WO2018168855A1

WO2018168855A1 - クラッチ装置及び自動二輪車

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Publication number: WO2018168855A1
Application number: PCT/JP2018/009744
Authority: WO
Inventors: 優木本; 未紗樹美濃羽; 秀訓北澤
Original assignee: 株式会社エクセディ
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2018-09-20
Also published as: JP2019086147A; JP6861659B2; JP6802206B2; JP6802205B2; JP2019086145A; WO2018168856A1; JP2019086146A; WO2018168851A1

Abstract

クラッチ装置は、第１回転部材（１）、第２回転部材（２）、伝達部材（３）、及び保持部材（５）を備えている。伝達部材（３）は、第１回転部材（１）との間に隙間を有する非係合状態と、第１回転部材（１）と第２回転部材（２）との間で噛み合う係合状態と、を取り得る。保持部材（５）は、伝達部材（３）を非係合状態で保持する。保持部材（５）が慣性力により第１方向と逆の第２方向において第２回転部材（２）と相対回転したとき、伝達部材（３）は係合状態となる。保持部材（５）が慣性力により第１方向において第２回転部材（２）と相対回転したとき、伝達部材（３）は非係合状態となる。

Description

クラッチ装置及び自動二輪車

　本発明は、クラッチ装置及び自動二輪車に関するものである。

　近年、信号待ちなどの停止時にエンジンなどの駆動源を一時的に停止させる制御を行う二輪車などが提案されている。そして、このような二輪車などは、エンジン再始動時における始動性を向上させるために、エンジンのクランクシャフトを走行時とは逆の方向に回転させる逆回転制御を実施することが好ましい。

特開２００２－１８８５４８号公報

　上述したような構成の二輪車は、駆動源の逆回転制御などによって駆動源が逆回転すると、車両が後進してしまうという問題が生じる。

　本発明の課題は、駆動源が逆回転した場合であっても車両が後進することを防止することができる自動二輪車、又は上記の自動二輪車に適した、簡易な構成のクラッチ装置を提供することにある。

　本発明の第１側面に係る自動二輪車は、駆動源とクラッチ装置とを備える。本発明の第２側面に係るクラッチ装置は、駆動源との間で動力を伝達する。このクラッチ装置は、第１回転部材と、第２回転部材と、伝達部材と、保持部材とを備えている。第１回転部材は、駆動源との間で動力を伝達する。また、第１回転部材は、駆動源の駆動によって第１方向に回転する。第２回転部材は、半径方向において第１回転部材と間隔をあけて配置される。伝達部材は、第１回転部材と第２回転部材との間に配置される。伝達部材は、第１回転部材との間に隙間を有する非係合状態と、第１回転部材と第２回転部材との間で噛み合う係合状態と、を取り得る。保持部材は、第１回転部材及び第２回転部材と相対回転可能に配置される。また、保持部材は、伝達部材を保持する。保持部材が慣性力により第１方向と逆の第２方向において第２回転部材と相対回転したとき、伝達部材は係合状態となる。保持部材が慣性力により第１方向において第２回転部材と相対回転したとき、伝達部材は非係合状態となる。

　この構成の自動二輪車によれば、伝達部材が非係合状態にあるとき、伝達部材は第１回転部材との間に隙間を有している。このため、駆動源の逆回転制御時などのように駆動源が逆回転することによって第１回転部材を第２方向に回転させても、この回転は第２回転部材に伝達されない。この結果、駆動輪が回転することがない。したがって、駆動源の逆回転制御時などのように駆動源が逆回転した場合に車両が後進することを防止することができる。

　一方で、キックスタートなどによって第２回転部材が第１方向に回転して、保持部材が慣性力によって第２方向において第２回転部材と相対回転すると、伝達部材が係合状態となる。この結果、第２回転部材のトルクが第１回転部材に伝達され、第１回転部材を第１方向に回転させてエンジンを始動させることができる。また、エンジンブレーキなどの減速時、保持部材は慣性力によって第１方向において第２回転部材と相対回転するため、伝達部材が非係合状態となる。この構成のクラッチ装置によれば、上記の自動二輪車の動作を簡易な構成で実現できる。

　好ましくは、第２回転部材は、半径方向において第１回転部材の外側に配置される。

　好ましくは、第２回転部材は、第１方向に向かって半径が大きくなるカム面を内周面に有する。

　好ましくは、第２回転部材は、半径方向において前記第１回転部材の内側に配置される。

　好ましくは、第２回転部材は、第１方向に向かって半径が小さくなるカム面を外周面に有する。

　好ましくは、クラッチ装置は、伝達部材を非係合状態に付勢する付勢部材をさらに備える。

　好ましくは、付勢部材は、伝達部材と接する第１端部と、第１端部の反対側の第２端部とを有する。そして、保持部材は、付勢部材の第２端部と接触するベース部と、ベース部から第１方向に延びて付勢部材の外周面と接触する延在部と、を有する。

　好ましくは、延在部は、付勢部材の半径方向外側面と接触する。

　好ましくは、保持部材は、環状部をさらに有する。そして、ベース部及び延在部は、環状部から軸方向に延びる。

　本発明の第２側面に係るクラッチ装置は、駆動輪が正回転するとき第１方向へ回転するように構成されている。このクラッチ装置は、第１回転部材と、第２回転部材と、ローラと、付勢部材と、保持部材とを備えている。第１回転部材は、駆動源からの動力が伝達される。第２回転部材は、第１方向に向かって半径が大きくなるカム面を内周面に有する。第２回転部材は、半径方向において第１回転部材の外側に配置される。ローラは、第１回転部材の外周面と第２回転部材のカム面との間に配置される。付勢部材は、ローラを第１方向及び半径方向外側に付勢する。保持部材は、第１回転部材と第２回転部材との間において、第１回転部材及び第２回転部材と相対回転可能に配置される。保持部材は、付勢部材を保持する。ローラは、第１回転部材の外周面との間に隙間を有する非係合状態と、第１回転部材の外周面と接する係合状態との間で移動可能に配置される。

　本発明の自動二輪車によれば、駆動源が逆回転した場合であっても車両が後進することを防止することができる。また、本発明のクラッチ装置によれば、簡易な構成で上記の自動二輪車の動作を実現できる。

クラッチ装置の正面図。クラッチ装置の断面斜視図。第２回転部材の斜視図。第２回転部材の正面図。保持部材の斜視図。非係合状態のクラッチ装置の拡大正面図。係合状態のクラッチ装置の拡大正面図。変形例に係るクラッチ装置の拡大正面図。

　以下、本発明に係るクラッチ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態に係る自動二輪車は、キックスタータを有し且つ駆動源の逆回転制御を行う自動二輪車である。本実施形態に係るクラッチ装置は、このような自動二輪車に適用されると好適である。また、以下の説明において、軸方向とは、クラッチ装置の回転軸Ｏが延びる方向を意味する。また半径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の半径方向を意味する。そして、半径とは、半径方向における回転軸Ｏとの距離を意味する。また、半径方向の内側とは、半径方向において回転軸Ｏに近い側を意味し、半径方向の外側とは、半径方向において回転軸Ｏから遠い側を意味する。周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の周方向を意味する。また、第１方向とは、周方向のうち、駆動輪が正回転する際のクラッチ装置の回転方向を意味する。そして、第２方向とは、周方向のうち、駆動輪が逆回転する際のクラッチ装置の回転方向を意味する。

　図１に示すように、クラッチ装置１００は、第１回転部材１、第２回転部材２、複数のローラ３（伝達部材の一例）、複数の付勢部材４、及び保持部材５を備えている。第１回転部材１がエンジン側と接続されており、第２回転部材２が駆動輪側と接続されている。クラッチ装置１００は、駆動輪が正回転するとき第１方向へ回転する。

　［第１回転部材］
　第１回転部材１は、半径方向において第２回転部材２の内側に配置されている。詳細には、第１回転部材１は、半径方向において第２回転部材２の筒状部２２の内側に配置されている。第１回転部材１は、回転軸Ｏを中心に回転可能である。また、第１回転部材１は、第２回転部材２に対して、相対回転可能である。

　第１回転部材１には、駆動源であるエンジン側の部材が取り付けられている。第１回転部材１は、エンジンとの間で動力を伝達する。詳細には、第１回転部材１は、駆動源であるエンジンからのトルクが入力される。また、第１回転部材１は、エンジンへトルクを伝達する。第１回転部材１は、エンジンからのトルクが入力されると、第１方向に回転する。

　図２に示すように、第１回転部材１は、円筒状である。第１回転部材１の貫通孔１１には、エンジン側の部材（図示省略）が嵌合されている。第１回転部材１の外周面は、第２回転部材２の内周面と間隔をあけて配置されている。ローラ３、付勢部材４，及び保持部材５を取り除いた状態において、第１回転部材１の外周面は、第２回転部材２の内周面と対向している。なお、第２回転部材２の内周面とは、第２回転部材２の筒状部２２の内周面を意味する。第１回転部材１は、例えば、機械構造用炭素鋼、機械構造用工具鋼、炭素工具鋼、又は合金工具鋼などによって形成されている。

　［第２回転部材］
　図１に示すように、第２回転部材２は、筒状である。第２回転部材２は、半径方向において、第１回転部材１と間隔をあけて配置されている。詳細には、第２回転部材２は、半径方向において、第１回転部材１の外側に配置されている。第２回転部材２は、駆動輪側の部材が取り付けられている。第２回転部材２は、回転軸Ｏを中心に回転可能である。駆動輪が正回転するとき、第２回転部材２は第１方向に回転する。また、駆動輪が逆回転するとき、第２回転部材２は第２方向に回転する。なお、図１における時計回りの方向が第１方向であり、反時計回りの方向が第２方向である。

　図３及び図４に示すように、第２回転部材２は、円板部２１と、筒状部２２とを有している。また、第２回転部材２は、フランジ部２３をさらに有していてもよい。円板部２１、筒状部２２、及びフランジ部２３は、1つの部材によって構成されている。第２回転部材２は、例えば、機械構造用炭素鋼、機械構造用工具鋼、炭素工具鋼、又は合金工具鋼などによって形成されている。

　円板部２１は、中央に貫通孔２１１を有している。この貫通孔２１１内をエンジン側の部材が貫通している。円板部２１は、外周端部に環状の凹部２１２を有している。

　筒状部２２は、円筒状であって、円板部２１の外周縁から軸方向に延びている。筒状部２２は、複数のカム面２２１を内周面に有している。各カム面２２１は、周方向において間隔をあけて形成されている。好ましくは、各カム面２２１は、周方向において、等間隔に配置されている。

　カム面２２１は、半径方向において外側に凹むように構成されている。カム面２２１は、第１方向に向かって半径が大きくなっている。詳細には、カム面２２１は、第１方向に向かって漸次的に半径が大きくなっている。すなわち、カム面２２１と回転軸Ｏとの距離が、第１方向に向かって漸次的に大きくなっている。なお、カム面２２１は、曲面によって形成されている。

　フランジ部２３は、筒状部２２から半径方向外側に延びている。フランジ部２３は、筒状部２２よりも半径が大きい筒状の部材（図示省略）などが取り付けられるよう、取付孔２３１などを有している。

　［保持部材］
　図１に示すように、保持部材５は、第１回転部材１と第２回転部材２との間に配置されている。詳細には、保持部材５は、第１回転部材１と、第２回転部材２の筒状部２２との間に配置されている。保持部材５は、第１回転部材１及び第２回転部材２と相対回転可能に配置されている。保持部材５は、全体として環状に形成されている。保持部材５の内周面は、第１回転部材１の外周面と接触していない。保持部材５は、ローラ３を非係合状態で保持している。詳細には、保持部材５は、付勢部材４を介してローラ３を保持している。

　図５に示すように、保持部材５は、複数のベース部５１、複数の延在部５２、及び環状部５３を有している。ベース部５１、延在部５２、及び環状部５３は、1つの部材によって構成されている。保持部材５は、金属製であり、具体的には、アルミ合金系、亜鉛合金系、焼結合金系、鋳鉄系、普通鋼系などによって形成することができる。

　各ベース部５１は、環状部５３から軸方向に延びている。各ベース部５１は、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。ベース部５１は、付勢部材４の第２端部４２と接触している。詳細には、ベース部５１の第１方向側端面が、付勢部材４の第２端部４２と接触している。

　延在部５２は、環状部５３から軸方向に延びている。また、延在部５２は、ベース部５１から第１方向に延びている。詳細には、延在部５２は、付勢部材４と第２回転部材２の筒状部２２との間を延びている。すなわち、延在部５２は、ベース部５１の半径方向外側端部から第１方向に延びている。また、延在部５２は、環状部５３の外周端部から軸方向に延びている。延在部５２は、付勢部材４の半径方向外側面と接触する。

　環状部５３は、第２回転部材２の筒状部２２と第１回転部材１との間に配置されている。図２に示すように、環状部５３は、第２回転部材２の円板部２１に形成された凹部２１２内に配置されている。

　［ローラ］
　図６に示すように、ローラ３は、周方向において付勢部材４と保持部材５のベース部５１との間に配置されている。第１方向において、保持部材５、付勢部材４、ローラ３の順で配置されている。

　各ローラ３は、軸方向に延びる円柱状である。ローラ３は、半径方向において、第１回転部材１と第２回転部材２との間に配置されている。詳細には、ローラ３は、半径方向において、第１回転部材１の外周面と、第２回転部材２の筒状部２２のカム面２２１との間に配置されている。

　ローラ３は、非係合状態と係合状態とを取り得る。非係合状態において、ローラ３は、第１回転部材１と第２回転部材２との間で噛合っていない。図６に示すように、ローラ３は、非係合状態にあるとき、第１回転部材１の外周面との間に隙間を有している。このため、ローラ３は、非係合状態にあるとき、第１回転部材１と第２回転部材２との間でトルクを伝達しない。なお、ローラ３はカム面２２１と接触している。

　また、図７に示すように、ローラ３は、係合状態にあるとき、第１回転部材１の外周面と接触している。具体的には、ローラ３は、カム面２２１と第１回転部材１の外周面との両方に接触している。そして、ローラ３は、カム面２２１と第１回転部材１の外周面との間で噛み合っている。このため、ローラ３は、係合状態にあるとき、第２回転部材２と第１回転部材１との間でトルクを伝達する。

　［付勢部材］
　図６に示すように、付勢部材４は、ローラ３を非係合状態に付勢している。詳細には、付勢部材４は、ローラ３を第１方向及び半径方向外側に付勢している。このため、ローラ３は、第１回転部材１との間に隙間を有する一方で、カム面２２１と接触している。付勢部材４は、周方向においてベース部５１とローラ３との間に配置されている。付勢部材４は、例えば、コイルスプリングとすることができる。付勢部材４は圧縮された状態でセットされている。

　付勢部材４は、第１端部４１と第２端部４２とを有している。第１端部４１は、付勢部材４の第１方向側の端部である。第１端部４１は、ローラ３と接触している。第２端部４２は、第１端部４１の反対側の端部である。すなわち、第２端部４２は、付勢部材４の第２方向側の端部である。第２端部４２は、保持部材５と接触している。詳細には、第２端部４２は、保持部材５のベース部５１と接触している。

　ローラ３は、図６の状態では、第２回転部材２のカム面２２１と、付勢部材４の第１端部４１と、保持部材５のベース部５１の第２方向側を向く面と、に接触している。これらの接触位置に作用する力の釣り合いによって、ローラ３は、非係合状態に保持されている。この結果、付勢部材４及び保持部材５は、第２回転部材２および第１回転部材１に対して相対回転可能なフローティング状態に保持されている。

　［クラッチ装置の動作］
　上述したように構成されたクラッチ装置１００は、以下のように動作する。まず、キックスタート時は、駆動輪側の部材の回転によって、第２回転部材２が第１方向に回転する。このとき、保持部材５に慣性力が働くため、第２回転部材２の方が保持部材５よりも速く回転する。この結果、保持部材５は第２方向において第２回転部材２と相対回転し、ローラ３は図７に示すように係合状態に遷移する。この結果、第２回転部材２からのトルクがローラ３を介して第１回転部材１に伝達し、第１回転部材１も第１方向に回転してエンジンが始動する。

　次に、キックスタートなどによってエンジンが始動した後は、第１回転部材１のみが第１方向に回転し、第２回転部材２は回転していない。このため、ローラ３は、第１回転部材１の回転及び付勢部材４の付勢力により、図６に示すように非係合状態に戻る。非係合状態において、ローラ３は第１回転部材１の外周面との間に隙間があいているため、第１回転部材１からのトルクは第２回転部材２に伝達されない。このため、第２回転部材２は回転しない。なお、エンジンからのトルクは、このクラッチ装置１００とは別の遠心クラッチ装置などを介して駆動輪に伝達される。

　一方、減速時などでは、慣性力によって第２回転部材２よりも保持部材５の方が速く回転することがある。この場合、保持部材５は、第１方向において第２回転部材２と相対回転し、ローラ３は図６に示すように非係合状態となる。

　次に、駆動源の逆回転制御時は、エンジン側の部材が逆回転し、第１回転部材１が第２方向に回転する。ここで、ローラ３は、図６に示すように、非係合状態にあるため、第１回転部材１からのトルクは第２回転部材２に伝達されない。すなわち、第２回転部材２は第２方向に回転しないため、二輪車が後進することがない。

　［変形例］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

　（１）上記実施形態では、第２回転部材２はフランジ部２３を有していたが、第２回転部材２はフランジ部２３を有していなくてもよい。

　（２）上記実施形態において延在部５２は、付勢部材４の半径方向外側面と接触していたが、これに限定されない。例えば、延在部５２は、付勢部材４の半径方向内側面と接触していてもよい。なお、保持部材５は、延在部５２を有していなくてもよい。

　（３）上記実施形態において、付勢部材４と係合部材３とは直接接触させていたが、これに限定されない。例えば、付勢部材４と係合部材３との間にスプリングシートを配置してもよい。

　（４）図８に示すように、半径方向において、第１回転部材１と第２回転部材２との配置が上記実施形態と逆であってもよい。すなわち、半径方向において、第２回転部材２が第１回転部材１の内側に配置されていてもよい。この場合、第１回転部材１の構成は、上記実施形態の第２回転部材２の構成と基本的に同じとすることが好ましい。また、第２回転部材２の構成は、上記実施形態の第１回転部材１の構成と基本的に同じとする事が好ましい。なお、カム面２２１は、第２回転部材２の外周面に形成されている。ローラ３は第１回転部材１の内周面と間隔をあけて配置されている。付勢部材４は、ローラ３を第１方向及び半径方向内側に付勢している。

　（５）保持部材５は、付勢部材４を介さずに、ローラ３を直接保持していてもよい。

　（６）上記実施形態では、伝達部材としてローラ３を用いているが、伝達部材はローラではなくスプラグなど他の形状であってもよい。

　（７）保持部材５が第２回転部材２に対してスムーズに相対回転するように、第２回転部材２と保持部材５との間に軸受部材などを介在させてもよい。

　１　　第１回転部材
　２　　第２回転部材
　３　　ローラ
　４　　付勢部材
　５　　保持部材

Claims

　駆動源との間で動力を伝達し、前記駆動源の駆動によって第１方向に回転する第１回転部材と、
　半径方向において前記第１回転部材と間隔をあけて配置される第２回転部材と、
　前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に配置され、前記第１回転部材との間に隙間を有する非係合状態と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で噛み合う係合状態とを取り得る伝達部材と、
　前記第１回転部材及び前記第２回転部材と相対回転可能に配置され、前記伝達部材を前記非係合状態で保持する保持部材と、
を備え、
　前記保持部材が慣性力により前記第１方向と逆の第２方向において前記第２回転部材と相対回転したとき、前記伝達部材は前記係合状態となり、
　前記保持部材が慣性力により前記第１方向において前記第２回転部材と相対回転したとき、前記伝達部材は前記非係合状態となる、
クラッチ装置。
　前記第２回転部材は、半径方向において前記第１回転部材の外側に配置される、
請求項1に記載のクラッチ装置。
　前記第２回転部材は、第１方向に向かって半径が大きくなるカム面を内周面に有する、
請求項２に記載のクラッチ装置。
　前記第２回転部材は、半径方向において前記第１回転部材の内側に配置される、
請求項1に記載のクラッチ装置。
　前記第２回転部材は、第１方向に向かって半径が小さくなるカム面を外周面に有する、
請求項４に記載のクラッチ装置。
　前記伝達部材を非係合状態に付勢する付勢部材をさらに備える、
請求項１から５のいずれかに記載のクラッチ装置。
　前記付勢部材は、前記伝達部材と接する第１端部と、前記第１端部の反対側の第２端部とを有し、
　前記保持部材は、前記付勢部材の第２端部と接触するベース部と、前記ベース部から第１方向に延びて前記付勢部材の外周面と接触する延在部と、を有する、
請求項６に記載のクラッチ装置。
　前記延在部は、前記付勢部材の半径方向外側面と接触する、
請求項７に記載のクラッチ装置。
　前記保持部材は、環状部をさらに有し、
　前記ベース部及び前記延在部は、前記環状部から軸方向に延びる、
請求項７又は８に記載のクラッチ装置。
　駆動輪が正回転するとき第１方向へ回転するクラッチ装置であって、
　駆動源からの動力が伝達される第１回転部材と、
　第１方向に向かって半径が大きくなるカム面を内周面に有し、半径方向において前記第１回転部材の外側に配置される第２回転部材と、
　前記第１回転部材の外周面と前記第２回転部材のカム面との間に配置されるローラと、
　前記ローラを第１方向及び半径方向外側に付勢する付勢部材と、
　前記第１回転部材と前記第２回転部材との間において、前記第１回転部材及び前記第２回転部材と相対回転可能に配置され、前記付勢部材を保持する保持部材と、
を備え、
　前記ローラは、前記第１回転部材の外周面との間に隙間を有する非係合状態と、前記第１回転部材の外周面と接する係合状態との間で移動可能に配置される、
クラッチ装置。
　駆動源と、
　前記駆動源との間で動力を伝達するクラッチ装置と、
を備える自動二輪車であって、
　前記クラッチ装置は、
　前記駆動源との間で動力を伝達し、前記駆動源の駆動によって第１方向に回転する第１回転部材と、
　半径方向において前記第１回転部材と間隔をあけて配置される第２回転部材と、
　前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に配置され、前記第１回転部材との間に隙間を有する非係合状態と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で噛み合う係合状態とを取り得る伝達部材と、
　前記第１回転部材及び前記第２回転部材と相対回転可能に配置され、前記伝達部材を前記非係合状態で保持する保持部材と、
を備え、
　前記保持部材が慣性力により前記第１方向と逆の第２方向において前記第２回転部材と相対回転したとき、前記伝達部材は前記係合状態となり、
　前記保持部材が慣性力により前記第１方向において前記第２回転部材と相対回転したとき、前記伝達部材は前記非係合状態となる、
自動二輪車。