JP2018179303A - クラッチ摩擦板およびクラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】張付きトルクを低減してインギア、ギアチェンジおよびニュートラル出しをそれぞれ円滑に行うことができるクラッチ摩擦板およびクラッチ装置を提供する。
【解決手段】クラッチ装置１００は、クラッチ摩擦板１０１を備えている。クラッチ摩擦板１０１は、平板環状に形成された芯金１０２の表面に複数の小片状の摩擦材１０３が油溝１０５を介して放射状に貼り付けられている。摩擦材１０３は、芯金１０２の外縁部に面する外側辺１０４ａと芯金１０２の内縁部に面して外側辺１０４ａに平行に延びる内側辺１０４ｂとを有して長方形状に形成されている。この摩擦材１０３は、クラッチ摩擦板１０１の回転中心である芯金１０２の中心Ｏ_１と摩擦材１０３の中心Ｏ_２とを結ぶ直線ＯＬに直交する直交直線ＣＬに対して外側辺１０４ａおよび内側辺１０４ｂが傾斜角θで傾いた向きで芯金１０２上に貼り付けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、原動軸の回転駆動力を従動軸に伝達および遮断するクラッチ装置におけるクラッチ摩擦板および同クラッチ摩擦板を備えたクラッチ装置に関する。

一般に、四輪自動車や二輪自動車などの車両においては、エンジンなどの原動機の駆動力を車輪などの被動体に伝達または遮断するために多板クラッチ装置が用いられている。多板クラッチ装置は、原動機の駆動により回転する複数の平板環状のクラッチ摩擦板に同じく複数の平板環状のクラッチプレートを押し当てまたは離隔させることにより原動機の駆動力を被動体に伝達または遮断する。例えば、下記特許文献１には、複数の方形状の各摩擦材が油溝を構成する隙間を介して円環状に貼り付けられたクラッチ摩擦板を備えた二輪車用の多板式クラッチ装置が開示されている。

特開２００７−２８５４４６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された多板式クラッチ装置においては、クラッチ摩擦板とクラッチプレートとの間に介在するクラッチオイルによってクラッチ摩擦板とクラッチプレートとが互いに相対回転する直前から完全に相対回転するまでの間における両者間に生じる張付きトルクが大きくインギア、ギアチェンジおよびニュートラル出しが円滑に行なわれ難いという問題があった。

ここで、インギアとは、自走式二輪車において、原動機からの駆動力を従動軸に伝達しないクラッチオフの状態で変速段をニュートラル状態から１速または２速の変速段に変更することをいう。また、ギアチェンジとは、自走式二輪車の走行時にクラッチをオフにして現状の変速段を解消して他の変速段に変更することをいう。また、ニュートラル出しとは、自走式二輪車が停止した後にクラッチをオフにして現状の変速段を解消してニュートラル状態に変更することをいう。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、張付きトルクを低減してインギア、ギアチェンジおよびニュートラル出しをそれぞれ円滑に行うことができるクラッチ摩擦板およびクラッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、平板環状に形成した芯金の表面に周方向に沿って複数の摩擦材を隙間を介して配置したクラッチ摩擦板において、摩擦材は、芯金の外縁部に面して同外縁部に沿って延びる外側辺と、芯金の内縁部に面して同内縁部に沿って外側辺に平行に延びる内側辺とを有し、外側辺および内側辺は、摩擦材の中心と芯金の中心とを通る直線に直交する直交直線に対して傾斜していることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、クラッチ摩擦板は、摩擦材における芯金の外縁部に面して同外縁部に沿って延びる外側辺および芯金の内縁部に面して同内縁部に沿って外側辺に平行に延びる内側辺が、摩擦材の中心と芯金の中心とを通る直線に直交する直交直線に対して傾斜している。これにより、本発明に係るクラッチ摩擦板は、本発明者らによる実験によれば、従来のクラッチ摩擦板に比べて張付きトルクを低減してインギア、ギアチェンジおよびニュートラル出しをそれぞれ円滑に行うことができる。なお、このような張付きトルクが低減できる効果は、同時に引き摺りトルクも低減できることを意味している。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ摩擦板において、外側辺および内側辺は、直交直線に対して３°以上かつ４５°以下であることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ摩擦板は、外側辺および内側辺が直交直線に対して３°以上かつ４５°以下の傾斜角で傾斜しているため、本発明者らの実験によれば、従来のクラッチ摩擦板に比べて張付きトルクを効果的に低減してインギア、ギアチェンジおよびニュートラル出しをそれぞれ円滑に行うことができる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ摩擦板において、外側辺および内側辺は、直線状に延びて形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ摩擦板は、外側辺および内側辺が直線状に延びて形成されているため、芯金上に貼り付ける摩擦材の歩留まりを向上させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ摩擦板において、摩擦材は、芯金の表裏面に互いに同じ向きで設けられていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ摩擦板は、摩擦材を芯金の表裏面に互いに同じ向きで設けることで、本発明者らの実験によれば、摩擦材を芯金の表裏面で逆向きに設けた場合に比べて張付きトルクをより低減することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ摩擦板において、摩擦材は、外側辺の両端部と内側辺の両端部との間に延びる各側辺が直線状に延びて形成されている。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ摩擦板は、摩擦材が外側辺の両端部と内側辺の両端部との間に延びる各側辺が直線状に延びて形成されているため、芯金上に貼り付ける摩擦材の歩留まりを向上させることができる。また、クラッチ摩擦材は、摩擦材を方形状に形成することにより、本発明者らの実験によれば、インギア時の張付きトルクを効果的に低減してインギアを円滑に行うことができる。

また、本発明は、クラッチ摩擦板の発明として実施できるばかりでなく、このクラッチ摩擦板を用いたクラッチ装置の発明としても実施できるものである。

具体的には、原動軸の回転駆動力を従動軸に伝達および遮断するクラッチ装置において、請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載したクラッチ摩擦板と、クラッチ摩擦板に対して相対的に押し付けられまたは離隔されて回転駆動力を伝達または遮断する平板環状のクラッチプレートとを備えるようにするとよい。これによれば、クラッチ装置は、上記クラッチ摩擦板と同様の作用効果を期待することができる。

本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の全体構成を示す断面図である。 図１に示すクラッチ装置を構成するクラッチ摩擦板の外観の概略を示す平面図である。 図２に示すクラッチ摩擦板において芯金の表裏面に摩擦材が互いに逆相で貼り付けられていることを示すための説明図である。 従来のクラッチ摩擦板の外観の概略を示す平面図である。 図４に示す従来のクラッチ摩擦板における芯金上に摩擦材を貼る工程を模式的に示した説明図である。 図２に示すクラッチ摩擦板における芯金上に摩擦材を貼る工程を模式的に示した説明図である。 図２に示すクラッチ摩擦板における芯金上に摩擦材を貼る別の手法の工程を模式的に示した説明図である。 本発明に係るクラッチ摩擦板の張付きトルクの低減効果を明らかにするために、自走式二輪車の運転時における３つのシチュエーションにおいて図４に示す従来のクラッチ摩擦板、図２に示すクラッチ摩擦板および図９〜図１１にそれぞれ示すクラッチ摩擦板の各張付きトルクを示した図である。 本発明の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観の概略を示す平面図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観の概略を示す平面図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観の概略を示す平面図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観の概略を示す平面図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観の概略を示す平面図である。 本発明の他の変形例に係るクラッチ摩擦板の外観の概略を示す平面図である。 クラッチ摩擦板における芯金の表裏面に摩擦材を同相で貼り付けた際のトルクの低減効果を明らかにするために、自走式二輪車の運転時における３つのシチュエーションにおいて芯金の表裏面に摩擦材を同相で貼り付けたクラッチ摩擦板および芯金の表裏面に摩擦材を逆相で貼り付けたクラッチ摩擦板の各張付きトルクを示した図である。

以下、本発明に係るクラッチ摩擦板およびクラッチ装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るクラッチ摩擦板１０１を備えたクラッチ装置１００の全体構成を示す断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。このクラッチ装置１００は、自走式二輪車（オートバイ）における原動機であるエンジン（図示せず）の駆動力を被動体である車輪（図示せず）に伝達または遮断するための機械装置であり、同エンジンと変速機（トランスミッション）（図示せず）との間に配置されるものである。

（クラッチ装置１００の構成）
クラッチ装置１００は、クラッチ摩擦板１０１を備えている。クラッチ摩擦板１０１は、図２に示すように、後述するクラッチプレート１１３に押し当てられる平板環状の部品であり、主として、平板環状の芯金１０２上に摩擦材１０３および油溝１０５をそれぞれ備えて構成されている。芯金１０２は、クラッチ摩擦板１０１の基部となる部材であり、アルミニウム材からなる薄板材を略環状に打ち抜いて成形されている。この芯金１０２の外周部には、後述するハウジング１１０の内周部にスプライン嵌合するスプライン歯１０２ａが放射状に張り出して形成されている。また、芯金１０２の表面には、複数の小片状の摩擦材１０３が油溝１０５を介して放射状に設けられている。

各摩擦材１０３は、前記クラッチプレート１１３に対する摩擦力を向上させる部品であり、紙材を長方形状に形成して構成されている。より具体的には、各摩擦材１０３は、芯金１０２の外縁部に対向して同外縁部分に沿って延びる外側辺１０４ａと芯金１０２の内縁部に対向して同内縁部分に沿って前記外側辺１０４ａに平行に延びる内側辺１０４ｂとの各両端部がそれぞれ直線状に延びる２つの側辺１０４ｃ，１０４ｄで繋がった長方形状に形成されている。この場合、外側辺１０４ａおよび内側辺１０４ｂは、互いに同じ長さに形成されるとともに、側辺１０４ｃ，１０４ｄよりも短い長さに形成されている。

これらの各摩擦材１０３は、芯金１０２の円環状の部分に周方向に沿って所定の間隔介して等間隔に図示しない接着剤で貼り付けられている。この場合、各摩擦材１０３は、クラッチ摩擦板１０１の回転中心である芯金１０２の中心Ｏ_１と摩擦材１０３の中心Ｏ_２とを結ぶ仮想の直線ＯＬに直交する仮想の直交直線ＣＬに対して外側辺１０４ａおよび内側辺１０４ｂが傾斜角θで傾いた向きで芯金１０２上に貼り付けられている。

また、摩擦材１０３は、図３に示すように、クラッチ摩擦板１０１のうちの両面でクラッチプレート１１３に対向するクラッチ摩擦板１０１における芯金１０２の表裏面に互いに同じ位置に逆の向きである逆相で貼り付けられている。なお、図３においては、芯金１０２の表裏面にそれぞれ貼り付けられる各１つずつの摩擦材１０３のみを示すとともに、裏面に貼り付けられる逆相の摩擦材１０３を破線で示している。

ここで、摩擦材１０３の中心Ｏ_２は、摩擦材１０３の形状の中心または重心である。この場合、摩擦材１０３の形状の中心とは、例えば、摩擦材１０３の２つの対角線の交点、互いに対向する２つの長辺の各中点を結ぶ直線と互いに対向する２つの短辺の各中点を結ぶ直線の交点などが考えられる。また、摩擦材１０３の傾斜角θは、前記直交直線ＣＬに対して３°以上かつ４５°以下が好ましく、より好ましくは７°以上かつ４５°以下である。なお、本実施形態においては、摩擦材１０３の傾斜角θは、３０°である。

油溝１０５は、各摩擦材１０３間で後述するクラッチオイルを芯金１０２の径方向に流通させるための部分であり、芯金１０２の周方向において互いに隣接し合う摩擦材１０３間の隙間によって構成されている。この油溝１０５の幅は、クラッチ装置１００の仕様に応じて適宜決定されるが、摩擦材１０３の周方向の長さである幅よりも短く設定される。また、油溝１０５は、芯金１０２の内周側の幅よりも外周側の幅を広く形成するとよい。

なお、摩擦材１０３は、クラッチ摩擦板１０１とクラッチプレート１１３との摩擦力を向上させることができる素材で構成されていれば、紙材以外の素材、例えば、コルク材、ゴム材またはガラス材などを用いることもできる。そして、これらの摩擦材１０３および油溝１０５がそれぞれ形成されたクラッチ摩擦板１０１は、ハウジング１１０に保持されている。

ハウジング１１０は、クラッチ摩擦板１０１とともにクラッチプレート１１３およびプレートホルダ１１４をそれぞれ収容してクラッチ装置１００の筐体の一部を構成する部品であり、アルミニウム合金材を有底筒状に形成して構成されている。より具体的には、ハウジング１１０は、前記有底筒状部の内側に複数枚（本実施形態においては８枚）のクラッチ摩擦板１０１をハウジング１１０の軸線方向に沿って変位可能、かつ同ハウジング１１０と一体回転可能な状態で前記スプライン歯１０２ａを介したスプライン嵌合によってそれぞれ保持している。

このハウジング１１０における図示左側側面には、入力ギア１１１がトルクダンパ１１２ａを介してリベット１１２ｂによって固着されている。入力ギア１１１は、エンジン（図示せず）の駆動により回転駆動する図示しない駆動ギアと噛合って回転駆動する。したがって、ハウジング１１０は、入力ギア１１１を介してエンジンの回転駆動軸とともに一体的に回転駆動する。

クラッチプレート１１３は、クラッチ摩擦板１０１に押し当てられる平板環状の部品であり、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）材からなる薄板材を環状に打ち抜いて成形されている。この場合、各クラッチプレート１１３の各内周部には、ハウジング１１０の内部に設けられたプレートホルダ１１４とスプライン勘合させるための内歯状のスプラインが形成されている。これにより、各クラッチプレート１１３は、クラッチ摩擦板１０１を挟んだ状態でプレートホルダ１１４によって保持されている。

また、各クラッチプレート１１３における各両側面（表裏面）には、クラッチオイルを保持するための深さ数μｍ〜数十μｍの図示しない油溝が形成されている。なお、クラッチプレート１１３における油溝が形成された各両側面（表裏面）には、耐摩耗性を向上させる目的で表面硬化処理がそれぞれ施されているが、この表面硬化処理については本発明に直接関わらないため、詳しい説明は省略する。

プレートホルダ１１４は、前記複数のクラッチプレート１１３をそれぞれ保持して一体的に回転駆動する部品であり、アルミニウム合金材を二重の円筒状部分を有する形状に形成して構成されている。より具体的には、プレートホルダ１１４は、径方向の外側の筒状部の外周面上に複数枚（本実施形態においては７枚）のクラッチプレート１１３を前記クラッチ摩擦板１０１を挟んだ状態でプレートホルダ１１４の軸線方向に沿って変位可能、かつ同プレートホルダ１１４と一体回転可能な状態でスプライン嵌合によってそれぞれ保持している。この場合、プレートホルダ１１４における径方向の外側の筒状部上には、後述する押圧カバー１１５によって押されるクラッチプレート１１３およびクラッチ摩擦板１０１を受け止める受け体１１４ａが径方向の外側に張り出した状態で形成されている。

また、プレートホルダ１１４における径方向の内側の筒状部と外側の筒状部とを互いに連結する３つの連結部分には、それぞれ筒状支持柱１１４ｂがそれぞれ形成されている（図１においては１つのみ示す）。これら３つの筒状支持柱１１４ｂは、プレートホルダ１１４の軸線方向外側（図示右側）に向って突出した状態でそれぞれ形成されており、プレートホルダ１１４と同心の位置に配置された押圧カバー１１５がボルト１１６ａ，受けキャップ１１６ｂおよびコイルバネ１１６ｃを介してそれぞれ組み付けられている。

押圧カバー１１５は、クラッチ摩擦板１０１の外径と略同じ大きさの外径の略円板状に形成されており、前記コイルバネ１１６ｃによってプレートホルダ１１４側に押圧されている。また、押圧カバー１１５の内側中心部には、後述するプッシュロッド１１８における図示右側先端部に対向する位置にこのプッシュロッド１１８によって押圧されるレリーズベアリング１１５ａが設けられている。

このプレートホルダ１１４の内部には、所定量のクラッチオイル（図示しない）が充填されている。クラッチオイルは、クラッチ摩擦板１０１とクラッチプレート１１３との間に供給されてこれらのクラッチ摩擦板１０１とクラッチプレート１１３との間で生じる摩擦熱の吸収や摩擦材１０３の摩耗を防止する。すなわち、このクラッチ装置１００は、所謂湿式多板摩擦クラッチ装置である。そして、このプレートホルダ１１４は、径方向の内側の筒状部の内周面にプレートホルダ１１４の軸線方向に沿って多数のスプライン溝が形成されており、このスプライン溝にシャフト１１７がスプライン嵌合している。

シャフト１１７は、中空状に形成された軸体であり、一方（図示右側）の端部側がニードルベアリング１１７ａを介して入力ギア１１１およびハウジング１１０を回転自在に支持するとともに、前記スプライン勘合するプレートホルダ１１４をナット１１７ｂを介して固定的に支持する。すなわち、プレートホルダ１１４は、シャフト１１７によってハウジング１１０と同心に配置されるとともにこのシャフト１１７とともに一体的に回転する。一方、シャフト１１７における他方（図示左側）の端部は、二輪自動車における図示しない変速機に連結されている。

このシャフト１１７の中空部には、軸状のプッシュロッド１１８がシャフト１１７における前記一方（図示右側）の端部から突出した状態で貫通して配置されている。プッシュロッド１１８は、シャフト１１７における一方（図示右側）の端部から突出した端部の反対側（図示左側）が二輪自動車における図示しないクラッチ操作レバーに連結されており、同クラッチ操作レバーの操作によってシャフト１１７の中空部内をシャフト１１７の軸線方向（図示左右方向）に沿って摺動して前記レリーズベアリング１１５ａを押圧する。

（クラッチ摩擦板１０１の製造方法）
ここで、クラッチ摩擦板１０１の製造方法について簡単に説明しておく。このクラッチ摩擦板１０１の製造は、従来技術に係るクラッチ摩擦板９１における芯金９２上に摩擦材９３を貼り付ける手法を用いることができる。ここで、従来技術に係るクラッチ摩擦板９１は、図４に示すように、外側辺９４ａ、内側辺９４ｂ、および側辺９４ｃ，９４ｄからなる長方形状に形成された各摩擦材９３が芯金９２上に油溝９５を介して貼り付けられている。この場合、各摩擦材９３は、クラッチ摩擦板９１の回転中心である芯金９２の中心Ｏ_１と摩擦材９３の中心Ｏ_２とを結ぶ直線ＯＬに直交する直交直線ＣＬに対して外側辺９４ａおよび内側辺９４ｂが平行な向きで芯金９２上に貼り付けられている。

そして、このように構成された従来技術に係るクラッチ摩擦板９１は、例えば、図５に示すように、芯金９２における摩擦材９３の貼り付け位置において芯金９２の径方向に直交する方向（図示左側）から摩擦材９３が供給されて貼り付けられる。この場合、摩擦材９３は、長尺の帯状に延びて形成された長尺摩擦材ＬＭがカッター（図示せず）によって切断されながら芯金９２の環状部分に供給される。また、芯金９２は、芯金９２の中心Ｏ_１を中心として所定の角度ごとに図示破線矢印方向に回転するターンテーブル上に支持されるとともに、このターンテーブル上において摩擦材９３が供給される上流側の位置で接着剤が塗布される。

そして、本実施形態に係るクラッチ摩擦板１０１においては、例えば、図６または図７にそれぞれ示すように、ターンテーブル（図示せず）上に支持された芯金１０２における摩擦材１０３の貼り付け位置において芯金１０２の径方向に対して傾斜角θで傾いた向きの摩擦材１０３が供給されて貼り付けられる。この場合、図６においては、摩擦材１０３を供給する長尺摩擦材ＬＭは、芯金１０２に対して図５に示された摩擦材９３の供給位置と同じ位置において傾斜角θだけ傾斜した向きで設けられている。また、図７においては、摩擦材１０３を供給する長尺摩擦材ＬＭは、図５に示された摩擦材９３の供給方向と同じ方向を向いた状態で芯金１０２に対して摩擦材１０３を傾斜角θだけ傾斜した向きで供給できる位置に設けられている。

なお、芯金１０２上に摩擦材１０３を貼り付ける作業は、この他に、大きな摩擦材のシートから摩擦材１０３を打抜いて芯金１０２上に供給してもよいし、摩擦材１０３を手作業で芯金１０２上に貼り付けることもできる。

（クラッチ装置１００の作動）
次に上記のように構成したクラッチ装置１００の作動について説明する。このクラッチ装置１００は、前記したように、車両におけるエンジンと変速機との間に配置されるものである。そして、車両の操作者によるクラッチ操作レバーの操作によってエンジンの駆動力の変速機への伝達および遮断が行われる。

すなわち、車両の操作者がクラッチ操作レバー（図示せず）を操作してプッシュロッド１１８を後退（図示左側に変位）させた場合には、プッシュロッド１１８の先端部がレリーズベアリング１１５ａを押圧しない状態となり、押圧カバー１１５がコイルバネ１１６ｃの弾性力によってクラッチプレート１１３を押圧する。これにより、クラッチ摩擦板１０１およびクラッチプレート１１３は、プレートホルダ１１４の外周面にフランジ状に形成された受け体１１４ａ側に変位しつつ互いに押し当てられて摩擦連結された状態となる。この結果、入力ギア１１１に伝達されたエンジンの駆動力がハウジング１１０、クラッチ摩擦板１０１、クラッチプレート１１３、プレートホルダ１１４およびシャフト１１７を介して変速機に伝達される。

一方、車両の操作者がクラッチ操作レバー（図示せず）を操作してプッシュロッド１１８を前進（図示右側に変位）させた場合には、プッシュロッド１１８の先端部がレリーズベアリング１１５ａを押圧する状態となり、押圧カバー１１５がコイルバネ１１６ｃの弾性力に抗しながら図示右側に変位して押圧カバー１１５とクラッチプレート１１３とが離隔する。これにより、クラッチ摩擦板１０１およびクラッチプレート１１３は、押圧カバー１１５側に変位しつつ互いに押し当てられて連結された状態が解除されて互いに離隔する。この結果、クラッチ摩擦板１０１からクラッチプレート１１３への駆動力の伝達が行われなくなり、入力ギア１１１に伝達されたエンジンの駆動力の変速機への伝達が遮断される。

このようなクラッチ摩擦板１０１とクラッチプレート１１３との押し当て状態または離隔状態におけるクラッチ摩擦板１０１の回転時においては、クラッチ摩擦板１０１の内周側にあるクラッチオイルはクラッチ摩擦板１０１の回転による遠心力の大きさに応じてクラッチ摩擦板１０１の外周側に変位する。この場合、クラッチ摩擦板１０１の内周側に存するクラッチオイルは、クラッチ摩擦板１０１における油溝１０５を介してクラッチ摩擦板１０１の外周側に導かれる。これにより、本発明者らによる実験によれば、従来技術におけるクラッチ摩擦板に比べて張付きトルクが低減されることを確認した。

図８は、本発明者らによる実験結果を示しており、従来技術に係るクラッチ摩擦板９１に対して本発明に係るクラッチ摩擦板１０１、クラッチ摩擦板２０１、クラッチ摩擦板３０１およびクラッチ摩擦板４０１の各張付きトルク（Ｎｍ）を３つのシチュエーションごとに表している。ここで、３つのシチュエーションとは、自走式二輪車の運転時における３つの場面である「IN GEAR」，「SHIFT FEELING」，「NEUTRAL FIND」である。「IN GEAR」は、自走式二輪車において、原動機からの駆動力を従動軸に伝達しないクラッチオフの状態で変速段をニュートラル状態から１速または２速の変速段に変更する場面である。また、「SHIFT FEELING」は、自走式二輪車の走行時にクラッチをオフにして現状の変速段を解消して他の変速段に変更する場面である。また、「NEUTRAL FIND」は、自走式二輪車が停止した後にクラッチをオフにして現状の変速段を解消してニュートラル状態に変更する場面である。

また、３つのクラッチ摩擦板２０１，３０１，４０１は、クラッチ摩擦板１０１とは
各摩擦材１０３における外側辺１０４ａおよび内側辺１０４ｂが直交直線ＣＬに対して傾斜角θで傾いていることが共通する一方で側辺１０４ｃ，１０４ｄの形状が異なっている。具体的には、クラッチ摩擦板２０１は、図９に示すように、クラッチ摩擦板１０１における四隅の角度がそれぞれ９０°以外の角度でかつ２組の対角が互いに等しい角度の平行四辺形に形成されている。また、クラッチ摩擦板３０１は、図１０に示すように、クラッチ摩擦板１０１における側辺１０４ｃ，１０４ｄを凸状および凹状の２つの円弧が連続的に組み合わさった曲線形状に形成されている。また、クラッチ摩擦板４０１は、図１１に示すように、クラッチ摩擦板１０１における側辺１０４ｃを凸状の１つの円弧で構成するとおもに側辺１０４ｄを前記側辺１０４ｃに対応する凹状の１つの円弧で構成した形状に形成されている。

図８に示す実験結果によれば、本発明に係るクラッチ摩擦板１０１，２０１，３０１，４０１は、基準となるクラッチ摩擦板９１に対していずれも張付きトルクを低減することができる。特に、「SHIFT FEELING」，「NEUTRAL FIND」においては、本発明に係るクラッチ摩擦板１０１，２０１，３０１，４０１は、基準となるクラッチ摩擦板９１に対して張付きトルクを半分以下に低減することができる。これは、クラッチ摩擦板１０１，２０１，３０１，４０１のクラッチプレート１１３に対する相対回転時において油溝１０５内へのクラッチオイルの一部の進入が摩擦材１０３の傾斜によって阻害されて油膜の維持が困難になるためと考えられる。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、クラッチ摩擦板１０１は、摩擦材１０３における芯金１０２の外縁部に面して同外縁部に沿って延びる外側辺１０４ａおよび芯金１０２の内縁部に面して同内縁部に沿って外側辺１０４ａに平行に延びる内側辺１０４ｂが、摩擦材１０３の中心Ｏ_２と芯金の中心Ｏ_１とを通る直線に直交する直交直線ＣＬに対して傾斜している。これにより、本発明に係るクラッチ摩擦板１０１は、本発明者らによる実験によれば、従来のクラッチ摩擦板９１に比べて張付きトルクを低減してインギア、ギアチェンジおよびニュートラル出しをそれぞれ円滑に行うことができる。なお、このような張付きトルクが低減できる効果は、同時に引き摺りトルクも低減できることを意味している。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記に示す各変形例においては、上記実施形態におけるクラッチ摩擦板１０１と同様の構成部分には同じ符号を付して、その説明は省略する。

例えば、上記実施形態においては、摩擦材１０３は、長方形状に形成した。この場合、クラッチ摩擦板１０１は、図８で明らかなように、摩擦材１０３における側辺１０４ｃ，１０４ｄが一直線に形成することで「IN GEAR」時の張付きトルクを最も低減することができる。

しかし、摩擦材１０３は、外側辺１０４ａおよび内側辺１０４ｂが直交直線ＣＬに対して傾斜するように構成されていればよい。したがって、摩擦材１０３は、図１２に示すクラッチ摩擦板５０１に示すように、正方形などの長方形以外の方形に形成されていてもよいし、図１３に示すクラッチ摩擦板６０１のように、四隅の角部が丸みを帯びた曲線で形成されていてもよい。この場合、摩擦材１０３を正方形（厳密な正方形以外に実質的な正方形（正方形に近い長方形）を含む）に形成することにより、芯金１０２の外縁部分および／または内縁部分に摩擦材１０３が存在せずクラッチオイルが流れ得る領域が形成された場合であっても張付きトルクを軽減することができる。

また、摩擦材１０３は、図１０または図１１にそれぞれ示すように、側辺１０４ｃ，１０４ｄが曲線で形成されていてもよいし、図１４に示すクラッチ摩擦板７０１のように、側辺１０４ｃ，１０４ｄが屈曲する直線で形成されていてもよい。また、芯金１０２上に設ける摩擦材１０３の数および油溝１０５の数も上記実施形態に限定されるものではなく、クラッチ装置１００の仕様に応じて適宜決定されるものである。

また、上記実施形態においては、摩擦材１０３は、外側辺１０４ａおよび内側辺１０４ｂを直線で形成した。しかし、摩擦材１０３は、外側辺１０４ａと内側辺１０４ｂが互いに平行に形成されていればよい。したがって、摩擦材１０３は、外側辺１０４ａおよび内側辺１０４ｂが曲線であってもよい。この場合、摩擦材１０３は、外側辺１０４ａの両端部を結ぶ仮想直線および内側辺１０４ｂの両端部を結ぶ仮想直線が直交直線ＣＬに対して傾斜するように芯金１０２上に貼り付けられる。

また、上記実施形態においては、摩擦材１０３は、芯金１０２の表裏面で互いに逆の向きの逆相で貼り付けた。しかし、摩擦材１０３は、芯金１０２の表裏面で互いに同じ向きの同相で貼り付けることもできる。これにより、図１５に示す本発明者らによる実験結果によれば、摩擦材１０３を芯金１０２の表裏面に同相で貼り付けたクラッチ摩擦板１０１は、摩擦材１０３を芯金１０２の表裏面で逆向きに貼り付けて構成したクラッチ摩擦板１０１に比べて張付きトルクをより低減することができる。なお、芯金１０２の表裏面にそれぞれ貼り付けた各摩擦材１０３は、両摩擦材１０３を表裏面間で互いに同一の位置に貼り付けてもよいし、両摩擦材１０３を表裏面間で互いに異なる位置に貼り付けてもよい。

また、上記実施形態においては、クラッチ装置１００は、複数のクラッチ摩擦板１０１およびクラッチプレート１１３を備えて構成されている。しかし、クラッチ装置１００は、少なくとも１枚ずつのクラッチ摩擦板１０１およびクラッチプレート１１３を備えていればよく、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。

Ｏ_１…芯金の中心、Ｏ_２…摩擦材の中心、ＯＬ…芯金の中心と摩擦材の中心とを通る直線、ＣＬ…直交直線、θ…摩擦材の外側辺および内側辺の直交直線に対する傾斜角度、ＬＭ…長尺摩擦材、
９１…従来のクラッチ摩擦板、９２…芯金、９３…摩擦材、９４ａ…外側辺、９４ｂ…内側辺、９４ｃ，９４ｄ…側辺、９５…油溝、
１００…クラッチ装置、１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１…クラッチ摩擦板、１０２…芯金、１０２ａ…スプライン歯、１０３…摩擦材、１０４ａ…外側辺、１０４ｂ…内側辺、１０４ｃ，１０４ｄ…側辺、１０５…油溝、
１１０…ハウジング、１１１…入力ギア、１１２ａ…トルクダンパ、１１２ｂ…リベット、１１３…クラッチプレート、１１４…プレートホルダ、１１４ａ…受け体、１１４ｂ…筒状支持柱、１１５…押圧カバー、１１５ａ…レリーズベアリング、１１６ａ…ボルト、１１６ｂ…受けキャップ、１１６ｃ…コイルバネ、１１７…シャフト、１１７ａ…ニードルベアリング、１１７ｂ…ナット、１１８…プッシュロッド。

Claims (6)

1. 平板環状に形成した芯金の表面に周方向に沿って複数の摩擦材を隙間を介して配置したクラッチ摩擦板において、
   前記摩擦材は、
   前記芯金の外縁部に面して同外縁部に沿って延びる外側辺と、
   前記芯金の内縁部に面して同内縁部に沿って前記外側辺に平行に延びる内側辺とを有し、
   前記外側辺および前記内側辺は、
   前記摩擦材の中心と前記芯金の中心とを通る直線に直交する直交直線に対して傾斜していることを特徴とするクラッチ摩擦板。
2. 請求項１に記載したクラッチ摩擦板において、
   前記外側辺および前記内側辺は、
   前記直交直線に対して３°以上かつ４５°以下であることを特徴とするクラッチ摩擦板。
3. 請求項１または請求項２に記載したクラッチ摩擦板において、
   前記外側辺および前記内側辺は、
   直線状に延びて形成されていることを特徴とするクラッチ摩擦板。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したクラッチ摩擦板において、
   前記摩擦材は、
   前記芯金の表裏面に互いに同じ向きで設けられていることを特徴とするクラッチ摩擦板。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載したクラッチ摩擦板において、
   前記摩擦材は、
   前記外側辺の両端部と前記内側辺の両端部との間に延びる各側辺が直線状に延びて形成されていることを特徴とするクラッチ摩擦板。
6. 原動軸の回転駆動力を従動軸に伝達および遮断するクラッチ装置において、
   請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載したクラッチ摩擦板と、
   前記クラッチ摩擦板に対して相対的に押し付けられまたは離隔されて前記回転駆動力を伝達または遮断する平板環状のクラッチプレートとを備えることを特徴とするクラッチ装置。

Images