JPS59155634A - ラツプスプリングクラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、遠心クラッチ係合部に角加速度に応答して移
動するフライウェイトを備えた遠心クラッチとラップス
プリングクラッチとから成るランプスプリングクラッチ
に関する。

従来自動変速装置等に用いられている遠心クララは、ク
ラッチ係合部に回転数に対応して一定の遠心力を発生す
る遠心ウェイトを付加して構成しているため、クラッチ
の結合と解離の切替え回転数はほぼ一定となっている。

従ってこの遠心クラッチを自動車の補機駆動用変速装置
や車軸駆動用変速装置等に用いた場合、エンジン等の原
動機を急加速させたい時、あるいは急減速させたい時に
も所定の回転数に達しないうちは変速切替えがなされず
、車輌の応答性が悪いという問題があった。

これに対処するため角加速度に応答してクラッチの結合
と解離の切替え回転数を変化させるようにした遠心クラ
ッチが本願出願人により提案されている。この遠心クラ
ッチは該遠心クラッチの結合力で直接入力側から出力側
へトルク伝達登行うため、トルク伝達容量が大きい場合
クラッチ係合部の面圧を大にして大きな結合力を得るよ
うにせざるを得ない。このため先の提案に係る遠心クラ
ッチを利用して大きいトルクを伝達する場合は、クラッ
チ係合部の結合や解離をさせるフライウェイトの重量を
大にする必要がありクラッチが大型、大重量化する。又
フライウェイトが大型化するためフライウェイトとクラ
ッチ係合部のスロットとの面圧が大となり異常摩耗を発
生し、遠心クラッチの容性が阻害されると共に耐久性が
低下する等の問題がある。

本発明は上記問題を解消することを目的とし、クラッチ
係合部に角加速度に応答して移動するフライウェイトを
備えた遠心クラッチと、前記遠心クラッチに結合し、前
記遠心クラッチを制御入力として入力側と出力側を巻き
締め、あるいは弛緩させて入力側と出力側とを結合ある
いは解離させるラップスプリングとから成るラップスプ
リングクラッチで構成し、ラップスプリングのトルク増
巾機能を利用して小型軽量であると共に角加速度の変化
に対する応答性が良く、しかも耐久性にすぐれた遠心ク
ラッチを提供するものである。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第５図は０Ｎ−ＯＦＦタイプの遠心クラッチ
とラップスプリングとから成るラップスプリングクラッ
チを補機駆動用変速プーリに適用した実施例を示し、図
においてエンジン１のクランク軸２にキー３とボルト４
によりクラッチ入力側である駆動軸５が接続され、駆動
軸５は外周に出力側である大変速プーリ６が形成された
ハウジング７をベアリング８を介して支承し、又同時に
出力側である小変速プーリ９をベアリング１０と、一方
向クラッチ１１を介して支承している。尚一方向クラッ
チ１１は駆動軸５の正方向の回転のみが小変速プーリ９
に伝えられる方向に設けられる。

駆動軸５には又フランジ部５ａが一体に形成され、フラ
ンジ部５ａの外周部は入力側クラッチドラム１２を形成
している。入力側クラッチドラム１２に並接してハウジ
ング７に一体に接合された出力側ドラム１３が小変速プ
ーリ９の軸部にベアリング１４で支承され、入力側クラ
ッチドラム１２及び出力側クラッチドラム１３の外周部
にラップスプリング１５が嵌挿される。ラップスプリン
グ１５は第３図に示すように断面矩形の弾性材をコイル
状に成形して成り、その折り曲げられた入力端部１５ａ
は後述するラップスプリング入力ドラム１６のフランジ
部１６ａの溝１６ｂに、出力端部１５ｂは出力側クラッ
チドラム１３の溝１３ａに係止され、入力側クラッチド
ラム１２−１出力側クラツチドラム１３、ラップスプリ
ング１５で入力側から出力側へトルク伝達を行うように
構成される。

上記ラップスプリング１５に制御入力を与える遠心クラ
ッチ２０は第４図に詳細を示すように、内周部に摩擦面
２Ｉを備えた一対の円孤状の入力側クラッチ係合部２２
が夫々〜＠部を駆動軸５のフランジ部５ａの一側面に植
設され支軸２３で軸支さ九、他端の自由端部とこれに隣
合う支４ｉ１１１２３との間にクラッチスプリンタ２４
が張設されて摩擦面２１でハラジングツ内面に形成さ九
たボス部７ａに遊嵌するラップスプリング入力ドラム１
６を抱合している。入力側クラッチ係合部２２はその内
部に外形に沿う円孤状のスロット２５が形成され、この
スロット２５内にフライウェイト２６が滑動自在に嵌入
され、かつクラッチスプリング２４側に挿入されたフラ
イウェイトスプリング２７により支軸２３側に付勢され
ている。フライウェイト２６の初期位置はスロット２５
の支軸２３側端部に嵌合されたゴム、プラスチック、ス
プリング等の弾性材で成るストッパ２８で規制され、フ
ライウェイト２６の角加速度応答時の最大移動位置はク
ラッチスプリング２４側に嵌合された同様の弾性材で成
るストッパ２９で規制され、かつストッパ２９外局部に
設けた間隙３０はフライウェイト２Ｇが該ストッパ２９
に当接した時圧縮されたフライウェイトスプリング２７
を収容する。

前記出力側の大変速プーリ６はこれとほぼ同径の補機側
の被駆動プーリ１８とベルト６ａを介して連結され、出
力側の小プーリ９はこれよりやや大径の補機側の被駆動
プーリ１９とベルト９ａを介して連結される。

次に上記実施例の作動について説明する。

エンジン１のクランク軸２の回転と共に駆動軸５が回転
し、この回転の角加速度が所定値α１以下であって、か
つ回転数が所定値ｎ３　（遠心クラッチ２０の解離回転
数）以下の場合、遠心クラッチ２０の入力側クラッチ係
合部２２のフライウェイト２６に作用する慣性力はフラ
イウェイトスプリング２７のスプリング力より小さく、
フライウェイト２６はフライウェイトスプリング２７に
抑圧されて第４図に示す支軸２３側のストッパ２８に当
接した初期位置をとり、この時の入力側クラッチ係合部
２２に作用する遠心力はクラッチスプリング２４のスプ
リング力より小さく、入力側クラッチ係合部２２はラン
プスプリング入力ドラム１６に係合している。従って駆
動軸５の回転はフランジ部５ａから当遠心クラッチ２０
の入力側クラッチ係台部２２、ラップスプリング入力ド
ラム１６を経てランプスプリング１５の入力端１５’ａ
に伝わりラップスプリング１５は入力側クラッチドラム
１２と出力側クラッチドラム１３を共に巻き締めていく
。このため入力側クラッチドラム１２と出力側クラッチ
ドラム１３は結合され、駆動ｌｌ１１５の回転は出力側
の大変速プーリ６に直結され、大変速プーリ６の回転は
ベルト６ａを介して補機側の被駆動プーリ１８（第２図
）にほぼ１：１の回転比で伝えられ補機を駆動する。こ
こで被駆動プーリ１８と同軸の被駆動プーリ１９はベル
ト９ａを介して小変速プーリ９を増速回転させる。この
小変速プーリ９の回転は大変速プーリ６の回転と同方向
で、かつ大変速プーリ６の回転より速いので一方向クラ
ッチ１１の空転によって逃がされる。

次にクランク軸２の回転の角加速度がα１以下であって
、かつその回転数が所定値ｎ３を超えた場合、入力側ク
ラッチ係合部２２のフライウェイト２６は回転の角加速
度がα１以下であるため第４図に示す位置を保ち、この
時の入力側クラッチ係合部２２シ；作用する遠心力はク
ラッチスプリング２４のスプリング力より大となり、入
力側クラッチ係合部２２は支軸２３を中心に拡開し、ラ
ップスプリング、入力ドラム１６との係合を解離する。

このためラップスプリング１５は自身のばね力と遠心力
により弛緩し、入力側ドラム１２と出力側ドラム１３と
の結合を解離する。このラップスプリング１５の解離に
伴い補機側の被駆動プーリ１８゜１９の回転数は補機の
負荷により次第に減少し、被駆動プーリ１９により増速
回転されていた変速ボプーリ９の回転数とその時の駆動
軸２の回転数と等しくなった時一方向クラッチ１１は係
合状態になり、駆動軸２の駆動力は小変速プーリ９に伝
えられる。従って小変速プーリ９の回転はベルト９ａを
介して被駆動プーリ１９を変速小プーリ９と被駆動プー
リ１９との外径比による減速比で回転させ、補機は減速
駆動される。

クランクΦＩＩＩ　２の回転か急激に加速され、その角
加速度かα２（〉α１）の場合、この角加速度α２に対
応してフライウェイト２６に作用する慣性力はフライウ
ェイトスプリング２７のスプリング力より大きくなり、
フライウェイト２６は慣性力とスプリング力との釣合い
位置に移動していく。そして角加速度がα３　（〉α２
）以上になればフライウェイト２６はストッパ３０に当
接し最大移動位置をとる。そして角加速度α２かα１〈
α２〈α３の領域では入力側クラッチ係合部２２が解離
する回転数ｎ２はｎ　１＜　ｎ　２　＜　ｎ　３のよう
に連続的に変化（減小）することになる。

上記作動において遠心クラッチ２０がランプスプリング
入力ドラム１６を抱合して結合することによりラップス
プリングを捩り込む力がランプスプリング１５の入力端
］、　５　ａに加えられてラップスプリング１５が巻き
込まれ、ラップスプリング１５の内周面が回転する入力
側クラッチドラム１２の外周面に適当な面圧で接触する
。そのあとラップスプリング１５は入力側ドラム１２と
の摩擦力で自動的に巻き込まれて入力側クラッチドラム
１２と出力側クラッチドラム１３とが巻き締められる。

従ってラップスプリング１５の上記トルク増巾機能によ
り、実際に伝達するトルクよりはるかに小さい遠心クラ
ッチ２０の制御入力で入力側クラッチ１−ラム１２から
出力側クラッチドラム１３ヘトルク伝達がなされる。

また、遠心クラッチ２０のフライウェイト２６の初期位
置及び最大移動位置を規制する弾性体でなるストッパ２
８．２９は、入力側に息角加速度が加勢され、あるいは
減勢された時、フライウェイト２６かストッパ２８．２
９に与える衝撃を緩和する。

第５図は遠心クラッチ２０の変速特性を示し。

入力側の角加速度がα１以下であれば、入力回転数（エ
ンジン回転、数）がｎ３に達した時遠心クラッチ２０は
解離されて入力は大変速プーリ６から小変速プーリ９に
切替えられて補機を減速駆動し、入力側の角加速度がα
１→α２→α３と増大するにつれて遠心クラッチ２０の
解離する切替え回転数はｎ３→ｎ２→ｎ１と低回転域に
移動していくことを示している。

上記変速特性により、クランク軸２がｎ３以下の回転数
で回転し、当遠心クラッチ２０が結合し大変速プーリ６
による被駆動側の駆動がなされている時、エンジン１を
急加速し、クランク軸２に息角加速度を与えると、その
時の角加速度に応じてフライウェイト２６の遠心力が入
力側クラッチ係合部２２に及ぼす作用力を増加させる方
向に移動するため、当遠心クラッチ２０の解離回転数は
低回転域に移動して遠心クラッチ２０は解離し、小変速
プーリ９による被駆動側の減速駆動がなされる。従って
被駆動側の負荷が減速駆動により軽減されてその分ニン
ジンの動力を車輌を加速させることに使い加速性を高め
ることができる。また遠心クラッチ２０はラップスプリ
ング１５を作動させるのに必要なわずかな制御入力を与
えるだけでよく、大きなトルク伝達を行う場合もフライ
ウェイトを大型にする必要はない。

第６図乃至第８図は０ＦＦ−ＯＮタイプの遠心クラッチ
とラップスプリングとから成るラップスプリングクラッ
チを車軸駆動用変速装置に適用した実施例を示し、０Ｆ
Ｆ−ＯＮタイプの遠心クラッチ３１は第６図に示すよう
に、外周部に摩擦面２１を備えた一対の円孤状の出力側
クラッチ係合部２２′がそれぞれ一端部をハウジング７
の内側面に植設された支軸２３で軸支され、他端の自由
端部とこれに隣合う支軸２３との間にクラッチスプリン
グ２４が張設されて出力側クラッチ係合部２２′を軸心
方向に付勢し、外周部の摩擦面２１をラップスプリング
１５の一端が結合されたラップスプリング入力ドラム１
６の内周面から隔離させている。

出力側クラッチ係合部２２′はその内部に外形に沿う円
孤状のスロット２５が形成され、このスロット２５内に
フライウェイト２６が滑動自在に嵌入され、かつ支軸２
３側に挿入されたフライウェイトスプリング２７により
出力側クラッチ係合部２２′の自由端側に付勢される。

そしてフライウェイト２６の初期位置は同側に嵌合され
た弾性材で成るストッパ２８で規制され、フライウェイ
ト２６の角加速度応答時の最大移動位置は支軸２３側に
嵌合された同弾性材で成るストッパ２９で規制される。

支軸２３側のストッパ２９の外周部にはフライウェイト
２６がストッパ２９に当接した時圧縮されたフライウェ
イトスプリング２７を収容する間隙３０を設けている。

次に上記０ＦＦ−ＯＮタイプの遠心クラッチとランプス
プリングとから成るランプスプリングクラッチを車軸駆
動用変速装置に適用した実施例について作動を説明する
。第６図乃至第８図において、エンジン１のクランク軸
２の回転と共に駆動軸５が回転し、この回転によりプー
リを介して回転される車＠３２の加速度が所定値α、以
下であって、かつ回転数が所定値ｎ＋　　（遠心クラッ
チ３１の結合回転数）以下の場合出力側クラッチ係合部
２２′のフライウェイト２６に作用する慣性力はフライ
ウェイトスプリング２７のスプリング力より小さく、フ
ライウェイト２６はフライウェイトスプリング２７に押
圧されて第６図に示す出力側クラッチ係合部２２′の自
由端側のストッパ２８に当接した初期位置をとり、この
時の出力側クラッチ係合部２２′に作用する遠心力はク
ラッチスプリング２４のスプリング力より小さく出力側
クラッチ係合部２２′はラップスプリング１５の一端が
結合されたラップスプリング入力ドラム１６より解離し
ている。従って駆動軸５の回転はワンウェイクラッチ１
１、小変速プーリ９、ベルト９ａ、被駆動プーリ１９及
び被駆動プーリ１９と同軸に直結された被駆動プーリ１
８を介して車輪３２を減速回転させる。次に車軸３２の
回転の角加速度がα１以下であってかつその回転数が所
定値ｎＩ゛を超えた場合出力側クラッチ係合部２２′の
フライウェイ１〜２６は車軸３２の回転の角加速度がα
１以下であるため第６図に示す位置を保ち、この時の出
力側クラッチ係合部２２′に作用する遠心力はクラッチ
スプリング２４のスプリング力より大となり出力側クラ
ッチ係合部２２′は支軸２３を中心に拡開しラップスプ
リング１５の一端が結合したラップスプリンク入カドラ
ム１６と係合する。

このためラップスプリング１５は入力側クラッチドラム
１２と出力側クラッチドラム１３とを結合し、入力側ク
ラッチドラム１２、ラップスプリング１５、出力側クラ
ッチドラム１３、大変速プーリ６、ベルト６ａ被駆動ブ
一１月８を介して車軸３２をほぼ１：１の回転比で回転
させる。ここで被駆動プーリ１８と同軸の被駆動プーリ
１９はベルト９ａを介して小変速プーリ９を増速回転さ
せる。この小変速プーリ９の回転は駆動軸５の回転より
速し）ので一方向クラッチ１１の空転によって逃がされ
る。

次にクランク軸２の回転が急激に加速され、プーリを介
して回転される車軸の角加速度がα２（〉α１）の場合
、この角加速度α２に対応してフライウェイト２６に作
用する慣性力によりフライウェイ１−２６はフライウェ
イトスプリング２７を縮めて支軸２３側に移動し、角加
速度がα３（〉α２）以上なればフライウェイト２６番
まストッパ２９に当接する。この時クラッチ３１が係合
する回転数ｎ３はフライウェイト２６が初期位置し；あ
る時より支軸２３に対する遠心力のモーメントが減少す
ることからｎ　１＜　ｎ　３となる。そして角加速度α
２がα１くα２くα３の領域では当遠心。

クラッチ３１が係合する回転数ｎ２はｎＩ＜ｎｚ＜ｎ３
となり連続的に変化（増加）する。従って該遠心クラッ
チ３１を制御入力とするラップスプリング１５の入力側
と出力側との巻き締め弛緩は。

角加速度に応答して行われ、しかも該遠心クラッチ３１
はラップスプリング１５を作動させるのに必要なわずか
な制御入力を与えるだけでよｔ４ため大きなトルク伝達
を行う場合もフライウェイトを大型にする必要はない。

以上詳細に説明したように１本発明はクラッチ係合部に
角加速度に応答して移動するフライウェイトを備えた遠
心クラッチと、前記遠心クラッチに結合し前記遠心クラ
ッチを制御入力として入力側と出力側を巻き締めあるい
は弛緩させて入力側と出力側とを結合あるいは解離させ
るラップスプリングとから成るラップスプリングクラッ
チで構成したもので、遠心クラッチはラップスプリング
の制御入力として用いるものであるから、遠心クラッチ
はラップスプリングを作動させるのに必要なわずかの制
御入力を発生させるだけでよく、あとはラップスプリン
グのトルク増［１］機能により大きなトルク伝達がなさ
れる。従って入力側から出力側へ大きなトルクを伝達す
る場合でも遠心クラッチのフライウェイトの重量は小さ
くてすみ、遠心クラッチの小型軽量化が達成できる。更
にフライウェイトの重量が減少したことからフライウェ
イトとクラッチ係合部のスロットとの面圧が小さくなり
これらの異常摩耗が軽減されて耐久性が増加すると共に
角加速度の変化に対する遠心クラッチの応答性は良好と
なる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は０Ｎ−ＯＦＦタ
イプの遠心クラッチとラップスプリングとから成るラッ
プスプリングクラッチを適用した補機駆動用変速プーリ
の垂直縦断面図、第２図は第１図の変速プーリによる伝
動系を示す一部破断乎面図、第３図はラップスプリング
の実体図、第４図は○Ｎ−〇ＦＦタイプの遠心クラッチ
の端面図、第５図は同遠心クラッチの変速特性を示すグ
ラフ、第６図は０ＦＦ−ＯＮタイプの遠心クラッチの端
面図、第７図は同遠心クラッチとラップスプリンタとよ
り成るラップスプリングクラッチを適用した車輪駆動用
変速装置の伝動系の説明図、第８図は０ＦＦ−〇Ｎタイ
プ遠心クラッチの変速特性を示すグラフである。 １２・・・入力側クラッチドラム、１３・・・出力側ク
ラッチドラム、１５・・・ラップスプリング、２０．３
］・・・遠心クラッチ、２２．２２’・・・クラッチ係
合部、２６・・・フライウェイト。 出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　渡部敏彦 多１０ 襲２問 第３図 多６１１］ 第８０ →　飄〃硬りａ傘ｌ厩（ヤ吟０耘潰（）第７回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　クラッチ係合部に角加速度に応答して移動するフ
   ライウェイトを備えた遠心クラッチと、前記遠心クラッ
   チに結合し、前記遠心クラッチを制御入力として入力側
   と出力側を巻き締めあるいは弛緩させて入力側と出力側
   とを結合あるいは解離させるランプスプリングとから成
   るラップスプリングクラッチ。