JP2005344830A - 遠心式シュークラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 遠心式シュークラッチの外径・クラッチシューの重量及び個数・摩擦材の材質等を全く変えることなく、より大きなトルク容量を得ること。
【解決手段】 遠心式シュークラッチ１は、駆動軸３に一体回転可能に固定された駆動板４にそれぞれ支軸６を介して取付けられた３個のクラッチシュー５と、その外周に取付けられた摩擦材７と、クラッチシュー５の外周を被駆動側ハウジング２の内周から離すように付勢するクラッチばね８とを具備し、駆動軸３の中心とクラッチシュー５の支軸６の中心とを結ぶ直線αと、駆動軸３の中心と摩擦材７の長さ方向の中心とを結ぶ直線βとの成す角度θが、３３°になるように摩擦材７が貼り付けられている。即ち、２°≦θ≦３５°である。このように配置することによって、従来品（３６°≦θ≦８２°）より大きなトルク容量が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遠心力を利用して駆動軸のトルクを周囲の被駆動側ハウジング（ドラム）に伝達する遠心式シュークラッチに関するものであり、特に従来のものより大きなトルクを発生させることができる、湿式でも乾式でも用いることができる遠心式シュークラッチに関するものである。

駆動源に連結された入力軸（駆動軸）に駆動板が固着され、駆動軸と同心にかつ相対回転自在に出力軸に連結された円筒状ドラムが配置され、駆動軸と平行な複数の支軸によってドラム内周面に対する近接・離間を可能にして駆動板に支持された複数のクラッチシューに、ドラム内周面から離間する方向のばね力を発揮するクラッチばねが接続されてなる遠心式シュークラッチが、小排気量の自動二輪車等に用いられている。かかる遠心式シュークラッチは、その運転の容易さから大排気量車への採用が検討されているが、この場合遠心式シュークラッチのクラッチ容量（トルク容量）を大きくすることが必要となる。

遠心式シュークラッチのトルク容量を大きくするには、クラッチシューの重量を増加させたり、クラッチシューの設置個数を増やしたり、ドラム径を大きくしたり、クラッチシューの外周に取付けられる摩擦材の摩擦係数を大きくする等の手段が考えられる。例えば、図４に示されるように、特許文献１に記載された発明にかかる遠心クラッチ２１においては、駆動板２４の表裏にそれぞれ３個ずつのクラッチシュー２５Ａ，２５Ｂを取付けることによってクラッチシューの設置個数を倍に増やし、トルク容量を大きくしている。図４は従来の遠心式シュークラッチの全体構造を示す正面図である。
特公平７−６５６３３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明にかかる遠心式シュークラッチのようにクラッチシューの設置個数を増やした場合には、部品数も増大して組立てに要する時間も長くなるため、著しくコストアップしてしまう。また、クラッチシューの重量を増加させた場合には、その重量増加に応じた遠心力の増大によってドラム及び駆動板に局部的に大きな荷重が集中してしまうため、この集中荷重に耐えるべく駆動板及びドラムの剛性を高くする必要があり、全体重量も増加する。しかも、クラッチシューの重量増加に応じてクラッチばねのばね荷重も高くする必要があり、ばね荷重の設定に無理が生じる。さらに、ドラム径を大きくして対応するとドラム強度上不利となるばかりか、遠心式シュークラッチの外径が大きくなって設置スペースを大きく取らなければならないという問題点があった。

そこで、本発明は、遠心式シュークラッチの外径・クラッチシューの重量及び個数・摩擦材の材質等を全く変えることなく、より大きなトルク容量を得ることができる遠心式シュークラッチを提供することを課題とするものである。

請求項１の発明にかかる遠心式シュークラッチは、駆動軸に一体回転可能に固定された駆動板にそれぞれ支軸を介して回動可能に取付けられた複数のクラッチシューと、前記クラッチシューの外周に取付けられた摩擦材と、前記クラッチシューの外周を前記駆動軸の周囲に同軸に配置された被駆動側ハウジングの内周から離すように付勢するクラッチばねとを具備する遠心式シュークラッチであって、前記クラッチシューごとに前記クラッチシューの外周の前記支軸に近接した位置に前記摩擦材が取付けられているものである。

請求項２の発明にかかる遠心式シュークラッチは、請求項１の構成において、前記クラッチシューごとに、前記駆動軸の中心と前記クラッチシューの支軸の中心とを結ぶ直線と、前記駆動軸の中心と前記摩擦材の長さ方向の中心とを結ぶ直線との成す角が、２度以上３５度以下になるように前記摩擦材が取付けられているものである。

請求項３の発明にかかる遠心式シュークラッチは、請求項１または請求項２の構成において、前記クラッチシューごとに前記クラッチシューの外周の前記支軸に最も近い位置に前記摩擦材が取付けられているものである。

請求項１の発明にかかる遠心式シュークラッチは、駆動軸に一体回転可能に固定された駆動板にそれぞれ支軸を介して取付けられた複数のクラッチシューと、クラッチシューの外周に取付けられた摩擦材と、クラッチシューの外周を駆動軸の周囲に同軸に配置された被駆動側ハウジングの内周から離すように付勢するクラッチばねとを具備する遠心式シュークラッチであって、クラッチシューごとにクラッチシューの外周の支軸に近接した位置に摩擦材が取付けられているものである。

クラッチシューの数には２個、３個等があるが、従来の遠心式シュークラッチではクラッチシューの外周の支軸から離れた位置に摩擦材が取付けられていた。そして、より大きなトルク容量が必要になったときには、遠心式シュークラッチの外径を大きくするか、クラッチシューの重量を重くするかまたは個数を増やすか、或いはより高い摩擦係数を有する摩擦材を新たに開発する、といった方法で対処していた。そこで、本発明者は鋭意実験研究の結果、摩擦材を支軸に接近した位置に取付けることによって、駆動軸の回転数が同じでもより大きなトルクを発生させられることを見出し、この知見に基いて本発明を完成するに至ったものである。この理由としては、摩擦材を支軸から離れた位置に取付けていた従来の遠心式シュークラッチと比べて、摩擦材を支軸に接近した位置に取付けたことによって遠心力による面圧が上昇して、被駆動側ハウジングを回転させようとする力が大きくなったものと考えられる。

このようにして、遠心式シュークラッチの外径・クラッチシューの重量及び個数・摩擦材の材質等を全く変えることなく、より大きなトルク容量を得ることができる遠心式シュークラッチとなる。

請求項２の発明にかかる遠心式シュークラッチにおいては、クラッチシューごとに、駆動軸の中心とクラッチシューの支軸の中心とを結ぶ直線と、駆動軸の中心と摩擦材の長さ方向の中心とを結ぶ直線との成す角（以下、「角度θ」という。）が、２度以上３５度（２°以上３５°）以下になるように摩擦材が取付けられている。即ち、２°≦θ≦３５°である。従来の遠心式シュークラッチでは、３６°≦θ≦８２°であった。そして、より大きなトルク容量が必要になったときには、遠心式シュークラッチの外径を大きくするか、クラッチシューの重量を重くするかまたは個数を増やすか、或いはより高い摩擦係数を有する摩擦材を新たに開発する、といった方法で対処していた。

そこで、本発明者は鋭意実験研究の結果、上記角度θを２°≦θ≦３５°の範囲内とすることによって、遠心式シュークラッチの外径・クラッチシューの重量及び個数・摩擦材の材質等を全く変えることなく、駆動軸の回転数が同じでもより大きなトルク容量（最大で従来品の約６倍）が得られることを見出し、この知見に基いて本発明を完成するに至ったものである。この理由としては、従来の角度θが６０°程度の場合に比べて、角度θを２°≦θ≦３５°の範囲内とすることによって、摩擦材が支軸に接近した位置に取付けられるため遠心力による面圧が上昇して、被駆動側ハウジングを回転させようとする力が大きくなったものと考えられる。

このようにして、遠心式シュークラッチの外径・クラッチシューの重量及び個数・摩擦材の材質等を全く変えることなく、より大きなトルク容量を得ることができる遠心式シュークラッチとなる。

請求項３の発明にかかる遠心式シュークラッチにおいては、クラッチシューごとにクラッチシューの外周の支軸に最も近い位置に摩擦材が取付けられている。このように摩擦材を支軸に最も接近した位置に取付けることによって、駆動軸の回転数が同じでも最も大きなトルクを発生させることができる。この理由としては、摩擦材を支軸から離れた位置に取付けていた従来の遠心式シュークラッチと比べて、摩擦材を支軸に最も接近した位置に取付けたことによって遠心力による面圧が上昇して、被駆動側ハウジングを回転させようとする力が最も大きくなったものと考えられる。

このようにして、遠心式シュークラッチの外径・クラッチシューの重量及び個数・摩擦材の材質等を全く変えることなく、より大きなトルク容量を得ることができる遠心式シュークラッチとなる。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態にかかる遠心式シュークラッチの全体構造を示す正面図である。図２は本発明の実施の形態の変形例にかかる遠心式シュークラッチの全体構造を示す正面図である。図３は本発明の実施の形態にかかる遠心式シュークラッチのトルク容量を従来品と比較して示した図である。

図１に示されるように、本実施の形態にかかる遠心式シュークラッチ１は、中心の駆動軸３に駆動板４が一体回転可能に固定されており、この駆動板４に３個のクラッチシュー５がそれぞれ支軸６を介して回動可能に取付けられている。これらクラッチシュー５の外周の支軸１６に最も近い位置には、出力側となるハウジング２の内周と接触可能に摩擦材７がそれぞれ貼り付けられており、さらに非結合時にはクラッチシュー５の外周をハウジング２の内周から離すように付勢するクラッチばねとしてのスプリング８がそれぞれ取付けられている。また、図では説明のために一部が省略されているが、３本の支軸６を繋ぐようにリング状のプレート９が取付けられており、それぞれクリップ１０で固定されている。

そして、本実施の形態にかかる遠心式シュークラッチ１においては、駆動軸３の中心とクラッチシュー５の支軸６の中心とを結ぶ直線αと、駆動軸３の中心と摩擦材７の長さ方向の中心とを結ぶ直線βとの成す角度θが、３３°になるように摩擦材７が貼り付けられている。即ち、２°≦θ≦３５°である。

次に、本実施の形態の変形例にかかる遠心式シュークラッチについて、図２を参照して説明する。図２に示されるように、本実施の形態の変形例にかかる遠心式シュークラッチ１１は、中心の駆動軸１３に駆動板１４が一体回転可能に固定されており、この駆動板１４に２個のクラッチシュー１５がそれぞれ支軸１６を介して回動可能に取付けられている。これらクラッチシュー１５の外周の支軸１６に最も近い位置には、出力側となるハウジング１２の内周と接触可能に摩擦材１７がそれぞれ貼り付けられており、さらに非結合時にはクラッチシュー１５の外周をハウジング１２の内周から離すように付勢するクラッチばねとしてのスプリング１８がそれぞれ取付けられている。また、図では説明のために一部が省略されているが、２本の支軸１６を繋ぐようにリング状のプレート１９が取付けられており、それぞれクリップ２０で固定されている。

そして、本実施の形態の変形例にかかる遠心式シュークラッチ１１においても、駆動軸１３の中心とクラッチシュー１５の支軸１６の中心とを結ぶ直線αと、駆動軸１３の中心と摩擦材１７の長さ方向の中心とを結ぶ直線βとの成す角度θが、３３°になるように摩擦材１７が貼り付けられている。即ち、２°≦θ≦３５°である。

次に、本実施の形態にかかる遠心式シュークラッチ１，１１において、角度θを２°≦θ≦３５°の範囲内で変化させた場合のトルク容量について、従来品の遠心式シュークラッチと比較して、図３を参照して説明する。

トルク容量の測定方法としては、テスターとしてシュークラッチテスターを用い、回転数は遠心式シュークラッチ１（３個シュー）については２８５０ｒｐｍ、遠心式シュークラッチ１１（２個シュー）については２２００ｒｐｍとし、イナーシャは０．０３８ｋｇ・ｍ² 、測定温度は１００℃で行った。角度θ即ち摩擦材７，１７の接着位置としては、θ＝２°，６°，１０°，２０°，３５°，４５°，６０°，８０°の８点について測定した。このうち、θ＝４５°，６０°，８０°の３点については比較のための従来品である。

トルク容量の測定結果は、図３に示されるように、本発明の角度θの範囲２°≦θ≦３５°に属するθ＝２°，６°，１０°，２０°，３５°においては、３個シューについても２個シューについてもトルク容量が大きく、従来品の３点についてはトルク容量がずっと小さくなっている。特に、ピークとなるθ＝６°においては３個シューの場合がトルク容量１４．６Ｎ・ｍであり、従来品の３点の平均が約３．５Ｎ・ｍであるから、従来品の約４倍、また２個シューの場合がトルク容量６４Ｎ・ｍであり、従来品の３点の平均が約１０Ｎ・ｍであるから、従来品の約６．４倍もの大きさに向上している。

本実施の形態にかかる遠心式シュークラッチ１，１１についても、θ＝３３°であるから、それぞれ従来品の約１．５倍のトルク容量となっている。

このようにして、本実施の形態にかかる遠心式シュークラッチ１，１１においては、駆動軸３の中心とクラッチシュー５の支軸６の中心とを結ぶ直線αと、駆動軸３の中心と摩擦材７の長さ方向の中心とを結ぶ直線βとの成す角度θが、２°≦θ≦３５°という範囲内に入るようにすることによって、遠心式シュークラッチの外径・クラッチシューの重量及び個数・摩擦材の材質等を全く変えることなく、従来の遠心式シュークラッチより大きなトルク容量を得ることができる。

本発明を実施するに際しては、遠心式シュークラッチのその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、本実施の形態に限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態にかかる遠心式シュークラッチの全体構造を示す正面図である。 図２は本発明の実施の形態の変形例にかかる遠心式シュークラッチの全体構造を示す正面図である。 図３は本発明の実施の形態にかかる遠心式シュークラッチのトルク容量を従来品と比較して示した図である。 図４は従来の遠心式シュークラッチの全体構造を示す正面図である。

符号の説明

１，１１ 遠心式シュークラッチ
２，１２ 被駆動側ハウジング
３，１３ 駆動軸
４，１４ 駆動板
５，１５ クラッチシュー
６，１６ 支軸
７，１７ 摩擦材
８，１８ クラッチばね

Claims (3)

1. 駆動軸に一体回転可能に固定された駆動板にそれぞれ支軸を介して回動可能に取付けられた複数のクラッチシューと、前記クラッチシューの外周に取付けられた摩擦材と、前記クラッチシューの外周を前記駆動軸の周囲に同軸に配置された被駆動側ハウジングの内周から離すように付勢するクラッチばねとを具備する遠心式シュークラッチであって、
   前記クラッチシューごとに前記クラッチシューの外周の前記支軸に近接した位置に前記摩擦材が取付けられていることを特徴とする遠心式シュークラッチ。
2. 前記クラッチシューごとに、前記駆動軸の中心と前記クラッチシューの支軸の中心とを結ぶ直線と、前記駆動軸の中心と前記摩擦材の長さ方向の中心とを結ぶ直線との成す角が、２度以上３５度以下になるように前記摩擦材が取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の遠心式シュークラッチ。
3. 前記クラッチシューごとに前記クラッチシューの外周の前記支軸に最も近い位置に前記摩擦材が取付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心式シュークラッチ。

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