特許 7386054 クラッチディスク及びトルクリミッタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-15

(45)【発行日】2023-11-24

(54)【発明の名称】クラッチディスク及びトルクリミッタ

(51)【国際特許分類】

   F16D 13/62 20060101AFI20231116BHJP

   F16D 7/02 20060101ALI20231116BHJP

   F16D 43/21 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

F16D13/62 A

F16D7/02 A

F16D43/21

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019205392

(22)【出願日】2019-11-13

(65)【公開番号】P2021076226

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000149033

【氏名又は名称】株式会社エクセディ

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】上原 宏

(72)【発明者】

【氏名】萩原 祥行

(72)【発明者】

【氏名】前田 昌宏

【審査官】倉田 和博

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－０６７３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】英国特許出願公開第０２１９１８３１（ＧＢ，Ａ）

【文献】特開平０４－１９４４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４７４７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ １３／６２－１３／６４

Ｆ１６Ｄ ７／０２－ ７／０４

Ｆ１６Ｄ ４３／２１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状の連結部と、前記連結部から径方向外方に突出して設けられ径方向に延びるスリットを挟んで円周方向に並べて配置された複数の固定部と、を有し、前記スリットは外周側が開放されているコアプレートと
前記コアプレートの固定部に固定され、内径が前記スリットの径方向内側の端部よりも大きい環状の摩擦部材と、
を備え、
前記摩擦部材の内周端面には、前記複数の固定部に対応して複数の排出溝が形成されており、前記排出溝は、前記摩擦部材の内周端面に落下した水を前記スリットに導く、
クラッチディスク。

【請求項2】

環状の連結部と、前記連結部から径方向外方に突出して設けられ径方向に延びるスリットを挟んで円周方向に並べて配置された複数の固定部と、を有するコアプレートと
前記コアプレートの固定部に固定され、内径が前記スリットの径方向内側の端部よりも大きい環状の摩擦部材と、
を備え、
前記コアプレートのスリットの径方向外側の端部は、前記摩擦部材の外径よりも大きく形成されており、
前記摩擦部材の内周端面には、前記複数の固定部に対応して複数の排出溝が形成されており、前記排出溝は、前記摩擦部材の内周端面に落下した水を前記スリットに導く、
クラッチディスク。

【請求項3】

前記排出溝は、前記摩擦部材の内周端面において前記コアプレート側に形成されており、
前記摩擦部材の前記各固定部に対応した部分において、前記排出溝は、円周方向の中央部から両側の前記スリットにかけて水が流れるように傾斜している、
請求項１又は２に記載のクラッチディスク。

【請求項4】

前記排出溝は、円周方向の中央部から両側に向かうにしたがって深さが深くなるように形成されている、請求項３に記載のクラッチディスク。

【請求項5】

前記摩擦部材は、平坦面であって、摩擦表面に径方向に延びる溝が形成されていない、
請求項１から４のいずれかに記載のクラッチディスク。

【請求項6】

前記コアプレートのスリットは、外周側にいくにしたがって幅広に形成されている、請求項１から５のいずれかに記載のクラッチディスク。

【請求項7】

摩擦面を有する入力回転部材と、
前記入力回転部材の摩擦面に対向して配置されたプレッシャプレートと、
前記プレッシャプレートを前記入力回転部材側に押圧する押圧部材と、
前記入力回転部材の摩擦面と前記プレッシャプレートとの間に前記押圧部材によって挟持された、請求項１から６のいずれかに記載のクラッチディスクと、
外周部に前記クラッチディスクが装着された出力回転部材と、
を備えたトルクリミッタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クラッチディスク及びそれを用いたトルクリミッタに関する。

【背景技術】

【0002】

車両のクラッチ装置には、クラッチディスク組立体が搭載されている。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と、トランスミッションから延びる入力シャフトと、の間に配置されている。また、このクラッチディスク組立体は、過大なトルクが伝達されるのを防止するためのトルクリミッタにも用いられている。クラッチディスク組立体は、主に、複数のトーションスプリングを含むダンパ部と、ダンパ部の外周部に固定されたクラッチディスクと、を有している。

【0003】

クラッチディスクは、特許文献１に示されるように、クッショニングプレートと、環状の摩擦部材と、を有している。クッショニングプレートは、環状部と、環状部の外周部に設けられた複数のクッショニング部と、を有している。環状部の内周部は、ダンパ部の入力プレートにリベットにより固定されている。摩擦部材は、複数のクッショニング部の両側面に固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－１１４２３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

クラッチディスクにおいて、摩擦部材の内周端面と、クッショニングプレートと、の間には、段差が形成される。このため、クラッチディスク組立体が車両に搭載され、長期間使用されないような場合には、摩擦部材の内周端面に水が溜まることがある。

【0006】

より詳細には、車両が水に浸かった場合や、外部環境によって車両内部に結露が生じた場合、停止した状態で下方に位置する部分の摩擦部材の内周端面と、クッショニングプレートの側面と、摩擦部材が圧接される相手部材の摩擦面と、によって囲まれる空間に水が溜まってしまう場合がある。

【0007】

特に、トルクリミッタでは、クラッチディスクの摩擦部材が相手部材の摩擦面から離れる頻度が少なく、かつクッショニングプレートが平坦状に形成されているために、前述した空間に溜まった水が抜けにくい。

【0008】

以上のように、クラッチディスクにおいて、摩擦部材の内周端面に水が溜まると、この水が摩擦部材の表面に染み込み、摩擦部材の特性が不安定になる。

【0009】

本発明の課題は、クラッチディスクの摩擦部材の内周端面に水が溜まりにくくすることによって、摩擦部材の摩擦特性を安定させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）本発明に係るクラッチディスクは、コアプレートと、環状の摩擦部材と、を備えている。コアプレートは、環状の連結部と、複数の固定部と、を有する。複数の固定部は、連結部から径方向外方に突出して設けられ、径方向に延びるスリットを挟んで円周方向に並べて配置されている。摩擦部材は、コアプレートの固定部に固定され、内径がスリットの径方向内側の端部よりも大きい。

【0011】

そして、摩擦部材の内周端面には、複数の固定部に対応して複数の排出溝が形成されており、排出溝は、摩擦部材の内周端面に落下した水をスリットに導く。

【0012】

車両等が停止している場合、クラッチディスクの周囲に発生した水は、下方に位置している摩擦部材の内周端面（すなわち上面）に落下する。ここで、摩擦部材の内周端面には排出溝が形成されているので、摩擦部材の内周端面に落下してきた水は、排出溝を介してスリットに導かれる。スリットに導かれた水は、このスリットを介して摩擦部材の下方に排出される。

【0013】

ここでは、摩擦部材の内周端面に水が溜まりにくい。このため、摩擦部材の表面に水が染み込むのを抑え、摩擦部材の摩擦特性を安定させることができる。

【0014】

（２）好ましくは、排出溝は、摩擦部材の内周端面においてコアプレート側に形成されている。また、摩擦部材の各固定部に対応した部分において、排出溝は、円周方向の中央部から両側のスリットにかけて水が流れるように傾斜している。

【0015】

（３）好ましくは、排出溝は、円周方向の中央部から両側に向かうにしたがって深さが深くなるように形成されている。

【0016】

（４）好ましくは、コアプレートのスリットは外周側が開放されている。

【0017】

（５）好ましくは、コアプレートのスリットの径方向外側の端部は、摩擦部材の外径よりも大きい。

【0018】

（６）好ましくは、摩擦部材は、平坦面であって、摩擦表面に径方向に延びる溝が形成されていない。

【0019】

ここで、摩擦部材の表面には、摩擦によって生じた摩擦粉等の異物を排出するために、径方向に延びる溝が形成されている場合がある。このような溝が形成されている場合は、この溝を介して、摩擦部材の内周端面に溜まった水を排出することが可能である。

【0020】

しかし、摩擦部材をより薄くしたい場合、あるいは摩擦面の面圧を均一にしたい場合等の要求がある場合は、摩擦部材に径方向の溝を形成しない方が好ましい。そして、このような径方向の溝が形成されていない摩擦部材においては、前述したような課題が発生する。

【0021】

本件発明は、このように、径方向の溝が形成されていない摩擦部材に適用することにより、より有効である。

【0022】

（７）好ましくは、コアプレートのスリットは、外周側にいくにしたがって幅広に形成されている。この場合は、スリットが外周側にいくにしたがって広がっているので、水が排出されやすくなる。

【0023】

（８）本発明に係るトルクリミッタは、摩擦面を有する入力回転部材と、プレッシャプレートと、押圧部材と、前記のクラッチディスクと、出力回転部材と、を備えている。プレッシャプレートは、入力回転部材の摩擦面に対向して配置されている。押圧部材は、プレッシャプレートを入力回転部材側に押圧する。クラッチディスクは、入力回転部材の摩擦面とプレッシャプレートとの間に押圧部材によって挟持されている。出力回転部材は、外周部にクラッチディスクが装着されている。

【発明の効果】

【0024】

以上のような本発明では、クラッチディスクの摩擦部材の内周端面に水が溜まりにくくなり、摩擦部材の摩擦特性を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態によるトルクリミッタの断面図。

【図2】図１の正面図。

【図3】図１の拡大部分図。

【図4】図１の拡大部分図。

【図5】クラッチディスクの正面図。

【図6】図５の断面Ａ，Ｂ，Ｃ

【図7】排出溝の作用を示す図。

【図8】コアプレートのスリットの他の実施形態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態によるクラッチディスクを有するトルクリミッタ１の断面図である。このトルクリミッタ１は、フライホイール２に装着され、エンジンと駆動ユニットとの間で伝達されるトルクを制限するとともに、回転変動を減衰する。また、図２はトルクリミッタ１の正面図である。

【0027】

なお、フライホイール２は、図示しないエンジン側に部材に固定されている。フライホイール２は、円板状の部材であり、環状部４と収容部５とを有している。環状部４は、フライホイール２の最外周部に設けられている。収容部５は、環状部４の径方向内方に形成されている。収容部５は、環状部４の取り付け表面からエンジン側に所定の深さを有している。

【0028】

トルクリミッタ１は、摩擦連結ユニット１０と、ダンパユニット２０と、を有している。

【0029】

摩擦連結ユニット１０は、フライホイール２とダンパユニット２０との間で伝達されるトルクを制限する。

【0030】

［摩擦連結ユニット１０］
図３及び図４に拡大して示すように、摩擦連結ユニット１０は、ダンパカバー１１（入力回転部材の一例）と、プレッシャリング１２と、クラッチディスク１３と、コーンスプリング１４（押圧部材の一例）と、ダンパリング１５と、を有している。

【0031】

＜ダンパカバー１１＞
ダンパカバー１１は、環状のプレートであり、摩擦部１１ａと、固定部１１ｂと、複数の係合孔１１ｃと、を有している。摩擦部１１ａはダンパカバー１１の内周部に形成され、固定部１１ｂは摩擦部１１ａの外周部に形成されている。固定部１１ｂには、複数の固定用孔１１ｄが形成されている。固定用孔１１ｄを貫通するボルトによって、ダンパカバー１１はフライホイール２の環状部４の表面に固定される。

【0032】

複数の係合孔１１ｃは、軸方向に貫通しており、摩擦部１１ａと固定部１１ｂとの径方向間に形成されている。複数の係合孔１１ｃは、円周方向に所定の間隔で配置され、各孔１１ｃは円周方向に長く形成されている。

【0033】

＜プレッシャリング１２＞
プレッシャリング１２は、環状のプレートであり、ダンパカバー１１の摩擦部１１ａと軸方向に所定の間隔をあけて対向して配置されている。プレッシャリング１２は、複数の爪１２ａを有している。複数の爪１２ａは、プレッシャリング１２の外周端に形成され、ダンパカバー１１の係合孔１１ｃに係合している。したがって、ダンパカバー１１とプレッシャリング１２とは相対回転不能である。

【0034】

＜クラッチディスク１３＞
クラッチディスク１３は、ダンパカバー１１の摩擦部１１ａとプレッシャリング１２との間に配置されている。クラッチディスク１３は、図５に示すように、コアプレート１６と、コアプレート１６の両側面にリベット１８により固定された１対の摩擦部材１７と、を有している。そして、一方の摩擦部材１７がダンパカバー１１の摩擦部１１ａに当接し、他方の摩擦部材１７がプレッシャリング１２に当接している。

【0035】

コアプレート１６は、平坦に形成され、波形状ではない。コアプレート１６は、環状の連結部１６ａと、複数の固定部１６ｂと、複数の取付部１６ｃと、を有している。複数の固定部１６ｂは、連結部１６ａから径方向外方に突出して形成され、円周方向に並んで配置されている。そして、隣接する固定部１６ｂ，１６ｂの円周方向間には、径方向に延びるスリット１６ｄが形成されている。スリット１６ｄは、径方向外方が開放されている。複数の取付部１６ｃは、連結部１６ａから径方向内方に突出して形成され、各取付部１６ｃには取付用の孔１６ｅが形成されている。

【0036】

摩擦部材１７は、環状に形成され、コアプレート１６の複数の固定部１６ｂにリベット１８によって固定されている。摩擦部材１７の内径は、コアプレート１６のスリット１６ｄの基端、すなわち径方向内側の端部よりも大きい。また、摩擦部材１７の外径は、コアプレート１６の外径よりも小さい。言い換えれば、摩擦部材１７の外径は、スリット１６ｄの開放端、すなわち径方向外側の端部よりも小さい。また、摩擦部材１７の表面は、平坦であって、溝は形成されていない。

【0037】

図６に図５の断面６Ａ，６Ｂ，６Ｃを示している。図５及ぶ図６から明らかなように、摩擦部材１７において、コアプレート１６の各固定部１６ｂに対応する部分には、排出溝１７ａが形成されている。以下、この排出溝１７ａについて詳細に説明する。

【0038】

まず、摩擦部材１７において、コアプレート１６の各固定部１６ｂに対応した部分とは、図５に示す領域Ｒ（一個所のみを示している）である。すなわち、正面視で、摩擦部材１７において、コアプレート１６の各固定部１６ｂと重なる部分である。

【0039】

そして、排出溝１７ａは、領域Ｒ部分の内周端面において、コアプレート１６側に形成されている。具体的には、領域Ｒ部分において、スリット１６ｄにつながる部分にまで形成されている。また、各領域Ｒ以外の、スリット１６ｄに重なる部分にも排出溝１７ａが形成されており、隣接する領域Ｒに形成された排出溝１７ａは、スリット１６ｄと重なる部分に形成された溝を含めてつながっている。

【0040】

排出溝１７ａは、円周方向の中央部（断面６Ａ）では、溝の深さは最も浅いか、あるいは形成されていない。そして、円周方向の中央部から円周方向に離れるにしたがって、排出溝１７ａの深さが深くなっている。すなわち、排出溝１７ａは、断面６Ｂで示す個所よりは、断面６Ｃで示す個所の方が深く形成されている。

【0041】

このような排出溝１７ａを形成することにより、特に、停止時に最も下方に位置した部分では、図７に示すように、摩擦部材の内周端面の水は、矢印で示すように、排出溝１７ａを介してスリット１６ｄに導かれ、摩擦部材１７の下方に排出される。

【0042】

＜コーンスプリング１４＞
コーンスプリング１４は、プレッシャリング１２とダンパリング１５との間に配置されている。コーンスプリング１４は、プレッシャリング１２を介してクラッチディスク１３をダンパカバー１１の摩擦部１１ａに押圧している。

【0043】

ダンパリング１５は、プレッシャリング１２のさらにエンジン側に配置され、プレッシャリング１２との間に、コーンスプリング１４を圧縮された状態で支持している。

【0044】

［ダンパユニット２０］
図１に示すように、ダンパユニット２０は、クラッチプレート２１（出力回転部材の一例）及びリティニングプレート２２と、ハブフランジ２３と、複数のトーションスプリング２４と、ヒス発生機構２５と、を有している。

【0045】

＜クラッチプレート２１及びリティニングプレート２２＞
クラッチプレート２１の外周部には、摩擦連結ユニット１０を構成するクラッチディスク１３が連結されている。クラッチプレート２１は、円板状に形成され、複数の窓部２１ａを有している。リティニングプレート２２は、クラッチプレート２１と軸方向に間隔をあけて対向して配置されている。リティニングプレート２２は、円板状に形成され、複数の窓部２２ａを有している。クラッチプレート２１とリティニングプレート２２とは、リベットにより互いに固定されており、軸方向及び回転方向に相対移動不能である。

【0046】

＜ハブフランジ２３＞
ハブフランジ２３は、中心部に形成された筒状のハブ２６と、ハブ２６の外周面から径方向外方に延びるフランジ２７と、を有している。ハブ２６の内周面にはスプライン孔２６ａが形成されており、このスプライン孔２６ａに、駆動ユニットの入力軸がスプライン係合可能である。フランジ２７は、円板状に形成され、クラッチプレート２１とリティニングプレート２２との軸方向間に配置されている。フランジ２７は複数の収容部２７ａを有している。各収容部２７ａは、クラッチプレート２１の窓部２１ａ及びリティニングプレート２２の窓部２２ａと対応する位置に形成されている。

【0047】

＜トーションスプリング２４＞
複数のトーションスプリング２４は、フランジ２７の収容部２７ａに収容され、クラッチプレート２１の窓部２１ａ及びリティニングプレート２２の窓部２２ａによって軸方向及び径方向に保持されている。また、トーションスプリング２４の円周方向の両端面は、それぞれ各窓部２１ａ，２２ａ及び収容部２７ａの円周方向の端面に当接可能である。

【0048】

＜ヒス発生機構２５＞
ヒス発生機構２５は、図１に示すように、第１ブッシュ３１と、第２ブッシュ３２と、
フリクションプレート３３と、コーンスプリング３４と、を有している。このヒス発生機構２５によって、クラッチプレート２１及びリティニングプレート２２とハブフランジ２３とが相対回転すると、第１ブッシュ３１とクラッチプレート２１との間、及び第２ブッシュ３２とフリクションプレート３３との間で摩擦抵抗（ヒステリシストルク）が発生する。

【0049】

［動作］
エンジンからフライホイール２に伝達された動力は、摩擦連結ユニット１０を介してダンパユニット２０に入力される。ダンパユニット２０では、摩擦連結ユニット１０のクラッチディスク１３が固定されているクラッチプレート２１及びリティニングプレート２２に動力が入力され、この動力は、トーションスプリング２４を介してハブフランジ２３に伝達される。そして、ハブフランジ２３から、さらに出力側の電動機、発電機、変速機等に動力が伝達される。

【0050】

また、例えば、エンジン始動時においては、出力側の慣性量が大きいために、出力側からエンジンに過大なトルクが伝達される場合がある。このような場合は、摩擦連結ユニット１０によってエンジン側に伝達されるトルクが所定値以下に制限される。

【0051】

ダンパユニット２０においては、クラッチプレート２１及びリティニングプレート２２からトーションスプリング２４に動力が伝達されると、トーションスプリング２４が圧縮される。また、トルク変動によって、トーションスプリング２４は伸縮を繰り返す。トーションスプリング２４が伸縮すると、クラッチプレート２１及びリティニングプレート２２とハブフランジ２３との間でねじれが生じる。このねじれによって、ヒス発生機構２５が作動し、ヒステリシストルクが発生する。これにより、トルク変動が減衰する。

【0052】

［水の排出］
図６に示すように、摩擦部材１７とコアプレート１６との間には段差が形成される。より詳細には、摩擦部材１７は所定の厚みを有しているので、摩擦部材１７の内周部は、コアプレート１６よりも摩擦部材１７の厚みだけ軸方向に突出している。したがって、図６の断面６Ａに示すように、摩擦部材１７がダンパカバー１１とプレッシャリング１２との間に挟持された状態では、ダンパカバー１１と、摩擦部材１７の内周端面１７ｂと、プレッシャリング１２と、によって囲まれた空間Ｓが形成される。

【0053】

このような状況において、車両の浸水、あるいは結露等によって、トルクリミッタ１の内部に水がたまり、車両を長期間停止した状態にすると、内部の水が下方に落下し、この水が、クラッチディスク１３の摩擦部材１７の内周端面１７ｂの上部（すなわち、断面６Ａの空間Ｓ）にたまってしまうおそれがある。特に、この実施形態では、摩擦部材１７の表面に溝が形成されていないので、摩擦部材１７の表面を介して水を排出することができない。

【0054】

しかし、この実施形態では、摩擦部材１７の内周端面１７ｂには排出溝１７ａが形成されているので、摩擦部材１７のうちの下方に位置する部分の内周端面１７ｂに落下してきた水は、排出溝１７ａを介してコアプレート１６のスリット１６ｄに導かれる。このため、摩擦部材１７の内周端面１７ｂに水がたまるのを防止できる。

【0055】

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

【0056】

（ａ）コアプレートに形成されたスリットの形状は前記実施形態に限定されない。例えば、図８に示すコアプレート１６’では、隣接する固定部１６ｂ’の間のスリット１６ｄ’は、外周側に行くにしたがって幅広に形成されている。この場合は、スリット１６ｄ’は外周側に行くにしたがって広がっているので、水がより排出されやすくなる。

【0057】

（ｂ）前記実施形態では、コアプレートのスリットの外周側を開放したが、スリットの径方向外側の端部が摩擦部材１７の外径よりも外周側に位置していれば、スリットの外周側は閉じられていてもよい。また、スリットの外周側が開放されていれば、コアプレートの外径（スリットの径方向外側の端部）は摩擦部材１７の外径よりも小さくてもよい。

【0058】

（ｃ）前記実施形態では、摩擦部材１７の内周端面においてコアプレート１６側に排出溝１７ａを形成したが、排出溝の軸方向の位置はこれに限定されない。

【0059】

（ｄ）前記実施形態では、摩擦連結ユニット１０に加えてダンパユニット２０が設けられたトルクリミッタ１に本発明を適用したが、ダンパユニット２０を有していないトルクリミッタに対しても、本件発明を同様に適用することができる。

【符号の説明】

【0060】

１ トルクリミッタ
１１ ダンパカバー（入力回転部材）
１２ プレッシャリング（プレッシャプレート）
１３ クラッチディスク
１４ コーンスプリング（押圧部材）
１６，１６’ コアプレート
１６ａ 連結部
１６ｂ，１６ｂ’ 固定部
１６ｃ 取付部
１６ｄ，１６ｄ’ スリット
１７ 摩擦部材
１７ａ 排出溝
１７ｂ 摩擦部材の内周端面
２１ クラッチプレート（出力回転部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】