JP2018536809A - 摩擦結合型シフト要素用のプレート - Google Patents

Abstract

摩擦結合型シフト要素用のプレート（１）は、内縁（２１）及び外縁（２２）を有する環状の摩擦面を備える。摩擦面には、周方向の第１溝（３１）、複数の第２溝（３２）、及び複数の第３溝（３３）が備えられている。第１溝（３１）は、半径方向内側の偏向点（４１）と半径方向外側の偏向点（４２）との間をジグザグに又は波状に延在する。第２溝（３２）は内縁（２１）から半径方向内側の偏向点（４１）まで延在する。第３溝（３３）は外縁（２２）から周方向の第１溝（３１）に延在し、かつ合流点（４３）において周方向の第１溝（３１）に通じる。第３溝（３３）は合流点（４３）から実質的に半径方向で外縁（２２）に向けて配向されている。第２溝（３２）における、少なくとも半径方向内側の偏向点（４１）に通じる部分の配向と、プレート（１）の回転中心点（４４）と第２溝（３２）の各々に割り当てられた偏向点（４１）との間の線とが、３５度と７５度の間の角度（４６ａ）をなす。
【選択図】図１

Description

本発明は、摩擦結合型シフト要素用のプレートに関する。本発明は更に、そうしたプレートを備えた摩擦結合型シフト要素、及びそうした摩擦結合型シフト要素を備えた自動車用の変速機に関する。

国際出願特許公開第２００９／０２１５６９号は、摩擦係合式に作動する装置用の摩擦部に関する。摩擦部は、内縁及び外縁を有する環状の摩擦面を備える。摩擦面には、半径方向内側の偏向点と半径方向外側の偏向点との間をジグザグに又は波状に延在する周方向の第１溝、内縁から内側の偏向点まで延在する複数の第２溝、及び外縁から実質的に半径方向で周方向の第１溝に延在し、かつ合流点において周方向の第１溝に通じる複数の第３溝が設けられている。この場合第２溝は、摩擦部の放射状の線に沿って延在する。

摩擦結合型シフト要素つまり多板クラッチ又は多板ブレーキの構成部分として、そうした回転する摩擦部に対して、冷却油が半径方向外側から第３溝に対して供給される。そのため油は、第３溝から周方向の第１溝に流入する。油の大部分は、遠心力により、第３溝を経て再度噴出され、第２溝には浸透しない。これにより、冷却効果は摩擦面の半径に亘って不均一に分布する。そのため、半径方向でより外側の摩擦面の領域は、半径方向でより内側の摩擦面の領域よりも、著しく良好に冷却される。こうした状態は、望ましくない。

国際出願特許公開第２００９／０２１５６９号

従って、本発明の課題は、半径方向外側から冷却油が供給される際に、摩擦面の半径方向でより内側の領域における冷却を改善可能な、プレート用の溝パターンを提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴により解決される。有利な実施形態は、従属請求項、明細書の記載、及び図面から明らかとなる。

本発明によれば、従来技術において既知の溝パターンが以下のように変更される。すなわち、第２溝における、少なくとも半径方向内側の偏向点に通じる部分の配向と、プレートの回転中心点と第２溝の各々に割り当てられた偏向点との間の線とが、３５度と７５度の間の角度、好適には４５度と６５度の間の角度をなす。換言すると第２溝は、従来技術と比較して、この場合もはや半径方向で走るのではなく、半径方向に対して斜めに走る。プレートがその軸周りで回転すると、周方向の第１溝を通って流れる冷却液が、第１溝に沿って走る。ここで、第２溝が斜めに配置されているために、内側の偏向点において流れが分配される。その際、冷却液の一部は、更に周方向の第１溝に沿って流れる。また残りの部分は、第２溝に流れる。これにより、従来技術と比較して、摩擦面の半径方向の内側領域の冷却が改善される。

好適には、第２溝は直線で構成されている。これにより、第２溝を通る冷却液の流れ損失が僅かとなる。そのため、摩擦面の半径方向で内側領域の冷却効果が、更に改善される。

好適には第２溝は、半径方向内側の偏向点から、各々対をなして摩擦面の内縁に向かって延在する。これにより、摩擦面の半径方向で内側領域の冷却効果を、プレートの回転方向とは無関係に、改善することが達成できる。

第２溝の対をなす構成において、好適には、溝の対の各溝は、プレートの回転中心点と溝の対に割り当てられた偏向点との間の線に対して、同一の角度をなす。これにより、プレートの回転方向とは無関係に、均一な冷却効果が達成される。

第３溝は、実質的に半径方向で、プレートの外縁から周方向の第１溝への合流点まで延在する。「実質的に」との用語は、プレートの半径方向から最大で１０度、好適には最大で５度逸れる第３溝の配向、と理解される。この逸脱は、両方向に、すなわちプラス１０度又はマイナス１０度で発生できる。半径方向からの逸脱には、第３溝の、いずれもが該当しない、全てが該当する、又は一部のみが該当することができる。このように、第３溝が実質的には半径方向に配向されることで、プレートの外縁から周方向の第１溝まで、しかもプレートの回転方向とは無関係に、油の浸透が促進される。

第３溝の配向が半径方向から逸れている場合、相互に隣接する第３溝の配向の逸脱は、正反対であることが好適である。第３溝の配向の逸脱が、例えばプラス５度である場合、従って、この第３溝に対して直に隣接する第３溝の配向の逸脱は、マイナス５度である。これにより、溝パターンを対称的に構成可能である。そのため、プレートを取り付ける際に、取り付け位置を考慮する必要がない。

好適には、プレートはライニング付きプレートとして構成されている。ライニング付きプレートは、通常、環状の鋼製体を備える。鋼製体の正面側には、ライニング体が取り付けられている。ライニング体において、鋼製体から反対側を向く表面は、プレートの摩擦面を構成する。プレートの溝は、ライニング体の溝により、又はライニング体の間の凹部により、構成されることができる。この場合、本発明による溝の構成は、４つの異なる種類のライニング体形状のみを制限するものである。従って、従来技術と比較して溝パターンがより複雑であるにもかかわらず、労力を増大させずにプレートを製造可能である。

好適には、第３溝の合流点は、周方向の第１溝の偏向点の間に配置されている。これに対して代替的に、合流点は、第１溝の半径方向でより外側の偏向点と一致することができる。更なる有利な変更実施形態により、第３溝の合流点は、第１溝の半径方向でより内側の偏向点と一致する、つまり合同とすることができる。これにより、第３溝から第２溝への流れを改善可能である。

好適には、周方向の第１溝、第２溝、及び第３溝の幅は、同一である。代替的な実施形態によれば、第２溝の幅は、周方向の第１溝の幅よりも大きい。これにより、第２溝の流れ抵抗が、周方向の第１溝の流れ抵抗と比較して低減される。そのため、半径方向外側からプレートの内縁に向かう油の浸透が促進される。

本発明によるプレートは、例えば多板クラッチ又は多板ブレーキである、摩擦結合型シフト要素の構成部分とすることができる。この場合、複数のアウタプレート及び複数のインナプレートは、軸方向に交互に相前後して配置されている。アウタプレートは、回転不能かつ軸方向に移動可能な状態で、アウタプレートキャリアと結合されている。インナプレートは、回転不能かつ軸方向に移動可能な状態で、インナプレートキャリアと結合されている。本発明によるプレートは、インナプレート又はアウタプレートを構成する。この場合摩擦結合型シフト要素は、半径方向外側から本発明によるプレートの外縁に向けて流体を供給するよう構成された、装置を備える。このように構成された摩擦結合型シフト要素は、自動車用の変速機の構成部分とすることができる。この場合、摩擦結合型シフト要素は、自動車のドライブトレインにおける始動要素として作用する。そうした始動要素により、自動車の駆動源と駆動輪との間のスリップ状態が、始動プロセスの間に可能となる。この場合、例えば上り坂及び積載された自動車用トレーラー等である、特に高負荷の始動プロセスの際に、始動要素に高いエネルギを入力可能である。摩擦型シフト要素は、冷却効果が改善され摩擦面の半径に亘って均一であるために、特に始動要素としての使用に適している。

本発明の実施形態は、以下に添付の図面を参照して詳述される。

本発明によるプレートの正面図である。 正面図の拡大部分図である。 本発明によるプレートの等角図の部分図である。 本発明によるプレートの第２実施形態の正面図である。 図４の正面図の拡大部分図である。 本発明によるプレートの代替的な実施形態の溝パターンの、正面図である。 本発明によるプレートの代替的な実施形態の溝パターンの、正面図である。 本発明によるプレートの代替的な実施形態の溝パターンの、正面図である。 本発明によるプレートの代替的な実施形態の溝パターンの、正面図である。 摩擦結合型シフト要素の断面図である。 自動車用の変速機の概略図である。

図１は、プレート１の回転中心点４４周りに配置された、プレート１の正面図である。プレート１は環状の摩擦面を備える。環状の摩擦面は、内縁２１及び外縁２２を備える。摩擦面には、対称的な溝パターンが備えられている。溝パターンは、周方向の第１溝３１、複数の第２溝３２、及び複数の第３溝３３からなる。第１溝３１は、半径方向内側の偏向点４１と半径方向外側の偏向点４２との間をジグザグ又は波状に、プレート１の周方向に延在する。第２溝３２は、各々対をなして、内縁２１から半径方向内側の偏向点４１まで延在する。第３溝３３は、外縁２２から周方向の第１溝３１に延在し、及び半径方向で配向されている。第３溝３３の、周方向の第１溝３１への合流点４３は、偏向点４１、４２の間に存在する。

図２において、図１に示された正面図の拡大部分図が示される。第２溝３２は、実質的に直線で構成されている。各第２溝３２の線４５に対する角度４６ａ、４６ｂは、３５度と７５度の間である。角度４６ａ、４６ｂは、図示の実施形態において約５５度である。線４５は、回転中心点４４と、溝３２に割り当てられた偏向点４１との間で延在する。第１溝３１の幅３１ｔ、第２溝３２の幅３２ｔ、及び第３溝３３の幅３３ｔは、同一である。

図３は、プレート１の等角図の部分図である。この部分図において、本発明による作動を良好に認識可能である。冷却油流Ｃは、外縁２２から第３溝３３に流入する。プレート１が所与の回転方向Ｒに回転する際、冷却油流Ｃは、プレート１に対して、周方向の第１溝３１を通って回転方向Ｒの反対方向に流れる。遠心力のために、冷却油流Ｃの一部は、周方向に続く第３溝３３において再度流出する。一方、冷却油流Ｃの残りの部分は、周方向の第１溝３１を通り更に流れる。冷却油流Ｃは、今度は、内側の偏向点４１のうちの１つを流れる。第２溝３２が本発明により配向されているために、冷却油流Ｃは、第１溝３１と、偏向点４１から回転方向Ｒと反対に配向された第２溝３２との間で分配される。プレート１の回転方向Ｒが常に同一である場合、従って、各偏向点３２から内縁２１に向かう単一の溝３２で十分である。その場合、これらの溝３２は回転方向Ｒと反対に配向されている。回転方向Ｒとは無関係に、プレート１の冷却機能が改良されるべきである場合、従って好適には、実施形態に示されるように、第２溝３２は対で構成される。

さらに図３においては、プレート１がライニング付きプレートであることを良好に認識可能である。溝３１、３２、３３は、ライニング体の間の凹部により構成されている。プレート１は、この場合、ちょうど４つの異なる種類のライニング体形状Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を備える。

図４は、本発明によるプレート１の第２実施形態の正面図を示す。プレート１は、実質的に図１に示された実施形態に対応する。菱形のライニング体は、この場合、半径方向で更に外側に配置された。これにより第３溝３３が、今度は、周方向の第１溝よりも大きな幅を備える。

図５は、第２実施形態によるプレート１の詳細図を示す。図５において、第２溝３２の幅３２ｔが、周方向の第１溝３１の、ここではより小さい幅３１ｔと比較して、より大きくされた幅３２ｔであることを良好に認識可能である。第３溝３３の幅３３ｔは、不変である。

図６は、本発明によるプレート１の溝パターンを示す。溝パターンは、実質的に図４に示された第２実施形態の溝パターンに対応する。第３溝３３の配向のみが変更された。そのため第３溝３３は、プレート１の半径方向から５度逸れている。相互に隣接する第３溝３３の逸脱は、この場合正反対に配向されている。そのため、対称的な溝パターンが発生する。

図７は同様に、第３溝３３の配向がプレート１の半径方向から逸れる、本発明によるプレート１の溝パターンを示す。相互に隣接する第３溝３３の逸脱は、再度、正反対に配向されている。そのため、対称的な溝パターンが発生する。図６に示された溝パターンと比較して、配向角度が変更された。そのため、内側の偏向点４１に割り当てられたライニング体は、図６の実施形態におけるよりも幅広である。

図８は、第３溝３３の配向がプレート１の半径方向から逸れる、本発明によるプレート１の溝パターンを示す。配向角度は、図６による溝パターンに対応するが、プレート１の半径方向から１０度の角度を備える。

図９は同様に、第３溝３３の配向がプレート１の半径方向から逸れる、本発明によるプレート１の溝パターンを示す。配向角度は、図７による溝パターンに対応するが、プレート１の半径方向から１０度の角度を備える。

図１０は、摩擦結合型シフト要素Ｋの断面図を示す。摩擦結合型シフト要素Ｋにおいて、本発明によるプレート１が、インナプレートとして構成されている。摩擦結合型シフト要素Ｋは、例示的にブレーキとして作用する。インナプレートは、軸方向に相前後し、かつアウタプレートと交互に配置されている。アウタプレートは、スチールプレートとして構成されている。摩擦結合型シフト要素Ｋは、例えば冷却油である流体を供給する装置を備える。流体は、半径方向外側から、プレートパッケージに供給される。これによりインナプレート１に対して、半径方向外側から流体を供給可能である。

図１１は、自動車用の変速機Ｇの概略図である。変速機Ｇは、入力軸ＧＷ１、出力軸ＧＷ２、及び変速部ＧＷを備える。入力軸ＧＷ１は、例えば車両の内燃機関である、変速機外部の駆動ユニットへのインターフェイスとしての役割を果たす。出力軸ＧＷ２は、車両の車軸変速装置へのインターフェイスとしての役割を果たす。車軸変速装置を介して、出力軸ＧＷ２に作用する動力が、車両の駆動輪に分配される。変速部ＧＷは、入力軸ＧＷ１と出力軸ＧＷ２との間で種々の変速比を実現するよう調整されている。入力軸ＧＷ１と変速部ＧＷとの間に、摩擦結合型シフト要素Ｋが配置されている。摩擦結合型シフト要素Ｋにより、入力軸ＧＷ１と出力軸ＧＷ２との間のスリップ状態を、例えば自動車の始動プロセスの際に実現可能である。摩擦結合型シフト要素Ｋは、変速部ＧＷの構成部分とすることもできる。

１ プレート
２１ 内縁
２２ 外縁
３１ 第１溝
３１ｔ 第１溝の幅
３２ 第２溝
３２ｔ 第２溝の幅
３３ 第３溝
３３ｔ 第３溝の幅
４１ 半径方向内側の偏向点
４２ 半径方向外側の偏向点
４３ 合流点
４４ 回転中心点
４５ 線
４６ａ／ｂ 角度
Ｒ 回転方向
Ｃ 冷却油流
Ｂ１ ライニング体形状
Ｂ２ ライニング体形状
Ｂ３ ライニング体形状
Ｂ４ ライニング体形状
Ｋ 摩擦結合型シフト要素
Ｇ 変速機
ＧＷ１ 入力軸
ＧＷ２ 出力軸
ＧＷ 変速部

Claims (14)

1. 摩擦結合型シフト要素用のプレート（１）であって、内縁（２１）及び外縁（２２）を有する環状の摩擦面を備え、該摩擦面には、周方向の第１溝（３１）、複数の第２溝（３２）、及び複数の第３溝（３３）が備えられ、当該プレート（１）では、
   前記第１溝（３１）は、半径方向内側の偏向点（４１）と半径方向外側の偏向点（４２）との間をジグザグに又は波状に延在し、
   前記第２溝（３２）は前記内縁（２１）から前記半径方向内側の偏向点（４１）まで延在し、
   前記第３溝（３３）は前記外縁（２２）から前記周方向の第１溝（３１）に延在し、かつ合流点（４３）において前記周方向の第１溝（３１）に通じ、
   前記第３溝（３３）は前記合流点（４３）から実質的に半径方向で前記外縁（２２）に向けて配向され、
   前記第２溝（３２）における、少なくとも前記半径方向内側の偏向点（４１）に通じる部分の配向と、前記プレート（１）の回転中心点（４４）と前記第２溝（３２）の各々に割り当てられた前記偏向点（４１）との間の線（４５）とが、３５度と７５度の間の角度（４６ａ）をなすことを特徴とする、
   プレート（１）。
2. 請求項１に記載のプレート（１）であって、前記第２溝（３２）における、少なくとも前記半径方向内側の偏向点（４１）に通じる部分の配向と、前記線（４５）とが、４５度と６５度の間の角度（４６ａ）をなすことを特徴とするプレート（１）。
3. 請求項１又は２に記載のプレート（１）であって、前記第２溝（３２）は直線で構成されていることを特徴とするプレート（１）。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のプレート（１）であって、前記第２溝（３２）は、前記半径方向内側の偏向点（４１）から、各々対をなして前記内縁（２１）に向かって延在することを特徴とするプレート（１）。
5. 請求項４に記載のプレート（１）であって、前記半径方向内側の偏向点（４１）のうちの１つの偏向点に通じる前記第２溝（３２）における、少なくとも対をなす部分の配向は、前記線（４５）に対して、同一の角度（４６ａ、４６ｂ）をなすことを特徴とするプレート（１）。
6. 請求項１〜４の何れか一項に記載のプレート（１）であって、前記第３溝（３３）の配向が、前記プレート（１）の半径方向から、最大で１０度逸れることを特徴とするプレート（１）。
7. 請求項６に記載のプレート（１）であって、相互に隣接する第３溝（３３）において、前記プレート（１）の半径方向からの配向の逸脱は、正反対であることを特徴とするプレート（１）。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のプレート（１）であって、該プレート（１）はライニング付きプレートとして構成され、該ライニング付きプレートは、ちょうど４つの異なる種類のライニング体形状（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）を備えることを特徴とするプレート（１）。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載のプレート（１）であって、前記合流点（４３）は、前記第１溝（３１）の前記偏向点（４１、４２）の間に配置されていることを特徴とするプレート（１）。
10. 請求項１〜８の何れか一項に記載のプレート（１）であって、前記合流点（４３）は、前記第１溝（３１）の前記半径方向内側の偏向点（４１）と合同であることを特徴とするプレート（１）。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載のプレート（１）であって、前記第１溝（３１）、前記第２溝（３２）、及び前記第３溝（３３）の幅は、同一であることを特徴とするプレート（１）。
12. 請求項１〜１０の何れか一項に記載のプレート（１）であって、前記第２溝（３２）の幅は、前記第１溝（３１）の幅よりも大きいことを特徴とするプレート（１）。
13. 請求項１〜１２の何れか一項に記載のプレート（１）を複数備える摩擦結合型シフト要素（Ｋ）であって、該シフト要素（Ｋ）は、流体を前記プレート（１）の前記外縁（２２）に向けて供給する装置を備えることを特徴とする摩擦結合型シフト要素（Ｋ）。
14. 請求項１３に記載の摩擦結合型シフト要素（Ｋ）を備える自動車用の変速機（Ｇ）であって、前記摩擦結合型シフト要素（Ｋ）は、前記自動車の始動要素として作用することを特徴とする変速機（Ｇ）。
    

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