(57)【要約】【課題】簡単な構成でクラッチに滑りが生じることを効果的に防止できるクラッチ装置を提供する。【解決手段】単板式のクラッチ（１）において、フライホイール（７）とフリクションディスク（１９）との間に設けられたロック機構（３０）を備える。ロック機構（３０）は、フライホイール（７）の第１凹部（３１）内に配置した電磁コイル（３３）と、フリクションディスク（１９）に形成した第２凹部（４１）内に設置した係合片（４３）と、係合片（４３）を付勢するバネ部材（４５）とを備えるラチェット式のロック機構であり、フリクションディスク（１９）がフライホイール（７）に押圧されてクラッチ（１）が締結状態となるときに、電磁コイル（３３）に通電することで係合片（４３）が第１凹部（３１）に係合してフリクションディスク（１９）とフライホイール（７）との相対回転がロックされるように構成した。【選択図】図１
2015175505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動力で回転する入力側の第１回転軸と一体に回転する回転体と、
前記回転体に対向配置されて出力側の第２回転軸に結合された摩擦部材と、
前記摩擦部材を前記回転体に押圧するための押圧部材と、
前記押圧部材に押圧荷重を印加する付勢部材と、を備えた摩擦締結装置において、
前記摩擦部材側と前記回転体側のいずれかに設置した電磁コイルと、
前記回転体と前記摩擦部材との間に設けられて前記電磁コイルの通電により作動するロック機構と、を備え、
前記摩擦部材が前記回転体に押圧されて前記摩擦締結装置が締結状態となるときに、前記電磁コイルに通電することで前記ロック機構が作動して前記摩擦部材と前記回転体との相対回転がロックされるように構成した
ことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
前記ロック機構は、
前記回転体における前記摩擦部材側の面に形成した第１凹部と、
前記摩擦部材における前記第１凹部に対応する位置に形成した第２凹部と、
前記第２凹部内に格納された格納位置と前記第２凹部から突出した突出位置との間で移動可能に設置した係合片と、
前記係合片を前記格納位置に向けて弾発する弾発手段と、を備えるラチェット式のロック機構であり、
前記電磁コイルに通電することで前記係合片が前記弾発手段の弾発力に抗して前記突出位置へ移動して前記第１凹部に係合する
ことを特徴とする請求項１に記載の摩擦締結装置。
【請求項３】
前記ロック機構は、前記摩擦部材及び前記回転体の回転方向に沿って複数が等間隔に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の摩擦締結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体と、回転体に対向配置された摩擦部材と、摩擦部材を回転体に押圧するための押圧部材と、押圧部材に押圧荷重を印加する付勢部材とを備えるいわゆる単板式の摩擦締結装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１乃至３に示すように、車両用の変速機に搭載されるクラッチ装置（摩擦締結装置）として、クラッチペダルのストロークをワイヤで伝達して操作するクラッチ装置が知られている。このようなクラッチ装置の締結時のトルク容量（伝達トルク容量）は、クラッチ装置が備えるフリクションディスク（摩擦部材）の摩擦係数、摩擦面の数、フリクションディスクの有効半径、及びフリクションディスクのフライホイール（回転体）に対する押付力によって決定される。また、一般的にクラッチ装置の締結時のトルク容量は、エンジンのクランク軸からクラッチ装置に伝達されるトルク（エンジントルク）よりも大きい。これにより、クラッチが滑ることなくトルクを伝達できる。
【０００３】
クラッチのトルク容量は、フリクションディスクの温度変化に対する摩擦係数の変化のために、同じ押付力に対してトルク容量が変化することがある。そのため、万一過大なエンジントルクがクラッチ装置に入力した場合などには、クラッチのトルク容量がエンジントルクを下回ることでクラッチに滑りが生じてしまうおそれがある。そこで、従来のクラッチ装置では、クラッチのトルク容量不足が起きないように、大きな押付力を発生できる余裕のある大型の油圧装置や押付力の強いスプリングなどを備えた設計とされている。
【０００４】
しかしながら、大きな押付力を発生できる大型の油圧装置や押付力の強いスプリングを備えることで、クラッチ装置の大型化、重量の増加、部品点数の増加、製造コストの増加などにつながるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−０６１５２７号公報
【特許文献２】実開昭６０−１８９６２５号公報
【特許文献３】実開平０２−１０２０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の小型化、軽量化、部品点数の削減、製造コストの低減を図ることができる構成でありながら、摩擦部材と回転体との間に滑りが生じることを効果的に防止できる摩擦締結装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明にかかる摩擦締結装置は、駆動源の駆動力で回転する入力側の第１回転軸（３）と一体に回転する回転体（７）と、前記回転体（７）に対向配置されて出力側の第２回転軸（４）に結合された摩擦部材（１９）と、前記摩擦部材（１９）を前記回転体（７）に押圧するための押圧部材（１３）と、前記押圧部材（１３）に押圧荷重を印加する付勢部材（１５）と、を備えた摩擦締結装置（１）において、前記摩擦部材（１９）側と前記回転体（７）側のいずれかに設置した電磁コイル（３３）と、前記回転体（７）と前記摩擦部材（１９）との間に設けられて前記電磁コイル（３３）の通電により作動するロック機構（３０）と、を備え、前記摩擦部材（１９）が前記回転体（７）に押圧されて前記摩擦締結装置（１）が締結状態となるときに、前記電磁コイル（３３）に通電することで前記ロック機構（３０）が作動して前記摩擦部材（１９）と前記回転体（７）との相対回転がロックされるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる摩擦締結装置によれば、回転体と摩擦部材との間に設けられて電磁コイルの通電により作動するロック機構を備えたことで、摩擦部材が回転体に押圧されて摩擦締結装置が締結状態となるときに、電磁コイルに通電することでロック機構が作動して摩擦部材と回転体との相対回転をロックすることができる。したがって、車両の発進時など摩擦締結装置の比較的に大きな締結容量が必要となるときに電磁コイルに通電してロック機構を作動することで、締結容量を増加させることができる。その一方で、摩擦締結装置にあまり大きな締結容量が必要でない車両の減速時などには、電磁コイルの通電を停止してロック機構によるロックを解除することで、締結容量を低減することができる。これにより、摩擦部材を回転体に押圧するため機構として油圧式の機構や押付荷重の大きなスプリングなどを備えることなく、比較的に安価な構成の電磁コイルによるロック機構を設けるだけで、摩擦締結装置の締結容量を所望のタイミングで増加させることができる。したがって、摩擦締結装置の小型化、軽量化、部品点数の削減、製造コストの低減を図ることができる構成でありながら、摩擦部材と回転体との間に滑りが生じることを効果的に防止できる。
【０００９】
また、本発明にかかる摩擦締結装置では、前記ロック機構（３０）は、前記回転体（７）における前記摩擦部材（１９）側の面に形成した第１凹部（３１）と、前記摩擦部材（１９）における前記第１凹部（３１）に対応する位置に形成した第２凹部（４１）と、前記第２凹部（４１）内に格納された格納位置と前記第２凹部（４１）から突出した突出位置との間で移動可能に設置した係合片（４３）と、前記係合片（４３）を前記格納位置に向けて弾発する弾発手段（４５）と、を備えるラチェット式のロック機構であり、前記電磁コイル（３３）に通電することで前記係合片（４３）が前記弾発手段（４５）の弾発力に抗して前記突出位置へ移動して前記第１凹部（３１）に係合するようにしてよい。
【００１０】
この構成によれば、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、摩擦締結装置の締結容量を所望のタイミングで増加させることができる。
【００１１】
また、本発明にかかる摩擦締結装置では、前記ロック機構（３０）は、前記摩擦部材（１９）及び前記回転体（７）の回転方向に沿って複数が等間隔に設けられていてよい。
【００１２】
この構成によれば、摩擦部材及び回転体の回転方向に沿って等間隔に設けた複数のロック機構によって、摩擦締結装置を回転方向の全体で均等にロックすることができる。したがって、摩擦締結装置の締結容量の安定化を図ることができる。
【００１３】
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明かかる摩擦締結装置によれば、小型化、軽量化、部品点数の削減、製造コストの低減を図ることができる構成でありながら、摩擦部材と回転体との間に滑りが生じることを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】クラッチを示す側断面図（図２のＸ−Ｘ断面図）である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図１のＢ矢視図である。
【図４】ロック機構を示す部分拡大断面図である。
【図５】ロック機構の動作を説明するための図で、（ａ）は、ロック機構の係合状態、（ｂ）は、ロック機構の解除状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１乃至図３は、本発明の一実施形態にかかるクラッチ（摩擦締結装置）を示す図で、図１は、側断面図、図２は、図１のＡ矢視図、図３は、図１のＢ矢視図である。これらの図に示すクラッチ１は、車両に搭載される変速機がそなえる単板式のクラッチであって、エンジン（図示せず）のクランクシャフト（第１回転軸）３にボルト５で固定されたフライホイール（回転体）７を備える。クラッチカバー９がボルト１１によりフライホイール７に固定されている。クラッチカバー９には、プレッシャプレート（押圧部材）１３がリベット２９により軸方向に移動可能に取り付けられている。クラッチカバー９にはさらに、一対のリング１７によりその中間部分が挟持されるように、ダイヤフラムスプリング（付勢部材）１５が取り付けられている。
【００１７】
プレッシャプレート１３は、環状突起１３ａを有しており、この環状突起１３ａにダイヤフラムスプリング１５の外周端部が押圧されている。すなわち、定常状態ではダイヤフラムスプリング１５は一対のリング１７で挟まれた支点を中心に、梃子の原理でその外周端部がプレッシャプレート１３の環状突起１３ａを押圧するように付勢している。
【００１８】
変速機（図示せず）のメインシャフト（第２回転軸）４の端部近傍には、ダンパ２５を介してフリクションディスク（摩擦部材）１９が固定されたハブ２１が軸方向摺動可能且つ相対回転不能にスプライン結合されている。フリクションディスク１９の前後両面にはフェーシング２３が固着されている。
【００１９】
また、クラッチ１は、フライホイール７とフリクションディスク１９との間に設けられたロック機構３０を備える。図４は、ロック機構を示す部分拡大断面図である。ロック機構３０は、フライホイール７の側面（プレッシャプレート１３側の側面）７ａに形成した第１凹部３１と、フリクションディスク１９の側面（フライホイール７側の側面）１９ａにおける第１凹部３１に対応する位置（径方向の同位置）に設けた第２凹部４１と、第１凹部３１内に配置した電磁コイル３３と、支点４３ａを中心に回動することで第２凹部４１内に格納された格納位置と第２凹部４１から突出した突出位置との間で移動可能に設置した係合片４３と、係合片４３を格納位置に向けて付勢するバネ部材（弾発手段）４５（図４参照）とを備えたラチェット式のロック機構３０である。係合片４３は、金属製の板材などで構成されており、電磁コイル３３の磁力で移動するようになっている。すなわち、ロック機構３０では、電磁コイル３３に通電することで、係合片４３がバネ部材４５の付勢力に抗してフライホイール７側の突出位置に突出して第１凹部３１に係合し、電磁コイル３３の通電を解除することで、係合片４３がバネ部材４５の付勢力で第２凹部４１内の格納位置に格納されるように構成している。ロック機構３０は、図２及び図３に示すように、フリクションディスク１９及びフライホイール７の回転方向に沿って複数（図では８つ）が等間隔に設けられている。
【００２０】
上記構成のクラッチ１では、ダイヤフラムスプリング１５のプレッシャプレート１３への付勢力が解除されることで、クラッチオフの状態（クラッチ１の係合が解除された状態）となる。これにより、フリクションディスク１９のフェーシング２３に対するプレッシャプレート１３の押圧力は解除される。したがって、クラッチ１を介したクランクシャフト３の回転力のメインシャフト４への伝達が遮断される。
【００２１】
一方、クラッチオンの状態（クラッチ１が係合された状態）では、ダイヤフラムスプリング１５の付勢力によりプレッシャプレート１３がフリクションディスク１９のフェーシング２３に強固に押し付けられる。これにより、フライホイール７の回転がフリクションディスク１９を介してメインシャフト４に直接伝達される。
【００２２】
図５は、ロック機構３０の動作を説明するための図で、（ａ）は、ロック機構３０の係合状態、（ｂ）は、ロック機構３０の解除状態を示す図である。そして、車両の加速時には、メインシャフト４（駆動輪側）の回転数よりもクランクシャフト３（エンジン側）の回転数の方が高い回転数である。この状態で、フライホイール７が回転するとフリクションディスク１９がフライホイール７側に押し付けられて回転する。そして、図５（ａ）に示すように、フリクションディスク１９とフライホイール７の差回転（回転数差）がゼロに近づいたときに電磁コイル３３に通電することで磁力をオンにし、ロック機構３０の係合片４３を第１凹部３１に係合させる。これにより、ロック機構３０でフリクションディスク１９とフライホイール７の間がロックされてこれらが一体に回転する。
【００２３】
上記の車両の加速時には、フリクションディスク１９の摩擦力でフリクションディスク１９の回転がフライホイール７の回転に徐々に同期してくる。つまり、同期するまでの回転数は、フライホイール７側の回転数の方がフリクションディスク１９側の回転数よりも大きな（高い）回転数となる。したがって、ロック機構３０の係合片４３が第１凹部３１に容易に係合するようになるため、ロック機構３０がロックし易くなる。
【００２４】
一方、車両の減速時には、クランクシャフト３（エンジン側）の回転数よりもメインシャフト４（駆動輪側）の回転数の方が大きな回転数である。そのため、図５（ｂ）に示すように、フリクションディスク１９の回転数よりもフライホイール７の回転数の方が高くなるような差回転がクラッチ１に生じる。このときに電磁コイル３３の通電を解除することで係合片４３にかかる磁力をオフすると、ロック機構３０の係合片４３が第１凹部３１から抜けてその係合が解除される。
【００２５】
上記の減速時には、メインシャフト４（駆動輪側）側からクラッチ１に大きな力がかかるため、フライホイール７の回転数よりもフリクションディスク１９の回転数の方が大きくなるような差回転がクラッチ１に生じる。これにより、ロック機構３０のロックが解除される。
【００２６】
このように、本実施形態のクラッチ１では、クラッチトルクがエンジントルクと同じになるまでは、ロック機構３０を備えていない従来構成のクラッチ装置と同様、フリクションディスク１９の摩擦係数と押付力によりクラッチトルクを発生させる。一方、クラッチトルクとエンジントルクが等しくなると、フライホイール７とフリクションディスク１９との間に差回転が発生しない。そのタイミングで電磁コイル３３に通電することで磁力をオンさせると、係合片４３がフライホイール７側の第１凹部３１に係合することでロック機構３０が作動する。
【００２７】
この状態で、ロック機構３０の作動により、クラッチ１によって伝達されるトルク（クラッチトルク）として、クランクシャフト３からクラッチ１に伝達されるトルク（エンジントルク）以上のトルクを確保することができる。したがって、フリクションディスク１９のフライホイール７に対する押付力によらず、エンジントルク以上のクラッチトルクを確保することができる。したがって、フリクションディスク１９の押付力を発生させるための油圧装置や、押付力の強いスプリングなどを設ける必要がない。また、ベアリングなど周辺部品の構成の簡素化、小型化、軽量化を図ることもできる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態のクラッチ１によれば、フライホイール７とフリクションディスク１９との間に設けられて電磁コイル３３の通電により作動するロック機構３０を備えたことで、フリクションディスク１９がフライホイール７に押圧されてクラッチ１が締結状態となるときに、電磁コイル３３に通電することでロック機構３０が作動してクラッチ１をロック状態とすることができる。したがって、車両の発進時などクラッチ１の比較的に大きな締結容量が必要となるときに電磁コイル３３に通電してロック機構３０を作動することで、クラッチ１の締結容量を増加させることができる。その一方で、クラッチ１にあまり大きな締結容量が必要でない車両の減速時などには、電磁コイル３３の通電を停止してロック機構３０によるロックを解除することで、クラッチ１の締結容量を低減することができる。これにより、フリクションディスク１９をフライホイール７に押圧するため機構として油圧式の機構や押付荷重の大きなスプリングなどを備えることなく、比較的に安価な構成の電磁コイル３３によるロック機構３０を設けるだけで、クラッチ１の締結容量を所望のタイミングで増加させることができる。したがって、クラッチ１の小型化、軽量化、部品点数の削減、製造コストの低減を図ることができる構成でありながら、クラッチ１に滑りが生じることを効果的に防止できる。
【００２９】
また、本実施形態のクラッチ１では、ロック機構３０は、フライホイール７におけるフリクションディスク１９側の面１９ａに形成した第１凹部３１と、フリクションディスク１９における第１凹部３１に対応する位置に形成した第２凹部４１と、第２凹部４１内に格納された格納位置と第２凹部４１から突出した突出位置との間で移動可能に設置した係合片４３と、係合片４３を格納位置に向けて付勢するバネ部材４５とを備えるラチェット式のロック機構３０であり、電磁コイル３３に通電することで係合片４３がバネ部材４５の付勢力に抗して突出位置へ移動して第１凹部３１に係合するようにしている。この構成によれば、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、クラッチ１の締結容量を所望のタイミングで増加させることができる。
【００３０】
また、本実施形態のクラッチ１では、ロック機構３０は、フリクションディスク１９及びフライホイール７の回転方向に沿って複数が等間隔に設けられている。この構成によれば、フリクションディスク１９及びフライホイール７の回転方向に沿って等間隔に設けた複数のロック機構３０によって、クラッチ１を回転方向の全体で均等にロックすることができる。したがって、クラッチ１の締結容量の安定化を図ることができる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ロック機構３０が備える電磁コイル３３をフライホイール７に設けた第１凹部３１内に配置し、係合片４３をフリクションディスク１９に設けた第２凹部４１内に配置した場合を示したが、これ以外にも、電磁コイル３３をフリクションディスク１９に設けた第２凹部４１内に配置し、係合片４３フライホイール７に設けた第１凹部３１内に配置してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１    クラッチ（摩擦締結装置）
３    クランクシャフト（第１回転軸）
４    メインシャフト（第２回転軸）
５    ボルト
７    フライホイール（回転体）
９    クラッチカバー
１１    ボルト
１３    プレッシャプレート（押圧部材）
１３ａ    環状突起
１５    ダイヤフラムスプリング（付勢部材）
１７    リング
１９    フリクションディスク（摩擦部材）
２１    ハブ
２３    フェーシング
２５    ダンパ
２９    リベット
３０    ロック機構
３１    第１凹部
３３    電磁コイル
４１    第２凹部
４３    係合片
４３ａ    支点
４５    バネ部材（弾発手段）
【図１】
2015175505.tif 000003
【図２】
2015175505.tif 000004
【図３】
2015175505.tif 000005
【図４】
2015175505.tif 000006
【図５】
2015175505.tif 000007