JP6423145B2 - クラッチディスク及びクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、径方向外方又は径方向内方にベース本体から突起する少なくとも１つの歯を備えたリング形状のベース本体を有するクラッチディスクであって、軸線方向において示される第１の表面と、軸線方向において第１の表面の反対に位置する第２の表面と、を有し、その歯が、軸線方向に延在する突出部から形成された少なくとも１つの側面を有する、クラッチディスクに関する。本発明は、更に、少なくとも２つのクラッチディスクと、クラッチディスクが配置されるディスクキャリアと、を有するクラッチ、特に自動二輪車のクラッチに関する。

クラッチのフリクションパッケージ（friction packages）で用いるクラッチディスクは、非常に様々な形式において先行技術から公知である。

例えば独国特許出願公開第２４５９０３１号明細書は、歯を備えたディスクキャリアによって保持されるための径方向の歯を有するクラッチディスクであって、側面又は両方のフランク面における突出部を有し、側面を画成する線でディスク面から曲げられており、突出部の傾斜は、ディスクキャリアの歯の咬合フランク面（mating flank）の傾斜に相当するクラッチディスクを開示している。この場合において、突出部は、一方向にのみ曲げられる。

特許第３００９１１９号公報は、側部の突出部を有する歯の類似した実施形態と、部分的に径方向内方に曲げられた歯の、別の公知の曲げ手段と、を示す。

これらの解決策の不利な点は、付加的に得られた領域がディスクキャリアに対するピッチ線に対して片方にあるという点である。機械的応力の場合、歯は、曲がることができ、従って圧力は、均一に広がらない。従って、咬合面に働く最大応力は、目的通り最小化され得ない。更に、ディスク周りに曲げモーメントが生成され、その結果、これによる（弾性）変形が生成されかねず、例えばクランピング（clamping）のような悪影響を及ぼしかねない。幅を広くされた咬合歯への取り付けのために、前述した日本国特許出願公開の図４に示されたように曲げが設計された場合、接触面の合理的な平面性を実現することが困難となる。これは付加的な工程、ひいては付加的なコストを必要とする。

独国特許出願公開第２２４５４３８号明細書は、略環状のクラッチディスクを示し、金属板金属リングは、内方縁及び外方縁を有し、そのリングは、一部においてリング平面においてこれらの縁の一方から延在する少なくとも１つの歯を有し、歯は、略径方向に構成され且つ周方向において互いに離間した縁部を有し、それによって、その所定の形状は画成され、歯は、径方向に延在する縁に対して直接隣接し、リングを超えて、対応する面に亘り横方向に延在した荷重支承面を形成する、より大きな金属厚さを有する加圧された区分（compressed section）を有する。

これらの解決策の不利な点は、材料フロー工程又は適用が必要であるという点にある。製造に関してかなり増大した複雑さ及び大きなコストを有することは、ここで不利となる。

クラッチディスク又はクラッチセットの実施形態の更なる公知な変形例は、米国特許出願公開１５１８６０４号明細書、独国実用新案登録第７４４１５５７号明細書、英国特許出願公開第２８４２６８号明細書、米国特許第１７８０７１０号明細書、米国特許出願公開第５４３９０８７号明細書、独国特許出願公開第３９２２７３０号明細書、独国特許第１９９５８３２６号明細書、独国特許第１０３３８６７３号明細書、及び、特許出願公開昭５２−４２４３８号明細書から公知である。

本発明の目的は、高い荷重能力を有するクラッチディスクを提案することにある。

本発明に係る目的は、第１の表面及び第２の表面を超えて軸線方向に突起するように構成される、上述した種類の突出部のクラッチディスク、又は、上述したクラッチによって実現され、少なくとも１つのそのクラッチディスクは、本発明によって設計される。

この場合において、両側において突出部を突起することによってクラッチの挿入空間を減ずることが可能であり、それによって、所定の挿入空間内に、付加的なクラッチディスク及びこれによる付加的なフリクション組合せ（friction combinations）のための、より大きな空間があれば、好適である。一方で、先行技術から公知なクラッチがあれば、より大きな板厚を有するクラッチにおいて同等の数のクラッチディスクを設計することが可能であり、これによってクラッチディスクは、より高い熱応力に耐えることができる。更に、クラッチディスクは、両側で覆われることができ、すなわち、特定の設置方向を定義することが必ず必要とされるわけではないようにすることも実現される。

従って、好適な実施形態の変形例によれば、少なくとも１つの歯が、軸線方向に延在する２つの突出部から形成され且つ周方向において互いに離間した２つの側面を有し、その両方は、軸線方向に、第１の表面及び第２の表面から突出するように構成され得る。従って、クラッチディスクに対して支承する、或いは、かご形状相互作用区分が形成される、より好適な方法でそれに対する結合を可能とするそれ又はそれらの径方向に突起する結合要素によって、別のクラッチディスクとの相互作用を向上させることが可能となる。個々のクラッチディスクの傾斜、又は、キャッチングは、これにより好適な方法で防がれる。

好適には、歯は、変形工程、特に曲げ工程によってベース本体及び突出部と一体となるように構成される。従って、クラッチディスクを、大量にコスト的に効率よく製造することが可能である。更に、正確に特定することができ、且つ、任意の更なる表面処理を必要としない、歯の形状を提供することが可能である。従って、板金クラッチディスクは、最初に突出部を製造するために一方へと曲げ、次いで反対方向へと曲げることによって製造されることが可能であり、その結果、歯の支持面は、ディスクキャリアのピッチ線内でディスクキャリアと接触し、好適には中心において、それによって支持されることができる。

好適には、１又は複数の突出部は、歯の板厚の少なくとも９０％の板厚を有する。従って突出部の二重曲げのために用いられる変形工程によって、曲げの領域において少なくとも略２倍の壁厚さが設けられ、その結果、この領域の機械的抵抗が、向上され、特に機械的応力の場合に曲げを避けることが可能となるように実現される。

この場合において、突出部の第１の突起部の軸線方向における、第１の表面を超える長さは、突出部の第２の突起部の軸線方向における、第２の表面を超える長さと、略等しくすることができる。従って、設計は、両側に、好適には対称に構成されることができ、組の内側の全体の構成空間でより好適な使用が、可能となる。

１又は複数の突出部の傾斜は、ベース本体の周方向に対して少なくとも略直角で構成され得る。２倍の金属板により、曲げの部分において、付加的な補強、ひいては、高い荷重能力が実現される。

突出部が曲げ領域が少なくとも部分的に接触する（rest）ように曲げられるべく構成することもできる。曲げ領域のこの実施形態によって、この領域において強化が実現され、この領域において、クラッチディスク又は歯の略２倍の板厚が可能となる。

更に、突出部の縁部が曲面部（rounding）を有するように構成され得る。実施形態のこの変形例によって、歯を係合する咬合ディスクは、より好適にキャッチング（catching）を防ぐことができる。ここで、これらの曲面が以下の材料により変形工程によって部分的に製造され、それによってクラッチディスクの後処理が全く不要となり、或いは、少しだけ必要となれば更に好適である。

クラッチディスクの１つの設計の変形例によれば、クラッチディスクの突出部が、ディスクキャリアのピッチ線に対して対称となるように配置されるように構成され得る。これにより、機械的応力が働く場合において、歯の離脱（evasion）を顕著に低減し、従って、咬合面における最大荷重を効果的に最小化することが可能となる。従って、曲げモーメントは、略完全に「なくなる（neutralized）」。

本発明をより理解するために、本発明は、以下の図面によって説明される。

簡易化された概略図が示される。

上面図におけるクラッチディスクである。 側部断面図における図１のクラッチディスクの区分である。 図１のクラッチディスクの歯のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面である。 クラッチディスクの実施例に係る変形例の歯の断面である。 側面図におけるフリクションパッケージである。 上面図におけるクラッチディスクの実施形態に係る変形例である。

最初に、説明される様々な実施形態において、同等の部品は、同等の参照符号及び同等の要素名を有し、これにより、全体の詳細な説明を通して含まれる開示は、同等の参照符号及び同等の要素名を備える同等の部品に適用されることに留意されたい。詳細な説明において用いられる、例えば、上、底、側部等のような位置の表示は、そのとき説明される図に関するものであり、位置の変化後には新たな位置へと変換されるべきものである。

図１から図３は、クラッチディスク１の実施形態の第１の変形例を示す。このクラッチディスク１は、リング形状のベース本体２を有する。少なくとも１つの歯３は、このベース本体を径方向に超えて突起して構成される。好適には、いくつかの歯３がベース本体２に構成され、ベース本体２を径方向に超えて突起する。図１から図３に係るクラッチディスクの実施形態の変形例において、総数１２の歯３が設けられているが、この歯３の数は、制限するものとみなされるべきではない。２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１３、１４より多い、或いは、少ない数の歯３を有することも可能である。好適には、最大３０までの歯３の総数が、ベース本体２に構成され得る。

図１から図３によれば、クラッチディスク１は、いわゆる外部ディスクで構成され、すなわち、歯３は、ベース本体２を超えて径方向外方へと突出する。歯３又は少なくとも１つの歯３が、径方向内方へと反対方向にベース本体２を超えて突出する場合も、本発明に係る範囲内とすることができる。この場合において、クラッチディスク１は、いわゆる内部ディスクとして構成される。

以下において、外部ディスクとしてのクラッチディスク１の実施形態にのみ参照番号が付された場合、これは、制限するものとみなされるべきではなく、内部ディスクとしてのクラッチディスク１の実施形態にも変換され得る。

以下において１つの歯１のみが扱われたことにも留意されたい。他のことに言及しない限り、説明は、任意の歯３へと当然変換され得る。

好適には、歯３は、ベース本体２の外周に亘り対称に離散するようにベース本体２に構成され、互いに同等の距離を有する。

少なくとも個々の歯３は、径方向外方の前面５において歯先面４において凹部６を有することができる。示された変形例において、４分の１の歯３は、こうした凹部６を有する。これによって、スチールストラップ（steel strapping）に対する接続点が設けられる。

好適には、図１に示されたように、凹部６は、クラッチディスク１の周方向において長手方向延在部を有する矩形となり、且つ、特に軸線方向に連続するように構成される。

好適には、ベース本体２と歯３との間の移行区分７は、曲面部（rounding）を有する。この場合において、周方向における歯３の幅が、移行区分７において、この移行区分７の上方の区分における幅より小さくされることも可能であり、そのため、歯３が狭められた部分（narrowing）を有することが可能となる。この狭められた部分によって、変形の間にクラックの形成を避けることが可能となる。

歯３は、少なくともクラッチディスク１の軸線方向に延在する突出部８を有し、突出部は、周方向において歯３を画成する側面９を形成する。しかしながら、第２の突出部１０がクラッチディスク１の軸線方向に延在して配置され且つ第１の突出部８から離間すると好適であり、第２の突出部は、周方向に歯３を画成する第２の側面１１を形成し、それにより、歯３は、少なくとも歯先面４の領域において略かご形状となるように形成されるが、図３に示されたように、この「かご」は、軸線方向においては開かれている。好適には、突出部８、１０は、歯先面４の径方向外方端から上述した移行区分７へと径方向に延在する。

歯３の１又は複数の突出部８、１０は、軸線方向において第１の前面１２を超え、且つ、第１の前面１２の反対となるように構成された第２の後面１３を超えて、突出するように構成され又は配置される。上面図に示されるように、歯３は、突出部８、１０の領域において略ハンマー形状の断面を有し、それによって、クラッチディスク１は、ハンマーヘッドディスクとも呼ばれ得る。

好適には１又は複数の歯３は、ベース本体２と一体となるように構成され、突出部は、変形工程によって、特に曲げ工程によって形成される。従って、連続的製造においてコスト的に効率的な方法でクラッチディスク１を製造し、材料フロー工程において好適な機能的特性を利用することが可能となる。この場合において、曲げ設計は一方側に向かって構成され、その結果、板材は、反対側に完全に傾斜され、それによって、支持歯面１４は、ピッチ線Ｗにおいてディスクキャリアと接触し、好適にはその中心で支持される。

好適には、変形、特に曲げは、１又は複数の突出部８、１０の板厚１５が、歯３の板厚１６の少なくとも７０％、特に少なくとも７５％に相当するように実現される。

クラッチディスク１が、鋼、特に低炭素鋼で製造されると好適である。更に、黄銅、青銅、銅、アルミニウムのような他の金属材料を使用することも可能である。クラッチディスク１の空間（blank）を製造するためには、板金からプレス加工（stamped）し、或いは、精密プレス加工することができる。この場合において、精密ブランキングの部分が５０％より多ければ好適である。

クラッチディスク１の実施形態の別の変形例によれば、突出部８、１０の第１の突起部１８の、すなわち、第１の表面１２を越えた突起部の軸線方向における長さ１７が、突出部８、１０の第２の突起部２０の軸線方向における、第２の表面１３を超えた長さ１９と少なくとも略同じ長さとなるように構成され得る（好適には突出部８、１０を除いて歯は、ベース本体２に対してベース本体２と同一平面上に（aligning with）構成される）。

図１から図３で明らかなように、変形は、１又は複数の突出部８、１０がベース本体２の周方向に対して少なくとも略垂直となるように構成されるべく実現される。この場合において、移行区分２１は、ベース本体２と同一平面である、歯３の中間区分２２と、１又は複数の突出部８、１０と、の間において、歯３の中間区分２２及び１又は複数の突出部８、１０に対して傾斜されて形成され得る。突出部８又は１０と、この移行区分２１と、によって囲まれた角度２３は、４５°から８０°の間、特に、５０°から７５°の間の範囲の角度から選択され得る。この角度２３は、例えば７０°とすることができる。

１又は複数の突出部８、１０の、少なくとも個々の縁部が曲面部を有すると、更に好適である。好適には、１又は複数の突出部８、１０の任意の縁部が、曲面部を有する。

図４は、歯３の領域における図１のクラッチディスク１の実施形態の変形例の詳細を示す。図３に示された実施形態の変形例とは異なり、この変形例の実施形態における１又は複数の突出部８、１０は、１又は複数の曲げ領域が、少なくとも部分的に互いに対して接触する（rest）ように曲げられる。これは、曲げ領域において歯の強化が実現されるという利点を有する。

歯３のこの詳細を除いて、図１から図３による実施例に係る変形例に関する説明は、図４の変形例におけるクラッチディスク１にも転用され得る。

クラッチディスク１は、通常のクラッチ、すなわち、こうしたクラッチのフリクションパッケージにも用いられる。クラッチディスク１は、特に自動二輪車のクラッチに用いられる。

こうしたクラッチは、少なくとも２つのクラッチディスクを具備し、本発明に係るクラッチにおいて、上述したクラッチディスク１が用いられる。この場合において、クラッチディスクは、ディスクキャリアにおいて構成される。

特にフリクションパッケージにおいてこうしたクラッチは、それ自体先行技術、例えば上述した引用文献から公知であるため、この点について詳細には説明しない。この目的において、これは、関連する先行技術と呼ばれる。完全を期すため、図５は、９つのクラッチディスク１を有するこうしたディスクセット２４を示す。しかしながら、クラッチディスク１の数が９以外の任意の他の数とされ得ることに留意されたい。この数は、むしろ特定の使用によるものである。例えば、こうしたディスクセット２４において２、３、４、５、６、７、８、１０、１１、１２等のクラッチディスク１を構成することが可能である。

クラッチの好適な実施形態に係る変形例によれば、図３及び図５に示されるように、クラッチディスク１の突出部８、１０がディスクキャリアのピッチ線に対して対称となるように配置されるべく構成される。

図６は、クラッチディスク１の実施形態の変形例を示す。この図は、クラッチディスク１が異なる形状を有し得る応力のためのものであり、特に、内部の凹部２５の領域において歯２６を有することができる。

例示的実施形態は、クラッチディスク１の実施形態の可能な変形例を示す。

規則に従い、クラッチディスク１の構造のより明確な理解を提供するため、その構成部品が自由な尺度、及び／又は、拡大された尺度、及び／又は、縮小された尺度で、ある程度示されており、最終的に参照されたい。

１ クラッチディスク
２ ベース本体
３ 歯
４ 歯先面
５ 前面
６ 凹部
７ 移行区分
８ 突出部
９ 側面
１０ 突出部
１１ 側面
１２ 第１の表面
１３ 第２の表面
１４ 歯面
１５ 板厚
１６ 板厚
１７ 長さ
１８ 突起部
１９ 長さ
２０ 突起部
２１ 移行区分
２２ 中間区分
２３ 角度
２４ ディスクセット
２５ 凹部
２６ 歯
Ｗ ピッチ線

Claims (7)

1. 径方向内方又は径方向外方にベース本体（２）を超えて突起する少なくとも１つの歯（３）を備えたリング形状の前記ベース本体（２）を有するクラッチディスク（１）であって、
   前記少なくとも１つの歯（３）は、一つの中間区分と、第１の移行区分及び第２の移行区分と、第１の突出部及び第２の突出部とからなり、
   第１の側面及び第２の側面（９、１１）が、第１の突出部及び第２の突出部から形成され、且つ、軸線方向に延在し且つ周方向に互いに対して一定距離を有し、
   前記歯（３）が、前記ベース本体（２）、前記第１の突出部及び前記第２の突出部と一体となるように変形工程によって形成され、
   前記ベース本体（２）は、軸線方向において示される第１の表面（１２）と、軸線方向において該第１の表面（１２）の反対に位置する第２の表面（１３）と、を有し、
   前記第１の移行区分、前記第２の移行区分、前記第１の突出部及び前記第２の突出部は、前記中間区分と前記第１の突出部及び前記第２の突出部の各々との間に２つの曲げ線のみが存在するように二重曲げによって形成され、
   前記第１の突出部及び前記第２の突出部は、軸線方向に対して少なくとも略直角に配置された、第１の前面及び第２の前面をそれぞれ有し、
   前記中間区分は、前記ベース本体に対して同一平面上にあり、前記第１の移行区分及び前記第２の移行区分は、全体として前記中間区分に対して傾斜しており、かつ前記中間区分を前記第１の突出部及び前記第２の突出部それぞれと接続しており、
   前記第１の突出部及び前記第２の突出部は、全体として前記中間区分に対して及び前記ベース本体の周方向に対して少なくとも略直角となるように配置されており、且つ、前記第１の突出部及び前記第２の突出部は、軸線方向において前記第１の表面（１２）及び前記第２の表面（１３）を超えて突出し、
   前記第１の移行区分及び前記第２の移行区分と前記第１の突出部及び前記第２の突出部の間の角度は４５°〜８０°の間である、ことを特徴とするクラッチディスク（１）。
2. １又は複数の前記突出部（８、１０）の板厚（１５）が、前記歯（３）の他の板厚（１６）の少なくとも９０％に相当す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（１）。
3. １又は複数の前記突出部（８、１０）の第１の突起部（１８）の軸線方向における、前記第１の表面（１２）を超える長さ（１７）が、１又は複数の突出部（８、１０）の第２の突起部（２０）の軸線方向における、前記第２の表面（１３）を超える長さ（１９）と、少なくとも略等しいことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１つに記載のクラッチディスク（１）。
4. １又は複数の曲げ領域が互いに対して少なくとも部分的に接触するように１又は複数の前記突出部（８、１０）が曲げられたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のクラッチディスク（１）。
5. 前記突出部（８、１０）の縁部が、少なくとも部分的に曲面部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のクラッチディスク（１）。
6. 少なくとも２つのクラッチディスクと、該クラッチディスクが配置されるディスクキャリアと、を有する、特に自動二輪車のクラッチにおいて、
   請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の、少なくとも１つのクラッチディスク（１）が構成されたことを特徴とするクラッチ。
7. 前記クラッチディスク（１）の前記突出部（８、１０）が、前記ディスクキャリアのピッチ線（Ｗ）に対して対称となるように構成されたことを特徴とする請求項６に記載のクラッチ。

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