JP4882123B2 - ハイドロリックシステム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトに相対回動不能に結合されたプレッシャプレートと、圧着プレートとの間で皿ばねの作用に抗して応力がかけられる、伝動装置の伝動装置入力軸に相対回動不能に結合されたクラッチディスクを備えた摩擦クラッチを操作するための、自動車に設けられたハイドロリックシステムであって、スレーブシリンダが、レリーズ機構によって皿ばねを軸方向に負荷するようになっていて、これによって、摩擦クラッチを遮断しかつ接続するようになっており、ハウジングを備えた、運転者によって操作されるかまたはアクチュエータによって自動化されて操作されるマスタシリンダが、スレーブシリンダを負荷するようになっている形式のものに関する。

このような形式のシステムは公知であり、クラッチを操作するために自動車に使用される。この場合、マスタシリンダはペダルを介して運転者によって直接的にまたはサーボ支持されてまたはアクチュエータ、たとえば電動モータによって操作することができる。この場合、制御装置が、相応の入力量、たとえばエンジン回転数、燃料測定装置の位置、車両速度、クラッチ熱およびこれに類するもののようなクラッチ状態、伝動装置状態および／または運転者意思を評価して、クラッチのための運転条件を規定する。この場合、操作したいクラッチは、エンジンのクランクシャフトに結合されたフライホイールまたはデュアルマスフライホイールの二次部分または二次部分に結合された構成部材から形成することができるプレッシャプレートが、軸方向に移動可能にかつプレッシャプレートに相対回動不能に結合された圧着プレートと協働して、皿ばねの作用に抗して、伝動装置入力軸に相対回動不能に結合されたクラッチディスクを緊張させるように形成されている。この場合、皿ばねがスレーブシリンダによって負荷され、したがって、クラッチを接続しかつ遮断する。この場合、スレーブシリンダによって生ぜしめられる、閉鎖（接続）されたクラッチから、スリップするクラッチを介して、開放（遮断）されたクラッチへのクラッチストロークは、皿ばねの、まず上昇し、次いで、最大値を通過し、その後、低下するレリーズ力を備えた典型的な力経過を示している。より均一な力経過をレリーズストロークにわたって得るためには、特に自己調整式のクラッチにおいて、種々異なる構成の補償ばねがクラッチに提案されている。補償ばねは軸方向の構成スペースを必要とし、力発揮に関するクラッチの摩耗状態に部分的に関連しているので、低下する皿ばね特性線の補償がクラッチの寿命にわたって困難となる。この問題は、プッシュ式のクラッチおよびプル式のクラッチに対して類似の形式で生ぜしめられる。

さらに、ペダル戻しのための、いわゆる「戻しばね」を設けることが公知である。この戻しばねはペダルをクラッチの接続時に、操作されない状態に戻し、この場合、皿ばねをこの領域で、すなわち、力定数の最大値への上昇前に支持する。

本発明の課題は、公知先行技術を改良して、レリーズストロークにわたる皿ばねの不均一なばね力特性を補償するための、構成スペースに支障をきたさない廉価な解決手段を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、内燃機関のクランクシャフトに相対回動不能に結合されたプレッシャプレートと、圧着プレートとの間で皿ばねの作用に抗して応力がかけられる、伝動装置の伝動装置入力軸に相対回動不能に結合されたクラッチディスクを備えた摩擦クラッチを操作するための、自動車に設けられたハイドロリックシステムであって、スレーブシリンダが、レリーズ機構によって皿ばねを軸方向に負荷するようになっていて、これによって、摩擦クラッチを遮断しかつ接続するようになっており、ハウジングを備えた、運転者によって操作されるかまたはアクチュエータによって自動化されて操作されるマスタシリンダが、スレーブシリンダを負荷するようになっている形式のものにおいて、当該ハイドロリックシステムに少なくとも二段のばね装置が設けられており、該ばね装置において、第１の段が、皿ばねの、レリーズストロークにわたって低下するばね力経過を少なくとも部分的に補償するようになっており、第２の段が、マスタシリンダをその休止位置に摩擦クラッチの接続時に戻すようになっているようにした。

有利には、第１の段がハイドロリックシステム自体に配置されていて、摩擦クラッチに配置されていない。この場合、少なくとも第２の段は構成部材の１つ、たとえばマスタシリンダまたはスレーブシリンダに構成スペースに支障をきたすことなく収納することができる。マスタシリンダの圧力室内へのエネルギ蓄え器の形の第１の段の収納が特に有利である。この場合、エネルギ蓄え器はマスタシリンダのピストンによって、このピストンの移動ストロークの第２の部分範囲で軸方向に負荷される。移動ストロークの第１の部分範囲はエネルギ蓄え器の負荷なしにピストンによって移動させられる。この場合、第１の部分範囲は、有利には、エネルギ蓄え器の負荷が、皿ばねのばね力経過の最大値への到達前に行われないように設計されている。第２の段は、この構成では、自体設けられているように、ペダルの領域に、たとえばコイルばねとして配置されていてよい。この場合、第１の段はその作用をピストンの移動ストロークの第２の部分範囲で発揮し、第２の段は第１の部分範囲で発揮する。

別の有利な構成例では、ばね装置の第１の段と第２の段とがマスタシリンダの圧力室内に配置されていてよい。この場合、それぞれ２つの離散的なエネルギ蓄え器は、たとえばコイルばねとして設けられていてよい。この場合、両段のためのエネルギ蓄え器は、それぞれマスタシリンダのピストンとハウジングとの間に支持されていてよい。両段を１つのエネルギ蓄え器、たとえば２つのばね定数を備えたコイルばねに統合する実施例が特に有利となり得る。この場合、ピストンに対する一方の支持およびハウジングに対する一方の支持しか必要とならず、構成部材の数を減少させることができる。このように形成されたコイルばねは、両段を形成するために単位長さあたり、たとえば異なる巻成直径、異なる材料および／または異なる巻条数を有することができる。この場合、有利には、皿ばねのばね力特性を補償するための第１の段のばね定数が、ペダル戻しのための第２の段のばね定数よりも大きく選択されてる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、概略図でハイドロリックシステム１の可能な構成が、マスタシリンダ９２とスレーブシリンダ９３とを備えたクラッチレリーズ装置９１につき示してある。スレーブシリンダ９３とマスタシリンダ９２とを接続する管路９９，１００には、選択的に圧力制限弁９０が組み込まれている。

クラッチレリーズシステム９１はクラッチ９５を、フットペダル、アクチュエータ、たとえば電気的なアクチュエータまたはこれに類するものであってよい操作部材１０２によるマスタシリンダ９２の負荷によってハイドロリック式に操作する。操作部材１０２は、本発明によるばね装置の第２の段１０４、たとえば、ここでは、シャシ部分１１４と操作部材１０２との間に配置されたエネルギ蓄え器によって休止位置に戻される。

機械的な伝達手段１０１によって、マスタシリンダ９２内の圧力が増加させられる。この圧力は管路系統１００と、圧力制限弁９０と、管路系統９９とを介してスレーブシリンダ９３内の圧力を増加させる。スレーブシリンダ９３は、図示の例のように、伝動装置入力軸９８に対して平行に配置されていてよく、レリーズ機構９４を介して皿ばね９５ｃにその軸方向の移動のために作用することができる。別の構成例は、伝動装置入力軸９８を中心として同心的に配置されたスレーブシリンダを設けることができる。このスレーブシリンダのピストンはレリーズベアリングを介在して皿ばね９５ｃに作用する。レリーズ力を加えるためには、スレーブシリンダが、それぞれ伝動装置ハウジング（図示せず）にハウジング固定されて取り付けられているかまたはハウジング固定された別の構成部材に取り付けられている。伝動装置入力軸９８はクラッチ９５の閉鎖（接続）時に内燃機関９６のトルクをクランクシャフト９７を介して伝動装置（図示せず）に伝達し、次いで、自動車の駆動輪に伝達する。

皿ばね９５ｃの軸方向の負荷によって、圧着プレート９５ａに対して軸方向に移動可能なプレッシャプレート９５ｂが引き離され、これによって、クラッチディスク９５ｄが内燃機関の動力伝達経路から分離される。この場合、最大のトルク伝達を伴うクラッチの入れられた状態には、レリーズストロークの増加につれて、部分トルクの伝達を伴うクラッチ９５のスリップ運転が続く。この場合、レリーズストロークに沿った皿ばね９５ｃの力／ストローク特性線は、レリーズストロークが小さい場合にストロークの増加につれて、レリーズ力の最大値にまで達する増大するレリーズ力が必要となり、これによって、レリーズストロークの増加による最大値の超過後、レリーズ力が再び減少するように提供されている。この減少するレリーズ力を少なくとも部分的に補償するために、マスタシリンダ９２にばね装置の第１の段１０３が設けられており、これによって、ピストン１０７が最初に力負荷なしに軸方向でその休止位置から運動させられ、部分範囲の通過後にエネルギ蓄え器に衝突し、このエネルギ蓄え器を圧縮する。このために必要となる力は、レリーズストロークにおいて、皿ばね９５ｃのレリーズ力最大値の通過時にまたは通過後に有効となり、レリーズストロークがより大きい場合の皿ばねの、減少するレリーズ力に加えられ、これによって、操作手段１０２の側において、より均一なレリーズ力を力補償なしと感知することができる。

図２には、ハウジング９２ａを備えたマスタシリンダ９２の詳細図が示してある。ハウジング９２ａは圧力室１０６を形成している。この圧力室１０６内にはピストン１０７が、ピストンロッド１０７ａに作用する操作部材（図示せず）によって軸方向に密にかつ移動可能に収容されており、本発明によるばね装置の第１の段１０３が収容されている。図示のように、ピストン１０７は図示の休止位置から、第１の段１０３のエネルギ蓄え器１０５を負荷することなしに、ピストン１０７の移動ストロークの部分範囲を移動する。この部分範囲の間、少なくとも部分的に第２の段１０４（図１参照）が有効となる。この第２の段１０４は皿ばねのばね力に抗してピストン１０７を、クラッチの外された位置の方向に支持している。当然ながら、特殊に形成された実施例では、ばね装置の両段がオーバラップされてもよいし、両段のどちらも有効にならない移動ストロークが設けられていてもよい。第１の部分範囲を乗り越えた後、ピストン１０７が蓄力器１０５を負荷する。この蓄力器１０５は、ここでは、圧縮コイルばね１０９として形成されていて、皿ばねのレリーズ力を増加させる。圧縮コイルばね１０９は、図示の実施例では、２つの部分範囲１１１，１１２を有している。両部分範囲１１１，１１２は、本発明と無関係にマスタシリンダ内のまたはスレーブシリンダ内の全ての補償ばねに対して、有利には異なる直径で巻成されていてよく、これによって、所望のばね力を発揮するための第１の直径を備えた第１の部分範囲１１２と、ハウジング９２ａ内での圧縮コイルばね１０９の収容およびセンタリングのための第２の部分範囲とを設けることができる。

図３には、ばね装置の両段に対して、ただ１つのエネルギ蓄え器１０８が設けられているという違いを備えた、図２のマスタシリンダ９２と同一のマスタシリンダが示してある。エネルギ蓄え器１０８は圧縮コイルばね１１０から形成されている。この圧縮コイルばね１１０は圧力室１０６内に配置されていて、ピストン１０７ａに部分範囲１１３によって結合されているだけでなく、ハウジング９２ａに部分範囲１１１によって結合されている。さらに、コイルばね１１０は２つの部分範囲１１０ａ，１１０ｂを有している。両部分範囲１１０ａ，１１０ｂは、相応の部分範囲の長さに対する巻条の数の異なる比率に基づき、異なるばね定数を有している。このばね定数は相応のばね力要求に調和されている。ペダル戻しのために、レリーズストロークにわたる皿ばねの、低下するばね力経過の補償のための第１の段よりも小さなばね定数、すなわち、小さな力が単位ストロークあたり必要となることが分かった。

当然ながら、本実施例に示したようなプッシュ式のクラッチの代わりに、本発明による同一の手段は、いわゆる「プル式のクラッチ」に対しても有利となり得る。このプル式のクラッチでは、スレーブシリンダが、マスタシリンダによる圧力負荷時に皿ばねに対するスレーブシリンダピストンの負荷の相応の逆転によって引っ張られ、これによって、クラッチが遮断される。

摩擦クラッチを備えた本発明によるハイドロリックシステムの概略図である。

図１のハイドロリックシステムに用いられるマスタシリンダの有利な実施例を示す図である。

図１のハイドロリックシステムに用いられるマスタシリンダの別の有利な実施例を示す図である。

符号の説明

１ ハイドロリックシステム、 ９０ 圧力制限弁、 ９１ クラッチレリーズ装置、 ９２ マスタシリンダ、 ９２ａ ハウジング、 ９３ スレーブシリンダ、 ９４ レリーズ機構、 ９５ クラッチ、 ９５ａ 圧着プレート、 ９５ｂ プレッシャプレート、 ９５ｃ 皿ばね、 ９５ｄ クラッチディスク、 ９６ 内燃機関、 ９７ クランクシャフト、 ９８ 伝動装置入力軸、 ９９，１００ 管路、 １０１ 伝達手段、 １０２ 操作部材、 １０３ 第１の段、 １０４ 第２の段、 １０５ エネルギ蓄え器、 １０６ 圧力室、 １０７ ピストン、 １０７ａ ピストンロッド、 １０８ エネルギ蓄え器、 １０９，１１０ 圧縮コイルばね、 １１０ａ，１１０ｂ，１１１，１１２，１１３ 部分範囲、 １１４ シャシ部分

Claims (5)

1. 内燃機関（９６）のクランクシャフト（９７）に相対回動不能に結合されたプレッシャプレート（９５ａ）と、圧着プレート（９５ｂ）との間で皿ばね（９５ｃ）の作用に抗して応力がかけられる、伝動装置の伝動装置入力軸（９８）に相対回動不能に結合されたクラッチディスク（９５ｄ）を備えた摩擦クラッチ（９５）を操作するための、自動車に設けられたハイドロリックシステム（１）であって、スレーブシリンダ（９３）が、レリーズ機構（９４）によって皿ばね（９５ｃ）を軸方向に負荷するようになっていて、これによって、摩擦クラッチ（９５）を遮断しかつ接続するようになっており、ハウジング（９２ａ）を備えた、運転者によって操作されるかまたはアクチュエータによって自動化されて操作されるマスタシリンダ（９２）が、スレーブシリンダ（９３）を負荷するようになっている形式のものにおいて、当該ハイドロリックシステム（１）に少なくとも二段のばね装置が設けられており、該ばね装置において、第１の段（１０３）が、マスタシリンダ（９２）のピストン（１０７）の休止位置からの移動ストロークの部分範囲の移動後にピストン（１０７）に作用するように、マスタシリンダ（９２）の圧力室（１０６）内に配置されていて、皿ばね（９５ｃ）の、レリーズストロークにわたって低下するばね力経過を少なくとも部分的に補償するようになっており、第２の段（１０４）が、マスタシリンダ（９２）をその休止位置に摩擦クラッチ（９５）の接続時に戻すようになっており、前記第１の段と前記第２の段とが、少なくとも１つのエネルギ蓄え器（１０８）によって形成されるようになっており、該エネルギ蓄え器（１０８）が、マスタシリンダ（９２）の圧力室（１０６）内に配置されていることを特徴とする、ハイドロリックシステム。
2. 第１の段のばね定数が、第２の段のばね定数よりも大きく設定されている、請求項１記載のハイドロリックシステム。
3. エネルギ蓄え器（１０８）の少なくとも１つがコイルばね（１１０）である、請求項１または２記載のハイドロリックシステム。
4. コイルばね（１１０）が、異なる直径を備えた少なくとも２つの部分範囲（１１１，１１２，１１３）を有している、請求項３記載のハイドロリックシステム。
5. 少なくとも１つの部分範囲（１１１，１１３）が、ハウジング（９２ａ）もしくはピストン（１０７ａ）におけるコイルばね（１１０）のセンタリング補助手段として働くようになっている、請求項４記載のハイドロリックシステム。

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