JP6899617B2 - 車両クラッチを操作するためのクラッチアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念による車両クラッチを操作するためのクラッチアクチュエータに関する。

いわゆる中央クラッチレリーズ機構の圧縮空気を作用可能なリングピストンが、スライドスリーブによりガイドスリーブに沿って軸方向に摺動可能に支承されている、車両クラッチを操作するためのクラッチアクチュエータが知られている。英語圏の“ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｃｌｕｔｃｈ ａｃｔｕａｔｏｒｓ”としても知られているこのような中央クラッチレリーズ機構の場合、通常は、リングピストンをガイドスリーブに沿って摺動させるために使用される少なくとも１つのスライドリングが設けられている。

これまで、このスライドリングもしくはこれらスライドリングは、それぞれ半径方向内側の周面内の１つの溝内に支承された。この溝は、半径方向に延在するそれぞれ２つの溝壁を備え、これら溝壁は、スライドリングを軸方向に制限する、もしくはスライドリングをその位置に保持する。構造的な状況に基づいて、これまでは、それぞれスリットの入ったスライドリングを使用することしか可能でなかった。このような装置は、特に独国特許出願公開第１０２ ５３ ０２１号明細書から知られている。この場合、スリットの入ったスライドリングの対応付けられた溝への挿入は、製造に起因して問題を提供せず、このような装置は、良いことが証明された。同様の装置は、独国特許出願公開第１０ ２０１３ ２１９ ８４２号明細書、欧州特許第２ ５３９ ５９７号明細書及び欧州特許第２ ５３９ ５９８号明細書から知られている。

このようなクラッチアクチュエータの運転時、リングピストンの位置検出は、著しく重要である。この場合、外側からクラッチアクチュエータに配置されたセンサ要素によってガイドスリーブに対してどのような軸方向位置にリングピストンが存在するかが測定される。リングピストンの最小の許容差もしくは傾動だけでも、測定エラーに通じるので、当業者は、長い間、測定エラーのエラー源をできるだけ完全に排除するように努めてきた。スライドリング自身も、即ちそれぞれ保持溝の周囲の回転運動により、測定エラーに寄与することがあることがわかった。このような運動の原因は、スリットの入ったインパクトで溝に挿入されたスライドリングである。インパクトで配置された分割されたスライドリングが、クラッチアクチュエータの運転中に常に運動する傾向があるので、理論的には、分割されてないスライドリングを使用することができ、それにより、それぞれのスライドリングのどのような回転又は軸方向の運動も不可能にされる場合が有利である。但し、これには、分割されてないスライドリングを使用することをほとんど不可能にする溝のこれまでの状況が対立する。

独国特許出願公開第１０２ ５３ ０２１号明細書 独国特許出願公開第１０ ２０１３ ２１９ ８４２号明細書 欧州特許第２ ５３９ ５９７号明細書 欧州特許第２ ５３９ ５９８号明細書

本発明の課題は、分割されたスライドリングがクラッチアクチュエータのために使用され得るように、冒頭で述べた形式のクラッチアクチュエータを改善することである。

この課題は、請求項１の特徴を備えるクラッチアクチュエータによって解決される。

即ち課題は、驚くほど簡単に、溝が、もはや、従来技術からこれまで知られていたような、スライドリングを制限する２つの溝壁を備えるのではなく、スライドリング用の溝が、リングピストンの軸方向の端面に向かって開放していることによって解決される。これは、ここではスライドリングが軸方向に当接する溝壁がそれぞれ１つしか設けられていないことを意味する。このような構成は、本発明の発展形により企図されているように、閉じたスライドリングの使用を可能にし、それぞれ閉じたスライドリングが、リングピストンの半径方向内側の周面内に締まりばめで軸方向に圧入される方法を可能にする。

本発明の実際的な発展形では、リングピストンの軸方向外側及び／又は軸方向内側の端面内に、段差が形成され、この段差によって、リングピストンの半径方向内側の周面の内半径が、少なくとも１つのスライドリングの溝壁まで一定で、小さい段差半径に減少しており、段差半径が、段差の量の分だけもしくは溝の溝壁の半径方向の高さの分だけ小さいこと、が企図され得る。

リングピストンの半径方向内側の周面内に、２つのスライドリングが挿入され、スライドリングをそれぞれ挿入した溝が、それぞれ、半径方向に延在する唯一の溝壁を備え、溝が、リングピストンの軸方向外側もしくは内側の端面に向かってそれぞれ開放していること、が企図されている本発明の発展形は、同様に有利である。

この構成は、リングピストンの軸方向外側及び軸方向内側の端面内に、それぞれ１つの段差が形成され、この段差によって、リングピストンの半径方向内側の周面の内半径が、それぞれのスライドリングの溝壁まで一定で、小さい段差半径に減少しており、段差半径が、段差の量の分だけもしくは溝の溝壁の半径方向の高さの分だけ減少していること、が企図されていることによって補足され得る。

両段差が、同じ段差半径を備えること、が企図されている本発明の実際的な発展形は、同様に有利である。この場合、同じスライドリングが使用され得る。

少なくとも１つの半径方向下側のスライドリングが、閉じたリングとして形成されていること、が企図されている本発明の構成は、特に好ましい。

少なくとも１つの半径方向下側のスライドリングが、プラスチックから成ること、が企図されている本発明の補足事項は、同様に実際的である。

選択的に、少なくとも１つの半径方向下側のスライドリングが、金属材料から成るコアを備え、このコアの周囲に、プラスチックコーティングが形成され、コアの厚さが、１〜２ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍであり、プラスチックコーティングの層厚さが、０．２〜１ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍであること、が企図され得る。

この構成は、更に、少なくとも１つの半径方向下側のスライドリングが、半径方向に分割されて形成され、継ぎ目を備え、スライドスリーブの付属の溝内にスライドリングを圧入した状態で、スライドリングの継ぎ目エッジが互いに当接すること、が企図されていることによって補足され得る。冒頭で述べたように、確かに分割されてないスライドリングは好ましいが、半径方向に延在する溝壁を１つしか有しない軸方向端に向かって開放した溝を有するリングピストンのスライドスリーブの構成は、半径方向に分割されたスライドリングの組立てについても、即ち、スライドリングが、スチール又は金属材料から成るコアを備え、このコアが、特に硬く、その厚さに基づいて、それぞれ２つのリング溝壁を有する従来のリング溝内では全く又は少なくとも不十分にしか使用され得ない場合に有利である。

本発明は、同様に、リングピストンの少なくとも１つの端面内に、少なくとも１つの段差が形成され、この段差内に、閉じたスライドリングが締まりばめで軸方向に圧入される、少なくとも請求項１の特徴を有する車両クラッチを操作するためのクラッチアクチュエータを製造するための方法に関する。段差を形成するため、リングピストンは、射出成形法によって既に段差を備えられ得るか、段差は、リングピストンのブランクの製造後に切削加工によりリングピストンの半径方向内側の周面に形成され得る。１つもしくは複数の段差が完成した後、それぞれのスライドリングは、締まりばめで対応する段差内に軸方向に圧入される。この場合、スライドリングは、ある程度の締め代を備えることができ、これが、締まりばめを改善する。

以下の図の説明により、本発明を詳細に説明する。

クラッチアクチュエータの実施例の半縦断面図 図１によるクラッチアクチュエータのリングピストンの詳細図 図２によるリングピストンのスライドスリーブの更に拡大した部分断面図

図１は、切替え可能な車両クラッチを操作するための本発明によるクラッチアクチュエータ１の実施例の半縦断面図を示すが、そのうち、ダイヤフラムバネの舌部の形態のリリースレバー２は、象徴的に図示されている。クラッチアクチュエータ１は、油圧又はガス状の圧力媒体で満たされたシリンダ３を有し、このシリンダ内に、軸方向に摺動可能なリングピストン４が配置されている。リングピストン４と、スライドスリーブ５が位置不動に作用結合されており、このスライドスリーブは、更にまたガイドスリーブ６上に支承されている。位置不動に作用結合されているとは、リングピストン４とスライドスリーブ５が、一部材で形成されていること、例えば図１に図示されているように鋳造部品として形成されていることを意味し得る。しかしながらまた、スライドスリーブ５が適当な方法でリングピストン４と結合された別個の部品である場合も、本発明の範囲内にある。

シリンダ３、リングピストン４及びスライドスリーブ５は、ガイドスリーブ６と共に作動室７を構成し、この作動室は、任意に圧力媒体で満たされ、これにより、スライドスリーブ５を有するリングピストン４の摺動運動を生じさせる。軸方向の中心軸Ａに沿ったリングピストン４の軸方向の摺動運動は、図１に図示してない予荷重バネによって支援することができ、軸受８に伝達され、この軸受が、更にまたリングピストン４の摺動運動を車両クラッチ２に伝達する。リングピストン４の軸方向の摺動運動もしくはガイドスリーブ上のそのそれぞれの軸方向の位置は、図１には暗示的にしか示されてないセンサＳによって検出される。

作動室７は、リングピストン４の２つのリングシール９，１０とスライドスリーブ５とガイドスリーブ６の間の２つのシール１１，１２によってシールされる。スライドリング１３は、半径方向上側のリング溝１４内に挿入されている。半径方向上側のリング溝１４は、リングピストン４の半径方向上側又は外側の周面１５に形成されている。

“半径方向上側”、“半径方向外側”、“半径方向下側”もしくは“半径方向内側”により、以下では、リングピストン４の判型Ｒに対するリングピストン４の細部の配置が意味されており、従って、リングピストン４の判型方向下側又は内側の周面１６は、ガイドスリーブ６の表面の直近に配置されているが、リングピストン４の判型方向上側又は外側の周面１５は、シリンダ３の半径方向外側に配置された内側の周面１７の直近に配置されている。

半径方向内側に、２つのスライドリング１８，１９が、リングピストン４の半径方向内側の周面１６内に挿入されている。この場合、軸方向外側及び半径方向内側のスライドリング１８は、作動チャンバ７から軸方向に離間して軸受８の下に配置されているが、軸方向及び半径方向内側のスライドリング１９は、作動チャンバ７の半径方向下でシリンダ３の後壁２０の軸方向近傍に配置されている。

半径方向下側のスライドリング１８，１９は、それぞれ綴じたリングとして形成され、良好な滑り特性を有するプラスチックから成る。連続負荷を高めるために、リングは、金属インサートを備えている。

図２には、図１によるリングピストン４の一部が、拡大図で図示されている。図２は、半径方向下側のリング１８，１９を挿入するためのリングピストン４の半径方向内側の周面１６の特別な形成を示す。

図２には図示してないシール１１，１２を挿入するために従来の溝２１，２２は溝を軸方向に画成する半径方向に延在する溝壁２３，２４及び２５，２６を備えているが、半径方向下側のスライドリング１８，１９の保持及び支承をするための溝２７，２８は、それぞれ軸方向外側もしくは内側に向かって開放して形成されている。これは、軸方向外側及び半径方向内側のスライドリング１８の保持及び支承をするための溝２７が、軸方向内側に配置された１つの溝壁２９しか備えないが、溝２７は、さもなければ軸方向外側に向かって開放している。加えて、リングピストン４の軸方向外側の端面３０内に、段差３１が形成され、この段差によって、リングピストン４の半径方向内側の周面１６のうち半径Ｒｉは、軸方向外側のスライドリング１８の溝壁２９まで一定で、相応に小さい段差半径Ｒｉ−Ａに減少しており、この半径Ｒｉ−Ａは、段差３１の量の分だけもしくは溝２７の溝壁２９の半径方向の高さの分だけ小さい。

同じことが、軸方向内側のスライドリング１９の溝２８に当て嵌まる。半径方向及び軸方向内側のスライドリング１９の溝２８も、軸方向外側の、即ちシリンダ４の後壁２０に向かって整向されて配置された１つの溝壁３２しか備えないが、溝２８は、さもなければ軸方向内側に向かって開放している。加えて、リングピストン４の軸方向内側の端面３３内に、段差３４が形成され、この段差によって、リングピストン４の半径方向内側の周面１６の内半径Ｒｉが、軸方向外側のスライドリング１８の軸方向外側の溝壁３２まで一定で、相応に小さい半径Ｒｉ−Ａに減少しており、この半径Ｒｉ−Ａは、段差３４の高さの量だけもしくは溝２８の溝壁３２の半径方向の高さの分だけ小さい。

即ち、両段差３１，３４は、同じ半径を備え、これは、有利であり得る。何故なら、これにより、それぞれ同じ寸法を有するスライドリング１８，１９が使用され得るからである。

分割されてないスライドリング１８，１９の組立てのため、これらスライドリングは、締まりばめで軸方向に段差３１，３２内に圧入されるが、これは、矢印Ｐ１，Ｐ２で暗示的に示されている。軸方向外側もしくは内側に向かって開放した段差３１，３４により、分割されてないスライドリングの圧入が初めて可能になる。段差が、リングピストン４のそれぞれ対応付けられた端面３０，３３まで達する一定の半径Ｒｉ−Ａを備えることにより、この半径の分だけ、さもなければ周面１６もしくはうち半径Ｒｉまで延在することになる溝２１の溝壁２４，２４の半径方向の長さもしくは高さも減少するが、しかしながら、これは、受け入れ可能である。何故なら、図２に図示してないシール１１は、依然として十分に案内されており、そのシール機能を満足し得るからである。

それにもかかわらずシール２１をより長いもしくは半径方向により深い溝壁によって案内することが必要である場合には、スライドリング１８，１９の組立て後にアダプタリング３５，３６を段差３１内に挿入することができ、これにより、リングピストン４が、同時に防塵をされて閉鎖される。この場合、アダプタリング３５，３６は、点線で図示されている。相応に、軸方向内側の段差３４も、閉鎖リング３７によって閉鎖することができるが、この閉鎖リング３７も、点線によって暗示的に示されている。スライドリング１８，１９の軸方向の圧入を容易化するために、ピストン４もしくはスライドスリーブ５の軸方向外側の端面３０は、テーパ３８を経て段差３１に移行する。相応に、ピストン４もしくはスライドスリーブ５の軸方向内側の端面３３も、テーパ３９を経て段差３４に移行する。

半径方向内側のスライドリング１８，１９の溝２７，２８に応じて、半径方向上側のスライドリング１３の溝１４を形成することも、即ち、同様に軸方向外側に向かって開放して形成することも、できる。この場合、半径方向上側のリング溝１４も、半径方向に延在する１つの溝壁しか備えず、これにより、半径方向上側のスライドリング１３は、一部材で形成すること及び軸方向に圧入することができる。

図３には、リングピストン４のスライドスリーブ５が、更に拡大した部分断面図で示されている。この場合、スライドスリーブ５は、図２によるスライドスリーブ４に正確に一致するので、図２に関して述べたことは、図３によるスライドスリーブ５に対しても当て嵌まる。軸方向外側及び半径方向内側のスライドリング１８ａだけが、図１及び２のスライドリング１８と異なる。図１及び２のスライドリング１８，１９は、それぞれ閉じたスライドリングとして良好な滑り軸受特性を有するプラスチックから成るが、図３によるスライドリング１８ａは、スリットの入ったもしくは半径方向に分割されたリングとして形成されている。スライドリング１８ａのコア４０は、金属材料から、即ちスチールから成る。コア４０は、１〜２ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍの厚さを有する。コア４０の周囲に、プラスチックコーティング４１が形成されている。プラスチックコーティング４１は、示した実施例ではポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成り、０．２〜１ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍの層厚さを備える。スライドリング１８ａの寿命を高めるため、プラスチックコーティング４１は、少なくともその半径方向内側の周面４２に、グリースパーティクル４４で満たされた孔を備えている。

分割されたスライドリング１８ａは、継ぎ目４５を備え、圧入した状態で、継ぎ目エッジ４６，４７が互いに当接する。

スライドリング１８ａの組立ては、スライドリング１８，１９の前記組立てに応じて行なわれる。スライドリング１８ａの圧入時も、回転不能の締まりばめが行なわれ、これは、スライドリング１８ａの初期直径が、少なくとも継ぎ目４５の幅の分だけ圧縮された状態よりも大きいことによって提供される。いずれにしても、スライドリング１８ａの外径ＡＤＧは、少なくともある程度の量の分だけスライドスリーブ５の内半径Ｒｉの仮想線よりも大きい。図３に図示してない軸方向及び半径方向内側のスライドリングは、まさにスライドリング１８ａのように形成することができるが、選択的に、軸方向及び半径方向内側のスライドリングを図２によるスライドリング１９に応じて、即ちプラスチック、例えばＰＴＦＥから成る閉じたスライドリングとして、形成することも可能である。

それぞれ１つの溝壁２９，３２しか有しない前記の溝２７，２８を有するリングピストン４のスライドスリーブ５の構成は、スライドリング１８ａの組立てのために大いに有利である。何故なら、スチールから成る比較的厚く硬いコア４０を備える場合には、分割されたリングもこれまでは組み立てられなかったからである。それは、このようなコアは、それぞれ２つの溝壁を有する標準的なリング溝内に挿入し得えないように硬いからでる。

図１に図示したクラッチアクチュエータ１は、好ましくはいわゆる“Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｃｌｕｔｃｈ Ａｃｔｕａｔｏｒ”（ＣＰＣＡ）とし、即ち大型の商用車の自動化された変速機の空気圧操作式の中央クラッチレリーズ機構として使用される。この場合、クラッチアクチュエータ１は、これまで未公開の独国特許出願ＤＥ １０ ２０１６ ０１２ ８５６．８及びＤＥ １０ ２０１７ ００１ ４１０．８に記載されているように、自動調整式に形成することもできる。

１ クラッチアクチュエータ
２ リリースレバー
３ シリンダ
４ リングピストン
５ スライドスリーブ
６ ガイドスリーブ
７ 作動室
８ 軸受
９ リングシール
１０ リングシール
１１ シール
１２ シール
１３ スライドリング
１４ 半径方向上側のリング溝
１５ ピストン４の半径方向外側の周面
１６ ピストン４の半径方向内側の周面
１７ シリンダ３の周面
１８ 軸方向外側及び半径方向内側のスライドリング
１８ａ 軸方向外側及び半径方向鵜日側のスライドリング（バリエーション）
１９ 軸方向及び半径方向内側のスライドリング
２０ シリンダ４の後壁
２１ シール１１の溝
２２ シール１２の溝
２３ 溝２１の溝壁
２４ 溝２１の溝壁
２５ 溝２２の溝壁
２６ 溝２２の溝壁
２７ 溝
２８ 溝
２９ 溝２７の溝壁
３０ ピストン４の軸方向外側の端面
３１ 段差
３２ 溝２８の溝壁
３３ ピストン４の軸方向内側の端面
３４ 段差
３５ アダプタリング
３６ アダプタリング
３７ 閉鎖リング
３８ テーパ
３９ テーパ
４０ コア
４１ プラスチックコーティング
４２ プラスチックコーティングの半径方向内側の周面
４３ 孔
４４ グリースパーティクル
４５ 継ぎ目
４６ 継ぎ目エッジ
４７ 継ぎ目エッジ
Ａ 軸
ＡＤＧ スライドリング１８ａの外径
Ｐ１ 矢印
Ｐ２ 矢印
Ｒ 半径
Ｒｉ 内半径
Ｒｉ−Ａ 段差３１，３４の半径
Ｓ センサ

Claims (8)

1. 圧力媒体で満たされたシリンダ（３）を有し、このシリンダ内に、リングピストン（４）が軸方向に摺動可能に配置され、リングピストン（４）が、スライドスリーブ（５）と固定式に作用結合されており、このスライドスリーブが、更にまたガイドスリーブ（６）上に軸方向に摺動可能に支承され、リングピストン（４）の半径方向下側の周面（１６）が、半径（Ｒｉ）を備え、ガイドスリーブ（６）の半径方向直近に配置され、
   また、少なくとも１つのスライドリング（１８；１９；１８ａ）を有し、この少なくとも１つのスライドリングが、スライドスリーブ（５）をガイドスリーブ（６）上に支持し、少なくとも１つのスライドリング（１８；１９；１８ａ）が、リングピストン（４）の半径方向内側の周面（１６）内の溝（２７；２８）内に挿入されている、
   車両クラッチを操作するためのクラッチアクチュエータ（１）において、
   リングピストン（４）の半径方向内側の周面（１６）内に、２つのスライドリング（１８，１９；１８ａ）が挿入され、スライドリング（１８，１９）をそれぞれ挿入した溝（２７，２８）が、それぞれ、半径方向内側に向かって延在する唯一の溝壁（２９，３２）を備え、溝（２７，２８）が、リングピストン（４）の軸方向外側もしくは内側の端面（３０，３３）に向かってそれぞれ開放していること、を特徴とするクラッチアクチュエータ。
2. リングピストン（４）の軸方向外側及び軸方向内側の端面（３０，３３）内に、それぞれ１つの段差（３１，３４）が形成され、この段差によって、リングピストン（４）の半径方向内側の周面（１６）の内半径（Ｒｉ）が、それぞれのスライドリング（１８，１９；１８ａ）の溝壁（２９，３２）まで一定で、小さい段差半径（Ｒｉ−Ａ）に減少しており、段差半径（Ｒｉ−Ａ）が、段差（３１，３４）の量の分だけもしくは溝（２７，２８）の溝壁（２９，３２）の半径方向の高さの分だけ小さいこと、を特徴とする請求項１に記載のクラッチアクチュエータ。
3. 両段差（３１，３４）が、同じ段差半径（Ｒｉ−Ａ）を備えること、を特徴とする請求項２に記載のクラッチアクチュエータ。
4. 少なくとも１つの半径方向下側のスライドリング（１８；１９）が、閉じたリングとして形成されていること、を特徴とする請求項１に記載のクラッチアクチュエータ。
5. 少なくとも１つの半径方向下側のスライドリング（１８；１９）が、プラスチックから成ること、を特徴とする請求項４に記載のクラッチアクチュエータ。
6. 少なくとも１つの半径方向下側のスライドリング（１８ａ）が、半径方向に分割されて形成され、継ぎ目（４５）を備え、スライドスリーブ（５）の付属の溝（２７）内にスライドリング（１８ａ）を圧入した状態で、スライドリング（１８ａ）の継ぎ目エッジ（４６，４７）が互いに当接すること、を特徴とする請求項１に記載のクラッチアクチュエータ。
7. 少なくとも１つの半径方向下側のスライドリング（１８ａ）が、金属材料から成るコア（４０）を備え、このコア（４０）の周囲に、プラスチックコーティング（４１）が形成され、コア（４０）の厚さが、１〜２ｍｍであり、プラスチックコーティング（４１）の層厚さが、０．２〜１ｍｍであること、を特徴とする請求項６に記載のクラッチアクチュエータ。
8. リングピストン（４）の少なくとも１つの端面（３０；３３）内に、少なくとも１つの段差（３１；３４）が形成され、この段差（３１；３４）内に、閉じたスライドリング（１８；１９）が締まりばめで軸方向に圧入される、少なくとも請求項１の特徴を有する車両クラッチを操作するためのクラッチアクチュエータ（１）を製造するための方法。

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