(57)【要約】クラッチの押し付け力とヘリカルギヤの発するスラスト力との干渉防止し振動等の発生を抑える。  第一のギヤと第二のギヤとの噛み合いによって発生した軸方向のスラスト力と対向する方向に押圧する押し付け装置をディスク押し付け装置およびクラッチハブに前記スラスト力と対向する方向に押圧する対向力付与押し付け装置とで構成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクの入力軸と、該入力軸に平行あるいは同心に配置されたトルクの出力軸と前記入力軸もしくは出力軸の軸上に同心的に、かつ回転方向に拘束されて配置されたクラッチハブと、該クラッチハブ上に、回転方向に拘束されて配置される第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心的に配置される第二の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクを回転方向に拘束して保持する保持部材と、前記クラッチハブが設けられる前記入力軸もしくは出力軸のいずれかの軸に回転自由に保持される第一のギヤと、他方の軸に回転方向に拘束されて保持され、第一のギヤと噛み合う第二のギヤと、第一の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクとの間で作用し、第一の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクとの間で摩擦力を発生させるクラッチ押し付け装置とを有するクラッチ装置において、
第一のギヤと第二のギヤとの噛み合いによって発生した軸方向のスラスト力を受ける部材（前記クラッチハブ自体を含む。）を設け、該スラスト力を受ける部材にスラスト力と対向する方向に押し付け装置（前記クラッチ押し付け装置自体を含む）を押し付け力が、第一の摩擦ディスクから第二の摩擦ディスクにトルクが伝達されている状態のときは、常時前記スラスト力よりも大きいかもしくは小さく設定して押し付け装置（前記クラッチ押し付け装置自体を含む）設けてあること
を特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記押し付け装置は、前記クラッチ押し付け装置単体で構成されることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項３】
請求項１において、前記押し付け装置は、前記クラッチ押し付け装置と前記スラスト力を受け部材に押し付け力が作用する対向力付与押し付け装置とから構成することを特徴とするクラッチ装置。
【請求項４】
請求項３において、前記対向力付与押し付け装置は、前記押し付け装置の押し付けが作用し、前記クラッチハブによって受けられたプレッシャープレートを摺動可能に保持するプレッシャープレート押えとケースとの間に設けられたスプリング、油圧装置、電気モータもしくは電磁ソレノイド装置によって構成されることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項５】
トルクの入力軸と、該入力軸に平行あるいは同心に配置されたトルクの出力軸と、前記入力軸の軸上に同心的に、かつ回転方向に拘束されて配置されたクラッチハブと、該クラッチハブ上に、回転方向に拘束されて配置される第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心的に配置される第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心的に配置される第二の摩擦ディスクと、第二の摩擦ディスクを回転方向に拘束して保持する保持部材と、前記入力軸に回転自由に保持される第一のギヤと、前記出力軸に回転方向に拘束され、第一のギヤと噛み合う第二のギヤと、第一の摩擦ディスクを第二の摩擦ディスクに押し付けて第一の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクとの間で摩擦力を発生させるディスクを押し付け装置および第一の摩擦ディスクを第二の摩擦ディスクから復原する復原装置とを有するクラッチ装置において、
第一のギヤに突出部を設けて第一のギヤと第二のギヤとの噛み合いによって発生した軸方向のスラスト力を前記クラッチハブで受け、該クラッチハブには前記スラスト力と対向する方向に押圧する押し付け装置を設けたこと
を特徴とするクラッチ装置。
【請求項６】
トルクの入力軸と、該入力軸に平行あるいは同心に配置されたトルクの出力軸と、前記入力軸の軸上に同心的に、かつ回転方向に拘束されて配置されたクラッチハブと、該クラッチハブ上に、回転方向に拘束されて配置される第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心的に配置される第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心的に配置される第二の摩擦ディスクと、第二の摩擦ディスクを回転方向に拘束して保持する保持部材と、前記入力軸に回転自由に保持される第一のギヤと、前記出力軸に回転方向に拘束され、第一のギヤと噛み合う第二のギヤと、第一の摩擦ディスクを第二の摩擦ディスクに押し付けて第一の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクとの間で摩擦力を発生させるディスクを押し付け装置および第一の摩擦ディスクを第二の摩擦ディスクから復原する復原装置とを有するクラッチ装置において、
第一のギヤと第二のギヤとの噛み合いによって発生した軸方向のスラスト力と対向する方向に押圧する押し付け装置を前記ディスク押し付け装置および前記クラッチハブに前記スラスト力と対向する方向に押圧する対向力付与押し付け装置とで構成したこと
を特徴とするクラッチ装置。
【請求項７】
請求項６において、前記対向力付与押し付け装置は、前記押し付け装置の押し付けが作用し、前記クラッチハブによって受けられたプレッシャープレートを摺動可能に保持するプレッシャープレート押さえとクラッチ本体との間に設けられたスプリング、油圧装置、電動モータもしくは電磁ソレノイド装置によって構成されることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項８】
請求項７において、前記ディスク押し付け装置は油圧ピストン機構であり、また対向力付与押し付け装置も油圧ピストン機構であり、双方の油圧ピストン機構の作動油室を連通油路で接続したことを特徴とするクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、自動車のクラッチ装置に係わり、特に従来のマニュアルトランスミッションを自動化した自動ＭＴのクラッチ装置に関する。
【背景技術】  自動車の変速機は、歯車を用いて減速を行っており、この歯車には静寂性と強度向上の目的から、回転軸に対して歯すじが傾きを持つヘリカルギヤが用いられている。しかし、ヘリカルギヤは欠点として、歯すじが傾いていることにより、噛み合い反力として軸方向のスラスト力を発生する特性を持つ。変速機においてスラスト力は、軸受けや変速機ケースにストレスを与えるため、振動や騒音の原因となってしまう可能性があり、変速機、また、それを搭載する自動車自体の商品性を低下させてしまうため、スラスト力の受けに対策を施し、これを抑えようとする手段が試みられている。例えば、スラスト力を受ける部分に緩衝材を用いたストッパを設置し、緩衝材により振動の発生を抑えようとする機構が考案され、特開２００１−９９１８６号公報に記載されている。
【発明の開示】
しかしながら、上記クラッチでは、スラスト力による急激な加振力を和らげてはいるが、根本的な解決にはなっておらず、軸受けや、変速機ケースがストレスを受けることには変わり無い。特に、自動ＭＴ用のクラッチにおいては低負荷低回転から高負荷高回転の広い領域で使用されるため、スラスト力の大きさおよび周波数の変動の領域も広く、緩衝材の設定では抑えきれずに、振動や騒音を発生させてしまう恐れがある。振動が生じた場合、振動によりクラッチの伝達するトルクが変動してしまうと、最終的な自動車の駆動トルクの変動につながり、乗り心地の悪化につながってしまう恐れがある。
本発明の目的は、クラッチ機構において、振動の原因となるスラスト力を抑え込み、振動、騒音、しいては自動車の駆動トルクの変動を防止し、静寂で振動の少ない変速機、また乗り心地のよい自動車のためのクラッチを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、クラッチがトルクを伝達する摩擦力を発生するために必要な押し付け力を供給する押し付け手段と、トルクの入力軸と、トルクの入力軸に同心あるいは平行に配置されたトルクの出力軸と、トルクの入力軸あるいはトルクの出力軸上に同心かつ回転方向に拘束されて配置される少なくとも１枚の第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心に配置される少なくとも１枚の第二の摩擦ディスクと、第二の摩擦ディスクを回転方向に拘束して保持するガイドと、ガイドを回転方向に拘束し、前記第一の摩擦ディスクおよび第二の摩擦ディスクおよびガイドが保持される軸に回転自由に保持され、スラスト力を発生する第一のギヤと、他方の軸に回転方向に拘束されて保持されて第一のギヤと噛み合う第二のギヤを備え、スラスト力に対向してクラッチがトルクを伝達する際に押し付ける作用を行う押し付け手段を備える。
また、さらに、クラッチの配置される軸を軸方向に押し付ける軸押し付け手段を備える場合もある。
具体的には、本発明は、トルクの入力軸と、該入力軸に平行あるいは同心に配置されたトルクの出力軸と前記入力軸もしくは出力軸の軸上に同心的に、かつ回転方向に拘束されて配置されたクラッチハブと、該クラッチハブ上に、回転方向に拘束されて配置される第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心的に配置される第二の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクを回転方向に拘束して保持する保持部材と、前記クラッチハブが設けられる前記入力軸もしくは出力軸のいずれかの軸に回転自由に保持される第一のギヤと、他方の軸に回転方向に拘束されて保持され、第一のギヤと噛み合う第二のギヤと、第一の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクとの間で作用し、第一の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクとの間で摩擦力を発生させるクラッチ押し付け装置とを有するクラッチ装置において、第一のギヤと第二のギヤとの噛み合いによって発生した軸方向のスラスト力を受ける部材（前記クラッチハブ自体を含む。）を設け、該スラスト力を受ける部材にスラスト力と対向する方向に押し付け装置（前記クラッチ押し付け装置自体を含む）を押し付け力が、第一の摩擦ディスクから第二の摩擦ディスクにトルクが伝達されている状態のときは、常時前記スラスト力よりも大きいかもしくは小さく設定して押し付け装置（前記クラッチ押し付け装置自体を含む）設けてあるクラッチ装置を構成する。
この場合に、前記押し付け装置は、前記クラッチ押し付け装置単体で構成される。
また、前記押し付け装置は、前記クラッチ押し付け装置と前記スラスト力を受け部材に押し付け力が作用する対向力付与押し付け装置とから構成し得る。
また、前記対向力付与押し付け装置は、前記押し付け装置の押し付けが作用し、前記クラッチハブによって受けられたプレッシャープレートを摺動可能に保持するプレッシャープレート押えとケースとの間に設けられたスプリング、油圧装置、電気モータもしくは電磁ソレノイド装置によって構成され得る。
本発明によれば変速機に用いられるヘリカルギヤに生じるスラスト力に起因する振動、騒音、また、伝達トルクの変動を抑えることができ、静寂で振動の少ない変速機、また乗り心地のよい自動車とすることができる。
トルクの入力軸と、該入力軸に平行あるいは同心に配置されたトルクの出力軸と、前記入力軸の軸上に同心的に、かつ回転方向に拘束されて配置されたクラッチハブと、該クラッチハブ上に、回転方向に拘束されて配置される第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心的に配置される第一の摩擦ディスクと、第一の摩擦ディスクに同心的に配置される第二の摩擦ディスクと、第二の摩擦ディスクを回転方向に拘束して保持する保持部材と、前記入力軸に回転自由に保持される第一のギヤと、前記出力軸に回転方向に拘束され、第一のギヤと噛み合う第二のギヤと、第一の摩擦ディスクを第二の摩擦ディスクに押し付けて第一の摩擦ディスクと第二の摩擦ディスクとの間で摩擦力を発生させるディスクを押し付け装置および第一の摩擦ディスクを第二の摩擦ディスクから復原する復原装置とを有するクラッチ装置であって、第一のギヤと第二のギヤとの噛み合いによって発生した軸方向のスラスト力と対向する方向に押圧する押し付け装置を前記ディスク押し付け装置および前記クラッチハブに前記スラスト力と対向する方向に押圧する対向力付与押し付け装置とで構成される。
また、前記対向力付与押し付け装置は、前記押し付け装置の押し付けが作用し、前記クラッチハブによって受けられたプレッシャープレートを摺動可能に保持するプレッシャープレート押さえとケースとの間に設けられたスプリング、油圧装置、電動モータもしくは電磁ソレノイド装置によって構成される。
更に、前記押し付け装置は、その全体としての押し付け力が、第一の摩擦ディスクから第二の摩擦ディスクにトルクが伝達されている状態のときに、常時前記スラスト力よりも大きいかもしくは小さく設定してある。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明のクラッチを有する変速機の一実施例のクラッチ部分の断面図示した図である。
第２図は、ヘリカルギヤの歯すじの傾きを示した図である。
第３図は、ヘリカルギヤの噛み合いによるスラスト力発生を模式的に示した図である。
第４図は、本発明によるクラッチ押し付け力とギヤによって生じるスラスト力の関係の一例を示した図である。
第５図は、本発明によらないクラッチ押し付け力とギヤによって生じるスラスト力の関係の一例を示した図である。
第６図は、本発明のクラッチを有する変速機の他の実施例のクラッチ部分の断面図示した図である。
第７図は、本発明のクラッチを有する変速機のまた他の実施例のクラッチ部分の断面図示した図である。
【実施例１】  以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図を用いて説明する。
第１図は本実施例によるクラッチ１００を自動車の変速機に適用した場合の実施例の断面を示したものである。参照番号１０はケースを示す。入力軸１にクラッチハブ２１が固定ナット８１にて締め付けられて固定されている。クラッチハブ２１の外径にはスプラインが形成されており、ここに第一の摩擦ディスク２がスプラインによって回転方向に拘束されて設置される。本実施例では、クラッチ装置１００をマルチプレートによる構成とし、第一の摩擦ディスク２は６枚取り付けられている。第一の摩擦ディスク２と交互に第二の摩擦ディスク３が設置される。第二の摩擦ディスク３は、本実施例では５枚が取り付けられている。第二の摩擦ディスク３は外周に外歯スプラインが形成されており、これがクラッチドラム４の内歯スプラインと噛み合うことによって、クラッチドラム４と回転方向に拘束されて設置される。本実施例ではこれらの摩擦ディスクは変速機内部に設置される形式をとり、潤滑油中に摩擦ディスクがあるため湿式クラッチと呼ばれる分類になる。クラッチドラム４の端部には動力伝達ギヤ２２が設けられており、動力伝達ギヤ２２は出力軸８の被動力伝達ギヤ２３と噛み合っている。この例の場合、出力軸８を入力軸１と平行に配置しているが、同心配置とすることもできる。クラッチドラム４の回転は被動力伝達ギヤ２３を通じて出力軸８側へと伝達される。クラッチドラム４はニードルベアリング２６によって入力軸１に支持されており、入力軸１とは回転方向に自由となる。第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３の押し付け力を発生するため油圧ピストン（油圧ピストン機構）５が設置され、図示しない上位の制御器によって制御された油圧が供給されて動作する。油圧ピストン５の運動は、操作ベアリング２７を介してクラッチ側に伝えられる。クラッチは入力軸１と共に回転しており、油圧ピストン５は変速機ケースに設置されて回転しないので、接触抵抗を低減するために操作ベアリング２７が用いられている。操作ベアリング２７の直線運動はプレッシャープレート６および、皿ばね７を介して、第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３からなるクラッチパックの押し付け力として伝達される。プレッシャープレート６は入力軸１上に設けたプレッシャー保持部材３１上を軸方向に摺動可能にして設けてあり、リング３２によって停止位置が決められる。クラッチハブ２１とプレッシャープレート６との間にはリターンスプリング２９が配設されている。クラッチパックはクラッチハブ２１にＣリング１２で軸方向の運動を拘束されており、クラッチパックはプレッシャープレート６と、Ｃリング１２によって挟み込まれる状態となる。クラッチには復原装置としてのリターンスプリング２９が組み込まれており、プレッシヤープレート６を油圧ピストン５側に押し返す力を発生する。油圧ピストン５に供給する作動油の圧力を下げるとリターンスプリングの押し返し力により油圧ピストン５を元の位置に戻すとともにクラッチパックの押し付け力を解除する。
ここで、動力伝達ギヤ２２、および被動力伝達ギヤ２３は歯すじがつるまき線であるヘリカルギヤとして構成してあり、クラッチの伝達する動力を入力軸から出力軸に伝える際、スラスト力ＦＧが第１図に示しように発生する。
動力伝達ギヤ２２の前端突出部３３はクラッチハブ２１に接触しており、スラスト力ＦＧをクラッチハブ２１に伝達する。この例ではスラスト受け材としてクラッチハブ２１を用いて構造を簡単にしているか、他の部材を付加してスラスト受け部材としてもよい。以下、クラッチハブ２１で受ける場合を例に取って説明する。動力伝達ギヤ２２の他側ギヤ受け３４が設けてある。
ここで、本実施例では、クラッチの押し付けに油圧ピストンを用いたが、押し付け力を発生できるものであれば、電気モータを用いた機構や、電磁ソレノイド装置を用いた機構であってもよい。また、クラッチは外部から操作力を加えない状態で解放状態となるノーマルオープン形式のものを例としたが、クラッチは外部から操作力を加えない状態で締結状態となるノーマルクローズ形式のものでもよい。
尚、上述の実施例にあっては、クラッチを入力軸１に設ける構成、すなわちクラッチハブ２１を入力軸１に設ける構成としているが、これらを出力軸８に設ける構成としても同一の効果を達成することができる。
さて、上記構成の本実施例でのクラッチの動作について説明すれば以下のようである。
まず、油圧ピストン５に作動油を供給していない状態では第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３は擦り合いにより若干の動力は伝達するものの、その伝達動力は無視できるレベルである。したがって、第一の摩擦ディスク２と回転方向に固定されたクラッチハブ２１、および入力軸１と、第二の摩擦ディスク３と回転方向に固定されたクラッチドラム４の間の動力伝達は無く、入力軸１とクラッチドラム４は互いに自由に回転する。クラッチドラムに形成された動力伝達ギヤ２２と出力軸８の被動力伝達ギヤ２３は噛み合い、被動力伝達ギヤ２３は出力軸８に回転拘束されているので、入力軸１と出力軸８との間の動力伝達は無い状態である。
クラッチを作動させて、動力を入力軸１から出力軸８へ伝達しようとする場合、図示しない上位の制御器から圧力を制御した作動油を油圧ピストン５へ供給し、油圧ピストン５からクラッチ押し付け力ＦＰを発生させる。油圧ピストンが発生した押し付け力は、操作ベアリング２７を経てプレッシャープレート６へ伝えられ、皿ばね７を介して、第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３からなるクラッチパックを押し付ける力を作用させる。ここで、クラッチパックは、クラッチハブ２１にＣリング１２により軸方向の変位を規制されているのでクラッチパックはプレッシャープレートとＣリングの間に挟み込まれ、第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３は押し付けられて摩擦による伝達トルクを生じる。よって、入力軸１に伝えられている動力は、入力軸１からクラッチハブ、第一の摩擦ディスク２、第二の摩擦ディスク３、クラッチドラム４、動力伝達ギヤ２１、被動力伝達ギヤ２３、出力軸８の順で伝えられ、入力軸１から出力軸８へ動力を伝達を得る。
ここで、動力伝達ギヤ２２は第２図に示すような歯すじがつるまき線であるヘリカルギヤである。被動力伝達ギヤ２３についても同様である。ヘリカルギヤは歯すじが傾いていることにより、噛み合い率がなめらかに変化するため静寂であり強度も高いものであるが、スラスト力を生じてしまう欠点がある。ここで、動力伝達ギヤ２２から被動力伝達ギヤ２３にトルクを伝達する場合、発生するスラスト力ＦＧは第３図に示すように、発生し、歯すじの傾きをβとすると、スラスト力はおおよそ伝達トルクＴと歯車のピッチ円半径ｒにより次式で計算される。
2005106274.tif 000002
また、クラッチの押し付け力ＦＰと伝達トルクＴの関係は摩擦係数μ、クラッチの有効半径Ｒ、クラッチの摩擦面数ｚ、リターンスプリング反力ＦＳとすると、次式により計算される。
2005106274.tif 000003
ここで、本発明では第１図に示すようにスラスト力ＦＧの向きとクラッチの押し付け力ＦＰの向きを対向させる。さらに、第４図に示すようにクラッチがトルクを伝達する領域では、クラッチの押し付け力ＦＰが常にスラスト力ＦＧよりも大きくなるように構成する。
つまり、ある伝達トルクに対してどれだけのクラッチ押し付け力が必要となるかは数２で決まり、ある伝達トルクに対してどれだけのスラスト力が発生するかは数１によりそれぞれ独立に決定される。ここで、クラッチの押し付け力ＦＰが常にスラスト力ＦＧよりも大きくなるように構成するには数１あるいは、数２中のパラメータを調整することにより実現できる。例えば、数２にあるリターンスプリング反力ＦＳを大きく調整すると、ある伝達トルクを発生するために必要なクラッチ押し付け力を大きくする。このようにして、クラッチの押し付け力ＦＰが常にスラスト力ＦＧよりも大きくなるように構成することができる。以上のように調整することにより入力軸１はクラッチの全作動域において、クラッチ押し付け力ＦＰから押し付けられる方向に安定して位置し、振動等を発生することが無い。尚逆に常に押し付け力ＦＰはスラスト力ＦＧよりも小さく、入力軸１はクラッチの全作動域において、スラスト力ＦＧから押し付けられる方向に安定して位置させる構成でもよい。すなわち、数１、および数２で導けるＦＰとＦＧに関してクラッチの作動全領域で次式の関係が成り立っている。
2005106274.tif 000004
2005106274.tif 000005
あるいはクラッチの作動全領域で次式の関係が成り立っている。
2005106274.tif 000006
ここで、第５図に示すように押し付け力ＦＰとスラスト力ＦＧの大きさが逆転してしまう場合、クロス点より伝達トルクの小さい領域では入力軸は押し付け力ＦＰのはたらく向きに移動しているが、伝達トルクがクロス点を越えるとスラスト力ＦＧの方が大きくなり、入力軸はスラスト力ＦＧのはたらく向き、すなわち押し付け力ＦＰのはたらく向きとは逆方向に移動する。このようにクロス点で入力軸にはたらく力の総計の向きが逆転してしまうため、クロス点近傍で振動的になってしまい、変速機の振動、騒音、また、変速機を搭載する自動車の乗り心地の悪化につながってしまう。
以上の構成によれば、第一のギヤに突出部を設けて第一のギヤ２２と第二のギヤ２３との噛み合いによって発生した軸によって発生した軸方向のスラスト力をクラッチハブ２１で受け、クラッチハブ２１にはスラスト力と対向する方向に押圧する押し付け装置を設けたクラッチ装置が構成される。
以上のように、本実施例によれば、ヘリカルギヤのスラスト力に起因する振動や騒音、またヘリカルギヤを用いた変速機を搭載する自動車の乗り心地を改善することができる。
【実施例２】  本発明の他の実施例を第６図を用いて説明する。
第６図は本発明によるクラッチを自動車の変速機に適用した場合の他の実施例の断面を示したものである。クラッチの構成や軸の配置、押し付け手段等は第１図に示す実施例１と同様である。第６図に示す他の実施例での相違点は、他の軸押し付け手段を付加して有することである。この場合の他の押し付け手段は、コイルスプリング９０であって、従って軸押し付け手段はコイルスプリング９０とスラストベアリング２８からなり、コイルスプリングに初期変位を与えて組み込みこみ入力軸１を押す力を常に発生させている。ここではコイルスプリング９０を１例として、他の押し付け手段を対向する付与押し付け装置と称する。
さて、上記構成の本実施例でのクラッチの動作について説明すれば以下のようである。まず、油圧ピストン５に作動油を供給していない状態では第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３は擦り合いにより若干の動力は伝達するものの、その伝達動力は無視できるレベルである。したがって、第一の摩擦ディスク２と回転方向に固定されたクラッチハブ２１、および入力軸１と、第二の摩擦ディスク３と回転方向に固定されたクラッチドラム４の間の動力伝達は無く、入力軸１とクラッチドラム４は互いに自由に回転する。クラッチドラム４に形成された動力伝達ギヤ２２と出力軸８の被動力伝達ギヤ２３は噛み合い、被動力伝達ギヤ２３は出力軸８に回転拘束されているので、入力軸１と出力軸８との間の動力伝達は無い状態である。
クラッチを作動させて、動力を入力軸１から出力軸８へ伝達しようとする場合、図示しない上位の制御器から圧力を制御した作動油を油圧ピストンへ供給し、油圧ピストンからクラッチ押し付け力ＦＰを発生させる。油圧ピストンが発生した押し付け力は、操作ベアリング２７を経てプレッシャープレート６へ伝えられ、皿ばね７を介して、第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３からなるクラッチパックを押し付ける力を作用させる。ここで、クラッチパックは、クラッチハブ２１にＣリング１２により軸方向の変位を規制されているのでクラッチパックはプレッシヤープレート６とＣリング１２の間に挟み込まれ、第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３は押し付けられて摩擦による伝達トルクを生じる。よって、入力軸１に伝えられている動力は、入力軸１からクラッチハブ２１、第一の摩擦ディスク２、第二の摩擦ディスク３、クラッチドラム４、動力伝達ギヤ２２、被動力伝達ギヤ２３、出力軸８の順で伝えられ、入力軸１から出力軸８へ動力を伝達を得る。
ここで、動力伝達ギヤ２２は歯すじがつるまき線であるヘリカルギヤである。ヘリカルギヤは歯すじが傾いていることにより、噛み合い率がなめらかに変化するため静寂であり強度も高いものであるが、スラスト力を生じてしまう欠点がある。本実施例ではギヤに生じるスラスト力ＦＧとクラッチの押し付け力ＦＰが対向するように設置し、かつ軸押し付け手段による軸押し付け力ＦＡ１をさらに作用させて、確実にクラッチがトルクを伝達する領域では、クラッチの押し付け力ＦＰと軸押し付け力ＦＡ１の和が常にスラスト力ＦＧよりも大きくなるように構成している、すなわち、入力軸はクラッチの全作動域において、クラッチ押し付け力ＦＰから押し付けられる方向に安定して位置し、振動等を発生することが無い。
以上のように、本実施例によれば、ヘリカルギヤのスラスト力に起因する振動や騒音、またヘリカルギヤを用いた変速機を搭載する自動車の乗り心地を改善することができる。
【実施例３】  本発明の他の実施例を第７図を用いて説明する。
第７図は、本発明によるクラッチを自動車の変速機に適用した場合の他の実施例の断面を示したものである。クラッチの構成や軸の配置、押し付け手段等は第１図に示す実施例１と同様である。第６図に示す他の実施例での相違点は、他の軸押し付け手段を有することである。軸押し付け手段は軸力油圧ピストン９１とスラストベアリング２８からなり、軸力油圧ピストン９１の作動油室であるシリンダをクラッチ押し付け力を発生する油圧ピストン５の作動油室であるシリンダと連通油路９２で接続している。この場合には、他の軸押し付け手段は軸力油圧ピストン９１であり、従って、軸力油圧ピストン９１は対向力付与押し付け装置の１例となる。すなわち、クラッチを作動させるために上位の制御器で油圧を発生させて油圧ピストン５に作動油を供給すると、その一部は連通油路９２を通り、軸力油圧ピストンへと供給され、入力軸を押す力を発生させている。
さて、上記構成の本発明でのクラッチの動作について説明すれば以下のようである。
まず、油圧ピストン５に作動油を供給していない状態では第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３は擦り合いにより若干の動力は伝達するものの、その伝達動力は無視できるレベルである。したがって、第一の摩擦ディスク２と回転方向に固定されたクラッチハブ２１、および入力軸１と、第二の摩擦ディスク３と回転方向に固定されたクラッチドラム４の間の動力伝達は無く、入力軸１とクラッチドラム４は互いに自由に回転する。クラッチドラムに形成された動力伝達ギヤ２２と出力軸８の被動力伝達ギヤ２３は噛み合い、被動力伝達ギヤ２３は出力軸８に回転拘束されているので、入力軸１と出力軸８との間の動力伝達は無い状態である。
クラッチを作動させて、動力を入力軸１から出力軸８へ伝達しようとする場合、図示しない上位の制御器から圧力を制御した作動油を油圧ピストン５へ供給し、油圧ピストン５からクラッチ押し付け力ＦＰを発生させる。油圧ピストン５が発生した押し付け力は、操作ベアリング２７を経てプレッシャープレート６へ伝えられ、皿ばね７を介して、第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３からなるクラッチパックを押し付ける力を作用させる。ここで、クラッチパックは、クラッチハブ２１にＣリング１２により軸方向の変位を規制されているのでクラッチパックはプレッシャープレート６とＣリング１２の間に挟み込まれ、第一の摩擦ディスク２と第二の摩擦ディスク３は押し付けられて摩擦による伝達トルクを生じる。よって、入力軸１に伝えられている動力は、入力軸１からクラッチハブ２１、第一の摩擦ディスク２、第二の摩擦ディスク３、クラッチドラム４、動力伝達ギヤ２２、被動力伝達ギヤ２３、出力軸８の順で伝えられ、入力軸１から出力軸８へ動力の伝達を得る。
ここで、油圧ピストン５に供給された作動油の一部は連通油路９２を通じて軸力油圧ピストン９１へと流れ、軸力油圧ピストン９１は入力軸１を押す力を発生する。
ここで、動力伝達ギヤ２２は歯すじがつるまき線であるヘリカルギヤである。ヘリカルギヤは歯すじが傾いていることにより、噛み合い率がなめらかに変化するため静寂であり強度も高いものであるが、スラスト力を生じてしまう欠点がある。本実施例ではギヤに生じるスラスト力ＦＧとクラッチの押し付け力ＦＰが対向するように設置し、かつ軸力油圧ピストン９１による軸押し付け力ＦＡ１をさらに作用させて、確実にクラッチがトルクを伝達する領域では、クラッチの押し付け力ＦＰと軸押し付け力ＦＡ１の和が常にスラスト力ＦＧよりも大きくなるように構成している、すなわち、入力軸はクラッチの全作動域において、クラッチ押し付け力ＦＰから押し付けられる方向に安定して位置し、振動等を発生することが無い。
以上のように、本実施例によれば、ヘリカルギヤのスラスト力に起因する振動や騒音、またヘリカルギヤを用いた変速機を搭載する自動車の乗り心地を改善することができる。また、クラッチの非作動時は軸押し付け力も作用しないため、変速機の摩擦損失を低く抑えることができ、効率の良い変速機とすることができる。
【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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【国際調査報告】
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