(57)【要約】【課題】  エンジンのクランクシャフトからの動力をトランスミッションへ伝達する為、コンパクトでイナーシャの低減により応答性がよく、レスポンスが高く、しかもトルク増幅機能に優れた発進装置の提供。【解決手段】  外殻内には低速域でのトルクを出力側へ伝えるビスカスカップリング４を備え、該ビスカスカップリング４のハウジング２０は入力側となる外郭側に連結し、そしてインナーシャフト２１と出力軸側の間にはプラネタリギア機構７を介在してトルクの増幅を図る。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフトからの動力をトランスミッションへ伝達する為に、該クランクシャフト先端に取着した連結プレートが連結するフロントカバーを有す外殻内には、所定の回転速度に達した時に作動して出力軸に直結することが出来るクラッチと、該クラッチが作動した時の衝撃トルク及びクラッチ作動中のエンジントルク変動を吸収する為のダンパを設けた発進装置において、上記外殻内には低速域でのトルクを出力側へ伝えるビスカスカップリングを備え、そしてビスカスカップリングと出力軸側の間にはプラネタリギア機構を介在してトルクの増幅を図るように組み合わせたことを特徴とするビスカスカップリングを備えた発進装置。
【請求項２】
上記ビスカスカップリングのインナーシャフトをプラネタリギア機構のリングギアとし、出力軸と同軸を成して設けたワンウエイクラッチ外周にサンギアを取付け、リングギアとサンギアの間に介在するプラネタリギアから延びるキャリアを出力軸側に連結した請求項１記載のビスカスカップリングを備えた発進装置。
【請求項３】
上記ビスカスカップリングのインナーシャフトをプラネタリギア機構のサンギアと繋ぎ、出力軸と同軸を成して設けたワンウエイクラッチ外周にリングギアを取付け、リングギアとサンギアの間に介在するプラネタリギアから延びるキャリアを出力軸側に連結した請求項１記載のビスカスカップリングを備えた発進装置。
【請求項４】
上記ビスカスカップリングのインナーシャフトをプラネタリギア機構のリングギアとサンギアの間に介在するプラネタリギアから延びるキャリアと連結し、出力軸と同軸を成して設けたワンウエイクラッチ外周にサンギアを取付け、そしてリングギアを出力軸側に連結した請求項１記載のビスカスカップリングを備えた発進装置。
【請求項５】
上記ビスカスカップリングのインナーシャフトをプラネタリギア機構のサンギアと連結し、出力軸と同軸を成して設けたワンウエイクラッチ外周にはリングギアとサンギアの間に介在するプラネタリギアから延びるキャリアを取付け、そして、リングギアを出力軸側に連結した請求項１記載のビスカスカップリングを備えた発進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌のエンジンと自動変速機の間に介在される発進装置であり、ビスカスカップリングを用いて構成した発進装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車輌の発進装置として、トルクコンバータ及びフルードカップリング等の流体伝動装置が用いられている。該流体伝動装置は車輌が停止状態にあっても駆動源の回転を継続する内燃エンジンなどにあっては、該流体伝動装置の流体の滑りにより、自動変速機入力軸とエンジン出力軸との間の相対回転を許容し、駆動源の回転を維持している。そして、車輌の発進時にあっては、流体伝動装置の流体の滑りにより滑らかに発進してエンジン動力を自動変速機入力軸に伝達することが出来る。
【０００３】
トルクコンバータなどの流体伝動装置は、上記相対回転及び滑りによる発進を自動的に行って良好な発進機能を有するが、ポンプインペラ及びタービンランナを備えて、構造が複雑であると共に大掛かりな装置に成ってしまい、車輌のコンパクト化及び軽量化の障害と成っている。又、流体を介して動力伝達する為、動力の損失が発生し、それを防ぐためにロックアップクラッチが設けられているが、さらに構造を複雑化している。しかも、ロックアップクラッチを備えたからといって上記流体による動力損失がなくなる訳ではない。
【０００４】
近年、自動変速機の多段化、さらには無段変速装置(ＣＶＴ)の出現に伴って、トルクコンバータなどによるトルク比の増大及び変速時の流体による衝撃緩和作用への要求が小さくなり、逆に上記自動変速機のコンパクト化の要求に基づき、流体を用いない発進装置が提案されている。
【０００５】
このような発進装置として従来色々な構造のものが存在し、フルードカップリングを備えて発進装置を構成することもあるが、トルク容量を大きくする為にはその外径を拡大する必要があり、コンパクトな発進装置とは成らない。しかも、外径を大きくするならばイナーシャが増大して応答性が低下し、レスポンスが悪化するといった問題が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来の発進装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であって、コンパクトでイナーシャの低減により応答性がよく、レスポンスが高く、しかもトルク増幅機能に優れたビスカスカップリングを備えた発進装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発進装置はクラッチとダンパを有し、更にビスカスカップリングとプラネタリギア機構を備えた構造としている。これらは外殻内に収容されて内部にはオイル（潤滑油）が充填され、上記ビスカスカップリング及びプラネタリギア機構は外殻側（入力側）と出力側にそれぞれ連結している。すなわち、外殻と出力軸の間に介在して低速域でのトルクの伝達を行うことが出来る。
【０００８】
ここで、ビスカスカップリングの具体的な構造は特に限定しないが、ハウジングとインナーシャフトで構成される密閉空間にインナープレートとアウタープレートが交互に重ね合わされて配置され、これらは夫々インナーシャフトとハウジングにスプライン歯を介して噛み合っている。アウタープレートは軸方向の動きを規制するスペーサリングによって一定の隙間が保たれ、インナープレートはハウジング内の圧力分布によりインナーシャフトのスプライン上を軸方向に動くことが出来る。そして、各プレート間には粘性流体であるシリコンオイルなどが適量の空気と共に封入されている。
【０００９】
そして、プラネタリギア機構は中心にはサンギア、外周には該サンギアと同心のリングギア、そしてサンギアとリングギアの間にはプラネタリギアが介在して構成される。複数のプラネタリギアはキャリアにて連結され、サンギアの中心を軸として公転可能に軸支される。ビスカスカップリングによって出力側へトルクを伝えることが出来るが、本発明ではビスカスカップリングにプラネタリギア機構を組み合わせることで、トルクの増幅を図ることが出来る。
【００１０】
そして、上記クラッチ及びダンパも外殻と出力軸との間に介在し、該クラッチが働くならばエンジンのクランクシャフトから外殻へ伝達されるトルクを出力軸へダイレクトに伝えることが出来る。この場合、外殻からのトルクの伝達経路はクラッチとダンパの順が逆になることもあるが、該クラッチが働く際の衝撃トルクはダンパにて緩和され、又クラッチが作動している場合のエンジンのトルク変動が吸収される。そこで、外殻内に取付けられるクラッチ及びダンパの位置関係は限定されない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発進装置はビスカスカップリングとプラネタリギア機構を備えている。従って、低速回転領域ではエンジンからの動力は該ビスカスカップリングを介して出力軸へ伝達される。すなわち、動力はハウジング→アウタープレートより粘性流体を介してインナープレート→インナーシャフトへと伝達される。
【００１２】
ここで、ハウジングは外殻側と連結し、インナーシャフトは出力側と連結しているが、低い回転数の時は粘性流体を介してインナープレートがスリップすることで車は停止することが出来、又、伝達トルクはアウタープレートとインナープレート間の差回転数に比例することから、低速域ではビスカスカップリングを介して走行することも出来る。しかも、ビスカスカップリングと共にプラネタリギア機構を組み合わせている為に、出力側へ伝達されるトルクは増幅される。
【００１３】
そして、エンジン回転数が高くなるならばクラッチが働くことで、ビスカスカップリング及びプラネタリギア機構を介することなく入力側となる外殻の回転トルクを直接出力軸へ伝達する。クラッチが作動する際には速度差に基づく衝撃トルクが発生するが、該衝撃トルクはダンパによって緩和され、同時にビスカスカップリングによっても吸収することが出来る。
【００１４】
更に、クラッチが働いている状態でのエンジントルク変動もダンパとビスカスカップリングの働きで吸収される。一方、ビスカスカップリング及びプラネタリギア機構はマスダンパ（慣性）としての機能を発揮することが出来、その為にクラッチが作動する際の衝撃トルクを、又クラッチが作動中のエンジントルク変動を緩和する効果もある。
【実施例】
【００１５】
図１(ａ)は本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置を模式的に示すスケルトン図であり、図１（ｂ）はこの発進装置の速度線図を表している。同図の１は外殻、２はフロントカバー、３はダンパ付きクラッチ、４はビスカスカップリング、５はクランクシャフト、６は出力軸、７はプラネタリギア機構をそれぞれ表している。エンジンから延びるクランクシャフト５はフロントカバー２及び外殻１を回転し、この回転はビスカスカップリング４及びプラネタリギア機構７を介して出力軸６へ伝達される。
【００１６】
ビスカスカップリング４はハウジング側のアウタープレートとインナーシャフト側のインナープレートが粘性流体であるシリコンオイルを介してスリップすることが出来る。従って、低速回転ではブレーキを掛けることで車を停止することが出来、ブレーキから足を放すならばゆっくり走行することが可能となる。勿論、この状態ではダンパ付きクラッチ３は働いていない。
【００１７】
エンジン回転数がある程度高くなったところでダンパ付きクラッチ３が作動し、その結果、クランクシャフト５によって回される外殻１の回転トルクはビスカスカップリング４及びプラネタリギア機構７を介することなく出力軸６へダイレクトに伝わる。該ダンパ付きクラッチ３が作動することで出力軸６の回転速度は急激に高くなり、その際に衝撃トルクが発生するが、該衝撃トルクがダンパにて緩和される。
【００１８】
そして、クラッチ作動時の衝撃トルクはダンパのみならず、ビスカスカップリング４が働いて衝撃の一部を吸収する効果を発揮する。クラッチが働いている間はビスカスカップリング４を介することなく外殻１の回転トルクが出力軸６へ伝達されるが、この状態でのエンジントルク変動はダンパのみならずビスカスカップリング４によっても吸収される。すなわち、ビスカスカップリング４を構成しているアウタープレートとインナープレート間に介在しているシリコンオイルの粘性によって、衝撃トルクの一部が吸収される。
【００１９】
ところで、図１（ａ）に示しているように、ビスカスカップリング４のインナーシャフトは出力軸６に直接連結しているのではなく、出力軸６との間にプラネタリギア機構７を介在している。該プラネタリギア機構７はリングギア８、サンギア９、プラネタリギア１０、及びキャリア１１で構成され、該リングギア８及びサンギア９は出力軸６と同軸を成して取付けられ、リングギア８とサンギア９との間には上記プラネタリギア１０が介在して両ギアと噛み合っている。
【００２０】
そして、複数のプラネタリギア１０，１０・・は互いに連結されて出力軸６から延びるキャリア１１に取着されているが、サンギア９が停止している状態でリングギア８が回転するならば、プラネタリギア１０を介してキャリア１１はゆっくり回転する。従って、出力軸６がトルクの増幅を伴ってゆっくり回転駆動される。
【００２１】
ビスカスカップリング４のインナーシャフトはプラネタリギア機構７のリングギア８を構成し、外殻１の回転はビスカスカップリング４のインナーシャフトであるリングギア８からキャリア１１へ出力されて、出力軸６を回転駆動する。この場合の速度線図を表しているのが図１（ｂ）である。
【００２２】
図１（ｂ）において、Ｓはサンギア９、Ｃはキャリア１１、Ｒはリングギア８を表し、下側の直線はダンパ付きクラッチ３が働いていない低速回転域での速度線図、上側の直線はクラッチが入っている状態での高速回転域での速度線図を示している。同図から明らかなように、低速回転域ではサンギア９の回転は０で、出力側となるキャリア１１の回転はリングギア８の回転速度より大きく減速される。
【００２３】
一方、クラッチが作動している状態では、キャリア１１は出力軸と共に回転し、その速度は外殻１の回転速度と同一となる。この場合、サンギア９はキャリア１１及び出力軸６より速く回転し、リングギア８の回転速度は遅くなる。ここで、同図のＶはビスカスカップリング４の滑り速度を表している。
【００２４】
図２は本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置がトランスミッションケース１２に収容されている場合を示す実施例であり、その断面を表している。同図に示す発進装置は前記図１(ａ)を具体化した構造を成し、クランクシャフト５の先端には連結プレート１３がボルト１４にて固定され、この連結プレート１３の外周部はフロントカバー２の外周に固定したブロック１５にボルト締めされている。従って、クランクシャフト５の回転トルクは連結プレート１３を介してフロントカバー２及び外殻１を回転させる。
【００２５】
外殻１内にはダンパ付きクラッチ３及びビスカスカップリング４が収容され、そして内部にはオイル（潤滑油）が満たされている。外殻１はフロントカバー２の中心に設けているセンターピース１６がクランクシャフト５の中心穴に嵌って位置決めされ、又外殻１の中心にはスリーブ１７が後方へ延びている。そして、このスリーブ１７はトランスミッションケース１２に設けている軸受け１８にて支持されている。
【００２６】
上記ビスカスカップリング４はＬ形断面をした保持リング１９に取付けられている。ビスカスカップリング４はハウジング２０とインナーシャフト２１にて構成される密閉空間には複数枚のインナープレート、複数枚のアウタープレートを交互に重ね合わせて配置され、アウタープレートの間にはスペーサリングが介在している。
【００２７】
ここで、アウタープレートの外周にはスプライン歯を設け、このスプライン歯はハウジング２０内周に設けたスプラインと噛み合い、又、インナープレートの内周に形成したスプライン歯はインナーシャフト２１の外周に設けたスプライン歯と噛み合っている。そして、該ハウジング２０の外周にもスプライン歯が設けられて上記保持リング１９内周のスプライン歯と噛み合い、インナーシャフト２１の内周に形成した歯はプラネタリギア機構７を構成しているプラネタリギア１０と噛み合っている。
【００２８】
すなわち、上記インナーシャフト２１は内周に歯を設けている内歯ギアで、プラネタリギア機構７のリングギア８と成っている。そして、出力軸６と同軸を成したワンウエイクラッチ２２の外周にはサンギア９が設けられ、該サンギア９の外周には歯が形成されている。プラネタリギア１０，１０・・はサンギア９とリングギア８との間に介在して互いに噛み合い、リングギア８が回転するならば、停止しているサンギア９の周りをプラネタリギア１０，１０・・はゆっくり公転する。
【００２９】
ところで、プラネタリギア１０，１０・・を軸支している軸２３，２３・・はブラケット２４に取付けられ、該ブラケット２４と連結している連結板２５(キャリア１１)はハブ２６に固定されている。そして、該ハブ２６の軸穴には上記出力軸６が嵌っている。
【００３０】
従って、ハウジング２０は保持リング１９を介して外殻１と共に回転し、インナーシャフト２１であるリングギア８はハウジング２０内に充填されているシリコンオイルを介して回転する。その結果、プラネタリギア１０，１０・・はサンギア９の周りを公転し、ブラケット２４及び連結板２５(キャリア１１)はハブ２６を回転駆動することになる。
【００３１】
アウタープレートとインナープレート間にはシリコンオイルが介在している為に、該シリコンオイルを介してインナープレートにトルクが発生し、インナープレートとスプラインを介して噛み合っているインナーシャフト２１(リングギア８)が回転する。該リングギア８が回転するならば、プラネタリギア１０，１０・・を介してハブ２６及び該ハブ２６に嵌っている出力軸６が回転する。しかし、エンジン回転数が低い場合に、ブレーキを掛けているならば、出力軸６の回転が停止して、インナープレートはアウタープレートとの間でシリコンオイルを介してスリップする。
【００３２】
ところが、エンジン回転数が高くなりダンパ付きクラッチ３が作動してフロントカバー２にピストン２７係合するならば、フロントカバー２及び外殻１の回転はハブ２６に直接伝達されて出力軸６を回転する。この場合、ダンパ２８はピストン２７がフロントカバー２に係合する際の衝撃トルクを緩和する。ダンパ２８の構造も色々あるが、基本的にはダンパスプリング２９を備え、該ダンパスプリング２９の圧縮変形にて衝撃トルクが吸収される。
【００３３】
ダンパ２８の中心部には上記ハブ２６が取着され、ピストン２７のフロントカバー２への係合に際して発生する衝撃トルクはダンパスプリング２９にて吸収され、出力軸６へは滑らかに立上がるトルクとして伝達される。そして、ピストン２７が係合状態でのエンジントルクの変動はダンパ２８とビスカスカップリング４にて吸収される。
【００３４】
図３は本発明に係るビスカスカップリング４を備えた発進装置の他の概略図を示している。同図の１は外殻、２はフロントカバー、３はダンパ付きクラッチ、４はビスカスカップリング、５はクランクシャフト、６は出力軸、７はプラネタリギア機構をそれぞれ表している。エンジンから延びるクランクシャフト５はフロントカバー２及び外殻１を回転し、この回転はビスカスカップリング４及びプラネタリギア機構７を介して出力軸６へ伝達される。動作は前記図１に示した発進装置と同じである。
【００３５】
図３（ａ）に示しているように、ビスカスカップリング４のインナーシャフトは出力軸６に直接連結しているのではなく、出力軸６との間にプラネタリギア機構７を介在している。該プラネタリギア機構７はリングギア８、サンギア９、プラネタリギア１０、及びキャリア１１で構成され、該リングギア８及びサンギア９は出力軸６と同軸を成して取付けられ、リングギア８とサンギア９との間には上記プラネタリギア１０が介在して両ギアと噛み合っている。
【００３６】
そして、複数のプラネタリギア１０，１０・・は互いに連結されて出力軸６から延びるキャリア１１に取着されているが、リングギア８が停止している状態でサンギア９が回転するならば、プラネタリギア１０を介してキャリア１１はゆっくり回転する。従って、出力軸６がトルクの増幅を伴ってゆっくり回転駆動される。
【００３７】
ビスカスカップリング４のインナーシャフトはプラネタリギア機構７のサンギア９を構成し、外殻１の回転はビスカスカップリング４のインナーシャフトであるサンギア９からキャリア１１へ出力されて、出力軸６を回転駆動する。この場合の速度線図を表しているのが図３（ｂ）である。
【００３８】
図３（ｂ）において、前記図１（ｂ）と同じように、Ｓはサンギア９、Ｃはキャリア１１、Ｒはリングギア８を表し、下側の直線はダンパ付きクラッチ３が働いていない低速回転域での速度線図、上側の直線はクラッチが入っている状態での高速回転域での速度線図を示している。同図から明らかなように、リングギア８の回転が０であれば、出力側となるキャリア１１の回転はサンギア９の回転速度より大きく低下する。
【００３９】
一方、クラッチが作動している状態では、キャリア１１は出力軸と共に回転し、その速度は外殻１の回転速度と同一となる。この場合、リングギア８はキャリア１１及び出力軸６より速く回転し、サンギア９の回転速度は遅くなる。
【００４０】
図４は本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置の別の概略図を示している。この発進装置はビスカスカップリング４の他にプラネタリギア機構７を組み合わせた構造としているが、このプラネタリギア機構７では２個のプラネタリギア１０ａ，１０ｂが対を成してリングギア８とサンギア９の間に介在して噛み合っている。
【００４１】
そして、ビスカスカップリング４のハウジングは外殻１に連結し、インナーシャフトはプラネタリギア１０ａ，１０ｂが取付けられるキャリア１１と連結している。サンギア９はワンウエイクラッチに設けられ、リングギア８は出力軸６と繋がっている。この場合の速度線図は図４（ｂ）に示している通りであり、出力軸６と連結しているリングギア８の回転速度はキャリア１１の回転速度に対して遅く、トルクの増幅が図られる。
【００４２】
図５は本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置の更なる別の概略図を示している。この発進装置もビスカスカップリング４の他にプラネタリギア機構７を組み合わせた構造としているが、このプラネタリギア機構７では２個のプラネタリギア１０ａ，１０ｂが対を成してリングギア８とサンギア９の間に介在して噛み合っている。
【００４３】
そして、ビスカスカップリング４のハウジングは外殻１に連結し、インナーシャフトはサンギア９と連結している。プラネタリギア１０ａ，１０ｂが取付けられるキャリア１１はワンウエイクラッチと連結してその回転は停止し、リングギア８は出力軸６と繋がっている。この場合の速度線図は図５（ｂ）に示している通りであり、出力軸６と連結しているリングギア８の回転速度はサンギア９の回転速度に対して遅く、トルクの増幅が図られる。
【００４４】
これら、実施例の他にビスカスカップリングとプラネタリギア機構の組み合わせは色々あるが、本発明ではビスカスカップリングの出力側となるインナーシャフトの回転速度をプラネタリギア機構を組み合わせることで減速すると共に、トルクの増幅を図ることが出来るように構成している。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置の概略図。
【図２】本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置の実施例。
【図３】本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置の概略図。
【図４】本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置の概略図。
【図５】本発明に係るビスカスカップリングを備えた発進装置の概略図。
【符号の説明】
【００４６】
１  外殻
２  フロントカバー
３  ダンパ付きクラッチ
４  ビスカスカップリング
５  クランクシャフト
６  出力軸
７  プラネタリギア機構
８  リングギア
９  サンギア
10  プラネタリギア
11  キャリア
12  トランスミッションケース
13  連結プレート
14  ボルト
15  ブロック
16  センターピース
17  スリーブ
18  軸受け
19  保持リング
20  ハウジング
21  インナーシャフト
22  ワンウエイクラッチ
23  軸
24  ブラケット
25  連結板
26  ハブ
27  ピストン
28  ダンパ
29  ダンパスプリング
【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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