JP2008014423A - 湿式摩擦クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチを冷却し、かつ、引き摺りトルクを低減するクラッチ装置を提供する。
【解決手段】変速機構に配置される湿式摩擦クラッチであって、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクを冷却するために潤滑油を供給する潤滑手段と、潤滑手段に潤滑油の供給量を制御する開閉機構を備えたクラッチ装置において、クラッチが締結状態から解放状態に変化した場合、クラッチ解放から所定時間経過後に、開閉機構により、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクに供給する潤滑油の供給量を少なくする、あるいは供給停止するようにする。
【選択図】図９

Description

本発明は、湿式摩擦クラッチを用いた自動車用の変速機構において、クラッチ締結時と解放時とで、潤滑油の供給量を変化させるクラッチ装置に関する。

クラッチドラムと、クラッチドラム内の外周側で回転軸方向に交互に重なるように配置されたクラッチディスク及びクラッチプレートと、クラッチドラム内の内周側に配置されたクラッチピストンと、クラッチドラム内に設けられクラッチピストンの押力をクラッチディスク及びクラッチプレートに伝達する押圧力伝達プレートとを備えた湿式クラッチの潤滑構造が知られている（特許文献１参照）。

この装置では、押圧力伝達プレートの外周端部がクラッチドラムの内周に係止されており、押圧力伝達プレートの内周部がクラッチピストンに押圧されて押し出されたときに、押圧力伝達プレートの中間部でクラッチディスク及びクラッチプレートを回転軸方向に押圧するように構成されている。さらに、引き摺りトルクの低減を図るために、押圧力伝達プレートの内周側側面に、クラッチドラム内に供給される潤滑油の流れをガイドするガイド部が設けられている。押圧力伝達プレートの内周部が戻された位置にあるとき（クラッチ解放時）には、ガイド部が潤滑油をクラッチディスク及びクラッチプレートの側方外部に流出させることにより、クラッチディスクとクラッチプレートとの間に流入する潤滑油の量を少なくする。また、押圧力伝達プレートの内周部が押し出された位置にあるとき
（クラッチ締結時）には、ガイド部がクラッチディスク及びクラッチプレートの側方外部に流出する潤滑油の量を少なくすることにより、クラッチディスクとクラッチプレートとの間に流入する潤滑油の量を増やす。

また、引き摺りトルクの低減を図るために、変速機構の入力側に配置された湿式摩擦クラッチと、湿式摩擦クラッチを動作させるために移動する動作機構と、湿式摩擦クラッチに潤滑油を供給する油路とを備えたクラッチの潤滑装置において、動作機構の移動により油路の開度を変更する開閉機構を備えたものも知られている（特許文献２）。

この装置では、クラッチの締結と解放において特許文献１に記載された押圧力伝達プレートと同様な役割を果たすダイヤフラムスプリングの内周側に突出部を設け、この突出部で潤滑油を供給するポートの開閉を行う。すなわち、湿式摩擦クラッチが解放されているときは、ダイヤフラムスプリングの突出部によって潤滑油の供給ポートを閉じることにより、湿式摩擦クラッチ部への潤滑油の供給を止めている。

特開２００１−９９１８９号公報 特開平１０−３３１８６９号公報

特許文献１及び２の装置では、クラッチを解放するのと同時に、クラッチ部への潤滑油の供給を低減したり、停止する構造になっている。クラッチを締結した状態から解放する場合、クラッチの解放により新たな熱の発生はなくなるが、解放前に発生した熱は解放後もクラッチ部に残る。この解放前に発生し解放後に残留する熱を確実に冷却することが望ましい。特許文献１及び２では、このような解放前に発生し解放後に残留する熱に対しては配慮が成されていなかった。

本発明の目的は、クラッチ解放時の引き摺りトルクを低減すると共に、クラッチ解放前に発生した熱に対してクラッチ解放後の冷却性能を高めることにある。

上記課題を解決するために、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを締結した状態では、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに潤滑油を供給し、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを解放した状態では、潤滑油の供給を停止又は締結時よりも供給量を少なくする潤滑油供給量変更機構を備えた湿式摩擦クラッチ装置において、潤滑油供給量変更機構は、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとが解放された後、予め設定された期間を経た後に、潤滑油の供給を停止又は締結時よりも供給量を少なくする状態に切り替え動作する。

本発明によれば、クラッチ解放後も駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに潤滑油を供給できるので、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに残留する熱を冷却することができ、冷却した後は、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとの引き摺りトルクを低減することができる。

本発明のクラッチ装置は、例えば自動車の手動変速機（マニュアルトランスミッション：ＭＴ）の変速動作をアクチュエータにより自動化した自動ＭＴの湿式摩擦クラッチに用いられる。この湿式摩擦クラッチは、変速中の出力軸トルクが途切れないようにトルク伝達と回転数制御を行う。

以下、本発明の実施例を図１〜図２７により説明する。

図１は、本発明に係るクラッチ装置が搭載された変速機構１の一実施例を示したものである。変速機構１は、ＭＴと同様の同期噛み合い式の変速ギア２と、エンジン３の動力を変速ギア２に伝達する発進クラッチ４と、シフト操作を行うためのシフト機構５を駆動するシフトセレクトアクチュエータ６と、発進クラッチ４の締結／解放動作を行う発進クラッチアクチュエータ７と、変速中の駆動力低下を抑えるためにトルク伝達を行うアシストクラッチ機構８と、これらのアクチュエータを制御する制御装置（図示せず）とからなり、変速操作を自動的に行うとともに変速中の出力軸トルクの途切れを無くし、変速ショックを小さく抑えたシステムである。

発進クラッチ４とアシストクラッチ機構８で用いられるクラッチは、上流側から下流側への動力の伝達量を調整する機構であり、動力を伝えない解放状態から、任意の動力を伝達する半締結状態、回転数を完全に一致させる締結状態の作動を行い、自動車をスムーズに走行させるために用いられる。クラッチは駆動側に回転方向に拘束された摩擦ディスクと、被駆動側に回転方向に拘束された摩擦ディスクとを有し、これらの摩擦ディスクどうしに押し付け力を与えて、ディスク間に発生する摩擦力により動力を伝達している。

次に、変速機構１に用いられるアシストクラッチ機構８の実施例について説明する。

図２は、アシストクラッチ機構８の断面図である。アシストクラッチ機構８は、エンジン３からの動力が伝達される入力軸２０と、入力軸２０に嵌め合わされる入力ハブ２１と、次段に動力を伝達する出力ギア２２と、摩擦材を両面に貼り付けた駆動側の摩擦ディスクであるクラッチディスク２３と、被駆動側の摩擦ディスクであるプレート２４と、クラッチディスク２３を内径側で支えるクラッチハブ２５と、プレート２４を外径側で支えるクラッチドラム２６と、クラッチディスク２３とプレート２４からなるクラッチに押し付け力を作用させるために、入力軸２０の軸方向に直動運動するクラッチアクチュエータとしてのボールランプ機構２７と、ボールランプ機構２７の直動運動を押し付け力に変換する荷重ばね２８と、ボールランプ機構２７の押し付け力を荷重ばね２８に伝達するプレッシャプレート２９と、クラッチ解放時にプレッシャプレート２９をボールランプ機構２７側に押し戻すリターンスプリング３０と、クラッチに潤滑油を供給する給油口が形成された給油口部材（以下、単に給油口という）３１とから構成される。

入力軸２０には、入力ハブ２１がナット３２により固定されている。この入力軸２０と入力ハブ２１には、回転方向の動きを拘束するように、それぞれの嵌め合い部分にスプライン２０ａ，２１ａが形成されている。また、入力軸２０の内側には軸方向の穴（孔）
３３が開けられており、給油口３１を挿入できるようにしている。また、給油口３１からの潤滑油をクラッチディスク２３とプレート２４に供給できるように入力軸２０の内周から外周に向かって、穴（潤滑油通路としての孔）３４が開けられている。

入力ハブ２１は、入力軸２０の駆動力をクラッチハブ２５に伝達する部品であり、入力ハブ２１の外周にもスプライン２１ｂが形成されている。

出力ギア２２は、入力軸２０にスリーブ３５を介して回転自在に配置されている。また、出力ギア２２の外周には、クラッチドラム２６と接続するためのスプライン２２ａと、次段に動力を伝達するための歯車２２ｂが形成されている。

クラッチディスク２３の内周とクラッチハブ２５の外周にはそれぞれスプライン２３ａ，２５ａが形成されており、クラッチディスク２３はクラッチハブ２５と噛み合うように設置される。クラッチディスク２３は、スプライン２３ａ，２５ａにより、クラッチハブ２５に対して回転方向の動きは拘束されるが、軸方向には自在に動くことができる。クラッチディスク２３には、クラッチハブ２５から入力軸２０の動力が伝達される。また、クラッチハブ２５には、潤滑油を内側から外側に流すための穴（潤滑油通路としての孔）
２５ｂが設けられている。

プレート２４の外周とクラッチドラム２６の内周にはそれぞれスプライン２４ａ，26ｂが形成されており、プレート２４はクラッチドラム２６と噛み合うように設置される。プレート２４は、クラッチドラム２６により回転方向の動きは拘束されるが、軸方向には自在に動くことができる。プレート２４の動力は、クラッチドラム２６に伝達される。また、クラッチドラム２６は、プレート２４の軸方向への移動のストッパの役目をしており、クラッチドラム２６と荷重ばね２８の間にクラッチディスク２３とプレート２４を挟み込み、ボールランプ機構２７と荷重ばね２８を用いて押し付けることにより伝達トルクを発生させている。

アシストクラッチ機構８は変速機構１内部に設置されるため、クラッチディスク２３とプレート２４が油に浸されている湿式摩擦クラッチである。このように油中で動作するため摩擦係数が小さく、必要な伝達トルクを得るためにクラッチディスク２３とプレート
２４を複数枚交互に組み合わせている。

クラッチドラム２６の端部にはスプライン２６ａが形成されており、出力ギア２２のスプライン２２ａと噛み合っている。また、クラッチドラム２６の外周部分には、クラッチディスク２３とプレート２４間に流れる潤滑油を遠心力により排出できるように複数の排出穴（排出孔）４４が開けられている。

ボールランプ機構２７は、回転運動を直線運動に変換する機構であり、回転ランプ３６と、並進ランプ３７と、ボール３８と、ランプガイド４３とからなる。

回転ランプ３６と並進ランプ３７は、図３に示すように円形に彫られた勾配のついた凹溝３９を持つ。回転ランプ３６と並進ランプ３７は、それぞれの凹溝３９が向い合うように設置し、向い合った凹溝３９にボール３８を配置する。ボール３８は、鉄製の玉であり、回転ランプ３６と並進ランプ３７の凹溝３９と同程度の外径である。図３では、凹溝
３９が３つあるので、３個のボール３８を設置する。

ボールランプ機構２７の動作を図４，図５を用いて説明する。図４はボール３８を回転ランプ３６と並進ランプ３７の凹溝３９の一番深い位置にある場合を示す図であり、図５は並進ランプ３７を固定し、回転ランプ３６を回転運動させた場合を示す図である。回転ランプ３６を回転運動させた場合、ボール３８が凹溝３９の中を回転して移動し、凹溝
３９の浅い部分へ移動するため回転ランプ３６と並進ランプ３７は軸方向で互いの距離を開く方向へ移動することとなる。このようにして、ボールランプ機構２７は回転運動を直線運動に変換することができる。図６に示すようにボールランプ機構２７が最小ストロークの場合は、ボール３８が回転ランプ３６，並進ランプ３７の最も深い溝の位置にあるときである。また、図７に示すようにボールランプ機構２７が最大ストロークの場合は、ボール３８が回転ランプ３６，並進ランプ３７の最も浅い溝の位置にあるときである。

回転ランプ３６の外周には、中間ギア４０，ピニオンギア４１を介してモータ４２の動力を得られるように歯車が形成されており、モータ４２の駆動により回転ランプ３６が回転するようにしている。モータ４２は図示しないバッテリーや制御器によって印加電力が調整され、図示しない上位のクラッチ制御器によって制御される。モータ４２は変速機内部の熱や潤滑油等の影響を受けないようにギアボックス１０の外側に設置している。

並進ランプ３７の内周には図示しない凸部を有しており、ランプガイド４３の図示しない溝に嵌め合わせ、並進ランプ３７が入力軸２０回りに回転しないようにしている。ランプガイド４３の図示しない溝は、並進ランプ３７の凸部より若干大きくしており、並進ランプ３７が滑らかに動くようにしている。

荷重ばね２８は、プレッシャプレート２９とクラッチディスク２３の間に配置し、ボールランプ機構２７の並進ランプ３７の位置をクラッチディスク２３とプレート２４の押し付け力に変換するのに用いる。アシストクラッチ機構８の伝達トルクは、ボールランプ機構２７と荷重ばね２８による押し付け力に比例して増加する。なお、荷重ばね２８は、図２に示すように皿ばねでもよいし、コイルばねでもよく、同様な効果が得られれば他のものであっても構わない。図２では、皿ばねを入力軸２０の軸方向に２枚重ねて、荷重ばね２８を構成している。

プレッシャプレート２９は、並進ランプ３７とともにスライド移動するように、プレッシャプレート２９の内周が図示しない軸受を介して給油口３１の外周に設置するようにしている。また、プレッシャプレート２９は荷重ばね２８とリターンスプリング３０を保持するようにしている。

リターンスプリング３０は、クラッチハブ２５とプレッシャプレート２９の間に設置している。ボールランプ機構２７では、回転ランプ３６と並進ランプ３７間の距離を縮める方向には力を発生することはできないので、リターンスプリング３０により与圧を加え、回転ランプ３６と並進ランプ３７間の距離を縮めるようにしている。なお、リターンスプリング３０は、図２に示すように皿ばねでもよいし、コイルばねでもよく、同様な効果が得られれば他のものであっても構わない。図２では、皿ばねを入力軸２０の軸方向に４枚重ねて、リターンスプリング３０を構成している。

給油口３１は、図示しない潤滑油ポンプに接続され、クラッチディスク２３とプレート２４を冷却するために潤滑油がクラッチ部に噴き出すようにしている。クラッチディスク２３とプレート２４は、クラッチの締結／解放動作により発熱するが、潤滑油で冷却するようにしている。

クラッチディスク２３とプレート２４の回転方向は、それぞれクラッチハブ２５，クラッチドラム２６により拘束されるが、軸方向には移動可能である。したがって、ボールランプ機構２７，荷重ばね２８により軸方向に力が作用した場合には、クラッチディスク
２３とプレート２４が軸方向に移動するので、クラッチディスク２３とプレート２４の締結力を変えることができる。

次にアシストクラッチ機構８の動作について説明する。

まず、ボールランプ機構２７が最小ストロークの位置の場合、プレッシャプレート２９とクラッチドラム２６間の距離が最も大きい状態であり、クラッチ解放の状態である。このとき、荷重ばね２８は自然長に戻っており、クラッチディスク２３，プレート２４へは、押し付け力が作用していない。したがって、入力軸２０に伝達された動力は、入力ハブ２１，クラッチハブ２５を介してクラッチディスク２３に伝達されるが、クラッチディスク２３からプレート２４へは動力が伝達されないので、入力軸２０の動力は出力ギア２２に伝達されない。なお、図２に示すようにボールランプ機構２７が最小ストロークの時に荷重ばね２８とプレッシャプレート２９の間に所定の隙間を設けるようにしている。この隙間により、ボールランプ機構２７と荷重ばね２８によってクラッチディスク２３とプレート２４に押し付け力が作用しないクラッチ解放状態を作ることができる。

クラッチ解放状態からクラッチ締結状態に動作させる場合には、モータ４２を駆動し、ピニオンギア４１，中間ギア４０を介して回転ランプ３６が駆動される。回転ランプ３６が回転すると、回転ランプ３６とボール３８と並進ランプ３７により、並進ランプ３７は軸方向に移動し、プレッシャプレート２９とクラッチドラム２６間の距離が小さくなる。そして、荷重ばね２８が軸方向にたわみ、クラッチディスク２３とプレート２４に押し付け力が作用する。この押し付け力によりクラッチディスク２３とプレート２４との間に摩擦による伝達トルクが生じる。したがって、入力軸２０に伝達された動力は、クラッチハブ２５，クラッチディスク２３，プレート２４，クラッチドラム２６，出力ギア２２の順で伝えられる。なお、ボールランプ機構２７のストロークの変化により荷重ばね２８による押し付け力は変化するので、クラッチディスク２３とプレート２４との間の伝達トルクは変化する。

クラッチ締結状態からクラッチ解放状態に動作させる場合には、モータ４２を逆回転に駆動し、ピニオンギア４１，中間ギア４０を介して回転ランプ３６が逆回転する。回転ランプ３６が逆回転されると、回転ランプ３６とボール３８と並進ランプ３７により、並進ランプ３７は軸方向に移動し、プレッシャプレート２９とクラッチドラム２６との間の距離が大きくなる。並進ランプ３７の移動とともに、クラッチの押し付け力は減少し、クラッチディスク２３とプレート２４との間の伝達トルクも低下する。さらにモータ４２を逆回転に駆動し続けると、クラッチディスク２３とプレート２４への押し付け力がなくなり、クラッチディスク２３とプレート２４の間の動力伝達が無くなる。このとき、プレッシャプレート２９はリターンスプリング３０によりクラッチディスク２３，プレート２４から離れる方向へ力を受けているので、プレッシャプレート２９と並進ランプ３７は回転ランプ３６の方向に移動することができる。

次にクラッチディスク２３とプレート２４を冷却するための潤滑油の伝達経路について図８を用いて説明する。上記のようにアシストクラッチ機構８は締結／解放動作の際に発熱するので、クラッチを冷却するために潤滑油を循環させている。潤滑油がアシストクラッチ機構８内で図８に示す実線矢印のように流れることにより、クラッチディスク２３およびプレート２４を冷却している。図示しない潤滑油ポンプから供給された潤滑油は、給油口３１から入力軸２０の穴を通り、スリーブ３５，クラッチハブ２５の穴を通り、クラッチディスク２３，プレート２４間に供給される。そして、クラッチドラム２６の排出穴４４から潤滑油を排出し、ギアボックス１０の図示しない排出口から図示しない潤滑油ポンプに潤滑油が戻される。

以上のように、アシストクラッチ機構８内に潤滑油は循環される。そして、潤滑油はクラッチ冷却に必要である。しかし、クラッチの解放状態において潤滑油が供給された場合には、潤滑油のせん断力により引き摺りトルクが発生する。その結果、引き摺りトルクの損失分に対応してエンジン３の燃費が低下する可能性がある。

引き摺りトルクを低減するために、クラッチ解放時に潤滑油を停止することが考えられるが、クラッチ解放と同時に潤滑油の供給を停止するのは、クラッチが十分に冷却されていないことがある。特に本発明の実施例のように自動ＭＴの変速機構１では、クラッチ締結からクラッチ解放させる際にクラッチを滑らせる半締結状態を経過する。また、自動
ＭＴではクラッチの数が自動変速機（オートマチックトランスミッション：ＡＴ）と比べると少なく、変速操作に使用されるクラッチは１つまたは２つである。変速する際（例えば、１速→２速，２速→３速）には、クラッチの締結／解放を繰り返すので、自動ＭＴのクラッチはＡＴと比べてクラッチが発熱しやすい。そのため、クラッチ冷却の点から、クラッチ解放後もしばらくの間、潤滑油の供給を続けることが好ましい。

潤滑油の供給を制御するために、ギアボックス１０の外部に制御弁等を設ける方法が考えられるが、コストアップとなるため好ましくない。

そこで、本発明のクラッチ装置では、クラッチ解放直後は、クラッチ冷却のためクラッチディスク２３とプレート２４に潤滑油を供給し、クラッチ解放後所定時間経過した場合には、引き摺りトルク低減のためクラッチディスク２３とプレート２４に潤滑油を供給しないか、供給量を少なくすることにした。また、クラッチ解放時のクラッチディスク２３とプレート２４への潤滑油量を制御するために、クラッチアクチュエータとしてのボールランプ機構２７に開閉機構４５を設けることにし、潤滑油量制御のために特別なアクチュエータを設置しないことにした。

次に、本発明の開閉機構４５を用いた潤滑油量制御の概要を説明する。図９は、ボールランプ機構２７のストロークとボールランプ機構２７による押圧力の関係を示した図である。この押圧力によりクラッチディスク２３とプレート２４の締結力が変化し、入力軸
２０から出力ギア２２への伝達トルクが変化する。ストロークが０からＬ１までは押圧力が０であり、クラッチ解放の状態である。ストロークがＬ１より大きくなると、クラッチの締結が始まり、ストロークがＬ２になるとクラッチ締結力が最大となる。また、ストロークがＬ１からＬ２まではクラッチ締結の状態である。このようにボールランプ機構２７は、所定の伝達トルクを得るためにクラッチディスク２３とプレート２４の押圧力を求め、その押圧力にあったストローク制御（位置制御）を行う。ボールランプ機構２７のストロークは、例えばモータ４２の駆動軸に設置したエンコーダを用いてモータ４２の回転数からストロークを求めるが、同様の効果が得られれば他の方法であっても構わない。

以上のように、クラッチ解放の状態では、ボールランプ機構２７によりクラッチディスク２３とプレート２４に押圧力が作用していない。逆にクラッチ締結の状態では、ボールランプ機構２７によりクラッチディスク２３とプレート２４に押圧力が作用している。

図９に示すようにストロークが０からＬ１の範囲をクラッチ解放の状態としているので、このストロークが０からＬ１の中間点であるＬ０の前後で「給油口閉」、「給油口開」と開閉機構４５を切り替えることにしている。すなわち、ストロークが０からＬ０までを「給油口閉」の状態であり、Ｌ０からＬ１までが「給油口開」の状態である。なお、「給油口開」の状態とは、開閉機構４５により潤滑油が給油口３１の吐出口４６より流れ出ている状態であり、「給油口閉」の状態とは開閉機構４５により潤滑油が給油口３１の吐出口４６より流れ出ていないか、少なくなっている状態である。

図９から、クラッチアクチュエータであるボールランプ機構２７は、クラッチディスク２３（駆動側の摩擦ディスク）とプレート２４（被駆動側の摩擦ディスク）とに押し付け力を作用させない状態で移動可能な範囲を有することが分かる。そして、この範囲内に、クラッチディスク２３とプレート２４とを締結した状態で、クラッチディスク２３とプレート２４とに供給する潤滑油の供給量を維持して移動する範囲と、この供給量を低減又は停止した状態で移動する範囲とを有する。また、供給量を維持する範囲はクラッチディスク２３とプレート２４とを締結する範囲に隣接している。

次にアシストクラッチ機構８に潤滑油量を制御する開閉機構４５を設置した例を説明する。図１０はクラッチ締結状態で開閉機構４５が閉じているときの給油口３１部分を示す断面図であり、図１１は図１０の円部を拡大した図である。図１２はクラッチ解放状態で開閉機構４５が閉じているときの給油口３１部分を示す断面図であり、図１３は図１２の円部を拡大した図である。図１４はクラッチ解放状態で開閉機構４５が開いているときの給油口３１部分を示す断面図であり、図１５は図１４の円部を拡大した図である。

給油口３１の開閉機構４５は、給油口３１とランプガイド４３と並進ランプ３７により構成する。給油口３１とランプガイド４３には図１０に示すように給油口３１の中心軸に対して垂直に同じ大きさの開閉口４７を設けている。この開閉口４７は、給油口３１とランプガイド４３を貫通している。開閉口４７のランプガイド４３側が開いている場合には、図１４に示す実線矢印のように給油口３１に流れる潤滑油がこの開閉口４７から流れ出すことになる。この開閉口４７の面積は、給油口３１の吐出口４６の面積より大きくしているので、吐出口４６と開閉口４７が開いていた場合には、開閉口４７からの潤滑油流出量が吐出口４６の潤滑油流出量より多くなるようにしている。これにより、クラッチディスク２３とプレート２４への潤滑油量が少なくなるので、引き摺りトルクを低減することができる。この状態は、「給油口閉」の状態である。

また、開閉口４７のランプガイド４３側が閉じている場合には、潤滑油が開閉口４７から流れ出ることなく、図１０に示す実線矢印のように給油口３１の吐出口４６から潤滑油は流れ出る。これにより、クラッチディスク２３とプレート２４へ潤滑油が流れるので、クラッチを冷却することができる。この状態は、「給油口開」の状態である。

並進ランプ３７は、クラッチ解放／締結の際にスライド移動するので、この並進ランプ３７により開閉口４７を開閉することにしている。

図１０，図１１は、ボールランプ機構２７のストロークが図９のＬ２の位置にある場合である。ボールランプ機構２７が最大ストロークの場合であり、クラッチ締結している状態である。このとき並進ランプ３７が開閉口４７を塞いでいるので、潤滑油がこの開閉口４７から流れ出さず、給油口３１の吐出口４６から潤滑油が流れるので、クラッチディスク２３とプレート２４に潤滑油を供給できる。なお、ボールランプ機構２７のストロークが図９のＬ１からＬ２のとき、上記のようにクラッチが締結している状態で開閉口４７が閉じている。

図１２，図１３は、ボールランプ機構２７のストロークが図９のＬ０からＬ１の間にある場合である。これは、クラッチが解放している状態である。このとき並進ランプ３７が開閉口４７を塞いでいるので、潤滑油がこの開閉口４７から流れ出さず、給油口３１の吐出口４６から潤滑油が流れるので、クラッチディスク２３とプレート２４に潤滑油を供給できる。

図１４，図１５は、ボールランプ機構２７のストロークが図９の０の位置にある場合である。これは、ボールランプ機構２７が最小ストロークの場合であり、クラッチが解放している状態である。このとき並進ランプ３７が開閉口４７を開放しているので、潤滑油がこの開閉口４７から流れ出る。そのため、給油口３１の吐出口４６からの潤滑油流出量が減るので、クラッチディスク２３とプレート２４間の潤滑油が減り引き摺りトルクを低減できる。なお、ボールランプ機構２７のストロークが図９の０からＬ０のとき、上記のようにクラッチが解放している状態で開閉口４７が開いている。

給油口３１とランプガイド４３に開けられた開閉口４７の位置は、上記のように並進ランプ３７の移動に伴いクラッチの締結／解放状態と関連付けて開閉口４７を開閉するように設定している。

上述したように、開閉機構４５は、給油口３１の吐出口４６より流れ出しクラッチディスク２３とプレート２４とが設けられた伝達トルク生成部に供給される潤滑油の量を変える機構である。この意味において、開閉機構４５は潤滑油供給量変更機構である。また、開閉口４７は、給油口３１の吐出口４６から伝達トルク生成部に流れるべき潤滑油の少なくとも一部を、伝達トルク生成部に流すことなく潤滑油ポンプに戻すバイパス通路を構成している。潤滑油供給量変更機構４５は、このバイパス通路を開閉して、給油口３１の吐出口４６から伝達トルク生成部に流れる潤滑油の量を変えている。

次にアシストクラッチ機構８に潤滑油量を制御する開閉機構４５を設置した他の例を説明する。図１６はクラッチ締結状態で開閉機構４５が開いているときの給油口３１部分を示す断面図であり、図１７は図１６の円部を拡大した図である。図１８はクラッチ解放状態で開閉機構４５が開いているときの給油口３１部分を示す断面図であり、図１９は図
１８の円部を拡大した図である。図２０はクラッチ解放状態で開閉機構４５が閉じているときの給油口３１部分を示す断面図であり、図２１は図２０の円部を拡大した図である。

給油口３１の開閉機構４５は、給油口３１と給油ブロック４８と回転ランプ３６により構成する。給油口３１には、図１６に示すようにＬ字状の潤滑油の通路を設けている。給油ブロック４８は、図示しない潤滑油ポンプと給油口３１の間に配置し、図示しない潤滑油ポンプからの潤滑油を給油口３１に供給するようにしている。給油ブロック４８に設けた潤滑油の通路は、給油口３１の中心軸より外側に設置し、給油口３１のＬ字状の通路に潤滑油が流れるようにしている。回転ランプ３６には、図２２に示すように、給油ブロック４８の潤滑油通路と給油口３１の潤滑油通路とを連通又は遮断する給油口開閉孔５１が開けられている。回転ランプ３６が回転することにより、図２３，図２４，図２５に示すように給油ブロック４８の潤滑油通路は開閉することができる。図２３，図２４に示すように潤滑油通路が開いている場合には、潤滑油が給油口３１から流れ出し、クラッチディスク２３とプレート２４間に潤滑油を供給することができるので、クラッチを冷却することができる。この状態は、「給油口開」の状態である。また、図２５に示すように潤滑油通路が閉じている場合には、潤滑油が給油口３１から流れ出さず、クラッチディスク２３とプレート２４間に潤滑油は供給されないので、引き摺りトルクを低減することができる。この状態は、「給油口閉」の状態である。

回転ランプ３６は、クラッチ解放／締結の際に回転するので、この回転ランプ３６の給油口開閉孔５１により潤滑油の通路を開閉することにしている。

図１６，図１７は、ボールランプ機構２７のストロークが図９のＬ２の位置にある場合である。ボールランプ機構２７が最大ストロークの場合であり、クラッチ締結している状態である。このとき図２３に示すように回転ランプ３６は給油ブロック４８の潤滑油通路を開放しており、潤滑油が給油口３１の吐出口４６から流れるので、クラッチディスク
２３とプレート２４に潤滑油を供給できる。なお、ボールランプ機構２７のストロークが図９のＬ１からＬ２のとき、上記のようにクラッチが締結している状態で給油ブロック
４８の潤滑油通路を開放している。

図１８，図１９は、ボールランプ機構２７のストロークが図９のＬ０からＬ１の間にある場合である。これは、クラッチが解放している状態である。このとき図２４に示すように回転ランプ３６は給油ブロック４８の潤滑油通路を開放しており、潤滑油が給油口３１の吐出口４６から流れるので、クラッチディスク２３とプレート２４に潤滑油を供給できる。

図２０，図２１は、ボールランプ機構２７のストロークが図９の０の位置にある場合である。これは、ボールランプ機構２７が最小ストロークの場合であり、クラッチが解放している状態である。このとき図２５に示すように回転ランプ３６は給油ブロック４８の潤滑油通路を塞いでおり、潤滑油が給油口３１の吐出口４６から流れないので、クラッチディスク２３とプレート２４に潤滑油が供給されず、引き摺りトルクを低減できる。なお、ボールランプ機構２７のストロークが図９の０からＬ０のとき、上記のようにクラッチが解放している状態で給油ブロック４８の潤滑油通路を塞いでいる。

回転ランプ３６に設けられた給油口開閉孔５１は、上記のように回転ランプ３６の駆動に伴いクラッチの締結／解放状態と関連付けて給油ブロック４８の潤滑油通路を開閉できるように設定している。

図１６〜図２５の構成では、開閉機構４５は伝達トルク生成部への潤滑油通路を開閉する。漏れを無視すれば、開閉機構４５は、閉時に、伝達トルク生成部への潤滑油通路を遮断する。

次にクラッチ締結から解放時のボールランプ機構２７の動作を図２６に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップ１０１において、クラッチ締結状態から解放状態に変更する指令があったか否か判断する。クラッチを締結状態から解放状態にする指令がなかった場合には、ステップ１０１のままであり、クラッチを締結状態から解放状態にする指令があった場合には、ステップ１０２においてボールランプ機構２７をクラッチ解放する方向（ボールランプ機構２７のストロークが小さくなる方向）に駆動する。

次にステップ１０３において、ボールランプ機構２７のストロークが所定位置Ａに到達したか判断する。所定位置Ａは、図９に示すボールランプ機構２７のストロークでＬ０からＬ１の間の位置を設定している。ボールランプ機構２７のストロークが所定位置Ａに到達していない場合には、ステップ１０２に戻り、ボールランプ機構２７を駆動し続ける。ボールランプ機構２７のストロークが所定位置Ａに到達した場合には、ステップ１０４でボールランプ機構２７を停止する。このとき、クラッチは解放状態であり、「給油口開」の状態である。

次にステップ１０５において、ボールランプ機構２７の停止時間が所定時間Ｔ経過したか判断する。所定時間Ｔは、クラッチを締結状態から解放状態に駆動した後、クラッチ冷却に必要な時間であり、あらかじめ求められたものである。ボールランプ機構２７の停止時間が所定時間Ｔを経過していない場合には、ステップ１０４に戻りボールランプ機構
２７の停止状態を保つ。ボールランプ機構２７の停止時間が所定時間Ｔを経過した場合には、ステップ１０６においてボールランプ機構２７をクラッチ解放する方向（ボールランプ機構２７のストロークが小さくなる方向）に駆動する。本実施例では、所定時間Ｔをタイマで計測するものとする。

次にステップ１０７において、ボールランプ機構２７のストロークが所定位置Ｂに到達したか判断する。所定位置Ｂは、図９に示すボールランプ機構２７のストロークで０からＬ０の間の位置を設定している。ボールランプ機構２７のストロークが所定位置Ｂに到達していない場合には、ステップ１０６に戻り、ボールランプ機構２７を駆動し続ける。ボールランプ機構２７のストロークが所定位置Ｂに到達した場合には、ステップ１０８でボールランプ機構２７を停止する。このとき、クラッチは解放状態であり、「給油口閉」の状態である。

なお、ステップ１０５の所定時間Ｔは、潤滑油の温度やアシストクラッチ機構８の動作頻度によって変更するようにしている。潤滑油の温度が高かったり、アシストクラッチ機構８の動作頻度が多かったりした場合には、この時間Ｔを大きくするようにしている。

また、ステップ１０５においてクラッチが冷却できたか否かは所定時間Ｔにより判断したが、直接温度センサにより潤滑油温度を計測し、所定温度以下になった場合にはステップ１０６に移るようにしてもよい。

以上のようにして、クラッチ解放後、所定時間Ｔ経過後に「給油口開」の状態から「給油口閉」の状態としている。したがって、クラッチ解放直後はクラッチディスク２３とプレート２４間に潤滑油を供給するので、クラッチを冷却できる。クラッチ解放から所定時間Ｔ経過後は、クラッチディスク２３とプレート２４間の潤滑油の量を少なくする、あるいは潤滑油を供給しないので、引き摺りトルクを低減できる。

ここで、本実施例では、クラッチディスク２３とプレート２４に押し付け力を作用させるクラッチアクチュエータとしてボールランプ機構２７を用いたが、クラッチディスク
２３とプレート２４に押し付け力を作用できるものであれば、ボールねじ，すべりねじ，リンク機構，油圧アクチュエータ等の他の構成であっても良い。

上述したように、開閉機構４５は、クラッチディスク２３とプレート２４とが接触して伝達トルクを発生する伝達トルク発生部への潤滑油通路を連通／遮断する構成であってもよく、また伝達トルク発生部への潤滑油供給量を変更する構成であっても良い。

また、開閉機構４５の開閉を所定時間Ｔ経過後に切り替えるために、タイマで時間で管理するほか、開閉口４７を開閉するように構成した並進ランプ３７の移動速度や給油口開閉孔５１を設けた回転ランプ３６の回転速度で管理しても良い。この場合、少なくともクラッチ解放後に並進ランプ３７の移動速度や回転ランプ３６の回転速度を制御すると良い。

クラッチが解放された状態とは、図９に示したように、ボールランプ機構２７によるクラッチディスク２３とプレート２４への押し付け力が解除された状態である。上述したように、本発明に係る実施例によれば、クラッチの解放時点から明確な期間を置いて、開閉機構４５の切り替えが行われる。すなわち、潤滑油供給量変更機構による潤滑油の供給量の切り替え（低減）が行われる。

上記の「明確な期間」とは、ゼロではなく、実質的な時間を有していることを意味する。「実質的な時間」とは、例えばこの時間内において、クラッチディスク２３やプレート２４の温度の減少が認められることを意味する。

また、「明確な期間」は予め設定されることになるが、上述したように、タイマによって計測管理される時間であっても良いし、移動体がある位置から他の位置に移動する時間又はそのときの距離によって設定されるような物理量であっても良い。また、「明確な期間」は温度がある温度から他の温度に変化する時間又はそのときの温度差によって設定されるような物理量であっても良い。

また、上記ではトルクアシスト機構を用いた自動ＭＴに本発明のクラッチ装置を搭載した例を説明したが、図２７に示すデュアルクラッチ方式の自動ＭＴにも適用できる。

図２７は、本発明のクラッチ装置を搭載できるデュアルクラッチトランスミッション
(以下、ＤＣＴと略す)の断面を示した図である。図７ではＤＣＴ入力軸２０１にＤＣＴドラム２０７がスプラインで軸方向に移動自由かつ回転方向を拘束されて連結され、ＤＣＴドラム２０７はＤＣＴ中間プレート２２３に保持されている。ＤＣＴドラム２０７にはＡ系統の第一の摩擦ディスク２０５ＡとＡ系統の第二の摩擦ディスク２０６Ａからならクラッチパックが保持されており、クラッチパックに与えられる押し付け力に応じたトルクが伝達されてＡ系統のハブ２０４Ａを介してＡ系統のクラッチ出力軸２０８Ａにトルクを伝える。また、ＤＣＴドラム２０７にはＢ系統の第一の摩擦ディスク２０５ＢとＢ系統の第二の摩擦ディスク２０６Ｂからなるクラッチパックが保持されており、クラッチパックに与えられる押し付け力に応じたトルクが伝達されてＢ系統のクラッチ出力軸２０８Ｂにトルクを伝える。クラッチパックの一端はＤＣＴドラム２０７に拘束され、他の端はアクチュエータの作動部に接する構造となっており、クラッチパックはアクチュエータとＤＣＴドラム２０７の間ではさみこまれて押し付け力を得る構造である。ＤＣＴはＡ系統のクラッチ出力軸２０８Ａに伝達される回転トルクとＢ系統のクラッチ出力軸２０８Ｂに伝達される回転トルクを内部のギヤを用いて変速し、図示しない車両の走行状態に適した速度およびトルクへと変換して出力する。

クラッチ機構の動作は、上記したアシストクラッチ機構８の動作と同様でありボールランプ機構を用いて図示しない制御器およびモータにより制御される。クラッチ機構がトルクを伝達する際、ＤＣＴ入力軸２０１とＤＣＴドラム２０７はスプラインで連結されているので、ＤＣＴ入力軸２０１は軸方向に移動自由となり、ＤＣＴ入力軸２０１が軸方向に変動してもクラッチのＤＣＴドラム２０７に影響は出ず、クラッチ機構の伝達トルクの変動を防止できる。結果として自動車の駆動トルクの変動を防止し、乗り心地の良い自動車を構成できるとすることができる。

本発明に係る実施例によれば、駆動側の摩擦ディスク（クラッチディスク２３）と被駆動側の摩擦ディスク（プレート２４）とを完全に解放した状態、すなわちクラッチアクチュエータによって駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに作用させる押し付け力を解除した状態でも、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを締結した状態と同じように、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとの締結部に潤滑油を供給できるように構成することが可能である。従って、何らかの理由で、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを完全に解放した状態において、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとの締結部に潤滑油の供給が必要になった場合には、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを完全に解放した状態のまま、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとの締結部に潤滑油を供給することができる。

本発明に係る実施例によれば、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを完全に解放した状態において、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとの締結部に供給する潤滑油の量（流量）を締結時と変えない第１の状態と、締結時に対して減少又は潤滑油の供給を停止する第２の状態とが存在する。従って、駆動側の摩擦ディスクや被駆動側の摩擦ディスクの発熱状態（温度）をセンサで検知しながら、発熱量が多い場合又は温度が高い場合に、クラッチを開放状態にしたまま第１の状態を実現して、潤滑油を駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに供給するようにしても良い。また、所定時間Ｔを変化させて、潤滑油を供給する時間を変化させても良い。

上述の実施例によれば、開閉機構４５をクラッチアクチュエータであるボールランプ機構２７で駆動するようにしたので、部品点数の増加を抑えることができ、コストアップにならない。

本発明のクラッチ装置が搭載された変速機構を示した図。 本発明のクラッチ装置の一実施例であるアシストクラッチ機構の断面図。 回転ランプまたは並進ランプを説明する図。 ボールを回転ランプと並進ランプの凹溝の一番深い位置にある場合を示す図。 並進ランプを固定し、回転ランプを回転運動させた場合を示す図。 ボールランプ機構が最小ストロークの場合を示した図。 ボールランプ機構が最大ストロークの場合を示した図。 クラッチディスクとプレートを冷却するための潤滑油の伝達経路を説明する図。 ボールランプ機構のストロークと押圧力の関係を示した図。 クラッチ締結状態で開閉機構が閉じているときの給油口部分を示す断面図。 図１０の円部を拡大した図。 クラッチ解放状態で開閉機構が閉じているときの給油口部分を示す断面図。 図１２の円部を拡大した図。 クラッチ解放状態で開閉機構が開いているときの給油口部分を示す断面図。 図１４の円部を拡大した図。 クラッチ締結状態で別なる開閉機構が開いているときの給油口部分を示す断面図。 図１６の円部を拡大した図。 クラッチ解放状態で別なる開閉機構が開いているときの給油口部分を示す断面図。 図１８の円部を拡大した図。 クラッチ解放状態で別なる開閉機構が閉じているときの給油口部分を示す断面図。 図２０の円部を拡大した図。 別なる開閉機構の回転ランプの給油口開閉穴を説明する図。 別なる開閉機構の回転ランプによって潤滑油通路の状態を示す図。 別なる開閉機構の回転ランプによって潤滑油通路の別なる状態を示す図。 別なる開閉機構の回転ランプによって潤滑油通路のさらに別なる状態を示す図。 本発明のクラッチ装置においてクラッチ締結から解放時のボールランプ機構の動作を示すフローチャート。 本発明のクラッチ装置を搭載できるデュアルクラッチトランスミッションの断面を示した図。

符号の説明

１…変速機構、２…変速ギア、３…エンジン、４…発進クラッチ、５…シフト機構、６…シフトセレクトアクチュエータ、７…発進クラッチアクチュエータ、８…アシストクラッチ機構、９…制御装置、１０…ギアボックス、１１…アクスル、１２…タイヤ、２０…入力軸、２１…入力ハブ、２２…出力ギア、２３…クラッチディスク、２４…プレート、２５…クラッチハブ、２６…クラッチドラム、２７…ボールランプ機構、２８…荷重ばね、２９…プレッシャプレート、３０…リターンスプリング、３１…給油口、３２…ナット、３３，３４，５２…穴、３５…スリーブ、３６…回転ランプ、３７…並進ランプ、３８…ボール、３９…凹溝、４０…中間ギア、４１…ピニオンギア、４２…モータ、４３…ランプガイド、４４…排出穴、４５…開閉機構、４６…吐出口、４７…開閉口、４８…給油ブロック、４９…通路、５０…通路、５１…給油口開閉孔、２０１…ＤＣＴ入力軸、204A…Ａ系統のハブ、２０５Ａ…Ａ系統の第一の摩擦ディスク、２０５Ｂ…Ｂ系統の第一の摩擦ディスク、２０６Ａ…Ａ系統の第二の摩擦ディスク、２０６Ｂ…Ｂ系統の第二の摩擦ディスク、２０７…ＤＣＴドラム、２０８Ａ…Ａ系統のクラッチ出力軸、２０８Ｂ…Ｂ系統のクラッチ出力軸、２２３…ＤＣＴ中間プレート。

Claims (7)

1. 駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを締結した状態では、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに潤滑油を供給し、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを解放した状態では、潤滑油の供給を停止又は締結時よりも供給量を少なくする潤滑油供給量変更機構を備えた湿式摩擦クラッチ装置において、
   前記潤滑油供給量変更機構は、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとが解放された後、予め設定された期間を経た後に、潤滑油の供給を停止又は締結時よりも供給量を少なくする状態に切り替え動作することを特徴とする湿式摩擦クラッチ装置。
2. 請求項１に記載の湿式摩擦クラッチ装置において、前記期間はタイマによって計測されることを特徴とする湿式摩擦クラッチ装置。
3. 請求項１に記載の湿式摩擦クラッチ装置において、前記期間は温度センサによって計測されることを特徴とする湿式摩擦クラッチ装置。
4. 請求項１に記載の湿式摩擦クラッチ装置において、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに押し付け力を作用させるクラッチアクチュエータを備え、前記クラッチアクチュエータは駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに押し付け力を作用させない状態で移動可能な範囲を有し、前記範囲内に、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを締結した状態で駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに供給する潤滑油の供給量を維持する範囲と、前記供給量を低減又は停止する範囲とを有し、前記供給量を維持する範囲は駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを締結する範囲に隣接することを特徴とする湿式摩擦クラッチ装置。
5. 請求項１に記載の湿式摩擦クラッチ装置において、前記期間は時間によって設定され、前記時間を潤滑油の温度又はクラッチ装置の動作頻度によって変更するようにしたことを特徴とする湿式摩擦クラッチ装置。
6. 請求項１に記載の湿式摩擦クラッチ装置において、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに流れるべき潤滑油の少なくとも一部を、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに流すことなく潤滑油を供給する潤滑油ポンプに戻すバイパス通路を有し、前記潤滑油供給量変更機構は前記バイパス通路を開閉することにより駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに供給する潤滑油の供給量を変えることを特徴とする湿式摩擦クラッチ装置。
7. 請求項１に記載の湿式摩擦クラッチ装置において、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとを完全に解放した状態で、駆動側の摩擦ディスクと被駆動側の摩擦ディスクとに供給する潤滑油の供給量を締結時と変えない第１の状態と、締結時に対して供給量を低減又は停止する第２の状態とを有することを特徴とする湿式摩擦クラッチ装置。
   
   
   
   
   

Images