JP4282973B2 - 小型車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，自動二輪車，バギー車等の小型車両用動力伝達装置に関し，特に，エンジンのクランク軸と，このクランク軸に相対回転自在に支承される出力ギヤとの間に，遠心クラッチ及びトルクコンバータを直列に介裝した小型車両用動力伝達装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝる小型車両用動力伝達装置は，例えば下記特許文献１に開示されているように，既に知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２１３６２７号公報の図１７
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かゝる小型車両用動力伝達装置は，エンジンのアイドリング時に，遠心クラッチの遮断状態によりトルクコンバータのクリープによる小型車両の引き摺りを防止し，発進，加速時には，遠心クラッチ及びトルクコンバータの協働によりスムーズな動力伝達とトルクの増幅を行うことができる。
【０００５】
ところで，従来のかゝる小型車両用動力伝達装置では，遠心クラッチのドラムをクランク軸に連結した駆動板にスプライン結合すると共に，その開放面をトルクコンバータのポンプ羽根車に隣接させ，このドラム内に配置されるクラッチ出力部材をポンプ羽根車のハブにスプライン嵌合させている。
【０００６】
こうした従来のものでは，遠心クラッチのメンテナンスに際しては，最外側のドラムを取り外さなければならず，作業性が良好とは言えない。しかもポンプ羽根車及びクラッチ出力部材は，互いにスプライン結合される独立部品となっているので，ポンプ羽根車及びクラッチ出力部材の同心性を確保しつゝ両者間のガタを排除して回転振動や異音の発生を防ぐために，両者のスプライン結合部を高精度に加工する必要があり，部品点数及び組立工数が多いことゝ相俟って，コスト低減の面でも不利である。
【０００７】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，メンテナンス性が良好で，しかも高精度の加工を不要にしながら回転振動や異音の発生を防ぐことができ，また部品点数及び組立工数が少なく，安価な前記小型車両用動力伝達装置を提供することを目的とする。
【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，本発明は，エンジンのクランク軸と，このクランク軸に相対回転自在に支承される出力ギヤとの間に，遠心クラッチ及びトルクコンバータを直列に介裝した，小型車両用動力伝達装置において，前記クランク軸には，その軸端側から遠心クラッチ，トルクコンバータ及び出力ギヤを順次配設し，前記遠心クラッチを，クランク軸端部に着脱自在に結合される駆動板と，この駆動板に支持されるクラッチシューと，このクラッチシューを取り囲むように配置される有底円筒状の出力ドラムとを備えて構成し，この出力ドラムと前記トルクコンバータのポンプ羽根車とを，クランク軸に相対回転自在に支承される共通ハブの外周に，前記出力ドラムの開放面をポンプ羽根車と反対側に向けて，一体に結合して単一部品に構成したことを特徴とする。
【０００９】
この特徴によれば，ポンプ羽根車と遠心クラッチの出力ドラムとを，クランク軸に相対回転自在に支承される共通ハブの外周に一体に結合して単一部品に構成したことで，高精度な加工を必要とせずに，ポンプ羽根車及び出力ドラムの同心性を確保しつゝ両者間を一体に結合し得て，回転振動及び異音の発生を防ぐことができ，部品点数及び組立工数の削減と相俟ってコストの低減をも図ることができる。しかもクランク軸には，その軸端側から遠心クラッチ，トルクコンバータ及び出力ギヤを順次配設し，このクランク軸の端部に着脱自在に結合される駆動板と，この駆動板に支持されるクラッチシューと，このクラッチシューを取り囲むように配置される有底円筒状の出力ドラムとを備えて構成された遠心クラッチの出力ドラムは，その開放面をポンプ羽根車と反対側に向けているから，これがポンプ羽根車から分離し得ずとも，その開放面側から出力ドラム内部の部品の脱着が可能であり，メンテナンス性が良好である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な一実施例に基づいて以下に説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施例に係る小型車両用動力伝達装置の縦断面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は出力ギヤの製造方法説明図である。
【００１２】
図１において，小型車両のエンジンＥのクランクケース２にラジアルボールベアリング４を介して支承されるクランク軸１上には，上記ラジアルボールベアリング４の外側方で，軸端側から遠心クラッチＣ，トルクコンバータＴ及び出力ギヤ３が順次配設される。
【００１３】
先ず，遠心クラッチＣの構成について，図２をも参照しながら説明する。
【００１４】
遠心クラッチＣは，クランク軸１の端部にハブ５ｈがスプライン結合される駆動板５と，この駆動板５に枢軸７，７を介して揺動可能に支持される一対のクラッチシュー６，６と，両クラッチシュー６，６間に接続されて，それらを縮径方向に付勢する一対の戻しバネ８，８と，両クラッチシュー６，６を取り囲むように配置される有底円筒状の出力ドラム９とから構成される。
【００１５】
出力ドラム９は，その開放面をトルクコンバータＴと反対側に向けて配置され，それの端壁部９ａが，クランク軸１にラジアルボールベアリング１０を介して支承されるハブ１１の外周に嵌合して溶接される。このハブ１１は，後述するポンプ羽根車２０と共有するものであるので，以下，これを共通ハブと呼ぶ。
【００１６】
クラッチシュー６，６の外周面には出力ドラム９の内周面に摺接可能な摩擦ライニング６ａが接着されている。また駆動板５には，クラッチシュー６，６の縮径を規制すべく，それらの内周部に当接するストッパ１２，１２が設けられる。クラッチシュー６，６の重量及び戻しバネ８，８のセット荷重は，クランク軸１がアイドリング回転数を超えた所定回転数以上で回転したとき，遠心力の作用でクラッチシュー６，６が拡径して，摩擦ライニング６ａを出力ドラム９の内周面に圧接し得るように設定される。
【００１７】
共通ハブ１１は，前記ラジアルボールベアリング１０より出力ドラム９の内方に張り出して駆動板５のハブ５ｈを囲繞する円筒状の張り出し部１１ａを有しており，この張り出し部１１ａをクラッチアウタとして，駆動板５のハブ５ｈとの間に一方向クラッチ１３が構成される。即ち，その一方向クラッチ１３は，張り出し部１１ａと，駆動板５のハブ５ｈの外周のスプライン結合されるクラッチインナ１４との間に環状配列の多数のスプラグ，ローラ等のクラッチ素子１５を介装して構成され，この一方向クラッチ１３は，共通ハブ１１側から駆動板５側，即ちクランク軸１側への一方向のみ動力伝達を可能にする。
【００１８】
駆動板５のハブ５ｈと前記ラジアルボールベアリング１０のインナレースとは，クランク軸１外周面の環状肩部１６と，クランク軸１の端部に螺着，緊締されるナット１７とにより，クランク軸１上に固定され，これにより駆動板５がクランク軸１の端部に着脱自在に結合される。また共通ハブ１１は，その内周の環状肩部１１ｂを前記ラジアルボールベアリング１０のアウタレースに当接させていて，クランク軸１の軸端方向への軸方向移動が規制される。
【００１９】
次に，トルクコンバータＴの構成について説明する。
【００２０】
再び図１において，トルクコンバータＴは，ポンプ羽根車２０と，その外周部に外周部を対置させるタービン羽根車２１と，それらの内周部間に配置されるステータ羽根車２２とからなっており，これら三羽根車２０，２１，２２間には作動オイルによる動力伝達のための循環回路１９が画成される。
【００２１】
ポンプ羽根車２０のシェル２０ｓは，前記共通ハブ１１の外周に嵌合して溶接される。こうして，ポンプ羽根車２０と遠心クラッチＣの出力ドラム９とは共通ハブ１１を介して同軸に一体に結合されて，単一部品を構成する。
【００２２】
ステータ羽根車２２のハブ，即ちステータハブ２２ｈには，その一端面側から鋼製のスリーブ２３が圧入されており，このスリーブ２３が，クランク軸１の外周に相対回転可能に嵌合する中空円筒状のステータ軸２４（鋼製）の一端にスプライン結合される。
【００２３】
而して，鋼製の圧入スリーブ２３にステータ軸２４をスプライン結合することにより，ステータ羽根車２２とステータ軸２４との結合部の耐久性を高めることができる。
【００２４】
ステータ軸２４とクランク軸との間には，左右一対のラジアルニードルベアリング２５，２５′が介装される。またステータハブ２２ｈと前記共通ハブ１１との間には第１スラストニードルベアリング２６が介裝される。
【００２５】
タービン羽根車２１のシェル２１ｓに溶接されるタービンハブ２１ｈは，ステータ軸２４の外周にラジアルボールベアリング２７を介して支承される。
【００２６】
前記出力ギヤ３は，タービンハブ２１ｈに連結されると共に，ステータ軸２４の外周にラジアルニードルベアリング２８を介して支承されるものである。この出力ギヤ３には，伝動歯部３ａと，それより幅狭で小径の連結歯部３ｂとが軸方に並んで形成されており，その連結歯部３ｂが，上記タービンハブ２１ｈの外端部に形成された内歯ギヤ２９に嵌合され，これにより出力ギヤ３及びタービンハブ２１ｈ間が連結される。伝動歯部３ａには，変速機の入力軸（図示せず）に連結される被動ギヤ３０が噛合される。上記内歯２９は，切削や鍛造等により形成される。
【００２７】
ポンプ羽根車２０のシェル２０ｓの外周端には，タービン羽根車２１の背面を覆うサイドカバー３１が溶接して連設される。このサイドカバー３１のハブ３１ｈは，タービンハブ２１ｈを囲繞するように配置され，この両ハブ３１ｈ，２１ｈ間に環状配列の多数のスプラグ，ローラ等のクラッチ素子３２を介装して一方向クラッチ３３が構成される。この一方向クラッチ３３は，タービン羽根車２１側からサイドカバー３１側，即ちポンプ羽根車２０側への一方向のみ動力伝達を可能にする。
【００２８】
また上記両ハブ３１ｈ，２１ｈ間には，一方向クラッチ３３の外側に隣接するシール兼軸受スリーブ３５が介装される。
【００２９】
ステータ軸２４には，出力ギヤ３の外側面に隣接する外筒３６が一体に形成され，これら出力ギヤ３及び外筒３６間に第２スラストニードルベアリング２６′が介装される。この外筒３６内には，クランク軸１にニードルベアリング３８を介して相対回転自在に支承される内筒３９が配置され，これら内，外筒３９，３６間に環状配列の多数のスプラグ，ローラ等のクラッチ素子４０を介装してフリーホイール４１が構成される。内筒３９は，その一端にフランジ３９ａを有しており，このフランジ３９ａから側方に突出した突起４２がクランクケース２に設けられたストッパ溝４３に係止されると共に，スペーサを兼ねる補機駆動用ギヤ４４及びワッシャ４５を介して前記ラジアルボールベアリング４のインナレース端面に支承される。またステータ軸２４はスラストワッシャ４６を介して上記内筒３９の端面に支承される。こうしてステータ軸２４及びそれと一体の外筒３６はクランクケース２側への軸方向移動を阻止される。
【００３０】
一方，共通ハブ１１は，前述のようにラジアルボールベアリング１０のアウタレースによりクランク軸１の軸端方向への軸方向移動が規制されているので，互いに軸方向に隣接するステータハブ２２ｈ，スラストボールベアリング２７，タービンハブ２１ｈ及び出力ギヤ３の全体の軸方向両端は，それぞれ第１及び第２スラストニードルベアリング２６，２６′を介して共通ハブ１１及び外筒３６によって支承されることになり，クランクケース２側及びクランク軸１軸端側の両方向への軸方向移動が規制される。
【００３１】
また前記ステータ軸２４及び内筒３９間のスラストワッシャ４６は，軸方向に隣接する前記ニードルベアリング２５，３８間に，それらの相互干渉を防ぐべく介入している。
【００３２】
クランク軸１の中心部には，図示しないオイルポンプの吐出ポートに連なる上流油路５０と，エンジンＥの潤滑部に連なる下流油路５１とが隔壁５２を挟んで形成され，またこれら上流油路５０及び下流油路５１から放射状に延びる入口孔５３及び出口孔５４がクランク軸１に穿設される。その入口孔５３は，スラストニードルベアリング２６を介して循環回路１９に連通し，出口孔５４は，ステータ軸２４の通孔５５，並びに前記スリーブ２３及びラジアルボールベアリング２７間を介して下流油路５１に連通する。したがってエンジンＥの運転中，循環回路１９は，上流油路５０から入口孔５３を通して供給されるオイルで満たされ，循環回路１９から出口孔５４を通して下流油路５１に排出されるオイルによってエンジンＥの各部が潤滑される。
【００３３】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００３４】
クランク軸１のアイドリング回転時には，クラッチシュー６，６は戻しバネ８，８のセット荷重によりストッパ１２，１２に当接する縮径位置に保持され，その摩擦ライニング６ａを出力ドラム９の内周面から離間させているので，遠心クラッチＣはオフ状態を保つ。
【００３５】
クランク軸１がアイドリング回転数を超えた所定値以上の回転数で回転するようになると，クラッチシュー６，６が遠心力により戻しバネ８，８のセット荷重に抗して拡径方向に揺動し，摩擦ライニング６ａを出力ドラム９の内周面に圧接させるようになると，遠心クラッチＣはクラッチオン状態となる。したがってクランク軸１の回転が出力ドラム９から出力され，トルクコンバータＴのポンプ羽根車２０に伝達され，車両の発進が開始される。
【００３６】
出力ドラム９によりポンプ羽根車２０が回転されると，循環回路１９を満たしている作動オイルは，図１の矢印のように，ポンプ羽根車２０→タービン羽根車２１→ステータ羽根車２２→ポンプ羽根車２０と循環しながらポンプ羽根車２０の回転トルクをタービン羽根車２１に伝達し，タービンハブ２１ｈから出力ギヤ３に，更に図示しない変速機を経て車両の駆動車輪へと伝達して，それを駆動する。このとき，ポンプ羽根車２０及びタービン羽根車２１間でトルクの増幅作用が生じていれば，それに伴う反力がステータ羽根車２２に負担されるが，ステータ羽根車２２は，フリーホイール４１のロック作用により，内筒３９の突起４２を介してクランクケース２により回転を阻止される。
【００３７】
トルク増幅作用を終えると，ステータ羽根車２２は，これが受けるトルク方向の反転により，フリーホイール４１を空転させながらポンプ羽根車２０及びタービン羽根車２１と共に同一方向へ回転するようになる。
【００３８】
車両の減速時，逆負荷が出力ギヤ３からタービンハブ２１ｈに伝達されると，一方向クラッチ３３が接続状態となって，タービンハブ２１ｈ及びサイドカバー３１間を直結するので，上記逆負荷はタービンハブ２１ｈからサイドカバー３１へ直接伝達される。そして更にポンプ羽根車２０から共通ハブ１１に伝達されると，一方向クラッチ１３が接続状態となって，共通ハブ１１及び駆動板５間を直結させるので，遠心クラッチＣがオフ状態になっている場合でも，上記逆負荷はクランク軸１に直接伝達されることになる。したがって，タービン羽根車２１及びポンプ羽根車２０間に滑りを起こさせることがなく，良好なエンジンブレーキ効果を得ることができる。
【００３９】
このように，逆負荷がクランク軸１に機械的に伝達されることは，エンジンＥのキック始動や押しかけ始動が可能であることを意味する。
【００４０】
エンジンＥの上記のような減速時と加速時には，出力ギヤ３に作用するスラスト荷重が外筒３６側から共通ハブ１１側へ，あるいは共通ハブ１１側から外筒３６側へと作用方向を変えるが，互いに軸方向に隣接するステータハブ２２ｈ，ラジアルボールベアリング２７，タービンハブ２１ｈ及び出力ギヤ３の全体が，前述のように第１及び第２スラストニードルベアリング２６，２６′を介して共通ハブ１１及び外筒３６によって軸方向に支承されているから，出力ギヤ３の回転を何等妨げることなく，上記スラスト荷重を両スラストニードルベアリング２６，２６′に交互に分担させることになり，したがって各スラストニードルベアリング２６，２６′のスラスト荷重負担は比較的少なく，それらの耐用寿命を延ばすことができる。
【００４１】
しかもサイドカバー３１のハブ３１ｈとタービンハブ２１ｈとの間には，一方向クラッチ３３の他に，小部品のシール兼軸受スリーブ３５を介在させるだけであるから，サイドカバー３１のハブ３１ｈの軸方向寸法，延いてはトルクコンバータＴの軸方向寸法の短縮が可能であり，トルクコンバータＴのコンパクト化を図ることができる。
【００４２】
ところで，ポンプ羽根車２０と遠心クラッチＣの出力ドラム９とは共通ハブ１１を介して一体に結合されて，単一部品を構成するので，高精度な加工を必要とせずに，ポンプ羽根車２０及び出力ドラム９の同心性を確保しつゝ両者２０，９間を一体に結合し得て，両者２０，９の回転振動及び異音の発生を防ぐことができ，部品点数及び組立工数の削減と相俟ってコストの低減をも図ることができる。
【００４３】
また共通ハブ１１は，ポンプ羽根車２０からクランク軸１への逆負荷の伝達を可能にする一方向クラッチ１３のクラッチアウタを兼用するので，一方向クラッチ１３の構造の簡素化をもたらし，コストの一層の低減を図ることができる。
【００４４】
しかも有底円筒状の出力ドラム９は，その開放面をポンプ羽根車２０と反対側に向けているから，これがポンプ羽根車２０から分離し得ずとも，その開放面側より出力ドラム９内部の部品の脱着が可能であり，メンテナンス性が良好である。
【００４５】
また出力ギヤ３は，その連結歯部３ｂをタービンハブ２１ｈに形成した内歯ギヤ２９に嵌合することによりタービンハブ２１ｈと連結されるので，その連結構造が簡単であり，しかも出力ギヤ３の小径化が可能となり，出力ギヤ３及び被動ギヤ３０間の減速比を大きく設定することができる。
【００４６】
さらに，出力ギヤ３の連結歯部３ｂは，伝動歯部３ａよりも小径に形成されるので，それを嵌合させる内歯ギヤ２９の大径化，延いてはタービンハブ２１ｈの大径化を回避して，トルクコンバータＴのコンパクト化に寄与し得る。
【００４７】
次に，上記出力ギヤ３の能率的な製造方法について図３により説明する。
【００４８】
先ず，図３（Ａ）に示すように，多数の出力ギヤ３，３…を軸方向に並べた長さに相当する長尺の中空円筒状素材Ｍを用意し，その外周面には，各出力ギヤ３，３…の連結歯部３ｂに対応して環状溝５６を切削や鍛造等により形成する。次に図３（Ｂ）に示すように，素材Ｍの外周面に連続して歯切り又は歯型成形を行うことにより，多数の出力ギヤ３，３…の伝動歯部３ａ及び連結歯部３ｂを一挙に形成する。しかる後，図３（Ｃ）に示すように，各出力ギヤ３毎に素材Ｍを輪切り状に切断し，最後に図３（Ｄ）に示すように各出力ギヤ３に仕上げ加工を施す。
【００４９】
出力ギヤ３のこのような製造方法によれば，特に，多数の出力ギヤ３，３…の伝動及び連結歯部３ａ，３ｂが，一回の歯切り又は歯型成形により形成されることになるから，多数に出力ギヤ３，３…を能率良く製造することができ，それを安価に提供することができる。
【００５０】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，出力ドラム９とポンプ羽根車２０との一体結合に当たっては，出力ドラム９の端壁９ａ又は周壁とポンプ羽根車２０のシェル２０ｓとを溶接等により結合することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば，ポンプ羽根車と遠心クラッチの出力ドラムとを，クランク軸に相対回転自在に支承される共通ハブの外周に一体に結合して単一部品に構成したことで，高精度な加工を必要とせずに，ポンプ羽根車及び出力ドラムの同心性を確保しつゝ両者間を一体に結合し得て，回転振動及び異音の発生を防ぐことができ，部品点数及び組立工数の削減と相俟ってコストの低減をも図ることができる。しかもクランク軸には，その軸端側から遠心クラッチ，トルクコンバータ及び出力ギヤを順次配設し，遠心クラッチの出力ドラムは，その開放面をポンプ羽根車と反対側に向けて，その駆動板がクランク軸端部に着脱自在に結合されているから，これがポンプ羽根車から分離し得ずとも，その開放面側から出力ドラム内部の部品の脱着が可能であり，メンテナンス性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る小型車両用動力伝達装置の縦断面図
【図２】 図１の２−２線断面図
【図３】 出力ギヤの製造方法説明図
【符号の説明】
Ｃ・・・・・・遠心クラッチ
Ｅ・・・・・・エンジン
Ｔ・・・・・・トルクコンバータ
１・・・・・・クランク軸
９・・・・・・出力ドラム
２０・・・・・ポンプ羽根車
２１・・・・・タービン羽根車

Claims (1)

1. エンジン（Ｅ）のクランク軸（１）と，このクランク軸（１）に相対回転自在に支承される出力ギヤ（３）との間に，遠心クラッチ（Ｃ）及びトルクコンバータ（Ｔ）を直列に介裝した，小型車両用動力伝達装置において，
   前記クランク軸（１）には，その軸端側から遠心クラッチ（Ｃ），トルクコンバータ（Ｔ）及び出力ギヤ（３）を順次配設し，
   前記遠心クラッチ（Ｃ）を，クランク軸（１）の端部に着脱自在に結合される駆動板（５）と，この駆動板（５）に支持されるクラッチシュー（６）と，このクラッチシュー（６）を取り囲むように配置される有底円筒状の出力ドラム（９）とを備えて構成し，この出力ドラム（９）と前記トルクコンバータ（Ｔ）のポンプ羽根車（２０）とを，クランク軸（１）に相対回転自在に支承される共通ハブ（１１）の外周に，前記出力ドラム（９）の開放面をポンプ羽根車（２０）と反対側に向けて，一体に結合して単一部品に構成したことを特徴とする，小型車両用動力伝達装置。

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