JP5031625B2 - 車両用乾式クラッチ - Google Patents

Description

本発明は車両用乾式クラッチに関し、より詳細にはクラッチの冷却構造に関する。

車載のエンジンやモータなどの原動機から出力される回転動力を断続する車両用クラッチには、駆動側及び従動側のクラッチプレートを摩擦接触させて結合状態とし離隔させて断状態とする摩擦クラッチが普及している。摩擦クラッチにおいて回転速度の異なる駆動側と従動側とを同期させる際に発生する摩擦熱を放出して冷却する方式として、潤滑油を用いた湿式と、空気を用いた乾式とがある。

湿式クラッチは、クラッチプレートに潤滑油を循環供給することで摩擦熱を放出するものである。湿式クラッチは、熱容量の大きな潤滑油を用いるため冷却効率は良好である反面、潤滑油を循環供給し外部で冷却するための閉鎖流路及び循環用駆動源が必要となるため構造が複雑化しがちであった。また、潤滑油の経年特性変化や異物の混入に対してメンテナンスが必要であった。乾式クラッチは、クラッチハウジング内に空気を導入及び排出して摩擦熱を放出するものである。乾式クラッチは、熱容量の小さな空気を用いるため発生熱量の制約はあるものの、例えばハウジングに導入孔及び排出孔を設けた開放流路でよいため構造は簡素であった。また、常に新鮮な空気を取り込む方式のため、特にメンテナンスは要しなかった。

この乾式クラッチの冷却構造の例が特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１に開示される自動二輪車の乾式クラッチ冷却装置は、空気の吸入口及び排風口を小さなものとして騒音の漏出を抑制し、クラッチ内部の回転部分に送風ファンを形成して強制換気するようにしたものである。また、特許文献２に開示されるクラッチ冷却装置は、クラッチに連れ回りする空気がクラッチ外周部のみを冷却する難点を改良するために、吸気孔をクラッチ中央近傍に設けて、クラッチ内部の冷却効率を高めたものである。
特開平５−１０６６４２号公報 特開平１１−２５４９８１号公報

ところで、自動車の乾式クラッチはエンジン及び変速機と一緒にエンジンルームに収納され、通常は冷却媒体にエンジンルーム内の空気が使用される。エンジンルームには外気が取り込まれるが、周知のようにエンジンや変速機も発熱するため空気温度は上昇する。近年ではカーエアコンの熱交換機も併設されて、エンジンルーム内の空気温度は一層上昇するようになってきている。一方、変速操作を高速で効率的かつ快適に行うために、複数の摩擦クラッチ部を有するデュアルクラッチ式自動変速装置が開発されている。この複数の摩擦クラッチ部では、トルクの伝達を中断することなく一方から他方に移行させるため、摩擦熱の発生量は従来よりも増大する。

以上説明したように乾式クラッチの適用条件は厳しいものであり、十分な冷却性能を有していないと、発進時や変速時の熱的な影響により早期に性能劣化の生じるおそれがある。それでもなお、装置構造の簡素化及びメンテナンスの省力化の観点から、乾式クラッチの冷却性能を向上して適用範囲を拡大することが期待されている。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、外気の導入及び加熱された内気の排出を効率的に行うことのできる冷却性能を向上した車両用乾式クラッチを提供する。

本発明の車両用乾式クラッチは、車両に搭載された原動機から出力される回転動力を断続するクラッチ本体部と、該クラッチ本体部を収納するクラッチハウジングと、該クラッチハウジングに冷却用の空気を導入する導入路と、該クラッチハウジングから該空気を排出する排出路と、を備える車両用乾式クラッチであって、前記導入路は該車両の下部を覆うアンダーカバーを貫く導入開口部から車両の後ろ斜め上方向に延設されて前記クラッチハウジングに連通し、前記排出路は前記クラッチハウジングから車両の後ろ斜め下方向に延設されて該アンダーカバーを貫く排出開口部に連通している、ことを特徴とする。

本発明は乾式クラッチの改良に関し、冷却に有利な低温の外気を車両の下部からクラッチハウジングに直接導入するとともに、導入路及び排出路を傾斜して設けて走行風の風圧を利用することにより空気の導入及び排出を効率化したことを主旨としている。

クラッチ本体部は、例えば、駆動側及び従動側がそれぞれ複数の摩擦面を有する多板摩擦クラッチとすることができる。本発明は、多板や単板の摩擦クラッチに限定されるものではなく、空気を冷却媒体として冷却を行うものであれば電磁クラッチでも流体クラッチでも実施可能である。クラッチハウジングは、車両の内部空間の一部を区画してクラッチ本体部を収納するものである。クラッチハウジングを設けることにより、塵埃などが侵入しない安定した動作環境を提供するとともに、誤って人が触れないように安全性を高めることができる。クラッチハウジングは、後述の導入路及び排出路を除いて閉鎖されていることが好ましいが、特に加圧や減圧を行うものではなく厳密な気密性は必要とされない。

導入路は、クラッチハウジングの内部に冷却用の空気を導入するものであり、例えば矩形断面の通風ダクトや円形断面の管材などを用いて形成することができる。導入路は、車両の下部を覆うアンダーカバーを貫く導入開口部を起点とし、車両の後ろ斜め上方向に延設されてクラッチハウジングの内部に連通するように構成することができる。排出路は、クラッチハウジングの内部で暖められた空気すなわち内気を排出するものであり、導入路と同様に、通風ダクトや管材などを用いて形成することができる。排出路は、クラッチハウジングを起点とし、車両の後ろ斜め下方向に延設されてアンダーカバーを貫く排出開口部に連通するように構成することができる。

以上のように構成した本発明の車両用乾式クラッチでは、アンダーカバーの下側から外気をクラッチハウジング内に直接導入することができる。したがって、従来のようにエンジンルーム内の暖かい空気を導入する構成と比較し、低温の空気を用いて冷却を行うことができ、冷却性能が向上する。また、導入路が後ろ斜め上方に向けて延設されているので、車両走行時には、車両下部と路面との間を吹く走行風の風圧が外気を導入開口部からクラッチハウジング内へと強制的に押し込む作用が生じる。一方、排出路は後ろ斜め下方に向けて延設されているので、走行風の負の風圧がクラッチハウジング内の加熱された空気すなわち内気を車両外部へ吸い出す作用が生じる。このようにして、空気の導入量及び排出量を増加させることができ、冷却性能が向上する。

上述の冷却性能向上の効果は、導入路及び排出路を改良したことにより、冷却媒体としての空気の初期温度と流量を改善したものである。したがって、クラッチ本体部やクラッチハウジング内の冷却構造には従来の各種技術を適用し、本発明と併用することが可能である。

次に、本発明の応用態様について説明する。前記クラッチ本体部は、回転軸が車幅方向に配置されて前記車両の前側から下側、後側、上側を経由して前側へ戻る方向に回転し、前記導入路は前記クラッチハウジングの下側または後側のハウジング壁に沿う方向に連通され、前記排出路は該クラッチハウジングの下側からハウジング壁に沿う方向に延設されている、ことでもよい。ここで、「ハウジング壁に沿う方向」とは、ハウジング壁面に対して浅い角度の方向を意味する。例えば、ハウジング壁が断面円形の場合、壁面に対して直交するような深い角度ではなく、壁面の接線方向に近い角度方向を意味する。

クラッチ本体部の回転軸を車幅方向に配置することにより、その回転方向を車両の前側から下側、後側、上側を経由して前側へ戻る方向とすることができる。すると、クラッチハウジング内部の空気は、クラッチ本体部に連れ回りして同じ方向に回転運動する。そして、上述のハウジング壁に沿う導入路は、回転運動に対して円滑に合流するように外気を導入することができる。また、ハウジング壁に沿う排出路は、回転運動している空気の一部を円滑に分流することができる。

つまり、本態様によればクラッチハウジング内部の空気の回転運動を大きく乱すことがないので、空気の導入及び排出が整然として行われ、結果として流量を増加し、冷却性能を向上することができる。

前記導入路は、前記クラッチハウジングへの異物の侵入を防止する異物防止手段を有する、ようにしてもよい。

導入路の導入開口部はアンダーカバーから路上方向に開口しているため、空気だけでなく砂礫などの異物を一緒に導入するおそれがある。これを回避するために、導入路の途中に異物防止手段を設けるようにしてもよい。異物防止手段は、例えば網目状のフィルタや、蛇腹状あるいはジグザグ通路状のトラップ部などで構成することができる。

前記導入路は、前記導入開口部に前記空気の導入を促進する導入ガイド部を有する、ようにしてもよい。

一層効率的に空気を導入できるように、導入開口部に導入ガイド部を設けるようにしてもよい。導入ガイド部は、例えば導入開口部の開口面積を拡げ、あるいはラッパ状の開口部とすることで構成できる。ただし、車両の下部に設けるものであり、車両走行の支障とならないことが前提条件となる。

前記クラッチ本体部は、前記回転動力を断続する複数の摩擦クラッチからなる、ことでもよい。

複数の摩擦クラッチを有してトルクの伝達を中断することがなく、したがって摩擦熱の発生量が多いデュアルクラッチに、本発明は好適である。

本発明の車両用乾式クラッチでは、車両の下部を覆うアンダーカバーを貫く導入開口部を設けたので、低温の外気を直接クラッチハウジング内に導入することができ、また、傾斜した導入路及び排出路を設けたので、車両走行時の走行風の風圧の作用により空気の導入量及び排出量を増加させることができる。したがって、冷却媒体としての空気の初期温度及び流量を改善することができて、冷却性能を向上することができる。

また、クラッチ本体部の回転方向にあわせて導入路及び排出路をハウジング壁に沿う方向に延設した態様では、クラッチハウジング内部で一定方向に回転運動する内気に対して導入時の合流及び排出時の分流を円滑に行うことができて、冷却性能を向上することができる。

さらに、導入路に異物防止手段を設けた態様では砂礫など異物の侵入を防止することができ、導入開口部に導入ガイド部を設けた態様では一層効率的に外気を導入することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１及び図２を参考にして説明する。図１は、本発明の実施例の車両用乾式クラッチを模式的に説明する車両側面断面図であり、（１）は導入路における断面図、（２）は排出路における断面図である。また、図２は、図１の実施例の車両正面断面図である。図示されるように、実施例の車両用乾式クラッチ１は、車両９の内部空間９１のエンジン９２と変速機９３との間に配置されて回転動力を断続するものである。実施例の車両用乾式クラッチ１は、クラッチ本体部２、クラッチハウジング３、導入路４、排出路５、により構成されている。

クラッチ本体部２は、図略の駆動側及び従動側のクラッチプレートと、両クラッチプレートを摩擦接触及び離隔させる操作部とにより構成されている。クラッチプレートの回転軸は車幅方向に配置され、駆動側のクラッチプレートはエンジン９２のクランク軸に連結され、従動側のクラッチプレートは変速機９３の入力軸に連結されている。クラッチ本体部２は、車両９の前側から下側、後側、上側を経由して前側へ戻る方向、つまり図中に矢印Ｌ１で示される反時計回りに回転するようになっている。

クラッチハウジング３は、車両９の内部空間９１の一部を区画してクラッチ空間３１とし、クラッチ本体部２を収納するものである。クラッチハウジング３は、車幅方向に軸心が配置された薄い円錐台の形状とされている。クラッチハウジング３内のクラッチ空間３１の空気は、クラッチ本体部２に連れ回りして、図中に矢印Ｌ２で示される反時計回りに回転するようになっている。

導入路４は、車両９の下部を覆うアンダーカバー９４を貫く導入開口部４１を起点とし、後ろ斜め上方に延設される導入ダクト４２で形成されている。導入ダクト４２は、クラッチハウジング３の下後側のハウジング壁に沿う方向から開口する導入口４３によってクラッチ空間３１に連通されている、排出路５は、クラッチハウジング３の下側の排出口５１を起点とし、ハウジング壁に沿う方向の後ろ斜め下方に延設される排出ダクト５２で形成されている。排出ダクト５２は、アンダーカバー９４を貫く排出開口部５３に連通されている。なお、導入路４と排出路５とは、図２に示されるように車幅方向にずらして配置されている。

次に、上述の実施例の車両用乾式クラッチ１の作用について説明する。車両９が走行するとき、前述のようにクラッチ本体部２は反時計回りＬ１に回転し、クラッチ空間３１の内気も連れ回りして反時計回りＬ２に回転する。一方、車両の走行に伴い、車両のアンダーカバー９４と路面との間には前側から後側へと走行風Ｆが吹く。この走行風Ｆを受けるように開口している導入開口部４１では、走行風の風圧により外気が導入ダクト４２へと強制的に押し込まれる。押し込まれて導入ダクト４２を通過した外気は、導入口４３からクラッチ空間３１流れ込んで、内気に合流する。このとき、回転運動している内気と流れ込む外気とがほぼ同じ方向であるため、合流は整然として円滑に行われる。

また、回転運動している内気は、その一部が排出口５１で排出ダクト５２に分流される。このとき、回転運動の方向と分流の方向とがほぼ同じであるため、分流は整然として円滑に行われる。分流された内気の一部は、排出ダクト５２を通過する。ここで、排出開口部５３は走行風Ｆの下流向きに開口しているため、負の風圧が発生する。負の風圧により、排出ダクト５２内の空気は排出開口部５３から車両外部へと強制的に吸い出される。

以上説明したように、本実施例では、走行風Ｆの正負の風圧を利用して外気の導入及び内気の排出を行うことができ、また、合流及び分流は整然として円滑に行われる。この相乗的な効果により空気の流量を増加させるとともに、低温の外気を直接導入できることから、従来よりも冷却性能が格段に向上する

本発明の実施例の車両用乾式クラッチを模式的に説明する車両側面断面図であり、（１）は導入路における断面図、（２）は排出路における断面図である。 、図１の実施例の車両正面断面図である。

符号の説明

１：車両用乾式クラッチ
２：クラッチ本体部
３：クラッチハウジング
４：導入路 ４１：導入開口部 ４２：導入ダクト ４３：導入口
５：排出路 ５１：排出口 ５２：排出ダクト ５３：排出開口部
９：車両 ９４：アンダーカバー
Ｆ：走行風

Claims (5)

1. 車両に搭載された原動機から出力される回転動力を断続するクラッチ本体部と、前記クラッチ本体部を収納するクラッチハウジングと、前記クラッチハウジングに冷却用の空気を導入する導入路と、前記クラッチハウジングから前記空気を排出する排出路と、を備える車両用乾式クラッチであって、
   前記導入路は前記車両の下部を覆うアンダーカバーを貫く導入開口部から前記車両の後ろ斜め上方向に延設されて前記クラッチハウジングに連通し、前記排出路は前記クラッチハウジングから前記車両の後ろ斜め下方向に延設されて前記アンダーカバーを貫く排出開口部に連通している、ことを特徴とする車両用乾式クラッチ。
2. 前記クラッチ本体部は、回転軸が車幅方向に配置されて前記車両の前側から下側、後側、上側を経由して前側へ戻る方向に回転し、前記導入路は前記クラッチハウジングの下側または後側のハウジング壁に沿う方向に連通され、前記排出路は前記クラッチハウジングの下側からハウジング壁に沿う方向に延設されている、請求項１に記載の車両用乾式クラッチ。
3. 前記導入路は、前記クラッチハウジングへの異物の侵入を防止する異物防止手段を有する、請求項１または２のいずれかに記載の車両用乾式クラッチ。
4. 前記導入路は、前記導入開口部に前記空気の導入を促進する導入ガイド部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用乾式クラッチ。
5. 前記クラッチ本体部は、前記回転動力を断続する複数の摩擦クラッチからなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用乾式クラッチ。

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