JP4904649B2

JP4904649B2 - 電磁パイロット式クラッチ装置

Info

Publication number: JP4904649B2
Application number: JP2001264068A
Authority: JP
Inventors: 邦彦鈴木
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: EP1288519A1; EP1288519B1; DE60201563T2; JP2003074598A; DE60201563D1; US20030066727A1; US6622838B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁パイロット式クラッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの回転動力を駆動輪に伝達する発進用の電磁パイロット式クラッチ装置１０においては、図１に示されるように、ベベルギヤ等のデファレンシャルギヤ２９が収納されたデフケース２０に回転軸線上でテーパローラベアリング５１，５２により回転可能に出力軸２３が支承され、該デフケース２０にケース１１が固定されている。該ケース１１には、入力軸２１と一体的に連結されるハウジング１３が収納され、該ハウジング１３内には、ベアリング２４及びニードルベアリング２５により回転可能に支承されるインナシャフト１５が延在するクラッチ収納室１４が形成されている。該クラッチ収納室１４内には、メインクラッチ１６、カム式増幅機構１８及びパイロットクラッチ３４等が配設され、ハウジング１３の開口部６４は、リヤハウジング５７により覆われている。インナシャフト１５外周面と小径リヤハウジング部３７内周面との間、大径リヤハウジング部３８外周面とケース１１内周面との間には、オイルシール５５，６８が介装されて液密状態を保持している。電磁石３３はヨーク３６に固定され、リヤハウジング５７を挟んでパイロットクラッチ３４と対向した位置に配設され、該ヨーク３６は、小径及び大径リヤハウジング部３７，３８と微小隙間を保ち、小径リヤハウジング部３７をベアリング２８により回転可能に支承するとともに、ハウジング１３の開口部６４から突出してデフケース２０のヨーク嵌合穴５０に嵌合支持される嵌合部３６ａ及びケース端面に突設されたピン４７と係合して回り止めする係合部３６ｂを有する。このようにハウジング１３内に各構成部品か組み付けられて、ハウジングアッシ４１が構成されている。
【０００３】
ケース１１内で、ハウジング１３の前方である入力軸側外周面の肩部４６は、外側ベアリング６５に回転可能に支承され、該ベアリング６５近傍に取り付けられているオイルシール１９により、ケース１１内の液密状態が保持される。ケース１１とデフケース２０は、ハウジング１３の開口部６４端面の位置で分割されるようになっている。小径リヤハウジング部３７の突出端外周面とデフケース２０の内周面との間には、ケース１１とデフケース２０を液密的に分離するオイルシール５４が介装されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記、従来のクラッチ装置においては、ハウジングアッシがケースとデフケースの双方に支承される構造であり、ハウジングアッシのケース及びデフケースへの組み付けに時間がかかるとともに、ハウジングアッシの形状が変更されたときには、デフケースの形状も変更する必要があった。また、ケースとデフケースとの同心にずれが生じ、オイルシールの液密性が低下することがあるとともに、ケース及びデフケース内での入力軸と出力軸のバランスが悪くなる不具合があった。更に、ヨークの回り止めの係合部にガタが生じてハウジングアッシが振動することがあるとともに、該係合部よりハウジング等の回転変動により異音が発せられる不具合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、デファレンシャルギヤが収納されたデフケースと、前記デフケースに回転軸線上で回転可能に支承された出力軸と、前記デフケースに固定されたケースに前記回転軸線上で回転可能に支承された入力軸と、前記ケース内に配置されて前記入力軸に一体的に連結され内部にクラッチ収納室が形成されたハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支承されて前記クラッチ収納室内に延在し前記出力軸に着脱自在に回転連結された回転部材と、前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインアウタクラッチプレート及び該メインアウタクラッチプレートと交互に配置され前記回転部材に回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインインナクラッチプレートとを備えたメインクラッチと、前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットアウタクラッチプレート及び該パイロットアウタクラッチプレートと交互に配置され第１カム部材に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットインナクラッチプレートとを備えたパイロットクラッチと、前記ハウジングに固着された大径リヤハウジング部と前記回転部材を回転可能に支承する小径リヤハウジング部とを前記パイロットクラッチを挟んでアーマチュアと対向する位置で非磁性体の環状の中間部材により一体に結合したリヤハウジングと、前記大径及び小径リヤハウジング部の間に配置され前記アーマチュアを吸引して前記パイロットアウタクラッチプレートとパイロットインナクラッチプレートとを圧接させる電磁石が固着され前記小径リヤハウジング部をベアリングにより回転可能に支承したヨークと、前記メインクラッチに当接する第２カム部材と前記第１カム部材との相対回転によるカム機構の作動により第２カム部材が軸線方向に移動されて前記メインクラッチを前記電磁石の吸引に基づく前記パイロットクラッチの伝達トルクを増幅して圧接するカム式増幅機構とを有する電磁パイロット式クラッチ装置において、前記ケースの出力軸側で前記ケースと前記デフケースとが固定され、前記ケースの内部で前記ヨーク外周面を前記ケースのみに対して前記ヨークと前記ケース間を弾性力をもった封止部材にてシールして液密的に嵌合するとともに前記ケースに回り止めし、前記ヨーク内周面を前記小径リヤハウジング部外周面に前記ヨークと前記小径リヤハウジング部間を弾性力をもった封止部材にてシールして液密的に嵌合したことである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、前記小径リヤハウジング部と前記回転部材との間には環状のオイルシールが設けられ、前記ケースと前記入力軸の外周面の間には環状のオイルシールが設けられることである。
【０００７】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は請求項２に記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、前記ケースと前記デフケースとを前記回転軸と同心に形成された嵌合穴で位置決めして固定することである。
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、前記入力軸は、前記デフケースに固定された前記ケースに前記回転軸線上でベアリングにより回転可能に支承され、前記回転部材は、前記ハウジングにベアリングにより回転可能に支承され、前記小径リヤハウジング部は、前記回転部材をニードルベアリングにより回転可能に支承することである。
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、前記ヨークは半径方向に突出する係合部を有し、前記係合部は前記ケースの開口部に形成された切欠きに嵌合することで前記ケースに回り止めされていることである。
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、前記ヨークは前記電磁石の磁束が循環することである。
【０００８】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、ハウジング内に回転部材、メインクラッチ、パイロットクラッチ、電磁石が固定されたヨーク、カム式増幅機構及びリヤハウジングを組み付けたハウジングアッシをサブアッシとして用意し、かかるハウジングアッシのヨーク外周面をケースに回り止めして液密的に嵌合し、ヨーク内周面と小径リヤハウジング部外周面との間を液密的にシールしてケースにのみ支承させるので、組み付けが容易であるとともに、ハウジングアッシのデザインが変更された場合でも、デフケースのデザインを変更する必要がないのでデフケースの共通化が可能となる。また、ケースとデフケース間に芯ずれが生じても、オイルシールの液密性が低下することがないとともに、入力軸と出力軸のバランスが良好に保たれる。更に、ヨーク外周面をケースに嵌合支持させるので、ケースとデフケース間の芯ずれによるアンバランスや振動がなくなる。
【０００９】
また、ヨークとケース間ならびにヨークと小径リヤハウジング部間を弾性力をもった封止部材にてシールしたので、ヨークに対して回転抵抗を付与することができ、ハウジングアッシ等の回転変動に対して有効に機能し、回り止め部の異音をより確実に低減できる。
【００１０】
また、ケースとデフケースとを回転軸と同心に形成された嵌合穴で位置決めして固定した場合には、ケースとデフケース間に芯ずれを生じることなく、高精度でかつ安定した状態でケースとデフケースを嵌合することができる。
【００１１】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明に係る電磁パイロット式クラッチ装置の実施形態について説明する。図２は、電磁パイロット式クラッチ装置１０の縦断面図であり、ケース１１がデフケース２０に固定され、自動車等の車体に取り付けられる。デフケース２０内には、ギヤオイルが貯留されたギヤ収納室２６が形成され、該ギヤ収納室２６には、ベベルギヤ等を含むデファレンシャルギヤ２９が収納されているとともに、出力軸２３が回転軸線上で回転可能に支承されている。ケース１１内には、格納室１２が設けられている。該格納室１２にはハウジング１３が収納され、ハウジング１３の前方の端面２２には、回転軸である入力軸２１に形成されたフランジ部が、ハウジング１３の端面２２に複数のボルト３０により固定されている。入力軸２１は、外周面がベアリング２７に回転可能に支承され、先端に外スプラインが形成され、フランジ付連結部材１７の円筒部内周面に形成された内スプラインとスプライン嵌合されている。入力軸２１の外周面には、外部からの異物の侵入を防止するとともに、格納室１２内に貯留されているクラッチオイルを外部に漏らさないための環状のオイルシール５３が取り付けられている。
【００１２】
ハウジング１３には、回転部材１５、メインクラッチ１６、パイロットクラッチ３４、電磁石３３が固定されたヨーク３６、カム式増幅機構１８及びリヤハウジング５７等が組み込まれてハウジングアッシ４１が構成されている。即ち、ハウジング１３内にはクラッチ収納室１４が形成されており、該クラッチ収納室１４内を、回転軸線上に沿って回転部材である段付筒形状のインナシャフト１５が延在している。該インナシャフト１５は、ハウジング１３にベアリング２４及びニードルベアリング２５を介して回転可能に支承されている。インナシャフト１５の後方の筒部内周面には内スプラインが形成され、出力軸２３の先端部に形成されている外スプラインとスプライン嵌合して回転連結されている。
【００１３】
クラッチ収納室１４内には、メインクラッチ１６が配設されており、該メインクラッチ１６は、湿式多板式の摩擦クラッチであり、複数のメインインナクラッチプレート３１及びメインアウタクラッチプレート３２を備えている。メインインナクラッチプレート３１は、インナシャフト１５の外周にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられ、メインアウタクラッチプレート３２は、クラッチ収納室１４内周面に形成されたスプライン歯にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられている。メインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２は交互に配置されており、係合時は互いに当接して摩擦係合するとともに、離脱時は互いに離間して非係合状態となる。
【００１４】
カム式増幅機構１８は、メインクラッチ１６の後方に配設され、第１カム部材４４、第２カム部材４５及び複数のカムフォロア４０とからなっている。第２カム部材４５は、インナシャフト１５の外周にスプライン嵌合した状態で、一方がメインクラッチ１６と当接しており、カム機構によりメインクラッチ１６を押圧するようになっている。第１カム部材４４は、複数のカムフォロア４０を挟んで第２カム部材４５の後方で、インナシャフト１５の外周に嵌合されており、後述するパイロットクラッチ３４の半径内周側に位置している。複数のカムフォロア４０は、第１、第２カム部材４４，４５との間に形成されているカム溝に介装されている。第２カム部材４５とインナシャフト１５の肩部５８とで形成される空間には、図略のバネが介装されており、該バネの撥力により第２カム部材４５がメインクラッチ１６から離脱する方向に付勢され、カム機構が非作動時に、メインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２を離間させるとともに、第２カム部材４４を押圧して複数のカムフォロア４０を第１、第２カム部材４４，４５間のカム溝に収納させている。
【００１５】
パイロットクラッチ３４は、パイロットアウタクラッチプレート４２とパイロットインナクラッチプレート４３とからなり、第２カム部材４５の後方に配置され、パイロットアウタクラッチプレート４２はクラッチ収納室１４内周面に形成されたスプライン歯にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられ、パイロットインナクラッチプレート４３は第１カム部材４４の外周面にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられている。アーマチャ３５は環状を呈し、パイロットクラッチ３４と第２カム部材４５との間に配置され、クラッチ収納室１４内周面にスプライン嵌合して軸線方向へ移動可能に組付けられている。アーマチャ３５は、後述する電磁石３３を基点として形成される磁束により吸引されて、パイロットクラッチ３４を押圧するようになっている。
【００１６】
パイロットクラッチ３４の後方には、ハウジング１３の開口部６４を覆うリヤハウジング５７が嵌合している。リヤハウジング５７は、小径リヤハウジング部３７、大径リヤハウジング部３８及び中間部材３９とからなっている。小径リヤハウジング部３７は段付き筒形状で、インナシャフト１５をニードルベアリング２５を介して回転可能に支承しているとともに、環状のオイルシール５５により、クラッチオイルを小径リヤハウジング部３７とインナシャフト１５との間から外部に漏らさないように液密状態にしている。該小径リヤハウジング部３７の外周には、所定間隔を保って段付き円筒形状の大径リヤハウジング部３８が配置され、ハウジング１３の開口部６４近傍の内周面に螺合している。大径リヤハウジング部３８の内周面と小径リヤハウジング部３７の外周面との間には、環状でステンレス製の中間部材３９が介在されており、小径及び大径リヤハウジング部３７，３８と溶接により一体的に固着されている。ハウジング１３を組み付けた後に、大径リヤハウジング部３８の外周が、ダブルナット５６により固定される。小径及び大径リヤハウジング部３７，３８は磁性材料で、中間部材３９は非磁性体であり、後述の電磁石３３により磁束が形成され易い構造となっている。
【００１７】
電磁石３３は、環状であり、中間部材３９、小径及び大径リヤハウジング部３７，３８に囲まれた位置に介在されており、通電コード５９により通電がされ、ヨーク３６に固着されている。該ヨーク３６は、小径及び大径リヤハウジング部３７，３８の間で小径及び大径リヤハウジン部３７，３８と微小隙間を保ち、小径リヤハウジング部３７をベアリング２８を介して回転可能に支承し、ハウジング１３の開口部６４から突出しているヨーク突出部６１を有する。該ヨーク突出部６１は、断面Ｌ字形状であり、ヨーク突出部６１の外周面６２は、ケース１１とオイルシール６０によりシールして嵌合している。また、ヨーク３６内周面と小径リヤハウジング部３７外周面との間には、環状のオイルシール５４が取り付けられている。一般に潤滑用のオイルはクラッチ収納室１４内にのみ充填するが、本実施形態では、このオイルシール５４によって格納室１２を液密的にシールしているため、この格納室１２内にも同種のオイルを充填することができる。オイルの充填量の増大は、それだけオイルの寿命を長くし、装置の耐久性を向上できる。ヨーク突出部６１から半径方向に突出している係合部３６ｂは、ケース１１の開口部４８に形成された切欠き４８ａに係合しており、回転を規制している。
【００１８】
ケース１１の開口部４８は、デフケース２０の開口部に設けられている回転軸と同心に形成された嵌合穴６３に嵌合され、複数のボルト４９により液密的に固定される。デフケース２０は、テーパローラベアリング５１，５２を介して出力軸２３を回転可能に支承しており、該出力軸２３は先端外周面に形成された外スプラインがインナシャフト１５の内周面に形成された内スプラインと嵌合してインナシャフト１５に回転連結されている。
【００１９】
次に、上記のように構成した電磁パイロット式クラッチ装置１０の作動について説明する。図２に示すように、電磁パイロット式クラッチ装置１０は、自動車等の後輪へ駆動力を伝達する経路に搭載されて、駆動力伝達用クラッチ装置として機能する。エンジンを始動すると、エンジンの出力が、伝達系を経て入力軸２１へ伝達されハウジング１３が回転駆動される。エンジンの始動時は、通常、電磁石３３は非通電状態にあるので磁束は形成されず、パイロットクラッチ３４は非係合状態にある。このとき、第２カム部材４５はバネに付勢されてメインクラッチ１６から離脱し、メインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２は離間している状態であり、メインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２とが相対回転し、入力軸２１から出力軸２３へのトルク伝達はなされない。第２カム部材４５は、バネの撥力によりカムフォロア４０を介して第１カム部材４４に押し付けられており、パイロットクラッチ３４は、非係合状態であるので回転していない。
【００２０】
通電コード５９より電磁石３３への通電がなされると、電磁石３３を基点として磁束が形成される。該磁束は、電磁石３３からヨーク３６へ、ヨーク３６から小径リヤハウジング部３７へ、小径リヤハウジング部３７からパイロットクラッチ３４を通過しアーマチャ３５へ、アーマチャ３５から大径リヤハウジング部３８へ、大径リヤハウジング部３８からヨーク３６の外径部６２へ、ヨーク３６から電磁石３３へと循環して、アーマチャ３５を吸引する。該吸引により、アーマチャ３５はパイロットクラッチ３４を押圧して摩擦係合するので、カム式増幅機構１８の第１カム部材４４と第２カム部材４５との間に相対回転が生じ、カムフォロア４０とカム溝の作用により、第２カム部材４５が、メインクラッチ１６のメインインナクラッチプレート３１とメインアウタクラッチプレート３２とを圧接する方向に移動し、メインクラッチ１６にパイロットクラッチ３４の摩擦係合力に応じた伝達トルクが発生する。伝達トルクはインナシャフト１５を介して出力軸２３に伝達され、さらにデファレンシャルギヤ２９を介して駆動シャフトに伝達され、自動車等の後輪が回転駆動される。
【００２１】
図３に示すように、ケース１１の後端開口部４８に螺合し、ダブルナットで固定されたナット６６とヨーク突出部６１の端面との間に、弾機部材である皿バネ６７をシム６９とともに介装して、ヨーク３６を前方に付勢し、ベアリング２８，２４にプリロードを与えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電磁パイロット式クラッチ装置の縦断面図である。
【図２】本発明に係る電磁パイロット式クラッチ装置の縦断面図である。
【図３】ヨーク端面を皿バネで付勢する実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・電磁パイロット式クラッチ装置、１１・・・ケース、１２・・・格納室、１３・・・ハウジング、１４・・・クラッチ収納室、１５・・・インナシャフト（回転部材）、１６・・・メインクラッチ、１８・・・カム式増幅機構、２０・・・デフケース、２１・・・入力軸（回転軸）、２３・・・出力軸、３１・・・メインインナクラッチプレート、３２・・・メインアウタクラッチプレート、３３・・・電磁石、３４・・・パイロットクラッチ、３５・・・アーマチャ、３６・・・ヨーク、３６ａ・・・嵌合部、３６ｂ・・・係合部、３７・・・小径リヤハウジング部，３８・・・大径リヤハウジング部、３９・・・中間部材、４０・・・カムフォロア、４１・・・ハウジングアッシ、４４・・・第１カム部材、４５・・・第２カム部材、５３，５４，５５，６０・・・オイルシール、５６・・・ダブルナット、５７・・・リヤハウジング、６１・・・ヨーク突出部、６２・・・外周面、６６・・・ナット、６７・・・皿バネ（弾機部材）。

Claims

デファレンシャルギヤが収納されたデフケースと、
前記デフケースに回転軸線上で回転可能に支承された出力軸と、
前記デフケースに固定されたケースに前記回転軸線上で回転可能に支承された入力軸と、
前記ケース内に配置されて前記入力軸に一体的に連結され内部にクラッチ収納室が形成されたハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に支承されて前記クラッチ収納室内に延在し前記出力軸に着脱自在に回転連結された回転部材と、
前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインアウタクラッチプレート及び該メインアウタクラッチプレートと交互に配置され前記回転部材に回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたメインインナクラッチプレートとを備えたメインクラッチと、
前記クラッチ収納室内周面に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットアウタクラッチプレート及び該パイロットアウタクラッチプレートと交互に配置され第１カム部材に相対回転を規制されて軸線方向に移動可能に係合されたパイロットインナクラッチプレートとを備えたパイロットクラッチと、
前記ハウジングに固着された大径リヤハウジング部と前記回転部材を回転可能に支承する小径リヤハウジング部とを前記パイロットクラッチを挟んでアーマチュアと対向する位置で非磁性体の環状の中間部材により一体に結合したリヤハウジングと、
前記大径及び小径リヤハウジング部の間に配置され前記アーマチュアを吸引して前記パイロットアウタクラッチプレートとパイロットインナクラッチプレートとを圧接させる電磁石が固着され前記小径リヤハウジング部をベアリングにより回転可能に支承したヨークと、
前記メインクラッチに当接する第２カム部材と前記第１カム部材との相対回転によるカム機構の作動により第２カム部材が軸線方向に移動されて前記メインクラッチを前記電磁石の吸引に基づく前記パイロットクラッチの伝達トルクを増幅して圧接するカム式増幅機構と、
を有する電磁パイロット式クラッチ装置において、
前記ケースの出力軸側で前記ケースと前記デフケースとが固定され、
前記ケースの内部で前記ヨーク外周面を前記ケースのみに対して前記ヨークと前記ケース間を弾性力をもった封止部材にてシールして液密的に嵌合するとともに前記ケースに回り止めし、
前記ヨーク内周面を前記小径リヤハウジング部外周面に前記ヨークと前記小径リヤハウジング部間を弾性力をもった封止部材にてシールして液密的に嵌合したことを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装置。
請求項１に記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、
前記小径リヤハウジング部と前記回転部材との間には環状のオイルシールが設けられ、
前記ケースと前記入力軸の外周面の間には環状のオイルシールが設けられることを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装置。
請求項１又は請求項２に記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、
前記ケースと前記デフケースとを前記回転軸と同心に形成された嵌合穴で位置決めして固定することを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装置。
請求項１〜３のいずれか一つに記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、
前記入力軸は、前記デフケースに固定された前記ケースに前記回転軸線上でベアリングにより回転可能に支承され、
前記回転部材は、前記ハウジングにベアリングにより回転可能に支承され、
前記小径リヤハウジング部は、前記回転部材をニードルベアリングにより回転可能に支承することを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装置。
請求項１〜４のいずれか一つに記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、
前記ヨークは半径方向に突出する係合部を有し、前記係合部は前記ケースの開口部に形成された切欠きに嵌合することで前記ケースに回り止めされていることを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装置。
請求項１〜５のいずれか一つに記載の電磁パイロット式クラッチ装置において、
前記ヨークは前記電磁石の磁束が循環することを特徴とする電磁パイロット式クラッチ装置。