JP4109681B2 - 振動ダンパを備えたクラッチアセンブリー - Google Patents

Description

本出願は、２００４年２月２０日に提出された米国出願第６０／５４６，１４４号の優先権主張出願であり、該米国出願を引用することにより、該米国出願は、全体として本願に組み込まれる。

本発明は、クラッチアセンブリーであって、クラッチが連結されている間、もしくは切り離されている間、クラッチアセンブリーの自励（自励振動）を減少させるために、クラッチハブ内に一体的に配置されたダンパを有するクラッチアセンブリーに関する。

一般的に、自動車の自動変速機（オートマチックトランスミッション）、すなわち
自動トランスミッションは、多数のギア部材や選択的に連結可能の摩擦部材（ここではクラッチと呼ぶこととする）を含んでおり、これらは制御されて、トランスミッションの入出力シャフトの間に、いくつかの前進速度比のうちの１つを確立する。典型的には、入力シャフトはトルクコンバータのような流体継手を通じて車両エンジンに連結され、出力シャフトは差動ギアセットを通じて車両の駆動ホイールに連結される。

現在確立している速度比から新しい速度比へシフトすることは、多くの場合、現在の速度比に関連してクラッチを切り離す（すなわち、クラッチを離れる方向に向かって移動させる）ことと、新しい速度比に関連してクラッチを連結する（すなわちクラッチを近づける方向に向かって移動させる）こととを含む。クラッチの連結及び切り離しは、クラッチスを滑らせるため、クラッチが自励を生じる可能性がある。

クラッチの連結もしくは切り離しの間の自励により発生する可能性のある可聴ノイズを除去又は低減するクラッチアセンブリーを提供する。

クラッチアセンブリーは、軸線の周りで回転可能なクラッチハブを含む。クラッチハブは、内面とハブ摩擦面とを有する。内面とハブ摩擦面とは、協働してキャビティを少なくとも部分的に形成する。ダンパ（また、ダンペナすなわち緩衝装置と呼ばれることもある）部材が、キャビティ内に配置され、ハブ摩擦面と接触している。ダンパ部材は、軸線を中心としてクラッチハブに対して回転可能である。それにより、前記ダンパ部材と前記ハブ摩擦面との間の相対的動きの結果としてエネルギー吸収とエネルギー散逸を生じさせ、望まないクラッチ振動を最小にする。ダンパ部材はリング状とすることが可能であり、このリング状のダンパ部材（すなわち、ダンパリング）は、エンジンからの燃焼パルスのような外部の励振源を吸収する従来のダンパとは反対に、クラッチアセンブリーの揺動と自励を防止もしくは減少させる。ダンパ部材はハブのキャビティ内に配置され、トランスミッションのパッケージングに不都合な影響は与えない。エンジンに使用されるような従来のダンパ部材は、現存するシステムに「付加」され、追加のパッケージングスペースが必要となる。

好ましくは、キャビティが流体潤滑油源と流体連結されて、流体潤滑油がダンパ部材とハブ摩擦表面の間を流れてクラッチハブの内面に流れるように形成される態様で、クラッチアセンブリーは形成される。複数の穴がクラッチハブに形成されており、該穴はクラッチハブの内面まで貫通している。このように、クラッチハブ内面を通ってクラッチハブに形成された穴は、流路を形成し、流体をクラッチプレートに流す。

本発明の上述した特徴及び利点や他の特徴及び利点は、以下の本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照して読むことにより、更に容易に理解されるであろう。

図１を参照すると、車両の自動トランスミッション１２のクラッチアッセンブリ１０が、概略的に示されている。クラッチアッセンブリ１０は、ハブシャフト１６の軸線Ａを中心として回転可能なクラッチハブ１４を含む。クラッチハブ１４は、全体的に軸線方向に、すなわち軸線Ａに平行に方向決め（配向）された内面１８と、内面１８と対向する外面２２とを有するように特徴づけられている。クラッチハブ１４は、ハブ摩擦面２８を形成する壁２６を含む。壁２６とハブ摩擦面２８は、全体的に半径方向すなわち軸線Ａと垂直に方向決め（配向）される。複数のクラッチプレート３２が、クラッチハブ１４の外面２２に連結されている。このようにして、複数のクラッチプレート３２は、クラッチハブハブ１４と共に回転できるように、クラッチハブ１４に作動的に連結されている（すなわち、クラッチハブ１４が回転すると、複数のクラッチプレート３２は、クラッチハブハブ１４と共に回転するように作動する）。内面１８と２２に、キー溝（スプライン）を形成するようにしてもよい。

図示されている実施例において、ハブ摩擦面２８と内面１８は、環状のキャビティ３０を部分的に形成している。環状のダンパ部材、すなわちダンパリング３４が、キャビティ３０に設けられている。ダンパリング３４とキャビティ３０は、プレート３２と回転軸線Ａとの間のクラッチハブ１４に配置されるので、ダンパリング３４はトランスミッションのパッケージングに影響を及ぼさない。

図２と図３とを参照すると、図１と同様の部材には同様の符号が付されている。ダンパリング３４は、経済的なコストで、回転慣性（慣性モーメント）を最大限にするために、粉末金属から構成されている。ダンパリング３４は、該ダンパリング３４の片面に接合された第１摩擦ディスク３８により形成された環状の第１ダンパ摩擦面３６と、該ダンパリング３４の反対側の面に接合された第２摩擦ディスク４２により形成された環状の第２ダンパ摩擦面４０とを有する。摩擦ディスク３８、４２は、好ましくは、摩擦紙のような摩擦強化材料がよい。第１摩擦ディスク３８は、複数の半径方向溝４４、もしくはスリットにより、断続した形状又は凹凸形状とされている。

図４を参照すると、図１乃至３と同様の部材には同様の符号が付されている。第１の摩擦ディスク３８（寸法を誇張して図示されている）は、ハブ摩擦面２８と接触している。ダンパ適用部材、すなわちダンパ適用プレート４６は、第２摩擦ディスク４２（寸法を誇張して図示されている）に軸線方向の力を加えて、ダンパリング３４をキャビティ３０内に保持し、第１ダンパ摩擦面３６とハブ摩擦面２８との間の接触を維持している。ダンパ適用プレート４６は、クラッチハブ１４にある環状溝５０に挿入された波形スナップリング４８により、弾性付勢されて（すなわち、ばね定数を生じるように非剛性的な状態で）クラッチハブ１４に係合又は保持されている。

ダンパリング３４は、軸線Ａを中心として回転可能であり、クラッチハブ１４に対して回転可能である。ハブ摩擦面２８と第１摩擦ディスク３８との間の相対的な動きは、結果としてエネルギー吸収とエネルギー散逸を生じ、望まないクラッチの振動を最小にして、クラッチの自励により発生するノイズを除去又は低減することができる。適用プレート４６と第２摩擦ディスク４２との間の相対的な動きも同様に、結果としてエネルギー吸収とエネルギー散逸を生じる。

当業者は、そのようなエネルギー吸収特性は、ダンパリング３４の慣性モーメントと、ハブ摩擦面２８と摩擦ディスク３８との間の摩擦係数と、適用プレート４６と摩擦ディスク４２との間の摩擦係数と、摩擦部材の有効半径と、作用する摩擦面の数と、適用プレート４６によりダンパリング３４に及ぼされる軸線方向の力との関数である、ことを認識するであろう。より詳細には、ダンパのエネルギー吸収は、クラッチハブの加速度と、ダンパリングの慣性モーメントと、「分離」トルク（摩擦係数と、作用する面の数と、有効半径と、軸線方向の力との積）との関数である。

最適な又は最大のエネルギー散逸は、分離トルクが調節されるとき、慣性リングすなわち慣性モーメントの影響を受けるダンパリング３４が、その約半分の時間、スリップする（滑らせる）ようにすると生じる。エネルギー散逸は、分離トルクと、角変位との積である。分離トルクがゼロであるとき、角変位は大きいが、分離トルクと角変位との積、すなわちエネルギー散逸はゼロである。分離トルクの値が非常に大きいとき、クラッチハブ１４とダンパリング３４との間の相対的な動きは妨げられるので、角変位はゼロになり、エネルギー散逸も再びゼロである。従って、エネルギー散逸を最大にする、最適な分離トルクの値が存在する。この最適な値は、ダンパリングの慣性モーメントとクラッチハブの加速度（変位と振動数の二乗とを掛けたもの）との関数である。

図５を参照すると、図１乃至４と同様の部材には同様の符号が付されている。トランスミッション１２は、２つのシャフト１６、５８の間に、スラストベアリング５４を含む。スラストベアリング５４の潤滑と冷却のために、スラストベアリング５４は、ポンプのような加圧流体源６２と流体連通している。クラッチアセンブリー１０は、スラストベアリング５４を介して加圧流体源６２から流体潤滑剤（流体潤油）６６を受け取るように形成され、配置されている。

スラストベアリングのレース（軌道輪）７４から排出している流体６６の流れを逸らして、もしくは案内して、ダンパリング３４に沿って、もしくは周囲に流すために、適用プレート４６は、スラストベアリングのレース（軌道輪）７４の潤滑剤出口７０に対して配置される。流体潤滑剤６６のうち少量は、第２摩擦ディスク４２と適用プレート４６との間を流れる。流体潤滑剤６６の殆どは、ダンパリング３４の内径部７８に沿って、そして、ハブ摩擦面２８とダンパリング３４との間を第１摩擦ディスク（図５で図示されていない）に形成される溝を通って流れ、第１摩擦ディスクとハブ摩擦面２８とを潤滑及び冷却する。発明の範囲内における他の実施態様として、流体潤滑油６６をダンパリング３４とハブ摩擦面２８との間に容易に流すために、ハブ摩擦面２８に複数の溝により断続した形状又は凹凸形状を設けるようにしてもよい。

クラッチハブ１４に形成された穴８２は、内面１８から外面２２まで延びる。ダンパリング３４の外径部８８と内面１８とは、それらの間に、図４の９０で示されている環状の潤滑油流路を形成する。第１摩擦ディスクの溝を通って流れたあと、流体潤滑剤６６は流路９０の中に入り、穴８２を介してプレート３２を潤滑する。

本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明してきたが、当業者は、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形や変更を行うことができるということは理解されよう。

自動トランスミッションにおける、ダンパリングを備えたクラッチアセンブリーの略断面図である。 図１のダンパリングの略斜視図である。 図１及び図２のダンパリングの別の略斜視図である。 図１のクラッチアセンブリーの一部分の略断面図である。 クラッチアセンブリーの、より詳細にはダンパリングの周辺を通る液体流路を示す矢印が記載された、図４のクラッチアセンブリーの一部分の略断面図である。

符号の説明

１０ クラッチアセンブリー
１２ トランスミッション
１４ クラッチハブ
１５ シャフト
１６ ハブシャフト
１８ 内面
２２ 外面
２６ 壁
２８ ハブ摩擦面
３０ キャビティ
３２ クラッチプレート
３４ ダンパリング
３６ 第１ダンパ摩擦面
３８ 第１摩擦ディスク
４０ 第２ダンパ摩擦面
４２ 第２摩擦ディスク
４４ 半径方向溝
４６ 適用プレート
４８ 波形スナップリング
５０ 環状溝
５４ スラストベアリング
５８ シャフト
６２ 加圧流体源
７４ ベアリングの軌道
７８ 内径
８８ 外径

Claims (7)

1. クラッチアセンブリーであって、
   軸線を中心として回転可能で、キャビティの少なくとも一部を形成するハブ摩擦面を有するクラッチハブと、
   前記キャビティの中に配置され、前記ハブ摩擦面と接触して振動を最小にし、前記軸線を中心として前記クラッチハブに対して回転可能なダンパ部材とを備え、
   前記クラッチアセンブリーは、前記キャビティが流体潤滑油源と流体連通されるように形成され、
   前記クラッチアセンブリーは、前記ダンパ部材と前記ハブ摩擦面との間に潤滑油を十分に差し向けることができるように形成され、
   前記ダンパ部材はダンパリングであり、
   前記クラッチアセンブリーは、さらに、適用部材を備えており、
   前記適用部材は、前記クラッチハブに保持され、また、軸線方向の力を前記ダンパリングに十分に加えることができるように形成及び配置されており、
   前記適用部材は、前記流体潤滑油源からの潤滑油を差し向ける、もしくは保持して、潤滑油が前記ダンパリングの内径部の少なくとも一部に沿って軸線方向に十分に流れるように形成及び配置される、ことを特徴とするクラッチアセンブリー。
2. クラッチアセンブリーであって、
   軸線を中心として回転可能で、キャビティの少なくとも一部を形成するハブ摩擦面を有するクラッチハブと、
   前記キャビティの中に配置され、前記ハブ摩擦面と接触して振動を最小にし、前記軸線を中心として前記クラッチハブに対して回転可能なダンパ部材とを備え、
   前記クラッチアセンブリーは、前記キャビティが流体潤滑油源と流体連通されるように形成され、
   前記クラッチアセンブリーは、前記ダンパ部材と前記ハブ摩擦面との間に潤滑油を十分に差し向けることができるように形成され、
   前記ダンパ部材は、前記ハブ摩擦面と接触するダンパ摩擦面を含み、
   前記ハブ摩擦面と前記ダンパ摩擦面のうちの１つは、複数の溝により断続した形状とされて、前記ダンパ部材と前記ハブ摩擦面との間の潤滑油の流れを容易にする、ことを特徴とするクラッチアセンブリー。
3. トランスミッションであって、
   軸線を中心として回転可能で、協働してキャビティを少なくとも部分的に形成する、内面とハブ摩擦面とを有するクラッチハブと、
   前記キャビティ内に配置され、前記ハブ摩擦面と接触しており、前記軸線を中心として前記クラッチハブに対して回転可能なダンパリングと、
   ２つのシャフトと、
   前記２つのシャフトの間のベアリングと、
   前記ベアリングと流体連通している加圧流体潤滑油源とを備え、
   前記キャビティは、前記ベアリングと流体連通して、そこから潤滑油を受け取る、ことを特徴とするトランスミッション。
4. 請求項３に記載のトランスミッションにおいて、
   さらに、前記ダンパリングに軸線方向の力を加えるよう形成された適用部材を備え、
   前記適用部材は、前記ベアリングからの潤滑油を逸らしてもしくは案内して、 十分な潤滑油が、前記ダンパリングの前記内径の少なくとも一部に沿って流れるように配置及び形成されている、ことを特徴とするトランスミッション。
5. 請求項４に記載のトランスミッションにおいて、
   前記クラッチハブは、前記内面と対向する外面を有しており、
   前記ダンパリングの前記外径部と前記内面は、協働して潤滑油流路を形成し、
   前記クラッチハブは、前記内面と前記外面との間で延びている少なくとも１つの穴を有しており、
   前記ダンパリングは、前記ダンパリングの前記内径部の少なくとも一部に沿って案内された潤滑油の少なくとも一部が、続けて、前記ダンパリングと前記ハブ摩擦面との間と、前記潤滑油流路の中と、前記穴を通して流れるように形成されている、ことを特徴とするトランスミッション。
6. 請求項５に記載のトランスミッションにおいて、
   さらに、前記クラッチハブと共に回転できるように前記クラッチハブに作動的に連結され、前記穴と流体連通している複数のクラッチプレートを備える、ことを特徴とするトランスミッション。
7. クラッチアセンブリーであって、
   軸線を中心として回転可能で、外面と、前記外面と対向する内面と、前記内面と協働してキャビティを少なくとも部分的に形成するハブ摩擦面とを有するクラッチハブと、
   前記キャビティ内に配置され、前記ハブ摩擦面と接触しており、前記軸線を中心として前記クラッチハブに対して回転可能なダンパリングと、
   前記クラッチハブに保持され、軸線方向の力を前記ダンパリングに十分に加えるように形成及び配置された適用部材と、
   前記クラッチハブと共に回転できるように前記クラッチハブに作動的に連結された複数のクラッチプレートとを備え、
   前記クラッチハブは、前記内面と前記外面との間を延びる複数の穴を形成し、
   前記ダンパリングの前記外径部と前記内面は、それらの間に流路を形成し、
   前記クラッチアセンブリーは、前記キャビティが流体潤滑油源と流体連通しており、潤滑由が前記ハブ摩擦面と前記ダンパリングとの間を通って前記潤滑油流路へ、そして前記複数の穴を通って流れ、前記複数のクラッチプレートを十分に潤滑するように、形成されている、ことを特徴とするクラッチアセンブリー。

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