JP7449255B2 - クラッチ装置およびこれに用いるクラッチアウター - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ装置およびこれに用いるクラッチアウターに関し、特に、振動を吸収するための緩衝用のダンパーをクラッチアウターとギヤとの間に備えたクラッチ装置に用いて好適なものである。

一般に、エンジンの力をトランスミッション（変速機）に伝えたり遮断したりする役割を有するクラッチ装置には、ゴム等の弾性体からなるダンパーが用いられている（例えば、特許文献１参照）。ダンパーは、２つの回転部材であるクラッチアウター（ハウジング）とギヤとの間に設置され、エンジンのクランク軸の回転変動やクラッチの接続に伴って生じる振動を弾性変形によって吸収するための緩衝具である。

図７は、特許文献１に開示されている従来のクラッチ装置の一部構成例を示す図である。図７の構成では、ギヤ１０１に設けられた６個の孔１０１ａ，１０１ｂに対し、その内側に入るようハウジングに形成された６個のボス（柱状突出物）１０２ａ，１０２ｂが挿入され、孔１０１ａ，１０１ｂとボス１０２ａ，１０２ｂとの間にそれぞれゴムダンパー２０１，２０２が介装されている。図７に示す構成では、２種類の形状の異なるボス１０２ａ，１０２ｂが用いられている。

ところで、コスト低減等を目的として、ダンパーの使用数を減らしたいとするニーズが存在する。ただし、ダンパーの使用数を減らし過ぎると、全体としての緩衝性能が落ちてしまうという問題を生じる。そこで、ダンパーを１つのみ削減することが考えられる。１つのダンパーを廃止する場合、その箇所に対応するクラッチアウターのボスも不要となる。しかしながら、一組のダンパーおよびボスを廃止すると、回転部材のとしての重量バランスが悪化し、異常な振動やそれに伴う各部での異常な摩耗が発生する可能性があるという問題があった。

実開平４－３９４５０号公報

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、一部のダンパーを廃止する場合においても、異常な振動や異常な摩耗の発生を抑制できるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、複数の孔を有するギヤと、当該複数の孔と同数から成る複数の柱状突出物を有するアウターとが動力伝達経路において互いに対向するように配置され、ギヤが備える複数の孔よりも少ない数のダンパーを一部の孔に対してのみ備えるようにしたクラッチ装置において、一部の孔にダンパーが介装されるとともに一部の孔とは別の孔にダンパーが介装されない状態において、複数の孔の位置における重量が全体として均衡するように複数の孔および複数の柱状突出物を構成している。

上記のように構成した本発明によれば、ダンパーを備えない孔を設けたとしても、回転部材として全体の重量バランスが悪化することを防止することができる。これにより、一部のダンパーを廃止する場合においても、異常な振動やそれに伴う各部での異常な摩耗の発生を抑制することができる。

本実施形態によるクラッチ装置の全体構成例を示す図である。 本実施形態によるクラッチアウターの構成例を示す斜視図である。 本実施形態によるクラッチ装置の要部構成例を示す図である。 本実施形態のクラッチ装置において第２の足ボスが貫通孔に接触した状態を示す図である。 本実施形態によるクラッチ装置の他の構成例を示す図である。 本実施形態によるクラッチ装置の他の構成例を示す図である。 従来のクラッチ装置の一部構成例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態によるクラッチ装置の全体構成例を示す図である。ここではクラッチ装置の一例として、自動二輪車の変速機の入力軸１１上に設けられる湿式多板クラッチの縦断面図を示す。図２は、本実施形態のクラッチ装置で用いられるクラッチアウター１５（以下、単にアウターという）の構成例を示す斜視図である。図３は、本実施形態によるクラッチ装置の要部構成例を示す図であり、被駆動側ギヤ１３とアウター１５とが対向配置された状態を示している。

図１に示すように、本実施形態のクラッチ装置は、動力伝達経路において互いに対向するように配置される２つの回転部材である被駆動側ギヤ１３およびアウター１５と、入力軸１１に固着されるクラッチセンタ１４と、被駆動側ギヤ１３とアウター１５との間に備えられる複数のダンパー１６と、複数枚の駆動側ディスク１７と、複数枚の被駆動側ディスク１８とを備える。

被駆動側ギヤ１３は、特許請求の範囲のギヤに相当するものであり、エンジンのクランクシャフトに固着された駆動側ギヤ（図示せず）に噛合するようにして、入力軸１１で回転自在に支承される。アウター１５は、軽合金（例えばアルミニウム合金）のダイカスト成形により形成されるものであり、クラッチセンタ１４を囲むようにして、当該クラッチセンタ１４と被駆動側ギヤ１３との間に配置される。複数枚の駆動側ディスク１７は、アウター１５の内周側に軸方向の摺動を可能として係合される。複数枚の被駆動側ディスク１８は、複数枚の駆動側ディスク１７と交互に重なるように配置され、軸方向の摺動を可能としてクラッチセンタ１４の外周側に係合される。

クラッチセンタ１４は、アウター１５の開放端側の最も外側に位置する駆動側ディスク１７に対向する受圧板２１を一体に備えている。また、この受圧板２１に向って駆動側ディスク１７および被駆動側ディスク１８を押圧し得る加圧板２２が、アウター１５の最も内側に位置する駆動側ディスク１７に対向して配置される。この加圧板２２を矢印Ｂの方向に移動するとクラッチＯＦＦ（動力遮断状態）となる一方、矢印Ａの方向に移動するとクラッチＯＮ（動力伝達状態）となる。

図１および図２に示すように、アウター１５は、クラッチセンタ１４を同軸に囲繞する円筒部１５ａと、当該円筒部１５ａの一端に連なって被駆動側ギヤ１３に対向する端壁部１５ｂとを一体に有している。端壁部１５ｂには、被駆動側ギヤ１３の支持筒部１３ｅを挿通させる貫通孔１５ｃが中央部に設けられるとともに、この貫通孔１５ｃの周囲に複数の柱状突出物である足ボス１５ｄ_-1，１５ｄ_-2（以下では、まとめて足ボス１５ｄと記すことがある）が突設されている。

図３に示すように、被駆動側ギヤ１３は、図示しない駆動側ギヤに連結する円筒部１３ａと、当該円筒部１３ａの一端に連なってアウター１５の端壁部１５ｂに対向する端壁部１３ｂとを一体に有している。端壁部１３ｂには、入力軸１１を挿通させる貫通孔１３ｃが中央部に設けられるとともに、この貫通孔１３ｃの周囲に複数の貫通孔１３ｄ_-1，１３ｄ_-2（以下では、まとめて貫通孔１３ｄと記すことがある）が設けられている。貫通孔１３ｄは、特許請求の範囲の孔に相当するものである。

本実施形態において、複数の貫通孔１３ｄは、断面円形の円筒状の孔であり、何れも同形同大の同じものである。貫通孔１３ｄの深さは、アウター１５の足ボス１５ｄの高さおよびダンパー１６の高さと略同じである。この複数の貫通孔１３ｄの中にアウター１５の複数の足ボス１５ｄが挿入され、一部の貫通孔１３ｄ_-1と、当該一部の貫通孔１３ｄ_-1に挿入された一部の足ボス１５ｄ_-1との間にダンパー１６が介装される。

本実施形態において、複数の貫通孔１３ｄは６個であり、このうちダンパー１６が介装される一部の貫通孔１３ｄ_-1（以下、第１の貫通孔１３ｄ_-1という）は５個、ダンパー１６が介装されない別の貫通孔１３ｄ_-2（以下、第２の貫通孔１３ｄ_-2という）は１個である。６個の貫通孔１３ｄは、全体として対称性を有する複数の位置（被駆動側ギヤ１３の中心に対して互いに点対称な位置）に設けられている。すなわち、６個の貫通孔１３ｄは、それぞれの中心点を結んだ形状が正六角形となり、その正六角形の中心が被駆動側ギヤ１３の中心と一致するような位置に設けられている。このうち、ダンパー１６が介装されない５個の第２の貫通孔１３ｄ_-2は、対称性を有しない位置に存在する。

これらの貫通孔１３ｄに挿入されるアウター１５の足ボス１５ｄは、当該貫通孔１３ｄと同数の６個設けられている。６個の足ボス１５ｄも６個の貫通孔１３ｄと同様に、全体として対称性を有する複数の位置に設けられている。６個の足ボス１５ｄのうち、５個の足ボス１５ｄ_-1（以下、第１の足ボス１５ｄ_-1という）は第１の貫通孔１３ｄ_-1に挿入され、１個の足ボス１５ｄ_-2（以下、第２の足ボス１５ｄ_-2という）は第２の貫通孔１３ｄ_-2に挿入される。第１の足ボス１５ｄ_-1は特許請求の範囲の第１の柱状突出物に相当し、第２の足ボス１５ｄ_-2は特許請求の範囲の第２の柱状突出物に相当する。図２および図３に示す通り、第１の足ボス１５ｄ_-1と第２の足ボス１５ｄ_-2は異なる形状を有している（これについての詳細は後述する）。

ダンパー１６は、ゴム等の弾性体で構成され、第１の足ボス１５ｄ_-1の断面形状と同様の断面形状に形成された貫通孔１６ａを中央部に有している。第１の足ボス１５ｄ_-1は、ダンパー１６の中央部の貫通孔１６ａを貫通する。図１に示すように、ダンパー１６の上端部にはリテーナ板１９が配置され、当該リテーナ板１９がリベット２０により第１の足ボス１５ｄ_-1の先端面に固着される。これにより、ダンパー１６は、リテーナ板１９と端壁部１５ｂとの間に挟まれた状態で保持される。

ダンパー１６が５個の第１の貫通孔１３ｄ_-1にのみ介装され、第２の貫通孔１３ｄ_-2に介装されないことにより、５個のダンパー１６の配置位置は対称性が失われ、そのままでは回転部材としての重量バランスが崩れる。これに対し、本実施形態では、ダンパー１６が介装されない第２の貫通孔１３ｄ_-2に挿入される第２の足ボス１５ｄ_-2を、５個のダンパー１６が介装される第１の貫通孔１３ｄ_-1に挿入される第１の足ボス１５ｄ_-1の形状と異ならせている。これにより、第１の貫通孔１３ｄ_-1にダンパー１６が介装されるとともに第２の貫通孔１３ｄ_-2にダンパー１６が介装されない状態において、複数の貫通孔１３ｄの位置における重量が全体として均衡するようにしている。

具体的には、第２の足ボス１５ｄ_-2を第１の足ボス１５ｄ_-1よりも肉厚にすることによって大きく構成し、１個の第１の足ボス１５ｄ_-1および１個のダンパー１６の合計重量と、第２の足ボス１５ｄ_-2の重量とが略等しくなるようにしている。すなわち、第２の足ボス１５ｄ_-2を第１の足ボス１５ｄ_-1と同じ高さとしつつ、第２の足ボス１５ｄ_-2の横断面積が第１の足ボス１５ｄ_-1の横断面積よりも大きくなるように、第２の足ボス１５ｄ_-2を第１の足ボス１５ｄ_-1よりも肉厚に形成している。図３の例では、アウター１５の円周方向およびアウター１５の中心部から外側に向かう放射方向に、第２の足ボス１５ｄ_-2の厚みを第１の足ボス１５ｄ_-1に比べて増量している。

これにより、コスト削減などを目的として６個の貫通孔１３ｄのうち１個の第２の貫通孔１３ｄ_-2に配置するダンパー１６を省略することとしても、回転部材として全体の重量バランスが悪化することを防止することができる。これにより、一部のダンパー１６を廃止する場合においても、異常な振動やそれに伴うクラッチ装置における各部での異常な摩耗の発生を抑制することができる。

以上のように構成した本実施形態のクラッチ装置において、ダンパー１６は、当該クラッチ装置が搭載された自動二輪車の走行中に、エンジンのクランクシャフトの回転変動やクラッチの接続などに伴って振動が生じた場合に、その振動を弾性変形によって吸収する。このとき、アウター１５に対する被駆動側ギヤ１３の捩じり角度が大きくなり過ぎると、ダンパー１６が大きく変形し、ダンパー１６の弾性疲労を早めたり破損を招いたりすることがある。

これに対し、本実施形態のクラッチ装置によれば、第２の貫通孔１３ｄ_-2の中にダンパー１６が配置されておらず、アウター１５の円周方向に肉厚が増量された第２の足ボス１５ｄ_-2が第２の貫通孔１３ｄ_-2の中に挿入されている。これにより、第２の足ボス１５ｄ_-2と第２の貫通孔１３ｄ_-2の壁面との隙間距離は、第１の足ボス１５ｄ_-1と第１の貫通孔１３ｄ_-1の壁面との隙間距離よりも短くなっている。

このため、図４に示すように、第１の貫通孔１３ｄ_-1の中にあるダンパー１６の弾性変形が大きくなり過ぎる前に、第２の足ボス１５ｄ_-2が第２の貫通孔１３ｄ_-2の壁面に接触し、第２の足ボス１５ｄ_-2が被駆動側ギヤ１３の回転を抑止するストッパとして機能する。これにより、第２の足ボス１５ｄ_-2とは別部品でストッパを構成することなく、ダンパー１６の過大な弾性変形を抑止することができる。

ここで、第２の足ボス１５ｄ_-2は、アウター１５の円周方向に位置する側面の少なくとも一部が、第２の貫通孔１３ｄ_-2の壁面の一部と面で接触する形状に構成されている。すなわち、第２の足ボス１５ｄ_-2の横断面形状において、アウター１５の円周方向に位置する辺の形状は、第２の貫通孔１３ｄ_-2の横断面形状である円の直径と同じ直径の円弧形状をしており、当該円弧形状の部分の第２の足ボス１５ｄ_-2の側面が第２の貫通孔１３ｄ_-2の壁面に対して面で接触する。これにより、第２の足ボス１５ｄ_-2が第２の貫通孔１３ｄ_-2の壁面に接触するときの面圧を下げ、第２の足ボス１５ｄ_-2の破損を抑止することができる。

なお、上記実施形態では、複数の貫通孔１３ｄが６個で、そのうちダンパー１６が介装されない第２の貫通孔１３ｄ_-2が１個である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、被駆動側ギヤ１３が複数の貫通孔１３ｄを備える一方、その中の一部の第１の貫通孔１３ｄ_-1に対してのみダンパー１６を配置するようにしたクラッチ装置には何れも本発明を実施することが可能である。ここで、全体として対称性を有する複数の位置に配置された複数の貫通孔１３ｄのうち、ダンパー１６が介装される第１の貫通孔１３ｄ_-1が対称性を有しない位置に存在するクラッチ装置はもちろん、第１の貫通孔１３ｄ_-1が対称性を有する位置に存在するクラッチ装置にも本発明を適用することが可能である。また、全体として対称性を有しない複数の位置に複数の貫通孔１３ｄが配置された被駆動側ギヤ１３を有するクラッチ装置に本発明を適用することも可能である。

例えば、貫通孔１３ｄおよび足ボス１５ｄがそれぞれ８個で、ダンパー１６が６個という構成のクラッチ装置にも本発明を適用することが可能である。この場合は、８個のうち６個が第１の足ボス１５ｄ_-1で、２個が第２の足ボス１５ｄ_-2であり、６個の貫通孔１３ｄに対して６個の第１の足ボス１５ｄ_-1を挿入してダンパー１６を介装するとともに、２個の第２の貫通孔１３ｄ_-2に対して２個の第２の足ボス１５ｄ_-2を挿入した状態において、重量が全体として均衡するように複数の足ボス１５ｄを構成する。また、例えば貫通孔１３ｄおよび足ボス１５ｄがそれぞれ５個または７個で、ダンパー１６の数がそれより少ない構成のクラッチ装置にも本発明を適用することが可能である。

また、上記実施形態では、第２の足ボス１５ｄ_-2の形状を第１の足ボス１５ｄ_-1の形状と異ならせることによって全体の重量バランスを図る構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、複数の足ボス１５ｄを何れも同じ第１の足ボス１５ｄ_-1とし、ダンパー１６が介装されない第２の貫通孔１３ｄ_-2’を、ダンパー１６が介装される第１の貫通孔１３ｄ_-1よりも小さく構成するようにしてもよい。

すなわち、図５に示すように、第２の貫通孔１３ｄ_-2’の横断面形状である円の直径を、第１の貫通孔１３ｄ_-1の横断面形状である円の直径よりも小さくする。これにより、第２の貫通孔１３ｄ_-2’が形成される部分における端壁部１３ｂの肉厚が、第１の貫通孔１３ｄ_-1が形成される部分における端壁部１３ｂの肉厚よりも大きくなる。この端壁部１３ｂの肉厚の違いによる重量差が、１個のダンパー１６の重量と略同じとなるように第２の貫通孔１３ｄ_-2’の直径を調整することにより、第１の貫通孔１３ｄ_-1にダンパー１６が介装されるとともに第２の貫通孔１３ｄ_-2’にダンパー１６が介装されない状態において、複数の貫通孔１３ｄの位置における重量が全体として均衡するようにすることが可能である。

別の例として、図６に示すように、第２の足ボス１５ｄ_-2’を第１の足ボス１５ｄ_-1と同形同大とし、複数の貫通孔１３ｄも全て同形同大とした上で、第２の足ボス１５ｄ_-2’を第１の足ボス１５ｄ_-1よりも重い材料により構成することにより、第１の貫通孔１３ｄ_-1にダンパー１６が介装されるとともに第２の貫通孔１３ｄ_-2’にダンパー１６が介装されない状態において、複数の貫通孔１３ｄの位置における重量が全体として均衡するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、第２の足ボス１５ｄ_-2をアウター１５の円周方向および放射方向に肉厚とする構成について説明したが、円周方向にのみ肉厚にする構成としてもよい。ただし、放射方向にも肉厚な構成とすることにより、第２の足ボス１５ｄ_-2の側面と第２の貫通孔１３ｄ_-2の壁面との接触面積を大きくすることができ、接触するときの面圧をより小さくすることができる点で好ましい。

また、上記実施形態では、本発明を自動二輪車用の湿式多板クラッチに適用した場合について説明したが、四輪自動車の自動変速機におけるクラッチに適用することも可能である。

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１３ 被駆動側ギヤ（ギヤ）
１３ｄ 貫通孔（孔）
１３ｄ_-1 第１の貫通孔（一部の孔）
１３ｄ_-2，１３ｄ_-2’ 第２の貫通孔（別の孔）
１５ クラッチアウター（アウター）
１５ｄ 足ボス（柱状突出物）
１５ｄ_-1 第１の足ボス（第１の柱状突出物）
１５ｄ_-2，１５ｄ_-2’ 第２の足ボス（第２の柱状突出物）
１６ ダンパー

Claims (11)

1. 動力伝達経路において互いに対向するように配置される２つの回転部材であるギヤおよびアウターと、
   上記ギヤと上記アウターとの間に備えられる複数のダンパーとを備え、
   上記ギヤは複数の孔を備え、
   上記アウターは、上記ギヤの上記複数の孔に挿入される、上記複数の孔と同数から成る複数の柱状突出物を備え、
   上記複数のダンパーは、上記複数の孔の数より少ない数だけ備えられて、上記複数の孔のうち一部の孔と、当該一部の孔に挿入された上記柱状突出物との間に介装され、
   上記一部の孔に上記ダンパーが介装されるとともに上記一部の孔とは別の孔に上記ダンパーが介装されない状態において、上記複数の孔の位置における重量が全体として均衡するように上記複数の孔および上記複数の柱状突出物を構成した
   ことを特徴とするクラッチ装置。
2. 上記複数の孔は何れも同形同大であり、
   上記複数の柱状突出物は、上記ダンパーが介装される上記一部の孔に挿入される第１の柱状突出物と、上記ダンパーが介装されない上記別の孔に挿入される第２の柱状突出物とを有し、
   上記一部の孔に上記ダンパーが介装された状態において上記複数の孔の位置における重量が全体として均衡するように、上記第２の柱状突出物を上記第１の柱状突出物と異ならせている
   ことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 上記第２の柱状突出物は、上記第１の柱状突出物に比べ、少なくとも上記アウターの円周方向に肉厚に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のクラッチ装置。
4. 上記第２の柱状突出物は、上記アウターの円周方向に位置する側面の一部が、上記別の孔の壁面の一部と面で接触する形状に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のクラッチ装置。
5. 上記第２の柱状突出物は、上記第１の柱状突出物と同形同大で、上記第１の柱状突出物よりも重い材料により構成されていることを特徴とする請求項２に記載のクラッチ装置。
6. 上記複数の柱状突出物は何れも同形同大であり、
   上記ダンパーが介装されない上記別の孔は、上記ダンパーが介装される上記一部の孔よりも小さく構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
7. 上記ギヤが備える上記複数の孔は、当該複数の孔の全体として上記ギヤの中心に対して互いに点対称の対称性を有する複数の位置に設けられていることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載のクラッチ装置。
8. 上記複数の孔のうち上記一部の孔は、当該一部の孔の全体として上記ギヤの中心に対して互いに点対称の対称性を有しない位置に存在することを特徴とする請求項７に記載のクラッチ装置。
9. 上記複数の孔は６個で、上記ダンパーが介装されない上記別の孔は１個であることを特徴とする請求項８に記載のクラッチ装置。
10. 動力伝達経路において、複数の孔を有するギヤと対向するように配置されるクラッチアウターであって、
    上記ギヤの上記複数の孔に挿入される、上記複数の孔と同数から成る複数の柱状突出物を備え、当該複数の柱状突出物は、
    上記複数の孔のうち、上記柱状突出物との間に緩衝用のダンパーが介装される一部の孔に挿入される第１の柱状突出物と、
    上記複数の孔のうち、上記一部の孔とは別の孔であって、上記柱状突出物との間に上記ダンパーが介装されない上記別の孔に挿入される第２の柱状突出物とを有し、
    上記一部の孔に上記ダンパーが介装されるとともに上記別の孔に上記ダンパーが介装されない状態において、上記複数の孔の位置における上記ダンパーを含めた重量が全体として均衡するように、上記第２の柱状突出物を上記第１の柱状突出物と異ならせている
    ことを特徴とするクラッチアウター。
11. 上記第２の柱状突出物は、上記クラッチアウターの円周方向に位置する側面の一部が、上記別の孔の壁面の一部と面で接触する形状に構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のクラッチアウター。