JP2016041944A - 遠心クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回転部材と共に回転するクラッチシューが高速回転して遠心力が増大しても該クラッチシューが従動回転部材の外方へ飛び出るのを防止する。
【解決手段】駆動源に連結された回転軸５により回転される駆動回転部材１と、前記駆動回転部材に組み付けられて回転し、その回転中心側から外方へスライド可能とされると共に該回転中心側に向けて付勢部材（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）により常時付勢され、遠心力の作用で前記駆動回転部材の外方側へ拡開可能なクラッチシュー２と、前記駆動回転部材及びクラッチシューを内側に回転自在に収容し、前記クラッチシューの外周面と摺接して駆動力を伝達する内周壁面を有する従動回転部材３とを備え、前記駆動回転部材に対するクラッチシューの組み付け構造の一部に、該クラッチシューの遠心力による拡開動作を制限するストッパ機構部（１９，２０）を設けたものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、駆動回転部材と共に回転するクラッチシューが遠心力の作用で拡開し従動回転部材の内周壁面に摺接して駆動力を伝達する遠心クラッチ装置に関し、詳しくは、前記クラッチシューが高速回転して遠心力が増大しても該クラッチシューが従動回転部材の外方へ飛び出るのを防止できる遠心クラッチ装置に係るものである。

従来のこの種の遠心クラッチ装置は、駆動手段と連結された回転軸を中心として回転自在な駆動側回転部材（ドライブプレート）と、該駆動側回転部材に形成された揺動軸に取り付けられ、遠心力が付与されると前記揺動軸を中心として当該駆動側回転部材の外径側に揺動可能なクラッチシューと、前記駆動側回転部材を独立して回転自在に収容し、前記クラッチシューの揺動方向に内周壁面を有した従動側回転部材（ハウジング）と、前記クラッチシューにおける前記内周壁面と対向した面に固着され、当該クラッチシューが遠心力で揺動した際に当該内周壁面と当接して前記駆動手段の駆動力を従動側回転部材に伝達して回転させる摩擦材と、前記駆動側回転部材の揺動軸に対する前記クラッチシューの抜け止めを図るための抜け止め手段と、を具備して構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２２９７３０号公報

従来の遠心クラッチ装置においては、駆動手段に連結された回転軸の回転数が所定の回転数を超えるとクラッチシューに作用する遠心力により該クラッチシューがドライブプレート（駆動側回転部材）の外径側に揺動し、その外側に設けられたハウジング（従動側回転部材）の内周壁面に摩擦材が当接して前記駆動手段の駆動力をハウジングに伝達するようになっている。この場合、回転軸の回転数が高くなればなる程、クラッチシューに作用する遠心力が増大し、ハウジングの内周壁面に当接する力が大きくなってハウジングの破損を引き起こし、前記クラッチシューがハウジングの外方に飛び出す虞があった。

これに対して、従来は、従動側回転部材としてのハウジングの部材厚を大きくして頑丈な構造にしていた。しかしこれでは、遠心クラッチ装置の重量が大きくなり、その遠心クラッチ装置をパワーソー、刈払い機等の作業者の手で操作される携帯用作業機に搭載する場合は、携帯用作業機の重量が増大してその操作性が低下するものであった。一方、このような携帯用作業機の操作性を考慮して、最近では、ハウジングの部材厚を薄く（例えば、0.8mm程度）する傾向がある。この場合は、逆にハウジングの破損が起こり易くなってしまうものであった。

そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、クラッチシューが高速回転して遠心力が増大しても該クラッチシューが従動回転部材の外方へ飛び出るのを防止できる遠心クラッチ装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明による遠心クラッチ装置は、駆動源に連結された回転軸により回転される駆動回転部材と、前記駆動回転部材に組み付けられて回転し、その回転中心側から外方へスライド可能とされると共に該回転中心側に向けて付勢部材により常時付勢され、遠心力の作用で前記駆動回転部材の外方側へ拡開可能なクラッチシューと、前記駆動回転部材及びクラッチシューを内側に回転自在に収容し、前記クラッチシューの外周面と摺接して駆動力を伝達する内周壁面を有する従動回転部材と、を備え、前記駆動回転部材に対するクラッチシューの組み付け構造の一部に、該クラッチシューの遠心力による拡開動作を制限するストッパ機構部を設けたものである。

本発明による遠心クラッチ装置によれば、駆動源に連結された回転軸により回転される駆動回転部材に組み付けられて回転し、その回転中心側から外方へスライド可能とされると共に該回転中心側に向けて常時付勢され、遠心力の作用で前記駆動回転部材の外方側へ拡開可能なクラッチシューの組み付け構造の一部に、ストッパ機構部を設けたことにより、前記クラッチシューの遠心力による拡開動作を制限することができる。したがって、クラッチシューが高速回転して遠心力が増大しても該クラッチシューが従動回転部材の外方へ飛び出るのを防止することができる。このことから、この種の遠心クラッチ装置を備える携帯用作業機等の安全性を向上することができる。

本発明による遠心クラッチ装置の実施形態（通常時）を示す縦断面図である。 前記遠心クラッチ装置を示す左側面図である。 前記遠心クラッチ装置の従動回転部材を省略して示す右側面図である。 前記遠心クラッチ装置を分解して示す斜視図である。 駆動回転部材の回転中心部の形状を示す左側面図である。 前記駆動回転部材の回転中心部の他の形状を示す左側面図である。 前記遠心クラッチ装置の駆動力伝達時の状態を示す縦断面図である。 前記駆動力伝達時の状態を示す左側面図である。 前記遠心クラッチ装置のストッパ機構部の作動状態を示す縦断面図である。 前記ストッパ機構部の作動状態を示す左側面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による遠心クラッチ装置の実施形態を示す縦断面図である。この遠心クラッチ装置は、駆動回転部材と共に回転するクラッチシューが遠心力の作用で拡開し従動回転部材の内周壁面に摺接して駆動力を伝達するもので、例えばパワーソー、刈払い機、研磨切断機等の作業者の手で操作される携帯用作業機において駆動源と駆動される作業器具との間に配置されて、駆動力を遮断又は伝達するようになっている。そして、本発明の遠心クラッチ装置は、図１〜図３に示すように、駆動回転部材１と、クラッチシュー２と、従動回転部材３とを備えている。なお、図１は、図２のＡ−Ａ線断面図に相当し、図４は、本発明の遠心クラッチ装置を分解して示す斜視図である。

前記駆動回転部材１は、駆動源に連結された回転軸により回転されるもので、図４に示すように、駆動源としての内燃エンジン（図示省略）のクランク４の回転軸５に連結されており、一般にクラッチボスと呼ばれている。前記回転軸５は、後述の従動回転部材３及びクラッチシュー２の回転中心部を回転自在に貫通して、その先端ネジ部６を駆動回転部材１の回転中心部のネジ穴７に螺合緊締して取り付けられる。

前記駆動回転部材１は、その回転中心側から外方へ向けて放射状に延びる延設部材８を有している。その延設部材８は、図４に示すように、例えば三叉状に形成されており、第１の延設部材８ａと、第２の延設部材８ｂと、第３の延設部材８ｃとを備えている。さらに、この駆動回転部材１の一側面側にて回転中心側から前記各延設部材８ａ，８ｂ，８ｃの先端部に向けて、三角形状に形成された側板９ａ，９ｂ，９ｃが一体的に設けられている。この側板９ａ，９ｂ，９ｃは、図５に示すように、各延設部材８ａ，８ｂ，８ｃの先端部の幅ｄと、後述のクラッチシュー２のスライド部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（図４参照）のスライド足部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの幅ｅとを結んだ二等辺三角形に形成されている。側板９ａ〜９ｃをこのような形状にすることにより、各側板９ａ〜９ｃの形状をできるだけ小さくして無駄を省き、前記クラッチシュー２のスライド部材１０ａ〜１０ｃをスライド可能に組み付けることができる。なお、前記延設部材８は、三叉状に限られず、他の形状（例えば、十字状）であってもよい。

図５は、前記駆動回転部材１の回転中心部の形状を示す左側面図である。この実施例は、前記三叉状の延設部材８の側板９ａ，９ｂ，９ｃの根元部に、半円弧状の切欠き１７ａ，１７ｂ，１７ｃを設けたものである。この場合は、上記３個の切欠き１７ａ〜１７ｃに、３本のピンを有する専用の取付治具の各ピンを挿入して駆動回転部材１を回すことにより、図４に示す回転軸５の先端ネジ部６にネジ穴７を螺合した状態で緊締して、該駆動回転部材１を回転軸５に取り付けることができる。

図６は、前記駆動回転部材１の回転中心部の他の形状を示す左側面図である。この実施例は、前記三叉状の延設部材８の側板９ａ，９ｂ，９ｃの根元部に、図５に示す半円弧状の切欠き１７ａ，１７ｂ，１７ｃの替わりに、外方に張り出した部材に丸孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃを設けたものである。この場合も、上記３個の丸孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃに、専用の取付治具の３本のピンを挿入して駆動回転部材１を回すことにより、回転軸５の先端ネジ部６にネジ穴７を螺合した状態で緊締して、該駆動回転部材１を回転軸５に取り付けることができる。

前記駆動回転部材１の延設部材８には、クラッチシュー２が回転可能に組み付けられている。このクラッチシュー２は、駆動回転部材１と共に回転して遠心力の作用で該駆動回転部材１の外方側へ拡開するもので、その回転中心側から外方へスライド可能とされると共に該回転中心側に向けて付勢部材により常時付勢（収縮）されている。

すなわち、図４に示すように、クラッチシュー２は、前記駆動回転部材１の各延設部材８ａ，８ｂ，８ｃに対して個別に外方へスライド可能に組み付けられるスライド部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備えている。この場合、各スライド部材１０ａ〜１０ｃは、図２に示すように、その外周部が後述の従動回転部材３の内周壁面１４に当接するように所定の長さの円弧状に形成されており、スライド足部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが前記駆動回転部材１の延設部材８ａ，８ｂ，８ｃの外側に嵌まり得る溝形状を有している。

この状態で、駆動回転部材１の各延設部材８ａ〜８ｃの先端側から各スライド部材１０ａ〜１０ｃのスライド足部１１ａ〜１１ｃの溝形状を嵌め込んで、前記各スライド部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃの隣り合う側端部同士を付勢部材としてのクラッチスプリング１２ａ，１２ｂ，１２ｃで連結している。前記クラッチスプリング１２ａ〜１２ｃは、例えばコイルばねを用い、両隣のスライド部材の側端部同士を常時引き合うように付勢することで、駆動回転部材１に対してクラッチシュー２の各スライド部材１０ａ〜１０ｃを組み合せ、遠心力の作用で前記駆動回転部材１の外方側へ拡開可能としている。

このように駆動回転部材１に対してクラッチシュー２が組み付けられた状態で、図４に示すように、クラッチシュー２の駆動回転部材１と反対側の側面には、ドーナツ板状のバックプレート１３が配置される。このバックプレート１３は、前記駆動回転部材１との間にクラッチシュー２を挟み込んで、該駆動回転部材１と前記クラッチシュー２とを一体として回転可能に支持している。

前記クラッチシュー２の外側には、従動回転部材３が回転可能に設けられている。この従動回転部材３は、クラッチシュー２の外周面と摺接して駆動力を伝達するもので、前記駆動回転部材１及びクラッチシュー２を内側に回転自在に収容する内周壁面１４（図２参照）を有しており、一般にクラッチドラムと呼ばれている。すなわち、図１に示すように、この従動回転部材３は、前記一体的に組み付けられた駆動回転部材１及びクラッチシュー２を一側方から収容するように、一側面が開口された所定深さの皿状に形成されている。

前記従動回転部材３は、図４及び図１に示すように、駆動源に連結された回転軸５を回転中心部に回転自在に貫通させ、この回転軸５の先端ネジ部６を駆動回転部材１の回転中心部のネジ穴７に螺合して、前記回転軸５に駆動回転部材１とクラッチシュー２と従動回転部材３とを組み合わせている。このとき、前記従動回転部材３の駆動回転部材１と反対側の外側面に例えばスプロケット等の駆動力取出部１５が設けられており、この駆動力取出部１５の中心孔部に軸受１６を介在させて前記回転軸５が回転自在となっている。

したがって、図１に示すように、従動回転部材３の内側にて回転軸５に組み付けられた駆動回転部材１及びクラッチシュー２が回転自在となり、遠心力の作用でクラッチシュー２が拡開すると従動回転部材３の内周壁面に摺接して駆動力が伝達され、該従動回転部材３が回転して駆動力取出部１５を介して駆動力が出力される。なお、駆動力の取り出しは、駆動力取出部１５を設けることなく、前記従動回転部材３の外周面をプーリーとしてベルトを掛け回したり、該従動回転部材３の外周面にギヤを形成して歯車を噛み合わせて、駆動力を取り出すようにしてもよい。

ここで、本発明においては、前記駆動回転部材１に対するクラッチシュー２の組み付け構造の一部に、ストッパ機構部が設けられている。このストッパ機構部は、前記クラッチシュー２の遠心力による拡開動作を制限するもので、図４に示すように、駆動回転部材１の延設部材８ａ，８ｂ，８ｃの先端部に形成された突起部１９ａ，１９ｂ，１９ｃと、クラッチシュー２のスライド部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃの外周面より内方側に形成され前記突起部１９ａ〜１９ｃと係合する係合凹所２０ａ，２０ｂ，２０ｃとから成る。

すなわち、前記駆動回転部材１の突起部１９ａ〜１９ｃは、各延設部材８ａ，８ｂ，８ｃの先端部に突起形状を残し、その内側の一側部分を削り取って凹段部を形成して断面半円柱状の係合部材に形成されている。また、前記クラッチシュー２の係合凹所２０ａ〜２０ｃは、各スライド部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃの前記突起部１９ａ〜１９ｃに対応する箇所に、図３に示すように、断面半月状にてクラッチシュー２の回転中心に対する半径方向にやや長く延びる係合孔部に形成されている。そして、半径方向にやや長く延びた係合凹所２０ａ〜２０ｃに各突起部１９ａ〜１９ｃを嵌合させることによりストッパ機構部が形成される。

このとき、図３に示すように、クラッチシュー２が回転していないとき、又はクラッチシュー２に働く遠心力がまだ小さい間は、クラッチスプリング１２ａ〜１２ｃの付勢力でスライド部材１０ａ〜１０ｃが回転中心側にスライドして収縮し、各突起部１９ａ〜１９ｃの円弧状の外周面が各係合凹所２０ａ〜２０ｃの円弧状の内周面に当接状態になっており、前記係合凹所２０ａ〜２０ｃの半径方向の内側には空間（図１のすき間ｇ₁参照）が残っている。したがって、クラッチシュー２の回転数が高くなって遠心力が大きくなったときは、各スライド部材１０ａ〜１０ｃは、前記係合凹所２０ａ〜２０ｃの半径方向の空間内で外方にスライドして拡開可能となる。

次に、このように構成された遠心クラッチ装置の動作について説明する。まず、図１及び図２は、駆動源としての内燃エンジン（図示省略）がアイドリング運転をしている通常時の状態を示している。この状態では、クラッチシュー２の回転数が小さくて遠心力も小さく、図２に示すクラッチスプリング１２ａ〜１２ｃの付勢力でクラッチシュー２のスライド部材１０ａ〜１０ｃが回転中心側に引っ張られて収縮しており、図２に示すように、前記スライド部材１０ａ〜１０ｃの外周面は従動回転部材３の内周壁面１４と離れている。このとき、図１に示すように、駆動回転部材１の延設部材８ａの突起部１９ａの内側縁と前記スライド部材１０ａの係合凹所２０ａの底面との間には、すき間ｇ₁があいている。

次に、図７及び図８は、駆動源としての内燃エンジン（図示省略）の回転数が上がり遠心クラッチが作動して駆動力を伝達する時の状態を示している。なお、図７は、図８のＢ−Ｂ線断面図に相当する。この状態では、クラッチシュー２の回転数が高くなって遠心力が大きくなり、図８に示すクラッチスプリング１２ａ〜１２ｃの付勢力に打ち克ってクラッチシュー２のスライド部材１０ａ〜１０ｃが遠心力の作用で外方側へスライドして拡開し、図８に示すように、前記スライド部材１０ａ〜１０ｃの外周面が従動回転部材３の内周壁面１４に摺接して駆動力を伝達する。このとき、図７に示すように、駆動回転部材１の延設部材８ａの突起部１９ａの内側縁と前記スライド部材１０ａの係合凹所２０ａの底面との間には、すき間ｇ₂があいている。なお、このすき間ｇ₂は、図１に示すすき間ｇ₁よりも小さくなるが残っており、ストッパ機構部は作動していない。この状態で、例えばパワーソー、刈払い機、研磨切断機等の携帯用作業機を操作して、所要の作業を行う。

次に、図９及び図１０は、駆動源としての内燃エンジン（図示省略）が高速回転しストッパ機構部が作動した状態を示している。なお、図９は、図１０のＣ−Ｃ線断面図に相当する。この状態では、クラッチシュー２が高速回転して遠心力が更に大きくなり、図１０に示すクラッチスプリング１２ａ〜１２ｃの付勢力に打ち克ってクラッチシュー２のスライド部材１０ａ〜１０ｃが大きな遠心力の作用で外方側へ更にスライドして拡開し、図１０に示すように、前記スライド部材１０ａ〜１０ｃの外周面が従動回転部材３の内周壁面１４に喰い込むように当たって、従動回転部材３の一部が破損することがある。このとき、図９に示すように、駆動回転部材１の延設部材８ａの突起部１９ａの内側縁に前記スライド部材１０ａの係合凹所２０ａの底面が突き当たり、両者間のすき間ｇ₀はゼロとなる。

このように、クラッチシュー２が大きな遠心力の作用で外方側へ更に拡開した際、図９に示すように、延設部材８ａの突起部１９ａの内側縁にスライド部材１０ａの係合凹所２０ａの底面が突き当たることで、ストッパ機構部が作動して延設部材８ａの突起部１９ａでスライド部材１０ａの外方側への更なるスライドを防止する。この場合、図９及び図１０に示すように、クラッチシュー２のスライド部材１０ａ〜１０ｃの外周面が従動回転部材３の内周壁面１４に喰い込んでその一部が破損することがあるが、前記クラッチシュー２が従動回転部材３の外方へ飛び出るのを防止できる。このことから、この種の遠心クラッチ装置を備える携帯用作業機等の安全性を向上することができる。

１…駆動回転部材（クラッチボス）
２…クラッチシュー
３…従動回転部材（クラッチドラム）
５…回転軸
６…先端ネジ部
７…ネジ穴
８，８ａ，８ｂ，８ｃ…駆動回転部材の延設部材
９ａ，９ｂ，９ｃ…駆動回転部材の側板
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…クラッチシューのスライド部材
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…クラッチシューのスライド足部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…クラッチスプリング（付勢部材）
１３…バックプレート
１４…内周壁面
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…突起部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…係合凹所

Claims (5)

1. 駆動源に連結された回転軸により回転される駆動回転部材と、
   前記駆動回転部材に組み付けられて回転し、その回転中心側から外方へスライド可能とされると共に該回転中心側に向けて付勢部材により常時付勢され、遠心力の作用で前記駆動回転部材の外方側へ拡開可能なクラッチシューと、
   前記駆動回転部材及びクラッチシューを内側に回転自在に収容し、前記クラッチシューの外周面と摺接して駆動力を伝達する内周壁面を有する従動回転部材と、を備え、
   前記駆動回転部材に対するクラッチシューの組み付け構造の一部に、該クラッチシューの遠心力による拡開動作を制限するストッパ機構部を設けたことを特徴とする遠心クラッチ装置。
2. 前記駆動回転部材は、回転中心側から外方へ向けて放射状に延びる延設部材を有することを特徴とする請求項１に記載の遠心クラッチ装置。
3. 前記駆動回転部材の延設部材は、三叉状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の遠心クラッチ装置。
4. 前記クラッチシューは、前記駆動回転部材の延設部材に対して個別に外方へスライド可能に組み付けられるスライド部材を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の遠心クラッチ装置。
5. 前記ストッパ機構部は、前記駆動回転部材の延設部材の先端部に形成された突起部と、前記クラッチシューのスライド部材の外周面より内方側に形成され前記突起部と係合する係合凹所とから成ることを特徴とする請求項４に記載の遠心クラッチ装置。