WO2016199489A1 - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

クラッチ装置のコストを低減する。クラッチ装置（１００）は、クラッチハウジング（２）と、プレッシャ部材（３）と、摩擦材（４）と、回転体（５）とを備えている。クラッチハウジング（２）は、円錐台状の受圧面（２３）を有する。プレッシャ部材（３）は、受圧面（２３）に沿った円錐台状の押圧面（３１）を有する。プレッシャ部材（３）は、軸方向に移動可能である。摩擦材（４）は、受圧面（２３）と押圧面（３１）との間に配置される。回転体（５）は、プレッシャ部材（３）と一体的に回転する。

Description

クラッチ装置

　本発明は、クラッチ装置に関するものである。

　一般に、モータサイクルには、エンジンからのトルクをトランスミッションに伝達又は遮断するためにクラッチ装置が用いられている。クラッチ装置は、クラッチハウジングと、回転体と、クラッチ部とを有している。クラッチハウジングはエンジンのクランク軸側に連結され、回転体はトランスミッション側に連結される。クラッチ部は、クラッチハウジングと回転体との間で、摩擦係合したり摩擦係合を解除したりすることによって、トルクを伝達又や遮断する。このクラッチ部は、摩擦力を向上させるために、複数枚のドライブプレートと複数のドリブンプレートとを有している。

特開２００３－３２２１７７号公報

　上述したように、従来のクラッチ装置は、ドライブプレート及びドリブンプレートを増やすことによって摩擦力を向上させている。しかし、ドライブプレート及びドリブンプレートを増やすことは、コストが高くなるという問題を生じさせる。

　本発明の課題は、クラッチ装置のコストを低減することにある。

　本発明のある側面に係るクラッチ装置は、クラッチハウジングと、プレッシャ部材と、摩擦材とを備えている。クラッチハウジングは、円錐台状の受圧面を有する。プレッシャ部材は、受圧面に沿った円錐台状の押圧面を有する。プレッシャ部材は、軸方向に移動可能である。摩擦材は、受圧面と押圧面との間に配置される。

　この構成によれば、クラッチハウジングの受圧面、及びプレッシャ部材の押圧面は、円錐台状である。そして、押圧面は受圧面に沿っている。このため、プレッシャ部材が軸方向に移動して、受圧面と押圧面とが摩擦材を介して互いに摩擦係合すると、くさびの原理によって、より強い摩擦力が受圧面及び押圧面に作用する。この結果、摩擦材を減らしても十分な摩擦力を得ることができ、ひいては低コスト化することができる。

　好ましくは、プレッシャ部材は、軸方向においてクラッチハウジングの第１側に配置されている。そして、受圧面及び押圧面は、第１側に向かって径が小さくなる円錐台状である。

　好ましくは、クラッチ装置は、プレッシャ部材を第１側に付勢する付勢部材をさらに備える。

　好ましくは、付勢部材は、回転体の径方向外側に配置される皿バネである。

　好ましくは、受圧面は、径方向内側を向き、軸方向の第１側に向かって径が小さくなる。押圧面は、受圧面の径方向内側に配置される。受圧面の先端縁は、押圧面の先端縁よりも軸方向の第１側に配置される。

　この構成によれば、オイルが噴霧された状態の環境下においてクラッチ装置を使用した場合であっても、摩擦材へオイルを十分に供給することができる。詳細に説明すると、オイルが噴霧された状態の環境下でクラッチ装置が回転すると、遠心力によってオイルが径方向外側へと飛ばされる。このため、径方向において受圧面と押圧面との間に配置された摩擦材へオイルが十分に供給されないおそれがある。しかしながら、上記構成によれば、受圧面の先端縁が押圧面の先端縁よりも軸方向の第１側に配置されているため、遠心力によって径方向外側へと飛ばされたオイルは受圧面に捕らえられる。そして、このオイルは、受圧面に沿って摩擦材へと導かれる。このため、摩擦材へオイルを十分に供給することができる。

　好ましくは、クラッチハウジングは、受圧面の先端縁から径方向内側に延びる突出部をさらに有している。この構成によれば、より効率的にオイルを摩擦材へ供給することができる。

　好ましくは、クラッチ装置は、プレッシャ部材と一体的に回転する回転体をさらに備えている。プレッシャ部材は、軸方向に延びる取付孔を有する。回転体は、取付孔内に配置される。プレッシャ部材は、径方向において遊びを有した状態で回転体に係合し、回転体と一体的に回転するとともに、回転体に対して軸方向に摺動する。

　この構成によれば、プレッシャ部材は、遊びを有した状態で回転体と係合している。このため、プレッシャ部材の押圧面が傾いた状態で受圧面を押圧した場合であっても、プレッシャ部材が遊びの分だけ径方向に移動することによって、押圧面は摩擦材を介して受圧面を均等に押圧することができる。

　好ましくは、回転体は、プレッシャ部材にスプライン嵌合する。

　好ましくは、径方向において、プレッシャ部材と回転体との遊びは、５０～３００μｍである。

　本発明によれば、クラッチ装置のコストを低減することができる。

クラッチ装置の断面図。 受圧面と押圧面との詳細を示す断面図。 図１のIII－III線断面図。 オイルが摩擦材へ導かれる様子を示す図。 変形例に係る受圧面と押圧面との詳細を示す断面図。 変形例に係る受圧面と押圧面との詳細を示す断面図。 変形例に係る受圧面と押圧面との詳細を示す断面図。 変形例に係るクラッチ装置のIII－III線断面図。 変形例に係るクラッチ装置のIII－III線断面図。

　以下、本発明に係るクラッチ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、クラッチ装置の断面図である。以下の説明において、軸方向とは、クラッチ装置の回転軸が延びる方向を示す。軸方向の第１側とは図１の上側を示し、軸方向の第２側とは図１の下側を示す。径方向とは、クラッチ装置の回転軸を中心とした円の径方向を示す。周方向とは、クラッチ装置の回転軸を中心とした円の周方向を示す。

　［クラッチ装置］
　図１に示すように、クラッチ装置１００は、回転軸Oを中心に回転可能である。クラッチ装置１００は、エンジンからのトルクをトランスミッションに伝達したり、その伝達を遮断したりするように構成されている。このクラッチ装置１００は、クラッチハウジング２、プレッシャ部材３、摩擦材４、回転体５、及び付勢部材６を備えている。

　［クラッチハウジング］
　クラッチハウジング２は、円板部２１及び筒状部２２を備え、入力ギア１０に連結されている。この入力ギア１０は、エンジン（図示省略）で発生したトルクが入力される概ね環状の部材である。入力ギア１０は、エンジンからのトルクが伝達される駆動ギア（図示せず）に噛み合っている。

　円板部２１は、軸方向の第２側に突出する複数の突起部２１ａを有している。各突起部２１ａは、周方向に所定の間隔で形成されている。円板部２１は、弾性部材を介して入力ギア１０に連結されている。なお、本実施形態では、円板部２１は、コイルスプリング１１を介して入力ギア１０に連結されている。円板部２１の複数の突起部２１ａ及びコイルスプリング１１は、入力ギア１０に形成された孔１０ａに挿入されている。また、クラッチハウジング２と入力ギア１０とは、プレート１２及びリベット１３を介して連結されている。コイルスプリング１１は、エンジンからの振動を吸収するために設けられたものである。

　筒状部２２は、円板部２１から軸方向の第１側に延びるように形成されている。詳細には、筒状部２２は、円板部２１の外周端部から延びている。この筒状部２２は、円錐台状である。筒状部２２は受圧面２３を有している。受圧面２３は、筒状部２２の内周面であり、円錐台状である。詳細には、受圧面２３は、軸方向の第１側に向かって径が小さくなる円錐台状である。また、受圧面２３は、径方向内側を向いている。この受圧面２３と回転軸Oとがなす傾斜角αは、特に限定されるものではないが、例えば、約５～４５度である。

　［プレッシャ部材］
　プレッシャ部材３は、軸方向に移動可能である。プレッシャ部材３は、略円錐台状であって、筒状部２２の径方向内側に配置されている。また、プレッシャ部材３は、軸方向において、クラッチハウジング２の第１側に配置されている。詳細には、プレッシャ部材３は、クラッチハウジング２の円板部２１の第１側に配置されている。

　プレッシャ部材３は、押圧面３１を有している。押圧面３１は、プレッシャ部材３の外周面であり、受圧面２３に沿った円錐台状である。押圧面３１は、受圧面２３の径方向内側に配置されている。押圧面３１は、摩擦材４を介して、受圧面２３と対向している。押圧面３１は、第１側に向かって径が小さくなる。押圧面３１は、径方向の外側を向いている。押圧面３１は、周方向において受圧面２３と平行に延びている。

　図２に示すように、受圧面２３の先端縁２３１は、押圧面３１の先端縁３１１よりも軸方向の第１側に配置される。すなわち、受圧面２３が押圧面３１の先端縁３１１を越えて軸方向の第１側へと延びている。特に限定されるものではないが、例えば、軸方向において、受圧面２３の先端縁２３１と、押圧面３１の先端縁３１１との距離ｄ１は、２～１０ｍｍ程度である。なお、受圧面２３の先端縁２３１は、軸方向の第１側に位置する受圧面２３の端縁である。また、押圧面３１の先端縁３１１は、軸方向の第１側に位置する押圧面３１の端縁である。

　図１に示すように、プレッシャ部材３は、軸方向に貫通する貫通孔３２を有している。この貫通孔３２に、レリーズ機構（図示省略）が取り付けられる。プレッシャ部材３は、軸方向に延びる取付孔３２ａを有している。なお、取付孔３２ａは、貫通孔３２の一部である。この取付孔３２ａの内周面に、軸方向に延びるスプライン溝が形成されている。この取付孔３２ａに、回転体５がスプライン嵌合する。プレッシャ部材３は、軸方向の第２側に突出する環状の突出部３３を有している。

　［摩擦材］
　摩擦材４は、受圧面２３と押圧面３１との間に配置されている。摩擦材４は、例えば、押圧面３１に固定されている。この場合、摩擦材４は、受圧面２３と摩擦係合する。なお、摩擦材４は、押圧面３１ではなく受圧面２３に固定されていてもよい。この場合、摩擦材４は、押圧面３１と摩擦係合する。摩擦材４は、周方向において間隔をあけて断続的に設けられていてもよいし、周方向において連続して設けられていてもよい。なお、摩擦材４は、受圧面２３と一体的に形成されていてもよいし、押圧面３１と一体的に形成されていてもよい。

　［回転体］
　回転体５は、トランスミッション側に連結されている。詳細には、回転体５は、円筒状であって、軸方向に貫通するスプライン孔５１を有する。このスプライン孔５１に、トランスミッションの入力軸（図示省略）がスプライン嵌合する。なお、この入力軸とスプライン孔５１との間に遊びはほとんどない。すなわち、回転体５は径方向への移動が不可能である。

　回転体５は、プレッシャ部材３と一体的に回転する。また、プレッシャ部材３は、回転体５に対して軸方向に摺動する。詳細には、回転体５は、プレッシャ部材３の貫通孔３２の取付孔３２ａ内に配置されている。回転体５は、その外周面にスプライン歯を有している。この回転体５のスプライン歯と取付孔３２ａのスプライン溝とによって、回転体５はプレッシャ部材３とスプライン嵌合している。回転体５と円板部２１との間にはワッシャ１４が配置されている。

　図３に示すように、プレッシャ部材３は、径方向において遊びを有した状態で、回転体５と係合している。このプレッシャ部材３と回転体５との遊びである隙間ｄ２は、例えば、５０～３００μｍ程度とすることが好ましい。

　［付勢部材］
　図１に示すように、付勢部材６は、プレッシャ部材３を軸方向の第１側に付勢している。付勢部材６は、例えば少なくとも１つの皿バネである。付勢部材６は、複数の皿バネであってもよい。この付勢部材６は、回転体５の径方向外側に配置されている。すなわち、付勢部材６の開口部内に、回転体５が配置されている。付勢部材６は、軸方向の第１側に向かって径が大きくなっている。そして、付勢部材６は、軸方向において、プレッシャ部材３とクラッチハウジング２との間に配置されている。詳細には、付勢部材６は、プレッシャ部材３とクラッチハウジング２の円板部２１との間に配置されている。なお、付勢部材６とクラッチハウジング２との間にはワッシャ１４が配置されている。すなわち、付勢部材６の一方の端部はワッシャ１４に当接し、付勢部材６の他方の端部はプレッシャ部材３に当接している。詳細には、付勢部材６の他方の端部は、プレッシャ部材３の突出部３３に当接している。

　［クラッチ装置の動作］
　次に、クラッチ装置１００の動作について説明する。レリーズ機構によってレリーズ操作がなされていない状態では、付勢部材６によって、プレッシャ部材３が軸方向の第１側に付勢されている。これによって、押圧面３１に固定された摩擦材４が、受圧面２３と摩擦係合する。この結果、クラッチハウジング２からのトルクがプレッシャ部材３、及び回転体５に伝達される。

　次にレリーズ機構によってレリーズ操作がなされると、プレッシャ部材３が、付勢部材６の付勢力に抗して、軸方向の第２側に移動する。これによって、押圧面３１が受圧面２３から離れる方向に移動する。この結果、摩擦材４と受圧面２３とが互いに離れ、摩擦係合が解除される。この結果、クラッチ装置１００はクラッチオフの状態となり、クラッチハウジング２からのトルクは、プレッシャ部材３及び回転体５へと伝達されない。

　本実施形態に係るクラッチ装置１００は、くさびの原理によって、押圧面３１が摩擦材４を受圧面２３に対して押圧する力を増加させることができ、ひいては、摩擦材４と受圧面２３との摩擦力を増加させることができる。この結果、従来のクラッチ装置に比べて、本実施形態に係るクラッチ装置１００は、摩擦材４を少なくすることができ、ひいては、低コスト化を達成することができる。

　また、従来のクラッチ装置は、複数のドライブプレート及びドリブンプレートを有していたため、クラッチオフさせるためには、各ドライブプレートと各ドリブンプレートとを互いに離す必要がある。このため、プレッシャ部材は、ドライブプレート及びドリブンプレートの数が多いと、その分だけ軸方向に移動させる距離も長くなってしまう。これに対して、本実施形態に係るクラッチ装置１００は、摩擦材４と受圧面２３とを離すだけでよい。このため、プレッシャ部材３を軸方向に移動させる距離を小さくすることができる。この結果、クラッチ装置１００を軸方向にコンパクト化することができる。

　また、本実施形態に係るクラッチ装置１００では、受圧面２３の先端縁２３１が押圧面３１の先端縁３１１よりも軸方向の第１側に配置されている。このため、オイルが噴霧された状態の環境下においてクラッチ装置１００を使用した場合であっても、図４の矢印で示すように摩擦材４へオイルを十分に供給することができる。詳細に説明すると、オイルが噴霧された状態の環境下でクラッチ装置１００が回転すると、遠心力によってオイルが径方向外側へと飛ばされる。このため、径方向において受圧面２３と押圧面３１との間に配置された摩擦材４へオイルが十分に供給されないおそれがある。しかしながら、上記実施形態に係るクラッチ装置１００では、受圧面２３の先端縁２３１が押圧面３１の先端縁３１１よりも軸方向の第１側に配置されているため、遠心力によって径方向外側へと飛ばされたオイルは受圧面２３に捕らえられる。そして、このオイルは、受圧面２３に沿って摩擦材４へと導かれる。このため、摩擦材４へオイルを十分に供給することができる。

　また、図３に示すように、プレッシャ部材３は、遊びｄ２を有した状態で回転体５と係合している。このため、プレッシャ部材３の押圧面３１が傾いた状態で受圧面２３を押圧した場合であっても、プレッシャ部材３が遊びｄ２の分だけ径方向に移動することによって、押圧面３１は摩擦材４を介して受圧面２３を均等に押圧することができる。

　［変形例］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

　（変形例１）
　上記実施形態のクラッチ装置１００は、プレッシャ部材３を軸方向の第２側に移動させることによってクラッチオフの状態となるが、プレッシャ部材３を軸方向の第１側に移動させることによってクラッチオフの状態となるような構成であってもよい。この場合、例えば、押圧面３１及び受圧面２３は、軸方向の第１側に向かって径が大きくなるような円錐台状とすることが好ましい。また、付勢部材６は、軸方向の第２側に向かってプレッシャ部材３を付勢する。

　（変形例２）
　上記実施形態のクラッチ装置１００は、押圧面３１が受圧面２３の径方向内側に配置されているが、押圧面３１が受圧面２３の径方向外側に配置されていてもよい。

　（変形例３）
　上記実施形態では、付勢部材６として皿バネを用いているが、皿バネの代わりにコイルスプリングを用いてもよい。

　（変形例４）
　図５に示すように、クラッチハウジング２は、突出部２４をさらに有していてもよい。突出部２４は、受圧面２３の先端縁２３１から径方向内側に延びている。すなわち、突出部２４は、押圧面３１の先端縁３１１よりも軸方向の第１側に配置されている。突出部２４は、例えば、クラッチハウジング２の筒状部２２の先端部を径方向内側に折り曲げることによって形成される。なお、図６に示すように、突出部２４は、別部材によって構成されていてもよい。詳細には、クラッチハウジング２は、ガイド部材２５をさらに有していてもよい。ガイド部材２５は、筒状部２２の外周面に取り付けられており、ガイド部材２５の先端部を折り曲げることによって、上記突出部２４を形成している。

　（変形例５）
　上記実施形態では、受圧面２３は、筒状部２２の内周面のみによって構成されているが、受圧面２３の構成は特にこれに限定されない。例えば、図７に示すように、受圧面２３は、筒状部２２の内周面と、ガイド部材２５の内周面とによって構成されていてもよい。この場合、受圧面２３の先端縁２３１は、ガイド部材２５に形成されている。なお、受圧面２３は軸方向の第１側に向かって径が小さくなるが、筒状部２２とガイド部材２５との境界において、受圧面２３の径は一旦大きくなっている。

　（変形例６）
　上記実施形態では、回転体５がプレッシャ部材３にスプライン嵌合しているため、プレッシャ部材３は、回転体５と一体的に回転するとともに回転体５に対して摺動する。しかし、回転体５とプレッシャ部材３との係合構造は、プレッシャ部材３が回転体５と一体的に回転するとともに回転体５に対して摺動するような構造であれば、スプライン嵌合に限定されない。

　例えば、図８に示すように、回転体５とプレッシャ部材３とは、少なくとも１つのキー５２と、キー５２に対応するキー溝３４とによって互いに係合していてもよい。この係合構造によって、プレッシャ部材３は、回転体５と一体的に回転するとともに回転体５に対して摺動することができる。なお、図８では、回転体５がキー５２を有しており、プレッシャ部材３がキー溝３４を有しているが、回転体５がキー溝を有し、プレッシャ部材３がキーを有していてもよい。また、図９に示すように、回転体５の断面形状、及びプレッシャ部材３の取付孔３２ａの断面形状が矩形状であってもよい。その他にも、回転体５の外周面にヘリカルギヤが形成されており、プレッシャ部材３の取付孔３２ａが回転体５のヘリカルギヤと螺合するねじ孔であってもよい。

２　　　　：クラッチハウジング
２３　　　：受圧面
２３１　　：先端縁
２４　　　：突出部
３　　　　：プレッシャ部材
３１　　　：押圧面
３１１　　：先端縁
３２ａ　　：取付孔
３３　　　：突出部
４　　　　：摩擦材
５　　　　：回転体
６　　　　：付勢部材
１００　　：クラッチ装置

Claims (9)

1. 　円錐台状の受圧面を有する、クラッチハウジングと、
   　前記受圧面に沿った円錐台状の押圧面を有し、軸方向に移動可能なプレッシャ部材と、
   　前記受圧面と前記押圧面との間に配置される摩擦材と、
   を備える、クラッチ装置。
2. 　前記プレッシャ部材は、軸方向において前記クラッチハウジングの第１側に配置されており、
   　前記受圧面及び押圧面は、前記第１側に向かって径が小さくなる円錐台状である、
   請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 　前記プレッシャ部材を前記第１側に付勢する付勢部材をさらに備える、
   請求項２に記載のクラッチ装置。
4. 　前記付勢部材は、皿バネである、
   請求項３に記載のクラッチ装置。
5. 　前記受圧面は、径方向内側を向き、軸方向の第１側に向かって径が小さくなり、
   　前記押圧面は、前記受圧面の径方向内側に配置され、
   　前記受圧面の先端縁は、前記押圧面の先端縁よりも軸方向の第１側に配置される、
   請求項１～４のいずれかに記載のクラッチ装置。
6. 　前記クラッチハウジングは、前記受圧面の先端縁から径方向内側に延びる突出部をさらに有している、
   請求項５に記載のクラッチ装置。
7. 　前記プレッシャ部材と一体的に回転する回転体をさらに備え、
   　前記プレッシャ部材は、軸方向に延びる取付孔を有し、
   　前記回転体は、前記取付孔内に配置され、
   　前記プレッシャ部材は、径方向において遊びを有した状態で前記回転体に係合し、前記回転体と一体的に回転するとともに、前記回転体に対して軸方向に摺動する、
   請求項１から６のいずれかに記載のクラッチ装置。
8. 　前記回転体は、前記プレッシャ部材にスプライン嵌合する、
   請求項７に記載のクラッチ装置。
9. 　径方向において、前記プレッシャ部材と前記回転体との遊びは、５０～３００μｍである、
   請求項７又は８に記載のクラッチ装置。

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