JP2006207601A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】皿バネを用いることなく小型化を図り得るクラッチ装置を提供する。
【解決手段】回転軸体３の一端側に設けられた第１歯車４と、回転軸体３の他端側に回転自在に設けられた第２歯車６と、回転軸体３側に設けられた円筒状部材７内に配置されて両歯車４，６同士の回転を連結・分離自在な多板クラッチ部９と、このクラッチ部９の一側部を押圧することにより当該クラッチ部９を動作させる付勢部材とが具備されたクラッチ装置１であって、上記付勢部材としてコイルバネ１１を用いるとともに、一端側がクラッチ部９の一端側を押圧するようにされた当該コイルバネ１１の他端側を、円筒状部材７の端壁部７ｂを挿通して第１歯車４に形成された穴部４ａ内に挿入し支持させたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動力伝達経路の途中に設けられる湿式多板クラッチ装置に関するものである。

一般に、モータやエンジンの回転力（動力）を負荷に伝達する際に、その途中にクラッチ装置が設けられているが、このクラッチ装置として、多板式のものが用いられている。
そして、この多板式のクラッチの中には、クラッチ板同士を押し付けるために、皿バネを用いたものがある（特許文献１参照）。
特開平９−６０６６０号公報

しかし、上記の構成によると、皿バネを用いた場合、小さい空間で大きい荷重を得ることができ、クラッチ装置の小型化を図り得るという利点を有するが、皿バネ自身はコスト的に高くなるとともに、僅かな製作誤差でばね荷重が大きく変化するという欠点がある。

そこで、上記課題を解決するため、本発明は、皿バネを用いることなく小型化を図り得るクラッチ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のクラッチ装置は、回転軸体の一端側に設けられた第１歯車と、上記回転軸体の他端側に回転自在に設けられた第２歯車と、上記回転軸体側に設けられた円筒状部材内に配置されて上記両歯車同士の回転を連結・分離自在な多板式のクラッチ部と、このクラッチ部の一側部を押圧することにより当該クラッチ部を動作させる付勢部材とが具備されたクラッチ装置であって、
上記付勢部材としてコイルバネを用いるとともに、一端側が上記クラッチ部の一端側を押圧するようにされたコイルバネの他端側を、上記円筒状部材の端面を挿通して上記第１歯車側に当接支持させたものである。

また、上記コイルバネの他端部を、第１歯車に形成された穴部に挿入し支持させたものである。
さらに、本発明の他のクラッチ装置は、回転軸体の一端側に設けられた第１歯車と、上記回転軸体の他端側に回転自在に設けられた第２歯車と、上記回転軸体側に設けられた円筒状部材内に配置されて上記両歯車同士の回転を連結・分離自在な多板式のクラッチ部と、このクラッチ部の一側部を押圧することにより当該クラッチ部を動作させる付勢部材とが具備されたクラッチ装置であって、
上記付勢部材としてコイルバネを用いるとともに、一端側が上記クラッチ部の一端側を押圧するようにされたコイルバネの他端側を、上記円筒状部材の端面および上記第１歯車を挿通させ、第１歯車より一端側の回転軸体に設けられたストッパ部材に当接し支持させたものである。

上記の構成によると、連結時に多板式のクラッチ部を押圧するのに、コイルバネを用いるとともに、このコイルバネを円筒状部材側に取り付ける際に、その一端側を円筒状部材の端壁部を挿通させるとともに、それに隣接して設けられた第１歯車に形成された穴部等または第１歯車等に支持するようにしたので、伸縮量が大きいコイルバネを取り付けることができ、したがってクラッチ部の分離時におけるクラッチ板同士間の隙間を大きくすることができる。すなわち、皿バネを用いた場合に比べて、格段に、その隙間を大きくすることができるので、分離時に、両クラッチ板同士が十分に離れることになり、例えばクラッチ部が湿式である場合、両クラッチ板同士間の潤滑油の引きずり度合いを低減して、クラッチ部における動力の解放を確実に行うことができる。

また、コストが高い皿バネではなく、安価なコイルバネを用いるようにしているため、クラッチ装置の製造コストの低減化に繋がる。
さらに、コイルバネの使用本数を増減することにより、クラッチ部の押圧力を容易に変更することができる。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係るクラッチ装置を、図１〜図３に基づき説明する。
本実施の形態においては、油圧にて連結・分離し得る湿式多板クラッチ装置として説明し、具体的には、例えばホイールローダなど産業車両のドライブユニットを構成するトランスミッションに設けられるものである。

図１に示すように、このクラッチ装置１には、例えばトランスミッションのケーシング（図示せず）側に、前後一対の軸受２を介して回転自在に支持された回転軸体３と、この回転軸体３の一端側の外周に形成されたスプライン部３ａにその軸心方向（前後方向でもある）ａで移動可能に係合（外嵌）された第１歯車４と、上記回転軸体３の他端側に軸受５を介して回転自在に支持されるとともに第１歯車４側に突出する内側筒状部（クラッチハブともいう）６ａを有する第２歯車６と、外側筒状部７ａおよび当該外側筒状部７ａの一端側に連設された端壁部７ｂから構成され且つ上記両歯車４，６間の回転軸体３のスプライン部３ａにその軸心方向ａでその端壁部７ｂを介して移動可能に係合（外嵌）されるとともに上記外側筒状部７ａと上記第２歯車６の内側筒状部６ａとの間に環状空間部８が形成されるように配置された円筒状部材（クラッチドラムともいう）７と、この円筒状部材７と第２歯車６側の内側筒状部６ａとの間の環状空間部８に配置された湿式の多板クラッチ部９と、上記環状空間部８の一端側がシリンダ室８ａにされるとともに、このシリンダ室８ａ内に軸心方向ａで移動可能に配置されるとともに上記多板クラッチ部９の一端側端面に当接する環状当接部１０ａが形成されたピストン体（クラッチピストンともいう）１０と、このピストン体１０と第１歯車４との間に亘ってしかも端壁部７ｂに形成された貫通穴７ｃを挿通して配置されて、当該ピストン体１０を介して上記多板クラッチ部９を押圧し得るコイルバネ（付勢部材の一例）１１とが具備されている。

そして、上記コイルバネ１１の第１歯車４側の一端部は、第１歯車４に形成された穴部４ａ内に挿入されて支持が行われている。なお、コイルバネ１１の他端部は、ピストン体１０側に形成された穴部１０ｂ内に挿入されて支持が行われている。

上記多板クラッチ部９は、円筒状部材７の外側筒状部７ａの内周面に形成されたスプライン部７ｄに軸心方向ａで移動可能に係合（内嵌）された複数枚の外側クラッチ板（摩擦板でもある）１２と、第２歯車６の内側筒状部６ａの外周面に形成されたスプライン部６ｂに軸心方向ａで移動可能に係合（外嵌）されるとともに上記各外側クラッチ板１２同士間に配置された複数枚の内側クラッチ板（摩擦板でもある）１３とから構成されており、その一端側にはピストン体１０の環状当接部１０ａが当接されるとともに他端側は外側筒状部７ａに設けられた環状係止板（エンドプレートともいう）１４に当接されている。

そして、この多板クラッチ部９は、ピストン体１０を介してコイルバネ１１の付勢力による押圧により、両クラッチ板１２，１３同士が押し付けられて、互いの摩擦力により回転力（動力）を伝達し得るようにされている。なお、図２および図３に、外側クラッチ板１２および内側クラッチ板１３の側面形状を示しておく。勿論、各クラッチ板１２,１３の外周面または内周面に、スプライン部７ｄ，６ｂに係合し得る歯部１２ａ，１３ａが形成されている。

また、上記多板クラッチ部９には、クラッチ板１２，１３同士の焼き付きなどを防止するために、回転軸体３に形成された潤滑油供給穴３ｃを介して、第２歯車６の内側筒状部６ａと回転軸体３の表面との間に形成された環状空間部１５に潤滑油が供給され、さらにこの環状空間部１５に供給された潤滑油は、例えば内側筒状部６ａと環状突出部３ｂとの隙間から（または内側筒状部に穴が形成される場合には当該穴から）、クラッチ板１２，１３間に供給されて、湿式構造にされている。なお、この潤滑油は多板クラッチ部９から外部に漏れるが、全体がケーシングにて覆われており、当然に、潤滑油は回転軸体３の潤滑油供給穴３ｃを介して循環される。また、図示しないが、クラッチ板１２，１３の一方の前後表面には、例えば潤滑油が表面全体に流れるように縦横に溝部が形成されており、またこのクラッチ板１２，１３間に流入した潤滑油を外部に導くために、外側筒状部７ａに穴径が小さい貫通穴が多数形成されている。

さらに、上記ピストン体１０の内周側には段差部１０ｃが設けられるとともに、この段差部１０ｃと回転軸体３の中間部に突設された環状突出部３ｂとの間には環状油圧室１６が形成されており、この環状油圧室１６には、回転軸体３内に形成された油圧用穴３ｄを介して、油圧の供給および排出が行われる。

なお、図１において、２１は環状油圧室１６における圧油用のシール材であり、また２２は第１歯車４、円筒状部材７および環状係止板１４をそれぞれ固定するための係止用リングである。

したがって、上記構成において、ピストン体１０と回転軸体３との間の環状油圧室１６に圧油が供給されない限り、コイルバネ１１の付勢力により、ピストン体１０を介して多板クラッチ部９が押圧されて、すなわち両クラッチ板１２，１３同士が押し付けられて、第１歯車４側と第２歯車６側との間で回転力を伝達し得る連結状態にされている。

この状態で、トランスミッションのコントロールバルブから圧油が油圧用穴３ｄを介して環状油圧室１６に供給されると、コイルバネ１１の付勢力に抗してピストン体１０が第１歯車４側に移動されるため、両クラッチ板１２，１３同士の押し付け状態（連結状態）が解放されて多板クラッチ部９が分離状態となり、両歯車４，６同士間の回転力が切断される。すなわち、このクラッチ装置１は、常時、連結状態にされており、指示があった場合だけ分離状態となることから、ネガティブクラッチとも呼ばれる。

このように、多板クラッチ部９をピストン体１０を介して押圧するのにコイルバネ１１を用いるとともに、このコイルバネ１１を円筒状部材７側に配置する（取り付ける）際に、その一端側を円筒状部材７の端壁部７ｂを挿通させるとともに、それに隣接して設けられた第１歯車４に形成された穴部４ａに挿入させて支持するようにしたので、伸縮量が大きいコイルバネ１１を取り付ける（用いる）ことができ、したがって湿式多板クラッチ部９での分離状態（解放時）における両クラッチ板１２，１３同士間の隙間を大きくすることができる。すなわち、皿バネを用いた場合に比べて、格段に、その隙間を大きくすることができるので、分離時に、両クラッチ板１２，１３同士が十分に離れることになり、したがって両クラッチ板１２，１３同士間の潤滑油の引きずり度合いを低減して（または殆ど無くして）、クラッチ部９における回転力の切断を確実に行うことができる。

しかも、コストが高い皿バネではなく、安価なコイルバネを用いることができるため、クラッチ装置の製造コストの低減化に繋がる。
また、コイルバネ１１の使用本数を増減することにより、クラッチ部９の押圧力（クラッチ板１２，１３同士の押付力）を容易に変更することができる。

さらに、上記構成においては、回転軸体３、第１歯車４および円筒状部材７については、それぞれ別体の構成としているため、例えば全てが一体に構成されるとともにその構成材料を大きい強度を必要とする第１歯車４の材質に合わせる必要がないため、すなわち円筒状部材、回転軸体それぞれに必要な強度に対応し得る適正な材質を用いることができるので、コスト的に有利となる。

ところで、上記実施の形態においては、コイルバネ１１の一端部を第１歯車４に形成された穴部４ａに挿入させて支持するように説明したが、例えば図４に示すように、コイルバネ１１の一端部を第１歯車４の表面に当接させて支持するようにしてもよく、また図５に示すように、回転軸体３の第１歯車４の外側位置に環状の支持板体（ストッパ部材の一例）３１を例えば係止用リング２２で固定するとともに、第１歯車４に形成した貫通穴４ｂを挿通させてコイルバネ１１の一端部を当該支持板体３１に当接させて支持するようにしてもよい。

なお、上記実施の形態においては、湿式多板クラッチ装置について説明したが、円筒状部材内に配置されて両クラッチ板同士を押し付けるための皿バネの替わりに、変形量が大きいコイルバネを用いてクラッチ板同士の引きずり度合い低減させるとともに、その取り付け時に、クラッチハウジングである円筒状部材を長くすることなく、すなわちコンパクト化を維持し得る構成を、湿式で多板式のブレーキ構造を採用したブレーキ装置にも適用することができる。

本発明の実施の形態に係るクラッチ装置の縦断面図である。 同クラッチ装置における外側クラッチ板の側面図である。 同クラッチ装置における内側クラッチ板の側面図である。 同実施の形態に係るクラッチ装置の変形例を示す縦断面図である。 同実施の形態に係るクラッチ装置の他の変形例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ クラッチ装置
３ 回転軸体
４ 第１歯車
４ａ 穴部
６ 第２歯車
６ａ 内側筒状部
７ 円筒状部材
７ａ 外側筒状部
７ｂ 端壁部
７ｃ 貫通穴
９ 多板クラッチ部
１１ コイルバネ
１２ 外側クラッチ板
１３ 内側クラッチ板
３１ 支持板体

Claims (3)

1. 回転軸体の一端側に設けられた第１歯車と、上記回転軸体の他端側に回転自在に設けられた第２歯車と、上記回転軸体側に設けられた円筒状部材内に配置されて上記両歯車同士の回転を連結・分離自在な多板式のクラッチ部と、このクラッチ部の一側部を押圧することにより当該クラッチ部を動作させる付勢部材とが具備されたクラッチ装置であって、
   上記付勢部材としてコイルバネを用いるとともに、一端側が上記クラッチ部の一端側を押圧するようにされたコイルバネの他端側を、上記円筒状部材の端壁部を挿通して上記第１歯車側に当接支持させたことを特徴とするクラッチ装置。
2. コイルバネの他端部を、第１歯車に形成された穴部に挿入し支持させたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 回転軸体の一端側に設けられた第１歯車と、上記回転軸体の他端側に回転自在に設けられた第２歯車と、上記回転軸体側に設けられた円筒状部材内に配置されて上記両歯車同士の回転を連結・分離自在な多板式のクラッチ部と、このクラッチ部の一側部を押圧することにより当該クラッチ部を動作させる付勢部材とが具備されたクラッチ装置であって、
   上記付勢部材としてコイルバネを用いるとともに、一端側が上記クラッチ部の一端側を押圧するようにされたコイルバネの他端側を、上記円筒状部材の端壁部および上記第１歯車を挿通させ、第１歯車より一端側の回転軸体に設けられたストッパ部材に当接支持させたことを特徴とするクラッチ装置。
   

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