CN1605536B - 自动二轮车 - Google Patents

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Abstract

一种在内燃机的曲轴和变速机构之间设置离心式起动离合器以及变矩器的自动二轮车，其特征在于，在曲轴和变矩器之间设置一单向离合器，该单向离合器具有：单向离合器外轮；单向离合器内轮，在该单向离合器内轮的外周的多个位置上相对圆周倾斜地设有凸轮面和凹部；离合器滚子，其设置在单向离合器内轮的外侧；锤体，其位于凹部的内径一侧；以及摺状弹簧，该摺状弹簧将离合器滚子向非连接配合方向按压；只有在从车轮传递到变速机构侧的驱动力比内燃机的驱动力大并且在曲轴的转动速度大于等于规定值的时候，锤体克服摺状弹簧的压力将离合器滚子沿凸轮面挤压到单向离合器外轮和单向离合器内轮之间，从而单向离合器将动力才从变速机构向曲轴传递动力。从而，在自动二轮车刹车时无需制动发动机。

Description

自动二轮车
技术领域
本发明涉及在内燃机的曲轴和变速机构之间设有离心式起动离合器和变矩器(torque converter)的自动二轮车。
背景技术
在以往的用于这种自动二轮车的内燃机中，将允许仅从车轮侧向曲轴侧传输动力的单向离合器作为发动机制动器，设置在曲轴上(例如，参照专利文献1或专利文献2)。
专利文献1实开昭59-116639号公报
专利文献2特开昭62-75141号公报
上述现有的单向离合器，经常作为单向离合器来工作。因此，如果将这样的单向离合器作为发动机制动来使用，允许仅从车轮侧向曲轴侧传输动力，则即使在内燃机停止运行，车轮仍会转动并且该转动会传至曲轴。因此，在内燃机停止运行时，如果想要刹车(取り回し)(减速滑行(押し步き))需换至空档，解除驱动力作用。另外，在没有空档结构的情况下，则必须在齿轮变速系统中再安装空档结构。
发明内容
本发明为了解决上述现有问题，提供一种在内燃机的曲轴和变速机构之间设有离心式起动离合器和变矩器的自动二轮车，其特征在于，在上述曲轴和上述变矩器之间设置单向离合器，该单向离合器具有：单向离合器外轮；单向离合器内轮，在该单向离合器内轮的外周的多个位置上相对圆周倾斜地设有凸轮面和凹部；离合器滚子，其设置在单向离合器内轮的外侧，离合器滚子由凸轮面在单向离合器内轮和单向离合器外轮之间夹持以及释放；锤体，其位于上述凹部的内径一侧，并且该锤体被收容在凹部中；以及摺状弹簧，该摺状弹簧将离合器滚子向非连接配合方向按压；只有在从车轮传递到上述变速机构侧的驱动力比上述内燃机的驱动力大并且在上述曲轴的转动速度大于等于规定值的时候，锤体克服摺状弹簧的压力将上述离合器滚子沿上述凸轮面向连接配合方向挤压到上述单向离合器外轮和上述单向离合器内轮之间，从而上述单向离合器将动力才从上述变速机构向上述曲轴传递动力。
本发明的构成如上所述，在曲轴的转速比规定值低的情况下，因为不能够从变速机构侧(车轮侧)向曲轴侧传递动力，所以即使像车辆制动时那样使车轮低速转动，该转动也不能传递到曲轴。因此没有必要在刹车时进行换档操作等。另外，即使在齿轮变速系统中没有空档机构，因为具备了刹车功能，所以不需要设置空档机构，从而可以大幅度减少零件数量。另一方面，如果在车辆行驶过程中减小油门，因为车轮的转动会传递到曲轴，所以能够进行发动机制动。
附图说明
图1是本实施方式涉及的自动二轮车1的整体侧视图；
图2是图1中的动力单元10的主要部分纵剖面图；
图3是图2中的构成单向离合器60的保持器63的第1盘部(plate)70的展开图；
图4是表示上述第1盘部70成形后的形状的图；
图5是上述保持器63的第2盘部80的展开图；
图6是表示上述第2盘部80成形后的形状的图；
图7是上述单向离合器60的正视图；
图8是利用通过轴线的平面将上述单向离合器60切断的剖面图；
图9和图10是表示上述单向离合器60的工作状况的图，图9是表示单向离合器60双向空转的状态；
图10是表示单向离合器60用作单向离合器的工作状态的图。
符号说明
1自动二轮车；2车架；3前叉；5后叉；6后轮；6a从动链轮；10动力单元；11内燃机；12变速机构；13L左侧单元壳体；13R右侧单元壳体；15曲轴；16L、16R轴承；17气缸体；18活塞；19连杆；20气缸盖；21燃烧室；22凸轮轴；25输入轴；25a一级减速从动齿轮；25b驱动齿轮；26输出轴；26a驱动链轮；26b从动齿轮；27链条；28右侧罩；29轴承；30离心式起动离合器；31离合器内部(inner)；31a内部盘(plate)；31b内部凸部(boss部)；32离合器紧固螺栓；33支轴；34离合器配重(weight)；35离合器外部(outer)；35a外部盘；35b外部凸部；37轴承；40变矩器；41泵叶轮；42涡轮叶轮；43导叶轮；
44导叶轮凸部；45导叶轮轴；46轴承；47超越离合器(free wheelclutch)；48涡轮轴；48a一级减速驱动齿轮；49轴承；50侧罩；51超越离合器；60单向离合器；61单向离合器外轮；62单向离合器内轮；62a凹槽；62b花键；62c凸轮面；62d凹部；63保持器；64离合器滚子；65锤体；66摺状弹簧；70第1盘部；71主体；72凸部；73第1柱部；74弹簧支撑部；75孔；76卡合舌部；77铆接用孔；80第2盘部；81主体；82凸部；83第2柱部；84锤体工作面；85铆接用突起；86卡合舌部。
具体实施方式
下面根据图1至图4说明本发明的一个实施方式。首先，图1是本实施方式的自动二轮车的整体侧视图。
在该自动二轮车1中，动力单元10悬架在车架2中央，并且在该车架2的前部可自由回转地枢轴支承前叉3，前轮4轴支承于前叉3。另外，在使前端枢轴支承于动力单元10并向后方延伸的后叉5的后端轴支承后轮6。
上述动力单元10是将内燃机11和负荷侧的变速机构12一体化而构成的，图2是其主要部分的纵剖面图。
在由内燃机11的曲轴箱和变速机构12的齿轮箱一体形成的左右各半的左侧单元壳体13L和右侧单元壳体13R合为一体，在内部形成曲轴室和齿轮室。配置为指向车辆左右方向的曲轴15，通过轴承16L、16R分别支承于左右侧单元壳体13L、13R。在内燃机中，连杆19连接着活塞18和上述曲轴15，该活塞18可自由滑动地嵌装于气缸体17的气缸内径中。
连接气缸体17的气缸盖20在其与活塞18的顶面之间形成燃烧室21，并设有开闭与该燃烧室21连通的进·排气口的进·排气门(未图示)。驱动该进·排气门的凸轮轴22与曲轴15平行地支承于气缸盖20上，且能够自由旋转。
在变速机构12中，与曲轴15平行配置的输入轴25和出轴26旋转自由地架设于左右侧单元壳体13L、13R上。在上述输入轴25的从右侧单元壳体13R向右方突出的端部上嵌装着一级减速从动齿轮25a，在其左方内侧形成驱动齿轮25b。另外在输出轴26的从左侧单元壳体13L向左方外侧突出的端部上嵌装着驱动链轮26a，在其右方内侧配合着从动齿轮26b，该从动齿轮26b与所述驱动齿轮25b相啮合。
在输出轴26的外侧突出的驱动链轮26a和在后轮6上一体设置的从动链轮6a(参照图1)之间架设链条27，构成最终传动减速机构。
在曲轴15的从右侧单元壳体13R向右方突出的右侧部上，按照从右端朝向内侧，依次配置离心式起动离合器30、变矩器40、一级减速驱动齿轮48a，该一级减速驱动齿轮48a与所述变速机构12的一级减速从动齿轮25a相啮合。
通过该一级减速驱动齿轮48a和一级减速从动齿轮25a的啮合，而从右方覆盖一级减速机构、离心式起动离合器30以及变矩器40的右侧罩28，与右侧单元壳体13R的右端面连接。另外，该右侧罩28通过轴承29轴支承曲轴15的端部。
离心式起动离合器30具有离合器内部31和离合器外部35。离合器内部31由盘状的内部盘31a和保持其基端的内部凸部31b构成，其内部凸部31b与曲轴15的右端部花键连接，离合器内部31通过离合器紧固螺栓32固定，与曲轴一体地旋转。另外，在该内部盘31a的外周端侧与曲轴15平行地突出设置多根支轴33，在支轴33上分别可自由倾斜摆动地枢轴支承着离合器配重34。
在离合器外部35的外部盘35a的圆筒部使其内周面朝向所述多个离合器配重34，并覆盖在其上。另外，支持该外部盘35a基端的外部凸部35b，通过轴承37转动自如地轴转支承于曲轴15上，同时，相对内部凸部31b通过单向离合器60支承。
随着曲轴15的转动，离合器内部31一体地旋转，不会通过单向离合器60向离合器外部35传递转矩。当曲轴15的转动速度超过规定值时，离合器配重34的倾斜摆动程度增大，并作用于外部盘35a，与离心式起动离合器30连接配合驱动离合器外部35旋转。
另一方面，单向离合器60，只有在从车轮传递到变速机构12一侧(离合器外部35一侧)的驱动力比内燃机11一侧(离合器内部31一侧)的驱动力大，并且内燃机11一侧(曲轴15)的转动速度大于等于规定值的时候，才从变速机构12一侧(离合器外部35一侧)向曲轴15离合器内部一侧)传动。在后面将详细说明其结构。
从上述离心式起动离合器30向右侧单元壳体13R一侧临接配置的变矩器40的构成包括：与支持上述外部盘35a基端的外部凸部35b一体连接的泵叶轮41；与泵叶轮41相对的涡轮叶片42；配置在该泵叶轮41和涡轮叶片42之间的导轮叶片43。
支持导轮叶片43基端的导轮凸部44与圆筒状的导轮轴45以花键嵌合。该导轮轴45通过轴承46轴支承于曲轴15，同时，相对右侧单元壳体13R通过超越离合器47支承。导轮叶片43可与导轮轴45一体地单向旋转。
支持涡轮叶片42基端的圆筒状涡轮轴48，通过轴承49旋转自如地支承于所述导轮轴45，在该涡轮轴48座端部上配置所述一级减速驱动齿轮48a。
在泵叶轮41上，一体地连接覆盖涡轮叶片42的侧罩50。在该侧罩50和涡轮轴48之间设置超越离合器51。
当曲轴15的转动速度超过规定速度，泵叶轮41随着与离心式起动离合器30连接配合的离合器外部35转动时，变矩器40内的工作油液从泵叶轮41顺着涡轮叶片42以及超越离合器47流过依规定旋转的导轮叶片43，并循环返回至泵叶轮41内周侧，从而泵叶轮41的转矩传递到涡轮叶片42。这样驱动与涡轮叶片42一体的涡轮轴48即一级减速驱动齿轮48a转动。
在涡轮叶片42的转速接近泵叶轮41的转速时，通过超越离合器47使导轮叶片43空转，从而使由泵叶轮41、涡轮叶片42以及导轮叶片43一体构成的流体离合器高效旋转，以实现变矩器40的自动变速功能。
在减速时的反转从变速机构12一侧通过一级减速机构输入涡轮轴48的时候，该转矩通过与超越离合器51连接配合的侧罩50直接传递至泵叶轮41，与泵叶轮41一体的外部凸部35b的旋转通过单向离合器60传递给曲轴15，则发动机制动器启动。
下面参照图3至图10说明所述单向离合器60的具体结构。
图3是构成单向离合器60的保持器63的第1盘部70的展开图；图4是表示该第1盘部70成形后状态的图，图4中(a)为正视图，(b)为(a)的B向视图，(c)为(a)的C向视图，(d)为(a)的D向视图；另外，图5是上述保持器63的第2盘部80的展开图；图6是表示该第2盘部80成形后状态的图，图6中(a)为正视图，(b)为(a)的B向视图，(c)为(a)的C向视图，(d)为(a)的D向视图。
在本实施方式中，第1盘部70和第2盘部80通过在板状的钢板上冲压成型。
第1盘部70的展开状态如图3所示，其构成包括：大致为环状的主体71；从该主体71沿径向外延伸出的多个(图实例中为6个)凸部72；从该主体71沿径向内延伸出的两个卡合舌部76。凸部72由第1柱部73和弹簧承受部74构成，在弹簧承受部74上设有用于安装后述的摺状弹簧66的孔75。卡合舌部76用于将保持器63固定在后述单向离合器内轮62上。在主体71上还设有用于连接第2盘部80的铆接用孔77。
在如图3所示的展开状态下，相对第1盘部70的主体71，使凸部72折两道弯，而卡合舌部76折一道弯，这样第1盘部70形成如图4所示的立体结构。
第2盘部80的展开状态如图5所示，其构成包括：大致为环状的主体81；从该主体81沿径向外延伸出的多个(图实例中为6个)凸部82；从该主体81沿径向内延伸出的两个卡合舌部86。凸部82具有第2柱部83以及铆接用突起85。在该第2柱部83以及铆接用突起85之间，设置后述的锤体工作面84。卡合舌部86用于将保持器63固定在后述单向离合器内轮62上。
在如图5所示的展开状态下，相对第2盘部80的主体81，使凸部82折3道弯，而卡合舌部86折一道弯，这样第2盘部80形成如图6所示的立体结构。
图7是本实施方式的正视图。图8是利用通过上述单向离合器60的轴线的平面切断单向离合器60的剖面图。本实施方式单向离合器60通过冲压板状钢板，弯曲加工制成规定形状，如图4以及图6所示，使第1盘部70和第2盘部80以夹入单向离合器内轮62的方式连接，第2盘部80的铆接用突起85插入第1盘部70的铆接用孔77中，同时，卡合舌部76，86嵌入单向离合器内轮62的凹槽62a而进行固定。
在单向离合器内轮62的内周上，除了用于嵌合所述第1盘部70和第2盘部80的卡合舌部76，86的凹槽62a之外，还形成有用于使单向离合器内轮62自身与所述离心式起动离合器30的内部凸部31b的外周面结合的花键62b。另外在外周的多个(图示中为6处)位置上，相对圆周倾斜地，形成有在单向离合器内轮62和单向离合器外轮61之间夹持以及释放离合器滚子64的凸轮面62c以及收容锤体65的凹部62d。
在图7和图8中，符号61代表与所述离心式起动离合器30的外部凸部35b一体的单向离合器外轮(参照图2)。另外，上述单向离合器内轮62的内周与所述离心式起动离合器30的内部凸部31b的外周面以花键62b连接，在该外周与所述单向离合器外轮61之间存在间隙，使上述单向离合器内轮62配置成可以相对所述单向离合器外轮61转动。
在上述单向离合器内轮62的凹部62d中收纳圆筒形的锤体65，在单向离合器内轮62外侧配置离合器滚子64。另外，在弹簧承受部74上设有摺状弹簧66。使离合器滚子64受到非配合方向上的作用力。
图9和图10是表示本实施方式的单向离合器60的工作状态的图，图9是单向离合器60的双向空转状态；图10是单向离合器60用作单向离合器的工作状态。
在内燃机11停止或低速旋转时，如图9所示，锤体65位于单向离合器内轮62的凹部62d内径一侧。离合器滚子64通过摺状弹簧66在非配合方向上受到挤压。即，离合器滚子64在单向离合器外轮61以及单向离合器内轮62的凸轮面62c之间自由空转。然而在图9所示状态下，单向离合器外轮61以及单向离合器内轮62中的任一个无论哪一个方向转动，都不会使该旋转向另一方传递。
其次，在曲轴15向顺时针方向旋转时，离合器内部凸部31b以及单向离合器内轮62也一体旋转，当该旋转速度大于等于规定值时，如图10所示，锤体65受离心力作用而沿着锤体工作面84向外侧移动，顶着摺状弹簧66的压力，将离合器滚子64沿着凸轮面62c向连接配合的方向(图中为顺时针方向)挤出。这样，离合器滚子64紧密地挤压夹持在单向离合器外轮61的内周面以及单向离合器内轮62的凸轮面62c之间。
在该状态下，当从后轮6传递到变速机构12一侧的驱动力比内燃机11一侧的驱动力还要大时，变速机构12一侧，即单向离合器外轮61在顺时针方向上的旋转被直接传递到单向离合器内轮62，即曲轴15一侧。反过来，当内燃机11一侧的驱动力比从后轮6传递到变速机构12一侧的驱动力大的时候，如果单向离合器内轮62顺时针方向回转，会使离合器滚子64向单向离合器外轮61以及凸轮面62c之间的非连接配合方向移动，从而离合器滚子64自由空转，不传递旋转运动。
下面，就自动二轮车的实际运转进行说明。正常行驶时，因为内燃机11的驱动力比从车轮传递到变速机构12一侧的驱动力大，所以通过单向离合器内轮62在顺时针方向上旋转，如图9所示，离合器滚子64向逆时针方即向非连接配合方向移动且自由空转，不会通过单向离合器60传递旋转。
其次，在行驶中进行减速操作时，车轮的旋转传递到在离心式起动离合器30的外部凸部35b上形成的单向离合器外轮61(图中顺时针方向旋转).在曲轴15和外部凸部35b旋转次数超过规定旋转次数的过程中，如图10所示，锤体65受离心力作用而向外侧移动，将离合器滚子64沿着凸轮面62c向顺时针方向(向连接配合的方向)挤出.这样，离合器滚子64紧密地被挤压夹持在单向离合器外轮61的内周面以及单向离合器内轮62的凸轮面62c之间，从而使单向离合器外轮61的顺时针方向旋转，将传递到单向离合器内轮62，即曲轴15一侧，则发动机制动器将启动.
另外，像车辆刹车(减速滑行)那样的情况，使自动二轮车的内燃机停止运行，车轮低速旋转时，单向离合器60的锤体65不受离心力作用。从而，如图9所示，离合器滚子64因受摺状弹簧66作用而在逆时针方向上受挤压，使锤体65陷入单向离合器内轮62的凹部62d内，并自由空转，则单向离合器60双向空转。这样，即使不用切换至空档，也能够减速滑行。
在上述的本实施方式中，即使车轮低速旋转，也不会将该旋转传递到曲轴15，所以在刹车时没有必要进行换档操作。另一方面，如果在行驶中减小油门，车轮的转动会传递到曲轴，能够进行发动机制动。
另外，在本实施方式中，利用了锤体65的离心力，所以可以根据锤体65的重量任意选择解除单向离合器的卡合状态的规定转速，从而提高了通用性。并且，通过离心力而工作，因此不产生磨擦损失。
另外，锤体65的制造材料可以考虑选用：钢、铜、合金钢、铝、合成树脂等。如果使用钢等比重较大的材料，则每单位体积所受的离心力也较大，因此，即使装置尺寸较小且低速旋转，也能够获得啮合状态，另外可使锤体直径变小。
在本实施方式中，用圆筒形的离合器滚子64来表示了转动体，该离合器滚子64也可以是球体。另外，锤体65可以用球体来代替圆筒形的滚子。进而，关于转动体和锤体的配合，两者均可以是滚子、球体，或者其中任一方为滚子而另一方可以是球体。
另外，在本实施方式中，单向离合器内轮62的凸轮面62c在圆周方向上设置六处，该数目可以根据转矩范围而任意改变。虽然与此数目无关，但是最好是设置成，凸轮面62c在圆周方向上均匀分布。
另外，在图7，图9，图10中，离合器滚子64和锤体65的直径大致相同，但是不需要一定是相同的尺寸，可以根据使用条件(例如工作时的转速范围)任意设定。
另外，在上述实施方式中，说明了在单向离合器内轮62的外周上形成凸轮面62c，在凸轮面62c与其外侧的单向离合器外铜61之间夹持离合器滚子64的情况；然而，也可以在单向离合器外铜61的内周形成凸铜面，在凸铜面与其内侧的单向离合器内铜62之间夹持离合器滚子。

Claims (3)

1.一种自动二轮车，在内燃机的曲轴和变速机构之间设置离心式起动离合器以及变矩器，其特征在于，
在上述曲轴和上述变矩器之间设置一单向离合器(60)，该单向离合器(60)具有：
单向离合器外轮(61)；
单向离合器内轮(62)，在该单向离合器内轮(62)的外周的多个位置上相对圆周倾斜地设有凸轮面(62c)和凹部(62d)；
离合器滚子(64)，该离合器滚子(64)设置在单向离合器内轮(62)的外侧，离合器滚子(64)由上述凸轮面(62c)在单向离合器内轮(62)和单向离合器外轮(61)之间夹持以及释放；
锤体(65)，该锤体(65)位于上述凹部(62d)的内径一侧，并且该锤体(65)被收容在上述凹部(62d)中；以及
摺状弹簧(66)，该摺状弹簧(66)将离合器滚子(64)向非连接配合方向按压；
只在从车轮传递到上述变速机构一侧的驱动力比上述内燃机的驱动力大且上述曲轴的旋转速度大于等于规定值的时候，上述锤体(65)克服摺状弹簧(66)的压力将上述离合器滚子(64)沿上述凸轮面(62c)向连接配合方向挤压到上述单向离合器外轮(61)和上述单向离合器内轮(62)之间，从而上述单向离合器从上述变速机构向上述曲轴传递动力。
2.根据权利要求1所述的自动二轮车，其特征在于，
离合器滚子(64)在单向离合器外轮(61)的内周面和单向离合器内轮(62)的凸轮面(62c)之间被挤压夹持和释放，
单向离合器内轮(62)的凸轮面(62c)设置成，使单向离合器外轮(61)的转动方向与使离合器滚子(64)被挤压夹持在单向离合器外轮(61)的内周面以及单向离合器内轮(62)的凸轮面(62c)之间的配合方向一致。
3.根据权利要求2所述的自动二轮车，其特征在于，上述锤体(65)设置在凹部(62d)中，并且该锤体(65)与离合器滚子(64)相邻。
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