JP2004301209A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチプレートと回転部材間の摩擦に関係することなく、クラッチ締結の応答性を改善するとともに、操作力に対する発生トルク特性におけるヒステリシスも改善できるクラッチ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】差動回転する一対の回転部材１、６のそれぞれと回転を共にする対のプレート８Ｂ、８Ａが交互に配設されたクラッチ装置において、前記対のプレートの少なくとも一方のプレート８Ａに変形促進部９を形成したことを特徴とするもので、クラッチプレート８Ａと回転部材６との間に摩擦による摺動抵抗が生じても、これに煩わされることなく、摩擦摺動面が接触を開始でき、クラッチ締結時の遅れが解消されて応答性が向上して迅速なクラッチ締結が可能となって、操作力に対する発生トルク特性におけるヒステリシスも改善される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、差動回転する一対の回転部材のそれぞれと回転を共にする対のプレートが交互に配設されたクラッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の、差動回転する一対の回転部材のそれぞれと回転を共にする対のプレートが交互に配設されたクラッチ装置は、操作力に応じて徐々に摩擦力を増大させて締結トルクを得ることができることから、急激な締結を回避して構成各部に過大な負担を強いることがないので、車両の差動制限装置等において摩擦クラッチとして多用（例えば下記特許文献１参照。）されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−５９１２３号公報（公報第４頁第１欄第５行目〜第２欄第３行目）
【０００４】
前記特許文献１に開示された差動制限装置について、図９を用いて簡単に説明する。この従来例は発進時の駆動車輪のスリップを防止して円滑な走行開始を可能にするもので、アクセル開度に比例したライン圧を得て、左右の駆動輪間の差動装置の差動制限を行うように構成されている。図９（Ａ）に示すように、エンジン側から伝えられた回転駆動力は、デフケース２１からプレッシャリング２２Ｌおよび２２Ｒ、ピニオン軸２３、ピニオン２５を介して、該ピニオン２５の左右から傘歯噛合する左右のサイドギヤ２６、２７に差動配分されて左右の駆動軸２８、２９に伝達される。
【０００５】
このような差動制限装置において、アクセル開度に比例したライン圧が静止側に設置された油圧アクチュエータの油室３０に導入されると、プッシュロッド３５が図面右側へ軸動し、スラストベアリング３６を介して回転側のリアクション（フリクション）プレート３７を押圧する。これによって、多板クラッチ３１を締結させ、多板クラッチ３１における、デフケース２１と回転を共にするアウタプレート群と、サイドギヤ２６、２７と回転を共にするインナプレート群とを摩擦係合させ、各サイドギヤ２６、２７とデフケース２１とを一体に接続する差動制限力を得て、路面抵抗（タイヤと路面との間の摩擦係数）の差に起因する差動スリップが有効に抑制されて、円滑な発進が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の差動制限装置にあって、前記デフケース２１とサイドギヤ２６とを締結する多板クラッチ３１は、デフケース２１と回転を共にして軸動自在に嵌合されるアウタプレート群と、サイドギヤ２６と回転を共にして軸動自在に嵌合されるインナプレート群とが交互に配列されて構成されており、図９（Ｂ）に示すように、これらのプレート、例えばインナプレート２８Ａの内周には、サイドギヤ２６の嵌合溝に嵌合する嵌合突起３２が形成されている。
【０００７】
そして、前記リアクション（フリクション）プレート３７の押圧時には、インナプレート２８Ａの内周の嵌合突起３２がサイドギヤ２６の嵌合溝上を軸方向に摺動しつつ移動することになるが、各部の剛性がある程度高ければ、操作力の変化だけによるプレートの移動遅れは発生しないが、現実には、表面にフェーシング等が貼着されているプレートの厚さ方向の収縮等により、操作力に伴う微小な変位が発生し、該変位に起因して、嵌合部であるラグ部の摩擦力が図５に示すようなヒステリスを発生させる。このように、通常、前記インナプレートにおける嵌合突起とサイドギヤにおける嵌合溝との間の摩擦により、図７に示すように、プレートの移動遅れに伴ってクラッチの締結遅れを引き起こす虞れがあり、それによって、特性の変化や損失が大きくなる懸念があった。
【０００８】
そこで本発明では、上記従来の差動装置の課題を解決して、クラッチプレートと回転部材間の摩擦に関係することなく、クラッチ締結の応答性を改善するとともに、操作力に対する発生トルク特性におけるヒステリシスも改善できるクラッチ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、差動回転する一対の回転部材のそれぞれと回転を共にする対のプレートが交互に配設されたクラッチ装置において、前記対のプレートの少なくとも一方のプレートに変形促進部を形成したことを特徴とする。また本発明は、前記変形促進部が摩擦摺接部を除いた部分に形成されたことを特徴とする。また本発明は、前記変形促進部が、周方向に延びる複数個の孔あるいは溝、もしくは径方向に延びる複数個の孔あるいは溝であることを特徴とする。また本発明は、前記変形促進部が、周方向に延びる複数個の孔あるいは溝と径方向に延びる複数個の孔あるいは溝とを組み合わせて構成されたことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【００１０】
【実施の形態】
以下、本発明のクラッチ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のクラッチ装置の第１実施の形態を示すもので、図１（Ａ）はクラッチ部近傍の要部断面図、図１（Ｂ）はクラッチプレート（インナプレート）の正面図である。本発明の基本的な構成は、差動回転する一対の回転部材１、６のそれぞれと回転を共にする対のプレート８Ｂ、８Ａが交互に配設されたクラッチ装置において、前記対のプレートの少なくとも一方のプレート（好適にはインナプレート８Ａ）に変形促進部９を形成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第１実施の形態について以下に詳述する。クラッチ装置が最も基本的なピニオン型差動装置を構成母体とする差動制限装置に適用された例で、図１（Ａ）に示すように、エンジン側からの回転駆動力を得て回転する第１回転部材を構成するデフケース１からの回転駆動力は、該デフケース１の内周のラグ等に軸動のみ自在に嵌合された一対のプレッシャリング２（図面右側の第２プレッシャリングは図示省略、以下、他の部品も同様）に伝えられる。該一対のプレッシャリング２の対向面間に配設されたピニオン軸３にカム部４を介して伝達された駆動力は、ピニオン軸３に軸支されたピニオン５に伝達され、さらに、前記ピニオン５の軸方向の両側から傘歯噛合する一対のサイドギヤ６に差動配分される。これらのサイドギヤ６に嵌合、接続された左右の駆動軸を回転させて、駆動輪により車両が差動走行することができる。
【００１２】
前記プレッシャリング２の背面とデフケース１の内側面との間には、クラッチ部８が配設される。クラッチ部８は、デフケース１の内周のラグ溝（図示省略）等にデフケース１と回転を共にして軸動のみ自在に嵌合された他方のプレートであるアウタプレート８Ｂと、サイドギヤ６のボス部外周の嵌合溝６Ａにサイドギヤ６と回転を共にして軸動のみ自在に嵌合された一方のプレートであるインナプレート８Ａとが交互に配列されて構成される。そして、それらの摩擦面にはフェーシング材８Ｃが貼着される。クラッチ部は図示の例のような多板クラッチを好適とするが、単板クラッチであってもよい。クラッチ部８は、デフケース１の側面の円周上に幾つか穿設された孔に軸動自在に配設された押圧部材１７によって押圧されて締結可能に構成される。押圧部材１７は、軸受（スラストベアリング）１６を介して静止部に配設された操作部材１５によって進退動作する。
【００１３】
図１（Ｂ）に示すように、本発明の最も重要な構成として、少なくともサイドギヤ６と回転を共にする一方のインナプレート８Ａに変形促進部９を形成したことである。インナプレート８Ａの内周には、前記サイドギヤ６の嵌合溝６Ａに軸動自在に嵌合される多数の嵌合突起１４が形成され、軸心側の嵌合突起１４の形成部から径方向外側のアウタプレート８Ｂとの摩擦摺接部に至るまでの途中に、変形促進部９として周方向に延びる周方向孔１０が幾つか（図示の例では４つ）穿設され、さらに、周方向孔１０と内径側とを結ぶ径方向の孔１１を穿設したものである。前記周方向孔１０等の変形促進部９は、好適には摩擦摺接部を除いた部分に形成されるが、摩擦放熱等を考慮して摩擦摺接部にかかって形成されることを排除しない。また、図示の例では、インナプレート８Ａにのみ変形促進部９が形成されたが、アウタプレート８Ｂのデフケース１内周との嵌合部側にも変形促進部を形成してもよいことは言うまでもない。
【００１４】
このように構成したので、図１（Ａ）に示すように、操作部材１５によって締結動作がなされると、押圧部材１７が軸動してクラッチ部８を押圧する。その際、インナプレート８Ａの嵌合突起１４とサイドギヤ６の嵌合溝６Ａとの間に摺動摩擦が存在したとしても、プレート摺動部とラグ部との間にの剛性を意図的に低くすることにより、微小な変位を当該部の弾性変形により吸収し、ラグとプレートで発生する滑りをなくして、実質的な摩擦力を取り除くことが可能となる。したがって、前記摩擦の存在に何ら煩わされることなく、変形促進部９の存在によって、インナプレート８Ａの嵌合部１４を残したままでも摩擦摺接面を軸方向に移動することが可能で、迅速にアウタプレート８Ｂとの間の接触を開始することができる。それによって、操作力に対して迅速に差動制限トルクを発生させることができる（図８参照）。また、インナプレート８Ａがサイドギヤ６の嵌合溝６Ａとの間の摺動摩擦にほぼ無関係に軸動することが可能なことから、図６に示すように、クラッチの解除方向にも応答性が向上して、操作力に対する発生トルク特性のヒステリシスが良好に改善される。
【００１５】
図２は本発明のクラッチ装置の第２実施の形態を示すもので、クラッチプレート（インナプレート）の正面図である。本実施の形態のものでは、プレートにおける変形促進部９として、周方向に延びる周方向孔１０が幾つか（図示の例では４つ）穿設されるとともに、これらの周方向孔１０、１０間に、内周側から径方向外側に延びる径方向溝（厚さ方向に貫通している点では孔）１２が形成されたものである。このような構成により、孔同士が連結してやや強度が低下する前記第１実施の形態のものと比較して所定の強度を確保したままで、前記周方向孔１０と径方向溝１２との間に狭隘部が形成されて変形し易い変形促進部が確保できて、前記第１実施の形態のものと同様の所定の効果が得られる。
【００１６】
図３は本発明のクラッチ装置の第２実施の形態を示すもので、クラッチプレート（インナプレート）の正面図である。本実施の形態のものは、前記第１実施の形態のものと第２実施の形態のものを組み合わせた形状を呈しており、プレートにおける変形促進部９として、周方向に延びる周方向孔１０が幾つか（図示の例では４つ）穿設されるとともに、これらの周方向孔１０、１０間に、内周側から径方向外側に延びる径方向溝（厚さ方向に貫通している点では孔）１２が形成され、さらに、前記周方向孔１０と内径側とを結ぶ径方向の孔１１を穿設したものである。このような構成により、さらに変形し易い変形促進部が確保できて、前記各実施の形態のものと同様の所定の効果が得られる。
【００１７】
図４は本発明のクラッチ装置の第４実施の形態を示すもので、クラッチ部近傍の要部断面図である。前述の各実施の形態のものの変形促進部が、クラッチプレートの厚み方向に貫通するところの、周方向や径方向の孔あるいは溝から形成されていたのに対して、本実施の形態のものでは、クラッチプレートの厚み方向に貫通しない溝形態が採られたものである。すなわち、図４に示すように、インナプレート８Ａの厚み方向の表裏からそれぞれ周方向溝１３（形状としては図２の周方向孔１０と同様）を刻設して変形促進部９としたものである。このような構成によって、所定の強度を確保したままで、前記第１実施の形態のものと同様の所定の効果が得られる。
【００１８】
以上本発明の実施例を述べてきたが、本発明の趣旨の範囲内にて、クラッチ装置が配設される部位（クラッチ装置が配設される対象となる回転部材の種類）、それぞれの回転部材への対のプレートの嵌合、配設形態、変形促進部の形状、形式（孔や溝の形成により変形し易い部分を形成するものの他、材質的に変形し易い素材と組み合わせたり、熱処理によって変形し易い部分を創生することも本発明の範疇である）およびその形成位置（好適には摩擦摺接部を除いた部分に形成されるが、摩擦摺接部にかかってもよい）については適宜のものが選定し得る。また、変形促進部を構成する周方向の孔や溝、径方向の孔や溝に関しては、それらの組合せ形態は、あらゆる組合せが採用され得る。さらに、クラッチを締結するためのアクチュエータについては、空気圧、油圧、電磁石等の電気的なもの、あるいは機械的なもの等の適宜のものが採用され得る。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、差動回転する一対の回転部材のそれぞれと回転を共にする対のプレートが交互に配設されたクラッチ装置において、前記対のプレートの少なくとも一方のプレートに変形促進部を形成したことにより、クラッチプレートと回転部材との間に摩擦による摺動抵抗が生じても、これに煩わされることなく、クラッチ締結時の遅れが解消されて応答性が向上して迅速なクラッチ締結が可能となって、操作力に対する発生トルク特性におけるヒステリシスも改善される。
【００２０】
また、前記変形促進部が摩擦摺接部を除いた部分に形成された場合は、クラッチプレートの迅速な変形による高い応答性でクラッチ締結が可能でありながら、充分な摩擦面積を確保して、所定の差動制限トルクが得られることになる。さらに、前記変形促進部が、周方向に延びる複数個の孔あるいは溝、もしくは径方向に延びる複数個の孔あるいは溝である場合は、変形促進部がより変形し易いばかりでなく、熱放散効果も期待できる。
【００２１】
さらにまた、前記変形促進部が、周方向に延びる複数個の孔あるいは溝と径方向に延びる複数個の孔あるいは溝とを組み合わせて構成された場合は、孔同士あるいは孔と溝との有機的な結合により、より変形し易い変形促進部が確保できることとなる。かくして、クラッチプレートと回転部材間の摩擦に関係することなく、クラッチ締結の応答性を改善するとともに、操作力に対する発生トルク特性におけるヒステリシスも改善できるクラッチ装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチ装置の第１実施の形態を示すもので、図１（Ａ）はクラッチ部近傍の要部断面図、図１（Ｂ）はクラッチプレート（インナプレート）の正面図である。
【図２】本発明のクラッチ装置の第２実施の形態を示すもので、クラッチプレート（インナプレート）の正面図である。
【図３】本発明のクラッチ装置の第３実施の形態を示すもので、クラッチプレート（インナプレート）の正面図である。
【図４】本発明のクラッチ装置の第４実施の形態を示すもので、クラッチ部近傍の要部断面図である。
【図５】従来のクラッチ装置における操作力に対する発生トルク（ヒステリシス）特性図である。
【図６】本発明のクラッチ装置における操作力に対する発生トルク（ヒステリシス）特性図である。
【図７】従来のクラッチ装置における応答性能図である。
【図８】本発明のクラッチ装置における応答性能図である。
【図９】従来の差動制限装置の全体断面図およびクラッチプレートの正面図である。
【符号の説明】
１ 第１回転部材（デフケース等）
２ プレッシャリング
３ ピニオン軸
４ カム部
５ ピニオン
６ 第２回転部材（第１サイドギヤ等）
６Ａ 嵌合溝
８ クラッチ部
８Ａ 一方のプレート（インナプレート）
８Ｂ 他方のプレート（アウタプレート）
８Ｃ フェーシング材
９ 変形促進部
１０ 周方向孔
１１ 径方向孔
１２ 径方向溝（孔）
１３ 周方向溝
１４ 嵌合突起
１５ 操作部材
１６ 軸受（スラストベアリング等）
１７ 押圧部材

Claims (4)

1. 差動回転する一対の回転部材のそれぞれと回転を共にする対のプレートが交互に配設されたクラッチ装置において、前記対のプレートの少なくとも一方のプレートに変形促進部を形成したことを特徴とするクラッチ装置。
2. 前記変形促進部が摩擦摺接部を除いた部分に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記変形促進部が、周方向に延びる複数個の孔あるいは溝、もしくは径方向に延びる複数個の孔あるいは溝であることを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ装置。
4. 前記変形促進部が、周方向に延びる複数個の孔あるいは溝と径方向に延びる複数個の孔あるいは溝とを組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のクラッチ装置。

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