JPH1089381A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カム機構を用いたクラッチ装置において係合
状態から解放状態への移行をスムースにする。 【解決手段】 トランスミッションケース１００に第１
クラッチ部材１０１をスプライン結合し、ハブ２００
に、両側に摩擦部材が貼着された第２クラッチ部材２０
１と、カム側にのみ摩擦部材が貼着された中間プレート
２０２をスプライン結合する。第２クラッチ部材２０１
は第１クラッチ部材１０１に両側を挟まれるように配設
し、中間プレート２０２は第１クラッチ部材１０１とカ
ム部材１０９の間にあるように配設する。第２クラッチ
部材２０１のハブ２００へのスプライン結合の遊びを、
中間プレート２０２のハブ２００へのスプライン結合の
遊びよりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラッチ装置、特
にカム機構を用いたクラッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】共通の軸線回りを相対回転する第１部材
と第２部材を選択的に係合するクラッチ装置として、第
１部材にそれぞれ一体に取り付けられ軸方向離間配置さ
れて対向する第１壁面と第２壁面の間に、第１部材にス
プライン結合された第１クラッチ部材と、第２部材にス
プライン結合された第２クラッチ部材を隣接して配設
し、前記第１壁面と前記第１クラッチ部材の間に配設さ
れ、軸方向に相互に対向するカム面が形成された第１カ
ム部材と第２カム部材とから成るカム機構と、カム機構
を押圧する押圧手段から構成し、第１部材と第２部材が
ある方向に相対回転している時に、前記押圧手段により
カム機構を第２カム部材に一体に押圧し、前記第２カム
部材と前記第２クラッチ部材との摩擦係合を誘起し、前
記第２カム部材により前記第２カム部材を前記第１カム
部材のカム面を登坂するように回転せしめ、カム機構の
軸方向長さを延伸して軸方向推力を発生せしめ、該軸方
向推力により第１クラッチ部材と第２クラッチ部材を係
合せしめるものであって、前記第１カム部材と第２カム
部材の対向するカム面の傾きθは、前記第２カム部材と
前記中間プレートとの間の摩擦係数をμとしたときにｔ
ａｎθ＜μとされていて、第１部材と第２部材を自縛係
合、すなわち、回転トルクに応じた力で係合するように
したものが公知である（特開平７−２５９８８５号公
報、特開平７−２７９９９２号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報の
装置においては、クラッチが一旦係合された後に、第１
部材と第２部材の相対回転の方向を反転させて、クラッ
チを解放しようとする場合に、カム機構の軸方向の推力
の解除が直ちにおこなわれず、第１部材と第２部材がス
ムーズに解放できないという問題がある。これは、クラ
ッチ部材に貼着されている摩擦材が圧縮可能な材料、例
えば、紙系の材料で作られていて、係合状態では、この
摩擦材が圧縮されていることに起因すると考えられる。
しかしながら、この摩擦材が圧縮可能な材料で作られて
いることにより、解放状態から係合状態への移行がショ
ックなくスムーズにおこなわれるという側面もある。本
発明はカム機構を用いたクラッチ装置において係合状態
から解放状態への移行をスムースにすることを目的とす
るが、上記問題に鑑み、摩擦材の圧縮性を変更するので
はなく、解放時に作用する力、すなわち、係合時とは反
転した方向に第２部材を回そうとする力を、カムに接し
ているクラッチ部材に集中して作用させることにより、
強い力でカムを非作用状態側に向けて初動させ、それに
よりカム機構の軸方向の推力の解除が直ちにおこなわれ
るようにして、第１部材と第２部材をスムーズに解放す
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、共通の軸線回りを相対回転する第１部材と第２部材
を選択的に係合するクラッチ装置であって、第１部材に
それぞれ一体に取り付けられ軸方向離間配置されて対向
する第１壁面と第２壁面と、第１部材にスプライン結合
され、前記第１壁面と第２壁面の間に配設された第１ク
ラッチ部材と、第２部材にスプライン結合され、前記第
２壁面と前記第１クラッチ部材の間に配設された第２ク
ラッチ部材と、前記共通の軸線上、前記第１壁面と前記
第１クラッチ部材の間に配設され、軸方向に相互に対向
するカム面が形成された第１カム部材と第２カム部材と
から成るカム機構と、前記第２部材に前記第２クラッチ
部材よりも小さな遊びでスプライン結合され、前記第２
カム部材と前記第１クラッチ部材の間に配設された中間
プレートと、前記カム機構を一体に、前記中間プレート
に向けて押圧する押圧手段とを具備し、前記第１カム部
材が前記第１部材と一体的に回転するようにされ、前記
第１カム部材と第２カム部材の対向するカム面の傾きθ
は、前記第２カム部材と前記中間プレートとの間の摩擦
係数をμとしたときにｔａｎθ＜μとされていて、第１
部材と第２部材がある方向に相対回転している時に、前
記押圧手段によりカム機構を中間プレートに一体に押圧
し、前記第２カム部材と前記中間プレートとの摩擦係合
を誘起し、前記中間プレートにより前記第２カム部材を
前記第１カム部材のカム面を登坂するように回転せし
め、カム機構の軸方向長さを延伸して軸方向推力を発生
せしめ、該軸方向推力により第１クラッチ部材と第２ク
ラッチ部材を係合せしめ、前記軸方向推力により第１ク
ラッチ部材と第２クラッチ部材が係合せしめられている
状態から、第１部材と第２部材が前記ある方向と逆方向
に相対回転した時に、前記中間プレートの第２部材への
スプライン結合のガタと第２クラッチ部材の第２部材へ
のスプライン結合の遊びとの差分だけ、前記中間プレー
トのみ、第２クラッチ部材に先行して第２部材により回
転せしめられっるクラッチ装置が提供される。この様に
構成された、クラッチ装置では、係合回転状態から解放
回転状態へ相対回転の方向が反転した時に、先ず最初
に、小さな遊びで第２部材にスプライン結合している中
間プレートのみが回動する。

【０００５】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、さらに前記中間プレートと前記第１クラッチ
部材の間に低摩擦部材を介装したクラッチ装置が提供さ
れる。この様に構成された、クラッチ装置では、係合状
態から解放状態へ移行する時の中間プレートの動きがさ
らにスムースになる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図１は本発明が折り込まれた自
動変速機のある部分の断面図を示している。図１におい
て、１００はトランスミッションケースであって、本発
明の第１部材に相当し、トランスミッションケース１０
０には第１クラッチ部材１０１がスプライン結合されて
いる。一方、２００は遊星歯車ユニット２１０のキャリ
ヤ２１１に取り付けられたハブであって、本発明の第２
部材に相当し、ハブ２００には第２クラッチ部材２０１
および中間プレート２０２がスプライン結合されてい
る。ここで、ハブ２００に対するクラッチディスク２０
１および中間プレート２０２のスプライン結合における
遊びは図２に示されるようにされており、中間プレート
２０２のガタは、クラッチディスク２０１の遊びよりも
小さくされている。

【０００７】１０２はトランスミッションケース１００
に一体に作られたピストンハウジングであり、ピストン
ハウジング１０２が形成する環状のシリンダ１０３内に
ピストン１０４が軸方向移動可能に配置されている。ピ
ストン１０４はリターンスプリング１０５によって常時
シリンダ１０３の底面１０３ａに向かって付勢されてい
るが、ピストンハウジング１０２内に形成された油路１
０６を通って油室１０７に作動油圧が供給されるとリタ
ーンスプリング１０５の付勢力に抗して図中右方向に移
動せしめられる。

【０００８】ピストン１０４の図中右側の端面にはカム
面が形成されていてローラ１０８を介してカム部材１０
９のカム面１０９ａと対向している。したがって、ピス
トン１０４は本発明の第１カム部材の役も成していて、
カム部材１０９が本発明の第２カム部材の役を成してい
る。図２は図１のＡの部分を拡大した図である。図２に
示されるように第２クラッチ部材２０１には両側に摩擦
材２０１ａが貼着されているが、中間プレート２０２に
は片側にのみ摩擦材２０２ａが貼着されているのみであ
る。

【０００９】図３〜図６は、ハブ２００が、軸方向にク
ラッチ部からピストン部に向かって見たときに、時計回
り方向（以下、正転方向という）に回転している時の非
係合状態から、係合状態に移行し、その係合状態から、
ハブ２００が、反時計回り方向（以下、逆転方向とい
う）の回転に反転した時のクラッチの様子を説明する図
である。図３の状態は油室１０７に油圧が供給されずに
カム部材１０４はリターンスプリング１０５によりピス
トンハウジング１０２の壁面１０３に押しつけられてい
る。この時、第１クラッチ部材２０１および中間プレー
ト２０２は、図では第１クラッチ部材１０１と密着して
示されているが、第１クラッチ部材１０１に対して回転
し、図中下方向に移動している。

【００１０】上記の状態から、油室１０７に油圧が供給
されると、ピストン１０４とカム部材１０９は、一体に
図中、右方向に移動せしめられ図４に示されるようにカ
ム部材１０９の右側の端面は、中間プレート２０２の摩
擦材２０２ａに押しつけられる。すると、カム部材１０
９は摩擦材２０２ａを介して中間プレート２０２により
引きずられ、カム部材１０９のカム面１０９ａはローラ
１０８を介して、ピストン１０４のカム面１０４ａのカ
ム面に乗り上げ、カム力を発生し、このカム力によりピ
ストン１０４は図中左方向に押圧され、やがてピストン
１０４は、ピストンハウジング１０２の壁面１０３に当
接する。すると、前記カム力はピストンハウジング１０
２の壁面１０３により受けられ、その結果、カム部材１
０９が、図中右側に移動せしめられ、第２カム部材２０
１は第１カム部材１０１に、挟まれて、やがて、静止
し、図５に示す状態となる。

【００１１】ここで、カム面の傾きをθ、カム部材１０
９と中間プレート２０２の摩擦材２０２ａの間の摩擦係
数をμとした時に、ｔａｎθ＜μとされていて、カム部
材１０９にカム部材１０９を図中下向きに移動するよう
な力が作用する限り、すなわち、ハブ２００の回転トル
クが、中間プレート２０２を介して、伝えられる限り、
その力に応じた係合力で係合する。この係合は自縛係合
といわれる。したがって、油圧を抜いても係合状態が維
持される。

【００１２】油圧を抜いた状態で、ハブ２００を逆転さ
せると、カム部材１０９は摩擦材２０２ａを介して中間
プレート２０２により、図中上方に向かって移動せしめ
られ、その結果、カム部材１０９のカム面１０９ａはロ
ーラ１０８を介して、ピストン１０４のカム面１０４ａ
のカム面を降下し、カム力は消滅して図６に示す様な状
態となる。

【００１３】本発明は、図５に示される状態から図６に
示される状態への移行、すなわち、正転係合状態から逆
転解放状態への移行を、スムース、迅速におこなうため
のものである。

【００１４】正転係合時と逆転解放時の、ハブ２００と
第１クラッチ部材２０１および中間プレート２０２のス
プライン結合の様子を、軸方向クラッチ部分からピスト
ン部分に向かって見た断面図が、それぞれ、図７と図８
に示されている。また、正転係合時と逆転解放時の、ハ
ブ２００と第１クラッチ部材２０１および中間プレート
２０２のスプライン結合の様子を、斜視図で示したもの
が、それぞれ、図９、図１０に示されている。

【００１５】図７、図８および図９、図１０に示される
ように、第１クラッチ部材２０１とハブ２００のスプラ
イン結合の遊びは、中間プレート２０２とハブ２００の
スプライン結合の遊びよりも大きくされていて、回転方
向と逆側の位置におけるハブ２００の歯面と、第１クラ
ッチ部材２０１の歯面の間には、ハブ２００の歯面と、
中間プレート２０２の歯面の間の隙間よりも大きな隙間
がある。したがって、正転方向から逆転方向にハブ２０
０の回転方向が反転した時に、その当初は遊びの差の分
は、ハブ２００は中間プレート２０２にのみを回転せし
め、第１クラッチ部材２０１は回転せしめない。したが
って、この間、中間プレート２０２は大きな力で回動せ
しめられ、中間プレート２０２に摩擦材２０２ａを介し
て係合しているカム部材１０９も大きな力で解放方向に
回動せしめられ、カム部材１０９はスムース且つ迅速に
ローラ１０８を介してピストン１０４のカム面１０４ａ
を下降することができる。

【００１６】図１１は第２の実施の形態のクラッチ部分
を拡大して示した図であって、中間プレート２０２と最
もピストン側の第１クラッチ部材１０１の間に表面の摩
擦係数が低い低μ部材２０３を介装したものである。こ
の様にすることにより、上述のように係合状態からハブ
２００が反転した時に、中間プレート２０２と最もピス
トン側の第１クラッチ部材１０１の間の摩擦抵抗が減少
するので、中間プレートの動きがさらに良くなる。な
お、この低μ部材２０３は一方の面を中間プレート２０
２または第１クラッチ部材１０１に固定して一方の面の
み摩擦係数を低くしてもよいし、あるいは、両方の面と
もに摩擦係数を低くしたものでもよい。

【００１７】図１２は第３の実施の形態のクラッチ部分
を拡大して示した図であって、第２の実施の形態におけ
る低μ部材２０３として、特にスラストベアリング２０
４を配設したものである。この様にすることにより、第
２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００１８】

【発明の効果】各請求項の発明によれば、カム機構を用
いて、相対回転する２つの部材を、係合、解放するクラ
ッチ装置において、カムに接するクラッチ部材のスプラ
イン結合のガタを、カムに接しないクラッチ部材のスプ
ライン結合のガタよりも小さくしたことにより、ある相
対回転で係合している状態から、相対回転を反転した時
に、係合しているカムを解放する力を集中的にカムに作
用させることができ、カム力を発生している状態から、
カム力の発生しない状態への移行が迅速、スムースにお
こなわれる。特に、請求項２のようにすれば、より迅
速、スムースにおこなわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を適用した自動変速
機の部分断面図である。

【図２】図１のＡ部を拡大した図である。

【図３】クラッチの作動を説明する図である。

【図４】クラッチの作動を説明する図である。

【図５】クラッチの作動を説明する図である。

【図６】クラッチの作動を説明する図である。

【図７】正転係合時のハブ２００と第１クラッチ部材２
０１、中間プレート２０２のスプライン結合状態を示す
断面図である。

【図８】逆転解放時のハブ２００と第１クラッチ部材２
０１、中間プレート２０２のスプライン結合状態を示す
断面図である。

【図９】正転係合時のハブ２００と第１クラッチ部材２
０１、中間プレート２０２のスプライン結合状態を斜視
図で示した図である。

【図１０】逆転解放時のハブ２００と第１クラッチ部材
２０１、中間プレート２０２のスプライン結合状態を斜
視図で示した図である。

【図１１】第２の実施の形態のクラッチ部分の拡大断面
図である。

【図１２】第３の実施の形態のクラッチ部分の拡大断面
図である。

【符号の説明】

１００…トランスミッションケース １０１…第１クラッチ部材 １０２…ピストンハウジング １０４…ピストン １０５…リターンスプリング １０６…油路 １０７…油室 １０８…ローラ １０９…カム部材 ２００…ハブ ２０１…第２クラッチ部材 ２０２…中間プレート ２１０…遊星歯車 ２１１…キャリヤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通の軸線回りを相対回転する第１部材
   と第２部材を選択的に係合するクラッチ装置であって、 第１部材にそれぞれ一体に取り付けられ軸方向離間配置
   されて対向する第１壁面と第２壁面と、 第１部材にスプライン結合され、前記第１壁面と第２壁
   面の間に配設された第１クラッチ部材と、 第２部材にスプライン結合され、前記第２壁面と前記第
   １クラッチ部材の間に配設された第２クラッチ部材と、 前記共通の軸線上、前記第１壁面と前記第１クラッチ部
   材の間に配設され、軸方向に相互に対向するカム面が形
   成された第１カム部材と第２カム部材とから成るカム機
   構と、 前記第２部材に前記第２クラッチ部材よりも小さな遊び
   でスプライン結合され、前記第２カム部材と前記第１ク
   ラッチ部材の間に配設された中間プレートと、 前記カム機構を一体に、前記中間プレートに向けて押圧
   する押圧手段とを具備し、 前記第１カム部材が前記第１部材と一体的に回転するよ
   うにされ、 前記第１カム部材と第２カム部材の対向するカム面の傾
   きθは、前記第２カム部材と前記中間プレートとの間の
   摩擦係数をμとしたときにｔａｎθ＜μとされていて、 第１部材と第２部材がある方向に相対回転している時
   に、前記押圧手段によりカム機構を中間プレートに一体
   に押圧し、前記第２カム部材と前記中間プレートとの摩
   擦係合を誘起し、前記中間プレートにより前記第２カム
   部材を前記第１カム部材のカム面を登坂するように回転
   せしめ、カム機構の軸方向長さを延伸して軸方向推力を
   発生せしめ、該軸方向推力により第１クラッチ部材と第
   ２クラッチ部材を係合せしめ、 前記軸方向推力により第１クラッチ部材と第２クラッチ
   部材が係合せしめられている状態から、第１部材と第２
   部材が前記ある方向と逆方向に相対回転した時に、前記
   中間プレートの第２部材へのスプライン結合の遊びと第
   ２クラッチ部材の第２部材へのスプライン結合の遊びと
   の差分だけ、前記中間プレートのみ、第２クラッチ部材
   に先行して第２部材により回転せしめることを特徴とす
   るクラッチ装置。
2. 【請求項２】 前記中間プレートと前記第１クラッチ部
   材の間に低摩擦部材を介装したことを特徴とする請求項
   １に記載のクラッチ装置。