JP2009103281A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、従動側回転軸から駆動側回転軸へ過大なトルクが伝達されることを回避することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】駆動側回転軸に連結されたクラッチアウタ１０と、従動側回転軸３に連結されたクラッチインナ１１と、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１との間で互いに重なり合って配置され、交互にクラッチアウタ１０またはクラッチインナ１１に固定された複数のクラッチディスク１２と、を備え、複数のクラッチディスク１２を互いに係合させて駆動側回転軸と従動側回転軸３との間でトルクを伝達する動力伝達装置１は、従動側回転軸３とクラッチインナ１１との間に介在し、従動側回転軸３の回転数がクラッチアウタ１０の回転数を超えた際には空転するワンウェイクラッチ１３と、従動側回転軸３とクラッチインナ１１との間に介在するビスカスカップリング１４と、をさらに備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動側回転軸と従動側回転軸との間でトルクの伝達をなす動力伝達装置に関する。

例えば自動二輪車等において、走行時に急激なシフトダウンを行ったような場合には、車体の慣性によるリヤタイヤの回転と、エンジンの回転とが同調せず、リヤタイヤからのトルク（一般に「バックトルク」と称される）がエンジンに伝達される。その場合、リヤタイヤにポッピングが生じて乗り心地が低下し、またリヤタイヤがロックされて転倒する可能性がある。そして、シャフトドライブの場合には、デフやプロペラシャフトに不具合が生じる可能性もある。かかるバックトルクの対策として、クラッチの接続を調整して過大なバックトルクがエンジン側に伝達されることを回避するようにしたバックトルクリミッタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたバックトルクリミッタは、エンジンのクランクシャフトに連結されるクラッチアウタと、トランスミッションのインプットシャフトに連結されるクラッチインナと、これらクラッチアウタとクラッチインナとの間で互いに重なり合って配置され、交互にクラッチアウタまたはクラッチインナに保持された複数のクラッチディスクと、複数のクラッチディスクをそれらの重ね合わせ方向に押圧するプレッシャプレートとを備えている。

複数のクラッチディスクは、プレッシャプレートにより押圧されることで互いに摩擦係合し、それにより、クランクシャフトとインプットシャフトとが連結され、両者の間でトルクの伝達がなされる。一方、プレッシャプレートによる押圧が解除されると、クラッチディスクは摩擦係合から解放され、それにより、クランクシャフトとインプットシャフトとは切断され、両者の間でのトルクの伝達は遮断される。

このバックトルクリミッタにおいて、クラッチインナは、インプットシャフトに連結されるメインクラッチインナと、クラッチディスクを保持するサブクラッチインナとに分割されている。メインクラッチインナは、プレッシャプレートとの間にクラッチディスクを挟むように構成されている。また、サブクラッチインナは、メインクラッチインナに対して軸方向に変位可能となっており、通常は、メインクラッチインナ側に付勢されてメインクラッチインナと一体となっている。

そして、このバックトルクリミッタは、サブクラッチインナをプレッシャプレート側に移動させるバックトルク解放手段を備えている。このバックトルク解放手段は、バックトルクがインプットシャフトに入力された際に、サブクラッチインナをプレッシャプレート側に移動させる。それに伴い、プレッシャプレートは、クラッチディスクを摩擦係合させる押圧方向とは反対方向にサブクラッチインナにより押圧される。それにより、クラッチディスクの摩擦係合が弱まり、そこに滑りが生じて過大なバックトルクがインプットシャフトからクランクシャフトに伝達されることが回避される。
特開２０００−５５０８６号公報

上記特許文献１に開示されたバックトルクリミッタでは、メインクラッチインナに対して軸方向に相対変位可能であるサブクラッチインナ等の可動部が多く、さらに、サブクラッチインナをメインクラッチインナ側に付勢する付勢手段や、サブクラッチインナをプレッシャプレート側に移動させるバックトルク解放手段などの可動部を駆動するための機構も必要となる。このように、上記特許文献１に開示されたバックトルクリミッタは、その構造が複雑であり、部品点数が多くなって大型なものとなり易い。装置の搭載容積が限られる自動二輪車等への搭載を考慮すると、バックトルクリミッタは小型であることが望まれる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、従動側回転軸から駆動側回転軸へ過大なトルクが伝達されることを回避することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、下記（１）〜（２）に記載の動力伝達装置により達成される。
（１）駆動側回転軸に連結されるクラッチアウタと、従動側回転軸に連結されるクラッチインナと、前記クラッチアウタと前記クラッチインナとの間で重なり合って配置され、交互に該クラッチアウタまたは該クラッチインナに保持された複数のクラッチディスクと、を備え、前記複数のクラッチディスクを互いに係合させて前記駆動側回転軸と前記従動側回転軸との間でトルクを伝達する動力伝達装置であって、前記従動側回転軸と前記クラッチインナとの間に介在し、該従動側回転軸の回転数が前記クラッチアウタの回転数を超えた際には空転するワンウェイクラッチと、前記従動側回転軸と前記クラッチインナとの間に介在するビスカスカップリングと、をさらに備えたことを特徴とする動力伝達装置。
（２）自動二輪車のエンジンとトランスミッションとの間に介在するバックトルクリミッタであることを特徴とする（１）に記載の動力伝達装置。

本発明の動力伝達装置によれば、従動側回転軸とクラッチインナとの間にワンウェイクラッチおよびビスカスカップリングを備えている。従動側回転軸の回転数がクラッチアウタの回転数以下であれば、従動側回転軸とクラッチインナとはワンウェイクラッチを介して機械的に連結されて一体に回転し、クラッチアウタ、クラッチディスク、クラッチインナ、およびワンウェイクラッチを順次介して駆動側回転軸と従動側回転軸との間でトルクが伝達される。一方、従動側回転軸の回転数がクラッチアウタの回転数を超えた際には、ワンウェイクラッチは空転し、従動側回転軸とクラッチインナとはビスカスカップリングを介して連結される。この場合に、従動側回転軸とクラッチインナとの間のトルクの伝達は、ビスカスカップリングの粘性流体によりなされる。ビスカスカップリングの粘性流体によるトルクの伝達特性は、一般に、従動側回転軸とクラッチインナとの回転速度差が大きくなるのに対応して伝達されるトルクも大きくなるが、所定以上の回転速度差では伝達されるトルクが飽和する。それにより、従動側回転軸から駆動側回転軸へ過大なトルクが伝達されることを回避することができる。そして、上記のようなトルクの伝達特性を有するビスカスカップリングを用いることにより、細かな制御を行うことなく滑らかにトルクを伝達することができる。さらに、ワンウェイクラッチおよびビスカスカップリングは、従動側回転軸やクラッチインナに対して軸方向に相対変位するものではなく、可動部を減らして動力伝達装置の構成を簡易なものとし、その小型化を図ることができる。このような動力伝達装置は、自動二輪車におけるバックトルクリミッタとして好適に用いることができる。

以下、図面を参照して本発明に係る動力伝達装置の好適な実施形態を説明する。図１は本発明に係る動力伝達装置の一実施形態の断面図である。

図１に示すように、本実施形態の動力伝達装置は、例えば自動二輪車のエンジンとトランスミッションとの間に介在するバックトルクリミッタである。このバックトルクリミッタ１は、駆動側回転軸であるエンジンのクランクシャフト（図示せず）と従動側回転軸であるトランスミッションのインプットシャフト３との間でトルクの伝達をなす。

バックトルクリミッタ１は、上記クランクシャフトに連結されるクラッチアウタ１０と、インプットシャフト３に連結されるクラッチインナ１１と、これらクラッチアウタ１０とクラッチインナ１１との間で互いに重なり合って配置された複数のクラッチディスク１２とを備えている。

インプットシャフト３の一端部には、スプライン嵌合などの適宜の手段でインプットシャフト３に対して相対回転しない状態にハブ２０が固定されている。クラッチインナ１１は、ハブ２０との間に軸受を介在させ、あるいはハブ２０に遊嵌して、インプットシャフト３に回転自在に支持されている。

クラッチアウタ１０は、例えばバックトルクリミッタ１のハウジング（図示せず）との間に軸受を介在させてハウジングに回転自在に支持されている。そして、クラッチアウタ１０の一端部には、クランクシャフトに固定された小ギヤ４に噛み合う大ギヤ５が接合されており、これらのギヤ４，５を介して上記クランクシャフトに連結される。

クラッチアウタ１０は、クラッチインナ１１を内包してクラッチインナ１１と同軸に配置されている。クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１との間には、上記複数のクラッチディスク１２を収容する収容空間２５が形成されている。

複数のクラッチディスク１２は、収容空間２５内で、軸方向に重なり合って互いに平行に配置されており、そして交互にクラッチアウタ１０またはクラッチインナ１１に保持されている。即ち、クラッチアウタ１０に保持された各クラッチディスク１２ａは、軸方向に所定の間隔をおいて配置されており、隣り合うクラッチディスク１２ａ，１２ａの間に、クラッチインナ１１に保持された各クラッチディスク１２ｂが配置されている。そして、クラッチアウタ１０に保持された各クラッチディスク１２ａは、互いの間隔を保ってクラッチアウタ１０に対して軸方向に相対変位可能となっている。

収容空間２５は、軸方向の一方に向けて開口しており、その開口に臨んで円環状のプレッシャプレート６が配置されている。プレッシャプレート６は、その内周部を貫通してクラッチインナ１１に固定された複数のガイドピン２３により、軸方向に移動可能に支持されている。そして、プレッシャプレート６とガイドピン２３の基端部との間にはクラッチスプリング２４が介在しており、このクラッチスプリング２４により、プレッシャプレート６は収容空間２５側に向けて付勢されている。

複数のクラッチディスク１２の並びにおいて、収容空間２５の開口側の端にはクラッチアウタ１０に保持されたクラッチディスク１２ａが位置しており、このクラッチディスク１２ａは収容空間２５の開口を通して露呈している。クラッチスプリング２４により付勢されたプレッシャプレート６は、端に位置したクラッチディスク１２ａを押圧する。尚、プレッシャプレート６は、クラッチレバー（図示せず）の操作により、クラッチスプリング２４に抗して収容空間２５とは反対側に向けて駆動される。

端に位置するクラッチディスク１２ａがプレッシャプレート６により押圧されることによって、クラッチアウタ１０に保持された各クラッチディスク１２ａは、互いの間隔を保って軸方向に変位する。それにより、クラッチアウタ１０に保持された各クラッチディスク１２ａが、クラッチインナ１１に保持されたクラッチディスク１２ｂに摩擦係合する。尚、プレッシャプレート６が収容空間２５とは反対側に向けて駆動されると、端に位置するクラッチディスク１２ａはプレッシャプレート６による押圧から解放され、各クラッチディスク１２ａは互いの間隔を保って押圧時とは反対の軸方向に変位し、各クラッチディスク１２ａとクラッチディスク１２ｂとの摩擦係合が解除される。各クラッチディスク１２ａとクラッチディスク１２ｂとが互いに摩擦係合した状態で、クラッチアウタ１０とクラッチインナ１１とは共に回転する。

そして、バックトルクリミッタ１は、インプットシャフト３とクラッチインナ１１とを連結し得るワンウェイクラッチ１３を備えている。ワンウェイクラッチ１３は、インプットシャフト３に固定されたハブ２０とクラッチインナ１１との間に介在している。

ワンウェイクラッチ１３は、従動側のインプットシャフト３の回転数が駆動側のクラッチアウタ１０の回転数以下である場合にロックされ、インプットシャフト３とクラッチインナ１１とを連結する。そして、従動側のインプットシャフト３の回転数が駆動側のクラッチアウタ１０の回転数以下である場合には、駆動側から従動側にトルクが伝達される。その際のトルクは、クランクシャフト２から、共に回転するクラッチアウタ１０およびクラッチインナ１１を介し、そしてワンウェイクラッチ１３を介して、インプットシャフト３に伝達される。

一方、従動側のインプットシャフト３の回転数が駆動側のクラッチアウタ１０の回転数を超えた場合にはワンウェイクラッチ１３は空転し、クラッチインナ１１はインプットシャフト３に対して相対回転可能となる。それにより、クラッチインナ１１とインプットシャフト３との間でワンウェイクラッチ１３を介したトルクの伝達は遮断される。

ここで、従動側のインプットシャフト３の回転数が駆動側のクラッチアウタ１０の回転数を越える場合には、従動側から駆動側に伝達されるバックトルクが生じるが、その際、ワンウェイクラッチ１３を介したトルクの伝達は上記のとおり遮断されている。即ち、ワンウェイクラッチ１３を介してインプットシャフト３から上記クランクシャフトにバックトルクが伝達されることはないが、同時にワンウェイクラッチ１３を介してはエンジンブレーキ等の駆動側の回転抵抗による減速作用が従動側に一切伝達されないこととなる。

そこで、バックトルクリミッタ１は、インプットシャフト３とクラッチインナ１１との間に、両者を連結するビスカスカップリング１４を備えている。このビスカスカップリング１４は、インプットシャフト３に固定されたハブ２０とクラッチインナ１１との間に一組のオイルシール２１、２２を用いて密封状態に形成された作動室３０内に、複数のインナプレート３１およびアウタプレート３２が設けられて大略構成されている。

各インナプレート３１は、作動室３０に臨むハブ２０の外周面に固定され、ハブ２０と共に回転する。各アウタプレート３２は、作動室３０に臨むクラッチインナ１１の内周面に固定され、クラッチインナ１１と共に回転する。これらのインナプレート３１およびアウタプレート３２は、隣り合うインナプレート３１，３１の間にアウタプレート３２が入り込ように、軸方向に交互に重なって互いに平行に配置されている。

そして、作動室３０にはシリコンオイルなどの粘性流体が充填されており、隣り合うインナプレート３１とアウタプレート３２との間に粘性流体が介在する。インナプレート３１とアウタプレート３２との間で回転速度差が生じると、即ち、インプットシャフト３とクラッチインナ１１との間で回転速度差が生じると、インナプレート３１とアウタプレート３２との間で粘性流体が剪断される。この際の粘性流体の剪断抵抗により、インナプレート３１とアウタプレート３２との間で、ひいてはインプットシャフト３とクラッチインナ１１との間でトルクの伝達がなされる。

そして、従動側のインプットシャフト３の回転数が駆動側のクラッチアウタ１０の回転数を越える場合には、ワンウェイクラッチ１３が空転してクラッチインナ１１はクラッチアウタ１０と共に回転し、インプットシャフト３とクラッチインナ１１との間に回転速度差が生じる。それにより、ビスカスカップリング１４を介してインプットシャフト３とクラッチインナ１１との間でトルクの伝達がなされる。

ここで、ビスカスカップリング１４の粘性流体によるトルクの伝達特性は、一般に、インナプレート３１とアウタプレート３２との回転速度差、即ちインプットシャフト３とクラッチインナ１１との回転速度差が大きくなるのに対応して伝達されるトルクも大きくなるが、所定以上の回転速度差では伝達されるトルクは飽和する。そのため、過大なバックトルクがインプットシャフト３から上記クランクシャフトに伝達されることが回避される。

そして、従動側のインプットシャフト３の回転数が駆動側のクラッチアウタ１０の回転数を越える場合にも、ビスカスカップリング１４を介してインプットシャフト３とクラッチインナ１１との間のトルクの伝達が維持されるので、エンジンブレーキ等の駆動側の回転抵抗による減速作用が適度に従動側に伝達される。

以上説明したように、本実施形態のバックトルクリミッタ１によれば、インプットシャフト３とクラッチインナ１１との間にワンウェイクラッチ１３およびビスカスカップリング１４を備えている。インプットシャフト３の回転数がクラッチアウタ１０の回転数以下であれば、インプットシャフト３とクラッチインナ１１とはワンウェイクラッチ１３を介して機械的に連結されて一体に回転し、クラッチアウタ１０、クラッチディスク１２、クラッチインナ１１、およびワンウェイクラッチ１３を介して上記クランクシャフトとインプットシャフト３との間でトルクが伝達される。一方、インプットシャフト３の回転数がクラッチアウタ１０の回転数を超えた際には、ワンウェイクラッチ１３は空転し、インプットシャフト３とクラッチインナ１１とはビスカスカップリング１４を介して連結される。この場合に、インプットシャフト３とクラッチインナ１１との間のトルクの伝達は、ビスカスカップリング１４の粘性流体によりなされる。ビスカスカップリングの粘性流体によるトルクの伝達特性は、一般に、インプットシャフト３とクラッチインナ１１との回転速度差が大きくなるのに対応して伝達されるトルクも大きくなるが、所定以上の回転速度差で伝達されるトルクが飽和する。それにより、インプットシャフト３から上記クランクシャフトへ過大なトルクが伝達されることを回避することができる。そして、上記のようなトルクの伝達特性を有するビスカスカップリング１４を用いることにより、細かな制御を行うことなく滑らかにトルクを伝達することができる。さらに、ワンウェイクラッチ１３およびビスカスカップリング１４は、インプットシャフト３やクラッチインナ１１に対して軸方向に相対変位するものではなく、可動部を減らしてバックトルクリミッタ１の構成を簡易なものとし、その小型化を図ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、上述した実施形態では、自動二輪車に搭載されるバックトルクリミッタを例にして本発明に係る動力伝達装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明に係る動力伝達装置の一実施形態の断面図である。

符号の説明

１ バックトルクリミッタ（動力伝達装置）
３ インプットシャフト（従動側回転軸）
１０ クラッチアウタ
１１ クラッチインナ
１２ クラッチディスク
１３ ワンウェイクラッチ
１４ ビスカスカップリング

Claims (2)

1. 駆動側回転軸に連結されるクラッチアウタと、
   従動側回転軸に連結されるクラッチインナと、
   前記クラッチアウタと前記クラッチインナとの間で重なり合って配置され、交互に該クラッチアウタまたは該クラッチインナに保持された複数のクラッチディスクと、
   を備え、
   前記複数のクラッチディスクを互いに係合させて前記駆動側回転軸と前記従動側回転軸との間でトルクを伝達する動力伝達装置であって、
   前記従動側回転軸と前記クラッチインナとの間に介在し、該従動側回転軸の回転数が前記クラッチアウタの回転数を超えた際には空転するワンウェイクラッチと、
   前記従動側回転軸と前記クラッチインナとの間に介在するビスカスカップリングと、
   をさらに備えたことを特徴とする動力伝達装置。
2. 自動二輪車のエンジンとトランスミッションとの間に介在するバックトルクリミッタであることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。

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