構は、第２ピストンが軸方向の第２側に移動することによって中間部材と第２ピストンとを係合させる。

第１ピストンは、第１斜面を有し、中間部材は、第２斜面を有する。そのため、第１ピストンが中間部材を押すと、第１斜面と第２斜面とが相対的に滑り、中間部材は、周方向に回転することができる。中間部材が回転すると、第１ピストンが軸方向第１側に移動する。つまり、第１ピストンと中間部材とが軸方向に互いに近づく。これにより、クラッチレリーズ装置の軸方向の長さが短くなる。その結果、搭載軸方向スペースが短縮される。

クラッチレリーズ装置はさらに、係合機構を備える。第２ピストンが軸方向第２側に移動すると、係合機構は、中間部材と第２ピストンとを係合させる。これにより、中間部材は回転不可となる。中間部材が回転不可となるため、第１ピストンの軸方向の移動が不可となる。このため、第２ピストンの推力を第１ピストンに伝達することができる。そのため、搭載軸方向スペースを短縮しても、レリーズ機能を作動させることができる。

（２）係合機構は、係合部と、被係合部と、を有してもよい。係合部は、第２ピストンに配置されている。被係合部は、係合部と係合可能であり、中間部材に配置されている。

（３）好ましくは、係合部、及び、被係合部は、セレーションである。これにより、係合機構の効果をより高めることができる。

（４）係合機構は、第１摩擦材と、第２摩擦材と、を有してもよい。第１摩擦材は、第２ピストンに配置されている。第２摩擦材は、第１摩擦材と係合可能である。第２摩擦材は、中間部材に配置されている。

（５）好ましくは、クラッチレリーズ装置は、シリンダと、係合解除機構と、をさらに備える。係合解除機構は、被係止部と、係止部と、を有する。被係止部は、中間部材に配置されている。係止部は、シリンダに配置されている。クラッチレリーズ装置が作動していない状態では、被係止部は、係止部に当接して、中間部材３がそれ以上軸方向第１側に移動しないよう、中間部材３を支持する。そのため、係合部と被係合部との間に隙間が生じ、中間部材３を、周方向に回転可能に維持することができる。

（６）好ましくは、クラッチレリーズ装置は、付勢部材、をさらに備える。付勢部材は、中間部材を周方向第２側且つ径方向内側に付勢し、第２ピストンを周方向第１側且つ径方向外側に付勢する。ここでは、クラッチレリーズ装置が作動して中間部材３の周方向の回転が係合された時に、第１カム面と第２カム面とが軸方向に互いに押し合う。そのため、カム機構を係合することができる。

（７）好ましくは、（６）の付勢部材は、引張コイルスプリング、コイルスプリング、ゼンマイバネ、及び、トーションスプリングからなる群から選択されるいずれか一つである。

（８）クラッチレリーズ装置は、エア室をさらに備えてもよい。エア室は、シリンダと第２ピストンとによって画定される。

以上のような本発明では、クラッチレリーズ装置において、レリーズ操作のためにピストンが移動するために必要なスペースを短縮できる。

本発明のクラッチレリーズ装置の断面構成図。図１とは異なる部分でのクラッチレリーズ装置の断面図のうち、係合機構付近を拡大した図。本発明のクラッチレリーズ装置の径方向に平行な面における横断面図。クラッチディスクの摩擦部材が摩耗した状態での第１ピストンの位置を示す図。クラッチレリーズ装置が作動した時の係合機構付近を拡大した図。図１とは異なる実施形態によるクラッチレリーズ装置の断面図のうち、係合機構付近を拡大した図。

［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態によるクラッチレリーズ装置１００の断面図である。クラッチレリーズ装置１００は、クラッチレバーを有するクラッチ装置をレリーズ操作するためのレリーズ装置である。

図１の断面図において、Ｏ－Ｏ線が回転軸線である。なお、以下の説明において、「軸方向」とは回転軸Ｏが延びる方向を示し、図１の下側を「軸方向第１側」、図１の上側を「軸方向第２側」とする。また、「径方向」とは、回転軸Ｏを中心とした円の半径方向を意味する。「周方向」とは、回転軸Ｏを中心とした円の周方向を意味する。また、図３の反時計回りの方向を「周方向第１側」、時計回りの方向を「周方向第２側」とする。

図１において、第２側にクラッチ装置が配置され、第１側にトランスミッションが配置されている。このクラッチレリーズ装置１００は、エンジンとトランスミッションとの間に配置されたクラッチ装置をレリーズ操作するための装置である。すなわち、このクラッチレリーズ装置１００によって、クラッチ装置を構成するレリーズレバーの押圧力が解除され、これにより、クラッチ装置における動力伝達状態が解除される。ここで、レリーズレバーは、ダイヤフラムスプリング１０１である。

クラッチレリーズ装置１００は、第１ピストン２と、中間部材３と、第２ピストン４と、係合機構５と、を備える。クラッチレリーズ装置１００はさらに、シリンダ６と、係合解除機構７と、第１付勢部材９と、第２付勢部材１０と、エア室Ｃと、を備える。

［シリンダ６］
シリンダ６は、内周円筒部６１と、シリンダケース６２と、を有している。

内周円筒部６１は、径方向においてトランスミッションの入力軸（図示せず）の外側に、入力軸と同軸で配置されている。

シリンダケース６２は、円板部６２ａと、円板部６２ａの外周端部から軸方向第２側に延びる外周円筒部６２ｂと、を有している。

外周円筒部６２ｂは、内周円筒部６１とほぼ平行に延びている。円板部６２ａには、エア室Ｃに空気を供給するためのエア供給口（図示せず）が配置されている。

外周円筒部６２ｂは、軸方向第２側端部に、係止部７１を有する。

［第１ピストン２］
図１及び図２を参照して、第１ピストン２は、シリンダ６の内周円筒部６１と外周円筒部６２ｂとの間に、入力軸と同軸で配置されている。第１ピストン２は、軸方向に移動可能である。第１ピストン２は、廻り止め（図示せず）により、周方向に回転不能に係止されている。

第１ピストン２は、円筒状に形成される。第１ピストン２は、第１摺動部２１と、軸受支持部２２と、複数の傾斜部２３と、を有している。傾斜部２３は、第１斜面２３ａを含む。

第１摺動部２１は、第１ピストン２の軸方向第１側の端部である。

軸受支持部２２は、第１ピストン２の軸方向第２側の端部である。軸受支持部２２の内周部には、軸受収容部が形成されている。

軸受収容部には、レリーズベアリング２２ａの外輪がはめ込まれている。第１ピストン２の軸受収容部は、レリーズベアリング２２ａの全体を支持する。レリーズベアリング２２ａを介して、第１ピストン２は、ダイヤフラムスプリング１０１を軸方向第２側に押圧する。

傾斜部２３は、第１摺動部２１と、軸受支持部２２と、の軸方向の間の部分から、径方向外側に突出した部分である。複数の傾斜部２３は、第１ピストン２の外周部に、周方向に間隔を空けて並んで配置されている。傾斜部２３は、軸方向第１側の端面に、第１斜面２３ａを含む。第１斜面２３ａは、軸方向１側を向きつつ、周方向第１側を向く。

［中間部材３］
中間部材３は、シリンダ６の外周円筒部６２ｂと第１ピストン２との間に、入力軸と同軸で配置されている。中間部材３は、軸方向において、第１ピストン２に対して第１側に配置されている。

中間部材３は、シリンダ６の外周円筒部６２ｂに沿って軸方向に移動可能である。中間部材３は、クラッチレリーズ装置１００が作動していない状態では、周方向に回転可能である。

中間部材３は、本体部３１と、移動部３２と、被係止部７２と、を有する。

本体部３１は、円環状である。本体部３１は、シリンダ６の外周円筒部６２ｂと第１ピストン２との間に配置されている。

本体部３１は、第２斜面３１ａを有する。

第２斜面３１ａは、第１ピストン２の第１斜面２３ａと当接する。第２斜面３１ａは、被係合部５２よりも軸方向第２側に配置される。第２斜面３１ａは、軸方向の第２側を向きつつ、周方向の第２側を向く。

移動部３２は、円環状である。移動部３２は、本体部３１の軸方向第１側の端部から径方向外側に延び、さらに、そこから径方向第１側に延びる。移動部３２は、シリンダ６の外周円筒部６２ｂに対して径方向内側に配置される。移動部３２は、シリンダ６の外周円筒部６２ｂに沿って移動可能である。被係合部５２は、移動部３２の軸方向第１側に配置される。

被係止部７２は、本体部３１の軸方向第２側の端部から径方向外側に延び、さらにそこから軸方向第２側に延び、さらにそこから径方向外側に延びる。被係止部７２は、シリンダ６の係止部７１と、軸方向において当接可能である。

［第２ピストン４］
第２ピストン４は、シリンダ６の内周円筒部６１と外周円筒部６２ｂとの間に、入力軸と同軸で配置されている。第２ピストン４は、中間部材３に対して軸方向第１側に配置されている。第２ピストン４は、廻り止め（図示せず）により、周方向に回転不能に係止されている。

第２ピストン４は、シリンダ６の内周円筒部６１に沿って軸方向に移動可能である。具体的には、第２ピストン４は、内周円筒部６１の外周面に沿って移動可能である。内周円筒部６１は、シリンダ６の摺動面である。

第２ピストン４は、第２摺動部４１と、エア室画定部４２と、円筒部４３と、を有している。

第２摺動部４１は、円筒状である。第２摺動部４１は、シリンダ６の内周円筒部６１の外周面に沿って移動可能である。エア室画定部４２は、第２摺動部４１の第１側端部から径方向外側に延びている。

円筒部４３は、円筒状である。円筒部４３は、エア室画定部４２の径方向外側の端部から軸方向第２側に延びている。円筒部４３は、外周円筒部６２ｂに沿って移動可能である。第１ピストン２の第１摺動部２１は、円筒部４３の内周面に沿って摺動する。

円筒部４３は、外周面から周方向外側に突出する外周突起部４３ａを有する。円筒部４３の外周突起部４３ａの軸方向第２側の端部には、係合部５１が配置されている。係合部５１は、周方向に並んだ複数の突条部を含むセレーションである。

［係合機構５］
係合機構５は、第２ピストン４の係合部５１と、中間部材３の被係合部５２と、によって構成される。

係合部５１は、周方向に並んだ複数の突条部を含むセレーションである。被係合部５２は、周方向に並んだ複数の溝部を含むセレーションである。被係合部５２は、係合部５１に対向する。被係合部５２は、係合部５１に係合可能である。詳細には、係合部５１の複数の突条部と、被係合部５２の複数の溝とは、互いに係合可能である。

係合部５１は、第２ピストン４が軸方向の第２側に移動することによって、中間部材３と第２ピストン４とを係合させる。

［係合解除機構７］
係合解除機構７は、シリンダ６の外周円筒部６２ｂの係止部７１と、中間部材３の被係止部７２と、によって構成される。被係止部７２は、中間部材３を支持して係合部５１と前記被係合部５２との間に隙間を空ける。

係合解除機構７では、軸方向において、係止部７１の軸方向第２側の端面が、被係止部７２の軸方向第１側の端面に当接して、中間部材３がそれ以上軸方向第１側に移動しないように、中間部材３の軸方向の動きを制限する。

［第１付勢部材９］
図３に示すように、第２ピストン４と中間部材３との間に、第１付勢部材９が配置される。第１付勢部材９は、中間部材３を周方向第２側に付勢しつつ、径方向内側に付勢する。第１付勢部材９はさらに、第２ピストン４を周方向第１側に付勢しつつ、径方向外側に付勢する。つまり、第１付勢部材９は、図３の中実矢印の方向に、各部材を付勢する。これにより、第２ピストン４と中間部材３とは、常に軸方向に離間しようとしている状態である。第１付勢部材９は、引張コイルスプリングである。

［第２付勢部材１０］
図１を参照して、第２ピストン４と第１ピストン２との間に、第２付勢部材１０が配置される。第２付勢部材１０は、クラッチ装置をレリーズする方向に第１ピストン２を付勢する。これにより、第１ピストン２とダイヤフラムスプリング１０１とは、常に接触した状態である。また、第２付勢部材１０は、第２ピストン４と第１ピストン２とを常に軸方向に離間しようとしている状態である。第２付勢部材１０は、コイルスプリングである。

［エア室Ｃ］
エア室Ｃは、シリンダ６と第２ピストン４とによって画定される。詳細には、シリンダ６の内周円筒部６１、円板部６２ａ、外周円筒部６２ｂ、及び第２ピストン４のエア室画定部４２によって、エア室Ｃが形成されている。

［動作］
クラッチディスクの摩擦部材の摩耗がない初期状態では、図１のように、第２ピストン４と第１ピストン２とは、軸方向に最大限に離間している。

図４を参照して、クラッチディスクの摩擦部材の摩耗が進むと、ダイヤフラムスプリング１０１の周縁部分が軸方向第２側（クラッチディスク側）に移動する。同時に、ダイヤフラムスプリング１０１の中心近傍が軸方向第１側に移動する。ダイヤフラムスプリング１０１が第１ピストン２を押圧する。

ここで、図５に示すとおり、クラッチレリーズ装置１００において、第１ピストン２は、第１斜面２３ａを有し、中間部材３は、第２斜面３１ａを有する。そのため、ダイヤフラムスプリング１０１に押された第１ピストン２が中間部材３を押すと、第１斜面２３ａと第２斜面３１ａとが相対的に滑り、中間部材３は周方向に回転する。中間部材３が回転すると、図５の矢印のように、第１ピストン２が軸方向第１側に移動する。つまり、第１ピストン２と中間部材３とが軸方向に互いに近づく。これにより、クラッチレリーズ装置１００の軸方向の長さが短くなる。その結果、搭載軸方向スペースが短縮される。

なお、図１に示すとおり、クラッチレリーズ装置１００は、係合解除機構７を備える。係合解除機構７の被係止部７２は、係止部７１に当接して、中間部材３がそれ以上軸方向第１側に移動しないよう、中間部材３を支持する。そのため、クラッチレリーズ装置１００が作動していない状態では、係合部５１と被係合部５２との間に隙間が生じ、中間部材３は、周方向に回転可能に支持されている。

クラッチペダルを踏む、又は、電子制御装置より、クラッチオフの指令が出ると、空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、エア室Ｃに供給される。

エア室Ｃに空気が供給されると、第２ピストン４は、軸方向第２側に押し出される。

ここで、クラッチレリーズ装置１００はさらに、係合機構５を備える。第２ピストン４が軸方向第２側に移動すると、係合機構５は、中間部材３と第２ピストン４とを係合させる。これにより、中間部材３は回転不可となる。中間部材３が回転不可となるため、第１ピストン２の軸方向の移動が不可となる。このため、第２ピストン４の推力を第１ピストン２に伝達することができる。これにより、第１ピストン２がダイヤフラムスプリング１０１の中心部を押圧し、プレッシャプレートの押圧力を解除する。これにより、クラッチディスクがフライホイールから離れ、エンジンからトランスミッションに対する動力の伝達が断たれる。以上のとおり、クラッチレリーズ装置１００では、搭載軸方向スペースを短縮しても、レリーズ機能を作動させることができる。

なお、クラッチ装置に対するレリーズ操作（たとえば、クラッチペダルの踏み操作）がなされていない状態では、ダイヤフラムスプリング１０１の押圧力によってクラッチディスクがプレッシャプレートとフライホイールとの間に挟持されている。したがって、クラッチ装置は、クラッチオンの状態であり、エンジンからの動力は、トランスミッションに伝達される。

レリーズ操作がなされていない状態ではさらに、第１ピストン２は、第２付勢部材１０の付勢力によってダイヤフラムスプリング１０１に押圧されている。ここでは、第１ピストン２とダイヤフラムスプリング１０１との間には隙間は生じていない。

一方、クラッチペダルを戻すと、エア室Ｃの空気が排気される。エア室Ｃから空気が排気されると、第２ピストン４は、ダイヤフラムスプリング１０１の押圧力により軸方向第１側に戻る。このとき、係合解除機構７の被係止部７２が、係止部７１に当接して、中間部材３がそれ以上軸方向第１側に移動しないよう、中間部材３を支持する。そのため、係合部５１と被係合部５２との間に隙間が生じ、中間部材３は、再び周方向に回転可能に支持される。そのため、中間部材３は、第１ピストン２に対して周方向に自由に動くことができ、第１ピストン２が軸方向に移動可能になる。ここでは、第２ピストン４の推力は、第２ピストン４に伝達されない。これにより、クラッチディスクがフライホイールを押圧し、エンジンからトランスミッションに対する動力が伝達される。

以上の動作において、第１ピストン２が移動することにより摩耗追従する。これにより、搭載軸方向スペースを短縮することができる。

さらに、摩耗追従することにより、エア室Ｃ内の無効容量を最小かつ一定に保つことができる。その結果、レスポンスが向上する。

［他の実施形態］
本発明は、以上のような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又は修正が可能である。

変形例１
上記実施形態では、係合機構５は、セレーションであったが、特にこれに限定されない。例えば、図６に示すように、係合機構５００は、摩擦材を有してもよい。この場合、第１摩擦材５０１は、第２ピストン４に配置される。第２摩擦材５０２は、第１摩擦材５０１と係合可能であり、中間部材３に配置される。

変形例２
上記実施形態では、係合解除機構７の係止部７１と被係止部７２とを、シリンダ６と中間部材３とにそれぞれ配置したが、特にこれに限定されない。例えば、係止部７１を第１ピストン２に配置して、中間部材３が第１ピストン２に対して、一定の距離以上離間しないようにしてもよい。

変形例３
上記実施形態では、ダイヤフラムスプリング式のクラッチ装置を対象としていたが、特にこれに限定されない。クラッチ装置は、コイルスプリング等のクラッチ装置であってもよい。

変形例４
上記実施形態では、第１付勢部材９は、引張コイルスプリングであったが、特にこれに限定されない。第１付勢部材９は、その他の付勢部材であってもよい。その他の付勢部材とはたとえば、その他のコイルスプリング、ゼンマイバネ、トーションスプリングである。

２第１ピストン
３中間部材
４第２ピストン
５、５００係合機構
６シリンダ
７係合解除機構
９第１付勢部材
１０第２付勢部材
１００クラッチレリーズ装置
１０１ダイヤフラムスプリング（レリーズレバーの一例）
Ｃエア室

Claims

レリーズレバーを有するクラッチ装置をレリーズ操作するためのレリーズ装置であって、
軸方向の第１側且つ周方向を向く第１斜面を有し、前記レリーズレバーを軸方向の第２側に押圧し、軸方向移動可能且つ回転不能に配置される第１ピストンと、
軸方向の第２側且つ周方向を向き前記第１斜面と当接する第２斜面を有し、軸方向において前記第１ピストンの第１側で回転可能に配置される中間部材と、
軸方向において前記中間部材の第１側で軸方向移動可能且つ回転不能に配置される第２ピストンと、
前記第２ピストンが軸方向の第２側に移動することによって前記中間部材と前記第２ピストンとを係合させる係合機構と、
を備える、クラッチレリーズ装置。
前記係合機構は、
第２ピストンに配置された係合部と、
前記係合部と係合可能であり、前記中間部材に配置された、被係合部と、
を有する、
請求項１に記載のクラッチレリーズ装置。
前記係合部と、前記被係合部とは、
セレーションである、
請求項２に記載のクラッチレリーズ装置。
前記係合機構は、
第２ピストンに配置された第１摩擦材と、
前記第１摩擦材と係合可能であり、前記中間部材に配置された、第２摩擦材と、
を有する、
請求項１に記載のクラッチレリーズ装置。
シリンダと、
前記中間部材に配置された被係止部と、前記シリンダに配置された係止部と、を有し、前記中間部材と前記第２ピストンとの係合を解除する係合解除機構と、
をさらに備える、
請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のクラッチレリーズ装置。
前記中間部材を周方向第２側且つ径方向内側に付勢し、前記第２ピストンを周方向第１側且つ径方向外側に付勢する付勢部材、
をさらに備える、
請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のクラッチレリーズ装置。
前記付勢部材は、引張コイルスプリング、コイルスプリング、ゼンマイバネ、及び、トーションスプリングからなる群から選択されるいずれか一つである、
請求項６に記載のクラッチレリーズ装置。
シリンダと前記第２ピストンとによって画定されるエア室をさらに備える、
請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のクラッチレリーズ装置。