(57)【要約】【課題】各種摩擦材の交換時期を適切なタイミングで運転者等に把握させる。【解決手段】クラッチディスク７０は、中心軸により回転可能な円板状または円弧状のプレート２２と、プレート２２の平面の外周部に固定手段により固定され、円板状または円弧状の平面及び矩形状の断面を有する摩擦材を母相としたクラッチフェーシング７１と、を備える。クラッチフェーシング７１では、円板状または円弧状の平面の表面から厚み方向の所定の深さまでを摩耗領域７１Ａ、残部を寿命領域７１Ｂとされ、所望の発光材を含む発光材含有層７４が摩耗領域７１Ａ内の寿命領域７１Ｂに隣接する箇所に設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状または円弧状本体の平面の外周部に固定して用いられ、円板状または円弧状の平面及び矩形状の断面を有する摩擦材を母相とした部品であって、
前記円板状または円弧状の平面の一方から厚み方向の所定の深さまでを摩耗領域、残部を寿命領域とされ、
所望の発光材を含む発光材含有層が前記摩耗領域内の前記寿命領域に隣接する箇所に設けられていることを特徴とする
寿命把握用部品。
【請求項２】
前記発光材含有層の前記発光材は粒状であり、前記厚み方向において、前記寿命領域に近づくに従って前記発光材の粒径が大きくなる
請求項１に記載の寿命把握用部品。
【請求項３】
前記発光材含有層の前記発光材は、ブラックライトを照射することにより発光する蛍光物質である
請求項１又は２に記載の寿命把握用部品。
【請求項４】
中心軸により回転可能な円板状または円弧状のプレートと、
当該プレートの平面の外周部に固定手段により固定され、円板状または円弧状の平面及び矩形状の断面を有する摩擦材を母相としたクラッチフェーシングと、を備え、
前記クラッチフェーシングは、前記円板状または円弧状の平面の表面から厚み方向の所定の深さまでを摩耗領域、残部を寿命領域とされ、
所望の発光材を含む発光材含有層が前記摩耗領域内の前記寿命領域に隣接する箇所に設けられていることを特徴とする
クラッチディスク。
【請求項５】
前記発光材含有層の前記発光材は粒状であり、前記厚み方向において、前記寿命領域に近づくに従って前記発光材の粒径が大きくなる
請求項４に記載のクラッチディスク。
【請求項６】
前記発光材含有層の前記発光材は、ブラックライトを照射することにより発光する蛍光物質である
請求項４又は５に記載のクラッチディスク。
【請求項７】
前記所定の深さは、前記表面から前記固定手段の先端面までの距離である
請求項４乃至６のいずれか一項に記載のクラッチディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、寿命把握用部品及びクラッチディスクに関し、特に発光を生じる部品を用いて運転者等に視覚を通じて摩擦材の摩耗寿命を積極的に把握させるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された各種摩擦材の摩耗寿命を検知し、当該摩擦材の交換が必要な旨を運転者に知らせる技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２２１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の技術では、摩擦材の交換時期の通知が遅くなることがあり、運転者等に適切なタイミングで交換時期を知らせることは困難であるという課題があった。
【０００５】
本開示の技術は、各種摩擦材の交換時期を適切なタイミングで運転者等に把握させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の寿命把握用部品は、円板状または円弧状本体の平面の外周部に固定して用いられ、円板状または円弧状の平面及び矩形状の断面を有する摩擦材を母相とした部品であって、前記円板状または円弧状の平面の一方から厚み方向の所定の深さまでを摩耗領域、残部を寿命領域とされ、所望の発光材を含む発光材含有層が前記摩耗領域内の前記寿命領域に隣接する箇所に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
前記発光材含有層の前記発光材は粒状であり、前記厚み方向において、前記寿命領域に近づくに従って前記発光材の粒径が大きくなることが好ましい。
【０００８】
前記発光材含有層の前記発光材は、ブラックライトを照射することにより発光する蛍光物質であることが好ましい。
【０００９】
本開示のクラッチディスクは、中心軸により回転可能な円板状または円弧状のプレートと、当該プレートの平面の外周部に固定手段により固定され、円板状または円弧状の平面及び矩形状の断面を有する摩擦材を母相としたクラッチフェーシングと、を備え、前記クラッチフェーシングは、前記円板状または円弧状の平面の表面から厚み方向の所定の深さまでを摩耗領域、残部を寿命領域とされ、所望の発光材を含む発光材含有層が前記摩耗領域内の前記寿命領域に隣接する箇所に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
前記発光材含有層の前記発光材は粒状であり、前記厚み方向において、前記寿命領域に近づくに従って前記発光材の粒径が大きくなることが好ましい。
【００１１】
前記発光材含有層の前記発光材は、ブラックライトを照射することにより発光する蛍光物質であることが好ましい。
【００１２】
前記所定の深さは、前記表面から前記固定手段の先端面までの距離とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の技術によれば、各種摩擦材の交換時期を適切なタイミングで運転者等に把握させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るクラッチディスクを搭載した車両の模式的な全体構成図である。
【図２】本実施形態に係るクラッチディスクを示す模式的な図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】本実施形態に係るクラッチディスクを示す模式的な断面図である。
【図４】他の実施形態に係るクラッチディスクを示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る寿命把握用部品及びクラッチディスクについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１６】
[全体構成]
図１は、本実施形態に係るクラッチディスクを搭載した車両の模式的な全体構成図である。エンジン１０のクランクシャフト１１には、クラッチ装置２０を介して変速機４０のインプットシャフト４２が断接可能に接続されている。変速機４０の変速機ケース４１内には、インプットシャフト４２、アウトプットシャフト４３、カウンタシャフト４４、これらシャフト４２〜４４に設けられた複数の変速ギヤ列４５、図示しないシンクロ機構等が配置されている。変速機４０のアウトプットシャフト４３には、プロペラシャフト４７、何れも図示しない差動装置、左右の駆動軸等を介して左右の駆動輪が接続されている。
【００１７】
クラッチ装置２０は、例えば、乾式・単板式のクラッチ装置であって、クラッチハウジング２１内には、クランクシャフト１１の出力側端及び、インプットシャフト４２の入力側端が配置されている。
【００１８】
インプットシャフト４２の入力端には、クラッチディスク７０が軸方向に移動可能に設けられている。クラッチディスク７０には、図示しないダンパースプリングと、クラッチフェーシング７１（寿命把握用部品）とが設けられている。プレート２２と、クラッチフェーシング７１とにより、クラッチディスク７０が構成される。クラッチディスク７０に関しては後述する。
【００１９】
クランクシャフト１１の出力端には、フライホイール１２が固定され、フライホイール１２の後側面には、クラッチカバー２４が設けられている。これらフライホイール１２とクラッチカバー２４との間には、プレッシャープレート２５及びダイヤフラムスプリング２６が配置されている。
【００２０】
レリーズフォーク２８は、支点１９を中心に揺動可能に設けられている。レリーズフォーク２８は、その一端側をクラッチハウジング２１内に収容させると共に、その他端側をクラッチハウジング２１の外側に突出させている。
【００２１】
また、レリーズフォーク２８の搖動域に合わせて、クラッチハウジング２１には、搖動補助孔２３が形成され、搖動補助孔２３の外側にはゴム製のブーツ３６が設けられている。さらに、クラッチハウジング２１の鉛直方向下側の一部には、水抜孔２９が形成されている。
【００２２】
レリーズベアリング２７は、ダイヤフラムスプリング２６の内周縁とレリーズフォーク２８の一端部との間に位置して設けられおり、これらダイヤフラムスプリング２６とレリーズフォーク２８とを相対回転可能にする。より詳しくは、レリーズベアリング２７は、ダイヤフラムスプリング２６の内周縁が接触する内輪（回転輪）Ａと、レリーズフォーク２８の一端部が接続された外輪（非回転輪）Ｃと、これら内輪Ａ及び外輪Ｃの間に回転自在に配された球体Ｂと、を備えている。レリーズベアリング２７は、クラッチ装置２０が断から接に切り替わる接作動時はダイヤフラムスプリング２６の弾性力により出力側（図中右方向）に移動され、クラッチ装置２０が接から断に切り替わる断作動時はレリーズフォーク２８により押されて入力側（図中左方向）に移動される。
【００２３】
クラッチハウジング２１の外側には、レリーズシリンダ３０が設けられている。レリーズシリンダ３０は、シリンダ本体３１の内部に移動可能に収容されて油圧室を区画するピストン３２と、基端側をピストン３２に当接されると共に、先端側をレリーズフォーク２８に当接させたプッシュロッド３３を備えている。更にシリンダ本体３１内に設けられてプッシュロッド３３をピストン３２とレリーズフォーク２８との間に保持させるスプリング３４を備えるレリーズシリンダ３０の種類も有る。レリーズシリンダ３０は、配管３５を介してマスターシリンダ８０に接続されている。
【００２４】
マスターシリンダ８０は、作動油を貯留するリザーブタンク８１と、シリンダ本体８２の内部に移動可能に収容されて油圧室を区画するピストン８３と、基端側をピストン８３に当接されると共に、先端側をクラッチペダル９０に連結させたロッド８４と、油圧室内に設けられてピストン８３を付勢するリターンスプリング８５とを備えている。
【００２５】
クラッチ装置２０は、運転者がクラッチペダル９０を踏み込むと、マスターシリンダ８０からレリーズシリンダ３０に供給される作動油圧によりピストン３２がプッシュロッド３３と一体にストローク移動し、レリーズフォーク２８が図中反時計回りに回動してレリーズベアリング２７を押圧すことで、「接」から「断」に切り替えられるようになっている。一方、クラッチ装置２０は、運転者がクラッチペダル９０を解放すると、ダイヤフラムスプリング２６の弾性力によりクラッチディスク７０のクラッチフェーシング７１がフライホイール１２に押し付けられることで、「断」から「接」に切り替えられるようになっている。
【００２６】
[クラッチディスク]
クラッチ装置２０は、上述したように、入力側の軸と出力側の軸との間に設けられ、駆動力伝達を断接切替え可能としている。車両の動力源と変速機との間に設けられる摩擦式クラッチには、例えば、一方の円板（内燃機関のフライホイール１２）に対して、摩擦材が貼り付けられた他方の円板（クラッチディスク７０）を押し付けることで、駆動力の伝達を可能とするものがある。運転者のクラッチペダル操作や、制御装置の信号に基づいて、クラッチディスク７０に隣接するプレッシャープレート２５が移動し、クラッチディスク７０とフライホイール１２との距離を調節する。
【００２７】
摩擦材はクラッチの断接に伴い徐々に摩耗していく消耗品である。摩擦材が過度に減少した状態では、駆動力の伝達を適切に行えなくなるため、摩擦材の摩耗寿命を適切に把握することが重要である。一方で、クラッチディスク７０等のクラッチ装置２０の各部品は、クラッチハウジング２１に収まっており、運転者等が車外から摩擦材の摩耗寿命を把握することは困難である。このため、クラッチディスクの摩擦材の摩耗寿命が到来する前の適切なタイミングで、摩擦材の交換時期を運転者等に把握させることが課題となる。
【００２８】
図２は、本実施形態に係るクラッチディスクを示す模式的な図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【００２９】
クラッチディスク７０は、中心軸２２Ａにより回転可能な円板状または円弧状のプレート２２と、該プレート２２の平面の外周部２２Ｂに設けられ、円板状または円弧状の平面及び矩形状の断面を有し、樹脂等の摩擦材を母相とするクラッチフェーシング７１（寿命把握用部品）とを備えている。
【００３０】
なお、クラッチフェーシング７１では、母相が樹脂のみでは強度的に弱いため、不図示の金属繊維（例えば銅繊維）によって全体が補強されている。
【００３１】
本実施形態では、図２（Ａ）に示すように、プレート２２の外周部２２Ｂをクラッチフェーシング７１が全周を覆うように設けられ、円環状に構成されている。クラッチフェーシング７１は、図２（Ｂ）に示すように、プレート２２の外周部２２Ｂの両側面に対になるように設けられ、これらがリベット７９等の締結手段（固定手段）により固定される。なお、クラッチフェーシング７１の個数やリベット７９の固定位置、個数は任意であって、特に限定されない。
【００３２】
また、クラッチフェーシング７１は、図２（Ｂ）に示すように、厚み方向において、表面からリベット先端面７１Ｃに到達するまでの摩耗領域７１Ａと、リベット先端面７１Ｃから内面（即ち外周部２２Ｂとの接触面）までの寿命領域７１Ｂとに区画されている。ここで、寿命領域７１Ｂは、リベット７９によりプレート２２と固定されるための領域であって、クラッチフェーシング７１が摩耗し、リベット７９の先端とプレッシャープレート２５またはフライホイール１２とが当接することにより使用限界（摩耗寿命）となる。
【００３３】
なお、クラッチフェーシング７１内には、リベット先端面７１Ｃの上方に、後述する発光材含有層７４が存在しているが（図３参照）、図２（Ｂ）では、リベット７９のリベット先端面７１Ｃと、摩耗領域７１Ａ及び寿命領域７１Ｂとの関係を説明するために、便宜上省略している。
【００３４】
図３は、本実施形態に係るクラッチディスクを示す模式的な断面図である。
【００３５】
本実施形態に係るクラッチディスク７０においては、クラッチフェーシング７１の摩耗領域７１Ａ内で寿命領域７１Ｂに隣接する箇所に、発光材含有層７４が形成されている。
【００３６】
発光材含有層７４は、母相となる樹脂等の摩擦材中に、発光材を含んだ層である。また、発光材含有層７４は、厚み方向において、寿命領域７１Ｂに近づくに従って、小径発光材７２、大径発光材７３の順に発光材の粒径が大きくなるように配置されている。
【００３７】
また、リベット７９で固定される部分である寿命領域７１Ｂには発光材含有層７４を形成せずに、発光材含有層７４を摩耗領域７１Ａ内で寿命領域７１Ｂに隣接する箇所に形成することにより、摩擦材の摩耗面が寿命領域７１Ｂに到達する前に発光材含有層７４が露出することになる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、クラッチフェーシング７１として、発光材を含み得る摩耗領域７１Ａと、発光材を含まない寿命領域７１Ｂの２層の例を示したが、クラッチフェーシング７１内のプレート２２側に、少なくとも発光材を含まない寿命領域７１Ｂがあれば層の数は特に問わない。
【００３９】
発光材含有層７４内の小径発光材７２、大径発光材７３としては、具体的には、ブラックライトを照射することにより発光する蛍光物質を用いることが好ましい。ブラックライトとは、紫外線のうち、ＵＶ−Ａ領域（ＵＶ−Ａ：３１５〜４００ｎｍ）の紫外線を放射するものである。蛍光物質は、ブラックライトが照射されると、その波長の光を吸収し、それよりも長い波長の光を放出することにより、人間の目に光って見えることになる。蛍光物質としては、例えば、蛍石、方解石、石膏、アダム鉱、燐灰ウラン石、ウランガラス、燐灰石、ジルコン、玉滴石等の鉱物を用いることができる。
【００４０】
[製造方法]
本実施形態に係るクラッチフェーシング７１（寿命把握用部品）は、例えば、以下の方法で製造することができる。
まず、発光材含有層７４を予め形成しておき、その両側から、摩擦材となる樹脂層を挟み込むことにより、摩耗領域７１Ａ及び寿命領域７１Ｂを形成できる。
【００４１】
また、プレート２２の外周部２２Ｂの表面に、予め寿命領域７１Ｂ及び摩耗領域７１Ａの一部となるシート状のベース層を例えば３ｍｍ程度に形成しておき、その表面から蛍光物質の鉱物等を埋め込み、さらに摩耗領域７１Ａをその外側に形成することによって製造することができる。
【００４２】
また、プレート２２の外周部２２Ｂの表面に、同様にして、予め寿命領域７１Ｂとなるシート状のベース層を敷いておき、その表面に、蛍光物質の鉱物等を所定の配列になるように載せ、その隙間に母材となる樹脂を流し込み、硬化させることによっても製造することができる。
【００４３】
ここで、発光材含有層７４の形成に際しては、例えば、重量及び水流を考慮して行うことができる。即ち、小径発光材７２、大径発光材７３として、比重の異なる鉱物を選択しておき、水流を利用して、比重の重い大径発光材７３を沈ませて下方に集め、比重の軽い小径発光材７２を上方に配置する。これによって、鉛直方向の下方に行く程、発光材の寸法を大きくすることができる。
【００４４】
上記のような方法を用い、ベース層の厚みと小径発光材７２及び大径発光材７３の種類、配置を適宜調整することによって、発光させるタイミングを調整すると同時に、摩耗が進む程発光の強度を上げることが可能になる。
【００４５】
また、このような方法を用いることにより、寿命領域７１Ｂ内では、蛍光物質等の発光材が不要となるため、発光材原料の無駄を省くことができる。
【００４６】
[作用]
本実施形態に係るクラッチディスク７０では、図３に示すように、プレート２２の外周部２２Ｂの両面に設けられたクラッチフェーシング７１（寿命把握用部品）がプレッシャープレート２５によりフライホイール１２側に押し付けられることによって、トルクが伝達される。
【００４７】
この時、図２（Ｂ）に示すように、クラッチフェーシング７１は、プレッシャープレート２５およびフライホイール１２と摩擦する為に摩耗する。このようにして、摩擦によりクラッチフェーシング７１が摩耗し続けるとリベット先端面７１Ｃ（固定手段の先端面）が露出した時点で、摩耗寿命と判断されることになる。
【００４８】
本実施形態に係るクラッチディスク７０では、図３に示すように、発光材含有層７４は、摩耗領域７１Ａの表面から厚み方向の所定の深さに設けられている。このため、ある程度摩耗した段階で、発光材含有層７４が露出する。
【００４９】
また、発光材含有層７４は、寿命領域７１Ｂに到達する手前の部分に設けられているので、摩耗寿命に達する前に、発光材含有層７４が露出する。
【００５０】
さらに、発光材含有層７４においては、厚み方向において、寿命領域７１Ｂに近づくに従って小径発光材７２、大径発光材７３の順に、発光材の粒径が大きくなるように配置されている。このため、クラッチフェーシング７１の磨耗が進む程、より発光材の割合が多い層が露出するようになっている。
【００５１】
また、通常、摩擦材としてのクラッチフェーシング７１は、クラッチカバー２４やダイヤフラムスプリング２６に覆われているため、分解しない限り、外部からは摩耗状態を確認することはできない。しかし、クラッチカバー２４は完全に密閉された構造ではないため、摩擦材の摩耗により生じた摩耗粉は、クラッチカバー２４の内壁や外壁の一部、ダイヤフラムスプリング２６やレリーズフォーク２８の一部に付着することになる。この摩耗粉は、当初は母相を構成する樹脂であるが、摩耗の途中段階から小径発光材７２を含んだもの、さらには大径発光材７３を含んだものとなる。
【００５２】
上述したように、クラッチハウジング２１には、レリーズフォーク２８の搖動域に合わせて、搖動補助孔２３が形成され、搖動補助孔２３の外側にはブーツ３６が設けられている。
【００５３】
従って、運転者等がブーツ３６を脱着して搖動補助孔２３の隙間からクラッチハウジング２１の内部へ向けてＵＶ光を照射することにより、摩耗粉に小径発光材７２や大径発光材７３が含まれている場合は、発光が観測されることになる。このため、運転者等が点検時に発光を感知することによって、摩耗寿命が到来する前の適切なタイミングで摩擦材の交換時期を把握することが可能になる。
【００５４】
[効果]
以上詳述したように、本実施形態によれば、クラッチカバー２４の外方へと飛散した摩耗粉を用いて運転者等に視覚を通じて摩擦材の摩耗寿命を積極的に把握させることができる。このため、運転者等が車両内部のクラッチハウジング２１やクラッチカバー２４を分解しなくても、クラッチ側から積極的に運転者等にクラッチの寿命を認識させることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、実際の摩擦材から直接飛散される摩耗粉の発光によって、運転者等に摩耗寿命を感知させるようになっている。これにより、点検等でメーター等によって間接的に摩耗寿命を判断する手法と比較して、より直接的かつ適切なタイミングで、運転者等に摩擦材の交換時期を把握させることができる。
【００５６】
[他の実施形態]
以上、本開示の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００５７】
例えば、図４に示すように、種類の異なる発光材（例えば、発光材７５はＵＶ光照射により黄色を発光し、発光材７６は赤色を発光する）を用いることもできる。これにより、摩耗の途中段階から摩耗粉が黄色の発光を生じ、摩耗寿命に近づくと赤色の発光を生じるようにして、運転者等に摩耗寿命までの緊急性の程度を知らせることも可能である。
【００５８】
また、図３では、同一種類の発光材を用いて、その粒径の異なるものを用いたが、同一種類、同一径の発光材であっても、厚み方向において寿命領域７１Ｂ側へ向かうに従って母材に対する発光材の割合が大きくなる（発光材の密度が高くなる）ように配置してもよい。
【００５９】
また、本寿命把握用部品としては、クラッチ装置に適用するものだけでなく、ブレーキ装置等の他の摩擦部材を用いた装置等にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  エンジン
１１  クランクシャフト
２０  クラッチ装置
２１  クラッチハウジング
２２  プレート
２３  搖動補助孔
２４  クラッチカバー
２５  プレッシャープレート
２６  ダイヤフラムスプリング
２８  レリーズフォーク
４０  変速機
７０  クラッチディスク
７１  クラッチフェーシング（寿命把握用部品）
７１Ａ  摩耗領域
７１Ｂ  寿命領域
７１Ｃ  リベット先端面（固定手段の先端面）
７２  小径発光材
７３  大径発光材
７５  発光材（黄色）
７６  発光材（赤色）
７４，７７  発光材含有層
７９  リベット（固定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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