JP2002364676A - 電磁パイロット式クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチプレートが摩耗しても伝達トルクが
変化しない、電磁パイロット式クラッチ装置を提供する
ことである。 【解決手段】 ケースに形成されたオイル室内で、ハウ
ジングが一方軸に一体的に連結され、回転部材が他方軸
に一体的に連結され、ハウジングに形成されたクラッチ
収納室内にメインクラッチ、電磁パイロットクラッチ及
び第１カム部材と第２カム部材からなるカム式増幅機構
が配設され、クラッチの作動により一方軸と他方軸との
間でトルク伝達されるようになっている電磁パイロット
式クラッチ装置において、第２カム部材をメインクラッ
チから離脱する方向に付勢する非線形バネを、カム機構
が作動して第２カム部材がメインクラッチを圧接したと
き非線形領域の頂点付近のバネ力を発生するように圧縮
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラッチプレート
が摩耗しても伝達トルクが変化しない電磁パイロット式
クラッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジンの回転動力を駆動輪に伝
達する発進用のクラッチ装置としては、ケースにクラッ
チオイルを貯留するオイル室が形成され、該ケースにオ
イル室内で回転可能に支承されたハウジングにメインク
ラッチ、電磁パイロットクラッチ及びカム式増幅機構が
収納されたクラッチ収納室が形成されているものがあ
る。ハウジングはケースに軸承された一方軸に一体的に
連結され、ハウジングにクラッチ収納室内で回転可能に
支承された回転部材はケースに軸承された他方軸に一体
的に連結されていた。メインクラッチはクラッチ収納室
内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係
合されたメインアウタクラッチプレート及び該メインア
ウタクラッチプレートと交互に配置されインナシャフト
に回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメ
インインナクラッチプレートで構成され、電磁パイロッ
トクラッチへ通電がされると、電磁パイロットクラッチ
の伝達トルクがカム式増幅機構により増幅されてメイン
クラッチを圧接することにより、ハウジングとインナシ
ャフトとの間でトルク伝達がされるようになっていた。

【０００３】上記した従来のクラッチ装置においては、
特に低温始動時に、クラッチオイルの粘性抵抗によりパ
イロットクラッチ、メインクラッチにおいて引き摺りト
ルクが発生し、電磁パイロットクラッチへの通電が停止
された状態においても、引き摺りトルクによってハウジ
ングとインナシャフトとの間でトルク伝達が行われる問
題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる問題を防止する
ために、この種のクラッチ装置においては、カム式増幅
機構のカム部材を皿バネのバネ力によってメインクラッ
チより離間させ、パイロットクラッチにおいて引き摺り
トルクが発生しても、ハウジングとインナシャフトとの
間でトルク伝達が行われないようにしている。

【０００５】しかしながら、このようなクラッチ装置に
おいては、メインクラッチが摩耗するとメインアウタク
ラッチプレートとメインインナクラッチプレートとの間
の隙間が大きくなり、電磁パイロットクラッチが作動し
たときメインアウタクラッチプレートとメインインナク
ラッチプレートとを圧接させるためにカム式増幅機構の
カム部材がメインクラッチ方向に移動する距離が増大す
る。これにより皿バネのバネ力が変化し、メインクラッ
チの摩耗につれて伝達トルク特性が変化する不具合があ
った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、オイル室
が内部に形成されたケースと、該ケースに回転軸線上で
回転可能に支承された一方軸と、前記オイル室内に配置
されて前記一方軸に一体的に連結されクラッチ収納室が
内部に形成されたハウジングと、前記ケースに前記一方
軸と対向して前記回転軸線上で回転可能に支承された他
方軸と、前記ハウジングに回転可能に支承されて前記ク
ラッチ収納室内に延在し前記他方軸に一体的に連結され
た回転部材と、前記クラッチ収納室内周面に相対回転を
規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインアウ
タクラッチプレート及び該メインアウタクラッチプレー
トと交互に配置され前記回転部材に回転を規制されて軸
線方向に移動可能に係合されたメインインナクラッチプ
レートとを備えたメインクラッチと、前記クラッチ収納
室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に
係合されたパイロットアウタクラッチプレート、該パイ
ロットアウタクラッチプレートと交互に配置され第１カ
ム部材に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係
合されたパイロットインナクラッチプレート及び前記パ
イロットアウタクラッチプレートとパイロットインナク
ラッチプレートとを圧接させる電磁石とを備えた電磁パ
イロットクラッチと、前記メインクラッチに当接する第
２カム部材と前記第１カム部材との相対回転によるカム
機構の作動により前記第２カム部材が軸線方向に移動さ
れて前記メインクラッチを前記電磁パイロットクラッチ
の伝達トルクを増幅して圧接するカム式増幅機構とを有
する電磁パイロット式クラッチ装置において、前記第２
カム部材を前記メインクラッチから離脱する方向に付勢
する非線形バネを設け、前記カム機構が作動して前記第
２カム部材が前記メインクラッチを圧接したとき前記非
線形バネが非線形領域の頂点付近のバネ力を発生するよ
うに前記非線形バネを圧縮することである。

【０００７】請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請
求項１に記載の電磁パイロット式クラッチ装置におい
て、前記非線形バネを回転部材に設けたバネ支持部と前
記第２カム部材との間に介装した皿バネとしたことであ
る。

【０００８】請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請
求項１又は請求項２に記載の電磁パイロット式クラッチ
装置において、前記非線形バネと前記第２カム部材又は
前記バネ支持部との間に前記非線形バネの初期荷重を調
整するシムを介在させたことである。

【０００９】

【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項１に
係る発明においては、電磁パイロットクラッチの伝達ト
ルクを増幅してメインクラッチを圧接するカム式増幅機
構の第２カム部材をメインクラッチから離脱する方向に
付勢する非線形バネが設けられており、電磁パイロット
クラッチの電磁石が非通電状態のときは第２カム部材は
メインクラッチから離脱する方向に付勢される。電磁石
に通電されると、電磁パイロットクラッチが回転トルク
を伝達し、カム式増幅機構の第１カム部材と第２カム部
材とが相対回転して、第２カム部材が軸線方向に移動し
てメインクラッチを圧接し、ハウジングとインナシャフ
トとの間でトルク伝達が行なわれる。非線形バネは、第
２カム部材がメインクラッチを圧接したとき、図２で示
す、たわみ−荷重曲線の非線形領域の頂点付近のバネ力
を発生するたわみ量Ａ１だけ圧縮されるように介装され
ているので、メインクラッチのメインアウタクラッチプ
レートとメインインナクラッチプレートの摩耗により隙
間が広がり非線形バネのたわみ量がＡ２に範囲Ｃだけ変
化しても、非線形バネのバネ力の変化範囲はｈ２だけ
で、電磁パイロットクラッチへ通電される電流に対して
クラッチにより伝達されるトルク特性が大きく変化する
ことがない。

【００１０】上記のように構成した請求項２に係る発明
においては、非線形バネをインナシャフトに設けたバネ
支持部と第２カム部材との間に介装した皿バネとしたの
で、バネ支持部と第２カム部材との間にバネ力が安定し
た皿バネを簡単な構造で介装することができる。

【００１１】上記のように構成した請求項３に係る発明
においては、非線形バネと第２カム部材又はバネ支持部
との間に非線形バネの初期荷重を調整するシムを介在し
たので、非線形バネが介装される空隙の寸法誤差、非線
形バネの荷重誤差等によるバラツキを調整することがで
きる。

【００１２】

【実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係るクラ
ッチ装置の実施形態について説明する。図１はクラッチ
装置１０の側面の断面図であり、車体に固定されたケー
ス１１、ケース１１内に形成されたオイル室１２、ケー
ス１１にオイル室１２内で回転可能に支承されたハウジ
ング１３、ハウジング１３内に形成されたクラッチ収納
室１４、ハウジング１３にクラッチ収納室１４内で回転
可能に支承された回転部材であるインナシャフト１５、
クラッチ収納室１４に収納されたメインクラッチ１６、
電磁パイロットクラッチ１７及びカム式増幅機構３０と
で基本的に構成されている。

【００１３】クラッチ装置１０のケース本体１１ａは後
方である一方が開口した筒形状であり、該開口部がリヤ
カバー２０により覆蓋されてケース１１が構成され、内
側にクラッチオイル１９が貯留されるオイル室１２が設
けられている。ケース１１には後方端に開口部を有する
有底筒状のハウジング本体１３ａがオイル室１２内で回
転可能に支承されている。ハウジング本体１３ａの開口
部にはリング状の非磁性体であるステンレス製の中間部
材３９を介して溶接等により固着された段付筒形状のリ
ヤカバー３７，３８が固定されてハウジング１３が形成
されている。ハウジング本体１３ａ、リヤカバー３７及
び３８は磁性材料であり、後述の電磁パイロットクラッ
チ１７の電磁コイル３３による磁束が形成され易い構造
となっている。ハウジング１３の周壁には連結穴４０，
４１が円周上複数開口されており、オイル室１２及び後
述のクラッチ収納室１４内をクラッチオイル１９が循環
できるようになっている。

【００１４】クラッチ装置１０は、図３に示すように、
自動二輪車或いは自動車等の後輪５へ駆動力を伝達する
経路に搭載されて、発進用クラッチ装置として機能す
る。エンジン６の出力はＶベルト式自動変速機（ＣＶ
Ｔ）８に入力された後、第１の減速機７で減速され、ク
ラッチ装置１０のケース１１に回転軸線上で軸受２７を
介して回転可能に支承された、一方軸としての入力軸２
１に伝達される。入力軸２１は、オイル室１２内でハウ
ジング１３の一端面２２に一体的に連結されている。ハ
ウジング１３内に形成されたクラッチ収納室１４内には
回転軸線上に沿って段付筒形状のインナシャフト１５が
延在し、このインナシャフト１５はハウジング１３に軸
受２４及びニードル軸受２５を介して回転可能に支承さ
れている。ケース１１に軸受２６により回転可能に支承
された他方軸としての出力軸２３の先端部には外スプラ
イン５３が形成されており、インナシャフト１５の後端
開口部に形成されている内スプライン５４とスプライン
嵌合してトルク伝達ができるように一体的に連結されて
いる。出力軸２３の回転は、第２の減速機９を介して車
軸４に伝達され、自動二輪車等の後輪５が回転駆動され
るようになっている。入力軸２１及び出力軸２３の各外
周には、クラッチオイル１９をオイル室１２内から外部
に漏らさないための環状のオイルシール５３，５４が取
付けられている。

【００１５】クラッチ収納室１４内には、メインクラッ
チ１６、電磁パイロットクラッチ１７及びカム式増幅機
構３０が配設されている。メインクラッチ１６は、湿式
多板式の摩擦クラッチであり、複数のメインインナクラ
ッチプレート３１及びメインアウタクラッチプレート３
２を備えている。メインクラッチ１６を構成する各メイ
ンインナクラッチプレート３１は、インナシャフト１５
の外周にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付
けられている。各メインアウタクラッチプレート３２は
ハウジング１３のクラッチ収納室１４内周面に形成され
たスプライン歯にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可
能に組付けられている。各メインインナクラッチプレー
ト３１と各メインアウタクラッチプレート３２は交互に
位置していて、係合時は互いに当接して摩擦係合すると
ともに、離脱時は互いに離間して非係合状態となる。

【００１６】電磁パイロットクラッチ１７は、電磁コイ
ル３３、パイロットクラッチ３４、アーマチャ３５及び
ヨーク３６にて構成されている。電磁コイル３３は環状
を呈し、ヨーク３６に嵌着され、該ヨーク３６はリヤカ
バー３７に軸受２８により回転可能に支承され、突出部
３７ａがケース１１に係合して回転が規制されている。
ヨーク３６は、リヤカバー３７とは微小隙間を保ち回転
可能に組付けられている。パイロットクラッチ３４は、
２枚のパイロットアウタクラッチプレート４２と１枚の
パイロットインナクラッチプレート４３とからなり、各
パイロットアウタクラッチプレート４２はハウジング１
３のクラッチ収納室１４内周面に形成されたスプライン
歯にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けら
れ、パイロットインナクラッチプレート４３はカム式増
幅機構３０の第１カム部材４４の外周にスプライン嵌合
して軸線方向へ移動可能に組付けられている。アーマチ
ャ３５は環状を呈するもので、クラッチ収納室１４内周
にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられ
ていて、パイロットクラッチ３４の前側に位置して対向
している。カム式増幅機構３０は、メインクラッチ１６
と電磁パイロットクラッチ１７との間に配設されている
もので、第１カム部材４４、第２カム部材４５及び複数
のカムフォロア４６にて構成されている。第１カム部材
４４は、インナシャフト１５の外周に回転可能に嵌合さ
れた状態でパイロットクラッチ３４の半径方向内側に位
置している。第２カム部材４５は、インナシャフト１５
の外周にスプライン嵌合した状態で、第１カム部材４４
及びアーマチャ３５とメインクラッチ１６との間に位置
している。

【００１７】第２カム部材４５には段部５７が、インナ
シャフト１５にはバネ支持部５８が設けられており、段
部５７とバネ支持部５８により空隙６２が形成されてい
る。空隙６２には本発明に係る非線形バネである皿バネ
５５が介装されており、電磁パイロットクラッチ１７が
非作動状態のときに第２カム部材４５を皿バネ５５のバ
ネ力によりメインクラッチ１６から離脱する方向に付勢
して、メインクラッチ１６のメインインナクラッチプレ
ート３１とメインアウタクラッチプレート３２とを離間
させて所定の隙間を保持するようになっている。図２
は、非線形バネである皿バネのたわみ−荷重曲線であ
り、非線形領域ではたわみ量が増大してもバネ力である
荷重が殆ど変化していない。カム機構１８が作動して第
２カム部材４５がメインクラッチ１６を圧接したとき、
皿バネ５５のたわみ量が非線形領域のたわみ量Ａ１にな
るように調整して皿バネ５５を空隙６２に介装すると、
メインクラッチ１６のメインインナクラッチプレート３
１とメインアウタクラッチプレート３２の隙間が摩耗に
より広がり、たわみ量がＡ２になって範囲Ｃだけ変化し
てもバネ力の変化範囲はｈ２のみである。更に、皿バネ
５５のたわみ量がＡ１になるように圧縮を調整するシム
５６を空隙６２の段部５７或いはバネ支持部５８に介在
させることができる構成となっている。

【００１８】上記のように構成したクラッチ装置の実施
形態においては、エンジン６を始動すると、エンジン６
の出力が、ＣＶＴ８、第１の減速機７を介して入力軸２
１へ伝達され、ハウジング１３が回転駆動される。エン
ジン６の始動時は、通常、電磁パイロットクラッチ１７
の電磁コイル３３は非通電状態にあるので磁束は形成さ
れず、パイロットクラッチ３４は非係合状態にある。こ
のとき、第２カム部材４５は皿バネ５５に付勢されてメ
インクラッチ１６から離脱し、メインクラッチインナプ
レート３１とメインクラッチアウタプレート３２は離間
した非係合状態で相対回転しており、入力軸２１から出
力軸２３へのトルク伝達は行われない。皿バネ５５のバ
ネ力により第２カム部材４５がカムフォロア４６を介し
て押し付けられた第１カム部材４４は、パイロットクラ
ッチ３４が非係合状態であるので、第２カム部材４５に
連れて回転する。

【００１９】電磁コイル３３に通電されると、電磁パイ
ロットクラッチ１７には電磁コイル３３を基点としてヨ
ーク３６、リヤカバー３７、アーマチャ３５及びリヤカ
バー３８を循環する磁束が形成されて、アーマチャ３５
を吸引する。このため、アーマチャ３５はパイロットク
ラッチ３４を押圧して摩擦係合するので、電磁パイロッ
トクラッチ１７にパイロットトルクが発生し、カム式増
幅機構３０の第１カム部材４４と第２カム部材４５との
間に相対回転が生じて、カムフォロア４６とカム溝の作
用により、第２カム部材４５が皿バネ５５を押圧してメ
インクラッチ１６のメインインナクラッチプレート３１
とメインアウタクラッチプレート３２とが圧接され、メ
インクラッチ１６がパイロットクラッチ３４の摩擦係合
力に応じて摩擦係合して、ハウジング１３からインナシ
ャフト１５にトルクが伝達される。

【００２０】本発明に係る電磁パイロット式クラッチ装
置は、初期組立時において、カム機構１８が作動して第
２カム部材４５がメインクラッチ１６を圧接したとき皿
バネ５５のたわみ量が、たわみ−荷重曲線の非線形領域
の頂点付近のバネ力を発生するたわみ量Ａ１になるよう
に調整されて介装されているので、メインクラッチ１６
のメインインナクラッチプレート３１とメインアウタク
ラッチプレート３２との間の隙間が摩耗により広くな
り、たわみ量がＡ２になって範囲Ｃだけ変化してもバネ
力の変化範囲はｈ２と小さいので、クラッチにより伝達
されるトルク特性に大きな変化は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るクラッチ装置の縦断面図であ
る。

【図２】 非線形バネのたわみ−荷重曲線である。

【図３】 自動二輪車等の駆動力伝達経路を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０・・・クラッチ装置、１１・・・ケース、１１ａ・
・・ケース本体、１２・・・オイル室、１３・・・ハウ
ジング、１３ａ・・・ハウジング本体、１４・・・クラ
ッチ収納室、１５・・・インナシャフト（回転部材）、
１６・・・メインクラッチ、１７・・・電磁パイロット
クラッチ、３０・・・カム式増幅機構、３１・・・メイ
ンインナクラッチプレート、３２・・・メインアウタク
ラッチプレート、３３・・・電磁コイル、３４・・・パ
イロットクラッチ、３５・・・アーマチャ、４２・・・
パイロットアウタクラッチプレート、４３・・・パイロ
ットインナクラッチプレート、４４・・・第１カム部
材、４５・・・第２カム部材、４６・・・カムフォロ
ア、５５・・・非線形バネ（皿バネ）、５６・・・シ
ム、５７・・・段部、５８・・・バネ支持部、６２・・
・空隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中場 広幸 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイル室が内部に形成されたケースと、
   該ケースに回転軸線上で回転可能に支承された一方軸
   と、前記オイル室内に配置されて前記一方軸に一体的に
   連結されクラッチ収納室が内部に形成されたハウジング
   と、前記ケースに前記一方軸と対向して前記回転軸線上
   で回転可能に支承された他方軸と、前記ハウジングに回
   転可能に支承されて前記クラッチ収納室内に延在し前記
   他方軸に一体的に連結された回転部材と、前記クラッチ
   収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可
   能に係合されたメインアウタクラッチプレート及び該メ
   インアウタクラッチプレートと交互に配置され前記回転
   部材に回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合され
   たメインインナクラッチプレートとを備えたメインクラ
   ッチと、前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制さ
   れて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットアウタ
   クラッチプレート、該パイロットアウタクラッチプレー
   トと交互に配置され第１カム部材に相対回転を規制され
   て軸線方向に移動可能に係合されたパイロットインナク
   ラッチプレート及び前記パイロットアウタクラッチプレ
   ートとパイロットインナクラッチプレートとを圧接させ
   る電磁石とを備えた電磁パイロットクラッチと、前記メ
   インクラッチに当接する第２カム部材と前記第１カム部
   材との相対回転によるカム機構の作動により前記第２カ
   ム部材が軸線方向に移動されて前記メインクラッチを前
   記電磁パイロットクラッチの伝達トルクを増幅して圧接
   するカム式増幅機構とを有する電磁パイロット式クラッ
   チ装置において、前記第２カム部材を前記メインクラッ
   チから離脱する方向に付勢する非線形バネを設け、前記
   カム機構が作動して前記第２カム部材が前記メインクラ
   ッチを圧接したとき前記非線形バネが非線形領域の頂点
   付近のバネ力を発生するように前記非線形バネを圧縮す
   ることを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁パイロット式クラ
   ッチ装置において、前記非線形バネを回転部材に設けた
   バネ支持部と前記第２カム部材との間に介装した皿バネ
   としたことを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の電磁パイ
   ロット式クラッチ装置において、前記非線形バネと前記
   第２カム部材又は前記バネ支持部との間に前記非線形バ
   ネの初期荷重を調整するシムを介在させたことを特徴と
   する電磁パイロット式クラッチ装置。