JP3699303B2

JP3699303B2 - 摩擦クラッチ

Info

Publication number: JP3699303B2
Application number: JP22594399A
Authority: JP
Inventors: 隆之西垣
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2019-08-10
Also published as: JP2001050294A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦クラッチに関し、特にクラッチ出力軸からのバックトルクを制限して入力側に伝達するバックトルクリミッタ機構を備えた摩擦クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動二輪車には、シフトダウンの急減速時等に後輪からのバックトルクがクラッチを介してエンジンに伝達されるのを防止するため、エンジン側に伝達するバックトルクを制限するバックトルクリミッタ機構を備えたものが種々提案されている（例えば特開平８−１２１４９７号公報，特開平８−１２８４６２号公報参照）。
【０００３】
前記特開平８−１２１４９７号公報のバックトルクリミッタ機構は、クラッチ出力軸に接続されたクラッチハブを主クラッチハブと副クラッチハブに２分してそれぞれ複数枚のクラッチプレートを保持し、クラッチドラムに保持された複数枚のフリクションプレートと摩擦接続させるとともに、前記副クラッチハブを出力軸に接続された第１ハブ体と前記クラッチプレートを保持する第２ハブ体とに２分割し、前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に第２ハブ体からの駆動トルクのみを第１ハブ体に伝達するとともに、第１ハブ体から第２ハブ体へのバックトルクの伝達を阻止するワンウェイクラッチを設けている。
【０００４】
しかし、上記構成によれば、キック始動時、および押しがけ始動時に、前記バックトルクリミッタ機構が働いてエンジンへ伝達されるトルクが弱められて円滑なエンジン始動ができないのを防止するため、バックトルクリミッタ機構が働くトルクリミット値を高くする必要があり、このため本来のバックトルクリミッタ機構の機能が制限される場合がある。
【０００５】
また、前記特開平８−１２８４６２号公報の摩擦クラッチは、バックトルクリミッタ機構と、このバックトルクリミッタ機構の作用をキャンセルするリミッタ解除機構を備えている。前記バックトルクリミッタ機構は、出力軸に直結された第１ハブ体とクラッチプレートを保持する第２ハブ体とを有し、前記第１ハブ体と第２ハブ体との間にリフターピンとカム凹面よりなるカム機構を設け、このカム機構によって前記第１ハブ体の回転速度が第２ハブ体よりも大きくなったときは前記リフターピンがカム凹面に押されて第１ハブ体を軸方向に移動させ、前記クラッチプレートとクラッチドラムに保持されたフリクションプレートとの摩擦接続を断ってバックトルクが入力側（エンジン側）に伝達されるのを阻止する。また、前記リミッタ解除機構は、前記第１ハブ体に軸支されたキックウエイトと前記第２ハブ体に連結されたラチェットプレート等で構成され、クラッチセンターの回転数がアイドリング時の回転数以下のときに、前記キックウエイトが遠心力に抗して前記ラチェットプレートに係合して前記バックトルクリミッタ機構が作動しないように前記第１ハブ体と第２ハブ体とを係止するものである。
【０００６】
上記構成によれば、アイドリング回転数以下のときはバックトルクリミッタ機構は動作せず、摩擦クラッチの入力側と出力側は摩擦接続されているのでキック始動および押しがけ始動が容易となるが、リミッタ解除機構の構成が複雑でコスト高となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような課題の解決を目的としてなされたもので、バックトルクリミッタ機構の機能を制限することなく押しがけ始動が容易な低コストのリミッタ解除機構を備えた摩擦クラッチを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る摩擦クラッチは、クラッチ入力側に連結されたクラッチドラムと出力側に連結されたクラッチハブとを、前者に保持されたフリクションプレートと後者に保持されたクラッチプレートとを介して、断接自在に摩擦接続する摩擦クラッチであって、前記クラッチハブが、クラッチ出力軸に直結された第１ハブ体と、前記クラッチプレートを保持する第２ハブ体とを有し、前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、第１ハブ体の回転速度が第２ハブ体よりも大きくなったときに第１ハブ体を軸方向へ移動させてクラッチプレートとフリクションプレートの摩擦接続を断つバックトルクリミッタ機構が設けられ、さらに、前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では両者を相対回転不能に連結し、他の領域では遠心力を受けて前記連結を解除するリミッタ解除機構とが設けられている。
【０００９】
上記構成によれば、クラッチ出力軸の回転速度が低速になるとバックトルクリミッタ機構が作動して摩擦クラッチの摩擦接続が断たれる。また、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では前記第１ハブ体と第２ハブ体がリミッタ解除機構により相対回転不能に連結されているので、前記出力軸からのバックトルクは入力側にそのまま伝達される。
【００１０】
本発明の他の構成に係る摩擦クラッチは、クラッチ入力側に連結されたクラッチドラムと出力側に連結されたクラッチハブとを、前者に保持されたフリクションプレートと後者に保持されたクラッチプレートとを介して、断接自在に摩擦接続する摩擦クラッチであって、前記クラッチハブはそれぞれがクラッチプレートを保持する第１ハブ体と第２ハブ体とに分割され、前記第１ハブ体は出力軸に直結され、前記第２ハブ体は、前記クラッチプレートを保持したクラッチ側部材と出力軸に直結された出力側部材とを、前者から後者への動力伝達のみを許容するワンウェイクラッチを介して連結してなり、前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では両者を相対回転不能に連結し、他の領域では遠心力を受けて前記連結を解除するリミッタ解除機構が設けられている。
【００１１】
上記構成によれば、クラッチ出力軸の回転速度が低速になるとバックトルクリミッタ機構が作動して前記第２ハブ体のクラッチプレートを保持したクラッチ側部材と出力軸に直結された出力側部材とを連結するワンウェイクラッチの係合が断たれ、前記第１ハブ体に保持されたクラッチプレートを介して入力側に連結されたクラッチドラムに一部制限されたバックトルクが伝達される。
また、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では前記第１ハブ体と第２ハブ体がリミッタ解除機構により相対回転不能に連結されているので、前記出力軸からのバックトルクは入力側にそのまま伝達される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、前記リミッタ解除機構は、前記第１ハブ体と第２ハブ体にまたがって形成された案内溝と、この案内溝に収納されて、前記低速領域で第１ハブ体と第２ハブ体を連結し、遠心力を受けて案内溝内を移動して連結を解除する移動体とを有している。
上記構成によれば、摩擦クラッチが停止ないし低速回転しているときは移動体が自重で案内溝内を下方に移動して第１ハブ体と第２ハブ体を連結し、高速回転しているときは移動体が遠心力を受けて案内溝内を外方に移動して第１ハブ体と第２ハブ体の連結が解除される。
【００１３】
さらに本発明の好ましい実施形態においては、前記リミッタ解除機構はさらに、前記移動体に遠心力に抗する弾性力を付加する弾性体を有している。
上記構成によれば、弾性体の弾性力を適宜選択することで、第１ハブ体と第２ハブ体を一体に連結する摩擦クラッチの回転速度を設定できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る摩擦クラッチを図面に基づいて説明する。この摩擦クラッチは自動二輪車のような車両に搭載される駆動装置に用いられて、エンジンと変速機との間を接続・遮断するものである。
図１は、第１実施形態の摩擦クラッチ１の縦断面図、図２はバックトルクリミッタ機構１５とリミッタ解除機構３２の配置位置を示す図である。
図１に示す摩擦クラッチ１は、変速機（図示せず）の入力軸となるクラッチ出力軸２にメタル軸受３を介して所定の位置に有底円筒状のクラッチドラム４が回転自在に支持され、クラッチドラム４の底部外面にピン５１およびプレート５２により、クラッチ入力ギア５が支持され、このクラッチ入力ギア５とクラッチドラム４との間には、回転力の伝達の際の衝撃を緩和するために両者４，５間に周方向の若干のずれを許容するためのスプリング５３が装着されている。クラッチドラム４の円筒部には、周方向に間欠的に複数のフィンガー５０が形成されており、これらフィンガー５０に複数枚のフリクションプレート６が周方向に相対移動不可能で、かつ軸方向移動可能に保持されている。
【００１５】
クラッチドラム４の中心部内に突出した前記クラッチ出力軸２には、第１ハブ体７と第２ハブ体１１を有するクラッチハブ８が連結されている。第１ハブ体７は、これを形成する円板状ハブ体７Ａと円筒状ハブ体７Ｂがそれぞれ、クラッチ出力軸２に、スプライン結合によりクラッチ出力軸２と相対回転不能に連結され、さらに、ナット９により締結され、軸方向移動不能に締結されてクラッチ出力軸２と一体的に回転する。また、円筒状ハブ体７Ｂには、前記複数枚のフリクションプレート６に挟まれるように配置された複数枚のクラッチプレート１０を軸方向に移動可能に支持している第２ハブ体１１が、相対回転可能に支持されており、この第２ハブ体１１の円板部に形成されたカム部１２と、前記円板状ハブ体７Ａに結合ピン１３で固着されているカム部材１４のカム面１４ａとがバックトルクリミッタ機構１５を構成している。このバックトルクリミッタ機構１５は、図２に示すように、第１および第２ハブ体７，１１と同心状で周方向に等間隔に複数設けられており、図３（ａ），（ｂ）に示す非作動状態および作動状態を保つように構成されている。
【００１６】
また、図１に示すプレッシャープレート２０は、複数枚のフリクションプレート６とクラッチプレート１０とを円板状ハブ体７Ａとの間に挟んで、クラッチスプリング２１の弾性力で押圧力を加え、フリクションプレート６とクラッチプレート１０の摩擦力でもって、クラッチ入力ギア５とクラッチ出力軸２間のトルクを伝達する。プレッシャープレート２０の中心部にはレリーズホルダ２２が取り付けられており、このレリーズホルダ２２を、図示していないクラッチレバーを操作したときに作動するプッシュロッド２３で押すことにより、クラッチスプリング２１の弾性力に抗してプレッシャープレート２０を軸方向に移動させ、前記フリクションプレート６とクラッチプレート１０の間の摩擦力を小さくすることで、クラッチ入力ギア５とクラッチ出力軸２の間のトルク伝達が遮断される。
【００１７】
図１中に示した部分拡大図はリミッタ解除機構３２を示す図で、円筒状ハブ体７Ｂと第２ハブ体１１の接触面には、それぞれ前記バックトルクリミッタ機構１５が作動していない状態において連通する径方向の孔（案内溝）７Ｂａ，１１ａが形成されている。この孔７Ｂａ，１１ａ内にはスチールボール（移動体）３０とコイルばね３１が挿入されており、スチールボール３０はコイルばね３１によって軸中心に向かう弾性力が付与され、摩擦クラッチ１の回転速度に応じた遠心力によって、スチールボール３０が孔７Ｂａ，１１ａ内を移動するように構成されている。
【００１８】
次に、第１実施形態のリミッタ解除機構３２の動作を説明する。接続状態にある摩擦クラッチ１がアイドリング回転数以上のときは、図２に示すスチールボール３０は、遠心力がコイルばね３１の弾性力より大きくなって破線の位置にあり、第２ハブ体１１は円筒状ハブ体７Ｂに結合されておらず、また、カム部１２はカム面１４ａに係合しない図３（ａ）に示す位置にある。
【００１９】
次に、この状態で変速機のギアシフトダウンがなされると、車輪は走行慣性のために未ださほど減速していないから、図１のクラッチ出力軸２の回転速度が急激に増大し、円板状ハブ体７Ａおよびこれに連結されている円筒状ハブ体７Ｂの回転速度も急激に増大する。他方、クラッチドラム４の回転速度は、クラッチ入力ギア５に連結された図示していないエンジンの回転速度に規制されて変わらないので、フリクションプレート６とクラッチプレート１０の接触面が滑り、第２ハブ体１１が図３（ａ）の位置から図３（ｂ）の位置に矢印Ａ方向に相対回転して、カム面１４ａがカム部１２を矢印Ｂ方向に押し、第２ハブ体１１を図１において右方向（軸方向の右側）に移動させ、この第２ハブ体１１の端部がプレッシャープレート２０を右方向に押す。このため、円板状ハブ体７Ａとプレッシャープレート２０の間の押圧力が小さくなる結果、フリクションプレート６とクラッチプレート１０の間の摩擦力が小さくなって滑りが大きくなり、クラッチドラム４を介してクラッチ入力ギア５に加わるバックトルクが軽減される。
【００２０】
次に、本第１実施形態のリミッタ解除機構の動作を説明する。前述のように、摩擦クラッチ１が停止ないしアイドリング回転数以下の低速回転しているときは、スチールボール３０に加わる遠心力が小さくなってコイルばね３１の弾性力によって図２に示した実線の位置に移動し、円筒状ハブ体７Ｂと第２ハブ体１１とを一体に係止する。このため、前記バックトルクリミッタ機構が作動する回転速度がどのように設定されていても、このリミッタ解除機構３２を備えていれば、クラッチ１を接続状態にして車体を押してエンジンを始動させるエンジンの押しがけ始動、および摩擦クラッチ１を介したキック始動が可能となる。さらに、コイルばね３１の強さを調節することで、リミッタ解除機構３２の作動回転速度を調整することができる。
【００２１】
図４は本発明の第２実施形態の断面図、図５はそのバックトルクリミッタ機構１５とリミッタ解除機構３２の配置位置を示す図で、図１および図２と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示している。
本第２実施形態は、図４に示すクラッチ出力軸２にスプライン結合したクラッチハブ８が第１ハブ体８Ａと第２ハブ体８Ｂに分割されて、それぞれ複数枚のクラッチプレート１０を周方向に相対移動不可能で、かつ軸方向移動可能に保持している。第２ハブ体８Ｂは、クラッチ出力軸２にスプライン結合された出力側部材８Ｂ1 とクラッチ側部材８Ｂ2 に分割されて両部材８Ｂ1 と８Ｂ2 の間に、バックトルクリミッタ機構１５を構成するワンウエイクラッチ４０が、第２ハブ体８Ｂと同心状で、周方向に等間隔に複数配設されている。
【００２２】
前記ワンウエイクラッチ４０は、摩擦クラッチ１が接続（ＯＮ）状態で、エンジン（図示せず）に連結されたクラッチ入力ギア５からの駆動トルクによってクラッチ出力軸２が駆動されているときは、クラッチ側部材８Ｂ2 と出力側部材８Ｂ1 を相対回転不能に結合し、逆に、クラッチ出力軸２からのバックトルクがクラッチ入力ギア５からの駆動トルクよりも大きいときは両者８Ｂ1 ，８Ｂ2 の結合を解除し、前記第１ハブ体８Ａに保持されている複数のクラッチプレート１０とこれに摩擦接合するフリクションプレート６の間の摩擦力で定まる小さなバックトルクがクラッチ入力ギア５に伝達される。
【００２３】
前記バックトルクリミッタ機構１５は、第１ハブ体８Ａと第２ハブ体８Ｂの保持するクラッチプレート１０の枚数を変えることで、クラッチ入力ギア５に伝達されるバックトルクの大きさを設定できる。
【００２４】
本第２実施形態のリミッタ解除機構３２は、出力側部材８Ｂ1 に形成された径方向の孔８Ａａと、この孔８Ａａに連通するクラッチ側部材８Ｂ2 に形成された径方向の孔８Ｂａの中にスチールボール３０を挿入したもので、図１の第１実施形態のリミッタ解除機構３２からコイルばね３１を省略した構成となっている。
【００２５】
このリミッタ解除機構３２は、接続状態にある摩擦クラッチ１が停止ないし低速回転しているとき、図５に示すように、スチールボール３０は自重によって孔８Ａａ，８Ｂａ内を径方向に移動し、クラッチ出力軸２の上方に来た少なくとも１つが出力側部材８Ｂ1 とクラッチ側部材８Ｂ2 を係止する位置にあるので、エンジンの押しがけ始動および摩擦クラッチ１を介したキック始動が可能となる。
【００２６】
摩擦クラッチ１がアイドリング回転数以上、つまり低速回転領域を越えた回転数の領域では、スチールボール３０が遠心力によって孔８Ａａ，８Ｂａ内を径方向外方に移動し、第１ハブ体８Ａとクラッチ側部材８Ｂ2 との周方向の係合を解除する。これにより、ワンウエイクラッチ４０からなるバックトルクリミッタ機構１５が作動可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の一構成によれば、クラッチハブを形成する前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、第１ハブ体の回転速度が第２ハブ体よりも大きくなったときに第１ハブ体を軸方向へ移動させてクラッチプレートとフリクションプレートの摩擦接続を断つバックトルクリミッタ機構が設けられ、前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では両者を相対回転不能に連結し、他の領域では遠心力を受けて前記連結を解除するリミッタ解除機構が設けられているから、クラッチ出力軸の回転速度が低速になるとバックトルクリミッタ機構が作動して摩擦クラッチの摩擦接続が断たれる。また、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では、前記第１ハブ体と第２ハブ体がリミッタ解除機構により相対回転不能に連結され、前記出力軸からのバックトルクは入力側にそのまま伝達されるので、押しがけ始動が可能となる。
【００２８】
本発明の他の構成によれば、クラッチハブが第１ハブ体と第２ハブ体とに分割され、前記第１ハブ体は出力軸に直結され、前記第２ハブ体は、前記クラッチプレートを保持したクラッチ側部材と出力軸に直結された出力側部材とを、前者から後者への動力伝達のみを許容するワンウェイクラッチを介して連結してなり、前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では両者を相対回転不能に連結し、他の領域では遠心力を受けて前記連結を解除するリミッタ解除機構が設けられているから、クラッチ出力軸の回転速度が低速になるとバックトルクリミッタ機構が作動して前記ワンウェイクラッチの係合が断たれ、前記第１ハブ体に保持されたクラッチプレートを介して、入力側に連結されたクラッチドラムに一部制限されたバックトルクが伝達される。また、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では前記第１ハブ体と第２ハブ体がリミッタ解除機構により相対回転不能に連結され、前記出力軸からのバックトルクは入力側にそのまま伝達されるので、押しがけ始動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る摩擦クラッチの縦断面図である。
【図２】同第１実施形態のバックトルクリミッタ機構とリミッタ解除機構の配置位置を示す横断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図であり、（ａ）は同第１実施形態のバックトルクリミッタ機構の非動作状態を、（ｂ）は作動状態をそれぞれ示す。
【図４】本発明の第２実施形態に係る摩擦クラッチの縦断面図である。
【図５】同第２実施形態のバックトルクリミッタ機構とリミッタ解除機構の配置位置を示す横断面図である。
【符号の説明】
１…摩擦クラッチ、２…クラッチ出力軸、３…メタル軸受、４…クラッチドラム、５…クラッチ入力ギア、６…フリクションプレート、７…第１ハブ体、７Ａ…円板状ハブ体、７Ｂ…円筒状ハブ体、７Ｂａ，１１ａ…孔、８…クラッチハブ、８Ａ…第１ハブ体、８Ｂ…第２ハブ体、８Ｂ1 …出力側部材、８Ｂ2 …クラッチ側部材、９…ナット、１０…クラッチプレート、１１…第２ハブ体、１２…カム部、１３…結合ピン、１４…カム部材、１４ａ…カム面、１５…バックトルクリミッタ機構、２０…プレッシャープレート、２１…クラッチスプリング、２２…レリーズホルダ、２３…プッシュロッド、３０…スチールボール、３１…コイルばね、３２…リミッタ解除機構、４０…ワンウエイクラッチ。

Claims

クラッチ入力側に連結されたクラッチドラムと出力側に連結されたクラッチハブとを、前者に保持されたフリクションプレートと後者に保持されたクラッチプレートとを介して、断接自在に摩擦接続する摩擦クラッチであって、
前記クラッチハブが、クラッチ出力軸に直結された第１ハブ体と、前記クラッチプレートを保持する第２ハブ体とを有し、
前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、第１ハブ体の回転速度が第２ハブ体よりも大きくなったときに第１ハブ体を軸方向へ移動させてクラッチプレートとフリクションプレートの摩擦接続を断つバックトルクリミッタ機構が設けられ、
さらに、前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では両者を相対回転不能に連結し、他の領域では遠心力を受けて前記連結を解除するリミッタ解除機構が設けられた摩擦クラッチ。
クラッチ入力側に連結されたクラッチドラムと出力側に連結されたクラッチハブとを、前者に保持されたフリクションプレートと後者に保持されたクラッチプレートとを介して、断接自在に摩擦接続する摩擦クラッチであって、
前記クラッチハブはそれぞれがクラッチプレートを保持する第１ハブ体と第２ハブ体とに分割され、
前記第１ハブ体は出力軸に直結され、
前記第２ハブ体は、前記クラッチプレートを保持したクラッチ側部材と出力軸に直結された出力側部材とを、前者から後者への動力伝達のみを許容するワンウェイクラッチを介して連結してなり、
前記第１ハブ体と第２ハブ体との間に、前記出力軸が停止ないし低速回転している低速領域では両者を相対回転不能に連結し、他の領域では遠心力を受けて前記連結を解除するリミッタ解除機構が設けられた摩擦クラッチ。
請求項１または２において、前記リミッタ解除機構は、前記第１ハブ体と第２ハブ体にまたがって形成された案内溝と、この案内溝に収納されて、前記低速領域で第１ハブ体と第２ハブ体を連結し、遠心力を受けて案内溝内を移動して連結を解除する移動体とを有している摩擦クラッチ。
請求項３において、前記リミッタ解除機構はさらに、前記移動体に遠心力に抗する弾性力を付加する弾性体を有している摩擦クラッチ。