JP2010154586A - 摩擦締結装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 解放時に不要なドラグトルクを発生することなく、安定した締結作動を実現する摩擦締結装置を提供すること。
【解決手段】 摩擦締結装置において、外環部材と、第１回転体から径方向に延在されて外環部材を内周側から支持する支持部材と、外環部材の外周に位置し、支持部材の回転軸方向両側に亘って配され、第１回転体との間でトルクの授受を行うトルク要素とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、摩擦締結装置に関する。

従来、摩擦締結装置として特許文献１に記載の構成が開示されている。この摩擦締結装置は、径方向に延在された円盤状の支持部材と、この支持部材から軸方向円筒状に延在された外環部材から構成された回転ドラムを有し、回転ドラムの内周側には円筒状の回転体であるクラッチハブを有する。そして、回転ドラムの外環部材内周に保持されたクラッチプレートと、クラッチハブの外周に保持されたクラッチプレートとを交互に配置し、ピストンによって締結・解放を行っている。
特開２００６−１３７４０６号公報

上記特許文献１は、外環部材が支持部材に対して片持ち支持されているため、回転ドラムの回転時において、外環部材に作用する遠心力により支持部材がドラム回転軸の垂直方向に対して傾斜してしまう。また、外環部材の外周にトルクの授受が行われるモータのロータが配置されているため、遠心力に限らずトルク授受の際に傾斜してしまう。すると、摩擦締結装置の解放時、クラッチプレート相互間において接触することによるドラグトルクが生じるおそれがある。また、回転ドラムの回転時に摩擦締結装置を締結すると、傾いたまま締結されることでクラッチプレートの耐久性が低下するというおそれがあった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、解放時に不要なドラグトルクを発生することなく、安定した締結作動を実現する摩擦締結装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の摩擦締結装置では、外環部材の外周に位置し、支持部材の回転軸方向両側に亘ってトルク要素を配した。

よって、支持部材の傾斜を抑制することができ、不要なドラグトルクの発生を抑制しつつ安定した締結作動を実現できる。

以下、本発明の摩擦締結装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

図１は実施例１の摩擦締結装置である多板クラッチを表す部分拡大断面図である。実施例１における多板クラッチとは、第１回転体１３と第２回転体１８との断接を行うものであり、複数のクラッチプレートとピストン等の各構成要素を含む総称である。以下、詳細について図１中矢印で示す方向を回転軸方向と定義して説明する。

第１回転体１３の外周に形成されたスプライン溝１３ａには、円筒状であって内周にスプライン歯９１を有するシリンダ保持部材９が嵌合されている。シリンダ保持部材９の回転軸方向先端には後述するピストン１１との間でシリンダ室を形成するシリンダ部材１０が取り付けられている。これにより、第１回転体１３とシリンダ部材１０とは一体に回転する。シリンダ部材１０の回転軸方向と反対側から見た側面には、円環状に刳り貫かれた有底状のシリンダ溝１０ａが形成されている。このシリンダ溝１０ａの内周側側面には、シリンダ部材１０に穿設された油路１０ｃが開口している。油路１０ｃには後述する第１回転体１３に形成された油路１３ｄから油圧が供給される。また、シリンダ部材の底部にはチェック弁１０ｂが設けられ、シリンダ室内に供給された油圧をドレンする際、油路１０ｃに加えてチェック弁１０ｂからも油圧がドレンされる。

シリンダ溝１０ａ内には、円環状のピストン１１が収装されている。ピストン１１の内周側側面及び外周側側面には、それぞれシリンダ溝１０ａとの間を液密に摺動するためのシール部材１１ａが設けられている。これにより、シリンダ溝１０ａとピストン１１の背面側との間でシリンダ室Ｓａが形成される。ピストン１１の外周側先端には、櫛状に部分的に延在された腕部１１ｂが形成されている。これらシリンダ室Ｓａ及びピストン１１等により締結手段を構成する。

第１回転体１３にはドラム部材１４が連結されている。このドラム部材１４は、第１回転体１３の外周から径方向外側に延設された支持部１４ｂ（支持部材）と、支持部１４ｂの回転軸方向両側に亘って延在された外環部１４ａ（外環部材）を有する。支持部１４ｂは外環部１４ａを内周側から支持する。外環部１４ａの外周側にはモータジェネレータＭＧのモータロータＭＲが固定されている。このモータロータＭＲには永久磁石が埋設されている。モータロータＭＲの外周には所定のエアギャップＡＧを介してモータステータＭＳが配置されている。モータステータＭＳにはステータコイルが巻回されており、モータロータＭＲとモータステータＭＳとにより同期型モータジェネレータＭＧを構成する。

すなわち、電流を供給してモータジェネレータＭＧを駆動するときはモータロータＭＲ（とモータステータＭＳとの間）に作用するトルクが外環部１４ａ→支持部１４ｂ→第１回転体１３（締結時は第２回転体１８）へと伝達される。一方、モータジェネレータＭＧにより発電するときは第１回転体１３（締結時は第２回転体１８）→支持部１４ｂ→外環部１４ａを介してモータロータＭＲとモータステータＭＳとの間で駆動時と逆向きのトルクを発生させる。すなわち、このモータジェネレータＭＧが第１回転体との間でトルクの授受を行うトルク要素となる。

支持部１４ｂには、ピストン孔１４ｄが形成されている。このピストン孔１４ｄはピストン１１の腕部１１ｂに対応する位置に複数形成されており、ピストン１１の押圧力を後述するクラッチプレート１７に伝達する。支持部１４ｂのピストン側側面であってピストン孔１４ｄより内周側にはスプリング支持平面１４ｅが形成されている。ピストン１１とスプリング支持平面１４ｅとの間にはリターンスプリング２４が配置されている。これにより、ピストン１１には支持部１４ｂから回転軸方向と反対方向に向かう力が作用する。

外環部１４ａの内周にはスプライン１４１が形成され、このスプライン１４１の回転軸方向側端部にはスナップリング１４２が装着されている。このスプライン１４１には複数のドライブ側クラッチプレート１７ａがスプライン嵌合している。また、ドライブ側クラッチプレート１７ａの間には、ドリブン側クラッチプレート１７ｂが回転軸方向に重ねあうように配置されている。ドリブン側クラッチプレート１７ｂの両面には摩擦材が取り付けられている。尚、ドライブ側クラッチプレート１７ａ，ドリブン側クラッチプレート１７ｂを総称してクラッチプレート１７（摩擦板）と称する。ドリブン側クラッチプレート１７ｂの内周側には、このドリブン側クラッチプレート１７ｂとスプライン嵌合するスプライン１８１が形成されたハブ部材１８が配置されている。ハブ部材１８はその内周において第２回転体１９と溶接により接合されている。

第２回転体１９は中空円筒形状であり、その内周には第１回転体１３の小径部１３ｂが挿入配置されている。また、第２回転体１９の回転軸方向と反対方向端部側面と、第１回転体１３の大径部１３ｃと小径部１３ｂとの段差面との間には、円環状の軸受け部材２０が配置され、第１回転体１３と第２回転体１９との相対回転が生じた際の耐摩耗性を向上する。

図２はドラム部材及びモータロータを１つの剛体として取り出した概略図である。ドラム部材１４とモータロータＭＲとは一体に取り付けられており、１つの剛体と見ることができる。このとき、図２（ａ）に示すように、外環部と支持部との接合部の回転軸方向範囲内に剛体の重心Ｇが含まれていないときは、外環部に作用する遠心力と支持部の引っ張り力との間がずれることになり、モーメントが発生することで外環部が拡径するように変形しやすい。この変形により支持部が傾くと共に、外環部のスプラインが傾いてしまい、摩擦締結装置の解放時、クラッチプレート相互間において接触することによるドラグトルクが生じるおそれがある。また、ドラム部材１４の回転時に摩擦締結装置を締結すると、傾いたまま締結されることでクラッチプレートの耐久性が低下するというおそれがあった。

また、外環部の外周にモータロータのようなトルク要素が配されている場合は、特に外環部の重量が重くなると共に、トルクの授受の際に変形するおそれがある。加えて、モータジェネレータの場合には、ロータとステータとの間に所定のエアギャップを有する。このエアギャップは狭いほうがトルク伝達効率は高くなるものの、変形が生じることを想定すると、エアギャップを広めに設定する必要があり、トルク伝達効率の低下を招くおそれがある。

そこで、図２（ｂ）に示すように、外環部１４ａを支持部の回転軸方向両側に亘って配することとした。より具体的には、外環部１４ａと支持部１４ｂとの接合部の回転軸方向範囲内に重心Ｇが含まれるよう構成した。すると、外環部１４ａに作用する遠心力と支持部の引っ張り力とのモーメントを抑制することができ、外環部１４ａが拡径するような変形が生じにくくなる。同様に、トルクの授受にあたってもバランスよくトルクの授受が行われるため変形が生じにくくなる。これにより、解放時のドラグトルクの発生及び締結時のクラッチプレートの耐久性の低下を抑制することができる。また、モータロータＭＲとモータステータＭＳとの間のエアギャップＡＧを狭く設定することができ、トルク伝達効率を向上することができる。

以上説明したように、実施例１では下記に列挙する作用効果を得ることができる。
(1)内周においてドライブ側クラッチプレート１７ａ（複数の摩擦板）を保持する外環部１４ａ（外環部材）と、第１回転体１３から径方向に延在されて外環部１４ａを内周側から支持する支持部１４ｂ（支持部材）と、外環部１４ａの外周に位置し、支持部１４ｂの回転軸方向両側に亘って配され、第１回転体１３との間でトルクの授受を行うモータロータＭＲ（トルク要素）と、ドライブ側クラッチプレート１７ａに対して交互に配されたドリブン側クラッチプレート１７ｂ（他の複数の摩擦板）を保持する第２回転体１８と、クラッチプレート１７を回転軸方向に移動して第１回転体１３と第２回転体１８とを断接する締結手段と、を備えた。よって、遠心力が作用し、もしくはトルク授受における力が作用したとしても、支持部１４ｂの傾斜を抑制することができ、不要なドラグトルクの発生を抑制しつつ安定した締結作動を実現できる。

(2)トルク要素は、モータロータＭＲである。よって、外環部１３の変形を抑制することでモータステータＭＳとの間のエアギャップＡＧを狭くすることができ、トルク伝達効率を高めることができる。

(3)支持部１４ｂと外環部１４ａとの接合部の回転軸方向範囲内に、外環部の重心を含むこととした。よって、より効果的に支持部１４ｂの傾斜を抑制することができる。

次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため異なる点についてのみ説明する。実施例１では外環部１４ａの外周に、トルク要素としてモータジェネレータＭＧのモータロータＭＲを配した。これに対し、実施例２ではバンドブレーキＢＢを配して、変速機ケース等の固定物との間でトルクを授受する構成とした点が異なる。尚、バンドブレーキＢＢとは、円筒状の摩擦材の外周に、ベルト状の摩擦材を巻きつけて固定するブレーキであり、周知の構成であるため説明を省略する。この場合であっても、実施例１と同様の作用効果が得られる。

次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため異なる点についてのみ説明する。実施例１では外環部１４ａの外周に、トルク要素としてモータジェネレータＭＧのモータロータＭＲを配した。これに対し、実施例３では歯車ＧＲを形成し、他の歯車との噛み合いによってトルクを授受する構成とした点が異なる。この場合であっても、実施例１と同様の作用効果が得られる。

実施例１の摩擦締結装置を表す部分拡大断面図である。 ドラム部材及びモータロータを１つの剛体として取り出した概略図である。。 実施例２の摩擦締結装置を表す部分拡大断面図である。 実施例３の摩擦締結装置を表す部分拡大断面図である。

符号の説明

１０ シリンダ部材
１１ ピストン
１３ 第１回転体
１４ ドラム部材
１４ａ 外環部（外環部材）
１４ｂ 支持部（支持部材）
１７ クラッチプレート（摩擦板）
１８ ハブ部材
１９ 第２回転体
Ｓａ シリンダ室

Claims (3)

1. 内周において複数の摩擦板を保持する外環部材と、
   第１回転体から径方向に延在されて前記外環部材を内周側から支持する支持部材と、
   前記外環部材の外周に位置し、前記支持部材の回転軸方向両側に亘って配され、前記第１回転体との間でトルクの授受を行うトルク要素と、
   前記複数の摩擦板に対して交互に配された他の複数の摩擦板を保持する第２回転体と、
   前記摩擦板を回転軸方向に移動して前記第１回転体と前記第２回転体とを断接する締結手段と、
   を備えたことを特徴とする摩擦締結装置。
2. 請求項１に記載の摩擦締結装置において、
   前記トルク要素は、モータのロータであることを特徴とする摩擦締結装置。
3. 請求項１または２に記載の摩擦締結装置において、
   前記支持部材と前記外環部材との接合部の回転軸方向範囲内に、前記外環部材の重心を含むことを特徴とする摩擦締結装置。

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