JP2005076698A - 車両用発進クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源および駆動輪間の動力伝達系に介設される車両用発進クラッチにおいて、動力伝達系の重量増大およびコスト増大を回避しつつ、充分なエンジンブレーキ効果が得られるようにする。
【解決手段】遠心ウエイト５６および入力側回転部材５５間には、クラッチオン状態からクラッチオフ状態となる側に前記遠心ウエイト５６が回動する際の前記入力側回転部材５５の回転数よりも高い回転数となるまでクラッチオフ状態からクラッチオン状態となる側への前記遠心ウエイト５６の回動を制限する回動制限手段７４が設けられる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両用発進クラッチに関し、特に、駆動輪に連なる出力側回転部材と、該出力側回転部材と同軸の回転軸線を有して車両の駆動源に連なる入力側回転部材と、該入力側回転部材の回転に伴う遠心力の作用に応じて前記出力側回転部材に摩擦係合してクラッチオン状態となる側に回動することを可能として前記入力側回転部材に回動可能に支承される遠心ウエイトと、該遠心ウエイトを前記摩擦係合を解消したクラッチオフ状態となる側にばね付勢するばね付勢手段とを備え、前記駆動源および前記駆動輪間の動力伝達系に介設される車両用発進クラッチに関する。

従来、たとえば特許文献１で開示される発進クラッチでは、遠心ウエイトに作用する遠心力が該遠心ウエイトをクラッチオフ側に付勢するばねのばね力以上になるのに応じて、遠心ウエイトをクラッチオン側に回動せしめ、出力側回転部材に摩擦係合させるようにしている。
特開平１０−１５９９７３号公報

ところで、上記従来の発進クラッチでは、低回転でのクラッチの引きずりを防止するために、遠心ウエイトをクラッチオフ側に付勢するばねのばね力を比較的大きく設定している。そのため回転数が比較的高くなるのに応じて遠心ウエイトがクラッチオン側に回動するとともに、クラッチオン状態での回転数低下時には回転数が比較的高い状態でクラッチオフ状態になることになり、エンジンブレーキ作用回転数の下限値が高い。そのため、上記従来のものでは、発進クラッチと、一方向クラッチ等の他のメカニズムとを併用することでエンジンブレーキ効果を得るようにしており、動力伝達系の重量増加およびコスト増大の要因となっている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、動力伝達系の重量増大およびコスト増大を回避しつつ、充分なエンジンブレーキ効果が得られるようにした車両用発進クラッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、駆動輪に連なる出力側回転部材と、該出力側回転部材と同軸の回転軸線を有して車両の駆動源に連なる入力側回転部材と、該入力側回転部材の回転に伴う遠心力の作用に応じて前記出力側回転部材に摩擦係合してクラッチオン状態となる側に回動することを可能として前記入力側回転部材に回動可能に支承される遠心ウエイトと、該遠心ウエイトを前記摩擦係合を解消したクラッチオフ状態となる側にばね付勢するばね付勢手段とを備え、前記駆動源および前記駆動輪間の動力伝達系に介設される車両用発進クラッチにおいて、前記遠心ウエイトおよび前記入力側回転部材間には、クラッチオン状態からクラッチオフ状態となる側に前記遠心ウエイトが回動する際の前記入力側回転部材の回転数よりも高い回転数となるまでクラッチオフ状態からクラッチオン状態となる側への前記遠心ウエイトの回動を制限する回動制限手段が設けられることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記回動制限手段は、前記入力側回転部材および前記遠心ウエイトの一方に設けられて他方側に突出する突起と、前記入力側回転部材および前記遠心ウエイトの一方に摺接する側にばね付勢されるとともに前記突起を乗り越えることを可能として前記入力側回転部材および前記遠心ウエイトの他方に保持される摺動部材とを備えることを特徴とする。

さらに請求項３記載の発明は、上記請求項２記載の発明の構成に加えて、前記遠心ウエイトの前記入力側回転部材に対向する対向面には有底の保持穴が設けられ、前記対向面側に突出して前記入力側回転部材に設けられる突起を乗り越えることを可能として前記摺動部材が前記保持穴の開口端部に保持され、前記摺動部材を前記入力側回転部材に摺接させる側に付勢するばね力を発揮するばねが前記保持穴に収容されることを特徴とする。

上記請求項１記載の発明によれば、遠心ウエイトへのばね付勢手段によるばね付勢力を比較的小さく設定しても、クラッチオン状態からクラッチオフ状態となる側に遠心ウエイトが回動する際の入力側回転部材の回転数よりも高い回転数となるまで遠心ウエイトがクラッチオン状態となる側に回動することはないので、比較的高回転となるまでは遠心ウエイトのクラッチオン側への作動が制限される。しかもクラッチオン状態となるときには、遠心力がばね付勢手段のばね付勢力を大きく超えているので、回動制限手段による遠心ウエイトの回動制限が解除されたときには遠心ウエイトは速やかに出力側回転部材に押しつけられることになり、車両発進時の引きずり領域を減少せしめ、耐久性の向上およびクラッチのつながり感の向上を図ることができる。またばね付勢手段によるばね付勢力を比較的小さく設定することで、回転数が比較的低くなるまではクラッチオン状態が維持されることになり、エンジンブレーキを効果的に得ることができ、そのようなエンジンブレーキ効果を得るに際して、一方向クラッチ等の他のメカニズムとを併用する必要はないので、動力伝達系の重量増大およびコスト増大を回避することができる。

また上記請求項２記載の発明によれば、入力側回転部材および遠心ウエイトの一方に摺接する側にばね付勢される摺動部材が突起を乗り越えるまでは、クラッチオン状態となる側への遠心ウエイトの回動を制限することができ、簡単な構造を有する小型の回動制限手段を構成することができる。

さらに上記請求項３記載の発明によれば、比較的厚い遠心ウエイトに、摺動部材を保持せしめるとともにばねを収容するようにして、回転軸線に沿う方向での発進クラッチの小型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図６は車両用エンジンの縦断側面図、図２は図１の要部拡大図、図３はクラッチオフ状態での図２の３−３線に沿う断面図、図４はクラッチオン状態での図３に対応した断面図、図５は回動制限手段の作動状態の変化を示す図、図６は回転数に応じて遠心ウエイトに作用する力の変化を示す図である。

先ず図１において、駆動源であるエンジンＥは、たとえば自動二輪車等の車両に搭載されるものであり、このエンジンＥのエンジン本体１１は、ピストン１７を摺動自在に嵌合せしめるシリンダボア１８を有するシリンダブロック１２と、前記ピストン１７の頂部との間に燃焼室１９を形成してシリンダブロック１２に結合されるシリンダヘッド１３と、前記ピストン１７にコネクティングロッド２０を介して連結されるクランクシャフト２１を回転自在に支承してシリンダブロック１２に結合されるクランクケース１４とから成り、前記クランクケース１４は、一対のケース半体１５，１６が、前記シリンダボア１８の軸線を含む平面を合わせ面として相互に結合されることで構成される。

クランクケース１４を構成する一対のケース半体１５，１６の一方１５から突出したクランクシャフト２１の一端部には、発電機２２のロータ２３が固定されており、該発電機２２を覆うようにして前記一方のケース半体に結合される第１カバー２５に発電機２２のステータ２４が固定される。

シリンダヘッド１３には、動弁装置２８の一部を構成するカムシャフト２９がクランクシャフト２１と平行な軸線を有して回転自在に支承されており、クランクシャフト２１からの回転動力が調時伝動機構３０を介して前記カムシャフト２９に１／２の減速比で伝達される。而して調時伝動機構３０は、前記発電機２２および前記一方のケース半体１５との間でクランクシャフト２１に固定される駆動スプロケット３１と、前記カムシャフト２９の一端部に固定される被動スプロケット３２と、駆動および被動スプロケット３１，３２に巻きかけられる無端状のタイミングチェーン３３とで構成され、前記一方のケース半体１５、シリンダブロック１２およびシリンダヘッド１３にわたっては、前記タイミングチェーン３３を走行させるためのチェーン通路３４が設けられる。

エンジンの出力すなわちクランクシャフト２１の回転動力は、発進クラッチ３５、ダンパゴム３６、変速クラッチ３７および変速機３８を含む動力伝達系３９を介して駆動輪たとえば後輪Ｗに伝達される。

変速機３８は、前記クランクシャフト２１と平行な軸線を有してクランクケース１４で回転自在に支承されるメインシャフト４０およびカウンタシャフト４１と、選択的な確立を可能としてメインシャフト４０およびカウンタシャフト４１間に設けられる複数段のギヤ列４２とを備え、クランクケース１４には、前記ギヤ列４２を選択的に確立するために回動するシフトドラム４３が回動自在に支承される。

クランクケース１４を構成する一対のケース半体１５，１６の他方１６から突出したクランクシャフト２１の他端部は発進クラッチ３５を介して駆動ギヤ４６に連結されており、該駆動ギヤ４６に噛合する被動ギヤ４７が、前記他方のケース半体１６から突出したメインシャフト４０の端部に相対回転自在に支承され、この被動ギヤ４７は、前記ダンパゴム３６を介して変速クラッチ３７のクラッチアウタ４８に連結される。

前記変速クラッチ３７は、ライダーの操作に応じたレリーズカム機構５０の作用により、メインシャフト４０に結合されるクラッチインナ４９および前記クラッチアウタ４８間を断・接する多板クラッチであり、該変速クラッチ３７を遮断した状態で前記ギヤ列４２の選択的な確立が可能となる。前記発進クラッチ３５および変速クラッチ３７は、前記他方のケース半体１６に結合される第２カバー５１で覆われる。

前記一方のケース半体１５から突出したカウンタシャフト４１の端部にはチェーン５２が巻きかけられる駆動スプロケット５３が固定されており、この駆動スプロケット５３からチェーン５２を介して後輪Ｗに動力が伝達される。

図２〜図４において、発進クラッチ３５は、動力伝達系３９においてクランクシャフト２１および駆動ギヤ４６間に介設される遠心クラッチであり、出力側回転部材５４と、該出力側回転部材５４と同軸の回転軸線を有する入力側回転部材５５と、該入力側回転部材５５の回転に伴う遠心力の作用に応じて前記出力側回転部材５４に摩擦係合してクラッチオン状態となる側に回動することを可能として前記入力側回転部材５４に回動可能に支承される複数個たとえば３個の遠心ウエイト５６…と、それらの遠心ウエイト５６…を前記摩擦係合を解消したクラッチオフ状態となる側にばね付勢するばね付勢手段としてのクラッチばね５７…とを備える。

出力側回転部材５４は、椀状に形成されており、一端側に駆動ギヤ４６を有してクランクシャフト２１を同軸に囲繞する円筒状の出力側伝動筒５８の他端部に設けられた鍔部５８ａにリベット５９…によって結合される。すなわち出力側回転部材５４は、駆動ギヤ４６、被動ギヤ４７、ダンパゴム３６、変速クラッチ３７、駆動スプロケット５３およびチェーン５２を介して後輪Ｗに連なることになる。

入力側回転部材５５は、椀状である前記出力側回転部材５４の開口端に対応した位置で出力側回転部材５４と同軸に配置されており、クランクシャフト２１に相対回転不能に結合される入力側伝動筒６０に溶接される。すなわち入力側回転部材５５は入力側伝動筒６０を介してクランクシャフト２１に連なることになり、入力側伝動筒６０および出力側伝動筒５８間にはローラベアリング６１が介装される。

入力側回転部材５５の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば３箇所には、クランクシャフト２１と平行な軸線を有する支点ピン６２…の基部が固定される。また出力側回転部材５４内には、各遠心ウエイト５６…に入力側回転部材５５とは反対側で対向するリング状の挟持板６３と、該挟持板６３に関して遠心ウエイト５６…と反対側に配置されるリング状の係合板６４とが収容されており、前記支点ピン６２…は、複数枚の鉄系金属板がそれぞれ積層されて成る遠心ウエイト５６…、挟持板６３および係合板６４に挿通される。さらに各支点ピン６２…の先端部には係合板６４に係合する止め輪６５…が嵌着されており、挟持板６３および係合板６４間には皿ばね６６…が介装される。

靴形に形成される遠心ウエイト５６…の一端部には支点ピン６２…を挿通させる支持孔６７…が両端を開放するようにして設けられる。また遠心ウエイト５６…の中間部には、クラッチばね５７…の一端を出力側回転部材５４の半径方向に沿う遠心ウエイト５６…の内方側から係合させ得る係合孔６８…が設けられ、遠心ウエイト５６…の他端部には前記クラッチばね５７…の他端を係合させ得る係合孔６９が設けられる。

また各遠心ウエイト５６…の外周には、出力側回転部材５４の内周に摩擦係合し得る摩擦材７０…が接着される。

本発明に従えば、各遠心ウエイト５６…および入力側回転部材５５間には、クラッチオン状態からクラッチオフ状態となる側に遠心ウエイト５６…が回動する際の入力側回転部材５５の回転数よりも高い回転数となるまでクラッチオフ状態からクラッチオン状態となる側への各遠心ウエイト５６…の回動を制限する回動制限手段７４…が設けられる。

この回動制限手段７４は、入力側回転部材５５および遠心ウエイト５６の一方に設けられて他方側に突出する突起７５と、入力側回転部材５５および遠心ウエイト５６の一方に摺接する側にばね付勢されるとともに前記突起７５を乗り越えることを可能として入力側回転部材５５および遠心ウエイト５６の他方に保持される摺動部材７６とを備えるものである。

この実施例では、遠心ウエイト５６の入力側回転部材５５に対向する対向面５６ａには有底の保持穴７７が設けられ、対向面５６ａ側に突出して入力側回転部材５５に設けられる突起７５を乗り越えることを可能として摺動部材７６が保持穴７７の開口端部に保持され、摺動部材７６を入力側回転部材５５に摺接させる側に付勢するばね力を発揮するばね７８が前記保持穴７７に収容される。

前記突起７５は、遠心ウエイト５６の回動作動方向に沿う断面が、前記対向面５６ａ側に突出する三角形状となるようにして形成されており、前記摺動部材７６は、ボール状に形成される。

このような発進クラッチ３７において、クランクシャフト２１の回転数が「０」であるときには、図５（ａ）で示すように、摺動部材７６…が突起７５…よりも内方位置となる位置にあり、前記回転数の増大によって各遠心ウエイト５６…に作用する遠心力が増大すると、各遠心ウエイト５６…は、図５（ｂ）で示すように、突起７５に摺動部材７６が当接することで回動を制限されるが、前記回転数がさらに増大して各遠心ウエイト５６…に作用する遠心力がさらに増大すると、各遠心ウエイト５６…は、図５（ｃ）で示すように突起７５を乗り越えた後、図５（ｄ）で示すように、出力側回転部材５４の内周に摩擦部材７０…を押し当てて摩擦係合する位置まで回動し、クラッチオン状態となる。

ここで遠心ウエイト５６に作用する力の変化について図６を参照しながら説明すると、遠心ウエイト５６には、回転数の増大に応じて増大する遠心力がクラッチオン側に向けて作用するとともに、クラッチばね５７のばね力Ｆｓｐｇと、突起７５を摺動部材７６が乗り越えるに必要な力Ｆｂとの和（Ｆｓｐｇ＋Ｆｂ）がクラッチオフ側に向けて作用しており、クランクシャフト２１すなわち入力側回転部材５５の回転数が回転数Ｎ１以上となり、遠心ウエイト５６に作用する遠心力が設定遠心力Ｆ１以上となったときに、遠心ウエイト５６は、出力側回転部材５４の内周に摩擦部材７０…を押し当てて摩擦係合する位置まで回動し、クラッチオン状態となる。

而して、前記設定遠心力Ｆ１は、クラッチばね５７のばね力Ｆｓｐｇよりも大きく設定されるものであり、摺動部材７６が突起７５を乗り越える際の力Ｆｂの最大値およびクラッチばね５７のばね力Ｆｓｐｇの和を超える値となったときの回転数で遠心ウエイト５６に作用する遠心力である。

一方、クラッチオン状態では、摺動部材７６は突起７５を乗り越えた状態にあるので、遠心ウエイト５６をクラッチオフ側に付勢するのはクラッチばね５７のばね力Ｆｓｐｇだけであり、回転数が前記回転数Ｎ１よりも低い回転数Ｎ２となって遠心力が前記ばね力Ｆｓｐｇ以下となると、遠心ウエイト５６は出力側回転部材５４への摩擦部材７０の摩擦係合を解除するように内方側に作動し、それによりクラッチオフ状態となる。すなわちクラッチオン状態とクラッチオフ状態との間にヒステリシスが生じることになる。

なお回転数の低下時にも前記摺動部材７６は突起７５を乗り越えることになるが、その際、図６の点線で示すように、（Ｆｓｐｇ−Ｆｂ）が遠心力よりも一時的に低くなる状態がり、その間だけ遠心ウエイト５６の内方側への回動が停止するが、回転数がさらに低下することにより、（Ｆｓｐｇ−Ｆｂ）が遠心力よりも大きくなるので、遠心ウエイト５６は内方側の元の位置に戻ることになる。

次にこの実施例の作用について説明すると、エンジンＥおよび後輪Ｗ間の動力伝達系３９に介設される発進クラッチ３７において、遠心ウエイト５６…および入力側回転部材５５…間には、クラッチオン状態からクラッチオフ状態となる側に遠心ウエイト５６…が回動する際の入力側回転部材５５の回転数よりも高い回転数となるまでクラッチオフ状態からクラッチオン状態となる側への各遠心ウエイト５６…の回動を制限する回動制限手段７４…が設けられている。

したがって遠心ウエイト５６…へのクラッチばね５７…によるばね付勢力を比較的小さく設定しても、比較的大きな設定遠心力Ｆ１以上の遠心力が作用するまで遠心ウエイト５６…はクラッチオン状態となる側に回動することはなく、比較的高回転となるまでは遠心ウエイト５６…のクラッチオン側への作動が制限される。

しかもクラッチオン状態となるときには、遠心力がクラッチばね５７…のばね付勢力を大きく超えているので、回動制限手段７４…による遠心ウエイト５６の回動制限が解除されたときには遠心ウエイト５６…は速やかに出力側回転部材５４に押しつけられることになり、車両発進時の引きずり領域を減少せしめ、耐久性の向上およびクラッチのつながり感の向上を図ることができる。またクラッチばね５７…によるばね付勢力を比較的小さく設定することで、回転数が比較的低くなるまではクラッチオン状態が維持されることになり、エンジンブレーキの作用回転数を低下させ、エンジンブレーキを効果的に得ることができ、そのようなエンジンブレーキ効果を得るに際して、一方向クラッチ等の他のメカニズムとを併用することは不要であるので、動力伝達系３９の重量増大およびコスト増大を回避することができる。

また回動制限手段７４は、入力側回転部材５５および遠心ウエイト５６の一方に設けられて他方側に突出する突起７５と、入力側回転部材５５および遠心ウエイト５６の一方に摺接する側にばね付勢されるとともに突起７５を乗り越えることを可能として入力側回転部材および遠心ウエイト５６の他方に保持される摺動部材７６とを備えるものであり、入力側回転部材５５および遠心ウエイト５６の一方に摺接する側にばね付勢される摺動部材７６が突起７５を乗り越えるまでは、クラッチオン状態となる側への遠心ウエイト５６の回動を制限することができ、簡単な構造を有する小型の回動制限手段７４を構成することができる。

さらに遠心ウエイト５６の入力側回転部材５５に対向する対向面５６ａには有底の保持穴７７が設けられ、対向面５６ａ側に突出して入力側回転部材５５に設けられる突起７５を乗り越えることを可能として摺動部材７６が前記保持穴７７の開口端部に保持され、摺動部材７６を入力側回転部材５５に摺接させる側に付勢するばね力を発揮するばね７８が保持穴７７に収容されるので、比較的厚い遠心ウエイト５６に、摺動部材７６を保持せしめるとともにばね７８を収容するようにして、回転軸線に沿う方向での発進クラッチ３７の小型化を図ることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

車両用エンジンの縦断側面図である。 図１の要部拡大図である。 クラッチオフ状態での図２の３−３線に沿う断面図である。 クラッチオン状態での図３に対応した断面図である。 回動制限手段の作動状態の変化を示す図である。 回転数に応じて遠心ウエイトに作用する力の変化を示す図である。

符号の説明

３７・・・発進クラッチ
３９・・・動力伝達系
５４・・・出力側回転部材
５５・・・入力側回転部材
５６・・・遠心ウエイト
５６ａ・・・対向面
５７・・・ばね付勢手段としてのクラッチばね
７４・・・回動制限手段
７５・・・突起
７６・・・摺動部材
７７・・・保持穴
７８・・・ばね
Ｅ・・・駆動源としてのエンジン
Ｗ・・・駆動輪としての後輪

Claims (3)

1. 駆動輪（Ｗ）に連なる出力側回転部材（５４）と、該出力側回転部材（５４）と同軸の回転軸線を有して車両の駆動源（Ｅ）に連なる入力側回転部材（５５）と、該入力側回転部材（５５）の回転に伴う遠心力の作用に応じて前記出力側回転部材（５４）に摩擦係合してクラッチオン状態となる側に回動することを可能として前記入力側回転部材（５５）に回動可能に支承される遠心ウエイト（５６）と、該遠心ウエイト（５６）を前記摩擦係合を解消したクラッチオフ状態となる側にばね付勢するばね付勢手段（５７）とを備え、前記駆動源（Ｅ）および前記駆動輪（Ｗ）間の動力伝達系（３９）に介設される車両用発進クラッチにおいて、前記遠心ウエイト（５６）および前記入力側回転部材（５５）間には、クラッチオン状態からクラッチオフ状態となる側に前記遠心ウエイト（５６）が回動する際の前記入力側回転部材（５５）の回転数よりも高い回転数となるまでクラッチオフ状態からクラッチオン状態となる側への前記遠心ウエイト（５６）の回動を制限する回動制限手段（７４）が設けられることを特徴とする車両用発進クラッチ。
2. 前記回動制限手段（７４）は、前記入力側回転部材（５５）および前記遠心ウエイト（５６）の一方に設けられて他方側に突出する突起（７５）と、前記入力側回転部材（５５）および前記遠心ウエイト（５６）の一方に摺接する側にばね付勢されるとともに前記突起（７５）を乗り越えることを可能として前記入力側回転部材（５５）および前記遠心ウエイト（５６）の他方に保持される摺動部材（７６）とを備えることを特徴とする請求項１記載の車両用発進クラッチ。
3. 前記遠心ウエイト（５６）の前記入力側回転部材（５５）に対向する対向面（５６ａ）には有底の保持穴（７７）が設けられ、前記対向面（５６ａ）側に突出して前記入力側回転部材（５５）に設けられる突起（７５）を乗り越えることを可能として前記摺動部材（７６）が前記保持穴（７７）の開口端部に保持され、前記摺動部材（７６）を前記入力側回転部材（５５）に摺接させる側に付勢するばね力を発揮するばね（７８）が前記保持穴（７６）に収容されることを特徴とする請求項２記載の車両用発進クラッチ。

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