JP4423123B2 - 車両用クラッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチアウターに対し、クラッチプレートを介して断続切換自在とされたクラッチインナーを備える車両用クラッチ装置に関する。

一般に、内燃機関の駆動力により回転する駆動軸に一体回転自在に配設された駆動歯車と、この駆動歯車と噛み合い、従動軸に相対回転自在に配設された入力歯車と、この入力歯車と横並びに従動軸に相対回転自在に配設され、当該入力歯車に一体回転自在に連結されたクラッチアウターと、このクラッチアウターに対し、クラッチプレートを介して断続切換自在とされ、従動軸に一体回転自在に配設されたクラッチインナーとを備えた車両用クラッチ装置が知られている。この種のものでは、クラッチ接続がなされて、従動軸が高回転で回転する場合、この従動軸に接続されるクラッチアウターもまた高回転で回転することになる。この場合、クラッチアウターには、高回転による大きな遠心力が作用し、この遠心力によって、クラッチアウターの側壁の先端側が拡開し、クラッチアウターが入力歯車に近づくような歪みが発生する。これを防止するため、従来、クラッチアウターの側壁の厚みを根元側に向けて漸次厚くして、大きな遠心力が作用した場合であっても、クラッチアウターの側壁の先端側が拡開しないようにし、クラッチアウターの歪みを防止した技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許第３１０７６９２号公報

しかし、従来の構成では、クラッチアウターの側壁の厚みを厚くする分だけ、側壁全体の重量が増すため、側壁の先端側が拡開する方向に、大きなモーメントが作用することとなる。この場合、従来の構成では、クラッチアウターの側壁の根元側の厚みを更に厚くして、その部分を補強しなければならず、これを補強すれば、クラッチアウターの側壁全体の重量が、益々増加するといった問題があった。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、クラッチアウターの側壁全体の重量を増すことなく、側壁の拡開を抑制することができる車両用クラッチ装置を提供することにある。

本発明は、内燃機関の駆動力で回転する駆動軸に一体回転自在に配設された駆動歯車と、この駆動歯車と噛み合い、従動軸に相対回転自在に配設された入力歯車と、この入力歯車と横並びに従動軸に相対回転自在に配設され、入力歯車に一体回転自在に連結されたクラッチアウターと、このクラッチアウターに対し、クラッチプレートを介して断続切換自在とされ、従動軸に一体回転自在に配設されたクラッチインナーとを備え、前記クラッチアウターは、入力歯車に連結される連結基部と、この連結基部に連なり、クラッチインナーを内周部に受け入れる筒部とを備え、クラッチアウターの外径は、連結基部と筒部との連結部の外径が最も大きく形成されると共に、入力歯車側に向かって、連結基部の外径が漸次小さく形成され、外径が最も小さく形成された連結基部の最外周部に対向する、クラッチアウターと入力歯車との隙間に対して、安定部材が配設され、前記安定部材の内側の、クラッチアウターと入力歯車との隙間に対して、クラッチ接続時のクラッチアウターの倒れを規制する、前記安定部材とは別部材の規制部材が配設されているものである。

本発明では、クラッチ接続がなされて従動軸が高回転で回転する場合、この従動軸に接続されるクラッチアウターもまた高回転で回転する。
しかし、クラッチアウターと入力歯車との間における、クラッチアウターの最外周部に対向する隙間に対して安定部材が配設されるため、クラッチアウターの側壁の先端側が拡開する方向に、大きなモーメントが作用したとしても、当該安定部材によって、その拡開が抑制される。

この場合において、安定部材は、クラッチアウターの連結基部が嵌合する環状の第１突起部を備えていてもよい。また、入力歯車は、安定部材が嵌合する環状の第２突起部を備えていてもよい。前記クラッチインナーが連結されるメイン軸にはオイルが充填される中空が設けられ、この中空がオイル孔を介して、規制部材及び安定部材が配置された、クラッチアウターと入力歯車間の空間部に連通してもよい。前記規制部材及び前記安定部材が前記メイン軸軸方向に関し同位置に配置されていてもよい。前記安定部材が軸方向及び外周方向に突出する突起を有する中実の環状部材で形成されていてもよい。

本発明によれば、クラッチアウターと入力歯車との間における、クラッチアウターの最外周部に対向する隙間に対して安定部材が配設されているため、クラッチアウターの側壁の先端側が拡開する方向に、大きなモーメントが作用したとしても、当該安定部材によって、クラッチアウターの側壁の拡開が抑制される。
また、クラッチアウターの外径は、連結基部と筒部との連結部近傍の外径を最も大きく形成し、この連結基部の外径を、入力歯車側に向かって漸次小さく形成すれば、クラッチアウターの重量が軽減され、クラッチの軽量化が図られる。
さらに、安定部材に、クラッチアウターの連結基部の最外周部が嵌合する、環状の第１突起部を形成すれば、この第１突起部によって、クラッチアウターの軸直交方向への位置決めが可能になり、クラッチの組み付け性を向上させることができる。
また、安定部材を位置決めする第２突起部を、入力歯車に形成すれば、別の位置決め部材を設ける必要がなくなり、部品点数が削減され、製造コストが低減されると共に、安定部材が第２突起部で位置決めされるため、この安定部材には、加工が容易な平ワッシャーを使用することができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、一部を断面で示す内燃機関の側面図、図２は、当該内燃機関のシリンダを縦に切って示す断面図である。
図１及び図２において、１は内燃機関を示している。この内燃機関１の中央部にはクランク軸３が設けられ、このクランク軸３は、その下側のクランクケース５とその上側のシリンダブロック７とに挟まれて支持されている。クランクケース５の下部はオイルパン９で塞がれている。シリンダブロック７には、図２に示すように、４つのシリンダ孔７Ａが、いずれもクランク軸３の中心線に向けて設けられている。シリンダブロック７の上部には、シリンダヘッド１１が連なり、このシリンダヘッド１１の上部には、シリンダヘッドカバー１３が連なっている。

クランクケース５とシリンダブロック７の下部とによって、クランク室１５が形成されている。このクランク室１５の内部には、クランク軸３の両端を支持する端部軸保持部１７、１８と、その中間を支持する中間軸保持部１９、２０、２１とが形成され、これらの軸保持部１７〜２１は、それぞれ滑り軸受を介して、クランク軸３を回転自在に支持している。このクランク軸３には、コンロッド２３を介して、ピストン２５が接続されている。このピストン２５は、それぞれシリンダ孔７Ａ内を往復動し、このピストン２５の往復動によって、クランク軸３が駆動される。

これらピストン２５の上方には、シリンダヘッド１１が配置され、このシリンダヘッド１１には、吸気弁２７と排気弁２９とが設けられ、これら弁体は、それぞれシリンダ孔７Ａに連通する吸気ポート（図示せず）、及び排気ポート（図示せず）を開閉自在に構成されている。上記吸気弁２７は、カム３１によって上下動して、吸気ポートを開閉自在であり、排気弁２９はカム３３によって上下動して、排気ポートを開閉自在である。すなわち、カム３１、３３を支持するカム軸３５、３７の軸端には、図１に示すように、スプロケット３９、４１が設けられ、これらスプロケット３９、４１と、クランク軸３の軸端に固定されたスプロケット４３との間にはチェーン４５が巻回され、このチェーン４５には、テンショナーリフタ４７を介してテンションが掛けられている。
そして、クランク軸３の回転力が、このチェーン４５を介してカム軸３５、３７に伝達され、これによって、カム３１、３３が回転し、吸気弁２７及び排気弁２９が上下動し、クランク軸３の回転に応じて適宜のタイミングで吸排気ポートが開放される。

クランクケース５には、クランク軸３の他に、メイン軸５３と、カウンター軸５４と、シフトドラム５５と、シフトスピンドル５６と、シフトフォーク５７とが支持されている。これらは、常時噛み合い式の歯車変速装置を構成している。
上述したメイン軸５３には、図２に示すように、摩擦式多板クラッチ６１が、メイン軸５３と同軸心に配置されており、この摩擦式多板クラッチ６１によって、クランク軸３の回転力が、メイン軸５３に伝達され、或いは切断される。すなわち、この多板クラッチ６１は、クランク軸３に固定された駆動歯車６３から動力を得て回転し、この回転力をメイン軸５３に伝達、或いは切断する。

このメイン軸５３には、図３に示すように、駆動歯車６３と噛み合う入力歯車６５が、フリー回転自在（メイン軸５３と相対回転自在）に支持されると共に、この入力歯車６５に、コイルばねを利用したトルクダンパー６６を介して、一体回転自在に連結されたクラッチアウター６７が、入力歯車６５と横並びにメイン軸５３と相対回転自在（フリー回転自在）に支持されている。このクラッチアウター６７は、入力歯車６５に連結される連結基部６７Ａと、この連結基部６７Ａに連なり、クラッチインナー６９を内周部に受け入れる筒部６７Ｂとを備えて構成され、この筒部６７Ｂの内周部には、複数枚の環状のフリクションプレート６７Ｃが一体に固定されている。
クラッチインナー６９は、メイン軸５３の外周部に対し、図中右方から挿入され、ナット７０を介して当該メイン軸５３に一体回転自在に連結されている。また、このクラッチインナー６９の外周部には、フリクションプレート６７Ｃと係合する複数枚のクラッチプレート６９Ａが固定されている。

メイン軸５３は、軸方向に貫通する中空５３Ａを備え、この中空５３Ａ内には、クラッチプッシュロッド７８が介装され、更に、当該中空５３Ａ内には、オイルが充填されている。クラッチプッシュロッド７８の図中右端には、オイルキャップ７１が嵌められ、このオイルキャップ７１は軸受７２を介してプレッシャープレート７３に連結され、このプレッシャープレート７３は、図示を省略したクラッチスプリングを介して、クラッチインナー６９に連結されている。
クラッチプッシュロッド７８の図中左端には、レリーズ機構７５を構成する油圧ピストン７９が嵌められ、このレリーズ機構７５の供給ポート７５Ａには、例えば、クラッチレバー（図示せず）に接続されるオイルシリンダが接続されている。

クラッチの接続時には、クラッチレバー（図示せず）が操作されると、レリーズ機構７５内の油圧が低下し、油圧ピストン７９によるクラッチプッシュロッド７８の押圧力が低下し、やがて、油圧ピストン７９の押圧力に、クラッチスプリングの付勢力が勝るようになると、クラッチプッシュロッド７８が図中で左方向に移動し、これに伴って、プレッシャープレート７３が図中で左方向に移動する。これによって、フリクションプレート６７Ｃとクラッチプレート６９Ａとが押圧され、各プレート間に発生する摩擦力によって、クランク軸３から伝達されたクラッチアウター６７の回転力が、クラッチインナー６９を介し、メイン軸５３に伝えられる。これに対し、クラッチの接続解除時に、クラッチレバー（図示せず）が操作されると、レリーズ機構７５内の油圧が上昇し、油圧ピストン７９を介して、クラッチプッシュロッド７８が図中右側に移動し、これに伴って、オイルキャップ７１が図中右側に移動する。すると、クラッチスプリングの付勢力に抗して、プレッシャープレート７３が図中右方向に移動し、フリクションプレート６７Ｃとクラッチプレート６９Ａ間の押圧力が解除され、クラッチアウター６７が空回りし、メイン軸５３への動力伝達が断たれる。

クランク軸３からメイン軸５３に伝達された回転力は、上記歯車変速装置を介して、例えば１速、２速又は３速のように変速されて、カウンター軸５４に伝達され、このカウンター軸５４に歯車を介して連結された出力軸（図示せず）に伝達され、内燃機関１の動力として、当該出力軸から外部に伝動される。

１速、２速又は３速のように変速する場合、例えば、クランクケースに装着されたチェンジペダル（図示せず）が操作される。このチェンジペダルを操作する場合、この操作に先立って、まず、上記クラッチレバー（図示せず）が操作され、多板クラッチ６１を介して、クランク軸３とメイン軸５３との間の連絡が切断される。つぎに、これを切断した状態で、上記チェンジペダルが操作される。このチェンジペダルは、図２に示すチェンジレバー９０に連結されており、チェンジペダルが操作されると、チェンジレバー９０が揺動し、これに連動してシフトドラム５５が回動する。

この回動によって、シフトドラム５５の溝に係合したシフトピンを介して、シフトフォーク５７のいずれかが、軸方向にスライド動作し、この動作したシフトフォーク５７が、カウンター軸５４上のいずれかの歯車５４Ａ（図３）を軸方向に移動し、メイン軸５３上のいずれかの歯車５３Ｂ（図３）と噛み合わせる。
噛み合う歯車によって、その変速比が決定され、クランク軸３からメイン軸５３に伝達された回転力が、その変速比に従って、カウンター軸５４に伝達され、このカウンター軸５４に歯車を介して連結された出力軸（図示せず）に伝達され、内燃機関１の動力として、当該出力軸から外部に伝動される。

また、図１に示すように、クランク軸３の図中左下には、オイルポンプ９１が設けられ、このオイルポンプ９１は、メイン軸５３上の入力歯車６５と一体に回転するスプロケット９３（図３）によって、常時チェーン駆動されている。また、クランク軸３の図中左上には、スタータモータ９５が設けられ、このスタータモータ９５は、歯車列９６、９７を介して、クランク軸３に連結されている。

本実施形態では、図４に示すように、クラッチアウター６７が、入力歯車６５に連結される連結基部６７Ａと、この連結基部６７Ａに連なり、クラッチインナー６９を内周部に受け入れる筒部６７Ｂとを備えて構成されている。
ここで、クラッチアウター６７の外径は、連結基部６７Ａと筒部６７Ｂとの連結部６７Ｃ近傍の外径Ｄ１、すなわち、クラッチインナー６９が、最も内側のフリクションプレート６７Ｃに当接する面を含む軸直交平面Ｌ１近傍における外径Ｄ１が、最も大きくなるように形成され、この連結基部６７Ａの外径は、入力歯車６５側に向かって漸次小さくなるように形成されている。

本実施形態では、入力歯車６５とクラッチアウター６７との間に平ワッシャー８１が介装されている。そして、更に、外径Ｄ２が最も小さく形成された連結基部６７Ａの最外周部６７Ｄに対向する、クラッチアウター６７と入力歯車６５との隙間δに対し、スタビライザー（安定部材）８３が介装されている。本構成では、中心部の平ワッシャー８１が、主として、クラッチ接続時のクラッチアウター６７の倒れを規制し、スタビライザー８３が、過剰なクラッチアウター６７の倒れを規制する。この過剰なクラッチアウター６７の倒れは、高回転時の遠心力によって、クラッチアウター６７の筒部６７Ｂの先端側が拡開することに起因し、これが拡開すると、クラッチアウター６７が入力歯車６５に近づくように変形する。このスタビライザー８３は金属製であって、図５に示すように、全体的に環状の形状を呈しており、隙間δを埋める程度の厚さＴを有する。そして、このスタビライザー８３は、クラッチアウター６７の連結基部６７Ａの最外周部６７Ｄが嵌合する環状の第１突起部８３Ａを備えて構成されている。
また、本構成では、上述の平ワッシャー８１、及びスタビライザー８３が介装された空間部は、図３に示すように、メイン軸５３のオイル孔８５を介して、中空５３Ａ内に連通している。従って、平ワッシャー８１、及びスタビライザー８３が配置された空間には、常に、オイルが循環しているため、スタビライザー８３と入力歯車６５、及び平ワッシャー８１と入力歯車６５間の摩擦力が低減されている。
この間の摩擦力の低減によって、入力歯車６５に設けられたトルクダンパー６６のダンパー効果の低下が未然に防止される。

この摩擦式の多板クラッチ６１では、クラッチ接続がなされて、メイン軸５３が高回転で回転する場合、このメイン軸５３に接続されるクラッチアウター６７もまた高回転で回転する。この場合、クラッチアウター６７には、高回転による大きな遠心力が作用し、図６に示すように、クラッチアウター６７の筒部６７Ｂの先端側に、矢印で示す方向に当該先端側を変形（拡開）させる大きなモーメントＭが作用する。このモーメントＭは、トルクダンパー６６のコイルばね近傍の点Ｑ、すなわち、クラッチアウター６７の連結基部６７Ａ上の点Ｑ近傍を支点に作用する。

本構成では、このモーメントＭが作用しても、図６に示すように、中間点Ｑ近傍における、外径Ｄ２が最も小さく形成された連結基部６７Ａの最外周部６７Ｄに対向する、クラッチアウター６７と入力歯車６５との隙間δに対し、スタビライザー８３が介装されているため、筒部６７Ｂの先端側の拡開が抑制される。従って、クラッチアウター６７が入力歯車６５に近づくような変形が抑止される。

また、本構成では、筒部６７Ｂの変形の抑止のために、従来のように、クラッチアウター６７の筒部６７Ｂの厚みを厚くする必要がない。
従って、クラッチアウター６７の外径は、連結基部６７Ａと筒部６７Ｂとの連結部６７Ｃ近傍の外径Ｄ１を最も大きく形成し、この連結基部６７Ａの外径を、入力歯車６５側に向かって漸次小さく形成することができるため、より一層、クラッチアウター６７の重量が軽減され、多板クラッチ６１の軽量化が図られる。
さらに、スタビライザー８３には、クラッチアウター６７の連結基部６７Ａの最外周部６７Ｄが嵌合する、環状の第１突起部８３Ａが形成されているため、この第１突起部８３Ａによって、クラッチアウター６７の軸直交方向への位置決めが可能になり、クラッチの組み付け性を向上させることができる。
スタビライザー８３は金属製であるため、例えば、半クラッチ時の発熱で変形することがなく、耐久性を向上させることができる。

図７は、別の実施形態を示している。
本構成では、入力歯車６５とクラッチアウター６７との間に平ワッシャー１８１が介装されている。そして、更に、外径Ｄ２が最も小さく形成された連結基部６７Ａの最外周部６７Ｄに対向する、クラッチアウター６７と入力歯車６５との隙間δに対し、スタビライザー１８３が介装されている。本構成では、中心部の平ワッシャー１８１が、主として、クラッチ接続時のクラッチアウター６７の倒れを規制し、スタビライザー１８３が、過剰なクラッチアウター６７の倒れを規制する。このスタビライザー１８３は、いわば金属製の平ワッシャーであり、本実施形態では、スタビライザー１８３が嵌合する環状の第２突起部６５Ａが、入力歯車６５に対し一体的に形成されている。
本実施形態では、スタビライザー１８３を位置決めする第２突起部６５Ａを、入力歯車６５に形成したため、別の位置決め部材を設ける必要がなくなり、部品点数が削減され、製造コストを低減することができる。また、本構成では、スタビライザー１８３が第２突起部６５Ａで位置決めされるため、このスタビライザー１８３には、加工が容易な平ワッシャーを使用することができる。

以上、本発明による車両用クラッチ装置の一実施形態を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
この車両用クラッチ装置は、例えば、自動二輪車における内燃機関等、種々の内燃機関に適用可能である。以上、湿式多板クラッチについて説明したが、乾式多板クラッチ、或いは単板クラッチにも適用可能である。

内燃機関を一部断面図示して示した側面図である。 同じく断面図である。 本発明の一実施形態を示す図である。 多板クラッチを示す断面図である。 安定部材を示す断面図である。 多板クラッチの一部を示す断面図である。 別の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 内燃機関
３ クランク軸（駆動軸）
５３ メイン軸（従動軸）
６３ 駆動歯車
６５ 入力歯車
６６ トルクダンパー
６７ クラッチアウター
６７Ａ 連結基部
６７Ｂ 筒部
６７Ｃ フリクションプレート
６９ クラッチインナー
６９Ａ クラッチプレート
８３、１８３ スタビライザー（安定部材）

Claims (6)

1. 内燃機関の駆動力で回転する駆動軸に一体回転自在に配設された駆動歯車と、この駆動歯車と噛み合い、従動軸に相対回転自在に配設された入力歯車と、この入力歯車と横並びに従動軸に相対回転自在に配設され、入力歯車に一体回転自在に連結されたクラッチアウターと、このクラッチアウターに対し、クラッチプレートを介して断続切換自在とされ、従動軸に一体回転自在に配設されたクラッチインナーとを備え、前記クラッチアウターは、入力歯車に連結される連結基部と、この連結基部に連なり、クラッチインナーを内周部に受け入れる筒部とを備え、クラッチアウターの外径は、連結基部と筒部との連結部の外径が最も大きく形成されると共に、入力歯車側に向かって、連結基部の外径が漸次小さく形成され、外径が最も小さく形成された連結基部の最外周部に対向する、クラッチアウターと入力歯車との隙間に対して、安定部材が配設され、前記安定部材の内側の、クラッチアウターと入力歯車との隙間に対して、クラッチ接続時のクラッチアウターの倒れを規制する、前記安定部材とは別部材の規制部材が配設されていることを特徴とする車両用クラッチ装置。
2. 安定部材は、クラッチアウターの連結基部が嵌合する環状の第１突起部を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用クラッチ装置。
3. 入力歯車は、安定部材が嵌合する環状の第２突起部を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用クラッチ装置。
4. 前記クラッチインナーが連結されるメイン軸にはオイルが充填される中空が設けられ、この中空がオイル孔を介して、規制部材及び安定部材が配置された、クラッチアウターと入力歯車間の空間部に連通することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の車両用クラッチ装置。
5. 前記規制部材及び前記安定部材が前記メイン軸軸方向に関し同位置に配置されることを特徴とする請求項４記載の車両用クラッチ装置。
6. 前記安定部材が軸方向及び外周方向に突出する突起を有する中実の環状部材で形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の車両用クラッチ装置。

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