JP5272089B1 - モータサイクル用クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ部への押圧力をカム機構によって増加できるようにしたモータサイクル用クラッチ装置において、レリーズ操作力を軽減する。
【解決手段】この装置は、クラッチハウジング１と、クラッチハウジング１の内周部に配置されたクラッチセンタ２と、クラッチ部３と、クラッチ部３のクラッチプレート２５，２６を押圧するとともにトルクが伝達されるプレッシャプレート４と、レリーズ部材５と、コイルスプリング６と、カム機構７と、を備えている。レリーズ部材５は、プレッシャプレート４との間でトルク伝達不能に配置され、プレッシャプレート４を押圧するとともに、押圧力を解除する。コイルスプリング６は、レリーズ部材５を介してプレッシャプレート４に押圧力を与える。カム機構７は、プレッシャプレート４の押圧力を増加させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、クラッチ装置、特に、入力側部材からの動力を出力側部材に伝達するとともに、レリーズ機構の作動により動力伝達を遮断するモータサイクル用クラッチ装置に関する。

一般に、自動二輪車やバギー等のモータサイクルには、エンジンからの動力をトランスミッションに伝達あるいは遮断するために多板クラッチ装置が用いられている。この多板クラッチ装置は、エンジンのクランク軸側に連結されるクラッチハウジングと、トランスミッション側に連結されるクラッチセンタと、それらの間で動力の伝達、遮断を行うためのクラッチ部と、クラッチ部を押圧するためのプレッシャプレートとを有している。クラッチ部は、クラッチハウジングに係合する第１クラッチプレートと、クラッチセンタに係合する第２クラッチプレートとを有しており、両クラッチプレートは軸方向に交互に配置されている。

また、特許文献１に示されたモータサイクル用クラッチ装置では、クラッチセンタとプレッシャプレートとの間にカム機構が設けられている。プレッシャプレートには、複数のコイルスプリングによってクラッチ部への押圧力が付与されているが、カム機構を設けることによって、クラッチセンタとプレッシャプレートとの間に相対回転差が生じた際に、プレッシャプレートのクラッチ部への押圧力を増加させることができる。

特開昭６１−１４９６１８号公報

特許文献１に示された装置では、クラッチ部からのトルクの大部分はプレッシャプレートに伝達され、さらにプレッシャプレートからカム機構及びクラッチセンタを介してトランスミッション側の部材に伝達される。そして、プレッシャプレートにトルクが伝達されることによって、カム機構の作用により前述のような押圧力を増加させることができる。

ところで、以上のような装置においては、クラッチをオフする際には、プレッシャプレートをレリーズ機構によってクラッチ部から離れる方向に移動させる必要がある。

しかし、前述のように、プレッシャプレートは、コイルスプリングによる押圧力だけではなく、カム機構の作用による増加分が作用している。したがって、例えば加速時のように、クラッチ部からプレッシャプレートにトルクが伝達されている状況では、クラッチをオフする際に大きなレリーズ力が必要となり、自動二輪車の場合、クラッチレバーの操作力が重くなる。

本発明の課題は、クラッチ部への押圧力を、カム機構によって増加できるようにしたモータサイクル用クラッチ装置において、クラッチのレリーズ操作力が重くなるのを防止することにある。

第１発明に係るモータサイクル用クラッチ装置は、入力側部材からの動力を出力側部材に伝達するとともに、レリーズ機構の作動により動力伝達を遮断する装置であり、入力側部材に連結されたクラッチハウジングと、クラッチハウジングの内周部に配置され出力側部材に連結されるクラッチセンタと、クラッチハウジングの内周部に配置された１枚以上のプレート部材を有するクラッチ部と、クラッチ部のプレート部材を押圧するとともにクラッチ部からのトルクの少なくとも一部が伝達されるプレッシャプレートと、レリーズ部材と、押圧部材と、カム機構と、を備えている。レリーズ部材は、プレッシャプレートとの間でトルク伝達不能に配置され、プレッシャプレートを所定の押圧力で押圧するとともに、レリーズ機構の作動により押圧力を解除するための部材である。押圧部材は、レリーズ部材を介してプレッシャプレートに押圧力を与える部材である。カム機構は、クラッチセンタとプレッシャプレートとの間に設けられ、これらの間に相対回転差が生じた際にプレッシャプレートをクラッチ部側に移動させるとともに、プレッシャプレートからクラッチセンタにトルクを伝達する。

この装置では、入力側部材からクラッチハウジングにトルクが入力される。入力されたトルクは、クラッチ部のプレート部材がプレッシャプレートによって押圧されることにより、クラッチハウジングからクラッチ部を介してプレッシャプレートに伝達される。プレッシャプレートに伝達されたトルクは、カム機構を介してクラッチセンタに伝達され、さらに出力側部材に伝達される。

この装置におけるクラッチオン状態では、プレッシャプレートにトルクが作用し、このトルクはカム機構を介してクラッチセンタに伝達されるので、カム機構の作用によりプレッシャプレートはクラッチ部側に移動させられる。したがって、プレッシャプレートのクラッチ部への押圧力が増加する。

クラッチをオフする場合は、レリーズ部材がレリーズ機構により作動させられ、これによりプレッシャプレートのクラッチ部への押圧力が解除される。ここで、クラッチオン状態においては、プレッシャプレートとレリーズ部材とは単に当接しているだけで、両者の間でトルクは伝達されていない。したがって、レリーズ部材を移動させるための操作力は、押圧部材の押圧力より大きければよく、カム機構による押圧力の増加分を考慮する必要がない。

ここでは、クラッチオン時にはクラッチ部への押圧力をカム機構により増加させることができる。一方、クラッチオフ操作のためのレリーズ時には、レリーズ部材がカム機構と切り離されているので押圧部材の押圧力より大きな力を作用させるだけでよく、比較的小さい力でレリーズ操作が可能になる。

第２発明に係るモータサイクル用クラッチ装置は、第１発明の装置において、クラッチセンタ及びレリーズ部材は軸方向移動自在でかつ相対回転不能に係合している。

この装置では、クラッチセンタとプレッシャプレートとを相対回転可能に配置する必要がある。従来の装置においては、プレッシャプレートがレリーズ部材の機能をも有しているので、クラッチセンタとレリーズ部材とは相対回転差が生じる。

以上のような状況では、クラッチセンタとレリーズ部材（プレッシャプレート）との間に相対回転差が生じた場合に、クラッチセンタやレリーズ部材（プレッシャプレート）に支持された部材が相対回転差のある他の部材に衝突する場合がある。そこで、従来装置では、衝突する部分の摩耗が大きくなるという問題がある。また、衝突を避けるために、部材間に隙間を設ける必要がある。

そこでこの第２発明では、レリーズ部材とプレッシャプレートとが別部材で構成されていることに着目し、クラッチセンタとレリーズ部材とが同期して回転するように、両者を相対回転不能に係合させている。

ここでは、レリーズ部材とクラッチセンタ及びこれに設けられた他の部材との衝突を避けることができる。また、両者の間に隙間を設ける必要がないので、コンパクト化を図ることができる。

第３発明に係るモータサイクル用クラッチ装置は、第１又は第２発明の装置において、クラッチセンタは外周部にプレッシャプレートと対向する摩擦部を有している。また、クラッチ部のプレート部材は、クラッチハウジングに係合する第１クラッチプレートとプレッシャプレートに係合する第２クラッチプレートとを含み、第１及び第２クラッチプレートはクラッチセンタの摩擦部とプレッシャプレートとの間に挟持される。

ここでは、クラッチ部を構成する第１及び第２クラッチプレートがクラッチセンタの摩擦部とプレッシャプレートとの間に挟持され、動力は、クラッチハウジング、第１クラッチプレート、第２クラッチプレート、プレッシャプレート、カム機構、クラッチセンタの経路で伝達される。

第４発明に係るモータサイクル用クラッチ装置は、第１から第３発明のいずれかの装置において、押圧部材は、レリーズ部材をクラッチ部側に付勢する複数のコイルスプリングである。

第５発明に係るモータサイクル用クラッチ装置は、第４発明の装置において、クラッチセンタは軸方向においてレリーズ部材側に突出する複数の支持用突起を有している。また、レリーズ部材は、支持用突起が貫通する孔と、支持用突起を収納する凹部と、を有する複数の収納部を有している。そして、コイルスプリングは、収納部の凹部内において支持用突起に支持され、一方の端部がレリーズ部材を付勢している。

以上のような本発明では、クラッチ部への押圧力を、カム機構によって増加できるようにしたモータサイクル用クラッチ装置において、クラッチのレリーズ操作力を軽減することができる。

本発明の一実施形態によるモータサイクル用クラッチ装置の縦断面図。 前記モータサイクル用クラッチ装置の図１と異なる位置の縦断面図。 クラッチセンタの断面の一部を示す図４のIII−III線断面図。 クラッチセンタの一部を軸方向外側から視た図。 第１カム部を示す図４のV−V線断面図。 プレッシャプレートの断面の一部を示す図７のVI−VI線断面図。 プレッシャプレートの一部を軸方向外側から視た図。 第２カム部を示す図４のVIII−VIII線断面図。 第１カム部と第２カム部との接触状態を示す断面図。 レリーズ部材の断面を示す図１１のX−X線断面図。 レリーズ部材の一部を軸方向内側から見た図。 図１１のX−XII線断面図。

［全体構成］
図１及び図２に本発明の一実施形態によるモータサイクル用クラッチ装置の断面構成を示す。図２は、図１と異なる断面を示したものであり、断面構成の一部のみを示している。このモータサイクル用クラッチ装置は、エンジンのクランク軸からの動力をトランスミッションに伝達するとともに、レリーズ機構の操作によりクラッチをオフして動力を遮断するためのものである。このクラッチ装置は、クラッチハウジング１と、クラッチセンタ２と、クラッチ部３と、プレッシャプレート４と、レリーズ部材５と、複数のコイルスプリング６と、カム機構７とを備えている。

［クラッチハウジング１］
クラッチハウジング１は、円板部１０と、円板部１０の外周側から軸方向外側（図１の右方）に延びる筒状部１１とを有している。

円板部１０には、軸方向内側（図１の左方）に突出する複数の突起部１０ａが円周方向に所定の間隔で形成されている。円板部１０の側方には複数の環状のゴム部材１２を介して入力ギア１３が連結されている。円板部１０の複数の突起部１０ａ及び複数のゴム部材１２は、入力ギア１３に形成された孔１３ａに挿入されている。また、クラッチハウジング１と入力ギア１３とは、プレート１４及びリベット１５を介して軸方向に連結されている。なお、入力ギア１３は、エンジン側のクランク軸に固定された駆動ギア（図示せず）に噛み合っている。ゴム部材１２は、エンジンからの振動を吸収するために設けられたものである。

筒状部１１には、軸方向に延びる複数の切欠き１１ａが円周方向に所定の間隔で形成されている。

［クラッチセンタ２］
クラッチセンタ２はクラッチハウジング１の内周部に配置されている。クラッチセンタ２は、ほぼ円板状に形成されており、外周部に環状の摩擦部１７が形成されるとともに、内周部にスプライン孔１８が形成されている。

また、クラッチセンタ２は、摩擦部１７の内周部に軸方向外側に突出して形成された環状の位置決め用突起１９と、３つの支持用突起２０と、３つの第１カム部２１と、３つの係合突起２２（図２参照）と、を有している。

３つの支持用突起２０は、位置決め用突起１９の内周側において、軸方向外側に突出して形成されている。３つの支持用突起２０は、円周方向に等角度間隔で配置され、それぞれの中心部には軸方向に延びるネジ孔２０ａが形成されている。

第１カム部２１の詳細を図３〜図５に示す。図３は図４のIII−III線断面図であり、図５は図４のV−V線断面図である。また、図４はクラッチセンタ２を軸方向外側から視た図である。第１カム部２１は、軸方向外側に突出して形成されており、軸方向内側及び外周側が開口している。そして、軸方向内側の面には、軸方向に沿って傾斜する第１カム面２１ａが形成されている。

３つの係合突起２２は、図２及び図４に示すように、径方向において位置決め用突起１９と同じ位置に、軸方向外側に突出して形成されている。

なお、図１に示すように、クラッチセンタ２の内周部と入力ギア１３の内周部との間にはスラストプレート２３が設けられている。

［クラッチ部３］
クラッチ部３は、３枚の第１クラッチプレート２５と２枚の第２クラッチプレート２６とを有している。これらの両クラッチプレート２５，２６はともに環状に形成されており、軸方向に交互に配置されている。

第１クラッチプレート２５の外周部には外周側に突出する複数の係合突起が形成されており、この係合突起がクラッチハウジング１の筒状部１１に形成された切欠き１１ａに噛み合っている。したがって、第１クラッチプレート２５は、クラッチハウジング１に対して、軸方向に移動自在で、相対回転不能である。第１クラッチプレート２５には両面に摩擦フェーシングが貼付されている。軸方向において最も内側に配置された第１クラッチプレート２５の摩擦フェーシングは、クラッチセンタ２の摩擦部１７と摩擦係合が可能である。また、第２クラッチプレート２６は内周端部に内周側に突出する複数の係合突起が形成されている。

なお、第２クラッチプレート２６の内周部には、つば付きピン２７が軸方向に貫通して設けられている。このつば付きピン２７のつばとプレッシャプレート４との間にはスプリング２８が設けられている。これにより、クラッチオフ（動力遮断状態）において、若干のドラグトルクを発生させて、ニュートラルから１速へのギアの噛み合いをスムーズにさせている。

［プレッシャプレート４］
プレッシャプレート４は、ほぼ環状の部材であり、軸方向において最も外側に配置された第１クラッチプレート２５のさらに外側に配置されている。プレッシャプレート４は、外周部に形成された環状の押圧部３０と、押圧部３０の内周側に形成された環状の係合部３１と、３つの第２カム部３２と、当接部３３と、を有している。

押圧部３０は、軸方向において最も外側に配置された第１クラッチプレート２５の摩擦フェーシングと摩擦係合が可能である。押圧部３０は、クラッチセンタ２の摩擦部１７と対向して配置されており、押圧部３０と摩擦部１７との間に第１及び第２クラッチプレート２５，２６が挟持されて、クラッチオン（動力伝達状態）となる。

係合部３１は、外周側に開く複数の凹部３１ａを有している。この複数の凹部３１ａに第２クラッチプレート２６の内周端部に形成された複数の係合突起が噛み合っている。したがって、第２クラッチプレート２６は、プレッシャプレート４に対して、軸方向に移動自在で、相対回転不能である。また、係合部３１の内周面がクラッチセンタ２の位置決め用突起１９の外周面に接触することによって、プレッシャプレート４が径方向に位置決めされている。

第２カム部３２の詳細を図６〜図８に示す。図６は図７のVI−VI線断面図であり、図８は図７のVIII−VIII線断面図である。また、図７はプレッシャプレート４を軸方向外側から視た図である。この第２カム部３２は、係合部３１からさらに内周側に突出して形成されている。図７から明らかなように、第２カム部３２と係合部３１との境界部は、応力集中を避けるために曲線で連続するように形成されている。第２カム部３２の内周先端部において、周方向のほぼ１／２の部分には、軸方向に沿って傾斜する第２カム面３２ａが形成されている。この第２カム面３２ａは、第１カム部２１の第１カム面２１ａと同じ傾斜であり、両カム面２１ａ，３０ａは互いに当接することによって、カム機構７が形成されている。両カム面２１ａ，３０ａが接触している状態の断面図を図９に示している。

［レリーズ部材５］
図１０〜図１２にレリーズ部材５の詳細を示す。図１０は図１１のX−X線断面図であり、図１２は図１１のX−XII線断面図である。また、図１１はレリーズ部材５を軸方向内側から視た図である。レリーズ部材５は、外形が円形の部材であり、中心部に図示しないレリーズ操作機構が連結される孔５ａが形成されている。また、レリーズ部材５は、コイルスプリングを収納するための３つの収納部３４と、３つの係合突起３５と、環状の当接部３６と、を有している。

３つの収納部３４は、それぞれ軸方向内側に突出して形成されており、周方向に等角度間隔で配置されている。各収納部３４は、軸方向外側に円形の凹部３４ａを有し、軸方向内側の側壁（凹部３４ａの底壁）には軸方向に貫通する孔３４ｂを有している。そして、クラッチセンタ２の支持用突起２０がこの貫通孔３４ｂに挿通されている。

３つの係合突起３５は、３つの収納部３４の間に軸方向内側に突出して形成されており、周方向に等角度間隔で配置されている。また、３つ係合突起３５は、クラッチセンタ２の係合突起２２と径方向において同じ位置に形成されており、両係合突起２２，３５の周方向の端面同士が当接可能である。この両係合突起２２，３５の係合によって、クラッチセンタ２とレリーズ部材５とは同期して回転することが可能である。

当接部３６は、レリーズ部材５の最外周部に形成されている。当接部３６は、径方向において、プレッシャプレート４の当接部３３と同じ位置に配置され、両当接部３３，３６は当接可能である。

［コイルスプリング６］
コイルスプリング６は、レリーズ部材５の収納部３４の凹部３４ａ内において、クラッチセンタ２の支持用突起２０の外周に配置されている。支持用突起２０の先端部には、スプリングシート３７がボルト３８によって固定されている。ボルト３８は支持用突起２０のネジ孔２０ａに螺合されている。これにより、コイルスプリング６は、収納部３４の凹部３４ａの底壁とスプリングシート３７との間に圧縮された状態で装着されている。

［動作］
図１に示すように、クラッチのレリーズ操作がなされていない状態では、コイルスプリング６によってレリーズ部材５とクラッチセンタ２とが互いに引き寄せられる方向に力を受けている。レリーズ部材５のクラッチセンタ２側への押圧力は、当接部３３，３６を介してプレッシャプレート４に伝達される。このため、クラッチ部３の各クラッチプレート２５，２６がクラッチセンタ２の摩擦部１７とプレッシャプレート４の押圧部３０との間に挟持される。

このような状態では、エンジンのクランク軸から入力ギア１３及びゴム部材１２を介して入力されたトルクは、クラッチハウジング１を介して第１及び第２クラッチプレート２５，２６に伝達され、クラッチセンタ２及びプレッシャプレート４に伝達される。プレッシャプレート４に伝達されたトルクは、カム機構７を介してクラッチセンタ２に伝達される。このとき、カム機構７の作用によって、プレッシャプレート４はクラッチセンタ２側（軸方向内側）に引き込まれ、押圧力が増加する。このため、クラッチ部３はクラッチセンタ２及びプレッシャプレート４との間に強固に挟持され、かつカム機構７によって確実にトルクが伝達される。

以上のようにしてクラッチセンタ２に伝達されたトルクは、クラッチセンタ２のスプライン孔１８に係合するトランスミッションの入力軸（図示せず）に伝達される。

一方、ライダーがクラッチレバーを握ると、その操作力はクラッチワイヤ等を介してレリーズ操作機構に伝達される。このレリーズ操作機構によって、レリーズ部材５はコイルスプリング６の付勢力に抗して軸方向外側に移動させられる。レリーズ部材５が軸方向外側に移動させられると、レリーズ部材５の当接部３６がプレッシャプレート４の当接部３３から離れる。このため、プレッシャプレート４のクラッチ部３への押圧力が解除され、クラッチ部３はオフ状態になる。このクラッチオフ状態では、クラッチハウジング１からの回転はクラッチセンタ２には伝達されない。

ここで、クラッチオフのレリーズ操作時において、操作力は、コイルスプリング６の付勢力に打ち克つだけでよい。具体的には、レリーズ部材５とプレッシャプレート４とは、当接部３３，３６が当接しているだけで、互いにトルクを伝達しているわけではない。したがって、カム機構７におけるカム面の食い込み力は、レリーズ部材５のレリーズ操作にはまったく影響ない。このため、従来装置のように、プレッシャプレートをレリーズ操作してクラッチオフする構成に比較して、本実施形態のレリーズ操作力は著しく軽くなる。

また、ライダーがクラッチレバーを離すと、レリーズ部材５はコイルスプリング６によってクラッチセンタ２側に移動し、クラッチオン状態になる。このとき、カム機構７の作用によって、クラッチセンタ２とプレッシャプレート４とは回転方向にズレが生じる。ここで、仮に、プレッシャプレート４とレリーズ部材５とが一体形成されていると、クラッチセンタ２の支持用突起２０とレリーズ部材５の収納部３４とが回転方向にズレ、コイルスプリング６が収納部３４の凹部３４ａの側壁に衝突することになる。したがって、従来装置では、収納部の凹部が回転方向に長く形成されている。

しかし、本実施形態では、クラッチセンタ２とレリーズ部材５とは両部材の係合突起２２，３５によって同期して回転するので、両者の間でカム機構７の作用によるズレを生じない。したがって、収納部３４の凹部３４ａを円形にすることができる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、クラッチ部３を介してクラッチハウジング１からのトルクの一部がクラッチセンタ２に伝達されるが、クラッチハウジング１からのトルクのすべてをプレッシャプレート４に伝達するようにしてもよい。

（ｂ）前記実施形態では、押圧部材としてコイルスプリングを用いたが、例えばダイヤフラムスプリング等の他の押圧部材を用いてもよい。

（ｃ）前記実施形態のクラッチセンタ、プレッシャプレート、レリーズ部材の形状、構造は一例であって、種々の変形が可能である。

１ クラッチハウジング
２ クラッチセンタ
３ クラッチ部
４ プレッシャプレート
５ レリーズ部材
６ コイルスプリング
７ カム機構
１３ 入力ギア
１７ 摩擦部
２０ 支持用突起
２１ 第１カム部
２１ａ 第１カム面
２２ 係合突起
２５，２６ クラッチプレート
３２ 第２カム部
３２ａ 第２カム面
３４ 収納部
３４ａ 凹部
３５ 係合突起

Claims (5)

1. 入力側部材からの動力を出力側部材に伝達するとともに、レリーズ機構の作動により動力伝達を遮断するモータサイクル用クラッチ装置であって、
   前記入力側部材に連結されたクラッチハウジングと、
   前記クラッチハウジングの内周部に配置され、前記出力側部材に連結されるクラッチセンタと、
   前記クラッチハウジングの内周部に配置された１枚以上のプレート部材を有するクラッチ部と、
   前記クラッチ部のプレート部材を押圧するとともに、前記クラッチ部からのトルクの少なくとも一部が伝達されるプレッシャプレートと、
   前記プレッシャプレートとの間でトルク伝達不能に配置され、前記プレッシャプレートを所定の押圧力で押圧するとともに、前記レリーズ機構の作動により前記押圧力を解除するためのレリーズ部材と、
   前記レリーズ部材を介して前記プレッシャプレートに押圧力を与える押圧部材と、
   前記クラッチセンタと前記プレッシャプレートとの間に設けられ、これらの間に相対回転差が生じた際に前記プレッシャプレートを前記クラッチ部側に移動させるとともに、前記プレッシャプレートから前記クラッチセンタにトルクを伝達するカム機構と、
   を備えたモータサイクル用クラッチ装置。
2. 前記クラッチセンタ及び前記レリーズ部材は軸方向移動自在でかつ相対回転不能に係合している、請求項１に記載のモータサイクル用クラッチ装置。
3. 前記クラッチセンタは外周部に前記プレッシャプレートと対向する摩擦部を有し、
   前記クラッチ部のプレート部材は、前記クラッチハウジングに係合する第１クラッチプレートと前記クラッチセンタ及び前記プレッシャプレートに係合する第２クラッチプレートとを含み、前記第１及び第２クラッチプレートは前記クラッチセンタの摩擦部と前記プレッシャプレートとの間に挟持される、
   請求項１又は２に記載のモータサイクル用クラッチ装置。
4. 前記押圧部材は、前記レリーズ部材を前記クラッチ部側に付勢する複数のコイルスプリングである、請求項１から３のいずれかに記載のモータサイクル用クラッチ装置。
5. 前記クラッチセンタは軸方向において前記レリーズ部材側に突出する複数の支持用突起を有し、
   前記レリーズ部材は、前記支持用突起が貫通する孔と、前記支持用突起を収納する凹部と、を有する複数の収納部を有し、
   前記コイルスプリングは、前記収納部の凹部内において前記支持用突起に支持され、一方の端部が前記レリーズ部材を付勢している、
   請求項４に記載のモータサイクル用クラッチ装置。

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