(57)【要約】【課題】油圧に頼ることなく動作し、省エネを図ることができるクラッチ装置を提供する。【解決手段】入力ディスク１７への動力供給をアクチュエータの電動モータ２により行うことで、油圧源を用いることなく摩擦板２３，２４の係合が可能となり、しかも、ウォーム３ｂと入力ディスク１７の外周歯１７ａとの噛合により、ウォーム軸３から入力ディスク１７に対して動力の供給を行うが、入力ディスク１７からウォーム軸３への動力の伝達は阻止するので、摩擦板２３，２４を係合を維持したまま、電動モータ２への電力供給を中断することができ、省エネを図ることができる。【選択図】　図１
2004068878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、
出力軸と、
前記入力軸と一体的に回転する入力側摩擦板と、
前記出力軸と一体的に回転する出力側摩擦板と、
前記入力側摩擦板と前記出力側摩擦板とを互いに押圧する押圧装置と、
前記押圧装置を駆動するアクチュエータとを有するクラッチ装置であって、
前記アクチュエータが、電動モータと、前記電動モータに動力伝達可能に連結されたウォームと、前記ウォームに噛合するウォームホイールとを有し、
前記押圧装置は、前記ウォームホイールの回転変位に応じて、前記入力側摩擦板と前記出力側摩擦板の一方を、その他方に向かって押圧することを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
前記押圧装置は、周方向に向かうに従い軸線方向幅が変化する複数のランプ部と、前記ランプ部に沿って転動自在に配置された転動体と、前記ランプ部毎に配置された前記転動体を保持するリテーナとを有することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力の伝達・遮断を選択的に行えるクラッチ装置に関し、特にアクチュエータを内蔵し省力化を図れるクラッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の分野を例にとると、近年においては、運転者の負担を軽減すべく操作の省力化が進んでおり、例えばシフトの負担を軽減すべく、流体カップリング等を備えた自動変速機を搭載した車両が増えているという実情がある。
【０００３】
特開平１０−３０６５０号には、多板式のハイクラッチと、ロークラッチと、ブレーキ装置の係合・係脱を組み合わせて実行することで、所望の減速比で動力伝達を行える自動変速機が開示されている。ここで、例えばハイクラッチの係合は、油圧源である油圧ポンプから供給される油圧により、ピストンをリターンスプリングの付勢力に抗して軸線方向に移動させることで、複数の摩擦板同士を係合させることによって達成され、係合した摩擦板を介して動力の伝達を行えるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、かかる従来技術の自動変速機においては、ハイクラッチの係合の間、油圧をずっと供給し続けなくてはならず、かかる間は油圧ポンプを動作状態に維持しなくてはならないため動力ロスが生じ、燃費に悪影響を与える恐れがある。一方、リターンスプリングを、複数の摩擦板同士が係合する方向に付勢し、ハイクラッチを係脱するときだけ、リターンスプリングの付勢力に抗してピストンに油圧力を付与する構成とすることも考えられる。しかしながら、かかる構成では、リターンスプリングの付勢力を摩擦板が滑らない程度に大きなものとする必要があり、それに抗することができるようピストン押圧力を高めると、装置の大型化や重量増等を招く恐れがある。又、ハイクラッチの係脱の時間が係合の時間より短い場合には、長い時間にわたって、油圧をずっと供給し続けなくてはならず、省エネが図れない。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、油圧に頼ることなく動作し、省エネを図ることができるクラッチ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のクラッチ装置は、
入力軸と、
出力軸と、
前記入力軸と一体的に回転する入力側摩擦板と、
前記出力軸と一体的に回転する出力側摩擦板と、
前記入力側摩擦板と前記出力側摩擦板とを互いに押圧する押圧装置と、
前記押圧装置を駆動するアクチュエータとを有するクラッチ装置であって、
前記アクチュエータが、電動モータと、前記電動モータに動力伝達可能に連結されたウォームと、前記ウォームに噛合するウォームホイールとを有し、
前記押圧装置は、前記ウォームホイールの回転変位に応じて、前記入力側摩擦板と前記出力側摩擦板の一方を、その他方に向かって押圧することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明のクラッチ装置は、入力軸と、出力軸と、前記入力軸と一体的に回転する入力側摩擦板と、前記出力軸と一体的に回転する出力側摩擦板と、前記入力側摩擦板と前記出力側摩擦板とを互いに押圧する押圧装置と、前記押圧装置を駆動するアクチュエータとを有するクラッチ装置であって、前記アクチュエータが、電動モータと、前記電動モータに動力伝達可能に連結されたウォームと、前記ウォームに噛合するウォームホイールとを有し、前記押圧装置は、前記ウォームホイールの回転変位に応じて、前記入力側摩擦板と前記出力側摩擦板の一方を、その他方に向かって押圧するので、前記押圧装置への動力供給を前記アクチュエータの電動モータにより行うことで、油圧源を用いることなく前記摩擦板の係合が可能となる。しかも、前記アクチュエータは、前記ウォームと前記ウォームホイールとを用いて動力の伝達を行っているので、前記ウォームのリードアングル等を適宜設計することで、前記押圧装置に対して動力の伝達を行うが、前記押圧装置からの動力の伝達は阻止することができ、従って前記摩擦板を係合を維持したまま、前記電動モータへの電力供給を中断することができるため、省エネを図ることができる。
【０００８】
更に、前記押圧装置は、周方向に向かうに従い軸線方向幅が変化する複数のランプ部と、前記ランプ部に沿って転動自在に配置された転動体と、前記ランプ部毎に配置された前記転動体を保持するリテーナとを有すると好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、自動変速機に適用される本実施の形態のクラッチ装置の断面図である。図２は、図１の構成をＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【００１０】
図１において、ハウジング１に、電動モータ２が取り付けられている。電動モータ２の端部が中空となった回転軸２ａの端部内周面には、雌スプライン２ｂが形成されている。一方、ハウジング１内で回転軸２ａと同軸に配置されたウォーム軸３は、縮径した図１の左端外周面に雄スプライン３ａを形成しており、雌スプライン２ｂと雄スプライン３ａとを係合させることで、回転軸２ａとウォーム軸３とは、軸線方向の相対変位を許容しつつ一体的に回転可能となっている。尚、回転軸２ａとウォーム軸３との連結は、キーを用いても良い。
【００１１】
ウォーム軸３の拡径部両端は、軸受４，５によりハウジング１に対して回転自在に支持されており、ウォーム軸３の中央には、ウォーム３ｂが形成されている。ウォーム３ｂは、ウォームホイールである入力ディスク１７の外周歯１７ａに噛合している。尚、軸受４の外輪は、モータ２との間に介装されたスリーブ６に対し、一対の皿バネ７により図１で右方に付勢されており、軸受５の外輪は、ハウジング１の袋孔１ａの底部に対して、一対の皿バネ８により図１で左方に付勢されている。又、スリーブ６の軸線方向長を変更する（部品の選定等）ことで、皿バネ７，８の予圧調整を行うことができる。尚、電動モータ２，ウォーム軸３、入力ディスク１７によりアクチュエータを構成する。
【００１２】
図２において、入力ディスク１７と、それに対しローラ１９（図３）を挟んで隣接する出力ディスク１８とは、ハウジング１の左端に形成された円筒状の案内部１ｄの外周面に支持されている。出力ディスク１８の外周には雄スプライン１８ａが形成され、ハウジング１の内周面に形成された雌スプライン１ｆに噛合している。すなわち、入力ディスク１７は、滑り軸受１７ｓを介して案内部１ｄに対して回転自在となっているが、出力ディスク１８は、案内部１ｄに対して回転不能であり、滑り軸受１８ｓを介して軸線方向にのみ変位自在となっている。
【００１３】
図３は、図２における入力ディスク１７の外周面と出力ディスク１８の外周面との境を展開して示す図であるが、理解しやすいように外周歯やスプラインは省略して示している。図４は、入力軸１７と出力軸１８との間に保持されるリテーナ２０及びローラ１９のアッセンブリを示す斜視図である。図３において、入力ディスク１７は、一回転方向に向かうにつれ、軸線方向幅が厚くなるようなめらかに傾斜した４つのランプ部１７ｂを有しており、又、出力ディスク１８も、それに対応して４つのランプ部１８ｂを有している。
【００１４】
各ランプ部１７ｂ、１８ｂの間に、転動自在にローラ１９が配置されている。
図３，４に示すように、ローラ１９は、リテーナ２０により周方向に等間隔に保持されている。尚、ランプ部１７ｂ、１８ｂ、転動体であるローラ１９、リテーナ２０により押圧装置を構成する。
【００１５】
図２において、ハウジング１内において、入力軸２１と、それを内包するようにして出力軸２２が、不図示の軸受により回転自在に支持されている。入力軸２１の外周面には、雄スプライン２１ａが形成され、これに雌スプライン２３ａをそれぞれ係合させるようにして５枚の摩擦板（入力側摩擦板）２３が、入力軸２１の軸線方向に変位自在に配置されている。同様に、端部が拡径した出力軸２２の内周面には、雌スプライン２２ａが形成され、これに雄スプライン２４ａをそれぞれ係合させるようにして５枚の摩擦板（出力側摩擦板）２４が、摩擦板２３と互い違いになるようにして、出力軸２２の軸線方向に変位自在に配置されている。図２で最も右側に位置する摩擦板２４は、出力軸２２に固定された受け板２５に面当接可能となっており、最も左側に位置する摩擦板２３は、出力軸２２の雌スプライン２２ａに対して雄スプライン２６ａを係合させた押し板２６に面当接可能となっている。ハウジング１と入力ディスク１７との間、及び出力ディスク１８と押し板２６との間には、それぞれスラストころ軸受２７，２８が配置されている。
【００１６】
本実施の形態の動作について、図面に基づいて説明する。不図示の制御装置よりシフトが要求されると、図１において、不図示の電源から電動モータ２に電力が供給され、回転軸２ａが回転すると、それに連結されたウォーム軸３も回転し、噛合したウォーム３ｂと外周歯１７ａとを介して、回転力が入力ディスク１７に伝達され、それにより入力ディスク１７が、図１で反時計回りに回動する。
【００１７】
入力ディスク１７が反時計回りに回動すると、図３の展開図においては、ランプ１７ｂが矢印Ｘの方向に変位することとなるので、ローラ１９がランプ１７ｂの軸線方向幅が厚い側に向かって転動し、それにより出力ディスク１８のランプ１８ｂを押圧することとなる。すなわち、入力ディスク１７の回転変位は、出力ディスク１８の軸線方向変位に変換され、変位した出力ディスク１８が押し板２６を軸線方向に押圧するので、それぞれ５枚の摩擦板２３，２４が当接しあい、その際に発生した摩擦力を利用して入力軸２１から出力軸２２への動力伝達が可能となる。特に、ウォーム３ｂと外周歯１７ａの減速比は大きいため、電動モータ２の出力が小さくても、大きな押圧力を得ることができ、構成のコンパクト化・低コスト化に貢献する。
【００１８】
一方、ウォーム３ｂのリードアングルを適切に設定しているので、シフト完了後に、電力供給を停止し電動モータ２が静止した状態において、噛合したウォーム３ｂと外周歯１７ａとの間に生じる摩擦力により、押圧された摩擦板２３，２４の反力が、出力ディスク１８側から付与された場合でも、入力ディスク１７がウォーム軸３に対して回転ロックされた状態（動力の伝達が阻止された状態）となる。このとき、皿バネ７，８が付勢力を発揮しているので、ウォーム軸３がスラスト方向に移動する（ガタつく）ことも阻止され、ガタに起因した入力ディスク１７のわずかな回転も阻止されることから、５枚の摩擦板２３，２４の当接が確保され、それにより入力軸２１から出力軸２２への動力伝達が維持される。すなわち、摩擦板２３，２４の当接維持のために電動モータ２に電力を供給する必要がなく、省エネが図れる。
【００１９】
更に、不図示の制御装置によりシフトが要求された場合、不図示の電源から電動モータ２に逆位相の電力が供給され、それにより回転軸２ａが逆方向に回転すれば、入力ディスク１７も逆方向（図１で時計回り）に回転し、ローラ１９がランプ１７ｂの軸線方向幅が薄い側に向かって転動するので、出力ディスク１８を押圧しなくなるため、それぞれ５枚の摩擦板２３，２４の押圧が解除され、入力軸２１から出力軸２２への動力伝達が中断されることとなる。
【００２０】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。本発明は、車両に限らず産業機械等、多くの装置に適用できることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のクラッチ装置は、入力軸と、出力軸と、前記入力軸と一体的に回転する入力側摩擦板と、前記出力軸と一体的に回転する出力側摩擦板と、前記入力側摩擦板と前記出力側摩擦板とを互いに押圧する押圧装置と、前記押圧装置を駆動するアクチュエータとを有するクラッチ装置であって、前記アクチュエータが、電動モータと、前記電動モータに動力伝達可能に連結されたウォームと、前記ウォームに噛合するウォームホイールとを有し、前記押圧装置は、前記ウォームホイールの回転変位に応じて、前記入力側摩擦板と前記出力側摩擦板の一方を、その他方に向かって押圧するので、前記押圧装置への動力供給を前記アクチュエータの電動モータにより行うことで、油圧源を用いることなく前記摩擦板の係合が可能となる。しかも、前記アクチュエータは、前記ウォームと前記ウォームホイールとを用いて動力の伝達を行っているので、前記ウォームのリードアングル等を適宜設計することで、前記押圧装置に対して動力の伝達を行うが、前記押圧装置からの動力の伝達は阻止することができ、従って前記摩擦板を係合を維持したまま、前記電動モータへの電力供給を中断することができるため、省エネを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機に適用される本実施の形態のクラッチ装置の断面図である。
【図２】図１の構成をＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】図２における入力ディスク１７の外周面と出力ディスク１８の外周面との境を展開して示す図である。
【図４】入力軸１７と出力軸１８との間に保持されるリテーナ２０及びローラ１９のアッセンブリを示す斜視図である。
【符号の説明】
１　ハウジング
２　電動モータ
３　ウォーム軸
４、５　軸受
１７　入力ディスク
１９　ローラ
１８　出力ディスク
２１　入力軸
２２　出力軸
２３，２４　摩擦板
【図１】
2004068878.tif 000003
【図２】
2004068878.tif 000004
【図３】
2004068878.tif 000005
【図４】
2004068878.tif 000006