JP2005016615A

JP2005016615A - フリクションディスク組立体

Info

Publication number: JP2005016615A
Application number: JP2003181326A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Kitajima; 恭司北島; Shoji Nagasaka; 庄司永坂
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】慣性マスを小さくして変速機におけるシンクロへの影響の少ないフリクションディスク組立体を提供する。
【解決手段】フリクションディスク組立体１２は、外周部に板厚方向に貫通する２個１組の締結孔１０ｃからなる複数の締結部１０ｅが形成されたプレート部１０ｂ、及び、板厚方向に貫通するボス孔１０ｇを有しプレート部１０ｂの中心部に形成されたボス部１０ａからなるクラッチハブ１０と、プレート部１０ｂの外周部に締結孔１０ｃにリベット１１を挿入して締結された摩擦材９とから構成され、摩擦材を９を第２質量体４とプレッシャプレート８で挟持して、第２質量体４から入力された動力を、ボス孔１０ｇに結合されたメインシャフト１３から出力するクラッチ７に用いられるものであり、締結部１０ｅのそれぞれにおける２個の締結孔１０ｃの中心部から延びてボス部１０ａの境界部分Ｅに接する４本の接線のうちの交差しない２本の接線を境界線Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｌとし、プレート部１０ｂにおけるこれらの境界線Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｌに囲まれた部分に板厚方向に貫通する肉抜き用孔１０ｆを設ける。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦力により動力を伝達するクラッチに用いられるフリクションディスク組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチの構成部品であるフリクションディスク組立体は、フライホイール（入力部材）から動力を入力して、このフリクションディスク組立体が有する摩擦材とフライホイール及びフレッシャプレートの摺動面で発生させたトルクをメインシャフト（出力軸）に伝達するものである（例えば、特許文献１参照）。このフリクションディスク組立体を構成するクラッチハブは、摩擦材とメインシャフトの間を結合する部材であり、摩擦材とはリベット等で締結されて結合されており、メインシャフトとはスプライン結合されている。
【０００３】
このメインシャフトは変速機を構成しており、変速ギヤ列やこのギヤ列をメインシャフト等に連結するためのシンクロナイザ等が連結されている。そのため、メインシャフトに取付けられているフリクションディスク組立体や、シンクロナイザを構成するシンクロハブ、スリーブ等が変速機のシンクロへの負荷となってしまう。このようなシンクロへの負荷を軽減するために、図４及び図５に示すように、特に外径が大きいため影響度の大きいフリクションディスク組立体において、クラッチハブに肉抜き用孔を形成して、このフリクションディスク組立体の慣性マス及び重量を低減させている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５１１２１８号公報（第３−５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のクラッチハブの形状では依然として慣性マスが大きいため、シフト荷重を低減するために変速機におけるシンクロを大きくする必要や、マルチコーンによる摩擦面の複数化によるシンクロ容量を大きくする必要があり、コストや重量が増加するという課題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、慣性マスを小さくして変速機におけるシンクロへの影響の少ないフリクションディスク組立体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係るフリクションディスク組立体は、外周部に板厚方向に貫通する締結孔からなる複数の締結部が形成されたプレート部、及び、板厚方向に貫通するボス孔を有しプレート部の中心部に形成されたボス部からなるクラッチハブと、プレート部の外周部に締結孔に締結部材（例えば、実施形態におけるリベット１１）を挿入して締結された摩擦材とから構成され、摩擦材を入力部材（例えば、実施形態における第２質量体４）とプレッシャプレートで挟持して、入力部材から入力された動力をボス孔に結合された出力軸（例えば、実施形態におけるメインシャフト１３）から出力するクラッチに用いられるものであり、締結部の締結孔の中心部から延びてボス部の外径（例えば、実施形態における境界部分Ｅ）に接する２本の接線を境界線とし、プレート部におけるこれらの境界線に囲まれた部分に板厚方向に貫通する肉抜き用孔を設けて構成される。
【０００８】
このような構成によると、肉抜き用孔をプレート部に効率良く形成してクラッチハブの慣性マスを小さくしても、境界線上に肉抜き用孔が形成されていないため、摩擦材に発生したトルクによりクラッチハブかかる力が主に引張り又は圧縮方向の荷重となり、曲げモーメントの発生が少なく応力が均一に発生する。このためこのクラッチハブにおける強度上の問題がなく、シフト荷重を低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、本発明に係るフリクションディスク組立体を有するクラッチと、そのクラッチを含む変速機の要部について図１を用いて説明する。変速機１は、フライホイール２を有しており、このフライホイール２は２つの質量体（第１質量体３及び第２質量体４）から構成されている。第１質量体３は、図示しないエンジンのクランク軸５にボルト６で締結されて固定されている。一方、第２質量体４は、クラッチ７が固定されている。このクラッチ７のプレッシャプレート８と第２質量体４との間には、摩擦材９とクラッチハブ１０とがリベット１１で固定されたフリクションディスク組立体１２が配設されている。このフリクションディス組立体１２は、ボス部１０ａのボス孔１０ｇに変速機１のメインシャフト１３がスプライン結合して固定されている。そして、プレッシャプレート８は、クラッチカバー１４に支持された皿バネ状のクラッチスプリング１５により、摩擦材９を介して第２質量体４に付勢されている。このため、このクラッチ７（プレッシャプレート８及び第２質量体４と摩擦材９）の係合操作を行うことにより、クランク軸５とメインシャフト１３はフライホイール２及びクラッチ７を介して連結若しくは切断される。
【００１０】
フライホイール２はクランク軸５等で発生する振動（脈動）を低減させたり、クラッチ７を係合した瞬間のトルク不足を補うために備えられているものである。また、第１質量体３の外周部には始動ギア１７が設けられている。このフライホイール２を構成する第１質量体３及び第２質量体４は、ボールベアリング１６を介して互いに相対回転可能に構成されている。そして、第１質量体３と第２質量体４との間には複数のバネ１８が配設されて捻りダンパが形成されており、クランク軸５からの回転衝撃力を第１質量体３、第２質量体４及びバネ１８で吸収するように構成されている。
【００１１】
次に、以上のようなクラッチ７に用いられるフリクションディスク組立体１２を構成するクラッチハブ１０について図２を用いて説明する。このクラッチハブ１０は、摩擦材７とメインシャフト１３とを繋ぐ部材であり、ボス孔１０ｇを有して円筒状に形成されたボス部１０ａと、その円周部から円盤状に延びるプレート部１０ｂとから構成される。このプレート部１０ｂの円周部には、２個の締結孔１０ｃを１組とした締結部１０ｅがボス部１０ａに対して同心円状に複数形成されており、この締結孔１０ｃにリベット１１を挿入して摩擦材９（図１参照）が締結される。ここで、締結孔１０ｃを２個一組としているが、これは、摩擦材７とクラッチハブ１０との結合強度を強くするためであり、それぞれ１個の締結孔１０ｃとして構成することも可能である。
【００１２】
なお、２個の締結孔１０ｃの間には、それよりも径の小さなウェイト取付孔１０ｄが形成されている。このウェイト取付孔１０ｄには、フリクションプレート組立体１２のアンバランス量を規定値内にするためのウェイトが必要に応じて取付けられる。このアンバランス量を規定値内にすることにより、クラッチ７の回転時における振動を防止する。このように構成されたフリクションディスク組立体１２において、上述のように、変速機１におけるシフト荷重の低減等のために、クラッチハブ１０の慣性マス及び重量を小さくする必要があり、そのために、プレート部１０ｂ上には複数の肉抜き用孔１０ｆが形成されている。
【００１３】
このプレート部１０ｂの肉抜き用孔１０ｆの形成位置について、図３を用いて説明する。フリクションディスク組立体１２は、クラッチハブ１０に摩擦材９が取付けられており、上述したように、フライホイール２が回転することにより、この摩擦材９で発生したトルクは、クラッチハブ１０のボス部１０ａによりメインシャフト１３に伝達される。そのため、このクラッチハブ１０のプレート部１０ｂには、摩擦材９が固定されている締結孔１０ｃにおいて引張り及び圧縮方向の荷重がかけられる。この荷重は、締結孔１０ｃからプレート部１０ｂとボス部１０ａの境界部分Ｅに向かって作用する。なお、図２（Ｂ）に示すように、ボス部１０ａとプレート部１０ｂの境界部分Ｅは曲面となっているため、この境界部分Ｅは、ボス部１０ａの外周よりも径の大きな同心円となる。
【００１４】
そのため、この荷重が作用する方向を除いた部分に肉抜き用孔１０ｆを形成する。具体的には、図３（Ａ）に示すように、締結部１０ｅにおける２個１組の締結孔１０ｃのそれぞれの中心から境界部分Ｅを挟むように延びる接線Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｌを境界線として想定し、全ての締結部１０ｅの締結孔１０ｃから延びるこの２本の接線（境界線）Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｌに囲まれた領域に肉抜き用孔１０ｆを形成する。なお、図３（Ｂ）に示すように、２個１組の締結孔１０ｃからは４本の接線Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｒ′，Ｌ_Ｌ，Ｌ_Ｌ′を引くことができる。このとき、引張り方向の荷重はクラッチハブ１０の回転方向後側の締結孔１０ｃ_Ｒから境界部分Ｅの回転方向後側の接線Ｌ_Ｒの方向に作用し、圧縮方向の荷重は、回転方向前側の締結孔１０ｃ_Ｌから境界部分Ｅの回転方向前側の接線Ｌ_Ｌの方向に作用するため、この４本の接線のうち、交差しない２本（Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｌ）を境界線とする。換言すると、２個の締結孔１０ｃ（１０ｃ_Ｒ，１０ｃ_Ｌ）を一組とした締結部１０ｅの略中心部から境界部分Ｅに引いた２本の接線を境界線とする。このため、締結部１０ｅに形成される締結孔１０ｃを１つとした場合は、この締結孔１０ｃから境界部分Ｅに延びる２本の接線が境界線となる。
【００１５】
次に、このように形成したクラッチハブ１０の応力等の分析結果について説明する。なお、本発明に係るクラッチハブ１０と対比するために、従来のクラッチハブの分析結果についても説明する。従来のクラッチハブとしては、第１従来例を図４に示し、第２従来例を図５に示す。第１従来例のクラッチハブ１１０は、ボス部１１０ａとプレート部１１０ｂとを別体にて形成しリベット１１０ｃで固定した形状を有している。このプレート部１１０ｂにも複数の肉抜き用孔１１０ｆがボス部１１０ａに対して同心円状に形成されている。この第１従来例は、本発明に対してフェーシング外径を同一としたものである。また、第２従来例のクラッチハブ２１０は、本発明に係るクラッチハブ１０と同様に、ボス部２１０ａとプレート部２１０ｂが一体に成型された形状をしており、プレート部２１０ｂ上にボス部２１０ａに対して同心円状に複数の肉抜き用孔２１０ｆが形成されている。この第２従来例は、本発明に対し、１サイズフェーシング外径が小さいものである。この第１及び第２実施例とも、摩擦材等の取付け方法は本発明に係るクラッチハブ１０と同一である。
【００１６】
図６は、本発明に係るクラッチハブ１０における応力の分布について示している。なお、図６における応力はこのクラッチハブ１０が図中に示す矢印Ｒの方向に回転したときのものであり、（Ａ）が引張り応力を示し、（Ｂ）が圧縮応力を示している。また、図において、色の白い部分ほど大きな応力であることを示している。そして、比較のために、図７に第１従来例の応力の分布を示し、図８に第２従来例の応力の分布を示す。この図７、図８における回転方向や引張り及び圧縮応力の対応等については、図６の場合と同様である。また、本発明に係るクラッチハブ１０及び第１及び第２従来例におけるクラッチハブ１１０，２１０の慣性マス、重量、引張り及び圧縮応力の比較を図９のグラフに示す。
【００１７】
図６から明らかなように、本発明に係るクラッチハブ１０の場合、引張り及び圧縮応力のいずれの場合でも、これらの応力が締結孔１０ｃからボス部１０ａに対して、図３に示す接線Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｌに沿ってプレート部１０ｂ上に均一に分布していることが分かる。これは、境界線上に肉抜き用孔１０ｆを形成していないために、曲げモーメントの発生が少なくなるためである。このため、肉抜き用孔１０ｆをプレート部上に効率よく多数形成して重量及び応力を従来例程度に抑えた上で慣性マスを従来に比べて低く抑えられるため、クラッチハブ１０における強度上の問題が無く、変速機におけるシンクロへの影響を小さくすることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るフリクションディスク組立体によれば、クラッチハブにおいて摩擦材を締結するための締結孔の中心部からボス部を挟むように延びてこのボス部に接する接線を境界線とし、全ての締結孔から延びる境界線で囲まれた空間に肉抜き用孔を形成するように構成することにより、この肉抜き用孔を効率よくプレート部に形成してクラッチハブの慣性マスを小さくすることができる。このとき、クラッチハブに加えられる応力は境界線上に均一に発生するためこのクラッチハブにおける強度上の問題は無く、慣性マスを小さくしたことによりシフト荷重を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に掛るフリクションディスク組立体が用いられるクラッチの要部のメインシャフトの軸を含む断面図である。
【図２】本発明に係るフリクションディスクを構成するクラッチハブを示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）のＩＩ_Ｂ−ＩＩ_Ｂ断面図である。
【図３】クラッチハブの形状を説明する図であり、（Ａ）は肉抜き用孔の形成位置を説明する図であり、（Ｂ）は肉抜き用孔を形成する領域を決めるための境界線を説明する図である。
【図４】第１従来例に掛るクラッチハブのを示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）のＩＶ_Ｂ−ＩＶ_Ｂ断面図である。
【図５】第２従来例に掛るクラッチハブのを示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は図５（Ａ）のＶ_Ｂ−Ｖ_Ｂ断面図である。
【図６】本発明に係るクラッチハブの応力の分布を示す図であり、（Ａ）は引張り応力を示す分布図であり、（Ｂ）は圧縮応力を示す分布図である。
【図７】第１従来例に係るクラッチハブの応力の分布を示す図であり、（Ａ）は引張り応力を示す分布図であり、（Ｂ）は圧縮応力を示す分布図である。
【図８】第２従来例に係るクラッチハブの応力の分布を示す図であり、（Ａ）は引張り応力を示す分布図であり、（Ｂ）は圧縮応力を示す分布図である。
【図９】本発明に係るクラッチハブと第１及び第２従来例に係るクラッチハブとを比較するグラフであり、（Ａ）は慣性マスを、（Ｂ）は重量を、（Ｃ）は引張り応力を、（Ｄ）は圧縮応力を示す。
【符号の説明】
４第２質量体（入力部材）
７クラッチ
８プレッシャプレート
９摩擦材
１０クラッチハブ
１０ａボス部
１０ｂプレート部
１０ｃ締結孔
１０ｅ締結部
１０ｇボス孔
１０ｆ肉抜き用孔
１１リベット
１２フリクションディスク組立体
１３メインシャフト（出力軸）
Ｅ境界部分（ボス部の外径）
Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｌ境界線（接線）

Claims

外周部に板厚方向に貫通する締結孔からなる複数の締結部が形成されたプレート部、及び、板厚方向に貫通するボス孔を有し前記プレート部の中心部に形成されたボス部からなるクラッチハブと、前記プレート部の外周部に前記締結孔に締結部材を挿入して締結された摩擦材とから構成され、前記摩擦材を入力部材とプレッシャプレートで挟持して、前記入力部材から入力された動力を、前記ボス孔に結合された出力軸から出力するクラッチに用いられるフリクションディスク組立体において、
前記締結部の前記締結孔の中心部から延びて前記ボス部の外径に接する２本の前記接線を境界線とし、
前記プレート部における前記境界線に囲まれた部分に板厚方向に貫通する肉抜き用孔を設けた事を特徴するフリクションディスク組立体。