JPS596268Y2 - 乾式摩擦クラッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は乾式摩擦クラッチに関する。

クラッチは、一般にエンジンのクランク軸と変速機の入
力軸との間に設けられる。

すなわちクラッチの駆動軸としてのエンジンクランク軸
に固定されたフライホイールの環状面へ、クラッチの被
駆動軸としての変速機入力軸上にスプライン嵌合された
ハブを持つクラッチ板の環状摩擦フエーシングが、環状
押圧板により押付けられ、クランク軸から、フライホイ
ールとクラッチ板を介して、トルクが変速機入力軸へ伝
達される。

このようなクラッチでは、クラッチを切っても、クラッ
チ板のハブとこれにスプライン嵌合する変速機入力軸と
の摺動抵抗等のため、クラッチ板の摩擦フエーシングが
フライホイールに接触した状態を保ち、トルクがクラン
ク軸から変速機入力軸へ伝達され、変速機の変速段の切
換えができなくなることがある。

この現象はクラッチの切れ不良と称せられる。

この切れ不良をなくすため、クラッチ板のフライホイー
ル側環状摩擦フエーシングの表面に、環の内周縁から始
まって環の外周縁まで達せずしかも半径に対してある角
度をなしてフライホイールの回転方向へ傾斜した複数の
溝を周方向に等間隔で設けることを提案した。

これによりクラッチを切る際、環状摩擦フエーシングの
内周縁から溝へ流入した空気は、この溝中を半径方向外
方へ流れ、溝の外端から方向を変えて軸方向へ出て行く
が、この空気流の方向変換の際生ずる反力および流体の
くさび作用が、フライホイールからのクラッチ板の開離
を助長し、クラッチの切れを改善する。

これらの溝は、摩擦フエーシングの熱プレス加工の際同
時に形或されるが、種々の実験の結果、クラッチの切れ
が、溝の内面の面粗度に関係し、この面粗度が１６０μ
以下であるとよいことを見出した。

さらにこのような面粗度により、溝を流れる空気による
摩擦フエーシングの冷却も改善されることもわかった。

図面について本考案を以下に説明する。

第１図および第２図において、エンジンのクランク軸１
には、フライホイール２がボルト等により固定されてい
る。

このフライホイール２は、摩擦保合面を形成する環状面
３を持っている。

フライホイール２には中心寄りに空気流入貫通孔２ａが
設けられ、また盆状凹所の内周面には中心部から環状面
３に至る傾斜面２ｂが形或され、この傾斜面２ｂにはフ
イン３３が設けられている。

クランク軸１と同軸的に変速機入力軸４が設けられ、軸
受５を介して相対回転可能になっている。

入力軸４には軸方向スプライン６が形或され、このスプ
ライン６にまる軸方向スプライン溝を持つクラッチ板３
０のハブ７が、入力軸４上に軸方向にのみ移動可能に支
持されている。

ハブ７の円板部分８には、周方向に等しい間隔をおいて
、複数の窓９が形威され、これらの窓にはそれぞれ円筒
状ばね１０（ゴムあるいはコイルばね）が挿入され、ハ
ブ７の円板部分８の両側には、環状の保持板１１と同様
に環状の側板１２とが配置され、ピン１３により互いに
結合されている。

保持板１１と側板１２もそれぞれ窓１４および１５を持
ち、これらの窓にもばね１０がはまって、ハブ７と保持
板１１とを周方向に連結する。

保持板１１の周辺には、取付け耳５１を持ちかつ周方向
に延びるほぼ長方形の複数の板状クッションばね５０が
、その取付け耳５１で、周囲に等しい間隔をおいて鋲止
めされている。

クラッチの接続を円滑にしかつ半クラッチ操作を容易に
するため、このばね板５０は周方向にゆるやかにＳ字状
に曲げられ、その板面の相反する側へ突出する突出部５
２および５３に、環状摩擦フエーシング１６．１７が鋲
５４により固定されている。

クラッチ板３０をフライホイール２の環状面３へ向かっ
て押圧する環状押圧板１８は、フライホイール２により
保持されるクラッチ力バー１９に軸方向へ移動可能に支
持されている。

放射状の切込みを持つ環状のダイアフラムばね２０は、
その外縁に係合する後退ばね２０ ａにより押圧板１８
の外縁にある突起２１に当り、中間部分を鋲２２でクラ
ッチ力バー１９に支持されている。

第１図は、クラッチペダル（図示せず）が踏まれて、ク
ラッチが切られている状態を示している。

すなわちダイアフラムばね２０は図示した位置をとり、
その外縁に係合する後退ばね２０ ａを介して、押圧板
１８がフライホイール２から離されている。

クラッチペダルの踏み力が除かれると、図示してないク
ラッチレリーズフォークにより、やはり図示してないレ
リーズベアリングを介して、ダイアフラムばね２０の内
縁が右方へ移動され、鋲２２を支点としてダイアフラム
ばね２０が反転し、その外縁は左方へ移動して、突起２
１を介して押圧板１８を左方へ移動させる。

これによりクラッチ板３０の摩擦フエーシング１６，
１７は、フライホイール２の環状面３と押圧板１８との
間に所定の押圧力で挾まれる。

クランク軸１のトルクは、今やフライホイール２とこれ
に摩擦係合するクラッチ板３ａを介して変速機入力軸４
へ伝達される。

環状摩擦フエーシング１６の表面には、フエーシングの
内周縁から始まって環の外周縁にまでは達しない複数の
溝２５が円周上に等しい間隔をおいて形威されている。

これらの溝２５は、半径方向に対しある角度をなしてフ
ライホイールの回転方向Ａへ傾斜しているか（第２図）
、あるいは半径上（第５図）にあるようにすることがで
きる。

またこの溝２５の横断面は、長方形（第６図ａ）あるい
は等脚台形（第６図ｂ）の形状をとることができる。

さらに溝２５は、第７図ａのように深さが一定で外端が
円弧状端壁で終るか、第７図ｂのように深さが一定でフ
エーシング表面に対して鋭角をなす端壁で終るようにす
ることができる。

なおこれらの溝２５の前面の保持板１１には、溝２５へ
の空気導入用フイン３４が設けられている。

さてクラッチ力バー１９内の空気の状態について考えて
みると、第２図に示すように、フライホイール２および
クラッチ力バー１９等が矢印Ａの方向に回転すれば、ク
ラッチ力バー１９内の空気はその回転により発生する遠
心力およびフイン３３の作用で、矢印で示したように、
フライホイール２に設けられた空気流入貫通孔２ａを中
心としてクラッチ力バー１９の外周方向へ流れ、特にフ
ライホイール２とクラッチ板３０との空間にある空気は
、環状面３と摩擦フエーシング１６の対向する面との間
を半径方向外方へ流れようとする。

接続状態にあるクラッチにおいて、クラッチペダルを踏
んで、環状押圧板１８の押圧力を除くと、空気流入孔２
ａから流入した空気は、フイン３４により案内されて、
摩擦フエーシング１６に設けられた溝２５中を半径方向
外方へ流れ、溝の外端で、第７図ａに矢印Ｂで示すよう
に溝２５から流出する。

その際空気流の方向変換により生ずる反力Ｒおよび流体
のくさび作用が、フライホイール２から摩擦フエーシン
グ１６、従ってクラッチ板３０が開離するのを助長する
。

さて前述したように、クラッチ板３０の摩擦フエーシン
グ１６にある溝２５は、摩擦フエーシングの熱プレス加
工の際同時に形或されるが、溝２５の内面の粗度がクラ
ッチの切れに影響を及ぼすことがわかった。

すなわち第８図ａに示すように、溝の内面がなめらかで
あると、空気流はこの溝の内面に沿ってその外端まで層
流状態で流れ、外端で方向変換するので、この溝内を流
れる空気流がほとんどそのまま反力を生ずるのに役立つ
が、第８図ｂに示すように、溝の内面が粗面であると、
内面の凹凸のため溝内の空気流は乱流となって、溝の外
端までの空気流の一様な流れが得られず、また溝内でう
す状に方向変換する空気流分のため、得られる反力Ｒ′
は小さい。

実際の摩擦フエーシングについての実験の結果、溝の面
粗度Ｒｚとクラッチ離脱力Ｆについて、第９図のような
関係が得られた。

この場合面粗度とは、固体表面から無作意に抜きとった
各部分における１０点平均粗さＵＩＳ ＢＯ６０１）
のそれぞれの算術平均値である。

図中○印は測定値を示し、ハッチングを施した部分は測
定値のばらつき範囲を表わす。

Ｆａはクラッチの切れ不良が解消する離脱力の下限を表
わし、この時の面粗度は１６２μである。

一方クラッチの実際の使用条件を考えると、般に切れ不
良が発生するのは、摩擦ライニングがある程度摩耗した
状態である。

したがってライニングのこの摩耗状態における切れ不良
の解消を考慮して、面粗度を設定しておくのがよく、た
とえば８０μ以下の面粗度（図にＸを付した範囲）とす
れば、切れ不良は完全に解消する。

なおクラッチ板の離脱力は、摩擦フエーシングの面積に
対する溝面積の割合により相違があるが、フエーシング
の摩耗と切れ不良とを考えて溝面積の大きさを設定する
ため、この相違は大したものとならない。

このように本考案によれば、摩擦フエーシングの溝の面
粗度の適切な設定により、第９図に示されるように、面
粗度Ｒｚが１６０μ以下に達するまでは、面粗度Ｒｚが
減少しても離脱力Ｆの改善が現われないので、面粗度の
減少は離脱力Ｆの改善に寄与しないように思われている
が、本考案により、面粗度が１６０μ以下になると離脱
力が急激に改善されることが見い出された。

こうして本考案により環状摩擦フエーシング１６の溝２
５の内面の面粗度が１６０μ以下に設定され、空気流の
反力をクラッチの開離にいっそう有効に利用することが
可能となる。

さらに溝内の空気の流れがよくなる結果、摩擦フエーシ
ングの冷却効果が向上せしめられるという利点も得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるクラッチの中心軸に沿う断面図、
第２図はそのクラッチ板の正面図、第３図および第４図
はクッションばねの正面図および平面図、第５図はクラ
ッチ板の異なる実施例の一部の拡大正面図、第６図ａお
よび第６図ｂは環状摩擦フエーシングの異なる溝の横断
面図、第７図ａおよび第７図ｂは同様に異なる溝の縦断
面図、第８図ａおよび第８図ｂは溝の面粗度の相違によ
る空気流の状態を示す縦断面図、第９図は本考案の作用
を説明する線図である。 １・・・駆動軸、２・・・環状係合板、４・・・被駆動
軸、１６． １７・・・環状摩擦フエーシング、１８・
・・環状押圧板、２５・・・溝、３０・・・クラッチ板
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動軸に固定された環状係合板、この駆動軸に対して同
   軸的な被駆動軸上に軸方向に移動できるように支持され
   たクラッチ板、このクラッチ板周辺の両面に取付けられ
   た環状摩擦フエーシング、このクラッチ板の摩擦フエー
   シングを前記係合板へ押付ける環状押圧板、クラッチ板
   の環状係合板側環状摩擦フエーシングに設けられ、かつ
   環の内周縁から始まって環の外周縁にまで達しない複数
   の溝を備え、これら溝の内面の面粗度が１６０μ以下で
   あることを特徴とする乾式摩擦クラッチ。