(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに回転軸線上で回転可能に支承された一方軸と、
該一方軸が一端面に一体的に連結され、オイルが入るクラッチ収納室が内部に形成され、後方端に開口部を有する有底筒状のハウジングと、
前記ケースに前記一方軸と対向して前記回転軸線上で回転可能に支承された他方軸と、
前記ハウジングに回転可能に支承されて前記クラッチ収納室内に延在し前記他方軸に一体的に連結された段付筒形状の回転部材と、
前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインアウタクラッチプレート及び該メインアウタクラッチプレートと交互に配置され前記回転部材に回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインインナクラッチプレートとを備えたメインクラッチと、
前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットアウタクラッチプレート及び該パイロットアウタクラッチプレートと交互に配置され第１カム部材に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットインナクラッチプレートとを備えたパイロットクラッチと、
２個のリヤカバーがリング状の非磁性体の中間部材を介して固着され、前記パイロットクラッチを挟んでアーマチュアと対向する位置で前記ハウジングの前記開口部に固着された段付筒形状のリヤカバーと、
前記ケースに係合して回転が規制された状態で前記リヤカバーに回転可能に支承され、前記アーマチュアを吸引して前記パイロットアウタクラッチプレートとパイロットインナクラッチプレートとを圧接させる電磁パイロットクラッチの電磁コイルが固着されたヨークと、
前記回転部材の外周に回転可能に嵌合され、前記パイロットインナクラッチプレートが外周に軸線方向へ移動可能にスプライン嵌合する前記第１カム部材、前記回転部材とスプライン嵌合した状態で前記第１カム部材と前記メインクラッチとの間に位置する第２カム部材、及び複数のカムフォロアで構成され、前記メインクラッチに当接する前記第２カム部材と前記第１カム部材との相対回転によるカム機構の作動により前記第２カム部材が軸線方向に移動されて前記メインクラッチを前記パイロットクラッチの伝達トルクを増幅して圧接するカム式増幅機構とを有する電磁パイロット式クラッチ装置において、
前記第２カム部材を前記メインクラッチから離脱する方向に付勢する非線形バネである皿バネを、前記段付筒形状の回転部材の段部に設けたバネ支持部と前記第２カム部材に前記バネ支持部に対向して設けた段部とで形成された空隙に介装し、
前記皿バネと前記第２カム部材の段部又は前記バネ支持部との間に、前記皿バネの初期組立時において、前記カム機構の作動によって前記第２カム部材が前記メインクラッチを圧接したときの前記皿バネのたわみ量が、たわみ量が増大してもバネ力が殆ど変化しない非線形領域のうちの小さいたわみ量となるように、前記皿バネのたわみ量を調整するシムを介在させたことを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチプレートが摩耗しても伝達トルクが変化しない電磁パイロット式クラッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンの回転動力を駆動輪に伝達する発進用のクラッチ装置としては、ケースにクラッチオイルを貯留するオイル室が形成され、該ケースにオイル室内で回転可能に支承されたハウジングにメインクラッチ、電磁パイロットクラッチ及びカム式増幅機構が収納されたクラッチ収納室が形成されているものがある。ハウジングはケースに軸承された一方軸に一体的に連結され、ハウジングにクラッチ収納室内で回転可能に支承された回転部材はケースに軸承された他方軸に一体的に連結されていた。メインクラッチはクラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインアウタクラッチプレート及び該メインアウタクラッチプレートと交互に配置されインナシャフトに回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインインナクラッチプレートで構成され、電磁パイロットクラッチへ通電がされると、電磁パイロットクラッチの伝達トルクがカム式増幅機構により増幅されてメインクラッチを圧接することにより、ハウジングとインナシャフトとの間でトルク伝達がされるようになっていた。
【０００３】
上記した従来のクラッチ装置においては、特に低温始動時に、クラッチオイルの粘性抵抗によりパイロットクラッチ、メインクラッチにおいて引き摺りトルクが発生し、電磁パイロットクラッチへの通電が停止された状態においても、引き摺りトルクによってハウジングとインナシャフトとの間でトルク伝達が行われる問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる問題を防止するために、この種のクラッチ装置においては、カム式増幅機構のカム部材を皿バネのバネ力によってメインクラッチより離間させ、パイロットクラッチにおいて引き摺りトルクが発生しても、ハウジングとインナシャフトとの間でトルク伝達が行われないようにしている。
【０００５】
しかしながら、このようなクラッチ装置においては、メインクラッチが摩耗するとメインアウタクラッチプレートとメインインナクラッチプレートとの間の隙間が大きくなり、電磁パイロットクラッチが作動したときメインアウタクラッチプレートとメインインナクラッチプレートとを圧接させるためにカム式増幅機構のカム部材がメインクラッチ方向に移動する距離が増大する。これにより皿バネのバネ力が変化し、メインクラッチの摩耗につれて伝達トルク特性が変化する不具合があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ケースに回転軸線上で回転可能に支承された一方軸と、該一方軸が一端面に一体的に連結され、オイルが入るクラッチ収納室が内部に形成され、後方端に開口部を有する有底筒状のハウジングと、前記ケースに前記一方軸と対向して前記回転軸線上で回転可能に支承された他方軸と、前記ハウジングに回転可能に支承されて前記クラッチ収納室内に延在し前記他方軸に一体的に連結された段付筒形状の回転部材と、前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインアウタクラッチプレート及び該メインアウタクラッチプレートと交互に配置され前記回転部材に回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインインナクラッチプレートとを備えたメインクラッチと、前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットアウタクラッチプレート及び該パイロットアウタクラッチプレートと交互に配置され第１カム部材に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットインナクラッチプレートとを備えたパイロットクラッチと、２個のリヤカバーがリング状の非磁性体の中間部材を介して固着され、前記パイロットクラッチを挟んでアーマチュアと対向する位置で前記ハウジングの前記開口部に固着された段付筒形状のリヤカバーと、前記ケースに係合して回転が規制された状態で前記リヤカバーに回転可能に支承され、前記アーマチュアを吸引して前記パイロットアウタクラッチプレートとパイロットインナクラッチプレートとを圧接させる電磁パイロットクラッチの電磁コイルが固着されたヨークと、前記回転部材の外周に回転可能に嵌合され、前記パイロットインナクラッチプレートが外周に軸線方向へ移動可能にスプライン嵌合する前記第１カム部材、前記回転部材とスプライン嵌合した状態で前記第１カム部材と前記メインクラッチとの間に位置する第２カム部材、及び複数のカムフォロアで構成され、前記メインクラッチに当接する前記第２カム部材と前記第１カム部材との相対回転によるカム機構の作動により前記第２カム部材が軸線方向に移動されて前記メインクラッチを前記パイロットクラッチの伝達トルクを増幅して圧接するカム式増幅機構とを有する電磁パイロット式クラッチ装置において、前記第２カム部材を前記メインクラッチから離脱する方向に付勢する非線形バネである皿バネを、前記段付筒形状の回転部材の段部に設けたバネ支持部と前記第２カム部材に前記バネ支持部に対向して設けた段部とで形成された空隙に介装し、前記皿バネと前記第２カム部材の段部又は前記バネ支持部との間に、前記皿バネの初期組立時において、前記カム機構の作動によって前記第２カム部材が前記メインクラッチを圧接したときの前記皿バネのたわみ量が、たわみ量が増大してもバネ力が殆ど変化しない非線形領域のうちの小さいたわみ量となるように、前記皿バネのたわみ量を調整するシムを介在させたことである。
【０００９】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、電磁パイロットクラッチの伝達トルクを増幅してメインクラッチを圧接するカム式増幅機構の第２カム部材をメインクラッチから離脱する方向に付勢する非線形バネである皿バネが設けられており、電磁パイロットクラッチの電磁コイルが非通電状態のときは第２カム部材はメインクラッチから離脱する方向に付勢される。電磁コイルに通電されると、電磁パイロットクラッチが回転トルクを伝達し、カム式増幅機構の第１カム部材と第２カム部材とが相対回転して、第２カム部材が軸線方向に移動してメインクラッチを圧接し、ハウジングとインナシャフトとの間でトルク伝達が行なわれる。皿バネは、第２カム部材がメインクラッチを圧接したとき、皿バネのたわみ量が増大してもバネ力が殆ど変化しない非線形領域のうちの小さいたわみ量Ａ１だけ圧縮されるように介装されているので、メインクラッチのメインアウタクラッチプレートとメインインナクラッチプレートの摩耗により隙間が広がり非線形バネのたわみ量がＡ２に範囲Ｃだけ変化しても、非線形バネのバネ力の変化範囲はｈ２だけで、電磁パイロットクラッチの電磁コイルへ通電される電流に対してクラッチにより伝達されるトルク特性が大きく変化することがない。
さらに、第２カム部材をメインクラッチから離脱する方向に付勢する非線形バネである皿バネと、該皿バネの初期組立時のたわみ量を調整するシムを、段付筒形状の回転部材の段部に設けたバネ支持部と第２カム部材にバネ支持部と対向して設けた段部とで形成された空隙に介装したので、非線形バネが介装される空隙の寸法誤差、非線形バネの荷重誤差等によるバラツキを調整することができる。
【００１２】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明に係るクラッチ装置の実施形態について説明する。図１はクラッチ装置１０の側面の断面図であり、車体に固定されたケース１１、ケース１１内に形成されたオイル室１２、ケース１１にオイル室１２内で回転可能に支承されたハウジング１３、ハウジング１３内に形成されたクラッチ収納室１４、ハウジング１３にクラッチ収納室１４内で回転可能に支承された回転部材であるインナシャフト１５、クラッチ収納室１４に収納されたメインクラッチ１６、電磁パイロットクラッチ１７及びカム式増幅機構３０とで基本的に構成されている。
【００１３】
クラッチ装置１０のケース本体１１ａは後方である一方が開口した筒形状であり、該開口部がリヤカバー２０により覆蓋されてケース１１が構成され、内側にクラッチオイル１９が貯留されるオイル室１２が設けられている。ケース１１には後方端に開口部を有する有底筒状のハウジング本体１３ａがオイル室１２内で回転可能に支承されている。ハウジング本体１３ａの開口部にはリング状の非磁性体であるステンレス製の中間部材３９を介して溶接等により固着された段付筒形状のリヤカバー３７，３８が固定されてハウジング１３が形成されている。ハウジング本体１３ａ、リヤカバー３７及び３８は磁性材料であり、後述の電磁パイロットクラッチ１７の電磁コイル３３による磁束が形成され易い構造となっている。ハウジング１３の周壁には連結穴４０，４１が円周上複数開口されており、オイル室１２及び後述のクラッチ収納室１４内をクラッチオイル１９が循環できるようになっている。
【００１４】
クラッチ装置１０は、図３に示すように、自動二輪車或いは自動車等の後輪５へ駆動力を伝達する経路に搭載されて、発進用クラッチ装置として機能する。エンジン６の出力はＶベルト式自動変速機（ＣＶＴ）８に入力された後、第１の減速機７で減速され、クラッチ装置１０のケース１１に回転軸線上で軸受２７を介して回転可能に支承された、一方軸としての入力軸２１に伝達される。入力軸２１は、オイル室１２内でハウジング１３の一端面２２に一体的に連結されている。ハウジング１３内に形成されたクラッチ収納室１４内には回転軸線上に沿って段付筒形状のインナシャフト１５が延在し、このインナシャフト１５はハウジング１３に軸受２４及びニードル軸受２５を介して回転可能に支承されている。ケース１１に軸受２６により回転可能に支承された他方軸としての出力軸２３の先端部には外スプライン５３が形成されており、インナシャフト１５の後端開口部に形成されている内スプライン５４とスプライン嵌合してトルク伝達ができるように一体的に連結されている。出力軸２３の回転は、第２の減速機９を介して車軸４に伝達され、自動二輪車等の後輪５が回転駆動されるようになっている。入力軸２１及び出力軸２３の各外周には、クラッチオイル１９をオイル室１２内から外部に漏らさないための環状のオイルシール５３，５４が取付けられている。
【００１５】
クラッチ収納室１４内には、メインクラッチ１６、電磁パイロットクラッチ１７及びカム式増幅機構３０が配設されている。メインクラッチ１６は、湿式多板式の摩擦クラッチであり、複数のメインインナクラッチプレート３１及びメインアウタクラッチプレート３２を備えている。メインクラッチ１６を構成する各メインインナクラッチプレート３１は、インナシャフト１５の外周にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられている。各メインアウタクラッチプレート３２はハウジング１３のクラッチ収納室１４内周面に形成されたスプライン歯にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられている。各メインインナクラッチプレート３１と各メインアウタクラッチプレート３２は交互に位置していて、係合時は互いに当接して摩擦係合するとともに、離脱時は互いに離間して非係合状態となる。
【００１６】
電磁パイロットクラッチ１７は、電磁コイル３３、パイロットクラッチ３４、アーマチャ３５及びヨーク３６にて構成されている。電磁コイル３３は環状を呈し、ヨーク３６に嵌着され、該ヨーク３６はリヤカバー３７に軸受２８により回転可能に支承され、突出部３７ａがケース１１に係合して回転が規制されている。ヨーク３６は、リヤカバー３７とは微小隙間を保ち回転可能に組付けられている。パイロットクラッチ３４は、２枚のパイロットアウタクラッチプレート４２と１枚のパイロットインナクラッチプレート４３とからなり、各パイロットアウタクラッチプレート４２はハウジング１３のクラッチ収納室１４内周面に形成されたスプライン歯にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられ、パイロットインナクラッチプレート４３はカム式増幅機構３０の第１カム部材４４の外周にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられている。アーマチャ３５は環状を呈するもので、クラッチ収納室１４内周にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられていて、パイロットクラッチ３４の前側に位置して対向している。カム式増幅機構３０は、メインクラッチ１６と電磁パイロットクラッチ１７との間に配設されているもので、第１カム部材４４、第２カム部材４５及び複数のカムフォロア４６にて構成されている。第１カム部材４４は、インナシャフト１５の外周に回転可能に嵌合された状態でパイロットクラッチ３４の半径方向内側に位置している。第２カム部材４５は、インナシャフト１５の外周にスプライン嵌合した状態で、第１カム部材４４及びアーマチャ３５とメインクラッチ１６との間に位置している。
【００１７】
第２カム部材４５には段部５７が、インナシャフト１５にはバネ支持部５８が設けられており、段部５７とバネ支持部５８により空隙６２が形成されている。空隙６２には本発明に係る非線形バネである皿バネ５５が介装されており、電磁パイロットクラッチ１７が非作動状態のときに第２カム部材４５を皿バネ５５のバネ力によりメインクラッチ１６から離脱する方向に付勢して、メインクラッチ１６のメインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２とを離間させて所定の隙間を保持するようになっている。図２は、非線形バネである皿バネのたわみ−荷重曲線であり、非線形領域ではたわみ量が増大してもバネ力である荷重が殆ど変化していない。カム機構１８が作動して第２カム部材４５がメインクラッチ１６を圧接したとき、皿バネ５５のたわみ量が非線形領域のたわみ量Ａ１になるように調整して皿バネ５５を空隙６２に介装すると、メインクラッチ１６のメインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２の隙間が摩耗により広がり、たわみ量がＡ２になって範囲Ｃだけ変化してもバネ力の変化範囲はｈ２のみである。更に、皿バネ５５のたわみ量がＡ１になるように圧縮を調整するシム５６を空隙６２の段部５７或いはバネ支持部５８に介在させることができる構成となっている。
【００１８】
上記のように構成したクラッチ装置の実施形態においては、エンジン６を始動すると、エンジン６の出力が、ＣＶＴ８、第１の減速機７を介して入力軸２１へ伝達され、ハウジング１３が回転駆動される。エンジン６の始動時は、通常、電磁パイロットクラッチ１７の電磁コイル３３は非通電状態にあるので磁束は形成されず、パイロットクラッチ３４は非係合状態にある。このとき、第２カム部材４５は皿バネ５５に付勢されてメインクラッチ１６から離脱し、メインクラッチインナプレート３１とメインクラッチアウタプレート３２は離間した非係合状態で相対回転しており、入力軸２１から出力軸２３へのトルク伝達は行われない。皿バネ５５のバネ力により第２カム部材４５がカムフォロア４６を介して押し付けられた第１カム部材４４は、パイロットクラッチ３４が非係合状態であるので、第２カム部材４５に連れて回転する。
【００１９】
電磁コイル３３に通電されると、電磁パイロットクラッチ１７には電磁コイル３３を基点としてヨーク３６、リヤカバー３７、アーマチャ３５及びリヤカバー３８を循環する磁束が形成されて、アーマチャ３５を吸引する。このため、アーマチャ３５はパイロットクラッチ３４を押圧して摩擦係合するので、電磁パイロットクラッチ１７にパイロットトルクが発生し、カム式増幅機構３０の第１カム部材４４と第２カム部材４５との間に相対回転が生じて、カムフォロア４６とカム溝の作用により、第２カム部材４５が皿バネ５５を押圧してメインクラッチ１６のメインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２とが圧接され、メインクラッチ１６がパイロットクラッチ３４の摩擦係合力に応じて摩擦係合して、ハウジング１３からインナシャフト１５にトルクが伝達される。
【００２０】
本発明に係る電磁パイロット式クラッチ装置は、初期組立時において、カム機構１８が作動して第２カム部材４５がメインクラッチ１６を圧接したとき皿バネ５５のたわみ量が、たわみ−荷重曲線の非線形領域の頂点付近のバネ力を発生するたわみ量Ａ１になるように調整されて介装されているので、メインクラッチ１６のメインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２との間の隙間が摩耗により広くなり、たわみ量がＡ２になって範囲Ｃだけ変化してもバネ力の変化範囲はｈ２と小さいので、クラッチにより伝達されるトルク特性に大きな変化は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るクラッチ装置の縦断面図である。
【図２】  非線形バネのたわみ−荷重曲線である。
【図３】  自動二輪車等の駆動力伝達経路を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・クラッチ装置、１１・・・ケース、１１ａ・・・ケース本体、１２・・・オイル室、１３・・・ハウジング、１３ａ・・・ハウジング本体、１４・・・クラッチ収納室、１５・・・インナシャフト（回転部材）、１６・・・メインクラッチ、１７・・・電磁パイロットクラッチ、３０・・・カム式増幅機構、３１・・・メインインナクラッチプレート、３２・・・メインアウタクラッチプレート、３３・・・電磁コイル、３４・・・パイロットクラッチ、３５・・・アーマチャ、４２・・・パイロットアウタクラッチプレート、４３・・・パイロットインナクラッチプレート、４４・・・第１カム部材、４５・・・第２カム部材、４６・・・カムフォロア、５５・・・非線形バネ（皿バネ）、５６・・・シム、５７・・・段部、５８・・・バネ支持部、６２・・・空隙。
【図１】
0004165038.tif 000002
【図２】
0004165038.tif 000003
【図３】
0004165038.tif 000004