JPH02113127A - カーボン対カーボン式摩擦クラッチ - 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】 ［技術の分野］ 本発明はカーボン対カーボン式摩擦クラッチの改良に関
する。

［発明の背景］ これらの機構は駆動側、被駆動側両方のプレートにカー
ボン製ディスクを使用しており、これらのディスクは独
立している。換言すれば、カーボンか鋼製ディスクのた
めの対面材料としては用いられていない。この用途では
、カーボンは２つの主な利点を有する。すなわち、（１
）摩擦係数が温度の上昇に応じて高くなるということで
あり、これはクラッチを短い周期で反復して係合分離さ
せる場合に望ましい性質である。（２）密度が鋼の半分
であるということであり、これはカーボンを用いれば軽
量のクラッチを容易に設計できることを意味する。

一方、カーボンには欠点が２つある。すなわち、（１）
圧縮強度が比較的低いということと、（２）摩耗し易い
ということである。近年になって、カーボンの物理特性
を改善する方法が開発された。その１つの方法（Ｗａｔ
ｔ等の米国特許第３．９３２，５６８号）では、カーボ
ン粒子を加熱し、フェノール樹脂と混合し、熱と圧力の
下にプレート状に成形している。別の方法（Ｎｉｔｚの
米国特許第３，５５２，５３３号）では、カーボン強化
繊維をカーボン・マトリックスに添加し、このカーボン
・マトリックスを型内で熱間ブレス加工している。これ
らの方法および他の方法でも、カーボンの独立ディスク
を使用するクラッチを設計することかできる。この種の
ユニットはＭａｒｉｎの米国特許第３，７５９，３５３
号に記載されている。このタイプのカーボン対カーボン
式クラッチは低負荷、中位負荷で充分に作動するか、負
荷か高くなったときに、カーボン材料か改良されていた
としても、出力軸に設けた鋼製スプラインと噛み合って
いるカーボン製歯を有する被駆動側のカーボン製プレー
トか剪断破壊することがった。レース用自動車では、種
々の操作で加速、減速を行なったときに負荷は非常に高
くなる。したがって、従来のカーボン対カーボン式クラ
ッチの寿命は短い。

圧縮による破壊を受けないように被駆動側プレートを強
化する適当な手段を利用した場合、第２の欠点（高い摩
耗性）を軽減することはできる。駆動側、被駆動側のプ
レートはクラッチ分離時に「浮動」状態になるように配
置することかてきる。これにより、駆動側、被駆動側両
方のプレートを再係合の前に軸線方向に「再配置」する
ことかでき、摩耗を最小限に抑えることができる。また
、カーボン対カーボン式クラッチでは構造全体での鋼の
使用量を少なくでき、代わりに軽い金属を用いて走行時
の操作性を高めることもできる。

本発明の目的は高い圧縮荷重に耐えることがてきるよう
に被駆動側カーボン製プレートを強化することにある。

本発明の別の目的は均一で低い摩耗率を得ることかでき
かつ初期の軸線方向不整合の影響を最小限にすることが
できるようにクラッチに軸線方向の「浮動」作用を与え
ることにある。

本発明によれば、駆動側、被駆動側のプレートはクラッ
チ・カバーと自動車エンジンのフライホイールとの間に
装着する。カバーとフライホイールの分離状態はそれら
の間にボルト止めした一連半径方向に分布するブロック
によって保たれる。

駆動側プレートの外周にはブロックを受ける孔が設けで
ある。したかって、クラッチか非係合状態にあるときに
は駆動側プレートはブロックに沿って軸線方向に移動で
きるので軸線方向に自由になる。被駆動側プレートは中
心孔と、この中心孔の周まわりに均等な感覚で形成した
スロットとを包含する。これらのスロットに嵌合するフ
ィンガを有するスプライン加工した軽金属製ハブが被駆
動側プレートを出力軸に連結している。被駆動側カーボ
ン製プレートにおけるスロットの数はハブとの接触面積
を変え、圧縮荷重を制御するように選ぶことができる。

被駆動側プレートは、クラッチの係合状態では、ハブの
フィンガ上で「浮動」することかてき、その結果、ハブ
はスプライン上を移動できる。

本発明の別の特徴は被駆動側カーボン製ディスクと出力
軸の間の温度勾配を低減することにある。金属製のハブ
はカーボンと鋼製出力軸の間のヒートシンクとして作用
する。しかしながら、被駆動側プレートのカーボンとハ
ブ・フィンガの金属の間の膨張差は非剛性取り付けの故
に重要ではない。

本発明の一実施例を添付図面を参照しながら以下に説明
する。

［好ましい実施例の詳細な説明］ まず第１図を参照して、クラッチの構成要素はダイアフ
ラム・スプリング１０にボルト止めしたクラッチ・カバ
ー１と、圧力ディスク２と、同様の駆動側カーボン製デ
ィスク３．８．１１と、同様の被駆動側カーボン製ディ
スク５．６と、連結ハブ９と、離隔用ブロック７とから
なる。ダイアフラム・スプリングｌＯは傾斜位置（第２
図）で装着され、互いにずれた位置にある環状の隆起２
８．２９によってこの静止位置に保持される。

この静止位置では、スプリング１０は圧力ディスク２、
カーボン製ディスク３．５．６，８．１１およびフライ
ホイール１２を相互に摩擦係合した状態で緊密に結合す
る。スプリング１０は隆起２８．２９の間に緊密に保持
されている。隆起２８はクラッチ・カバー１の内面と一
体である。

隆起２９はリング状のプレート３１に形成しである。こ
のプレート３１はボルト２６となっと２７とによってカ
バー１の内面に隔たった状態て固定しである。ボルト２
６とナツト２７はそれぞれ８個利用している。離隔用ス
リーブ２５が各ボルト２６のまわりに装着してあって、
隆起２８．２９間に所望の間隔を定めている。各スリー
ブ２５はスプリング１０に形成したそれぞれのオーバー
サイズの孔を貫通している。

クラッチを組み立てるには、フライホイール１２にこれ
らの構成要素を積み重ね、それらを所定位置にナツト２
３と螺合する貫通ボルト１４で止める。フライホイール
１２は取り付は孔２２を貫通するボルト（図示せず）に
よってエンジン取り付はハウジング（図示せず）に装着
しである。

駆動側ディスク３．８．１１にある周方向の孔１９はク
ラッチの非係合時に離隔用ボルト７に沿ってこれらのデ
ィスクが軸線方向に移動できるようにしている。圧力デ
ィスク２を押圧しているダイアフラム・スプリング１０
は交互に配置した駆動側ディスク３．８．１１と被駆動
側ディスク５．６を摩擦接触させる０本発明の重要な構
成要素である連結ハブ９にはフィンガ１６．１６’が形
成してあり、これらのフィンガは被駆動側ディスク５．
６に形成したスロット２０に嵌合するようになっている
。それぞれ１つのフィンガ１６１６’が１つのスロット
２０に嵌合する。八ツ９の中心部１８はスプライン付き
の貫通孔を有する。軸１７のスプライン１８’かハブ中
心部１８のスプラインと係合する。

組み立てた部分の関係は第２図の横断面で理解てきよう
。第２図の位置においては、クラッチは係合状態にあり
、フライホイール１２は出力軸１７を駆動しており、こ
の酷動力はブロック７、ディスク３．８．１１、ディス
ク５．６、連結ハブ９のフィンガ１６．１６′、ハブ中
心部１８および軸１７のスプライン１８′を経て伝わる
。軸１７に沿って投入ブシュ１５か軸線方向移動してこ
の投入ブシュかダイアフラム・スプリング１０と係合す
ると、スプリングｌＯは非接触位置へ回動し、圧力ディ
スク２を自由にする。これにより、駆動側ディスク３．
８．１１か被駆動側ディスク５．６との接触を緩める。

駆動側ディスク３は離隔用ブロック７に沿って第２図で
見て左へ移動し、他のディスク５．６．８．１１か分離
できる余裕を与える。こうして、被駆動側ディスク５．
６は出力軸１７と一緒に停止することになる。

ハブ９は荷重分配器として作用し、カーボン製ディスク
５．６を高い圧縮力から保護すると共に出力軸１７にこ
れらのディスクを連結することができる。フィンガ１６
．１６′が被駆動側ディスク５．６に固着されていない
ので、カーボンとハブ９の金属との間の熱膨張差はディ
スク５．６とハブ９の間の軸線方向移動によって解消さ
れ、考慮する必要かない。

本発明はレース仕様の自動車のための実用的なカーボン
対カーボン式クラッチの設計を可能とする。フライホイ
ール１２とハブ９はアルミニウムその他の軽金属で作る
ことができ、それぞれの孔２１．３０を形成して重量を
軽減することもできる。

１８．４センチメートル金属製クラッチの代わりに回し
サイズのカーボン対カーボン式クラッチを用いたときに
蓄積される運動エネルギの差な次の表に示す。

５．０００　　　　　　３，６４０　　　　２，１２４
７．０００　　　　　　７，１３５　　　　４，１６２
９．０００　　　　　ＩＩ、７９５　　　　６，８８０
１１．０００　　　　１７，６１９　　１０．２７８力
−ボン対カーボン式ディスクを使用する軽量クラッチは
楽なブレーキ操作、素早いギア・シフト操作、大きな加
速率、減速率を可能とするという点て自動車レースでは
大きな価値がある。

ここで、カーボン製ディスク３．５，６．８゜１１の数
か本発明の原理から逸脱することなく増減できることは
了解されたい。

カーボン対カーボン式クラッチのさらなる利点はクラッ
チ操作時に振動レベルが低いということにある。カーボ
ン対カーボンの摩擦接触は自動減衰作用かある。金属対
金属または金属対地の摩擦材料との接触で生じる騒音は
カーボン対カーボン式クラッチにはない。

第１図および第２図はカーボン製の被駆動側ディスク５
，６に６つのスロット２ｏを設け、ハブ９の上下面のそ
れぞれに６つずつのフィンガ１６．１６’を設けた実施
例を示しているか、本発明の範囲を逸脱することなくス
ロット２０およびそれに対応するフィンガ１６．１６′
の数、形状について多くの変更か可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって構成したクラッチの展開斜視図
である。 第２図は第１図のクラッチの組み立て後の横断面図であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、エンジンのフライホイールに取り付ける摩擦ク
   ラッチであって、 前記フライホイールに取り付けて間に密閉区画室を形成
   するカバーと、 前記密閉区画室内に設置してありかつそこから外方に突
   出する出力軸と、 前記密閉区画室内に装着してあり、係合位置かあるいは
   非係合位置のいずれかを取るように移動できるスプリン
   グ手段と、 前記フライホイールにそれと一緒に回転できるように連
   結した第１組のカーボン製ディスクと、 前記出力軸上に装着してあり、複数のフィンガを包含し
   、前記第１組のカーボン製ディスクから隔たっている金
   属製ハブと、 各々が一連の半径方向スロットを有する第２組のカーボ
   ン製ディスクであって、各スロットが前記フィンガと駆
   動係合して第２組のカーボン製ディスクを前記ハブと一
   緒に回転させ、したがって、前記出力軸を回線させるよ
   うになっている第２組のカーボン製ディスクと を包含し、 前記スプリング手段が前記係合位置にあるとき、前記第
   １組のカーボン製ディスクが前記第２組のカーボン製デ
   ィスクと摩擦係合して前記第１組、第２組のカーボン製
   ディスクが一緒に回転すると同時に前記フライホイール
   および前記出力軸を回転させ、前記スプリング手段が非
   係合位置にあるとき、前記第１組のカーボン製ディスク
   が前記第２組のカーボン製ディスクから隔たっていて前
   記フライホイールが回転しても前記出力軸が回転しない
   ようにしたことを特徴とする摩擦クラッチ。
2. （２）、請求項１記載の摩擦クラッチにおいて、前記ハ
   ブの前記出力軸への連結がスプライン結合によって行な
   われており、前記スプライン結合が前記第２組のカーボ
   ン製ディスクの前記出力軸に相対的な限られた軸線方向
   移動を許し、前記出力軸と前記ハブの間の浮動位置連結
   を行なっていることを特徴とする摩擦クラッチ。
3. （３）、請求項１記載の摩擦クラッチにおいて、前記第
   １組、第２組の両方に複数のカーボン製ディスクがある
   ことを特徴とする摩擦クラッチ。