JPH0562257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、同期噛合式変速機を有する車両用自
動変速装置の磁粉式電磁クラツチに関するもので
ある。

従来技術 車両用自動変速装置として、油圧により制御さ
れる摩擦係合装置が遊星歯車装置の各構成要素を
互いに或いはハウジングに選択的に係合させるこ
とによりシフト操作をする形式の変速機を備えた
ものがある。かかる車両用自動変速装置において
は、変速機の入力軸とエンジンのクランク軸とが
流体式クラツチにて連結されるのが一般的である
が、その滑りに起因して主動変速機を備えた車両
に比較すると燃費率が低くなることが避けられな
かつた。また、流体式クラツチにロツクアツプク
ラツチを設けることが行われているが、その作動
範囲が所定のギヤ段に限定されるため、このよう
にしても未だ充分な燃費率が得られないのであ
る。

これに対し、エンジンに磁粉式電磁クラツチお
よび同期噛合式変速機を連結するとともに、その
同期噛合式変速機のシフト操作をアクチユエータ
によつて実行しかつそれに応答して磁粉式電磁ク
ラツチの解放および係合を制御することにより、
手動変速機を用いた場合と同等以上の燃費率を得
るようにすることが考えられる。上記磁粉式電磁
クラツチとして、エンジンのクランク軸と連結さ
れ且つ径方向に所定の距離を隔てて対向する外周
側ヨークおよび内周側ヨークを有して中心軸まわ
りに回転させられる駆動側回転体と、上記外周側
ヨークの内周摩擦面との間に外周側ギヤツプを隔
てて対向する外周摩擦面および上記内周側ヨーク
の外周摩擦面との間に内周側ギヤツプを隔てて対
向する内周摩擦面を有する薄肉円筒部を備えて前
記駆動側回転体と相対回転可能に設けられた被駆
動側回転体と、通電されることにより前記外周側
ギヤツプ、薄肉円筒部、および内周側ギヤツプを
貫通する磁束を発生させる励磁コイルとを含む所
謂複隙式の磁粉式電磁クラツチが知られている。
例えば実願昭58−49924号公報の第１図に記載さ
れている電磁クラツチの内周側ギヤツプにも磁粉
を充填するようにしたものがそれである。

このような複隙式の磁粉式電磁クラツチによれ
ば、２つのギヤツプに磁粉が充填されることによ
り高い伝達トルクが得られる。また被駆動側回転
体が薄肉の部材にて構成されるため、被駆動側回
転体が比較的厚肉の部材にて構成される単隙式の
磁粉式電磁クラツチに比較して、同期噛合式変速
機の入力軸の慣性モーメントが小さくされ、同期
噛合式変速機のシフト操作に際し、連結すべき一
対の回転体の回転速度を互いに一致させるために
同期装置において消費される回転エネルギが小さ
くされて同期時間、すなわちシフト操作時間が長
くなつて車両の走行性が損なわれることがある程
度は防止される。

これに対し、上記複隙式の磁粉式電磁クラツチ
において、例えば前記公報の第５図に記載されて
いる係合シヨツクを吸収するためのダンパ装置を
設けるとともに、磁粉を上記核ギヤツプに封止す
るための外周側ラビリンスシール部材および内周
に側ラビリンスシール部材を設けることにより、
車両の走行性を一層高めることが提案されてい
る。

発明が解決すべき課題 しかしながら、ダンパ装置に磁粉が入ることに
起因して係合シヨツクの吸収力が低下しないよ
う、上記内周側ギヤツプに係る内周側ラビリンス
シール部材を、上記磁粉式電磁クラツチの軸方向
において前記内周側ヨークのダンパ装置側に配設
すると、ダンパ装置が軸方向においてクランク軸
と被駆動側回転体との間付近に設けられているた
めに内周側ラビリンスシール部材の分だけ入力軸
を長くしなければならない。このため、入力軸の
慣性モーメントが大きくなつてシフト操作時間が
延長させられ、車両の走行性が十分に向上され得
ないのである。

本発明は事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、変速シヨツクが好
適に抑制され、しかもシフト操作時間が短くされ
ることによつて車両の高い走行性が得られる車両
用自動変速装置の磁粉式電磁クラツチを提供する
ことにある。

課題を解決するための手段 斯かる目的を達成するための、本発明の要旨と
するところは、同期噛合式変速機のギヤ段の切換
操作がシフトアクチユエータによつて自動的に行
われる形式の車両用自動変速装置において、エン
ジンのクランク軸と連結され且つ径方向に所定の
距離を隔てて対向する外周側ヨークおよび内周側
ヨークを有して中心軸まわりに回転させられる駆
動側回転体と、上記外周側ヨークの内周摩擦面と
の間に外周側ギヤツプを隔てて対向する外周摩擦
面および上記内周側ヨークの外周摩擦面との間に
内周側ギヤツプを隔てて対向する内周摩擦面を有
する薄肉円筒部を備えて前記駆動側回転体と相対
回転可能に設けられた被駆動側回転体と、通電さ
れることにより前記外周側ギヤツプ、薄肉円筒
部、および内周側ギヤツプを貫通する磁束を発生
させる励磁コイルとを含み、その励磁コイルの励
磁により前記外周側ギヤツプおよび内周側ギヤツ
プに磁粉が充填されることによつて前記入力軸と
クランク軸とを連結する磁粉式電磁クラツチであ
つて、(a)軸方向において前記被駆動側回転体と前
記同期噛合式変速機との間に設けられて、上記被
駆動側回転体と同期噛合式変速機の入力軸とを連
結し且つ伝達トルクの急激な変動を緩和するダン
パ装置と、(b)前記外周側ギヤツプに収容された磁
粉を封止する外周側ラビリンスシール部材と、(c)
軸方向において前記内周側ヨークの前記ダンパ装
置側に設けられて前記内周側ギヤツプに収容され
た磁粉を封止する内周側ラビリンスシールとを、
含むことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、被駆動側回転体と同期噛合
式変速機の入力軸とを連結し且つ伝達トルクの急
激な変動を緩和するダンパ装置が軸方向において
被駆動側回転体と同期噛合式変速機との間に配設
されるとともに、外周側ギヤツプ内に磁粉を封止
する外周側ラビリンスシール部材が設けられ且つ
内周側ギヤツプ内に磁粉を封止する内周側ラビリ
ンスシール部材が軸方向において内周側ヨークの
ダンパ装置側に設けられる。このため、ダンパ装
置に磁粉が入ることが防止されるとともに、同期
噛合式変速機の入力軸が内周側ラビリンスシール
部材に関連して長くされることが解消される。従
つて、変速シヨツクが好適に抑制され、しかもシ
フト操作時間が短くされて、車両の高い走行性が
得られるのである。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図は車両用自動変速装置の構成を示すもの
であり、エンジン１０のクランク軸１２から出力
される動力は、磁粉式電磁クラツチ１４、同期噛
合式変速機１６、および図示しない差動歯車装置
を経て図示しない駆動輪に伝達されるようになつ
ている。

上記磁粉式電磁クラツチ１４は、第２図にも詳
しく示すように複隙式であつて、クランク軸１２
と同期噛合式変速機１６の入力軸１８との間に設
けられており、環状の励磁コイル２２を内部に備
えた厚肉筒状の外周側ヨーク２４が円盤状の第１
連結部材２０を介してクランク軸１２と連結さ
れ、また、その外周側ヨーク２４の内周面との間
に環状の空間を形成する内周側ヨーク２８が第２
連結部材２６を介して上記連結部材２０と固定さ
れている。これら外周側ヨーク２４および内周側
ヨーク２８が駆動側回転体を構成している。上記
外周側ヨーク２４および内周側ヨーク２８の間の
環状空間には薄肉の円筒状部材３０が嵌め入れら
れて、外周側ヨーク２４の内周面および内周側ヨ
ーク２８の外周面との間に磁粉を収容するための
外周側ギヤツプ３２および内周側ギヤツプ３４が
形成されている。したがつて、励磁コイル２２が
励磁されることにより図中Ｍに示す磁気回路が形
成されると、上記ギヤツプ３２および３４内にお
いて供給された磁粉を介して、駆動側回転体のト
ルクが円筒状部材３０へ伝達される。

上記円筒状部材３０は軸受４０によつて駆動側
回転体と相対回転可能に支持されており、この円
筒状部材３０に伝達された動力は係合シヨツクを
吸収するためのダンパ装置４２およびクラツチハ
ブ４４を介してこのハブ４４とスプライン嵌合さ
れた前記入力軸１８へ伝達されるようになつてい
る。なお、４５ａは外周側ギヤツプ３２内に収容
された磁粉を封止するために径方向においてダン
ダ装置４２の外周側ヨーク２４側に設けられた外
周側ラビリンス部材であり、４５ｂは内周側ギヤ
ツプ３４内に収容された磁粉を封止するために軸
方向において内周側ヨーク２８のダンパ装置４２
側に設けられた内周側ラビリンスシール部材であ
る。また、３８は第２連結部材２６に固定された
空冷用フインであり、このフイン３８がクランク
軸１２とともに回転することによつて図中Ｆに示
す冷却空気流が発生して磁粉式電磁クラツチ１４
内が冷却されるようになつている。前記ダンパ装
置４２は同期噛合式変速機１６側に設けられて上
記冷却空気流Ｆの上流部に位置させられている。

前記同期噛合式変速機１６には、第１図に示す
ように、入力軸１８と同じ軸心上に設けられた出
力軸４６と、それら入力軸１８および出力軸４６
に平行に回転可能に設けられて入力軸１８によつ
て回転駆動されるカウンタ軸４８とが設けられて
いる。出力軸４６の中間位置および軸端位置には
第１ハプ５０および第２ハブ５２が固設されてお
り、出力軸４６の第１ハブ５０に隣接した位置に
は第１ギヤ５４および第２ギヤ５６が相対回転可
能に設けられている。また、出力軸４６の第２ハ
ブ５２に隣接した位置には第３ギヤ５８が相対回
転可能に設けられており、第２ハブ５２に隣接す
る入力軸１８の軸端には第４ギヤ６０が固定され
ている。上記第３ギヤ５８、第２ギヤ５６、第１
ギヤ５４はカウンタ軸４８に設けられた３個のギ
ヤとそれぞれ噛み合うことにより第４ギヤ６０よ
りも順次遅い回転速度でそれぞれ回転するように
駆動される。

第３図に詳しく示すように、上記第１ハブ５０
の外周部には、スプライン嵌合により第１スリー
ブ６２が相対回転不能かつ軸方向の移動可能に設
けられており、第１スリーブ６２が軸方向へ移動
させられると、その内側に設けられたキー６４を
介して同期リング６６のチヤンフア部６８を押す
ことにより、同期リング６６の内面とたとえば第
２ギヤ５６に設けられたコーン部６９との摩擦に
より第１ハブ５０と第２ギヤ５６に設けられたギ
ヤピース７０との回転が一致させられ、その後は
第１スリーブ６２がさらに移動してギヤピース７
０と噛み合うようになつている。すなわち、上記
第１ハブ５０、第１スリーブ６２、キー６４、同
期リング６６、ギヤピース７０などが、第１ハブ
５０と第１ギヤ５４または第２ギヤ５６とを連結
させることにより変速機１６の第１速ギヤ段また
は第２速ギヤ段を成立させる第１同期装置を構成
しているのである。

第１図に戻つて、第２ハブ５２においても上記
と同様の第２同期装置が構成されており、第２ス
リーブ７２が軸方向へ移動させられることによ
り、第２ハブ５２と第３ギヤ５８または第４ギヤ
６０とが連結されて変速機１６の第３速ギヤ段ま
たは第４速ギヤ段が成立させられるようになつて
いる。

変速機１６のハウジング７４には、前記第１ス
リーブ６２および第２スリーブ７２をシフトフオ
ーク７６および７８を介して駆動する第１油圧シ
リンダ８０および第２油圧シリンダ８２が設けら
れている。これらの第１油圧シリンダ８０および
第２油圧シリンダ８２は油圧制御回路８４を介し
てコントローラ８６により制御される。また、ク
ラツチ駆動回路８８から前記磁粉式電磁クラツチ
１４の励磁コイル２２に供給される励磁電流は、
上記コントローラ８６により制御されるようにな
つている。そして、エンジン１０の吸気配管に設
けられたスロツトル弁９０はコントローラ８６に
より制御されるスロツトルアクチユエータ９２に
よつて開閉駆動されるようになつている。

上記コントローラ８６はCPU，ROM，RAM
を含む所謂マイクロコンピユータによつて構成さ
れており、それには、図示しないセンサから、実
際のアクセル操作量、車速、エンジン回転速度、
図示しないシフトレバーの操作位置などを表す信
号が供給されている。CPUはRAMの記憶機能を
利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに
したがつて入力信号を処理し、前記スロツトル弁
９０の開閉、磁粉式電磁クラツチ１４の解放およ
び係合、同期噛合式変速機１６のシフトをそれぞ
れ制御する。すなわち、予め記憶されたシフトパ
ターンから車速およびアクセル操作量に基づいて
いずれかのギヤ段へのシフトを決定し、一連のス
テツプから成るシフト制御を実行する。このシフ
ト制御では、たとえばそれまで第１速ギヤ段が選
択されていた状態で第２速ギヤ段が新たに選択さ
れたとすると、先ずスロツトルアクチユエータ９
２によつてスロツトル弁９０が全閉状態とされる
と同時に、磁粉式電磁クラツチ１４の係合が解か
れる。ついで、それまでの第１速ギヤ段を成立さ
せるために第１ギヤ５４と係合していた第１スリ
ーブ６２を中立状態とするために第１油圧シリン
ダ８０が作動させられ、そして、第１油圧シリン
ダ８０をさらに作動させて第１スリーブ６２を第
２ギヤ５６と係合させた後、スロツトル弁９０が
アクセル操作量と１対１に対応した開度に戻され
ると同時に、磁粉式電磁クラツチ１４が係合状態
とされる。

上述のように、同期噛合式変速機１６のギヤ段
が車両の走行状態に応じて自動的にシフトさせら
れるのであるが、本実施例においては、磁粉式電
磁クラツチ１４のタンパ装置４２が軸方向におい
て円筒状部材３０（前記被駆動側回転体）と前記
同期噛合式変速機１６との間に設けられるととも
に、外周側ギヤツプ３２内に磁粉を封止する外周
側ラビリンスシール部材４５ａが設けられ且つ内
周側ギヤツプ３４内に磁粉を封止する内周側ラビ
リンスシール部材４５ｂが軸方向において内周側
ヨーク２８のダンパ装置４２側に設けられている
ため、ダンパ装置４２に磁粉が入ることが防止さ
れて変速シヨツクが好適に抑制されるとともに、
入力軸１８が内周側ラビリンスシール部材４５ｂ
に関連して長くされることが解消されることによ
り同期噛合式変速機１６の入力軸１８の慣性モー
メントが小さくされているので、前記第１同期装
置または第２同期装置において、シフト時に消費
される回転エネルギーが軽減される。すなわち、
たとえば第２速のギヤ段に切り換える場合におい
て、前記同期リング６６と第２ギヤ５６との回転
速度を一致させるために上記第１同期装置の同期
リング６６の内面と第２ギヤ５６に設けられたコ
ーン部６９との摩擦により消費されるエネルギー
が軽減されるので、容易にシフト時間が短縮され
得て車両の走行性が改善されるとともに、上記同
期装置の耐久性が高められるのである。しかも、
本実施例の磁粉式電磁クラツチ１４において、被
駆動側回転体が薄肉の円筒状部材３０によつて主
要部が構成されているので、入力軸１８の慣性モ
ーメントが一層小さくされて、上記効果が顕著に
得られる利点がある。

また、本実施例によれば、ダンパ装置４２がフ
イン３８によつて磁粉式電磁クラツチ１４内に引
き起こされる冷却空気流Ｆの上流部に位置させら
れているので、ダンパ装置４２、とくにそのゴム
部材３９が好適に冷却されてその劣化あるいは変
質が防止され、ダンパ装置４２の耐久性が高めら
れる利点がある。本発明者の実験によれば、一定
条件下の作動中において、外周側ギヤツプ３２お
よび内周側ギヤツプ３４内の温度は250℃、エン
ジン１０側に位置する第１連結部材２０は120℃
乃至130℃となるが、ダンパ装置４２の温度は100
℃以下に保持された。ゴム部材３９を構成する合
成ゴムは、通常、最高120℃程度以下、好ましく
は100℃程度以下に維持されることがその性質を
長期に維持する上で望まれるのである。

以上、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適
用される。

たとえば、前述の実施例においては、前進４段
の同期噛合式変速機１６について説明されている
が、前進３段或いは５段以上の同期噛合式変速機
であつてもよい。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施
例であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲で
種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を含む車両用変速機
の構成例を説明する骨子図である。第２図は第１
図の磁粉式電磁クラツチの構成を説明する断面図
である。第３図は第１図の同期装置の要部を説明
する図である。 １４……磁粉式電磁クラツチ、１２……クラン
ク軸、１６……同期噛合式変速機、１８……入力
軸、２２……励磁コイル、｛２４……外周側ヨー
ク、２８……内周側ヨーク｝（駆動側回転体）、３
０……円筒状部材（被駆動側回転体）、３２……
外周側ギヤツプ、３４……内周側ギヤツプ、４２
……ダンパ装置、４５ａ……外周側ラビリンスシ
ール部材、４５ｂ……内周側ラビリンスシール部
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同期噛合式変速機のギヤ段の切換操作がシフ
   トアクチユエータによつて自動的に行われる形式
   の車両用自動変速装置において、エンジンのクラ
   ンク軸と連結され且つ径方向に所定の距離を隔て
   て対向する外周側ヨークおよび内周側ヨークを有
   して中心軸まわりに回転させられる駆動側回転体
   と、該外周側ヨークの内周摩擦面との間に外周側
   ギヤツプを隔てて対向する外周摩擦面および前記
   内周側ヨークの外周摩擦面との間に内周側ギヤツ
   プを隔てて対向する内周摩擦面を有する薄肉円筒
   部を備えて前記駆動側回転体と相対回転可能に設
   けられた被駆動側回転体と、通電されることによ
   り前記外周側ギヤツプ、薄肉円筒部、および内周
   側ギヤツプを貫通する磁束を発生させる励磁コイ
   ルとを含み、該励磁コイルの励磁により前記外周
   側ギヤツプおよび内周側ギヤツプに磁粉が充填さ
   れることによつて前記同期噛合式変速機の入力軸
   とクランク軸とを連結する磁粉式電磁クラツチで
   あつて、 軸方向において前記被駆動側回転体と前記同期
   噛合式変速機との間に設けられて、該被駆動側回
   転体と該同期噛合式変速機の入力軸とを連結し且
   つ伝達トルクの急激な変動を緩和するダンパ装置
   と、 前記外周側ギヤツプに収容された磁粉を封止す
   る外周側ラビリンスシール部材と、 軸方向において前記内周側ヨークの前記ダンパ
   装置側に設けられて前記内周側ギヤツプに収容さ
   れた磁粉を封止する内周側ラビリンスシール部材
   と、 を含むことを特徴とする車両用自動変速装置の磁
   粉式電磁クラツチ。