(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-05
(45)【発行日】2024-03-13
(54)【発明の名称】クラッチ装置およびこれに用いるクラッチアウター
(51)【国際特許分類】
F16D 13/58 20060101AFI20240306BHJP
F16D 3/70 20060101ALI20240306BHJP
F16F 15/136 20060101ALI20240306BHJP
【FI】
F16D13/58
F16D3/70 A
F16F15/136 B
(21)【出願番号】P 2021038591
(22)【出願日】2021-03-10
【審査請求日】2023-04-28
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000128175
【氏名又は名称】株式会社エフ・シー・シー
(74)【代理人】
【識別番号】100105784
【氏名又は名称】橘 和之
(72)【発明者】
【氏名】横山 紀彦
(72)【発明者】
【氏名】金原 真吾
(72)【発明者】
【氏名】永坂 英紀
(72)【発明者】
【氏名】横道 友太
【審査官】西藤 直人
(56)【参考文献】
【文献】実開平04-039450(JP,U)
【文献】実開平02-150425(JP,U)
【文献】中国実用新案第202468748(CN,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16D 13/58
F16D 3/70
F16F 15/136
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
動力伝達経路において互いに対向するように配置される2つの回転部材であるギヤおよびアウターと、
上記ギヤと上記アウターとの間に備えられる複数のダンパーとを備え、
上記ギヤは複数の孔を備え、
上記アウターは、上記ギヤの上記複数の孔に挿入される、上記複数の孔と同数から成る複数の柱状突出物を備え、
上記複数のダンパーは、上記複数の孔の数より少ない数だけ備えられて、上記複数の孔のうち一部の孔と、当該一部の孔に挿入された上記柱状突出物との間に介装され、
上記一部の孔に上記ダンパーが介装されるとともに上記一部の孔とは別の孔に上記ダンパーが介装されない状態において、上記複数の孔の位置における重量が全体として均衡するように上記複数の孔および上記複数の柱状突出物を構成した
ことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項2】
上記複数の孔は何れも同形同大であり、
上記複数の柱状突出物は、上記ダンパーが介装される上記一部の孔に挿入される第1の柱状突出物と、上記ダンパーが介装されない上記別の孔に挿入される第2の柱状突出物とを有し、
上記一部の孔に上記ダンパーが介装された状態において上記複数の孔の位置における重量が全体として均衡するように、上記第2の柱状突出物を上記第1の柱状突出物と異ならせている
ことを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置。
【請求項3】
上記第2の柱状突出物は、上記第1の柱状突出物に比べ、少なくとも上記アウターの円周方向に肉厚に構成されていることを特徴とする請求項2に記載のクラッチ装置。
【請求項4】
上記第2の柱状突出物は、上記アウターの円周方向に位置する側面
の一部が、上記別の孔の壁面の一部と面で接触する形状に構成されていることを特徴とする請求項3に記載のクラッチ装置。
【請求項5】
上記第2の柱状突出物は、上記第1の柱状突出物と同形同大で、上記第1の柱状突出物よりも重い材料により構成されていることを特徴とする請求項2に記載のクラッチ装置。
【請求項6】
上記複数の柱状突出物は何れも同形同大であり、
上記ダンパーが介装されない上記別の孔は、上記ダンパーが介装される上記一部の孔よりも小さく構成されていることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置。
【請求項7】
上記ギヤが備える上記複数の孔は、当該複数の孔の全体として上記ギヤの中心に対して互いに点対称の対称性を有する複数の位置に設けられていることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載のクラッチ装置。
【請求項8】
上記複数の孔のうち上記一部の孔は、当該一部の孔の全体として上記ギヤの中心に対して互いに点対称の対称性を有しない位置に存在することを特徴とする請求項7に記載のクラッチ装置。
【請求項9】
上記複数の孔は6個で、上記ダンパーが介装されない上記別の孔は1個であることを特徴とする請求項8に記載のクラッチ装置。
【請求項10】
動力伝達経路において、複数の孔を有するギヤと対向するように配置されるクラッチアウターであって、
上記ギヤの上記複数の孔に挿入される、上記複数の孔と同数から成る複数の柱状突出物を備え、当該複数の柱状突出物は、
上記複数の孔のうち、上記柱状突出物との間に緩衝用のダンパーが介装される一部の孔に挿入される第1の柱状突出物と、
上記複数の孔のうち、上記一部の孔とは別の孔であって、上記柱状突出物との間に上記ダンパーが介装されない上記別の孔に挿入される第2の柱状突出物とを有し、
上記一部の孔に上記ダンパーが介装されるとともに上記別の孔に上記ダンパーが介装されない状態において、上記複数の孔の位置における上記ダンパーを含めた重量が全体として均衡するように、上記第2の柱状突出物を上記第1の柱状突出物と異ならせている
ことを特徴とするクラッチアウター。
【請求項11】
上記第2の柱状突出物は、上記クラッチアウターの円周方向に位置する側面
の一部が、上記別の孔の壁面の一部と面で接触する形状に構成されていることを特徴とする請求項10に記載のクラッチアウター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、クラッチ装置およびこれに用いるクラッチアウターに関し、特に、振動を吸収するための緩衝用のダンパーをクラッチアウターとギヤとの間に備えたクラッチ装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、エンジンの力をトランスミッション(変速機)に伝えたり遮断したりする役割を有するクラッチ装置には、ゴム等の弾性体からなるダンパーが用いられている(例えば、特許文献1参照)。ダンパーは、2つの回転部材であるクラッチアウター(ハウジング)とギヤとの間に設置され、エンジンのクランク軸の回転変動やクラッチの接続に伴って生じる振動を弾性変形によって吸収するための緩衝具である。
【0003】
図7は、特許文献1に開示されている従来のクラッチ装置の一部構成例を示す図である。
図7の構成では、ギヤ101に設けられた6個の孔101a,101bに対し、その内側に入るようハウジングに形成された6個のボス(柱状突出物)102a,102bが挿入され、孔101a,101bとボス102a,102bとの間にそれぞれゴムダンパー201,202が介装されている。
図7に示す構成では、2種類の形状の異なるボス102a,102bが用いられている。
【0004】
ところで、コスト低減等を目的として、ダンパーの使用数を減らしたいとするニーズが存在する。ただし、ダンパーの使用数を減らし過ぎると、全体としての緩衝性能が落ちてしまうという問題を生じる。そこで、ダンパーを1つのみ削減することが考えられる。1つのダンパーを廃止する場合、その箇所に対応するクラッチアウターのボスも不要となる。しかしながら、一組のダンパーおよびボスを廃止すると、回転部材のとしての重量バランスが悪化し、異常な振動やそれに伴う各部での異常な摩耗が発生する可能性があるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、一部のダンパーを廃止する場合においても、異常な振動や異常な摩耗の発生を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記した課題を解決するために、本発明では、複数の孔を有するギヤと、当該複数の孔と同数から成る複数の柱状突出物を有するアウターとが動力伝達経路において互いに対向するように配置され、ギヤが備える複数の孔よりも少ない数のダンパーを一部の孔に対してのみ備えるようにしたクラッチ装置において、一部の孔にダンパーが介装されるとともに一部の孔とは別の孔にダンパーが介装されない状態において、複数の孔の位置における重量が全体として均衡するように複数の孔および複数の柱状突出物を構成している。
【発明の効果】
【0008】
上記のように構成した本発明によれば、ダンパーを備えない孔を設けたとしても、回転部材として全体の重量バランスが悪化することを防止することができる。これにより、一部のダンパーを廃止する場合においても、異常な振動やそれに伴う各部での異常な摩耗の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本実施形態によるクラッチ装置の全体構成例を示す図である。
【
図2】本実施形態によるクラッチアウターの構成例を示す斜視図である。
【
図3】本実施形態によるクラッチ装置の要部構成例を示す図である。
【
図4】本実施形態のクラッチ装置において第2の足ボスが貫通孔に接触した状態を示す図である。
【
図5】本実施形態によるクラッチ装置の他の構成例を示す図である。
【
図6】本実施形態によるクラッチ装置の他の構成例を示す図である。
【
図7】従来のクラッチ装置の一部構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態によるクラッチ装置の全体構成例を示す図である。ここではクラッチ装置の一例として、自動二輪車の変速機の入力軸11上に設けられる湿式多板クラッチの縦断面図を示す。
図2は、本実施形態のクラッチ装置で用いられるクラッチアウター15(以下、単にアウターという)の構成例を示す斜視図である。
図3は、本実施形態によるクラッチ装置の要部構成例を示す図であり、被駆動側ギヤ13とアウター15とが対向配置された状態を示している。
【0011】
図1に示すように、本実施形態のクラッチ装置は、動力伝達経路において互いに対向するように配置される2つの回転部材である被駆動側ギヤ13およびアウター15と、入力軸11に固着されるクラッチセンタ14と、被駆動側ギヤ13とアウター15との間に備えられる複数のダンパー16と、複数枚の駆動側ディスク17と、複数枚の被駆動側ディスク18とを備える。
【0012】
被駆動側ギヤ13は、特許請求の範囲のギヤに相当するものであり、エンジンのクランクシャフトに固着された駆動側ギヤ(図示せず)に噛合するようにして、入力軸11で回転自在に支承される。アウター15は、軽合金(例えばアルミニウム合金)のダイカスト成形により形成されるものであり、クラッチセンタ14を囲むようにして、当該クラッチセンタ14と被駆動側ギヤ13との間に配置される。複数枚の駆動側ディスク17は、アウター15の内周側に軸方向の摺動を可能として係合される。複数枚の被駆動側ディスク18は、複数枚の駆動側ディスク17と交互に重なるように配置され、軸方向の摺動を可能としてクラッチセンタ14の外周側に係合される。
【0013】
クラッチセンタ14は、アウター15の開放端側の最も外側に位置する駆動側ディスク17に対向する受圧板21を一体に備えている。また、この受圧板21に向って駆動側ディスク17および被駆動側ディスク18を押圧し得る加圧板22が、アウター15の最も内側に位置する駆動側ディスク17に対向して配置される。この加圧板22を矢印Bの方向に移動するとクラッチOFF(動力遮断状態)となる一方、矢印Aの方向に移動するとクラッチON(動力伝達状態)となる。
【0014】
図1および
図2に示すように、アウター15は、クラッチセンタ14を同軸に囲繞する円筒部15aと、当該円筒部15aの一端に連なって被駆動側ギヤ13に対向する端壁部15bとを一体に有している。端壁部15bには、被駆動側ギヤ13の支持筒部13eを挿通させる貫通孔15cが中央部に設けられるとともに、この貫通孔15cの周囲に複数の柱状突出物である足ボス15d
-1,15d
-2(以下では、まとめて足ボス15dと記すことがある)が突設されている。
【0015】
図3に示すように、被駆動側ギヤ13は、図示しない駆動側ギヤに連結する円筒部13aと、当該円筒部13aの一端に連なってアウター15の端壁部15bに対向する端壁部13bとを一体に有している。端壁部13bには、入力軸11を挿通させる貫通孔13cが中央部に設けられるとともに、この貫通孔13cの周囲に複数の貫通孔13d
-1,13d
-2(以下では、まとめて貫通孔13dと記すことがある)が設けられている。貫通孔13dは、特許請求の範囲の孔に相当するものである。
【0016】
本実施形態において、複数の貫通孔13dは、断面円形の円筒状の孔であり、何れも同形同大の同じものである。貫通孔13dの深さは、アウター15の足ボス15dの高さおよびダンパー16の高さと略同じである。この複数の貫通孔13dの中にアウター15の複数の足ボス15dが挿入され、一部の貫通孔13d-1と、当該一部の貫通孔13d-1に挿入された一部の足ボス15d-1との間にダンパー16が介装される。
【0017】
本実施形態において、複数の貫通孔13dは6個であり、このうちダンパー16が介装される一部の貫通孔13d-1(以下、第1の貫通孔13d-1という)は5個、ダンパー16が介装されない別の貫通孔13d-2(以下、第2の貫通孔13d-2という)は1個である。6個の貫通孔13dは、全体として対称性を有する複数の位置(被駆動側ギヤ13の中心に対して互いに点対称な位置)に設けられている。すなわち、6個の貫通孔13dは、それぞれの中心点を結んだ形状が正六角形となり、その正六角形の中心が被駆動側ギヤ13の中心と一致するような位置に設けられている。このうち、ダンパー16が介装されない5個の第2の貫通孔13d-2は、対称性を有しない位置に存在する。
【0018】
これらの貫通孔13dに挿入されるアウター15の足ボス15dは、当該貫通孔13dと同数の6個設けられている。6個の足ボス15dも6個の貫通孔13dと同様に、全体として対称性を有する複数の位置に設けられている。6個の足ボス15dのうち、5個の足ボス15d
-1(以下、第1の足ボス15d
-1という)は第1の貫通孔13d
-1に挿入され、1個の足ボス15d
-2(以下、第2の足ボス15d
-2という)は第2の貫通孔13d
-2に挿入される。第1の足ボス15d
-1は特許請求の範囲の第1の柱状突出物に相当し、第2の足ボス15d
-2は特許請求の範囲の第2の柱状突出物に相当する。
図2および
図3に示す通り、第1の足ボス15d
-1と第2の足ボス15d
-2は異なる形状を有している(これについての詳細は後述する)。
【0019】
ダンパー16は、ゴム等の弾性体で構成され、第1の足ボス15d
-1の断面形状と同様の断面形状に形成された貫通孔16aを中央部に有している。第1の足ボス15d
-1は、ダンパー16の中央部の貫通孔16aを貫通する。
図1に示すように、ダンパー16の上端部にはリテーナ板19が配置され、当該リテーナ板19がリベット20により第1の足ボス15d
-1の先端面に固着される。これにより、ダンパー16は、リテーナ板19と端壁部15bとの間に挟まれた状態で保持される。
【0020】
ダンパー16が5個の第1の貫通孔13d-1にのみ介装され、第2の貫通孔13d-2に介装されないことにより、5個のダンパー16の配置位置は対称性が失われ、そのままでは回転部材としての重量バランスが崩れる。これに対し、本実施形態では、ダンパー16が介装されない第2の貫通孔13d-2に挿入される第2の足ボス15d-2を、5個のダンパー16が介装される第1の貫通孔13d-1に挿入される第1の足ボス15d-1の形状と異ならせている。これにより、第1の貫通孔13d-1にダンパー16が介装されるとともに第2の貫通孔13d-2にダンパー16が介装されない状態において、複数の貫通孔13dの位置における重量が全体として均衡するようにしている。
【0021】
具体的には、第2の足ボス15d
-2を第1の足ボス15d
-1よりも肉厚にすることによって大きく構成し、1個の第1の足ボス15d
-1および1個のダンパー16の合計重量と、第2の足ボス15d
-2の重量とが略等しくなるようにしている。すなわち、第2の足ボス15d
-2を第1の足ボス15d
-1と同じ高さとしつつ、第2の足ボス15d
-2の横断面積が第1の足ボス15d
-1の横断面積よりも大きくなるように、第2の足ボス15d
-2を第1の足ボス15d
-1よりも肉厚に形成している。
図3の例では、アウター15の円周方向およびアウター15の中心部から外側に向かう放射方向に、第2の足ボス15d
-2の厚みを第1の足ボス15d
-1に比べて増量している。
【0022】
これにより、コスト削減などを目的として6個の貫通孔13dのうち1個の第2の貫通孔13d-2に配置するダンパー16を省略することとしても、回転部材として全体の重量バランスが悪化することを防止することができる。これにより、一部のダンパー16を廃止する場合においても、異常な振動やそれに伴うクラッチ装置における各部での異常な摩耗の発生を抑制することができる。
【0023】
以上のように構成した本実施形態のクラッチ装置において、ダンパー16は、当該クラッチ装置が搭載された自動二輪車の走行中に、エンジンのクランクシャフトの回転変動やクラッチの接続などに伴って振動が生じた場合に、その振動を弾性変形によって吸収する。このとき、アウター15に対する被駆動側ギヤ13の捩じり角度が大きくなり過ぎると、ダンパー16が大きく変形し、ダンパー16の弾性疲労を早めたり破損を招いたりすることがある。
【0024】
これに対し、本実施形態のクラッチ装置によれば、第2の貫通孔13d-2の中にダンパー16が配置されておらず、アウター15の円周方向に肉厚が増量された第2の足ボス15d-2が第2の貫通孔13d-2の中に挿入されている。これにより、第2の足ボス15d-2と第2の貫通孔13d-2の壁面との隙間距離は、第1の足ボス15d-1と第1の貫通孔13d-1の壁面との隙間距離よりも短くなっている。
【0025】
このため、
図4に示すように、第1の貫通孔13d
-1の中にあるダンパー16の弾性変形が大きくなり過ぎる前に、第2の足ボス15d
-2が第2の貫通孔13d
-2の壁面に接触し、第2の足ボス15d
-2が被駆動側ギヤ13の回転を抑止するストッパとして機能する。これにより、第2の足ボス15d
-2とは別部品でストッパを構成することなく、ダンパー16の過大な弾性変形を抑止することができる。
【0026】
ここで、第2の足ボス15d-2は、アウター15の円周方向に位置する側面の少なくとも一部が、第2の貫通孔13d-2の壁面の一部と面で接触する形状に構成されている。すなわち、第2の足ボス15d-2の横断面形状において、アウター15の円周方向に位置する辺の形状は、第2の貫通孔13d-2の横断面形状である円の直径と同じ直径の円弧形状をしており、当該円弧形状の部分の第2の足ボス15d-2の側面が第2の貫通孔13d-2の壁面に対して面で接触する。これにより、第2の足ボス15d-2が第2の貫通孔13d-2の壁面に接触するときの面圧を下げ、第2の足ボス15d-2の破損を抑止することができる。
【0027】
なお、上記実施形態では、複数の貫通孔13dが6個で、そのうちダンパー16が介装されない第2の貫通孔13d-2が1個である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、被駆動側ギヤ13が複数の貫通孔13dを備える一方、その中の一部の第1の貫通孔13d-1に対してのみダンパー16を配置するようにしたクラッチ装置には何れも本発明を実施することが可能である。ここで、全体として対称性を有する複数の位置に配置された複数の貫通孔13dのうち、ダンパー16が介装される第1の貫通孔13d-1が対称性を有しない位置に存在するクラッチ装置はもちろん、第1の貫通孔13d-1が対称性を有する位置に存在するクラッチ装置にも本発明を適用することが可能である。また、全体として対称性を有しない複数の位置に複数の貫通孔13dが配置された被駆動側ギヤ13を有するクラッチ装置に本発明を適用することも可能である。
【0028】
例えば、貫通孔13dおよび足ボス15dがそれぞれ8個で、ダンパー16が6個という構成のクラッチ装置にも本発明を適用することが可能である。この場合は、8個のうち6個が第1の足ボス15d-1で、2個が第2の足ボス15d-2であり、6個の貫通孔13dに対して6個の第1の足ボス15d-1を挿入してダンパー16を介装するとともに、2個の第2の貫通孔13d-2に対して2個の第2の足ボス15d-2を挿入した状態において、重量が全体として均衡するように複数の足ボス15dを構成する。また、例えば貫通孔13dおよび足ボス15dがそれぞれ5個または7個で、ダンパー16の数がそれより少ない構成のクラッチ装置にも本発明を適用することが可能である。
【0029】
また、上記実施形態では、第2の足ボス15d
-2の形状を第1の足ボス15d
-1の形状と異ならせることによって全体の重量バランスを図る構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、
図5に示すように、複数の足ボス15dを何れも同じ第1の足ボス15d
-1とし、ダンパー16が介装されない第2の貫通孔13d
-2’を、ダンパー16が介装される第1の貫通孔13d
-1よりも小さく構成するようにしてもよい。
【0030】
すなわち、
図5に示すように、第2の貫通孔13d
-2’の横断面形状である円の直径を、第1の貫通孔13d
-1の横断面形状である円の直径よりも小さくする。これにより、第2の貫通孔13d
-2’が形成される部分における端壁部13bの肉厚が、第1の貫通孔13d
-1が形成される部分における端壁部13bの肉厚よりも大きくなる。この端壁部13bの肉厚の違いによる重量差が、1個のダンパー16の重量と略同じとなるように第2の貫通孔13d
-2’の直径を調整することにより、第1の貫通孔13d
-1にダンパー16が介装されるとともに第2の貫通孔13d
-2’にダンパー16が介装されない状態において、複数の貫通孔13dの位置における重量が全体として均衡するようにすることが可能である。
【0031】
別の例として、
図6に示すように、第2の足ボス15d
-2’を第1の足ボス15d
-1と同形同大とし、複数の貫通孔13dも全て同形同大とした上で、第2の足ボス15d
-2’を第1の足ボス15d
-1よりも重い材料により構成することにより、第1の貫通孔13d
-1にダンパー16が介装されるとともに第2の貫通孔13d
-2’にダンパー16が介装されない状態において、複数の貫通孔13dの位置における重量が全体として均衡するように構成してもよい。
【0032】
また、上記実施形態では、第2の足ボス15d-2をアウター15の円周方向および放射方向に肉厚とする構成について説明したが、円周方向にのみ肉厚にする構成としてもよい。ただし、放射方向にも肉厚な構成とすることにより、第2の足ボス15d-2の側面と第2の貫通孔13d-2の壁面との接触面積を大きくすることができ、接触するときの面圧をより小さくすることができる点で好ましい。
【0033】
また、上記実施形態では、本発明を自動二輪車用の湿式多板クラッチに適用した場合について説明したが、四輪自動車の自動変速機におけるクラッチに適用することも可能である。
【0034】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【0035】
13 被駆動側ギヤ(ギヤ)
13d 貫通孔(孔)
13d-1 第1の貫通孔(一部の孔)
13d-2,13d-2’ 第2の貫通孔(別の孔)
15 クラッチアウター(アウター)
15d 足ボス(柱状突出物)
15d-1 第1の足ボス(第1の柱状突出物)
15d-2,15d-2’ 第2の足ボス(第2の柱状突出物)
16 ダンパー