(57)【要約】【課題】  ドラム部材と摩擦部材との摩擦で発生した摩耗粉が摩擦部材の溝に入った場合に、その摩耗粉を速やかに外部に排出して、ドラム部材を清浄に維持できる遠心クラッチを提供すること。【解決手段】  遠心力により半径方向外方へ振り出されるように駆動軸９１に揺動自在に装着された遠心ウェイト１０３と、該遠心ウェイト１０３の外周面１０３ａに固着されると共に周方向に複数のブロックに分割する溝１２１，１２２，１２３を有した摩擦部材１１３と、遠心ウェイト１０３が振り出された時に摩擦部材１１３が内周面に摩擦係合するドラム部材１１５とを備える自動遠心クラッチ３２において、摩擦部材１１３の溝１２１，１２２，１２３は、駆動軸の軸線方向に対して傾斜して設ける。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心力により半径方向外方へ振り出されるように駆動軸(91)に揺動自在に装着され周方向に延びる遠心ウェイト(103)と、該遠心ウェイトの外周面に固着されると共に前記外周面の周方向に複数のブロックに分割する溝(122)が設けられた摩擦部材(113)と、前記駆動軸(91)に同心に装備された被駆動軸(31)に設けられて前記遠心ウェイト(103)が振り出された時に前記摩擦部材(113)と摩擦係合する内周面を有するドラム部材(115)とを備える遠心クラッチにおいて、
前記摩擦部材(113)は、前記溝(122)が摩擦部材(113)の回転方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする遠心クラッチ。
【請求項２】
前記ドラム部材(115)は、軸方向一端側が開放した椀形状をなし、前記溝(122)の傾斜の向きは、前記溝(122)に入った前記摩擦部材(113)の摩耗粉が前記ドラム部材(115)の開放している方向に排出されるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の遠心クラッチ。
【請求項３】
前記溝(122)は、前記摩擦部材(113)が前記ドラム部材(115)に対して初期に接触する初期接触溝(122)と、所定量の摩耗後に接触する摩耗後接触溝(121,123)とから構成され、前記初期接触溝(122)は、前記摩擦部材(113)の周方向の長さの中央近傍に１本設けられ、前記摩耗後接触溝(121,123)は前記初期接触溝(122)の前後に１本ずつ設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心クラッチに関し、特にその遠心ウェイトに固着される摩擦部材（ライニング材）の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の機械装置には遠心クラッチが使用されている。自動二輪車のユニットスイング式エンジンにおいては、ベルト式無段変速機の出力をその後段の減速ギヤ列に伝達する部位に遠心クラッチが搭載されている。
【０００３】
この遠心クラッチは、円筒状を成してベルト式無段変速機の出力側プーリである従動プーリと一体回転する駆動軸と、この駆動軸内を挿通して駆動軸と同心に配置された被駆動軸との間で動力伝達を断続するもので、被駆動軸がベルト式無段変速機の後段に配置される減速ギヤ列へ回転力を入力する。
【０００４】
この遠心クラッチは、駆動軸の回転による遠心力によって半径方向外方へ振り出されるように駆動軸に揺動自在に装着され周方向に延びる遠心ウェイトと、該遠心ウェイトの円弧状の外周面に固着されると共に外周面を周方向に複数のブロックに分割する溝が設けられた摩擦部材と、被駆動軸に設けられて遠心ウェイトが振り出された時に摩擦部材と摩擦係合する内周面を有するドラム部材とを備えている。
【０００５】
遠心ウェイトは、ドラム部材と摩擦部材との摩擦摺動時に発生する摩擦熱で、摩擦部材と共に昇温し、この昇温によって円弧状の外周面は、周方向に大きな熱膨張が発生する。ところが、通常、遠心ウェイトの本体部分は、生産性の良いアルミニウム合金、亜鉛合金等のダイキャスト材で作られるのに対して、摩擦部材は非アスベスト系の繊維や粉末を含有した樹脂成型品で、摩擦部材の熱膨張率は遠心ウェイトよりも小さくなる。
【０００６】
摩擦部材は、ドラム部材との摩擦係合を確実にしかつ耐摩耗性を増すために、その面積ができるだけ広い方が良いが、遠心ウェイトの外周面の周方向の全長にわたって連続した１ブロックとすると、上記の熱膨張差のために応力が作用して、クラックの発生原因となる。そこで、このような熱膨張差によるクラックの発生を防止するために、摩擦部材は溝を設けて、周方向に複数個に分割する構成としている。
【０００７】
従来の遠心クラッチの場合、上記溝は、駆動軸の軸線方向に沿って形成されていた。また、摩擦部材が貼付される遠心ウェイトの外周面の一端には、半径方向外方に向かって突出して、摩擦部材の一端を位置決めする突起部が形成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実用新案登録２５３０４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、前述した従来の遠心クラッチでは、ドラム部材と摩擦部材との摩擦で発生した摩耗粉が溝に入った場合に、その摩耗粉を速やかに溝の外に排出することができず、ドラム部材内が摩耗粉によって汚れ易いという問題があった。
【０００９】
その原因としては、溝の方向が摩擦部材の回転方向に直交する方向で、摩擦部材の回転による慣性力が溝内に入った摩耗粉を溝の側面に押さえ付けるように作用して、摩耗粉の移動を妨げている。また、遠心ウェイトの外周面の一端に装備した突起部が摩耗粉の排出を妨げる邪魔板として作用してしまうことが考えられる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、ドラム部材と摩擦部材との摩擦で発生した摩耗粉が摩擦部材の溝に入った場合に、その摩耗粉を速やかに外部に排出して、ドラム部材を清浄に維持できる遠心クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、遠心力により半径方向外方へ振り出されるように駆動軸に揺動自在に装着され周方向に延びる遠心ウェイトと、該遠心ウェイトの外周面に固着されると共に前記外周面の周方向に複数のブロックに分割する溝が設けられた摩擦部材と、前記駆動軸に同心に装備された被駆動軸に設けられて前記遠心ウェイトが振り出された時に前記摩擦部材と摩擦係合する内周面を有するドラム部材とを備える遠心クラッチにおいて、前記摩擦部材は、前記溝が摩擦部材の回転方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明の構成に加えて、前記ドラム部材は、軸方向一端側が開放した椀形状をなし、前記溝の傾斜の向きは、前記溝に入った前記摩擦部材の摩耗粉が前記ドラム部材の開放している方向に排出されるように設定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の発明の構成に加えて、前記溝は、前記摩擦部材が前記ドラム部材に対して初期に接触する初期接触溝と、所定量の摩耗後に接触する摩耗後接触溝とから構成され、前記初期接触溝は、前記摩擦部材の周方向の長さの中央近傍に１本設けられ、前記摩耗後接触溝は前記初期接触溝の前後に１本ずつ設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の遠心クラッチでは、遠心ウェイトの外周面の摩擦部材を周方向に複数に分割する溝が、摩擦部材の回転方向に対して傾斜して設けられていて、摩擦部材の回転による慣性力が溝内に入った摩耗粉を溝に沿って押し流す方向に作用するため、ドラム部材と摩擦部材との摩擦で発生した摩耗粉が摩擦部材の溝に入った場合に、その摩耗粉を速やかに溝の外部に排出することができる。従って、ドラム部材内が摩耗粉によって汚れ難くなり、ドラム部材を清浄に維持することができる。
【００１５】
請求項２に記載の遠心クラッチでは、溝の出口が、ドラム部材の開放端側に向けられているため、摩擦部材の回転による慣性力で傾斜した溝の出口端から放出される摩耗粉は、速やかに、ドラム部材の外部に排出される。従って、より一層ドラム部材内が摩耗粉によって汚れ難くなり、ドラム部材を清浄に維持することができる。
【００１６】
請求項３に記載の遠心クラッチでは、摩擦部材の摩耗が進行して、例えば初期接触溝の深さが摩耗粉の排出動作に不十分な溝深さになった場合でも、代わってドラム部材に接触するようになる摩耗後接触溝が、摩耗粉の排出動作に十分な溝深さを備えているため、摩耗粉の排出性能を長期に渡って良好に維持することができ、ドラム部材を長期にわたって清浄に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る遠心クラッチの好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る遠心クラッチがユニットスイング式エンジンに装備された自動二輪車の一実施の形態の側面図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の４矢視図、図４は図２に示した出力軸上の自動遠心クラッチの拡大図、図５は図４に示した自動遠心クラッチの遠心ウェイトの外周面に配置された摩擦部材の溝形状の説明図である。
【００１８】
図１に示したスクータ型の自動二輪車Ｖは、操向ハンドルＨにより操舵される前輪Ｗｆと駆動輪である後輪Ｗｒとの間で、シート（座席）１０の下方となる位置にスイング式のパワーユニットであるユニットスイング式エンジンＰを配置している。
【００１９】
この自動二輪車Ｖの車体フレーム１１は、前端に、ヘッドパイプ１２を備えている。このヘッドパイプ１２には、操向ハンドルＨにより操向可能にフロントフォーク１３が取付けられており、フロントフォーク１３の下端に前輪Ｗｆが軸支される。
【００２０】
前輪Ｗｆには、ブレーキディスク１４が同軸に取付けられており、該ブレーキディスク１４と共に前輪ブレーキ装置ＢＦを構成するブレーキキャリパ１５が、フロントフォーク１３の下部に設けられたキャリパブラケット１６で支持される。
【００２１】
ユニットスイング式エンジンＰは、図２に示すように、水冷式エンジンＥの出力を、ベルト式無段変速機１８、自動遠心クラッチ３２、減速ギヤ列１９を収容した減速機６０を介して、駆動輪となる後輪Ｗｒの車軸である後車軸３４に伝達する。このユニットスイング式エンジンＰは、車体フレーム１１の中間部に上下揺動可能に支承されている。
【００２２】
ユニットスイング式エンジンＰは、水冷式エンジンＥのクランクケースとなるエンジンケース２２と、エンジンケース２２に結合されて後輪Ｗｒの左側に配置される右ケース半体２３と、右ケース半体２３の左側面に結合される左ケース半体２４と、前記右ケース半体２３の後部に装備される減速ギヤケース２５とを備える。
【００２３】
水冷式エンジンＥは、図２に示すように、クランクシャフト２６を回転自在に支持したケーシングであるエンジンケース２２と、クランクシャフト２６にコンロッド７１を介して連結されたピストン７２と、エンジンケース２２の車体前方上部に接合されてピストン７２が摺合するシリンダ部（燃焼室）７３を提供するシリンダブロック７４とを備えている。また、シリンダブロック７４の車体前方上部に接合されてシリンダ部７３へ吸排気するバルブや点火プラグが装着されるシリンダヘッド７５と、このシリンダヘッド７５の車体前方上部に組み付けられたカムシャフトの車体前方上を覆う図示せぬヘッドカバーとを備えている。
【００２４】
また、このエンジンＥは、エンジンケース２２内の摺動部を潤滑油の循環によって冷却する第１の冷却構造７６と、シリンダヘッド７５やヘッドカバー２１に装備されるウォータージャケット７７に冷却水を循環させてエンジンの冷却を行う第２の冷却構造とを備えている。
【００２５】
ベルト式無段変速機１８は、図２に示すように、エンジンＥのクランクシャフト２６に設けられた駆動プーリ２８と、右ケース半体２３および減速ギヤケース２５で回転自在に支承される出力軸３１に相対回転自在に装着された従動プーリ２９と、駆動プーリ２８および従動プーリ２９に巻掛けられる無端ベルト３０とを備えている。駆動プーリ２８は、クランクシャフト２６の回転数に応じて径方向に変位する遠心ウェイト２７の作用で有効半径を変化させるように構成されている。
【００２６】
また、従動プーリ２９は、駆動プーリ２８の有効半径変化に伴う無端ベルト３０の変位により有効半径を変化させる。従動プーリ２９と出力軸３１との間には、従動プーリ２９の回転数が所定数以上になると、従動プーリ２９を出力軸３１に接続する自動遠心クラッチ３２が設けられている。
【００２７】
このようなベルト式無段変速機１８では、クランクシャフト２６の回転数増加に伴う遠心ウェイト２７の作用で駆動プーリ２８の有効半径が増加し、それに伴って従動プーリ２９の有効半径が減少することにより、変速比がロー側からトップ側に向けて無段階に変化することになる。
【００２８】
従動プーリ２９は固定プーリ半体２９ａと可動プーリ半体２９ｂとから成り、固定プーリ半体２９ａは出力軸３１に回転自在に嵌合した円筒状の駆動軸９１に固定されている。可動プーリ半体２９ｂは駆動軸９１上にこれと一体に回転するが軸線方向には摺動可能に装着されており、スプリング９２により固定プーリ半体２９ａへ向けて押圧されている。
【００２９】
次に、自動遠心クラッチ３２の構成を図２、図４及び図５により説明する。駆動軸９１の外端部に環状プレート９４が固定されており、該環状プレート９４の外周部に３個のピボット軸９６が円周方向に等間隔に配されて内側へ突出している。そしてこれらピボット軸９６にそれぞれ遠心ウェイト１０３の一端が枢着されている。
【００３０】
各遠心ウェイト１０３はそれぞれのピボット軸９６から円周方向に延び、その中間部と隣接する遠心ウェイト１０３のピボット軸９６に設けられた係止片との間に張設されたコイルスプリング１０７により、ピボット軸９６を中心として半径方向内方へ揺動するように付勢されている。
【００３１】
環状プレート９４には、ピン１０９を介してダンパゴム１１１が取付けられている。コイルスプリング１０７により半径方向内方へ付勢された遠心ウェイト１０３はこのダンパゴム１１１によって受けられている。各遠心ウェイト１０３の外周面１０３ａには、摩擦部材１１３が例えば接着等の手段により固着されている。そして、その外方は、被駆動軸５の外端に固定されたドラム部材１１５の周壁部１１７によって囲まれている。
【００３２】
駆動軸９１の回転速度が高くなると、遠心ウェイト１０３に作用する遠心力がコイルスプリング１０７の付勢力に打ち勝って、遠心ウェイト１０３はピボット軸９６を中心として半径方向外方へ振り出され、摩擦部材１１３がドラム部材１１５の周壁部１１７の内周面に圧接して両者間の摩擦力により駆動軸９１の回転がドラム部材１１５を介して被駆動軸である出力軸３１に伝えられる。
【００３３】
本実施の形態の場合、遠心ウェイト１０３の本体部分は、生産性の良いアルミニウム合金、亜鉛合金等のダイキャスト材で作られている。これに対して、摩擦部材１１３は非アスベスト系の繊維や粉末を含有した樹脂成型品で、摩擦部材１１３の熱膨張率は遠心ウェイト１０３よりも小さくなる。摩擦部材１１３と遠心ウェイト１０３との間の熱膨張差によって摩擦部材１１３にクラックの発生を防止するために、摩擦部材１１３は、図５に示すように、３本の溝１２１，１２２，１２３により周方向に４個のブロックＢ１〜Ｂ４に分割されている。
【００３４】
そして、摩擦部材１１３の溝１２１，１２２，１２３は、図５に矢印Ｘで示す摩擦部材１１３の回転方向に対して傾斜して設けられている。また、ドラム部材１１５は、軸方向一端側（図４では、右端側）が開放した椀形状をなしている。そして、摩擦部材１１３の溝１２１，１２２，１２３の傾斜の向きは、溝１２１，１２２，１２３に入った摩擦部材１１３の摩耗粉がドラム部材１１５の開放している方向に排出されるように、回転方向の後方に向かって傾斜した状態に設定されている。この場合に、各溝１２１，１２２，１２３の傾斜角は、回転方向Ｘに対して４５°±３０°の範囲が良い。
【００３５】
溝１２１，１２２，１２３には、摩擦部材１１３の摩耗粉の他、ベルト式無段変速機１８で使用している無端ベルト３０の摩耗粉や、外部から侵入した微細な粉塵も侵入する。それらの排出溝として、各溝１２１，１２２，１２３は、溝幅を５±３ｍｍ程度、溝深さは摩擦部材１１３の厚さ寸法以下の任意値に設定すると良い。溝の深さが摩擦部材１１３の厚さ寸法と等しい場合は、溝により分断された各ブロックＢ１〜Ｂ４が互いに独立した摩擦部材１１３となる。
【００３６】
更に、本実施の形態の場合、摩擦部材１１３の周方向の長さの中央近傍に１本設けられた溝１２２は摩擦部材１１３がドラム部材１１５に対して初期に接触する初期接触溝であり、この初期接触溝１２２の前後に１本ずつ設けられた溝１２１，１２３は、所定量の摩耗後に接触する摩耗後接触溝である。
【００３７】
更に、摩擦部材１１３が貼付される外周面１０３ａには、摩擦部材１１３の端縁を押さえる突起部が存在していない。そのため、溝の深さが摩擦部材１１３の板厚に等しく設定されている場合でも、溝の出口がある遠心ウェイト１０３の突起部で塞がれることがない。
【００３８】
以上説明した自動遠心クラッチ３２では、遠心ウェイト１０３の外周面１０３ａの摩擦部材１１３を周方向に複数に分割する溝１２１，１２２，１２３が、摩擦部材１１３の回転方向Ｘに対して傾斜して設けられていて、摩擦部材１１３の回転による慣性力が溝１２１，１２２，１２３内に入った摩耗粉を溝１２１，１２２，１２３に沿って押し流す方向に作用する。このため、ドラム部材１１５と摩擦部材１１３との摩擦で発生した摩耗粉が摩擦部材１１３の溝１２１，１２２，１２３に入った場合に、その摩耗粉を速やかに溝１２１，１２２，１２３の外部に排出することができる。従って、ドラム部材内が摩耗粉によって汚れ難くなり、ドラム部材を清浄に維持することができる。
【００３９】
また、上記実施の形態の自動遠心クラッチ３２では、溝１２１，１２２，１２３の出口が、ドラム部材１１５の開放端側に向けられているため、摩擦部材１１３の回転による慣性力で傾斜した溝１２１，１２２，１２３の出口端から放出される摩耗粉は、速やかに、ドラム部材１１５の外部に排出される。従って、より一層ドラム部材１１５内が摩耗粉によって汚れ難くなり、ドラム部材１１５を清浄に維持することができる。
【００４０】
更に、上記実施の形態の自動遠心クラッチ３２では、摩擦部材１１３の摩耗が進行して、例えば初期接触溝１２２の深さが摩耗粉の排出動作に不十分な溝深さになった場合でも、代わってドラム部材１１５に接触するようになる摩耗後接触溝１２１，１２３が、摩耗粉の排出動作に十分な溝深さを備えているため、摩耗粉の排出性能を長期に渡って良好に維持することができ、ドラム部材１１５を長期にわたって清浄に維持することができる。
【００４１】
なお、次に、図２に示した減速機６０や、エンジンケース２２とスイングアーム３５の締結構造について、補足説明しておく。前述した右ケース半体２３および減速ギヤケース２５には、出力軸３１に加えて、中間軸３３と、後輪Ｗｒの車軸である後車軸３４とが相互に平行な軸線を有して回転自在に支承されており、出力軸３１、中間軸３３および後車軸３４が歯車１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄから成る減速ギヤ列１９を介して連結されている。従って、ベルト式無段変速機１８で変速されたエンジンＥの駆動力は、減速ギヤ列１９でさらに減速されて後車軸３４に伝達される。
【００４２】
図２及び図３に示すように、後輪Ｗｒの右側には車体の前後方向に延びるスイングアーム３５が配置されており、このスイングアーム３５の前端部はエンジンケース２２の後端のアーム連結部２２ａにボルト６１により締結される。
【００４３】
また、スイングアーム３５の後部と車体フレーム１１の後部とは、図３に示すように、リヤクッション３６により結合される。図１に示すように、ユニットスイング式エンジンＰの後部である減速ギヤケース２５の後端部も、リヤクッション２０により車体フレーム１１の後部に結合される。リヤクッション２０とリヤクッション３６は、車体の両側に対称に装備されていて、ユニットスイング式エンジンＰの後部を車体フレーム１１の後部に支持している。
【００４４】
図３に示すように、スイングアーム３５の右側に配置される排気マフラー３７は、ボルト６３による締結により、スイングアーム３５に固定される。
【００４５】
後輪Ｗｒは、図２に示したように、ホィール３８の外周にタイヤ３９が装着されて成るものであり、後車軸３４はホィール３８のハブ３８ａを貫通する。ハブ３８ａはスプライン４０により後車軸３４に結合されているため、後車軸３４およびホィール３８は相対回転不能である。
【００４６】
図２に示すように、後輪Ｗｒのホィール３８の右側面には、後車軸３４と同軸である円筒状の支持突部４６が突設され、この支持突部４６の先端にはブレーキディスク４７が締結される。一方、図３に示すように、スイングアーム３５に一体的に装備されるキャリパブラケット４９には、ブレーキディスク４７を油圧で拘束するブレーキキャリパ４８が取り付けられている。ブレーキディスク４７及びブレーキキャリパ４８が、後輪Ｗｒを制動する後輪ブレーキ装置ＢＲを構成している。
【００４７】
図２に示すように、ホィール３８におけるハブ３８ａよりも軸方向内方側で減速ギヤケース２５および後車軸３４間には、該後車軸３４に設けられた環状段部５０で内輪内端を受けるようにしてボールベアリング５１が介装され、ハブ３８ａよりも軸方向外方側でスイングアーム３５と後車軸３４との間にはボールベアリング５２が介装されている。
【００４８】
そして、ハブ３８ａの外端とボールベアリング５２の内輪内端との間には、後車軸３４にスプライン嵌合したスリーブ５３が介在し、このスリーブ５３によってハブ３８ａとボールベアリング５２との間隔が規制されている。更に、後車軸３４の外端部に螺合するナット５６とボールベアリング５２の内輪外端との間には、後車軸３４に回転自在に嵌合した円筒状のカラー５５が介在していて、ボールベアリング５２の取付位置を規制している。
【００４９】
この一実施の形態のユニットスイング式エンジンＰでは、図２に示したように、後端部が後輪Ｗｒを支持するスイングアーム３５の前端部は、ボルト６１により、エンジンケース２２の後端のアーム連結部２２ａに締結される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】発明に係る遠心クラッチがユニットスイング式エンジンに装備された自動二輪車の一実施の形態の側面図である。
【図２】図１の２−２線拡大断面図である。
【図３】図２の４矢視図である。
【図４】図２に示した出力軸上の自動遠心クラッチの拡大図である。
【図５】図４に示した自動遠心クラッチの遠心ウェイトの外周面に配置された摩擦部材の溝形状の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１８  ベルト式無段変速機
１９  減速ギヤ列
２９  従動プーリ
３２  自動遠心クラッチ
３１  出力軸（被駆動軸）
６０  減速機
９１  駆動軸
１０３  遠心ウェイト
１０３ａ  外周面
１１５  ドラム部材
１２１，１２３  溝（摩耗後接触溝）
１２２  溝（初期接触溝）
Ｅ  エンジン
Ｐ  ユニットスイング式エンジン
Ｖ  自動二輪車
Ｗｆ  前輪
Ｗｒ  後輪
【図１】
2006275260.tif 000003
【図２】
2006275260.tif 000004
【図３】
2006275260.tif 000005
【図４】
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【図５】
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