JP4309889B2 - 遠心クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車等のベルト式無段変速機において、遠心ウェイトの個数を最小限にすることができる遠心クラッチに関する。

無段変速機において、駆動軸と従動軸にそれぞれ固定プーリ半体と、これに対し進退移動し得る可動プーリ半体とよりなる伝動プーリを設け、駆動軸および従動軸上の伝動プーリ間に無端Ｖベルトを懸回し、駆動軸および従動軸上の可動プーリ半体を移動調整して駆動軸の回転と従動軸の回転を無段に変速させて従動軸に伝達するようにした無段変速機が存在する。このような変速機において、前記従動プーリと従動軸は、遠心クラッチを介して連結されているのが一般的である。

前記従動プーリの回転数が所定値以上になると、前記遠心クラッチは、そのクラッチプレートのそれぞれの支持ピンに揺動自在に軸支された遠心ウェイトが半径方向外周側に前記支持ピンを回転中心として揺動し、その自由端側が外方に拡がる。これによって、遠心ウェイトに接着されたライニングがクラッチアウタの環状側面の内周面に接触、連結し、クラッチアウタと固着された被動軸に回転が伝達される。そして、この遠心クラッチにおいて使用される遠心ウェイトの数は、特許文献１に開示されているように、一般に３個以上のものが多い。
特開２００２―３９２２７

上記遠心クラッチにおいて、前記遠心ウェイトは、従動側プーリに接続される遠心クラッチの遠心ウェイトの個数を３以上とするのは、次の理由によるものである。そのような遠心クラッチにおいて遠心ウェイトの個数が２つの場合、遠心ウェイトは１個当りの重量も重くなり、大きな振動が発生するためである。一般的に遠心クラッチの遠心ウェイトｃは、クラッチ本体ａの支軸ｂに交換可能に止め輪（サークリップ）ｄにて取付け固定されている（図８参照）。

そして、遠心ウェイトはサイドプレートを介して止め輪で固定されているので、遠心ウェイトと支軸に装着されたサイドプレートとの間に隙間が発生し、該隙間によってその遠心ウェイトの支持部にガタが生じることがある。このガタは、遠心クラッチの作動時において、１個当りの重量が重くなっている遠心ウェイトを揺振り状態にする恐れがある。さらに、遠心ウェイトの外周に配置されているクラッチハウジングに対して、前述の２つの遠心ウェイトは、振れながら当接することになるので、その当接面が均一とならず、その当接箇所は強い歪みを生じて、当接している箇所と、当接してない箇所との間に力（重量）が掛る差が大きくなって、不均衡な状態となり、大きな起振源となってしまう。

このようなことから、遠心ウェイトの個数を２にすることは、種々の不都合が発生し、極めて困難である。そのために、通常は３つ以上が設定されることになる。遠心ウェイトの個数を３以上にすると、１個当りの重量を軽くすることができ、クラッチハウジングに掛る力も２箇所から３箇所と分散され、歪みも低減でき、それによる振動を低減することができ、機能上良好なものであるが、遠心ウェイトの個数を２つにしたものに比べて、機構が複雑で、調整も難しく、コストが高くなるという課題がある。本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的）は、３個以下の遠心ウェイトにおいて、１個当たりの遠心ウェイトにかかる外力によって生じる振動を最小限に抑えつつ、且つその構造は極めて簡単なものにすることを実現することである。

そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、略円板形状のクラッチプレートの外周箇所に支持ピンを介して３個以下の遠心ウェイトが揺動自在に装着され、該遠心ウェイトがクラッチアウタに回転伝達を行なう遠心クラッチにおいて、中心にシャフト貫通孔が形成された略円板形状とし且つ外周付近には前記支持ピンの装着個数と同一数の貫通孔が穿孔されたサイドプレートが具備され、前記遠心ウェイトが覆われるようにして前記サイドプレートが前記遠心ウェイト上に配置されると共に、前記支持ピンは、大径軸部と、先端が拡開されてカシメ変形されるための窪みが形成された小径軸部との段差面が形成され、該段差面によって前記サイドプレートの貫通孔箇所が支持され、該貫通孔に挿通された前記小径軸部先端の拡開によるカシメ変形にて前記サイドプレートが支持ピンに固着されてなることを特徴とする遠心クラッチとしたことにより、上記課題を解決した。

次に、請求項２の発明は、請求項１の記載において、前記遠心ウェイトは、２個としてなることを特徴とする遠心クラッチとしたことにより、上記課題を解決した。

まず、請求項１の発明によれば、略円板形状のクラッチプレートの外周箇所に支持ピンを介して３個以下の遠心ウェイトが揺動自在に装着され、前記支持ピンの先端部が貫通する貫通孔が形成されたサイドプレートが前記遠心ウェイトを覆うようにして、前記遠心ウェイト上に配置される。

そして前記支持ピンの先端がサイドプレートの貫通孔に挿通且つ固着されるので、前記支持ピンは軸方向の一端側はクラッチプレートに固着され、他端側はサイドプレートに固着される。しかも、３個以下の遠心ウェイトを支持する支持ピンが同一の一枚のクラッチプレートとサイドプレートにより支持され、且つ支持ピンとサイドプレートとが固着状態であるために、全ての支持ピンは、軸方向の両端が略支持状態となる。

よって、遠心ウェイトに激しい外力がかかって、振動が発生しても、その遠心ウェイトを支持する支持ピンは、片支持ではなく、両端支持状態であるために、その遠心ウェイトの振動に十分に耐えるとともに、遠心ウェイトに生じようとする振動を抑える役目もなすことができる。

特に、前記サイドプレートの貫通孔に挿通された支持ピンの先端がカシメ変形により前記サイドプレートに固着されることで、その固着状態は極めて強固であり、ひいては耐久性と共に長寿命にすることができる。

次に、請求項２の発明では、遠心ウェイトは、２個としてなることにより、遠心クラッチの遠心ウェイトの個数を最小個数にすることができ、しかも、僅かに１枚のサイドプレートを使用するのみの極めて簡単な構造にすることができ、ひいては低価格に提供することができるものである。さらに、遠心ウェイトの個数を２に設定することで、プーリ溝幅が回転数に応じて変化する自動可変タイプの駆動側プーリ（原動側プーリ）におけるそのプーリ溝幅を可変させる遠心ローラの個数を３とすることができ、これによって、遠心ローラの個数と、遠心ウェイトの個数の構成数の比率を非整数となる最小組合せが実現化でき、この自動変速機全体の振動を抑えることも可能となる。また、低廉な装置を提供することができる。そして、機能や品質を高め、さらに、商品性や耐久性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明における無段変速機に接続した遠心クラッチ及びその要部拡大断面図である。本発明の遠心クラッチは、図１（Ａ）に示すように、同一の軸機構を共有し、隣接して配置された無段変速機とともに使用されるものであり、２輪車等の車両における無段変速機を介した駆動力を断続する役目をなすものである。その遠心クラッチは、主にクラッチアウタ１，クラッチプレート２，遠心ウェイト５等から構成されたものである。その遠心クラッチに接続されている機器は、従動側変速プーリ１０〔図１（Ａ）参照〕であり、プーリ溝幅が可変するタイプのものである。この従動側変速プーリ１０は、図示されない駆動側変速プーリからベルトを介して回転伝達される。その駆動側変速プーリからベルトを介して回転伝達された従動側変速プーリ１０の回転を本発明の遠心クラッチにより、接続又は切断を行うものである。

そのクラッチアウタ１は、図１（Ａ）に示すように、略カップ形状をなしており、ボス部１ａの周囲に円板状側部１ｂが形成され、該円板状側部１ｂの外周縁には筒状側部１ｃが形成されている。該筒状側部１ｃは、円筒状をなしており、その内周壁面１ｃ₁ には、揺動する遠心ウェイト５に装着されたライニングが接触するものである。

前記クラッチプレート２は、主板部２ａの中心には、図１（Ａ），（Ｂ）、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、従動側変速プーリ１０（可変プーリ）の固定プーリ側のボス１０ａの軸端部が装着される固定孔２ｂが開口形成されている。該固定孔２ｂは、幅方向両側に直線状の縁が形成された楕円形状としたものであり、前記ボス１０ａの軸端部に回転方向に対して強固に固着することができるようになっている。そのクラッチプレート２は、平坦状な面板として形成されたものである。

該クラッチプレート２の表面側には、前記支持ピン３が植設される。該支持ピン３の植設のために貫通孔２ｃが穿孔されている。該貫通孔に支持ピン３の軸端が挿入されて、圧入又はカシメが行なわれ固着される〔図１（Ｃ）参照〕。次に、遠心ウェイト５は、一様且つ均質な金属合金から成形され、その全体の形状は図２（Ａ）に示すように、略円弧状又は三日月形状に形成されたものである。

その遠心ウェイト５の長手方向の一端側には、揺動中心部５Ｐが形成されている。該揺動中心部５Ｐは、貫通孔として形成されており、前記支持ピン３が挿入され、該支持ピン３を介して揺動中心部５Ｐが揺動中心となって、遠心ウェイト５がクラッチプレート２上にて揺動動作を行なう。前記支持ピン３は、クラッチプレート２の直径方向の端部に植設されているので、遠心ウェイト５の揺動中心部５Ｐもクラッチプレート２の直径方向の端部、すなわち外周端縁寄りに位置している。

その略円弧状とした遠心ウェイト５は、外周面５ａと内周面５ｂとが形成されている。前記外周面５ａ及び内周面５ｂは、それぞれ円弧状の面として形成されたものである。そして、遠心ウェイト５の外周面５ａが外周側となり、クラッチプレート２の外方側に向いており、内周面５ｂが内周側となり、クラッチプレート２の中心側に向いている。

前記クラッチプレート２は、図1（Ａ）に示すように、従動側変速プーリ１０（可変プーリ）の回転を前記ボス１０ａを介して回転伝達され、その回転の遠心力によって外周方向に拡開する遠心ウェイト５，５が装着され、クラッチアウタ１の筒状側部１ｃの内周壁面１ｃ₁ に接触する遠心ウェイト５，５を支持して、そのクラッチアウタ１に回転を伝達するものである。その遠心ウェイト５の外周面５ａには、ライニングが装着されている。

また、サイドプレート６は、中心にシャフト貫通孔６ｂが形成された略円板形状のものである。そして、外周付近には貫通孔６ａが形成されている。この貫通孔６ａは、前記支持ピン３の装着個数と同一の個数が穿孔されている。したがって、遠心ウェイト５が２個装着されるタイプでは、前記貫通孔６ａは２個形成される（図２参照）。また遠心ウェイト５が３個装着されるタイプでは、貫通孔６ａは３個形成される（図６参照）。

このサイドプレート６が前記支持ピン３に固着される。その固着には、カシメと圧入による２つの手段が存在する。まずカシメによる固着手段では、前記支持ピン３は、大径軸部３ａと小径軸部３ｂとが形成される〔図４（Ａ）参照〕。さらに、該小径軸部３ｂの先端には、軸方向に沿って穴状の窪み３ｃが形成されている。前記小径軸部３ｂは、前記サイドプレート６の貫通孔６ａに挿通可能な直径である。また、前記大径軸部３ａの直径は前記貫通孔６ａの内径よりも大なるものとしている。よって、サイドプレート６は、その貫通孔６ａの箇所が小径軸部３ｂとの段差面３ｄになる大径軸部３ａの先端によって支持され、その貫通孔６ａに小径軸部３ｂが貫通した状態となる〔図４（Ｂ）参照〕。この大径軸部３ａと前記小径軸部３bとの段差部に形成される段差面３ｄの位置を決めることで大径軸部３ａの長さが遠心ウェイト５の揺動中心部５Ｐの長さに対して適宜設定され、サイドプレート６が遠心ウェイト５に対して適宜隙間を有するように支持ピン３に取付固定される。

そして、前記小径軸部３ｂが貫通孔６ａに貫通した状態で、窪み３ｃを工具１１等を使用して、小径軸部３ｂの先端を拡開し、支持ピン３の小径軸部３bを軸方向に押し進めてカシメ変形させる〔図４（Ｃ）参照〕。すなわち、支持ピン３の小径軸部３ｂを軸方向に押し込む力で、該小径軸部３bを軸径方向に拡開し、サイドプレート６を支持ピン３の大径軸部３ａの先端（小径軸部３ｂとの段差部）位置の段差面３ｄに固定すると共に、前記小径軸部３ｂ先端部がカシメ変形により径方向に膨らみ、サイドプレート６の貫通孔６ａより大きくなって前記支持ピン３とサイドプレート６とが強固に固着されるものである。また、このような固定構造にすることで、構成部品が低減され、構造が簡単になる。

このように、支持ピン３の小径軸部３ｂの先端部に窪み３ｃが形成されることにより、小径軸部３bは、サイドプレート６の貫通孔６ａ箇所で軸方向に押圧され、且つ直径方向に拡開するので、支持ピン３とサイドプレート６とを軸方向及び径方向の両方向に強固に保持することができる。窪み３ｃは、小径軸部３ｂにおいて、軸端の開口部から軸方向に窄まり状に形成されている。

また、窪み３ｃは、円錐状と細径の穴とすることもある。このようなカシメ変形で遠心ウェイト５が装着されているクラッチプレート２の２つの支持ピン３の軸間をその他端側の支持ピン３の先端部を支持するサイドプレート６により遠心ウェイト５の揺動動作を支持する支持ピン３をその両側に設けられたプレートで両側支持して固定することで、遠心ウェイト５の個数を２とすることができ、しかも遠心ウェイト５にはガタなく実用的に使用することを可能とした。次に、圧入手段による場合には、前記窪み３ｃは形成されない〔図５（Ｂ）参照〕。

また、前記小径軸部３bの直径は、前記サイドプレート６の貫通孔６ａの内径よりも僅かに大きく形成され、貫通孔６ａに対して小径軸部３bは、しまり嵌めの構成となる〔図５（Ａ）参照〕。さらに、その支持ピン３の小径軸部３bの先端部を径方向に大きくするような別の実施形態のカシメ変形を行うものも存在する。この実施形態では、小径軸部３bに前記窪み３ｃが形成されず、線状溝部３ｃ_１や点状部３ｃ_２の凹みを形成することによって、カシメ変形させるものである。前記線状溝部３ｃ_１は、図７（Ａ）に示すように、円弧状の溝であり、２本形成されている。また点状部３ｃ_２は、図７（Ｂ）に示すように、複数個（３個程度）が形成される。このようにして、前記支持ピン３とサイドプレート６とを圧入で固着し、且つカシメ変形で抜け止めをすることで支持ピン３とサイドプレート６とをより一層強固に固着することが可能である。

（Ａ）は本発明の遠心クラッチと該遠心クラッチが接続する従動側変速プーリの縦断側面図、（Ｂ）は遠心クラッチの正面図、（Ｃ）は（Ａ）のイ部拡大図である。 （Ａ）は２個のクラッチウェイトをクラッチプレートに装着した正面図、（Ｂ）はサイドプレートの正面図である。 （Ａ）はクラッチプレートに装着されたクラッチウェイト側の縦断側面図、（Ｂ）はサイドプレートの縦断側面図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）はカシメの工程図である。 （Ａ），（Ｂ）は圧入の工程図である。 （Ａ）は３個のクラッチウェイトをクラッチプレートに装着した正面図、（Ｂ）はサイドプレートの正面図である。 （Ａ）は小径軸部に線状溝が形成されることによってカシメ変形を形成する実施形態、（Ｂ）は小径軸部に複数の点状が形成されることによってカシメ変形を形成する実施形態である。 従来技術を示す略示図である。

符号の説明

１…クラッチアウタ、２…クラッチプレート、３…支持ピン、５…遠心ウェイト、
６ａ…貫通孔、６…サイドプレート。

Claims (2)

1. 略円板形状のクラッチプレートの外周箇所に支持ピンを介して３個以下の遠心ウェイトが揺動自在に装着され、該遠心ウェイトがクラッチアウタに回転伝達を行なう遠心クラッチにおいて、中心にシャフト貫通孔が形成された略円板形状とし且つ外周付近には前記支持ピンの装着個数と同一数の貫通孔が穿孔されたサイドプレートが具備され、前記遠心ウェイトが覆われるようにして前記サイドプレートが前記遠心ウェイト上に配置されると共に、前記支持ピンは、大径軸部と、先端が拡開されてカシメ変形されるための窪みが形成された小径軸部との段差面が形成され、該段差面によって前記サイドプレートの貫通孔箇所が支持され、該貫通孔に挿通された前記小径軸部先端の拡開によるカシメ変形にて前記サイドプレートが支持ピンに固着されてなることを特徴とする遠心クラッチ。
2. 請求項１の記載において、前記遠心ウェイトは、２個としてなることを特徴とする遠心クラッチ。

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