JPH0765633B2 - 遠心クラツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、駆動源に連動、連結された入力軸に駆動板が
固着され、入力軸内に同心にかつ相対回転自在に配置さ
れた出力軸の入力軸からの突出端には駆動板を囲繞する
有底円筒状ドラムが着脱自在に固着され、入力軸と平行
な複数の支軸により前記ドラム内周面に対する近接、離
反を可能にして駆動板に支承された複数のシューには、
ドラム内周面から離反する方向のばね力を発揮するクラ
ッチばねが接続されて成る遠心クラッチに関する。

（２）従来の技術 従来、かかる遠心クラッチでは、駆動板の一方側にシュ
ーおよびクラッチばねを配置するのが、一般的である
（たとえば実開昭49−43647号公報）。

（３）発明が解決しようとする問題点 ところで、かかる遠心クラッチは、一般にＶベルト式無
段変速機と組合せて小排気量の自動二輪車等に用いられ
ているが、その運転の容易さから大排気量車への採用が
検討されている。この場合、遠心クラッチのクラッチ容
量を大きくすることが必要となる。

そして遠心クラッチのクラッチ容量を大きくするには、
シューの重量を増加したり、シューの設置個数を増やし
たり、ドラム径を大きくしたりする等の手段が考えられ
る。

ところが、シューの重量を増加すると、その重量増加に
応じた遠心力の増大によりドラム及び駆動板に局部的に
大きな荷重が集中してしまうため、この集中荷重に耐え
るべく駆動板およびドラムの剛性を高くする必要があ
り、全体重量も増加する。しかもシューの重量増加に応
じてクラッチばねのばね荷重も高くする必要があり、ば
ね荷重の設定に無理が生じる。

またシューの設置個数を増やして対応するに当っては、
従来のように駆動板の一側にだけシューを配設していた
のでは、スペース上の制約から、シューの数を十分に確
保することは困難である。

さらにドラム径を大きくすると、ドラム強度上不利とな
るばかりか、遠心クラッチを設置すべきスペース上の制
約が多くなる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、小
型、軽量のままでクラッチ容量の増大を図るとともにメ
ンテナンスも容易にした遠心クラッチを提供することを
目的とする。

B.発明の構成 （１）問題点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によれば、単一の駆動
板が、ドラム内空間にその閉塞端及び開放端よりそれぞ
れ軸方向に間隔をおいて配設され、その駆動板のドラム
閉塞端側には、入力軸および出力軸間で比較的大きなト
ルクを伝達すべく重量およびばね荷重を設定された複数
の第１シューおよび第１クラッチばねが、また同駆動板
のドラム開放端側には、入力軸および出力軸間で比較的
小さなトルクを伝達すべく重量およびばね荷重を設定さ
れた複数の第２シューおよび第２クラッチばねがそれぞ
れ配置される。

（２）作用 上記構成によれば、ドラム内空間に配設した単一の駆動
板の両側にシューおよびクラッチばねがそれぞれ配置さ
れるから、ドラム径の増大を回避しながら、シューの設
置個数を増やしてクラッチ容量を増大することができ
る。しかも各シューの１個当りの重量が比較的小さく抑
えられるから、各シューが遠心力によりドラムに及ぼす
圧接荷重の分散が図られ、その上、各シューと協働する
クラッチばねの設定荷重を比較的小さくできてその荷重
の設定に無理が生じない。さらにシューの設置個数が多
くても、駆動板は共通１個で済むから、それだけ部品点
数が少なく、第1,第２シューの特設に伴うクラッチの軸
方向寸法増や重量増も極力抑えられる。

また特にドラムの閉塞端側に、比較的大きなトルクを伝
達すべく設定した第１シューおよび第１クラッチばねが
配置されるため、ドラムを出力軸から取外したときに、
摩耗量が比較的大である第１シューの取換えなどのメン
テナンス作業が容易となる。その上、ドラムの、閉塞端
に近い高剛性部分で該第１シューの大トルクを受けられ
るため、ドラムの強度上有利である。

（３）実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
先ず本発明の一実施例を示す第１図および第２図におい
て、スクータなどの自動二輪車の車体にはパワーユニッ
トＰが懸架される。このパワーユニットＰは、エンジン
本体１と、該エンジン本体１の一側下部に隣接して連設
される伝動部２と、この伝動部２の後部に支持される後
車輪Ｗとから成る。

伝動部２のケーシング３は、エンジン本体１におけるク
ランクケース４に一体に連設されて後方に延びる壁部５
と、その壁部５の後部に連結ボルト６によって固着され
るミッションカバー７と、壁部５およびミッションカバ
ー７間に弾性シール部材８を介在させて連結ボルト９に
より壁部５に固着されるカバーケース10とから成る。

クランクケース４内に形成されたクランク室11に隣接し
てケーシング３内には伝動室12が形成される。クランク
ケース４には、クランク軸13が回転自在に支承されてお
り、クランク室11内でクランク軸13にはコンロッド14を
介してピストン15が連結される。またケーシング３内の
後部で壁部５とミッションカバー７との間にはギヤ室16
が画成され、このギヤ室16内に前記クランク軸13と平行
な出力軸17が回転自在に横架される。

クランク軸13および出力軸17は、作動室12内に突入して
おり、作動室12内で、クランク軸13および出力軸17間
に、Ｖベルト式無段変速機Ｔおよび遠心クラッチＣが配
設される。

無段変速機Ｔは、クランク軸13側に配設される駆動プー
リ18と、出力軸17側に配設される被動プーリ19と、両プ
ーリ18,19間に懸回される無端状のＶベルト20とから成
る。

駆動プーリ18は、クランク軸13に固着される固定プーリ
半体18aと、軸方向摺動可能にしてクランク軸13に支承
される可動プーリ半体18bとから成り、可動プーリ半体1
8bには遠心力が作用したときに可動プーリ半体18bを固
定プーリ半体18a側に近接移動せしめる変速用ウエイト
ローラ23が装備される。

被動プーリ19は、遠心クラッチＣにおける入力軸21とし
て出力軸17のまわりに相対回転自在に配置された円筒状
のプーリ軸に固着される固定プーリ半体19aと、入力軸2
1上で摺動可能に支承される可動プーリ半体19bとから構
成され、可動プーリ半体19bは、遠心クラッチＣとの間
に介装したばね22により固定プーリ半体19aに近接する
方向に付勢される。

かかる無段変速機Ｔによれば、クランク軸13の回転数が
増大していくと、駆動プーリ18の有効径の増加に伴って
Ｖベルト20が駆動プーリ18側に引張られる。これに応じ
て被動プーリ19の有効径が減少し、クランク軸13および
入力軸21間の変速比を自動的かつ無段階に減少させるこ
とができる。

ギヤ室16には減速歯車機構Ｒが収容されており、この減
速歯車機構Ｒは、前記出力軸17と、該出力軸17に平行に
して壁部５およびミッションカバー７に回転自在に支承
される減速軸24と、ギヤ室16外に一部を突出させて減速
軸24と平行に壁部５およびミッションカバー７に回転自
在に支承される車軸25と、出力軸17と一体の駆動歯車26
と、減速軸24と一体であって駆動歯車26に噛合されり第
１減速歯車27と、減速軸24と一体の第２減速歯車28と、
車軸25と一体であって第２減速歯車28に噛合される第３
減速歯車29とから成る。

ギヤ室16から突出した車軸25に後車輪Ｗが装着される。
またクランク軸13の前記無段変速機Ｔとは反対側の端部
には、交流発電機30が連結される。

第３図において、遠心クラッチＣは本発明に従って構成
されており、入力軸21の回転数が所定値以上に上昇した
ときに入力軸21および出力軸17間を連結するように作動
する。

入力軸21は出力軸17を同心に囲繞するように配置されて
おり、両軸21,17間には軸受31,32およびシール部材33が
介装される。これにより入力軸21は相対回転自在にして
出力軸17に支承されることになる。

入力軸17には、被動プーリ19における可動プーリ半体19
bを一体に備える円筒状摺動筒34が摺合されており、摺
動筒34には軸方向に延びる長孔35が穿設される。また軸
線と直角にして入力軸21に植設されたピン36には、長孔
35の内面に摺接する案内ローラ37が軸支されており、摺
動筒34は、入力軸21との相対回転を阻止されて、軸方向
にのみ移動可能にして入力軸21に摺合される。この摺動
筒34には、可動プーリ半体19bに当接する円筒状受け部
材64が、その軸方向に沿う長孔35の両側でシール部材65
をそれぞれ介装して嵌挿される。

入力軸21の他端部には、外方側に臨む段部38を介して小
径の雄ねじ部39が設けられており、段部38と、雄ねじ部
39に螺合されるナット40とで挟持されるようにして、基
本的に円板状の単一の駆動板41が入力軸21に固着され、
これにより、該駆動板41は、ドラム42内空間にその閉塞
端及び開放端よりそれぞれ軸方向に間隔をおいた位置に
配設される。この駆動板41と受け部材64すなわち被動プ
ーリ19における可動プーリ半体19bとの間に、該可動プ
ーリ半体19bを固定プーリ半体19a側に弾発付勢するばね
22が介装される。

出力軸17は、入力軸21の前記他端より突出しており、こ
の出力軸17の突出端にドラム42が同軸に固着される。ド
ラム42は、駆動板41を同心に囲繞する円筒部43と、その
円筒部43の一端を閉塞する端板部44とで基本的に有底円
筒状に形成されており、端板部44の中央が出力軸17に固
着される。また円筒部43の外周には補強筒45が嵌合、固
着される。

端板部44の中央部には、内方側に窪んだ窪み46が設けら
れており、この窪み46の中央には、出力軸17にスプライ
ン結合し得る連結筒47が固着される。しかも連結筒47を
出力軸17にスプライン結合して軸受31の内輪に当接させ
た状態で、連結筒47から突出する雄ねじ部48が出力軸17
に同軸に突設されており、この雄ねじ部48に螺合するナ
ット49を締付けることにより、ドラム42が出力軸17に固
着される。

このようにしてナット49でドラム42を出力軸17に固着す
ることにより、メンテナンス時にドラム42を出力軸17か
ら取外すことが容易となる。また窪み46をドラム42に設
けたことにより、出力軸17の長さを短縮することが可能
であり、これは出力軸17の剛性増大に寄与するものであ
る。

第４図を併せて参照して、ドラム42の閉塞端すなわち端
板部44側で駆動板41の一側面には、入力軸21および出力
軸17と平行な複数たとえば３つの第１支軸51が周方向に
等間隔をあけて植設される。各第１支軸51には、止め輪
52により抜け出しを防止するようにして第１シュー53が
それぞれ揺動可能に支承される。

各第１シュー53は、第１支軸51により中間部を支承され
た支持腕部54と、ドラム42の内周面に対応して円弧状に
彎曲された円弧部55とが一体に連設されて成り、円弧部
55の外側面にはドラム42の内周面に摺接可能な第１ライ
ニング材56がそれぞれ貼着される。しかも各第１シュー
53は、第１ライニング材56が、入力軸21および出力軸17
の回転方向57に沿って第１支軸51よりも前方側にある、
いわゆるリーディング式に配置される。

各第１シュー53間には、第１ライニング材56をドラム42
から離反させる方向に第１シュー53を回動付勢すべく第
１クラッチばね58がそれぞれ介装される。すなわち第１
クラッチばね58の一端は、第１シュー53の基端に接続さ
れ、その第１シュー53に隣接する他の第１シュー53にお
ける円弧部54の中間部に第１クラッチばね58の他端が接
続される。

ドラム42の開放端側の駆動板41の他側面には、入力軸21
および出力軸17と平行な３つの第２支軸59が、周方向に
等間隔をあけて植設される。しかもこれらの第２支軸59
は、前記第１支軸51相互間の中央に位置するようにして
駆動板41に植設される。

第２支軸59には、前記第１シュー53と基本的に同一形状
の第２シュー60の基端が止め輪61によって抜け止めを果
たしながら揺動可能に支承され、第２シュー60にはドラ
ム42の内周面に摺接可能な第２ライニング材62がそれぞ
れ貼着される。また各第２シュー60間には第２クラッチ
ばね63がそれぞれ介装される。しかも第２シュー60は、
第２ライニング材62が第２支軸59よりも回転方向57に沿
って第２支軸59よりも前方側にあるようにして、第１シ
ュー53と同様にリーディング式に配置される。

すなわち、駆動板41の一側に第１シュー53および第１ク
ラッチばね58が配置され、駆動板41の他側に第２シュー
60および第２クラッチばね63が配置されることになる。

ここで駆動板41の一側のトルク特性を第５図の曲線Ａで
示すように設定し、他側のトルク特性を第５図の曲線Ｂ
で示すように設定する。すなわち第１シュー53およびド
ラム42間の伝達トルクは、エンジン回転数が比較的低い
ときには「０」であり、エンジン回転数が大となるにつ
れて急激に増加して比較的大きなトルクを伝達するよう
に設定される。また第２シュー60およびドラム42間の伝
達トルクは、エンジン回転数が比較的低いときからエン
ジン回転数の増大に応じて緩やかに上昇し、比較的小さ
なトルクを伝達するように設定される。

このように設定すると、全体としての特性は曲線Ｃで示
すようになり、曲線Ｄで示す従来のものに比べると、エ
ンジン回転数が比較的低い領域での伝達トルクを緩やか
に上昇せしめることができる。なお第５図で示す曲線Ｅ
はエンジントルクを示すものである。

このトルク特性の設定は、第１および第２シュー53,60
の重量を同一にして、第１および第２クラッチばね58,6
3の設定荷重を異ならせるか、第１および第２シュー53,
60の重量ならびに第１および第２クラッチばね58,63の
設定荷重をともに異ならせることにより達成される。

次にこの実施例の作用について説明すると、エンジンを
始動させると、クランク軸13から無段変速機Ｔを介して
入力軸21に動力が伝達され、エンジン回転数が一定値以
上に上昇したときに遠心クラッチＣが接続状態となり、
入力軸21から出力軸17に動力が伝達される。この出力軸
17の回転動力が、減速歯車機構Ｒを介して後車輪Ｗに伝
えられる。

しかして、遠心クラッチＣの伝達トルク特性は第５図の
曲線Ｃで示すようになっており、曲線Ｄで示す従来のも
のと比べると、接続開始時の伝達トルクが緩やかに上昇
するようになっている。したがって、エンジンに負荷が
急激にかかることを避け、乗心地を向上することができ
る。

また、複数の第１シュー53および複数の第２シュー60に
より駆動板41すなわち入力軸21と、ドラム42すなわち出
力軸17との間のトルク伝達が行なわれるので、シューの
個数を多くしてクラッチ容量を増大することができる。
しかも第１シュー53および第２シュー60は駆動板41の両
側に配置されるので、遠心クラッチＣの有効径を大きく
することが不要であり、遠心クラッチＣの小型化に寄与
することができる。

このように複数ずつの第１および第２シュー53,60を駆
動板41の両側に配置することにより、１個当りの各シュ
ー53,60の重量を比較的小さくすることができ、それに
応じて各クラッチばね58,60の設定荷重も比較的小さく
することができる。しかも、第１および第２シュー53,6
0により駆動板41に作用する力の方向は相互に逆方向で
あり、駆動板41をリブ等で補強して剛性を高める等の対
策を取ることも不要となる。

さらに第１シュー53は第１支軸51によって支承され、第
２シュー60は第１支軸51相互間の中央に位置する第２支
軸59によって支承されているので、各シュー53,60のド
ラム42内周面への摺接位置相互間の間隔が均等となり、
各シュー53,60の摺接によるドラム42への圧力を分散さ
せてドラム42に歪みが生じるのを防止することができる
とともに、各シュー53,60の重量の微小な差によるドラ
ム42内周面への押圧力の差を吸収し、振動の発生を抑え
ることができる。

しかも第１および第２支軸51,59がずれた位置にあるこ
とにより、それらの支軸51,59のリベット止めなどによ
り駆動板41に固着する作業が容易となる。

次に遠心クラッチＣのメンテナンス時を想定すると、ト
ルク伝達量が比較的大である第１シュー53の第１ライニ
ング材56が比較的早く摩耗すると考えられるが、ナット
49を緩めてドラム42を出力軸17から取外すと、第１シュ
ー53を外方から視認することができ、第１シュー53の取
換えなどを容易に行なうことができる。

さらに、駆動板41に第１および第２シュー53,60ならび
に第１および第２クラッチばね58,63を取付けた状態で
出力軸17に組付ける場合を想定すると、外方側にある第
１シュー53の内側部をつかんで出力軸17に駆動板41を嵌
挿することができ、作業員の手に付着した油等がライニ
ング材56,62に付くことが避けられる。これに対して従
来のものでは、駆動板41の被動プーリ19側にシューが配
置されているので、駆動板を出力軸に嵌挿するときライ
ニング材をつかむことが多く、ライニング材に作業員の
手の油等が付着するおそれがあった。

ところで、摺動筒34に穿設された長孔35にはグリスが充
満されており、摺動筒34の摺動動作に伴ってシール部材
65から洩れた微量のグリスがドラム42側に飛散する可能
性がある。しかるに、比較的大きなトルク伝達を行なう
第１シュー53は、駆動板41およびドラム42により遮られ
ているので、飛散したグリスが第１シュー53の第１ライ
ニング材56に付着することが防止される。

第６図は本発明の他の実施例を示すものである。前述の
実施例では、第１および第２シュー53,60をリーディン
グ式に配置したが、この実施例では第１シュー53をリー
ディング式とし、第２シュー60をトレーリング式に配置
する。すなわち、第２シュー60は、第２ライニング材62
が回転方向57に沿って第２支軸59よりも後方に位置する
ように配置される。

この実施例によれば、前述の実施例と同様の効果を奏す
ることができる上に、ドラム42に加わる荷重を小さくす
ることができ、ドラム42の変形防止に有利である。

ところで、クラッチ容量を増加させる構造としては、第
７図に示すようなものも考えられている。すなわち、出
力軸17に固着された有底短円筒状のドラム42′に、その
円筒部43′で同心に囲まれる小径円筒部70が固着され、
入力軸21に固着された駆動板41′には、円筒部43′の内
周面に摺接し得るライニング材71を備えた複数のシュー
72が入力軸21と平行な支軸73により支持されるととも
に、小径円筒部70の内周面に摺接し得るライニング材74
を備えた複数のシュー75が前記支軸73と平行な支軸76に
より支承される。

かかる構造によれば、シュー72,75の個数を増加してク
ラッチ容量を増大することができるが、ドラム42′およ
び駆動板41′の直径が大きくなることは避けられず、本
発明遠心クラッチの方が小型化に関して優れている。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、ドラム内空間に配設した
単一の駆動板の両側にシューおよびクラッチばねをそれ
ぞれ配置するようにしたので、ドラム径の増大を回避し
ながら、シューの設置個数を増やしてクラッチ容量を増
大することができる。しかも各シューの１個当りの重量
を比較的小さく抑えることができるため、各シューが遠
心力によりドラムに及ぼす圧接荷重を分散を図ることが
できてそれだけドラムの荷重負担が軽減され、その上、
各シューと協働するクラッチばねの設定荷重を比較的小
さくすることができるからその荷重の設定に無理が生じ
ない。さらにシューの設置個数が多くても、駆動板は共
通１個で済むから、それだけ構造の簡素化が図られ、コ
スト節減に寄与することができると共に、第1,第２シュ
ーの特設に伴うクラッチの軸方向寸法増や重量増を極力
抑えることができる。

また特にドラムの閉塞端側に、比較的大きなトルクを伝
達すべく設定した第１シューおよび第１クラッチばねを
配置したので、ドラムを出力軸から取外したときに、摩
耗量が比較的大である第１シューの取換えなどのメンテ
ナンス作業が容易となる。その上、ドラムの、閉塞端に
近い高剛性部分で該第１シューの大トルクを受けられる
ため、前述のようにドラムの径方向の寸法増大が抑えら
れる効果や、各シューの個数増大によりそれらがドラム
に及ぼす圧接荷重の分散が図られる効果とも相俟って、
ドラム強度を高める上で有利であり、その軽量薄肉化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示すものであり、
第１図は自動二輪車に搭載されたパワーユニットの側面
図、第２図は第１図のII−II線拡大断面図、第３図は遠
心クラッチの拡大縦断面図、第４図は駆動板にシューを
取付けた状態を示す正面図、第５図は遠心クラッチのト
ルク特性図、第６図は本発明の他の実施例の第４図に対
応した正面図、第７図はクラッチ容量を増加するために
考えられる構造を参考のために示す縦断面図である。 17…出力軸、21…入力軸、41…駆動板、42…ドラム、5
3,60…第1,第２シュー、58、63…第1,第２クラッチば
ね、Ｃ…遠心クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−140625（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−108831（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源に連動、連結された入力軸（21）に
   駆動板（41）が固着され、入力軸（21）内に同心にかつ
   相対回転自在に配置された出力軸の入力軸（21）からの
   突出端には駆動板（41）を囲繞する有底円筒状ドラム
   （42）が着脱自在に固着され、入力軸（21）と平行な複
   数の支軸（51,59）により前記ドラム（42）内周面に対
   する近接、離反を可能にして駆動板（41）に支承された
   複数のシュー（53,60）には、ドラム（42）内周面から
   離反する方向のばね力を発揮するクラッチばね（58,6
   3）が接続されて成る遠心クラッチにおいて、 単一の駆動板（41）が、ドラム（42）内空間にその閉塞
   端及び開放端よりそれぞれ軸方向に間隔をおいて配設さ
   れ、その駆動板（41）のドラム（42）閉塞端側には、入
   力軸（21）および出力軸（17）間で比較的大きなトルク
   を伝達すべく重量およびばね荷重を設定された複数の第
   １シュー（53）および第１クラッチばね（58）が、また
   同駆動板（41）のドラム（42）開放端側には、入力軸
   （21）および出力軸（17）間で比較的小さなトルクを伝
   達すべく重量およびばね荷重を設定された複数の第２シ
   ュー（60）および第２クラッチばね（63）がそれぞれ配
   置されることを特徴とする、遠心クラッチ。