JP4167823B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機等に使用されるクラッチ装置に関し、特に、２個の摩擦クラッチを相互に隣り合わせに配設した構成のクラッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動変速機付の車両では変速制御やトルク配分制御などを行うに際し、油圧式のアクチュエータによって駆動される多板式の摩擦クラッチが多く使用されている。たとえば、特開平11-91378号公報には、作業車両の走行用伝動装置のクラッチ装置として、前進用と後進用の２個の多板式摩擦クラッチを背向配置したものが示されている。そこでは、隣接するクラッチ同士は隔壁を挟んで左右対称の同一構成となっており、隔壁を兼ねたドラム形状のクラッチケースが使用されている。また、クラッチケースと従動歯車のボス部との間には、摩擦板と相手板とからなるクラッチディスクが配置され、クラッチディスクを油圧ピストンにて押圧することにより所定のクラッチトルクが発生するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のクラッチ装置にあっては、隣接するクラッチの伝達トルクに差がない場合には、前述の公報のクラッチのように両者が同一構成でもさほど問題は生じない。しかしながら、両者の伝達トルクの差が大きい場合にはクラッチごとに必要とされるクラッチディスクの数が異なるため、効率の良い配置のためには、仕様に応じてその都度ケースを新たに設計、製造する必要がある。一方、コスト削減のためこれを既製のケースにて対応しようとすると、高トルク側に合わせた仕様とせざるを得ないため、低トルク側のクラッチ容量過多を回避するために、リテーニングプレートなどの幅調整部品が必要となり、部品種類が増え、また重量が増加するなどの弊害を生じる。
【０００４】
本発明の目的は、摩擦クラッチを２個背向配置したクラッチ装置において、仕様に応じてクラッチディスクの数を自由に設定し得るようにして部品の汎用性向上を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のクラッチ装置は、ドラム部材とハブ部材との間に配置される複数枚のクラッチディスクを押圧して前記ドラム部材と前記ハブ部材とを締結する摩擦クラッチを相互に隣り合わせて２個配置したクラッチ装置であって、前記２個の摩擦クラッチの間に配設され、前記両摩擦クラッチの間を隔離する径方向に延び、その外周端に周壁部が一体に形成される隔壁と、前記周壁部の外周部にカシメ固定され、前記ドラム部材としてそれぞれの前記摩擦クラッチに共用されるクラッチドラムとを有し、前記周壁部がそれぞれの前記摩擦クラッチのピストンを収容するシリンダを構成することを特徴とする。
【０００６】
また、前記クラッチ装置において、前記摩擦クラッチはそれぞれ前記クラッチディスクを押圧するためのピストンを有し、前記両ピストンを前記隔壁に対し互いに背向状態に配設するようにしても良い。
【０００７】
本発明にあっては、クラッチドラムを隔壁にカシメ固定する構成のため、クラッチドラムのカシメ位置を軸方向に適宜ずらすことにより、両摩擦クラッチのクラッチディスクの枚数を自由に設定することができる。すなわち、本発明のクラッチ装置では、摩擦クラッチのドラム長を両クラッチ間で自在に振り分けることができ、そこに収容されるクラッチディスクの枚数も自由に設定することができる。したがって、クラッチ仕様に応じて専用品のクラッチドラムを新規に設計・製造することなく自在に仕様変更に対応でき、部品の汎用性が向上しコストの低減を図ることが可能となる。また、リテーニングプレートなども不要となり、部品点数が削減され、無駄なスペースが低減すると共にクラッチの組立性も向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施の形態であるクラッチ装置を用いた自動変速機１０を示すスケルトン図である。図２は本発明の一実施の形態であるクラッチ装置の構成を示す断面図であり、図１における後退用の変速歯車列周辺を示している。図１に示すように、この自動変速機１０はエンジン１１に連結され、トルクコンバータ１２を介してエンジン１１に連結する入力軸１３と、入力軸１３に平行であって駆動輪に連結される出力軸１４とを有している。入力軸１３と出力軸１４は車両の進行方向を向いてケース１５に組み込まれ、この自動変速機１０は縦置きに配置される四輪駆動用の車両に適用することができる。
【００１０】
エンジン１１にはロックアップクラッチ１６を有するトルクコンバータ１２が連結され、トルクコンバータ１２にはオイルポンプ１７が連結されており、オイルポンプ１７はトルクコンバータ１２を介してエンジン１１により駆動される。トルクコンバータ１２の出力を伝達するタービン軸１８と入力軸１３との間には、タービン軸１８を入力軸１３に締結する係合状態と締結を解除する解放状態とに切り換える入力クラッチ２０が設けられている。
【００１１】
入力軸１３には、第１速と第２速の駆動歯車２１ａ，２２ａが一体に設けられ、第３速〜第６速の駆動歯車２３ａ〜２６ａが回転自在に設けられている。出力軸１４には第１速と第２速の従動歯車２１ｂ，２２ｂが回転自在に設けられ、第３速〜第６速の従動歯車２３ｂ〜２６ｂが一体に設けられている。駆動歯車２１ａ〜２６ａと従動歯車２１ｂ〜２６ｂとはそれぞれ噛み合い前進用の変速歯車列となっている。
【００１２】
さらに、入力軸１３のエンジン１１側には、後退用駆動歯車２７が回転自在に取り付けられ、入力軸１３に対して平行に配置されたアイドラ軸２８には、後退用駆動歯車２７に噛み合う第１アイドラ歯車２８ａと、前進用従動歯車である第３速の従動歯車２３ｂに噛み合う第２アイドラ歯車２８ｂとが一体となり回転自在に設けられている。第２アイドラ歯車２８ｂの歯数は第１アイドラ歯車２８ａの歯数よりも少なく設定されている。すなわち、第２アイドラ歯車２８ｂは第１アイドラ歯車２８ａよりも小径の歯車となり、この第２アイドラ歯車２８ｂが噛み合う第３速の従動歯車２３ｂは後退用従動歯車としても動力を伝達する。このように、後退用駆動歯車２７が第１アイドラ歯車２８ａと第２アイドラ歯車２８ｂとを介して第３速の従動歯車２３ｂに噛み合い後退用の変速歯車列となっている。
【００１３】
出力軸１４には変速段を第１速と第２速との何れかに切り換える第１切換機構３１が装着され、入力軸１３には変速段を第４速と第５速との何れかに切り換える第２切換機構３２が装着されている。さらに、中空軸４３には変速段を第３速と後退との何れかに切り換える第３切換機構３３が装着されており、それぞれの切換機構３１〜３３は、シンクロハブ３１ａ〜３３ａに摺動自在に設けられるシンクロスリーブ３１ｂ〜３３ｂを、歯車２１ｂ，２２ｂ，２３ａ〜２５ａに一体に設けられるスプライン２１ｃ〜２５ｃ，２７ｃに同期しながら係合させるシンクロメッシュ機構となっている。
【００１４】
入力軸１３には第１と第２の２つのバイパスクラッチ（摩擦クラッチ）４１，４２を有するクラッチ装置６０が設けられている。両バイパスクラッチ４１，４２は、クラッチドラム（ドラム部材）６１を共用する形で、隔壁６２を挟んで相互に隣り合わせに配置されている。各バイパスクラッチ４１，４２はそれぞれクラッチハブ（ハブ部材）６３，６４を有しており、クラッチドラム６１とクラッチハブ６３，６４との間にはクラッチディスク４４が設けられている。そして、このクラッチディスク４４をピストン６５によって押圧することにより、各バイパスクラッチ４１，４２は係合状態となり、所定の伝達トルクが生じる。
【００１５】
この場合、クラッチドラム６１はシリンダ部材６６を介して入力軸１３に連結されている。一方、第１バイパスクラッチ４１のクラッチハブ６３は、入力軸１３に対して回転自在に設けられる中空軸４３に固定されている。また、第２バイパスクラッチ４２のクラッチハブ６４は、第６速の駆動歯車２６ａが固定されシリンダ部材６６のボス部６７に回転自在に支持される中空軸４５に固定されている。すなわち、第１バイパスクラッチ４１が係合状態となると入力軸１３と中空軸４３が、また、第２バイパスクラッチ４２が係合状態となると入力軸１３と中空軸４５とが連結されることになる。
【００１６】
第１および第２バイパスクラッチ４１，４２の間に設けられた隔壁６２は、入力軸１３に固定されるボス部６７およびクラッチドラム６１が固定される周壁部６８と一体に形成されてシリンダ部材６６を構成している。隔壁６２の両面側には、ボス部６７と周壁部６８との間にピストン６５が背向、すなわち互いに背中合わせに配置されており、シリンダ部材６６とピストン６５との間には油圧室６９が形成されている。一方、ボス部６７のピストン６５の外側には、ピストン６５の軸方向の移動を規制するストッパ７０が設けられている。また、ストッパ７０とピストン６５との間には、ピストン６５を隔壁６２側に押圧するように付勢されたリターン部材７１が設けられている。
【００１７】
シリンダ部材６６の周壁部６８の外周には、クラッチドラム６１がカシメ固定されている。この場合、周壁部６８の外周にはカシメ溝７２が形成されており、そこにクラッチドラム６１の全周または所定間隔にて複数箇所がカシメ固定される。また、クラッチドラム６１の内周面にはスプライン７３が形成されており、そこには複数個のリテーナ７４が軸方向に移動自在に係合している。このリテーナ７４の最も隔壁６２寄りの１枚はピストン６５と当接しており、その間にはクラッチディスク４４が配設されている。クラッチディスク４４は、クラッチハブ６３，６４に形成されたスプライン７５に係合しており、軸方向に移動自在に設けられている。そして、油圧室６９に作動油を供給することによりピストン６５が軸方向に移動し、リテーナ７４とクラッチディスク４４が圧接してクラッチＯＮの状態となる。
【００１８】
この実施の形態では、第１バイパスクラッチ４１側には５枚のクラッチディスク４４が、第２バイパスクラッチ４２側には６枚のクラッチディスク４４がそれぞれ取り付けられている。つまり、両バイパスクラッチ４１，４２の間でクラッチディスク４４の枚数が異なっている。前述のように、従来のクラッチ装置ではクラッチ仕様に応じて適宜クラッチディスク４４の枚数を増減させることは難しく、このように枚数が異なる場合には、専用のクラッチドラムを新たに製造するか、もしくはクラッチ枚数調整用のリテーニングプレートの種類数がクラッチ仕様の数だけ必要になる。
【００１９】
これに対し、本発明によるクラッチ装置６０では、クラッチドラム６１を周壁部６８にカシメ固定する構成のため、クラッチドラム６１のカシメ位置を軸方向に容易にずらすことができる。すなわち、第１バイパスクラッチ４１のドラム長をＬ１、第２バイパスクラッチ４２のドラム長をＬ２とすると、それらをＬ１＝Ｌ２からＬ１＞Ｌ２またはＬ１＜Ｌ２に自在に振り分けることができる。このため、クラッチドラム６１内におけるクラッチディスク４４の収容スペースを自由設定でき、その配置枚数も自由に設定することが可能となる。したがって、クラッチ仕様に応じて専用品のクラッチドラムを新規に設計・製造することなく自在に仕様変更に対応でき、部品の汎用性が向上しコストの低減を図ることが可能となる。また、リテーニングプレートなども不要となり、部品点数が削減され、無駄なスペースおよび重量が低減すると共にクラッチの組立性も向上する。
【００２０】
一方、中空の出力軸１４の内部には前輪出力軸４６が組み込まれており、前輪出力軸４６はセンタディファレンシャル装置４７により出力軸１４に連結されるとともにフロントディファレンシャル装置４８を介して前輪用のドライブシャフト（図示しない）に連結される。また、センタディファレンシャル装置４７は後輪出力軸４９に連結されており、後輪出力軸４９はリヤディファレンシャル装置（図示しない）を介して後輪のドライブシャフト（図示しない）に連結される。フロントディファレンシャル装置４８は、図１に示すように、後退用駆動歯車２７の下部に配置される。
【００２１】
このような自動変速機の変速歯車列の配置により、エンジン１１側には、入力軸１３に回転自在に設けられる前進用駆動歯車、つまり第３速の駆動歯車２３ａと、この駆動歯車２３ａに噛み合って出力軸１４に一体に設けられる前進用従動歯車、つまり第３速の従動歯車２３ｂとにより形成される特定変速段の変速歯車列が配置される。また、この変速歯車列に隣接して、入力軸１３には、後退用駆動歯車２７が回転自在に取り付けられ、第１アイドラ歯車２８ａと第２アイドラ歯車２８ｂとを介して、後退用駆動歯車２７と前進用従動歯車である第３速の従動歯車２３ｂとが噛み合う変速歯車列が配置される。さらに、第３速の駆動歯車２３ａと、後退用駆動歯車２７との間には、入力軸１３から摩擦クラッチである第１バイパスクラッチ４１を介して動力を伝達されるシンクロハブ３３ａが設けられる。シンクロハブ３３ａの外周部に設けられる切換部材であるシンクロスリーブ３３ｂにより、隣り合う駆動歯車２３ａ，２７に入力軸１３の動力を選択的に伝達することができる。したがって、第３速の駆動歯車２３ａに動力が伝達されると、第３速の従動歯車２３ｂは車両を前進方向に進ませるように出力軸１４を回転させる。一方、後退用駆動歯車２７に動力が伝達されると、第３速の従動歯車２３ｂは２つのアイドラ歯車２８ａ，２８ｂを介して車両を後退方向に進ませるように出力軸１４を回転させる。
【００２２】
このような構成による自動変速機の変速動作について説明する。第１速への切り換えは、第１切換機構３１のシンクロスリーブ３１ｂをスプライン２１ｃと係合させることによって行われる。このとき入力軸１３の駆動力は、入力軸１３から駆動歯車２１ａ、従動歯車２１ｂ、および第１切換機構３１を介して出力軸１４に伝達される。シンクロスリーブ３１ｂをスプライン２２ｃと係合すると、変速段は第２速に切り換わる。同様に第４速と第５速との切り換えは第２切換機構３２を作動させることによって行われる。
【００２３】
第６速の切り換えは第２バイパスクラッチアクチュエータ５２の動作により、第２バイパスクラッチ４２を係合することで行われ、駆動力は入力軸１３から第２バイパスクラッチ４２、駆動歯車２６ａ、および従動歯車２６ｂを介して出力軸１４に伝達される。
【００２４】
一方、第３速と後退との切り換えは、第１バイパスクラッチ４１を係合状態として中空軸４３を介してシンクロハブ３３ａに動力を伝達させた状態のもとで、第３切換機構３３を作動させることによって行われる。このときの駆動力は、第３速の場合、入力軸１３から第１バイパスクラッチ４１、第３切換機構３３、駆動歯車２３ａ、および従動歯車２３ｂを介して出力軸１４に伝達されるのに対し、後退の場合には入力軸１３から第１バイパスクラッチ４１、第３切換機構３３、後退用駆動歯車２７、第１アイドラ歯車２８ａ、第２アイドラ歯車２８ｂ、および従動歯車２３ｂを介して出力軸１４に伝達され、出力軸１４の回転方向は一体に形成されるアイドラ歯車２８ａ，２８ｂを介すことにより、前進用の変速歯車列に対して逆の回転方向となる。
【００２５】
それぞれの切換機構３１〜３３は両側に設置されるスプライン２１ｃ〜２５ｃ，２７ｃに噛み合わない中立状態に制御することができ、走行時に複数の切換機構３１〜３３が同時に噛み合うことはない。さらに第６速に切り換えるときには全ての切換機構３１〜３３は中立状態に配置される。
【００２６】
変速歯車列の切り換え時には、切換機構３１〜３３の中立状態での伝達トルクの落ち込みを防ぐために、変速段に応じて２つのバイパスクラッチ４１，４２の何れかを係合し、伝達トルクの落ち込みを防いでいる。なお、ニュートラルから前進段、ニュートラルから後退段、前進段から後退段、および後退段から前進段へ切り換えを行うときには、タービン軸１８と入力軸１３との間に設置される入力クラッチ２０を作動させて、トルク伝達を遮断してから切り換え動作が行われる。
【００２７】
このような自動変速機により、第３速の従動歯車２３ｂが後退用従動歯車として機能するため、出力軸１４より後退用従動歯車を廃止することができ、このため出力軸１４を軸方向に短縮することができる。従来の後退用従動歯車が配置される空間に、本発明は、たとえばフロントディファレンシャル装置４８を配置することで、入力クラッチ２０およびトルクコンバータ１２の方向に変速機主要部をずらすことができ、自動変速機１０を軸方向に短縮することができる。
【００２８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前述の実施の形態では、第１および第２バイパスクラッチ４１，４２におけるクラッチディスク４４の枚数をそれぞれ５枚と６枚としたが、これはあくまでも一例であり、クラッチディスク４４の枚数がこれに限定されないのは言うまでもない。また、図示する自動変速機は縦置きの四輪駆動車用であるが、二輪駆動車用として使用することもでき、横置きであっても使用できる。さらに、図示する自動変速機は前進６段、後退１段であるが、この変速段数に限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、クラッチドラムを隔壁にカシメ固定する構成としたので、クラッチドラムのカシメ位置を軸方向に適宜ずらすことにより、両摩擦クラッチのドラム長を容易に変更することができる。すなわち、本発明のクラッチ装置では、摩擦クラッチのドラム長を両クラッチ間で自在に振り分けることができ、そこに収容されるクラッチディスクの枚数も自由に設定することができる。したがって、クラッチドラム内に収容されるクラッチディスクの枚数を自由に設定することができ、クラッチ仕様に応じて専用品のクラッチドラムを新規に設計・製造する必要がない。このため、部品の汎用性が向上してコスト低減を図ることができる。また、クラッチ枚数調整用のリテーニングプレートなどの幅調整部品も不要となり、部品点数が削減され、無駄なスペースおよび重量が低減すると共にクラッチの組立性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるクラッチ装置を用いた自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるクラッチ装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
４１ 第１バイパスクラッチ（摩擦クラッチ）
４２ 第２バイパスクラッチ（摩擦クラッチ）
４４ クラッチディスク
６０ クラッチ装置
６１ クラッチドラム（ドラム部材）
６２ 隔壁
６３ クラッチハブ（ハブ部材）
６４ クラッチハブ（ハブ部材）
６５ ピストン
７２ カシメ溝

Claims (2)

1. ドラム部材とハブ部材との間に配置される複数枚のクラッチディスクを押圧して前記ドラム部材と前記ハブ部材とを締結する摩擦クラッチを相互に隣り合わせて２個配置したクラッチ装置であって、
   前記２個の摩擦クラッチの間に配設され、前記両摩擦クラッチの間を隔離する径方向に延び、その外周端に周壁部が一体に形成される隔壁と、
   前記周壁部の外周部にカシメ固定され、前記ドラム部材としてそれぞれの前記摩擦クラッチに共用されるクラッチドラムとを有し、
   前記周壁部がそれぞれの前記摩擦クラッチのピストンを収容するシリンダを構成することを特徴とするクラッチ装置。
2. 請求項１記載のクラッチ装置において、前記摩擦クラッチはそれぞれ前記クラッチディスクを押圧するためのピストンを有し、前記両ピストンは、前記隔壁に対し互いに背向状態に配設されることを特徴とするクラッチ装置。

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