多板クラッチ装置及びクラッチディスク組立体
【課題】 高負荷用に強化された多板クラッチ装置の操作性及び静粛性を向上させるとともに、摩擦プレート取付部周辺の構造を簡単にする。
【解決手段】 摩擦連結部４０は、ダンパー機構３０の外周側に連結されたリング部材４４と、リング部材４４の外周側に配置されリング部材４４に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した複数の第１摩擦プレート４１と、複数の第１摩擦プレート同士の間に配置され、クラッチカバー組立体５に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した第２摩擦プレート４２とを有している。複数の第１摩擦プレートは、少なくとも１つがカーボンコンポジット材で構成されている。
【解決手段】 摩擦連結部４０は、ダンパー機構３０の外周側に連結されたリング部材４４と、リング部材４４の外周側に配置されリング部材４４に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した複数の第１摩擦プレート４１と、複数の第１摩擦プレート同士の間に配置され、クラッチカバー組立体５に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した第２摩擦プレート４２とを有している。複数の第１摩擦プレートは、少なくとも１つがカーボンコンポジット材で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多板クラッチ装置及びクラッチディスク組立体、特に、高負荷用に強化された多板クラッチ装置及びクラッチディスク組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レース用自動車などに使用される多板クラッチ装置は、高負荷での使用や耐久性を重視して設計されている。この種の多板クラッチ装置は、エンジン側のフライホイールに近接して配置されたクラッチディスク組立体と、フライホイールに固定され、クラッチディスク組立体をフライホイールへ押圧するためのプレッシャープレートを有するクラッチカバー組立体とを備えている。さらにクラッチディスク組立体は、外周側に環状の摩擦連結部を備えており、摩擦連結部は複数の第１摩擦プレートと、複数の第１摩擦プレート同士の間に配置された第２摩擦プレートとを有している。第１及び第２摩擦プレートがフライホイールとプレッシャープレートとの間に狭持されると、クラッチディスク組立体を介してトランスミッション入力シャフトへトルクが直接伝達される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
クラッチ装置のトルク伝達容量は、プレッシャープレートへの付勢力、摩擦プレートの径（クラッチの有効半径）、摩擦プレートの材質（摩擦係数）、及び摩擦面の数により決定される。例えば、付勢力や摩擦係数を大きくしたり摩擦面の数を増やしたりすることで、摩擦抵抗が大きくなりトルク伝達容量も大きくなる。また、クラッチの有効半径を大きくすることで、トルク伝達容量が大きくなる。しかし、付勢力、クラッチの有効半径、及び摩擦面の数については構造上制限があるため、これらの要素でトルク伝達容量を大きくするには限界がある。一方、摩擦プレートの材質を変更することで摩擦係数は高くすることができ、また軽量化や耐熱性を考慮した材質にすることで操作性や耐久性の向上等の効果も期待できるため、従来から様々な材質の摩擦プレートが開発されている。
【０００４】
レース用自動車等の多板クラッチ装置の摩擦プレートの材質としては、例えば炭素を主成分とする複合材料（カーボンコンポジット材）が知られている。カーボンコンポジット材により構成される摩擦プレートは、一般的にカーボン製摩擦プレートと称されることもある。カーボンコンポジット材の特徴は、まず、従来の摩擦材（例えば、金属繊維を含む摩擦材）に比べて摩擦係数の大きいものがある。そのため、高摩擦係数のカーボンコンポジット材を採用した場合、摩擦面で発生する摩擦抵抗が大きくなり、トルク伝達容量も従来の摩擦材に比べて大きくなる。次に、カーボンコンポジット材は、従来の摩擦材に比べて重量が軽く、回転運動により発生する慣性力が小さくなるため、シフトチェンジの際に回転数の同期をとりやすくなりシフトチェンジ時の操作性が向上する。さらに、カーボンコンポジット材は、従来の摩擦材に比べて耐熱性が高く変形が少ないため、耐久性も向上する。このように、摩擦材としてカーボンコンポジット材を採用することで、レース用多板クラッチ装置は高負荷での使用が可能となり耐久性も向上する。
【特許文献１】特開２００３−９０３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなレース用自動車の多板クラッチ装置は、高負荷用に強化することを重視している反面、クラッチ連結及び解除時の操作性や静粛性は考慮されていない。例えば、摩擦プレートの摩擦係数が高い場合は、クラッチ連結時にトルクが急激に伝達されるため、半クラッチ状態のペダルストロークの幅が極めて狭くなったり、あるいはトランスミッションの寿命を短くする。また、エンジンの回転変動がトランスミッションやディファレンシャルへ直接伝達されるため、いわゆる歯打ち音が発生する。
【０００６】
また、歯打ち音は、クラッチディスク組立体からも発生する場合がある。具体的には、クラッチディスク組立体は、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、第１筒状部及び第２筒状部にそれぞれ係合する摩擦プレートとしてのドライブプレート及びドリブンプレートとから構成される。このクラッチディスク組立体は、摩擦プレートと出力側の部材とが歯車の噛み合いによって結合されており、摩擦プレートが軸方向に移動可能となっている（例えば、特許文献１参照）。この摩擦プレートと出力側の部材とが歯車の噛み合いによって結合されているので、エンジンの回転変動により、この部分での歯打ち音も生じる。また、このような構造を有するクラッチディスク組立体は、摩擦プレートの軸方向の移動を規制するための機構が必要になり、摩擦プレートの取付部周辺の構造が複雑になる。
【０００７】
以上に述べたように、レース用多板クラッチ装置は、操作性、静粛性（振動吸収性）において欠点を有している。しかし、これらの欠点は、レース用多板クラッチ装置として問題とならない。なぜなら、レース用多板クラッチ装置を操作するレースドライバーは一般ドライバーに比べて操作技術のレベルが高く、またレース場では歯打ち音等の騒音を低減させる必要性に乏しいためである。また、構造の複雑化も、レース用として高負荷に対応していれば特に問題とならない。
【０００８】
一方、乗用自動車のクラッチ装置として、レース用多板クラッチ装置のように高負荷用に強化されたものを望む声も少なくない。高負荷仕様のクラッチ装置は、トルク伝達容量が大きくなるため高出力のエンジンにも対応可能となり、様々な場面で従来の乗用自動車用クラッチ装置に比べて高い性能を発揮し得る。また、高負荷仕様のクラッチ装置は、高耐久性であるため部品の取り替え周期も長くなり、メンテナンス費用を低減することができる。また、複雑であった構造が簡単になれば、クラッチ装置のコストダウンが図れ、レース用だけでなく乗用自動車用としても採用しやすくなる。
【０００９】
以上のように、高負荷用に強化された多板クラッチ装置は、乗用自動車に搭載するメリットが大きいため、乗用自動車用に操作性、静粛性、及び振動吸収性を改善することが求められている。また、摩擦プレートの取付部周辺の構造を簡単にすることも求められている。
【００１０】
本発明の課題は、高負荷用に強化された多板クラッチ装置の操作性及び静粛性を向上させることにある。
本発明の別の課題は、摩擦プレート取付部周辺の構造を簡単にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の多板クラッチ装置は、エンジン側の入力回転体からの動力を出力回転体に伝達及び遮断するためのもので、出力回転体に連結され入力回転体に近接して配置されたクラッチディスク組立体と、入力回転体に連結されクラッチディスク組立体を入力回転体へ押圧するためのプレッシャープレートを有するクラッチカバー組立体とを備えている。クラッチディスク組立体は、出力回転体に連結されたハブと、ハブの外周側に配置され、入力回転体とプレッシャープレートとに狭持されるための摩擦連結部と、ハブと摩擦連結部とを回転方向に弾性的に連結するダンパー機構とを備えている。摩擦連結部は、ダンパー機構の外周側に連結されたリング部材と、リング部材の外周側に配置され、リング部材に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した複数の第１摩擦プレートと、複数の摩擦プレート同士の間に配置され、クラッチカバー組立体に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した第２摩擦プレートとを有している。クラッチカバー組立体は、プレッシャープレートを付勢するための第１付勢部材と、入力回転体と出力回転体との間において動力伝達に必要な第１摩擦プレートへの押圧荷重よりも小さい弾性反力を有する第２付勢部材とをさらに有している。複数の第１摩擦プレートは、少なくとも１つがカーボンコンポジット材で構成されている。
【００１２】
この装置では、クラッチディスク組立体がダンパー機構を備えているため、第１摩擦プレートとして摩擦係数の高いカーボンコンポジット材を採用しても、クラッチ連結時の衝撃及び歯打ち音等の騒音を吸収することができる。したがって、この多板クラッチ装置では、高負荷用に強化しつつ操作性及び静粛性を向上させることができる。
【００１３】
また、多板クラッチ装置は、特にレース用として用いた場合は、第１摩擦プレート等の摩擦部材の温度を高くして摩擦係数を高めるために、例えば半クラッチ状態を保持することがある。しかし、これにより摩擦部材だけでなく周辺の部材の温度も摩擦熱により上昇する。周辺部材は、温度上昇により軸方向に熱膨張するため、相対的に第１付勢部材の付勢力が増加する。その結果、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る。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、第１及び第２摩擦プレート等に過度の負荷がかかり異常摩耗等するという問題が発生する。
【００１４】
この装置では、動力伝達に必要な第１摩擦プレートへの押圧荷重よりも小さい弾性反力を有する第２付勢部材を有しているため、半クラッチ状態のときに周辺部材が摩擦熱により軸方向に熱膨張しても、第２付勢部材が熱膨張による変形を吸収することができる。これにより、この装置では、半クラッチを保持しても、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摩擦プレート等の異常摩耗を抑えることができる。
【００１５】
請求項２に記載の多板クラッチ装置は、請求項１において、第２付勢部材が第１付勢部材とプレッシャープレートとの間に配置されている。
この装置では、第２付勢部材が第１付勢部材とプレッシャープレートとの間に配置されているため、例えば半クラッチ状態のときにプレッシャープレートが摩擦熱により軸方向に熱膨張しても、第２付勢部材が熱膨張による変形を吸収することができる。これにより、この装置では、半クラッチを保持しても、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摩擦プレート等の異常摩耗を抑えることができる。
【００１６】
請求項３に記載の多板クラッチ装置は、請求項１または２において、入力回転体とプレッシャープレートと第２摩擦プレートとは、少なくともいずれか１つは主成分が鉄系の材料から構成されている。
【００１７】
この装置では、第１摩擦プレートと摩擦係合する部材の少なくともいずれか１つが鉄系の材料から構成されるため、カーボンコンポジット材と鉄系のスチール材とが摩擦係合することとなる。前述のように、カーボンコンポジット材と鉄系のスチール材との摩擦係数は、温度によって変化する。具体的には、カーボンコンポジット材と鉄系のスチール材とを摺動させた場合、摩擦面の温度が高くなると摩擦係数も高くなり、摩擦面の温度が低くなると摩擦係数も低くなる。これにより、この装置では、様々なクラッチ特性を得ることができる。また、この装置では、従来の摩擦材に比べて大きい摩擦係数を得られるため、高負荷にも対応可能である。
【００１８】
請求項４に記載の多板クラッチ装置は、請求項１から３のいずれかにおいて、第１付勢部材に係合し、第１付勢部材を軸方向に弾性変形させるレリーズ装置をさらに備えている。レリーズ装置は、軸方向入力回転体側へ移動することで、第１付勢部材のプレッシャープレートに対する付勢力を解除する。
【００１９】
この装置は、レリーズ装置が軸方向入力回転体側へ移動することで、付勢力を解除、すなわちクラッチ連結を解除する。これにより、この装置では、いわゆるプッシュタイプの多板クラッチ装置に採用可能となる。
【００２０】
請求項５に記載の多板クラッチ装置は、請求項１から３のいずれかにおいて、第１付勢部材に係合し、第１付勢部材を軸方向に弾性変形させるレリーズ装置をさらに備えている。レリーズ装置は、軸方向入力回転体側と反対側へ移動することで、第１付勢部材のプレッシャープレートに対する付勢力を解除する。
【００２１】
この装置は、レリーズ装置が軸方向入力回転体側と反対側へ移動することで、付勢力を解除、すなわちクラッチ連結を解除する。これにより、この装置では、いわゆるプルタイプの多板クラッチ装置に採用可能となる。
【００２２】
請求項６に記載の多板クラッチ装置は、請求項１から５のいずれかにおいて、ハブが全周にわたり半径方向外方へ突出したフランジ部と、フランジ部の一部が切り欠かれ形成された複数の収容部を有している。ダンパー機構は、収容部に収容された複数の弾性部材と、フランジ部を軸方向に挟み込んだ状態でフランジ部に対して相対回転可能に配置され、弾性部材と対応する位置に窓孔部が設けられた一対の連結プレートとを有している。少なくともいずれか一方の連結プレートとフランジ部との間には、両部材間に作用する軸方向荷重を受けるための環状の摩擦部材を有する。
【００２３】
この装置では、ダンパー機構が以上のような構造を備えているため、弾性部材の剛性、数量、及び配置を変更することで、様々な捩り剛性のダンパー機構を得ることができる。したがって、摩擦材としてカーボンコンポジット材を採用した場合でも、衝撃及び騒音の吸収が可能となり、より確実に操作性及び静粛性を向上させることができる。
【００２４】
また、この装置では、連結プレートとフランジ部との間に摩擦部材を有しているため、両部材間に軸方向荷重が作用しても、両部材の軸方向の隙間を一定に保つことができ、両部材が接触するのを防止することができる。また、摩擦部材を有しているため、連結プレートとフランジ部とが相対回転する際に、両部材間にヒステリシストルクが発生するため、捩り振動をより効果的に吸収することができる。
【００２５】
請求項７に記載の多板クラッチ装置は、請求項６において、少なくともいずれか一方の連結プレートとフランジ部との間には、両部材間に軸方向の付勢力を与えるための環状の第３付勢部材を有する。
【００２６】
この装置では、連結プレートとフランジ部との間に第３付勢部材を有しているため、両部材の軸方向の相対位置が安定する。また、この装置では、摩擦部材に対してフランジ部を軸方向へ付勢することができるため、両部材間の軸方向の相対位置がより安定する。また、第３付勢部材を有しているため、摩擦部材によりヒステリシストルクを確実に発生させることができ、第３付勢部材の付勢力の設定によりヒステリシストルクを調整することができる。
【００２７】
請求項８に記載の多板クラッチ装置は、請求項７において、第３付勢部材が軸方向へ弾性変形可能な皿ばねにより構成される。
この装置では、第３付勢部材が皿ばねにより構成されるため、軸方向の隙間寸法を短縮しつつ、所望の付勢力を確保することができる。
【００２８】
請求項９に記載の多板クラッチ装置は、請求項７において、第３付勢部材が軸方向へ弾性変形可能なウェーブスプリングにより構成される。
この装置では、第３付勢部材が皿ばねにより構成されるため、軸方向の隙間寸法を短縮しつつ、所望の付勢力を確保することができる。
【００２９】
請求項１０に記載のクラッチディスク組立体は、エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのものであって、カーボンコンポジット製摩擦プレートと、クラッチディスク本体と、複数の固定具とを備えている。カーボンコンポジット製摩擦プレートはフライホイールに押圧される。クラッチディスク本体は、外周に摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有している。複数の固定具は、円板状入力部の外周部と摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する。摩擦プレートは、固定具が挿入される切欠きを有している。固定具は、第１固定具と、第２固定具とから構成される。第１固定具は、摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有している。第２固定具は、第１固定具を軸方向に貫通する軸部と、軸部の一端部に形成され摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、軸部の他端部に形成され円板状入力部と軸方向に係合する固定部とを有している。
【００３０】
この装置では、エンジン側の動力はカーボンコンポジット製摩擦プレート及びクラッチディスク本体を介してトランスミッションに伝達される。このとき、カーボンコンポジット製摩擦プレートとクラッチディスク本体の円板状入力部とが固定具によって直接的に連結されているので、摩擦プレートの軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、摩擦プレートの取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における摩擦プレートとクラッチディスク本体の結合部における歯打ち音がなくなる。
【００３１】
また、この装置では、第１固定具が胴部を有していることにより、胴部の長さをコントロールすることによって摩擦プレートとクラッチディスク本体との結合関係を調整できる。すなわち、第１固定具の胴部の長さと摩擦プレートの厚みとを等しくすることにより、摩擦プレートとクラッチディスク本体との固定が、互いに移動不能な完全固定となり、また、胴部の長さを摩擦プレートの厚みよりも長くすることによって、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。また、第１固定具の胴部が摩擦プレートの切欠きに挿入されているため、第２固定具の軸部、つば部、及び固定部により円板状入力部に対する摩擦プレートの相対回転を規制することができる。さらに、第２固定部がつば部及び固定部を有しているため、円板状入力部と摩擦プレートとの軸方向の相対移動を規制することができる。
【００３２】
請求項１１に記載のクラッチディスク組立体は、エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのものであって、カーボンコンポジット製摩擦プレートと、クラッチディスク本体と、複数の固定具とを備えている。カーボンコンポジット製摩擦プレートはフライホイールに押圧される。クラッチディスク本体は、外周に摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有している。複数の固定具は、円板状入力部の外周部と摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する。摩擦プレートは、円板状入力部の外周部を挟み込むよう軸方向に２枚配置されており、固定具が挿入される切欠きを有している。固定具は、第１固定具と、第２固定具とから構成される。第１固定具は、摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有している。第２固定具は、第１固定具及び円板状入力部を軸方向に貫通する軸部と、軸部の一端部に形成され一方の摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、軸部の他端部に形成され他方の摩擦プレートと軸方向に係合する固定部とを有している。
【００３３】
この装置では、エンジン側の動力はカーボンコンポジット製摩擦プレート及びクラッチディスク本体を介してトランスミッションに伝達される。このとき、カーボンコンポジット製摩擦プレートとクラッチディスク本体の円板状入力部とが固定具によって直接的に連結されているので、摩擦プレートの軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、摩擦プレートの取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における摩擦プレートとクラッチディスク本体の結合部における歯打ち音がなくなる。
【００３４】
また、この装置では、第１固定具が胴部を有していることにより、胴部の長さをコントロールすることによって２枚の摩擦プレートとクラッチディスク本体との結合関係を調整できる。すなわち、第１固定具の胴部の長さと摩擦プレートの厚みとを等しくすることにより、摩擦プレートとクラッチディスク本体との固定が、互いに移動不能な完全固定となり、また、胴部の長さを摩擦プレートの厚みよりも長くすることによって、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。また、第１固定具の胴部が摩擦プレートの切欠きに挿入されているため、軸部、つば部、及び固定部により円板状入力部に対する摩擦プレートの相対回転を規制することができる。さらに、第２固定具が軸部、つば部、及び固定部を有しているため、円板状入力部と２枚の摩擦プレートとの軸方向の相対移動を規制することができる。
【００３５】
請求項１２に記載のクラッチディスク組立体は、請求項１０または１１において、第２固定具はリベットであり、固定部はかしめ固定されている。
この場合、第２固定具がリベットであるため、第１及び第２固定具の取付が容易となる。
【００３６】
請求項１３に記載のクラッチディスク組立体は、エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのものであって、カーボンコンポジット製摩擦プレートと、クラッチディスク本体と、複数の固定具とを備えている。カーボンコンポジット製摩擦プレートはフライホイールに押圧される。クラッチディスク本体は、外周に摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有している。複数の固定具は、円板状入力部の外周部と摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する。摩擦プレートは、固定具が挿入される切欠きを有している。固定具は、第１固定具と、第２固定具とから構成される。第１固定具は、摩擦プレートの切欠きに挿入され摩擦プレートの厚みに対応した厚みを有し端面の一部が円板状入力部の側面に当接する胴部と、円板状入力部に固定される固定部とを有している。第２固定具は、摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、つば部と第１固定具とを連結する連結部とを有している。
【００３７】
この装置では、エンジン側の動力はカーボンコンポジット製摩擦プレート及びクラッチディスク本体を介してトランスミッションに伝達される。このとき、カーボンコンポジット製摩擦プレートとクラッチディスク本体の円板状入力部とが固定具によって直接的に連結されているので、摩擦プレートの軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、摩擦プレートの取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における摩擦プレートとクラッチディスク本体の結合部における歯打ち音がなくなる。
【００３８】
また、この装置では、第１固定具が胴部を有していることにより、胴部の長さをコントロールすることによって摩擦プレートとクラッチディスク本体との結合関係を調整できる。すなわち、第１固定具の胴部の長さと摩擦プレートの厚みとを等しくすることにより、摩擦プレートとクラッチディスク本体との固定が、互いに移動不能な完全固定となり、また、胴部の長さを摩擦プレートの厚みよりも長くすることによって、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。また、第１固定具の胴部が摩擦プレートの切欠きに挿入されているため、軸部、つば部、及び固定部により円板状入力部に対する摩擦プレートの相対回転を規制することができる。さらに、第１固定具が固定部を、第２固定具がつば部及び連結部をそれぞれ有しているため、円板状入力部と摩擦プレートとの軸方向の相対移動を規制することができる。
【００３９】
請求項１４に記載のクラッチディスク組立体は、エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのものであって、カーボンコンポジット製摩擦プレートと、クラッチディスク本体と、複数の固定具とを備えている。カーボンコンポジット製摩擦プレートはフライホイールに押圧される。クラッチディスク本体は、外周に摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有している。複数の固定具は、円板状入力部の外周部と摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する。摩擦プレートは、固定具が挿入される切欠きを有している。固定具は、第１固定具と、第２固定具とから構成される。第１固定具は、摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有している。第２固定具は、摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、第１固定具を軸方向に貫通するとともにつば部と第１固定具とを連結する連結部と、連結部のつば部と逆側の端部に形成され第１固定具と円板状入力部とを連結する固定部とを有している。
【００４０】
この装置では、エンジン側の動力はカーボンコンポジット製摩擦プレート及びクラッチディスク本体を介してトランスミッションに伝達される。このとき、カーボンコンポジット製摩擦プレートとクラッチディスク本体の円板状入力部とが固定具によって直接的に連結されているので、摩擦プレートの軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、摩擦プレートの取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における摩擦プレートとクラッチディスク本体の結合部における歯打ち音がなくなる。
【００４１】
また、この装置では、第１固定具が胴部を有していることにより、胴部の長さをコントロールすることによって摩擦プレートとクラッチディスク本体との結合関係を調整できる。すなわち、第１固定具の胴部の長さと摩擦プレートの厚みとを等しくすることにより、摩擦プレートとクラッチディスク本体との固定が、互いに移動不能な完全固定となり、また、胴部の長さを摩擦プレートの厚みよりも長くすることによって、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。また、第１固定具の胴部が摩擦プレートの切欠きに挿入されているため、つば部、連結部、及び固定部により円板状入力部に対する摩擦プレートの相対回転を規制することができる。さらに、第１及び第２固定具により、円板状入力部と摩擦プレートとの軸方向の相対移動を規制することができる。
【００４２】
請求項１５に記載のクラッチディスク組立体は、請求項１０から１４のいずれかにおいて、固定具が摩擦プレートとつば部及び固定部の少なくとも一方との間に挟み込まれるよう配置された環状部材をさらに有している。
【００４３】
この装置では、固定具が環状部材を有しているため、つば部の外径が切欠きの円周方向の幅に比べて小さい場合でも、円板状入力部に対する摩擦プレートの軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【００４４】
請求項１６に記載のクラッチディスク組立体は、請求項１５において、環状部材の外径が摩擦プレートの切欠きの円周方向の幅よりも大きい。
この装置では、環状部材の外径が切欠きの円周方向の幅よりも大きいため、円板状入力部に対する摩擦プレートの軸方向の相対移動をより確実に規制することができる。
【００４５】
請求項１７に記載のクラッチディスク組立体は、請求項１０から１６のいずれかにおいて、複数の固定具を連結するための環状の連結部材をさらに有している。連結部材は、摩擦プレートとつば部との間に挟み込まれるよう配置されている。
【００４６】
この装置では、連結部材により固定具が連結されているため、複数の固定具の相対位置が安定する。また、連結部材が摩擦プレートとつば部との間に挟み込まれているため、円板状入力部に対する摩擦プレートの軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明に係る多板クラッチ装置では、高負荷用に強化された多板クラッチ装置の操作性及び静粛性を向上させることができる。
本発明に係るクラッチディスク組立体では、摩擦プレート取付部周辺の構造を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
Ａ．第１実施形態
１．多板クラッチ装置の構造
図１に本発明の一実施形態としての多板クラッチ装置の縦断面図、図２にクラッチディスク組立体の横断面図を示す。本実施形態では、プルタイプの乾式多板クラッチ装置について記載する。多板クラッチ装置１は、エンジンのクランクシャフト２に連結されたフライホイール３（入力回転体）からの動力をトランスミッション入力シャフト４（出力回転体）に伝達及び遮断するためのもので、フライホイール３とトランスミッション入力シャフト４との間に配置されている。図１において、Ｏ−Ｏはフライホイール３、トランスミッション入力シャフト４、及び多板クラッチ装置１の回転軸線を示す。
【００４９】
多板クラッチ装置１は、主にクラッチカバー組立体５と、クラッチディスク組立体６とから構成される。クラッチカバー組立体５は、カバー部材１１と、クラッチカバー１０と、ダイヤフラムスプリング１２と、プレッシャープレート７とから構成される。カバー部材１１は、フライホイール３とクラッチカバー１０とを連結するための部材であり、フライホイール３の外周側に複数配置されている。カバー部材１１は、ボルト部１１ａを有しており、ナット１１ｂによりフライホイール３に取り付けられている。カバー部材１１は、後述する第２摩擦プレート４２の切欠部４２ａと係合している。クラッチカバー１０は環状の部材であり、カバー部材１１にボルト１１ｃにより取り付けられている。つまり、フライホイール３とクラッチカバー１０とは、カバー部材１１を介して相対回転不能に固定されている。
【００５０】
ダイヤフラムスプリング１２は、プレッシャープレート７を軸方向へ付勢するためのもので、弾性環状部１２ａと、レバー部１２ｂとを有している。弾性環状部１２ａは、ダイヤフラムスプリング１２の外周部分であり、プレッシャープレート７と軸方向に当接する部分である。レバー部１２ｂは、弾性環状部１２ａから半径方向内方へ延びた複数の舌状部分であり、先端部が図示しないレリーズ装置と連結されている。ダイヤフラムスプリング１２は、レリーズ装置の軸方向への移動により、軸方向へ弾性変形が可能となっている。
【００５１】
プレッシャープレート７は、後述するクラッチディスク組立体６の摩擦連結部４０をフライホイール３側へ押圧するためのもので、フライホイール３とクラッチカバー組立体５との間に配置された環状の部材である。また、プレッシャープレート７とダイヤフラムスプリング１２との間には、環状のクッショニングプレート８０が配置されている。具体的には、クッショニングプレート８０は、例えば軸方向に弾性変形可能な皿ばねであり、ダイヤフラムスプリング１２側に突出部８１を有している。また、クッショニングプレート８０は、プレッシャープレート７の内周側突出部７ｃ及び外周側突出部７ｂに当接しており、ダイヤフラムスプリング１２の軸方向の弾性変形により外周側突出部７ｂと着脱可能となっている。このクッショニングプレート８０の弾性反力は、プレッシャープレート７の押圧荷重よりも小さく設定されている。したがって、例えば半クラッチ状態のときにプレッシャープレート７が摩擦熱により軸方向に熱膨張しても、クッショニングプレート８０が熱膨張による変形を吸収することができる。これにより、半クラッチを保持しても、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摩擦プレート等の異常摩耗を抑えることができる。プレッシャープレート７は、以上に述べたクッショニングプレート８０を介して、ダイヤフラムスプリング１２の付勢力により軸方向へ移動可能となっている。
【００５２】
クラッチディスク組立体６は、フライホイール３と摩擦係合することで動力の伝達及び解除をするためのもので、フライホイール３とプレッシャープレート７との間に配置されている。以下、クラッチディスク組立体６の構造について、詳細を説明する。
【００５３】
２．クラッチディスク組立体の構造
クラッチディスク組立体６は、自動車のクラッチ装置、特にクラッチサイズに比較して高い伝達トルクが要求される自動車の多板クラッチ装置１に使用されるもので、スプラインハブ２０と、ダンパー機構３０と、摩擦連結部４０とから構成される。本実施形態では、後述する摩擦プレートとリング部材とが歯車形式により連結されているものを示す。以下に、各部の構造について、詳細に説明する。
【００５４】
（１）スプラインハブ
スプラインハブ２０は、クラッチディスク組立体６をトランスミッション入力シャフト４に固定するためのもので、ボス部２１と、フランジ部２２とから構成される。ボス部２１は、内周面にスプライン孔２１ａを有した筒状の部材であり、トランスミッション入力シャフト４のスプライン部４ａと相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合している。フランジ部２２は、ボス部２１の外周側全周にわたり半径方向外方へ突出した概ね円板状の部材である。フランジ部２２には、後述するトーションスプリング３２を収容するための収容部２２ａが複数形成されている。また、フランジ部２２は、収容部２２ａに対応した位置に半径方向外方へ突出した第２係合部２２ｂを有している。
【００５５】
（２）ダンパー機構
ダンパー機構３０は、摩擦連結部４０から伝達される衝撃や振動を吸収するためのもので、トーションスプリング３２と、クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６（一対の連結プレート）と、フリクションワッシャ３３と、ウェーブスプリング３４とから構成される。トーションスプリング３２は、フランジ部２２とクラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６との間の回転方向の振動を吸収するためのもので、フランジ部２２の収容部２２ａに回転方向へ伸縮自在に収容されている。本実施形態では、トーションスプリング３２を回転方向に６本配置している。
【００５６】
クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６は、一対の環状の部材であり、フランジ部２２を軸方向に挟み込んだ状態でスプラインハブ２０に対して相対回転可能に配置されている。クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６には、トーションスプリング３２に対応する位置に、それぞれ切り欠きにより形成された窓孔部３５ａ、３６ａが設けられている。収容部２２ａ及び窓孔部３５ａ、３６ａの回転方向端は、トーションスプリング３２の端部と回転方向に係合している。そのため、スプラインハブ２０とクラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６とが相対回転すると、トーションスプリング３２が回転方向に圧縮される。フリクションワッシャ３３、ウェーブスプリング３４は、フランジ部２２とクラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６とが接触して発生する摺動抵抗（ヒステリシストルク）を安定させるためのもので、フランジ部２２とクラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６との間にそれぞれ配置された環状の部材である。
【００５７】
一般的に、ダンパー機構の吸収性能は、トーションスプリングの弾性係数、ストローク、本数、及び半径方向の位置等により決定される。例えば、トーションスプリングの弾性係数を大きくすると、ダンパー機構の捩り剛性も高くなるため、クラッチ連結時の衝撃を吸収できる反面、小さな捩り振動を効果的に吸収することができない。また、トーションスプリングの弾性係数を低くすると、ダンパー機構の捩り剛性も低くなるため、エンジンの回転変動等の小さな捩り振動を効果的に吸収できる反面、クラッチ連結時の衝撃を吸収することができない。したがって、クラッチ連結時の衝撃や幅広い捩り振動を吸収できるよう、ダンパー機構は低い捩り剛性と高い捩り剛性とが備わっているのが好ましい。
【００５８】
特に、本実施形態のように摩擦材としてカーボンコンポジット材を採用する場合、従来に比べて摩擦係数が大きくクラッチ連結時の衝撃が大きくなるため、ダンパー機構に低い捩り剛性と高い捩り剛性とが備わっているのが効果的である。したがって、本実施形態のダンパー機構３０は、２段階の捩り剛性を持たせている。
【００５９】
具体的には、フランジ部２２の収容部２２ａは、トーションスプリング３２と同様、６カ所設けられている。そのうち３カ所の収容部２２ａは、回転方向長さを若干長くし、収容部２２ａの回転方向端とトーションスプリング３２の端部との間に隙間を設けている。そうすることで、摩擦連結部４０とスプラインハブ２０とが相対回転する際に、まず３本のトーションスプリング３２が圧縮され始め、所定の相対回転に達すると残り３本のトーションスプリング３２も圧縮され始める。これにより、ダンパー機構３０は、トーションスプリング３２が３本及び６本の２段階の捩り剛性を容易に得ることができる。
【００６０】
（３）摩擦連結部
摩擦連結部４０は、フライホイール３及びプレッシャープレート７と摩擦係合するためのもので、リング部材４４と、ストップピン４５（固定部材）と、第１摩擦プレート４１と、第２摩擦プレート４２とから構成される。
【００６１】
１）リング部材
リング部材４４は、ダンパー機構３０と第１摩擦プレート４１とを連結するためのものである。リング部材４４は、ダンパー機構３０の外周側、より具体的にはフランジ部２２の外周側に配置された環状の部材であり、クラッチプレート３５とリテーニングプレート３６とに一部が挟み込まれた状態でストップピン４５により固定されている。
【００６２】
リング部材４４は、後述する摩擦プレートとダンパー機構３０とを相対回転不能に固定するための部材で、第１係合部４４ａと、外歯４４ｂと、突起部４４ｃとを有している。第１係合部４４ａは、リング部材４４の内周側から半径方向内方へ突出した複数の突起である。第１係合部４４ａは、フランジ部２２の第２係合部２２ｂ同士の間に配置されており、第１係合部４４ａと第２係合部２２ｂとの間には回転方向に隙間が設けられている。第１係合部４４ａの位置は、ストップピン４５の位置に対応している。
【００６３】
外歯４４ｂは、リング部材４４の外周側全周にわたり形成された半径方向外方へ突出する複数の突起であり、後述する第１摩擦プレートが係合する部分である。突起部４４ｃは、複数の外歯４４ｂからさらに半径方向外方へ突出した部分であり、一対の第１摩擦プレート４１同士の間に配置されている。
【００６４】
２）ストップピン
図３にストップピン４５の断面図を示す。ストップピン４５は、リベット形式を採用しており、胴部４５ａと、頭部４５ｂと、段付き部４５ｃとから構成される。胴部４５ａは、クラッチプレート３５、リテーニングプレート３６及びリング部材４４を軸方向へ貫通する部分であり、円柱形状を有している。頭部４５ｂは、クラッチプレート３５、リテーニングプレート３６をそれぞれリング部材４４側へ締め付けるための部分である。頭部４５ｂは、胴部４５ａの両端に設けられており、胴部４５ａより外径寸法が大きい。段付き部４５ｃは、クラッチプレート３５の孔３５ｂを貫通する部分であり、胴部４５ａと一方の頭部４５ｂとの間に設けられている。段付き部４５ｃは、胴部４５ａより外径寸法が大きく、頭部４５ｂより外径寸法が小さい。
【００６５】
通常のリベットは、一方の頭部が形成されていない状態で部材の孔に挿入され、挿入する側と反対側に突出した胴部をかしめることで頭部を形成し部材同士を連結する。その際、かしめる側の胴部は作用する力により変形し外径が大きくなるため、リベットの外周面が孔の内周面と当接する。しかし、このストップピン４５は、段付き部４５ｃが設けられているため、段付き部４５ｃの精度を高めることでかしめる側と反対側においてもストップピン４５の外周面と孔３５ｂの内周面との隙間が減るため、締結強度が向上する。したがって、ダンパー機構３０の強度が高まり、ダンパー機構３０が高負荷用として対応可能となる。
【００６６】
また、ストップピン４５の段付き部４５ｃの形状を変更したストップピン５５においても同様の効果が得られる。図４にストップピン５５の断面図を示す。ストップピン５５は、ストップピン４５の段付き部４５ｃが、胴部側から頭部側へ向かって徐々に外径が大きくなるテーパ部５５ｃとなっている。これにより、前述のストップピン４５と同様、テーパ部５５ｃの精度を高めることで締結強度が向上する。したがって、ダンパー機構３０の強度が高まるため、ダンパー機構３０が高負荷用として対応可能となる。
【００６７】
３）摩擦プレート
第１摩擦プレート４１は、図１に示すように、フライホイール３、プレッシャープレート７、及び第２摩擦プレート４２と摩擦係合するためのもので、ダンパー機構３０の外周側に配置された環状の部材である。本実施形態では、第１摩擦プレート４１が軸方向に２枚配置されたものを記載する。第１摩擦プレート４１は、内周側全周にわたり形成された複数の突起である内歯４１ａを有している。内歯４１ａは、リング部材４４の外歯４４ｂと係合しており、内歯４１ａ及び外歯４４ｂにより第１摩擦プレート４１とリング部材４４とは相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能となっている。
【００６８】
第２摩擦プレート４２は、第１摩擦プレート４１と摩擦係合するためのもので、一対の第１摩擦プレート４１の間に配置された環状の部材である。本実施形態では、第１摩擦プレート４１が２枚であるため、第２摩擦プレート４２は１枚となる。第２摩擦プレート４２は、外周側全周にわたり形成された複数の切欠部４２ａを有している。切欠部４２ａは、クラッチカバー組立体５のカバー部材１１と係合しているため、第２摩擦プレート４２とクラッチカバー組立体５とは相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合している。
【００６９】
なお、プレッシャープレート７の外周側にもカバー部材１１に係合する切欠部７ａが形成されているため、プレッシャープレート７とクラッチカバー組立体５とは相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合している。
【００７０】
ここで、本実施形態における各部の材質について説明する。第１及び第２摩擦プレート４１、４２、フライホイール３、及びプレッシャープレート７は、カーボンコンポジット材を採用している。カーボンコンポジット材の摩擦係数は、従来の摩擦材の摩擦係数に比べて大きな材質もあり、異なる材質との間においては温度により大きく変動する傾向にある。一方、カーボンコンポジット材同士の摩擦係数は、温度による変動が少なく安定している。したがって、摩擦係合する全ての材質をカーボンコンポジット材にすることで、安定した高い摩擦係数を得ることができ、多板クラッチ装置１を高負荷用として確実に強化することができる。
【００７１】
３．動作
次に、多板クラッチ装置１の動作について説明する。クラッチ連結時においては、ドライバーのクラッチペダル操作により、レリーズ装置が軸方向フライホイール３側へ移動し、ダイヤフラムスプリング１２の弾性環状部１２ａがプレッシャープレート７を軸方向フライホイール３側へ付勢する。そうすると、プレッシャープレート７が摩擦連結部４０側へ押圧され、第１及び第２摩擦プレート４１、４２が、回転するプレッシャープレート７とフライホイール３との間に狭持され、各接触面において摩擦抵抗が発生する。これにより、フライホイール３に入力されたトルクが第１摩擦プレート４１、リング部材４４、クラッチプレート３５、及びリテーニングプレート３６に伝達される。
【００７２】
クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６が入力されたトルクにより回転すると、停止しているスプラインハブ２０と相対回転する。前述のように、フランジ部２２の収容部２２ａは、３カ所は回転方向の長さを長くとっているため、まず３本のトーションスプリング３２が収容部２２ａと窓孔部３５ａ、３６ａとの回転方向端の間で圧縮される。これにより、この多板クラッチ装置１は、クラッチ連結時の小さい捩り振動を吸収することができる。
【００７３】
また、クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６とスプラインハブ２０とがさらに相対回転すると、残りの３本のトーションスプリング３２が収容部２２ａと窓孔部３５ａ、３６ａとの回転方向端の間で圧縮される。これにより、合計６本のトーションスプリング３２が圧縮されるため、この多板クラッチ装置１はクラッチ連結時の衝撃や大きな捩り振動を吸収することができる。
【００７４】
クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６とスプラインハブ２０とがさらに相対回転すると、リング部材４４の第１係合部４４ａとフランジ部２２の第２係合部２２ｂとが当接し、エンジンのトルクがトランスミッション入力シャフト４へ直接伝達されることとなり、多板クラッチ装置１のクラッチ連結動作が完了
する。クラッチ解除動作は、レリーズ装置をペダル操作により軸方向トランスミッション側へ移動することで行われる。
【００７５】
このように、ダンパー機構３０に２段階の捩り剛性を持たせることで、クラッチ連結時の衝撃及び振動を効果的に吸収することができるため、クラッチ連結時のクラッチ操作が難しい高摩擦係数のカーボンコンポジット材を採用した多板クラッチ装置１においても、操作が容易となり操作性が向上する。
【００７６】
また、クラッチ連結後の定速走行時にエンジンの回転変動が発生した場合、トーションスプリング３２の伸縮によりその回転変動が直接トランスミッションやディファレンシャルへ伝達されないため、歯車部分からの歯打ち音の発生を抑制することでき、静粛性が向上する。
【００７７】
また、以上の実施形態はプルタイプで記載しているが、図５に示すようにプッシュタイプでもよい。
Ｂ．第２実施形態
前述の実施形態では、ダンパー機構３０により多板クラッチ装置１の静粛性を向上させているが、以下のような実施形態によりさらに歯打ち音の発生を抑制することが可能となる。
【００７８】
１．クラッチディスク組立体
図６及び図７に本実施形態が採用されたクラッチディスク組立体１０６を示す。このクラッチディスク組立体１０６は、多板クラッチ装置１に使用されるもので、エンジン側のフライホイール（図示せず）からトランスミッション入力シャフト（図示せず）にトルクを伝達するための装置である。図６及び図７において、Ｏ−Ｏはクラッチディスク組立体１０６の回転軸線である。
【００７９】
このクラッチディスク組立体１０６は、図６及び図７に示すように第１摩擦プレート１４１とリング部材１４４との連結部分に特徴を有している。具体的には、このクラッチディスク組立体１０６の第１摩擦プレート１４１は、固定具１６０によりリング部材１４４に対して、相対回転及び軸方向の相対移動を規制された状態で直接連結されている。
【００８０】
図８に固定具１６０周辺の構造図を示す。第１摩擦プレート１４１の内周縁には、図８に示すように円周方向に所定の等間隔で複数の切欠き１０５が形成されている。そして、切欠き１０５は、図８に示すように、内周縁から外周側に向かって所定の深さで、かつ所定の幅で形成されており、その１対の側面１０５ａ，１０５ｂは放射線Ｐに対して互いに平行になっている。リング部材１４４には、全周にわたり円板状の外周固定部１４４ａが形成されている。そして、２枚の第１摩擦プレート１４１は、その内周部で外周固定部１４４ａを挟み込むように配置されている。また、外周固定部１４４ａの外周側には、第２摩擦プレート１４２が配置されている。
【００８１】
２．固定具
固定具１６０は、第１固定具１６１と、第２固定具１６２と、ワッシャ１６３とから構成される。第１固定具１６１は、外周固定部１４４ａの軸方向両側に一対として配置されており、第１摩擦プレート１４１の切欠き１０５に挿入される概ね円筒状の胴部１６７を有している。第２固定具１６２は、リベットであり、軸部１６４と、つば部１６５と、固定部１６６とから構成される。軸部１６４は、第１固定具１６１及び外周固定部１４４ａを軸方向に貫通する部分である。つば部１６５は、軸部１６４の一端部に形成されている。固定部１６６は、軸部１６４の他端部に形成されている。つば部１６５及び固定部１６６は、軸部１６４と比較してそれぞれ大径に形成されており、さらに大径を有するワッシャ１６３がつば部１６５及び固定部１６６と胴部１６７との間にそれぞれ挟み込まれている。固定部１６６は、リベットのかしめる側に相当するため、最終的に固定部１６６をかしめることで、胴部１６７及びワッシャ１６３は外周固定部１４４ａに固定される。これにより、第１摩擦プレート１４１は、リング部材１４４を介してダンパー機構３０に連結される。
【００８２】
ここで、各部材の寸法関係について説明する。第１固定具１６１の胴部１６７の幅（１対の平坦面１６７ａ、１６７ｂ間の長さ）は、第１摩擦プレート１４１の切欠き１０５の円周方向の幅と比較して狭く設定されており、切欠き１０５内に所定の隙間を持って挿入されている。そして、平坦面１６７ａ、１６７ｂは、互いに平行な面により構成されている。これにより、切欠き１０５と第１固定具１６１の胴部１６７とが点接触ではなく面接触になるため、面圧が小さくなり第１摩擦プレート１４１の摩耗を抑えることができる。また、平坦面１６７ａ、１６７ｂと側面１０５ａ、１０５ｂとの間には、隙間が確保されているため、複数配置された第１固定具１６１と切欠き１０５との寸法の管理、製造、及び組立を容易にすることができる。
【００８３】
胴部１６７の長さは、第１摩擦プレート１４１の厚みよりも長く設定されており、第１摩擦プレート１４１は軸方向に自由度を持った状態でリング部材１４４に固定される。この場合は、第１摩擦プレート１４１がカーボンコンポジット製、固定具１６０及びクラッチプレート１３５がそれぞれ鉄系の材料で形成され、互いの熱膨張係数が異なり高温になって熱膨張の影響が無視できないような場合に有効である。また、第１摩擦プレート１４１をリング部材１４４に対して軸方向に自由度をもたせた状態で連結しているため、クラッチ連結解除時において、第１及び第２摩擦プレート１４１、１４２同士の摩擦係合を解除するのが容易となる。
【００８４】
また、外周固定部１４４ａの厚みは、第２摩擦プレート１４２の厚みよりも小さく設定されている。したがって、クラッチ連結時において、２枚の第１摩擦プレート１４１がフライホイール（図示せず）とプレッシャープレート（図示せず）との間に狭持された場合に、外周固定部１４４ａが第１摩擦プレート１４１と第２摩擦プレート１４２との摩擦係合を阻害しない。
【００８５】
つば部１６５及び固定部１６６は、胴部１６７と同程度または胴部１６７よりもさらに小径に形成されている。そして、つば部１６５及び固定部１６６と第１摩擦プレート１４１との間には、両部分１６５、１６６に比べて径の大きいワッシャ１６３が設けられている。また、ワッシャ１６３の外径は、切欠き１０５の円周方向の幅よりも大きくなるよう設定されている。これにより、つば部１６５及び固定部１６６の外径を大きく設定しなくても、第１摩擦プレート１４１の軸方向の相対移動を確実に規制される。
【００８６】
以上に述べた実施形態では、第１摩擦プレート１４１が固定具１６０により直接的に連結されているため、第１摩擦プレート１４１の軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、第１摩擦プレート１４１の取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における第１摩擦プレート１４１とリング部材１４４との結合部における歯打ち音がより低減される。
【００８７】
Ｃ．第３実施形態
前述の第２実施形態は、摩擦プレートが一対の第１摩擦プレート１４１と第２摩擦プレート１４２とから構成される多板クラッチ装置１について記載しているが、以下に示すように単板式のクラッチ装置においても適用可能である。
【００８８】
図９及び図１０に本実施形態が採用されたクラッチディスク組立体２０６を示す。図９及び図１０において、Ｏ−Ｏはクラッチディスク組立体２０６の回転軸線である。
このクラッチディスク組立体２０６は、主に、エンジン側のフライホイールに押圧されるカーボンコンポジット製の摩擦プレート２４１と、この摩擦プレート２４１が固定されたダンパー機構２３０と、摩擦プレート２４１とダンパー機構２３０とを連結する固定具２６０とを有している。固定具２６０周辺以外の構造は、前述の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８９】
固定具２６０は、リベットにより構成される。具体的には、固定具２６０は、摩擦プレート２４１の切欠き２０５とクラッチプレート２３５の孔２３５ａとに挿入されて、クラッチプレート２３５の外周に摩擦プレート２４１を直接連結するものである。
【００９０】
図１１及び図１２に組立後の固定具２６０を示し、図１２に組立前（かしめる前）の固定具２６０を示している。これらの図に示すように、固定具２６０は、つば部２６５と、胴部２６７と、固定部２６６とを有している。
【００９１】
つば部２６５は、他の部分に比較して大径に形成されており、胴部２６７側の面が摩擦プレート２４１の側面に当接している。なお、このつば部２６５は摩擦プレート２４１の摩擦面よりフライホイール側に突出しているが、フライホイールの内周端よりはさらに内周側に位置するように配置されている。
【００９２】
胴部２６７は、つば部２６５と同径で連続して形成された部分の一部に１対の対向する平坦面２６７ａ、２６７ｂを形成してなるものであり、摩擦プレート２４１の切欠き２０５に挿入される。この胴部２６７の幅（１対の平坦面２６７ａ、２６７ｂ間の長さ）は、摩擦プレート２４１の切欠き２０５の幅に比較して狭く設定されており、切欠き２０５内に所定の隙間を持って挿入されている。また、胴部２６７の長さは、第２実施形態の場合とは異なり、摩擦プレート２４１の厚みと実質的に等しく設定しても良いし、また摩擦プレート２４１の厚みより長めに設定しても良い。胴部２６７の長さを、摩擦プレート２４１の厚みと実質的に等しく設定した場合は、摩擦プレート２４１はクラッチプレート２３５に対して移動不能な完全固定となり、また、摩擦プレート２４１の厚みよりも長く設定した場合は、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。この場合は、摩擦プレート２４１がカーボンコンポジット製であり、固定具２６０及びクラッチプレート２３５がそれぞれ鉄系の材料で形成され、互いの熱膨張係数が異なるので、高温になって熱膨張の影響が無視できないような場合に有効である。
【００９３】
固定部２６６は、胴部２６７よりもさらに小径に形成されており、クラッチプレート２３５の孔２３５ａに挿入されている。そして、この固定部２６６の端部をかしめることによって、摩擦プレート２４１とクラッチプレート２３５とが互いに固定され、摩擦プレート２４１が軸方向に移動するのが規制される。
【００９４】
Ｄ．第４実施形態
前述の第３実施形態では、固定具２６０がリベットにより構成されているが、以下のような実施形態でもよい。
【００９５】
図１４に本実施形態の固定具３６０周辺の構造図を示す。この固定具３６０は、第１固定具３６１と、第２固定具３６２とから構成される。図１５に第１固定具３６１の詳細図を示す。第１固定具３６１は、摩擦プレート３４１の切欠き３０５に挿入される概ね筒状の胴部３６７を有している。胴部３６７に、切欠き３０５の側面３０５ａ、３０５ｂに対応する平坦面３６５ａ、３６５ｂが形成されている。第１固定具３６１は、図１４に示すように、第２固定具３６２によりクラッチプレート３３５に対して固定されている。第２固定具３６２は、リベットであり、第１固定具３６１を貫通する軸部３６４と、軸部３６４の両端に形成されたつば部３６５及び固定部３６６とから構成される。
【００９６】
つば部３６５は、切欠き３０５の円周方向の幅よりも外径が大きく、胴部３６７側の面が摩擦プレート３４１の側面に当接している。固定部３６６は、胴部３６７よりもさらに小径に形成されており、クラッチプレート３３５の孔３３５ａに挿入されている。この固定部３６６の端部をかしめることによって、第１固定具３６１がクラッチプレート３３５に固定される。胴部３６７の長さは、第３実施形態と同様に摩擦プレート３４１の厚みに合わせて設定可能であるため、胴部３６７の長さを調整して摩擦プレート３４１をクラッチプレート３３５に軸方向に相対移動可能または不能に連結することが可能となる。以上に述べた固定具３６０により、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
また、図１６に示すように、つば部３６５と摩擦プレート３４１との間にワッシャ３６３を挟み込んでもよい。これにより、つば部３６５の径をより小さくできる。
さらに、図１７に示すように、ワッシャ３６３を設ける代わりに、連結部材３７０を設けてもよい。具体的には、連結部材３７０は、環状の部材であり、円周方向に複数配置された固定具３６０を連結するためのものである。連結部材３７０は、固定具３６０に対応する位置に連結孔３７１を有しており、第２固定具３６２の軸部３６４が貫通している。そして、胴部３６７とつば部３６５との間に、連結部材３７０は挟み込まれている。これにより、複数の固定具３６０の相対位置が安定するとともに、外径の大きいワッシャを設けることなく摩擦プレート３４１のクラッチプレート３３５に対する軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【００９８】
Ｅ．第５実施形態
前述の第４実施形態では、第２固定具３６２がリベットにより構成されているが、以下のような実施形態でもよい。
【００９９】
図１８に本実施形態の固定具４６０を示す。この固定具４６０は、第１固定具４６１と、第２固定具４６２と、ワッシャ４６３とから構成される。図１９に第１固定具４６１の詳細図を示す。第１固定具４６１は、一部にリベットの構成を有しており、摩擦プレート４４１の切欠き４０５に挿入される概ね筒状の胴部４６７と、胴部４６７の一端部に形成された固定部４６６とを有している。胴部４６７には、切欠き４０５の側面４０５ａ、４０５ｂに対応する平坦面４６７ａ、４６７ｂが形成されている。固定部４６６は、胴部４６７よりもさらに小径に形成されており、クラッチプレート４３５の孔４３５ａに挿入されている。図１９に示す固定部４６６は、かしめる前の状態を示している。この固定部４６６の端部をかしめることによって、図１８に示すように、胴部４６７はクラッチプレート４３５に対して固定される。
【０１００】
第２固定具４６２は、いわゆるねじであり、つば部４６５と、連結部４６８とを有している。つば部４６５は、胴部４６７と同程度の径を有しており、第２固定具４６２を工具により第１固定具に対してねじ込むための孔４６５ａが形成されている。本実施形態では、孔４６５ａは六角孔となっている。連結部４６８は、第１固定具４６１とつば部４６５とを連結する部分であり、胴部４６７のねじ孔４６５ｅに螺合している。そして、胴部４６７とつば部４６５との間には環状のワッシャ４６３が挟み込まれている。ワッシャ４６３の外径は、切欠き４０５の円周方向の幅よりも大きく設定されている。以上に述べた固定具４６０により、第３及び第４実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０１】
また、図２０に示すように、ワッシャ４６３を設ける代わりに、第４実施形態と同様に連結部材４７０を設けてもよい。これにより、複数の固定具４６０の相対位置が安定するとともに、外径の大きいワッシャを設けることなく摩擦プレート４４１のクラッチプレート４３５に対する軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【０１０２】
Ｆ．第６実施形態
前述の第５実施形態では、第１固定具４６１をリベットとして記載しているが、以下のような実施形態でもよい。
【０１０３】
図２１に本実施形態の固定具５６０を示す。この固定具５６０は、第１固定具５６１と、第２固定具５６２と、ワッシャ５６３とから構成される。図２２に第１固定具５６１の詳細図を示す。第１固定具５６１は、摩擦プレート５４１の切欠き５０５に挿入される概ね筒状の胴部５６７を有している。胴部５６７には、切欠き５０５の側面５０５ａ、５０５ｂに対応する平坦面５６７ａ、５６７ｂが形成されている。
【０１０４】
第２固定具５６２は、いわゆるねじであり、つば部５６５と、連結部５６８と、固定部５６６とを有している。つば部５６５は、胴部５６７と同程度の径を有しており、第２固定具５６２をねじ込むための孔５６５ａが形成されている。本実施形態では、孔５６５ａは六角孔となっている。連結部５６８及び固定部５６６は、共に外周側にねじが形成されている。連結部５６８は、第１固定具５６１とつば部５６５とを連結しており、胴部５６７のねじ孔５６７ｅに螺合している。固定部５６６は、クラッチプレート５３５と胴部５６７とを固定するための部分であり、クラッチプレート５３５の孔５３５ａに螺合している。そして、胴部５６７とつば部５６５との間には環状のワッシャ５６３が挟み込まれている。ワッシャ５６３の外径は、切欠き５０５の円周方向の幅よりも大きく設定されている。以上に述べた固定具５６０により、第３〜第５実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０５】
また、図２３に示すように、ワッシャ５６３を設ける代わりに、第４及び第５実施形態と同様に連結部材５７０を設けてもよい。これにより、複数の固定具５６０の相対位置が安定するとともに、外径の大きいワッシャを設けることなく摩擦プレート５４１のクラッチプレート５３５に対する軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【０１０６】
Ｇ．その他の実施形態
１．多板クラッチ装置の形式
前述の実施形態は、乾式クラッチ装置として記載したが、これに限定されない。
【０１０７】
２．ダンパー機構
前述の実施形態では、ダンパー機構の捩り剛性を２段階として記載したが、さらに１段特定や多段階の捩り剛性をもたせてもよく、本実施形態に限定されない。また、捩り剛性を２段階とするために、フランジ部２２の収容部２２ａの回転方向長さを２種類としたが、クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６の窓孔部３５ａ及び３６ａの回転方向長さを２種類とすることで同様の作用効果を得ることができる。
【０１０８】
３．摩擦材
前述の第１実施形態では、フライホイール３、プレッシャープレート７、及び第２摩擦プレート４２の材質をカーボンコンポジット材として記載したが、スチール材などを採用してもよい。なお、前述のように、カーボンコンポジット材とそれ以外（例えばスチール材）との摩擦係数は、温度により変動する。摩擦係数は、温度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくなる。したがって、乗用自動車として街中を走行する場合には、それほど温度も高くならないため、摩擦係数は従来の摩擦材と同程度となる。しかし、半クラッチ状態でエンジンの回転数を上げて故意に摩擦を発生させた場合、摩擦面で発生する摩擦熱により温度が高くなり摩擦係数が大きくなる。その結果、温度が低い場合よりもトルク伝達容量が大きくなるため、レース用多板クラッチ装置と同様に高負荷、高耐久性を実現できる。また、エンジンのトルクが過大となり摩擦面が滑る場合にも、摩擦係数が大きくなりトルク伝達容量も大きくなるため、摩擦面の滑りがなくなりトルク伝達が回復する。
【０１０９】
４．第１固定具の形状
前述の実施形態（第４及び第６実施形態）では、第１固定具３６１、５６１の胴部３６７、５６７は概ね円筒状を有しており、円筒状部材の外周面を一部平面加工して平坦面３６７ａ、３６７ｂ、５６７ａ、５６７ｂを形成している。しかし、図２４に示すように角材から製作した第１固定具３９１、５９１のような形状でもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】第１実施形態の多板クラッチ装置の縦断面図。
【図２】クラッチディスク組立体の横断面図。
【図３】ストップピン４５の断面図。
【図４】ストップピン５５の断面図。
【図５】プッシュタイプの場合の多板クラッチ装置の縦断面図。
【図６】第２実施形態のクラッチディスク組立体の縦断面図。
【図７】前記クラッチディスク組立体の正面部分図。
【図８】固定具１６０周辺の構造図。
【図９】第３実施形態のクラッチディスク組立体の縦断面図。
【図１０】前記クラッチディスク組立体の正面部分図。
【図１１】摩擦プレートとクラッチプレートとの結合部分を示す図。
【図１２】かしめ後のリベットの斜視図。
【図１３】かしめ前のリベット単体の斜視図。
【図１４】第４実施形態の固定具３６０周辺の構造図。
【図１５】第１固定具３６１の詳細図。
【図１６】第４実施形態の変形例としての固定具３６０周辺の構造図。
【図１７】第４実施形態の変形例としての固定具３６０周辺の構造図。
【図１８】第５実施形態の固定具４６０周辺の構造図。
【図１９】第１固定具４６１の詳細図。
【図２０】第５実施形態の変形例としての固定具４６０周辺の構造図。
【図２１】第６実施形態の固定具５６０周辺の構造図。
【図２２】第１固定具５６１の詳細図。
【図２３】第７実施形態の変形例としての固定具５６０周辺の構造図。
【図２４】第１固定具の変形例。
【符号の説明】
【０１１１】
１ 多板クラッチ装置
３ フライホイール（入力回転体）
４ トランスミッション入力シャフト（出力回転体）
５ クラッチカバー組立体
６ クラッチディスク組立体
７ ダイヤフラムスプリング（第１付勢部材）
２０ スプラインハブ
２２ フランジ部
２２ａ 収容部
２２ｂ 第２係合部
３０ ダンパー機構
３１ａ 窓孔部
３１ｂ 孔
３２ トーションスプリング
３３ フリクションワッシャ（摩擦部材）
３４ ウェーブスプリング（第３付勢部材）
４０ 摩擦連結部
４１、１４１ 第１摩擦プレート
２４１、３４１、４４１、５４１ 摩擦プレート
４２、１４２ 第２摩擦プレート
４４ リング部材
４４ａ 第１係合部
４４ｃ 突起部
４５、５５ ストップピン
８０ クッショニングプレート（第２付勢部材）
１６０、２６０、３６０、４６０、５６０ 固定具
１６１、３６１、４６１、５６１ 第１固定具
１６２、３６２、４６２、５６２ 第２固定具
１６５、２６５、３６５、４６５、５６５ つば部
１６６、２６６、３６６、３６６、５６６ 固定部
１６７、２６７、３６７、３６７、５６７ 胴部
４６８、５６８ 連結部
３７０、４７０、５７０ 連結部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多板クラッチ装置及びクラッチディスク組立体、特に、高負荷用に強化された多板クラッチ装置及びクラッチディスク組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レース用自動車などに使用される多板クラッチ装置は、高負荷での使用や耐久性を重視して設計されている。この種の多板クラッチ装置は、エンジン側のフライホイールに近接して配置されたクラッチディスク組立体と、フライホイールに固定され、クラッチディスク組立体をフライホイールへ押圧するためのプレッシャープレートを有するクラッチカバー組立体とを備えている。さらにクラッチディスク組立体は、外周側に環状の摩擦連結部を備えており、摩擦連結部は複数の第１摩擦プレートと、複数の第１摩擦プレート同士の間に配置された第２摩擦プレートとを有している。第１及び第２摩擦プレートがフライホイールとプレッシャープレートとの間に狭持されると、クラッチディスク組立体を介してトランスミッション入力シャフトへトルクが直接伝達される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
クラッチ装置のトルク伝達容量は、プレッシャープレートへの付勢力、摩擦プレートの径（クラッチの有効半径）、摩擦プレートの材質（摩擦係数）、及び摩擦面の数により決定される。例えば、付勢力や摩擦係数を大きくしたり摩擦面の数を増やしたりすることで、摩擦抵抗が大きくなりトルク伝達容量も大きくなる。また、クラッチの有効半径を大きくすることで、トルク伝達容量が大きくなる。しかし、付勢力、クラッチの有効半径、及び摩擦面の数については構造上制限があるため、これらの要素でトルク伝達容量を大きくするには限界がある。一方、摩擦プレートの材質を変更することで摩擦係数は高くすることができ、また軽量化や耐熱性を考慮した材質にすることで操作性や耐久性の向上等の効果も期待できるため、従来から様々な材質の摩擦プレートが開発されている。
【０００４】
レース用自動車等の多板クラッチ装置の摩擦プレートの材質としては、例えば炭素を主成分とする複合材料（カーボンコンポジット材）が知られている。カーボンコンポジット材により構成される摩擦プレートは、一般的にカーボン製摩擦プレートと称されることもある。カーボンコンポジット材の特徴は、まず、従来の摩擦材（例えば、金属繊維を含む摩擦材）に比べて摩擦係数の大きいものがある。そのため、高摩擦係数のカーボンコンポジット材を採用した場合、摩擦面で発生する摩擦抵抗が大きくなり、トルク伝達容量も従来の摩擦材に比べて大きくなる。次に、カーボンコンポジット材は、従来の摩擦材に比べて重量が軽く、回転運動により発生する慣性力が小さくなるため、シフトチェンジの際に回転数の同期をとりやすくなりシフトチェンジ時の操作性が向上する。さらに、カーボンコンポジット材は、従来の摩擦材に比べて耐熱性が高く変形が少ないため、耐久性も向上する。このように、摩擦材としてカーボンコンポジット材を採用することで、レース用多板クラッチ装置は高負荷での使用が可能となり耐久性も向上する。
【特許文献１】特開２００３−９０３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなレース用自動車の多板クラッチ装置は、高負荷用に強化することを重視している反面、クラッチ連結及び解除時の操作性や静粛性は考慮されていない。例えば、摩擦プレートの摩擦係数が高い場合は、クラッチ連結時にトルクが急激に伝達されるため、半クラッチ状態のペダルストロークの幅が極めて狭くなったり、あるいはトランスミッションの寿命を短くする。また、エンジンの回転変動がトランスミッションやディファレンシャルへ直接伝達されるため、いわゆる歯打ち音が発生する。
【０００６】
また、歯打ち音は、クラッチディスク組立体からも発生する場合がある。具体的には、クラッチディスク組立体は、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、第１筒状部及び第２筒状部にそれぞれ係合する摩擦プレートとしてのドライブプレート及びドリブンプレートとから構成される。このクラッチディスク組立体は、摩擦プレートと出力側の部材とが歯車の噛み合いによって結合されており、摩擦プレートが軸方向に移動可能となっている（例えば、特許文献１参照）。この摩擦プレートと出力側の部材とが歯車の噛み合いによって結合されているので、エンジンの回転変動により、この部分での歯打ち音も生じる。また、このような構造を有するクラッチディスク組立体は、摩擦プレートの軸方向の移動を規制するための機構が必要になり、摩擦プレートの取付部周辺の構造が複雑になる。
【０００７】
以上に述べたように、レース用多板クラッチ装置は、操作性、静粛性（振動吸収性）において欠点を有している。しかし、これらの欠点は、レース用多板クラッチ装置として問題とならない。なぜなら、レース用多板クラッチ装置を操作するレースドライバーは一般ドライバーに比べて操作技術のレベルが高く、またレース場では歯打ち音等の騒音を低減させる必要性に乏しいためである。また、構造の複雑化も、レース用として高負荷に対応していれば特に問題とならない。
【０００８】
一方、乗用自動車のクラッチ装置として、レース用多板クラッチ装置のように高負荷用に強化されたものを望む声も少なくない。高負荷仕様のクラッチ装置は、トルク伝達容量が大きくなるため高出力のエンジンにも対応可能となり、様々な場面で従来の乗用自動車用クラッチ装置に比べて高い性能を発揮し得る。また、高負荷仕様のクラッチ装置は、高耐久性であるため部品の取り替え周期も長くなり、メンテナンス費用を低減することができる。また、複雑であった構造が簡単になれば、クラッチ装置のコストダウンが図れ、レース用だけでなく乗用自動車用としても採用しやすくなる。
【０００９】
以上のように、高負荷用に強化された多板クラッチ装置は、乗用自動車に搭載するメリットが大きいため、乗用自動車用に操作性、静粛性、及び振動吸収性を改善することが求められている。また、摩擦プレートの取付部周辺の構造を簡単にすることも求められている。
【００１０】
本発明の課題は、高負荷用に強化された多板クラッチ装置の操作性及び静粛性を向上させることにある。
本発明の別の課題は、摩擦プレート取付部周辺の構造を簡単にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の多板クラッチ装置は、エンジン側の入力回転体からの動力を出力回転体に伝達及び遮断するためのもので、出力回転体に連結され入力回転体に近接して配置されたクラッチディスク組立体と、入力回転体に連結されクラッチディスク組立体を入力回転体へ押圧するためのプレッシャープレートを有するクラッチカバー組立体とを備えている。クラッチディスク組立体は、出力回転体に連結されたハブと、ハブの外周側に配置され、入力回転体とプレッシャープレートとに狭持されるための摩擦連結部と、ハブと摩擦連結部とを回転方向に弾性的に連結するダンパー機構とを備えている。摩擦連結部は、ダンパー機構の外周側に連結されたリング部材と、リング部材の外周側に配置され、リング部材に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した複数の第１摩擦プレートと、複数の摩擦プレート同士の間に配置され、クラッチカバー組立体に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した第２摩擦プレートとを有している。クラッチカバー組立体は、プレッシャープレートを付勢するための第１付勢部材と、入力回転体と出力回転体との間において動力伝達に必要な第１摩擦プレートへの押圧荷重よりも小さい弾性反力を有する第２付勢部材とをさらに有している。複数の第１摩擦プレートは、少なくとも１つがカーボンコンポジット材で構成されている。
【００１２】
この装置では、クラッチディスク組立体がダンパー機構を備えているため、第１摩擦プレートとして摩擦係数の高いカーボンコンポジット材を採用しても、クラッチ連結時の衝撃及び歯打ち音等の騒音を吸収することができる。したがって、この多板クラッチ装置では、高負荷用に強化しつつ操作性及び静粛性を向上させることができる。
【００１３】
また、多板クラッチ装置は、特にレース用として用いた場合は、第１摩擦プレート等の摩擦部材の温度を高くして摩擦係数を高めるために、例えば半クラッチ状態を保持することがある。しかし、これにより摩擦部材だけでなく周辺の部材の温度も摩擦熱により上昇する。周辺部材は、温度上昇により軸方向に熱膨張するため、相対的に第１付勢部材の付勢力が増加する。その結果、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る。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、第１及び第２摩擦プレート等に過度の負荷がかかり異常摩耗等するという問題が発生する。
【００１４】
この装置では、動力伝達に必要な第１摩擦プレートへの押圧荷重よりも小さい弾性反力を有する第２付勢部材を有しているため、半クラッチ状態のときに周辺部材が摩擦熱により軸方向に熱膨張しても、第２付勢部材が熱膨張による変形を吸収することができる。これにより、この装置では、半クラッチを保持しても、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摩擦プレート等の異常摩耗を抑えることができる。
【００１５】
請求項２に記載の多板クラッチ装置は、請求項１において、第２付勢部材が第１付勢部材とプレッシャープレートとの間に配置されている。
この装置では、第２付勢部材が第１付勢部材とプレッシャープレートとの間に配置されているため、例えば半クラッチ状態のときにプレッシャープレートが摩擦熱により軸方向に熱膨張しても、第２付勢部材が熱膨張による変形を吸収することができる。これにより、この装置では、半クラッチを保持しても、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摩擦プレート等の異常摩耗を抑えることができる。
【００１６】
請求項３に記載の多板クラッチ装置は、請求項１または２において、入力回転体とプレッシャープレートと第２摩擦プレートとは、少なくともいずれか１つは主成分が鉄系の材料から構成されている。
【００１７】
この装置では、第１摩擦プレートと摩擦係合する部材の少なくともいずれか１つが鉄系の材料から構成されるため、カーボンコンポジット材と鉄系のスチール材とが摩擦係合することとなる。前述のように、カーボンコンポジット材と鉄系のスチール材との摩擦係数は、温度によって変化する。具体的には、カーボンコンポジット材と鉄系のスチール材とを摺動させた場合、摩擦面の温度が高くなると摩擦係数も高くなり、摩擦面の温度が低くなると摩擦係数も低くなる。これにより、この装置では、様々なクラッチ特性を得ることができる。また、この装置では、従来の摩擦材に比べて大きい摩擦係数を得られるため、高負荷にも対応可能である。
【００１８】
請求項４に記載の多板クラッチ装置は、請求項１から３のいずれかにおいて、第１付勢部材に係合し、第１付勢部材を軸方向に弾性変形させるレリーズ装置をさらに備えている。レリーズ装置は、軸方向入力回転体側へ移動することで、第１付勢部材のプレッシャープレートに対する付勢力を解除する。
【００１９】
この装置は、レリーズ装置が軸方向入力回転体側へ移動することで、付勢力を解除、すなわちクラッチ連結を解除する。これにより、この装置では、いわゆるプッシュタイプの多板クラッチ装置に採用可能となる。
【００２０】
請求項５に記載の多板クラッチ装置は、請求項１から３のいずれかにおいて、第１付勢部材に係合し、第１付勢部材を軸方向に弾性変形させるレリーズ装置をさらに備えている。レリーズ装置は、軸方向入力回転体側と反対側へ移動することで、第１付勢部材のプレッシャープレートに対する付勢力を解除する。
【００２１】
この装置は、レリーズ装置が軸方向入力回転体側と反対側へ移動することで、付勢力を解除、すなわちクラッチ連結を解除する。これにより、この装置では、いわゆるプルタイプの多板クラッチ装置に採用可能となる。
【００２２】
請求項６に記載の多板クラッチ装置は、請求項１から５のいずれかにおいて、ハブが全周にわたり半径方向外方へ突出したフランジ部と、フランジ部の一部が切り欠かれ形成された複数の収容部を有している。ダンパー機構は、収容部に収容された複数の弾性部材と、フランジ部を軸方向に挟み込んだ状態でフランジ部に対して相対回転可能に配置され、弾性部材と対応する位置に窓孔部が設けられた一対の連結プレートとを有している。少なくともいずれか一方の連結プレートとフランジ部との間には、両部材間に作用する軸方向荷重を受けるための環状の摩擦部材を有する。
【００２３】
この装置では、ダンパー機構が以上のような構造を備えているため、弾性部材の剛性、数量、及び配置を変更することで、様々な捩り剛性のダンパー機構を得ることができる。したがって、摩擦材としてカーボンコンポジット材を採用した場合でも、衝撃及び騒音の吸収が可能となり、より確実に操作性及び静粛性を向上させることができる。
【００２４】
また、この装置では、連結プレートとフランジ部との間に摩擦部材を有しているため、両部材間に軸方向荷重が作用しても、両部材の軸方向の隙間を一定に保つことができ、両部材が接触するのを防止することができる。また、摩擦部材を有しているため、連結プレートとフランジ部とが相対回転する際に、両部材間にヒステリシストルクが発生するため、捩り振動をより効果的に吸収することができる。
【００２５】
請求項７に記載の多板クラッチ装置は、請求項６において、少なくともいずれか一方の連結プレートとフランジ部との間には、両部材間に軸方向の付勢力を与えるための環状の第３付勢部材を有する。
【００２６】
この装置では、連結プレートとフランジ部との間に第３付勢部材を有しているため、両部材の軸方向の相対位置が安定する。また、この装置では、摩擦部材に対してフランジ部を軸方向へ付勢することができるため、両部材間の軸方向の相対位置がより安定する。また、第３付勢部材を有しているため、摩擦部材によりヒステリシストルクを確実に発生させることができ、第３付勢部材の付勢力の設定によりヒステリシストルクを調整することができる。
【００２７】
請求項８に記載の多板クラッチ装置は、請求項７において、第３付勢部材が軸方向へ弾性変形可能な皿ばねにより構成される。
この装置では、第３付勢部材が皿ばねにより構成されるため、軸方向の隙間寸法を短縮しつつ、所望の付勢力を確保することができる。
【００２８】
請求項９に記載の多板クラッチ装置は、請求項７において、第３付勢部材が軸方向へ弾性変形可能なウェーブスプリングにより構成される。
この装置では、第３付勢部材が皿ばねにより構成されるため、軸方向の隙間寸法を短縮しつつ、所望の付勢力を確保することができる。
【００２９】
請求項１０に記載のクラッチディスク組立体は、エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのものであって、カーボンコンポジット製摩擦プレートと、クラッチディスク本体と、複数の固定具とを備えている。カーボンコンポジット製摩擦プレートはフライホイールに押圧される。クラッチディスク本体は、外周に摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有している。複数の固定具は、円板状入力部の外周部と摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する。摩擦プレートは、固定具が挿入される切欠きを有している。固定具は、第１固定具と、第２固定具とから構成される。第１固定具は、摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有している。第２固定具は、第１固定具を軸方向に貫通する軸部と、軸部の一端部に形成され摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、軸部の他端部に形成され円板状入力部と軸方向に係合する固定部とを有している。
【００３０】
この装置では、エンジン側の動力はカーボンコンポジット製摩擦プレート及びクラッチディスク本体を介してトランスミッションに伝達される。このとき、カーボンコンポジット製摩擦プレートとクラッチディスク本体の円板状入力部とが固定具によって直接的に連結されているので、摩擦プレートの軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、摩擦プレートの取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における摩擦プレートとクラッチディスク本体の結合部における歯打ち音がなくなる。
【００３１】
また、この装置では、第１固定具が胴部を有していることにより、胴部の長さをコントロールすることによって摩擦プレートとクラッチディスク本体との結合関係を調整できる。すなわち、第１固定具の胴部の長さと摩擦プレートの厚みとを等しくすることにより、摩擦プレートとクラッチディスク本体との固定が、互いに移動不能な完全固定となり、また、胴部の長さを摩擦プレートの厚みよりも長くすることによって、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。また、第１固定具の胴部が摩擦プレートの切欠きに挿入されているため、第２固定具の軸部、つば部、及び固定部により円板状入力部に対する摩擦プレートの相対回転を規制することができる。さらに、第２固定部がつば部及び固定部を有しているため、円板状入力部と摩擦プレートとの軸方向の相対移動を規制することができる。
【００３２】
請求項１１に記載のクラッチディスク組立体は、エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのものであって、カーボンコンポジット製摩擦プレートと、クラッチディスク本体と、複数の固定具とを備えている。カーボンコンポジット製摩擦プレートはフライホイールに押圧される。クラッチディスク本体は、外周に摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有している。複数の固定具は、円板状入力部の外周部と摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する。摩擦プレートは、円板状入力部の外周部を挟み込むよう軸方向に２枚配置されており、固定具が挿入される切欠きを有している。固定具は、第１固定具と、第２固定具とから構成される。第１固定具は、摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有している。第２固定具は、第１固定具及び円板状入力部を軸方向に貫通する軸部と、軸部の一端部に形成され一方の摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、軸部の他端部に形成され他方の摩擦プレートと軸方向に係合する固定部とを有している。
【００３３】
この装置では、エンジン側の動力はカーボンコンポジット製摩擦プレート及びクラッチディスク本体を介してトランスミッションに伝達される。このとき、カーボンコンポジット製摩擦プレートとクラッチディスク本体の円板状入力部とが固定具によって直接的に連結されているので、摩擦プレートの軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、摩擦プレートの取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における摩擦プレートとクラッチディスク本体の結合部における歯打ち音がなくなる。
【００３４】
また、この装置では、第１固定具が胴部を有していることにより、胴部の長さをコントロールすることによって２枚の摩擦プレートとクラッチディスク本体との結合関係を調整できる。すなわち、第１固定具の胴部の長さと摩擦プレートの厚みとを等しくすることにより、摩擦プレートとクラッチディスク本体との固定が、互いに移動不能な完全固定となり、また、胴部の長さを摩擦プレートの厚みよりも長くすることによって、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。また、第１固定具の胴部が摩擦プレートの切欠きに挿入されているため、軸部、つば部、及び固定部により円板状入力部に対する摩擦プレートの相対回転を規制することができる。さらに、第２固定具が軸部、つば部、及び固定部を有しているため、円板状入力部と２枚の摩擦プレートとの軸方向の相対移動を規制することができる。
【００３５】
請求項１２に記載のクラッチディスク組立体は、請求項１０または１１において、第２固定具はリベットであり、固定部はかしめ固定されている。
この場合、第２固定具がリベットであるため、第１及び第２固定具の取付が容易となる。
【００３６】
請求項１３に記載のクラッチディスク組立体は、エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのものであって、カーボンコンポジット製摩擦プレートと、クラッチディスク本体と、複数の固定具とを備えている。カーボンコンポジット製摩擦プレートはフライホイールに押圧される。クラッチディスク本体は、外周に摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有している。複数の固定具は、円板状入力部の外周部と摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する。摩擦プレートは、固定具が挿入される切欠きを有している。固定具は、第１固定具と、第２固定具とから構成される。第１固定具は、摩擦プレートの切欠きに挿入され摩擦プレートの厚みに対応した厚みを有し端面の一部が円板状入力部の側面に当接する胴部と、円板状入力部に固定される固定部とを有している。第２固定具は、摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、つば部と第１固定具とを連結する連結部とを有している。
【００３７】
この装置では、エンジン側の動力はカーボンコンポジット製摩擦プレート及びクラッチディスク本体を介してトランスミッションに伝達される。このとき、カーボンコンポジット製摩擦プレートとクラッチディスク本体の円板状入力部とが固定具によって直接的に連結されているので、摩擦プレートの軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、摩擦プレートの取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における摩擦プレートとクラッチディスク本体の結合部における歯打ち音がなくなる。
【００３８】
また、この装置では、第１固定具が胴部を有していることにより、胴部の長さをコントロールすることによって摩擦プレートとクラッチディスク本体との結合関係を調整できる。すなわち、第１固定具の胴部の長さと摩擦プレートの厚みとを等しくすることにより、摩擦プレートとクラッチディスク本体との固定が、互いに移動不能な完全固定となり、また、胴部の長さを摩擦プレートの厚みよりも長くすることによって、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。また、第１固定具の胴部が摩擦プレートの切欠きに挿入されているため、軸部、つば部、及び固定部により円板状入力部に対する摩擦プレートの相対回転を規制することができる。さらに、第１固定具が固定部を、第２固定具がつば部及び連結部をそれぞれ有しているため、円板状入力部と摩擦プレートとの軸方向の相対移動を規制することができる。
【００３９】
請求項１４に記載のクラッチディスク組立体は、エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのものであって、カーボンコンポジット製摩擦プレートと、クラッチディスク本体と、複数の固定具とを備えている。カーボンコンポジット製摩擦プレートはフライホイールに押圧される。クラッチディスク本体は、外周に摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有している。複数の固定具は、円板状入力部の外周部と摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する。摩擦プレートは、固定具が挿入される切欠きを有している。固定具は、第１固定具と、第２固定具とから構成される。第１固定具は、摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有している。第２固定具は、摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、第１固定具を軸方向に貫通するとともにつば部と第１固定具とを連結する連結部と、連結部のつば部と逆側の端部に形成され第１固定具と円板状入力部とを連結する固定部とを有している。
【００４０】
この装置では、エンジン側の動力はカーボンコンポジット製摩擦プレート及びクラッチディスク本体を介してトランスミッションに伝達される。このとき、カーボンコンポジット製摩擦プレートとクラッチディスク本体の円板状入力部とが固定具によって直接的に連結されているので、摩擦プレートの軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、摩擦プレートの取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における摩擦プレートとクラッチディスク本体の結合部における歯打ち音がなくなる。
【００４１】
また、この装置では、第１固定具が胴部を有していることにより、胴部の長さをコントロールすることによって摩擦プレートとクラッチディスク本体との結合関係を調整できる。すなわち、第１固定具の胴部の長さと摩擦プレートの厚みとを等しくすることにより、摩擦プレートとクラッチディスク本体との固定が、互いに移動不能な完全固定となり、また、胴部の長さを摩擦プレートの厚みよりも長くすることによって、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。また、第１固定具の胴部が摩擦プレートの切欠きに挿入されているため、つば部、連結部、及び固定部により円板状入力部に対する摩擦プレートの相対回転を規制することができる。さらに、第１及び第２固定具により、円板状入力部と摩擦プレートとの軸方向の相対移動を規制することができる。
【００４２】
請求項１５に記載のクラッチディスク組立体は、請求項１０から１４のいずれかにおいて、固定具が摩擦プレートとつば部及び固定部の少なくとも一方との間に挟み込まれるよう配置された環状部材をさらに有している。
【００４３】
この装置では、固定具が環状部材を有しているため、つば部の外径が切欠きの円周方向の幅に比べて小さい場合でも、円板状入力部に対する摩擦プレートの軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【００４４】
請求項１６に記載のクラッチディスク組立体は、請求項１５において、環状部材の外径が摩擦プレートの切欠きの円周方向の幅よりも大きい。
この装置では、環状部材の外径が切欠きの円周方向の幅よりも大きいため、円板状入力部に対する摩擦プレートの軸方向の相対移動をより確実に規制することができる。
【００４５】
請求項１７に記載のクラッチディスク組立体は、請求項１０から１６のいずれかにおいて、複数の固定具を連結するための環状の連結部材をさらに有している。連結部材は、摩擦プレートとつば部との間に挟み込まれるよう配置されている。
【００４６】
この装置では、連結部材により固定具が連結されているため、複数の固定具の相対位置が安定する。また、連結部材が摩擦プレートとつば部との間に挟み込まれているため、円板状入力部に対する摩擦プレートの軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明に係る多板クラッチ装置では、高負荷用に強化された多板クラッチ装置の操作性及び静粛性を向上させることができる。
本発明に係るクラッチディスク組立体では、摩擦プレート取付部周辺の構造を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
Ａ．第１実施形態
１．多板クラッチ装置の構造
図１に本発明の一実施形態としての多板クラッチ装置の縦断面図、図２にクラッチディスク組立体の横断面図を示す。本実施形態では、プルタイプの乾式多板クラッチ装置について記載する。多板クラッチ装置１は、エンジンのクランクシャフト２に連結されたフライホイール３（入力回転体）からの動力をトランスミッション入力シャフト４（出力回転体）に伝達及び遮断するためのもので、フライホイール３とトランスミッション入力シャフト４との間に配置されている。図１において、Ｏ−Ｏはフライホイール３、トランスミッション入力シャフト４、及び多板クラッチ装置１の回転軸線を示す。
【００４９】
多板クラッチ装置１は、主にクラッチカバー組立体５と、クラッチディスク組立体６とから構成される。クラッチカバー組立体５は、カバー部材１１と、クラッチカバー１０と、ダイヤフラムスプリング１２と、プレッシャープレート７とから構成される。カバー部材１１は、フライホイール３とクラッチカバー１０とを連結するための部材であり、フライホイール３の外周側に複数配置されている。カバー部材１１は、ボルト部１１ａを有しており、ナット１１ｂによりフライホイール３に取り付けられている。カバー部材１１は、後述する第２摩擦プレート４２の切欠部４２ａと係合している。クラッチカバー１０は環状の部材であり、カバー部材１１にボルト１１ｃにより取り付けられている。つまり、フライホイール３とクラッチカバー１０とは、カバー部材１１を介して相対回転不能に固定されている。
【００５０】
ダイヤフラムスプリング１２は、プレッシャープレート７を軸方向へ付勢するためのもので、弾性環状部１２ａと、レバー部１２ｂとを有している。弾性環状部１２ａは、ダイヤフラムスプリング１２の外周部分であり、プレッシャープレート７と軸方向に当接する部分である。レバー部１２ｂは、弾性環状部１２ａから半径方向内方へ延びた複数の舌状部分であり、先端部が図示しないレリーズ装置と連結されている。ダイヤフラムスプリング１２は、レリーズ装置の軸方向への移動により、軸方向へ弾性変形が可能となっている。
【００５１】
プレッシャープレート７は、後述するクラッチディスク組立体６の摩擦連結部４０をフライホイール３側へ押圧するためのもので、フライホイール３とクラッチカバー組立体５との間に配置された環状の部材である。また、プレッシャープレート７とダイヤフラムスプリング１２との間には、環状のクッショニングプレート８０が配置されている。具体的には、クッショニングプレート８０は、例えば軸方向に弾性変形可能な皿ばねであり、ダイヤフラムスプリング１２側に突出部８１を有している。また、クッショニングプレート８０は、プレッシャープレート７の内周側突出部７ｃ及び外周側突出部７ｂに当接しており、ダイヤフラムスプリング１２の軸方向の弾性変形により外周側突出部７ｂと着脱可能となっている。このクッショニングプレート８０の弾性反力は、プレッシャープレート７の押圧荷重よりも小さく設定されている。したがって、例えば半クラッチ状態のときにプレッシャープレート７が摩擦熱により軸方向に熱膨張しても、クッショニングプレート８０が熱膨張による変形を吸収することができる。これにより、半クラッチを保持しても、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摩擦プレート等の異常摩耗を抑えることができる。プレッシャープレート７は、以上に述べたクッショニングプレート８０を介して、ダイヤフラムスプリング１２の付勢力により軸方向へ移動可能となっている。
【００５２】
クラッチディスク組立体６は、フライホイール３と摩擦係合することで動力の伝達及び解除をするためのもので、フライホイール３とプレッシャープレート７との間に配置されている。以下、クラッチディスク組立体６の構造について、詳細を説明する。
【００５３】
２．クラッチディスク組立体の構造
クラッチディスク組立体６は、自動車のクラッチ装置、特にクラッチサイズに比較して高い伝達トルクが要求される自動車の多板クラッチ装置１に使用されるもので、スプラインハブ２０と、ダンパー機構３０と、摩擦連結部４０とから構成される。本実施形態では、後述する摩擦プレートとリング部材とが歯車形式により連結されているものを示す。以下に、各部の構造について、詳細に説明する。
【００５４】
（１）スプラインハブ
スプラインハブ２０は、クラッチディスク組立体６をトランスミッション入力シャフト４に固定するためのもので、ボス部２１と、フランジ部２２とから構成される。ボス部２１は、内周面にスプライン孔２１ａを有した筒状の部材であり、トランスミッション入力シャフト４のスプライン部４ａと相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合している。フランジ部２２は、ボス部２１の外周側全周にわたり半径方向外方へ突出した概ね円板状の部材である。フランジ部２２には、後述するトーションスプリング３２を収容するための収容部２２ａが複数形成されている。また、フランジ部２２は、収容部２２ａに対応した位置に半径方向外方へ突出した第２係合部２２ｂを有している。
【００５５】
（２）ダンパー機構
ダンパー機構３０は、摩擦連結部４０から伝達される衝撃や振動を吸収するためのもので、トーションスプリング３２と、クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６（一対の連結プレート）と、フリクションワッシャ３３と、ウェーブスプリング３４とから構成される。トーションスプリング３２は、フランジ部２２とクラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６との間の回転方向の振動を吸収するためのもので、フランジ部２２の収容部２２ａに回転方向へ伸縮自在に収容されている。本実施形態では、トーションスプリング３２を回転方向に６本配置している。
【００５６】
クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６は、一対の環状の部材であり、フランジ部２２を軸方向に挟み込んだ状態でスプラインハブ２０に対して相対回転可能に配置されている。クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６には、トーションスプリング３２に対応する位置に、それぞれ切り欠きにより形成された窓孔部３５ａ、３６ａが設けられている。収容部２２ａ及び窓孔部３５ａ、３６ａの回転方向端は、トーションスプリング３２の端部と回転方向に係合している。そのため、スプラインハブ２０とクラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６とが相対回転すると、トーションスプリング３２が回転方向に圧縮される。フリクションワッシャ３３、ウェーブスプリング３４は、フランジ部２２とクラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６とが接触して発生する摺動抵抗（ヒステリシストルク）を安定させるためのもので、フランジ部２２とクラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６との間にそれぞれ配置された環状の部材である。
【００５７】
一般的に、ダンパー機構の吸収性能は、トーションスプリングの弾性係数、ストローク、本数、及び半径方向の位置等により決定される。例えば、トーションスプリングの弾性係数を大きくすると、ダンパー機構の捩り剛性も高くなるため、クラッチ連結時の衝撃を吸収できる反面、小さな捩り振動を効果的に吸収することができない。また、トーションスプリングの弾性係数を低くすると、ダンパー機構の捩り剛性も低くなるため、エンジンの回転変動等の小さな捩り振動を効果的に吸収できる反面、クラッチ連結時の衝撃を吸収することができない。したがって、クラッチ連結時の衝撃や幅広い捩り振動を吸収できるよう、ダンパー機構は低い捩り剛性と高い捩り剛性とが備わっているのが好ましい。
【００５８】
特に、本実施形態のように摩擦材としてカーボンコンポジット材を採用する場合、従来に比べて摩擦係数が大きくクラッチ連結時の衝撃が大きくなるため、ダンパー機構に低い捩り剛性と高い捩り剛性とが備わっているのが効果的である。したがって、本実施形態のダンパー機構３０は、２段階の捩り剛性を持たせている。
【００５９】
具体的には、フランジ部２２の収容部２２ａは、トーションスプリング３２と同様、６カ所設けられている。そのうち３カ所の収容部２２ａは、回転方向長さを若干長くし、収容部２２ａの回転方向端とトーションスプリング３２の端部との間に隙間を設けている。そうすることで、摩擦連結部４０とスプラインハブ２０とが相対回転する際に、まず３本のトーションスプリング３２が圧縮され始め、所定の相対回転に達すると残り３本のトーションスプリング３２も圧縮され始める。これにより、ダンパー機構３０は、トーションスプリング３２が３本及び６本の２段階の捩り剛性を容易に得ることができる。
【００６０】
（３）摩擦連結部
摩擦連結部４０は、フライホイール３及びプレッシャープレート７と摩擦係合するためのもので、リング部材４４と、ストップピン４５（固定部材）と、第１摩擦プレート４１と、第２摩擦プレート４２とから構成される。
【００６１】
１）リング部材
リング部材４４は、ダンパー機構３０と第１摩擦プレート４１とを連結するためのものである。リング部材４４は、ダンパー機構３０の外周側、より具体的にはフランジ部２２の外周側に配置された環状の部材であり、クラッチプレート３５とリテーニングプレート３６とに一部が挟み込まれた状態でストップピン４５により固定されている。
【００６２】
リング部材４４は、後述する摩擦プレートとダンパー機構３０とを相対回転不能に固定するための部材で、第１係合部４４ａと、外歯４４ｂと、突起部４４ｃとを有している。第１係合部４４ａは、リング部材４４の内周側から半径方向内方へ突出した複数の突起である。第１係合部４４ａは、フランジ部２２の第２係合部２２ｂ同士の間に配置されており、第１係合部４４ａと第２係合部２２ｂとの間には回転方向に隙間が設けられている。第１係合部４４ａの位置は、ストップピン４５の位置に対応している。
【００６３】
外歯４４ｂは、リング部材４４の外周側全周にわたり形成された半径方向外方へ突出する複数の突起であり、後述する第１摩擦プレートが係合する部分である。突起部４４ｃは、複数の外歯４４ｂからさらに半径方向外方へ突出した部分であり、一対の第１摩擦プレート４１同士の間に配置されている。
【００６４】
２）ストップピン
図３にストップピン４５の断面図を示す。ストップピン４５は、リベット形式を採用しており、胴部４５ａと、頭部４５ｂと、段付き部４５ｃとから構成される。胴部４５ａは、クラッチプレート３５、リテーニングプレート３６及びリング部材４４を軸方向へ貫通する部分であり、円柱形状を有している。頭部４５ｂは、クラッチプレート３５、リテーニングプレート３６をそれぞれリング部材４４側へ締め付けるための部分である。頭部４５ｂは、胴部４５ａの両端に設けられており、胴部４５ａより外径寸法が大きい。段付き部４５ｃは、クラッチプレート３５の孔３５ｂを貫通する部分であり、胴部４５ａと一方の頭部４５ｂとの間に設けられている。段付き部４５ｃは、胴部４５ａより外径寸法が大きく、頭部４５ｂより外径寸法が小さい。
【００６５】
通常のリベットは、一方の頭部が形成されていない状態で部材の孔に挿入され、挿入する側と反対側に突出した胴部をかしめることで頭部を形成し部材同士を連結する。その際、かしめる側の胴部は作用する力により変形し外径が大きくなるため、リベットの外周面が孔の内周面と当接する。しかし、このストップピン４５は、段付き部４５ｃが設けられているため、段付き部４５ｃの精度を高めることでかしめる側と反対側においてもストップピン４５の外周面と孔３５ｂの内周面との隙間が減るため、締結強度が向上する。したがって、ダンパー機構３０の強度が高まり、ダンパー機構３０が高負荷用として対応可能となる。
【００６６】
また、ストップピン４５の段付き部４５ｃの形状を変更したストップピン５５においても同様の効果が得られる。図４にストップピン５５の断面図を示す。ストップピン５５は、ストップピン４５の段付き部４５ｃが、胴部側から頭部側へ向かって徐々に外径が大きくなるテーパ部５５ｃとなっている。これにより、前述のストップピン４５と同様、テーパ部５５ｃの精度を高めることで締結強度が向上する。したがって、ダンパー機構３０の強度が高まるため、ダンパー機構３０が高負荷用として対応可能となる。
【００６７】
３）摩擦プレート
第１摩擦プレート４１は、図１に示すように、フライホイール３、プレッシャープレート７、及び第２摩擦プレート４２と摩擦係合するためのもので、ダンパー機構３０の外周側に配置された環状の部材である。本実施形態では、第１摩擦プレート４１が軸方向に２枚配置されたものを記載する。第１摩擦プレート４１は、内周側全周にわたり形成された複数の突起である内歯４１ａを有している。内歯４１ａは、リング部材４４の外歯４４ｂと係合しており、内歯４１ａ及び外歯４４ｂにより第１摩擦プレート４１とリング部材４４とは相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能となっている。
【００６８】
第２摩擦プレート４２は、第１摩擦プレート４１と摩擦係合するためのもので、一対の第１摩擦プレート４１の間に配置された環状の部材である。本実施形態では、第１摩擦プレート４１が２枚であるため、第２摩擦プレート４２は１枚となる。第２摩擦プレート４２は、外周側全周にわたり形成された複数の切欠部４２ａを有している。切欠部４２ａは、クラッチカバー組立体５のカバー部材１１と係合しているため、第２摩擦プレート４２とクラッチカバー組立体５とは相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合している。
【００６９】
なお、プレッシャープレート７の外周側にもカバー部材１１に係合する切欠部７ａが形成されているため、プレッシャープレート７とクラッチカバー組立体５とは相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合している。
【００７０】
ここで、本実施形態における各部の材質について説明する。第１及び第２摩擦プレート４１、４２、フライホイール３、及びプレッシャープレート７は、カーボンコンポジット材を採用している。カーボンコンポジット材の摩擦係数は、従来の摩擦材の摩擦係数に比べて大きな材質もあり、異なる材質との間においては温度により大きく変動する傾向にある。一方、カーボンコンポジット材同士の摩擦係数は、温度による変動が少なく安定している。したがって、摩擦係合する全ての材質をカーボンコンポジット材にすることで、安定した高い摩擦係数を得ることができ、多板クラッチ装置１を高負荷用として確実に強化することができる。
【００７１】
３．動作
次に、多板クラッチ装置１の動作について説明する。クラッチ連結時においては、ドライバーのクラッチペダル操作により、レリーズ装置が軸方向フライホイール３側へ移動し、ダイヤフラムスプリング１２の弾性環状部１２ａがプレッシャープレート７を軸方向フライホイール３側へ付勢する。そうすると、プレッシャープレート７が摩擦連結部４０側へ押圧され、第１及び第２摩擦プレート４１、４２が、回転するプレッシャープレート７とフライホイール３との間に狭持され、各接触面において摩擦抵抗が発生する。これにより、フライホイール３に入力されたトルクが第１摩擦プレート４１、リング部材４４、クラッチプレート３５、及びリテーニングプレート３６に伝達される。
【００７２】
クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６が入力されたトルクにより回転すると、停止しているスプラインハブ２０と相対回転する。前述のように、フランジ部２２の収容部２２ａは、３カ所は回転方向の長さを長くとっているため、まず３本のトーションスプリング３２が収容部２２ａと窓孔部３５ａ、３６ａとの回転方向端の間で圧縮される。これにより、この多板クラッチ装置１は、クラッチ連結時の小さい捩り振動を吸収することができる。
【００７３】
また、クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６とスプラインハブ２０とがさらに相対回転すると、残りの３本のトーションスプリング３２が収容部２２ａと窓孔部３５ａ、３６ａとの回転方向端の間で圧縮される。これにより、合計６本のトーションスプリング３２が圧縮されるため、この多板クラッチ装置１はクラッチ連結時の衝撃や大きな捩り振動を吸収することができる。
【００７４】
クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６とスプラインハブ２０とがさらに相対回転すると、リング部材４４の第１係合部４４ａとフランジ部２２の第２係合部２２ｂとが当接し、エンジンのトルクがトランスミッション入力シャフト４へ直接伝達されることとなり、多板クラッチ装置１のクラッチ連結動作が完了
する。クラッチ解除動作は、レリーズ装置をペダル操作により軸方向トランスミッション側へ移動することで行われる。
【００７５】
このように、ダンパー機構３０に２段階の捩り剛性を持たせることで、クラッチ連結時の衝撃及び振動を効果的に吸収することができるため、クラッチ連結時のクラッチ操作が難しい高摩擦係数のカーボンコンポジット材を採用した多板クラッチ装置１においても、操作が容易となり操作性が向上する。
【００７６】
また、クラッチ連結後の定速走行時にエンジンの回転変動が発生した場合、トーションスプリング３２の伸縮によりその回転変動が直接トランスミッションやディファレンシャルへ伝達されないため、歯車部分からの歯打ち音の発生を抑制することでき、静粛性が向上する。
【００７７】
また、以上の実施形態はプルタイプで記載しているが、図５に示すようにプッシュタイプでもよい。
Ｂ．第２実施形態
前述の実施形態では、ダンパー機構３０により多板クラッチ装置１の静粛性を向上させているが、以下のような実施形態によりさらに歯打ち音の発生を抑制することが可能となる。
【００７８】
１．クラッチディスク組立体
図６及び図７に本実施形態が採用されたクラッチディスク組立体１０６を示す。このクラッチディスク組立体１０６は、多板クラッチ装置１に使用されるもので、エンジン側のフライホイール（図示せず）からトランスミッション入力シャフト（図示せず）にトルクを伝達するための装置である。図６及び図７において、Ｏ−Ｏはクラッチディスク組立体１０６の回転軸線である。
【００７９】
このクラッチディスク組立体１０６は、図６及び図７に示すように第１摩擦プレート１４１とリング部材１４４との連結部分に特徴を有している。具体的には、このクラッチディスク組立体１０６の第１摩擦プレート１４１は、固定具１６０によりリング部材１４４に対して、相対回転及び軸方向の相対移動を規制された状態で直接連結されている。
【００８０】
図８に固定具１６０周辺の構造図を示す。第１摩擦プレート１４１の内周縁には、図８に示すように円周方向に所定の等間隔で複数の切欠き１０５が形成されている。そして、切欠き１０５は、図８に示すように、内周縁から外周側に向かって所定の深さで、かつ所定の幅で形成されており、その１対の側面１０５ａ，１０５ｂは放射線Ｐに対して互いに平行になっている。リング部材１４４には、全周にわたり円板状の外周固定部１４４ａが形成されている。そして、２枚の第１摩擦プレート１４１は、その内周部で外周固定部１４４ａを挟み込むように配置されている。また、外周固定部１４４ａの外周側には、第２摩擦プレート１４２が配置されている。
【００８１】
２．固定具
固定具１６０は、第１固定具１６１と、第２固定具１６２と、ワッシャ１６３とから構成される。第１固定具１６１は、外周固定部１４４ａの軸方向両側に一対として配置されており、第１摩擦プレート１４１の切欠き１０５に挿入される概ね円筒状の胴部１６７を有している。第２固定具１６２は、リベットであり、軸部１６４と、つば部１６５と、固定部１６６とから構成される。軸部１６４は、第１固定具１６１及び外周固定部１４４ａを軸方向に貫通する部分である。つば部１６５は、軸部１６４の一端部に形成されている。固定部１６６は、軸部１６４の他端部に形成されている。つば部１６５及び固定部１６６は、軸部１６４と比較してそれぞれ大径に形成されており、さらに大径を有するワッシャ１６３がつば部１６５及び固定部１６６と胴部１６７との間にそれぞれ挟み込まれている。固定部１６６は、リベットのかしめる側に相当するため、最終的に固定部１６６をかしめることで、胴部１６７及びワッシャ１６３は外周固定部１４４ａに固定される。これにより、第１摩擦プレート１４１は、リング部材１４４を介してダンパー機構３０に連結される。
【００８２】
ここで、各部材の寸法関係について説明する。第１固定具１６１の胴部１６７の幅（１対の平坦面１６７ａ、１６７ｂ間の長さ）は、第１摩擦プレート１４１の切欠き１０５の円周方向の幅と比較して狭く設定されており、切欠き１０５内に所定の隙間を持って挿入されている。そして、平坦面１６７ａ、１６７ｂは、互いに平行な面により構成されている。これにより、切欠き１０５と第１固定具１６１の胴部１６７とが点接触ではなく面接触になるため、面圧が小さくなり第１摩擦プレート１４１の摩耗を抑えることができる。また、平坦面１６７ａ、１６７ｂと側面１０５ａ、１０５ｂとの間には、隙間が確保されているため、複数配置された第１固定具１６１と切欠き１０５との寸法の管理、製造、及び組立を容易にすることができる。
【００８３】
胴部１６７の長さは、第１摩擦プレート１４１の厚みよりも長く設定されており、第１摩擦プレート１４１は軸方向に自由度を持った状態でリング部材１４４に固定される。この場合は、第１摩擦プレート１４１がカーボンコンポジット製、固定具１６０及びクラッチプレート１３５がそれぞれ鉄系の材料で形成され、互いの熱膨張係数が異なり高温になって熱膨張の影響が無視できないような場合に有効である。また、第１摩擦プレート１４１をリング部材１４４に対して軸方向に自由度をもたせた状態で連結しているため、クラッチ連結解除時において、第１及び第２摩擦プレート１４１、１４２同士の摩擦係合を解除するのが容易となる。
【００８４】
また、外周固定部１４４ａの厚みは、第２摩擦プレート１４２の厚みよりも小さく設定されている。したがって、クラッチ連結時において、２枚の第１摩擦プレート１４１がフライホイール（図示せず）とプレッシャープレート（図示せず）との間に狭持された場合に、外周固定部１４４ａが第１摩擦プレート１４１と第２摩擦プレート１４２との摩擦係合を阻害しない。
【００８５】
つば部１６５及び固定部１６６は、胴部１６７と同程度または胴部１６７よりもさらに小径に形成されている。そして、つば部１６５及び固定部１６６と第１摩擦プレート１４１との間には、両部分１６５、１６６に比べて径の大きいワッシャ１６３が設けられている。また、ワッシャ１６３の外径は、切欠き１０５の円周方向の幅よりも大きくなるよう設定されている。これにより、つば部１６５及び固定部１６６の外径を大きく設定しなくても、第１摩擦プレート１４１の軸方向の相対移動を確実に規制される。
【００８６】
以上に述べた実施形態では、第１摩擦プレート１４１が固定具１６０により直接的に連結されているため、第１摩擦プレート１４１の軸方向の移動を規制する機構が簡素化され、第１摩擦プレート１４１の取付部周辺の構造が簡単になる。また、歯車の噛み合いによる連結を用いていないので、従来装置における第１摩擦プレート１４１とリング部材１４４との結合部における歯打ち音がより低減される。
【００８７】
Ｃ．第３実施形態
前述の第２実施形態は、摩擦プレートが一対の第１摩擦プレート１４１と第２摩擦プレート１４２とから構成される多板クラッチ装置１について記載しているが、以下に示すように単板式のクラッチ装置においても適用可能である。
【００８８】
図９及び図１０に本実施形態が採用されたクラッチディスク組立体２０６を示す。図９及び図１０において、Ｏ−Ｏはクラッチディスク組立体２０６の回転軸線である。
このクラッチディスク組立体２０６は、主に、エンジン側のフライホイールに押圧されるカーボンコンポジット製の摩擦プレート２４１と、この摩擦プレート２４１が固定されたダンパー機構２３０と、摩擦プレート２４１とダンパー機構２３０とを連結する固定具２６０とを有している。固定具２６０周辺以外の構造は、前述の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８９】
固定具２６０は、リベットにより構成される。具体的には、固定具２６０は、摩擦プレート２４１の切欠き２０５とクラッチプレート２３５の孔２３５ａとに挿入されて、クラッチプレート２３５の外周に摩擦プレート２４１を直接連結するものである。
【００９０】
図１１及び図１２に組立後の固定具２６０を示し、図１２に組立前（かしめる前）の固定具２６０を示している。これらの図に示すように、固定具２６０は、つば部２６５と、胴部２６７と、固定部２６６とを有している。
【００９１】
つば部２６５は、他の部分に比較して大径に形成されており、胴部２６７側の面が摩擦プレート２４１の側面に当接している。なお、このつば部２６５は摩擦プレート２４１の摩擦面よりフライホイール側に突出しているが、フライホイールの内周端よりはさらに内周側に位置するように配置されている。
【００９２】
胴部２６７は、つば部２６５と同径で連続して形成された部分の一部に１対の対向する平坦面２６７ａ、２６７ｂを形成してなるものであり、摩擦プレート２４１の切欠き２０５に挿入される。この胴部２６７の幅（１対の平坦面２６７ａ、２６７ｂ間の長さ）は、摩擦プレート２４１の切欠き２０５の幅に比較して狭く設定されており、切欠き２０５内に所定の隙間を持って挿入されている。また、胴部２６７の長さは、第２実施形態の場合とは異なり、摩擦プレート２４１の厚みと実質的に等しく設定しても良いし、また摩擦プレート２４１の厚みより長めに設定しても良い。胴部２６７の長さを、摩擦プレート２４１の厚みと実質的に等しく設定した場合は、摩擦プレート２４１はクラッチプレート２３５に対して移動不能な完全固定となり、また、摩擦プレート２４１の厚みよりも長く設定した場合は、両者の固定が、軸方向に自由度を持った固定となる。この場合は、摩擦プレート２４１がカーボンコンポジット製であり、固定具２６０及びクラッチプレート２３５がそれぞれ鉄系の材料で形成され、互いの熱膨張係数が異なるので、高温になって熱膨張の影響が無視できないような場合に有効である。
【００９３】
固定部２６６は、胴部２６７よりもさらに小径に形成されており、クラッチプレート２３５の孔２３５ａに挿入されている。そして、この固定部２６６の端部をかしめることによって、摩擦プレート２４１とクラッチプレート２３５とが互いに固定され、摩擦プレート２４１が軸方向に移動するのが規制される。
【００９４】
Ｄ．第４実施形態
前述の第３実施形態では、固定具２６０がリベットにより構成されているが、以下のような実施形態でもよい。
【００９５】
図１４に本実施形態の固定具３６０周辺の構造図を示す。この固定具３６０は、第１固定具３６１と、第２固定具３６２とから構成される。図１５に第１固定具３６１の詳細図を示す。第１固定具３６１は、摩擦プレート３４１の切欠き３０５に挿入される概ね筒状の胴部３６７を有している。胴部３６７に、切欠き３０５の側面３０５ａ、３０５ｂに対応する平坦面３６５ａ、３６５ｂが形成されている。第１固定具３６１は、図１４に示すように、第２固定具３６２によりクラッチプレート３３５に対して固定されている。第２固定具３６２は、リベットであり、第１固定具３６１を貫通する軸部３６４と、軸部３６４の両端に形成されたつば部３６５及び固定部３６６とから構成される。
【００９６】
つば部３６５は、切欠き３０５の円周方向の幅よりも外径が大きく、胴部３６７側の面が摩擦プレート３４１の側面に当接している。固定部３６６は、胴部３６７よりもさらに小径に形成されており、クラッチプレート３３５の孔３３５ａに挿入されている。この固定部３６６の端部をかしめることによって、第１固定具３６１がクラッチプレート３３５に固定される。胴部３６７の長さは、第３実施形態と同様に摩擦プレート３４１の厚みに合わせて設定可能であるため、胴部３６７の長さを調整して摩擦プレート３４１をクラッチプレート３３５に軸方向に相対移動可能または不能に連結することが可能となる。以上に述べた固定具３６０により、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
また、図１６に示すように、つば部３６５と摩擦プレート３４１との間にワッシャ３６３を挟み込んでもよい。これにより、つば部３６５の径をより小さくできる。
さらに、図１７に示すように、ワッシャ３６３を設ける代わりに、連結部材３７０を設けてもよい。具体的には、連結部材３７０は、環状の部材であり、円周方向に複数配置された固定具３６０を連結するためのものである。連結部材３７０は、固定具３６０に対応する位置に連結孔３７１を有しており、第２固定具３６２の軸部３６４が貫通している。そして、胴部３６７とつば部３６５との間に、連結部材３７０は挟み込まれている。これにより、複数の固定具３６０の相対位置が安定するとともに、外径の大きいワッシャを設けることなく摩擦プレート３４１のクラッチプレート３３５に対する軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【００９８】
Ｅ．第５実施形態
前述の第４実施形態では、第２固定具３６２がリベットにより構成されているが、以下のような実施形態でもよい。
【００９９】
図１８に本実施形態の固定具４６０を示す。この固定具４６０は、第１固定具４６１と、第２固定具４６２と、ワッシャ４６３とから構成される。図１９に第１固定具４６１の詳細図を示す。第１固定具４６１は、一部にリベットの構成を有しており、摩擦プレート４４１の切欠き４０５に挿入される概ね筒状の胴部４６７と、胴部４６７の一端部に形成された固定部４６６とを有している。胴部４６７には、切欠き４０５の側面４０５ａ、４０５ｂに対応する平坦面４６７ａ、４６７ｂが形成されている。固定部４６６は、胴部４６７よりもさらに小径に形成されており、クラッチプレート４３５の孔４３５ａに挿入されている。図１９に示す固定部４６６は、かしめる前の状態を示している。この固定部４６６の端部をかしめることによって、図１８に示すように、胴部４６７はクラッチプレート４３５に対して固定される。
【０１００】
第２固定具４６２は、いわゆるねじであり、つば部４６５と、連結部４６８とを有している。つば部４６５は、胴部４６７と同程度の径を有しており、第２固定具４６２を工具により第１固定具に対してねじ込むための孔４６５ａが形成されている。本実施形態では、孔４６５ａは六角孔となっている。連結部４６８は、第１固定具４６１とつば部４６５とを連結する部分であり、胴部４６７のねじ孔４６５ｅに螺合している。そして、胴部４６７とつば部４６５との間には環状のワッシャ４６３が挟み込まれている。ワッシャ４６３の外径は、切欠き４０５の円周方向の幅よりも大きく設定されている。以上に述べた固定具４６０により、第３及び第４実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０１】
また、図２０に示すように、ワッシャ４６３を設ける代わりに、第４実施形態と同様に連結部材４７０を設けてもよい。これにより、複数の固定具４６０の相対位置が安定するとともに、外径の大きいワッシャを設けることなく摩擦プレート４４１のクラッチプレート４３５に対する軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【０１０２】
Ｆ．第６実施形態
前述の第５実施形態では、第１固定具４６１をリベットとして記載しているが、以下のような実施形態でもよい。
【０１０３】
図２１に本実施形態の固定具５６０を示す。この固定具５６０は、第１固定具５６１と、第２固定具５６２と、ワッシャ５６３とから構成される。図２２に第１固定具５６１の詳細図を示す。第１固定具５６１は、摩擦プレート５４１の切欠き５０５に挿入される概ね筒状の胴部５６７を有している。胴部５６７には、切欠き５０５の側面５０５ａ、５０５ｂに対応する平坦面５６７ａ、５６７ｂが形成されている。
【０１０４】
第２固定具５６２は、いわゆるねじであり、つば部５６５と、連結部５６８と、固定部５６６とを有している。つば部５６５は、胴部５６７と同程度の径を有しており、第２固定具５６２をねじ込むための孔５６５ａが形成されている。本実施形態では、孔５６５ａは六角孔となっている。連結部５６８及び固定部５６６は、共に外周側にねじが形成されている。連結部５６８は、第１固定具５６１とつば部５６５とを連結しており、胴部５６７のねじ孔５６７ｅに螺合している。固定部５６６は、クラッチプレート５３５と胴部５６７とを固定するための部分であり、クラッチプレート５３５の孔５３５ａに螺合している。そして、胴部５６７とつば部５６５との間には環状のワッシャ５６３が挟み込まれている。ワッシャ５６３の外径は、切欠き５０５の円周方向の幅よりも大きく設定されている。以上に述べた固定具５６０により、第３〜第５実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０５】
また、図２３に示すように、ワッシャ５６３を設ける代わりに、第４及び第５実施形態と同様に連結部材５７０を設けてもよい。これにより、複数の固定具５６０の相対位置が安定するとともに、外径の大きいワッシャを設けることなく摩擦プレート５４１のクラッチプレート５３５に対する軸方向の相対移動を確実に規制することができる。
【０１０６】
Ｇ．その他の実施形態
１．多板クラッチ装置の形式
前述の実施形態は、乾式クラッチ装置として記載したが、これに限定されない。
【０１０７】
２．ダンパー機構
前述の実施形態では、ダンパー機構の捩り剛性を２段階として記載したが、さらに１段特定や多段階の捩り剛性をもたせてもよく、本実施形態に限定されない。また、捩り剛性を２段階とするために、フランジ部２２の収容部２２ａの回転方向長さを２種類としたが、クラッチプレート３５及びリテーニングプレート３６の窓孔部３５ａ及び３６ａの回転方向長さを２種類とすることで同様の作用効果を得ることができる。
【０１０８】
３．摩擦材
前述の第１実施形態では、フライホイール３、プレッシャープレート７、及び第２摩擦プレート４２の材質をカーボンコンポジット材として記載したが、スチール材などを採用してもよい。なお、前述のように、カーボンコンポジット材とそれ以外（例えばスチール材）との摩擦係数は、温度により変動する。摩擦係数は、温度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくなる。したがって、乗用自動車として街中を走行する場合には、それほど温度も高くならないため、摩擦係数は従来の摩擦材と同程度となる。しかし、半クラッチ状態でエンジンの回転数を上げて故意に摩擦を発生させた場合、摩擦面で発生する摩擦熱により温度が高くなり摩擦係数が大きくなる。その結果、温度が低い場合よりもトルク伝達容量が大きくなるため、レース用多板クラッチ装置と同様に高負荷、高耐久性を実現できる。また、エンジンのトルクが過大となり摩擦面が滑る場合にも、摩擦係数が大きくなりトルク伝達容量も大きくなるため、摩擦面の滑りがなくなりトルク伝達が回復する。
【０１０９】
４．第１固定具の形状
前述の実施形態（第４及び第６実施形態）では、第１固定具３６１、５６１の胴部３６７、５６７は概ね円筒状を有しており、円筒状部材の外周面を一部平面加工して平坦面３６７ａ、３６７ｂ、５６７ａ、５６７ｂを形成している。しかし、図２４に示すように角材から製作した第１固定具３９１、５９１のような形状でもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】第１実施形態の多板クラッチ装置の縦断面図。
【図２】クラッチディスク組立体の横断面図。
【図３】ストップピン４５の断面図。
【図４】ストップピン５５の断面図。
【図５】プッシュタイプの場合の多板クラッチ装置の縦断面図。
【図６】第２実施形態のクラッチディスク組立体の縦断面図。
【図７】前記クラッチディスク組立体の正面部分図。
【図８】固定具１６０周辺の構造図。
【図９】第３実施形態のクラッチディスク組立体の縦断面図。
【図１０】前記クラッチディスク組立体の正面部分図。
【図１１】摩擦プレートとクラッチプレートとの結合部分を示す図。
【図１２】かしめ後のリベットの斜視図。
【図１３】かしめ前のリベット単体の斜視図。
【図１４】第４実施形態の固定具３６０周辺の構造図。
【図１５】第１固定具３６１の詳細図。
【図１６】第４実施形態の変形例としての固定具３６０周辺の構造図。
【図１７】第４実施形態の変形例としての固定具３６０周辺の構造図。
【図１８】第５実施形態の固定具４６０周辺の構造図。
【図１９】第１固定具４６１の詳細図。
【図２０】第５実施形態の変形例としての固定具４６０周辺の構造図。
【図２１】第６実施形態の固定具５６０周辺の構造図。
【図２２】第１固定具５６１の詳細図。
【図２３】第７実施形態の変形例としての固定具５６０周辺の構造図。
【図２４】第１固定具の変形例。
【符号の説明】
【０１１１】
１ 多板クラッチ装置
３ フライホイール（入力回転体）
４ トランスミッション入力シャフト（出力回転体）
５ クラッチカバー組立体
６ クラッチディスク組立体
７ ダイヤフラムスプリング（第１付勢部材）
２０ スプラインハブ
２２ フランジ部
２２ａ 収容部
２２ｂ 第２係合部
３０ ダンパー機構
３１ａ 窓孔部
３１ｂ 孔
３２ トーションスプリング
３３ フリクションワッシャ（摩擦部材）
３４ ウェーブスプリング（第３付勢部材）
４０ 摩擦連結部
４１、１４１ 第１摩擦プレート
２４１、３４１、４４１、５４１ 摩擦プレート
４２、１４２ 第２摩擦プレート
４４ リング部材
４４ａ 第１係合部
４４ｃ 突起部
４５、５５ ストップピン
８０ クッショニングプレート（第２付勢部材）
１６０、２６０、３６０、４６０、５６０ 固定具
１６１、３６１、４６１、５６１ 第１固定具
１６２、３６２、４６２、５６２ 第２固定具
１６５、２６５、３６５、４６５、５６５ つば部
１６６、２６６、３６６、３６６、５６６ 固定部
１６７、２６７、３６７、３６７、５６７ 胴部
４６８、５６８ 連結部
３７０、４７０、５７０ 連結部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン側の入力回転体からの動力を出力回転体に伝達及び遮断するための多板クラッチ装置であって、
前記出力回転体に連結され、前記入力回転体に近接して配置されたクラッチディスク組立体と、
前記入力回転体に連結され、前記クラッチディスク組立体を前記入力回転体へ押圧するためのプレッシャープレートを有するクラッチカバー組立体とを備え、
前記クラッチディスク組立体は、前記出力回転体に連結されたハブと、前記ハブの外周側に配置され、前記入力回転体と前記プレッシャープレートとに狭持されるための摩擦連結部と、前記ハブと前記摩擦連結部とを回転方向に弾性的に連結するダンパー機構とを有し、
前記摩擦連結部は、前記ダンパー機構の外周側に連結されたリング部材と、前記リング部材の外周側に配置され、前記リング部材に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した複数の第１摩擦プレートと、前記複数の第１摩擦プレート同士の間に配置され、前記クラッチカバー組立体に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した第２摩擦プレートとを有し、
前記クラッチカバー組立体は、前記プレッシャープレートを付勢するための第１付勢部材と、前記入力回転体と前記出力回転体との間において動力伝達に必要な前記第１摩擦プレートへの押圧荷重よりも小さい弾性反力を有する第２付勢部材とをさらに有し、
前記複数の第１摩擦プレートは、少なくとも１つがカーボンコンポジット材で構成される、
多板クラッチ装置。
【請求項２】
前記第２付勢部材は、前記第１付勢部材と前記プレッシャープレートとの間に配置される、
請求項１に記載の多板クラッチ装置。
【請求項３】
前記入力回転体と前記プレッシャープレートと前記第２摩擦プレートとは、少なくともいずれか１つは主成分が鉄系の材料から構成される、
請求項１または２に記載の多板クラッチ装置。
【請求項４】
前記第１付勢部材に係合し、前記第１付勢部材を軸方向に弾性変形させるレリーズ装置をさらに備え、
前記レリーズ装置は、軸方向前記入力回転体側へ移動することで、前記第１付勢部材の前記プレッシャープレートに対する付勢力を解除する、
請求項１から３のいずれかに記載の多板クラッチ装置。
【請求項５】
前記第１付勢部材に係合し、前記第１付勢部材を軸方向に弾性変形させるレリーズ装置をさらに備え、
前記レリーズ装置は、軸方向前記入力回転体側と反対側へ移動することで、前記第１付勢部材の前記プレッシャープレートに対する付勢力を解除する、
請求項１から３のいずれかに記載の多板クラッチ装置。
【請求項６】
前記ハブは、全周にわたり半径方向外方へ突出したフランジ部と、前記フランジ部の一部が切り欠かれ形成された複数の収容部を有し、
前記ダンパー機構は、前記収容部に収容された複数の弾性部材と、前記フランジ部を軸方向に挟み込んだ状態で前記フランジ部に対して相対回転可能に配置され、前記弾性部材と対応する位置に窓孔部が設けられた一対の連結プレートとを有し、
少なくともいずれか一方の前記連結プレートと前記フランジ部との間には、前記両部材間に作用する軸方向荷重を受けるための環状の摩擦部材を有する、
請求項１から５のいずれかに記載の多板クラッチ装置。
【請求項７】
少なくともいずれか一方の前記連結プレートと前記フランジ部との間には、前記両部材間に軸方向の付勢力を与えるための環状の第３付勢部材を有する、
請求項６に記載の多板クラッチ装置。
【請求項８】
前記第３付勢部材は、軸方向へ弾性変形可能な皿ばねにより構成される、
請求項７に記載の多板クラッチ装置。
【請求項９】
前記第３付勢部材は、軸方向へ弾性変形可能なウェーブスプリングにより構成される、
請求項７に記載の多板クラッチ装置。
【請求項１０】
エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのクラッチディスク組立体であって、
前記フライホイールに押圧されるカーボン製摩擦プレートと、
外周に前記摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、前記トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有するクラッチディスク本体と、
前記円板状入力部の外周部と前記摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する複数の固定具とを備え、
前記摩擦プレートは前記固定具が挿入される切欠きを有しており、
前記固定具は、前記摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有する第１固定具と、前記第１固定具を軸方向に貫通する軸部と、前記軸部の一端部に形成され前記摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、前記軸部の他端部に形成され前記円板状入力部と軸方向に係合する固定部とを有する第２固定具とから構成される、クラッチディスク組立体。
【請求項１１】
エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのクラッチディスク組立体であって、
前記フライホイールに押圧されるカーボン製摩擦プレートと、
外周に前記摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、前記トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有するクラッチディスク本体と、
前記円板状入力部の外周部と前記摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する複数の固定具とを備え、
前記摩擦プレートは、前記円板状入力部の外周部を挟み込むよう軸方向に２枚配置され、前記固定具が挿入される切欠きを有しており、
前記固定具は、前記摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有する第１固定具と、前記第１固定具及び円板状入力部を軸方向に貫通する軸部と、前記軸部の一端部に形成され一方の前記摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、前記軸部の他端部に形成され他方の前記摩擦プレートと軸方向に係合する固定部とを有する第２固定具とから構成される、クラッチディスク組立体。
【請求項１２】
前記第２固定具はリベットであり、前記固定部はかしめ固定されている、請求項１０または１１に記載のクラッチディスク組立体。
【請求項１３】
エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのクラッチディスク組立体であって、
前記フライホイールに押圧されるカーボン製摩擦プレートと、
外周に前記摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、前記トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有するクラッチディスク本体と、
前記円板状入力部の外周部と前記摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する複数の固定具とを備え、
前記摩擦プレートは前記固定具が挿入される切欠きを有しており、
前記固定具は、前記摩擦プレートの切欠きに挿入され、前記摩擦プレートの厚みに対応した厚みを有し端面の一部が前記円板状入力部の側面に当接する胴部と、前記円板状入力部に固定される固定部とを有する第１固定具と、前記摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、前記つば部と前記第１固定具とを連結する連結部とを有する第２固定具とから構成される、クラッチディスク組立体。
【請求項１４】
エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのクラッチディスク組立体であって、
前記フライホイールに押圧されるカーボン製摩擦プレートと、
外周に前記摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、前記トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有するクラッチディスク本体と、
前記円板状入力部の外周部と前記摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する複数の固定具とを備え、
前記摩擦プレートは前記固定具が挿入される切欠きを有しており、
前記固定具は、前記摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有する第１固定具と、
前記摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、前記第１固定具を軸方向に貫通するとともに前記つば部と前記第１固定具とを連結する連結部と、前記連結部のつば部と逆側の端部に形成され前記第１固定具と前記円板状入力部とを連結する固定部とを有する第２固定具とから構成される、クラッチディスク組立体。
【請求項１５】
前記固定具は、前記摩擦プレートと前記つば部及び固定部の少なくとも一方との間に挟み込まれるよう配置された環状部材をさらに有する、
請求項１０から１４のいずれかに記載のクラッチディスク組立体。
【請求項１６】
前記環状部材は、外径が前記摩擦プレートの切欠きの円周方向の幅よりも大きい、
請求項１５に記載のクラッチディスク組立体。
【請求項１７】
前記複数の固定具を連結するための環状の連結部材をさらに有し、
前記連結部材は、前記摩擦プレートと前記つば部との間に挟み込まれるよう配置された、
請求項１０から１６のいずれかに記載のクラッチディスク組立体。
【請求項１】
エンジン側の入力回転体からの動力を出力回転体に伝達及び遮断するための多板クラッチ装置であって、
前記出力回転体に連結され、前記入力回転体に近接して配置されたクラッチディスク組立体と、
前記入力回転体に連結され、前記クラッチディスク組立体を前記入力回転体へ押圧するためのプレッシャープレートを有するクラッチカバー組立体とを備え、
前記クラッチディスク組立体は、前記出力回転体に連結されたハブと、前記ハブの外周側に配置され、前記入力回転体と前記プレッシャープレートとに狭持されるための摩擦連結部と、前記ハブと前記摩擦連結部とを回転方向に弾性的に連結するダンパー機構とを有し、
前記摩擦連結部は、前記ダンパー機構の外周側に連結されたリング部材と、前記リング部材の外周側に配置され、前記リング部材に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した複数の第１摩擦プレートと、前記複数の第１摩擦プレート同士の間に配置され、前記クラッチカバー組立体に対して相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合した第２摩擦プレートとを有し、
前記クラッチカバー組立体は、前記プレッシャープレートを付勢するための第１付勢部材と、前記入力回転体と前記出力回転体との間において動力伝達に必要な前記第１摩擦プレートへの押圧荷重よりも小さい弾性反力を有する第２付勢部材とをさらに有し、
前記複数の第１摩擦プレートは、少なくとも１つがカーボンコンポジット材で構成される、
多板クラッチ装置。
【請求項２】
前記第２付勢部材は、前記第１付勢部材と前記プレッシャープレートとの間に配置される、
請求項１に記載の多板クラッチ装置。
【請求項３】
前記入力回転体と前記プレッシャープレートと前記第２摩擦プレートとは、少なくともいずれか１つは主成分が鉄系の材料から構成される、
請求項１または２に記載の多板クラッチ装置。
【請求項４】
前記第１付勢部材に係合し、前記第１付勢部材を軸方向に弾性変形させるレリーズ装置をさらに備え、
前記レリーズ装置は、軸方向前記入力回転体側へ移動することで、前記第１付勢部材の前記プレッシャープレートに対する付勢力を解除する、
請求項１から３のいずれかに記載の多板クラッチ装置。
【請求項５】
前記第１付勢部材に係合し、前記第１付勢部材を軸方向に弾性変形させるレリーズ装置をさらに備え、
前記レリーズ装置は、軸方向前記入力回転体側と反対側へ移動することで、前記第１付勢部材の前記プレッシャープレートに対する付勢力を解除する、
請求項１から３のいずれかに記載の多板クラッチ装置。
【請求項６】
前記ハブは、全周にわたり半径方向外方へ突出したフランジ部と、前記フランジ部の一部が切り欠かれ形成された複数の収容部を有し、
前記ダンパー機構は、前記収容部に収容された複数の弾性部材と、前記フランジ部を軸方向に挟み込んだ状態で前記フランジ部に対して相対回転可能に配置され、前記弾性部材と対応する位置に窓孔部が設けられた一対の連結プレートとを有し、
少なくともいずれか一方の前記連結プレートと前記フランジ部との間には、前記両部材間に作用する軸方向荷重を受けるための環状の摩擦部材を有する、
請求項１から５のいずれかに記載の多板クラッチ装置。
【請求項７】
少なくともいずれか一方の前記連結プレートと前記フランジ部との間には、前記両部材間に軸方向の付勢力を与えるための環状の第３付勢部材を有する、
請求項６に記載の多板クラッチ装置。
【請求項８】
前記第３付勢部材は、軸方向へ弾性変形可能な皿ばねにより構成される、
請求項７に記載の多板クラッチ装置。
【請求項９】
前記第３付勢部材は、軸方向へ弾性変形可能なウェーブスプリングにより構成される、
請求項７に記載の多板クラッチ装置。
【請求項１０】
エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのクラッチディスク組立体であって、
前記フライホイールに押圧されるカーボン製摩擦プレートと、
外周に前記摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、前記トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有するクラッチディスク本体と、
前記円板状入力部の外周部と前記摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する複数の固定具とを備え、
前記摩擦プレートは前記固定具が挿入される切欠きを有しており、
前記固定具は、前記摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有する第１固定具と、前記第１固定具を軸方向に貫通する軸部と、前記軸部の一端部に形成され前記摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、前記軸部の他端部に形成され前記円板状入力部と軸方向に係合する固定部とを有する第２固定具とから構成される、クラッチディスク組立体。
【請求項１１】
エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのクラッチディスク組立体であって、
前記フライホイールに押圧されるカーボン製摩擦プレートと、
外周に前記摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、前記トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有するクラッチディスク本体と、
前記円板状入力部の外周部と前記摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する複数の固定具とを備え、
前記摩擦プレートは、前記円板状入力部の外周部を挟み込むよう軸方向に２枚配置され、前記固定具が挿入される切欠きを有しており、
前記固定具は、前記摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有する第１固定具と、前記第１固定具及び円板状入力部を軸方向に貫通する軸部と、前記軸部の一端部に形成され一方の前記摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、前記軸部の他端部に形成され他方の前記摩擦プレートと軸方向に係合する固定部とを有する第２固定具とから構成される、クラッチディスク組立体。
【請求項１２】
前記第２固定具はリベットであり、前記固定部はかしめ固定されている、請求項１０または１１に記載のクラッチディスク組立体。
【請求項１３】
エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのクラッチディスク組立体であって、
前記フライホイールに押圧されるカーボン製摩擦プレートと、
外周に前記摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、前記トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有するクラッチディスク本体と、
前記円板状入力部の外周部と前記摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する複数の固定具とを備え、
前記摩擦プレートは前記固定具が挿入される切欠きを有しており、
前記固定具は、前記摩擦プレートの切欠きに挿入され、前記摩擦プレートの厚みに対応した厚みを有し端面の一部が前記円板状入力部の側面に当接する胴部と、前記円板状入力部に固定される固定部とを有する第１固定具と、前記摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、前記つば部と前記第１固定具とを連結する連結部とを有する第２固定具とから構成される、クラッチディスク組立体。
【請求項１４】
エンジン側のフライホイールからの動力をトランスミッションのインプットシャフトに伝達及び遮断するためのクラッチディスク組立体であって、
前記フライホイールに押圧されるカーボン製摩擦プレートと、
外周に前記摩擦プレートの内周部が連結される円板状入力部と、前記トランスミッションのインプットシャフトに連結される出力部とを有するクラッチディスク本体と、
前記円板状入力部の外周部と前記摩擦プレートの内周部とを直接的に連結する複数の固定具とを備え、
前記摩擦プレートは前記固定具が挿入される切欠きを有しており、
前記固定具は、前記摩擦プレートの切欠きに挿入される胴部を有する第１固定具と、
前記摩擦プレートと軸方向に係合するつば部と、前記第１固定具を軸方向に貫通するとともに前記つば部と前記第１固定具とを連結する連結部と、前記連結部のつば部と逆側の端部に形成され前記第１固定具と前記円板状入力部とを連結する固定部とを有する第２固定具とから構成される、クラッチディスク組立体。
【請求項１５】
前記固定具は、前記摩擦プレートと前記つば部及び固定部の少なくとも一方との間に挟み込まれるよう配置された環状部材をさらに有する、
請求項１０から１４のいずれかに記載のクラッチディスク組立体。
【請求項１６】
前記環状部材は、外径が前記摩擦プレートの切欠きの円周方向の幅よりも大きい、
請求項１５に記載のクラッチディスク組立体。
【請求項１７】
前記複数の固定具を連結するための環状の連結部材をさらに有し、
前記連結部材は、前記摩擦プレートと前記つば部との間に挟み込まれるよう配置された、
請求項１０から１６のいずれかに記載のクラッチディスク組立体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００６−２４２３０３（Ｐ２００６−２４２３０３Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５９８６１（Ｐ２００５−５９８６１）
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（０００１４９０３３）株式会社エクセディ (270)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（０００１４９０３３）株式会社エクセディ (270)
【Ｆターム（参考）】
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