JP6882177B2 - 遠心クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、遠心クラッチ、特にオートバイ（Ｋｒａｆｔｒａｄ）その他の自動車のパワートレーン用の遠心クラッチであって、複数の傾斜部を有する外周部を有する内側の回転要素と、内側の回転要素を包囲する少なくとも１つの遠心ウェイト装置であって、周方向に分配された複数の遠心ウェイトを有し、遠心ウェイト装置の内周部は、内側の回転要素の傾斜部と形状結合（Ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｓｓ）および／または摩擦結合（Ｒｅｉｂｓｃｈｌｕｓｓ）を形成する複数の相手側傾斜部を有する、遠心ウェイト装置と、少なくとも１つの遠心ウェイト装置を包囲する外側の回転要素と、を備え、遠心ウェイト装置の遠心ウェイトは、摩擦ライニングを介して外側の回転要素と摩擦結合を形成すべく、ばね装置の作用に抗して外向きに外側の回転要素の内周部に圧着可能である、遠心クラッチに関する。

この種の遠心クラッチは、しばしばスクータのパワートレーンで使用される。その際、遠心ウェイトは、クラッチライニングを有し、遠心ウェイト装置内で周囲に分配配置されており、ばねその他のエネルギアキュムレータからなる装置により内向きに付勢されている。内側の回転要素が回転することで、遠心力が発生し、この遠心力は、遠心ウェイトがクラッチライニングを介して外側の回転要素と接触し、外側の回転要素を駆動する状態に至らしめる。

独国特許出願公開第１０２００８０３０６５７号明細書は、相応する遠心クラッチを示している。この遠心クラッチは、（ｉ）複数の傾斜状の当接面を有する外周部を有する内側の回転要素としてのハブと、（ｉｉ）内側の回転要素を包囲する遠心ウェイト装置であって、周方向に分配された２つの遠心ウェイトおよび２つの引っ張りばねを有し、遠心ウェイト装置の内周部は、ハブの当接面と形状結合を形成する複数の傾斜状の相手側面を有する、遠心ウェイト装置と、（ｉｉｉ）少なくとも１つの遠心ウェイト装置を包囲する、外側の回転要素としてのベルトプーリと、を備え、遠心装置の遠心ウェイトは、ベルトプーリとの摩擦結合を形成すべく、遠心力によりエネルギアキュムレータ要素の作用に抗して外向きにベルトプーリの内周部に圧着可能である。

本発明の課題は、軸方向で特にコンパクトに構成されている遠心クラッチを提供することである。

上記課題は、本発明により、独立請求項１の特徴によって解決される。本発明の好ましい形態は、従属請求項に記載されており、これらは、それぞれ単独でも任意の組み合わせでも本発明の一態様をなし得る。

本発明に係る遠心クラッチでは、遠心ウェイト装置は、単一のプレート要素を有するか、または複数のプレート要素からなる積層体を有する略リング状のプレート構造体により形成され、プレート構造体は、遠心ウェイトを形成する周方向に分配された複数の周区分を有する。内側の回転要素の回転数ｎが十分に高いとき、遠心ウェイト、および遠心ウェイトとともにプレート構造体全体が、半径方向外向きに押し出される。プレート構造体の内周部には、相手側傾斜部が存在し、個々の傾斜部は、外側の回転要素とプレート構造体の接触時、ひいては、回転方向とは逆向きのイニシャルモーメントの発生時、相手側傾斜部上に乗り上げるように移動し、これにより、クランプ作用の自己倍力効果を発現する。

その際、特に、遠心クラッチは、「ウェッジブレード（Ｗｅｄｇｅ−Ｂｌａｄｅ）クラッチ」または「ウェッジクラッチ（Ｗｅｄｇｅ Ｃｌｕｔｃｈ）」の概念の下で知られるフリーホイールクラッチの形態で形成されている。このフリーホイールクラッチの説明は、例えば国際公開第２０１４／０１１６１０号に見出せる。遠心クラッチは、この「ウェッジクラッチ」状の構造形式を採用することで、軸方向で明らかに一層コンパクトに構成される。「ウェッジクラッチ」状の構造形式において生じる自己倍力効果は、外側の回転要素を迅速に連れ回し、ひいては、摩耗を僅かに保つ。

本発明の好ましい形態では、ばね装置は、少なくとも１つのプレート要素の、ばね弾性を有する（ｆｅｄｅｒｎｄ）ように形成される構成要素および／または少なくとも１つの付加的なばね要素により形成される。つまり、ばね装置は、プレート構造体に内在させて形成されてもよいし、付加的なばね要素を有していてもよい。

この場合、特に、プレート構造体の、遠心ウェイトを形成する複数の周区分の少なくとも２つの周区分間に、プレート構造体の、ばね弾性を有するように形成される構成要素の１つが配置されている。好ましくは、プレート構造体の、遠心ウェイトを形成する複数の周区分間に、プレート構造体の、ばね弾性を有するように形成される構成要素の複数が配置されている。

本発明の別の好ましい形態では、少なくとも１つの付加的なばね要素は、プレート構造体と内側の回転要素との間に配置されている。その際、ばね要素は、好ましくは引っ張りばねとして形成されている。

本発明の好ましい実施の形態では、遠心クラッチは、プレート構造体の回転数ｎが０である（ｎ＝０）とき、プレート構造体の外周部と外側の回転要素の内周部との間に環状間隙が生じるように構成されている。

原理的には、プレート構造体が、摩擦ライニングをプレート構造体の外周部に有していてもよい。しかし、好ましくは、外側の回転要素が、摩擦ライニングを外側の回転要素の内周部に有している。

本発明の別の好ましい実施の形態では、少なくとも１つのプレート要素は、一体に形成されている。この場合、少なくとも１つの一体のプレート要素は、十分に弾性的な材料からなる。

本発明のさらに別の好ましい形態では、摩擦ライニングは、アウタリングの内周部に存在し、回転時、ウェッジと接触する。

本発明の別の好ましい形態では、プレート構造体の、遠心ウェイトを形成する複数の周区分のうちの２つの周区分間に配置される１つの周区分に、１つの完全な材料切欠きが設けられている。

本発明の有利な実施の形態では、傾斜部および相手側傾斜部は、それぞれ、鋸歯状の周囲構造によって形成される。このような構成は、「ウェッジクラッチ」状の構造形式により公知である。ここでは、それぞれ１つの、第１の勾配を有する第１の傾斜部と、第１の傾斜部の勾配に比して極端に急な、ただし、第１の傾斜部の勾配とは逆向きの勾配を有する第２の傾斜部とが生じる。

本発明の別の好ましい実施の形態では、内側の回転要素の傾斜部およびプレート構造体の相手側傾斜部は、回転対称（放射対称）に配置されている。この構成も、「ウェッジクラッチ」状の構造形式により公知である。

最後に、内側の回転要素がインナリングとして形成され、外側の回転要素がアウタリングとして形成されていると、有利である。

以下に、本発明について、添付の図面を参照しながら、好ましい実施例を基に例示説明する。以下に示す特徴は、それぞれ単独でも任意の組み合わせでも本発明の一態様をなし得る。

本発明の好ましい一実施の形態による遠心クラッチの側面図である。 図１に示した遠心クラッチの上半分の、回転軸線に沿った断面図である。 遠心クラッチの遠心ウェイト装置を形成する略リング状のプレート構造体を示す図である。

図１は、オートバイその他の自動車の（図示しない）パワートレーン用の遠心クラッチ１０を示している。このようなオートバイは、特にスクータである。遠心クラッチ１０は、回転軸線Ａに関して同軸に配置される３つの主構成要素１２，１４，１６を備える。これら３つの主構成要素は、インナリングとして形成される内側の回転要素１２と、アウタリングとして形成される外側の回転要素１４と、半径方向でこれら両回転要素１２，１４間に配置される遠心ウェイト装置１６とである。遠心ウェイト装置１６は、単一のプレート要素１８からなる略リング状のプレート構造体２０として形成されている。プレート要素１８は、一体に形成されている。内側の回転要素１２の外周部２２は、複数の傾斜部（ランプ）２４を有する。内側の回転要素１２を包囲するプレート構造体１８は、周方向に分配された複数の周区分を有し、これら周区分は、相応して周方向に分配された複数の遠心ウェイト２６を形成し、これら遠心ウェイト２６の各々は、遠心ウェイト２６の、半径方向内向きの面に、内側の回転要素１２の傾斜部２４と形状結合および／または摩擦結合を形成する相手側傾斜部２８を有している。換言すれば、プレート構造体１８の、こうして形成された内周部３０は、傾斜部２４に対応する複数の相手側傾斜部２８を有している。図示の例では、遠心ウェイト２６、および傾斜部２４または相手側傾斜部２８の数は、１０である。

外側の回転要素１４は、外側の回転要素１４の内周部３２に摩擦ライニング３４を有する。遠心クラッチ１０は、プレート構造体２０の回転数ｎが０である（ｎ＝０）とき、図２に示す環状間隙Ｓが、プレート構造体２０の外周部３６と外側の回転要素１４の上述の内周部３２との間に生じるように構成されている。

プレート構造体２０の遠心ウェイトは、外側の回転要素１４の摩擦ライニング３４を介して外側の回転要素１４と摩擦結合を形成すべく、プレート構造体２０の、ばね弾性を有するように形成される構成要素３８と、付加的なばね要素４０と、により形成されるばね装置の作用に抗して外向きに、外側の回転要素１４の内周部３２に圧着可能である。プレート構造体２０の、ばね弾性を有するように形成される構成要素３８は、プレート構造体２０の、遠心ウェイト２６を形成する周区分が複数あるところに、２つの周区分間に配置されるウェブとしてそれぞれ形成されている。プレート構造体２０の、遠心ウェイト２６を形成する２つの周区分間のうちの１つには、１つの完全な材料切欠き４２、つまり１つの間隙が、リング形状内に設けられている。

傾斜部２４は、内側の回転要素１２の鋸歯状の周囲構造により形成され、相手側傾斜部２８は、プレート構造体２０の対応する鋸歯状の周囲構造により形成される。本実施の形態では、それぞれ、第１の勾配を有する傾斜構造と、略半径方向の配向を有する別の傾斜構造とが生じる（鋸歯形状）。この場合、内側の回転要素の傾斜部２４およびプレート構造体２０の相手側傾斜部２８は、回転対称（放射対称）に配置されている。上述の周区分の数は、回転対称の「回」を生じる。図示の例は、つまり、１０回対称の幾何学形状である。

略リング状のプレート構造体２０が単一のプレート要素１８を有する構成とは異なり、プレート構造体２０は、複数のプレート要素１８からなる積層体を有していてもよい（図示せず）。

遠心クラッチ１０の以下の機能が生じる：
内側の回転要素１２の回転数ｎが十分に高いとき、遠心ウェイト２６、および遠心ウェイト２６とともにプレート構造体２０全体が、半径方向外向きに押し出される。プレート構造体２０の内周部３０には、相手側傾斜部２８が存在し、個々の傾斜部２４は、外側の回転要素１４とプレート構造体２０の接触時、ひいては、回転方向とは逆向きの初期モーメントの発生時、相手側傾斜部２８上に乗り上げるように移動し、これにより、クランプ作用の自己倍力効果を発現する。続いて、プレート構造体２０と内外の回転要素１２，１４との間のクランプ作用により、摩擦力を介して、外側の回転要素１４の連れ回りが制御されて実施される。アウタリングとの最初の接触が実施される相応の回転数は、少なくとも１つのプレート要素１８の、ばね弾性を有するように形成される複数の構成要素３８および／または付加的なばね要素４０からなるばね装置のばね剛性によりコントロールされ、規定される。

遠心クラッチ１０のこの構造形式の場合、
−従来慣用の遠心クラッチに比して構造形式がコンパクトである、
−調整可能な自己倍力効果により摩耗が少ない、
−付加的なばね要素４０なしの構造形式が可能であり、連れ回り回転数がプレート構造体２０自体の剛性により決定される、
等の利点が生じる。

図２は、図１に示した遠心クラッチ１０（回転数ｎ＝０）の上半分を断面図で示している。本図では、一方では、プレート構造体２０が、この図示の実施例では、１つのプレート要素１８のみから形成されることが良好に認識でき、他方では、外側の回転要素１４の内周部とプレート構造体２０の外周部との間の環状間隙Ｓも、良好に認識できる。インナリング（あるいはハブ）としての内側の回転要素１２の構成およびアウタリングとしての外側の回転要素１４の構成も、明瞭に認識できる。

図３は、再度、遠心クラッチ１０の遠心ウェイト装置１６を形成するリング状のプレート構造体２０を詳細に示している。図３には、周方向に分配された１０個の遠心ウェイト２６と、遠心ウェイト２６間に配置されるばね弾性を有する構成要素３８と、１つの周区分に設けられた材料切欠き（間隙）とが、明瞭に認識できる。さらにプレート要素１８の一体的な構成も看取可能である。

切欠き４２があるとはいえ、プレート要素１８と、プレート要素１８から生じるプレート構造体２０とは、略リング状である。

１０ 遠心クラッチ
１２ 回転要素、内側
１４ 回転要素、外側
１６ 遠心ウェイト装置
１８ プレート要素
２０ プレート構造体
２２ 外周部（内側の回転要素）
２４ 傾斜部
２６ 遠心ウェイト
２８ 相手側傾斜部
３０ 内周部（プレート構造体）
３２ 内周部（外側の回転要素）
３４ 摩擦ライニング
３６ 外周部（プレート構造体）
３８ 構成要素、ばね弾性を有する
４０ ばね要素、付加的
４２ 材料切欠き
Ａ 回転軸線
Ｓ 環状間隙

Claims (8)

1. 遠心クラッチ（１０）であって、
   複数の傾斜部（２４）を有する外周部（２２）を有する内側の回転要素（１２）と、
   前記内側の回転要素（１２）を包囲する少なくとも１つの遠心ウェイト装置（１６）であって、周方向に分配された複数の遠心ウェイト（２６）を有し、前記遠心ウェイト装置（１６）の内周部（３０）は、前記内側の回転要素（１２）の前記傾斜部（２４）と形状結合および／または摩擦結合を形成する複数の相手側傾斜部（２８）を有する、遠心ウェイト装置（１６）と、
   前記少なくとも１つの遠心ウェイト装置（１６）を包囲する外側の回転要素（１４）と、
   を備え、
   前記遠心ウェイト装置（１６）の前記遠心ウェイト（２６）は、摩擦ライニング（３４）を介して前記外側の回転要素（１４）と摩擦結合を形成すべく、ばね装置（３８，４０）の作用に抗して外向きに前記外側の回転要素（１４）の内周部（３２）に圧着可能である、
   遠心クラッチ（１０）において、
   前記遠心ウェイト装置（１６）は、単一のプレート要素（１８）であるか、または複数のプレート要素（１８）からなる積層体である、略リング状の構造体（２０）により形成され、前記構造体（２０）は、前記遠心ウェイト（２６）を形成する周方向に分配された複数の周区分を有しており、
   前記構造体（２０）の、前記遠心ウェイト（２６）を形成する前記複数の周区分の隣り合う２つの周区分の間に、一方の周区分の半径方向外側の端部と他方の周区分の半径方向内側の端部とを接続する、ばね弾性を有するように形成された構成要素（３８）が配置されていることを特徴とする遠心クラッチ。
2. 前記ばね装置は、前記ばね弾性を有するように形成される構成要素（３８）および／または少なくとも１つの付加的なばね要素（４０）により形成されていることを特徴とする、請求項１記載の遠心クラッチ。
3. 前記少なくとも１つの付加的なばね要素（４０）は、構造体（２０）と内側の回転要素（１２）との間に配置されていることを特徴とする、請求項２記載の遠心クラッチ。
4. 前記遠心クラッチ（１０）は、前記構造体（２０）の回転数（ｎ）が０である（ｎ＝０）とき、前記構造体（２０）の外周部（３６）と前記外側の回転要素（１４）の前記内周部（３２）との間に環状間隙（Ｓ）が生じるように構成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の遠心クラッチ。
5. 前記外側の回転要素（１４）は、前記摩擦ライニング（３４）を前記外側の回転要素（１４）の前記内周部（３２）に有することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の遠心クラッチ。
6. 前記構造体（２０）の、前記遠心ウェイト（２６）を形成する前記複数の周区分のうちの２つの周区分の間に、１つの完全な材料切欠き（４２）が設けられていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の遠心クラッチ。
7. 前記傾斜部（２４）および前記相手側傾斜部（２８）は、それぞれ、鋸歯状の周囲構造により形成されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の遠心クラッチ。
8. 前記内側の回転要素（１２）の前記傾斜部（２４）および前記構造体（２０）の前記相手側傾斜部（２８）は、回転対称に配置されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の遠心クラッチ。

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