JP2008038963A - 多板式クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルの排出効果を向上させることができるとともに、長期使用しても引摺りトルクの増大を防止することができる多板式クラッチ装置を提供する。
【解決手段】略円環状の複数のクラッチディスク６と、該クラッチディスク６と交互に積層される略円環状の複数のクラッチプレート７と、クラッチディスク６のクラッチプレート７と対向した面に沿って固着された摩擦材１０と、成形型による押圧成形により摩擦材１０に対して複数形成された凸状の当接部１０ａと、成形型で当接部１０ａが形成されるのに伴い隣接する当該当接部１０ａ間に形成され、クラッチディスク６の径方向に延びる溝部１０ｂとを具備した多板式クラッチ装置において、摩擦材１０は、溝部１０ｂと略面一で当該溝部１０ｂより幅広な間欠部１１を有しつつその他の部位で当接部１０ａが略等間隔に形成されたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン側の入力系と連結される略円環状の複数のクラッチディスクと、該クラッチディスクと交互に積層されるとともに、車輪側の出力系と連結される略円環状の複数のクラッチプレートとを具備した多板式クラッチ装置に関するものである。

一般に自動二輪車などが具備する多板式クラッチ装置は、エンジンの駆動力のミッション及び駆動輪への伝達又は遮断を任意に行わせるためのもので、エンジン側の入力系と連結される略円環状の複数のクラッチディスクと、該クラッチディスクと交互に積層されるとともに車輪（駆動輪）側の出力系と連結される略円環状の複数のクラッチプレートとを有している。

クラッチディスクのクラッチプレートと対向した表面には、コルク材などから成る摩擦材が固着されているとともに、当該摩擦材に対して成形型を押圧することにより凸状の当接部が形成され、かかる当接部がクラッチプレートと圧接させることにより動力の伝達を行い、離間（圧接力の解放）させることにより当該動力の伝達を遮断するよう構成されている。

上記の如く摩擦材に形成された当接部間には、クラッチディスクの径方向に延びる溝部が形成されることとなり、当該クラッチディスクの回転時、当該溝部が内部のオイルを外部へ排出させるオイル通路として機能し得るようになっている。ところで、従来、例えば特許文献１にて開示されているように、当接部に対して溝よりも浅い溝形状を作り込んだ多板式クラッチ装置が提案されている。かかる多板式クラッチ装置によれば、溝部からのオイルの排出に加えて当接部に形成された浅い溝形状からもオイルの排出を行うことができる。
実開平１−１４６０１８号公報

しかしながら、上記従来の多板式クラッチ装置においては、使用初期でのオイルの排出効果を奏することができるものの、装置の長期使用に伴って摩擦材の当接部が摩耗すると、当該当接部に形成された溝形状が消滅してしまい、オイルの排出効果が低減してしまうという問題があった。このように、オイルの排出効果が低減してしまうと、クラッチディスクとクラッチプレートとを離間（圧接力の解放）させてクラッチオフした際に、オイルが当該クラッチディスクとクラッチプレートとの間に残留し易くなり、そのオイルの粘性抵抗により引摺りトルクが増大しまうという不具合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、オイルの排出効果を向上させることができるとともに、長期使用しても引摺りトルクの増大を防止することができる多板式クラッチ装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、エンジン側の入力系と連結される略円環状の複数のクラッチディスクと、該クラッチディスクと交互に積層されるとともに、車輪側の出力系と連結される略円環状の複数のクラッチプレートと、前記クラッチディスクのクラッチプレートと対向した面に沿って固着され、当該クラッチプレートと圧接又は離間可能な摩擦材と、成形型による押圧成形により前記摩擦材に対して複数形成され、前記クラッチプレートとの圧接時に当該クラッチプレート表面に当接する凸状の当接部と、前記成形型で当接部が形成されるのに伴い隣接する当該当接部間に形成され、前記クラッチディスクの径方向に延びる溝部とを具備した多板式クラッチ装置において、前記摩擦材は、前記溝部と略面一で当該溝部より幅広な間欠部を有しつつその他の部位で前記当接部が略等間隔に形成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の多板式クラッチ装置において、前記間欠部は、前記摩擦材の周方向に亘って略等間隔に形成されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の多板式クラッチ装置において、前記溝部は、前記クラッチディスクに対してヘリカル状に形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、クラッチディスクに固着された摩擦材は、溝部と略面一で当該溝部より幅広な間欠部を有しつつその他の部位で当接部が略等間隔に形成されているので、オイルの排出効果を向上させることができるとともに、長期使用しても引摺りトルクの増大を防止することができる。

請求項２の発明によれば、間欠部は、摩擦材の周方向に亘って略等間隔に形成されているので、摩擦材のクラッチプレートとの圧接を略均等に行わせつつオイルの排出をより良好に行わせることができる。

請求項３の発明によれば、溝部は、クラッチディスクに対してヘリカル状に形成されているので、クラッチディスクの一方向の回転時に対応させてオイルの排出を行わせることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る多板式クラッチ装置は、二輪車等の車両に配設されて任意にエンジンやミッションの駆動力を車輪（駆動輪）側へ伝達し又は遮断するためのもので、図１に示すように、ギア１が形成されてエンジン側の入力系を構成するクラッチハウジング２と、シャフト３と連結されて車輪側の出力系を構成するクラッチ部材４と、該クラッチ部材４の同図中右端側に取り付けられたプレッシャ５と、クラッチハウジング２側に連結されたクラッチディスク６及びクラッチ部材４側に連結されたクラッチプレート７とから主に構成されている。

ギア１は、エンジンから伝達された駆動力（回転力）が入力されるとシャフト３を中心として回転可能とされたもので、リベット８等によりクラッチハウジング２と連結されている。該クラッチハウジング２は、同図右端側が開口した円筒状のケース部材から成り、その内周壁には複数のクラッチディスク６が形成されている。かかるクラッチディスク６のそれぞれは、略円環状に形成された板材から成るとともにクラッチハウジング２と係合され、当該クラッチハウジング２の回転と共に回転し得るよう構成されている。

クラッチ部材４は、クラッチハウジング２内に配設された同図中右端側が開口した円筒状のケース部材から成るものである。かかるクラッチ部材４の略中央にはシャフト３が貫通しつつスプライン嵌合により連結されており、クラッチ部材４が回転するとシャフト３も回転するよう構成されている。また、クラッチ部材４の外周壁には、その回転軸方向（同図中左右方向）に延びるスプラインが形成されており、該スプラインにクラッチプレート７が嵌め込まれて形成されている。

かかるクラッチプレート７は、クラッチディスク６と交互に積層形成されており、隣接するもの同士が圧接又は離間可能なようになっている。即ち、クラッチディスク６及びクラッチプレート７は、クラッチ部材４の回転軸方向への摺動が許容されており、プレッシャ５にて同図中左方向へ押圧されると圧接され、クラッチハウジング２の回転力がクラッチ部材４及びシャフト３に伝達される状態となり、プレッシャ５による押圧を解除すると離間してクラッチ部材４がクラッチハウジング２の回転に追従しなくなって停止し、シャフト３への回転力の伝達がなされなくなるのである。

クラッチディスク６のクラッチプレート７と対向した面（表裏面）には、図２に示すように、コルク材等の摩擦抵抗が大きな摩擦材１０が固着されている。この摩擦材１０の表面には、クラッチディスク６の表面に沿って形成されており、凸状の当接部１０ａと、隣接する当接部１０ａ間においてクラッチディスク６の径方向に延びた溝部１０ｂと、後述する間欠部１１とが形成されており、当接部１０ａがクラッチプレート７と当接することにより当該クラッチプレート７とクラッチディスク６との圧接がなされるようになっている。

尚、本発明でいうクラッチディスク６とクラッチプレート７の離間とは、これらクラッチディスク６とクラッチプレート７の間にクリアランスを生じた状態である必要はなく、物理的なクリアランスが生じていなくても、圧接が解除されてクラッチ部材４がクラッチハウジング２の回転に追従しなくなった状態（即ち、駆動側クラッチ板６が被動側クラッチ板７上を摺動する状態）をも含むものとする。

プレッシャ５は、クラッチ部材４の開口（同図中右端）を塞ぐ如く略円板状に形成されたもので、クラッチスプリングＳにより同図中左方向へ常時付勢されている。即ち、クラッチ部材４にはプレッシャ５側へ延びて貫通したボス部４ｂが形成されており、該ボス部４ｂにクラッチボルトＢを挿通させるとともに、かかるクラッチボルトＢの頭部側とプレッシャ５との間にクラッチスプリングＳを介装することにより、当該プレッシャ５が常時左方向へ付勢されているのである。

一方、プレッシャ５の縁部５ａは、クラッチディスク６及びクラッチプレート７が積層された同図中最右部と当接しており、クラッチスプリングＳの付勢力によりこれらクラッチディスク６とクラッチプレート７とが圧接するようになっている。従って、クラッチハウジング２とクラッチ部材４とは常時連結された状態となっており、ギア１に回転力が入力されるとシャフト３を回転させ得るようになっている。

然るに、シャフト３の内部には、その軸方向に延びるプッシュロッド９が配設されており、運転者が図示しない操作手段を操作することにより当該プッシュロッド９を同図中右方向へ突出させ、プレッシャ５をクラッチスプリングＳの付勢力に抗して右方向へ移動させることができるようになっている。プレッシャ５が右方向へ移動すると、クラッチディスク６とクラッチプレート７との圧接力が解かれ、離間状態となってギア１及びクラッチハウジング２へ入力された回転力がクラッチ部材４及びシャフト３へ伝達されず遮断されることとなる。即ち、プレッシャ５は、クラッチ部材４に対する軸方向への移動に伴いクラッチディスク６とクラッチプレート７とを圧接又は離間させることができるよう構成されているのである。

尚、プレッシャ５のクラッチ部材４に対する回転を規制するために、当該プレッシャ５にはストッパ部５ｂが突出形成されている。かかるストッパ部５ｂは、プレッシャ５から同図中左側へ延び、且つ、当該プレッシャ５と一体的に形成された略凸形状から成り、クラッチ部材４の内周壁に形成された凹部４ａに嵌り込んでプレッシャ５のクラッチ部材４に対する回転を規制する回り止めとして機能するものである。

ここで、本実施形態に係るクラッチディスク６は、図３〜図６に示すように、金属部材又は樹脂部材から成る芯材Ｗの表裏面に摩擦材１０が固着されて成り、摩擦材１０の表面には既述した当接部１０ａ、溝部１０ｂ及び間欠部１１が形成されている。即ち、芯材Ｗの表裏面に予め接着剤を塗布しておき、その表裏面にそれぞれ成形前の摩擦材を当接して接着させた後、図７及び図８で示すように、成形型Ｐを上下から押圧して押圧成形することにより、成形型Ｐの突出面Ｐａで当接部１０ａが成形されるとともに、当該成形型Ｐの凹面Ｐｂで溝部１０ｂが成形される。

一方、成形型Ｐにおける複数の凹面Ｐｂのうち所定箇所のものには、肉盛りＮが施されており、当該肉盛りＮの表面Ｎａが突出面Ｐａと略面一となっている。これにより、突出面Ｐａ及び表面Ｎａで押圧された部位は、溝部１０ｂと略面一で当該溝部１０ｂより幅広な間欠部１１が形成されることとなる。肉盛りＮされる箇所は、間欠部１１が、図３で示すように、摩擦材１０の周方向に亘って略等間隔に形成されるよう設定されている。

上記成形型Ｐによる押圧成形により、クラッチディスク６に固着された摩擦材１０は、溝部１０ｂと略面一で当該溝部１０ｂより幅広な間欠部１１を有しつつその他の部位で当接部１０ａが略等間隔に形成されるので、多板式クラッチ装置の使用時において、溝部１０ｂからのオイルの排出に加え、間欠部１１からもオイルが排出されることとなる。従って、オイルの排出効果を向上させることができるとともに、長期使用しても引摺りトルクの増大を防止することができる。

また、成形型Ｐの所定箇所に肉盛りＮを施すことにより、既存の成形型をあまり変更せず、オイルを良好に排出させ得る間欠部１１を形成することができる。更に、本実施形態によれば、間欠部１１は、摩擦材１０の周方向に亘って略等間隔に形成されているので、摩擦材１０のクラッチプレート７との圧接を略均等に行わせつつオイルの排出をより良好に行わせることができる。

次に、本発明における実施例を挙げ、その優位性を立証するための実験結果について説明する。
まず、摩擦材１０に対して当接部が等間隔に４８個形成されたもの（比較例）と、該比較例のものから当接部を８個削除（即ち、間欠部が８個形成）されたもの（実施例）とのライニング面積（クラッチプレートとの圧接面積）と引摺りトルクとについて比較した。その実験結果について以下の表１にまとめた。

上記表１から、実施例のものは実施例のものに比べ、ライニング面積が１６．６％低下に留まっているのに対し、引摺りトルクは２４．２％も低下したことが明らかであり、ライニング面積が低下しても引摺りトルクを効果的に低下させ得ることが分かる。

更に、摩擦材１０に対して形成される当接部と間欠部との数を種々変え、それらのライニング面積（クラッチプレートとの圧接面積）と引摺りトルクとについて比較した。その実験結果について以下の表２及び図９にまとめた。

上記表２及び図９から、同一ライニング面積で比較した場合、間欠部の数が６〜１０個とされたものは、他のものよりも引摺りトルクを低減する上で効果的であることが明らかとなった。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１０に示すように、溝部１０ｂ’をクラッチディスク６に対してヘリカル状に形成したものとしてもよい。この場合、クラッチディスク６の一方向の回転時（正転時）に対応させてオイルの排出を行わせることができる。即ち、クラッチディスク６が同図中反時計回りに回転することにより、より効果的に内部のオイルを外部に排出させることができる。

適用される摩擦材は、湿式の多板式クラッチ装置に使用され得るものであれば、他の材料（ペーパーベース又はゴムベースの摩擦材等）であってもよい。また、本発明の多板式クラッチ装置は、二輪車の他、自動車、３輪又は４輪バギー、或いは汎用機等種々の多板のクラッチ型のものに適用することができる。

摩擦材が、溝部と略面一で当該溝部より幅広な間欠部を有しつつその他の部位で当接部が略等間隔に形成された多板式クラッチ装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る多板式クラッチ装置を示す縦断面図 同多板式クラッチ装置におけるクラッチディスク及びクラッチプレートを示す斜視図 同クラッチディスクを示す平面図 図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図 図３におけるＶ−Ｖ線断面図 図３におけるＶＩ−ＶＩ線断面図 同クラッチディスクの摩擦材を成形する成形型を示す断面模式図であって、間欠部が形成されない箇所を示す図 同クラッチディスクの摩擦材を成形する成形型を示す断面模式図であって、間欠部が形成される箇所を示す図 実施例のライニング面積と引摺りトルクとの関係を示すグラフ 本発明の他の実施形態におけるクラッチディスクを示す平面図

符号の説明

１ ギア
２ クラッチハウジング
３ シャフト
４ クラッチ部材
４ａ 凹部
５ プレッシャ
５ｂ ストッパ部
６ クラッチディスク
７ クラッチプレート
８ リベット
９ プッシュロッド
１０ 摩擦材
１０ａ 当接部
１０ｂ 溝部
１１ 間欠部

Claims (3)

1. エンジン側の入力系と連結される略円環状の複数のクラッチディスクと、
   該クラッチディスクと交互に積層されるとともに、車輪側の出力系と連結される略円環状の複数のクラッチプレートと、
   前記クラッチディスクのクラッチプレートと対向した面に沿って固着され、当該クラッチプレートと圧接又は離間可能な摩擦材と、
   成形型による押圧成形により前記摩擦材に対して複数形成され、前記クラッチプレートとの圧接時に当該クラッチプレート表面に当接する凸状の当接部と、
   前記成形型で当接部が形成されるのに伴い隣接する当該当接部間に形成され、前記クラッチディスクの径方向に延びる溝部と、
   を具備した多板式クラッチ装置において、
   前記摩擦材は、前記溝部と略面一で当該溝部より幅広な間欠部を有しつつその他の部位で前記当接部が略等間隔に形成されたことを特徴とする多板式クラッチ装置。
2. 前記間欠部は、前記摩擦材の周方向に亘って略等間隔に形成されたことを特徴とする請求項１記載の多板式クラッチ装置。
3. 前記溝部は、前記クラッチディスクに対してヘリカル状に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の多板式クラッチ装置。

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