JP7161625B2 - 摩擦クラッチのプレッシャープレート装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車等に適用される摩擦クラッチのプレッシャープレート装置に関する。

一般に、原軸と従軸の結合を断続するための摩擦クラッチには、クラッチディスク部と該クラッチディスク部に付与する弾力的な押圧力の発生源となるばね装置との間に、輪状の単一部材の板からなるプレッシャープレート装置が設けられている。このプレッシャープレート装置は、原軸から従軸へ動力を伝達するとき、ばね装置から弾力的な押圧力を受けてクラッチディスク部を押圧し、原軸から従軸への動力の伝達を遮断するとき、バネ装置からの弾力的な押圧力に抗する押し戻し力を結合解除部から受けてクラッチディスク部に対する押圧を停止する。ばね装置のプレッシャープレート装置側の反対側にはリテーナが設けられている。リテーナは、ばね装置を当該リテーナとプレッシャープレート装置との間に挟んで圧縮することで、プレッシャープレート装置に対して弾力的な押圧力を発生させる。

例えば自動二輪車に適用された摩擦クラッチでは、エンジンの出力軸が原軸となり、クラッチディスク部に結合した、後輪に動力を伝達するためのスプロケットが従軸となり、結合解除部はクラッチレバーとワイヤーで連結してあり、原軸と従軸の結合の断続操作は、自動二輪車の運転者がクラッチレバーを手で握って、そのクラッチレバーを傾動させることで行うのが普通である。近年の自動二輪車は出力の大きいエンジンを備えたものが多く、その自動二輪車に設けるクラッチも、エンジンの最大トルクを伝達可能なものでなければならないが、摩擦クラッチが伝達し得るトルクを大きくすると、クラッチレバーを傾動させるために必要な握力が増大する。そしてエンジンの出力回転数が小さい領域においては、例えば自動二輪車の発進時等には、クラッチディスク部に滑りを生じさせながら原軸から従軸に伝達されるトルクが次第に大きくなるようにクラッチレバーを微妙に操作することが必要である。しかしクラッチレバーを傾動操作するために大きな握力を要する場合、クラッチレバーの微妙な操作を、自動二輪車の長時間にわたる運転中に安定して行うことは、握力の弱い者にとっては難しい。

そこで、従来の摩擦クラッチには、例えば特許文献１に開示されているように、ダイヤフラムスプリングからなるばね装置に当接する環状部と、該環状部を貫通する複数のＶ字型フィンガーとを有するリテーナを備えることにより、エンジンの出力回転数が小さい領域でクラッチレバーを傾動させるために必要な握力を低減するようにしたものがある。この摩擦クラッチでは、Ｖ字型フィンガーは、環状部にピンにより揺動可能に装着されており、Ｖ字型フィンガーの一側はプレッシャープレート装置に当接し、Ｖ字型フィンガーの他側には円筒状の錘が装着されている。そしてリテーナがエンジンの出力軸と一緒に回転し、そのリテーナの回転により錘に遠心力が働き、その遠心力がＶ字型フィンガーにピンを中心とする回転力として作用し、その回転力によりＶ字型フィンガーの一側がプレッシャープレート装置を、錘に働く遠心力に応じた押圧力で押圧するようになっている。そして原軸から従軸への動力の伝達中には、ばね装置からの弾力的な押圧力だけでなく、錘に働く遠心力によって生じる押圧力がプレッシャープレート装置を通じてクラッチディスク部に加わる。つまりクラッチレバーの操作必要な握力を低減するために、ばね装置による弾力的な押圧力を小さくし、その小さくした分を錘に働く遠心力による押圧力が補い、原軸から従軸に動力が適正に伝達できるようになっている。

特開２００５－００９６７５号公報

ところが、上述の複数のＶ字型フィンガーを有するリテーナを備えた摩擦クラッチは、リテーナの占有空間がクラッチディスク部の中心軸線方向に大きくなるので、リテーナ部分が外側へ大きく張り出したものとなる。そして、その摩擦クラッチを備えた自動二輪車等は、その車幅が大きくなってしまう。

またＶ字型フィンガーを有さないリテーナを備えた摩擦クラッチでは、クラッチレバーを小さい握力で操作できるようにするために、そのＶ字型フィンガーを有さない既存のリテーナを、上述の複数のＶ字型フィンガーを有するリテーナに交換するとよいが、その複数のＶ字型フィンガーを有するリテーナの占有空間が中心軸線方向に大きくなるため、クラッチカバーを取り付けられなくなる場合が多い。そして、その場合には、Ｖ字型フィンガーを有さないリテーナから上述の複数のＶ字型フィンガーを有するリテーナへの交換は断念せざるを得ない。

また複数のＶ字フィンガーを有するリテーナは構造が複雑であり高価なものとなる。しかも占有空間及び機械的強度の面から錘を大きくすることができず、錘に働く遠心力を大きくすることができない。そのため、ばね装置による押圧力の低減分を補うために必要な、錘に働く遠心力によって生じるクラッチディスク部への押圧力も小さく抑えられるので、ばね装置による押圧力を十分に低減することができない。

またＶ字フィンガーの一側とプレッシャープレート装置は摺動接触し、その接触面積は小さいので、その両者の接触面が摩耗し易い。そして、これがリテーナの耐久性を大きくすることができない原因となっている。

更にリテーナはエンジンの出力軸に連動して回転するので、錘に働く遠心力はエンジンの回転数に応じて大きくなり、エンジンの回転数が高速になると、錘に働く遠心力によって生じる押圧力が過大になる。そして原軸と従軸の結合を断つには、ばね装置による押圧力と、錘の遠心力によって生じる過大な押圧力に抗してプレッシャープレート装置をクラッチディスク部から後退させる必要があり、そのための押し戻し力をクラッチレバーからプレッシャープレート装置に作用させなければならない。それゆえ、エンジンの高速回転数にはクラッチレバーの操作に必要な握力が増大してしまう。

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は原軸の低速域から高速域まで全域における原軸と従軸との結合を断続するための操作に要する力を、従来に比べて大幅に低減することができ、構造が簡素で故障しにくく耐久性があり、しかも押圧方向の占有空間が小さい、安価な摩擦クラッチのプレッシャープレート装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の第１の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、摩擦クラッチのクラッチディスク部と該クラッチディスク部に付与する弾力的な押圧力の発生源となるばね装置との間に設けられるプレッシャープレート装置であって、前記ばね装置側に配置される輪状の一次押し板と、前記一次押し板の軸線上に同心かつ該軸線方向に移動可能に設けられた、前記クラッチディスク部側に配置される輪状の二次押し板と、前記一次押し板及び前記二次押し板の対向する側面の間に、前記軸線を中心とする一定の回転角度毎に配置され、前記軸線を中心とする放射方向にスライドすることができる複数の錘板とを備え、前記一次押し板は、当該一次押し板の前記錘板側に形成された、前記二次押し板に近づくにつれ前記軸線から離れる方向に傾斜した内壁面を持つ第一の外周壁を備え、前記二次押し板は、当該二次押し板の前記錘板側に形成された、直立した内壁面を持つ第二の外周壁を備え、前記錘板は、前記第二の外周壁の直立した内壁面に当接可能な先端部係合面と、前記第一の外周壁の傾斜した内壁面に当接可能な先端部傾斜面とを備えるよう構成できる。

前記構成により、錘板をスライド可能に収容している空間の容積に対する錘板の体積の割合を大きくすることができ、限られた空間で質量の大きい錘板を得ることができ、錘板の厚みを小さくしても錘板に働く遠心力を大きくすることができる。また第二の外周壁の直立した内壁面に錘板の先端部係合面を当接させることで確実に錘板の移動を阻止することができる。そのため、錘板に働く遠心力によって生じるクラッチディスク部への押圧力を一定値以下に制限することができ、高速回転時に原軸から従軸への動力の伝達を断つために、ばね装置からの押圧力に抗して当該プレッシャープレート装置を押し戻すための操作に必要な力が過大になることを防ぐことができる。また低速回転時に、ばね装置からの押圧力に抗して当該プレッシャープレート装置を押し戻すための操作に必要な力を、従来に比べて大幅に低減することができる。そして構造が簡素で故障しにくく耐久性があり、しかも軸線方向の占有空間が小さい、安価な摩擦クラッチのプレッシャープレート装置を得ることができる。更にまた、前記構成によれば、プレッシャープレート装置の占有空間を単一部材からなる既存のものと同程度に小さくすることができるので、様々なメーカーの多用な機種の自動二輪車等について、その摩擦クラッチの既設のプレッシャープレート装置を、本発明に係るプレッシャープレート装置と比較的簡単に交換することが可能になり、それによって自動二輪車等のクラッチレバーの操作性を容易に改善することができるようになる。

本発明の第２の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、摩擦クラッチのクラッチディスク部と該クラッチディスク部に付与する弾力的な押圧力の発生源となるばね装置との間に設けられるプレッシャープレート装置であって、前記ばね装置側に配置される輪状の一次押し板と、前記一次押し板の軸線上に同心かつ該軸線方向に移動可能に設けられた、前記クラッチディスク部側に配置される輪状の二次押し板と、前記一次押し板及び前記二次押し板の対向する側面の間に、前記軸線を中心とする一定の回転角度毎に配置され、前記軸線を中心とする放射方向にスライドすることができる複数の錘板とを備え、前記一次押し板は、当該一次押し板の前記錘板側に形成された、前記二次押し板に近づくにつれ前記軸線から離れる方向に傾斜した内壁面を持つ第一の外周壁を備え、前記二次押し板は、当該二次押し板の前記錘板側に形成された第二の外周壁を備え、前記錘板は、前記第一の外周壁の傾斜した内壁面に当接可能な先端部傾斜面を備え、前記第一の外周壁が持つ内壁面は、前記軸線に平行する方向に対する傾斜角度が互いに異なると共に、前記傾斜角度が大きい順に前記一次押し板から前記二次押し板に向かって並ぶ複数の壁面部分からなり、前記錘板の先端部傾斜面は、前記複数の壁面部分に対応する複数の斜面部分からなり、前記複数の斜面部分は、前記軸線に平行する方向に対する傾斜角度が、前記複数の壁面部分のうちの対応する壁面部分の前記傾斜角度と同じであり、前記複数の斜面部分の幅は、前記二次押し板に最も近い前記斜面部分を除いて前記対応する壁面部分の幅より狭いよう構成できる。

前記構成により、錘板に働く遠心力に対する、その遠心力によって一次押し板に生じる前記クラッチディスク部への押圧力の割合を、原軸の回転数に増大に応じて段階的に小さくすることができるので、高速回転時に摩擦クラッチの操作に必要な力が過剰になるのを防ぐことができる。

本発明の第３の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、前記第一の外周壁が持つ内壁面を構成する複数の壁面のうちの、前記一次押し板の側面から最も遠い壁面の前記傾斜角度は摩擦角度より小さいように構成することができる。

本発明の第４の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、摩擦クラッチのクラッチディスク部と該クラッチディスク部に付与する弾力的な押圧力の発生源となるばね装置との間に設けられるプレッシャープレート装置であって、前記ばね装置側に配置される輪状の一次押し板と、前記一次押し板の軸線上に同心かつ該軸線方向に移動可能に設けられた、前記クラッチディスク部側に配置される輪状の二次押し板と、前記一次押し板及び前記二次押し板の対向する側面の間に、前記軸線を中心とする一定の回転角度毎に配置され、前記軸線を中心とする放射方向にスライドすることができる複数の錘板とを備え、前記一次押し板は、当該一次押し板の前記錘板側に形成された、前記二次押し板に近づくにつれ前記軸線から離れる方向に傾斜した内壁面を持つ第一の外周壁を備え、前記錘板は、前記第一の外周壁の傾斜した内壁面に当接可能な先端部傾斜面を備え、前記第一の外周壁が持つ内壁面は、凹状に湾曲しており、前記錘板の先端部傾斜面は、前記第一の外周壁が持つ内壁面の湾曲の曲率より大きい曲率で凸状に湾曲しているよう構成できる。

前記構成により、錘板に働く遠心力に対する、その遠心力によって一次押し板に生じる前記クラッチディスク部への押圧力の割合を、原軸の回転数に増大に応じて連続的に小さくすることができるので、高速回転時に摩擦クラッチの操作に必要な力が過剰になるのを防ぐことができる。

本発明の第５の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、前記一次押し板は、前記軸線を中心とする所定の回転角度毎に配置された複数の第一の仕切り壁を備え、前記二次押し板は、前記第二の外周壁と前記内周壁との間に前記複数の第一仕切り壁に対向するように配置された複数の第二の仕切り壁を備え、前記錘板は、当該錘板を正面から見た形状が前記第一の外周壁に沿って伸長した円弧状の先端と前記第一の仕切り壁並びに前記第二の仕切り壁に沿って伸びた直線状の側縁とを有する扇形になるように形成され、前記先端部傾斜面は円錐面状に形成されるよう構成できる。

前記構成により、前記錘板の先端部傾斜面の面積及び第一の外周壁の傾斜した内壁面の面積を広くすることができるので、両者の摺動による摩耗部分を分散することができ、長期間使用しても両者の摩耗を比較的少なく抑えることができる。

本発明の第６の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、前記一次押し板は、前記第一の仕切り壁と前記第一の外周壁との間に第一の空所を有し、前記二次押し板は、前記第二の仕切り壁と前記第二の外周壁との間に第二の空所を有し、前記錘板は、前記第一の空所並びに第二の空所に入る拡張部を有するよう構成できる。

前記構成により、錘板の質量を、前記第一の空所及び第二の空所に入る拡張部の分だけ増大させ、錘板に働く遠心力を更に大きくすることができる。また前記一の空所及び前記第二の空所を設けることにより、一次押し板の収容室の直立内壁面や二次押し板の収容室の傾斜内壁面を旋削等により形成することができるので、直立内壁面及び傾斜内壁面を形成する加工が容易になる。

本発明の第７の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、前記錘板は、前記ばね装置の前記クラッチディスク部側と反対側に配置したリテーナと前記クラッチディスク部とを結合するための結合棒を通すための切欠き又は穴を有するよう構成できる。

前記構成により、前記結合棒を備える摩擦クラッチにも本発明による摩擦クラッチのプレッシャープレート装置を適用することが可能になる。

本発明の第８の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、前記一次押し板が前記ばね装置側に配置され、前記二次押し板が前記クラッチディスク部側に配置される代わりに、前記二次押し板が前記ばね装置側に配置され、前記一次押し板が前記クラッチディスク部側に配置されるよう構成できる。

本発明の第９の側面に係る摩擦クラッチのプレッシャープレート装置によれば、当該プレッシャープレート装置は前記クラッチディスク部に対し該クラッチディスクの軸線方向における外側に配置され、前記ばね装置は、ダイヤフラムスプリングからなり、当該プレッシャープレート装置に対して前記クラッチディスクの軸線方向における外側に配置されるよう構成できる。

前記構成により、既存のプレッシャープレート装置を本発明に係るプレッシャープレート装置に交換する場合には、その交換作業を容易に短時間で行うことが可能になる。

本発明の一実施形態に係るプレッシャープレート装置を適用した摩擦クラッチの一例を示す正面図である。 図１に示す摩擦クラッチの切断線Ａ－Ａに沿う断面を矢印の方向に見た断面図である。 本発明の一実施形態に係るプレッシャープレート装置の正面図である。 図３示すプレッシャープレート装置の切断線Ｂ－Ｂに沿う断面を矢印の方向に見た断面図である。 一次押し板の背面図である。 二次押し板の正面図である。 錘板の正面図である。 プレッシャープレート装置の外周付近を拡大して示した断面図である。 ばね装置のたわみと、ばね装置のたわみにより生じる押圧力並びに回転数との関係を模式的に示した線図である。 本発明のプレッシャープレート装置を備えた摩擦クラッチの実施例に係るデータを示す線図である。 従来の複数のＶ字型フィンガーを有するリテーナを備えた摩擦クラッチのデータを示す線図である。 本発明の他の実施形態に係るプレッシャープレート装置の外周付近を拡大して示した断面図である。 第一の壁面部分と第二の壁面部分との関係を説明するための拡大断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るプレッシャープレート装置の外周付近を拡大して示した断面図である。 本発明のプレッシャープレート装置の変更態様を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための摩擦クラッチのプレッシャープレート装置を例示するものであって、本発明はそれらを以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

図１及び図２に示す摩擦クラッチ１は、本発明の一実施形態に係るプレッシャープレート装置１１を備えており、例えば自動二輪車に装着されたものである。この摩擦クラッチ１は、原軸となるエンジンの出力スプロケット２と、従軸となるトランスミッション入力軸３との結合を断続するために、クラッチディスク部４と、クラッチディスク部４に押圧力を付与する押圧部５と、押圧部５によるクラッチディスク部４の押圧力を断つための結合解除部６とを備えている。この摩擦クラッチ１は例えば自動二輪車に適用されており、エンジンの出力スプロケット２とトランスミッション入力軸３を結合すると、出力スプロケット２の動力はトランスミッション入力軸３から、図示しない後輪へ伝達されるようになっている。

クラッチディスク部４は、出力スプロケット２と一緒に回転する原軸側ハブ９に、軸線Ｘの方向にスライド可能、かつ原軸側ハブ９に装着された原軸側摩擦板１０と、トランスミッション入力軸３と一緒に回転する従軸側ハブ７に装着された従軸側摩擦板８とを備え、押圧部５から付与される押圧力により原軸側摩擦板１０と従軸側摩擦板８の間に摩擦力を生じさせることで原軸側摩擦板１０と従軸側摩擦板８とを結合し、それによってトランスミッション入力軸３とエンジンの出力スプロケット２とを結合することができる。

押圧部５は、プレッシャープレート装置１１とばね装置１２とリテーナ１３とで構成されており、これらはクラッチディスク部４の軸線Ｘ上に外側に向かって順番に並んでいる。つまりプレッシャープレート装置１１は、クラッチディスク部４と、ばね装置１２との間に配置されており、リテーナ１３はばね装置１２の外側に配置されている。リテーナ１３は従軸側ハブ７に固設した結合棒１４の先端にボルト１４ａで固着されており、プレッシャープレート装置１１及びばね装置１２は結合棒１４によって貫通されている。したがって押圧部５はトランスミッション入力軸３と一緒に回転することができる。そして押圧部５は、ばね装置１２をリテーナ１３とプレッシャープレート装置１１との間に挟んで圧縮方向に変形させることでばね装置１２にプレッシャープレート装置１１対する弾力的な押圧力を発生させることができる。

結合解除部６は、プレッシャープレート装置１１をばね装置１２からの弾力的な押圧力に抗して軸線Ｘ方向の外側へ押し戻すための押し棒１５と、エンジン停止時のばね装置１２に起因する押圧力を設定するための調整ねじ１６と、この調整ねじ１６に螺合した係合体１７とを備えている。押し棒１５は、図示しないクラッチレバーと連結されており、このクラッチレバーを操作することにより、押し棒１５の軸線Ｘ方向の外側へ移動することができる。

プレッシャープレート装置１１は、エンジン出力スプロケット２からトランスミッション入力軸３に動力を伝達するとき、ばね装置１２から押圧力を受けてクラッチディスク部４を押圧し、出力スプロケット２からトランスミッション入力軸３への動力を遮断するとき、ばね装置１２から加えられる押圧力に抗する押し戻し力を結合解除部６から受けてクラッチディスク部４に対する押圧を解くことができる。

本発明の一実施例係るプレッシャープレート装置１１は、ばね装置１２に係合する第一の係合部１８を有する輪状の一次押し板１９と、クラッチディスク部４側に配置され、クラッチディスク部４に係合する第二の係合部２０と結合解除部６に係合する第三の係合部２１とを有する二次押し板２２とを備えている。

図２に示す摩擦クラッチ１では、ばね装置１２は一つのダイヤフラムスプリングからなり、リテーナ１３は、ダイヤフラムスプリング１２の内周部付近に係合してダイヤフラムスプリング１２の内周部付近が外側方向に後退しないように保持している。第一の係合部１８は、ダイヤフラムスプリング１２の外周端部つまりばね装置１２の軸線Ｘ方向の内側の先端部に係合することができる。第二の係合部２０は、一次側摩擦板８に当接することができる。第三の係合部２１は、二次押し板２２の内周部に設けられており、係合体１７を二次押し板２２に対して軸線Ｘ方向に移動しないように保持している。

図３に示すように、一次押し板１９及び二次押し板２２は夫々輪状に形成された部材からなる。図４において、プレッシャープレート装置１１の左側がばね装置側であり、その反対側がクラッチディスク部側である。一次押し板１９は、ばね装置側に配置され、二次押し板２２は、一次押し板１９の軸線Ｘ上に同心かつ軸線Ｘ方向に移動可能に、一次押し板１９の第一の係合部１８と反対側つまりクラッチディスク部４側に設けられている。一次押し板１９及び二次押し板２２の対向する側面１９ａ、２２ａの間には、軸線Ｘを中心とする一定の回転角度毎に、対向する側面１９ａ、２２ａに沿って軸線Ｘを中心とする放射方向にスライド可能に配置された複数の錘板２３が備えられている。

一次押し板１９は、夫々当該一次押し板１９の錘板２３側に形成された、傾斜した内壁面２４を持つ第一の外周壁２５と、軸線Ｘを中心とする所定の回転角度毎に配置された複数の第一の仕切り壁２６とを備えている。内壁面２４は、二次押し板２２に近づくにつれ軸線Ｘから離れる方向に傾斜している。

二次押し板２２は、夫々当該二次押し板２２の錘板２３側に形成された、直立した内壁面２７を持つ第二の外周壁２８と、第二の外周壁２８の内側に配置された内周壁２９と、第二の外周壁２８と内周壁２９との間に複数の第一の仕切り壁２６に対向するように配置された複数の第二の仕切り壁３０とを備えている。

錘板２３は、複数の第一の仕切り壁２６のうちの隣り合う第一の仕切り壁２６並びに隣り合う第一の仕切り壁２６に対向すると共に隣り合う第二の仕切り壁３０と、第一の外周壁２５並びに第二の外周壁２８と、内周壁２９とによって囲まれており、第二の外周壁２８の直立した内壁面２７に当接可能な先端部係合面３１と、第一の外周壁２５の傾斜した内壁面２４に当接可能かつ該内周壁２９に適合する先端部傾斜面３２とを備えている。

図５に示すように、一次押し板１９は、第一の仕切り壁２６と第一の外周壁２５との間に第一の空所３３を有しており、図６に示すように、二次押し板２２は、第二の仕切り壁３０と第二の外周壁２８との間に第二の空所３４を有しており、図７に示すように、錘板２３は、第一の空所３３並びに第二の空所３４に入る拡張部３５を有する。また錘板２３は、当該錘板２３を正面から見た輪郭の形状が第一の外周壁２５に沿って伸長した円弧状の先端と第一の仕切り壁２６並びに第二の仕切り壁３０に沿って伸びた直線状の側縁とを有する扇形になるように形成され、先端部傾斜面３２は円錐面状に形成されている。先端部係合面３１は、第二の外周壁２８の直立した内壁面２７に適合する円柱面状に形成されている。なお、先端部係合面３１や直立した内壁面２７は、錘板２３の移動を阻止することができれば、必ずしも円柱面である必要はない。また錘板２３は、図２に示す結合棒１４を通すための切欠き３６を有する。この切欠き３６は、錘板２３のスライド量が小さいので穴に替えてもよい。

二次押し板２２は、第二の外周壁２８の外側に形成された第三の外周壁３７を備えている。この第三の外周壁３７は、その内壁面で、一次押し板１９の第一の外周壁２５の外壁面を軸線Ｘの方向に案内することができる。

プレッシャープレート装置１１を組み立てるには、錘板２３を図６に二点鎖線で示すように二次押し板２２の側面２２ａ上に配置した後、第一の仕切り壁２６を第二の仕切り壁３０に対向させて一次押し板１９の第一の外周壁２５を二次押し板２２の第三の外周壁３７の内周側に嵌め合わせる。この実施形態の場合、更に、一次押し板１９が二次押し板２２から脱落しないようにするために、図４に示すように、頭付き案内ピン３８の先端部を、二次押し板２２に形成されている穴３９に通して、その頭付き案内ピン３８の先端部を一次押し板１９に固着する。この状態で一次押し板１９と二次押し板２２とは、案内ピンの頭３８ａと座ぐり面４０との隙間分だけ互いに接近離反可能である。

次に、プレッシャープレート装置１１の動作を説明する。図８は、プレッシャープレート装置１１の外周付近を拡大して示した断面図であり、図９は、プレッシャープレート装置１１におけるばね装置１２のたわみδと、第二の係合部２０からクラッチディスク部４に作用する押圧力Ｆ並びに出力軸２の回転数Ｎとの関係を示す線図である。図９の線図において、実線で示す曲線は、摩擦クラッチ１の既設のばね装置１２の特性曲線の一例を示し、Ｆｎは、クラッチディスク部４においてスリップが生じないために必要なクラッチディスク部４への押圧力、δｎは、このときのばね装置１２のたわみ、Ｆｓは、出力軸２の回転数が零のときのばね装置１２によって生じるクラッチディスク部４への押圧力、δｓは、このときのばね装置１２のたわみ、Ｆｃは、錘板２３に働く遠心力に起因するクラッチディスク部４への押圧力、δｃは、Ｆｃによって生じるばね装置１２のたわみ、Ｆｍは、第二の外周壁２８の直立した内壁面２７に錘板２３の先端部係合面３１が当接したときに生じるクラッチディスク部４への押圧力、δｍは、このときのばね装置１２のたわみ、Ｆｐは、ばね装置１２の比例限度内で生じるクラッチディスク部４への押圧力、δｐは、このときのばね装置のたわみである。ここで、Ｆｎを所要荷重、Ｆｓを初期設定荷重、Ｆｃを遠心荷重、Ｆｍを最大荷重、Ｆｐを限界荷重、δｎを所要荷重時のたわみ、δｓを初期たわみ、δｍを最大たわみ、δｐを限界たわみと呼ぶこととする。

図２において、プレッシャープレート装置１１の一次押し板１９は、エンジンの出力プロケット２が回転しておらず、プレッシャープレート装置１１が結合解除部６により押し戻されていないとき、図８に二点鎖線で示すように、ばね装置１２から押圧力つまり初期設定荷重Ｆｓを受けて二次押し板２２に押し付けられており、第一の外周壁２５の端面と第二の外周壁２８の端面が当接している。また、このとき、錘板２３は、二点鎖線で示すように二次押し板２２の第二の外周壁２８から後退しており、錘板２３の先端部傾斜面３２は、一次押し板１９の傾斜した内周壁２９に接触又は離反している。また、このとき図９においてクラッチディスク部４に作用する押圧力ＦはＦｓである。

図２に示すエンジンの出力プロケット２が回転すると（エンジンが始動されると）、錘板２３に遠心力が働き、それによって錘板２３は、軸線Ｘを中心とする放射方向に、図８では上向きに移動すると共に、その先端部傾斜面３２を一次押し板１９の第一の外周壁２５の傾斜した内壁面２４に係合させて、その傾斜した内壁面２４を上向きに押圧する。そうすると、先端部傾斜面３２と傾斜した内壁面２４との働きで錘板２３の上向きの押圧力は軸線Ｘの外側方向の押圧力に変わり、一次押し板１９は軸線Ｘの外側方向に押圧される。つまり錘板２３に軸線Ｘを中心とする放射方向の遠心力によって、一次押し板１９には、軸線Ｘの外側方向の押圧力が、図８では左向きの押圧力が生じる。この錘板２３に働く遠心力によって生じる軸線Ｘの外側方向の押圧力から機械損失を差し引いた押圧力つまり遠心荷重Ｆｃが二次押し板２２から第二の係合部２０を通じてクラッチディスク部４に働くと共に、その押圧力の反力として一次押し板１９からばね装置１２に、その圧縮方向の力が働く。そして出力軸２の回転数の増加に応じて、錘板２３に働く遠心力が増大し、それによって錘板２３の先端が第二の外周壁２８に達すると、錘板２３の先端部係合面３１が第二の外周壁２８の直立した内壁面２７に当接し、錘板２３の移動は第二の外周壁２８によって阻まれる。

錘板２３が図８に二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する間に、一次押し板１９は、図８に実線で示す作動位置に移動する。この実施形態では錘板２３の先端部傾斜面３２の鉛直方向に対する傾斜角度は４５度になっており、傾斜した内壁面２４の角度も同様であるので、錘板２３の先端部傾斜面３２が、傾斜した内壁面２４に接触を開始してから、錘板２３の先端部係合面３１が、直立した内壁面２７に当接するまでの移動量δｗと、その間の一次押板１９の移動量δｃとは等しい。錘板２３及び一次押し板１９の動作を安定させるためには、錘板２３の移動量δｗ、一次押し板１９の移動量δｃが小さい方が望ましく、この実施形態では、錘板２３の移動量δｗ及び一次押し板１９の移動量δｃは夫々０．５ミリメートルである。

図８において、一次押し板１９が二点鎖線で示す位置にあるとき、図９において、ばね装置１２のたわみはδｓになり、図８において一次押し板１９が実線で示す位置にあるとき、つまり一次押し板１９の移動量がδｃになったとき、図９において、ばね装置１２に生じるたわみは最大たわみδｍになる。一次押し板１９の移動量がδｃとなったときのばね装置１２のたわみδｍと初期たわみδｓとの差が、遠心荷重Ｆｃによってばね装置１２に生じるたわみの増加分つまり遠心たわみδｃとなり、この遠心たわみδｃは、図８に示す一次押し板１９の移動量δｃに等しい。

本実施形態に係るプレッシャープレート装置１１を、既存の摩擦クラッチに設けられている従来のプレッシャープレート装置と交換可能なものにするには、例えば、プレッシャープレート装置１１の占有空間を既設のものと同じ又はほぼ同じにする必要があるため、まず、錘板２３の厚み、一次押し板の移動量δｃ、一次押し板１９、二次押し板２２の外径や厚み等を定める。次に、最大荷重Ｆｍを所要荷重Ｆｎより大きく限界荷重Ｆｐより小さくなるように定めると共に最大荷重Ｆｍのときのエンジンの出力軸の回転数Ｎを定める。そして初期設定荷重Ｆｓを例えば最大荷重Ｆｍの半分と定め、その初期設定荷重Ｆｓを最大荷重Ｆｍから差し引いて必要な遠心荷重Ｆｃを求め、その遠心荷重Ｆｃと、既存の摩擦クラッチのばね装置のばね定数と一次押し板の移動量δｃから必要な遠心荷重Ｆｃが得られるか否かを判断し、必要な遠心荷重Ｆｃが得られる場合は、必要な遠心荷重Ｆｃと回転数Ｎと軸線Ｘから錘板２３の重心までの距離とに基づき必要な錘板２３の質量を求める。必要な遠心荷重Ｆｃが得られない場合は、ばね装置を必要なばね定数のものに交換することとし、その交換するばね装置のばね定数を用いて、上述の場合と同様に必要な錘板２３の質量を求める。そして、この必要な錘板２３の質量と、錘板の厚みと錘板の比重とに基づき錘板２３の正面の面積を算出し、この算出した錘板２３の正面の面積に基づき、錘板２３の正面の形状を決める。錘板２３は板状であるので、例えばボール盤等を用いて、その錘板２３の厚み方向に穴や切欠きを形成することで、その質量を比較的容易に調節することができる。

図９において、ばね装置１２に生じる最大たわみδｍは、ばね装置１２の限界たわみδｐより小さく、所要荷重Ｆｎが生じるときのばね装置１２のたわみδｎより大きいので、本実施形態に係るプレッシャープレート装置１１を既設のものと交換したとき、既設のばね装置１２をそのまま使用することができる。通常、ばね装置１２の限界時のたわみδｐは、押圧力Ｆが所要荷重Ｆｎであるのときの所要荷重時のたわみδｎより十分大きいので、ばね装置１２又は錘板２３を交換しなくて済む場合が多い。また図２に示す摩擦クラッチ１のように、プレッシャープレート装置１１がクラッチディスク部４に対し軸線上の外側方向に配置されている場合は、普通、クラッチカバーを取外せば押圧部５が露出するので、プレッシャープレート装置１１を既設のものと交換するのに都合がよい。また、ばね装置１２が、一つのダイヤフラムスプリングからなる場合には、その交換作業は比較的容易である。また、ダイヤフラムスプリング１２とリテーナ１３との係合位置を、ダイヤフラムスプリング１２の穴から離れるよう変更することで、ダイヤフラムスプリングのばね定数を大きくすることができるので、既設のダイヤフラムスプリング１２をばね定数の大きいものに交換する代わりに、必要なばね定数が得られる位置でダイヤフラムスプリング１２に係合することができるようにダイヤフラムスプリング１２との係合部分を配置したリテーナ１３を準備して、その準備したリテーナ１３を既設のものと交換するようにしてもよい。

上述の本発明の一実施形態に係るプレッシャープレート装置１１を備えるプレッシャープレート式押圧部５を、1580ｃｃの自動二輪車の摩擦クラッチの、既設の複数のＶ字フィンガーを有するリテーナを備えるリテーナ式押圧部と交換して、クラッチレバーの操作性を比較した。図１０は、押圧部交換後の摩擦クラッチにおける回転数Ｎに対する押圧力Ｆの特性を示す線図である。図１１は、押圧部交換前の摩擦クラッチにおける回転数Ｎに対する押圧力Ｆの特性を示す線図である。図１０及び図１１において、曲線Ｃｎは所要荷重Ｆｎ、曲線Ｃｓは初期設定荷重Ｆｓ、曲線Ｃｃは遠心荷重Ｆｃ、曲線Ｃは押圧力Ｆの変化を示す。この実施例では、自動二輪車のメーカーにより設定された所要荷重Ｆｎは２８０ポンドであり、プレッシャープレート装置１１では、初期設定荷重Ｆｓは１７０ポンドであり、従来の複数のＶ字フィンガーを有するリテーナ式の摩擦クラッチでは初期設定荷重Ｆｓは２２０ポンドである。押圧部交換前のリテーナのＶ字フィンガーに装着されている遠心おもりの重量は合計１６６ｇであり、押圧部交換後のプレッシャープレート装置１１の錘板２３の重量の合計は４９４ｇであった。図１０において押圧力Ｆは、初期設定荷重Ｆｓと遠心荷重Ｆｃとの和であり、回転数Ｎが２２００ｒｐｍで所要荷重Ｆｎに達し、約２８００ｒｐｍで錘板２３の移動が阻止されて遠心荷重Ｆｃが増加しなくなっている。またリテーナ式押圧部を適用したものでは、回転数Ｎが２０００～３０００ｒｐｍの回転域での遠心力がプレッシャープレート式押圧部を適用したものに比べて錘の質量が約３分の１と少ないため、大パワーエンジンの場合、ばね定数の大きいばね装置が必要になるが、プレッシャープレート式押圧部を適用した摩擦クラッチだと大パワーエンジンでもばね定数の小さいばね装置を使用できる。この実施例のプレッシャープレート装置１１を備えた摩擦クラッチは、エンジンの低速域から高速域まで確実に動力の伝達を行うことができ、かつクラッチ操作に要する握力を従来に比べて大幅に軽減することができた。

図１２及び図１３を参照して本発明の他の実施形態について説明する。図１２は、図４に示す断面図と同様に一次押し板１９の軸線Ｘを含む平面によって切断した断面を拡大して示している。この実施形態は、次の点が前述の実施形態と相違している。即ち、第一の外周壁２５が持つ内壁面２４は、軸線Ｘに平行する方向に対する傾斜角度が互いに異なると共に、傾斜角度が大きい順に一次押し板１９から二次押し板２２に向かって並ぶ複数の壁面部分２４ａ、２４ｂ、２４ｃとからなり、錘板２３の先端部傾斜面３２は、複数の壁面部分２４ａ、２４ｂ、２４ｃに対応する複数の斜面部分３２ａ、３２ｂ、３２ｃからなり、斜面部分３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、一次押し板１９の軸線Ｘに平行する方向に対する傾斜角度θｂ１、θｂ２、θｂ３が、壁面部分２４ａ、２４ｂ、２４ｃの傾斜角度θａ１、θａ２、θａ３と同じであり、二次押し板２２に最も近い斜面部分３２ｃの幅ｂ３はそれに対応する壁面部分２４ｃの幅ａ３より広くなっているが、その斜面部分３２ｃを除く斜面部分３２ａ、３２ｂの幅ｂ１、ｂ２は、対応する壁面部分２４ａ、２４ｂの幅ａ１、ａ２より狭くなっている。一次押し板１９の軸線Ｘに平行する方向に対する傾斜角度θｂ１、θｂ２、θｂ３は、図３においては４５度、２４度、１５度である。

図１２において、錘板２３が遠心力を受けて上昇すると、一次押し板１９と、錘板２３とは、順次、壁面部分２４ａと斜面部分３２ａと、壁面部分２４ｂと斜面部分３２ｂと、壁面部分２４ｃと斜面部分３２ｃとで接触し、その都度、錘板２３に働く遠心力によって生じる遠心荷重が減少するようになっている。必要に応じて、二次押し板２２に最も近い壁面部分２４ｃの傾斜角度θａ３並びに斜面部分３２ｃの傾斜角度θｂ３を摩擦角より小さくするとよい。そのようにした場合、錘板２３の先端部傾斜面３２の斜面部分３２ｃが一次押し板１９の第一の外周壁２５の内壁面の壁面部分２４ｃに当接することで、錘板２３及び一次押し板１９の移動が阻止されるようになる。

図１４は、本発明の更に他の実施形態を示し、この実施形態では、第一の外周壁２５が持つ内壁面２４は、凹状に湾曲しており、錘板２３の先端部傾斜面３２は、第一の外周壁２５が持つ内壁面２４の湾曲の曲率より大きい曲率で凸状に湾曲している点が、図８に示す実施形態と相違する。

本発明では、図４に示すプレッシャープレート装置１１において、一次押し板１９が第一の係合部１８を有し、二次押し板２２が第二の係合部２０及び第三の係合部２１を有する代わりに、図１５に示すように、二次押し板２２が第一の係合部１８を有し、一次押し板１９が第二の係合部２０及び第三の係合部２１を有するように構成してもよい。また本発明のプレッシャープレート装置は、ばね装置が１個又は複数個のコイルスプリングからなるものをであっても、そのばね装置を備える摩擦クラッチに適用することができる。

１…摩擦クラッチ
２…エンジンの出力スプロケット
３…トランスミッション入力軸
４…クラッチディスク部
５…押圧部
６…結合解除部
７…従軸側ハブ
８…従軸側摩擦板
９…原軸側ハブ
１０…原軸側摩擦板
１１…プレッシャープレート装置
１２…ばね装置（ダイヤフラムスプリング）
１３…リテーナ
１４…結合棒
１５…押し棒
１６…調整ねじ
１７…係合体
１８…第一の係合部
１９…一次押し板
２０…第二の係合部
２１…第三の係合部
２２…二次押し板
２３…錘板
２４…傾斜した内壁面
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ…壁面部分
２５…第一の外周壁
２６…第一の仕切り壁
２７…直立した内壁面
２８…第二の外周壁
２９…内周壁
３０…第二の仕切り壁
３１…先端部係合面
３２…先端部傾斜面
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ…斜面部分
３３…第一の空所
３４…第二の空所
３５…拡張部
３６…切欠き
３７…第三の外周壁
３８…頭付き案内ピン
３９…穴
４０…座ぐり面
Ｆ…クラッチディスク部への押圧力
Ｆｃ…遠心荷重
Ｆｓ…初期設定荷重
Ｆｎ…所要荷重
Ｆｍ…最大荷重
Ｆｐ…限界荷重
δ…ばね装置のたわみ
δｗ…錘板の移動量
δｃ…一次押し板の移動量（遠心たわみ）
δｐ…限界たわみ
δｓ…初期たわみ
δｎ…所要荷重時のたわみ
δｍ…最大たわみ
ａ１、ａ２、ａ３…壁面部分の幅
ｂ１、ｂ２、ｂ３…斜面部分の幅
θａ１、θａ２、θａ３…壁面部分の傾斜角度
θｂ１、θｂ２、θｂ３…斜面部分の傾斜角度

Claims (9)

1. 摩擦クラッチのクラッチディスク部と該クラッチディスク部に付与する弾力的な押圧力の発生源となるばね装置との間に設けられるプレッシャープレート装置であって、
   前記ばね装置側に配置される輪状の一次押し板と、
   前記一次押し板の軸線上に同心かつ該軸線方向に移動可能に設けられた、前記クラッチディスク部側に配置される輪状の二次押し板と、
   前記一次押し板及び前記二次押し板の対向する側面の間に、前記軸線を中心とする一定の回転角度毎に配置され、前記軸線を中心とする放射方向にスライドすることができる複数の錘板とを備え、
   前記一次押し板は、当該一次押し板の前記錘板側に形成された、前記二次押し板に近づくにつれ前記軸線から離れる方向に傾斜した内壁面を持つ第一の外周壁を備え、
   前記二次押し板は、当該二次押し板の前記錘板側に形成された、直立した内壁面を持つ第二の外周壁を備え、
   前記錘板は、前記第二の外周壁の直立した内壁面に当接可能な先端部係合面と、前記第一の外周壁の傾斜した内壁面に当接可能な先端部傾斜面とを備えることを特徴とする、摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。
2. 摩擦クラッチのクラッチディスク部と該クラッチディスク部に付与する弾力的な押圧力の発生源となるばね装置との間に設けられるプレッシャープレート装置であって、
   前記ばね装置側に配置される輪状の一次押し板と、
   前記一次押し板の軸線上に同心かつ該軸線方向に移動可能に設けられた、前記クラッチディスク部側に配置される輪状の二次押し板と、
   前記一次押し板及び前記二次押し板の対向する側面の間に、前記軸線を中心とする一定の回転角度毎に配置され、前記軸線を中心とする放射方向にスライドすることができる複数の錘板とを備え、
   前記一次押し板は、当該一次押し板の前記錘板側に形成された、前記二次押し板に近づくにつれ前記軸線から離れる方向に傾斜した内壁面を持つ第一の外周壁を備え、
   前記二次押し板は、当該二次押し板の前記錘板側に形成された第二の外周壁を備え、
   前記錘板は、前記第一の外周壁の傾斜した内壁面に当接可能な先端部傾斜面を備え、
   前記第一の外周壁が持つ内壁面は、前記軸線に平行する方向に対する傾斜角度が互いに異なると共に、前記傾斜角度が大きい順に前記一次押し板から前記二次押し板に向かって並ぶ複数の壁面部分からなり、
   前記錘板の先端部傾斜面は、前記複数の壁面部分に対応する複数の斜面部分からなり、
   前記複数の斜面部分は、前記軸線に平行する方向に対する傾斜角度が、前記複数の壁面部分のうちの対応する壁面部分の前記傾斜角度と同じであり、
   前記複数の斜面部分の幅は、前記二次押し板に最も近い前記斜面部分を除いて前記対応する壁面部分の幅より狭いことを特徴とする、摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。
3. 請求項２に記載の摩擦クラッチのプレッシャープレート装置であって、
   前記第一の外周壁が持つ内壁面を構成する複数の壁面のうちの、前記一次押し板の側面から最も遠い壁面の前記傾斜角度は摩擦角度より小さいことを特徴とする摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。
4. 摩擦クラッチのクラッチディスク部と該クラッチディスク部に付与する弾力的な押圧力の発生源となるばね装置との間に設けられるプレッシャープレート装置であって、
   前記ばね装置側に配置される輪状の一次押し板と、
   前記一次押し板の軸線上に同心かつ該軸線方向に移動可能に設けられた、前記クラッチディスク部側に配置される輪状の二次押し板と、
   前記一次押し板及び前記二次押し板の対向する側面の間に、前記軸線を中心とする一定の回転角度毎に配置され、前記軸線を中心とする放射方向にスライドすることができる複数の錘板とを備え、
   前記一次押し板は、当該一次押し板の前記錘板側に形成された、前記二次押し板に近づくにつれ前記軸線から離れる方向に傾斜した内壁面を持つ第一の外周壁を備え、
   前記錘板は、前記第一の外周壁の傾斜した内壁面に当接可能な先端部傾斜面を備え、
   前記第一の外周壁が持つ内壁面は、凹状に湾曲しており、
   前記錘板の先端部傾斜面は、前記第一の外周壁が持つ内壁面の湾曲の曲率より大きい曲率で凸状に湾曲している
   ことを特徴とする、摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。
5. 請求項１～請求項４のいずれか一に記載の摩擦クラッチのプレッシャープレート装置であって、
   前記一次押し板は、前記軸線を中心とする所定の回転角度毎に配置された複数の第一の仕切り壁を備え、
   前記二次押し板は、前記第二の外周壁と前記内周壁との間に前記複数の第一仕切り壁に対向するように配置された複数の第二の仕切り壁を備え、
   前記錘板は、当該錘板を正面から見た形状が前記第一の外周壁に沿って伸長した円弧状の先端と前記第一の仕切り壁並びに前記第二の仕切り壁に沿って伸びた直線状の側縁とを有する扇形になるように形成され、前記先端部傾斜面は円錐面状に形成される、摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。
6. 請求項１～請求項５のいずれか一に記載の摩擦クラッチのプレッシャープレート装置であって、
   前記一次押し板は、前記第一の仕切り壁と前記第一の外周壁との間に第一の空所を有し、
   前記二次押し板は、前記第二の仕切り壁と前記第二の外周壁との間に第二の空所を有し
   前記錘板は、前記第一の空所並びに第二の空所に入る拡張部を有する、摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。
7. 請求項１～請求項６のいずれか一に記載の摩擦クラッチのプレッシャープレート装置であって、
   前記錘板は、前記クラッチディスク部と、前記ばね装置の前記クラッチディスク部側と反対側に配置したリテーナとを結合するための結合棒を通すための切欠き又は穴を有する、摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。
8. 請求項１～請求項７のいずれか一に記載の摩擦クラッチのプレッシャープレート装置において、
   前記一次押し板が前記ばね装置側に配置され、前記二次押し板が前記クラッチディスク部側に配置される代わりに、前記二次押し板が前記ばね装置側に配置され、前記一次押し板が前記クラッチディスク部側に配置される、摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。
9. 請求項１～請求項８のいずれか一に記載の摩擦クラッチのプレッシャープレート装置であって、
   当該プレッシャープレート装置は前記クラッチディスク部に対し該クラッチディスクの軸線方向における外側に配置され、
   前記ばね装置は、ダイヤフラムスプリングからなり、当該プレッシャープレート装置に対して前記クラッチディスクの軸線方向における外側に配置される
   摩擦クラッチのプレッシャープレート装置。

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