JP2009068601A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】急激なトルクの発生を防止することが可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。
【解決手段】動力伝達装置としてのクラッチは、軸方向に移動可能でクラッチレリーズフォーク４０を駆動させるピストンと、ピストンが嵌り合う空間を有するシリンダ３０と、空間にオイルを送り込み、または空間からオイル１２３を排出する流体経路１２０と、クラッチペダルが所定量以上踏み込まれた後、クラッチが接続されるときに流体経路１２０中のオイルの流量を減少させる流量調整部６０とを備える。流量調整部６０は、ピストンおよびシリンダ３０の一方に設けられたピン２３と、ピストンおよびシリンダ３０の他方に設けられ、ピン２３が係合する溝３３とを備える。溝３３は、第一溝３１と第二溝３２とを有する。第一溝３１にピン２３が係合している状態では第二溝３２にピン２３が係合している状態に比べてピストンが所定角度回動しており、回動したピストンが流量を減少させる。
【選択図】図２

Description

この発明は動力伝達装置に関し、より特定的には、動力の伝達および遮断を行なうクラッチに関するものである。

従来、クラッチは、たとえば特開平８−１０５４５７号公報（特許文献１）、実公平３−１３６２１号公報（特許文献２）および実公平３−１３３７５号公報（特許文献３）に開示されている。
特開平８−１０５４５７号公報 実公平３−１３６２１号公報 実公平３−１３３７５号公報

特許文献１では、一般的なクラッチレリーズ装置が開示されている。
特許文献２では、電磁ソレノイドを制御して油路を遮断し、ピストンの移動を停止する技術が開示されている。

特許文献３では、半クラッチまでは大流量の油路を、半クラッチ以降は調整可能な小容量油路を切換えて使用する構成を開示している。

しかしながら、従来の技術では、クラッチの接続時に大きなトルクが発生しやすいという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、接続時のピークトルクを低減することが可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

この発明に従った動力伝達装置は、軸方向に移動可能でクラッチレリーズフォークを駆動させるピストンと、ピストンが嵌り合う空間を有するケースと、空間に流体を送り込み、また、空間から流体を排出する流体経路と、クラッチペダルが所定量以上踏み込まれた後、クラッチが接続されるときに流体経路中のオイルの流量を、クラッチペダルが所定量未満踏み込まれた後クラッチが接続されるときに流体経路中のオイルの流量よりも減少させる流量調整部とを備える。流量調整部は、ピストンおよびケースの一方に設けられたピンと、ケースおよびピストンの他方に設けられ、ピンが係合する溝とを備える。溝は、クラッチペダルが所定量未満踏み込まれた後動力を伝達するときにピンと係合する第一溝と、クラッチペダルが所定量以上踏み込まれた後動力を伝達するときにピンと係合する第二溝とを含む。第二溝にピンが係合している状態では第一溝にピンが係合している状態に比べてピストンが所定角度回動しており、回動したピストンが流体経路の流量を減少させる。

このように構成された動力伝達装置では、溝とピンを用いて機械的に流量を調整する流量調整部を備えるため、確実にクラッチにおける過大なトルクの発生を防止することができる。

好ましくは、第二溝に係合するピンはクラッチが接続されると第一溝と係合する。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったクラッチ装置の一部断面を含む側面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従ったクラッチ装置１は、エンジンとトランスミッションとの間に設けられ、エンジンで発生した動力をトランスミッションに伝え、またエンジンで発生した動力をトランスミッションから切り離す装置である。

図１では、いわゆる乾式単板のクラッチ装置１について説明する。クラッチ装置１は、ハウジング１０を有し、ハウジング１０にクラッチレリーズフォーク４０が取付けられる。クラッチレリーズフォーク４０はクラッチレリーズ装置２０およびスプリング４５に接続されており、スプリング４５により付勢されている。この付勢力に反発するようにクラッチレリーズ装置２０がクラッチレリーズフォーク４０を支持部材１００を中心として矢印４１で示す方向に回動させる。クラッチレリーズフォーク４０の一方端にクラッチレリーズ装置２０が接触し、他方端にクラッチレリーズベアリング８０が接触する。クラッチレリーズフォーク４０が回動することにより、クラッチレリーズベアリング８０が軸方向に移動し、クラッチの接続および切断が行なわれる。

クラッチ装置１のハウジング１０（ケーシング）内にクラッチディスク１６０、クラッチディスク１６０を押圧するプレッシャプレート９０が収納されている。クラッチディスク１６０は円盤形状であり、たとえば鋼鉄製のクラッチブレードの両面に摩擦材であるクラッチフェーシングがクッションプレートを介してリベット留めされ、中心にはクラッチシャフト２を挿入するためのクラッチハブが設けられている。クラッチフェーシングは、適当な摩擦係数を保ち、耐摩耗性、耐熱性に優れ、接続時の温度変化に対して摩擦係数が変化しない材料により構成される。具体的には、ガラス繊維をベースとして樹脂加工を施したレジンモールド製や、ウーブンモールド製があり、さらに熱伝導率および強度の向上を図るため金属製のセミメタル、セラミックス製のものも存在する。

クラッチディスク１６０を押圧するプレッシャプレート９０は円盤形状であり、クラッチディスク１６０を一様な力でフライホイール６２側に押付ける。したがって、プレッシャプレート９０のうちクラッチディスク１６０と接触する面は平坦面に加工されている。

プレッシャプレート９０はダイヤフラムスプリング７０によりクラッチディスク１６０側へ押圧されている。ダイヤフラムスプリング７０はクラッチスプリングであり、プレッシャプレート９０を介してクラッチディスク１６０をフライホイール６２に押付けるための付勢部材である。この実施の形態では、クラッチスプリングとしてダイヤフラムスプリングを用いているが、これに限られず、コイルスプリングを用いてもよい。また、ダイヤフラムスプリング７０はばね鋼板をプレス成型した後、熱処理したものであり、１枚の円盤形状のスプリングである。

ダイヤフラムスプリング７０と接触するようにクラッチレリーズベアリング８０が設けられている。クラッチレリーズベアリング８０は動力伝達部材であるクラッチシャフト２とクラッチレリーズフォーク４０との間に介在し、クラッチシャフト２側のインナーレースが回転し、クラッチレリーズフォーク４０側のアウターレースが回転しない。クラッチシャフト２が回転しており、クラッチシャフト２の回転を阻害することなくクラッチレリーズフォーク４０によりクラッチシャフト２を軸方向に動かすためにクラッチレリーズベアリング８０が設けられている。

クラッチレリーズフォーク４０の一方端がクラッチレリーズベアリング８０に接続され、他方端がクラッチレリーズ装置２０に接続される。クラッチレリーズフォーク４０はクラッチレリーズベアリング８０を軸方向へ移動させるための部材であり、クラッチレリーズフォーク４０の移動により、クラッチディスク１６０とフライホイール６２との接続および切断が行なわれる。ダイヤフラムスプリング７０はクラッチカバー６３内に収納され、かつピボットリング６１により保持されている。すなわち、ピボットリング６１が支点となりダイヤフラムスプリング７０はプレッシャプレート９０を押圧することが可能である。

なお、この実施の形態では、乾式単板のクラッチ装置１について説明したが、湿式多板のクラッチ装置に関し本発明を適用することも可能である。

クラッチレリーズベアリング８０がダイヤフラムスプリング７０をある方向へ移動させると、この運動の方向はピボットリング６１により変換され、プレッシャプレート９０はクラッチレリーズベアリング８０と反対方向に移動する。この実施の形態では、支点としてのピボットリング６１がプレッシャプレート９０とダイヤフラムスプリング７０との接触点よりも内側にある、いわゆるプッシュ式のクラッチについて説明しているが、これに限られるものではなく、支点としてのピボットリング６１がプレッシャプレート９０とダイヤフラムスプリング７０の接点よりも外側にある、いわゆるプル式のクラッチに本発明を適用することも可能である。

運転者９がクラッチペダル８を踏むと、この動作が流体経路１２０を介してクラッチレリーズ装置２０に伝わる。クラッチレリーズ装置２０がクラッチレリーズフォーク４０を押す。それに伴い、クラッチレリーズフォーク４０が支持部材１００を中心として回動し、クラッチレリーズフォーク４０の先端部がクラッチレリーズベアリング８０を押圧する。その結果、クラッチレリーズベアリング８０が移動する。クラッチレリーズベアリング８０の移動はダイヤフラムスプリング７０を介してプレッシャプレート９０へ伝えられる。図１において、クラッチレリーズベアリング８０がフライホイール６２へ近づく方向へ移動すると、この移動がダイヤフラムスプリング７０により変換され、プレッシャプレート９０はフライホイール６２から遠ざかる方向へ移動する。これにより、プレッシャプレート９０がクラッチディスク１６０をフライホイール６２側へ押付ける力が弱くなり、クラッチが切断される。

図２は、クラッチレリーズ装置を拡大して示す図である。図３は、図２中の矢印ＩＩＩで示す方向から見たシリンダの側面図である。図２および図３を参照して、クラッチレリーズ装置２０は、ケース３０内に収納されたピストン２２とを有する。ピストン２２にはシャフト２１が接続されており、シャフト２１がクラッチレリーズフォーク４０を押圧する。

クラッチレリーズ装置２０は、軸方向に移動可能でクラッチレリーズフォーク４０を駆動させるピストン２２と、ピストン２２が嵌り合う空間３５を有するケース３０と、空間３５に流体としてのオイルを送り込み、また、空間３５からオイルを排出する流体経路１２０と、クラッチペダル８が所定量以上踏み込まれた後クラッチ装置１が接続されるときに流体経路１２０中のオイルの流量を、クラッチペダル８が所定量未満踏み込まれた後にクラッチ装置１が接続されるときに流体経路１２０中のオイルの流量よりも減少させる流量調整部６０とを備える。流量調整部６０は、ピストン２２およびケース３０の一方に設けられたピン２３と、ピストン２２およびケース３０の他方に設けられ、ピン２３と係合する溝３３とを備える。溝３３は、クラッチペダル８が所定量未満踏み込まれた後動力を伝達するときにピン２３と係合する第一溝３１と、クラッチペダル８が所定量以上踏み込まれた後にクラッチを接続するときにピン２３と係合する第二溝３２とを有する。第二溝３２にピン２３が係合している状態では第一溝３１にピン２３が係合している状態に比べてピストン２２が軸方向と直交する方向に所定角度回動しており、回動したピストン２２が流体経路１２０の流量を減少させる。

具体的には、シャフト２１に設けられた押圧部材２４がオリフィス１１４を押圧して流体経路１２０中の油量を減少させる。第二溝３２に係合するピン２３はクラッチが接続されると第一溝３１に係合する。

クラッチレリーズフォーク４０はシャフト２１により押圧され、シャフト２１と共に駆動する。シャフト２１には、押圧部材２４が取付けられており、押圧部材２４は流量制限部材１１１を押圧することが可能である。流量制限部材１１１にはオリフィス１１４が設けられ、流量制限部材１１１が油路の中へ入れられることで油路の断面積が小さくなり油路での流体の流通を阻害することができる。

流量制限部材１１１はばね１１２を介して固定部１１３に固定されている。流量制限部材１１１がばね１１２により固定部１１３側へ引かれている。

流体経路１２０は、２つの流体経路である第一流路１２１，第二流路１２２とを有し、各々にはオイル１２３が流れている。クラッチ装置１が動力を伝達している状態、すなわち、いわゆるクラッチが繋がった状態では、ピン２３は通常位置３９に位置している。この状態からクラッチペダル８が踏まれると、ピン２３は第一溝３１内を動く。このときのクラッチペダル８の踏込み量により、ピン２３の位置が異なる。クラッチペダル８が所定量以上（完全に踏まれた状態であって、クラッチ装置１が動力の伝達を完全に遮断した場合には、ピン２３は最高点３８まで移動する。その後、クラッチを繋ぐ経路は第二溝３２になり、第二溝３２に沿ってピン２３が移動する。第二流路１２２には逆止弁６００が設けられており、クラッチ継合時には逆止弁６００が第二流路１２２を封止するため第一流路１２１のみをオイル１２３が通過する。

第一溝３１と第二溝３２とは円周方向にその位置が異なるので、第一溝３１内をピン２３が通過する。第一溝３１と第二溝３２との間には距離が存在するためピン２３が第一溝３１を通過する場合と、第二溝３２とを通過する場合では図３で示すようにピストン２２が所定角度だけ回動する。この実施の形態では、第一溝３１をピン２３が通過する場合には、押圧部材２４は流量制限部材１１１と接触しない。これに対して、ピン２３が第二溝３２を通過する場合には、押圧部材２４は流量制限部材１１１と接触し、これを押圧し、これを第一流路１２１へ押込む。

図４は、押圧部材２４が流量制限部材１１１を第一流路１２１へ押込んだ状態を説明するための図である。図４を参照して、ピン２３が第二溝３２と係合すると、押圧部材２４が流量制限部材１１１を第一流路１２１へ押込む。これにより、第一流路１２１内のオイルの流量はオリフィス１１４により制限される。そのため、クラッチを繋ぐ速度が遅くなり、急激なトルクの発生を防止することができる。

図５は、クラッチ接続におけるクラッチ伝達容量と時間との関係を示すグラフである。図５において線２０１は流量制限部材１１１およびオリフィス１１４を設けない例を示す。線２０１は従来のハードオリフィスによる例を示し、線２０３は本発明に従った装置におけるクラッチ伝達容量と時間との関係を示すグラフである。まず、線２０１で示すように、何らオリフィスが存在しない装置では短時間にクラッチ伝達容量が１００％に到達していることがわかる。これは、短時間で大きな動力が伝達されていることを示す。

線２０２で示すように、従来のハードオリフィスを用いた装置では、線２０１で示すオリフィスの存在しない例に比べてクラッチ伝達容量が１００％に達する時間は延びている。これに対し線２０３で示す本発明に従った装置では、クラッチ伝達容量が１００％に達する時間は線２０２で示す従来のハードオリフィスを用いた構成と同等となっている。なお、ハードオリフィスとは、駆動しないオリフィスを言い、常に流量が絞られているオリフィスを言う。

図６は、クラッチ接続における時間とＤ／Ｓ（ドライブシャフト）トルクを示す図である。線３０１は線２０１で示す従来装置のトルクの変動を示す。線３０２は線２０２で示すハードオリフィスを用いた装置のトルクの変動を示す。線３０３は本発明に従ったオリフィスを用いた装置のトルクの変動をしめす。図を参照して、本発明に従えば、線３０１で示す従来品よりもピークトルクが２５％低減されていることがわかる。

図４で示すように、本発明では、流量制限部材１１１およびオリフィス１１４は、クラッチを接続される過程の途中において第一流路１２１へ挿入される。そのため、図５で示すように、クラッチ伝達容量が１００％に達するまで（図５では約５０％まで）では、線２０１と線２０３とは同じ軌跡を描く。これに対し、線２０３で示す本発明では、クラッチ伝達容量が約５０％となった付近で流量制限部材１１１が第一流路１２１に嵌め合わされる。この段階で流量が大幅に減少し、その後はクラッチ伝達容量が１００％に達する。

すなわち、クラッチの接合を段付き波形に変化させることで急発進時の過大入力を低減することができるが、クラッチの動きの複雑さから制御デバイスによるものも考えられるが、本発明では、同様の段付き波形クラッチの係合を実現できるメカデバイスで発進時のみに作動しやすい構造とした。メカデバイスで実現することができるため、大幅なコストダウンを図ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従ったクラッチ装置の一部断面を含む側面図である。 図１中のクラッチレリーズ装置を拡大して示す図である。 図２中の矢印ＩＩＩで示す方向から見たシリンダの側面図である。 押圧部材２４が流量制限部材１１１を第一流路１２１へ押込んだ状態を説明するための図である。 クラッチ接続におけるクラッチ伝達容量と時間との関係を示すグラフである。 クラッチ接続における時間とＤ／Ｓトルクとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１ クラッチ装置、１０ ハウジング、２０ クラッチレリーズシリンダ、２１ シャフト、２２ ピストン、２３ ピン、２４ 押圧部、３０ シリンダ、３１ 第一溝、３２ 第二溝、３３ 溝、３５ 空間、４０ クラッチレリーズフォーク、１１１ 流量制限部材、１１４ オリフィス、１２０ 流体経路、１２１ 第一流路、１２２ 第二流路、１２３ オイル。

Claims (2)

1. 軸方向に移動可能でクラッチレリーズフォークを駆動させるピストンと、
   前記ピストンが嵌り合う空間を有するケースと、
   前記空間に流体を送り込み、また、前記空間から流体を排出する流体経路と、
   クラッチペダルが所定量以上踏み込まれた後、クラッチが接続されるときの流体経路中の流体流量を、クラッチペダルが所定量未満踏み込まれた後クラッチが接続されるときの流体経路中の流体流量よりも減少させる流量調整部とを備え、
   前記流量調整部は、前記ピストンおよびケースの一方に設けられたピンと、前記ピストンおよびケースの他方に設けられ、前記ピンが係合する溝とを備え、
   前記溝は、前記クラッチペダルが所定量未満踏み込まれた後に動力を伝達するときに前記ピンと係合する第一溝と、クラッチペダルが所定量以上踏み込まれた後に動力を伝達するときに前記ピンと係合する第二溝と、を備え、
   前記第二溝にピンが係合している状態では前記第一溝にピンが係合している状態に比べてピストンが所定角度回動しており、回動したピストンが流体通路の流量を減少させる、動力伝達装置。
2. 前記第二溝に係合するピンはクラッチが接続されると第一溝と係合する、請求項１に記載の動力伝達装置。

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