JP2017110713A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】すべり時発生トルクを軽減することができるクラッチ装置を提供する。【解決手段】駆動源（Ｅ）の回転部材（５０）に対して摩擦締結することで駆動源（Ｅ）からの駆動力を伝達するクラッチ装置（１）において、回転部材（５０）に当接する摩擦締結部（１１）を具備し出力軸（６０）にスプライン係合するクラッチディスク（１０）と、クラッチディスク（１０）を回転部材（５０）に押圧する押圧部材（２１）を具備するクラッチカバー（２０）とを有し、クラッチディスク（１０）は、摩擦締結部（１１）が径方向に移動可能に構成されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンなどの駆動源からの駆動力を変速機に伝達するためのクラッチ装置に関する。

一般に、手動変速機（マニュアルトランスミッション）を搭載した車両では、駆動源（エンジン）と変速機との間に乾式の摩擦クラッチが設けられている。乾式の摩擦クラッチは、一般的にクラッチカバーとクラッチディスクとによって構成されている。そして、クラッチカバーは、入力シャフトの軸方向に沿って移動可能なプレッシャープレートと、このプレッシャープレートに軸方向に沿って荷重を加えるダイヤフラムスプリングとを含んでおり、フライホイールに固定されている。

フライホイールとプレッシャープレートとの間には、クラッチディスクが配置されている。クラッチディスクは、変速機に連結された入力シャフトの外周に設けられたスプラインに係合しており、シャフトの軸方向に沿って移動可動である。クラッチディスクの外周側には、摩擦材を配設したフェーシング部が配設される。

ダイヤフラムスプリングにてプレッシャープレートを押し付け、クラッチディスクでトルク伝達を行うクラッチを使用する構造の変速機において、使用条件に対するクラッチ必要容量を満足させる仕様のクラッチを設定すると、半クラッチ状態におけるすべり時に、トルク発生値が高くなる。そして、トルク発生値が高いと、各部品の強度を確保する必要があり、結果的にクラッチに連結される変速機のサイズが大きく・重くなるという問題があった。このため、変速機を小型化するために、すべり時発生トルクを軽減する必要があった。

特開２０１５−３０８１２１号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、すべり時発生トルクを軽減することができるクラッチ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかる、駆動源（Ｅ）の回転部材（５０）に対して摩擦締結することで駆動源（Ｅ）からの駆動力を伝達するクラッチ装置（１）は、回転部材（５０）に当接する摩擦締結部（１１）を具備し出力軸（６０）にスプライン係合するクラッチディスク（１０）と、クラッチディスク（１０）を回転部材（５０）に押圧する押圧部材（２１）を具備するクラッチカバー（２０）とを有し、クラッチディスク（１０）が、摩擦締結部（１１）が径方向に移動可能に構成されることを特徴とする。

このように、クラッチディスク（１０）の摩擦締結部（１１）が径方向に移動可能に構成されることで、摩擦締結部（１１）を内径方向に移動させれば、摩擦締結部（１１）の有効径を小さくすることができる。このため、すべり時発生トルクを低減することができ、クラッチ装置（１）に連結される変速機の大型化を抑制することができる。

また、上記クラッチ装置（１）において、クラッチディスク（１０）は、出力軸（６０）の回転数が高くなると、摩擦締結部（１１）の有効径が小さくなり、出力軸（６０）の回転数が低くなると、摩擦締結部（１１）の有効径が大きくなるように構成されることを特徴としてもよい。

このように、出力軸（６０）の回転数が高くなるにしたがって摩擦締結部（１１）の有効径が小さくなるように構成すると、出力軸（６０）が高速回転する場合には、摩擦締結部（１１）の有効径が小さくなることで、クラッチ伝達容量も小さくなる。一方、車両の発進操作時のように、出力軸（６０）が低速回転する場合には、摩擦締結部（１１）の有効径が大きくなり、クラッチ伝達容量が大きくなるため、必要なクラッチ伝達容量を確保することができる。

また、上記クラッチ装置（１）において、クラッチディスク（１０）は、摩擦締結部（１１）を径方向に移動可能に支持するディスク本体（１２）と、摩擦締結部（１１）と質量体（１３）を両端部に連結しディスク本体（１２）の面上で支持軸（１４ａ）を中心に揺動可能に支持される連結部材（１４）と、連結部材（１４）の支持軸（１４ａ）に巻き掛けられ質量体（１３）を所定方向に付勢する弾性部材（１５）と、を有し、出力軸（６０）の回転数が高くなると、質量体（１３）が遠心力により外径方向に移動し、連結部材（１４）が揺動して摩擦締結部（１１）を内径方向に移動させ、出力軸（６０）の回転数が低くなると、弾性部材（１５）の弾性力により、連結部材（１４）が揺動して摩擦締結部（１１）を外径方向に移動させることを特徴としてもよい。

このように、摩擦締結部（１１）と質量体（１３）とを両端部に連結する連結部材（１４）を、ディスク本体（１２）に対して揺動可能に支持すると、出力軸（６０）の回転数が高くなると、遠心力により質量体（１３）が外径方向に移動する。連結部材（１４）の一方端部の質量体（１３）が外径方向に移動すると、連結部材（１４）の他方端部の摩擦締結部（１１）は内径側に移動させられることになる。こうして、出力軸（６０）が高速回転をすると、摩擦締結部（１１）が内径方向に移動する。一方、出力軸（６０）の回転数が低くなると、質量体（１３）の遠心力が弱まり、弾性部材（１５）の弾性力が相対的に強くなる。すると、連結部材（１４）の他方端部の摩擦締結部（１１）は元の位置に戻ろうと外径側に移動させられることになる。こうして、出力軸（６０）が低速回転をすると、摩擦締結部（１１）が外径方向に復帰する。このような構成とすると、摩擦締結部（１１）が出力軸（６０）の回転数に応じて自然に移動するため、摩擦締結部（１１）の有効径を変化させるために特別な制御部材を付帯する必要がない。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかるクラッチ装置によれば、すべり時発生トルクを軽減することができる。

クラッチ装置の全体構成を示す概略図である。 クラッチ装置の低回転時の斜視図である。 クラッチ装置の低回転時の正面図である。 クラッチ装置の高回転時の正面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、クラッチ装置１の全体構造を説明する。図１は、クラッチ装置１の全体構成を示す概略図である。本実施形態のクラッチ装置１は、エンジン等の駆動源Ｅ側に配設されたフライホイール５０（回転部材）に対して摩擦締結するものである。クラッチ装置１は、駆動源Ｅのフライホイール５０に隣接して配置されたクラッチディスク１０と、クラッチディスク１０の周囲を覆うように配置されたクラッチカバー２０とを有する。次に各部材を詳述する。

クラッチディスク１０は、その回転中心にある出力軸６０に対してスプライン係合される。このため、クラッチディスク１０は、出力軸６０に対して軸方向に摺動可能且つ相対回転不能に構成される。この構成により、クラッチディスク１０は、フライホイール５０から伝達された駆動力を出力軸６０に伝達する。

図１に示すように、クラッチディスク１０は、摩擦材を両面に固着配設したフェーシングと呼ばれる摩擦締結部１１と、摩擦締結部１１を径方向に移動可能に支持するディスク本体１２とを有し、ディスク本体１２の変速機（不図示）側の面上に、質量体１３と、摩擦締結部１１及び質量体１３を連結する連結部材１４を有する。

また、クラッチカバー２０は、クラッチディスク１０をフライホイール５０に押圧するためのプレッシャープレート２１（押圧部材）を具備する。プレッシャープレート２１は、環状突起２１ａを有しており、この環状突起２１ａに圧接するようにダイヤフラムスプリング２２がクラッチカバー２０に取り付けられている。即ち、定常状態では、ダイヤフラムスプリング２２はその外周側近傍がプレッシャープレート２１の環状突起２１ａを押圧するように付勢されている。

ダイヤフラムスプリング２２よりも内径側には、不図示のクラッチハウジングと一体的に形成され出力軸６０の周囲に固定配設されたレリーズガイド３１と、レリーズガイド３１に対して摺動可能に取り付けられたレリーズベアリング３２とが配置される。レリーズベアリング３２は、レリーズベアリング３２を軸方向に移動させるレリーズフォーク３３の操作によって軸方向に移動する。レリーズフォーク３３は、最終的には、クラッチペダルＣＰと繋がっている。クラッチペダルＣＰによるレリーズフォーク３３の操作は、油圧式や機械式等の操作方法があるが、いずれの方法であってもよい。

この構成により、クラッチペダルＣＰの踏込み動作に連動してレリーズフォーク３３が回動し、レリーズベアリング３２を図１の右方向に移動させると、ダイヤフラムスプリング２２の内径側端部も右方向に移動することになる。すると、ダイヤフラムスプリング２２の環状突起２１ａに対する付勢力が解除されることとなり、プレッシャープレート２１が左方向に移動する。

この結果、プレッシャープレート２１の摩擦締結部１１に対する付勢力が解除され、クラッチが開放した状態となる。すると、駆動源Ｅのフライホイール５０から摩擦締結部１１を介した出力軸６０への駆動伝達が遮断されることになる。

なお、本実施形態では、レリーズベアリング３２がプレッシャープレート２１の端部を押すことによりクラッチの開放が行われるプッシュ式のクラッチを例示しているが、これに限るものではない。すなわち、レリーズベアリング３２がプレッシャープレート２１の端部を引くことによりクラッチの開放が行われるプル式のクラッチとしてもよい。

次に、本実施形態の特徴的な構成であるクラッチディスク１０の詳細構造を説明する。図２は、クラッチ装置１の低回転時の斜視図である。図３は、クラッチ装置１の低回転時の正面図である。なお、図１におけるクラッチディスク１０の断面は、図３におけるＡ−Ａ断面である。

図２及び図３に示すように、クラッチディスク１０は、摩擦締結部１１と、ディスク本体１２と、錘である質量体１３と、摩擦締結部１１と質量体１３を両端部に連結する連結部材１４と、連結部材１４を所定方向に付勢するコイルバネからなる弾性部材１５と、を有する。図２及び図３において、各部材の裏面は表面と同様の構成であるので、表面側のみを示して説明する。次に各部材について詳述する。

摩擦締結部１１は、プレッシャープレート２１とフライホイール５０とに挟まれる位置に摩擦材を表裏面に配設したものである。摩擦締結部１１は、それぞれ同一構成の６部材から構成され、ディスク本体１２に対して径方向に摺動可能に連結される。そして、３部材がディスク本体１２の表面側に周方向に１２０度ごとにずらして均等に配設され、残りの３部材がディスク本体１２の裏面側に周方向に１２０度ごとにずらして均等に配設される。複数の摩擦締結部１１は同一構成であるため、１つの摩擦締結部１１に対してのみ符号を付して説明する。なお、本実施形態では摩擦締結部１１の数を６つとしたが、部材点数は６つでなくともよい。

摩擦締結部１１は、ディスク本体１２に対して径方向に摺動可能に取り付くように、摺動板１６の外周側端部に固定されている。摺動板１６は、径方向と平行に第一ガイド１６ａ及び第二ガイド１６ｂの、２つの摺動孔が形成されている。

第一ガイド１６ａ側には表面から裏面まで貫通して部材を保持するリベットが複数配設され、外径側の第一リベット１７ａと、内径側の支持軸１４ａとから構成される。また、第二ガイド１６ｂ側には、外径側の第二リベット１７ｂと、内径側の第三リベット１７ｃとが配設される。なお、第三リベット１７ｃは支持軸１４ａの裏面側を支持する軸である。

また、摺動板１６には、連結部材１４において質量体１３が配設されている端部と反対側の端部に配設される移動軸１４ｂを貫通させるための貫通孔１６ｃが配設される。移動軸１４ｂは、支持軸１４ａを中心として同半径となるようにディスク本体１２に形成された回動ガイド１２ａにガイドされつつ移動する。

連結部材１４は、一方端部に質量体１３を付帯し、他方端部に移動軸１４ｂを付帯する。移動軸１４ｂは、回動ガイド１２ａにガイドされて、支持軸１４ａを中心として回動する。移動軸１４ｂは摺動板１６を介して摩擦締結部１１に連結されているので、連結部材１４が支持軸１４ａを中心に揺動することで、摩擦締結部１１を、摺動板１６の第一ガイド１６ａ、第二ガイド１６ｂに沿って、径方向に移動させることができる。このように、連結部材１４には、一方端部に質量体１３が配設され、他方端部に摺動板１６を介して摩擦締結部１１が配設される。このため、連結部材１４が支持軸１４ａを中心として揺動すると、質量体１３と摩擦締結部１１とが連動する。

弾性部材１５は、コイルバネで構成され、ディスク本体１２の表側において、支持軸１４ａに巻き掛けられる。そして、両端部を移動軸１４ｂと第一リベット１７ａとの間に固定する。このため、支持軸１４ａを中心に、移動軸１４ｂが第一リベット１７ａに対して近づく方向に付勢されることになる。移動軸１４ｂが第一リベット１７ａに対して近づくと、連結部材１４の移動軸１４ｂの反対側端部には質量体１３があるので、質量体１３が第一リベット１７ａから遠ざかる方向に付勢されることになる。そして、質量体１３は第一リベット１７ａよりも内径側にあるので、弾性部材１５があることにより、質量体１３は、支持軸１４ａを中心に、内径側に移動するように常に付勢されている。

以上の構成により、クラッチディスク１０の動作時において、摩擦締結部１１の有効径が変化することを図３及び図４を用いて説明する。図３は、前述のように、クラッチ装置１の低回転時の正面図である。図４は、クラッチ装置１の高回転時の正面図である。

出力軸６０の回転数が低いときには、図３に示すように、摩擦締結部１１が外径方向に移動した状態となる。図３では、支持軸１４ａが第一ガイド１６ａの図中下端部に当接し、第三リベット１７ｃが第二ガイド１６ｂの図中下端部に当接した状態である。この場合、摩擦締結部１１の有効径は最大有効径Ｒｂとなる。

出力軸６０の低回転時の具体的な動作を説明する。まず、弾性部材１５の弾性力により、連結部材１４が、支持軸１４ａを中心に図中時計回りに付勢され、連結部材１４の移動軸１４ｂが外径方向に移動する。すると、移動軸１４ｂと当接している摺動板１６の貫通孔１６ｃも外径方向に移動する。このとき、貫通孔１６ｃが形成される摺動板１６の外周端部に固定されている摩擦締結部１１が、外径方向に移動する。

出力軸６０の回転数が高いときには、図４に示すように、摩擦締結部１１が内径方向に移動した状態となる。図４では、移動軸１４ｂが第一ガイド１６ａの図中上端部に当接し、第二リベット１７ｂが第二ガイド１６ｂの図中上端部に当接した状態である。この場合、摩擦締結部１１の有効径は最小有効径Ｒｓとなる。

出力軸６０の高回転時の具体的な動作を説明する。まず、質量体１３に作用する遠心力により、弾性部材１５の弾性力に抗して、連結部材１４が、支持軸１４ａを中心に矢印で示す図中反時計回りに揺動する。すると、連結部材１４の移動軸１４ｂが内径方向に移動し、移動軸１４ｂと当接している摺動板１６の貫通孔１６ｃも内径方向に移動する。このとき、貫通孔１６ｃが形成される摺動板１６の外周端部に固定されている摩擦締結部１１が、内径方向に移動する。

以上のように、本実施形態のクラッチ装置１では、クラッチディスク１０の摩擦締結部１１が径方向に移動可能に構成されることで、摩擦締結部１１を内径方向に移動させれば、摩擦締結部１１の有効径を小さくすることができる。このため、すべり時発生トルクを低減することができ、クラッチ装置１に連結される変速機の大型化を抑制することができる。

また、上記クラッチ装置１において、出力軸６０の回転数が高くなるにしたがって摩擦締結部１１の有効径が小さくなるように構成すると、出力軸６０が高速回転する場合には、摩擦締結部１１の有効径が小さくなることで、クラッチ伝達容量も小さくなる。一方、車両の発進操作時のように、出力軸６０が低速回転する場合には、摩擦締結部１１の有効径が大きくなり、クラッチ伝達容量が大きくなるため、必要なクラッチ伝達容量を確保することができる。

また、上記クラッチ装置１において、摩擦締結部１１と質量体１３とを両端部に連結する連結部材１４をディスク本体１２に対して揺動可能に支持する。これにより、出力軸６０の回転数が高くなると、遠心力により質量体１３が外径方向に移動する。連結部材１４の一方端部の質量体１３が外径方向に移動すると、連結部材１４の他方端部の摩擦締結部１１は内径側に移動させられることになる。こうして、出力軸６０が高速回転をすると、摩擦締結部１１が内径方向に移動する。

一方、出力軸６０の回転数が低くなると、質量体１３の遠心力が弱まり、弾性部材１５の弾性力が相対的に強くなる。すると、連結部材１４の他方端部の摩擦締結部１１は元の位置に戻ろうと外径側に移動させられることになる。こうして、出力軸６０が低速回転をすると、摩擦締結部１１が外径方向に復帰する。

このような構成とすると、摩擦締結部１１が出力軸６０の回転数に応じて自然に移動するため、摩擦締結部１１の有効径を変化させるために特別な制御部材を付帯する必要がない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１…クラッチ装置
１０…クラッチディスク
１１…摩擦締結部
１２…ディスク本体
１２ａ…回動ガイド
１３…質量体
１４…連結部材
１４ａ…支持軸
１４ｂ…移動軸
１５…弾性部材
１６…摺動板
１６ａ…第一ガイド
１６ｂ…第二ガイド
１６ｃ…貫通孔
１７ａ…第一リベット
１７ｂ…第二リベット
１７ｃ…第三リベット
２０…クラッチカバー
２１…プレッシャープレート
２２…ダイヤフラムスプリング
３１…レリーズガイド
３２…レリーズベアリング
３３…レリーズフォーク
５０…フライホイール
６０…出力軸
ＣＰ…クラッチペダル
Ｅ…駆動源

Claims (3)

1. 駆動源の回転部材に対して摩擦締結することで前記駆動源からの駆動力を伝達するクラッチ装置において、
   前記回転部材に当接する摩擦締結部を具備し出力軸にスプライン係合するクラッチディスクと、
   前記クラッチディスクを前記回転部材に押圧する押圧部材を具備するクラッチカバーとを有し、
   前記クラッチディスクは、前記摩擦締結部が径方向に移動可能に構成される
   ことを特徴とするクラッチ装置。
2. 前記クラッチディスクは、前記出力軸の回転数が高くなると、前記摩擦締結部の有効径が小さくなり、前記出力軸の回転数が低くなると、前記摩擦締結部の有効径が大きくなるように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記クラッチディスクは、
   前記摩擦締結部を径方向に移動可能に支持するディスク本体と、
   前記摩擦締結部と質量体を両端部に連結し前記ディスク本体の面上で支持軸を中心に揺動可能に支持される連結部材と、
   前記連結部材の前記支持軸に巻き掛けられ前記質量体を所定方向に付勢する弾性部材と、
   を有し、
   前記出力軸の回転数が高くなると、前記質量体が遠心力により外径方向に移動し、前記連結部材が揺動して前記摩擦締結部を内径方向に移動させ、
   前記出力軸の回転数が低くなると、前記弾性部材の弾性力により、前記連結部材が揺動して前記摩擦締結部を外径方向に移動させる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクラッチ装置。

Images