JP2018040407A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】係合又は解放を従来よりも迅速に行うことができるクラッチ装置を提供する。
【解決手段】クラッチ装置１は、アウタードラム２と、インナーハブ３と、アウタープレート４と、インナーディスク５と、ピストン６と、を備える。アウタードラム２とインナーハブ３との少なくとも一方には、アウタープレート４又はインナーディスク５の軸方向への摺動を案内するための摺動溝２ａ，３ａが周方向に間隔を存して複数設けられており、摺動溝２ａ，３ａを摺動するアウタープレート４又はインナーディスク５は、摺動溝２ａ，３ａに嵌合する突片４ａ，５ａを備え、摺動溝２ａ，３ａは一方から他方に向かって周方向への傾斜角度が大きくなるように少なくとも他方側が周方向へ傾斜した形状である。
【選択図】図２

Description

本発明は、多板型のクラッチ装置に関する。

従来、円筒状のクラッチドラムと、クラッチドラムの内周面に設けられた摺動溝と、この摺動溝に嵌合する突片を有する複数のアウタープレートと、クラッチドラムに収容されるクラッチハブと、クラッチハブの外周面に設けられた摺動溝と、この摺動溝に嵌合する突片を有する複数のインナーディスクとを備えるクラッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のものでは、クラッチハブの摺動溝が傾斜して設けられており、クラッチ装置を締結又は解放するときに、傾斜した摺動溝がカムとして機能し、インナーディスクの回転力の一部を軸方向への移動力に変換して、クラッチ装置の締結または解放を補助するように構成されている。

特開２００８−３９１９２号公報

本発明は、締結又は解放を従来よりも迅速に行うことができるクラッチ装置を提供することを目的とする。

[１]上記目的を達成するため、本発明は、
円筒形状の外側基体（例えば、実施形態のアウタードラム２。以下同一。）と、
前記外側基体の内周面に対向する外周面を有し、且つ前記外側基体の内側に相対回転自在に配置された内側基体（例えば、実施形態のインナーハブ３。以下同一。）と、
前記外側基体の内周面に一体的に回転するように、且つ回転軸線方向に摺動自在に設けられた外側摩擦板（例えば、実施形態のアウタープレート４。以下同一。）と、
前記内側基体の外周面に一体的に回転するように、且つ回転軸線方向に摺動自在に設けられた内側摩擦板（例えば、実施形態のインナーディスク５。以下同一。）と、
前記外側摩擦板と前記内側摩擦板とを回転軸線方向に押し付けて摩擦力を発生させて、前記外側基体と前記内側基体との回転を同期させるピストン（例えば、実施形態のピストン６。以下同一。）と、
を備えるクラッチ装置（例えば、実施形態のクラッチ装置１。以下同一。）であって、
前記外側基体と前記内側基体との少なくとも一方には、前記外側摩擦板又は前記内側摩擦板の軸方向への摺動を案内するための摺動溝（例えば、実施形態の摺動溝２ａ，３ａ。以下同一。）が周方向に間隔を存して複数設けられており、
前記摺動溝を摺動する前記外側摩擦板又は前記内側摩擦板は、摺動溝に嵌合する突片（例えば、実施形態の突片４ａ，５ａ。以下同一。）を備え、
前記摺動溝は一方から他方に向かって周方向への傾斜角度が大きくなるように少なくとも他方側が周方向へ傾斜した形状であることを特徴とする。

ここで、従来の摺動溝は、一定の傾斜角度で周方向に傾いていたため、全ての摩擦板に軸方向への同一の移動力が発生し、摩擦板同士を迅速に離隔させることができなかった。

本発明によれば、外側摩擦板又は内側摩擦板の軸方向への移動力が傾斜角度の大きい側が大きくなるため、解放の場合には、他方側からスムーズに離隔させることができ、また締結の場合には、他方側から迅速に摩擦力を増加させることができる。これにより、本発明のクラッチ装置は、従来品よりも更にスムーズに締結又は解放することができる。

［２］また、本発明においては、前記摺動溝は、前記ピストン側に向かって次第に周方向への傾斜角度が大きくなるように構成することができる。これにより、クラッチ装置を締結又は解放させるときにピストン側の摩擦板ほど摺動溝の大きな傾斜によって軸方向へ大きく移動することとなり、摩擦板同士が互いに接近し又は互いに離隔することによって、クラッチ装置を迅速に締結又は解放させることができる。

［３］また、本発明においては、前記外側基体の内周面には、前記外側摩擦板の軸方向への摺動を案内する外側摺動溝（例えば、実施形態の摺動溝２ａ。以下同一。）が設けられ、前記内側基体の外周面には、前記内側摩擦板の軸方向への摺動を案内する内側摺動溝（例えば、実施形態の摺動溝３ａ。以下同一。）が設けられ、前記外側摺動溝は、周方向一方に向かって傾斜した形状であり、前記内側摺動溝は、周方向他方に向かって傾斜した形状とすることができる。

かかる構成によれば、外側基体と内側基体とで、駆動力が入力される入力側の基体と駆動力が出力される出力側の基体とで、入力側から駆動力が伝達される場合には、ピストンの押圧方向に対して押圧を補助するように摩擦板が軸方向へ移動するように傾斜方向を設定するとともに、ピストンに近い摩擦板ほど押圧方向への移動量が大きくなるように設定し、逆に出力側からの連れ周りでクラッチ装置が回るときには、ピストンの解放方向へ摩擦板が移動するように傾斜方向を設定すると共に、ピストンに近い摩擦板ほどピストン側への移動量が大きくなるように設定させることができる。

本発明のクラッチ装置の実施形態を示す断面図。 本実施形態のアウタードラムを模式的に示す説明図。 本実施形態のアウタープレートからアウタードラムに伝達される力の方向を示す説明図。 本実施形態のクラッチ装置のアウタープレートの突片を示す説明図。 本実施形態のクラッチ装置の摺動溝の例を示す説明図。 本発明のクラッチ装置の他の実施形態のアウタードラムとインナーハブとを分解して示す説明図。 図７Ａは、図６の実施形態のアウタードラムとインナーハブとを模式的に示す出力側からの連れ回し状態のときの説明図。図７Ｂは、図６の実施形態において、入力側からの動力伝達のときのアウタードラムとインナーハブとを模式的に示す説明図。

図１及び図２を参照して、本発明の実施形態の湿式多板型のクラッチ装置１を説明する。本実施形態のクラッチ装置１は、例えば、自動車に搭載された変速機に用いられるものである。

クラッチ装置１は、変速機ケース１ａ内に配置されており、且つ、回転自在な円筒形状のアウタードラム２と、アウタードラム２の内側に相対回転自在に同心配置されたインナーハブ３と、アウタードラム２の内周面に一体的に回転するように複数配置されるアウタープレート４と、インナーハブ３の外周面に一体的に回転するように複数配置されるインナーディスク５と、アウタープレート４を押圧して、アウタープレート４とインナーディスク５との間で摩擦力を発生させて、アウタードラム２とインナーハブ３との回転を同期させるピストン６とを備えている。

インナーハブ３の外周面には、インナーハブ３の回転軸線方向に延びる摺動溝３ａが周方向に等しい間隔を存して複数設けられている。

インナーディスク５の径方向内側の端部には、摺動溝３ａに嵌合して、インナーディスク５の回転軸線方向の摺動を案内する突片５ａが設けられている。この突片５ａと摺動溝３ａとによって、インナーディスク５が軸方向へ摺動自在となっている。

アウタードラム２の内周面には、アウタードラム２の回転軸線方向に延びる摺動溝２ａが周方向に等しい間隔を存して複数設けられている。アウタードラム２の内周面とインナーハブ３の外周面とは対向している。

アウタープレート４の径方向外側の端部には、摺動溝２ａに嵌合して、アウタープレート４の回転軸線方向の摺動を案内する突片４ａが設けられている。この突片４ａと摺動溝２ａとによって、アウタープレート４が回転軸線方向へ摺動自在となっている。アウタープレート４の間には、インナーディスク５が挟まれるように配置されている。複数のアウタープレート４のうち最もピストン６近くに位置するアウタープレート４は他のものよりも肉厚に形成されたエンドプレート９としての機能を備える。

図２に示すように、アウタードラム２及びインナーハブ３の夫々の摺動溝２ａ，３ａはピストン６に接近するに従って次第に周方向への傾斜角度が大きくなるように同一方向に傾斜して形成されている。これにより、図３に実線の矢印で示すように、アウタードラム２又はアウタープレート４（インナーハブ３又はインナーディスク５）の回転力の一部が回転軸線方向への移動力に変換されると共に、ピストン６に近いアウタープレート４ほど軸方向（ピストン６側）へ移動する力が大きくなる。

従って、回転軸線方向への同一の移動力が各摩擦板に発生する従来品と比較して、クラッチ装置１の迅速な解放を行うことができる。

なお、図３の一点鎖線の矢印は、摺動溝２ａ，３ａに周方向への傾斜が付いていない場合の力の加わる方向を示している。

ピストン６の一端側の面には、突起６ａが設けられている。突起６ａは、変速機ケース１ａに固定された環状のスプリング受け部材７から軸線方向他方側に延設された突起受け部７ａに当接する。これにより、ピストン６の軸線周りの回転が阻止されている。

スプリング受け部材７とピストン６との間には、突起受け部７ａよりも径方向内側に位置させて、リターンスプリング８が設けられている。ピストン６は、リターンスプリング８によって、ピストン６と変速機ケース１ａとの間に画成された油圧室６ｂの容積を縮小させる方向（すなわち、軸線方向他端側）に向かって付勢されている。そのため、ピストン６は、油圧室６ｂに供給される油圧とリターンスプリング８の付勢力に応じて、回転軸線方向に移動する。

また、図４に示すように、アウタープレート４及び／又はインナーディスク５の突片４ａ，５ａの側縁を曲面とし、摺動溝２ａ，３ａに当接するときに点接触となるように構成されている。これにより、アウタープレート４及び／又はインナーディスク５の摺動抵抗の低減を図ることができる。なお、突片４ａ，５ａの側縁を曲面としなくてもよく、平らな面としてもよい。

なお、本実施形態のリターンスプリング８は、コイルバネで図示している。しかしながら、リターンスプリング８は、コイルバネに限定されるものではない。例えば、皿バネやウェーブスプリングの他、ゴム等の弾性部材を用いてもよい。

また、ピストン６とエンドプレート９との間には、スラストベアリング１０が配置されている。ピストン６には、スラストベアリング１０を径方向から支える支持部６ｃが設けられている。

本実施形態のクラッチ装置１によれば、アウタープレート４及び／又はインナーディスク５への移動力が傾斜角度の大きい側が大きくなるため、解放の場合には、一方側からスムーズに離隔させることができ、また締結の場合には、一方側から迅速に摩擦力を増加させることができる。これにより、本実施形態のクラッチ装置１は、従来品よりも更にスムーズに締結又は解放することができる。

また、本実施形態においては、摺動溝２ａ，３ａは、ピストン６側に向かって次第に傾斜角度が大きくなるように構成されている。これにより、クラッチ装置１を解放状態に切り換えるときにピストン６側のアウタープレート４及び／又はインナーディスク５ほど摺動溝２ａ，３ａの傾斜によって軸方向へ大きく移動することとなり、アウタープレート４及び／又はインナーディスク５がピストン６を解放側へ押すことによって、クラッチ装置１を迅速に解放させることができる。

図５は、摺動溝２ａ，３ａの傾斜角度を示している。図５の実線で示した摺動溝のように傾斜角度を真円を描くように傾斜させてもよいし、点線に示すように、傾斜角度の増加量を次第に減少させるように傾斜させてもよいし、一点鎖線に示すように傾斜角度の増加量を次第に増加させるように傾斜させてもよい。

また、摺動溝２ａ，３ａは、必ずしも曲線を描くように形成していなくてもよく、例えば、折れ線を描くように、複数の直線を組み合わせて、ピストン６側の傾斜角度がきつくなるように摺動溝２ａ，３ａを構成してもよい。また、摺動溝２ａ，３ａのピストン６の反対側の部分は傾斜していなくてもよく、回転軸線方向と平行であってもよい。

また、本実施形態においては、摺動溝２ａ，３ａはピストン６に近づくに連れ周方向への傾斜角度が大きくなるものを説明したが、本発明の摺動溝はこれに限らない。例えば、ピストンから離れるに従って次第に周方向への傾斜角度が大きくなるように摺動溝を設けてもよい。

また、本実施形態においては、アウタードラム２とインナーハブ３とがいずれも回転自在なものを説明したが、本発明の外側基体と内側基体とはこれに限らず、例えば、アウタードラム２とインナーハブ３とのうち何れか一方は筐体に固定されていてもよい。

また、本実施形態においては、アウタードラム２とインナーハブ３とで摺動溝２ａ，３ａの傾斜方向が同じものを説明したが、本発明の摺動溝はこれに限らず、例えば、図６に示すように、アウタードラム２とインナーハブ３とで摺動溝２ａ，３ａの傾斜方向を周方向一方と他方とで異ならせてもよい。

図７Ａ及び図７Ｂは、図６の実施形態を模式的に示すものである。図７Ａに示すように本実施形態では、アウタードラム２の摺動溝２ａはアウタードラム２の回転方向とは逆の方向（アウタードラム２の周方向の一方）に傾斜しているのに対し、インナーハブ３の摺動溝３ａはインナーハブ３の回転方向（アウタードラム２の回転方向と同一方向。インナーハブ３の周方向の他方。）に傾斜している。

このように構成することにより、図７Ａに示すように、入力側であるインナーハブ３側からの駆動力の伝達がなく、出力側であるアウタードラム２側からの連れ回り状態時であって、クラッチ装置１が解放状態となる場合には、図７Ａに示す各突片４ａ，５ａのベクトルから明らかなように、迅速にアウタープレート４と、インナーディスク５とが離隔することができる。

逆に、図７Ｂに示すように、入力側であるインナーハブ３側からの駆動力の伝達がある場合であって、クラッチ装置１が締結状態となる場合には、図７Ｂに示す各突片４ａ，５ａのベクトルから明らかなように、迅速にアウタープレート４と、インナーディスク５とを接触させてクラッチ装置１を締結させることができる。

なお、上述した実施形態のクラッチ装置が用いられる変速機は種々のものが考えられ、例えば、遊星歯車機構型変速機や、平行軸式歯車変速機、前後進切換歯車付きベルト式無段変速機などが挙げられる。

１ クラッチ装置
１ａ 変速機ケース
２ アウタードラム
２ａ 摺動溝
３ インナーハブ
３ａ 摺動溝
４ アウタープレート
４ａ 突片
５ インナーディスク
５ａ 突片
６ ピストン
６ａ 突起
６ｂ 油圧室
６ｃ 支持部
７ スプリング受け部材
７ａ 突起受け部
８ リターンスプリング
９ エンドプレート
１０ スラストベアリング

Claims (3)

1. 円筒形状の外側基体と、
   前記外側基体の内周面に対向する外周面を有し、且つ前記外側基体の内側に相対回転自在に配置された内側基体と、
   前記外側基体の内周面に一体的に回転するように、且つ回転軸線方向に摺動自在に設けられた外側摩擦板と、
   前記内側基体の外周面に一体的に回転するように、且つ回転軸線方向に摺動自在に設けられた内側摩擦板と、
   前記外側摩擦板と前記内側摩擦板とを回転軸線方向に押し付けて摩擦力を発生させて、前記外側基体と前記内側基体との回転を同期させるピストンと、
   を備えるクラッチ装置であって、
   前記外側基体と前記内側基体との少なくとも一方には、前記外側摩擦板又は前記内側摩擦板の軸方向への摺動を案内するための摺動溝が周方向に間隔を存して複数設けられており、
   前記摺動溝を摺動する前記外側摩擦板又は前記内側摩擦板は、前記摺動溝に嵌合する突片を備え、
   前記摺動溝は一方から他方に向かって周方向への傾斜角度が大きくなるように少なくとも他方側が周方向へ傾斜した形状であることを特徴とするクラッチ装置。
2. 請求項１に記載のクラッチ装置であって、
   前記摺動溝は、前記ピストン側に向かって次第に周方向への傾斜角度が大きくなるように構成したことを特徴とするクラッチ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のクラッチ装置であって、
   前記外側基体の内周面には、前記外側摩擦板の軸方向への摺動を案内する外側摺動溝が設けられ、
   前記内側基体の外周面には、前記内側摩擦板の軸方向への摺動を案内する内側摺動溝が設けられ、
   前記外側摺動溝は、周方向一方に向かって傾斜した形状であり、
   前記内側摺動溝は、周方向他方に向かって傾斜した形状であることを特徴とするクラッチ装置。