JP3141702B2 - クラッチディスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、動力を断続するクラ
ッチディスクに関し、特に、動力の断続を円滑に行うこ
とができる弾性機構付きのクラッチディスクの構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関を動力とする車両等では、エン
ジンと変速機との間にクラッチ機構が必要である。一般
に、手動変速機付きの車両において、発進時や変速時に
おける動力の断続を円滑に行わせるために、弾性機構付
きのクラッチディスク、すなわち一対のクラッチフェー
シングの間にクッショニングプレート（波板バネ）を配
設し、クラッチフェーシング同士の間隔が狭まるにつれ
てクッショニングプレートが弾性反力を発揮し、この弾
性反力によりクラッチフェーシングを回転している相手
部材（フライホイールやプレッシャプレート）に押圧す
る構造のクラッチディスクが用いられている。

【０００３】このクラッチフェーシングと相手部材との
接触状態を良好にすることにより、クラッチディスクの
偏摩耗を防止してクラッチディスクの耐久性を向上さ
せ、かつクラッチの伝達容量を増大させるようにしたク
ラッチディスクを図１１および図１２に示す。これは実
開昭６２−２８４３号公報に掲載されたものであって、
これを簡単に説明すると、クラッチハブ１の両側にはフ
リクションワッシャ２，３を介してディスクプレート４
とリテイニングプレート５とが係止されており、このデ
ィスクプレート４の外周には、断面が凹凸形状をした複
数のクッショニングプレート６がリベット７を介して固
着されている。そして、これらのクッショニングプレー
ト６はこれらを挟むように設けられる一方のクラッチフ
ェーシング９（８）にリベット１０により固着されてい
る。

【０００４】クラッチの接続動作時には、フライホイー
ル１１にプレッシャプレート１２が押し付けられるよう
になっているので、これらの間に配設されているクッシ
ョニングプレート６が弾性的に変形する。このとき、ク
ッショニングプレート６はその１箇所のみがクラッチフ
ェーシング９（８）に固定されているだけなので、クッ
ショニングプレート６自体は無理なく平板状に変形す
る。クラッチフェーシング８，９は平板状になったクッ
ショニングプレート６を挟んで対向するので、クラッチ
フェーシング８，９とフライホイール１１およびプレッ
シャプレート１２とは、互いに平行の状態で接触するよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造では、
クッショニングプレート６の弾性力を生じる凹凸部分
を、軸線方向で対向するクラッチフェーシング８，９の
間に配置し、その中央部の凸部をリベット１０によって
一方のクラッチフェーシング８（または９）に固着し、
その固着箇所の近傍から内周側に突出した取付片部をリ
ベット７でディスクプレート４に固定している。そして
クラッチフェーシング８，９とディスクプレート４とは
軸線方向に若干ずれて配置されるから、クッショニング
プレート６のうちその取付片部には、クラッチディスク
の半径方向における内外２箇所で、軸線方向で互いに反
対方向に折れ曲った屈曲部Ａが形成されている。（図１
１，図１２参照）。

【０００６】そのため、クラッチフェーシング８，９
が、フライホイール１１とプレッシャープレート１２と
で挟み付けられて軸線方向に変位し、両者の間隔が狭く
なった場合、クッショニングプレート６は屈曲部Ａが平
坦にするよう変形し、クッショニングプレート６とこれ
に固定されているクラッチフェーシング９（８）の一部
がクラッチディクの半径方向に移動する。すなわちクラ
ッチフェーシング８，９には、リベット１０による固定
箇所を半径方向で外側に押し拡げようとする力が作用す
ることになり、そのためにクラッチフェーシング８，９
にはこれが波打つ形状の変形が生じ、その結果、クラッ
チフェーシング８，９がフライホイール１１およびプレ
ッシャープレート１２に対して全面で接触せずに、いわ
ゆる片当りが生じ、クラッチフェーシング８，９が偏摩
耗する不都合があった。

【０００７】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたもので、クラッチフェーシングの偏摩耗を有効に防
止することができるクラッチディスクを提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、上記の目的を達成するために、環状をなす一対の
クラッチフェーシングが、動力伝達部材の回転中心と同
一軸線上にかつ弾性部材を介して軸線方向に変位可能
に、前記動力伝達部材によって保持されたクラッチディ
スクにおいて、前記クラッチフェーシングと前記動力伝
達部材との間に、前記クラッチフェーシングが動力伝達
部材に対して軸線方向に相対変位することに伴って前記
クラッチフェーシングをその円周方向に変位させる機構
が設けられていることを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１におけ
る前記機構が、前記動力伝達部材からその円周方向に延
出し、かつクラッチフェーシングの軸線方向に屈曲した
屈曲部を有し、かつその屈曲部より先端側で前記クラッ
チフェーシングの半径方向で外側に延びて前記一対のク
ラッチフェーシングの間に挟み込まれている前記弾性部
材に繋がっている腕部からなることを特徴とするもので
ある。

【００１０】また、請求項３に記載された発明は、一対
のクラッチフェーシングを弾性力によって所定間隔に保
持するよう構成したクラッチディスクにおいて、一方の
クラッチフェーシングが第１のディスクプレートに取付
けられるとともに、他方のクラッチフェーシングが第１
のディスクプレートに対して所定角度相対回転可能な第
２のディスクプレートに取付けられ、かつこれら一対の
クラッチフェーシングの互いに対向する面に、円周方向
に連続する断面略鋸歯状の傾斜面がそれぞれ形成され、
さらに前記第１および第２のディスクプレートの間にこ
れらディスクプレートの相対回転を阻止する方向に弾性
力を生ずる弾性部材が介装されていることを特徴とする
ものである。

【００１１】

【作用】請求項１に記載された発明において、一対のク
ラッチフェーシングは、軸線方向に荷重を受けて相手部
材に摩擦接触することによりトルクを伝達する。その際
に軸線方向の荷重によってクラッチフェーシングが動力
伝達部材に対して軸線方向に相対的に変位する場合があ
る。そのような軸線方向への変位に伴って前記機構が作
用してクラッチフェーシングが円周方向に変位させられ
る。したがってクラッチフェーシングの動力伝達部材に
対する軸線方向への相対的な変位に伴って半径方向への
荷重が生じることがないので、クラッチフェーシングの
変形が有効に防止される。

【００１２】請求項２に記載された発明において、軸線
方向に屈曲した屈曲部を有する腕部が、クラッチフェー
シングと動力伝達部材との間に介在されている。この腕
部が、クラッチフェーシングの動力伝達部材に対する軸
線方向に変位に伴ってクラッチフェーシングを円周方向
に変位させる機構を構成している。すなわち、クラッチ
フェーシングの軸線方向の変位によって前記屈曲部が変
形するが、その変形に伴う腕部の長さの変化は、円周方
向での長さの変化となって現れる。したがってその腕部
の先端側に繋がっている弾性部材およびこれを挟み込ん
でいる一対のクラッチフェーシングは、軸線方向への変
位に伴って円周方向に変位する。その結果、環状をなし
ているクラッチフェーシングに半径方向に向けた荷重が
作用することがなく、その撓みなどの変形が有効に防止
される。

【００１３】請求項３に記載された発明において、一対
のクラッチフェーシングの間隔が狭まると、これらの対
向面の円周方向に形成された傾斜面が互いに押圧されて
摺動し、クラッチフェーシング同士が相対的に回転す
る。したがって、これらクラッチフェーシングに取り付
けられている第１のディスクプレートと第２のディスク
プレートとが相対的に回転する。このとき、これら第１
と第２のディスクプレートとの間に介装された弾性部材
が撓む。したがって、この弾性部材による弾性反力は、
クラッチフェーシング同士の相対的な回転を伴う接近を
阻止する方向に作用する。一対のクラッチフェーシング
が接近・離間しても、クラッチフェーシングが円周方向
に変位（回転）するだけなので、クラッチフェーシング
の変形が有効に防止される。また、前記弾性反力は各ク
ラッチフェーシングの全面に作用する。

【００１４】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を図面を参照して
説明する。まず、図１ないし図２に示すこの発明の第１
実施例を説明する。この第１実施例は、従来例と同様
に、クラッチハブに係止されたディスクプレート（もし
くはリテイニングプレート）４にクッショニングプレー
ト６が配設されたものである。

【００１５】この第１実施例において、クッショニング
プレート６の一対のクラッチフェーシング８，９の間に
配設される部分は、図２に示すように、その断面が凹凸
に形成された皿バネのようになっており、クッショニン
グプレート６ａのほぼ中央に形成された凸部がクラッチ
フェーシング８に固着手段例えばリベット１０ａを介し
て固定され、同様にクッショニングプレート６ｂもクラ
ッチフェーシング９にリベット１０ｂを介して固定され
ている。

【００１６】また、これらのクッショニングプレート６
ａ，６ｂは、それぞれディスクプレート４にリベット７
ａ，７ｂを介してほぼ等間隔で交互に円周状に固定され
ている。これらクッショニングプレート６ａ，６ｂに
は、ディスクプレート４との固定部分として、ディスク
プレート４からその円周方向に延出するような腕部１３
ａ，１３ｂが形成されている。これら腕部１３ａ，１３
ｂには、クラッチフェーシング８，９の間に配設される
クッショニングプレート６ａ，６ｂの凹部と凸部とがク
ラッチフェーシング８，９に接触するよう、軸線方向に
屈曲した屈曲部１４ａ，１４ｂが形成されている。

【００１７】上記のように構成された第１実施例の動作
につき説明する。クラッチの接続動作時、クッショニン
グプレート６ａ，６ｂはクラッチフェーシング８，９に
挟まれて変形するが、クッショニングプレート６ａ，６
ｂの端部は、それぞれクラッチフェーシング９，８と接
触しているだけなので、クッショニングプレート６ａ，
６ｂは無理なく平坦状に変形する。その場合、腕部１３
ａ，１３ｂに設けられた屈曲部１４ａ，１４ｂも平坦状
に変形するが、その際の腕部１３ａ，１３ｂの長さの変
位は前記円周方向に向かって生じる。言い換えると、腕
部１３ａ，１３ｂは、一端がディスクプレート４に固着
された皿バネのように構成されているため、自由端に位
置する部分すなわち一対のクラッチフェーシング８，９
の間に配設されているクッショニングプレート６ａ，６
ｂの部分が、前記円周方向に変位する。したがって、こ
のクッショニングプレート６ａ，６ｂに固着されたクラ
ッチフェーシング８，９は、前記円周方向すなわちクラ
ッチディスクの回転方向に所定の範囲変位する。つま
り、クラッチフェーシング８，９は、従来例のようにク
ラッチディスクの半径方向に変位せず、クラッチディス
クの回転方向のみに変位する。つまり、クラッチフェー
シング８，９を波打たせる変形力が生じないので、クラ
ッチフェーシング８，９は、平面状態を維持してほぼ均
一に前記相手部材と接触するようになるため、クラッチ
フェーシング８，９に偏摩耗が発生せず、クラッチディ
スクの寿命特性が向上するとともに、クラッチディスク
のトルクの伝達容量が向上する。

【００１８】また、この第１実施例は、クッショニング
プレート６ａ，６ｂの腕部１３ａ，１３ｂの形状および
屈曲部１４ａ，１４ｂの方向性が従来例と異なるだけな
ので、従来のものを僅かに改良するだけで容易に実施す
ることができる。なお、この第１実施例は、図３に示す
ように、クッショニングプレート６ａ，６ｂとディスク
プレート４とを一体に形成することもでき、この場合、
生産コストの低減化を図ることができるとともに、回転
部分の質量をさらに小さく構成することができるため、
慣性モーメントを減少させることができる。

【００１９】次に、この発明の第２実施例について図４
ないし図９を参照しながら説明する。図４において、こ
の第２実施例では、クラッチハブに係止されたディスク
プレート４とリテイニングプレート５との間に円環状プ
レート１５が配設されており、これらを弾性部材１６を
介して連結し、ディスクプレート４およびリテイニング
プレート５に対して円環状プレート１５が、所定の範
囲、回転することができるように構成したものである。

【００２０】すなわち、円環状プレート１５にはその円
周方向に長孔１７が形成されるとともに、ディスクプレ
ート４とリテイニングプレート５には孔１８，１８が形
成され、孔１８，１８に係止された止めピン１９が長孔
１７を貫通している。さらに、図６に示すように、リテ
イニングプレート５（もしくはディスクプレート４）と
円環状プレート１５との間には皿バネ２０が配設されて
いる。したがって、円環状プレート１５は、プレート
４，５に対し長孔１７をガイドとして、クラッチディス
クの半径方向の移動は規制されるとともに、円周方向お
よび軸線方向には所定の範囲移動することができるよう
になっている。また、皿バネ２０の代りに、図７に示す
よう段２１の付いた形状の止めピン１９を利用しても良
い。

【００２１】さらに、円環状プレート１５とディスクプ
レート４とリテイニングプレート５とにクラッチディス
クの円周方向で一致する長窓２２が複数設けられてお
り、この長窓２２にはコンプレッションスプリングやゴ
ム等の弾性部材１６が装着されている（図８参照）。し
たがって、プレート４，５に対して円環状プレート１５
が回転すると、弾性部材１６が圧縮されて反力が発生す
る。ここで、円環状プレート１５とプレート４，５とは
弾性部材によって連結されていれば良いので、それぞれ
のプレートにフックを設けてテンションスプリングを用
いて連結するよう構成することもできる。なお、ディス
クプレート４には平板状プレート６ａが固定されており
（図９参照）、円環状プレート１５には平板状プレート
６ｂが固定されている（図６参照）。

【００２２】また、クラッチフェーシング８，９の互い
に対向する部分は、その円周方向に傾斜面２３ａ，２３
ｂと垂直面（クラッチディスク軸線方向）とが交互に連
続する鋸歯状に形成され、これらの傾斜面２３ａ，２３
ｂが互いに接触するようになっている。そして傾斜面２
３ａには、平板状プレート６ａがリベット１０ａを介し
て固定され、また傾斜面２３ｂには、平板状プレート６
ｂがリベット１０ｂを介して固定されている（図５参
照）。そして、これらプレート６ａ，６ｂは、ほぼ等間
隔で交互に配設されている（図４参照）。

【００２３】上記のように構成された第２実施例の動作
につき説明する。クラッチの接続動作時に一対のクラッ
チフェーシング８，９の間隔が狭まっていくと、傾斜面
２３ａ，２３ｂが互いに押圧されて摺動するよう動作す
る（図５参照）。すなわち、クラッチフェーシング８，
９が互いに接近すると、その傾斜面２３ａ，２３ｂによ
って円周方向に相対的に回転する。例えば、クラッチフ
ェーシング８，９が所定の間隔δ詰まったとすると、ク
ラッチフェーシング８とクラッチフェーシング９とはク
ラッチディスクの回転方向にδ′相対的に変位する。つ
まり、クラッチフェーシング８に固着されたディスクプ
レート４とクラッチフェーシング９に固着された円環状
プレート１５とが相対的にδ′回転し、これらの間に配
設された弾性部材１６が約δ′撓むことになる。

【００２４】すなわち、クラッチの接続動作時の弾性部
材１６による弾性反力は、クラッチフェーシング８，９
同士の相対的な回転を伴う接近を阻止する方向に作用す
るので、この弾性部材１６による弾性力が、いわゆる半
クラッチ時のクラッチフェーシング８，９と相手部材と
の接触圧を設定することになる。そして各クラッチフェ
ーシング８，９は、クラッチの接続動作時に相互に接近
しても、相対的な回転が生じるものの、これらを波打た
せる変形力は生じず、したがって、クラッチフェーシン
グ８，９は、変形せず平面状態を保ったまま相手部材と
接触するから、クラッチフェーシング８，９の偏摩耗等
の異常が防止され、クラッチディスクの寿命特性が向上
するとともに、クラッチディスクのトルクの伝達容量が
向上することになる。

【００２５】この第２実施例では、クラッチフェーシン
グ８，９の間に波板バネが配設されていないので、波板
バネとクラッチフェーシングとが接触する面積の変動に
伴うクラッチフェーシング８，９の面圧にばらつきが発
生せず、さらにクラッチフェーシングの偏摩耗やこの偏
摩耗に伴う局部的な熱負荷による経時的な変形等を防止
することができる。言い換えると、第２実施例によれ
ば、クラッチフェーシング８，９の相手部材との接触面
には、弾性部材１６による弾性力が平板状プレート６
ａ，６ｂを介して均一に作用するようになっている。

【００２６】さらに、クラッチフェーシング間に波板バ
ネを配設したクラッチディスクでは、波板バネとクラッ
チフェーシングとの接触する面積およびこの部分に作用
する力が変動するため、クラッチ操作すなわちプレッシ
ャープレートの移動量に対するクラッチディスクのトル
ク伝達特性が図１０の（ａ）に示すようになっていた。
これに対し、この第２実施例では、一対のクラッチフェ
ーシングの間隔すなわち弾性部材１６の撓み量と弾性部
材１６からクラッチフェーシングに作用する弾性力との
関係が一次関数により決定されている。

【００２７】そこで、プレート４，５に対する円環状プ
レート１５の相対移動（回転）範囲すなわち長孔１７の
円周方向の長さおよび弾性部材１６の弾性係数を適宜設
定することにより、図１０の（ｂ）のように、クラッチ
機構の各操作領域に対応する必要な特性を非常に簡単に
設定することができる。すなわち、プレッシャープレー
トおよびフライホイールがクラッチフェーシングを押圧
し始めた時、弾性部材１６がほとんど撓まずにクラッチ
フェーシング８，９が軸線方向に撓み、この撓み量に応
じたクラッチフェーシング８，９自体の弾性反力により
トルクを伝達し、このクラッチ操作領域が弱発進領域と
なる。さらに、プレッシャープレート等がクラッチフェ
ーシングを押圧すると、弾性部材１６が撓むようにな
り、弾性部材１６から発生する弾性反力によりトルクを
伝達するようになる。このクラッチ操作領域が普通発進
領域となる。そしてさらに、プレッシャープレート等が
クラッチフェーシングを押圧して止めピン１９が長孔１
７の端部に当接すると、このクラッチ機構全体から機械
的反力が発生するようになり、トルク伝達容量が急増
し、このクラッチ操作領域が急発進領域に設定される。

【００２８】なお、この第２実施例では、一対のクラッ
チフェーシングの互いに対向する部分を傾斜面と垂直面
とが交互に連続する鋸歯状に形成したが、要はクラッチ
フェーシングの対向面が接近する際に、クラッチフェー
シングの対向する面が摺動して、クラッチフェーシング
同士を回転させるように構成すれば良いので、曲面から
構成される略鋸歯状に形成しても同様に作用することは
勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載さ
れた発明によれば、クラッチの接続動作時の弾性部材の
変形によるクラッチフェーシングの変位は、クラッチデ
ィスクの円周方向にのみ生じるので、クラッチフェーシ
ングが波打つなどの変形を引き起こすことがない。その
ため、クラッチフェーシングが平面状態を保ちながら相
手部材と接触するから、クラッチディスクの寿命特性お
よび伝達容量が向上する。

【００３０】また請求項２に記載の発明によると、非常
に簡単な構成でクラッチディスクの寿命特性等を向上さ
せることができるので、慣性モーメントならびに製造コ
ストが増大しない。

【００３１】さらに請求項３に記載の発明によれば、前
記一対のクラッチフェーシングの間隔に応じて、クラッ
チフェーシングの面圧を一定にしながらそれぞれの相手
部材に押圧することができるため、クラッチディスクの
寿命特性ならびに伝達容量をさらに向上させることがで
きる。また、クラッチ操作に対するクラッチディスクの
伝達容量の特性を非常に簡単に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を概略的に示した部分図
である。

【図２】図１のＩＩ矢視を模式的に示した図である。

【図３】第１実施例の別の態様を概略的に示した部分図
である。

【図４】この発明の第２実施例を概略的に示した部分図
である。

【図５】図４のＶ矢視図であり、第２実施例の動作を概
略的に示す図である。

【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面の概略図である。

【図７】図６に示したＶＩ−ＶＩ断面の別の態様を示す
概略図である。

【図８】図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面の概略図であ
る。

【図９】図４のＩＸ−ＩＸ断面の概略図である。

【図１０】クラッチ操作量とクラッチディスクのトルク
伝達容量との関係を示す図であり、（ａ）は一対のクラ
ッチフェーシングの間に波板バネを配設した場合の特性
を示し、（ｂ）は第２実施例の特性を示す。

【図１１】従来のクラッチディスクの一例を示す概略図
である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面の概略図であ
る。

【符号の説明】

４ ディスクプレート ５ リテイニングプレート ６，６ａ，６ｂ クッショニングプレート ８，９ クラッチフェーシング １３ａ，１３ｂ 腕部 １４ａ，１４ｂ 屈曲部 １５ 円環状プレート １６ 弾性部材 ２３ａ，２３ｂ 傾斜面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−13925（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−146629（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−2843（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭48−85046（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭47−38695（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 13/69

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状をなす一対のクラッチフェーシング
   が、動力伝達部材の回転中心と同一軸線上にかつ弾性部
   材を介して軸線方向に変位可能に、前記動力伝達部材に
   よって保持されたクラッチディスクにおいて、前記クラッチフェーシングと前記動力伝達部材との間
   に、前記クラッチフェーシングが動力伝達部材に対して
   軸線方向に相対変位することに伴って前記クラッチフェ
   ーシングをその円周方向に変位させる機構が 設けられて
   いることを特徴とするクラッチディスク。
2. 【請求項２】 前記機構が、前記動力伝達部材からその
   円周方向に延出し、かつクラッチフェーシングの軸線方
   向に屈曲した屈曲部を有し、かつその屈曲部より先端側
   で前記クラッチフェーシングの半径方向で外側に延びて
   前記一対のクラッチフェーシングの間に挟み込まれてい
   る前記弾性部材に繋がっている腕部からなることを特徴
   とする請求項１に記載のクラッチディスク。
3. 【請求項３】 一対のクラッチフェーシングを弾性力に
   よって所定間隔に保持するよう構成したクラッチディス
   クにおいて、一方のクラッチフェーシングが第１のディ
   スクプレートに取付けられるとともに、他方のクラッチ
   フェーシングが第１のディスクプレートに対して所定角
   度相対回転可能な第２のディスクプレートに取付けら
   れ、かつこれら一対のクラッチフェーシングの互いに対
   向する面に、円周方向に連続する断面略鋸歯状の傾斜面
   がそれぞれ形成され、さらに前記第１および第２のディ
   スクプレートの間にこれらディスクプレートの相対回転
   を阻止する方向に弾性力を生ずる弾性部材が介装されて
   いることを特徴とするクラッチディスク。