JP3215776U - デュアルクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】シンプル構成で且つメンテナンス性に優れたデュアルクラッチを提供する。【解決手段】内側に位置する第１軸１０２が外側に位置する第２軸１０４よりも軸方向に突出して配置され、第１軸の突出部分に第１クラッチディスク１１６が接続され、第２軸にスリーブ１０６を介して第２クラッチディスク１１０が接続され、スリーブは、第２軸と回転方向には固定されつつ軸方向には相対移動可能な状態で結合され、スリーブの一端側に第１クラッチディスクを押圧する為の押圧部材１１８が接続され、他端側にアクチュエータ１２２が接続され、第１及び第２クラッチディスクに対向するように、動力源から伝達される回転力を伝えるプレート部材１３２が配置され、プレート部材の一方面における半径方向内側に位置する第１領域αで第１クラッチディスクと係脱し、同様に第１領域よりも半径方向外側に位置する第２領域βで第２クラッチディスクと係脱する。【選択図】図１

Description

本考案は、車両に搭載されるクラッチの技術分野に関し、特に、奇数段と偶数段とで２系統のクラッチを持つデュアルクラッチの技術分野に関する。

近年、動力伝達効率の良さや、変速時ショックの小ささ、更には変速時間の短さ等の観点から、奇数段のギアセットに繋がる出力軸と偶数段のギアセットに繋がる出力軸とを同軸に配置し、この２つの出力軸に対して動力の伝達を切り替えるデュアルクラッチの普及が進んでいる。

デュアルクラッチには様々な構造のものが存在するが、例えば、特許文献１に記載のデュアルクラッチ４０（符号は特許文献１で使用されている符号をそのまま使用している。）においては、エンジンからの動力が伝達されるハウジング４１の両面に第１クラッチディスク４２と第２クラッチディスク４３を配置し、第１クラッチディスク４２は第１軸１２と接続され、第２クラッチディスク４３は第２軸１３（第１軸と同軸に（同芯に）配置されている。）と接続される（特許文献１の特に図２を参照）。

第１のプレッシャープレート４４は、アクチュエータによってスリーブ２７が押されると（特許文献１の図２において左方に押されると）ダイヤフラムスプリング４６や作動板４４ａ等を介して連結された第１のプレッシャープレート４４を右側に移動させ、これにより第１クラッチディスク４２がハウジング４１に押しつけられる。その結果、ハウジング４１の回転が第１軸１２に伝達される。

第２のプレッシャープレート４５は、アクチュエータによってスリーブ２６が押されると（特許文献１の図２において左方に押されると）ダイヤフラムスプリング４７等を介して連結された第２のプレッシャープレート４５を左側に移動させ、これにより第２クラッチディスク４３がハウジング４１に押しつけられる。その結果、ハウジング４１の回転が第２軸１３に伝達される。

即ち、同軸に配置された２つの出力軸のうち内側に配置された軸（上記従来例においては第１軸１２がこれに相当。）に繋がるクラッチを係脱するための操作力を、同軸に配置された２つの出力軸のうち外側に配置された軸（上記従来例においては第２軸１３がこれに相当。）に繋がるクラッチの外側から伝えて係脱操作を行う機構となっている。

特開２００９−２８１５７０号公報 特許第５７４８０８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるデュアルクラッチにおいては、ハウジング４１の両面側にそれぞれクラッチディスク（第１クラッチディスク４２及び第２クラッチディスク４３）を配置しなければならないため、構造が複雑となって部品点数も多くなり、メンテナンスも容易ではない。特に、機構を少しでもシンプルにして低コストでデュアルクラッチ構造を実現したいような場合の大きな足枷となってしまう。

一方出願人は、こういった問題点を解消するべく、デュアルクラッチの係脱構造に関する発明を行い、特許権も取得している（特許文献２参照）。

具体的には、奇数段のギアセットに繋がる出力軸と偶数段のギアセットに繋がる出力軸とを同軸に配置し、この２つの出力軸に対して動力の伝達を切り替えるデュアルクラッチの係脱機構であって、前記２つの出力軸のうち内側に位置する第１軸が外側に位置する第２軸よりも（軸方向に）突出して配置され、前記第１軸の突出部分に第１クラッチディスクが接続され、前記第２軸にスリーブを介して第２クラッチディスクが接続され、前記スリーブは、前記第２軸と回転方向には固定されつつ当該第２軸に対して軸方向に相対移動可能な状態で結合され、前記第２クラッチディスクは、前記スリーブと回転方向には固定されつつ当該スリーブに対して軸方向に相対移動可能な状態で結合され、更に、前記スリーブの一端側に前記第１クラッチディスクを押圧する為の押圧部材が接続され、他端側にアクチュエータが接続されるという考案である。

このような構成を採用したことによって、第１クラッチディスクを係脱するための操作力の伝達を、第２軸側に接続されるクラッチディスクや押圧部材（プレッシャープレート）を覆うように配置する必要がなくなったのである。要するに、第２軸と第２クラッチディスクとの間に配置されたスリーブ（第２軸及び第２クラッチディスクに対して回転方向には固定されているが軸方向に相対移動可能な状態で接続されるスリーブ）を介して動力を伝達し、第１のクラッチの係脱を可能としたのである。

出願人は、上記特許文献２に係る考案を行った後、当該構造を利用することによって、エンジン側から伝達される動力によって回転するフライホイール等のプレート部材（特許文献１でハウジング４１が相当する。）の両面側にそれぞれクラッチディスクを配置したり、プレート部材を所謂二階建て構造のようにするのではなく、プレート部材の片面側を複数の領域に分割して別系統のクラッチディスクを配置するという、極めてシンプルな構成であってもデュアルクラッチを実現できるという着想を得たのである。

本考案は、シンプル構成で且つメンテナンス性に優れたデュアルクラッチ機構を提供するものである。

上記課題を解決するべく、本願考案は、奇数段のギアセットに繋がる出力軸と偶数段のギアセットに繋がる出力軸とを同軸に配置し、この２つの出力軸に対して動力の伝達を切り替えるデュアルクラッチであって、前記２つの出力軸のうち内側に位置する第１軸が外側に位置する第２軸よりも軸方向に突出して配置され、前記第１軸の突出部分に第１クラッチディスクが接続され、前記第２軸にスリーブを介して第２クラッチディスクが接続され、前記スリーブは、前記第２軸と回転方向には固定されつつ当該第２軸に対して軸方向に相対移動可能な状態で結合され、前記第２クラッチディスクは、前記スリーブと回転方向には固定されつつ当該スリーブに対して軸方向に相対移動可能な状態で結合され、前記スリーブの一端側に前記第１クラッチディスクを押圧する為の押圧部材が接続され、他端側にアクチュエータが接続され、前記第１クラッチディスクと第２クラッチディスクとは軸方向位置が揃えられて略面一となるように配置され、当該第１クラッチディスク及び第２クラッチディスクに対向するように、動力源から伝達される回転力を伝えるプレート部材が配置され、当該プレート部材の一方面における半径方向内側に位置する第１領域で前記第１クラッチディスクと係脱し、同様に当該プレート部材の一方面における前記第１領域よりも半径方向外側に位置する第２領域で前記第２クラッチディスクと係脱することを特徴とする。

このように、軸方向に移動可能なスリーブを介して、第1クラッチディスクを係脱するための操作動力を出力軸に沿わせて先端側（第１軸が軸方向に突出している側）に伝達できるので、「第１軸に繋がる第１クラッチディスク」及び「第２軸に繋がる第２クラッチディスク」の両方を、出力軸の軸方向に揃えて配置する（略面一となるように配置する）ことが可能となっているのである。例えば、半径方向内側に位置する第１クラッチディスクの（半径方向）外側に、第２クラッチディスクを略ドーナツ形状に形成するといった構成が可能となるのである。

このように構成することによって、例えば、１枚の単純なプレート部材（フライホイール等エンジン側からの回転力が伝達されてくる部材）に対して２つのクラッチディスクの切り換えが可能となるため、プレート部材自体を複雑な構成（例えば二階建てのような構成）にする必要がない。また、従来のデュアルクラッチに比べてプレート部材及びクラッチディスク周辺の構造が非常に単純な構成となるため、メンテナンス性も向上する。更に、プレート部材の一方面側に２つのクラッチディスクが配置され、その２つのクラッチディスクをプレート部材側に向けてそれぞれ押圧するというシンプルな動作で２つの出力系統の切り換えができるため、切り換えのための操作動力源の配置自由度も高いといった利点がある。

本考案を適用することで、シンプル構成で且つメンテナンス性に優れたデュアルクラッチを提供することができる。

本考案の実施形態の一例として示したデュアルクラッチの概略構成図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う端面図である。 本考案の実施形態の一例として示したデュアルクラッチの概略構成図であって、第２軸側に動力が伝達されている状態を示した図である。 本考案の実施形態の一例として示したデュアルクラッチの概略構造図であって、第１軸側に動力が伝達されている状態を示した図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う端面図である。 本考案を、湿式多板型のデュアルクラッチに適用した一例を示した概略構成図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本考案の実施形態の一例であるデュアルクラッチ１００について説明を加える。なお、図面理解容易の為、各部の大きさや寸法を誇張して表現している部分があり、実際の製品と必ずしも一致しない部分があることを付記しておく。また各図面は符号の向きに見るものとし、当該向きを基本に上下左右、手前、奥と表現する。

〈デュアルクラッチの構成〉
図１に示すデュアルクラッチ１００は、奇数段のギアセットに繋がる出力軸と偶数段のギアセットに繋がる出力軸とを同軸に配置し、この２つの出力軸に対して内燃機関やモータなどの動力源（図示していない）からの動力の伝達を切り替える為の装置である。

同軸配置された２つの出力軸のうち内側に位置するのが第１軸１０２、外側に位置するのが第２軸１０４である。第１軸１０２は、第２軸１０４よりもフライホイールディスク（プレート部材）１３２側に、軸方向に突出するように配置構成されている。奇数段のギアセットが第１軸１０２及び第２軸１０４のいずれに繋げられるのかは自由である。同様に、偶数段のギアセットが、第１軸１０２及び第２軸１０４のいずれに繋げられるのかも自由である。

フライホイールディスク（プレート部材）１３２の中心位置に第１軸１０２の先端が対向するように配置されている。当該第１軸１０２の先端には、軸方向にスライド可能な状態で、第１クラッチディスク基台１１５を介して第１クラッチディスク１１６が配置されている。即ち、第１クラッチディスク１１６が回転すると、それに伴って第１軸１０２が回転する構成となっている。

なお、本実形態においては、第１軸１０２の先端とフライホイールディスク（プレート部材）１３２は離間しているが、例えば、第１軸１０２の先端部分において、軸受を介してフライホイールディスク（プレート部材）１３２から軸支されるような構成を採用することも可能である。

また、第１クラッチディスク１１６の半径方向外側には第１クラッチディスク１１６を取り囲む様に、第２クラッチディスク１１０が配置される（図５も併せて参照）。また、この第２クラッチディスク１１０は、第１クラッチディスク１１６と軸方向位置が揃えられている。即ち、両者が略面一となるように配置されている。

なお、第１クラッチディスク１１６及び第２クラッチディスク１１０はいずれも、自由状態では、フライホイールディスク１３２から僅かの隙間をもって離間するように構成されている。

第１クラッチディスク１１６の反フライホールディスク１３２側には、第１プレッシャープレート１１８が配置される。この第１プレッシャープレート１１８に軸方向の押圧力が加わると、第１クラッチディスク１１６をフライホイールディスク１３２の内側の領域（第１領域）に押し当て、それによってフライホイールディスク１３２の回転が第１軸１０２に伝達される構成となっている。

第１クラッチディスク１１６の半径方向外側に配置される第２クラッチディスク１１０は、第２クラッチディスクリンク部材１１０ａ及び第２クラッチディスク基台１０８及びスリーブ１０６を介して第２軸１０４に固定されており、第２クラッチディスク１１０が回転するとそれに伴って第２軸１０４は回転する。

また、第２クラッチディスク１１０の反フライホールディスク１３２側には、第２プレッシャープレート１１２が配置される。この第２プレッシャープレート１１２に軸方向の押圧力が加わると、第２クラッチディスク１１０をフライホイールディスク１３２の外側の領域（第２領域）に押し当て、それによってフライホイールディスク１３２の回転が第２軸１０４に伝達される構成となっている。

なお、第２プレッシャープレート１１２は、第２プレッシャープレートカバー１１４を介して軸方向に進退動する第２アクチュエータ１２０に繋がっている。なお、第２プレッシャープレートカバー１１４と第２アクチュエータ１２０の間にはスラスト軸受１２４が配置される。このスラスト軸受１２４は、第２アクチュエータ１２０によって軸方向に引かれても分解せず、第２アクチュエータ１２０の引っ張り力を第２プレッシャープレートカバー１１４に伝えることが可能となっている。

上述した通り、第２クラッチディスク１１０は、第２クラッチディスクリンク部材１１０ａ及び第２クラッチディスク基台１０８及びスリーブ１０６を介して第２軸１０４に固定されているが、第２軸１０４とスリーブ１０６の結合及びスリーブ１０６と第２クラッチディスク基台１０８の結合は、いずれも、スプライン結合（回転方向には固定されているが軸方向には相対的に移動可能な状態で結合）されている（図２参照）。なお、本実施形態では、スプライン結合によって結合されているが、回転方向に固定されつつ軸方向に相対的に移動可能な結合である限り、それ以外の結合様式を採用することも可能である。

スリーブ１０６は、一端側がスラスト軸受１２８を介して第１プレッシャープレート１１８に連結される。またスリーブ１０６の他端側は、スラスト軸受１２６を介して軸方向に進退動する第１アクチュエータ１２２に繋がっている。なお、これらスラスト軸受１２６、１２８は、第１アクチュエータ１２２によって軸方向に引かれても分解せず、第１アクチュエータ１２２の引っ張り力を第１プレッシャープレート１１８に伝えることが可能となっている。

このように、第２軸１０４に対して二重にスプライン結合を施すことによって、第２軸１０４の回転を、スリーブ１０６を介して第２クラッチディスク基台１０８に伝達しつつ、スリーブ１０６自体は、第１アクチュエータ１２２の進退動に連動して軸方向に自由に動くことができる構成となっている。

〈デュアルクラッチの作用・機能〉
図１は、所謂ニュートラル状態にあり、フライホイールディスク１３２の回転は、第１軸１０２にも第２軸１０４にも伝達されていない。

図３に示しているように、第２アクチュエータ１２０が作動して軸方向に進動すると、スラスト軸受１２４及び第２プレッシャープレートカバー１１４を介して第２プレッシャープレート１１２が軸方向に進動し、第２クラッチディスク１１０をフライホイールディスク１３２（の第２領域）に押し当てる。これにより、フライホイールディスク１３２の回転が、第２軸１０４に伝達されることとなる。

所望の段階で、動力の伝達を、第２軸１０４側から第１軸１０２側へ切り替える必要が生じるが、その場合は、第２アクチュエータ１２０を退動させると共に第１アクチュエータ１２２進動させることによって切り替えられる。

図４に示しているように、第１アクチュエータ１２２が作動して軸方向に進動すると、スラスト軸受１２６、スリーブ１０６及びスラスト軸受１２８を介して第１プレッシャープレート１１８が軸方向に進動し、第１クラッチディスク１１６をフライホイールディスク１３２（の第１領域）に押し当てる。これにより、フライホイールディスク１３２の回転が、第１軸１０２に伝達されることとなる。

以降はこの繰り返しによって、フライホイールディスク１３２の回転が、第１軸１０２若しくは第２軸１０４のいずれかに伝達されるように切り替えられる。

このように、第２軸１０４とスリーブ１０６、及び、スリーブ１０６と第２クラッチディスク基台１０８とはそれぞれスプライン結合、換言すると「回転方向には共に回転するも軸方向には相対的に移動可能な結合」によって結合されている。その結果、スリーブ１０６が軸方向（スラスト方向）に自由に動くことが許容されるので、その軸方向の移動を利用して、第１クラッチディスク１１６を係脱する為の操作力（第１アクチュエータ１２２が進退動する力）を伝達するのである。

また、第１クラッチディスク１１６と第２クラッチディスク１１０とは軸方向位置が揃えられて略面一となるように配置され、第１クラッチディスク１１６及び第２クラッチディスク１１０に対向するように、動力源から伝達される回転力を伝えるフライホイールディスク（プレート部材）１３２が配置され、当該フライホイールディスク１３２の一方面における半径方向内側に位置する第１領域αで第１クラッチディスク１１６と係脱し、同様にフライホイールディスク１３２の一方面における第１領域αよりも半径方向外側に位置する第２領域βで第２クラッチディスク１１０と係脱している。

このように構成したことによって、例えば、１枚の単純なフライホイールディスク１３２に対して２つのクラッチディスク（第１クラッチディスク１１６及び第２クラッチディスク１１０）の切り換えが可能となるため、フライホイールディスク１３２自体を複雑な構成（例えば二階建てのような構成）にする必要がない。また、従来のデュアルクラッチに比べてフライホイールディスク１３２及びクラッチディスク周辺の構造が非常に単純な構成となるため、メンテナンス性も向上する。更に、フライホイールディスク１３２の一方面側に２つのクラッチディスクが配置され、その２つのクラッチディスクをフライホイールディスク１３２側に向けてそれぞれ押圧するというシンプルな動作で２つの出力系統の切り換えができるため、切り換えのための操作動力源の配置自由度も高いといった利点がある。

〈その他の構成例〉
なお上記は、あくまで本考案を適用した一つの具体的な実施例であって、本考案は上記説明した具体的な構造に限定されるものではない。例えば、上記は第１軸側のクラッチも第２軸側のクラッチも、所謂「単板」の構成として説明しているが、図６に示しているように「多板」の構成を採用してデュアルクラッチ２００を構成することも可である。なお、図６において示しているデュアルクラッチ２００は、上記説明したデュアルクラッチ１００と同一・類似する部分に数字下二桁が共通の符号を付するに止め、重複説明は省略する。

また、図６に示したデュアルクラッチ２００では、第１軸２０２の先端が、ラジアル軸受２３８によってフライホイールディスク２３２から軸支され、第１軸２０２の構造的な強度を向上させている。また、フライホイールディスク２３２は三層に渡って当接プレート２３２ａ、２３２ｂが設けられており、一方、クラッチディスク側も、それに対応して三層構造クラッチディスク２１０、２１６が対応している（当然であるが三層に限らず二層及び四層以上の構成であってもよい。）。また、フライホイールディスク２３２から当該クラッチ全体を覆うケーシング２５０が設けられ、中にオイルを封入した所謂「湿式」構造とされており、こういった「湿気」構造にも本考案は適用することができる。

１００・・・デュアルクラッチ
１０２・・・第１軸
１０４・・・第２軸
１０６・・・スリーブ
１０８・・・第２クラッチディスク基台
１１０・・・第２クラッチディスク
１１０ａ・・・第２クラッチディスクリンク部材
１１２・・・第２プレッシャープレート
１１４・・・第２プレッシャープレートカバー
１１５・・・第１クラッチディスク基台
１１６・・・第１クラッチディスク
１１８・・・第１プレッシャープレート
１２０・・・第２アクチュエータ
１２２・・・第１アクチュエータ
１２４、１２６、１２８・・・スラスト軸受
１３２・・・フライホイールディスク（プレート部材）
α・・・第１領域
β・・・第２領域

Claims (2)

1. 奇数段のギアセットに繋がる出力軸と偶数段のギアセットに繋がる出力軸とを同軸に配置し、この２つの出力軸に対して動力の伝達を切り替えるデュアルクラッチであって、
   前記２つの出力軸のうち内側に位置する第１軸が外側に位置する第２軸よりも軸方向に突出して配置され、
   前記第１軸の突出部分に第１クラッチディスクが接続され、
   前記第２軸にスリーブを介して第２クラッチディスクが接続され、
   前記スリーブは、前記第２軸と回転方向には固定されつつ当該第２軸に対して軸方向に相対移動可能な状態で結合され、
   前記第２クラッチディスクは、前記スリーブと回転方向には固定されつつ当該スリーブに対して軸方向に相対移動可能な状態で結合され、
   前記スリーブの一端側に前記第１クラッチディスクを押圧する為の押圧部材が接続され、他端側にアクチュエータが接続され、
   前記第１クラッチディスクと第２クラッチディスクとは軸方向位置が揃えられて略面一となるように配置され、
   当該第１クラッチディスク及び第２クラッチディスクに対向するように、動力源から伝達される回転力を伝えるプレート部材が配置され、
   当該プレート部材の一方面における半径方向内側に位置する第１領域で前記第１クラッチディスクと係脱し、同様に当該プレート部材の一方面における前記第１領域よりも半径方向外側に位置する第２領域で前記第２クラッチディスクと係脱する
   ことを特徴とするデュアルクラッチ。
2. 請求項１において、
   前記プレート部材における、第１領域と第２領域とは略面一となるように構成されている。
   ことを特徴とするデュアルクラッチ。

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