JP4527055B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、任意に入力部材の回転力を出力部材に伝達させ又は遮断させ得る動力伝達装置に関するものである。

一般に自動二輪車が具備する動力伝達装置は、エンジンの駆動力のミッション及び駆動輪への伝達又は遮断を任意に行わせるためのもので、エンジン側と連結された入力部材と、ミッション及び駆動輪側と連結された出力部材と、出力部材と連結されたクラッチ部材とを有しており、複数形成された駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板とを圧接させることにより動力の伝達を行い、離間（圧接力の解放）させることにより当該動力の伝達を遮断するよう構成されている。

然るに、動力伝達時の両クラッチ板の圧接力を向上させる圧接アシスト機能、及び出力部材の回転が入力部材の回転数を上回って所謂バックトルクが生じた際に両クラッチ板を離間させるバックトルクリミッタ機能を付加すべく、例えば特許文献１にて開示されているように、カムを用いたものが開示されている。かかる文献における動力伝達装置には、プレッシャプレートとクラッチセンタとにそれぞれ勾配面（カム面）が形成されて２つのカムを具備している。

そして、通常の動力伝達時には、一方のカム（圧接アシスト用カム）によって駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板とが強く圧接する方向にプレッシャプレートを移動させる一方、バックトルクが生じた際には、他方のカム（バックトルクリミッタ用カム）によって両クラッチ板の圧接が開放される方向にプレッシャプレートを移動させ当該バックトルクを吸収し得るようになっている。
特開平２−１５０５１７号公報

しかしながら、上記従来の動力伝達装置においては、圧接アシスト用カムやバックトルクリミッタ用カムの一方のカム面をクラッチ部材の周縁に沿って形成し、且つ、当該一方のカム面と対峙した他方のカム面をプレッシャプレートに形成しようとした場合、以下の如き問題があった。

図９に示すように、一方のカム面Ａがクラッチ部材１０１の周縁１０１ａを切欠いて形成された場合、その幅ｔが大きい程、内径側の寸法ａと外径側の寸法ｂとの差が大きくなる故、一方のカム面Ａにおける内径側と外径側とでは傾斜角度が異なってしまう。即ち、プレッシャプレート１０２に形成された他方のカム面Ｂを一方のカム面Ａ上で摺動させる際、互いの公差により、他方のカム面Ｂが一方のカム面Ａの内径側寄りで摺動する場合と、外径側寄りで摺動する場合とが生じてしまうため、一方のカム面Ａの内径側寄りで摺動した場合は、カム面の傾斜角度（図９（ｂ）における紙面上垂直方向に対する角度）が小さなカム特性となる一方、外径側寄りで摺動した場合は、カム面の傾斜角度（同）が大きなカム特性となってしまう。このため、カム面に付与される面圧を低減させるべく当該カム面の幅ｔを大きく設定すると、狙ったカム特性を得るのが困難となってしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、圧接アシスト用カムまたはバックトルクリミッタ用カムの一方のカム面をクラッチ部材の周縁に沿って形成した際、そのカム面の幅を大きく設定しても狙ったカム特性を確実に得ることができる動力伝達装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、入力部材と共に回転するクラッチハウジングと、該クラッチハウジングに配置され、当該クラッチハウジングと共に回転し得る複数の駆動側クラッチ板と、該駆動側クラッチ板と交互に配置され、当該駆動側クラッチ板と圧接又は離間可能な複数の被動側クラッチ板と、該被動側クラッチ板が側面に配置されるとともに、出力部材と連結された略円筒状のクラッチ部材と、前記被動側クラッチ板と駆動側クラッチ板とを任意に圧接又は離間させ得るプレッシャ部材と、互いに対峙する傾斜面から成る一方のカム面及び他方のカム面で構成されるとともに、前記入力部材に入力された回転力が出力部材に伝達され得る状態となったときに前記駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板との圧接力を増加させるための圧接アシスト用カム、または出力部材の回転が入力部材の回転数を上回ったときに前記駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板との離間を行わせるバックトルクリミッタ用カムとを具備した動力伝達装置において、前記圧接アシスト用カムまたはバックトルクリミッタ用カムの一方のカム面は、前記クラッチ部材の周縁に沿って延設されるとともに、その延設方向または幅方向にクラウニングが形成され、且つ、当該一方のカム面と他方のカム面との当接箇所の断面形状は、当該一方のカム面が円弧状とされつつ他方のカム面が直線状とされたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の動力伝達装置において、前記一方のカム面は、前記クラッチ部材の周縁を切欠いて形成されるとともに、当該一方のカム面と対峙する他方のカム面は、前記プレッシャ部材から一体的に突出形成されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の動力伝達装置において、前記一方のカム面及びその近傍を前記クラッチ部材またはプレッシャ部材とは別部材にて形成し、当該別部材をクラッチ部材またはプレッシャ部材に固定させて成ることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、圧接アシスト用カムまたはバックトルクリミッタ用カムの一方のカム面は、クラッチ部材の周縁に沿って延設されるとともに、その延設方向または幅方向にクラウニングが形成されたので、圧接アシスト用カムまたはバックトルクリミッタ用カムの一方のカム面をクラッチ部材の周縁に沿って形成した際、そのカム面の幅を大きく設定しても狙ったカム特性を確実に得ることができる。

請求項２の発明によれば、一方のカム面がクラッチ部材の周縁を切欠いて形成されるとともに、当該一方のカム面と対峙する他方のカム面がプレッシャ部材から一体的に突出形成されているので、例えばクラッチ部材やプレッシャ部材の鋳造時に一方のカム面及び他方のカム面を成形することができるとともに、その成形時にクラウニングを形成させることができる。

請求項３の発明によれば、一方のカム面及びその近傍をクラッチ部材またはプレッシャ部材とは別部材にて形成し、当該別部材をクラッチ部材またはプレッシャ部材に固定させて成るので、例えば鋳造によるクラウニングの形成が困難な部位においても当該クラウニングを容易に形成させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第１の実施形態に係る動力伝達装置は、二輪車等の車両に配設されて任意にエンジンの駆動力をミッションや駆動輪側へ伝達し又は遮断するためのもので、図１に示すように、入力部材としてのギア１が形成されたクラッチハウジング２と、出力部材としてのシャフト３と連結されたクラッチ部材４と、該クラッチ部材４の同図中右端側に取り付けられたプレッシャ部材５と、クラッチハウジング２側に連結された駆動側クラッチ板６及びクラッチ部材４側に連結された被動側クラッチ板７、及び係合部材１２ａ及び第２の係合部材１２ｂとから主に構成されている。

ギア１は、エンジンから伝達された駆動力（回転力）が入力されるとシャフト３を中心として回転可能とされたもので、リベット８等によりクラッチハウジング２と連結されている。該クラッチハウジング２は、同図右端側が開口した円筒状のケース部材から成り、その内周壁からは複数の駆動側クラッチ板６が形成されている。かかる駆動側クラッチ板６のそれぞれは、略円環状に形成された板材から成るとともにクラッチハウジング２の回転と共に回転し、且つ、軸方向（同図中左右方向）に摺動し得るよう構成されている。

クラッチ部材４は、クラッチハウジング２内に配設された同図中右端側が開口した円筒状のケース部材から成るものである。かかるクラッチ部材４の略中央にはシャフト３が貫通しつつスプライン嵌合により連結されており、クラッチ部材４が回転するとシャフト３も回転するよう構成されている。また、クラッチ部材４の外周側面には、その軸方向（同図中左右方向）に延びるスプライン１０が形成されており、該スプライン１０に被動側クラッチ板７が嵌め込まれて形成されている。

より具体的には、クラッチ部材４に形成されたスプライン１０は、図２に示すように、その外周側面における略全周に亘って一体的に形成された凹凸形状にて構成されており、スプライン１０を構成する凹溝に被動側クラッチ板７が嵌合することにより、被動側クラッチ板７のクラッチ部材４に対する軸方向の移動を許容しつつ回転方向の移動が規制され、当該クラッチ部材４と共に回転し得るよう構成されているのである。

かかる被動側クラッチ板７は、駆動側クラッチ板６と交互に積層形成されており、隣接する各クラッチ板６、７が圧接又は離間可能なようになっている。即ち、両クラッチ板６、７は、クラッチ部材４の軸方向への摺動が許容されており、プレッシャ部材５にて同図中左方向へ押圧されると圧接され、クラッチハウジング２の回転力がクラッチ部材４及びシャフト３に伝達される状態となり、プレッシャ部材５による押圧を解除すると離間してクラッチ部材４がクラッチハウジング２の回転に追従しなくなって停止し、シャフト３への回転力の伝達がなされなくなるのである。

尚、ここでいう両クラッチ板６、７の離間とは、当該両クラッチ板６、７間にクリアランスを生じた状態である必要はなく、物理的なクリアランスが生じていなくても、圧接力が解除されてクラッチ部材４がクラッチハウジング２の回転に追従しなくなった状態（即ち、駆動側クラッチ板６が被動側クラッチ板７上を摺動する状態）をも含むものとする。

プレッシャ部材５は、クラッチ部材４の開口（同図中右端）を塞ぐ如く略円板状に形成されたもので、クラッチスプリングＳにより同図中左方向へ常時付勢されている。即ち、クラッチ部材４にはプレッシャ部材５側へ延びて貫通したボス部４ｂが形成されており、該ボス部４ｂにクラッチボルトＢを挿通させるとともに、かかるクラッチボルトＢの頭部側とプレッシャ部材５との間にクラッチスプリングＳを介装することにより、当該プレッシャ部材５が常時左方向へ付勢されているのである。

一方、プレッシャ部材５の縁部の面５ａは、積層状態の駆動側クラッチ板６のうちプレッシャ部材５に最も近いもの（同図中最右部のもの）と当接しており、クラッチスプリングＳの付勢力を得た当該プレッシャ部材５が最右部の駆動側クラッチ板６を押圧することにより、両クラッチ板６と７とが圧接するようになっている。従って、クラッチハウジング２とクラッチ部材４とは常時連結された状態となり、ギア１に回転力が入力されるとシャフト３を回転させ得るようになっている。

然るに、シャフト３の内部には、その軸方向に延びるプッシュロッド９が配設されており、運転者が図示しない操作手段を操作することにより当該プッシュロッド９を同図中右方向へ突出させ、プレッシャ部材５をクラッチスプリングＳの付勢力に抗して右方向へ移動させることができるようになっている。プレッシャ部材５が右方向へ移動すると、駆動側クラッチ板６と被動側クラッチ板７との圧接力が解かれ、離間状態となってギア１及びクラッチハウジング２へ入力された回転力がクラッチ部材４及びシャフト３へ伝達されず遮断されることとなる。プレッシャ部材５は、クラッチ部材４に対する軸方向への移動に伴い駆動側クラッチ板６と被動側クラッチ板７とを圧接又は離間させることができるよう構成されているのである。

更に、本実施形態に係るクラッチ部材４には、図２に示すように、その周縁４ａ（開口端面）の一部を切欠いて一方のカム面１１（１１ａ、１１ｂ）が形成されているとともに、プレッシャ部材５には、図３に示すように、一方のカム面１１ａ、１１ｂとそれぞれ対峙する他方のカム面１２（１２ａ、１２ｂ）が突出形成されている。即ち、クラッチ部材４の開口端側にプレッシャ部材５を組み付けた状態において、一方のカム面１１ａと他方のカム面１２ａとが合致してバックトルクリミッタ用カムを構成するとともに、一方のカム面１１ｂと他方のカム面１２ｂとが合致して圧接アシスト用カムを構成するのである。

そして、ギア１及びクラッチハウジング２に入力された回転力が、クラッチ部材４を介してシャフト３に伝達され得る状態となったときに、プレッシャ部材５には図４中ａ方向の回転力が付与されるため、一方のカム面１１ｂと他方のカム面１２ｂから構成される圧接アシスト用カムの作用により、当該プレッシャ部材５には同図中ｃ方向への力が発生し、駆動側クラッチ板６と被動側クラッチ板７（係合部材１２ａ及び第２の係合部材１２ｂ含む）との圧接力を増加させるようになっている。

一方、シャフト３の回転がギア１及びクラッチハウジング２の回転数を上回って、図５中ｂ方向のバックトルクが生じた際には、一方のカム面１１ａと他方のカム面１２ａから構成されるバックトルクリミッタ用カムの作用により、プレッシャ部材５を同図中ｄ方向へ移動させて駆動側クラッチ板６と被動側クラッチ板７（係合部材１２ａ及び第２の係合部材１２ｂ含む）との離間を行わせるようになっている。これにより、バックトルクによる動力伝達装置や動力源（エンジン側）に対する不具合を回避することができる。

ここで、本実施形態においては、圧接アシスト用カム及びバックトルクリミッタ用カムのカム面１１（一方のカム面１１ａ及び１１ｂ）がクラッチ部材４の周縁に沿って延設されるとともに、図６に示すように、その幅方向（クラッチ部材４の径方向）にクラウニングが形成されている。このクラウニングは、カム面１１ａ（カム面１１ｂも同様）の幅方向両端から中央に向かって漸次膨出させた形状である。

然るに、動力伝達装置の組み付け後、初期使用時においては、同図（ｂ）で示すように、クラウニングにより一方のカム面１１ａのクラウニングの幅ｔ方向略中央近傍に他方のカム面１２ａが当接及び摺動することとなる。即ち、一方のカム面１１ａの内径側や外径側に偏って他方のカム面１２ａが当接及び摺動してしまうのを回避できるのである。そして、使用過程で当該クラウニングが次第に摩滅するので、一方のカム面１１ａの幅ｔ方向略中央近傍に平坦なカム面１１ａが形成されることとなる。尚、他方のカム面１１ｂのクラウニングについても同様である。

従って、圧接アシスト用カムまたはバックトルクリミッタ用カムの一方のカム面１１ａ、１１ｂをクラッチ部材４の周縁に沿って形成した際、他方のカム面１２ａ、１２ｂとの当接及び摺動部位が極端に内径側や外径側に偏ってしまうのを回避できるので、そのカム面の幅ｔを大きく設定しても狙ったカム特性を確実に得ることができる。また、一方のカム面１１ａ、１１ｂはクラッチ部材４の周縁を切欠いて形成されるとともに、他方のカム面１２ａ、１２ｂはプレッシャ部材５から一体的に突出形成されているので、当該クラッチ部材４やプレッシャ部材５の鋳造時に一方のカム面及び他方のカム面を成形することができるとともに、その成形時にクラウニングを形成させることができる。

更に、上記実施形態においては、一方のカム面１１ａ、１１ｂの幅方向両端から中央に向かって漸次膨出させてクラウニングを形成しているが、例えば図７に示すように、クラッチ部材４’の周縁４’ａにおいて、一方のカム面１１’（１１’ａ、１１’ｂ）を延設するとともに、その延設方向（他方のカム面１２ａ、１２ｂの摺動方向）にクラウニングを形成するようにしてもよい。また更に、一方のカム面１１ａ、１１ｂの幅方向と延設方向の両方にクラウニングを形成（不図示）し、当該一方のカム面１１ａ、１１ｂの略中央が膨出した形状としてもよい。

尚、一方のカム面１１ａ、１１ｂ側にクラウニングが形成されたものに代え、他方のカム面１２ａ、１２ｂ側にクラウニングを形成するようにしてもよい。この場合、クラウニングが形成される他方のカム面１２ａ、１２ｂが本発明における「一方のカム面」に相当し、クラウニングが形成されない一方のカム面１１ａ、１１ｂが本発明における「他方のカム面」に相当することとなる。

次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
本実施形態に係る動力伝達装置は、第１の実施形態と同様、二輪車等の車両に配設されて任意にエンジンの駆動力をミッションや駆動輪側へ伝達し又は遮断するためのもので、図８に示すように、一方のカム面１３（カム面１３ａ、１３ｂ）が形成されたクラッチ部材４”と、他方のカム面１４（カム面１４ａ、１４ｂ）が形成されたプレッシャ部材５’とを有して構成されている。尚、クラッチハウジング２や駆動側クラッチ板６、被動側クラッチ板７といった他の構成要素は、第１の実施形態と同様であるため、図示及び説明を省略する。

ここで、上記一方のカム面１３及びその近傍と他方のカム面１４及びその近傍とは、クラッチ部材４”、プレッシャ部材５’とは別部材にて形成してあり、当該別部材をクラッチ部材４”の周縁或いはプレッシャ部材５’の裏面にインサートにて固定させている。そして、このうちクラッチ部材４”に固定される別部材のカム面１３ａ、１３には、第１の実施形態と同様、その幅方向または延設方向にクラウニングが形成されている。プレッシャ部材５’に固定される別部材のカム面１４ａ、１４ｂに対し、その幅方向または延設方向にクラウニングを形成するようにしてもよい。

このように、一方のカム面１３及びその近傍と他方のカム面１４及びその近傍とをクラッチ部材４”またはプレッシャ部材５’とは別部材にて形成し、当該別部材をクラッチ部材４”またはプレッシャ部材５’に固定させて成るので、例えば鋳造によるクラウニングの形成が困難な部位（例えば、鋳造時に逆勾配となる一方のカム面１３ｂや他方のカム面１４ｂ）においても当該クラウニングを容易に形成させることができる。勿論、クラウニングにより、第１の実施形態と同様の効果（カム面の幅を大きくしても狙ったカム特性を得ることができる）を奏することができる。

尚、別部材のクラッチ部材４”或いはプレッシャ部材５’に対する固定方法は、上記の如くインサートとは異なるものであってもよく、例えば別部材をボルト等の締結手段で固定させるよう構成してもよい、また、これら別部材は、クラッチ部材４”やプレッシャ部材５’とは異なる材質のもの（例えばクラッチ部材４”やプレッシャ部材５’がアルミ合金製である場合、鉄製のもの等）としてもよい。更に、クラウニングを有したカム面が形成される側のみを別部材とし、他方の側を、第１の実施形態の如くクラッチ部材或いはプレッシャ部材と一体的に形成するようにしてもよい。

以上、本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、クラウニングを成すカム面がクラッチ部材の周縁を切り欠いて形成されるものに代え、例えばクラッチ部材における周縁に沿った別の部位（例えばクラッチ部材におけるプレッシャ部材の回転を規制するストッパ部位など）に形成されたものであってもよい。更に、クラッチ部材とプレッシャ部材との間に、圧接アシスト用カム或いはバックトルクリミッタ用カムの何れか一方のみが形成されているものに適用してもよい。尚、本発明の動力伝達装置は、二輪車の他、自動車、３輪又は４輪バギー、或いは汎用機等種々の多板クラッチ型の動力伝達装置に適用することができる。

圧接アシスト用カムまたはバックトルクリミッタ用カムの一方のカム面が、クラッチ部材の周縁に沿って延設されるとともに、その延設方向または幅方向にクラウニングが形成され、且つ、当該一方のカム面と他方のカム面との当接箇所の断面形状は、当該一方のカム面が円弧状とされつつ他方のカム面が直線状とされた動力伝達装置であれば、他の機能を付加したもの、或いは外観形状等が異なるものにも適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る動力伝達装置を示す縦断面図 同動力伝達装置におけるクラッチ部材を示す斜視図 同動力伝達装置におけるプレッシャ部材を示す斜視図 同動力伝達装置におけるクラッチ部材の正転時における圧接アシスト用カムの作用を示す模式図 同動力伝達装置におけるクラッチ部材の逆転時（バックトルクが付与された状態）におけるバックトルクリミッタ用カムの作用を示す模式図 同動力伝達装置におけるクラッチ部材に形成された一方のカム面を示す（ａ）拡大斜視図（ｂ）他方のカム面との当接状態を示す断面模式図 本発明の他の実施形態におけるクラッチ部材に形成された一方のカム面を示す拡大斜視図 本発明の第２の実施形態に係る動力伝達装置におけるクラッチ部材及びプレッシャ部材を示す斜視図であって一部を断面した模式図 従来の動力伝達装置におけるカム面の不具合を説明するための模式図であって（ａ）断面模式図（ｂ）平面模式図

符号の説明

１ ギア（入力部材）
２ クラッチハウジング
３ シャフト（出力部材）
４、４’、４” クラッチ部材
５、５’ プレッシャ部材
６ 駆動側クラッチ板
７ 被動側クラッチ板
８ リベット
９ プッシュロッド
１０ スプライン
１１（１１ａ、１１ｂ） 一方のカム面
１２（１２ａ、１２ｂ） 他方のカム面
１３（１３ａ、１３ｂ） 一方のカム面
１４（１４ａ、１４ｂ） 他方のカム面
Ｓ クラッチスプリング
Ｂ クラッチボルト

Claims (3)

1. 入力部材と共に回転するクラッチハウジングと、
   該クラッチハウジングに配置され、当該クラッチハウジングと共に回転し得る複数の駆動側クラッチ板と、
   該駆動側クラッチ板と交互に配置され、当該駆動側クラッチ板と圧接又は離間可能な複数の被動側クラッチ板と、
   該被動側クラッチ板が側面に配置されるとともに、出力部材と連結された略円筒状のクラッチ部材と、
   前記被動側クラッチ板と駆動側クラッチ板とを任意に圧接又は離間させ得るプレッシャ部材と、
   互いに対峙する傾斜面から成る一方のカム面及び他方のカム面で構成されるとともに、前記入力部材に入力された回転力が出力部材に伝達され得る状態となったときに前記駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板との圧接力を増加させるための圧接アシスト用カム、または出力部材の回転が入力部材の回転数を上回ったときに前記駆動側クラッチ板と被動側クラッチ板との離間を行わせるバックトルクリミッタ用カムと、
   を具備した動力伝達装置において、
   前記圧接アシスト用カムまたはバックトルクリミッタ用カムの一方のカム面は、前記クラッチ部材の周縁に沿って延設されるとともに、その延設方向または幅方向にクラウニングが形成され、且つ、当該一方のカム面と他方のカム面との当接箇所の断面形状は、当該一方のカム面が円弧状とされつつ他方のカム面が直線状とされたことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記一方のカム面は、前記クラッチ部材の周縁を切欠いて形成されるとともに、当該一方のカム面と対峙する他方のカム面は、前記プレッシャ部材から一体的に突出形成されたことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
3. 前記一方のカム面及びその近傍を前記クラッチ部材またはプレッシャ部材とは別部材にて形成し、当該別部材をクラッチ部材またはプレッシャ部材に固定させて成ることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。

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