专利名称：离合器机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车的离合器机构，尤其涉及不与装置的输入、输出旋转轴的轴向位置的变动干涉的离合器机构。
背景技术：
汽车的变速器使用齿轮进行减速，从静音性和提高强度的目的出发，该齿轮使用齿向相对于旋转轴倾斜的斜齿轮。但是，对于斜齿轮而言，由于齿向倾斜，所以作为啮合反力产生轴向的推力。
在变速器中推力是不需要的力，有可能造成振动或噪音，还会对其它构件产生影响。这些振动和噪音或者对其它构件的影响有可能降低变速器本身和搭载该变速器的汽车本身的商品性，所以，对受到推力的一方采取措施，试图研制抑制该推力的装置。例如，在专利文献1中提出如下机构在齿轮的侧面设有分散推力的装置以承受推力的机构。
专利文献1特开2004-232812号公报然而，在如上述专利文献1所公开的分散推力的结构中，通过分散推力，能够降低轴承的应力，但受到推力的齿轮微小地变位，这有可能成为产生振动或噪音、还对其它构件带来影响的原因。
尤其是在与齿轮相邻地配置离合器机构时，大多数离合器在与齿轮产生的推力相同方向的推压力的作用下工作，所以，齿轮的变位关系到离合器的推压力的变动，可能会导致离合器传递的扭矩产生变动。该传递扭矩的变动直接关系到汽车的驱动力矩的变动，有可能导致乘坐感觉的恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离合器机构，其使得输入轴或输出齿轮的啮合作用下产生的推力不会对离合器机构的工作带来影响，能够防止汽车的驱动力矩的变动，而构成乘坐感觉良好的汽车。
为了解决所述问题，本发明主要采用以下结构。
本发明的离合器机构具备成为扭矩传递的输入输出的第一扭矩传递构件及第二扭矩传递构件；从所述第一扭矩传递构件传递扭矩的齿轮毂；与所述齿轮毂同心且旋转方向上受到约束并被保持的至少一片第一摩擦盘；与所述第一摩擦盘同心地配置，通过被所述第一摩擦盘推压而被传递扭矩的至少一片第二摩擦盘；和在旋转方向上约束保持所述第二摩擦盘，且向所述第二扭矩传递构件传递扭矩的鼓，其中所述齿轮毂被支承为相对于所述第一扭矩传递构件轴向移动自如，且所述鼓被支承为相对于所述第二扭矩传递构件轴向移动自如。
另外，本发明的离合器机构具备作为扭矩传递的输入端的输入旋转部、从所述输入旋转部传递扭矩的齿轮毂、被所述齿轮毂保持的第一摩擦盘、被所述第一摩擦盘推压而被传递扭矩的第二摩擦盘、保持所述第二摩擦盘的鼓、和从所述鼓传递扭矩的输出旋转部，其中，所述鼓通过与所述输出旋转部之间的花键连结而传递扭矩，并且被设置在箱体上的鼓支承轴承的端面限制所述鼓的一方向移动。
通过采用这种结构，能够防止由第一摩擦盘和第二摩擦盘构成的离合器组件的推压力、与作为扭矩的输入输出旋转构件的斜齿轮产生的推力(轴向位置的变动力)的干涉，从而能够抑制离合器的传递扭矩的振动。
(发明效果)根据本发明，能够提供扭矩变动小的变速器，进而构成乘坐感觉良好的汽车，该变速器能够抑制变速器所采用的斜齿轮的推力等引起的旋转轴(输入轴、输出齿轮)的轴向位置的变动造成的离合器机构的传递扭矩的变动。
图1是表示本发明的实施方式的离合器机构的详细结构的剖视图；
图2是示意地表示本发明的实施方式的离合器机构的传递扭矩且轴向移动自如的花键机构的孔侧花键的图；图3是示意地表示本发明的实施方式的离合器机构的传递扭矩且轴向移动自如的花键机构的轴侧花键的图；图4是表示本发明的实施方式的离合器机构的推压用滚珠滑块促动器的旋转滑块和滚珠的配置的图；图5是表示本发明的实施方式的离合器机构的推压用滚珠滑块促动器的动作的图；图6是表示本发明的其它实施方式的离合器机构的详细结构的剖视图；图7是表示本发明的实施方式的离合器机构应用于双离合变速器的构成例的剖视图。
图中1-输入轴；2-内侧齿轮毂；3-轴端螺母；4-齿轮毂；5-第一摩擦盘；6-第二摩擦盘；7-鼓；8-齿轮；9-齿轮支承滚针轴承；21-壳体；22-端盖；22a-润滑油孔；22b-供给管；23-中间板；31-鼓支承轴承；32-齿轮毂支承轴承；41-旋转滑块；41a-齿部；41b旋转滑块支承轴承；42-滚珠；43-平移滑块；43b-导引件；44-推力轴承；45-压盘；46-复位弹簧；51-盘簧；52、54-盘；53-滚珠；101-DCT输入轴；107-DCT鼓；122-DCT中间板；104A-A系统的齿轮毂；104B-B系统的齿轮毂；105A-A系统的第一摩擦盘；105B-B系统的第一摩擦盘；106A-A系统的第二摩擦盘；106B-B系统的第二摩擦盘；108A-A系统的离合器输出轴；108B-B系统的离合器输出轴；110-花键结合；111-鼓支承轴承。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的离合器机构进行详细说明。图1是表示本发明的实施方式的离合器机构的详细结构的剖视图。图2是示意地表示本发明的实施方式的离合器机构的传递扭矩且轴向移动自如的花键机构的孔侧花键的图。图3是示意地表示本发明的实施方式的离合器机构的传递扭矩且轴向移动自如的花键机构的轴侧花键的图。图4是表示本发明的实施方式的离合器机构的推压用滚珠滑块促动器的旋转滑块和滚珠的配置的图。图5是表示本发明的实施方式的离合器机构的推压用滚珠滑块促动器的动作的图。
另外，图6是表示本发明的其它实施方式的离合器机构的详细结构的剖视图。图7是表示本发明的实施方式的离合器机构应用于双离合变速器的构成例的剖视图。
首先，参照图1～图5对本发明的实施方式的离合器机构进行说明。在图1～图5中，1表示输入轴；2表示内侧齿轮毂；3表示轴端螺母；4表示齿轮毂；5表示第一摩擦盘；6表示第二摩擦盘；7表示鼓；8表示齿轮；9表示齿轮支承滚针轴承；21表示壳体；22表示端盖；22a表示润滑油孔；22b表示供给管；23表示中间板；31表示鼓支承轴承；32表示齿轮毂支承轴承；41表示旋转滑块；41a表示齿部；41b旋转滑块支承轴承；42表示滚珠；43表示平移滑块；43b表示导引件；44表示推力轴承；45表示压盘；46表示复位弹簧；52、54表示盘；53表示滚珠。
图1中，中央配置有向离合器机构输入扭矩的输入轴1，在该输入轴1上通过轴端螺母3紧固作为第一传递构件的内侧齿轮毂2。输入轴1和内侧齿轮毂2通过在其相接的面上形成花键(纵槽)而相互啮合，能够无滑动地传递扭矩。在内侧齿轮毂2的外侧保持有齿轮毂4，内侧齿轮毂2和齿轮毂4通过在其相接的面上形成花键而相互啮合，且由于未设有轴向约束的装置，所以能够无滑动地传递扭矩，且轴向移动自如。
图2表示在齿轮毂4上形成的孔侧花键(雌)，图3表示在内侧齿轮毂2上形成的轴侧花键(雄)。在齿轮毂4的外侧面形成有梯形齿(未图示)，由该梯形齿支承着第一摩擦盘5。齿轮毂4和第一摩擦盘5通过梯形齿的啮合旋转方向被限制支承。与第一摩擦盘5同心地配置有第二摩擦盘6。
在此，在本实施方式中，形成交替配置4片第一摩擦盘和4片第二摩擦盘的多片的机构，各自的片数的设定并不限于此，可配合传递的扭矩负载量和空间自由设定。另外，在本实施方式中，第一摩擦盘5选择钢制板，第二摩擦盘6选择钢制且在板的两面贴附有摩擦材料的结构，以使摩擦性能和耐久性并存，但这些摩擦盘5、6的结构也可以例如材质使用铝材，或板的表面通过涂敷形成异质层来改变散热性和摩擦特性。
在第二摩擦盘6的外周面形成有梯形齿，该梯形齿与配置在第二摩擦盘6的外侧的鼓7的内侧形成的梯形齿相啮合，第二摩擦盘6在旋转方向上受到鼓7的约束并被支承。鼓7在其端部形成有花键(纵槽)，用于将传递来的扭矩传给第二传递构件即齿轮8，该花键与在齿轮8上形成的花键啮合。
鼓7和齿轮8的约束与内侧齿轮毂2和齿轮毂4的约束同样，通过形成上述的花键，能够无滑动地传递扭矩，且轴向移动自如。齿轮8经由齿轮支承滚针轴承9设置在输入轴1上，与输入轴1同心，但能够自由旋转。另外，鼓7受到来自后述的滚珠滑块促动器的经由离合器组件(第一和第二摩擦盘5、6)的推压力，轴向的移动受到鼓支承轴承31端部的限制。另外，支承齿轮毂4的齿轮毂支承轴承32设在鼓7上，形成由鼓7支承齿轮毂4的结构。
由第一摩擦盘5和第二摩擦盘6构成的离合器组件通过相互推压，在摩擦力作用下产生传递扭矩。在此，离合器组件的一个端面形成被鼓7挡住的结构，另一个端面形成通过外部力的作用推入而获得摩擦盘5、6之间的推压力的结构(离合器的推压构件由压盘45、滚珠滑块促动器41、42、43等构成，详细情况后述)。
即，离合器组件通过夹在外部推压构件和鼓7之间而获得推压力，支承摩擦盘的齿轮毂4和鼓7分别从输入轴1和齿轮8在轴向上移动自如，所以形成输入轴1或齿轮8的轴向的位置变动不影响离合器组件的推压力的结构。再有，施加于离合器组件的推压力被鼓7挡住而被鼓支承轴承31的端面限制位置。
为了对离合器组件供给力，在本实施方式中具备滚珠滑块促动器。滚珠滑块促动器如图4及图5所示，为如下机构将具有2个～3个倾斜槽的盘配置为槽和槽相面对，在成对的槽中配置滚珠而设置。若使盘52、54相对旋转，则滚珠53的位置随旋转而移动，因滚珠所处的槽的深度的变化，盘的间隔产生变化。即，是将旋转运动变换为直线运动的机构。
图4表示一侧的盘52和配置于其槽中的滚珠53。在本实施方式中，如图4所示，设为具有3个槽的滚珠滑块机构。另外，图5表示滚珠位置和盘的间隔。图5(a)表示滚珠53处于槽的最深位置且盘的间隔最狭窄的状态。若从图5(a)的状态使盘52、54相对旋转，则随着盘的旋转滚珠53沿槽的斜面上升移动，例如达到图5(b)所示的位置。这种情况下，盘的间隔扩大，其扩大量为斜面产生的滚珠的推出量。
在本实施方式中，将一个盘52称作旋转滑块41，作成旋转但不沿轴向移动的盘，将另一个盘54称作平移滑块43，作成沿轴向移动但不能旋转的盘。即，由旋转滑块支承轴承41b支承旋转滑块41使其旋转运动自如且限制轴向的运动，另外，将平移滑块43与非圆形截面的导引件43b组合，支承平移滑块43使其轴向运动自如且限制旋转运动。并且，形成在这些盘41、43之间配置有滚珠42的结构。
在旋转滑块41的外周形成有用于向旋转滑块41传递旋转力的齿轮，通过齿轮传来未图示的电动马达的旋转力。在平移滑块43的端面配置有推力轴承44和压盘45，用于将平移滑块43的轴向动作传给旋转的离合器组件。另外，在压盘45和齿轮毂4之间配置有复位弹簧46，用于在解除离合器组件的推压时将压盘45和平移滑块43返回原来的位置。
上述的离合器机构的构成物配置在箱体(由壳体21、端盖22、中间板23构成)内部。在壳体21上安装有用于保持鼓7的中间板23，经由中间板所保持的鼓支承轴承31支承鼓。另外，经由被鼓7支承的齿轮毂支承轴承32支承齿轮毂4。另外，在壳体21上安装有端盖22，在端盖22上经由旋转滑块支承滚珠轴承41b支承旋转滑块41，经由导引件43b支承平移滑块43。另外，在端盖22上开有用于供给进行离合器机构的冷却和润滑的润滑油的润滑油孔22a，润滑油从未图示的润滑油供给泵输送，可经过供给管22b供给到离合器机构的中心部。
在本实施方式中，为了向离合器组件供给推压力而采用了滚珠滑块促动器，但促动器也可以为丝杠机构或电磁螺线管、还有使用了凸轮的机构或液压活塞等。另外，离合器机构设为通过从外部施加推压力而获得离合器组件的推压力的结构，但也可以为通过施加拉力而获得离合器组件的推压力的结构。
另外，离合器机构设为从外部操作时获得离合器组件的推压力而结合的结构，但也可以为相反在内部具有弹簧，非操作时通过内部的弹簧的力获得离合器组件的推压力形成结合状态，在从外部操作时解除离合器的推压力使离合器形成释放状态的结构。
其次，以下说明在使本发明的实施方式离合器机构工作时通过离合器机构的外部设置的齿轮的啮合反力，在输入轴1或输出齿轮8(输出轴)移动时也防止影响离合器机构的动作。再有，在本实施方式中，将输入轴1作为向离合器机构传递扭矩的输入端，将齿轮8作为输出端，如此例示说明，但向离合器机构传递扭矩的输入输出端也可为相反的关系。
首先，在离合器未工作的状态下，第一摩擦盘5和第二摩擦盘6通过相互摩擦或盘之间的油会传递一些动力，但该传递动力为可忽略的程度，离合器机构处于不从输出轴1向齿轮8传递扭矩的释放状态。另外，从未图示的润滑泵向润滑油孔22a供给足够流量的润滑油，进行离合器机构的冷却和润滑。
在处于离合器结合状态时，从未图示的上位的控制器向电动马达供电，使滚珠滑块促动器的旋转滑块41旋转。若旋转滑块41旋转则平移滑块43被支承为无法旋转，所以旋转滑块41和平移滑块43进行相对旋转，夹在二者之间的滚珠42在槽中滚动。使槽带有倾斜，通过滚珠42的移动，移动到槽的浅部分，旋转滑块41和平移滑块43的间隙扩大。
在此，旋转滑块41固定在端盖22上以免沿轴向移动，所以平移滑块43移动而接近于离合器组件。平移滑块43的移动经由推力轴承44、压盘45传给离合器组件。若压盘45充分移动，压盘45和离合器组件的间隙及第一摩擦盘5和第二摩擦盘6的间隙消失，则伴随马达的旋转力使离合器组件的推压力增加。由此，第一摩擦盘5和第二摩擦盘6获得推压力，开始离合器机构的扭矩传递。如上所述，施加给输入轴1的扭矩按内侧齿轮毂2、齿轮毂4、第一摩擦盘5、第二摩擦盘6、鼓7、齿轮8的顺序传到齿轮8。
在此，由于齿轮8是斜齿轮，所以若被传递扭矩，则在与外部齿轮啮合的反力作用下产生推力。其结果，齿轮8沿轴向移动，支承齿轮8的输入轴1也向轴向移动。但是，内侧齿轮毂2和齿轮毂4由花键支承成沿轴向移动自如，所以输入轴的移动在此被吸收，不会对离合器的工作带来影响。同样，齿轮8和鼓7也被支承为轴向移动自如，所以齿轮的移动在此被吸收，不会对离合器的工作带来影响。即，通过内侧齿轮毂2和齿轮毂4的花键接合、以及齿轮8和鼓7的花键接合，输入轴1、及齿轮8的轴向位置的变动被吸收，不会对离合器的工作带来影响。在以上的说明中，以齿轮8产生轴向位置的变动为例进行了说明，但并不仅限于齿轮8，输入轴1也能够产生轴向位置的变动，该情况下也同样，可通过花键接合，不会对离合器的工作带来影响。
如上所述，对于离合器组件的推压力，不会出现因齿轮8的啮合而产生的推力的影响等，能够防止离合器机构的传递扭矩的变动，结果能够防止汽车的驱动力矩的变动，构成乘坐感觉良好的汽车。
其次，结合图6对本发明的其它实施方式的离合器机构进行说明。图6所示的本发明的其它实施方式的离合器机构与图1所示的实施方式相比，其构成大部分相同，不同之处在于压盘45和第一摩擦盘5之间配置有作为缓冲件的盘簧51。
以下对本发明的其它实施方式的离合器机构的动作进行说明。在处于离合器结合状态时，从未图示的上位的控制器向电动马达供电，使滚珠滑块促动器的旋转滑块41旋转。若旋转滑块41旋转则平移滑块43移动而接近离合器组件。平移滑块43的移动传给推力轴承44、压盘45。
在此，由于压盘45和第一摩擦盘5之间设置有盘簧51，所以平移滑块43的移动产生使盘簧51弯曲的作用，盘簧51弯曲的结果产生的反力向施加推压力。因此，为了获得想要的离合器组件推压力，并非由电动马达控制施加给滚珠滑块机构的扭矩，而由电动马达控制滚珠滑块机构的旋转角度，只要调节盘簧51的弯曲量达到想要施加的推压力即可。在这样获得的推压力的作用下产生第一摩擦盘5和第二摩擦盘6之间的摩擦力，开始离合器机构的扭矩传递。施加给输入轴1的扭矩按内侧齿轮毂2、齿轮毂4、第一摩擦盘5、第二摩擦盘6、鼓7、齿轮8的顺序传到齿轮8。
在此，由于齿轮8是斜齿轮，所以若被传递扭矩，则在啮合的反力作用下产生推力。其结果，齿轮8沿轴向移动，支承齿轮8的输入轴1也沿轴向移动。但是，内侧齿轮毂2和齿轮毂4由花键支承为轴向移动自如，所以输入轴1的移动在此被吸收，不会对离合器的工作带来影响。同样，齿轮8和鼓7也被支承为轴向移动自如(花键接合)，所以齿轮8的移动被该花键接合所吸收，不会对离合器的工作带来影响。
如上所述，对于离合器组件的推压力，不会出现齿轮8的啮合而产生的推力的影响等，能够防止离合器机构的传递扭矩的变动，其结果能够防止汽车的驱动力矩的变动，构成乘坐感觉良好的汽车。
其次，结合图7对本发明的实施方式的离合器机构的适用例进行说明。图7是表示将本发明的离合器机构用于双离合变速器(以下，记作DCT)时的截面的图。图7中，101表示DCT输入轴；107表示DCT鼓；122表示DCT中间板；104A表示A系统的齿轮毂；104B表示B系统的齿轮毂；105A表示A系统的第一摩擦盘；105B表示B系统的第一摩擦盘；106A表示A系统的第二摩擦盘；106B表示B系统的第二摩擦盘；108A表示A系统的离合器输出轴；108B表示B系统的离合器输出轴。
图7中，在DCT输入轴101上通过花键连结有轴向移动自如且旋转方向上受到约束的DCT鼓107(花键结合110)，DCT鼓107经由鼓支承轴承111保持在DCT中间板122上。
在DCT鼓107上保持有由A系统的第一摩擦盘105A和A系统的第二摩擦盘106A构成的离合器组件，传递与施加给离合器组件的推压力对应的扭矩，经由A系统的齿轮毂104A向A系统的离合器输出轴108A传送扭矩。另外，在鼓107上保持有由B系统的第一摩擦盘105B和B系统的第二摩擦盘106B构成的离合器组件，传递与施加给离合器组件的推压力对应的扭矩，向B系统的离合器输出轴108B传送扭矩。
离合器组件形成一端受到DCT鼓107的约束、另一端与促动器的工作部相接的结构，且离合器组件是夹入促动器和DCT鼓107之间而获得推压力的结构。DCT通过内部的齿轮对传递给A系统的离合器输出轴108A的扭矩和传递给B系统的离合器输出轴108B的扭矩进行变速，变换为适用于未图示的车辆的行驶状态的速度及扭矩并输出。在此，A系统的离合器输出轴108A和B系统的离合器输出轴108B是相互独立的轴。图7中A系统的扭矩传递由实线表示，B系统的扭矩传递由虚线表示。
离合器的工作与图1～图5所示的本发明的实施方式的动作同样，采用滚珠滑块促动器由未图示的控制器及电动马达控制。在离合器机构传递扭矩时，DCT输入轴101和DCT鼓107被花键结合110，所以DCT输入轴101轴向移动自如，即使DCT输入轴101在轴向上变动，也不会对离合器的DCT鼓107带来影响，能够防止离合器机构的传递扭矩的变动，其结果，能够防止汽车的驱动力矩的变动，构成乘坐感觉良好的汽车。
权利要求
1.一种离合器机构，具备成为扭矩传递的输入输出的第一扭矩传递构件及第二扭矩传递构件；从所述第一扭矩传递构件传递扭矩的齿轮毂；与所述齿轮毂同心且在旋转方向上受到约束地被保持的至少一片第一摩擦盘；与所述第一摩擦盘同心配置，通过被所述第一摩擦盘推压而传递扭矩的至少一片第二摩擦盘；和在旋转方向上约束保持所述第二摩擦盘，且向所述第二扭矩传递构件传递扭矩的鼓，该离合器机构的特征在于所述齿轮毂被支承为相对于所述第一扭矩传递构件轴向移动自如，且所述鼓被支承为相对于所述第二扭矩传递构件轴向移动自如。
2.一种离合器机构，具备作为扭矩传递的输入端的输入旋转部、从所述输入旋转部传递扭矩的齿轮毂、保持在所述齿轮毂上的第一摩擦盘、被所述第一摩擦盘推压而传递扭矩的第二摩擦盘、保持所述第二摩擦盘的鼓、和从所述鼓传递扭矩的输出旋转部，该离合器机构的特征在于所述鼓通过与所述输出旋转部之间的花键连结而传递扭矩，并且由设置在箱体上的鼓支承轴承的端面限制所述鼓的一方向移动。
3.根据权利要求1或2所述的离合器机构，其特征在于具备供给推压所述第一摩擦盘与所述第二摩擦盘的力的促动器、和支承所述鼓的鼓支承轴承，所述促动器和所述鼓支承轴承由一体结构的箱体分别支承。
4.根据权利要求1或2所述的离合器机构，其特征在于具备供给推压所述第一摩擦盘与所述第二摩擦盘的力的促动器、和设置在所述促动器与所述第一摩擦盘或所述第二摩擦盘之间的弹性体，通过所述促动器的工作使所述弹性体变位，将所述变位的弹性体所产生的力作为所述第一摩擦盘和所述第二摩擦盘的所述推压的力。
5.根据权利要求1或2所述的离合器机构，其特征在于在所述鼓上设有支承所述齿轮毂的齿轮毂支承轴承，所述齿轮毂经由所述齿轮毂支承轴承被定位支承在所述鼓上。
6.一种汽车的变速器，其中应用了权利要求1～5中任一项所述的离合器机构。
全文摘要
一种离合器机构，具备作为扭矩传递的输入端的输入旋转部(1)、从输入旋转部传递扭矩的齿轮毂(4)、由齿轮毂保持的第一摩擦盘(5)、被第一摩擦盘推压而被传递扭矩的第二摩擦盘(6)、保持第二摩擦盘的鼓(7)、和从鼓传递扭矩的输出旋转部(齿轮)(8)，其中，鼓(7)通过与输出旋转部(8)之间的花键连结而传递扭矩，并且由设置在箱体(23)上的鼓支承轴承(31)的端面限制鼓(7)的一方向移动。另外，齿轮毂(4)被花键连结为相对于输入旋转部(1)轴向移动自如。这种离合器机构可防止离合器组件的推压力与作为扭矩传递输入输出构件的斜齿轮产生的推力的干涉，而抑制离合器的传递扭矩的振动。
文档编号F16H1/20GK1991208SQ20061017110
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月22日 优先权日2005年12月26日
发明者山崎胜, 森田穰, 今野仁志, 黑岩弘, 吉田义幸, 宍户健太郎 申请人:株式会社日立制作所