JP2018169035A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用に伴うクラッチクリアランスの増加を抑制することができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】クラッチハウジング２１に対して第１回転軸５１の軸方向に移動可能に取り付けられた複数の圧力プレート２３ａと、クラッチハブ２２に対して前記軸方向に移動可能に取り付けられた複数の摩擦プレート２３ｂとが前記軸方向に沿って交互に積層された摩擦係合部２３と、摩擦係合部２３を押圧してクラッチハウジング２１とクラッチハブ２２とを係合させるシリンダピストン３３と、圧力プレート２３ａ同士を前記軸方向に沿って互いに離間する方向に付勢する付勢部材３５と、を備え、摩擦係合部２３は、前記軸方向において付勢部材３５と圧力プレート２３ａとの間に間隔調整部材３６を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、摩擦係合により動力を伝達する摩擦係合部を有する動力伝達装置に関する。

自動車等の車両は、動力源により発生した動力を駆動輪に伝達することで走行する。動力源と駆動輪との間には、動力の伝達又は遮断を行うクラッチがある。クラッチは、摩擦係合により動力を伝達する摩擦係合部を有するものがある。

このようなクラッチは、動力源からの動力が入力される入力軸と、入力軸と同軸上に設けられて車輪に動力を出力する出力軸と、入力軸と一体回転するクラッチガイドと、出力軸と一体回転するクラッチハブと、クラッチガイドに対して入力軸の軸方向に移動可能に取り付けられた複数のアウタープレートと、クラッチハブに対して前記軸方向に移動可能に取り付けられ摩擦材を有する複数のインナープレートとが前記軸方向に沿って交互に積層された摩擦係合部と、摩擦係合部を押圧してクラッチガイドとクラッチハブとを係合させるピストン部材と、ピストン部材を収容するピストンハウジングと、ピストンハウジングの内部に形成されてピストン部材を油圧で作動させる油室と、ピストンハウジングに配置されピストン部材の摩擦係合部に対する押圧力を低下させたときにピストン部材を初期位置に付勢するリターンスプリングとを備えている。

この構成のクラッチでは、油室の油圧を上昇させると、ピストン部材が初期位置から移動して摩擦係合部を押圧する。そして、摩擦係合部が摩擦係合すると、クラッチガイドからクラッチハブへと動力が伝達する。一方、油室の油圧を下降させると、ピストン部材の摩擦係合部への押圧力が低下する。すると、ピストンハウジング内に設けられたリターンスプリングが、ピストン部材を油圧に抗して初期位置に戻す。これにより、クラッチガイドからクラッチハブへの動力伝達が遮断される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このようなクラッチでは、ピストン部材を摩擦係合部から離間する方向へ付勢するための付勢部材として、上記リターンスプリングのようにピストンハウジングに設けるものではなく、アウタープレートとインナープレートとの間に設けるものがある。この構成において、クラッチの使用に伴って、インナープレートに付帯される摩擦材が磨耗すると、アウタープレートと摩擦材の間隔（クラッチクリアランス）が増加する。この結果、動力伝達のために必要なピストン部材の移動量が、クラッチの使用に伴い、増加してしまうという問題があった。

特開２０１４−１８５７６７号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、使用に伴うクラッチクリアランスの増加を抑制することができる動力伝達装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかる動力伝達装置（１）は、第１回転軸（５１）と、前記第１回転軸と同軸上に設けられる第２回転軸（５２）と、前記第１回転軸に固定された第１動力伝達要素（クラッチハウジング２１）と、前記第２回転軸に固定された第２動力伝達要素（クラッチハブ２２）と、前記第１動力伝達要素に対して前記第１回転軸の軸方向に移動可能に取り付けられた複数の第１摩擦係合要素（圧力プレート２３ａ）と、前記第２動力伝達要素に対して前記軸方向に移動可能に取り付けられた複数の第２摩擦係合要素（摩擦プレート２３ｂ）とが前記軸方向に沿って交互に積層され摩擦材（４１）を介して摩擦係合がなされる摩擦係合部（２３）と、前記軸方向における前記複数の第１摩擦係合要素の間に配置されて、前記第１摩擦係合要素を前記軸方向に沿って互いに離間する方向に付勢する付勢部材（３５）と、前記摩擦係合部を押圧して前記第１摩擦係合要素と前記第２摩擦係合要素とを係合させる押圧部材（シリンダピストン３３）と、前記押圧部材を収容するハウジング（ピストンハウジング３１）と、前記ハウジングの内部に形成され、前記押圧部材を流体の圧力で作動させる流体室（ピストン室３２）とを備え、 前記摩擦係合部は、前記軸方向において前記付勢部材と前記第１摩擦係合要素との間に間隔調整部材（３６）を有することを特徴とする。

このように、摩擦係合部が、軸方向において付勢部材と第１摩擦係合要素との間に間隔調整部材を有することにより、動力伝達装置の使用により、間隔調整部材が第１摩擦係合要素と付勢部材との間で摩耗又は変形する。すると、間隔調整部材が摩耗又は変形した分、複数の第１摩擦係合要素の軸方向の間隔が狭まることで、摩擦係合部における第１摩擦係合要素と第２摩擦係合要素との間の摩擦材が摩耗した場合であっても、クラッチクリアランスの増加を抑制することができる。

また、上記動力伝達装置において、前記間隔調整部材の耐摩耗性は、前記摩擦材の耐摩耗性以上であることを特徴とする。このように、間隔調整部材を摩擦材よりも摩耗しにくい構成とすることで、例えば、間隔調整部材が摩擦材よりも小さい場合など構造的に間隔調整部材の方が摩擦材よりも摩耗又は変形しやすい構造である場合に、間隔調整部材の軸方向の摩耗と摩擦材の軸方向の摩耗の度合いを同等にすることができる。これにより、使用に伴うクラッチクリアランスの増加を抑制することができる。

また、上記動力伝達装置において、前記付勢部材は、ウェーブスプリングであることを特徴とする。ウェーブスプリングは、表面が波型に湾曲した板状の構成であり、第１摩擦係合要素の間のように狭い幅にも入り込みやすく、付勢部材として好適である。

なお、上記の括弧内の符号及び部材名は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる動力伝達装置によれば、使用に伴うクラッチクリアランスの増加を抑制することができる。

本実施形態における動力伝達装置を示す側断面図である。 本実施形態における摩擦係合部及びその周辺（図１のＸ部分）の詳細構成を示す部分拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して本実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる動力伝達装置１を示す側断面図である。同図に示す動力伝達装置１は、車両の左右輪に駆動力を配分して伝達するためのクラッチ２０を備えた動力伝達装置１であって、動力源からの動力が伝達される第１回転軸５１と、第１回転軸５１と同軸上に並べて配設された第２回転軸５２と、第１回転軸５１と第２回転軸５２とを係脱自在に連結するためのクラッチ２０とを備えている。なお、ここでの第１回転軸５１は、左右の駆動輪間で車軸方向に延びる回転入力軸であり、第２回転軸５２は、車両の右駆動輪に繋がる右車軸である。また、動力伝達装置１は、上記の回転入力軸から右車軸に伝達される駆動力の配分を制御するための右クラッチである。

動力伝達装置１は、第１回転軸５１の端部に結合された略円筒状のクラッチハウジング２１と、クラッチハウジング２１の内周側で第２回転軸５２の端部にスプライン結合されたクラッチハブ２２と、クラッチハウジング２１内で第１回転軸５１や第２回転軸５２の軸方向に沿って複数を交互に積層した圧力プレート２３ａ及び摩擦プレート２３ｂを備えている。

圧力プレート２３ａは、その外周端がクラッチハウジング２１にスプライン係合している。このため、圧力プレート２３ａは、クラッチハウジング２１に対して、軸方向に移動可能であり、周方向に相対回転不能である。また、摩擦プレート２３ｂは、その内周端がクラッチハブ２２にスプライン係合している。このため、摩擦プレート２３ｂは、クラッチハブ２２に対して、軸方向に移動可能であり、周方向に相対回転不能である。

これらの複数の圧力プレート２３ａおよび摩擦プレート２３ｂによって、摩擦係合部２３が構成される。圧力プレート２３ａと摩擦プレート２３ｂの積層方向における一方の側（後述するシリンダピストン３３側）の端部には、エンドプレート２４が設置されている。クラッチハウジング２１は、軸方向における一方の側（シリンダピストン３３側）の端部に開口部２１ａを有しており、前記開口部２１ａには、エンドプレート２４の抜けを防止するためのサークリップ２５が取り付けられる。なお、摩擦係合部２３の内径側におけるクラッチハウジング２１とクラッチハブ２２との間には、それらを相対回転可能に支持するクラッチベアリング２６が設置される。

クラッチハウジング２１の開口部２１ａに対向して設置されたシリンダピストン３３は、ピストンハウジング３１の収容部３１ａに収容される。収容部３１ａは、ピストンハウジング３１の摩擦係合部２３側の面を軸方向に窪ませてなる円形環状の凹部である。シリンダピストン３３は、収容部３１ａ内に設置された円形環状の外形を有する板状の部材である。シリンダピストン３３とエンドプレート２４との間には、スラストニードルベアリング２９が介在しており、シリンダピストン３３とエンドプレート２４は、相対回転可能かつ軸方向に一体に移動可能になっている。

ピストンハウジング３１の収容部３１ａの内面とシリンダピストン３３との隙間には、作動油による油圧を発生させるためのピストン室３２が画成されている。また、図示は省略するが、ピストン室３２には、オイルポンプ（図示せず）からの作動油が導入される油路が連通している。

シリンダピストン３３は、ピストンハウジング３１の収容部３１ａ内で軸方向に沿って移動可能に設置されている。シリンダピストン３３の外周縁３３ａとそれに対向するピストンハウジング３１の収容部３１ａの内周面との間には、それらの隙間を密封するためのＯリング等の外径シール部材３４ａが設置されている。また、シリンダピストン３３の内周縁３３ｂとそれに対向するピストンハウジング３１の収容部３１ａの外周面との間には、それらの隙間を密封するためのＯリング等の内径シール部材３４ｂが設置されている。

ピストンハウジング３１のフランジ部３１ｃとクラッチハブ２２の筒状部２２ａとの間には、軸受６１が介在している。また、軸受６１に対して軸方向に並ぶ位置には、第２回転軸５２とピストンハウジング３１の内径端との隙間をシールするためのオイルシール６２が設置されている。軸受６１及びオイルシール６２は、シリンダピストン３３の内径側に配置されている。

図２は、本実施形態における摩擦係合部２３及びその周辺（図１のＸ部分）の詳細構成を示す部分拡大断面図である。同図においては、説明のため、図１と異なる断面を示す。すなわち、圧力プレート２３ａがクラッチハウジング２１にスプライン係合した断面を示し、且つ、摩擦プレート２３ｂがクラッチハブ２２にスプライン係合した断面を示している。

図２に示すように、クラッチ２０は、摩擦係合部２３を有する。摩擦係合部２３は、クラッチハウジング２１に対して軸方向に移動可能に取り付けられた複数の圧力プレート２３ａと、クラッチハブ２２に対して軸方向に移動可能に取り付けられた複数の摩擦プレート２３ｂとから構成され、圧力プレート２３ａと摩擦プレート２３ｂとは、軸方向に沿って交互に積層される。本実施形態の摩擦プレート２３ｂには、その表裏に摩擦材４１が付帯する。

なお、摩擦係合部２３における摩擦材４１の配置はこれに限るものではない。すなわち、クラッチハウジング２１からクラッチハブ２２へと摩擦材４１を介して動力が伝達される構成であればよく、例えば、圧力プレート２３ａと摩擦プレート２３ｂとのそれぞれに摩擦材４１が付帯される構成でもよい。

複数の圧力プレート２３ａの軸方向における間Ｓには、付勢部材３５と間隔調整部材３６とが配置される。本実施形態の付勢部材３５及び間隔調整部材３６は、互いに軸方向に隣接して配置される。

付勢部材３５は、円環状の弾性体により構成され、圧力プレート２３ａの外径側を互いに離間するように設けられる。本実施形態の付勢部材３５は、表面が波型に湾曲した板状のウェーブスプリングを用いている。本実施形態のウェーブスプリングの巻回数は１回である。付勢部材３５は、クラッチハウジング２１を軸方向に沿って互いに離間する方向に付勢する。付勢部材３５の付勢力は、エンドプレート２４を介して、シリンダピストン３３に伝わり、シリンダピストン３３を軸方向に沿って摩擦係合部２３から離間する方へ付勢する。なお、本実施形態では、圧力プレート２３ａの軸方向における間Ｓの全てに付勢部材３５を配置しているが、これに限るものではなく、少なくともいずれかの間Ｓに配置されればよい。

間隔調整部材３６は、付勢部材３５と圧力プレート２３ａとの軸方向における間Ｓに配置される。本実施形態では、間隔調整部材３６は、付勢部材３５と同径の円環状である。間隔調整部材３６は、付勢部材３５に対しては固定されず、且つ圧力プレート２３ａに対して一体的に固定される。

クラッチの使用時において、付勢部材３５と圧力プレート２３ａとの間においては動力伝達がなされないが、クラッチ締結時に、摩擦係合部２３に軸方向の圧力がかかる。これにより、間隔調整部材３６は、圧縮変形し且つ付勢部材３５又は圧力プレート２３ａとの間において摩擦が生じる。すると、クラッチの継続使用に伴って、間隔調整部材３６は、摩耗又は圧縮変形が生じ、徐々に軸方向の厚みが減少する。この結果、クラッチの継続使用に伴って、付勢部材３５と圧力プレート２３ａとの間隔が狭まることとなる。

本実施形態において、間隔調整部材３６の材質は、クラッチの使用に伴う間隔調整部材３６の軸方向の厚みの減少量が、摩擦材４１の摩耗又は変形による厚みの減少量と同量となるような材質を用いる。これにより、クラッチの継続使用によっても、クラッチクリアランスの増加が抑制可能となるため、好ましい。

間隔調整部材３６の材質は、摩擦材４１の動力伝達時の摩耗量、摩擦係合部２３における摩擦材４１の接触面積、摩擦係合部２３における間隔調整部材３６の接触面積、クラッチ締結時の付勢部材３５と圧力プレート２３ａとの間に生じる押圧力、などを総合的に判断して選択される。

間隔調整部材３６の耐摩耗性は、摩擦材４１の耐摩耗性以上であることが好ましい。例えば、間隔調整部材３６の材質を、摩擦材４１の材質よりも耐摩耗性が同等以上に高いものとしてもよい。または、間隔調整部材３６の材質を摩擦材４１の材質と同じものとしてもよい。

本実施形態においては、間隔調整部材３６の軸方向の厚みを、摩擦材４１よりも厚く構成している。間隔調整部材３６を摩擦材４１よりも厚く構成することで、間隔調整部材３６に生じる圧縮変形の幅が、摩擦材４１に生ずる圧縮変形よりも大きくなる。一方、間隔調整部材３６の軸方向の摩耗量は、動力伝達が直接なされる摩擦材４１の摩耗量と比較して小さいものとなる。すると、圧縮変形量が大きく且つ摩耗量が小さい間隔調整部材３６と、圧縮変形量が小さく且つ摩耗量が大きい摩擦材４１との、クラッチの継続使用時における軸方向の厚みの減少量を同様に構成することができる。なお、間隔調整部材３６の圧縮変形量は、クラッチの使用の初期において、比較的大きくなる。

以上のように、本実施形態の動力伝達装置１においては、摩擦係合部２３が、軸方向において付勢部材３５と圧力プレート２３ａとの間に間隔調整部材３６を備えている。これにより、動力伝達装置１の使用により、間隔調整部材３６が圧力プレート２３ａと付勢部材３５との間で摩耗又は圧縮変形する。すると、間隔調整部材３６が摩耗又は圧縮変形した分、複数の圧力プレート２３ａの軸方向の間隔が狭まることで、摩擦係合部２３における圧力プレート２３ａと摩擦プレート２３ｂとの間の摩擦材４１が摩耗した場合であっても、クラッチクリアランスの増加を抑制することができる。

また、間隔調整部材３６の耐摩耗性は、摩擦材４１の耐摩耗性以上であることとしてもよい。このように、間隔調整部材３６を摩擦材４１よりも摩耗しにくい構成とすることで、例えば、間隔調整部材３６が摩擦材４１よりも小さい場合など構造的に間隔調整部材３６の方が摩擦材４１よりも摩耗又は圧縮変形しやすい構造である場合に、間隔調整部材３６の軸方向の摩耗量と摩擦材４１の軸方向の摩耗量を同等にすることができる。これにより、使用に伴うクラッチクリアランスの増加を抑制することができる。

また、付勢部材３５は、ウェーブスプリングであることを特徴とする。ウェーブスプリングは、表面が波型に湾曲した板状の構成であり、圧力プレート２３ａの間のように狭い幅にも入り込みやすく、付勢部材３５として好適である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

上述の実施形態では、間隔調整部材３６を、圧力プレート２３ａと一体的に設けるものとしたが、これに限るものではない。例えば、間隔調整部材３６を、付勢部材３５と一体的な構成とし、圧力プレート２３ａに対しては固定されず、圧力プレート２３ａから独立した構成としてもよい。また、間隔調整部材３６を、付勢部材３５と圧力プレート２３ａとの双方から独立した構成としてもよい。

上述の実施形態では、付勢部材３５及び間隔調整部材３６を、圧力プレート２３ａの軸方向の間の外径側に配置したが、これに限るものではない。例えば、付勢部材３５及び間隔調整部材３６を、摩擦プレート２３ｂの間に配置する構成としてもよく、摩擦係合部２３の内径側に配置する構成としてもよい。

上述の実施形態では、ウェーブスプリングの巻回数を１回としているが、これに限るものではなく、巻回数を複数回としてもよい。

１ …動力伝達装置
２０，２０Ａ …クラッチ
２１ …クラッチハウジング（第１動力伝達要素）
２２ …クラッチハブ（第２動力伝達要素）
２３ …摩擦係合部
２３ａ…圧力プレート（第１摩擦係合要素）
２３ｂ…摩擦プレート（第２摩擦係合要素）
２４ …エンドプレート
３１ …ピストンハウジング（ハウジング）
３２ …ピストン室（流体室）
３３ …シリンダピストン（押圧部材）
３５ …付勢部材
３６ …間隔調整部材
４１ …摩擦材
５１ …第１回転軸
５２ …第２回転軸

Claims (3)

1. 第１回転軸と、
   前記第１回転軸と同軸上に設けられる第２回転軸と、
   前記第１回転軸に固定された第１動力伝達要素と、
   前記第２回転軸に固定された第２動力伝達要素と、
   前記第１動力伝達要素に対して前記第１回転軸の軸方向に移動可能に取り付けられた複数の第１摩擦係合要素と、前記第２動力伝達要素に対して前記軸方向に移動可能に取り付けられた複数の第２摩擦係合要素とが前記軸方向に沿って交互に積層され摩擦材を介して摩擦係合がなされる摩擦係合部と、
   前記軸方向における前記複数の第１摩擦係合要素の間に配置されて、前記第１摩擦係合要素を前記軸方向に沿って互いに離間する方向に付勢する付勢部材と、
   前記摩擦係合部を押圧して前記第１摩擦係合要素と前記第２摩擦係合要素とを係合させる押圧部材と、
   前記押圧部材を収容するハウジングと、
   前記ハウジングの内部に形成され、前記押圧部材を流体の圧力で作動させる流体室とを備え、
   前記摩擦係合部は、前記軸方向において前記付勢部材と前記第１摩擦係合要素との間に、間隔調整部材を有する
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記間隔調整部材の耐摩耗性は、前記摩擦材の耐摩耗性以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記付勢部材はウェーブスプリングである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。

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