JP3703444B2 - 車輌用摩擦クラッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は車輌用摩擦クラッチに関し、特に車輪側からクラッチ出力軸に伝達されるバックトルクを切断することができるバックトルクリミッタを備えた車輌用摩擦クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車等の車輌に搭載されるバックトルクリミッタは、走行中のシフトダウンによる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働きを有している。ところが押しがけあるいはキック始動時にバックトルクリミッタが作動して円滑な始動ができなくなるのを避けるために、バックトルクリミッタが働くトルクリミット値を高く設定する必要があり、このため本来のバックトルクリミッタの機能が制限される場合がある。
【０００３】
このような機能の制限を解消するため、トルクリミット値を低く適正な範囲に設定した場合でも、押しがけあるいはキック始動時にはバックトルクリミッタが作動しないようにリミッタ解除機構を設けた車輌用摩擦クラッチが提案されており、たとえば、特開平８−１２８４６２号公報あるいは特開２００１−５０２９４号公報等に記載された摩擦クラッチがある。
【０００４】
前者、特開平８−１２８４６２号公報に記載された摩擦クラッチのバックトルクリミッタは、クラッチハブを、クラッチ出力軸に直結された固定ハブ体と、クラッチプレートを保持すると共に軸方向に移動可能な可動ハブ体に分割し、両ハブ体間にリフターピンとカム凹部よりなるカム機構を設け、固定ハブ体が可動ハブ体に対してクラッチ回転方向に相対的に回転した時に、リフターピンがカム凹面に押されて可動ハブ体を軸方向に移動させ、クラッチプレートとフリクションプレートとの摩擦接続を断つようになっている。
【０００５】
そしてリミッタ解除機構として、一方のハブ体にキックウエイトを軸支し、他方のハブ体にラチェットプレートを連結し、固定ハブ体の回転数がアイドリング回転数以下の時に、前記キックウエイトがラチェットプレートに係合することにより、両ハブ体の相対回転を阻止し、バックトルクリミッタが作動しないようになっている。
【０００６】
この構造によれば、アイドリング回転数以下でバックトルクリミッタは作動しないので、押しがけあるいはキック始動は容易になるが、キックウエイトやラチェットプレート等を備えなければならず、リミッタ解除機構の構成が複雑で、広い配置スペースが必要になると共にコスト高となる。
【０００７】
後者、特開２００１―５０２９４号公報記載の摩擦クラッチのバックトルクリミッタは、クラッチハブを、クラッチ出力軸に直結された固定ハブ体と、クラッチプレートを保持すると共に軸方向に移動可能な可動ハブ体とに分割し、両ハブ体間にカム斜面同士の接触によるカム機構を備えており、一方のカム斜面が他方のカム斜面に乗り上げることにより、可動ハブ体を軸方向に移動させ、プレッシャプレートを押し動かしてクラッチを切断するようになっている。
【０００８】
そしてリミッタ解除機構として、固定ハブ体のボス部外周面とこれに嵌合する可動ハブ体の内周面に互いに連通可能な径方向の孔を形成し、ロック用ボールを上記孔内に径方向移動可能に収納しており、アイドリング回転数以下の時には、ボールが径方向内方端部に保持されて両孔に係合することにより両ハブ体を一体回転可能に連結し、アイドリング回転数を越えると、ボールが遠心力で径方向の外方に移動することにより固定ハブ体の孔から外れ、両ハブ体間の連結を解除するようになっている。
【０００９】
また、バックトルクリミッタは、バックトルク入力時に可動ハブ体が軸方向に移動する際、若干の遊び区間（無効ストローク）を経てからプレッシャプレートに当接し、その後にプレッシャプレートをクラッチ切断側に押し戻すようになっている。上記遊び区間は、具体的には可動ハブ体とプレッシャプレートとの軸方向隙間により決定されるが、バックトルクリミッタが滑らかにかつタイミング良く効き始めるように適正な値に管理する必要性があり、後者の摩擦クラッチのバックトルクリミッタでは、摩擦板の厚みを変更することにより隙間を調節している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記、後者の車輌用摩擦クラッチでは、可動ハブ体を軸方向のプレッシャプレート側に移動させるカム機構として、カム斜面同士の接触を利用したカム機構を備えているので、バックトルクリミッタ作動時の摩擦抵抗が大きく、トルクリミット値を細かく設定するのが困難である。
【００１１】
また、使用により可動ハブ体とプレッシャプレートとの隙間が変化した時には、フリクションプレート等を厚みの異なるものに取り換えなければならず、そのためにはクラッチを一旦分解する必要があり、メンテナンスに手間がかかる。
【００１２】
さらに、後者の摩擦クラッチのリミッタ解除機構においては、固定ハブ体のボス部外周に形成された半球状の孔（凹部）に対して、ロック用ボールが径方向に出たり入ったりすることによりリミッタ解除動作を行なうので、リミッタ解除作動時にボールが孔内に落ち込むことによる衝撃が生じ、孔周辺の摩耗が早い。
【００１３】
【発明の目的】
本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その共通の目的は、カム用ボール及びカム斜面を利用することによりバックトルクリミッタの作動の円滑性を保つと共に、簡単な構造によりバックトルクリミッタの機能を適正な状態に保てるようにすることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明は、エンジン側に連結されたクラッチ入力側のクラッチアウターと、車輪側に連結されたクラッチ出力側のクラッチハブとの間に、入力側摩擦板と出力側摩擦板を介装し、プレッシャプレートで上記摩擦板を軸方向に押圧することにより、両摩擦板間を接続する車輌用摩擦クラッチにおいて、次のような特徴を備えている。
【００１５】
請求項１記載の発明は、クラッチハブを、クラッチ出力軸に直結される固定ハブ体と、出力側摩擦板を保持すると共に固定ハブ体に対し軸芯方向移動可能かつ相対回転可能な可動ハブ体に分割し、両ハブ体間には、カム用ボール及びカム斜面よりなるバックトルクリミッタであって、固定ハブ体が可動ハブ体に対しクラッチ回転方向側に相対的に回転した時に可動ハブ体をプレッシャプレート側に移動させてクラッチを切断するバックトルクリミッタを備え、両ハブ体の軸方向に対向する端面に径方向に延びるロック溝を形成すると共に両ロック溝内に転がり可能なロック部材を移動可能に係合し、一方のロック溝の径方向外方端部に周方向の逃げ溝を延設し、クラッチ出力軸が所定回転速度以下の時にはロック部材により両ハブ体間を相対回転不能にロックし、所定回転速度を越える時にはロック部材が遠心力により逃げ溝内に移動して、両ハブ体間の相対回転を許すリミッタ解除機構を備えている。
【００１６】
この構造によると、エンジン側からの駆動による回転時は、ロック部材は遠心力によりロック溝の径方向外方端部に移動しており、したがってシフトダウンによる急減速時にバックトルクがかかった場合には、ロック部材が逃げ溝内を周方向に移動することにより両ハブ体間の相対回転を許し、バックトルクリミッタを作動させることができる。一方、押しがけあるいはキック始動時には、ロック部材が両ロック溝に係合していることにより両ハブ体を連結しており、これにより、たとえバックトルクリミッタのトルクリミット値が低く設定されている場合でも、バックトルクリミッタの作動は解除され、容易に押しがけあるいはキック始動ができる。
【００１７】
また、固定ハブ体と可動ハブ体との軸方向の対向面間に、ロック用ボール及びカム斜面よりなるバックトルクリミッタ並びにロック部材及びロック溝等よりなるリミッタ解除機構を配置しているので、バックトルクリミッタの作動の円滑性を維持できると共に、クラッチをコンパクトに保ち、構造も簡素化できる。
【００１８】
さらに、ロック部材は、常に両ハブ体のロック溝あるいは逃げ溝内に収納されている構造であるので、リミッタ解除動作時に、従来のようにロック部材が孔に出入する場合の衝撃はなく、摩耗の発生を抑えることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車輌用摩擦クラッチにおいて、バックトルクリミッタのカム斜面として上記逃げ溝の底面を斜面に形成し、カム用ボールとして両ロック溝間に亘って配置されたロック部材をボール状に形成することによりバックトルクリミッタを構成している。
【００２０】
このようにバックトルクリミッタのカム用ボールとリミッタ解除機構のロック部材を共通化し、逃げ溝をカム斜面として利用していると、部品点数の削減、コンパクト化及びコストの低減が達成できる。
【００２３】
【発明の第１の実施の形態】
[車輌摩擦クラッチの基本構造]
図１〜図１２は、本願発明を適用した乾式多板摩擦クラッチの第１の実施の形態を示しており、たとえば自動二輪車に搭載されている。クラッチの縦断面図を示す図１において、乾式多板摩擦クラッチは、エンジンから後輪までの動力伝達経路中、クランク軸１とギヤ式変速装置の変速入力軸２の間に配置されており、クラッチ入力側のクラッチアウター４と、クラッチ出力側のクラッチハブ５と、変速入力軸２に一体形成されたクラッチ出力軸８と、クラッチアウター４とクラッチハブ５との間に配置された複数の摩擦板、すなわちフリクションプレート１０及びクラッチプレート１１と、両プレート１０，１１を軸方向に押圧するためのプレッシャプレート１２と、プレッシャプレート１２にクラッチ接続力を付与するための皿形のクラッチばね１５等を備えている。ギヤ式変速装置の変速出力軸（図示せず）はチェーン伝導機構を介して後輪に連動連結している。
【００２４】
クラッチアウター４は有底円筒形に形成されると共にボス部４ａがニードル軸受１９を介してクラッチ出力軸８に回転可能に嵌合しており、上記ボス部４ａにはクラッチギヤ２０が一体的に結合され、クラッチギヤ２０はクランク軸１のクランクギヤ２１に噛み合っている。クラッチアウター４の円筒部には周方向に等間隔をおいて複数のフィンガー４ｂが形成され、該フィンガー４ｂには上記複数枚のフリクションプレート１０が軸芯方向移動可能かつクラッチアウター４と一体回転可能に支持されている。
【００２５】
クラッチハブ５は、クラッチ出力軸８にスプライン嵌合すると共に軸方向移動不能に固定された固定ハブ体１６と、該固定ハブ体１６に軸方向移動可能かつ相対回転可能に嵌合する可動ハブ体１７よりなり、固定ハブ体１６には上記クラッチばね１５を保持する筒形サポート部２３が一体に結合されている。
【００２６】
可動ハブ体１７にはストッパー用のガイド孔３４が形成され、固定ハブ体１６には上記ガイド孔３４内に突出するストッパー用の突起３３が形成され、該突起３３はガイド孔３４に対して周方向に一定の遊びを有して係合し、これにより固定ハブ体１６と可動ハブ体１７との間の相対回転範囲を規制している。
【００２７】
可動ハブ体１７の外周円筒部１７ａには軸方向のスプラインが形成されており、該外周円筒部１７ａに上記クラッチプレート１１が軸方向移動可能かつ可動ハブ体１７と一体回転可能にスプライン嵌合している。クラッチプレート１０とフリクションプレート１１は軸方向に交互に配置され、これら両プレート１０，１１よりなる摩擦プレート群の軸方向の一端面には，固定ハブ体１６に形成された押圧面１６ａが接触し、他端面にはプレッシャプレート１２が接触している。
【００２８】
プレッシャプレート１２は環状に形成され、内周つば部１２ａと前記サポート部２３の外周つば部２３ａの間にクラッチばね１５が軸方向に縮設されており、該クラッチばね１５の弾性力により矢印Ｆ1方向（クラッチ接続方向）に付勢されている。すなわち、クラッチばね１５でプレッシャプレート１２を矢印Ｆ1方向に付勢することにより、プレッシャプレート１２と固定ハブ体１６の押圧面１６ａの間でフリクションプレート１０とクラッチプレート１１を挟圧し、クラッチアウター４とクラッチハブ５の間でトルクを伝達するようになっている。
【００２９】
プレッシャプレート１２の内周面にはレリーズリング２５が嵌着され、該レリーズリング２５にはスパイダー状のレリーズホルダー２６の外周環状部が矢印Ｆ1方向側から係合しており、レリーズホルダー２６の中心部はレリーズ軸受２７を介してレリーズロッド２８に連結している。レリーズロッド２８は変速入力軸２内を矢印Ｆ1方向へ延び、図示しないクラッチレバーに連動連結しており、クラッチレバー操作でレリーズロッド２８を介してレリーズホルダー２６を矢印Ｆ2方向（クラッチ切断方向）に押すことにより、クラッチばね１５に抗してプレッシャプレート１２を矢印Ｆ2方向に移動し、プレッシャプレート１２と固定ハブ体１７の間隔を広げ、クラッチアウター４とクラッチハブ５間のトルク伝達を切断あるいは軽減するようになっている。
【００３０】
[バックトルクリミッタ]
バックトルクを切断するためのバックトルクリミッタは、固定ハブ体１６と可動ハブ体１７の軸方向に相対向する端面間に配置された複数のカム用ボール（鋼球）３０と、該カム用ボール３０を保持するために可動ハブ体１７の軸方向端面に形成されたボール保持凹部３１と、固定ハブ体１６の端面に形成されたカム溝３２と、可動ハブ体１７を軸方向の固定ハブ体側（矢印Ｆ1方向側）に付勢するロック用皿形ばね３５から構成されている。皿形ばね３５は、可動ハブ体１７の矢印Ｆ2側の軸方向端面に形成された環状突起１６ｃと、サポート部２３の環状段部との間に軸方向に縮設されている。
【００３１】
可動ハブ体１７の軸方向の遊び量を調節する機構として、プレッシャプレート１２には隙間調節ねじ３６が軸方向と平行に螺挿され、ロックナット３７によりロックされている。該隙間調節ねじ３６は、可動ハブ体１７の外周円筒部１７ａの矢印Ｆ2方向側の端面１７ｂに対して、軸方向の隙間（遊び量）Ｃを置いて対向しており、調隙間節ねじ３６の矢印Ｆ1方向への突出量を変更することにより、上記隙間Ｃを調節できるようになっている。上記隙間Ｃの適正値はたとえば０．６〜０．８mm程度である。
【００３２】
図２は固定ハブ体１６の端面１６ａを図１の矢印II方向に見た図であり、矢印Ｒ1はクラッチ回転方向を示している。前記ストッパー用突起３３は周方向に等間隔をおいてたとえば６個形成され、カム溝３２は周方向に等間隔をおいてたとえば３個形成され、各カム溝３２の底面は、図８のカム溝３２の断面図に示すように、クラッチ回転Ｒ1方向とは逆方向にゆくに従い浅くなるカム斜面となっている。
【００３３】
図３は可動ハブ体１７を図１の矢印III方向に見た図であり、ストッパー用ガイド孔３４は周方向に等間隔をおいて６個形成され、ボール保持凹部３１は周方向に等間隔をおいて３個形成されている。該実施の形態では、各ボール保持凹部３１は、周方向に長く形成されると共に、その底面は図８の断面図に示すようにカム斜面となっており、クラッチ回転Ｒ1方向に行くしたがい底面が浅くなるように形成されている。すなわち、固定ハブ体１６が可動ハブ体１７に対してクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に回転することにより、図１１のようにボール３０が保持凹部３１及びカム溝３２の各斜面の浅い側に転動し、それにより可動ハブ体１７が固定ハブ体１６に対して軸方向の矢印Ｆ2側に押し動かされ、それに続いて図１のプレッシャプレート１２が可動ハブ体１７により矢印Ｆ2側に押し動かされ、クラッチが切断するようになっている。なお、ボール保持凹部３１として、半球状の凹部や深さが一様で周方向に延びる断面半円形状の凹部を形成することも可能である。
【００３４】
[リミッタ解除機構]
バックトルクリミッタの作動を解除するためのリミッタ解除機構は、固定ハブ体１６と可動ハブ体１７の互いに軸方向に対向する端面間に配置されており、図２に示すように固定ハブ体１６の端面１６ａにＬ字形に形成された第１ロック溝４１及び逃げ溝４３と、図３に示すように可動ハブ体１７の端面に略直線状に形成された第２ロック溝４２と、図１２の断面図に示すように両ロック溝４１，４２に亘って係合する円柱状のロックピン（ロック部材）４４から構成されている。
【００３５】
図２において、固定ハブ体１６に形成された第１ロック溝４１は概ね径方向に直線状に延びており、逃げ溝４３は、上記第１ロック溝４１の外周端部に繋がると共にクラッチ回転Ｒ1方向とは反対向きに周方向に延びている。また、第１ロック溝４１の径方向の内方端部にはクラッチ回転Ｒ1方向とは反対側に張り出す係止部４１ａが形成されている。第１ロック溝４１及び逃げ溝４３は周方向に等間隔をおいてたとえば３組形成されている。
【００３６】
図３において、可動ハブ体１７に形成された第２ロック溝４２は、概ね径方向に直線状に延びており、径方向の内方端部にはクラッチ回転Ｒ1方向とは反対側に張り出す係止部４２ａが形成されている。
【００３７】
【作用】
図４〜図７はそれぞれ図１のIV-IV断面に相当する断面図であって、図４はエンジン停止時、図５は押しがけ始動時、図６はエンジン側からの駆動による回転時、そして図７はバックトルクリミッタ作動時を示している。また、図８〜図１１はそれぞれ上記図４〜図７のVIII-VIII,IX-IX,X-X,XI-XI断面を示し、図１２は図４のXII断面を示している。
【００３８】
[エンジン停止時]
エンジン停止時の状態を示す図４において、可動ハブ体１７の第２ロック溝４２と固定ハブ体１６の第１ロック溝４１は重なり合って位置しており、３つのロックピン４４のうち、少なくともクラッチ回転中心Ｏ1より上方に位置しているロックピン４４は、重力により両ロック溝４１，４２の径方向内方端部に位置している。クラッチ回転中心Ｏ1より下方に位置しているロックピン４４は両ロック溝４１，４２の径方向の外方端部に位置している。
【００３９】
カム用のボール３０は、図８に示すようにボール保持凹部３１及びカム溝３２の深い底面側に位置し、可動ハブ体１７の端面は固定ハブ体１６の端面１６ａに略接触している。
【００４０】
[押しがけ始動時]
前記図４のエンジン停止状態から押しがけを行なうと、後輪から図１の変速入力軸２を介してクラッチ出力軸８に伝達されるバックトルクは、クラッチ出力軸８からクラッチハブ５の固定ハブ体１６に入力される。
【００４１】
押しがけ時を示す図５において、大きなバックトルクが固定ハブ体１６にかかると、可動ハブ体１７に対して固定ハブ体１６がクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に回転しようとするが、少なくとも１つのロックピン４４が両ロック溝４１，４２の径方向の内方端部に位置していることにより、可動ハブ体１７に対する固定ハブ体１６の相対回転は阻止され、バックトルクリミッタが作動することはない。
【００４２】
すなわち、バックトルクリミッタが作動するトルクリミット値が低く設定されていても、押しがけ時あるいはキック始動時には、固定ハブ体１６と可動ハブ体１７がロックピン４４で連結されていることにより、クラッチ接続状態が維持され、上記バックトルクは図１のクラッチハブ５からクラッチプレート１１及びフリクションプレート１０を介してクラッチアウター４に伝達され、クラッチアウター４からクラッチギヤ２０及びクランクギヤ２１を介してクランク軸１に伝達され、クランク軸１を駆動する。
【００４３】
上記のようにバックトルクリミッタの作動が解除されていることから、図９に示すようにカム用のボール３０はボール保持凹部３１及びカム溝３２の深い底面側に位置したままであり、可動ハブ体１７は軸方向には移動しない。
【００４４】
[エンジン側からの駆動による走行時]
エンジン始動後、回転数が所定回転数よりも上昇し、エンジン側からの駆動により走行している場合、図１のクランク軸１の駆動トルクは、クランクギヤ２１、クラッチギヤ２０、クラッチアウター４、フリクションプレート１０、クラッチプレート１１、クラッチハブ５を介してクラッチ出力軸８に伝達され、変速装置から後輪に伝達されている。
【００４５】
この場合の可動ハブ体１７と固定ハブ体１６との回転方向の位置関係は、図６に示すように可動ハブ体１７が固定ハブ体１６に対してクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に若干回転することにより、可動ハブ体１７のストッパー用ガイド孔３４のクラッチ回転Ｒ1方向側とは反対側の端縁が固定ハブ体１６のストッパー用突起３３に当接している。したがって、ハブ体１６，１７間ではストッパー用ガイド孔３４の端縁及びストッパー用突起３３を介して可動ハブ体１７から固定ハブ体１６に駆動トルクが伝達されている。
【００４６】
このようにエンジン側からの駆動力により所定回転速度以上で回転している状態では、いずれのロックピン４４も遠心力により両ロック溝４１，４２の径方向の外方端部に移動し、バックトルクリミッタの作動が可能な状態となっている。
【００４７】
また、カム用ボール３０は、図１０に示すようにボール保持凹部３１及びカム溝３２の深い底面側に位置している。
【００４８】
[バックトルクリミッタの作動時]
図６の状態で走行中、シフトダウンによる急減速時等に後輪からバックトルクがクラッチにかかり、このバックトルクがトルクリミット値を越えると、図７のように可動ハブ体１７に対して固定ハブ体１６がクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に回転し、これにより図１１のようにカム用ボール３０はボール保持凹部３１及びカム溝３２内を浅い底面側へ転動し、可動ハブ体１７を軸方向の矢印Ｆ2方向に移動させる。
【００４９】
上記可動ハブ体１７は、図１の状態から移動初期においては、まずトルクリミット値設定用のばね３５の弾性力に抗して軸方向の矢印Ｆ2方向に隙間Ｃを移動し、可動ハブ体１７の軸方向端縁１７ｂが隙間調節ねじ３６の先端に当接した後は、トルクリミット値設定用のばね３５及びクラッチばね１５の弾性力に抗して、プレッシャプレート１２を矢印Ｆ2方向に移動し、クラッチを切断する。
【００５０】
バックトルクリミッタの作動中、図７に示すようにロックピン４４は逃げ溝４３内を周方向に移動し、可動ハブ体１７に対する固定ハブ体１６の相対回転を妨げることはない。
【００５１】
[トルクリミッタの遊び量（無効ストローク）の調節]
図１において、クラッチの外部からまずロックナット３７を緩め、隙間調節ねじ３６を回転することにより、隙間調節ねじ３６の先端と可動ハブ体１７の矢印Ｆ2方向の端縁１７ｂとの隙間Ｃを調節する。たとえば隙間Ｃを小さくすることにより、可動ハブ体１７が移動し始めてからバックトルクリミッタが実質的に作動し始めるタイミングを短くすることができる。
【００５２】
【発明の第２の実施の形態】
図１３〜図２１は第２の実施の形態であって、リミッタ解除機構のロック部材として、バックトルクリミッタのカム用ボールを兼用するカム兼ロックボール５０を備え、リミッタ解除機構の逃げ溝４３をバックトルクリミッタのカム斜面として利用した構造である。バックトルクリミッタ及びリミッタ解除機構以外の摩擦クラッチの構造は、図１に示す構造と同様であるので、同じ機能の部品には同じ符号を付している。図１３及び図１４は第１の実施の形態の図２及び図３に相当し、図１５〜図１８は第１の実施の形態の図４〜図７に相当する断面図であり、図１５はエンジン停止時、図１６は押しがけ時、図１７はエンジン側から駆動している時、図１８はバックトルクリミッタ作動時を示している。
【００５３】
図１３において、固定ハブ体１６の端面１６ａには周方向に等間隔を置いて３つのストッパー用突起３３が形成されると共に、周方向に等間隔を置いて３つの第１ロック溝４１が形成され、該第１ロック溝４１は概ね径方向に直線状に延び、その径方向の外方端部にはクラッチ回転Ｒ1方向とは反対側に周方向に延びる逃げ溝４３が形成されている。該逃げ溝４３はバックトルクリミッタのカム溝を兼用しており、図２１の断面図に示すようにクラッチ回転Ｒ1方向とは反対側に行くにしたがい底面が浅くなるカム斜面となっている。
【００５４】
図１４において、可動ハブ体１７の端面には周方向に等間隔を置いて３つのストッパー用ガイド孔３４が形成されると共に、周方向に等間隔を置いて３つの第２ロック溝４２が形成され、該第２ロック溝４２は概ね径方向に直線状に延び、その径方向の外周端部にはクラッチ回転Ｒ1方向側へ周方向に延びるボール保持凹部３１が形成されている。このボール保持凹部３１の底面は、図２１の断面図に示すようにクラッチ回転Ｒ1方向側に行くにしたがい底面が浅くなるカム斜面となっている。
【００５５】
両ロック溝４１，４２にはスチール製の前記カム兼ロックボール５０が配置されている。
【００５６】
図１９及び図２０はロック溝４１，４２の断面形状を示しており、両ロック溝４１，４２は、カム兼ロックボール５０がロック溝４１，４２内を径方向に自在に移動できる寸法に形成されている。
【００５７】
【作用】
[エンジン停止時]
エンジン停止時の状態を示す図１５において、両ロック溝４１，４２は重なり合って位置しており、３つのカム兼ロックボール５０のうち、少なくともクラッチ回転中心Ｏ1より上方に位置するロック部材５０は、ロック溝４１，４２の径方向内方端部に位置している。
【００５８】
[押しがけ始動時]
図１５のエンジン停止状態から押しがけを行なうと、後輪から固定ハブ体１６にバックトルクが伝達され、該バックトルクがトルクリミット値以上になると可動ハブ体１７に対して固定ハブ体１６がクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に回転しようとするが、図１６のようにロック溝４１，４２の径方向内方端部に位置しているカム兼ロックボール５０により、可動ハブ体１７に対する固定ハブ体１６の相対回転は阻止され、バックトルクリミッタが作動することなく、エンジンを始動できる。
【００５９】
[エンジン側からの駆動による回転時]
エンジン始動後、エンジン側からの駆動状態になると、図１７に示すように可動ハブ体１７が固定ハブ体１６に対してクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に若干回転することにより、可動ハブ体１７のストッパー用ガイド孔３４のクラッチ回転Ｒ１方向側とは反対側の端縁が固定ハブ体１６のストッパー用突起３３に当接し、ストッパー用ガイド孔３４の端縁及びストッパー突起３３を介して固定ハブ体１６に駆動トルクが伝達される。
【００６０】
このようにエンジン側からの駆動状態では、いずれのカム兼ロックボール５０も遠心力により両ロック溝４１，４２の径方向の外方端部に移動しており、したがってバックトルクリミッタの作動が可能な状態となっている。
【００６１】
[バックトルクリミッタ作動時]
シフトダウンによる急減速時等において後輪から固定ハブ体１６にバックトルクがかかり、このバックトルクがトルクリミット値以上に大きくなると、図１８のように可動ハブ体１７に対して固定ハブ体１６は相対的にクラッチ回転Ｒ1方向に回転し、これによりカム兼ロックボール５０は、図２１のボール保持凹部３１及びカム溝兼逃げ溝４３の深い底面から浅い底面側へ転動し、カム作用により可動ハブ体１７は軸方向の矢印Ｆ2方向に移動し、前記第１の実施の形態と同様に図１のプレッシャプレート１２が矢印Ｆ2方向に移動し、バックトルクリミッタが作動してクラッチが切断される。なお、可動ハブ体１７に対する固定ハブ体１６の相対回転量は、図１８に示すように固定ハブ体１６のストッパー用突起３３が可動ハブ体１７のストッパー用ガイド孔３４のクラッチ回転Ｒ1方向の端縁に当接することにより規制される。
【００６２】
【発明のその他の実施の形態】
（１）図１のような多板式の摩擦クラッチの他に、単板式の車輌用摩擦クラッチに適用することも可能である。また、適用される車輌は自動二輪車に限定されず、不整地走行用の騎乗型四輪車等の車輌にも適用可能である。
【００６３】
（２）図１のようにカム用のボールとは別にロック用のロック部材を配置する構造において、ロック部材としてボールを用いることも可能である。
【００６４】
（３）ロック部材を２個又は４個以上配置することも可能であり、極端な場合には１個だけ配置することも可能である。ただし１個または２個配置する場合には、たとえばエンジン始動前に、ロック溝がクラッチ回転中心より上方に位置する状態を、クラッチハブの回転角度により外部から確認できるように構成する。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明は、エンジン側に連結されたクラッチ入力側のクラッチアウターと、車輪側に連結されたクラッチ出力側のクラッチハブとの間に、入力側摩擦板と出力側摩擦板を介装し、プレッシャプレートで上記摩擦板を軸方向に押圧することにより、両摩擦板間を接続する車輌用摩擦クラッチにおいて、次のような効果がある。
【００６６】
（１）エンジン側からの駆動による回転時は、シフトダウンによる急減速時にバックトルクがかかった場合でも、ロック部材が逃げ溝内を周方向に移動することにより両ハブ体間の相対回転を許し、バックトルクリミッタを作動させることができ、一方、押しがけあるいはキック始動時には、ロック部材及び両ロック溝を介して両ハブ体を連結することにより、たとえバックトルクリミッタのトルクリミット値を適正な低い値に設定している場合でも、バックトルクリミッタの作動が解除されることにより、容易に押しがけあるいはキック始動ができる。
【００６７】
（２）固定ハブ体と可動ハブ体との軸方向の対向端面間に、ロック用ボール及びカム斜面よりなるバックトルクリミッタ並びにロック部材及びロック溝等よりなるリミッタ解除機構を配置していので、クラッチのコンパクト性を維持できると共に、構造も簡素化される。
【００６８】
（３）ロック部材は、常に両ハブ体のロック溝あるいは逃げ溝内に収納されている構造であるので、リミッタ解除動作時に、従来のようにロック部材が溝に出入する場合の衝撃はなく、摩耗の発生を抑えることができる。
【００６９】
（４）バックトルクリミッタのカム斜面としてリミッタ解除機構の逃げ溝の底面を斜面に形成し、カム用ボールとして両ロック溝間に亘って配置されたロック部材をボール状に形成していると、バックトルクリミッタのカム用ボールとリミッタ解除機構のロック部材並びに逃げ溝とカム溝を共通化でき、部品点数の削減、コンパクト化及びコストの低減が達成できる。
【００７０】
（５）なお、前記実施の形態においては、可動ハブ体に対して軸方向のプレッシャプレート側から隙間をおいて対向する隙間調節ねじを、プレッシャプレートに螺挿してあるので、バックトルクリミッタの遊び区間（無効ストローク）の調節を、クラッチを分解することなく、外部から簡単に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明を適用した乾式多板摩擦クラッチの第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】 図１の固定ハブ体を矢印II方向に見た図である。
【図３】 図１の可動ハブ体を矢印III方向に見た図である。
【図４】 エンジン停止時の状態を示す図１のIV-IV断面図である。
【図５】 押しがけ始動時の状態を示す図１のIV-IV断面図である。
【図６】 エンジン側からの駆動時の状態を示す図１のIV-IV断面図である。
【図７】 バックトルクリミッタ作動時の状態を示す図１のIV-IV断面図である。
【図８】 図４のVIII-VIII断面図である。
【図９】 図５のIX-IX断面図である。
【図１０】 図６のX-X断面図である。
【図１１】 図７のXI-XI断面図である。
【図１２】 図４のXII-XII断面図である。
【図１３】 本願発明を適用した乾式多板摩擦クラッチの第２の実施の形態を示し、固定ハブ体を図２の場合と同様に図１の矢印II方向から見た図である。
【図１４】 第２の実施の形態における可動ハブ体を図３の場合と同様に図１の矢印III方向から見た図である。
【図１５】 第２の実施の形態におけるエンジン停止時の状態を示しており、図４と同様の断面図である。
【図１６】 第２の実施の形態における押しがけ始動時の状態を示しており、図５と同様の断面図である。
【図１７】 第２の実施の形態におけるエンジン側からの駆動時の状態を示しており、図６と同様の断面図である。
【図１８】 第２の実施の形態におけるバックトルクリミッタ作動時の状態を示しており、図７と同様の断面図である。
【図１９】 図１５のIXX-IXX断面拡大図である。
【図２０】 図１７のXX-XX断面拡大図である。
【図２１】 図１７のXXI-XXI断面拡大図である。
【符号の説明】
１ クランク軸
２ 変速入力軸
４ クラッチアウター
５ クラッチハブ
８ クラッチ出力軸
１０ フリクションプレート（入力側摩擦板）
１１ クラッチプレート（出力側摩擦板）
１２ プレッシャープレート
１６ 固定ハブ体
１７ 可動ハブ体
２３ 筒形サポート部
３０ カム用ボール
３１ ボール保持凹部
３２ カム溝
３５ ロック用皿形ばね
３６ 隙間調節ねじ
３７ ロックナット
４１，４２ ロック溝
４３ 逃げ溝
４４ ロックピン（ロック部材の一例）
５０ カム兼ロックボール（ロック部材及びカム用ボールの一例）
【発明の属する技術分野】
本願発明は車輌用摩擦クラッチに関し、特に車輪側からクラッチ出力軸に伝達されるバックトルクを切断することができるバックトルクリミッタを備えた車輌用摩擦クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車等の車輌に搭載されるバックトルクリミッタは、走行中のシフトダウンによる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働きを有している。ところが押しがけあるいはキック始動時にバックトルクリミッタが作動して円滑な始動ができなくなるのを避けるために、バックトルクリミッタが働くトルクリミット値を高く設定する必要があり、このため本来のバックトルクリミッタの機能が制限される場合がある。
【０００３】
このような機能の制限を解消するため、トルクリミット値を低く適正な範囲に設定した場合でも、押しがけあるいはキック始動時にはバックトルクリミッタが作動しないようにリミッタ解除機構を設けた車輌用摩擦クラッチが提案されており、たとえば、特開平８−１２８４６２号公報あるいは特開２００１−５０２９４号公報等に記載された摩擦クラッチがある。
【０００４】
前者、特開平８−１２８４６２号公報に記載された摩擦クラッチのバックトルクリミッタは、クラッチハブを、クラッチ出力軸に直結された固定ハブ体と、クラッチプレートを保持すると共に軸方向に移動可能な可動ハブ体に分割し、両ハブ体間にリフターピンとカム凹部よりなるカム機構を設け、固定ハブ体が可動ハブ体に対してクラッチ回転方向に相対的に回転した時に、リフターピンがカム凹面に押されて可動ハブ体を軸方向に移動させ、クラッチプレートとフリクションプレートとの摩擦接続を断つようになっている。
【０００５】
そしてリミッタ解除機構として、一方のハブ体にキックウエイトを軸支し、他方のハブ体にラチェットプレートを連結し、固定ハブ体の回転数がアイドリング回転数以下の時に、前記キックウエイトがラチェットプレートに係合することにより、両ハブ体の相対回転を阻止し、バックトルクリミッタが作動しないようになっている。
【０００６】
この構造によれば、アイドリング回転数以下でバックトルクリミッタは作動しないので、押しがけあるいはキック始動は容易になるが、キックウエイトやラチェットプレート等を備えなければならず、リミッタ解除機構の構成が複雑で、広い配置スペースが必要になると共にコスト高となる。
【０００７】
後者、特開２００１―５０２９４号公報記載の摩擦クラッチのバックトルクリミッタは、クラッチハブを、クラッチ出力軸に直結された固定ハブ体と、クラッチプレートを保持すると共に軸方向に移動可能な可動ハブ体とに分割し、両ハブ体間にカム斜面同士の接触によるカム機構を備えており、一方のカム斜面が他方のカム斜面に乗り上げることにより、可動ハブ体を軸方向に移動させ、プレッシャプレートを押し動かしてクラッチを切断するようになっている。
【０００８】
そしてリミッタ解除機構として、固定ハブ体のボス部外周面とこれに嵌合する可動ハブ体の内周面に互いに連通可能な径方向の孔を形成し、ロック用ボールを上記孔内に径方向移動可能に収納しており、アイドリング回転数以下の時には、ボールが径方向内方端部に保持されて両孔に係合することにより両ハブ体を一体回転可能に連結し、アイドリング回転数を越えると、ボールが遠心力で径方向の外方に移動することにより固定ハブ体の孔から外れ、両ハブ体間の連結を解除するようになっている。
【０００９】
また、バックトルクリミッタは、バックトルク入力時に可動ハブ体が軸方向に移動する際、若干の遊び区間（無効ストローク）を経てからプレッシャプレートに当接し、その後にプレッシャプレートをクラッチ切断側に押し戻すようになっている。上記遊び区間は、具体的には可動ハブ体とプレッシャプレートとの軸方向隙間により決定されるが、バックトルクリミッタが滑らかにかつタイミング良く効き始めるように適正な値に管理する必要性があり、後者の摩擦クラッチのバックトルクリミッタでは、摩擦板の厚みを変更することにより隙間を調節している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記、後者の車輌用摩擦クラッチでは、可動ハブ体を軸方向のプレッシャプレート側に移動させるカム機構として、カム斜面同士の接触を利用したカム機構を備えているので、バックトルクリミッタ作動時の摩擦抵抗が大きく、トルクリミット値を細かく設定するのが困難である。
【００１１】
また、使用により可動ハブ体とプレッシャプレートとの隙間が変化した時には、フリクションプレート等を厚みの異なるものに取り換えなければならず、そのためにはクラッチを一旦分解する必要があり、メンテナンスに手間がかかる。
【００１２】
さらに、後者の摩擦クラッチのリミッタ解除機構においては、固定ハブ体のボス部外周に形成された半球状の孔（凹部）に対して、ロック用ボールが径方向に出たり入ったりすることによりリミッタ解除動作を行なうので、リミッタ解除作動時にボールが孔内に落ち込むことによる衝撃が生じ、孔周辺の摩耗が早い。
【００１３】
【発明の目的】
本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その共通の目的は、カム用ボール及びカム斜面を利用することによりバックトルクリミッタの作動の円滑性を保つと共に、簡単な構造によりバックトルクリミッタの機能を適正な状態に保てるようにすることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明は、エンジン側に連結されたクラッチ入力側のクラッチアウターと、車輪側に連結されたクラッチ出力側のクラッチハブとの間に、入力側摩擦板と出力側摩擦板を介装し、プレッシャプレートで上記摩擦板を軸方向に押圧することにより、両摩擦板間を接続する車輌用摩擦クラッチにおいて、次のような特徴を備えている。
【００１５】
請求項１記載の発明は、クラッチハブを、クラッチ出力軸に直結される固定ハブ体と、出力側摩擦板を保持すると共に固定ハブ体に対し軸芯方向移動可能かつ相対回転可能な可動ハブ体に分割し、両ハブ体間には、カム用ボール及びカム斜面よりなるバックトルクリミッタであって、固定ハブ体が可動ハブ体に対しクラッチ回転方向側に相対的に回転した時に可動ハブ体をプレッシャプレート側に移動させてクラッチを切断するバックトルクリミッタを備え、両ハブ体の軸方向に対向する端面に径方向に延びるロック溝を形成すると共に両ロック溝内に転がり可能なロック部材を移動可能に係合し、一方のロック溝の径方向外方端部に周方向の逃げ溝を延設し、クラッチ出力軸が所定回転速度以下の時にはロック部材により両ハブ体間を相対回転不能にロックし、所定回転速度を越える時にはロック部材が遠心力により逃げ溝内に移動して、両ハブ体間の相対回転を許すリミッタ解除機構を備えている。
【００１６】
この構造によると、エンジン側からの駆動による回転時は、ロック部材は遠心力によりロック溝の径方向外方端部に移動しており、したがってシフトダウンによる急減速時にバックトルクがかかった場合には、ロック部材が逃げ溝内を周方向に移動することにより両ハブ体間の相対回転を許し、バックトルクリミッタを作動させることができる。一方、押しがけあるいはキック始動時には、ロック部材が両ロック溝に係合していることにより両ハブ体を連結しており、これにより、たとえバックトルクリミッタのトルクリミット値が低く設定されている場合でも、バックトルクリミッタの作動は解除され、容易に押しがけあるいはキック始動ができる。
【００１７】
また、固定ハブ体と可動ハブ体との軸方向の対向面間に、ロック用ボール及びカム斜面よりなるバックトルクリミッタ並びにロック部材及びロック溝等よりなるリミッタ解除機構を配置しているので、バックトルクリミッタの作動の円滑性を維持できると共に、クラッチをコンパクトに保ち、構造も簡素化できる。
【００１８】
さらに、ロック部材は、常に両ハブ体のロック溝あるいは逃げ溝内に収納されている構造であるので、リミッタ解除動作時に、従来のようにロック部材が孔に出入する場合の衝撃はなく、摩耗の発生を抑えることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車輌用摩擦クラッチにおいて、バックトルクリミッタのカム斜面として上記逃げ溝の底面を斜面に形成し、カム用ボールとして両ロック溝間に亘って配置されたロック部材をボール状に形成することによりバックトルクリミッタを構成している。
【００２０】
このようにバックトルクリミッタのカム用ボールとリミッタ解除機構のロック部材を共通化し、逃げ溝をカム斜面として利用していると、部品点数の削減、コンパクト化及びコストの低減が達成できる。
【００２３】
【発明の第１の実施の形態】
[車輌摩擦クラッチの基本構造]
図１〜図１２は、本願発明を適用した乾式多板摩擦クラッチの第１の実施の形態を示しており、たとえば自動二輪車に搭載されている。クラッチの縦断面図を示す図１において、乾式多板摩擦クラッチは、エンジンから後輪までの動力伝達経路中、クランク軸１とギヤ式変速装置の変速入力軸２の間に配置されており、クラッチ入力側のクラッチアウター４と、クラッチ出力側のクラッチハブ５と、変速入力軸２に一体形成されたクラッチ出力軸８と、クラッチアウター４とクラッチハブ５との間に配置された複数の摩擦板、すなわちフリクションプレート１０及びクラッチプレート１１と、両プレート１０，１１を軸方向に押圧するためのプレッシャプレート１２と、プレッシャプレート１２にクラッチ接続力を付与するための皿形のクラッチばね１５等を備えている。ギヤ式変速装置の変速出力軸（図示せず）はチェーン伝導機構を介して後輪に連動連結している。
【００２４】
クラッチアウター４は有底円筒形に形成されると共にボス部４ａがニードル軸受１９を介してクラッチ出力軸８に回転可能に嵌合しており、上記ボス部４ａにはクラッチギヤ２０が一体的に結合され、クラッチギヤ２０はクランク軸１のクランクギヤ２１に噛み合っている。クラッチアウター４の円筒部には周方向に等間隔をおいて複数のフィンガー４ｂが形成され、該フィンガー４ｂには上記複数枚のフリクションプレート１０が軸芯方向移動可能かつクラッチアウター４と一体回転可能に支持されている。
【００２５】
クラッチハブ５は、クラッチ出力軸８にスプライン嵌合すると共に軸方向移動不能に固定された固定ハブ体１６と、該固定ハブ体１６に軸方向移動可能かつ相対回転可能に嵌合する可動ハブ体１７よりなり、固定ハブ体１６には上記クラッチばね１５を保持する筒形サポート部２３が一体に結合されている。
【００２６】
可動ハブ体１７にはストッパー用のガイド孔３４が形成され、固定ハブ体１６には上記ガイド孔３４内に突出するストッパー用の突起３３が形成され、該突起３３はガイド孔３４に対して周方向に一定の遊びを有して係合し、これにより固定ハブ体１６と可動ハブ体１７との間の相対回転範囲を規制している。
【００２７】
可動ハブ体１７の外周円筒部１７ａには軸方向のスプラインが形成されており、該外周円筒部１７ａに上記クラッチプレート１１が軸方向移動可能かつ可動ハブ体１７と一体回転可能にスプライン嵌合している。クラッチプレート１０とフリクションプレート１１は軸方向に交互に配置され、これら両プレート１０，１１よりなる摩擦プレート群の軸方向の一端面には，固定ハブ体１６に形成された押圧面１６ａが接触し、他端面にはプレッシャプレート１２が接触している。
【００２８】
プレッシャプレート１２は環状に形成され、内周つば部１２ａと前記サポート部２３の外周つば部２３ａの間にクラッチばね１５が軸方向に縮設されており、該クラッチばね１５の弾性力により矢印Ｆ1方向（クラッチ接続方向）に付勢されている。すなわち、クラッチばね１５でプレッシャプレート１２を矢印Ｆ1方向に付勢することにより、プレッシャプレート１２と固定ハブ体１６の押圧面１６ａの間でフリクションプレート１０とクラッチプレート１１を挟圧し、クラッチアウター４とクラッチハブ５の間でトルクを伝達するようになっている。
【００２９】
プレッシャプレート１２の内周面にはレリーズリング２５が嵌着され、該レリーズリング２５にはスパイダー状のレリーズホルダー２６の外周環状部が矢印Ｆ1方向側から係合しており、レリーズホルダー２６の中心部はレリーズ軸受２７を介してレリーズロッド２８に連結している。レリーズロッド２８は変速入力軸２内を矢印Ｆ1方向へ延び、図示しないクラッチレバーに連動連結しており、クラッチレバー操作でレリーズロッド２８を介してレリーズホルダー２６を矢印Ｆ2方向（クラッチ切断方向）に押すことにより、クラッチばね１５に抗してプレッシャプレート１２を矢印Ｆ2方向に移動し、プレッシャプレート１２と固定ハブ体１７の間隔を広げ、クラッチアウター４とクラッチハブ５間のトルク伝達を切断あるいは軽減するようになっている。
【００３０】
[バックトルクリミッタ]
バックトルクを切断するためのバックトルクリミッタは、固定ハブ体１６と可動ハブ体１７の軸方向に相対向する端面間に配置された複数のカム用ボール（鋼球）３０と、該カム用ボール３０を保持するために可動ハブ体１７の軸方向端面に形成されたボール保持凹部３１と、固定ハブ体１６の端面に形成されたカム溝３２と、可動ハブ体１７を軸方向の固定ハブ体側（矢印Ｆ1方向側）に付勢するロック用皿形ばね３５から構成されている。皿形ばね３５は、可動ハブ体１７の矢印Ｆ2側の軸方向端面に形成された環状突起１６ｃと、サポート部２３の環状段部との間に軸方向に縮設されている。
【００３１】
可動ハブ体１７の軸方向の遊び量を調節する機構として、プレッシャプレート１２には隙間調節ねじ３６が軸方向と平行に螺挿され、ロックナット３７によりロックされている。該隙間調節ねじ３６は、可動ハブ体１７の外周円筒部１７ａの矢印Ｆ2方向側の端面１７ｂに対して、軸方向の隙間（遊び量）Ｃを置いて対向しており、調隙間節ねじ３６の矢印Ｆ1方向への突出量を変更することにより、上記隙間Ｃを調節できるようになっている。上記隙間Ｃの適正値はたとえば０．６〜０．８mm程度である。
【００３２】
図２は固定ハブ体１６の端面１６ａを図１の矢印II方向に見た図であり、矢印Ｒ1はクラッチ回転方向を示している。前記ストッパー用突起３３は周方向に等間隔をおいてたとえば６個形成され、カム溝３２は周方向に等間隔をおいてたとえば３個形成され、各カム溝３２の底面は、図８のカム溝３２の断面図に示すように、クラッチ回転Ｒ1方向とは逆方向にゆくに従い浅くなるカム斜面となっている。
【００３３】
図３は可動ハブ体１７を図１の矢印III方向に見た図であり、ストッパー用ガイド孔３４は周方向に等間隔をおいて６個形成され、ボール保持凹部３１は周方向に等間隔をおいて３個形成されている。該実施の形態では、各ボール保持凹部３１は、周方向に長く形成されると共に、その底面は図８の断面図に示すようにカム斜面となっており、クラッチ回転Ｒ1方向に行くしたがい底面が浅くなるように形成されている。すなわち、固定ハブ体１６が可動ハブ体１７に対してクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に回転することにより、図１１のようにボール３０が保持凹部３１及びカム溝３２の各斜面の浅い側に転動し、それにより可動ハブ体１７が固定ハブ体１６に対して軸方向の矢印Ｆ2側に押し動かされ、それに続いて図１のプレッシャプレート１２が可動ハブ体１７により矢印Ｆ2側に押し動かされ、クラッチが切断するようになっている。なお、ボール保持凹部３１として、半球状の凹部や深さが一様で周方向に延びる断面半円形状の凹部を形成することも可能である。
【００３４】
[リミッタ解除機構]
バックトルクリミッタの作動を解除するためのリミッタ解除機構は、固定ハブ体１６と可動ハブ体１７の互いに軸方向に対向する端面間に配置されており、図２に示すように固定ハブ体１６の端面１６ａにＬ字形に形成された第１ロック溝４１及び逃げ溝４３と、図３に示すように可動ハブ体１７の端面に略直線状に形成された第２ロック溝４２と、図１２の断面図に示すように両ロック溝４１，４２に亘って係合する円柱状のロックピン（ロック部材）４４から構成されている。
【００３５】
図２において、固定ハブ体１６に形成された第１ロック溝４１は概ね径方向に直線状に延びており、逃げ溝４３は、上記第１ロック溝４１の外周端部に繋がると共にクラッチ回転Ｒ1方向とは反対向きに周方向に延びている。また、第１ロック溝４１の径方向の内方端部にはクラッチ回転Ｒ1方向とは反対側に張り出す係止部４１ａが形成されている。第１ロック溝４１及び逃げ溝４３は周方向に等間隔をおいてたとえば３組形成されている。
【００３６】
図３において、可動ハブ体１７に形成された第２ロック溝４２は、概ね径方向に直線状に延びており、径方向の内方端部にはクラッチ回転Ｒ1方向とは反対側に張り出す係止部４２ａが形成されている。
【００３７】
【作用】
図４〜図７はそれぞれ図１のIV-IV断面に相当する断面図であって、図４はエンジン停止時、図５は押しがけ始動時、図６はエンジン側からの駆動による回転時、そして図７はバックトルクリミッタ作動時を示している。また、図８〜図１１はそれぞれ上記図４〜図７のVIII-VIII,IX-IX,X-X,XI-XI断面を示し、図１２は図４のXII断面を示している。
【００３８】
[エンジン停止時]
エンジン停止時の状態を示す図４において、可動ハブ体１７の第２ロック溝４２と固定ハブ体１６の第１ロック溝４１は重なり合って位置しており、３つのロックピン４４のうち、少なくともクラッチ回転中心Ｏ1より上方に位置しているロックピン４４は、重力により両ロック溝４１，４２の径方向内方端部に位置している。クラッチ回転中心Ｏ1より下方に位置しているロックピン４４は両ロック溝４１，４２の径方向の外方端部に位置している。
【００３９】
カム用のボール３０は、図８に示すようにボール保持凹部３１及びカム溝３２の深い底面側に位置し、可動ハブ体１７の端面は固定ハブ体１６の端面１６ａに略接触している。
【００４０】
[押しがけ始動時]
前記図４のエンジン停止状態から押しがけを行なうと、後輪から図１の変速入力軸２を介してクラッチ出力軸８に伝達されるバックトルクは、クラッチ出力軸８からクラッチハブ５の固定ハブ体１６に入力される。
【００４１】
押しがけ時を示す図５において、大きなバックトルクが固定ハブ体１６にかかると、可動ハブ体１７に対して固定ハブ体１６がクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に回転しようとするが、少なくとも１つのロックピン４４が両ロック溝４１，４２の径方向の内方端部に位置していることにより、可動ハブ体１７に対する固定ハブ体１６の相対回転は阻止され、バックトルクリミッタが作動することはない。
【００４２】
すなわち、バックトルクリミッタが作動するトルクリミット値が低く設定されていても、押しがけ時あるいはキック始動時には、固定ハブ体１６と可動ハブ体１７がロックピン４４で連結されていることにより、クラッチ接続状態が維持され、上記バックトルクは図１のクラッチハブ５からクラッチプレート１１及びフリクションプレート１０を介してクラッチアウター４に伝達され、クラッチアウター４からクラッチギヤ２０及びクランクギヤ２１を介してクランク軸１に伝達され、クランク軸１を駆動する。
【００４３】
上記のようにバックトルクリミッタの作動が解除されていることから、図９に示すようにカム用のボール３０はボール保持凹部３１及びカム溝３２の深い底面側に位置したままであり、可動ハブ体１７は軸方向には移動しない。
【００４４】
[エンジン側からの駆動による走行時]
エンジン始動後、回転数が所定回転数よりも上昇し、エンジン側からの駆動により走行している場合、図１のクランク軸１の駆動トルクは、クランクギヤ２１、クラッチギヤ２０、クラッチアウター４、フリクションプレート１０、クラッチプレート１１、クラッチハブ５を介してクラッチ出力軸８に伝達され、変速装置から後輪に伝達されている。
【００４５】
この場合の可動ハブ体１７と固定ハブ体１６との回転方向の位置関係は、図６に示すように可動ハブ体１７が固定ハブ体１６に対してクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に若干回転することにより、可動ハブ体１７のストッパー用ガイド孔３４のクラッチ回転Ｒ1方向側とは反対側の端縁が固定ハブ体１６のストッパー用突起３３に当接している。したがって、ハブ体１６，１７間ではストッパー用ガイド孔３４の端縁及びストッパー用突起３３を介して可動ハブ体１７から固定ハブ体１６に駆動トルクが伝達されている。
【００４６】
このようにエンジン側からの駆動力により所定回転速度以上で回転している状態では、いずれのロックピン４４も遠心力により両ロック溝４１，４２の径方向の外方端部に移動し、バックトルクリミッタの作動が可能な状態となっている。
【００４７】
また、カム用ボール３０は、図１０に示すようにボール保持凹部３１及びカム溝３２の深い底面側に位置している。
【００４８】
[バックトルクリミッタの作動時]
図６の状態で走行中、シフトダウンによる急減速時等に後輪からバックトルクがクラッチにかかり、このバックトルクがトルクリミット値を越えると、図７のように可動ハブ体１７に対して固定ハブ体１６がクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に回転し、これにより図１１のようにカム用ボール３０はボール保持凹部３１及びカム溝３２内を浅い底面側へ転動し、可動ハブ体１７を軸方向の矢印Ｆ2方向に移動させる。
【００４９】
上記可動ハブ体１７は、図１の状態から移動初期においては、まずトルクリミット値設定用のばね３５の弾性力に抗して軸方向の矢印Ｆ2方向に隙間Ｃを移動し、可動ハブ体１７の軸方向端縁１７ｂが隙間調節ねじ３６の先端に当接した後は、トルクリミット値設定用のばね３５及びクラッチばね１５の弾性力に抗して、プレッシャプレート１２を矢印Ｆ2方向に移動し、クラッチを切断する。
【００５０】
バックトルクリミッタの作動中、図７に示すようにロックピン４４は逃げ溝４３内を周方向に移動し、可動ハブ体１７に対する固定ハブ体１６の相対回転を妨げることはない。
【００５１】
[トルクリミッタの遊び量（無効ストローク）の調節]
図１において、クラッチの外部からまずロックナット３７を緩め、隙間調節ねじ３６を回転することにより、隙間調節ねじ３６の先端と可動ハブ体１７の矢印Ｆ2方向の端縁１７ｂとの隙間Ｃを調節する。たとえば隙間Ｃを小さくすることにより、可動ハブ体１７が移動し始めてからバックトルクリミッタが実質的に作動し始めるタイミングを短くすることができる。
【００５２】
【発明の第２の実施の形態】
図１３〜図２１は第２の実施の形態であって、リミッタ解除機構のロック部材として、バックトルクリミッタのカム用ボールを兼用するカム兼ロックボール５０を備え、リミッタ解除機構の逃げ溝４３をバックトルクリミッタのカム斜面として利用した構造である。バックトルクリミッタ及びリミッタ解除機構以外の摩擦クラッチの構造は、図１に示す構造と同様であるので、同じ機能の部品には同じ符号を付している。図１３及び図１４は第１の実施の形態の図２及び図３に相当し、図１５〜図１８は第１の実施の形態の図４〜図７に相当する断面図であり、図１５はエンジン停止時、図１６は押しがけ時、図１７はエンジン側から駆動している時、図１８はバックトルクリミッタ作動時を示している。
【００５３】
図１３において、固定ハブ体１６の端面１６ａには周方向に等間隔を置いて３つのストッパー用突起３３が形成されると共に、周方向に等間隔を置いて３つの第１ロック溝４１が形成され、該第１ロック溝４１は概ね径方向に直線状に延び、その径方向の外方端部にはクラッチ回転Ｒ1方向とは反対側に周方向に延びる逃げ溝４３が形成されている。該逃げ溝４３はバックトルクリミッタのカム溝を兼用しており、図２１の断面図に示すようにクラッチ回転Ｒ1方向とは反対側に行くにしたがい底面が浅くなるカム斜面となっている。
【００５４】
図１４において、可動ハブ体１７の端面には周方向に等間隔を置いて３つのストッパー用ガイド孔３４が形成されると共に、周方向に等間隔を置いて３つの第２ロック溝４２が形成され、該第２ロック溝４２は概ね径方向に直線状に延び、その径方向の外周端部にはクラッチ回転Ｒ1方向側へ周方向に延びるボール保持凹部３１が形成されている。このボール保持凹部３１の底面は、図２１の断面図に示すようにクラッチ回転Ｒ1方向側に行くにしたがい底面が浅くなるカム斜面となっている。
【００５５】
両ロック溝４１，４２にはスチール製の前記カム兼ロックボール５０が配置されている。
【００５６】
図１９及び図２０はロック溝４１，４２の断面形状を示しており、両ロック溝４１，４２は、カム兼ロックボール５０がロック溝４１，４２内を径方向に自在に移動できる寸法に形成されている。
【００５７】
【作用】
[エンジン停止時]
エンジン停止時の状態を示す図１５において、両ロック溝４１，４２は重なり合って位置しており、３つのカム兼ロックボール５０のうち、少なくともクラッチ回転中心Ｏ1より上方に位置するロック部材５０は、ロック溝４１，４２の径方向内方端部に位置している。
【００５８】
[押しがけ始動時]
図１５のエンジン停止状態から押しがけを行なうと、後輪から固定ハブ体１６にバックトルクが伝達され、該バックトルクがトルクリミット値以上になると可動ハブ体１７に対して固定ハブ体１６がクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に回転しようとするが、図１６のようにロック溝４１，４２の径方向内方端部に位置しているカム兼ロックボール５０により、可動ハブ体１７に対する固定ハブ体１６の相対回転は阻止され、バックトルクリミッタが作動することなく、エンジンを始動できる。
【００５９】
[エンジン側からの駆動による回転時]
エンジン始動後、エンジン側からの駆動状態になると、図１７に示すように可動ハブ体１７が固定ハブ体１６に対してクラッチ回転Ｒ1方向に相対的に若干回転することにより、可動ハブ体１７のストッパー用ガイド孔３４のクラッチ回転Ｒ１方向側とは反対側の端縁が固定ハブ体１６のストッパー用突起３３に当接し、ストッパー用ガイド孔３４の端縁及びストッパー突起３３を介して固定ハブ体１６に駆動トルクが伝達される。
【００６０】
このようにエンジン側からの駆動状態では、いずれのカム兼ロックボール５０も遠心力により両ロック溝４１，４２の径方向の外方端部に移動しており、したがってバックトルクリミッタの作動が可能な状態となっている。
【００６１】
[バックトルクリミッタ作動時]
シフトダウンによる急減速時等において後輪から固定ハブ体１６にバックトルクがかかり、このバックトルクがトルクリミット値以上に大きくなると、図１８のように可動ハブ体１７に対して固定ハブ体１６は相対的にクラッチ回転Ｒ1方向に回転し、これによりカム兼ロックボール５０は、図２１のボール保持凹部３１及びカム溝兼逃げ溝４３の深い底面から浅い底面側へ転動し、カム作用により可動ハブ体１７は軸方向の矢印Ｆ2方向に移動し、前記第１の実施の形態と同様に図１のプレッシャプレート１２が矢印Ｆ2方向に移動し、バックトルクリミッタが作動してクラッチが切断される。なお、可動ハブ体１７に対する固定ハブ体１６の相対回転量は、図１８に示すように固定ハブ体１６のストッパー用突起３３が可動ハブ体１７のストッパー用ガイド孔３４のクラッチ回転Ｒ1方向の端縁に当接することにより規制される。
【００６２】
【発明のその他の実施の形態】
（１）図１のような多板式の摩擦クラッチの他に、単板式の車輌用摩擦クラッチに適用することも可能である。また、適用される車輌は自動二輪車に限定されず、不整地走行用の騎乗型四輪車等の車輌にも適用可能である。
【００６３】
（２）図１のようにカム用のボールとは別にロック用のロック部材を配置する構造において、ロック部材としてボールを用いることも可能である。
【００６４】
（３）ロック部材を２個又は４個以上配置することも可能であり、極端な場合には１個だけ配置することも可能である。ただし１個または２個配置する場合には、たとえばエンジン始動前に、ロック溝がクラッチ回転中心より上方に位置する状態を、クラッチハブの回転角度により外部から確認できるように構成する。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明は、エンジン側に連結されたクラッチ入力側のクラッチアウターと、車輪側に連結されたクラッチ出力側のクラッチハブとの間に、入力側摩擦板と出力側摩擦板を介装し、プレッシャプレートで上記摩擦板を軸方向に押圧することにより、両摩擦板間を接続する車輌用摩擦クラッチにおいて、次のような効果がある。
【００６６】
（１）エンジン側からの駆動による回転時は、シフトダウンによる急減速時にバックトルクがかかった場合でも、ロック部材が逃げ溝内を周方向に移動することにより両ハブ体間の相対回転を許し、バックトルクリミッタを作動させることができ、一方、押しがけあるいはキック始動時には、ロック部材及び両ロック溝を介して両ハブ体を連結することにより、たとえバックトルクリミッタのトルクリミット値を適正な低い値に設定している場合でも、バックトルクリミッタの作動が解除されることにより、容易に押しがけあるいはキック始動ができる。
【００６７】
（２）固定ハブ体と可動ハブ体との軸方向の対向端面間に、ロック用ボール及びカム斜面よりなるバックトルクリミッタ並びにロック部材及びロック溝等よりなるリミッタ解除機構を配置していので、クラッチのコンパクト性を維持できると共に、構造も簡素化される。
【００６８】
（３）ロック部材は、常に両ハブ体のロック溝あるいは逃げ溝内に収納されている構造であるので、リミッタ解除動作時に、従来のようにロック部材が溝に出入する場合の衝撃はなく、摩耗の発生を抑えることができる。
【００６９】
（４）バックトルクリミッタのカム斜面としてリミッタ解除機構の逃げ溝の底面を斜面に形成し、カム用ボールとして両ロック溝間に亘って配置されたロック部材をボール状に形成していると、バックトルクリミッタのカム用ボールとリミッタ解除機構のロック部材並びに逃げ溝とカム溝を共通化でき、部品点数の削減、コンパクト化及びコストの低減が達成できる。
【００７０】
（５）なお、前記実施の形態においては、可動ハブ体に対して軸方向のプレッシャプレート側から隙間をおいて対向する隙間調節ねじを、プレッシャプレートに螺挿してあるので、バックトルクリミッタの遊び区間（無効ストローク）の調節を、クラッチを分解することなく、外部から簡単に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明を適用した乾式多板摩擦クラッチの第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】 図１の固定ハブ体を矢印II方向に見た図である。
【図３】 図１の可動ハブ体を矢印III方向に見た図である。
【図４】 エンジン停止時の状態を示す図１のIV-IV断面図である。
【図５】 押しがけ始動時の状態を示す図１のIV-IV断面図である。
【図６】 エンジン側からの駆動時の状態を示す図１のIV-IV断面図である。
【図７】 バックトルクリミッタ作動時の状態を示す図１のIV-IV断面図である。
【図８】 図４のVIII-VIII断面図である。
【図９】 図５のIX-IX断面図である。
【図１０】 図６のX-X断面図である。
【図１１】 図７のXI-XI断面図である。
【図１２】 図４のXII-XII断面図である。
【図１３】 本願発明を適用した乾式多板摩擦クラッチの第２の実施の形態を示し、固定ハブ体を図２の場合と同様に図１の矢印II方向から見た図である。
【図１４】 第２の実施の形態における可動ハブ体を図３の場合と同様に図１の矢印III方向から見た図である。
【図１５】 第２の実施の形態におけるエンジン停止時の状態を示しており、図４と同様の断面図である。
【図１６】 第２の実施の形態における押しがけ始動時の状態を示しており、図５と同様の断面図である。
【図１７】 第２の実施の形態におけるエンジン側からの駆動時の状態を示しており、図６と同様の断面図である。
【図１８】 第２の実施の形態におけるバックトルクリミッタ作動時の状態を示しており、図７と同様の断面図である。
【図１９】 図１５のIXX-IXX断面拡大図である。
【図２０】 図１７のXX-XX断面拡大図である。
【図２１】 図１７のXXI-XXI断面拡大図である。
【符号の説明】
１ クランク軸
２ 変速入力軸
４ クラッチアウター
５ クラッチハブ
８ クラッチ出力軸
１０ フリクションプレート（入力側摩擦板）
１１ クラッチプレート（出力側摩擦板）
１２ プレッシャープレート
１６ 固定ハブ体
１７ 可動ハブ体
２３ 筒形サポート部
３０ カム用ボール
３１ ボール保持凹部
３２ カム溝
３５ ロック用皿形ばね
３６ 隙間調節ねじ
３７ ロックナット
４１，４２ ロック溝
４３ 逃げ溝
４４ ロックピン（ロック部材の一例）
５０ カム兼ロックボール（ロック部材及びカム用ボールの一例）
Claims (2)
- エンジン側に連結されたクラッチ入力側のクラッチアウターと、車輪側に連結されたクラッチ出力側のクラッチハブとの間に、入力側摩擦板と出力側摩擦板を介装し、プレッシャプレートで上記摩擦板を軸方向に押圧することにより、両摩擦板間を接続する車輌用摩擦クラッチにおいて、
クラッチハブを、クラッチ出力軸に直結される固定ハブ体と、出力側摩擦板を保持すると共に固定ハブ体に対し軸芯方向移動可能かつ相対回転可能な可動ハブ体に分割し、
両ハブ体間には、カム用ボール及びカム斜面よりなるバックトルクリミッタであって、固定ハブ体が可動ハブ体に対しクラッチ回転方向側に相対的に回転した時に可動ハブ体をプレッシャプレート側に移動させてクラッチを切断するバックトルクリミッタを備え、
両ハブ体の軸方向に対向する端面に径方向に延びるロック溝を形成すると共に両ロック溝内に転がり可能なロック部材を移動可能に係合し、一方のロック溝の径方向外方端部に周方向の逃げ溝を延設し、クラッチ出力軸が所定回転速度以下の時にはロック部材により両ハブ体間を相対回転不能にロックし、所定回転速度を越える時にはロック部材が遠心力により逃げ溝内に移動して、両ハブ体間の相対回転を許すリミッタ解除機構を備えていることを特徴とする車輌用摩擦クラッチ。 - バックトルクリミッタのカム斜面として上記逃げ溝の底面を斜面に形成し、カム用ボールとして両ロック溝間に亘って配置されたロック部材をボール状に形成することによりバックトルクリミッタを構成していることを特徴とする請求項１記載の車輌用摩擦クラッチ。
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