JP2008038940A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達トルク容量を増大しかつ伝達トルク特性の調整が容易なクラッチ装置を提供する。
【解決手段】クラッチ装置１を、第１のクラッチプレート３０及びこれが加圧接触する第１のトルク伝達部材１０と、第１のクラッチプレート３０に対して回転軸方向に離間して配置され、外径が小さい第２のクラッチプレート４０と、第１のクラッチプレート３０と第２のクラッチプレート４０との間に配置され、第２のクラッチプレート４０が加圧接触する第２のトルク伝達部材２０と、第２のクラッチプレート４０に対して第１のクラッチプレート３０側と反対側に配置された押圧力発生部材７０と、押圧力発生部材７０が発生する押圧力によって第１のクラッチプレート３０を第１のトルク伝達部材１０に押圧しかつその少なくとも一部５３が第２のクラッチプレート４０の外径側に配置された押圧力伝達部材５０とを備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のクラッチディスクを備えるクラッチ装置に関するものである。

自動車等の車両において、手動変速機や手動変速機ベースの自動変速機を備えたものは、エンジンと変速機との間において動力を伝達し又は遮断するクラッチ装置を備えている。
クラッチ装置は、エンジンのクランクシャフトに固定されたドライブプレート（フライホイール）と、変速機のインプットシャフトにスプライン結合されたクラッチディスク（クラッチプレート）とを備え、これらをクラッチカバーに備えられたダイアフラムスプリング等で加圧接触させることによって動力の伝達を行う。

また、クラッチ装置は、エンジンの高出力化に対応し、最大伝達トルク容量を増大するため、回転軸方向に複数のクラッチディスクとプレッシャープレートを重ね合わせて配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
これらは、例えばクラッチディスクが２枚であればデュアルクラッチ又はツインクラッチ、３枚であればトリプルクラッチ等と通称されている。
しかし、上述した従来技術のように、複数のクラッチディスク及びプレッシャープレートを重ねた状態で一括して押圧する構成とした場合、微妙な伝達トルク容量の調整が困難であり、クラッチ開放状態からクラッチ締結状態へ移行する際の伝達トルクの変動が大きいという問題があった。

これに対し、クラッチ装置は、周方向に離間して同心円状に配置された２つのクラッチディスクを、それぞれ個別に設けられたオペレーティングシリンダ及びスプリングによって動作させるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかし、この場合、クラッチディスクを同心円状に配置していることから、一般的なシングルクラッチに対して伝達トルク容量の増大が困難であった。
特開昭５４−３９７５２号公報 特開平８−１８９５３４号公報

本発明の課題は、伝達トルク容量を増大しかつ伝達トルク特性の調整が容易なクラッチ装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、第１のクラッチディスクと、前記第１のクラッチディスクが加圧接触する第１のトルク伝達部材と、前記第１のクラッチディスクに対して回転軸方向に離間して配置され、前記第１のクラッチディスクよりも外径が小さい第２のクラッチディスクと、前記第１のクラッチディスクと前記第２のクラッチディスクとの間に配置され、前記第２のクラッチディスクが加圧接触する第２のトルク伝達部材と、前記第２のクラッチディスクに対して前記第１のクラッチディスク側とは反対側に配置された押圧力発生部材と、前記押圧力発生部材が発生する押圧力によって前記第１のクラッチディスクを前記第１のトルク伝達部材に押圧しかつその少なくとも一部が前記第２のクラッチディスクの外径側に配置された押圧力伝達部材とを備えるクラッチ装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のクラッチ装置において、前記押圧力伝達部材は、その少なくとも一部が、前記第２のトルク伝達部材に形成された開口又は溝部に挿入されることを特徴とするクラッチ装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のクラッチ装置において、前記押圧力発生部材は、前記第１のクラッチディスクを押圧する第１の領域と、前記第２のクラッチディスクを押圧する第２の領域とを一体に形成したダイアフラムスプリングであることを特徴とするクラッチ装置である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）外径の異なる第１のクラッチディスク及び第２のクラッチディスクを回転軸方向に配列し、外径が大きい第１のクラッチディスクを、第２のクラッチディスクの外径側から押圧力伝達部材で押圧することによって、シングルクラッチ等に対して摩擦面部の面積を大きくして伝達トルク容量を増大することができ、また、各クラッチディスクを一括して押圧する構成と異なり、各クラッチディスクへの押圧力を個別にチューニングできるから、伝達トルク特性の調整も容易となる。
（２）押圧力伝達部材の一部が第２のトルク伝達部材に形成された開口又は溝部を通されることによって、その取り回しが容易となり、クラッチ装置を簡素かつコンパクトにすることができる。
（３）第１のクラッチディスクを押圧する第１の領域、及び、第２のクラッチディスクを押圧する第２の領域を、一体に形成したダイアフラムスプリングを用いることによって、部品点数を低減し、クラッチ装置の構成を簡素化することができる。

本発明は、伝達トルク容量を増大しかつ伝達トルク特性の調整が容易なクラッチ装置を提供するという課題を、第１クラッチプレートを、その一部が第２クラッチプレートの外径側に通された押圧用突起を介して、ダイアフラムスプリングで押圧することによって解決した。

以下、本発明を適用したクラッチ装置の実施例について説明する。このクラッチ装置は、例えば、乗用車等の自動車に備えられ、エンジンと手動変速機との間で動力の伝達及び切断を行うものであって、２枚のクラッチプレートを備えたデュアルクラッチと称されるタイプのものである。
また、このクラッチ装置は、レリーズベアリングをエンジン側へ押し込むことによって切断を行うプッシュタイプのものである。
図１は、実施例のクラッチ装置を、回転軸を含む平面で切って見た断面図である。

クラッチ装置１は、ドライブプレート１０、中間板２０、第１クラッチプレート３０、第２クラッチプレート４０、第１プレッシャープレート５０、第２プレッシャープレート６０、ダイアフラムスプリング７０、クラッチカバー８０を備えている。

ドライブプレート（第１のトルク伝達部材）１０は、図示しないエンジンのクランクシャフト後端部に装着され、エンジン側からの回転トルクを第１クラッチプレート３０に伝達するものである。ドライブプレート１０は、エンジンのフライホイールとしても機能するものであり、例えばクロムモリブデン鋼等の金属を機械加工してほぼ円盤状に形成されている。
ドライブプレート１０は、摩擦面１１、係合孔１２が形成され、ベアリング１３を備えている。

摩擦面１１は、ドライブプレート１０が第１クラッチプレート３０と対向する面部を平面状に形成した部分であって、第１クラッチプレート３０が加圧接触され、ドライブプレート１０から第１クラッチプレート３０側へ回転トルクを伝達する面部である。
係合孔１２は、摩擦面の内径側であって、ドライブプレート１０のほぼ中心部に形成された開口であって、図示しない変速機のインプットシャフトの中心位置を決めるものである。
ベアリング１３は、係合孔１２の内径側に圧入された例えば単列深溝玉軸受等の転がり軸受であって、インプットシャフトのエンジン側の端部を回転可能に支持するものである。

中間板（第２のトルク伝達部材）２０は、第１クラッチプレート３０と第２クラッチプレート４０との間に配置されるリング状の部材であって、エンジン側からの回転トルクを第２クラッチプレート４０に伝達するものである。中間板２０は、ドライブプレート１０と同様に金属を機械加工して形成され、その外周縁部において、クラッチカバー８０等を介して、ドライブプレート１０に対して固定されている。

図２は、中間板２０を回転軸方向変速機側から見た図である。
中間板２０は、摩擦面２１、固定用タブ２２、開口２３を備えている。
摩擦面２１は、中間板２０が第２クラッチプレート４０と対向する面部を平面状に形成した部分であって、第２クラッチプレート４０が加圧接触され、中間板２０から第２クラッチプレート４０側へ回転トルクを伝達する面部である。
固定用タブ２２は、中間板２０の外周縁部から、外径側へ突き出して形成され、中間板２０をクラッチカバー８０に締結するボルトが挿入されるボルト孔２２ａが形成されている。固定用タブ２２は、中間板２０の周方向に離間して、ほぼ等間隔に例えば８個設けられている。
開口２３は、中間板２０を回転軸方向に貫通する矩形の貫通穴であって、第１プレッシャープレート５０の押圧用突起５３が挿入されるものである。開口２３は、摩擦面２１の外径側の領域に設けられ、中間板２０の周方向における位置が固定用タブ２２とほぼ一致する位置に、例えば８個形成されている。

第１クラッチプレート（クラッチディスク）３０、第２クラッチプレート（クラッチディスク）４０は、変速機のインプットシャフトに設けられた図示しないスプライン軸部に対して、回転軸方向には変位可能にスプライン係合された円盤状の部材であって、エンジン側から回転軸方向に間隔を隔てて順次配列され、その外径は、第１クラッチプレート３０のほうが第２クラッチプレート４０よりも大きく設定されている。
第１クラッチプレート３０は、ドライブプレート１０の摩擦面１１と、第１プレッシャープレート５０の摩擦面５１との間に挟持される。また、第２クラッチプレート４０は、中間板２０の摩擦面２１と、第２プレッシャープレート６０の摩擦面６１との間に挟持される。そして、第１クラッチプレート３０及び第２クラッチプレート４０は、これらの各摩擦面との摩擦によって、エンジン側からの回転トルクを変速機のインプットシャフトに伝達する。

第１クラッチプレート３０及び第２クラッチプレート４０は、それぞれ金属板によって形成された芯材の両面に、例えばオルガニック系やセラメタ系等のフェーシング材（摩擦材）を固定したものであって、その中央部には、インプットシャフトのスプライン軸部と係合するスプライン部３１，４１、及び、回転トルク変動を吸収するためのダンパ部３２，４２がそれぞれ設けられている。

第１プレッシャープレート５０は、第１クラッチプレート３０のドライブプレート１０側とは反対側の面部に対向して配置されたほぼ円盤状の部材であって、ドライブプレート１０に対して回転軸方向に変位可能に支持され、クラッチ装置１の接続時において、ドライブプレート１０と協働して第１クラッチプレート３０を挟持するとともに、切断時にはドライブプレート１０から離間する方向に変位して第１クラッチプレート３０を開放するものである。

第１プレシャープレート５０は、摩擦面５１、ガイド部５２、押圧用突起５３を備えている。
摩擦面５１は、第１プレッシャープレート５０が第１クラッチプレート３０と対向する面部を平面状に形成した部分であって、接続時に第１クラッチプレート３０を押圧する面部である。
ガイド部５２は、第１プレッシャープレート５０の外周縁部に設けられ、第１プレッシャープレート５０をドライブプレート１０に対して、回転軸方向に変位可能に支持する部分である。
押圧用突起５３は、第１プレッシャープレート５０の摩擦面５１とは反対側の面部から、変速機側へ突き出して形成され、その一部は中間板２０の開口２３に挿入されている。押圧用突起５３の先端部は、中間板２０から変速機側に突き出した状態で配置され、ダイアフラムスプリング７０の第１クラッチプレート押圧部７３と当接している。

第２プレッシャープレート６０は、第２クラッチプレート４０の中間板２０側とは反対側の面部に対向して配置されたほぼ円盤状の部材であって、中間板２０に対して回転軸方向に変位可能に支持され、クラッチ装置１の接続時において、中間板２０と協働して第２クラッチプレート４０を挟持するとともに、切断時には中間板２０から離間する方向に変位して第２クラッチプレート４０を開放するものである。

第２プレッシャープレート６０は、摩擦面６１、ガイド部６２、押圧用突起６３を備えている。
摩擦面６１は、第２プレッシャープレート６０が第２クラッチプレート４０と対向する面部を平面状に形成した部分であって、接続時に第２クラッチプレート４０を押圧する面部である。
ガイド部６２は、第２プレッシャープレート６０の外周縁部に設けられ、第２プレッシャープレート６０を中間板２０に対して、回転軸方向に変位可能に支持する部分である。
押圧用突起６３は、第２プレッシャープレート６０の摩擦面６１とは反対側の面部から、変速機側へ突き出して形成され、その先端部はダイアフラムスプリング７０の第２クラッチプレート押圧部７４と当接している。ここで、押圧用突起６３の位置は、上述した第１プレッシャープレート５０の押圧用突起５３に対して、回転軸に近い側（内径側）に配置されている。

ダイアフラムスプリング（押圧力発生部材）７０は、例えばバネ鋼等の弾性を有する板材によって形成され、クラッチ装置１の接続時に、その弾性力により各プレッシャープレートを介して各クラッチプレートを押圧するととともに、切断時においては、図示しないレリーズベアリングに中央部を押圧され変形することによって、上述した押圧力を解除するものである。

図３は、ダイアフラムスプリング７０を回転軸方向変速機側から見た図である。
ダイアフラムスプリング７０は、環状部７１、ベアリング係合部７２、第１クラッチプレート押圧部７３、第２クラッチプレート押圧部７４を一体に形成したものである。
環状部７１は、回転軸とほぼ同心に配置されたリング状の領域であって、支点７１ａ（図１参照）によって、ベアリング係合部７２、第１クラッチプレート押圧部７３、第２クラッチプレート押圧部７４が周方向に沿った軸回りに回転（揺動）することを妨げないように支持されている。

ベアリング係合部７２は、環状部７１の内周縁部から内径側へ突き出して形成されたダイアフラムスプリング７０のフィンガーであって、環状部７１の周方向に沿って、例えば１６本設けられている。このベアリング係合部７２は、クラッチの切断時に、図示しないクラッチペダルの操作と連動して、レリーズベアリングによってエンジン側へ押圧される部分である。

第１クラッチプレート押圧部７３及び第２クラッチプレート押圧部７４は、それぞれ環状部７１の外周縁部から外径側へ突き出して形成されたダイアフラムスプリング７０のフィンガーであって、それぞれ第１プレッシャープレート５０の押圧用突起５３、第２プレッシャープレート６０の押圧用突起６３の先端部をエンジン側へ押圧する部分である。
第１クラッチプレート押圧部７３及び第２クラッチプレート押圧部７４は、環状部７１の周方向に沿って交互に配列され、例えば８本ずつが設けられている。これらの第１クラッチプレート押圧部７３及び第２クラッチプレート押圧部７４は、環状部７１の周方向における位置が、ベアリング係合部７２とほぼ一致して配置されている。
また、第１クラッチプレート押圧部７３の長さ（環状部７１の外周縁部から外径側への突出量）は、上述した押圧用突起５３，６３の位置に対応して、第２クラッチプレート押圧部７４よりも長く形成されている。
ここで、第１クラッチプレート押圧部７３及び第２クラッチプレート押圧部７４の長さや周方向における幅等を含めた形状は、クラッチ装置１の操作時において、各クラッチプレートの伝達トルク変動特性が良好となるように適宜設定される。

クラッチ装置１の切断時においては、ベアリング係合部７２がエンジン側へ押し込まれることによって、第１クラッチプレート押圧部７３及び第２クラッチプレート押圧部７４は、それぞれ支点７１ａ付近を中心として、周方向に沿った軸回りに回転（揺動）し、その先端部が変速機側へ変位して、第１プレッシャープレート５０の押圧用突起５３、第２プレッシャープレート６０の押圧用突起６３への押圧力を解除する。これによって、第１クラッチプレート３０及び第２クラッチプレート４０は開放され、回転トルクは遮断される。

クラッチカバー８０は、クラッチ装置１の変速機側の領域をカバーするとともに、ダイアフラムスプリング７０を支持するリング状の部材であって、ドライブプレート１０及び中間板２０に対して固定されている。

以上説明した本実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１クラッチプレート３０及び第２クラッチプレート４０を回転軸方向に配列し、外径が大きい第１クラッチプレート３０を、第２クラッチプレート４０の外径側から第１プレッシャープレート５０の押圧用突起５３を介して押圧することによって、クラッチ装置１の外径を過度に大型化することなく摩擦面部の総面積を大きくして伝達トルク容量を増大することができ、また、このような構成とすることによって、各クラッチプレートへの押圧力を個別にチューニングできるから、伝達トルク特性の調整も容易となる。
すなわち、第１プレッシャープレート５０による第１クラッチプレート３０の押圧と、第２プレッシャープレート６０による第２クラッチプレート４０の押圧とを独立して制御できるから、例えば、クラッチ装置１を切断（開放）状態から接続（締結）状態へ移行させる際に、いずれか一方のクラッチプレートを先に連結させ、その後他方を連結するようにダイアフラムスプリング７０の押圧力（バネ力）及び押圧用突起５３，６３の長さを調整して、急激に伝達トルクが上昇することを防止し、伝達トルクの変化によるショックを緩和することができる。
（２）押圧用突起５３が中間板２０に形成された開口２３を通されることによって、クラッチ装置を簡素かつコンパクトにすることができる。
（３）第１クラッチプレート押圧部７３、及び、第２クラッチプレート押圧部７４を一体に形成したダイアフラムスプリング７０を用いることによって、部品点数を低減し、クラッチ装置１の構成を簡素化することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例は、例えば、２枚のクラッチディスクを備えたデュアルクラッチ（ツインクラッチ）であったが、本発明は、例えば３枚以上のクラッチディスクを備えたものであっても適用することができる。
（２）実施例は、各クラッチディスクを、一体に形成されたダイアフラムスプリングによって押圧しているが、これらをそれぞれ個別に設けられた押圧力発生部材によって押圧する構成としてもよい。
（３）実施例は、第２のトルク伝達部材である中間板に形成された開口に押圧力伝達部材の一部である押圧用突起を挿入する構成としたが、開口に代えて例えば溝部としても同様の効果を得ることができる。
（４）実施例のクラッチ装置は、プッシュタイプであるが、本発明はこれに限らず、プルタイプのクラッチ装置にも適用することができる。

本発明を適用したクラッチ装置の実施例における断面図である。 図１のクラッチ装置の中間板を回転軸方向から見た図である。 図１のクラッチ装置のスプリングを回転軸方向から見た図である。

符号の説明

１ クラッチ装置
１０ ドライブプレート
２０ 中間板
３０ 第１クラッチプレート
４０ 第２クラッチプレート
５０ 第１プレッシャープレート
６０ 第２プレッシャープレート
７０ ダイアフラムスプリング
８０ クラッチカバー

Claims (3)

1. 第１のクラッチディスクと、
   前記第１のクラッチディスクが加圧接触する第１のトルク伝達部材と、
   前記第１のクラッチディスクに対して回転軸方向に離間して配置され、前記第１のクラッチディスクよりも外径が小さい第２のクラッチディスクと、
   前記第１のクラッチディスクと前記第２のクラッチディスクとの間に配置され、前記第２のクラッチディスクが加圧接触する第２のトルク伝達部材と、
   前記第２のクラッチディスクに対して前記第１のクラッチディスク側とは反対側に配置された押圧力発生部材と、
   前記押圧力発生部材が発生する押圧力によって前記第１のクラッチディスクを前記第１のトルク伝達部材に押圧しかつその少なくとも一部が前記第２のクラッチディスクの外径側に配置された押圧力伝達部材と
   を備えるクラッチ装置。
2. 請求項１に記載のクラッチ装置において、
   前記押圧力伝達部材は、その少なくとも一部が、前記第２のトルク伝達部材に形成された開口又は溝部に挿入されること
   を特徴とするクラッチ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のクラッチ装置において、
   前記押圧力発生部材は、前記第１のクラッチディスクを押圧する第１の領域と、前記第２のクラッチディスクを押圧する第２の領域とを一体に形成したダイアフラムスプリングであること
   を特徴とするクラッチ装置。

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