JP2006300095A - 多板摩擦係合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多板摩擦係合装置の係合時に、ドライブプレートとドリブンプレートとの接触面積を増大させて、多板摩擦係合装置に必要な摩擦係合力を確保することができる多板摩擦係合装置を提供する
【解決手段】 波形状に形成されたドライブプレート１の外周縁に三角形の切欠き２を設けることによって、交互に配置されたドライブプレート１とドリブンプレートの圧縮時に、ドライブプレート１の波形状を潰して平板の環状体に変形させるために必要なピストンの押圧力を過剰に上げる必要がなくなり、ドライブプレート１とドリブンプレートとの接触面積を増大させることができ、ドライブプレート１とドリブンプレートの係合時に必要な摩擦係合力を得ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、交互に配置された複数枚のドライブプレートおよびドリブンプレートの摩擦係合力を利用する多板摩擦係合装置に関する。

自動変速機に内蔵された多板摩擦係合装置としてのクラッチやブレーキは、スプラインを直径方向に対向させた相対回転可能な外側および内側の支持部材と、外側の支持部材のスプラインに噛み合う複数のドリブンプレートと、ドリブンプレートと交互に重ね合わせて内側の支持部材のスプラインに噛み合う複数のドライブプレートと、これらのドリブンプレートとドライブプレートとを、軸方向の移動を限界付けられたリテーナプレートとの間で軸方向に圧縮する油圧ピストン機構とを有する。

このような多板摩擦係合装置において、油圧ピストン機構によるドリブンプレートとドライブプレートの圧縮を解除して内側と外側の支持部材を相対回転状態とした際に、ドリブンプレートやドライブプレートのスプライン溝に沿った移動やスプライン結合のがたのために、プレートの姿勢を適正に保つことができない場合がある。これを防ぐ装置として、たとえば特開平９−２５７０５８号公報記載のものがある。これは、ドライブプレートまたはドリブンプレートのいずれか一方をばね性を有する波形状に形成することで、プレート間のクリアランスおよびプレート姿勢を適正に保つ構成が記載されている。

また、ドライブプレートとドリブンプレートとの圧縮時に、ドライブプレートとドリブンプレートとの係合力が急激に増大することを防止するため、油圧ピストン機構と、ドリブンプレートとの間に皿ばね形状のディッシュプレートを配置して、ドライブプレートとドリブンプレートとが滑らかに係合するようにしている。
特開平９−２５７０５８号公報

ここで、波形状に形成されたドライブプレートまたはドリブンプレートにディッシュプレートの働きを持たせることで、ディッシュプレート自体を廃止して、部品点数を削減したり自動変速機の軸寸法を短くすることが可能となるが、この場合ドライブプレートまたはドリブンプレートを、係合力の急激な増大を防止できる高荷重に対応できるようにする（プレートのばね定数をある程度大きくする）必要がある。

しかし、軸寸法を短縮したままで高荷重に対応できるようにするには、たとえばドライブプレートまたはドリブンプレートに形成される波形状部を多くする（より細かい周期の波形状を形成する）ことが考えられるが、このような形状にすると必要な摩擦力が得られなくなるという問題がある。すなわち多板摩擦係合装置の係合時、ドライブプレートまたはドリブンプレートの変形すべき量が大きくなるため、所定量以上に変形させると図８に示すように荷重特性が変化して通常のピストンの油圧では、ドライブプレートまたはドリブンプレートの波形状部を完全に潰しきることができず、ドライブプレートとドリブンプレートとの間に隙間が一部開いてしまう。
したがって、フェーシング接触面積が低下し、さらには、ドライブプレートとドリブンプレートとの間の隙間に油が溜まり、プレートのフェーシング面に油膜が形成されることでプレートのすべりが発生し易くなり、多板摩擦係合装置に必要な摩擦係合力を確保することができないといった問題があった。

そこで本発明はこのような問題点に鑑み、ドライブプレートまたはドリブンプレートの一方に円周方向にうねりを設けている多板摩擦係合装置の係合時に、プレート間の接触面積を増大させて、多板摩擦係合装置に必要な摩擦係合力を確保することができる多板摩擦係合装置を提供することを目的とする。

本発明は、それぞれのスプラインを直径方向に対向させた相対回転可能な外側および内側の支持部材の間に、外側の支持部材のスプラインに噛み合う歯を備える少なくとも１枚以上の外側の摩擦板と、内側の支持部材のスプラインに噛み合う歯を備える少なくとも１枚以上の内側の摩擦板とを軸方向に交互に重ね合わせ、該交互に重ね合わせた外側および内側の摩擦板を軸方向に圧縮する油圧ピストン機構と、該油圧ピストン機構の押圧方向の端部に設けられたリテーナプレートとを有する多板摩擦係合装置であって、外側の摩擦板と内側の摩擦板の少なくともいずれか一方の円周方向にうねりを設けた多板摩擦係合装置において、うねりを設けた摩擦板を押圧したときの周方向の伸び分の逃げとなる切欠きを、うねりを設けた摩擦板に設けるものとした。

本発明によれば、うねりを設けた摩擦板に切欠きを設けることによって、外側と内側の摩擦板の圧縮時に、切欠きを設けた摩擦板のうねりを潰して平板状に変形させるために必要なピストンの押圧力を過剰に上げる必要がなく、外側と内側の摩擦板の接触面積を増大させることができ、外側と内側の摩擦板の係合時に必要な摩擦係合力を得ることができる。

次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は自動変速機の軸方向に沿った断面図である。
トランスミッションケース１０の内側にスプライン１１が形成されている。トランスミッションケース１０は、ダイカスト鋳造によりスプライン１１を含めて一体に製作され、スプライン１１には、軸方向に鋳型の抜き勾配が形成されている。

リテーナプレート１４およびドリブンプレート１５（外側の摩擦板）が、その外周に形成された歯をスプライン１１に噛み合わせてトランスミッションケース１０に対する回転を規制されている。ドリブンプレート１５は、スプライン１１に沿って軸方向に移動可能である。スプライン１１に形成したスナップリング溝１２にはスナップリング１３が嵌め込まれ、リテーナプレート１４の軸方向の移動を限界付けている。

ドリブンプレート１５と交互に重ね合せたドライブプレート１（内側の摩擦板）は、その内周に形成された歯を回転部材２０のスプライン２１に噛み合わせて回転部材２０と一体に回転するとともに、スプライン２１に沿って軸方向に移動可能である。
またドライブプレート１は、金属によって形成されたリング形状のプレート基材６と、プレート基材６の表裏面に貼り付けられたフェーシング材５とより構成される。
回転部材２０は、自動変速機の出力軸２２と中心軸を共通にしてトランスミッションケース１０に対して回転可能である。回転部材２０の図中左側の図示を省略した部分に変速機構の他の部分が配置されている。

トランスミッションケース１０の図中右側にピストン１９を油圧駆動する機構が配置される。リターンスプリング１７によって右側に付勢されたピストン１９は、シリンダ空間１８に油圧が供給されると、リターンスプリング１７を押し縮めて左側に移動する。ピストン１９は、リテーナプレート１４と共働して交互に重なったドリブンプレート１５とドライブプレート１を挟み込んで圧縮し、ドリブンプレート１５と、ドライブプレート１に貼付けられたフェーシング材５との間に摩擦力を発生させて、回転部材２０の回転を停止させる。
このようにドライブプレート１およびドリブンプレート１５は、両プレートが締結したときに回転部材２０の回転を停止させるブレーキ機能を有する。
また、ドライブプレート１、ドリブンプレート１５、ピストン１９およびリテーナプレート１４によって多板摩擦係合装置が構成されている。

次にドライブプレート１の形状について説明する。
図２の（ａ）は、ドライブプレート１の正面図であり、図２の（ｂ）は、ドライブプレート１の側面図である。
ドライブプレート１は、円周方向に複数のうねりを有する波形状に形成されており、リテーナプレート１４およびドリブンプレート１５との接触面にはフェーシング材５が接着材等によって貼付けられている。
ドライブプレート１の外周部には、外周縁から内側に向けて所定長さの切欠き２が１つ設けられている。

なお切欠き２は、ドライブプレート１の半径方向に対して対称な三角形であるものとする。
また切欠き２は、ドライブプレート１を全周が不連続のＣ字形状にしてしまうことがないように、ドライブプレート１を半径方向に所定長さだけ切欠いて形成されている。
したがってドライブプレート１は、全周がつながった形状（以下、全周連続形状とも呼ぶ）となっている。
なお本実施例における自動変速機は、従来技術（特許文献１）に対してディッシュプレートがないため軸寸法が短縮されている。また、ディッシュプレートを配置しないのでドライブプレートを高負荷に対応可能とするため、従来技術に対してドライブプレートに設けるうねりの数を多くしてある。

次にピストン１９による圧縮解除状態におけるドライブプレート１の状態を説明する。
図３の（ａ）、（ｂ）は、ドライブプレート１およびドリブンプレート１５を外周方向から見た図であり、図３の（ａ）はドライブプレート１とドリブンプレート１５の解放状態、図３の（ｂ）はドライブプレート１とドリブンプレート１５の締結状態を示す。
各プレート１、１５の解放状態（各プレートの非圧縮時）において、ドライブプレート１が波形状に形成されていることにより、図３の（ａ）に示すように、ドライブプレート１の波形状の凸部の峰が、対向するドリブンプレート１５と線接触する。
これにより、ドライブプレート１とドリブンプレート１５の解放状態において、ドライブプレート１とドリブンプレート１５のフリクションロスが低減する。

次に、ドライブプレート１とドリブンプレート１５の締結状態について説明する。
ピストン１９によるドライブプレート１およびドリブンプレート１５の圧縮の初期段階では、図３の（ａ）に示したようにドライブプレート１とドリブンプレート１５とは線接触している。
その後、ドライブプレート１およびドリブンプレート１５の相対回転が解消して一体化する圧縮の終期段階になると、図３の（ｂ）に示すようにドライブプレート１は、形状が波形状から平板の環状体に弾性変形してドリブンプレート１５と面接触するようになっている。

このとき、ドライブプレート１の波形状を潰して平板の環状体に変形させた場合に、プレートは周方向に所定長さ伸びてしまうが、ドライブプレート１に切欠き２が設けられていることにより、周方向に伸びた長さ分を切欠き２で吸収することができるので、ピストンのストローク量に対して荷重特性は線形となり、ドライブプレート１を圧縮するために必要なピストンの押圧力を過剰に上げる必要をなくすことができる。
したがって、ドライブプレート１の波形状を完全に潰して平板の環状体に変形させることができ、ドライブプレート１とドリブンプレート１５とを完全に密着させることができる。

なお本実施例においてドライブプレート１は、図１に示すように５枚使用しており、回転部材２０の軸方向からドライブプレート１を見た場合、図４に示すように各ドライブプレート１に形成された切欠き２が、重なることがないように、それぞれのドライブプレート１を本実施例においては７２度づつずらして回転部材２０のスプライン２１に組み付ける。
なお図４は、ドライブプレート１を５枚重ねた状態を示す。

本実施例は以上のように構成され、波形状に形成されたドライブプレート１の外周縁に切欠き２を設けることによって、ディッシュプレートを廃止して、軸方向を短縮させるとともに、ドライブプレートの波形状を多くしても、ドライブプレート１とドリブンプレート１５の圧縮時に、ドライブプレート１の波形状を潰して平板の環状体に変形させるために必要なピストンの押圧力を過剰に上げる必要がなく、ドライブプレート１とドリブンプレート１５とを完全に密着させることができ、ドライブプレート１とドリブンプレート１５の係合時に必要な摩擦係合力を得ることができる。
また、ドライブプレート１に切欠き２を設けたことにより、ドライブプレート１自体を軽量化することができる。
さらに、ドライブプレート１に切欠き２を設けたことによって切欠き部分においてプレート基材６が露出する。ここで、ドライブプレート１の表裏面に露出しているフェーシング材５は比熱が大きく、ドライブプレート１のプレート基材６は比熱が小さい。したがって、切欠き部分において露出したプレート基材６が自動変速機内の油と接触することによって、ドライブプレート１の放熱性を向上させることができる。（以上、請求項１に対応する効果）

たとえば、ドライブプレートに形成する切欠きの長さを長くし、ドライブプレートを全周が不連続なＣ字形状に形成した場合には、遠心力やドリブンプレートとの係合時の摩擦力によって、直径が拡大するなどの変形が生じ、ドライブプレートと回転部材（ドライブプレートの内側の支持部材）とのスプラインの噛み合いが悪くなり、多板摩擦係合装置の作動不良が発生する場合が考えられる。
そこで本実施例では、ドライブプレート１が全周連続形状となるように切欠き２を形成したので、スプラインの噛み合いの悪化等を引き起こすドライブプレート１の変形を低減することができ、作動不良が発生しにくい多板摩擦係合装置を得ることができる。（請求項２に対応する効果）

またドライブプレート１がピストン１９に押圧されたとき、ドライブプレート１の外周側の方が、内周側と比較して変形量が大きくなる、したがって切欠き２をドライブプレート１の外周側に設けることで、より効率よくドライブプレート１とドリブンプレート１５との係合時にドライブプレート１の波形状を潰しきるために必要なピストン１９の押圧力を低減することができる。
さらに、回転部材２０のスプライン２１と噛み合う歯を内周側に有するドライブプレート１の外周側に切欠き２を形成したので、ドライブプレート１の内周側に備えられた歯と干渉することなく切欠き２を形成することができ設計自由度が高い。（以上、請求項３に対応する効果）

切欠き２の形状を、ドライブプレート１の半径方向に対して対称に形成することにより、ドライブプレート１の組み付け時にドライブプレート１の組み付け方向を考慮する必要がないので、組み付けが容易となる。（請求項４に対応する効果）
また図４に示すように、ドライブプレート１を回転部材２０のスプライン２１に組み付けるときに、５枚のドライブプレート１を軸方向から見たときに切欠き２が円周方向に略均等となるように配置することにより、多板摩擦係合装置全体として考えた場合に、回転バランスを保つことができる。（請求項５に対応する効果）

次に切欠きの変形例について説明する。
実施例において、ドライブプレート１に切欠き２を１つだけ形成するものとしたが、これに限定されず、たとえば図５に示すようにドライブプレート１Ａの円周方向に略等間隔に８個の切欠き２Ａを形成してもよい。
この場合は、１枚のドライブプレート１のみで、回転バランスを保つことができる。（請求項６に対応する効果）
なお切欠きは、ドライブプレートの円周方向に略等間隔に配置されていれば、ドライブプレートに形成する切欠きの数は、限定されない。

さらに実施例および変形例において、切欠き２、２Ａの形状をドライブプレート１、１Ａの半径方向に対して対称な三角形であるものとしたが、これに限定されず、たとえば図６の（ａ）に示すように、ドライブプレート１Ｂに四角形の切欠き２Ｂを形成してもよい。また図６の（ｂ）に示すように、ドライブプレート１Ｃに楔形状の切欠き２Ｃを形成してもよく、図６の（ｃ）に示すように、ドライブプレート１Ｄに台形形状の切欠き２Ｄを形成してもよい。さらに図６の（ｄ）に示すように、ドライブプレート１ＥにＴ字形状の切欠き２Ｅを形成してもよく、図６の（ｅ）に示すように、ドライブプレート１Ｆに楕円形状の切欠き２Ｆを形成してもよい。
このように、切欠きの形状は各種のものを適宜選択可能である。

また、切欠きをドライブプレートの外周側に形成するものとしたが、図７に示すように、ドライブプレート１Ｇの内周縁側に切欠き２Ｇを形成することもできる。
このとき、ドライブプレート１Ｇの内周縁側に形成された、回転部材２０のスプライン２１に噛み合う歯７と切欠き２Ｇとが干渉しないように、歯７と歯７との間に切欠き２Ｇを形成する。

また実施例および変形例において、ドライブプレート１、１Ａ〜１Ｇの円周方向に波形状を形成し、かつ切欠き２、２Ａ〜２Ｇを形成するものとしたが、ドリブンプレート１５の円周方向に波形状を形成し、かつドリブンプレート１５の外周側または内周側に切欠きを形成するものであってもよく、さらに、ドライブプレート１とドリブンプレート１５の両方において円周方向に波形状を形成し、かつ切欠きを形成するものであってもよい。
さらに、多板摩擦係合装置として組み込まれているドライブプレート１のすべて（実施例においては５枚）について、円周方向に波形状を形成し、かつ切欠き２を形成するものとしたが、円周方向の波形状と切欠きとを形成するドライブプレートは、複数あるドライブプレートの内の全てでなくてもよい。

本発明における実施例を示す図である。 ドライブプレートを示す図である。 ドライブプレートとドリブンプレートの締結状態および解放状態を示す図である。 ５枚のドライブプレートを軸方向から見た図である。 ドライブプレートに形成する切欠きの変形例を示す図である。 ドライブプレートに形成する切欠きの変形例を示す図である。 ドライブプレートに形成する切欠きの変形例を示す図である。 ピストンのストローク量と荷重の関係を示す図である。

符号の説明

１、１Ａ〜１Ｇ ドライブプレート （内側の摩擦板）
２、２Ａ〜２Ｇ 切欠き
５ フェーシング材
６ プレート基材
１０ トランスミッションケース （外側の支持部材）
１１、２１ スプライン
１３ スナップリング
１４ リテーナプレート （外側の摩擦板）
１５ ドリブンプレート （外側の摩擦板）
１９ ピストン
２０ 回転部材 （内側の支持部材）
２２ 出力軸

Claims (6)

1. それぞれのスプラインを直径方向に対向させた相対回転可能な外側および内側の支持部材の間に、前記外側の支持部材のスプラインに噛み合う歯を備える少なくとも１枚以上の外側の摩擦板と、前記内側の支持部材のスプラインに噛み合う歯を備える少なくとも１枚以上の内側の摩擦板とを軸方向に交互に重ね合わせ、該交互に重ね合わせた外側および内側の摩擦板を軸方向に圧縮する油圧ピストン機構と、該油圧ピストン機構の押圧方向の端部に設けられたリテーナプレートとを有する多板摩擦係合装置であって、
   前記外側の摩擦板と前記内側の摩擦板の少なくともいずれか一方の円周方向にうねりを設けた多板摩擦係合装置において、
   前記うねりを設けた摩擦板を押圧したときの周方向の伸び分の逃げとなる切欠きを、前記うねりを設けた摩擦板に設けることを特徴とする多板摩擦係合装置。
2. 前記切欠きを設けた摩擦板は、全周連続であることを特徴とする請求項１に記載の多板摩擦係合装置。
3. 前記切欠きは、前記うねりを設けた摩擦板の外周側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の多板摩擦係合装置。
4. 前記切欠きは、前記うねりを設けた摩擦板の半径方向に対して対称の形状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の多板摩擦係合装置。
5. 前記うねりと切欠きを設けた摩擦板が同軸上に複数枚組み付けられ、
   前記うねりと切欠きを設けた複数枚の摩擦板は、それぞれの前記切欠きが、前記軸方向から見た場合に円周方向に略等間隔となるように組み付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の多板摩擦係合装置。
6. 前記切欠きは、前記うねりを設けた摩擦板に複数個設けられ、かつ、該うねりを設けた摩擦板の回転中心に対して点対称となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の多板摩擦係合装置。

Images