JPH10141387A - 多板クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多板クラッチ、特にレース用の多板クラッチ
において、高回転発進時におけるクラッチエンゲージポ
イントの安定化を図り、各部材の熱膨張によるクラッチ
トルクの急激な立ち上がりを防止する。 【解決手段】 多板クラッチ１は、フライホイールリン
グ２と、ハブフランジ６と、ドライブプレート７と、ド
リブンプレート８と、クラッチカバー組立体１０と、コ
ーンスプリング９０とを備えている。ドリブンプレート
８はドライブプレート７に圧接可能である。クラッチカ
バー組立体１０は、両プレート７，８が互いに圧接され
るように押圧し、あるいはその押圧を解除する。コーン
スプリング９０は、車両の発進に必要なトルクの伝達を
可能とする押圧荷重よりも小さいバネ反力を有してお
り、各部材の熱膨張による軸方向の変形量を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多板クラッチ、特
に、レース用の多板クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レース用自動車などに使用され
る多板クラッチは、フライホイールに固定される第１筒
状部と、第１筒状部の内周側に配置された第２筒状部を
有しシャフトに連結されるハブフランジと、前記第１筒
状部および第２筒状部にそれぞれ係合するドライブプレ
ートおよびドリブンプレートと、両プレートをフライホ
イール側に押圧または押圧解除するための押圧機構とを
備えている。押圧機構は、クラッチカバー、プレッシャ
ープレート、それを付勢するためのダイヤフラムスプリ
ング等からなり、第１筒状部に固定されて、ドライブプ
レート及びドリブンプレートのフライホイール側と反対
側に配置されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自動車レースにおける
スタートの良し悪しは勝敗の行方を左右しかねないた
め、自動車レースにおけるクラッチの役割の中でも発進
時の役割は極めて重要である。レースにおけるスタート
時のエンジン回転数は非常に高いため、発進時における
クラッチエンゲージは極めてデリケートであり、ドライ
バーもクラッチ操作に神経を使っている。すなわち、レ
ースのスタート直前においては、ドライバーは半クラッ
チ状態である程度のクラッチトルクをキープしながら、
サイドブレーキで車両が発進するのを抑えながらスター
トの合図を待つ。そして、スタートの合図と同時にサイ
ドブレーキを解除し、クラッチを完全にエンゲージさせ
て発進する。このような状況では、スタートまでの半ク
ラッチ状態を保持している間は、クラッチトルクの変動
がないことが望ましい。

【０００４】しかし、半クラッチ状態が続くと、摩擦に
よってドライブプレート、ドリブンプレート、及びそれ
に隣接するプレッシャープレートなどの温度が上昇す
る。このため、これらの部材が軸方向に熱膨張し、相対
的にダイヤフラムスプリングの押圧荷重が増加する。す
ると、クラッチペダルの踏み込み量を一定に保持してい
るにもかかわらず、クラッチトルクが急激に立ち上がる
という現象が生じていた。これにより、クラッチトルク
がブレーキの抑えを超えドライバーの意に反して車両が
発進したり、ブレーキにより車両が発進しない場合に
は、ドライブプレートとドリブンプレートとが異常摩耗
するという問題が発生する。

【０００５】本発明の課題は、多板クラッチ、特にレー
ス用の多板クラッチにおいて、高回転発進時におけるク
ラッチエンゲージポイントの安定化を図り、各部材の熱
膨張によるクラッチトルクの急激な立ち上がりを防止す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の多板ク
ラッチは、フライホイールから出力側回転体にトルクを
伝達および遮断するための車両の多板クラッチであっ
て、入力側部材と、出力側部材と、第１環状摩擦板と、
第２環状摩擦板と、クラッチ押圧機構と、低剛性弾性手
段とを備えている。入力側部材はフライホイールに固定
されている。出力側部材は出力側回転体に相対回転不能
に係合している。第１環状摩擦板は、その外周部が入力
側部材に軸方向に相対移動可能にかつ相対回転不能に係
合しており、その内周部が出力側部材に軸方向に相対移
動可能にかつ相対回転不能に係合している。第２環状摩
擦板は第１環状摩擦板に圧接可能である。クラッチ押圧
機構は、第１及び第２環状摩擦板が互いに圧接されるよ
うに両環状摩擦板を押圧し、あるいはその押圧を解除す
る。低剛性弾性手段は、入力側部材と出力側部材との間
で車両の発進に必要なトルクの伝達を可能とする両環状
摩擦板への押圧荷重よりも小さい弾性反力を有してお
り、各部材の熱膨張による軸方向の変形量を吸収する。

【０００７】自動車レースのスタート時などにおいて、
ブレーキをかけつつ、エンジンを高回転にしてクラッチ
エンゲージポイントの直前にて半クラッチ状態を保持し
ていると、両環状摩擦板やクラッチ押圧機構を構成する
各部材の温度が摩擦熱により上昇し、これらの部材が軸
方向に熱膨張する。しかし、この多板クラッチでは、低
剛性弾性手段がこの熱膨張による変形を吸収し、かつ、
低剛性弾性手段の弾性変形による弾性反力では両摩擦板
を十分に圧接させて車両の発進に必要なトルクを伝達さ
せることはできない。したがって、エンジンを高回転に
してクラッチエンゲージポイントの直前にて半クラッチ
状態を保持しても、クラッチトルクが急激に立ち上がる
ことはなく、ドライバーの意に反する車両の発進を防止
することや第１及び第２環状摩擦板の異常摩耗を抑える
ことができる。

【０００８】ここで、低剛性弾性手段として、低剛性弾
性手段の変形量が増加しても弾性反力があまり増加しな
いようにするのが望ましい。このようにすると、他の部
材のの熱膨張による変形を吸収して低剛性弾性手段が弾
性変形をしても、弾性反力があまり増加せず、クラッチ
トルクの変動が抑えられる。なお、理想的には、低剛性
弾性手段の任意の変形量に対し、弾性反力が一定である
のが望ましい。この場合には、低剛性弾性手段が各部材
の熱膨張を吸収して弾性変形をしても、弾性反力値は常
に一定値であるので、両環状摩擦板にかかる押圧荷重は
変化しない。すなわち、半クラッチ状態をキープしてい
る間、伝達されるクラッチトルクは変動しない。

【０００９】請求項２に記載の多板クラッチは、請求項
１又は２に記載の多板クラッチにおいて、低剛性弾性手
段の軸方向の最大弾性変形量は０．２ｍｍ以下である。
低剛性弾性手段の弾性変形量が大きいと、クラッチのエ
ンゲージ時に余分なクッション効果が発生してエンゲー
ジ完了までのタイムに悪影響を及ぼす。特にスタートの
一瞬に全トルクを伝達することが望ましいレース用自動
車の場合、このタイムラグを最小限に抑えることが望ま
れる。この多板クラッチでは、上記のような余分なクッ
ション効果を排除するように、各部材の熱膨張変形の吸
収に最低限必要な寸法を低剛性弾性手段の最大弾性変形
量として設定している。これにより、クラッチエンゲー
ジポイントが安定化し、かつ、クラッチエンゲージにか
かるタイムが短くなるため、レース発進時の加速がより
向上する。

【００１０】請求項３に記載の多板クラッチは、請求項
１又は２に記載の多板クラッチにおいて、低剛性弾性手
段は第１及び第２環状摩擦板とクラッチ押圧機構との間
に配置される弾性部材である。この多板クラッチでは、
従来の多板クラッチの部品に加え新たに弾性部材を採用
するため、その材質、形状、大きさなどの制約が少な
く、最適な剛性を選択することが容易である。

【００１１】請求項４に記載の多板クラッチは、請求項
１又は２に記載の多板クラッチにおいて、クラッチ押圧
機構は、クラッチカバーと、プレッシャープレートと、
押圧部材とを備えている。クラッチカバーは、両環状摩
擦板を挟んでフライホイールと反対側に配置され、入力
側部材に固定されている。プレッシャープレートはクラ
ッチカバーと両環状摩擦板との間に配置されている。押
圧部材は、クラッチカバーに支持され、プレッシャープ
レートをフライホイール側に押圧する。プレッシャープ
レートは皿バネ形状の環状部材である。低剛性弾性手段
はプレッシャープレートである。

【００１２】この多板クラッチでは、従来から採用され
ている部品であるプレッシャープレートにバネ効果を持
たせて低剛性弾性手段を兼ねさせており、部品点数を増
やすことなく上記の効果を得ることができる。請求項５
に記載の多板クラッチは、請求項１又は２に記載の多板
クラッチにおいて、第１又は第２環状摩擦板の少なくと
も１枚は皿バネ形状に成形されており、低剛性弾性手段
は皿バネ形状に成形された第１又は第２環状摩擦板であ
る。

【００１３】この多板クラッチでは、例えば、プレッシ
ャープレートと当接する位置に配置されている環状摩擦
板を皿バネ形状に成形することでバネ効果を持たせて、
低剛性弾性手段としての役割を果たさせる。ここでも、
部品点数を増やすことなく上記の効果を得ることができ
る。請求項６に記載の多板クラッチは、請求項１から５
のいずれかに記載の多板クラッチにおいて、入力側部材
は第１筒状部を有している。出力側部材は第１筒状部の
内周側に配置されている第２筒状部を有している。第１
環状摩擦板は、第１筒状部と第２筒状部との間に配置さ
れる複数の摩擦板であって、その外周部が第１筒状部に
対して軸方向に相対移動可能にかつ相対回転不能に係合
している。第２環状摩擦板は、複数の摩擦板であって、
第１環状摩擦板と軸方向に交互に配置されており、その
内周部が第２筒状部に対して軸方向に相対移動可能にか
つ相対回転不能に係合している。

【００１４】請求項７に記載の多板クラッチは、請求項
１から３のいずれかに記載の多板クラッチにおいて、低
剛性弾性手段は、突出する複数の凸部を両側面に有する
環状のプレートである。ここでは、環状のプレートの両
側面に凸部を設け凸部間を曲げ変形させることによっ
て、環状のプレートに低剛性弾性手段としての弾性を持
たせている。

【００１５】請求項８に記載の多板クラッチは、請求項
７に記載の多板クラッチにおいて、低剛性弾性手段は炭
素繊維を含む複合材である。上述のように、低剛性弾性
手段は高温下で使用されるため熱による劣化の恐れがあ
る。ここでは、耐熱性に優れる炭素繊維を強化材として
使用し炭素をマトリックスとした複合材を採用するた
め、低剛性弾性手段の劣化が抑えられる。また、このよ
うな複合材は、軽量であり耐摩耗性の利点を有してい
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】

［第１実施形態］図１は本発明の第１実施形態による自
動車用乾式多板クラッチ１の断面図である。図１のＯ−
Ｏが多板クラッチ１の回転軸線である。多板クラッチ１
は、エンジン（図示せず）のフライホイール２からトラ
ンスミッションの軸（図示せず）にトルクを伝達および
遮断するための装置である。この多板クラッチ１は、主
に、入力側部材であるフライホイールリング５（第１筒
状部）と、出力側部材であるハブフランジ６と、フライ
ホイールリング５とハブフランジ６との間に配置された
複数のドライブプレート７（第１環状摩擦板）および複
数のドリブンプレート８（第２環状摩擦板）からなる環
状摩擦板群９と、両プレート７，８を圧接および圧接解
除するためのクラッチカバー組立体１０（クラッチ押圧
機構）と、環状摩擦板群９とクラッチカバー組立体１０
との間に配置されるコーンスプリング９０とを備えてい
る。

【００１７】ハブフランジ６は、中心に配置されたボス
１１と、ボス１１から一体に外周側に広がるフランジ１
２と、フランジ１２の外周に一体に設けられた第２筒状
部１３とを有している。ボス１１の中心にはスプライン
孔１１ａが形成されており、このスプライン孔１１ａが
トランスミッションの軸のスプライン歯に噛み合ってい
る。これにより、ハブフランジ６はトランスミッション
の軸に対して相対回転不能にかつ軸方向に移動自在にな
っている。ハブフランジ６のフランジ１２には、円周方
向に間隔を隔てて複数の円形の空気通路用の開口１４が
設けられている。第２筒状部１３はフランジ１２から軸
方向両側に突出している。第２筒状部１３の外周には軸
方向に延びる多数の外歯１３ａが形成されている。外歯
１３ａには、図２に示すように、軸方向に孔１３ｃが貫
通している。第２筒状部１３の軸方向両側に突出してい
る部分には、円周方向に等間隔でそれぞれ複数の空気通
路孔１９，２０が設けられている。空気通路孔１９，２
０は、それぞれ、第２筒状部１３をほぼ半径方向に貫通
しており、半径方向外側の端部が外歯１３ａ間の底部に
開口している。

【００１８】第２筒状部１３の半径方向外側にはフライ
ホイールリング５が同心に配置されている。フライホイ
ールリング５は、図１において左側の端部がエンジンの
フライホイール２に複数のボルト２３で固定される。フ
ライホイールリング５は内歯５ａを備えている。フライ
ホイールリング５の外周面の軸方向に間隔を隔てた複数
箇所（例えば３箇所）には、空気通路溝２４が設けられ
ている。図１に示すように、空気通路溝２４はドリブン
プレート８の半径方向外側に設けられている。個々の空
気通路溝２４はフライホイールリング５の円周方向に沿
って円弧状に延びており、その底部は複数の内歯５ａの
底面に開口している。空気通路溝２４が円周方向に長く
延びていることで、放熱性がよくかつフライホイールリ
ング５が軽量化されている。

【００１９】フライホイールリング５の内側とハブフラ
ンジ６の第２筒状部１３との間には、環状摩擦板群９が
配置されている。環状摩擦板群９は、軸方向にはフライ
ホイール２の摩擦面とプレッシャープレート２９（後
述）との間に配置されている。環状摩擦板群９は、互い
に軸方向に交互に並ぶ状態で配置されている４枚のドラ
イブプレート７と３枚のドリブンプレート８とからな
る。ドライブプレート７及びドリブンプレート８は乾式
のカーボン製環状摩擦板であり、いずれも、トランスミ
ッションの軸と同心に配置されている。ドライブプレー
ト７は外周部に放射状の突起２６を備え、突起２６はフ
ライホイールリング５の内歯５ａに相対回転不能にかつ
軸方向に摺動自在に係合している。ドリブンプレート８
は放射状の突起２７を内周部に備えており、突起２７は
第２筒状部１３の外歯１３ａに相対回転不能にかつ軸方
向に摺動自在に係合している。

【００２０】クラッチカバー組立体１０は、クラッチカ
バー２８と、クラッチカバー２８内に配置された環状の
プレッシャープレート２９と、プレッシャープレート２
９をフライホイール２側（図１左側）に付勢するための
押圧部材であるダイヤフラムスプリング３０と、ダイヤ
フラムスプリング３０をクラッチカバー２８側に支持す
る支持機構３１とを主に備えている。

【００２１】クラッチカバー２８はボルト２２によりフ
ライホイールリング５の端面に固定されている。クラッ
チカバー２８は、アルミニウムを主とした金属製であ
り、軽量化されている。プレッシャープレート２９は、
最もトランスミッション側（図１右側）に配置されたド
ライブプレート７の図１右側に配置されている。プレッ
シャープレート２９は、放射状の突起３２を外周部に備
え、突起３２が内歯５ａに相対回転不能にかつ軸方向に
摺動自在に係合している。また、プレッシャープレート
２９の内周部のトランスミッション側には、半円形断面
を有する環状隆起部３３が形成されている。

【００２２】ダイヤフラムスプリング３０は、２枚の円
板部材が重ねられて用いられている。ダイヤフラムスプ
リング３０は、環状弾性部３０ａと、環状弾性部３０ａ
の内周から半径方向内方へ延びる複数のレバー部３０ｂ
とから構成されている。レバー部３０ｂは円周方向に等
間隔を隔てて設けられ、隣接するレバー部３０ｂの間に
スリットが形成されるとともに、各スリットの半径方向
外側の部分に、円周方向の幅が比較的広い切り欠き３０
ｃが形成されている。

【００２３】ダイヤフラスプリング３０は、その環状弾
性部３０ａの外周部がプレッシャープレート２９の環状
隆起部３３に当接し、プレッシャープレート２９をフラ
イホイール２側（図１左側）に付勢する。ダイヤフラム
スプリング３０の内周部に隣接して、図示しないレリー
ズ装置が配置されている。レリーズ装置がダイヤフラム
スプリング３０のレバー部３０ｂの先端をフライホイー
ル２側に押すと、ダイヤフラムスプリング３０の環状部
３０ａ外周部がトランスミッション側に移動する。これ
により、ダイヤフラムスプリング３０によるプレッシャ
ープレート２９のフライホイール２側への付勢が解か
れ、この結果、クラッチ連結が解除される。

【００２４】支持機構３１は、ダイヤフラムスプリング
３０の環状部３０ａの内周部を支持する１対の第１及び
第２環状支持部材３５，３６と、両環状支持部材３５，
３６をクラッチカバー２８に固定する複数のボルト３７
とを主に備えている。環状支持部材３５，３６はダイヤ
フラムスプリング３０に沿って円周方向に延びており、
それぞれ外周部に支持部３８、３９を備えている。支持
部３８，３９は、それぞれ、ダイヤフラムスプリング３
０に当接する部分が半円形等の凸形断面を有している。
第１環状支持部材３５の支持部３８がダイヤフラムスプ
リング３０に対してトランスミッション側（図１右側）
から当接し、第２環状支持部材３６の支持部３９がダイ
ヤフラムスプリング３０に対してフライホイール２側
（図１左側）から当接している。

【００２５】コーンスプリング９０は、皿バネ形状の環
状弾性部材であって、ドライブプレート７のうち最もト
ランスミッション側（図１の右側）のプレートとプレッ
シャープレート２９との間に配置される。このコーンス
プリング９０のバネ剛性は、その反力が半クラッチ状態
でのトルク伝達に必要な押圧荷重に相当するように設定
される。したがって、コーンスプリング９０のバネ反力
はクラッチが完全に連結された状態におけるダイヤフラ
ムスプリング３０の押圧荷重よりも小さい。クラッチ連
結状態においては、コーンスプリング９０は最大弾性変
形を生じてコーン形状の傾きがなくなる。コーンスプリ
ング９０の最大弾性変形量は、各部材の熱膨張量に対応
させて、０．１〜０．２ｍｍに設定される。また、コー
ンスプリング９０は、軸方向に圧縮されてもできるだけ
バネ反力が増加しないように設計される。

【００２６】なお、ハブフランジ６はトランスミッショ
ンの軸に対して軸方向に移動自在であり、従って、ハブ
フランジ６の軸方向移動を制限する必要がある。そのた
めに、図１及び図３に示すように、ハブフランジ６の第
２筒状部１３には、３枚の弧状プレート５２が設けられ
ている。この弧状プレート５２は隣接する２枚のドリブ
ンプレート８の突起２７の間に配置されている。前述の
フライホイール２及びプレッシャープレート２９は、ド
ライブプレート７及びドリブンプレート８の軸方向の移
動範囲を制限しているので、軸方向位置の制限された２
枚のドリブンプレート８の突起２７の間に複数の弧状プ
レート５２が位置することにより、ハブフランジ６の軸
方向の位置も所定範囲内に限定される。

【００２７】次に動作を説明する。クラッチ連結状態で
は、ダイヤフラムスプリング３０の環状弾性部３０ａが
プレッシャープレート２９をフライホイール２側に付勢
している。これにより、プレッシャープレート２９が環
状摩擦板群９側に押し付けられ、ドライブプレート７と
ドリブンプレート８がプレッシャープレート２９とフラ
イホイール２との間に挟持され互いに圧接される。この
結果、フライホイール２からフライホイールリング５に
入力されたトルクが、ドライブプレート７及びドリブン
プレート８を介してハブフランジ６に伝達され、さら
に、ハブフランジ６からトランスミッションの軸へ出力
される。

【００２８】ここで、自動車レースのスタート時におけ
るクラッチの連結の動作について説明する。まず、ドラ
イバーは、サイドブレーキをかけ、エンジン回転を上
げ、クラッチの踏み込み量を調節して半クラッチのポイ
ントを確認する。コーンスプリング９０のバネ反力が半
クラッチ状態でのトルク伝達に必要な押圧荷重に相当す
るものであるので、コーンスプリング９０が弾性変形を
開始するポイントが半クラッチのポイントとなる。そし
て、このポイントで、スタートの合図までクラッチの踏
み込み量をキープする。半クラッチ状態をキープし続け
ると、両プレート７，８の摩擦により熱が発生し、両プ
レート７，８及びその周辺の部材が熱膨張する。この熱
膨張により各部材が軸方向に延びようとする力はクラッ
チのトルク伝達に必要な押圧荷重よりも大きいため、も
しコーンスプリング９０がなければ、ドライブプレート
７とドリブンプレート８とが強く圧接されてクラッチ伝
達トルクが立ち上がる。しかし、本実施形態の多板クラ
ッチ１では、コーンスプリング９０が各部材の熱膨張力
により弾性変形をして各部材の熱膨張量を吸収する。こ
れにより、熱膨張による急激なトルクの立ち上がりの発
生を防止できる。また、コーンスプリング９０が変形し
てもコーンスプリング９０のバネ反力があまり増加しな
いように設計されているため、半クラッチ状態における
クラッチトルクの変動が最小限に抑えられている。

【００２９】そして、スタートの合図と同時に、サイド
ブレーキを解除し、クラッチをエンゲージさせる。する
と、コーンスプリング９０は傾きがなくなるまで変形
し、すなわち、最大弾性変形量の変形をして、単に剛体
としてプレッシャープレート２９とクラッチプレート７
との間に挟まれた状態となる。ここで、熱膨張の吸収に
よる弾性変形量から最大弾性変形量までのコーンスプリ
ング９０の弾性変形によって、スタート時のクラッチエ
ンゲージに対しクッション効果が発生する。このクッシ
ョン効果は、クラッチエンゲージを遅らせるため、自動
車レースのスタート時には存在しないことが望ましい。
本実施形態のコーンスプリング９０では、各部材の熱膨
張量から吸収すべき軸方向寸法を計算して最大弾性変形
量を決定し、余分なクッション効果の発生を抑えてい
る。これにより、スタート時の加速が維持されている。

【００３０】クラッチを遮断する場合、図示しないレリ
ーズ装置がダイヤフラムスプリング３０のレバー部３０
ｂの先端をフライホイール２側へ押し、環状弾性部３０
ａの外周部をトランスミッション側に移動させる。これ
により、ドライブプレート７とドリブンプレート８の圧
接が解放され、クラッチが遮断される。 ［第２実施形態］第１実施形態ではコーンスプリング９
０により各部材の熱膨張を吸収させているが、コーンス
プリング９０を採用せず、図４に示すようにプレッシャ
ープレート２９をコーン状に成形して、プレッシャープ
レート２９によって吸収させることもできる。

【００３１】［第３実施形態］第１実施形態ではコーン
スプリング９０により各部材の熱膨張を吸収させている
が、コーンスプリング９０を採用せず、環状摩擦板群９
のいずれかのプレートをコーン状に成形して、このプレ
ートによって吸収させることもできる。ここでは、図５
に示すように、クラッチプレート７のうち最もプレッシ
ャープレート２９側（図５の右端）に配置されているク
ラッチプレート７ｂをコーン状に成形し低剛性の弾性部
材としている。

【００３２】［第４実施形態］本発明の第４実施形態に
よる自動車用乾式多板クラッチ１を図６〜図８に示す。
なお、以降の説明において第１実施形態と同一又は同様
な部材の符号は同一符号を付すものとする。多板クラッ
チ１は、主に、入力側部材であるフライホイールリング
５（第１筒状部）と、出力側部材であるハブフランジ６
と、フライホイールリング５とハブフランジ６との間に
配置された複数のドライブプレート７（第１環状摩擦
板）および複数のドリブンプレート８（第２環状摩擦
板）からなる環状摩擦板群９と、両プレート７，８を圧
接および圧接解除するためのクラッチカバー組立体１０
（クラッチ押圧機構）と、環状摩擦板群９とクラッチカ
バー組立体１０との間に配置される複合部材８０（低剛
性弾性手段）とを備えている。

【００３３】ハブフランジ６は、中心に配置されたボス
１１と、ボス１１から一体に外周側に広がるフランジ１
２と、フランジ１２の外周に一体に設けられた第２筒状
部１３とを有している。ボス１１の中心にはスプライン
孔１１ａが形成されており、このスプライン孔１１ａが
トランスミッションの軸のスプライン歯に噛み合ってい
る。これにより、ハブフランジ６はトランスミッション
の軸に対して相対回転不能にかつ軸方向に移動自在にな
っている。フランジ１２には、円周方向に間隔を隔てて
複数の円形の空気通路用の開口１４が設けられている。
第２筒状部１３はフランジ１２から軸方向両側に突出し
ている。第２筒状部１３の外周には軸方向に延びる多数
の外歯１３ａが形成されている。第２筒状部１３の軸方
向に突出している部分には、円周方向に等間隔でそれぞ
れ複数の空気通路孔１９が設けられている。空気通路孔
１９は、第２筒状部１３をほぼ半径方向に貫通してお
り、半径方向外側の端部が外歯１３ａ間の底部に開口し
ている。

【００３４】第２筒状部１３の半径方向外側にはフライ
ホイールリング５が同心に配置されている。フライホイ
ールリング５は、図６において左側の端部がエンジンの
フライホイール２に複数のボルト２３で固定される。フ
ライホイールリング５は内歯５ａを備えている。フライ
ホイールリング５の外周面の軸方向に間隔を隔てた３箇
所には、空気通路溝２４が設けられている。図６に示す
ように、空気通路溝２４はドリブンプレート８の半径方
向外側に設けられている。図８及び図６に示すように、
個々の空気通路溝２４はフライホイールリング５の円周
方向に沿って円弧状に延びており、その底部は複数の内
歯５ａの底面に開口している。空気通路溝２４が円周方
向に長く延びていることで、放熱性がよくかつフライホ
イールリング５が軽量化されている。

【００３５】フライホイールリング５の内側とハブフラ
ンジ６の第２筒状部１３との間には、環状摩擦板群９が
配置されている。環状摩擦板群９は、軸方向にはフライ
ホイール２とプレッシャープレート２９（後述）との間
に配置されている。環状摩擦板群９は、互いに軸方向に
交互に並ぶ状態で配置されている４枚のドライブプレー
ト７と３枚のドリブンプレート８とから構成される。ド
ライブプレート７及びドリブンプレート８は、後述する
複合部材８０と同じＣ／Ｃコンポジット製の環状摩擦板
であり、いずれも、多板クラッチ１の軸Ｏ−Ｏと同心に
配置されている。ドライブプレート７は外周部に放射状
の突起２６を備え、突起２６はフライホイールリング５
の内歯５ａに相対回転不能にかつ軸方向に摺動自在に係
合している。ドリブンプレート８は放射状の突起２７を
内周部に備えており、突起２７は第２筒状部１３の外歯
１３ａに相対回転不能にかつ軸方向に摺動自在に係合し
ている。

【００３６】クラッチカバー組立体１０は、クラッチカ
バー２８と、クラッチカバー２８内に配置された環状の
プレッシャープレート２９と、プレッシャープレート２
９をフライホイール２側に付勢するための押圧部材であ
るダイヤフラムスプリング３０と、ダイヤフラムスプリ
ング３０をクラッチカバー２８側に支持する支持機構３
１とを主に備えている。

【００３７】クラッチカバー２８はボルト２２によりフ
ライホイールリング５のトランスミッション側の端面に
固定されている。クラッチカバー２８は、アルミニウム
を主とした金属製であり、軽量化されている。プレッシ
ャープレート２９は、最もトランスミッション側（図６
右側）に配置されたドライブプレート７のトランスミッ
ション側に配置されている。プレッシャープレート２９
は、放射状の突起３２を外周部に備え、突起３２がフラ
イホイールリング５の内歯５ａに相対回転不能にかつ軸
方向に摺動自在に係合している。また、プレッシャープ
レート２９の内周部のトランスミッション側には、半円
形断面を有する環状隆起部３３が形成されている。

【００３８】ダイヤフラムスプリング３０は、２枚の円
板部材が重ねられている。ダイヤフラムスプリング３０
は、環状弾性部３０ａと、環状弾性部３０ａの内周から
半径方向内方へ延びる複数のレバー部３０ｂとから構成
されている。レバー部３０ｂは円周方向に等間隔を隔て
て設けられ、隣接するレバー部３０ｂの間にはスリット
が形成される。ダイヤフラスプリング３０は、その環状
弾性部３０ａの外周部がプレッシャープレート２９の環
状隆起部３３に当接し、プレッシャープレート２９をフ
ライホイール２側（図６左側）に付勢する。

【００３９】ダイヤフラムスプリング３０の内周部に隣
接して、図示しないレリーズ装置が配置されている。レ
リーズ装置がダイヤフラムスプリング３０のレバー部３
０ｂの先端をフライホイール２側に押すと、ダイヤフラ
ムスプリング３０の環状部３０ａ外周部がトランスミッ
ション側に移動する。これにより、ダイヤフラムスプリ
ング３０によるプレッシャープレート２９のフライホイ
ール２側への付勢が解かれ、この結果、クラッチ連結が
解除される。

【００４０】支持機構３１は、主に、ダイヤフラムスプ
リング３０の環状部３０ａの内周部を支持する１対の第
１及び第２環状支持部材３５，３６と、両環状支持部材
３５，３６をクラッチカバー２８に固定する複数のボル
ト３７とを備えている。環状支持部材３５，３６はダイ
ヤフラムスプリング３０に沿って円周方向に延びてお
り、それぞれ外周部に支持部３８、３９を備えている。
支持部３８，３９は、それぞれ、ダイヤフラムスプリン
グ３０に当接する部分が半円形等の凸形断面を有してい
る。第１環状支持部材３５の支持部３８はダイヤフラム
スプリング３０に対してトランスミッション側（図６右
側）から当接し、第２環状支持部材３６の支持部３９は
ダイヤフラムスプリング３０に対してフライホイール２
側（図６左側）から当接している。

【００４１】複合部材８０は、図９及び図１０に示すよ
うな環状の弾性部材であって、図６に示すように、ドラ
イブプレート７のうち最もトランスミッション側（図６
右側）のプレートとプレッシャープレート２９との間に
配置される。複合部材８０は、環状部８０ａと、環状部
８０ａのトランスミッション側（図６右側）の側面に設
けられた３つの凸部８０ｂと、環状部８０ａのフライホ
イール２側（図６左側）の側面に設けられた３つの凸部
８０ｃと、環状部８０ａの外周部に設けられた放射状の
突起８０ｄとから構成される。突起８０ｄはフライホイ
ールリング５の内歯５ａに相対回転不能にかつ軸方向に
摺動自在に係合している。この複合部材８０は、環状部
８０ａが凸部８０ｂと凸部８０ｃとの間で軸方向に変形
するため、軸方向のバネ剛性を低く設定することができ
る。複合部材８０のバネ剛性は、その反力が半クラッチ
状態でのトルク伝達に必要な押圧荷重に相当するように
設定される。したがって、複合部材８０のバネ反力はク
ラッチが完全に連結された状態におけるダイヤフラムス
プリング３０の押圧荷重よりも小さい。クラッチ連結状
態においては、複合部材８０は最大弾性変形を生じ、そ
の最大弾性変形量は各部材の熱膨張量に対応して０．１
〜０．２ｍｍに設定される。また、複合部材８０の素材
として、耐熱性・耐熱衝撃性・耐摩耗性に優れ軽量であ
るＣ／Ｃコンポジット（炭素繊維強化複合材）を採用し
ている。

【００４２】次に動作を説明する。クラッチ連結状態で
は、ダイヤフラムスプリング３０の環状弾性部３０ａが
プレッシャープレート２９をフライホイール２側に付勢
している。これにより、プレッシャープレート２９が環
状摩擦板群９側に押し付けられ、ドライブプレート７と
ドリブンプレート８がプレッシャープレート２９とフラ
イホイール２との間に挟持され互いに圧接される。この
結果、フライホイール２からフライホイールリング５に
入力されたトルクが、ドライブプレート７及びドリブン
プレート８を介してハブフランジ６に伝達され、さら
に、ハブフランジ６からトランスミッションの軸へ出力
される。

【００４３】ここで、自動車レースのスタート時におけ
るクラッチの連結の動作について説明する。まず、ドラ
イバーは、サイドブレーキをかけ、エンジン回転を上
げ、クラッチの踏み込み量を調節して半クラッチのポイ
ントを確認する。複合部材８０のバネ反力が半クラッチ
状態でのトルク伝達に必要な押圧荷重に相当するもので
あるので、複合部材８０が弾性変形を開始するポイント
が半クラッチのポイントとなる。そして、このポイント
で、スタートの合図までクラッチの踏み込み量をキープ
する。半クラッチ状態をキープし続けると、両プレート
７，８の摩擦により熱が発生し、両プレート７，８及び
その周辺の部材が熱膨張する。この熱膨張により各部材
が軸方向に延びようとする力はクラッチのトルク伝達に
必要な押圧荷重よりも大きいため、もし複合部材８０が
なければ、ドライブプレート７とドリブンプレート８と
が強く圧接されてクラッチ伝達トルクが立ち上がる。し
かし、本実施形態の多板クラッチ１では、複合部材８０
が各部材の熱膨張力を受けて弾性変形をするため、各部
材の熱膨張が吸収される。これにより、熱膨張による急
激なトルクの立ち上がりの発生を防止できる。なお、半
クラッチ状態においては複合部材８０にも高熱が作用す
るが、耐熱性に優れるＣ／Ｃコンポジットを採用してい
るため劣化が少ない。

【００４４】そして、スタートの合図と同時に、サイド
ブレーキを解除し、クラッチをエンゲージさせる。する
と、複合部材８０が最大弾性変形量の変形をして、単に
摩擦材としてプレッシャープレート２９とクラッチプレ
ート７との間に挟まれた状態となる。ここで、熱膨張の
吸収による弾性変形量から最大弾性変形量までの複合材
料８０の弾性変形によって、スタート時のクラッチエン
ゲージに対しクッション効果が発生する。このクッショ
ン効果は、クラッチエンゲージを遅らせるため、自動車
レースのスタート時には存在しないことが望ましい。本
実施形態の複合材料８０は、各部材の熱膨張量から吸収
すべき軸方向寸法を計算して最大弾性変形量を決定して
いるため、余分なクッション効果の発生が抑えられる。
これにより、スタート時の加速が維持されている。

【００４５】クラッチを遮断する場合、図示しないレリ
ーズ装置がダイヤフラムスプリング３０のレバー部３０
ｂの先端をフライホイール２側へ押し、環状弾性部３０
ａの外周部をトランスミッション側に移動させる。これ
により、ドライブプレート７とドリブンプレート８の圧
接が解放され、クラッチが遮断される。

【００４６】

【発明の効果】本発明では、多板クラッチ、特にレース
用の多板クラッチにおいて、半クラッチ状態を保持した
ときに発生する各部材の熱膨張による変形を低剛性弾性
手段が吸収するので、高回転時におけるクラッチエンゲ
ージポイントの安定化が図られ、各部材の熱膨張による
クラッチトルクの急激な立ち上がりを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の自動車用多板クラッチ
の断面図。

【図２】多板クラッチの平面図。

【図３】ハブフランジの部分断面図。

【図４】第２実施形態の多板クラッチの断面図。

【図５】第３実施形態の多板クラッチの断面図。

【図６】第４実施形態の多板クラッチの断面図。

【図７】第４実施形態の多板クラッチの平面図。

【図８】第４実施形態の多板クラッチの側面図。

【図９】第４実施形態の複合部材の側面図。

【図１０】第４実施形態の複合部材の平面図。

【符号の説明】

１ 多板クラッチ ２ フライホイール ５ フライホイールリング（第１筒状部） ６ ハブフランジ（出力側部材） ７ ドライブプレート（第１環状摩擦板） ８ ドリブンプレート（第２環状摩擦板） ９ 環状摩擦板群 １０ クラッチカバー組立体（押圧機構） １３ 第２筒状部 ２８ クラッチカバー ２９ プレッシャープレート ３０ ダイヤフラムスプリング ８０ 複合部材 ８０ｂ，８０ｃ 凸部 ９０ コーンスプリング

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フライホイールから出力側回転体にトルク
   を伝達および遮断するための車両の多板クラッチであっ
   て、 前記フライホイールに固定される入力側部材と、 前記出力側回転体に相対回転不能に係合する出力側部材
   と、 外周部が前記入力側部材に軸方向に相対移動可能にかつ
   相対回転不能に係合する第１環状摩擦板と、 内周部が前記出力側部材に軸方向に相対移動可能にかつ
   相対回転不能に係合し、前記第１環状摩擦板に圧接可能
   な第２環状摩擦板と、 前記第１及び第２環状摩擦板が互いに圧接されるように
   両環状摩擦板を押圧し、あるいはその押圧を解除するた
   めのクラッチ押圧機構と、 前記入力側部材と前記出力側部材との間で前記車両の発
   進に必要なトルクの伝達を可能とする前記両環状摩擦板
   への押圧荷重よりも小さい弾性反力を有し、各部材の熱
   膨張による軸方向の変形量を吸収する低剛性弾性手段
   と、を備えた多板クラッチ。
2. 【請求項２】前記低剛性弾性手段の軸方向の最大弾性変
   形量は０．２ｍｍ以下である、請求項１に記載の多板ク
   ラッチ。
3. 【請求項３】前記低剛性弾性手段は前記第１及び第２環
   状摩擦板と前記クラッチ押圧機構との間に配置される弾
   性部材である、請求項１又は２に記載の多板クラッチ。
4. 【請求項４】前記クラッチ押圧機構は、 前記両環状摩擦板を挟んで前記フライホイールと反対側
   に配置され、前記入力側部材に固定されるクラッチカバ
   ーと、 前記クラッチカバーと前記両環状摩擦板との間に配置さ
   れた皿バネ形状のプレッシャープレートと、 前記クラッチカバーに支持され、前記プレッシャープレ
   ートを前記フライホイール側に押圧する押圧部材とを備
   え、 前記低剛性弾性手段は前記プレッシャープレートであ
   る、請求項１又は２に記載の多板クラッチ。
5. 【請求項５】前記第１又は第２環状摩擦板の少なくとも
   １枚は皿バネ形状に成形され、 前記低剛性弾性手段は前記皿バネ形状の第１又は第２環
   状摩擦板である、請求項１又は２に記載の多板クラッ
   チ。
6. 【請求項６】前記入力側部材は第１筒状部を有し、 前記出力側部材は前記第１筒状部の内周側に配置された
   第２筒状部を有し、 前記第１環状摩擦板は前記第１筒状部と前記第２筒状部
   との間に配置される複数の摩擦板であり、外周部が前記
   第１筒状部に対して軸方向に相対移動可能にかつ相対回
   転不能に係合しており、 前記第２環状摩擦板は、複数の摩擦板であって、前記第
   １環状摩擦板と軸方向に交互に配置されており、内周部
   が前記第２筒状部に対して軸方向に相対移動可能にかつ
   相対回転不能に係合している、請求項１から５のいずれ
   かに記載の多板クラッチ。
7. 【請求項７】前記低剛性弾性手段は、突出する複数の凸
   部を両側面に有する環状のプレートである、請求項１か
   ら３のいずれかに記載の多板クラッチ。
8. 【請求項８】前記低剛性弾性手段は炭素繊維を含む複合
   材である、請求項７に記載の多板クラッチ。