JP2016031135A - Friction clutch - Google Patents
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Description
本発明は、湿式多板の摩擦クラッチに関する。 The present invention relates to a wet multi-plate friction clutch.
たとえば、車両用の自動変速機には、湿式多板の摩擦クラッチが用いられている。 For example, a wet multi-plate friction clutch is used in an automatic transmission for a vehicle.
この自動変速機では、複数の摩擦クラッチが選択的に係合および解放されることにより、複数の変速段が構成される。そのため、変速段の切替時(変速時)には、係合状態の摩擦クラッチが解放されつつ、解放状態の別の摩擦クラッチが係合されることがある。この切替時に生じるショックを抑えるためには、それらの摩擦クラッチのトルク容量を緻密に制御する必要がある。湿式多板の摩擦クラッチのトルク容量は、ピストンに加わる油圧ならびにディスクの枚数および径により決定される。ディスクの枚数および径は、既定であるので、ピストンに加わる油圧の制御により、摩擦クラッチのトルク容量が制御される。 In this automatic transmission, a plurality of shift stages are configured by selectively engaging and releasing a plurality of friction clutches. Therefore, when the gear position is changed (during gear shift), the engaged friction clutch may be released and another released friction clutch may be engaged. In order to suppress the shock generated at the time of switching, it is necessary to precisely control the torque capacity of these friction clutches. The torque capacity of the wet multi-plate friction clutch is determined by the hydraulic pressure applied to the piston and the number and diameter of the disks. Since the number and diameter of the disks are predetermined, the torque capacity of the friction clutch is controlled by controlling the hydraulic pressure applied to the piston.
自動変速機の中には、異なる変速段で同一の摩擦クラッチを係合させる構成のものがある。その異なる変速段で共用される摩擦クラッチは、低速側の変速段で十分なトルク容量が確保されるように設計(ディスクの枚数および径が決定)される。そのため、高速側の変速段における摩擦クラッチの係合/解放の切替時には、摩擦クラッチの最大トルク容量に対して極めて小さい範囲でトルク容量を緻密に制御しなければならない。 Some automatic transmissions are configured to engage the same friction clutch at different gear positions. The friction clutch shared by the different shift speeds is designed (the number of disks and the diameter are determined) so that a sufficient torque capacity is secured at the low speed shift speed. Therefore, when switching the engagement / disengagement of the friction clutch at the high speed side gear stage, the torque capacity must be precisely controlled within a very small range relative to the maximum torque capacity of the friction clutch.
しかしながら、かかる摩擦クラッチでは、ピストンに加わる油圧の変化に対する伝達トルク容量の変化率が大きいので、係合/解放の切替時のトルク容量の緻密な制御のために、ピストンに加わる油圧を非常に緻密に制御しなければならず、その切替時の制御性が悪いという問題がある。また、摩擦クラッチの係合/解放の切替時に、ピストンに加わる油圧を非常に緻密に制御しても、各部の寸法誤差や摩擦係数のばらつきにより、ショックを生じるおそれがある。 However, in such a friction clutch, since the rate of change of the transmission torque capacity with respect to the change of the hydraulic pressure applied to the piston is large, the hydraulic pressure applied to the piston is very fine for precise control of the torque capacity at the time of engagement / release switching. There is a problem that the controllability at the time of switching is poor. Further, even when the hydraulic pressure applied to the piston is controlled very precisely when switching the engagement / release of the friction clutch, there is a risk that a shock may occur due to dimensional error of each part and variation of the friction coefficient.
本発明の目的は、係合/解放の切替時におけるトルク容量の制御性の向上を図ることができる、摩擦クラッチを提供することである。 An object of the present invention is to provide a friction clutch capable of improving the controllability of torque capacity at the time of switching between engagement / release.
前記の目的を達成するため、本発明に係る摩擦クラッチは、回転中心線方向に並べて配置された複数のクラッチプレートと、クラッチプレートと回転中心線方向に交互に配置された複数のクラッチディスクと、回転中心線方向に移動可能に設けられ、その移動により、回転中心線方向の一方側の最端に配置されているクラッチプレート(以下、この欄において、単に「最端のクラッチプレート」という。)を回転中心線方向の他方側へ押圧するピストンと、最端のクラッチプレート以外であって、少なくとも1個のクラッチディスクよりも一方側に配置されているクラッチプレートを一方側に弾性的に付勢する付勢部材とを含む。 In order to achieve the above object, a friction clutch according to the present invention includes a plurality of clutch plates arranged side by side in the rotation center line direction, a plurality of clutch disks arranged alternately in the direction of the rotation center line, and the clutch plates. A clutch plate that is provided so as to be movable in the direction of the rotation center line, and is arranged at the extreme end on one side in the direction of the rotation center line (hereinafter, simply referred to as “the extreme clutch plate” in this column) Except for the piston that presses the other side of the rotation center line in the direction of the rotational center line and the clutch plate at the end, and elastically biasing the clutch plate disposed on one side of the at least one clutch disk to one side And an urging member.
この構成によれば、複数のクラッチプレートと複数のクラッチディスクとが回転中心線方向に交互に並べて配置されている。複数のクラッチプレートに対して回転中心線方向の一方側には、ピストンが回転中心線方向に移動可能に設けられている。このピストンの他方側への移動により、最端のクラッチプレートが他方側へ押圧される。その最端のクラッチプレート以外であって、少なくとも1個のクラッチディスクよりも一方側に配置されているクラッチプレートは、付勢部材により、一方側に弾性的に付勢されている。 According to this configuration, the plurality of clutch plates and the plurality of clutch disks are alternately arranged in the rotation center line direction. On one side of the rotation center line direction with respect to the plurality of clutch plates, a piston is provided so as to be movable in the rotation center line direction. Due to the movement of the piston to the other side, the outermost clutch plate is pressed to the other side. A clutch plate other than the outermost clutch plate and disposed on one side of at least one clutch disk is elastically biased to one side by a biasing member.
これにより、ピストンから最端のクラッチプレートに加えられる押圧力が付勢部材の付勢力を上回るまでは、付勢部材が付勢しているクラッチプレートからその他方側のクラッチディスクにはピストンによる押圧力が伝達されず、付勢部材が付勢しているクラッチプレートよりも一方側のクラッチプレートのみが一方側からの押圧力によりクラッチプレートに圧接される。このとき、摩擦クラッチのトルク容量(伝達トルク容量)は、そのクラッチプレートが圧接されているクラッチディスクの枚数、つまり、付勢部材が付勢しているクラッチプレートよりも一方側に配置されているクラッチディスクの枚数に応じた大きさとなる。そのため、摩擦クラッチのトルク容量は、ピストンによる押圧力の増大に対して相対的に緩やかに増大する。よって、摩擦クラッチの係合/解放の切替時に、押圧力の制御により、トルク容量を緻密に制御することができ、ショックの発生を抑えることができる。 Thus, until the pressing force applied from the piston to the outermost clutch plate exceeds the urging force of the urging member, the clutch plate on the other side from the urging force of the urging member is pushed by the piston. No pressure is transmitted, and only the clutch plate on one side of the clutch plate being urged by the urging member is pressed against the clutch plate by the pressing force from one side. At this time, the torque capacity (transmission torque capacity) of the friction clutch is arranged on one side of the number of clutch disks with which the clutch plate is pressed, that is, on the one side of the clutch plate on which the biasing member is biased. The size depends on the number of clutch disks. Therefore, the torque capacity of the friction clutch increases relatively gradually with respect to the increase of the pressing force by the piston. Therefore, when the friction clutch is engaged / released, the torque capacity can be precisely controlled by controlling the pressing force, and the occurrence of shock can be suppressed.
そして、ピストンから最端のクラッチプレートに加えられる押圧力が増し、押圧力が付勢部材の付勢力を上回ると、その押圧力により付勢部材が付勢しているクラッチプレートが他方側に移動し、当該クラッチプレートが他方側のクラッチディスクに圧接される。その結果、摩擦クラッチのトルク容量は、すべてのクラッチディスクの枚数に応じた大きさとなり、ピストンによる押圧力の増大に対して相対的に急峻に増大する。 When the pressing force applied from the piston to the outermost clutch plate increases and the pressing force exceeds the biasing force of the biasing member, the clutch plate biased by the biasing member by the pressing force moves to the other side. The clutch plate is pressed against the clutch disk on the other side. As a result, the torque capacity of the friction clutch becomes a magnitude corresponding to the number of all the clutch disks, and increases relatively steeply as the pressing force by the piston increases.
以上により、摩擦クラッチが自動変速機の異なる変速段で共用される場合には、低速側の変速段で十分なトルク容量を確保することができながら、高速側の変速段における摩擦クラッチの係合/解放の切替時には、トルク容量(ピストンによる押圧力)の制御性の向上を図ることができる。 As described above, when the friction clutch is shared by different gear stages of the automatic transmission, the engagement of the friction clutch at the high speed gear stage can be ensured while ensuring a sufficient torque capacity at the low speed gear stage. At the time of switching / release, it is possible to improve the controllability of torque capacity (pressing force by the piston).
本発明によれば、係合/解放の切替時におけるトルク容量の制御性の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve controllability of torque capacity at the time of switching between engagement / release.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1および図2は、本発明の一実施形態に係る摩擦クラッチ1を回転中心線Cを含む平面で切断した断面図である。図1および図2には、摩擦クラッチ1における回転中心線Cに対する一方側のみが示されている。
1 and 2 are cross-sectional views of the
摩擦クラッチ1は、たとえば、自動変速機または無段変速機に組み込まれて、駆動力が入力される回転体である入力軸2の回転を入力軸2と回転中心線Cを共通にする別の回転体(図示せず)に伝達/遮断するために用いられる。
The
摩擦クラッチ1は、入力軸2に固定されたクラッチドラム3と、別の回転体に固定されたクラッチハブ4とを備えている。
The
クラッチドラム3は、回転中心線Cと直交する方向、つまり回転径方向に延びる略円板状の円板部5と、円板部5の外周側で回転中心線Cと平行をなす方向、つまり回転中心線方向に延びる略円筒状の円筒部6とを一体的に有している。円筒部6の内側には、複数の円環板状のクラッチプレート7が間隔を空けて配置され、円筒部6には、各クラッチプレート7の外周部がスプライン嵌合されている。
The
この実施形態では、クラッチプレート7として、第1クラッチプレート7A、第2クラッチプレート7B、第3クラッチプレート7C、第4クラッチプレート7D、第5クラッチプレート7Eおよび第6クラッチプレート7Fが円板部5側からこの順に並べて設けられている。以下では、それらを区別なく総称する場合には、単に「クラッチプレート7」という。
In this embodiment, as the
クラッチハブ4は、クラッチドラム3の円筒部6と回転径方向に対向する対向部8を有している。その円筒部6と対向部8との間には、複数の円環板状のクラッチディスク9がクラッチプレート7と回転中心線方向に交互に並ぶように配置され、対向部8には、各クラッチディスク9の内周部がスプライン嵌合されている。
The
この実施形態では、クラッチディスク9として、第1クラッチディスク9A、第2クラッチディスク9B、第3クラッチディスク9C、第4クラッチディスク9Dおよび第5クラッチディスク9Eがクラッチドラム3の円板部5側からこの順に並べて設けられている。以下では、それらを区別なく総称する場合には、単に「クラッチディスク9」という。
In this embodiment, the
クラッチドラム3の内側であって、クラッチプレート7よりもクラッチドラム3の円板部5側の位置には、ピストン10が回転中心線方向に移動可能に設けられている。ピストン10は、回転径方向に延びる略円板状の円板部11と、円板部11の外周端からクラッチプレート7側に回転中心線方向に延びる略円筒状の外周筒部12と、外周筒部12のクラッチプレート7側の端部から回転径方向の外側に延びる鍔状の押圧部13とを一体的に有している。押圧部13は、クラッチプレート7と回転中心線方向に対向している。
A
円板部11の内周部は、クラッチプレート7側に屈曲して延び、入力軸2側に屈曲して延びており、その端部には、円板部11と入力軸2との間を封止する環状のシール14が設けられている。また、外周筒部12の外周には、外周筒部12とクラッチドラム3との間を封止する環状のシール15が設けられている。シール14,15は、ピストン10の位置にかかわらず、それぞれ入力軸2およびクラッチドラム3と常に接触している。これにより、クラッチドラム3とピストン10との間には、入力軸2、クラッチドラム3、ピストン10およびシール14,15により閉鎖された油室16が形成されている。油室16は、入力軸2に形成された油流路17と連通しており、油室16には、油流路17を通して油圧が供給/開放される。
An inner peripheral portion of the
ピストン10を挟んで油室16と反対側には、遠心油圧キャンセラ18が配置されている。遠心油圧キャンセラ18は、回転径方向に延びる略円板状のスプリング受部19と、スプリング受部19の外周端からピストン10の円板部11に向けて延び、屈曲部分20で回転径方向の外側に屈曲して、ピストン10の外周筒部12に向けて延びる外周部21とを一体的に有している。
A centrifugal
ピストン10と遠心油圧キャンセラ18との間には、複数のリターンスプリング22が回転中心線Cを中心とする等角度間隔で介裝されている。リターンスプリング22は、たとえば、コイルばねからなる。リターンスプリング22の付勢力により、ピストン10と遠心油圧キャンセラ18とは、互いに離間する方向に弾性的に付勢されている。この付勢により、遠心油圧キャンセラ18は、入力軸2に取り付けられたスナップリング23に当接し、回転中心線方向の移動が規制されている。
A plurality of return springs 22 are interposed between the
遠心油圧キャンセラ18の外周部21の外周には、外周部21とピストン10の外周筒部12との間を封止する環状のシール24が設けられている。これにより、ピストン10と遠心油圧キャンセラ18との間には、ピストン10、遠心油圧キャンセラ18およびシール24により閉鎖されたキャンセラ室25が形成されている。キャンセラ室25は、入力軸2に形成された油流路26と連通しており、キャンセラ室25には、油流路26を通して作動油が供給される。
An
そして、クラッチドラム3の外周には、1対のスプリング挟持部31,32が設けられている。スプリング挟持部31,32は、クラッチドラム3を取り囲む円環板状をなし、回転中心線方向に互いに対向している。一方のスプリング挟持部31は、クラッチドラム3の円筒部6を貫通し、クラッチドラム3の円板部5に対して最も離間した第6クラッチプレート7Fに接続されている。他方のスプリング挟持部32は、円筒部6を遊嵌状態で貫通し、円板部5に対して2番目に離間した第2クラッチプレート7Bに接続されている。なお、円筒部6におけるスプリング挟持部32が貫通する開口のサイズにより、スプリング挟持部32の移動可能量が一定に規制されている。
A pair of
1対のスプリング挟持部31,32の間には、複数のスプリング33が回転中心線Cを中心とする等角度間隔で介裝されている。各スプリング33は、コイルばねからなり、1対のスプリング挟持部31,32の間に圧縮状態で配置されている。そのため、第2クラッチプレート7Bおよび第6クラッチプレート7Fは、1対のスプリング挟持部31,32を介して、各スプリング33が有する弾性力により、互いに離間する方向に常に付勢されている。第6クラッチプレート7Fに対して第2クラッチプレート7Bと反対側には、スナップリング34がクラッチドラム3の円筒部6に固定的に設けられており、第6クラッチプレート7Fは、スナップリング34に当接し、第2クラッチプレート7Bからそれ以上に離間することが規制されている。
A plurality of
図3は、油室16の油圧と摩擦クラッチ1のトルク容量(伝達トルク容量)との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the oil pressure in the
油室16の油圧が解放された状態では、図1に示されるように、ピストン10がクラッチドラム3の円板部5に最も近接した位置に位置する。このとき、摩擦クラッチ1は、すべてのクラッチプレート7とクラッチディスク9とが圧接していない解放状態であり、摩擦クラッチ1のトルク容量は、図3に示されるように、0である。また、スプリング33の弾性力(付勢力)により、第2クラッチプレート7Bは、図1に示されるように、第3クラッチプレート7Cとの間に配置された第2クラッチディスク9Bから離間している。ピストン10と遠心油圧キャンセラ18との間のキャンセラ室25は、油流路26を通して供給される作動油で満たされている。
In a state in which the oil pressure in the
油流路17から油室16に油圧が供給されると、その油圧により、ピストン10がクラッチプレート7側に移動し、ピストン10の押圧部13が第1クラッチプレート7Aを押圧する。この押圧により、まず、第1クラッチプレート7Aが第1クラッチディスク9Aに圧接され、第1クラッチディスク9Aが第2クラッチプレート7Bに圧接される。このとき、摩擦クラッチ1のトルク容量は、1枚の第1クラッチディスク9Aおよび油室16の油圧に応じた大きさとなる。そのため、摩擦クラッチ1のトルク容量は、図3に示されるように、油室16の油圧の増大に対して相対的に緩やかに増大する。よって、油室16の油圧の制御により、摩擦クラッチ1のトルク容量を緻密に制御することができ、摩擦クラッチ1の係合時のショックの発生を抑えることができる。
When hydraulic pressure is supplied from the
油室16に供給される油圧の増大に伴い、ピストン10から第1クラッチプレート7Aに加えられる押圧力が増し、その押圧力がスプリング33の付勢力を上回ると、第2クラッチプレート7Bが移動し、図2に示されるように、第2クラッチプレート7Bが第2クラッチディスク9Bに当接する。その後の摩擦クラッチ1のトルク容量は、図3に示されるように、すべてのクラッチディスク9および油室16の油圧に応じた大きさとなり、油室16の油圧の増大に対して相対的に急峻に増大する。そして、すべてのクラッチプレート7とクラッチディスク9とが圧接した係合状態になると、摩擦クラッチ1のトルク容量が最大となる。
As the hydraulic pressure supplied to the
クラッチドラム3が入力軸2と一体的に回転している状態では、キャンセラ室25内の作動油に遠心力が作用し、キャンセラ室25に遠心油圧が発生する。この遠心油圧により、油室16内の遠心油圧をキャンセル(相殺)することができる。そのため、係合状態から油室16内の油圧が開放されると、主にリターンスプリング22の付勢力により、ピストン10がクラッチドラム3側にスムーズに移動する。そして、油室16に供給される油圧の開放に伴い、ピストン10から第1クラッチプレート7Aに加えられる押圧力が減少し、その押圧力がスプリング33の付勢力を下回ると、第2クラッチプレート7Bが移動し、図1に示されるように、第2クラッチプレート7Bが第2クラッチディスク9Bから離間する。そのため、その後の摩擦クラッチ1のトルク容量は、図3に示されるように、油室16の油圧の増大に対して相対的に緩やかに減少する。よって、油室16の油圧の制御により、摩擦クラッチ1のトルク容量を緻密に制御することができ、摩擦クラッチ1の解放時のショックの発生を抑えることができる。
In a state where the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
たとえば、前述の実施形態では、第2クラッチプレート7Bがスプリング33により付勢される構成を取り上げたが、スプリング33により付勢されるクラッチプレート7は、第1クラッチプレート7A以外であって、少なくとも1個のクラッチディスク9よりも一方側に配置されているクラッチプレート7であればよい。ただし、摩擦クラッチ1の係合/解放時のショックの発生を効果的に抑えるためには、スプリング33により付勢されるクラッチプレート7よりもピストン10側に配置されるクラッチディスク9の枚数がその反対側に配置されるクラッチディスク9の枚数よりも少ないことが好ましい。
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the second
クラッチプレート7を付勢する付勢部材として、コイルばねからなるスプリング33を取り上げたが、これは単なる例示に過ぎず、付勢部材は、クラッチプレート7を弾性的に付勢することができればよく、ゴムやスポンジなどであってもよい。
As an urging member for urging the
また、スプリング挟持部31が第6クラッチプレート7Fに接続されているとしたが、スプリング挟持部31は、クラッチドラム3に固定的に接続されていてもよい。
Further, although the
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.
1 摩擦クラッチ
7(7A〜7F) クラッチプレート
9(9A〜9E) クラッチディスク
10 ピストン
33 スプリング
C 回転中心線
1 Friction clutch 7 (7A-7F) Clutch plate 9 (9A-9E)
Claims (1)
前記クラッチプレートと前記回転中心線方向に交互に配置された複数のクラッチディスクと、
前記回転中心線方向に移動可能に設けられ、その移動により、前記回転中心線方向の一方側の最端に配置されている前記クラッチプレートを前記回転中心線方向の他方側へ押圧するピストンと、
前記一方側の最端に配置されている前記クラッチプレート以外であって、少なくとも1個の前記クラッチディスクよりも前記一方側に配置されている前記クラッチプレートを前記一方側に弾性的に付勢する付勢部材と
を含む、摩擦クラッチ。 A plurality of clutch plates arranged side by side in the rotation center line direction;
A plurality of clutch disks arranged alternately in the direction of the rotation center line with the clutch plate;
A piston that is provided so as to be movable in the direction of the rotation center line, and that moves to push the clutch plate disposed at the outermost end on one side in the direction of the rotation center line toward the other side in the direction of the rotation center line;
Except for the clutch plate disposed at the extreme end on the one side, the clutch plate disposed on the one side with respect to at least one of the clutch disks is elastically biased toward the one side. A friction clutch including a biasing member.
Priority Applications (1)
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JP2014155052A JP2016031135A (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Friction clutch |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023105986A1 (en) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | 株式会社エフ・シー・シー | Clutch piston |
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2014
- 2014-07-30 JP JP2014155052A patent/JP2016031135A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023105986A1 (en) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | 株式会社エフ・シー・シー | Clutch piston |
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