JPS62204019A - クラツチデイスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、車輌におけるクラッチディスクに係り、特に
従来のダンパスプリングとしてのコイルばねに加えて、
ばね定数の小さい円弧状ばね等の巻きばねを新設し、か
つ該巻きばねがクラッチハブに巻き付くようにすること
によりヒステリシストルクが発生するようにしたクラッ
チディスクに関する。

従来技術 最近においては、大型車輛であっても騒音対策が十分に
とられ、このため特にアイドリング時及び走行時におけ
る駆動系からの騒音が問題となり易く、これは主として
エンジンの回転変動により発生する動力伝達機構各部の
振動が原因となっているものである。そして上記騒音に
最も大きな影響を及ぼすのはクラッチのダンパ特性、即
ちクラッチディスクの回転方向のばね特性及びヒステリ
シス特性であることが知られており、そのため従来はク
ラッチディスクに複数のコイルばねや波形ばね、皿状ば
ね等を設けたダンパ機構が採用され、コイルばねによる
弾性と、波形ばね、皿状ばね等によるヒステリシス特性
を得て、極力低ばね定数のクラッチディスクを得る努力
がなされ、３段ばね特性及び３段ヒステリシス特性を有
するクラッチディスクが実用に供されている。

しかし、該従来例によると、複数の窓部をクラッチハブ
の円板部に形成して、該窓部に複数の大、中、小からな
る３種類のばね定数のコイルばねを収容しなければなら
ないため、クラッチハブ及びコイルばねの強度上の制約
が大きく、例えば大型トランクにおいて、ばね定数を小
さくしたい場合には、第４図に実線で、又は第１１図に
示す程度のばね定数（約３０　ｋｇｍ　／ｄｅｇ　）が
最低限度とされていた。

また第１１図において明らかなように、ばね定数は、第
１段目から第２段目に移行する特性切換時Ａ（ねじり角
θ＝２ｄｅｇ）において急激に大きくなり、この場合の
ショックトルクにより駆動系から騒音が発生する場合が
あった。また同図に示すように、従来はヒステリシス特
性は専らクラッチディスクの駆動側回転体と被駆動側回
転体との間に、その軸方向に重ねられた複数の波形ばね
、皿状ばね等に依存していたため、３段階のヒステリシ
ス特性を得るためには、強度上ねじり角を大きくとれな
いという問題があった。このため、エンジンの回転変動
により発生する駆動系の騒音を十分に低減させることが
困難な場合があった。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の問題点を除くためになさ
れたものであって、その目的とするところは、巻きばね
の内周面と被駆動側回転体の外周面との間に無負荷状態
において所定の隙間を設け、ねじりトルクの増大に従っ
て該防菌が減少して巻きばねの内周面が被駆動側回転体
の外周面に接触し、かつ巻き付くようにして、これらの
部材間において中間的な大きさの、ヒステリシストルク
特性が得られるようにし、従来の３段ばね定数、３段ヒ
ステリシス特性のものにおいて、その中の１段を巻きば
ねに置き換えることによってねじり剛性が低くかつ広ね
じり角のクラッチディスクに改良することであり、また
これによってクラッチディスクのダンパ機構の特性切換
時におけるショックトルクを減少させ、該ショックトル
クに起因する駆動系の騒音を低減させることである。

また他の目的は、クラッチディスクの駆動側回転体と、
被駆動側回転体との間に巻きばねを設けることによって
、コイルばねの数を減らすことができるようにすると共
にクラ・ノチハブとクラッチディスクとの間にヒステリ
シストルクが発生するようにしクラッチハブ及び該コイ
ルばねの強度上の制約を減少させると共に、小さいばね
定数が得られる巻きばねによって低ばね定数（広ねじり
角）のダンパ特性が得られるクラッチディスクを提供す
ることであり、またこれによって特にアイドリング時及
び走行時における駆動系からの音の発生を低減させるこ
とである。

構成 要するに本発明（第１発明）は、エンジンのフライホイ
ールからトルクが直接伝達される駆動側回転体と、トラ
ンスミッションのインプットシャフトと一体的に回転し
前記駆動側回転体からトルクを伝達されて駆動される被
駆動側回転体との間に、一端が前記駆動側回転体に固定
され他端が前記被駆動側回転体に固定された巻きばねを
設け、咳巻きばねの内周面と前記被駆動側回転体の外周
面との間に無負荷状態において所定の隙間を形成し、か
つ前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体との間のねじ
り角が増大するにつれて前記巻きばねの内周面が前記被
駆動側回転体の外周面に次第に巻き付いてヒステリシス
トルクを発生するように構成したことを特徴とするもの
である。

また本発明（第２発明）は、エンジンのフライホイール
からトルクが直接伝達される駆動側回転体と、トランス
ミ７シヲンのインプットシャフトと一体的に回転し前記
駆動側回転体からトルクを伝達されて駆動される被駆動
側回転体との間に、一端が前記駆動側回転体に固定され
他端が前記被駆動側回転体に固定された巻きばねを設け
、該巻きばねの内周面と前記被駆動側回転体の外周面と
の間に無負荷状態において所定の隙間を形成し、咳巻き
ばねと前記被駆動側回転体とで第２段目のヒステリシス
トルクを発生するダンパ機構を構成し、前記駆動側回転
体と前記被駆動側回転体との間に配設された第１段目の
ヒステリシストルク及び第３段目のヒステリシストルク
を発生する２種類のダンパ機構とを含み、３段階のばね
定数及び３段階のヒステリシス特性が得られるようＬこ
構成したことを特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。第１
図から第３図において、本発明に係るクラッチディスク
ｌは、エンジン（図示せず）のフライホイール（図示せ
ず）からトルクが直接伝達される駆動側回転体の一例た
るサブプレート２と、トランスミッション（図示せず）
のインプットシャフト（図示せず）と一体的に回転し駆
動側回転体２からトルクを伝達されて駆動される被駆動
側回転体の一例たるクラッチハブ３との間に、一端４ａ
がサブプレート２に固定され、他端４ｂがクラッチハブ
３のボス部３ａに形成された溝３ｂに固定された巻きば
ねの一例たる円弧状ばね４を設けたものである。該円弧
状ばねの一端４ａは固定ピン５によりサブプレート２に
固定されている。

また他端４ｂはＬ字形に折曲されて、クラッチハブ３の
ボス部３ａに形成されたキー溝状の溝３ｂに係合して固
定されている。

そして円弧状ばね４の内周面４ｃとクラッチハブ３のボ
ス部３ａの外周面３ｃとの間に無負荷状態において所定
の隙間Ｃを形成し、該円弧状ばねとクラッチハブ３のボ
ス部３ａとで第２段目のヒステリシストルクを発生する
ダンパ機構６を構成し、駆動側回転体の他の一例たるク
ラッチプレート８及びリテーニングプーレト９とクラッ
チハブ３の円板部３ｄとの間に夫々配設された１段目フ
リクションヮッシ１０及び波形ばね１１とからなる第１
段目のヒステリシストルクを発生するダンパ機構１２と
、駆動側回転体の更に他の一例たるサブプレート１３及
び２とクラッチプレート８及びリテーニングブーレト９
との間に夫々配設された２段目フリクションプレート１
４及び１５とからなる第３段目のヒステリシストルクを
発生するダンパ機構１６とからなる２種類のダンパ機構
とを含み、３段階のばね定数及び３段階のヒステリシス
特性が得られるように構成したものである。

円弧状ばね４の側方にはクラッチハブ３のボス部３ａに
形成された溝３ｅ内に円弧状ばね４の止め輪１８が装着
されており、円弧状ばね４の軸方向の移動を規制してい
る。

なおりラッチハブ３の窓部３ｆに収容されるコイルばね
１９は６組用いられ、例えば第１図に示すような大ばね
２０と中ばね（図示せず）及び小ばね（図示せず）等の
３種類からなるものであるが、これらは本発明において
は１組省略し、５組とすることも可能である。

また円弧状ばね４とクラッチハブ３のボス部３ａとの間
の摩擦係数を増大させるためには、第９図に示すように
円弧状ばね４の内周面４Ｃに摩擦係数の大きい摩擦部材
２Ｂを貼り付けてもよ（、また第１０図に示すようにク
ラッチハブ３のボス部３ａの外周面３Ｃに同様な摩擦部
材２９を貼り付けてもよい。

その他スプリングシート２１、スタッドピン２２、スプ
ライン３ｇ１サブピン２３、ストップピン２４、リベッ
ト２５及びクラッチハブ３の切欠部３ｈ等については従
来例と同一であるので図面に符号を付してこれらについ
ての説明は省略する。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。まず円弧状ばね４のヒステリシス特
性を無視した場合における低ばね定数（広ねじり角）の
特性について第４図を参照しながら説明すると、従来例
においては実線で示すようなばね定数が得られ、この場
谷には上記したように、該ばね定数は最低限度が３０　
ｋｇｍ／ｄｅｇ程度であるが、これが本発明に係る円弧
状ばねを用いたことによって中央に示す破線のような低
いぼね定数が得られ、例えば２段ばねとした場合におい
てもこのばね定数は約２０　ｋｇｍ　／ｄｅｇに下げる
ことができ、更に３段ばねとした場合には右側の破線で
示すように、第２段目のばね定数を、８　ｋｇｍ　／ｄ
ｅｇ程度に下げることができる。

第４図においてねじり角度θがθ、である範囲は、クラ
ッチプレート８にリベット２５で結合されたタラソチフ
ェーシング（図示せず）からエンジントルクが伝えられ
、第２図において矢印りの方向にクラッチプレート８が
ねじられ、スタッドピン２２がクラッチハブ３の丸穴３
１と接触するまでのねじり角度である。この場合におい
ては図示しない小ばねのみが作用して第４図に示すねじ
り角度θが２　ｄｅｇまでの範囲がこのθ１に相当し、
この場合のばね定数は従来と同一である。要するに本発
明によって得られる低いぼね定数はこのθ１を超えたね
じり角度θの場合であって第４図に示すような従来例の
大きなばね定数を本発明では破線で示すような低いぼね
定数とすることができる。

これは、コイルばねを１組少なくして、その分を円弧状
ばね４によって置き換えることによって例えば従来６組
必要とされたコイルばねを５組に減らし、その分タラソ
チハブ３の窓部３ｆの数を減らし、残った肉厚部を大き
くしてクラッチハブ３の強度を向上させ、またコイルば
ねの設計の自由度を増大させることができるため、コイ
ルばね自体のばね定数も小さなものとすることができる
ためである。

無負荷状態、即ちクラッチペタルが踏み込まれクラッチ
が切断状態にある場合においては、円弧状ばね４とクラ
ッチハブ３のボス部３ａとの間には第３図に示すように
所定の隙間Ｃが形成されている。そしてクラッチプレー
トト８がねじり角度θ、たけ回転する間はコイルばねの
小ばねのみが圧縮されて小さなばね定数を示し、ねじり
角度θ１を超えると初めてクラッチプレートによってス
タッドピン２２が動き、これによってサブプレート２が
回転を開始して固定ピン５を介して円弧状ばね４の一端
４ａが移動を開始し、他端４ｂはクラッチハブ３のボス
部３ａの溝３ｂに固定されているため動かず、この結果
一端４ａのみが移動して円弧状ばね４は撓み、そして該
円弧状ばねの断面係数によって定まるばね定数によって
適宜なばね特性を発揮するものである。

次に円弧状ばね４のばね定数に関する特性のみならず、
これに加えてそのヒステリシス特性を考慮した場合の作
用について第５図から第８図をも参照して説明する。ま
ず第１段目のヒステリシストルクの発生について説明す
ると、これはダンパ機構１２、即ち１段目フリックジョ
ンワッシャ１０及び波形ばね１１によって得られるもの
で、まずクラッチプレート８がθ１だけ回転した場合に
第５図に示すような小さなヒステリシストルクが発生す
る。

次に第２段目のヒステリシストルクの発生について説明
すると、これが本発明に係る円弧状ばね４の採用によっ
て得られた作用であって、第５図に示すようなねじり角
度θ１からθ２までの間、即ちねじり角度にして２度か
ら４度の間の特性切換時Ａにおいて第２段目のヒステリ
シストルクＨ２が得られるものである。

第６図に示すように、無負荷状態においては円弧状ばね
４の内周面４Ｃとクラッチハブ３のボス部３ａの外周面
３ｃとの間には所定の隙間Ｃが設けられているが、この
隙間Ｃは円弧状ばね４の一端４ａがサブプレート２がね
じり角度θだけねじられることによって固定ピン５を介
して移動を始めると、第７図に示すようにその内周面４
Ｃの直径が小さくなってスプラインハブ３のボス部３ａ
の外周面３Ｃに対して一部分で接触を開始する。

この段階から第５図に示す第２段目のヒステリシス１１
□が得られる状況となる。ここでヒステリシストルクＨ
２は、円弧状ばね４の内周面４ｃがクラッチハブ３のボ
ス部３ａの外周面に接する面積が増加するにつれて漸次
増加するものである。円弧状ばね４が第８図に示すよう
に完全にボス部３ａの外周面３ｃに巻き付けられると、
もはや該円弧状ばねはばねとしての作用を示すことがな
く、ねじり角度θ２を超える範囲ではコイルばねの大ば
ね２０による大きなばね定数へとその特性が移行し、最
も大きなヒステリシストルクＨ３が得られる。このよう
にして従来のばね定数の１段目から２段目への特性切換
時Ａにおける大きなトルクショックの状態が、第５図に
示すように本発明に係る円弧状ばね４の作用によって、
中間的なばね定数及びヒステリシストルク特性によって
結ばれることになり、大幅に緩和され、ねじり角度θ１
の範囲及びねじり角度θ２を超える範囲におし；ては従
来例と変らないが、ねじり角度θ２−θ１の範囲におけ
るばね定数特性及びヒステリシストルク特性が加わった
ことにより、本発明に係るクラッチディスクｌの各ダン
パ１ｔ１６．　１２．　１６の作用は画期的なものとな
り、この特性切換時Ａにおいて発生していたトルクショ
ックが消滅し、この結果このトルクショックによって生
じていたトランスミッション内の歯車の歯打ち音が防止
され、またアイドリング時及び車輌の走行時における駆
動系の騒音が従来例に比べて大幅に低減するものである
。

また第９図及び第１０図に示すように、円弧状ばね４の
内周面４Ｃに摩擦部材２８を貼り付け、またクラッチハ
ブ３のボス部３ａの外周面３Ｃに同様な摩擦部材２９を
貼り付けることによって、またこの摩擦部材の材質を適
宜選択することによって第５図に示す中間的なヒステリ
シス特性を自由に変化させることができる。゛ なお、上記実施例においてはえ駆動側回転体と被駆動側
回転体とを結合する巻きばねを、円弧状ばね４として説
明したが、巻きばねは円弧状ばね４のみに限定されるも
のではなく、２重以上に巻かれたコイルばねであっても
よい。また該巻きばねは、合計３段のばね特性及びヒス
テリシス特性を備えたものにおいて、第１段目のばね特
性及びヒステリシス特性を与えるように構成することも
できる。

効果 本発明は、上記のように構成され、作用するものである
から、巻きばねの内周面と被駆動側回転体の外周面との
間に無負荷状態において所定の隙間を設け、ねじりトル
クの増大に従って該隙間が減少して巻きばねの内周面が
被駆動側回転体の外周面に接触し、かつ巻き付くように
して、これらの部材間において中間的な大きさの、ヒス
テリシストルク特性が得られるようにし、かつ従来の３
段ばね定数、３段ヒステリシス特性のものにおいて、そ
の中の１段を巻きばねに置き換えたので、ねじり剛性が
低くかつ広ねじり角のクラッチディスクに改良すること
ができる効果があり、またこ°の結果クラッチディスク
のダンパ機構の特性切換時におけるショックトルクを減
少させ、該ショックトルクに起因する駆動系の騒音を低
減させることができる効果がある。

またクラッチディスクの駆動側回転体と、被駆動側回転
体との間に巻きばねを設けたので、コイルばねの数を減
らすことができると共にクラッチハブとクラッチディス
クとの間にヒステリシストルクが発生してクラッチハブ
及び該コイルばねの強度上の制約を減少させることがで
きると共に、小さなばね定数が得られる巻きばねによっ
て低ばね定数（広ねじり角）のダンパ特性が得られるク
ラッチディスクを提供でき、またこの結果特にアイドリ
ング時及び走行時における駆動系からの音の発生を低減
させることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第１０図は本発明の実施例に係り、第１図は
円弧状ばねを装着したクラッチディスクの縦断面図、第
２図は円弧状ばねの取付状態を示す要部部分斜視図、第
３図は第２図に示すものの正面図、第４図はねじり角度
に対するねじりトルクの関係を示す線図、第５図は円弧
状ばねのヒステリシス特性を考慮した場合のねじり角度
に対するねじりトルクの関係を示す線図、第６図は無負
荷状態における円弧状ばねとクラッチハブのボス部との
相互関係を示す正面図、第７図は円弧状ばねの一端がわ
ずかに移動してその内周面がクラッチハブのボス部の外
周面に接触を開始した状態を示す同様な正面図、第８図
は円弧状ばねの一端が更に移動してその内周面がほとん
どクラッチハブのボス部の外周面に接触した状態を示す
同様な正面図、第９図は円弧状ばねの内周面に摩擦部材
を貼り付けた状態を示す正面図、第１０図はクラッチハ
ブのボス部の外周面に摩擦部材を貼り付けた状態を示す
正面図、第１１図は従来例に係るクラッチデ・イスクの
ねじり角度に対するねじりトルクの関係を示す線図であ
る。 ｌはクラッチディスク、２は駆動側回転体の一例たるサ
ブプレート、３は被駆動側回転体の一例たるクラッチハ
ブ、３ｃはクラッチハブのボス部の外周面、４は円弧状
ばね、４ａは一端、　　４ｂは他端、４ｃは内周面、６
は第２段目のヒステリシストルクを発生するダンパ機構
、１２は第１段目のヒステリシストルクを発生するダン
パ機構、１６は第３段目のヒステリシストルクを発生す
るダンパ機構、Ｃは隙間である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　エンジンのフライホィールからトルクが直接伝達さ
   れる駆動側回転体と、トランスミッションのインプット
   シャフトと一体的に回転し前記駆動側回転体からトルク
   を伝達されて駆動される被駆動側回転体との間に、一端
   が前記駆動側回転体に固定され他端が前記被駆動側回転
   体に固定された巻きばねを設け、該巻きばねの内周面と
   前記被駆動側回転体の外周面との間に無負荷状態におい
   て所定の隙間を形成し、かつ前記駆動側回転体と前記被
   駆動側回転体との間のねじり角が増大するにつれて前記
   巻きばねの内周面が前記被駆動側回転体の外周面に次第
   に巻き付いてヒステリシストルクを発生するように構成
   したことを特徴とするクラッチディスク。 ２　前記巻きばねは、円弧状ばねであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のクラッチディスク。 ３　前記巻きばねは、コイルばねであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のクラッチディスク。 ４　前記巻きばねは、合計３段のばね特性及びヒステリ
   シス特性を備えたものにおいて、第２段目のばね特性及
   びヒステリシス特性を与えるように構成したものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のクラッ
   チディスク。 ５　前記巻きばねは、合計３段のばね特性及びヒステリ
   シス特性を備えたものにおいて、第１段目のばね特性及
   びヒステリシス特性を与えるように構成したものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のクラッ
   チディスク。 ６　エンジンのフライホィールからトルクが直接伝達さ
   れる駆動側回転体と、トランスミッションのインプット
   シャフトと一体的に回転し前記駆動側回転体からトルク
   を伝達されて駆動される被駆動側回転体との間に、一端
   が前記駆動側回転体に固定され他端が前記被駆動側回転
   体に固定された巻きばねを設け、該巻きばねの内周面と
   前記被駆動側回転体の外周面との間に無負荷状態におい
   て所定の隙間を形成し、該巻きばねと前記被駆動側回転
   体とで第２段目のヒステリシストルクを発生するダンパ
   機構を構成し、前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体
   との間に配設された第１段目のヒステリシストルク及び
   第３段目のヒステリシストルクを発生する２種類のダン
   パ機構とを含み、３段階のばね定数及び３段階のヒステ
   リシス特性が得られるように構成したことを特徴とする
   クラッチディスク。 ７　前記巻きばねは、円弧状ばねであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項に記載のクラッチディスク。 ８　前記巻きばねは、コイルばねであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項に記載のクラッチディスク。