(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に回転方向に拘束されて設けられる第１の伝達部材と、前記第１の伝達部材と同心に配置した第２の伝達部材と、前記第２の伝達部材と同心に配置し、前記第２の伝達部材が回転方向に拘束されて設けられたヘリカルギヤと、前記第１の伝達部材と前記第２の伝達部材との接触状態を操作するアクチュエータと、前記第１の伝達部材と前記第２の伝達部材との軸方向における位置を規制するストッパーとを備えた自動車用クラッチであって、
前記ヘリカルギヤに発生するスラスト力を前記ストッパーに伝達する、前記第１の伝達部材及び前記第２の伝達部材とは別の伝達経路を設けたことを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用クラッチにおいて、前記ストッパを前記第１の伝達部材を保持する保持部材に設け、前記力の伝達経路として前記ヘリカルギヤと前記ストッパとを係合する係合部材を設けたことを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項３】
請求項１に記載の自動車用クラッチにおいて、前記ストッパを前記ヘリカルギヤに固定して設けたことを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項４】
請求項３に記載の自動車用クラッチにおいて、前記ストッパと前記ヘリカルギヤとを同一部材に形成し、前記力の伝達経路を前記ストッパと前記ヘリカルギヤとを形成した部材内に構成したことを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項５】
請求項１又は４に記載の自動車用クラッチにおいて、前記ストッパが前記第２の伝達部材を兼ねる構成としたことを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項６】
動力伝達軸に回転方向に拘束されて設けられる第１の伝達部材と、前記第１の伝達部材に同心に配置され、前記第１の伝達部材との間で伝達力を発生する第２の伝達部材と、動力伝達軸に同心に配置され、前記第２の伝達部材と回転方向に拘束されたヘリカルギヤと、前記第１の伝達部材と前記第２の伝達部材との接触力を調整し伝達動力を調整する操作手段と、前記操作手段からの力を受け止めるストッパーとを有する自動車用クラッチであって、
前記ヘリカルギヤの軸方向の動きを前記ストッパーに伝える連結手段を備え、前記動力伝達軸と前記ヘリカルギヤとの間に動力を伝達する際、前記ヘリカルギヤのかみ合いによって発生するスラスト力で、ストッパーの位置が予め定めた位置に向かうように構成したことを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項７】
動力伝達軸に回転方向に拘束されて設けられる第１の伝達部材と、前記第１の伝達部材に同心に配置され、前記第１の伝達部材との間で伝達力を発生する第２の伝達部材と、動力伝達軸に同心に配置され、前記第２の伝達部材と回転方向に拘束されたヘリカルギヤと、前記第１の伝達部材と前記第２の伝達部材との接触力を調整し伝達動力を調整する操作手段と、前記操作手段からの力を受け止めるストッパーとを有する自動車用クラッチであって、
前記ストッパーと前記ヘリカルギヤとが一体の部材として構成され、前記ヘリカルギヤのかみ合いによって発生するスラスト力で前記ヘリカルギヤ自体の軸方向の位置を予め定めた位置に向かうようにすることにより、前記ストッパーの位置が予め定めた位置に向かうように構成したことを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項８】
動力伝達軸に回転方向に拘束されて設けられる第１の伝達部材と、第１の伝達部材に同心に配置され、第１の伝達部材との間で伝達力を発生する第２の伝達部材と、動力伝達軸に同心に配置され、第２の伝達部材と回転方向に拘束されたヘリカルギヤと第１の伝達部材と第２の伝達部材の接触力を調整し伝達動力を調整する操作手段とを有する自動車用クラッチであって、
第２の伝達部材とヘリカルギヤが一体の部材として構成され、ヘリカルギヤのかみ合いによって発生するスラスト力でヘリカルギヤ自体の軸方向の位置を予め定めた位置に向かうことにより、第２の伝達部材位置が予め定めた位置に向かうように構成したことを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項９】
請求項６に記載の自動車用クラッチにおいて、ヘリカルギヤからストッパーへスラスト力を伝える連結手段に緩衝部材を設置し、ヘリカルギヤのかみ合いによって発生するスラスト力の伝達を緩やかにすることを特徴とする自動車用クラッチ。
【請求項１０】
クラッチを備えた自動車であって、請求項１ないし請求項４記載のクラッチを搭載したことを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の変速機に用いられて動力伝達経路を選択するクラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の自動変速機では、自動車の走行速度やエンジン出力トルクに応じて変速クラッチや発進クラッチを操作して所望の変速段に変速させる。クラッチでは入力側のプレートを出力側のプレートに押し付けて、プレート間に摩擦力を発生させ、動力を伝達する機構となっている。ところが、クラッチからの動力を伝達するギヤは静音性や強度を向上させるためヘリカルギヤが用いられ、歯の捩じれのため動力伝達時にスラスト力が発生する。このスラスト力は、クラッチの押し付け力に作用し、伝達動力に影響を及ぼす。このため、スラスト力に対抗する緩衝部材を設ける方式が考案されている。
【０００３】
従来の例としては、特開２００１−９９１８６号公報に、シャフト上に回転自在に配設されたヘリカルギヤと、シャフト上に設けられてヘリカルギヤをシャフトに係脱させるためのクラッチ機構とを備えるクラッチ構造において、ヘリカルギヤをシャフト上における軸方向所定位置で回転自在に保持するためのスラスト軸受部に、スラスト力に対抗する緩衝部材を設けるクラッチが記載されている。このクラッチでは、ヘリカルギヤが動力を伝達したときに発生するスラスト力によって、ヘリカルギヤが軸方向に動こうとした場合、緩衝部材で、ヘリカルギヤの動きを受け止め、ヘリカルギヤの振動、倒れを防止し、クラッチの作動を安定させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記クラッチでは、ヘリカルギヤの振動、倒れを緩衝させることができるが、ヘリカルギヤの伝達する動力に応じて変動するスラスト力をクラッチが受けることになる。クラッチは、伝達部材間の押し付け力により伝達する動力を調整するため、変動するスラスト力により押し付け力が影響を受け、伝達動力が変動する場合があり、クラッチはこれらの影響を除去するように作動させる配慮が必要となる。
【０００５】
本発明の目的は、ヘリカルギヤの振動、倒れの影響を除去しつつ、スラスト力による影響を除去し制御性の良いクラッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自動車用のクラッチでは、軸に回転方向に拘束されて設けられる第１の伝達部材と、前記第１の伝達部材と同心に配置した第２の伝達部材と、前記第２の伝達部材と同心に配置し、前記第２の伝達部材が回転方向に拘束されて設けられたヘリカルギヤと、前記第１の伝達部材と前記第２の伝達部材との接触状態を操作するアクチュエータと、前記第１の伝達部材と前記第２の伝達部材との軸方向における位置を規制するストッパーとを備えた自動車用クラッチであって、前記ヘリカルギヤに発生するスラスト力又はヘリカルギヤの軸方向の動きを前記ストッパーに伝達する、前記第１の伝達部材及び前記第２の伝達部材とは別の伝達経路を設けたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図２を用いて説明する。
【０００８】
図１はクラッチの断面を示したものである。動力伝達軸（第１の軸）１に、ニードルベアリング４Ｂにて回転方向自由に支持されたヘリカルギヤ４があり、ヘリカルギヤ４は副軸８（第２の軸）に歯切りされたギヤ７と噛み合っている。ドラム１０は動力伝達軸１に歯切りされたスプラインに噛み合って設置され、動力伝達軸１とドラム１０は一体となって回転する。
【０００９】
ドラム１０の内面には第１の伝達部材２を保持する歯が切られている。第１の伝達部材は中心に穴のあいた円盤状のプレートであり、外周面にドラム１０と噛み合う歯が切られ、ドラム１０の内側に設置される。すなわち、ドラム１０の歯と第１の伝達部材２の歯は噛み合い、第１の伝達部材２はドラム１０に対して軸方向には自由に動けるが、回転方向には拘束された状態で保持される。
【００１０】
第２の伝達部材３は中心に穴のあいた円盤状のプレートの両面に摩擦材を貼り付けたものであり、内周面にヘリカルギヤ４に切られた歯と噛み合う歯が作られている。すなわち、ヘリカルギヤ４の歯と第２の伝達部材３の歯は噛み合い、第２の伝達部材３はヘリカルギヤ４に対して軸方向には自由に動けるが、回転方向には拘束された状態で保持される。
【００１１】
尚、本実施例では、第１の伝達部材２を４枚、第２の伝達部材３を３枚使用して構成した多板クラッチとなっているが、各伝達部材の枚数は何枚であっても良い。
【００１２】
ドラム１０の第１の伝達部材２を保持する歯の端には全周にわたる溝が掘られており、ここにリング状のストッパー５をはめ込み第１の伝達部材２の軸方向の移動を制限している。ヘリカルギヤ４の第２の伝達部材３を保持する歯の端にも全周にわたる溝が掘られており、ここにリング６Ｄをはめ込んでいる。ここで、ストッパー５とリング６Ｄの間に、連結環６Ａ、スラストベアリング６Ｂ、ワッシャ６Ｃからなるスラスト力の連結手段６が構成されている。
【００１３】
連結手段６はヘリカルギヤ４が動力を伝達する場合にギヤ７との噛み合いで発生するスラスト力Ｆによってヘリカルギヤが移動しようとする力をストッパー５に伝える。この際、ストッパー５はクラッチが動力伝達する状態にある場合に位置すべき場所に向かうように連結手段から力を受けるように設置してある。
【００１４】
連結手段６は複数の連結部材（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）から構成されてヘリカルギヤ４とストッパ５とを係合する係合部材であり、ヘリカルギヤ４に発生するスラスト力又はヘリカルギヤ４の軸方向の動きをストッパー５に伝達する、第１の伝達部材２及び第２の伝達部材３とは別の伝達経路を構成している。
【００１５】
第１の伝達部材２と第２の伝達部材３の間で動力の伝達を得るため、これらを押し付ける操作手段（アクチュエータ）として、ドラム１０内に円環状の油圧ピストン９Ａが設置される。
【００１６】
油圧ピストン９Ａとドラム１０の内側によって形成される作動室９Ｂに高圧の作動油を供給すると、油圧ピストン９Ａは、第１の伝達部材２の方向に移動し、第１の伝達部材２を押し付ける力を発生する。戻しばね９Ｃが戻しばね保持機９Ｄと油圧ピストン９Ａの間に設置され、作動室９Ｂに高圧の作動油が供給されない場合、油圧ピストンを第１の伝達部材から離れる方向に押し戻す。高圧の作動油は動力伝達軸１に形成された油圧通路９Ｅを通して、図示しない油圧供給手段より供給される。
【００１７】
クラッチの動作について説明する。
【００１８】
まず、油圧ピストン９Ａの作動室９Ｂに高圧の作動油を供給しない場合は、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３は擦り合いにより若干の動力は伝達するものの、その動力は無視できるレベルである。したがって、第１の伝達部材２と回転方向に固定されたドラム１０および動力伝達軸１と、第２の伝達部材３と回転方向に固定されたヘリカルギヤ４の間の動力伝達は無く、動力伝達軸１とヘリカルギヤ４は互いに自由に回転し、ヘリカルギヤ４と噛み合うギヤ７を有する副軸８と、動力伝達軸１の間の動力伝達は無い。
【００１９】
作動室９Ｂに高圧の作動油を供給すると、油圧ピストン９Ａは油圧による力を受けて第１の伝達部材２の方向に移動し、第１の伝達部材２を押し付ける。第１の伝達部材２の油圧ピストン９Ａの反対側にはストッパー５が設置されており、移動量が制限されている（軸方向の位置が規制される）ので、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３は油圧ピストン９Ａとストッパー５に挟まれ互いの接触力を増すことになる。
【００２０】
第１伝達部材のと第２の伝達部材の接触力が増すと、第１の伝達部材と第２の伝達部材の間で動力の伝達が行われるようになり、それぞれに回転方向に固定された動力伝達軸１とヘリカルギヤ４の間で動力の伝達が行われるようになる。こうして、ヘリカルギヤ４と噛み合うギヤ７を有する副軸８と、動力伝達軸１の間の動力伝達が行われるようになる。
【００２１】
ここで、動力伝達の初期段階では、油圧ピストン９Ａの押し付けが始まってから、伝達される動力は徐々に上昇する形態であり。この徐々に伝達される動力が上昇する段階で、ヘリカルギヤの動力伝達によって生じるスラスト力Ｆを連結手段６によって、ストッパー５に伝え、ストッパー５を定位置に押し付ける様に作用させる。これは、ストッパー５自体の機械加工精度や、組み付け精度等により、ストッパー５の位置が不定であるため、動力伝達の初期段階でストッパーを定位置に押し付けることにより、ストッパー５と、油圧ピストン９Ａに挟まれて作動する第１の伝達部材と第２の伝達部材の動作ばらつきを低減させる効果がある。
【００２２】
尚、動力伝達軸１から副軸８へ動力が伝達されて副軸８が回転駆動される状態にあるとき、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３とは実質的に締結状態にあり、伝達される動力が無視できる状態にあるとき、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３とは実質的に締結状態を解除された状態（非締結状態）にあるものとみなす。
【００２３】
図２にクラッチの動力伝達初期時の変動を示す。連結手段６が無くストッパー５を定位置に押し付け無い場合は、ストッパー５の位置が不定となり、初期の伝達動力の立ちあがりのタイミングが前後したり（２２、２３）、過剰に出たり、定常時の伝達動力が脈動したりする（２４）。これに対し、連結手段６を備え、ストッパー５を定位置に押し付ける場合は初期の伝達動力の立ちあがりのタイミングが一定となり、タイミングが前後することも、過剰に出たりすることも無い（２１）。
【００２４】
以上のように、本実施例によれば、ヘリカルギヤ４に発生するスラスト力を用いて連結手段６でストッパー５を定位置に押し付けることにより、クラッチの動作ばらつきを低減させることができ、毎回同じタイミングで伝達動力の立ち上がりが発生する制御性の良いクラッチを構成できる。
【００２５】
本発明の他の実施例を図３を用いて説明する。
【００２６】
図３は本発明によるクラッチの断面を示したものである。動力伝達軸１に、ニードルベアリング４Ｂにて回転方向自由に支持されたヘリカルギヤ４があり、ヘリカルギヤ４は、副軸８に歯切りされたギヤ７と噛み合っいる。ハブ１１は動力伝達軸１に歯切りされたスプラインに噛み合って設置され、動力伝達軸１とハブ１１は一体となって回転する。ハブ１１には第１の伝達部材２を保持する歯が切られている。
【００２７】
第１の伝達部材は中心に穴のあいた円盤状のプレートの両面に摩擦材を貼り付けたものであり、内周面にハブ１１と噛み合う歯が切られ、ハブ１１に設置される。すなわち、ハブ１１の歯と第１の伝達部材２の歯は噛み合い、第１の伝達部材２はハブ１１に対して軸方向には自由に動けるが、回転方向には拘束された状態で保持される。
【００２８】
第２の伝達部材３は中心に穴のあいた円盤状のプレートであり、外周面にドラム１０に切られた歯と噛み合う歯が作られている。すなわち、ドラム１０の歯と第２の伝達部材３の歯は噛み合い、第２の伝達部材３はドラム１０に対して軸方向には自由に動けるが、回転方向には拘束された状態で保持される。
【００２９】
本実施例では、第１の伝達部材２を３枚、第２の伝達部材を４枚使用して構成した多板クラッチとなっていが、各伝達部材の枚数は何枚であっても良い。
【００３０】
ドラム１０は、ヘリカルギヤ４に連結手段６と共に溶接で固定され、ヘリカルギヤと共に、一体となって動力伝達軸１に対して自由に回転する。また、連結手段６に出っ張りを設け、第１の伝達部材の軸方向の移動を制限するストッパー５を形成している。
【００３１】
ヘリカルギヤ４が動力を伝達する場合に発生するスラスト力Ｆによってヘリカルギヤが移動しようとすると、連結手段６とストッパー５は、ヘリカルギヤ４と一体であるため、同時に移動し、ストッパー５がクラッチが動力伝達する状態にある場合に位置すべき場所に向かうように構成してある。
【００３２】
第１の伝達部材２と第２の伝達部材３の間で動力の伝達を得るため、これらを押し付ける操作手段（アクチュエータ）として、ケース１２に円環状の油圧ピストン９Ａが設置される。油圧ピストン９Ａとケース１２によって形成される作動室９Ｂに高圧の作動油を供給すると、油圧ピストン９Ａは第２の伝達部材３の方向に移動し、第２の伝達部材３を押し付ける力を発生する。戻しばね９Ｃが戻しばね保持機９Ｄと油圧ピストン９Ａの間に設置され作動室９Ｂに高圧の作動油が供給されない場合は、油圧ピストンを第２の伝達部材３から離す方向に押し戻す。高圧の作動油はケース１２に形成された油圧通路９Ｅを通して、図示しない油圧供給手段より供給される。
【００３３】
本実施例のクラッチの動作について説明する。
【００３４】
まず、油圧ピストン９Ａの作動室９Ｂに高圧の作動油を供給しない場合は、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３は擦り合いにより若干の動力は伝達するものの、その動力は無視できるレベルである。したがって、第１の伝達部材２と回転方向に固定されたハブ１１および動力伝達軸１と、第２の伝達部材３と回転方向に固定されたドラム１０およびヘリカルギヤ４の間の動力伝達は無く、動力伝達軸１とヘリカルギヤ４は互いに自由に回転し、ヘリカルギヤ４と噛み合うギヤ７を有する副軸８と、動力伝達軸１の間の動力伝達は無い。
【００３５】
作動室９Ｂに高圧の作動油を供給すると、油圧ピストン９Ａは油圧による力を受けて第２の伝達部材３の方向へ移動し、第２の伝達部材３を押し付ける。第１の伝達部材の油圧ピストン９Ａの反対側にはストッパー５が設置されており、移動量が制限されているので、第１の伝達部材と第２の伝達部材は油圧ピストン９Ａとストッパーに挟まれ互いの接触力を増すことになる。第１の伝達部材２のと第２の伝達部材３の接触力が増すと、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３の間で動力の伝達が行われるようになり、それぞれに回転方向に固定された動力伝達軸１とヘリカルギヤ４の間で動力の伝達が行われるようになる。
【００３６】
こうして、ヘリカルギヤ４と噛み合うギヤ７を有する副軸８と、動力伝達軸１の間の動力伝達が行われるようになる。ここで、動力伝達の初期段階では、油圧ピストン９Ａの押し付けが始まってから、伝達される動力は徐々に上昇する形態であり、この徐々に伝達される動力が上昇する段階で、ヘリカルギヤの動力伝達によって生じるスラスト力Ｆにより、ヘリカルギヤが定位置に向かって移動ようとする際、ヘリカルギヤと連結手段６とストッパー５が一体であるため、ストッパー５が定位置に押し付ける様に作用される。
【００３７】
これにより、ストッパー５と、油圧ピストン９Ａに挟まれて作動する第１の伝達部材２と第２の伝達部材３の伝達動力の立ち上がりのばらつきを低減させる効果がある。
【００３８】
本実施例によれば、連結手段６とストッパー５およびヘリカルギヤ４を一体とし、へリカルギヤ４に発生するスラスト力を用いてストッパー５を定位置に押し付けることにより、クラッチの動作ばらつきを低減させることができ、毎回同じタイミングで伝達動力の立ち上がりが発生する制御性の良いクラッチを構成できる。
【００３９】
本発明の他の実施例を図４を用いて説明する。
【００４０】
図４は本発明によるクラッチの断面を示したものである。動力伝達軸１に、ニードルベアリング４Ｂにて回転方向自由に支持されたヘリカルギヤ４があり、ヘリカルギヤ４は、副軸８に歯切りされたギヤ７と噛み合っいる。ハブ１１は動力伝達軸１に歯切りされたスプラインに噛み合って設置され、動力伝達軸１とハブ１１は一体となって回転する。
【００４１】
ハブ１１の外周面には、さらにスプラインが歯切りされており、これに噛み合うように円環状のスリーブ９Ｈが設置される。ここで、ハブ１１とスリーブ９Ｈのスプラインはスリーブ９Ｈが軸方向に自由に移動できるようになっている。
【００４２】
第１の伝達部材２がヘリカルギヤ４とハブ１１の間に設置され、第１の伝達部材２の外周面にはスプラインが歯切りされており、スリーブ９Ｈのスプラインと噛み合っている。ここで、第１の伝達部材２のスリーブ９Ｈとの接触部２Ｂには双方の軸方向の移動を制限する形状となっており、スリーブ９Ｈが第１の伝達部材２の方向に移動してくると、接触部２Ｂが接し、スリーブ９Ｈと第１の伝達部材は一体となって移動する。
【００４３】
スリーブ９Ｈはロッド９Ｇにより、軸方向の操作を受け移動できるようになっている。また、ヘリカルギヤ４の第１の伝達部材２との接触面には、第２の伝達部材３がヘリカルギヤ４と一体となって形成されている。すなわち、第２の伝達部材３とヘリカルギヤ４とが同一（一つ）の部材に形成されている。
【００４４】
また、第２の伝達部材３はヘリカルギヤ４と同一（一つ）の部材に形成されているため、上記実施例におけるストッパ５もヘリカルギヤ４と同一（一つ）の部材に形成されることになり、この場合、スラスト力又はヘリカルギヤ４の動きをストッパ５に伝達する伝達経路はヘリカルギヤ４を形成した部材内に構成されることになる。
【００４５】
尚、本実施例では、第１伝達部材２を１枚、第２の伝達部材を１枚使用して構成した単板クラッチとなっていが、最もヘリカルギヤ４に近い第２の伝達部材３がヘリカルギヤ４と一体となって形成されていれば、各伝達部材の枚数は何枚であっても良い。また、ロッド９Ｇは図示しない制御手段より操作される。
【００４６】
本実施例のクラッチの動作について説明する。
【００４７】
まず、ロッド９Ｇを操作していない場合は、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３は擦り合いにより若干の動力は伝達するものの、その動力は無視できるレベルである。したがって、第１の伝達部材２と回転方向に固定されたスリーブ９ほよびハブ１１および動力伝達軸１と、第２の伝達部材３と回転方向に固定されたヘリカルギヤ４の間の動力伝達は無く、動力伝達軸１とヘリカルギヤ４は互いに自由に回転し、ヘリカルギヤ４と噛み合うギヤ７を有する副軸８と、動力伝達軸１の間の動力伝達は無い。
【００４８】
ロッド９Ｇを操作し、スリーブ９Ｈをヘリカルギヤ４の方向に押し付けると、スリーブ９Ｈに押されて第１の伝達部材２が第２の伝達部材３と接触を始め、互いの接触力を増すことになる。第１の伝達部材２と第２の伝達部材３の接触力が増すと、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３の間で動力の伝達が行われるようになり、それぞれに回転方向に固定された動力伝達軸１とヘリカルギヤ４の間で動力の伝達が行われるようになる。こうして、ヘリカルギヤ４と噛み合うギヤ７を有する副軸８と、動力伝達軸１の間の動力伝達が行われるようになる。
【００４９】
ここで、動力伝達の初期段階では、ロッド９Ｇの押し付けが始まってから、伝達される動力は徐々に上昇する形態であり、この徐々に伝達される動力が上昇する段階で、ヘリカルギヤの動力伝達によって生じるスラスト力Ｆにより、ヘリカルギヤが定位置に向かって移動ようとする際、ヘリカルギヤと第２の伝達部材３が一体であるため、第２の伝達部材３が定位置に押し付ける様に作用される。これにより、第１の伝達部材２と第２の伝達部材３との接触によって行われる伝達動力の立ち上がりばらつきを低減させる効果がある。
【００５０】
さらにもう一つの実施例を図５を用いて説明する。
【００５１】
図５は自動車用の自動変速機の変速クラッチに本発明によるクラッチを用いた構成例である。
【００５２】
エンジン３１の出力は、発進クラッチ３２に伝えられ、図示しないアクチュエータにより、発進クラッチ３２の解放、締結動作が制御される。発進クラッチ３２が締結の場合はエンジン３１の出力は変速機３３の入力軸ＳＩに伝えられる。変速機３３内には、さらにカウンタ軸ＳＣ、メイン軸ＳＭが配置され、メイン軸ＳＭから動力は出力され、図示しない自動車の車輪を駆動する。
【００５３】
変速機内では入力軸ＳＩの回転は減速歯車対（ＤＣ、ＧＣ）によりカウンタ軸ＳＣに伝えられ、カウンタ軸からメイン軸への動力伝達が各変速段位に応じた減速（増速）をするギヤ対（Ｄ１−Ｇ１、Ｄ２−Ｇ２、Ｄ３−Ｇ３、Ｄ４−Ｇ４）を通じて行うようになっている。
【００５４】
各変速段位に応じたギヤ対は、カウンタ軸ＳＣ側かメイン軸ＳＭ側のどちらかで空転できるように装着され、空転歯車とその軸との動力伝達の制御に本発明によるクラッチ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）が用いられている。各クラッチは図示しない油圧制御ユニットから供給される作動油によって、油圧ピストンを作動させ、クラッチの伝達動力を制御している。ここで、後退用の歯車、４速以上の歯車およびそれらの動力伝達経路は図示していない。
【００５５】
さて上記構成の本発明では、クラッチの動作について説明すれば、以下のようである。ただし、クラッチＣ１からＣ４での動作は同一であるため１速から２速に変速する場合の動作に関してのみ説明する。
【００５６】
１速での走行時には、１速のクラッチＣ１が締結されエンジン３１の動力は、以下経路で伝達される。発進クラッチ３２、入力軸ＳＩ、減速歯車対（ＤＣ、ＧＣ）、カウンタ軸ＳＣ、１速減速歯車（Ｄ１−Ｇ１）、１速クラッチＣ１、メイン軸ＳＭ。
【００５７】
２速に変速する場合は、１速のクラッチＣ１を解放しつつ、２速のクラッチＣ２を締結させ、動力の伝達経路を、次第に以下の経路に遷移させる、発進クラッチ３２、入力軸ＳＩ、減速歯車対（ＤＣ、ＧＣ）、カウンタ軸ＳＣ、２速減速歯車（Ｄ２−Ｇ２）、２速クラッチＣ２、メイン軸ＳＭ。
【００５８】
つまり、変速においては、１速のクラッチＣ１を解放するタイミングで２速のクラッチＣ２を締結させ動力の伝達経路を入れ替える。ここで、２速クラッチの締結タイミングが適正で無いと、１速と２速の歯車の同時噛み合いによるロック状態や、同時解放による動力伝達経路の切断状態を引き起こし、メイン軸ＳＭより出力される動力が大きく変動し、自動変速機の変速性能を大きく悪化させてしまう。
【００５９】
本発明によるクラッチを用いることによって、２速クラッチの締結タイミングを一定に抑えることができるため、同時噛み合いによるロック状態や、同時解放による動力伝達経路の切断状態を防ぐことができる。
【００６０】
以上のように、本実施例によれば、クラッチの締結タイミングを一定に抑えることができるため、メイン軸ＳＭから出力される動力の変動を防止でき、品質の高い自動車の自動変速機を構成できる。
【００６１】
さらにもう一つの実施例を図６ないし図７を用いて説明する。
【００６２】
図６は自動車用の自動変速機の変速クラッチに本発明によるクラッチを用いた構成例である。
【００６３】
エンジン３１の出力は、発進クラッチ３２に伝えられ、図示しないアクチュエータにより、発進クラッチ３２の解放、締結動作が制御される。発進クラッチ３２が締結の場合はエンジン３１の出力は変速機３３の入力軸ＳＩに伝えられる。
【００６４】
変速機３３内には、さらにカウンタ軸ＳＣ、メイン軸ＳＭが配置され、メイン軸ＳＭから動力は出力され、図示しない自動車の車輪を駆動する。変速機内では入力軸ＳＩの回転は減速歯車対（ＤＣ、ＧＣ）によりカウンタ軸ＳＣに伝えられ、カウンタ軸からメイン軸への動力伝達が各変速段位に応じた減速（増速）をするギヤ対（Ｄ１−Ｇ１、Ｄ２−Ｇ２、Ｄ３−Ｇ３、Ｄ４−Ｇ４）を通じて行うようになっている。
【００６５】
各変速段位に応じたギヤ対は、カウンタ軸ＳＣ側かメイン軸ＳＭ側のどちらかで空転できるように装着され、空転歯車とその軸との動力伝達は、第１変速クラッチＨＣ１と第２変速クラッチＨＣ２により選択的に締結と解放が制御される。第一変速クラッチＨＣ１と第２変速クラッチＨＣ２は図示しない制御アクチュエータによって操作される。また、カウンタ軸から、メイン軸に動力を伝達するアシスト歯車対（ＤＡ−ＧＡ）を配置し、カウンタ軸側の歯車ＤＡはカウンタ軸に対して回転自由に保持し、カウンタ軸と歯車ＤＡの間の伝達動力の調整に本発明によるクラッチＣＡを用いている。
【００６６】
クラッチＣＡは図示しない油圧制御ユニットから供給される作動油によって、クラッチの油圧ピストンを作動させ、クラッチの伝達動力を制御している。ここで、後退用の歯車、４速以上の歯車およびそれらの動力伝達経路は図示していない。
【００６７】
図７は自動車に搭載された様子を示す。変速機３３の出力はプロペラシャフト４１を経てファイナルギヤ４２に伝えられ、方向を変換され駆動輪４３に伝えられ、自動車４０を加減速させる。
【００６８】
上記構成のクラッチの動作について説明する。ただし、変速動作は同一であるため１速から２速に変速する場合の動作に関してのみ説明する。
【００６９】
１速での走行時には、第１変速クラッチＨＣ１が１速のギヤＧ１と締結されエンジン３１の動力は、以下経路で伝達される。発進クラッチ３２、入力軸ＳＩ、減速歯車対（ＤＣ、ＧＣ）、カウンタ軸ＳＣ、１速減速歯車（Ｄ１−Ｇ１）、第１変速クラッチＨＣ１、メイン軸ＳＭ。
【００７０】
２速に変速する場合は、クラッチＣＡを半締結の状態に維持し、第１変速クラッチＨＣ１より伝達される動力を低い値に調整する。第１変速クラッチＨＣ１より伝達される動力が十分に低い値になった時点で第１変速クラッチＨＣ１を操作し、１速のギヤＧ１と切り離す。
【００７１】
次にクラッチＣＡの半締結の具合を調整し、入力軸ＳＩの回転数がメイン軸ＳＭの回転数に対して、２速を用いた場合の回転数になるように調整する。ＳＩの回転数がメイン軸ＳＭの回転数に対して、２速を用いた場合の回転数に十分に近くなった時点で第１変速クラッチＨＣ１を操作し２速のギヤＧ２と締結させる。第１変速クラッチＨＣ１が２速のギヤＧ２と締結完了した後、クラッチＣＡを解放する。
【００７２】
ここで、クラッチＣＡの制御性が適正で無いと、クラッチＣＡを用いた半締結での調整がスムーズに行われず、メイン軸ＳＭより出力される動力が大きく変動し、自動変速機の変速性能を大きく悪化させてしまう。本発明によるクラッチを用いることによって、クラッチＣＡを用いた半締結での調整をスムーズに実施できメイン軸ＳＭの出力変動を防ぐことができる。
【００７３】
以上のように、本実施例によれば、クラッチの制御性の向上ができるため、メイン軸ＳＭから出力される動力の変動を防止でき、品質の高い自動車の自動変速機を構成できる。
【００７４】
また、自動車用自動変速機のクラッチで応答のばらつきがあると、動力伝達のタイミングにずれを生じ変速ショック等の不具合となって現れる。ゆえに、クラッチの応答のばらつきの原因となる機構のガタは無くしたいが、機構の多くは回転部材であるため、回転運動を行うためクリアランスを付加して構成され、ガタを無くすことは難しい。本発明によれば、クラッチの動作始めの段階でクラッチ内部のガタを無くすように作用するためクラッチの応答を同じタイミングで確保することができ、変速ショック等を小さく抑えた自動車の自動変速機を構成できる。また自動変速機を搭載した自動車を構成できる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、クラッチの締結始めの段階で、ヘリカルギヤにより発生するスラスト力を連結手段にてストッパーに伝え、クラッチ内部のガタを無くす様に作用させる。これにより、クラッチ内部のガタを無くすことができ、ガタによってばらつく伝達動力の立ち上がりタイミングを一定に保つことができる。したがって簡単な構造による制御性の高いクラッチ装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチを有する動力装置の一実施例を模式的に示した図である。
【図２】本発明のクラッチによる伝達動力の立ち上がりタイミングを従来のクラッチの伝達動力の立ち上がりタイミングと比して示した図である。
【図３】本発明のクラッチを有する動力装置の他の一実施例を模式的に示した図である。
【図４】本発明のクラッチを有する動力装置のさらに他の一実施例を模式的に示した図である。
【図５】本発明のクラッチを有する自動車の自動変速機の一実施例を模式的に示した図である。
【図６】本発明のクラッチを有する自動車の自動変速機を用いた自動車の構成例の図である。
【図７】本発明のクラッチを有する自動車の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１…動力伝達軸、２…第１の伝達部材、２Ｂ…第１の伝達部材の接触部、３…第２の伝達部材、４…ヘリカルギヤ、４Ｂ…ニードルベアリング、５…ストッパー、６…連結手段、６Ａ…連結環、６Ｂ…スラストベアリング、６Ｃ…ワッシャ、６Ｄ…リング、７…噛み合うギヤ、８…副軸、９Ａ…油圧ピストン、９Ｂ…作動室、９Ｃ…戻しばね、９Ｄ…戻しばね保持機、９Ｅ…油圧通路、９Ｆ…ベアリング、９Ｇ…ロッド、９Ｈ…スリーブ、Ｆ…スラスト力、２１…本発明のクラッチによる伝達動力の立ち上がり例、２２…従来のクラッチの伝達動力の立ち上がり例、２３…従来のクラッチの伝達動力の立ち上がりの他の例、２４…従来のクラッチの伝達動力の立ち上がりのさらに他の例、３１…エンジン、３２…発進クラッチ、３３…変速機、ＳＩ…入力軸、ＳＣ…カウンタ軸、ＳＭ…メイン軸、ＤＣ…減速歯車、ＧＣ…減速歯車２、Ｄ１…１速用ギヤ、Ｇ１…１速用ギヤ２、Ｄ２…２速用ギヤ、Ｇ２…２速用ギヤ２、Ｄ３…３速用ギヤ、Ｇ３…３速用ギヤ２、Ｄ４…４速用ギヤ、Ｇ４…４速用ギヤ２、ＤＡ…アシスト用ギヤ、ＧＡ…アシスト速用ギヤ２、Ｃ１…１速用クラッチ、Ｃ２…２速用クラッチ、Ｃ３…３速用クラッチ、Ｃ４…４速用クラッチ、ＨＣ１…第１変速クラッチ、ＨＣ２…第２変速クラッチ、４０…自動車、４１…プロペラシャフト、４２…ファイナルギヤ、４３…駆動輪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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