JP2015512496A - 全輪駆動車の駆動分離クラッチ - Google Patents
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Abstract
駆動分離クラッチアッセンブリは、エンジンからのトルクを受けるように配置された入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、少なくとも一つのウェッジプレートと、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを有する。ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために第1の軸線方向で第1の距離を移動し、これにより、入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックするように構成されるとともに、少なくとも一つのウェッジプレートを動かするために第1の軸線方向で更に移動し、入力要素及び出力ギヤと少なくとも一つのウェッジプレートとの接触によって、入力要素及び出力ギヤそれぞれの回転をロックするように構成されている。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、合衆国法典第35巻119条(e)に基づき、2012年3月26日に出願された米国仮出願番号61/615655号の利益を主張するものであり、この仮出願は全体としての参照によって本願に組み込まれる。
本出願は、合衆国法典第35巻119条(e)に基づき、2012年3月26日に出願された米国仮出願番号61/615655号の利益を主張するものであり、この仮出願は全体としての参照によって本願に組み込まれる。
技術分野
本出願は、全輪駆動車における第2駆動軸にトルクを供給するための駆動分離クラッチに関し、特に、クラッチプレートの摩擦係合による同期、及び拡張式のウェッジプレートによるロック接続を提供する駆動分離クラッチに関する。
本出願は、全輪駆動車における第2駆動軸にトルクを供給するための駆動分離クラッチに関し、特に、クラッチプレートの摩擦係合による同期、及び拡張式のウェッジプレートによるロック接続を提供する駆動分離クラッチに関する。
背景
全輪駆動車の第2駆動軸にトルクを供給するために、米国特許第7150694号明細書は、パワートランスファーユニット(PTU)内のクラッチを使用することを例示しており、このクラッチはPTUの重量及びサイズを増大させる。米国特許第7150694号明細書及び米国特許第7309301号明細書は、第2駆動軸へのトルクを制御するため、差動装置内の伝達クラッチ(典型的には湿式クラッチ)を使用することを例示している。クラッチを閉鎖状態に維持するためには、加圧された流体が連続的に供給されなければならず、このことはクラッチの使用に関連して動力使用量を増加させる。米国特許第6520885号明細書は、第2駆動軸へのトルクを制御するため、ローラクラッチ又はドグクラッチを使用することを例示している。しかしながら、上述のようなクラッチを使用するためには、車両は停止していなければならない。
全輪駆動車の第2駆動軸にトルクを供給するために、米国特許第7150694号明細書は、パワートランスファーユニット(PTU)内のクラッチを使用することを例示しており、このクラッチはPTUの重量及びサイズを増大させる。米国特許第7150694号明細書及び米国特許第7309301号明細書は、第2駆動軸へのトルクを制御するため、差動装置内の伝達クラッチ(典型的には湿式クラッチ)を使用することを例示している。クラッチを閉鎖状態に維持するためには、加圧された流体が連続的に供給されなければならず、このことはクラッチの使用に関連して動力使用量を増加させる。米国特許第6520885号明細書は、第2駆動軸へのトルクを制御するため、ローラクラッチ又はドグクラッチを使用することを例示している。しかしながら、上述のようなクラッチを使用するためには、車両は停止していなければならない。
概要
本願において例示された態様によれば、エンジンからのトルクを受けるように配置された入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える駆動分離クラッチアッセンブリが提供される。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、少なくとも一つのウェッジプレートと、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを有する。ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために第1の軸線方向に第1の距離を移動し、これにより入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックするように配置される。又、ピストンプレートは、少なくとも一つのウェッジプレートを動かすために第1の軸線方向に更に移動し、これにより入力要素及び出力ギヤと少なくとも一つのウェッジプレートとの接触によって入力要素及び出力ギヤそれぞれの回転をロックするように配置される。
本願において例示された態様によれば、エンジンからのトルクを受けるように配置された入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える駆動分離クラッチアッセンブリが提供される。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、少なくとも一つのウェッジプレートと、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを有する。ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために第1の軸線方向に第1の距離を移動し、これにより入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックするように配置される。又、ピストンプレートは、少なくとも一つのウェッジプレートを動かすために第1の軸線方向に更に移動し、これにより入力要素及び出力ギヤと少なくとも一つのウェッジプレートとの接触によって入力要素及び出力ギヤそれぞれの回転をロックするように配置される。
本願において例示された態様によれば、エンジンへの駆動接続のために配置された入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える駆動分離クラッチが提供される。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、少なくとも一つのウェッジプレートと、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを有する。同期状態において、少なくとも一つのウェッジプレートは、入力要素に相対回転不能に結合され、出力ギヤに対しては回転可能である。上記同期状態において、ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために、第1の軸線方向に第1の距離を移動するように配置されており、これにより入力要素の回転を出力要素の回転にロックする。ロック状態において、ピストンプレートは第1の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより、少なくとも一つのウェッジプレートは入力要素に対して回転し、少なくとも一つのウェッジプレートは、入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックするために、入力要素及び出力ギヤと圧縮下で係合する。
本願において例示された態様によれば、エンジンからのトルクを受けるように配置されるとともに第1の複数の平坦面によって形成された外周面を有する入力要素と、出力ギヤと、クラッチとを備える駆動分離クラッチが提供される。クラッチは、ピストンプレートと、少なくとも一つのクラッチプレートと、上記第1の複数の平坦面と接触する第2の複数の平坦面によって形成された内周面を有する少なくとも一つのウェッジプレートと、半径方向に移動可能な複数のキーを有するキー板と、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材とを備える。半径方向に移動可能な複数のキーが、少なくとも一つのウェッジプレート及び入力要素を相対回転不能にロックしている間、ピストンプレートは、少なくとも一つのクラッチプレート及びウェッジプレートを緊締するために第1の軸線方向に第1の距離を移動するように配置されており、これにより入力要素の回転を出力ギヤの回転にロックする。ピストンプレートは第1の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより、半径方向に移動可能な複数のキーは、入力要素に対する少なくとも一つのウェッジプレートの回転が可能となるように後退し、第1の複数の平坦面が第2の複数の平坦面に沿って摺動し、ウェッジプレートの内周面が入力要素と圧縮下で係合し、ウェッジプレートの外周面が出力ギヤと圧縮下で係合する。
様々な実施形態は、添付の概略図を参照して例示の目的のみで記載されている。この図面において、対応する参照符号は、対応する部分を示している。
詳細な説明
最初に、異なる図面に示された同一の図面番号は、同一の、又は機能的に類似する本発明の構造的要素を特定するものであると認識されるべきである。本発明の請求の範囲は、開示された態様に限定されないと理解されるべきである。
最初に、異なる図面に示された同一の図面番号は、同一の、又は機能的に類似する本発明の構造的要素を特定するものであると認識されるべきである。本発明の請求の範囲は、開示された態様に限定されないと理解されるべきである。
さらに、本発明は、記載された、特定の方法、特定の材料、及び特定の変更に限定されるものではなく、勿論、そのようなものとして変更してもよいものとして理解される。また、本明細書で使用される用語は、特定の態様のみを説明することを目的とするものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないと理解される。
そうでないことが定義されない限り、本明細書で使用される技術的及び科学的な全ての用語は、本発明が属する技術分野における当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で説明されるものと類似又は同等の、あらゆる方法、装置、又は材料を、本発明の実施又は試験において使用することができると理解されるべきである。
図1Aは、本願において使用される空間的用語を表す円柱座標系80の斜視図である。本発明は、円柱座標系に関連して少なくとも部分的に説明される。座標系80は長手方向軸線81を有しており、この軸線81は、以下では、方向及び空間の用語のための基準として用いられている。「軸線方向」、「半径方向」、及び「円周方向」という形容詞は、それぞれ、軸線81、半径82(軸線81に対して垂直である)、及び円周83に対して平行な方向を表している。また、「軸線方向」、「半径方向」、及び「円周方向」という形容詞は、個々の平面に対して平行な方向も表す。種々の平面の配置を明確にするため、物体84、85、及び86が用いられる。物体84の面87は、軸線方向平面を形成している。つまり、軸線81は、面87に沿う線を形成している。物体85の面88は、半径方向平面を形成する。つまり、半径82は、面88に沿う線を形成している。物体86の面89は、円周方向平面を形成している。つまり、円周83は、面89に沿う線を形成している。更なる例として、軸線方向移動又は配置は軸線81に対して平行であり、半径方向移動又は配置は半径82に対して平行であり、円周方向の移動又は配置は円周83に対して平行である。回転は、軸線81を中心にされる。
「軸線方向に」、「半径方向に」、及び「円周方向に」という副詞は、それぞれ、軸線81、半径82、又は円周83に対して平行な方向を表すものである。また、「軸線方向に」、「半径方向に」、及び「円周方向に」という副詞は、個々の平面に対して平行な方向も表す。
図1Bは、本願で使用される空間的用語を表す、図1Aの円柱座標系80における物体90の斜視図である。円柱形の物体90は、円柱座標系における円柱形の物体を表しており、あらゆる点で本発明を限定しようとするものではない。物体90は、軸線方向面91、半径方向面92、及び円周方向面93を有する。面91は軸線方向平面の一部であり、面92は半径方向平面の一部であり、面93は円周方向平面の一部である。
図2は、差動装置アッセンブリ102内に駆動分離クラッチアッセンブリ100を有する車両の概略図である。
図3は、差動装置アッセンブリ102内の駆動分離クラッチアッセンブリ100の断面図である。
図4は、分離状態での、図3の駆動分離クラッチアッセンブリ100の詳細図である。以下においては、図2から図4が考慮される。車両Vは、標準的な四輪駆動車の構造を備えており、例えば、Mは横置きエンジンであって、右前輪アクスルRFAと左前輪アクスルLFAと差動装置アッセンブリ102とを介して前輪FWに動力を供給する。アッセンブリ100、102は、第2駆動軸SDS例えば後輪駆動軸を、エンジンMからのトルクと接続且つ分離するために使用される。軸SDSは、後輪用差動装置アッセンブリDIFF及び後輪アクスルRAを介して、後輪RWにトルクを供給する。アッセンブリ100は、差動装置アッセンブリ102内に統合されている。従って、以下で説明されるように、アッセンブリ100は、エンジンの出力/トルクをSDSと係合且つ分離するために、同期機能及びロッキングクラッチを備える。
駆動分離クラッチアッセンブリ100は、例えばファイナル駆動ピニオン軸103を介してエンジンからのトルクを受けるように配置された、入力部若しくは入力要素(ファイナル駆動リングギヤ)108と、出力部若しくは出力要素104と、クラッチ110とを備える。出力部104は、軸105を介してSDSにトルクを伝える。ギヤ108は、差動ギヤセット107を介して、LFA及びRFAにトルクを伝える。クラッチ110は、ピストンプレート112と、少なくとも一つのクラッチプレート114と、少なくとも一つのウェッジプレート116と、バッキングプレート117と、少なくとも一つのクラッチプレート及び少なくとも一つのウェッジプレートの間に配置された各摩擦材118とを備える。一実施形態では、摩擦材は少なくとも一つのウェッジプレートに固定されているが、別の実施形態(図示せず)では、摩擦材は少なくとも一つのクラッチプレートに固定されていてもよい。図示された実施例では、アッセンブリ100は、三枚のプレート114と三枚のプレート116とを有している。しかし、アッセンブリ100は、ある特定の数のプレート114若しくはプレート116に限定されるものはないし、或いはプレート116に対するプレート114のある特定の比率に限定されるものでもない。説明を単純にするため、以下の説明では、プレート114をクラッチプレート、プレート116をウェッジプレートとされている。しかし、以下の説明は、一枚のクラッチプレートだけ若しくは一枚のウェッジプレートだけ、又は各一枚ずつのクラッチプレート及びウェッジプレートだけを有するような構成にも適用できる。
典型的な湿式クラッチ配置に関し、クラッチプレート114は入力部にキー結合されており、これにより、クラッチプレートは、入力部に対し、軸線方向には移動可能であり、相対回転不能に結合されている。「相対回転不能に結合された」という用語は、2つ又はそれ以上の構成要素が直接的に又は間接的に結合され、これにより複数の構成要素の各々の回転がロックされることを意味している。つまり、構成要素は、一致して回転する。スロット137は、クラッチプレートを入力部に、キー結合又はスプライン結合するために使用される。
分離状態では、ピストンプレートがクラッチプレート及びウェッジプレートを緊締しないように、ピストンプレートが位置決めされている。さらに下述のように、ウェッジプレートは、出力要素と相対回転不能にロックされている。従って、クラッチプレート及び入力部は、ウェッジプレート及び出力要素に対して回転可能であり、入力部から出力部にトルクが伝達されない。
図5は、同期状態での、図3の駆動分離クラッチアッセンブリ100の詳細図である。以下では、図2から図5が考慮される。更に下述のように、同期状態では、ウェッジプレートは出力要素に相対回転不能に結合されたままであり、ピストンプレートは、クラッチプレート及びウェッジプレートをバッキングプレートに緊締するために、軸線方向D1で移動するように配置されており、これにより入力要素の回転を出力部の回転にロックする。
クラッチプレート及びウェッジプレートの緊締は、エンジン及び入力要素からのトルクが、出力部に伝達されることを可能にし、例えば、更に下述するように、入力要素及び出力要素、さらに、軸105及び第2駆動軸SDSなどの、出力要素に結合された別の構成要素のエネルギー又は回転速度を同期させる。
更に下述のように、同期状態の後に続くロック状態では、ピストンプレートは、方向D1に更に移動するように配置されており、これによりウェッジプレートキーを動かし、ウェッジプレートの回転を入力要素及び出力部の回転とロックする。具体的には、ウェッジプレートは、入力要素及び出力部の間で拡張されて楔止めされる。ウェッジプレートが動かされて入力要素及び出力部の回転をロックすると、トルクは、ウェッジプレートを介して入力要素から出力部に伝達され得る。従って、クラッチプレートは、もはやトルク伝達のために必要では無く、更に下述のように、ピストンは、D1とは反対の方向D2に動かされ得て、これよりクラッチプレートにおける軸線方向圧力が軽減され、クラッチプレートをウェッジプレートから分離することができる。有利には、(入力要素から出力ギヤへのトルク伝達を維持するために)クラッチを閉鎖運転している間、例えば加圧された液圧油の形態でピストンに加えられた力の大きさは減少される。例えば、楔キーを半径方向に後退するとともにウェッジプレート及びクラッチプレートを緊締するために必要とされる大きさの力を加えるというよりもむしろ、楔キーを後退するために必要とされる、より小さな大きさの力だけがピストンに加えられる。
クラッチ110は、出力要素に相対回転不能に結合されたキー板122を有する。分離状態の間及び同期状態でピストン移動の間、キー板はウェッジプレートと係合されており、これによりウェッジプレート及び出力要素を相対回転不能にロックする。ロック状態の間、ピストンプレートはキー板を動かすように配置されており、これによりウェッジプレート及び出力要素の間で相対回転が可能となり、ウェッジプレートは入力部に接触する。この接触は、ウェッジプレートと入力要素と出力部とを相対回転不能にロックし、クラッチプレートを使用せずに、ウェッジプレートにより入力要素から出力部へのトルク伝達を可能にする。
図6は、同期状態でのアッセンブリ100を有する図5の線6−6に沿う断面図である。以下では、図2から図6が考慮される。図6では、一枚のウェッジプレート116Aが示されているが、以下の説明は残りのウェッジプレートにも適用可能であると理解される。一実施形態では、各ウェッジプレートは個々のスロット124を有しており、キー板は、分離状態及び同期状態の間、スロット124内に配置されるように構成されたキー126を有する。キーは、キー板と同様に、出力要素に相対回転不能に結合され、これによりキーは、スロット内に配置されている間、ウェッジプレート及び出力要素を相対回転不能に結合する。
同期状態では、ウェッジプレートは入力部に対して回転可能である。つまり、ウェッジプレートの外周面OC1と入力部の内周面IC1の各々は、半径距離RD1によって分離されている。
図7は、ロック状態での、図3の駆動分離クラッチアッセンブリ100の詳細図である。
図8は、図7における線8−8に沿う断面図である。以下では、図2から図8が考慮される。ロック状態では、ピストンプレートは、複数のキーを半径方向内方に動かすために、ウェッジプレートキーに係合するように配置されている。これにより、複数のキーは複数のスロットから離脱され、ウェッジプレートは入力要素及び出力部に圧縮下で係合するように回転可能となり、入力要素及び出力部のそれぞれの回転をロックする。例えば、ピストンと係合したピストンエレメント127と、ウェッジプレートキーの部分122Aとは互いに角度を付けられている。これにより、ピストンエレメント127が部分122Aを方向D1で圧迫すると、部分122Aは、スロット124からキーを引き出すように、半径方向内方に動かされる。
一実施形態では、出力要素は、平坦面128を有する外周面OC2を備え、ウェッジプレートは平坦面130を有する内周面IC2を備える。複数組みの面128及び130、例えば128A及び130Aは、この面を通る半径Rに対して鋭角である。つまり、この面は、円周方向C1及びC2に関して相補的な傾斜部を形成する。分離状態及び同期状態では、面128及び130は係合しており、これにより、プレート116は最大限半径方向内方に位置している(距離RD1が存在する)。
ロック状態では、更に下述のように、例えばスロットからキーを離脱することによって、ウェッジプレートは出力要素に対して回転可能となり、これによりウェッジプレートは、入力要素及び出力部に圧縮下で係合し(距離RD1は消滅し)、入力要素及び出力部それぞれの回転をロックする。
ロック状態では、ウェッジプレートは、もはやキー126に固定されておらず、ウェッジプレートは、例えばクラッチプレートと接触することにより方向C1で、出力要素に対して回転する。その後、夫々の面128は、夫々の面130に沿って滑動する。つまり、ウェッジプレートの、クラッチプレートとの摩擦係合は、ウェッジプレートを方向C1に回転させる。上述した傾斜構成によって、面128が面130に沿って摺動すると、ウェッジプレートの内周面IC2を半径方向外方に押し出すように、面128が半径方向外方に押し出される。次いで、更に下述のように、外周面OC1もまた半径方向外方に拡大する。同期位置から、C1とは反対方向C2へのウェッジプレートの移動が、上述したウェッジプレートの、同じく半径方向外方への移動となることが理解される。
従って、ウェッジプレートは入力要素及び出力部と圧縮下で係合し、これにより、入力要素及び出力要素を相対回転不能にロックし、入力要素から出力部にトルクを伝達する。圧縮下で係合とは、ウェッジプレートが、例えば入力要素及び/又は出力部に半径方向で圧力を加えることを意味する。又は、入力要素及び出力部が、例えばウェッジプレートに半径方向で圧力を加えることを意味する。一実施形態では、出力要素に対するウェッジプレートの回転は典型的には小さく、例えば2°又は3°である。しかしながら、ウェッジプレート及び出力要素間における、別の大きさの相対回転が可能であると理解される。
一実施形態では、ウェッジプレートは、半径方向に配置された空間135によって、円周方向で不連続である。この空間135は、ウェッジプレートの円周端部136を円周方向距離CDだけ離間している。ロック状態では、ピストンプレートは、出力要素とエレメント127とプレート122とを介して、ウェッジプレートを半径方向外方に拡大するために、CDを増大するように配置されている。つまり、空間135は、出力部の回転に応じてウェッジプレートが半径方向外方に拡大することを可能にするとともに、入力部に接触するために、面128及び130の摺動接触を可能にしている。
有利には、ウェッジプレートが、入力要素及び出力部を圧縮下に係合するために半径方向に拡大されると、即ち、ウェッジプレートが、入力要素及び出力部の間で楔止めされると、ウェッジプレートはトルクを伝達することができ、クラッチプレートはトルクを伝達するためにもはや必要とされない。それゆえ、ピストンに掛かる力、例えば加圧された液圧油は、上述のように減少され得る。従って、クラッチプレートを緊締するための加圧された流体を、もはや提供する必要がないので、アッセンブリ100のエネルギー要求は減少される。入力要素からウェッジプレートに方向C1でトルクが伝達されている限り、ウェッジプレートは、入力要素及び出力部にロックされたままである。
上述したように、エンジンからのトルクが入力要素に存在する限り(駆動状態)、ウェッジプレートは、入力要素及び出力要素と係合され続ける。惰行状態では、エンジンからのトルクは入力要素から撤退され(例えば、車両の加速が解除され)、アクスルSAに関連した車輪は回転し、軸105にトルクを加える。アクスルからのトルクは、出力部を方向C2に回転させ、次いで、ウェッジプレートを、入力要素に対して方向C2で回転させる。上述したように、キーがピストンによって引き出される限り、方向C2での回転は、ウェッジプレートを半径方向に拡大するとともに、入力要素を出力ギヤとロックする。つまり、面が、同期状態に関連した位置の方向に摺動すると(キーがスロット124と整列すると)、ウェッジプレートは半径方向に収縮するが、面が上記位置を越えて摺動すると、面はウェッジプレートを再び拡大させる。従って、キーが格納されたままである限りは、ウェッジプレートは、ウェッジプレートを緊締する必要無しに、駆動状態及び惰行状態で交互にトルクを伝達し続ける。
一実施形態では、クラッチ110は弾性エレメント138を有し、この弾性エレメント138は、キー126と係合されるとともに、キー126を半径方向外方に圧迫、例えば分離状態及び同期状態の間、キーをスロット124内に圧迫する。例えば、ピストンプレートがウェッジプレートキーに接触して方向D1に移動すると、ピストンプレートの作用が弾性要素の力に抗してキーを半径方向内方に動かし、これにより、出力要素に対するウェッジプレートの回転を可能にする。ピストンがもはやキーを半径方向内方に圧迫しないように、ピストンが後退されている場合、エレメント138はキーを半径方向外方に圧迫する。ロック状態では、キーは、面128に接触して圧迫されているが、キー及びスロット124の不整合によりスロット124内に進入することはできない。
クラッチを分離するため(分離モード)、ピストンは後退され、上述のようにキーは面128に接触する。その後、方向C1でのトルクから方向C2でのトルクへの移行が発生し(逆もまた同様)、ウェッジプレートが円周方向に移ると、スロット126がキーと整列し、エレメント138がキーをスロット126内に押し込み、出力要素及びウェッジプレートがロックされる。スロット126及びキーの再整列は、外周面OC1が半径方向内方に収縮することを可能にし、それによって、上述のように距離RD1が再び形成される。それゆえ、ウェッジプレートは出力要素とともに回転し、ウェッジプレートは入力部から独立して回転し、クラッチプレートは緩められる。従って、アッセンブリ100を通って伝達されるトルクは無い。
有利には、アッセンブリ100は、例えばクラッチ110等の分離クラッチを備える、最新のベベルギヤ差動装置アッセンブリのサイズを増加しない。
クラッチ110は、例えば同期状態における初期のクラッチ緊締の間、動かない構成要素のエネルギーを同期する。例えばクラッチ100が分離されていると、エンジンからのトルクは、出力部、軸105、及び軸SDS等の下流の構成要素に供給されず、これらの構成要素は停止している。従って、上述したように、クラッチ110をロックアップし始めるためには、軸線方向の力がピストンプレートによって加えられる。このピストンプレートは、ウェッジプレートの軸線方向で両側において、各摩擦材をクラッチプレート114に接触させる。全体の駆動ライン(下流の構成要素を含む)が、騒音、振動、及びハーシュネス(NVH)が満たされるような同期速度又は同期速度に近いポイントに到達するまで、軸線方向の摩擦力が、例えば典型的な自動変速機の湿式クラッチに関するクラッチ110に働く。従って、上述のような同期状態では、クラッチ110においてクラッチプレート及びウェッジプレートを緊締することで、エンジンからのトルクを伝達し、これにより、下流の構成要素は、停止位置から、アッセンブリ100への入力部と同期された各回転速度に移行される。
上述したようなロック状態では、駆動ラインが、同期速度又は同期速度に近いポイントに到達すると、クラッチ110は、入力要素及び出力部とのウェッジプレートの圧縮係合を介して、最大限の駆動ライントルク要求を、第2駆動軸に伝達する。従って、唐突なトルク伝達と、それに関連する好ましくない振動とは、駆動ラインを最初に同期しその後ウェッジプレートを係合することによって、回避される。
クラッチプレート及びウェッジプレートの特定の構成が示されているが、アッセンブリ100は、示された構成に限定されないことが理解される。トルク伝達のための表面積要求を満足するため、異なる数のクラッチプレート又はウェッジプレートが可能である。
上述の及び他の様々な特徴及び機能、又はそれらに代わるものが、多くの他の異なるシステム又は用途に所望に組み合わされ得ることが認識される。現在では予見できない又は予期できない様々な代替手段、変更、変形、又は改良は、当業者によって後でなされ、これらのことは、後述の特許請求の範囲によって包含されることを意図されている。
Claims (18)
- エンジンからのトルクを受けるように配置された入力要素と、
出力ギヤと、
ピストンプレート、少なくとも一つのクラッチプレート、少なくとも一つのウェッジプレート、及び前記少なくとも一つのクラッチプレートと前記少なくとも一つのウェッジプレートとの間に配置された各摩擦材を有するクラッチと、を備える駆動分離クラッチアッセンブリであって、
前記ピストンプレートは、前記少なくとも一つのクラッチプレート及び前記少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために第1の軸線方向に第1の距離を移動し、これにより前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックし、且つ前記少なくとも一つのウェッジプレートを移動するために前記第1の軸線方向に更に移動し、これにより前記入力要素及び前記出力ギヤと前記少なくとも一つのウェッジプレートとの接触によって、前記入力要素及び前記出力ギヤそれぞれの回転をロックするように配置されていることを特徴とする、駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 分離状態において、前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記出力ギヤと相対回転不能に結合され、前記入力要素は前記出力ギヤに対して独立して回転可能であり、
前記第1の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記入力要素に対して円周方向に回転する、請求項1記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 前記第1の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記少なくとも一つのウェッジプレートの外周面は前記出力ギヤと接触していない、請求項1記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
- 前記クラッチはウェッジプレートキーを有し、
前記ウェッジプレートキーの回転は、前記入力要素の回転にロックされ、
前記第1の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記ウェッジプレートキーは前記少なくとも一つのウェッジプレートと係合され、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートの回転を前記入力要素の回転にロックし、
前記第1の軸線方向に更に移動している間、前記ピストンプレートは前記ウェッジプレートキーを動かすように配置され、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記出力ギヤを圧縮下で係合するように、前記入力要素に対して回転可能である、請求項1記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 前記少なくとも一つのウェッジプレートは、それぞれ複数のスロットを有し、
前記ウェッジプレートキーは、前記第1の軸線方向に前記ピストンが移動している間、前記それぞれ複数のスロット内に配置されるように構成された、複数のキーを有し、
前記ピストンプレートは、前記ウェッジプレートキーに係合するために前記第1の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより前記複数のキーは半径方向内方に移動し、これにより、
前記複数のキーは、前記それぞれ複数のスロットから分離され、
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記入力要素に圧縮下で係合するために回転可能となり、これにより前記入力要素及び前記出力ギヤのそれぞれの回転をロックする、請求項4記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 前記入力要素は、第1の複数の平坦面を有する外周面を有し、
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記第1の複数の平坦面と接触する第2の複数の平坦面を有する、それぞれの内周面を有し、
前記ピストンプレートは、前記第1の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記入力要素に対して回転し、
前記第2の複数の平坦面は、前記第1の複数の平坦面に亘って摺動し、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートを半径方向外方に移動させ、前記出力ギヤに圧縮下で係合し、前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックする、請求項1記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 前記少なくとも一つのウェッジプレートは、それぞれ内周面を有し、
各ウェッジプレートは、それぞれ半径方向に配置された空間によって円周方向に不連続であり、該空間は、それぞれ周方向距離の分だけ、前記ウェッジプレートの各第1及び第2の円周端部を離間しており、
前記ピストンプレートは、前記各円周方向距離を増大するために前記少なくとも一つのウェッジプレートを半径方向外方に拡大するように、前記第1の軸線方向に更に移動するように配置されている、請求項1記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記入力要素及び前記出力ギヤを圧縮下で係合するために、半径方向外方に拡大するように配置されており、これにより前記入力要素及び前記出力ギヤのそれぞれの回転をロックする、請求項7記載の駆動分離クラッチアセンブリ。
- エンジンへの駆動接続のために配置された入力要素と、
出力ギヤと、
ピストンプレート、少なくとも一つのクラッチプレート、少なくとも一つのウェッジプレート、及び少なくとも一つのクラッチプレートと少なくとも一つのウェッジプレートとの間に配置された各摩擦材を有するクラッチと、を備える駆動分離クラッチアッセンブリであって、
同期状態において、前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記入力要素に相対回転不能に結合され、前記出力ギヤに対しては回転可能であり、
前記ピストンプレートは、前記少なくとも一つのクラッチプレート及び前記少なくとも一つのウェッジプレートを緊締するために、第1の軸線方向に第1の距離を移動するように配置されており、これにより前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックし、
ロック状態において、前記ピストンプレートは前記第1の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより、
前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記入力要素に対して回転し、前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックするために、前記入力要素及び前記出力ギヤと圧縮下で係合することを特徴とする、駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 分離状態において、前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記出力ギヤと相対回転不能に結合されており、前記入力要素は前記出力ギヤに対して独立して回転可能である、請求項11記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
- 前記第1の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記少なくとも一つのウェッジプレートの外周面は、前記出力ギヤと接触していない、請求項9記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
- 前記クラッチは、半径方向に移動可能な複数のキーを有するウェッジプレートキーを有し、
前記ウェッジプレートキーの回転は、前記入力要素の回転にロックされ、
同期状態において、前記複数のキーは、前記少なくとも一つのウェッジプレートを前記入力要素に相対回転不能に結合するために、前記少なくとも一つのウェッジプレートと係合し、
ロック状態において、前記ピストンプレートは、前記複数のキーを半径方向内方に移動するように配置されており、これにより前記入力要素に対する、前記少なくとも一つのウェッジプレートの回転が可能となる、請求項9記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 前記入力要素は、第1の複数の平坦面を有する外周面を有し、
前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記第1の複数の平坦面と接触する第2の複数の平坦面を有する、それぞれの内周面を有し、
前記ピストンプレートは、前記第1の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記入力要素に対して回転し、
前記第2の複数の平坦面は、前記第1の複数の平坦面に亘って摺動し、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートを半径方向外方に移動させ、前記出力ギヤに圧縮下で係合し、前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックする、請求項9記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 各ウェッジプレートは、それぞれ半径方向に配置された空間によって円周方向に不連続であり、該空間は、それぞれ周方向距離の分だけ、前記ウェッジプレートの各第1及び第2の円周端部を離間しており、
ロック状態において、前記入力要素は、前記少なくとも一つのウェッジプレートを半径方向外方に拡大し且つ前記各円周方向距離を増大するために、前記少なくとも一つのウェッジプレートに係合するように配置されている、請求項9記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - ロック状態のための駆動モードにおいて、前記入力要素は、第1の回転方向に回転するように配置されており、
ロック状態のための惰行モードにおいて、前記出力ギヤは、前記少なくとも一つのウェッジプレートにトルクを伝達するように配置されており、これにより前記少なくとも一つのウェッジプレートは、前記第1の回転方向とは逆の、第2の回転方向に回転する、請求項9記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。 - エンジンからのトルクを受けるように配置されるとともに第1の複数の平坦面によって形成された外周面を有する入力要素と、
出力ギヤと、
ピストンプレート、少なくとも一つのクラッチプレート、前記第1の複数の平坦面と接触する第2の複数の平坦面によって形成された内周面を有する少なくとも一つのウェッジプレート、半径方向に移動可能な複数のキーを有するキー板、及び前記少なくとも一つのクラッチプレートと前記少なくとも一つのウェッジプレートとの間に配置された各摩擦材を有するクラッチと、を備える駆動分離クラッチアッセンブリであって、
半径方向に移動可能な前記複数のキーが、前記少なくとも一つのウェッジプレート及び前記入力要素を相対回転不能にロックしている間、前記ピストンプレートは、前記少なくとも一つのクラッチプレート及び前記ウェッジプレートを緊締するために第1の軸線方向に第1の距離を移動するように配置されており、これにより前記入力要素の回転を前記出力ギヤの回転にロックし、
前記ピストンプレートは、前記第1の軸線方向に更に移動するように配置されており、これにより、半径方向に移動可能な前記複数のキーは、前記入力要素に対する前記少なくとも一つのウェッジプレートの回転が可能となるように後退し、前記第1の複数の平坦面が前記第2の複数の平坦面に沿って摺動し、前記ウェッジプレートの内周面が前記入力要素と圧縮下で係合し、前記ウェッジプレートの外周面が前記出力ギヤと圧縮下で係合することを特徴とする、駆動分離クラッチアッセンブリ。 - 分離状態において、前記少なくとも一つのウェッジプレートは前記出力ギヤと相対回転不能に結合されており、前記入力要素は前記出力ギヤに対して独立して回転可能である、請求項16記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
- 前記第1の距離だけ前記ピストンが移動している間、前記少なくとも一つのウェッジプレートの外周面は、前記出力ギヤと接触していない、請求項16記載の駆動分離クラッチアッセンブリ。
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