JP4690360B2 - Coupling - Google Patents
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本発明は、車両の動力伝達系などに用いられるカップリングに関する。 The present invention relates to a coupling used for a power transmission system of a vehicle.
「ガイア新型車解説書 0ー22頁、トヨタ自動車株式会社 編集、同サービス部 発行、1998年 5月 29日」に図4のような電磁式のカップリング301が記載されている。
An
カップリング301は4輪駆動車の後輪側動力伝達系に配置されており、回転ケース303、ハブ305、多板式のメインクラッチ307及びパイロットクラッチ309、アーマチャ311、電磁石313、カムリング315、ボールカム317、押圧部材319、コントローラなどから構成されている。
The
回転ケース303はプロペラシャフトを介してトランスファからトランスミッション側に連結されている。また、ハブ305にはドライブピニオンシャフト321がスプライン連結されており、ドライブピニオンシャフト321に一体形成されたドライブピニオンギヤ323はリヤデフ(エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置)側のリングギヤと噛み合っている。
The rotating
メインクラッチ307は回転ケース303とハブ305との間に配置されており、パイロットクラッチ309は回転ケース303とカムリング315との間に配置されている。
The
ボールカム317はカムリング315と押圧部材319との間に設けられており、押圧部材319はスプライン部325によってハブ305に連結されている。
The
回転ケース303にはオイルが充填されており、メインクラッチ307とパイロットクラッチ309はこのオイルに浸されて湿式クラッチになっている。
The
コントローラは、電磁石313の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
The controller performs excitation of the
電磁石313が励磁されると、アーマチャ311が吸引されてパイロットクラッチ309が押圧され、パイロットクラッチ309が締結されると、回転ケース303とハブ305の間の伝達トルクがボールカム317に掛かり、生じたカムスラスト力により押圧部材319を介してメインクラッチ307が押圧され締結される。
When the
カップリング301が連結されると、エンジンの駆動力が後輪に送られて車両は4輪駆動状態になり、悪路走破性、発進性、加速性、車体の安定性などが向上する。
When the
電磁石313の励磁電流を制御すると、パイロットクラッチ309の滑りによってボールカム317のカムスラスト力が変わり、メインクラッチ307の連結力が変化して後輪に送られる駆動力が調整される。
When the exciting current of the
このように、電磁石313の電流値制御によって伝達トルクを調整することが可能であり、上記の悪路走破性、発進性、加速性、車体の安定性などをさらに向上させることができる。
As described above, the transmission torque can be adjusted by controlling the current value of the
また、電磁石313の励磁を停止すると、パイロットクラッチ309が開放されてボールカム317のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ307が開放されてカップリング301の連結が解除され、車両は2輪駆動状態になる。
Further, when the excitation of the
しかし、カップリング301では、多板式のパイロットクラッチ309が湿式であるから、連結を解除するときに電磁石313の励磁を停止しても、オイルの粘性によってドラグトルク(引き摺りトルク)が生じてしまう。
However, in the
このようにドラグトルクが生じると、このドラグトルクによりボールカム317に伝達トルクが入力してカムスラスト力が発生してしまうから、メインクラッチ307(カップリング301)に連結力が残留してしまい、連結を完全には解除できないという問題があった。
When drag torque is generated in this way, transmission torque is input to the
カップリング301の連結を解除できないと、後輪を切り離して車両を2輪駆動状態にしようとしていても、完全に後輪側を切り離すことができておらず、走行抵抗となってエンジンの燃費が低下すると共に、車両の旋回性、回頭性などで意図した性能が得られないことがある。
If the
また、カップリング301をエンジンと変速機構との間に配置して発進クラッチにする場合は、連結解除操作しても発進クラッチの連結が完全には解除されないから、信号などで停車したときに車体が前方に這い出すクリープ現象が発生する。
Further, when the
また、発進クラッチでトルクが完全に遮断されないと、変速機構では円滑な変速が難しくなると共に、シンクロ機構の容量をそれだけ大きくしなければならなくなる。 If the torque is not completely cut off by the starting clutch, it is difficult for the speed change mechanism to perform a smooth speed change, and the capacity of the synchro mechanism must be increased accordingly.
そこで、従来はこのようなドラグトルクに起因するメインクラッチの連結を解除するために、押圧部材をメインクラッチの連結解除方向に付勢するリターンスプリングが用いられているものが知られていた。 Therefore, conventionally, in order to release the connection of the main clutch due to such drag torque, a return spring that urges the pressing member in the direction of releasing the connection of the main clutch has been known.
しかし、このようにリターンスプリングを用いると、メインクラッチを連結しようとした際、後述する図3に示すように、メインクラッチの押圧力はリターンスプリングの付勢力をキャンセルする必要があり、それだけ強化しなければならなかった。 However, when the return spring is used in this way, when the main clutch is to be connected, the pressing force of the main clutch needs to cancel the urging force of the return spring as shown in FIG. I had to.
図3はカップリング301のような構成の装置で電磁石の励磁電流値(I)を変えたときに生じる伝達トルク(T)の変化を示し、破線のグラフ201はリターンスプリングを用いない場合の特性であり、実線のグラフ203はリターンスプリングを用いたときの特性である。
FIG. 3 shows a change in the transmission torque (T) that occurs when the excitation current value (I) of the electromagnet is changed in an apparatus having a configuration such as the
このように、所望の伝達トルク(T)を得るためには、リターンスプリングによる押圧力の低下分だけボールカム317のカムスラスト力を大きくする必要があり、そのためには励磁電流値(I)を増やさなければならない。
As described above, in order to obtain a desired transmission torque (T), it is necessary to increase the cam thrust force of the
また、オイルの粘度によって発生するドラグトルクはオイルの温度が下がる程大きくなるから、リターンスプリングの強さは、ドラグトルクの最も大きいときに合わせて設定する必要がある。 Further, since the drag torque generated by the viscosity of the oil increases as the temperature of the oil decreases, the strength of the return spring needs to be set in accordance with the maximum drag torque.
しかし、リターンスプリングを強力にすると、それに対抗するためにボールカム317と電磁石313の容量を大きくする必要が生じるから、カップリング301が全体的に大型化、重量化して車載性が低下し、コストが上昇すると共に、電磁石313の大型化によりバッテリの負担が大きくなってエンジンの燃費が低下するという問題があった。
However, if the return spring is strengthened, the capacity of the
その上、ボールカム317を大型にすると、ドラグトルクによるメインクラッチ307の押圧力が大きくなるから、リターンスプリングをさらに強くしなければならない。
In addition, if the
そこで、本発明は、パイロットクラッチを介して入力する伝達トルクを変換手段によって押圧力に変換しメインクラッチを押圧するように構成された構造において、パイロットクラッチのドラグトルクに起因するメインクラッチの押圧力をキャンセルすることのできるカップリングの提供を目的とする。 Accordingly, the present invention provides a structure in which the transmission torque input through the pilot clutch is converted into a pressing force by the converting means to press the main clutch, and the pressing force of the main clutch caused by the drag torque of the pilot clutch. The purpose of this invention is to provide a coupling that can be canceled.
請求項1に記載のカップリングは、入力側と出力側の各トルク伝達部材と、これら両トルク伝達部材の間でトルクを伝達するメインクラッチと、操作手段によって断続操作されるパイロットクラッチと、該パイロットクラッチと連結された他側部材とこの他側部材に対向配置された一側部材とこれらの一側部材と他側部材との間に配置されたボールカムとからなり前記パイロットクラッチが連結されると伝達トルクを受けて作動し、伝達トルクにより発生した変換力により押圧系を介してメインクラッチを押圧し連結させる連結機構とを備えたカップリングであって、前記メインクラッチとパイロットクラッチが多板クラッチであり、これらメインクラッチとパイロットクラッチの各アウタプレートがそれぞれスプライン部(55、87)を介して連結された延長部を外周側で一側のトルク伝達部材に軸方向に移動可能にかつトルク伝達可能に連結すると共に、メインクラッチのインナープレートにスプライン部(57)を介して連結されるハブを前記連結機構の一側部材に固定して、前記メインクラッチを前記パイロットクラッチの径方向外側に配置すると共に、前記押圧系を押圧方向に一体となって移動する延長部と、パイロットクラッチと、前記連結機構の他側部材とで構成し、前記メインクラッチを断続操作する際、伝達トルクを受けながら摺動する主摺動部を前記延長部と一側のトルク伝達部材との間、前記延長部と前記メインクラッチのアウタプレートの間、及び前記ハブと各インナープレートの間に配設したことを特徴とする。 The coupling according to claim 1 includes an input-side and output-side torque transmission member, a main clutch that transmits torque between these torque transmission members, a pilot clutch that is intermittently operated by an operating means, The other side member connected with the pilot clutch, the one side member arranged to face the other side member, and the ball cam arranged between the one side member and the other side member are connected to the pilot clutch. And a coupling mechanism that presses and connects the main clutch via a pressing system by a conversion force generated by the transmission torque, wherein the main clutch and the pilot clutch are multi-plates. a clutch, the outer plates of the main clutch and the pilot clutch spline section respectively (55,87) With movably and torque transmission coupled axially to one side of the torque transmission member at an outer peripheral side extension portion connected to and is connected via a spline portion (57) to the inner plates of the main clutch A hub is fixed to one side member of the coupling mechanism, the main clutch is disposed radially outside the pilot clutch, an extension that moves the pressing system integrally in the pressing direction, a pilot clutch, And the other side member of the coupling mechanism, and when the main clutch is intermittently operated, a main sliding portion that slides while receiving transmission torque is provided between the extension portion and the torque transmission member on one side, It is characterized by being arranged between the extension part and the outer plate of the main clutch, and between the hub and each inner plate.
請求項2に記載のカップリングは、請求項1に記載の発明であって、前記メインクラッチとパイロットクラッチとを径方向にラップ配置したことを特徴とする。 A coupling according to a second aspect is the invention according to the first aspect, wherein the main clutch and the pilot clutch are arranged in a wrapping manner in the radial direction.
請求項3に記載のカップリングは、請求項2に記載の発明であって、連結機構が作動しても押圧系である前記延長部と、パイロットクラッチと、連結機構の他側部材との間の相対位置関係が変化しないことを特徴とする。 A coupling according to a third aspect is the invention according to the second aspect , wherein the coupling between the extension portion which is a pressing system even when the coupling mechanism is operated, the pilot clutch, and the other member of the coupling mechanism. The relative positional relationship of is not changed.
請求項4に記載のカップリングは、請求項1〜3の何れか一項に記載の発明であって、パイロットクラッチの操作手段が電磁石であることを特徴とする。 A coupling according to a fourth aspect is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the pilot clutch operating means is an electromagnet .
請求項5に記載のカップリングは、請求項4に記載の発明であって、前記電磁石は、前記延長部に連結されたロータに軸受けを介して非回転状態で取り付けたことを特徴とする。 A coupling according to a fifth aspect is the invention according to the fourth aspect, wherein the electromagnet is attached to a rotor connected to the extension portion in a non-rotating state via a bearing .
本発明のカップリングは、断続操作する際の摺動部が大径のメインクラッチ側に限定され、ヒステリシスが軽微であるから、トルク伝達特性を精密に制御可能であり、悪路走破性、発進性、加速性、車体の安定性などを大幅に向上させることができる。 In the coupling of the present invention, the sliding part during intermittent operation is limited to the large-diameter main clutch side, and since the hysteresis is slight, the torque transmission characteristics can be precisely controlled, running on rough roads, starting Performance, acceleration, and stability of the vehicle body can be greatly improved.
また、各部材の経時変化に応じてトルク伝達特性を正確に補正できるから、長期にわたって安定したトルク伝達特性を得ることができる。 In addition, since the torque transmission characteristics can be accurately corrected according to changes with time of each member, a stable torque transmission characteristic can be obtained over a long period of time.
また、トルクセンサを用いて伝達トルクを検知するシステムを用いる必要がなく、これに伴う構造の複雑化とコストアップなどが避けることができる。 In addition, it is not necessary to use a system for detecting the transmission torque using a torque sensor, and it is possible to avoid complication of the structure and cost increase associated therewith.
また、メインクラッチをパイロットクラッチの径方向外側に配置したことにより、大きなトルク伝達容量を得ることができると共に、それだけ軸方向コンパクトに構成することが可能であり、周辺部材との干渉が防止され、レイアウト上の自由度が大きくなる。 In addition, by disposing the main clutch on the radially outer side of the pilot clutch, it is possible to obtain a large torque transmission capacity and to make it compact in the axial direction, preventing interference with peripheral members, The degree of freedom in layout increases.
図1と図2によって発進クラッチ(カップリング)1(一実施形態)の説明をする。なお、左右の方向は各図での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。 The starting clutch (coupling) 1 (one embodiment) will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In addition, the left-right direction is the left-right direction in each figure, and the member etc. which are not giving the code | symbol are not shown in figure.
発進クラッチ1は車両の動力伝達装置3に用いられており、図1はこれらの発進クラッチ1と動力伝達装置3を示している。また、発進クラッチ1の右側にはエンジンが配置され、左側には自動変速機(AT)が配置されている。 The starting clutch 1 is used in a vehicle power transmission device 3, and FIG. 1 shows the starting clutch 1 and the power transmission device 3. An engine is arranged on the right side of the starting clutch 1, and an automatic transmission (AT) is arranged on the left side.
動力伝達装置3は、エンジンのクランク軸に連結された入力軸5、ダンパ7、発進クラッチ1、自動変速機側に連結された連結軸9(出力側のトルク伝達部材)などから構成されている。
The power transmission device 3 includes an input shaft 5 coupled to an engine crankshaft, a damper 7, a starting clutch 1, a
発進クラッチ1は、クラッチハウジング11(入力側のトルク伝達部材:押圧部材)、多板式のメインクラッチ13及びパイロットクラッチ15、ボールカム17(変換手段)、電磁石19(操作手段)、メインクラッチ13の押圧系21、フィン23,25(キャンセル機構:凸部)、コントローラなどから構成されている。
The starting clutch 1 includes a clutch housing 11 (input side torque transmission member: pressing member), a multi-plate
入力軸5にはフランジ部材27がボルト29で固定されており、フランジ部材27にはスプリング31を介してリング33が連結され、ダンパ7が構成されている。
A
リング33はスプライン部35によって発進クラッチ1のクラッチハウジング11と軸方向移動自在に連結されており、ダンパ7はスプリング31のダンパ機能によってエンジンの回転数変動と振動を吸収し、これらの回転数変動と振動を発進クラッチ1から遮断する。
The
動力伝達装置3を収容するケーシングには隔壁部材37によって隔室39が形成されている。この隔室39にはオイルが満たされており、発進クラッチ1はこの隔室39に収容され、オイル中に浸されている。また、隔壁部材37とクラッチハウジング11との間にはシール41が配置され、隔室39のオイルとダンパ7側オイルとの混ざり合いを防止している。
A
クラッチハウジング11には支持部材43が溶接されており、この支持部材43は入力軸5に形成された支持孔45に回転自在に係合し、クラッチハウジング11を支持している。
A support member 43 is welded to the
メインクラッチ13は、3枚のアウタープレート47と1枚のアウタープレート49及び4枚のインナープレート51からなり、クラッチハウジング11とクラッチハブ53との間に配置されている。各アウタープレート47,49はクラッチハウジング11の内周に形成されたスプライン部55に軸方向移動自在に連結〔係止〕され、インナープレート51はクラッチハブ53の外周に形成されたスプライン部57に軸方向移動自在に連結〔係止〕されている。
The main clutch 13 includes three
また、アウタープレート47の右側に配置されたアウタープレート49は、クラッチハウジング11に取り付けられたスナップリング59によって位置決めされており、下記のように、メインクラッチ13の押圧部材を兼ねている。
The
クラッチハブ53の左端側にはメインクラッチ13の受圧部61が形成されている。クラッチハブ53はスプライン部63で連結軸9に連結されており、連結軸9に取り付けられたスナップリング65によって右方への移動を止められている。また、クラッチハブ53はボ−ルベアリング67によって上記の支持部材43に回転自在に支承されている。
A
クラッチハウジング11にはメインクラッチ13とクラッチハブ53を軸方向側面と径方向内側から囲む延長部69が設けられている。
The
パイロットクラッチ15は、複数枚のアウタープレート71とインナープレート73からなり、クラッチハウジング11の延長部69とボールカム17のカムリング75との間に配置されている。アウタープレート71は延長部69の内周に形成されたスプライン部77に軸方向移動自在に連結され、インナープレート73はカムリング75の外周に形成されたスプライン部79に軸方向移動自在に連結されている。
The
パイロットクラッチ15の右側にはアーマチャ81が配置されている。アーマチャ81は延長部69のスプライン部77に軸方向移動自在に連結され、延長部69に取り付けられたスナップリング83によって位置決めされている。
An armature 81 is disposed on the right side of the
パイロットクラッチ15の左側にはロータ85が配置されている。このロータ85は外周部を延長部69のスプライン部87に連結されており、延長部69に取り付けられたスナップリング89によって位置決めされ、クラッチハウジング11と一体に左方向へ移動するようにされている。また、ロータ85の内周部はニードルベアリング91によって中空のハブ93上に支承されている。
A
連結軸9はこのハブ93を貫通しており、すべり軸受95を介してハブ93に支承されている。
The connecting
発進クラッチ1と自動変速機との間にはトロコイド式のオイルポンプが配置されており、ロータ85はその内側歯車と軸方向相対移動自在に噛み合い、エンジンの駆動力によってオイルポンプを回転駆動する。
A trochoid oil pump is disposed between the starting clutch 1 and the automatic transmission. The
ボールカム17は、クラッチハブ53とカムリング75との間に配置されている。カムリング75とロータ85との間には、ボールカム17のカムスラスト力をロータ85に伝達すると共に、カムリング75とロータ85との相対回転を吸収するスラストベアリング97が配置されている。
The ball cam 17 is disposed between the
電磁石19は、ロータ85に設けられた凹部に所定のエアギャップを介して配置されており、連結部材99を上記オイルポンプのポンプケーシングに係合して回り止めされると共に、ボ−ルベアリング101によってロータ85上に支承されている。また、リード線103は車載のバッテリに接続されている。
The
また、ロータ85には径方向の外側と内側とを分断して非磁性材料のリング105が配置され、内外周を溶接されており、磁力の短絡を防止している。
Further, the
上記のように、クラッチハブ53はスナップリング65によって右方へ移動できないようにされているから、ボールカム17のカムスラスト力は、カムリング75、スラストベアリング97、ロータ85、スナップリング89を介してクラッチハウジング11を左に移動させる。
As described above, since the
メインクラッチ13の押圧系21は、これらのカムリング75、スラストベアリング97、ロータ85、スナップリング89、クラッチハウジング11にスナップリング59とアウタープレート49を加えて構成されている。
The
フィン23,25は、クラッチハウジング11の軸方向側壁部107にそれぞれ複数個設けられている。各フィン23は側壁部107の最外側に周方向等間隔に配置され、各フィン25は、フィン23より径方向の内側で、周方向等間隔に配置されている。
A plurality of
各フィン23,25は側壁部107を右側から打ち抜いて形成されており、図2のように、発進クラッチ1(クラッチハウジング11)の回転によるオイルの流れ方向に沿った傾斜面109を持っている。
Each of the
コントローラは、電磁石19の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
The controller performs excitation of the
電磁石19が励磁されると、アーマチャ81が吸引されてパイロットクラッチ15が締結され、パイロットクラッチ15によってエンジン側に連結されたカムリング75と連結軸9側クラッチハブ53の間のボールカム17にエンジンのトルクが掛かり、発生したカムスラスト力によって押圧系21が左に移動する。
When the
押圧系21(クラッチハウジング11)が左に移動するとクラッチハウジング11に取り付けられたスナップリング59(アウタープレート49)とクラッチハブ53の受圧部61との間でメインクラッチ13が押圧され締結される。
When the pressing system 21 (clutch housing 11) moves to the left, the main clutch 13 is pressed and fastened between the snap ring 59 (outer plate 49) attached to the
こうして、発進クラッチ1が連結されると、エンジンの駆動力が発進クラッチ1から自動変速機を介して車輪側に伝達され、車両が発進可能になる。 Thus, when the starting clutch 1 is connected, the driving force of the engine is transmitted from the starting clutch 1 to the wheels via the automatic transmission, and the vehicle can start.
なお、メインクラッチ13が締結されるとき、カムリング75とロータ85の相対回転はスラストベアリング97によって吸収され、ロータ85とクラッチハウジング11の摺動はスナップリング89によって防止されるから、伝達トルクを受けながら摺動する部分が大径のメインクラッチ13の内部に限定され、ヒステリシスが極めて微弱になる。
When the main clutch 13 is engaged, the relative rotation between the cam ring 75 and the
電磁石19の励磁電流を制御してアーマチャ81の吸引力を調整すると、パイロットクラッチ15に滑りが生じてボールカム17のカムスラスト力が変わり、メインクラッチ13(発進クラッチ1)の伝達トルクが変化するから、車輪に送られるエンジンの駆動力を調整することができる。
When the exciting current of the armature 81 is adjusted by controlling the exciting current of the
また、変速時は電磁石19の励磁を停止する。
Further, the excitation of the
電磁石19の励磁を停止すると、パイロットクラッチ15が開放されてボールカム17のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ13が開放されて発進クラッチ1の連結が解除され、変速が容易になる。
When the excitation of the
このとき、エンジン側に連結されたクラッチハウジング11の回転に伴って、図2のように、各フィン23,25の傾斜面109にオイルが衝突し、クラッチハウジング11(押圧系21)は右方向(メインクラッチ13の押圧力と反対方向)の反力111を受ける。
At this time, with the rotation of the
発進クラッチ1を連結解除操作(電磁石19の励磁停止)したときに、湿式の多板クラッチであるパイロットクラッチ15にドラグトルクが生じると、ボールカム17に伝達トルクが入力し続けてカムスラスト力が残留し、残留したカムスラスト力によって押圧系21が左方に押圧されるから、メインクラッチ13の連結を完全には解除することができない。
If drag torque is generated in the
しかし、このような場合でも、押圧系21を右方に押圧する上記の反力111が、ドラグトルクによるメインクラッチ13の押圧力をキャンセルし、メインクラッチ13(発進クラッチ1)の連結を完全に解除させる。
However, even in such a case, the
また、オイルの粘度は温度が下がる程高くなってドラグトルクが大きくなるが、オイルと衝突して発生するファン23,25のキャンセル力はオイルの温度が下がる程大きくなるから、ドラグトルクによるメインクラッチ13の押圧力はオイルの温度変化に伴ってドラグトルクが変動しても、常に効果的に相殺される。
The oil viscosity increases as the temperature decreases and the drag torque increases. However, the canceling force of the
クラッチハウジング11が車輪側(自動変速機側)のトルク伝達部材(連結軸9)に連結されていると、ドラグトルクによってメインクラッチ13の連結を解除できない状態であっても、メインクラッチ13に生じる滑りによってクラッチハウジング11の回転速度(フィン23,25とオイルとの相対回転速度)が下がり、キャンセル機能が低下するが、発進クラッチ1ではクラッチハウジング11をエンジン側に連結したことにより、フィン23,25が常にエンジン側の回転速度でオイルと接触するから、キャンセル機能が最大に保たれる。
If the
また、連結軸9には軸方向の油路113とこれと連通する径方向の油路115が数本設けられており、連結軸9の右端には油路113からのオイル漏れを防止するカバー117が装着されている。
Further, the connecting
また、カムリング75にはパイロットクラッチ15に連通する油路119が設けられ、クラッチハブ53にはメインクラッチ13に連通する油路121,121が設けられ、クラッチハウジング11にはメインクラッチ13からオイルを排出する油路123,123が設けられている。
The cam ring 75 is provided with an oil passage 119 communicating with the
オイルポンプの油圧は自動変速機の変速操作に供される他に、オイルポンプで加圧されたオイルは油路113,115に供給され、その圧力と遠心力とによって油路115から吐き出され、すべり軸受95、ニードルベアリング91、スラストベアリング97、ボールカム17、ボ−ルベアリング67、パイロットクラッチ15、メインクラッチ13などに与えられ、これらを充分に潤滑・冷却し、耐久性を大きく向上させる。
The oil pressure of the oil pump is used for the shifting operation of the automatic transmission, and the oil pressurized by the oil pump is supplied to the
このとき、油路119,121はそれぞれパイロットクラッチ15とメインクラッチ13への供給オイル量を増やし、油路123はメインクラッチ13からクラッチハウジング11の外部にオイルを排出させてオイルの循環を促進し、潤滑・冷却効果を高めている。
At this time, the
こうして、発進クラッチ1が構成されている。 Thus, the starting clutch 1 is configured.
この発進クラッチ1は、上記のように、連結解除操作したとき、パイロットクラッチ15にドラグトルクが生じても、フィン23,25に掛かるオイルの反力によってメインクラッチ13の押圧力がキャンセルされ、連結が完全に解除される。
When the start clutch 1 is operated to release the connection as described above, the pressing force of the main clutch 13 is canceled by the reaction force of the oil applied to the
また、このキャンセル力はオイルの温度変化に応じてドラグトルクの変動を相殺するように変化するから、連結解除機能はオイルの状態が変動しても、常に高く保たれる。 Further, since the canceling force changes so as to cancel out the fluctuation of the drag torque in accordance with the temperature change of the oil, the connection release function is always kept high even if the oil state fluctuates.
このように、発進クラッチ1は、ドラグトルクが発生しても、連結解除操作に応じて連結が完全に解除されるから、例えば、信号などで停車したときのクリープ現象が防止される。 In this way, even if drag torque is generated, the start clutch 1 is completely disconnected in response to the connection release operation. For example, a creep phenomenon when the vehicle is stopped by a signal or the like is prevented.
また、自動変速機は、変速の際に発進クラッチ1によってエンジンから完全に遮断されるから、円滑な変速が可能になる。 Further, since the automatic transmission is completely disconnected from the engine by the starting clutch 1 at the time of shifting, smooth shifting can be achieved.
また、シンクロ機構に必要な容量がそれだけ小さくなるから、自動変速機はそれだけ小型軽量になり、車載性が向上する。 Further, since the capacity required for the synchro mechanism is reduced accordingly, the automatic transmission is made smaller and lighter, and the on-board performance is improved.
また、従来例と異なって、ドラグトルクによるメインクラッチの押圧力に対抗するリターンスプリングを廃止できるから、部品点数がそれだけ少なくなり、コストが低減される。 Further, unlike the conventional example, the return spring that opposes the pressing force of the main clutch caused by the drag torque can be eliminated, so that the number of parts is reduced accordingly, and the cost is reduced.
従って、リターンスプリングに対抗してメインクラッチ13の容量を大きくし、電磁石19を大型にする必要がなくなから、発進クラッチ1の大型化、重量化、車載性の低下、コストの上昇などが避けられると共に、電磁石19の大型化に伴うバッテリの負担増加と燃費の低下を避けることができる。
Therefore, it is not necessary to increase the capacity of the main clutch 13 and increase the size of the
また、一方向に回転したときだけオイルから反力を受けるフィン23,25は、エンジンの駆動力によって一方向にだけ回転する発進クラッチ1に有効である。
Further, the
また、クラッチハウジング11をエンジン側に連結したことによって、フィン23,25が常にエンジン側の回転速度でオイルと接触するから、キャンセル機能が最大に保たれる。
Further, since the
また、フィン23,25は、所望のキャンセル力が得られるようにそれぞれの径方向位置(オイルとの相対回転速度)、個数、傾斜角、大きさが設定されている。
Further, the
このように、発進クラッチ1はパイロットクラッチ15の容量(ドラグトルクの大きさ)、電磁石19とボールカム17の容量(メインクラッチ13の押圧力)などに応じてキャンセル機能をチューニングし、ドラグトルクによる押圧力を効果的にキャンセルできるから、種々のトランスファや、異なった車種に広く適用可能である。
Thus, the starting clutch 1 tunes the cancel function according to the capacity of the pilot clutch 15 (the magnitude of the drag torque), the capacity of the
また、ドラグトルクによる押圧力をキャンセルすることによって、例えば、粘度の高いオイルを選択することが可能になり、パイロットクラッチ15にドラグトルクの生じ易いプレートを選択することが可能になるから、オイルやプレートの選択範囲が広くなり、設計の自由度が高くなる。
Further, by canceling the pressing force due to the drag torque, for example, it is possible to select oil with high viscosity, and it is possible to select a plate that is likely to generate drag torque for the
また、パイロットクラッチ15を、摩擦面面積が広く大きなトルク容量が得られる多板クラッチ式にしたことにより、発進クラッチ1は、軽量、コンパクトに構成される。
Further, since the
特に、メインクラッチ13とパイロットクラッチ15が径方向に配列された発進クラッチ1では、各プレート71,73の枚数を増やせばトルク容量を増やしながら大径化が回避され、周辺部材との干渉が防止されて車載性が向上すると共に、車体のロードクリアランスを大きくすることができる。
In particular, in the starting clutch 1 in which the main clutch 13 and the
また、プレート71,73の枚数を変えることによってトルク容量を変えることができるから、トルク伝達特性を適用車種に合わせて調整することにより、異なった車種に対する適応性がさらに向上する。
Further, since the torque capacity can be changed by changing the number of the
また、プレート71,73の枚数調整によるパイロットクラッチ15の容量変化(ドラグトルクの変化)には、フィン23,25の径方向位置、個数、傾斜角、大きさなどの設定で対処できる。
Further, the capacity change (change in drag torque) of the
なお、多板クラッチ式のパイロットクラッチ15では摩擦面面積が広いことによってドラグトルクが生じ易いが、上記のように、ドラグトルクの影響はフィン23,25のキャンセル力によって効果的に排除される。
In the multi-plate clutch
このように、発進クラッチ1は、多板クラッチによるドラグトルクの影響をキャンセルすることにより、多板クラッチの持つ利点をパイロットクラッチ15で享受できる。
In this way, the starting clutch 1 can enjoy the advantages of the multi-plate clutch with the
また、クラッチハウジング11にフィン23,25を設けることは容易であると共に、構造が簡単であり、このように簡単な構造で充分なキャンセル機能を得ることができる。
Moreover, it is easy to provide the
なお、上記の実施形態(発進クラッチ1)はメインクラッチ13をパイロットクラッチ15の径方向外側に配置した例であり、メインクラッチ13の周囲に配置された大径のクラッチハウジング11にフィン23,25(キャンセル機構)を設けた例であるが、本発明のカップリング及び発進クラッチはこのような構成に限らず、メインクラッチとパイロットクラッチを互いの軸方向に配置した構成でも実施することができる。
The above embodiment (starting clutch 1) is an example in which the main clutch 13 is disposed radially outside the
例えば、図4の従来例(カップリング301)では、押圧部材319がオイル中で回転するから、この押圧部材319にフィンを設けてメインクラッチ307の押圧力と反対方向のキャンセル力を発生させ、パイロットクラッチ309のドラグトルクによって発生するボールカム317のカムスラスト力(メインクラッチ307の押圧力)をこのキャンセル力で相殺すれば、発進クラッチ1と同様に、連結解除操作に応じてカップリング301の連結を完全に解除することができる。
For example, in the conventional example (coupling 301) of FIG. 4, since the
このように、連結を解除したいときにカップリング301の連結を解除できるから、走行中に意図したタイミングで車輪を切り離し、車両を2輪駆動状態にすることが可能になり、旋回性、回頭性などを充分に向上させることができると共に、燃費の低下も防止できる。
As described above, since it is possible to release the
また、本発明において、メインクラッチやパイロットクラッチには、多板クラッチの他に、単板クラッチ、コーンクラッチなどいずれの形式の摩擦クラッチを用いてもよい。 In the present invention, as the main clutch and the pilot clutch, any type of friction clutch such as a single plate clutch and a cone clutch may be used in addition to the multi-plate clutch.
また、メインクラッチやパイロットクラッチのアウタープレートとインナープレートは、適用されるカップリングや発進クラッチに対する所要の強度と耐久性、潤滑オイルとの相性やオイル量などの周辺環境に対する適性に合わせて、例えば、スティール、カーボン、ペーパーのプレート材料から任意に選択できる。 Also, the outer and inner plates of the main clutch and pilot clutch are suitable for the surrounding environment such as the required strength and durability for the applied coupling and start clutch, compatibility with the lubricating oil and the amount of oil, for example, , Steel, carbon, paper plate material can be selected arbitrarily.
さらに、パイロットクラッチでは、上記のように、ドラグトルクに対する感度を考慮せずに、プレート材料を選択できる。 Furthermore, in the pilot clutch, the plate material can be selected without considering the sensitivity to the drag torque as described above.
また、ドラグトルクの小さいコーンクラッチを用いれば、リターンスプリングを廃止して、部品点数とコストを低減できる。 If a cone clutch with a small drag torque is used, the return spring can be eliminated, and the number of parts and the cost can be reduced.
また、パイロットクラッチの操作手段は、電磁石に限らず、例えば、電動モータや、流体圧のアクチュエータなどでもよい。 The pilot clutch operating means is not limited to an electromagnet, and may be, for example, an electric motor or a fluid pressure actuator.
また、両トルク伝達部材はいずれを入力側にしても、また、出力側にしてもよい。 Further, either of the torque transmission members may be on the input side or on the output side.
また、本発明のカップリングは、発進クラッチ、駆動系入出力軸の断続装置に限らず、ハイブリッド自動車の駆動源の切替え装置等の他用途にも適用可能である。 Further, the coupling of the present invention is not limited to the starting clutch and the drive system input / output shaft intermittent device, but can be applied to other uses such as a drive source switching device for a hybrid vehicle.
1 発進クラッチ(カップリング)
9 連結軸(出力側のトルク伝達部材)
11 クラッチハウジング(エンジン入力側のトルク伝達部材:押圧部材)
13 メインクラッチ
15 多板式のパイロットクラッチ
17 ボールカム(変換手段:カム機構)
19 電磁石(パイロットクラッチ15の操作手段)
21 メインクラッチ13の押圧系
23,25 フィン(凸部:キャンセル機構)
1 Starting clutch (coupling)
9 Connecting shaft (output side torque transmission member)
11 Clutch housing (torque transmission member on the engine input side: pressing member)
13 Main clutch 15 Multi-plate pilot clutch 17 Ball cam (conversion means: cam mechanism)
19 Electromagnet (Operating means for pilot clutch 15)
21 Press system of the main clutch 13 23, 25 Fin (convex part: cancellation mechanism)
Claims (5)
前記メインクラッチ(13)とパイロットクラッチ(15)が多板クラッチであり、これらメインクラッチ(13)とパイロットクラッチ(15)の各アウタプレート(47、49、71)がそれぞれスプライン部(55、87)を介して連結された延長部(69)を外周側で一側のトルク伝達部材(11)に軸方向に移動可能にかつトルク伝達可能に連結すると共に、メインクラッチ(13)のインナープレート(51)にスプライン部(57)を介して連結されるハブ(53)を前記連結機構の一側部材に固定して、
前記メインクラッチ(13)を前記パイロットクラッチ(15)の径方向外側に配置すると共に、前記押圧系(21)を押圧方向に一体となって移動する前記延長部(69)と、パイロットクラッチ(15)と、前記連結機構の他側部材とで構成し、
前記メインクラッチ(13)を断続操作する際、伝達トルクを受けながら摺動する主摺動部を前記延長部(69)と一側のトルク伝達部材(11)との間、前記延長部(69)と前記メインクラッチ(13)のアウタプレート(47、49)の間、及び前記ハブ(53)と各インナープレート(51)の間に配設したことを特徴とするカップリング(1)。 The torque transmission members (11, 9) on the input side and the output side, the main clutch (13) for transmitting torque between the torque transmission members (11, 9), and the operating means (19) are intermittently operated. The pilot clutch (15), the other side member connected to the pilot clutch (15), the one side member disposed opposite to the other side member, and the one side member and the other side member. When the pilot clutch (15) is connected to the pilot clutch (15), it is actuated by receiving transmission torque, and the main clutch (13) is pressed and connected via the pressing system (21) by the conversion force generated by the transmission torque. A coupling (1) comprising a coupling mechanism,
The main clutch (13) and the pilot clutch (15) are multi-plate clutches, and the outer plates (47, 49, 71) of the main clutch (13) and the pilot clutch (15) are spline portions (55, 87), respectively. ) Is connected to the torque transmission member (11) on one side on the outer peripheral side so as to be movable in the axial direction and capable of transmitting torque , and the inner plate of the main clutch (13) ( 51) fixing the hub (53) connected to the one side member of the connecting mechanism through the spline part (57) ;
The main clutch (13) is disposed outside the pilot clutch (15) in the radial direction, and the extension part (69) that moves the pressing system (21) integrally in the pressing direction, and a pilot clutch (15 ) And the other side member of the coupling mechanism,
When the main clutch (13) is intermittently operated, a main sliding part that slides while receiving transmission torque is provided between the extension part (69) and the torque transmission member (11) on one side, and the extension part (69 ) And the outer plate (47, 49) of the main clutch (13) and between the hub (53) and each inner plate (51), the coupling (1).
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