JP2008025629A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】滑らかに動力を伝達することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】クラッチディスク５は、回転力が入力されることにより回転するように形成されているディスクプレート１，１１と、回転力が出力可能に形成されているクラッチハブ２１と、ディスクプレート１，１１の回転力をクラッチハブ２１に伝達するための押圧部材３１とを備える。ディスクプレート１，１１およびクラッチハブ２１は、ほぼ同一の回転軸を有する。ディスクプレート１，１１とクラッチハブ２１との相対的な捩れ角度に対する、クラッチハブ２１から出力されるトルクの大きさのグラフが、連続的な曲線状に変化する捩れ特性を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

動力伝達装置は、一の装置からの動力を他の装置に伝達するための装置である。動力伝達装置には、たとえば、自動車のクラッチ装置が挙げられる。クラッチ装置は、エンジンやモータなどの動力源と変速機との間に取付けられる装置である。クラッチ装置は、動力源からの動力を変速機に伝達したり、または、動力源と変速機との接続を遮断したりする機能を有する。

動力伝達装置には、動力入力部材と動力出力部材とを備え、動力入力部材または動力出力部材に急激に負荷変動があったときの衝撃を緩和するために、動力入力部材と動力出力部材との間にダンパ機構を備えるものがある。

たとえば、自動車の発進時において急激にクラッチペダルを操作した場合には、動力伝達装置において、大きな負荷が急激に動力源から変速機に伝達される。このときに生じる衝撃を小さくするために、ダンパ機構を備えるクラッチ装置がある。または、たとえば、ダンパ機構は、動力を伝達しているときの回転衝撃を和らげる機能を有する。

実開昭６３−６２６３３号公報においては、内周に出力軸結合部を有する出力部材と、出力部材と同芯で、かつ、半径方向外方に離間して配設した入力部材とを、円周方向等配で、かつ、交互に放射状に配設した、ばね部材と減衰装置とを備えるクラッチディスクが開示されている。

実公平５−１９６１２号公報においては、クラッチハブとクラッチフェーシングを有するディスクプレートとを同一軸線上において相対捩れ変位可能に設け、クラッチハブに第１のダンパシートをピンを介して回動可能に支持するとともに、ディスクプレートに第２のダンパシートをピンを介して回動可能に支持し、両ダンパシートの間にコンプレッションスプリングをディスクの半径方向に配置されるように介在し、さらに両ダンパシートに相互に摩擦接触する接触部を形成したクラッチディスクの捩れ機構が開示されている。

また、特開２００２−２６６９４３号公報においては、入力回転体とスプラインハブとダンパ部と大摩擦機構と摩擦抑制機構とを備えるクラッチディスク組立体が開示されている。このクラッチディスク組立体においては、ダンパ部が、入力回転体とスプラインハブとを回転方向に連結する第２ばねを有し、入力回転体がスプラインハブに対して回転方向駆動側に捩れた正側と、回転方向駆動側と反対側に捩れた負側とを含む捩り特性を有する。大摩擦機構は、入力回転体とスプラインハブが相対回転し第２ばねの弾性力が作用すると、摩擦を発生可能であり、摩擦抑制機構は、第２ばねの弾性力を所定角度範囲内では摩擦機構に作用させないための回転方向の隙間を捻り特性の正側と負側との一方のみで確保していると開示されている。

特開２００１−３０４３４１号公報においては、多段特性を実現するクラッチディスク組立体が開示されている。このクラッチディスク組立体においては、２個のプレートを備え、２個のプレートは第１窓部と第２窓部とを有する。ハブフランジは、第１窓部と第２窓部とにそれぞれ対応する第１窓孔と第２窓孔とを有する。第１弾性部材組立体は、第１窓部と第１窓孔内に配置され、第１コイルスプリングと第１シート部材とを有する。第２弾性部材組立体は、第２窓部と第２窓孔内に配置され、第２コイルスプリングと第２シート部材とを有している。第１シート部材が第１窓孔から回転方向に隙間を空けることで、第１コイルスプリングは捩り特性において第２コイルスプリングが圧縮される領域の捩り角度の小さな領域では圧縮されず捩り角度の大きな領域で圧縮されると開示されている。
実開昭６３−６２６３３号公報 実公平５−１９６１２号公報 特開２００２−２６６９４３号公報 特開２００１−３０４３４１号公報

図２４に、従来の技術におけるクラッチ装置において、動力入力部材と動力出力部材との相対的な捩れ角度に対するトルクの関係を説明する第１のグラフを示す。横軸が捩れ角度を示し、縦軸が動力出力部材の出力トルクを示す。捩れ角度が大きくなるに従って、動力出力部材から出力されるトルクは大きくなる傾向にある。捩れ角度と出力トルクとは比例関係を有している。捩れ角度と出力トルクとのグラフは直線状になる。

図２４に示すクラッチ装置においては、捩れ角度が−θ１以上＋θ１以下の範囲内で、動力入力部材と動力出力部材とが捩れるように形成されている。捩れ角度が−θ１または＋θ１になると、捩れが停止され動力入力部材に入力される動力の全てが動力出力部材から出力される。

従来の技術においては、この捩れ角度の範囲を広くすることが困難という問題があった。捩れ角度の範囲が小さいと、クラッチ装置において、クラッチ装置に接続される変速機の内部において、駆動系の遊転ギヤの歯打ち音がすることがあるという問題があった。すなわち、従来の技術におけるクラッチ装置は、駆動力を伝達していない浮遊状態にある歯車の歯打ち音の低減効率が悪いという問題があった。このような音は、ジャラ音と言われ、このジャラ音の低減効率が悪いという問題があった。

また、従来の技術におけるクラッチ装置においては、捩れ角度に対する出力トルクのグラフの形状は直線状であり、それぞれの捩れ角度における出力トルクの大きさを調整することが困難であるという問題があった。

図２５に、従来の技術におけるクラッチ装置において、動力入力部材と動力出力部材との相対的な捩れ角度に対するトルクの関係を説明する第２のグラフを示す。上記の特開２００１−３０４３４１号公報に開示されたクラッチ装置においては、捩れ角度に対する出力トルクの上昇率が途中で変化する多段の捩れ特性を有する。

図２５を参照して、このクラッチ装置においては、捩れ角度が小さな領域では出力トルクは緩やかに上昇し、捩れ角度が所定の位置で出力トルクの上昇率が大きくなる捩れ特性を得ることができる。しかしながら、このクラッチ装置においても、捩れ角度の広角化が困難であるという問題があった。

さらに、このような多段の捩れ特性を有するクラッチ装置は、出力トルクの上昇率が変化する段差部（グラフの折れ曲がった部分）において、変速機の内部で駆動力を伝達しているギヤの歯打ち音がするという問題があった。この音は低周波の音であり、ガー音と言われる。たとえば、トルクがほぼ０のとき、または、ゆっくり減速しているときなどに、捩れ特性の段差部において、跳ね返りによるギヤ歯打ち音などの異音が発生することがあるという問題があった。

本発明は、滑らかに動力を伝達することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく動力伝達装置は、回転力が入力されることにより回転するように形成されている動力入力部材を備える。回転力が出力可能に形成されている動力出力部材を備える。上記動力入力部材の回転力を上記動力出力部材に伝達するための伝達部材を備える。上記動力入力部材および上記動力出力部材は、ほぼ同一の回転軸を有する。上記動力入力部材と上記動力出力部材との相対的な捩れ角度に対する、上記動力出力部材から出力されるトルクの大きさのグラフが連続的な曲線状に変化する捩れ特性を有する。

上記発明において好ましくは、上記伝達部材は、上記動力出力部材および上記動力入力部材のうち、一方を押圧するために他方に配置された押圧部材を含む。上記押圧部材は、上記他方の回転の周方向に沿って略等間隔に配置されている。上記押圧部材は、上記一方を上記放射状に押圧するように付勢されている。上記動力入力部材と上記動力出力部材との相対的な捩れ角度に応じた上記押圧部材の押圧力によって、上記トルクの大きさが変化するように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記一方は、平面視したときに角部を有するように形成されている。上記押圧部材は、上記一方の平面形状の辺に対応する端面に接触するように配置されている。上記押圧部材が上記角部を乗り越える動力が上記動力入力部材に入力されたときに、上記動力入力部材が上記動力出力部材に対して回転するように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記一方は、平面視したときに角部を有するように形成されている。上記押圧部材は、上記一方の平面形状の辺に対応する端面に接触するように配置されている。上記押圧部材が上記角部を乗り越えないように形成された回転防止部を備える。

上記発明において好ましくは、上記押圧部材は、上記一方に接触する当接部を含む。上記当接部を、上記一方に向かって付勢するための弾性部を含む。

上記発明において好ましくは、上記一方は、平面形状が多角形に形成されている。上記押圧部材は、上記多角形の辺に対応する端面に接触している。

上記発明において好ましくは、上記一方は、上記多角形のそれぞれの辺が内側に向かって窪むように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記押圧部材は、コイルスプリングおよび板ばねのうち少なくとも一方を含む。

上記発明において好ましくは、上記伝達部材は、上記動力出力部材および上記動力入力部材に挟まれるように配置され、転がるように形成された転動部材を含む。上記動力出力部材および上記動力入力部材のうち、一方は高さが高い部分と低い部分とが連続的に形成されている高低部を有する。上記高低部は、上記一方の表面のうち、他方に対向する表面に回転の周方向に沿って形成されている。上記転動部材は、上記高低部に配置されている。上記動力出力部材および上記動力入力部材のうち、上記他方は上記転動部材を上記高低部に向かって押圧するための押圧部材を含む。上記動力入力部材と上記動力出力部材との相対的な捩れ角度に応じた上記押圧部材の押圧力によって、上記トルクの大きさが変化するように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記転動部材が上記高低部のうち上記高い部分を乗り越える動力が上記動力入力部材に入力されたときに、上記動力入力部材が上記動力出力部材に対して相対的に回転するように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記転動部材が上記高低部のうち上記高い部分を乗り越えないように形成された回転防止部を備える。

上記発明において好ましくは、上記転動部材は、球体、円柱状体およびテーパ状の柱状体のうち、少なくとも一の形状を有する。

上記発明において好ましくは、上記動力出力部材は、実質的に同一の回転軸の範囲内で、上記動力入力部材に対して回転の径方向に移動可能に形成されている。

本発明に基づく動力伝達装置は、回転力が入力されることにより回転するように形成されている動力入力部材を備える。回転力が出力可能に形成されている動力出力部材を備える。上記動力入力部材の回転力を上記動力出力部材に伝達するための伝達部材を備える。上記動力入力部材および上記動力出力部材は、ほぼ同一の回転軸を有する。所定の大きさを超える動力が上記動力入力部材に入力されたときに、上記動力入力部材が上記動力出力部材に対して無制限に回転するように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記動力入力部材と上記動力出力部材との相対的な捩れ角度に対する、上記動力出力部材から出力されるトルクの大きさが周期的に変化する捩れ特性を有する。

本発明によれば、滑らかに動力を伝達することができる動力伝達装置を提供することができる。

（実施の形態１）
図１から図１１を参照して、本発明に基づく実施の形態１における動力伝達装置について説明する。動力伝達装置は、一の装置からの動力を他の装置に伝達するための装置である。本実施の形態においては、動力源からの回転力を対象機器に伝達する動力伝達装置について説明する。本実施の形態における動力伝達装置は、自動車に備えられるクラッチ装置のクラッチディスクである。

図１は、本実施の形態におけるクラッチ装置の一部断面を含む側面図である。本実施の形態におけるクラッチ装置は、エンジンと変速機との間に配置され、エンジンで発生した動力を変速機に伝える装置である。また、クラッチ装置は、エンジンで発生した動力を変速機から切り離す装置である。本実施の形態におけるクラッチ装置は、いわゆる乾式単板式である。

クラッチ装置は、フライホイール６２を備える。フライホイール６２は、円板形状に形成されている。フライホイール６２は、エンジンシャフト９３に固定されている。フライホイール６２は、回転可能に形成されている。エンジンシャフト９３は、エンジンの回転力を出力するためのシャフトである。エンジンの回転力は、エンジンシャフト９３を介してフライホイール６２に伝達される。

クラッチ装置は、ハウジング９４を有する。ハウジング（ケーシング）９４には、クラッチレリーズフォーク５１が取付けられている。クラッチレリーズフォーク５１はクラッチレリーズシリンダ５２およびスプリング５３に接続されており、スプリング５３により付勢されている。この付勢力に反発するようにクラッチレリーズシリンダ５２が配置されている。

クラッチレリーズシリンダ５２は、支柱９１が回動中心になるように、クラッチレリーズフォーク５１を矢印１００で示す方向に押圧する。クラッチレリーズフォーク５１は、一方端にクラッチレリーズシリンダ５２が接触し、他方端にクラッチレリーズベアリング８０が接触している。クラッチレリーズフォーク５１は、回動可能に形成されている。クラッチレリーズフォーク５１が回動することにより、クラッチレリーズベアリング８０が軸方向に移動し、クラッチの接続および切断が行なわれる。

クラッチ装置は、クラッチディスク５を備える。クラッチ装置は、クラッチディスク５を押圧するためのプレッシャプレート９０を備える。クラッチディスク５およびプレッシャプレート９０は、ハウジング９４の内部に配置されている。本実施の形態におけるクラッチディスク５は円板形状である。

本実施の形態におけるプレッシャプレート９０は円環状に形成されている。プレッシャプレート９０は、クラッチディスク５を一様な力でフライホイール６２の側に押付けるように形成されている。プレッシャプレート９０のうちクラッチディスク５と接触する面は平坦面に加工されている。

クラッチディスク５は、ディスクプレート１，１１を含む。ディスクプレート１は、エンジン側に配置されているプレートであり、ディスクプレート１１は、変速機側に配置されているプレートである。ディスクプレート１とディスクプレート１１とは、互いに離れて配置されている。ディスクプレート１とディスクプレート１１とは、スペーサ１５によって間隔が定められている。クラッチディスク５の回転中心の部分には、インプットシャフト９２を挿入するためのクラッチハブ２１が配置されている。クラッチハブ２１は、ディスクプレート１とディスクプレート１１との間に配置されている。インプットシャフト９２は、変速機に回転力を入力するためのシャフトである。

クラッチディスク５は、ディスクスプリング３０を備える。クラッチディスク５は、クラッチライニング１７，１８を備える。ディスクスプリング３０は、クッションプレートとも言われ、弾性を有するように形成されている。ディスクスプリング３０は、内側の領域がディスクプレート１に固定されている。ディスクスプリング３０は、外側の領域がクラッチライニング１７，１８に挟まれて、固定されている。

ディスクスプリング３０には、クラッチフェーシングとしてのクラッチライニング１７，１８が固定されている。クラッチライニング１７は、エンジン側に配置されているライニングであり、クラッチライニング１８は、変速機側に配置されているライニングである。クラッチライニング１７，１８は、平面形状が円環状に形成されている。クラッチライニング１７，１８およびディスクスプリング３０は、リベット１６によって積層方向に固定されている。クラッチライニングは、適当な摩擦係数を保ち、耐摩耗性、耐熱性に優れ、接続時の温度変化に対して摩擦係数が変化しない材料により構成される。具体的には、ガラス繊維をベースとして樹脂加工を施したレジンモールド製やウーブンモールド製があり、さらに熱伝導率および強度の向上を図るための金属製のセミメタル、セラミック製であってもよい。

ダイヤフラムスプリング７０は、プレッシャプレート９０を介してクラッチディスク５をフライホイール６２に押付けるための付勢部材である。ダイヤフラムスプリング７０は、クラッチスプリングである。プレッシャプレート９０は、ダイヤフラムスプリング７０により、クラッチディスク５の側へ押圧されている。

本実施の形態におけるダイヤフラムスプリング７０は、ばね鋼板をプレス成形した後、熱処理したものであり、１枚の円板状のスプリングである。本実施の形態では、クラッチスプリングとしてダイヤフラムスプリング７０を用いているが、この形態に限られず、コイルスプリングが配置されていてもよい。

クラッチレリーズベアリング８０は、ダイヤフラムスプリング７０と接触可能に配置されている。クラッチレリーズベアリング８０は、ダイヤフラムスプリング７０を押圧可能に形成されている。クラッチレリーズベアリング８０は、インプットシャフト９２の回転を阻害することなくクラッチレリーズフォーク５１によりインプットシャフト９２を軸方向に動かすために設けられている。

クラッチレリーズフォーク５１は、一方端がクラッチレリーズベアリング８０に接続され、他方端がクラッチレリーズシリンダ５２に接続されている。クラッチレリーズフォーク５１はクラッチレリーズベアリング８０を軸方向へ移動させるための部材であり、クラッチレリーズフォーク５１の揺動により、クラッチディスク５とフライホイール６２との接続および切断が行なわれる。ダイヤフラムスプリング７０はクラッチカバー６３内に収納され、かつピボットリング６１により保持されている。ダイヤフラムスプリング７０は、ピボットリング６１が支点となりプレッシャプレート９０を押圧することが可能である。

クラッチレリーズベアリング８０がダイヤフラムスプリング７０をある方向に移動させると、この運動の方向はピボットリング６１により変換され、プレッシャプレート９０はクラッチレリーズベアリング８０と反対方向に移動する。たとえば、クラッチレリーズベアリング８０がフライホイール６２に近づく方向に移動するとプレッシャプレート９０はフライホイール６２から遠ざかる方向に移動する。

運転者がクラッチペダルを踏むと、この動作がクラッチレリーズシリンダ５２に伝わり、クラッチレリーズシリンダ５２の先端部がクラッチレリーズフォーク５１を押す。これに伴い、クラッチレリーズフォーク５１が支柱９１を中心として回動して、クラッチレリーズフォーク５１の先端部がクラッチレリーズベアリング８０を押圧する。その結果、クラッチレリーズベアリング８０がフライホイール６２に向かって移動する。

クラッチレリーズベアリング８０の移動はダイヤフラムスプリング７０を介してプレッシャプレート９０に伝えられる。図１において、クラッチレリーズベアリング８０がフライホイール６２に近づく方向へ移動すると、この移動がダイヤフラムスプリング７０により変換され、プレッシャプレート９０はフライホイール６２から遠ざかる方向に移動する。これにより、プレッシャプレート９０がクラッチディスク５をフライホイール６２側へ押付ける力が弱くなってクラッチが切断される。

また、運転者がクラッチペダルから足を離すと、クラッチレリーズシリンダ５２の先端部が引き込んで、スプリング５３の付勢力により、クラッチレリーズベアリング８０がフライホイール６２から遠ざかる方向に移動する。ダイヤフラムスプリング７０の付勢力により、プレッシャプレート９０がクラッチディスク５をフライホイール６２の側に押付けてクラッチが接続される。

フライホイール６２に、クラッチディスク５が接触することにより、エンジンシャフト９３の回転力がクラッチディスク５に伝達される。クラッチディスク５の回転力は、内部のクラッチハブ２１を介して、インプットシャフト９２に伝達される。このように、エンジンシャフト９３の回転力がインプットシャフト９２に伝達される。

本実施の形態では、支点としてのピボットリング６１がプレッシャプレート９０とダイヤフラムスプリング７０との接触点よりも内側に配置されている、いわゆるプッシュ式のクラッチについて説明しているが、この形態に限られるものではなく、支点としてのピボットリング６１がプレッシャプレート９０とダイヤフラムスプリング７０の接点よりも外側にある、いわゆるプル式のクラッチ装置に本発明を適用することも可能である。

さらに、クラッチレリーズシリンダ５２によりクラッチレリーズフォーク５１を駆動させる油圧式クラッチの例について示しているが、この形態に限られるものではなく、クラッチレリーズフォーク５１をケーブルにより引く、いわゆるケーブル式のクラッチ装置に本発明を適用することが可能である。また、本実施の形態では、乾式単板のクラッチ装置について説明したが、湿式多板のクラッチ装置に対しても、本発明を適用することが可能である。

図２に、本実施の形態におけるフライホイールとクラッチディスクとの部分の分解斜視図を示す。図２においては、ディスクスプリング３０および変速機側に配置されるクラッチライニング１８は、図示を省略している。フライホイール６２とクラッチディスク５とは、回転軸がほぼ同一になるように配置されている。フライホイール６２とクラッチディスク５とは、それぞれの回転軸がほぼ一直線上に配置されている。フライホイール６２は、平面視したときに円形に形成され、この円形の中心にエンジンシャフト９３が挿入される（図１参照）。

本実施の形態における第１のクラッチディスクとしてのクラッチディスク５は、動力入力部材としてのディスクプレート１，１１を含む。クラッチディスク５は、動力出力部材としてのクラッチハブ２１を含む。クラッチハブ２１は、伝達部材としての押圧部材３１を介して、ディスクプレート１の回転力が伝達されるように形成されている。

本実施の形態におけるディスクプレート１，１１は、円板状に形成されている。本実施の形態においては、ディスクプレート１，１１は、互いに同じ形状を有する。ディスクプレート１，１１は、互いに対向するように配置されている。ディスクプレート１，１１のそれぞれは、穴部１ａ，１１ａを有する。穴部１ａ，１１ａは、平面視したときに半径方向に伸びるように形成されている。穴部１ａ，１１ａは、平面形状が略長方形になるように形成されている。

ディスクプレート１，１１のそれぞれは、ハブ挿通穴９，１９を有する。ディスクプレート１，１１は、クラッチハブ２１を挟み込むように形成されている。ハブ挿通穴９，１９は、クラッチハブ２１のシャフト挿通部２９が挿入可能に形成されている。ハブ挿通穴９，１９は、ディスクプレート１が回転するときの回転軸上に形成されている。ハブ挿通穴９，１９は、平面形状が円形になるように形成されている。本実施の形態におけるハブ挿通穴９，１９は、内径がシャフト挿通部２９の外径よりも大きくなるように形成されている。本実施の形態におけるハブ挿通穴９，１９は、シャフト挿通部２９とハブ挿通穴９，１９との間にほぼ１ｍｍの隙間が生じるように形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスク５は、クラッチハブ２１を押圧するための押圧部材３１を備える。押圧部材３１は、ディスクプレート１，１１の穴部１ａ，１１ａに配置されている。押圧部材３１は、矢印１０１に示すように、ディスクプレート１の回転軸に向かって付勢されている。押圧部材３１は、クラッチハブ２１を押圧する向きに付勢されている。押圧部材３１は、ディスクプレート１の半径方向に延びるように配置されている。

押圧部材３１は、クラッチハブ２１に当接するための当接部３１ａを有する。本実施の形態における当接部３１ａは、球状に形成されている。押圧部材３１は、当接部３１ａをクラッチハブ２１に向かって付勢するための弾性部３１ｂを有する。本実施の形態における弾性部３１ｂは、コイルスプリングである。

押圧部材としては、この形態に限られず、クラッチハブを押圧するように形成されていれば構わない。たとえば、当接部は球状に限られず、円柱状に形成され、クラッチハブと接触する部分が半球状に形成されていても構わない。または、当接部は、ローラになるように形成されていても構わない。当接部は、当接部自体が回転可能に形成されていても構わない。

本実施の形態におけるディスクプレート１，１１は、案内壁部１ｂ，１１ｂを有する。案内壁部１ｂ，１１ｂは、穴部１ａ，１１ａの縁から外側に向かって立設するように形成されている。案内壁部１ｂは、壁状に形成されている。案内壁部１ｂ，１１ｂは、当接部３１ａの形状に沿って形成されている。案内壁部１ｂ，１１ｂは、当接部３１ａおよび弾性部３１ｂを支持するように形成されている。案内壁部１ｂ，１１ｂは、押圧部材３１を挟み込むように形成されている。案内壁部１ｂ，１１ｂは、ディスクプレート１の半径方向に延びるように形成されている。

案内壁部１ｂおよび案内壁部１１ｂとが互いに対向することにより、押圧部材３１の当接部３１ａの移動空間および弾性部３１ｂの配置空間が形成されている。弾性部３１ｂの一方端は当接部３１ａに固定され、他方端は穴部１ａ，１１ａの内面に当接している。案内壁部１ｂおよび案内壁部１１ｂは、それぞれの壁部同士の間を当接部３１ａが半径方向にスライド可能に支持できるように形成されている。

クラッチハブ２１は、板状に形成されている。クラッチハブ２１は、外周の端面に押圧部材３１が当接するように配置されている。本実施の形態におけるクラッチハブ２１は、端面が平面状に形成されている。クラッチハブ２１は、板状の部分から突出するように形成されたシャフト挿通部２９を有する。シャフト挿通部２９は、挿通穴を有する。この挿通穴は、インプットシャフト９２が挿通されるように形成されている（図１参照）。

クラッチライニング１７には、リベット穴１０が形成されている。リベット穴１０に、リベット１６が配置され、クラッチライニング１７、ディスクスプリング３０およびクラッチライニング１８が積層された状態で固定される（図１参照）。

図３に、本実施の形態におけるディスクプレートにクラッチハブを装着したときの概略平面図を示す。本実施の形態におけるクラッチハブ２１は、平面形状がほぼ正三角形になるように形成されている。クラッチハブ２１は、三角形の角部を有する。クラッチハブ２１は、角部が円弧状に形成されている。

図３は、クラッチハブ２１が中立位置に配置されている状態を示す。本実施の形態における中立状態とは、動力入力部材および動力出力部材の両方に負荷が加わっていないときの状態を示し、中立位置とは、中立状態のときの位置を示す。中立位置においては、クラッチハブ２１の三角形のそれぞれの辺と、押圧部材３１の延びる方向とがほぼ垂直になるように配置されている。押圧部材３１は、クラッチハブ２１の端面を押圧するように配置されている。矢印１０１に示すように、押圧部材３１がクラッチハブ２１を押圧することにより、クラッチハブ２１が中立位置に配置されている。

本実施の形態におけるクラッチディスク５は、クラッチハブ２１の平面形状の辺に対応する数の押圧部材３１が配置されている。本実施の形態におクラッチディスク５は、３個の押圧部材３１を有する。押圧部材３１は、クラッチディスク５の回転の周方向に沿って等間隔に配置されている。本実施の形態においては、クラッチディスク５の回転の周方向に沿って、約１２０°ごとに押圧部材３１が配置されている。押圧部材３１は、それぞれの延びる方向のなす角度が、ほぼ１２０°になるように形成されている。

押圧部材３１は、平面視したときに放射状に配置されている。押圧部材３１は、放射状にクラッチハブ２１を押圧するように形成されている。押圧部材３１は、ディスクプレート１が回転するときの回転中心に向かって、クラッチハブ２１を押圧するように配置されている。押圧部材３１は、クラッチディスクの回転軸に垂直な方向にクラッチハブ２１を押圧するように配置されている。

図４に、本実施の形態におけるクラッチディスクの拡大概略断面図を示す。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に関する矢視断面図である。押圧部材３１は、矢印１０１に示すように、インプットシャフト９２の回転軸に向かってクラッチハブ２１を押圧するように形成されている。押圧部材３１は、ディスクプレート１とディスクプレート１１とに挟み込まれている。クラッチハブ２１は、インプットシャフト９２と一体的に回転するように形成されている。

図３および図４を参照して、クラッチハブ２１は、ディスクプレート１，１１に対して相対的に動くように形成されている。ディスクプレート１，１１とクラッチハブ２１とは、ほぼ同一の回転軸を有する。クラッチハブ２１は、ディスクプレート１，１１に対して相対的に回転するように形成されている。

図３および図４を参照して、本実施の形態におけるクラッチディスク５は、押圧部材３１の付勢力により、ディスクプレート１に対してクラッチハブ２１が中立位置に戻ろうとする力が働くように形成されている。ディスクプレート１が、矢印１０３に示す向きに回動したときに、クラッチハブ２１が、相対的に捩れる位置になることが可能なように形成されている。

ディスクプレート１が回転しようとしたときに、押圧部材３１がクラッチハブ２１を押圧する力によりクラッチハブ２１が回転する。このときに、押圧部材３１がクラッチハブ２１を押圧する力に依存して捩り角度が定まる。ディスクプレート１に対するクラッチハブ２１からの反力の大きさにより捩り角度が定まる。

本実施の形態におけるクラッチディスク５は、ディスクプレート１に所定の回転力が加わったときに、クラッチハブ２１に対してディスクプレート１が無制限に相対的に回転するように形成されている。クラッチディスク５は、押圧部材３１がクラッチハブ２１の角部を乗り越える動力がディスクプレート１に入力されたときに、クラッチハブ２１に対してディスクプレート１が相対的に回転するように形成されている。

図５に、ディスクプレートに対してクラッチハブが捩れ角度θで捩れた状態になったときの出力トルクを説明する概略平面図を示す。図５は、クラッチハブに対して１個の押圧部材を配置したときの概略平面図である。

クラッチハブ２１の中立状態においては、クラッチハブ２１の平面形状の三角形の一辺と押圧部材３１の延びる方向とがほぼ垂直である。ディスクプレート１がフライホイール６２に接触すると、ディスクプレート１に回転力が付与される。ディスクプレート１が回ることにより、ディスクプレート１とクラッチハブ２１との間に捩れ角度θが生じる。ここで、捩れ角度θの場合について検討を行なう。本実施の形態における捩れ角度は、中立位置からの回転角度である。

弾性部３１ｂとしてのコイルスプリングの自由長をＸ₀とし、クラッチハブ２１の回転軸の位置（本実施の形態においては平面形状の重心位置）と平面形状の三角形の一辺との距離をａとし、中立位置においてクラッチハブ２１の回転軸の位置と弾性部３１ｂの端部との距離をＲとする。捩れ角度が０°（中立位置）のときの弾性部３１ｂの圧縮量ΔＸ₀は、以下の式で表わされる。

次に、捩れ角度θのときの、弾性部３１ｂの圧縮量ΔＸは、以下の式で表わされる。

ここで、弾性部３１ｂとしてのコイルスプリングのばね定数をｋとすると、弾性部３１ｂの押圧力Ｆは以下の式で表わされる。

押圧力Ｆは、矢印１０１に示す向きに印加される。ここで、クラッチハブ２１とディスクプレート１との間の摩擦を無視すると、回転方向に加わる押圧力の分力は、Ｆ×ｔａｎθになる。このときの作用半径は、（ａ／ｃｏｓθ）になる。したがって、捩れに起因する出力トルクＴは、以下の式で表わされる。

本実施の形態においては、捩れ角度θが６０°のときに、押圧部材３１の当接部３１ａがクラッチハブ２１の平面形状の角部に配置され、出力トルクＴが最大になる。この最大出力トルクＴ_maxは、以下の式で表わされる。

図６に、本実施の形態におけるディスクプレートに対するクラッチハブの捩れ角度と、クラッチハブから出力される出力トルクとの関係を説明するグラフを示す。図６は、捩れ特性を示すグラフである。横軸は、ディスクプレートに対するクラッチハブの相対的な捩れ角度であり、縦軸がクラッチハブから出力される出力トルクである。縦軸の出力トルクは、ディスクプレートに対するクラッチハブの反力に対応する。

捩れ角度が０°以上１２０°以下の領域に着目すると、中立位置である捩れ角度が０°の時に出力トルクが最小になり、捩れ角度が６０°のときに出力トルクが最大になる。動力入力部材に入力される入力トルクが、図６における最大出力トルクＴ_max以下である場合には、動力入力部材の回転力が動力出力部材に伝達される。最大出力トルクＴ_maxを超えている場合においては、クラッチハブ２１に対してディスクプレート１が相対的に回転する。すなわち、クラッチハブ２１に回転力の少なくとも一部が伝達されずに、クラッチハブ２１に対してディスクプレート１が空回りする。本実施の形態におけるクラッチディスクは、捩れ角度に応じて周期的な捩れ特性を有する。図６においては、捩れ角度の１周期が１２０°になっている。

ディスクプレート１に急激に大きな回転力が加わった時においても、ディスクプレート１が相対的に空回りをすることにより、クラッチハブ２１およびインプットシャフト９２には、少なくとも一部の回転力が伝わらないように形成されている。たとえば、フライホイール６２が高回転で回転している状態で、ディスクプレート１がフライホイール６２に急激に接触した場合において、クラッチハブ２１に対してディスクプレート１が空回りする。

このように、本実施の形態におけるクラッチディスクは、トルクリミッタ装置としての機能を有する。すなわち、所定のトルク以上の回転力が動力入力部材に入力されたときに、動力出力部材にトルクの少なくとも一部を伝えないようにすることができる。ディスクプレートに入力されるトルクが大きかったときや、クラッチハブの負荷が急激に変動したときに生じる衝撃を抑制して、滑らかに動力を伝達することができる。または、動力出力部材の負荷が急激に変動したときに、動力出力部材にトルクの少なくとも一部を伝えないようにすることができる。最大出力トルクの大きさは、クラッチハブの形状を変更したり、クラッチハブの大きさを変更したり、弾性部の弾性力を変更したりすることにより容易に調整することができる。

本実施の形態における動力伝達装置はクラッチディスクであり、動力出力部材としてのクラッチハブを介して変速機に接続されている。本実施の形態においては、変速機に入力される最大出力トルクの制限を定めることができ、変速機などの駆動系の部品の強度の余裕が大きくなる。

たとえば、エンジンの回転数が高いときに、誤操作で急にクラッチを接続した場合においては、エンジントルクの２倍以上のトルクが、変速機、プロペラシャフト、ディファレンシャルギヤおよびドライブシャフトなどの駆動系の部品に印加される場合がある。このような誤操作を想定して、駆動系の部品は、大きな入力トルクに耐えられるように強度の余裕を十分に大きくして製造しなければならなかった。しかしながら、本実施の形態におけるクラッチディスクを備えるクラッチ装置おいては、変速機に伝達される入力トルクの上限を定めることができ、これらの駆動系の部品の強度の余裕が大きくなる。この結果、駆動系の部品の小型化を図ることができる。

たとえば、駆動系の部品に印加されるトルクは、通常の運転時においてもエンジン等の動力源が発するトルクの１倍以上になる場合がある。このような場合を想定して、少なくとも駆動系の部品は約１割から約２割程度の強度の余裕を有することが好ましい。したがって、クラッチハブに伝達されるトルクが、エンジンが発するトルクのほぼ１．１倍以上ほぼ１．２倍以下に設定することにより、駆動系の部品の強度の余裕を大きくすることができる。

また、従来の技術においては、たとえば、変速機に過負荷が入力されて変速機が故障すると変速機自体を交換する必要があり、多大な修理となる。このため、変速機などの高価な装置よりも、安価な部品の強度を意図的に弱くして、安価な部品が優先的に破損するように形成していた。たとえば、ドライブシャフトなどの他の部品を変速機の強度よりも弱く形成する。過剰な負荷により装置が破損する場合には、変速機よりも先にこれらの部品が破損するように形成されていた。しかしながら、本発明のように入力トルクに制限がかかることにより、優先して破損する部品を想定する必要が無くなって設計が容易になる。

また、従来の技術の自動車においては、クラッチが急激に接続されることを抑制するために、クラッチディスクを移動させる油圧装置の内部において、油流路にオリフィスが配置される場合があった。オリフィスを流れるオイルの流量が制限されることにより、クラッチディスクの急な動きを回避することができ、ディスクプレートとフライホイールとが急激に接触することを回避することができる。

一方で、この油圧装置にオリフィスを配置する構造においては、外気の温度が低いときにオイルの粘性が上がってしまい、ディスクプレートの移動時間が極端に長くなってしまう場合が生じていた。しかしながら、本発明においては、クラッチが急激に接続されることを抑制するための装置が不要になる。また、外気の温度が低温でも安定した性能を発揮することができる。

図６を参照して、本実施の形態におけるクラッチディスクは、出力トルクの曲線が中立位置から連続的に変化する捩れ特性を有する。または、本実施の形態におけるクラッチディスクは、段差部を有さない無段階の捩れ特性を有する。クラッチハブの捩り角度がマイナス側の領域においても、プラス側と対称の捩れ特性を有する。

たとえば、ディスクプレートに対するクラッチハブの捩れ角度が、０°以上６０°以下の範囲に着目すると、捩れ角度が大きくなるに従って、弾性部としてのコイルスプリングが縮むことにより、押圧部材の押圧力が大きくなる。押圧部材の押圧力が大きくなることにより出力トルクが大きくなる。このときの出力トルクの変化は、段差部を有さずに連続的に変化する曲線状になる。

このため、クラッチハブに接続される変速機に対して、滑らかに動力を伝達することができる。出力トルクの変化の曲線の段差部に起因して、変速機から発する駆動ギヤの歯打ち音を効果的に抑制することができる。すなわち、変速機において、いわゆるガー音などの異音を効果的に抑制することができる。

また、本実施の形態におけるクラッチディスクの出力トルクの曲線は、中立位置の近傍においては傾きが小さく、最大出力トルクに近づくにつれて、徐々に傾きが大きくなっている。通常の操作においてクラッチディスクをフライホイールに接続する領域である中立位置近傍の領域においては、出力トルクの曲線の傾きが小さい。このため、徐々に動力を伝達させることができ、クラッチディスクとフライホイールとの接続を滑らかに行なうことができる。たとえば、クラッチペダルを比較的速く操作した場合においても、滑らかに変速機に動力を伝えることができる。

図７に、本実施の形態におけるクラッチ装置において、急激にフライホイールとディスクプレートとを接続したときの状態を説明する模式的なグラフを示す。横軸は時間であり、縦軸は駆動系の部品であるドライブシャフトに印加されるトルクである。図７に示すグラフは、クラッチハブに対してディスクプレートが回転しない動力が入力されたときの状態を示す。すなわち、入力トルクが最大出力トルクＴ_maxよりも小さい状態である。

図７に示すように、本発明におけるクラッチ装置は、従来の技術に基づくクラッチ装置と比較して、ドライブシャフトに印加されるトルクの振動が早く減衰する。従来のクラッチ装置においては、クラッチハブの捩れ角度に対する出力トルクのグラフが直線状であるため（図２４および図２５参照）に、振動が減衰する減衰力は、捩れ角度に対して比例関係にある。これに対して、本実施の形態におけるクラッチ装置は、捩れ角度が大きくなるほど、出力トルクの変化率が大きくなっている。このため、本実施の形態におけるクラッチ装置は、振動の減衰力に優れ、短時間に振動を小さくすることができる。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、捩れ角度の範囲を広角化することができる。本実施の形態においては、中立位置から±６０°の範囲内の捩れ角度を有する。捩れ角度の範囲を広角化することにより、たとえば、クラッチ装置に接続される変速機の内部で生じる駆動系の遊転ギヤの歯打ち音を効果的に低減することができる。すなわち、変速機において、いわゆるジャラ音などの異音を効果的に抑制することができる。

また、本実施の形態においては、動力入力部材と動力出力部材との相対的な捩れ角度に応じた押圧部材の押圧力によって、捩れ特性が変化するように形成されている。このため、容易に捩れ特性を調整することができる。たとえば、動力出力部材としてのクラッチハブの形状や大きさ、押圧部材の押圧力や押圧方法などを変更することにより、出力トルクの特性を調整することができる。本実施の形態においては、押圧部材によって押圧されるクラッチハブの平面形状がほぼ正三角形に形成されているが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。

図３および図４を参照して、本実施の形態においては、クラッチハブ２１とハブ挿通穴９，１９との間に隙間４８が形成されている。本実施の形態における隙間４８は、略１ｍｍである。本実施の形態においては、クラッチハブ２１の回転軸がディスクプレート１，１１の回転軸に対して、実質的に同一の回転軸の範囲内において、僅かにずれるように形成されている。ここで実質的に同一の回転軸の範囲内とは、動力を伝達することが可能な範囲内を示す。クラッチハブ２１は、ディスクプレート１，１１に対して、回転軸が僅かにずれた位置で回転可能に形成されている。すなわち、クラッチハブ２１は、ディスクプレート１，１１に対して回転の径方向に移動可能に形成されている。このように、本実施の形態におけるクラッチ装置は、クラッチハブ２１が半径方向に自由度を有する。

クラッチ装置においては、エンジンシャフト９３とインプットシャフト９２との間に僅かに芯ずれが生じる場合がある（図１参照）。たとえば、０．３ｍｍ程度の芯ずれが生じる場合がある。この芯ずれにより、クラッチハブの異常摩耗やギヤの歯打ち音が生じる場合がある。本実施の形態におけるクラッチ装置は、クラッチハブ２１が半径方向に自由度を有することにより、クラッチハブ２１の異常摩耗や変速機のギヤの歯打ち音を抑制することができる。

図８に、本実施の形態における第２のクラッチディスクのクラッチハブの部分の概略平面図を示す。図８は、ディスクプレートに対してクラッチハブが中立位置に配置されたときの概略平面図である。第２のクラッチディスクは、クラッチハブ２２を有する。クラッチハブ２２は、平面形状がほぼ正方形になるように形成されている。

ディスクプレートに固定された押圧部材３１は、中立位置においてクラッチハブ２２の平面形状のそれぞれの辺に対応するように配置されている。第２のクラッチディスクにおいては、４個の押圧部材３１が配置されている。押圧部材３１は、それぞれが回転の周方向に沿って等間隔に配置されている。それぞれの押圧部材３１は、延びる方向が互いに９０°の角度をなすように配置されている。

第２のクラッチディスクにおいては、第１のクラッチディスクに比べて、捩れ角度の範囲が小さくなる一方で、押圧部材の数を増やすことができる。この結果、クラッチハブ２２を押圧する押圧力を大きくすることができ、ディスクプレートに対して相対的にクラッチハブが回転するときの最大出力トルクＴ_maxを大きくすることができる。

図９に、本実施の形態における第３のクラッチディスクのクラッチハブの部分の概略平面図を示す。図９は、ディスクプレートに対してクラッチハブが中立位置に配置されたときの概略平面図である。第３のクラッチディスクは、クラッチハブ２３を有する。クラッチハブ２３は、平面形状が円形の一部分が切欠かれた形状を有する。この結果、クラッチハブ２３は、平面形状がほぼ三角形になるように形成されている。

ディスクプレートに配置されている押圧部材３１は、中立位置において、クラッチハブ２３のそれぞれの切欠かれた部分に対応するように配置されている。第３のクラッチディスクにおいては、３個の押圧部材３１が配置されている。押圧部材３１は、それぞれが回転の周方向に沿って等間隔に配置されている。押圧部材３１は、放射状に配置されている。押圧部材３１は、それぞれの延びる方向のなす角度が、ほぼ１２０°になるように形成されている。このように、クラッチハブの平面形状としては、円形の一部分を切欠いた形状を採用することができる。

図１０に、本実施の形態における第４のクラッチディスクのクラッチハブの部分の概略平面図を示す。図１０は、ディスクプレートに対してクラッチハブが中立位置に配置されたときの概略平面図である。第４のクラッチディスクは、クラッチハブ２４を有する。クラッチハブ２４は、平面形状がほぼ三角形になるように形成されている。クラッチハブ２４は、平面形状の三角形のそれぞれの辺が内側に向かって窪むように形成されている。クラッチハブ２４の端面は、内側に向かって湾曲するように形成されている。

押圧部材３１は、中立位置において、それぞれの湾曲する端面に対応するように配置されている。第４のクラッチにおいては、３個の押圧部材３１が配置されている。それぞれの押圧部材３１は、押圧部材３１の延びる方向のなす角度が、ほぼ１２０°になるように配置されている。

図１１に、本実施の形態における第４のクラッチ装置の捩れ角度と出力トルクとの関係を説明するグラフを示す。横軸が捩れ角度であり、縦軸が出力トルクである。破線がクラッチハブの平面形状が正三角形のクラッチディスクの特性を示し、実線がクラッチハブの平面形状の正三角形のそれぞれの辺を内側に湾曲させたクラッチディスクの特性を示す。

クラッチハブの平面形状のそれぞれの辺を内側に湾曲させた方が、中立位置（捩れ角度が０°）の近傍において、出力トルクの変化率が小さくなる。このように、平面形状が多角形のクラッチハブにおいて、それぞれの辺を内側に湾曲させることにより、捩れ角度が小さな領域においては出力トルクの変化率を小さく、捩れ角度が大きくなるに従って出力トルクの変化率を大きくすることができる。

本実施の形態における第４のクラッチディスクにおいては、平面形状の多角形の一辺が内側に湾曲するように形成されているが、この形態に限られず、外側に湾曲するように形成されていても構わない。

このように、クラッチハブの平面形状としては、多角形の形状の他に任意の形状を採用することができる。クラッチハブの平面形状を変更することにより、捩れ角度の範囲を変更したり、捩り特性を調整したりすることができる。また、平面形状の大きさを変更したり、角部の形状を変更したりすることにより、それぞれの捩り特性を調整すると共に、最大出力トルクＴ_maxを任意の大きさに調整することができる。

本実施の形態においては、動力入力部材としてのディスクプレートに押圧部材が配置され、押圧部材が動力出力部材としてのクラッチハブを押圧するように形成されているが、この形態に限られず、動力出力部材に押圧部材が配置され、押圧部材が動力入力部材を押圧するように形成されていても構わない。

本実施の形態においては、動力伝達装置として、自動車のクラッチ装置のクラッチディスクを例に取上げて説明したが、この形態に限られず、任意の動力伝達装置に本発明を適用することができる。たとえば、産業用の製造装置において、動力源としてのモータを変速機に伝達するための動力伝達装置に本発明を適用することができる。

（実施の形態２）
図１２を参照して、本発明に基づく実施の形態２における動力伝達装置について説明する。本実施の形態における動力伝達装置は、自動車に備えられているクラッチ装置のクラッチディスクである。本実施の形態におけるクラッチディスクは、実施の形態１における第１のクラッチディスクとクラッチハブの形状が異なる。

図１２は、本実施の形態におけるディスクプレートにクラッチハブを取付けたときの概略平面図である。本実施の形態におけるクラッチディスクは、動力入力部材としてのディスクプレート１を備える。ディスクプレート１の表面には、立設するようにスペーサ１５が配置されている。本実施の形態におけるスペーサ１５は、穴部１ａの側方に配置されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、動力出力部材としてのクラッチハブ２５を備える。クラッチハブ２５は、平面形状がほぼ正三角形になるように形成されている。クラッチハブ２５は、平面形状の三角形の頂点の部分に突出部２５ａを有する。

突出部２５ａは、クラッチハブ２５の平面形状の角部から突出するように形成されている。突出部２５ａは、クラッチハブ２５の外側に向かって延びるように形成されている。突出部２５ａは、ディスクプレート１に対してクラッチハブ２５が回動したときにスペーサ１５に接触するように形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、押圧部材３１がクラッチハブ２５の角部を乗り越えないように形成された回転防止部を備える。回転防止部は、スペーサ１５および突出部２５ａを含む。本実施の形態においては、クラッチハブ２５の突出部２５ａがスペーサ１５に当接することにより、ディスクプレート１に対してクラッチハブ２５が所定の回転角度よりも大きな角度で回動しないように形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、クラッチハブのストッパ機能を有し、クラッチハブに対してディスクプレートが所定の捩れ角度を有したときに捩れ運動を停止させることができる。クラッチハブに対してディスクプレートを無制限に回転させないことができる。本実施の形態におけるクラッチディスクは、大きな動力が動力入力部材に入力されたときに、すべての回転力を動力出力部材から出力することができる。また、本実施の形態においても、無段階の捩れ特性を有するクラッチディスクを提供することができる。

本実施の形態における回転防止部は、クラッチハブの突出部およびスペーサを含んでいるが、この形態に限られず、回転防止部については、クラッチハブに対してディスクプレートの回転を停止させる任意の形態を採用することができる。

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

（実施の形態３）
図１３および図１４を参照して、本発明に基づく実施の形態３における動力伝達装置について説明する。本実施の形態における動力伝達装置は、自動車に備えられるクラッチ装置のクラッチディスクである。本実施の形態におけるクラッチディスクは、クラッチハブを押圧する押圧部材の構成が実施の形態１と異なる。

図１３に、本実施の形態におけるクラッチディスクおよびフライホイールの部分の分解斜視図を示す。本実施の形態におけるクラッチディスク６は、ディスクプレート２を備える。ディスクプレート２は、フライホイール６２と接触する面と反対側の面に、凹部２ａを有する。本実施の形態におけるクラッチディスク６は、押圧部材３２を有する。本実施の形態においては、３個の押圧部材３２が配置されている。

押圧部材３２は、板状に形成されている。押圧部材３２は、板ばね（リーフスプリング）である。押圧部材３２は、平面視したときに、それぞれが内側に向かって凸になるように湾曲した形状を有する。押圧部材３２は、凹部２ａの側壁に沿うように配置されている。押圧部材３２は、クラッチハブ２１の平面形状のそれぞれの辺に対応するように形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、ディスクプレート１２を有する。ディスクプレート１２は、ディスクプレート２の凹部２ａに対応するように形成された凹部１２ａを有する。本実施の形態におけるディスクプレート１２は、ディスクプレート２と同じ形状を有する。押圧部材３２は、凹部２ａと凹部１２ａとで形成される空間の内部に配置されるように形成されている。

図１４に、本実施の形態におけるクラッチディスクにおいて、ディスクプレートにクラッチハブを配置したときの概略平面図を示す。図１４は、クラッチハブが中立位置に配置されているときの概略平面図である。本実施の形態におけるクラッチハブ２１は、平面形状がほぼ正三角形になるように形成されている。

本実施の形態における押圧部材３２は、クラッチハブ２１の平面形状の三角形のそれぞれの辺に対応する端面を、矢印１０１に示すように押圧するように形成されている。押圧部材３２は、ディスクプレート２が回転するときの回転中心に向かって、クラッチハブ２１を押圧するように形成されている。押圧部材３２は、ディスクプレート１の回転の周方向に沿って、略等間隔に配置されている。押圧部材３２は、放射状にクラッチハブ２１を押圧するように形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクにおいては、押圧部材の構成を容易にすることができる。本実施の形態においては、押圧部材が板ばねを含み、この板ばねが直接的にクラッチハブを押圧しているが、この形態に限られず、たとえば、押圧部材が当接部と板ばね部とを含み、当接部が板ばね部の先端に配置され、当接部がクラッチハブに接触していても構わない。

本実施の形態におけるクラッチディスクにおいても、押圧部材がクラッチハブの角部を乗り越える動力以下の回転力が動力入力部材に入力されたときは、この回転力が動力出力部材に伝達される。一方で、押圧部材が、クラッチハブの角部を乗り越える回転力がディスクプレートに入力されたときには、ディスクプレートがクラッチハブに対して相対的に回転することにより、トルクリミッタとしての機能を有する。また、無段階の捩れ特性を有するクラッチディスクを提供することができる。

ディスクプレートがクラッチハブに対して回転するときの捩れ特性の調整においては、クラッチハブの形状、クラッチハブの大きさ、押圧部材としての板ばねの形状、板ばねの弾性力などを調整することにより、任意の特性に設定することができる。

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１または２と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

（実施の形態４）
図１５を参照して、本発明に基づく実施の形態４における動力伝達装置について説明する。本実施の形態における動力伝達装置は、自動車に備えられるクラッチ装置のクラッチディスクである。本実施の形態におけるクラッチディスクは、クラッチハブおよび押圧部材の構成が実施の形態３と異なる。

図１５に、本実施の形態におけるクラッチディスクにおいて、ディスクプレートにクラッチハブを取付けたときの概略平面図を示す。本実施の形態におけるクラッチディスクは、クラッチハブ２６を有する。クラッチハブ２６は、平面形状がほぼ正三角形になるように形成されている。平面形状の三角形の角部は、ディスクプレート２の外縁に近接している。

本実施の形態におけるクラッチ装置は、押圧部材３３を有する。押圧部材３３は板ばねである。本実施の形態におけるクラッチディスクにおいては、クラッチハブ２６に対して、ディスクプレート２が無制限に回転しないように形成されている。本実施の形態におけるクラッチディスクにおいては、クラッチハブ２６が大きく形成されているため、クラッチハブ２６の角部を、押圧部材３３が乗り越えることはできないように形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、クラッチハブのストッパ機能を有し、所定の大きな動力が動力入力部材に入力されたときに、すべての回転力を動力出力部材から出力することができる。

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１から３と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

（実施の形態５）
図１６から図２２を参照して、本発明に基づく実施の形態５における動力伝達装置について説明する。本実施の形態における動力伝達装置は、自動車に備えられているクラッチ装置のクラッチディスクである。

図１６は、本実施の形態における第１のクラッチディスクおよびフライホイールの部分の分解斜視図である。本実施の形態における第１のクラッチディスクとしてのクラッチディスク７は、ディスクプレート３を備える。クラッチディスク７は、クラッチライニング、ディスクスプリングおよびクラッチライニングがこの順に積層された積層体４５を備える。積層体４５は、ディスクプレート３に固定されている。

ディスクプレート３は、凹部３ａを有する。凹部３ａは、ディスクプレート３のうち、フライホイール６２と接触する面と反対側の面に形成されている。凹部３ａは、平面形状が円環状に形成されている。ディスクプレート３は、案内壁部３ｃを有する。案内壁部３ｃは、凹部３ａの側壁である。

凹部３ａは、高低部３ｂを有する。高低部３ｂは、凹部３ａの底面である。高低部３ｂは、帯状に形成されている。高低部３ｂは、ディスクプレート３の周方向に沿って形成されている。高低部３ｂは、ディスクプレート３の表面のうち、クラッチハブ２７に対向する表面に形成されている。高低部３ｂは、高さが高い部分と高さが低い部分とが交互に形成されている。高低部３ｂは、高さが高い部分と低い部分とが連続的に形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、動力を伝達するための伝達部材として、転動部材４１を含む。本実施の形態における転動部材４１は、球状に形成されている。転動部材４１は、転がるように形成されている。転動部材４１は、凹部３ａに配置されている。転動部材４１は、高低部３ｂの表面に配置されている。凹部３ａは、転動部材４１が案内壁部３ｃ同士に挟まれる領域を移動するように形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、クラッチハブ２７を備える。クラッチハブ２７は、円板状に形成されている。クラッチハブ２７は、ディスクプレート３と対向する側の表面に凹部２７ａを有する。

本実施の形態におけるクラッチディスク７は、転動部材４１を押圧するための押圧部材３４を備える。押圧部材３４は、クラッチハブ２７の凹部２７ａに配置されている。押圧部材３４は、円環状に形成された当接部３４ａを有する。当接部３４ａは、高低部３ｂに対応する帯状に形成されている。当接部３４ａは、板状に形成されている。押圧部材３４は、弾性部３４ｂを含み、弾性部３４ｂは、弾性体を有する。弾性部３４ｂは、当接部３４ａをディスクプレート３に向かって付勢するように形成されている。クラッチハブ２７は、シャフト挿通部２８を有する。

図１７に、本実施の形態におけるクラッチディスクのディスクプレートに転動部材を配置したときの概略平面図を示す。図１７は、クラッチハブがディスクプレートに対して中立位置に配置されたときの概略平面図である。

図１７に示す状態においては、高低部３ｂのうち、高さの低い部分に転動部材４１が配置されている。本実施の形態において、高さの最も低い底部は、平面視したときにディスクプレート３の周方向に沿って、等間隔に形成されている。本実施の形態における底部は、ほぼ９０°毎に配置されている。本実施の形態においては、４箇所の底部が形成されている。高さの最も高い頂部は、ディスクプレート３の周方向に沿って底部同士のほぼ中央に配置されている。頂部は、平面視したときにディスクプレート３の周方向に沿って、等間隔に形成されている。本実施の形態における頂部は、ほぼ９０°毎に形成されている。

図１８（ａ）に、本実施の形態におけるクラッチハブを凹部が形成されている側から見たときの概略斜視図を示す。クラッチハブ２７の凹部２７ａは、平面視したときの形状が円形に形成されている。押圧部材３４の弾性部３４ｂは、クラッチハブ２７の凹部２７ａの底面と当接部３４ａの裏面に接合されている。弾性部３４ｂの付勢力により、当接部３４ａがディスクプレート３に向かって付勢されている。

当接部３４ａは、ディスクプレート３の高低部３ｂに向かう表面に高低部３４ｃが形成されている。当接部３４ａは、転動部材４１と接触する面の断面形状が高低を有するように形成されている。当接部３４ａの表面の高低部３４ｃは、ディスクプレート３の高低部３ｂとほぼ同じピッチになるように形成されている。

図１９に、本実施の形態におけるクラッチハブのシャフト挿通部とディスクプレートのハブ挿通穴の部分の拡大斜視図を示す。本実施の形態におけるクラッチハブは、シャフト挿通部２８の先端に、窪み部２８ａを有する。クラッチハブは、シャフト挿通部２８の先端が、ディスクプレート３の外側に露出する。クラッチハブは、矢印１０５に示すように、窪み部２８ａにリング４４が挿入され、ディスクプレート３から抜けないようにされる。

図２０に、本実施の形態におけるクラッチディスクを、高低部に沿って周方向に切断したときの概略断面図を示す。図２０に示す状態は、中立状態である。中立位置において、ディスクプレート３の高低部３ｂの低い部分と当接部３４ａの高低部３４ｃの低い部分とが互いに対向している。

ディスクプレート３の高低部３ｂは、山形と谷形とが連なるように形成されている。本実施の形態における高低部３ｂは、周方向に沿った断面形状において、それぞれの斜面が直線状に形成されている。高低部３ｂは、傾斜面が平面状に形成されている。

押圧部材３４は、矢印１０４に示すように、転動部材４１をディスクプレート３に向けて押圧している。押圧部材３４は、ディスクプレートとクラッチハブとが対向する方向（クラッチディスクの回転軸に平行な方向）に転動部材４１を押圧するように形成されている。転動部材４１は、押圧部材３４とディスクプレート３とに挟まれる。

ディスクプレート３が矢印１０３に示す向きに回転すると、転動部材４１が互いに対向する高低部３ｂ，３４ｃに挟まれて、回転力が押圧部材３４を介してクラッチハブ２７に伝達される。本実施の形態におけるクラッチディスクは、転動部材が高低部のうち高さの高い部分を乗り越える回転力以下の回転力が、ディスクプレートに入力されたときに、クラッチハブに対して回転力が伝達されるように形成されている。

一方で、転動部材が高低部のうち高さの高い部分を乗り越える回転力が、ディスクプレートに入力されたときに、ディスクプレートがクラッチハブに対して相対的に回転するように形成されている。本実施の形態におけるクラッチディスクにおいても、所定のトルクよりも大きな回転力の伝達を防止するトルクリミッタ機能を備える。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、無段階の連続的な曲線状の捩れ特性を得ることができる。また、本実施の形態におけるクラッチディスクにおいては、ディスクプレートとクラッチハブとの相対的な捩れ角度に応じた押圧部材の押圧力により、捩れ特性が変化するように形成されている。本実施の形態におけるクラッチディスクは、高低部の傾斜角度を変更したり、高低部の表面を曲面状にしたり、または、押圧部材の押圧力を変更したりすることにより、捩れ特性の調整を行なうことができる。

図１８（ｂ）に、本実施の形態における第２のクラッチディスクのクラッチハブの概略斜視図を示す。クラッチハブ４６は、円板状に形成されている。クラッチハブ４６は、ディスクプレートと対向する表面に凹部４６ａを有する。凹部４６ａは、クラッチハブ４６の外縁に沿って円環状に形成されている。凹部４６ａの内部には、高低部４６ｂが形成されている。高低部４６ｂは、凹部４６ａの底面である。転動部材は、凹部４６ａの内部に配置される。

第２のクラッチディスクにおいては、クラッチハブ４６自体が弾性を有する。クラッチハブ４６の円板状の部分は、転動部材を押圧するための押圧部材として形成されている。クラッチハブ４６がディスクプレートに一体化されたときに、クラッチハブ４６自体の弾性により転動部材をディスクプレートに向かって押圧するように形成されている。

本実施の形態においては、ディスクプレートおよびクラッチハブの押圧部材の両方に高低部が形成されている。この構成によりより確実に回転力を伝達することができる。高低部は、ディスクプレートおよび押圧部材のうち一方に形成され、他方に高低部に応じて動力を伝達する形状が形成されていても構わない。また、押圧部材としては、上記の形態に限られず、転動部材を押圧可能に形成されていれば構わない。

本実施の形態における高低部は、周方向に沿って９０°毎に頂部が形成され、周方向に沿って９０°毎に底部が形成されているが、たとえば、周方向に沿って１２０°毎に頂部および底部が形成されていても構わない。さらに、高低部は、これらの形態に限られず、任意の角度ごとに頂部および底部が形成されていても構わない。

本実施の形態においては、転動部材として球状体が配置されているが、この形態に限られず、転動部材は転がるように形成されていれば構わない。

図２１に、本実施の形態における他の転動部材の概略斜視図を示す。他の転動部材４２は、円柱状に形成されている。転動部材４２は、矢印１０２に示す向きが、ディスクプレートの回転中心となるように配置される。

図２２に、本実施の形態におけるさらに他の転動部材の概略斜視図を示す。さらに他の転動部材４３は、断面形状がテーパ状の柱状体に形成されている。転動部材４３は、円錐体の頂部を切断した形状を有する。転動部材４３は、矢印１０２に示す向きが、ディスクプレートの回転中心となるように配置される。転動部材４３は、断面形状の円の径が小さい端面が、ディスクプレートの回転中心に向かうように配置される。このように、転動部材として、断面形状がテーパ状の柱状体を採用することにより、より滑らかに転動部材を転がすことができる。

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１から４と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

（実施の形態６）
図２３を参照して、本発明に基づく実施の形態６における動力伝達装置について説明する。本実施の形態における動力伝達装置は、自動車に備えられるクラッチ装置のクラッチディスクである。

図２３に、本実施の形態におけるクラッチディスクとフライホイールの部分の分解斜視図を示す。本実施の形態におけるクラッチディスク８において、クラッチハブ２７は、ストッパピン２７ｂを有する。

ストッパピン２７ｂは、凹部２７ａの底面から立設するように形成されている。本実施の形態におけるストッパピン２７ｂは、クラッチハブ２７の周方向に沿って等間隔に配置されている。ストッパピン２７ｂは、周方向に沿って９０°毎に形成されている。本実施の形態においては、４個のストッパピン２７ｂが形成されている。

本実施の形態におけるディスクプレート３は、ストッパ溝３ｄを有する。ストッパ溝３ｄは、ディスクプレート３の表面に形成されている。ストッパ溝３ｄは、ストッパピン２７ｂが挿入可能に形成されている。ストッパ溝３ｄは、ディスクプレート３の表面のうち、凹部３ａよりも内側の領域に配置されている。ストッパ溝３ｄは、高低部３ｂのうち最も高さの高い頂部同士に挟まれる領域に対応するように形成されている。ストッパ溝３ｄは、長手方向を有し、長手方向が周方向に延びるように形成されている。本実施の形態におけるストッパ溝３ｄは、ディスクプレート３の周方向に沿って、等間隔に配置されている。ストッパ溝３ｄは、周方向に沿って９０°毎に形成されている。本実施の形態においては、４個のストッパ溝３ｄが形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、クラッチハブ２７に対して、ディスクプレート３が回らないように形成された回転防止部を備える。本実施の形態においては、回転防止部は、ディスクプレート３のストッパ溝３ｄおよびクラッチハブ２７のストッパピン２７ｂを有する。ストッパ溝３ｄにストッパピン２７ｂが挿入され、ストッパピン２７ｂがストッパ溝３ｄの端部に当接することによって、クラッチハブ２７に対してディスクプレート３の回動を停止するように形成されている。本実施の形態における回転防止部は、転動部材４１が、高低部の頂部を乗り越えないように形成されている。

本実施の形態におけるクラッチディスクは、クラッチハブのストッパ機能を有し、所定の大きな動力が動力入力部材に入力されたときに、すべての動力を動力出力部材から出力することができる。

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１から５と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

実施の形態１におけるクラッチ装置の概略部分断面図である。 実施の形態１における第１のクラッチディスクとフライホイールの部分の概略分解斜視図である。 実施の形態１における第１のクラッチディスクのディスクプレートにクラッチハブを配置したときの概略平面図である。 実施の形態１における第１のクラッチディスクのディスクプレートとクラッチハブの部分の拡大概略断面図である。 実施の形態１における第１のクラッチディスクの作用を説明する概略平面図である。 実施の形態１における捩れ角度と出力トルクとの関係を説明するグラフある。 急発進したときの従来の技術におけるクラッチ装置と本発明におけるクラッチ装置とのトルク波形を比較する模式的なグラフである。 実施の形態１における第２のクラッチディスクのクラッチハブの部分の拡大概略平面図である。 実施の形態１における第３のクラッチディスクのクラッチハブの部分の拡大概略平面図である。 実施の形態１における第４のクラッチディスクのクラッチハブの部分の拡大概略平面図である。 実施の形態１における第４のクラッチディスクの捩れ角度と出力トルクとの関係を説明するグラフである。 実施の形態２におけるクラッチディスクのディスクプレートにクラッチハブを配置したときの概略平面図である。 実施の形態３におけるクラッチディスクとフライホイールとの部分の概略分解斜視図である。 実施の形態３におけるクラッチディスクのディスクプレートにクラッチハブを配置したときの概略平面図である。 実施の形態４におけるクラッチディスクのディスクプレートにクラッチハブを配置したときの概略平面図である。 実施の形態５における第１のクラッチディスクとフライホイールとの部分の概略分解斜視図である。 実施の形態５における第１のクラッチディスクのディスクプレートに転動部材を配置したときの概略平面図である。 （ａ）は、実施の形態５における第１のクラッチディスクのクラッチハブの概略斜視図であり、（ｂ）は、実施の形態５における第２のクラッチディスクのクラッチハブの概略斜視図である。 実施の形態５におけるクラッチハブをクラッチディスクに対して一体化する部分の概略斜視図である。 実施の形態５における第１のクラッチディスクを周方向に沿った面で切断したときの概略断面図である。 実施の形態５における他の転動部材の概略斜視図である。 実施の形態５におけるさらに他の転動部材の概略斜視図である。 実施の形態６におけるクラッチディスクとフライホイールとの部分の概略分解斜視図である。 従来の技術に基づくクラッチディスクの捩れ角度と出力トルクとの関係を説明する第１のグラフである。 従来の技術に基づくクラッチディスクの捩れ角度と出力トルクとの関係を説明する第２のグラフである。

符号の説明

１〜３ ディスクプレート、１ａ 穴部、１ｂ 案内壁部、２ａ，３ａ 凹部、３ｂ 高低部、３ｃ 案内壁部、３ｄ ストッパ溝、５〜８ クラッチディスク、９ ハブ挿通穴、１０ リベット穴、１１，１２ ディスクプレート、１１ａ 穴部、１１ｂ 案内壁部、１２ａ 凹部、１５ スペーサ、１６ リベット、１７，１８ クラッチライニング、１９ ハブ挿通穴、２１〜２７ クラッチハブ、２５ａ 突出部、２７ａ 凹部、２７ｂ ストッパピン、２８，２９ シャフト挿通部、２８ａ 窪み部、３０ ディスクスプリング、３１〜３４ 押圧部材、３１ａ，３４ａ 当接部、３１ｂ，３４ｂ 弾性部、３４ｃ 高低部、４１〜４３ 転動部材、４４ リング、４５ 積層体、４６ クラッチハブ、４６ａ 凹部、４６ｂ 高低部、４８ 隙間、５１ クラッチレリーズフォーク、５２ クラッチレリーズシリンダ、５３ スプリング、６１ ピボットリング、６２ フライホイール、６３ クラッチカバー、７０ ダイヤフラムスプリング、８０ クラッチレリーズベアリング、９０ プレッシャプレート、９１ 支柱、９２ インプットシャフト、９３ エンジンシャフト、９４ ハウジング、１００〜１０５ 矢印。

Claims (15)

1. 回転力が入力されることにより回転するように形成されている動力入力部材と、
   回転力が出力可能に形成されている動力出力部材と、
   前記動力入力部材の回転力を前記動力出力部材に伝達するための伝達部材と
   を備え、
   前記動力入力部材および前記動力出力部材は、ほぼ同一の回転軸を有し、
   前記動力入力部材と前記動力出力部材との相対的な捩れ角度に対する、前記動力出力部材から出力されるトルクの大きさのグラフが連続的な曲線状に変化する捩れ特性を有する、動力伝達装置。
2. 前記伝達部材は、前記動力出力部材および前記動力入力部材のうち、一方を押圧するために他方に配置された押圧部材を含み、
   前記押圧部材は、前記他方の回転の周方向に沿って略等間隔に配置され、
   前記押圧部材は、前記一方を前記放射状に押圧するように付勢され、
   前記動力入力部材と前記動力出力部材との相対的な捩れ角度に応じた前記押圧部材の押圧力によって、前記トルクの大きさが変化するように形成されている、請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記一方は、平面視したときに角部を有するように形成され、
   前記押圧部材は、前記一方の平面形状の辺に対応する端面に接触するように配置され、
   前記押圧部材が前記角部を乗り越える動力が前記動力入力部材に入力されたときに、前記動力入力部材が前記動力出力部材に対して回転するように形成されている、請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記一方は、平面視したときに角部を有するように形成され、
   前記押圧部材は、前記一方の平面形状の辺に対応する端面に接触するように配置され、
   前記押圧部材が前記角部を乗り越えないように形成された回転防止部を備える、請求項２に記載の動力伝達装置。
5. 前記押圧部材は、前記一方に接触する当接部と、
   前記当接部を、前記一方に向かって付勢するための弾性部と
   を含む、請求項２から４のいずれかに記載の動力伝達装置。
6. 前記一方は、平面形状が多角形に形成され、
   前記押圧部材は、前記多角形の辺に対応する端面に接触している、請求項２から５のいずれかに記載の動力伝達装置。
7. 前記一方は、前記多角形のそれぞれの辺が内側に向かって窪むように形成されている、請求項６に記載の動力伝達装置。
8. 前記押圧部材は、コイルスプリングおよび板ばねのうち少なくとも一方を含む、請求項２から７のいずれかに記載の動力伝達装置。
9. 前記伝達部材は、前記動力出力部材および前記動力入力部材に挟まれるように配置され、転がるように形成された転動部材を含み、
   前記動力出力部材および前記動力入力部材のうち、一方は高さが高い部分と低い部分とが連続的に形成されている高低部を有し、
   前記高低部は、前記一方の表面のうち、他方に対向する表面に回転の周方向に沿って形成され、
   前記転動部材は、前記高低部に配置され、
   前記動力出力部材および前記動力入力部材のうち、前記他方は前記転動部材を前記高低部に向かって押圧するための押圧部材を含み、
   前記動力入力部材と前記動力出力部材との相対的な捩れ角度に応じた前記押圧部材の押圧力によって、前記トルクの大きさが変化するように形成されている、請求項１に記載の動力伝達装置。
10. 前記転動部材が前記高低部のうち前記高い部分を乗り越える動力が前記動力入力部材に入力されたときに、前記動力入力部材が前記動力出力部材に対して相対的に回転するように形成されている、請求項９に記載の動力伝達装置。
11. 前記転動部材が前記高低部のうち前記高い部分を乗り越えないように形成された回転防止部を備える、請求項９に記載の動力伝達装置。
12. 前記転動部材は、球体、円柱状体およびテーパ状の柱状体のうち、少なくとも一の形状を有する、請求項９から１１のいずれかに記載の動力伝達装置。
13. 前記動力出力部材は、実質的に同一の回転軸の範囲内で、前記動力入力部材に対して回転の径方向に移動可能に形成されている、請求項１から１２のいずれかに記載の動力伝達装置。
14. 回転力が入力されることにより回転するように形成されている動力入力部材と、
    回転力が出力可能に形成されている動力出力部材と、
    前記動力入力部材の回転力を前記動力出力部材に伝達するための伝達部材と
    を備え、
    前記動力入力部材および前記動力出力部材は、ほぼ同一の回転軸を有し、
    所定の大きさを超える動力が前記動力入力部材に入力されたときに、前記動力入力部材が前記動力出力部材に対して無制限に回転するように形成されている、動力伝達装置。
15. 前記動力入力部材と前記動力出力部材との相対的な捩れ角度に対する、前記動力出力部材から出力されるトルクの大きさが周期的に変化する捩れ特性を有する、請求項１４に記載の動力伝達装置。

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