JP2020193664A - 摩擦締結装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】引き摺り現象が簡単かつ効果的に抑制できる摩擦締結装置を実現する。【解決手段】湿式の摩擦締結装置6である。2つの連結部材10,20の各々に係合し、板面を対向させて軸方向に交互に配列された状態でプレート収容室60に収容された2群の摩擦プレート30,40からなるプレート群を備える。プレート群は、摩擦プレート30,40の各々が互いに密接する締結状態と、摩擦プレート30,40の各々が分離可能になる非締結状態との間で切り替わるように構成されている。非締結状態に切り替わった時に、プレート群の両端に有る端プレート30a,30bの各々が、締結状態の時よりも軸方向に大きな間隔を隔てた位置に保持されるように構成されている。【選択図】図8

Description

開示する技術は、トランスミッション等が備える、クラッチやブレーキ等を構成する湿式の摩擦締結装置に関する。
一般に、この種の摩擦締結装置には、複数のドライブプレートおよび複数のドリブンプレートからなる摩擦プレートが備えられている。ドライブプレートおよびドリブンプレートの各々は、例えばハブおよびドラムの各々に連結されていて、互いにスライド可能な状態で、板厚方向に交互に配列されている。摩擦締結装置の使用中、これら摩擦プレートの間には、潤滑油(ATF)が供給される(いわゆる湿式)。
これら摩擦プレートが互いに密接するように押し付けられることで、ハブおよびドラムは、互いに連結された状態(締結状態)となる。これら摩擦プレートが互いに離れるように押付力が除かれることで、ハブおよびドラムは、互いに独立して動作する状態(非締結状態)となる。
この種の摩擦締結装置では、非締結状態であっても、互いに隣接する摩擦プレート同士が適切に離れずに、摩擦プレート間で摩擦抵抗が発生するおそれがある(引き摺り現象)。この摩擦抵抗は、不要なトルク(引き摺りトルク、ドラグトルク)を生じることから、これまでも様々な対策が検討されている。
例えば、特許文献1には、各摩擦プレートの間に環状のウエーブスプリングを介在させ、その弾性力で、非締結時に各摩擦プレートの間の隙間を拡げるようにしたクラッチ装置が開示されている。
また、特許文献2には、各摩擦プレートに、ばねクリップを装着し、その弾性力で、各摩擦プレートが離れるように付勢した摩擦係合装置が開示されている。
平5−187458号公報 特開2003−13996号公報
特許文献1や特許文献2の技術を用いれば、非締結時に、互いに隣接している摩擦プレート同士を安定して離れさせることができる。
ところが、これら技術では、ウエーブスプリングや、ばねクリップを多数用意し、これらパーツの一つ一つを、摩擦プレート間の隙間の適切な位置に、適切な状態で組み付ける必要がある。そのため、部品数が多くなって部材コストが高くつく、組み付け工数も多くなる、組み付け作業の作業負担が大きい、パーツ1つが不良なだけで適切な効果が得られない、といった問題がある。
それに対し、本発明者らが、引き摺り現象について詳しく検討したところ、そのメカニズムに基づけば、極めて簡単な構成で引き摺り現象が効果的に抑制できることを見出した。
そこで開示する技術の主たる目的は、簡単な構成でありながら、引き摺り現象が効果的に抑制できる摩擦締結装置を実現することにある。
開示する技術は、回転軸へ出力される動力の伝達を切り替える湿式の摩擦締結装置に関する。
前記摩擦締結装置は、潤滑油が供給されるプレート収容室を介して径方向に対向する対向面を各々が有する2つの連結部材と、前記連結部材の各々に係合し、板面を対向させて軸方向に交互に配列された状態で前記プレート収容室に収容された2群の摩擦プレートからなるプレート群と、を備える。前記プレート群は、押付力が加えられることによって前記摩擦プレートの各々が互いに密接する締結状態と、前記押付力が除かれることによって前記摩擦プレートの各々が分離可能になる非締結状態と、の間で切り替わるように構成されている。
そして、前記非締結状態に切り替わった時に、前記プレート群の両端に有る端プレートの各々が、前記締結状態の時よりも軸方向に大きな間隔を隔てた位置に保持されるように構成されている。
すなわち、非締結状態に切り替わることで、プレート群を構成している摩擦プレートの各々は、軸方向に自由に移動できるようになるが、非締結状態に切り替わった時に、そのプレート群の両端に有る2つの端プレートを、強制的に、所定の間隔を隔てた位置に保持し、軸方向の移動を規制する。
詳細は後述するが、そのようにするだけで、圧力バランスによって、各摩擦プレートが、自然に、略等しい間隔を隔てて配列されることを見出した。従って、この摩擦締結装置によれば、簡単な構成でありながら、引き摺り現象が効果的に抑制できる。
前記摩擦締結装置はまた、軸方向の一方から前記プレート群に向かって進退することにより、前記プレート群に前記押付力を加えるピストンを更に備え、前記端プレートが、前記ピストンとともに軸方向に移動する可動端プレートと、軸方向に移動不能に設けられた不動端プレートとで構成されている、としてもよい。
そうすれば、既存の部材を利用して、簡単に高性能な摩擦締結装置を実現できる。
具体的には、前記可動端プレートが、溶接または一体成形により、前記ピストンと一体に設けられている、としてもよい。
そうすれば、極めて簡単に可動端プレートを構成できる。
前記摩擦締結装置はまた、一方の前記連結部材の対向面に、軸方向に延びて前記ピストンの側が閉じられた複数のスライド凹部が形成され、一方の前記摩擦プレートの各々は、前記スライド凹部の各々に、前記ピストンの反対側から嵌入されてスライド自在になる複数のスライド凸部を有し、前記スライド凹部における前記ピストンの反対側の部分に移動規制部を設け、前記移動規制部で、最後に嵌入される前記一方の摩擦プレートの前記ピストンの側へのスライドを規制することにより、前記不動端プレートが構成されている、としてもよい。
そうすれば、既存の部材を利用して、極めて簡単に不動端プレートを構成できる。
前記摩擦締結装置はまた、一方の前記連結部材に形成されたリング溝と、前記リング溝に嵌入されて一方の前記摩擦プレートに接触するスナップリングと、を更に備え、前記スナップリングが前記一方の前記摩擦プレートを受け止めることにより、前記ピストンの反対側への前記一方の前記摩擦プレートの移動が規制されるようになっており、前記リング溝および前記一方の前記摩擦プレートの少なくともいずれか一方に移動規制部を設け、前記移動規制部で、前記一方の前記摩擦プレートの前記ピストンの側への移動を規制することにより、前記不動端プレートが構成されている、としてもよい。
この場合も、既存の部材を利用して、極めて簡単に不動端プレートを構成できる。
開示する技術によれば、簡単な構成で、非締結時に発生する引き摺り現象を効果的に抑制できるようになるので、燃費に優れた摩擦締結装置が実現できる。
開示する技術に好適なトランスミッションとその関連装置を示す概略図である。拡大図は、摩擦締結装置の部分の概略断面図である。 図1の拡大図に対応した、摩擦締結装置の簡略図である。 摩擦締結装置の主な部材の組み付け構造を示す概略斜視図である。 摩擦締結装置の動作を説明するための概略図である。 ハブの回転数と、面間距離、面間圧力、および引き摺りトルクの各々との関係を表したグラフである。 引き摺りトルクを説明するための図である。 開示する技術のメカニズムを説明するための図である。 開示する技術を適用した場合の図5に対応したグラフである。 開示する技術を適用した摩擦締結装置の具体例を示す概略図である。 不動端プレートの構成を説明するための図である。 不動端プレートの構成を説明するための図である。 不動端プレートの別形態を示す概略図である。 不動端プレートの別形態を示す概略図である。
以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
説明では、後述する出力軸3が延びる方向を「軸方向」とし、出力軸3を中心とする半径あるいは直径の方向を「径方向」とし、出力軸3を中心に回る方向を「周方向」とする。また、軸方向のうち、後述するトランスミッション1へ動力が入力される側を「入力側」、トランスミッション1から動力が出力される側を「出力側」とする。
<トランスミッション>
図1に、開示する技術に好適なトランスミッション1(自動変速機)を例示する。トランスミッション1は、自動車に搭載されている。トランスミッション1は、エンジンやモータなどの駆動源Eと、車輪Wとの間に介在していて、駆動源Eから出力される回転動力を加速や減速して車輪に出力する。
例示のトランスミッション1は、多段式自動変速機(いわゆるAT)である。なお、開示する技術の適用対象はトランスミッション1に限らない。湿式の摩擦締結装置を有するものであれば適用できる。
トランスミッション1は、筐体2、出力軸3(回転軸)、変速装置4、断続装置5などで構成されている。筐体2は、トランスミッション1の外郭を構成しており、断続装置5および変速装置4を収容するとともに出力軸3を回転可能な状態で支持している。
断続装置5(いわゆるトルクコンバータ)は、駆動源Eに連結されており、駆動源Eが出力する回転動力を必要に応じてトランスミッション1に入力する。変速装置4は、出力軸3の周囲に配置されていて、断続装置5と出力軸3との間に介在している。変速装置4は、断続装置5から入力される回転動力の回転数を切り替えて出力軸3に伝達する。出力軸3を通じてトランスミッション1から出力される回転動力が車輪Wに伝達される。
変速装置4には、出力する回転数を切り替えるために、複数の遊星歯車機構が組み込まれている。変速装置4にはまた、これら遊星歯車機構を切り替えるために、クラッチまたはブレーキ(摩擦締結装置6)が組み込まれている。トランスミッション1は、これらクラッチまたはブレーキの作動状態を変更することにより、前進や後退、回転速度の切り替えを実行する。
(摩擦締結装置6の構造)
クラッチとブレーキとは、機能的には異なるが構造的には、ほぼ同じである(以下、クラッチとして摩擦締結装置6を説明する)。
図1に、変速装置4が備えるクラッチ6の一部を拡大して示す。併せて、それに対応した簡略図を図2に示す。図示のクラッチ6は、「連結部材」として、ドラム10およびハブ20を備えている(例えば、ドラム10およびハブ20の一方を構造的に回転不能にすればブレーキになる)。クラッチ6は、これらドラム10およびハブ20に加え、複数のドリブンプレート30(第1の摩擦プレート)、複数のドライブプレート40(第2の摩擦プレート)、ピストン50などで構成されている。
(ドラム10、ハブ20)
図3に簡略化して示すように、ドラム10は、円筒状の周壁部10aと、出力軸3が中心部を貫通する円板状の底壁部10bとを有する有底円筒状の部材からなる。ドラム10は、その底壁部10bを出力側に向けた状態で、筐体2の内部に出力軸3と同軸に配置されている。ハブ20は、ドラム10よりも小径の円筒状の部分(ハブ軸部20a)を有した部材からなる。そのハブ軸部20aが、ドラム10の内側に収容されていて、出力軸3と同軸に配置されている。
ドラム10およびハブ20は、独立して回転可能な状態で筐体2に支持されている。そして、ドラム10およびハブ20の各々は、出力軸3および変速装置4のいずれか一方に、直接的または間接的に連結されている。このクラッチ6では、ドラム10が出力軸3に連結され、ハブ20が変速装置4に連結されている。
ドラム10の周壁部10aの内周面とハブ軸部20aの外周面とは、径方向に互いに対向しており(対向面)、これら対向面の間には、環状の空間(プレート収容室60)が設けられている。トランスミッション1の作動時には、このプレート収容室60に、貯油槽や油圧ポンプなどからなる潤滑装置7(図2にのみ表示)から、ハブ軸部20aに形成された油導入路7aおよび筐体2の内部に形成された送油路7aを通じ、作動時には、一定の流量で潤滑油(ATF:Automatic Transmission Fluid)が循環供給されるようになっている(いわゆる湿式)。
プレート収容室60に供給されたATFは、ドラム10の周壁部10aに形成された油導出路7bおよび筐体2の内部に形成された返油路7bを通じて潤滑装置7に戻される。
ドラム10の周壁部10aの内周面には、軸方向に延びる複数の第1嵌合溝11(スライド凹部)が形成されている。各第1嵌合溝11は、周方向に間隔を隔てて配置されている。本実施形態のドラム10では、各第1嵌合溝11の入力側の端部は開放されている(開放端11a)。対して、出力側の端部は底壁部10bによって閉じられている(封止端11b)。
ハブ軸部20aの外周面にも、軸方向に延びる複数の第2嵌合溝21が形成されている。各第2嵌合溝21も周方向に間隔を隔てて配置されている。
(ドリブンプレート30、ドライブプレート40)
図3に示すように、各ドリブンプレート30は、金属で形成された環状の板部材からなる。各ドリブンプレート30の外周縁には、各第1嵌合溝11にスライド自在な状態で嵌合する複数の第1嵌合片31(スライド凸部)が張り出すように形成されている。開放端11aから第1嵌合溝11に第1嵌合片31を嵌入することにより、各ドリブンプレート30は、ドラム10に取り付けられていて軸方向にスライド自在となっている(いわゆるスプライン嵌合)。
図3に示すように、各ドライブプレート40は、ドライブプレート40よりも肉薄な、金属で形成された環状の板部材からなる。各ドライブプレート40の内周縁には、複数の第2嵌合片41が張り出すように形成されている。各ドライブプレート40もまた、第2嵌合溝21に第2嵌合片41を嵌入することにより、軸方向に自在にスライドできる状態でハブ20に取り付けられている(スプライン嵌合)。
ドリブンプレート30の一群およびドライブプレート40の一群は、板面を対向させて軸方向に交互に配列された状態で、プレート収容室60に収容されている(これら2群の摩擦プレートを合わせて「プレート群」ともいう)。
このクラッチ6では、ドリブンプレート30が、プレート群の軸方向の両端に位置するように配置されている(出力側の端に有るドリブンプレート30を出力側端プレート30aともいい、入力側の端に有るドリブンプレート30を入力側端プレート30bともいう)。本実施形態のクラッチ6では、入力側端プレート30bに、他のドリブンプレート30よりも厚みの大きいドリブンプレート30(リテーナプレート30bともいう)が用いられている。
ドラム10における各第1嵌合溝11の開放端11aの近傍部分には、周方向に延びるリング溝12が形成されている。そして、このリング溝12に、弾性を有する円弧形状のスナップリング70が嵌入されている。
リング溝12にスナップリング70を嵌入することで、各第1嵌合溝11の開放端11aが封止される。リテーナプレート30bが入力側にスライドすると、スナップリング70に接触し、スナップリング70に受け止められる。それにより、入力側へのリテーナプレート30bの移動が規制(阻止)されている。
(ピストン50)
図1、図2に示すように、ドラム10の奥方、つまりプレート収容室60の出力側には、軸方向にスライドするピストン50が配置されている。本実施形態のピストン50は、押付部50a、作動部50bなどで一体に構成されている。
押付部50aは、プレート収容室60に位置しており、プレート群よりも更に出力側に配置されている。そして、押付部50aは、出力側端プレート30aと軸方向に対向するように配置されている。一方、作動部50bは、ハブ20の内側に位置しており、入力側に設けられたスプリング51と、出力側に設けられた油圧室52との間に配置されている。油圧室52は、作動部50bによって液密状に仕切られている。
作動部50bは、スプリング51の弾性力によって出力側に向かうように付勢されている。油圧室52には、必要に応じて図外の油圧ポンプから圧油が供給または排出される。それにより、作動部50bに油圧が作用して、作動部50bが軸方向に移動するように構成されている。
すなわち、油圧室52に圧油が供給されると、作動部50bは、スプリング51の弾性力に抗して入力側にスライドする。油圧室52から圧油が排出されると、作動部50bは、スプリング51の弾性力によって出力側にスライドする。出力側にスライドした作動部50bは、ドラム10の底壁部10bによって受け止められる。それにより、作動部50bの移動は規制(阻止)されている。
このような油圧制御による作動部50bの移動に伴い、押付部50aは、プレート収容室60を移動し、出力側からプレート群に向かって進退する。
(摩擦締結装置6の作動)
ハブ20およびドラム10の連結状態と非連結状態とを切り替えるために、油圧制御によってクラッチ6の切り替えが行われる。
具体的には、図4に示すように、ドリブンプレート30およびドライブプレート40の各々が互いに密接する状態(締結状態)と、ドリブンプレート30およびドライブプレート40の各々が分離可能になる状態(非締結状態)との間で、クラッチ6は切り替わるように構成されている。
すなわち、油圧室52に圧油が供給されると、図4の左図に示すように、ピストン50(押付部50a)が入力側に移動する。それにより、プレート群に押付力が加わって締結状態になる。締結状態では、リテーナプレート30bを含むプレート群は、スナップリング70に受け止められており、押付部50aは、最も入力側に位置している。
一方、油圧室52から圧油が排出されると、図4の右図に示すように、スプリング51の弾性力でピストン50(押付部50a)が出力側に移動する。それにより、ピストン50はプレート群から離れ、押付力がプレート群から除かれて非締結状態になる。非締結状態では、押付部50aは最も出力側に位置することになるので、押付部50aとスナップリング70との間の間隔が拡がり、リテーナプレート30bを含むドリブンプレート30およびドライブプレート40の各々は、その拡がった間隔でフリーな状態(軸方向にスライド自在な状態)となる。
非締結状態のドリブンプレート30およびドライブプレート40の各々には、押付力が作用せず、かつ、軸方向にスライド自在なため、本来的には、これらの間に摩擦力は作用しないが、湿式のクラッチ6では、これらの間にATFが介在するため、その流体摩擦によって摩擦抵抗が発生し、トルク損を招くおそれがある(引き摺り現象)。
すなわち、非締結状態において、ハブ20が回転していると、ハブ20からプレート収容室60に導入されるATFには遠心力が作用し、径方向を内側から外側に向かうように、ATFの流れが促進される。
通常、ATFは、プレート収容室60に一定の流量で供給されていることから、ハブ20の回転数が高まると、遠心力により流速が高まって、プレート収容室60からのATFの流出量が供給量を上回る状態が発生する。そのような状態になると、互いに隣接しているドリブンプレート30およびドライブプレート40の各板面の間(単に板面間ともいう)に、径方向の圧力差が形成されて、板面間に負圧が発生する。
図5に、シミュレーションにより、ハブ20の回転数に対する、面間距離(板面間の距離)、面間圧力(板面間の圧力)、および、それによって生じる引き摺りトルクとの関係を表したグラフを例示する。面間距離S0は、非締結状態において、ドリブンプレート30およびドライブプレート40の各々を、均等に、すなわち等間隔で配置した場合の面間距離である(適正面間距離S0ともいう)。
回転数が低いと、遠心力の作用が小さく、ATFの供給量も流出量よりも多くなることから面間圧力も高くなり(正圧)、面間距離は、ほぼ適正面間距離S0となる。そのため、摩擦抵抗も小さく、引き摺りトルクも僅かである。
回転数が高くなると、それに伴って遠心力の作用が大きくなる。そうなると、上述したように、ATFの流出量が供給量を上回る状態となり、板面間に負圧が発生する。非締結状態のドリブンプレート30およびドライブプレート40の各々は、軸方向に拡がった間隔でフリーな状態となっているため、その負圧の作用によって互いに引き付けられ、圧力バランスにより面間圧力が0(ゼロ)になる一方で、面間距離は小さくなる。
すなわち、実際には、高回転時における非締結状態のプレート群は、図6Aに示すように、ドリブンプレート30およびドライブプレート40の各々が、軸方向に移動可能な範囲をLとすると、移動可能範囲Lに対して小さい面間距離Sを隔てて密集し、プレート収容室60の入力側に偏って位置した状態となっている。その結果、板面間に存在するATFの流体摩擦の影響により、引き摺りトルクが上昇して高止まりした状態となっている。
そのため、これまでも、板面間にスプリング等を取り付けて板面間を拡げる工夫が提案されてはいるが、構造が複雑になるなど問題も多い。それに対し、本発明者らは、引き摺り現象の発生メカニズムに基づけば、極めて簡単な構成で引き摺り現象を効果的に抑制できることを見出した。開示する技術は、この知見に基づくものである。
<開示する技術の適用>
(開示する技術のメカニズム)
上述したように、非締結状態でのプレート群は軸方向にフリーな状態であるため、負圧の作用で引き付けられて互いに近接し、プレート収容室60の内部で偏在した状態となっている。
それに対し、本発明者らは、非締結状態において、プレート群の両端に有る摩擦プレート(端プレート)の各々を、締結状態の時よりも軸方向に大きな間隔を隔てた位置に保持するように構成することで、板面間に負圧が発生しても、圧力バランスにより、面間距離を、自然に、ほぼ適正面間距離S0に維持できることを見出した。
具体的には、図6Bに示すように、非締結状態に切り替わった時に、端プレートの各々を、板面間に十分な間隔が得られるように、軸方向に、所定距離以上離れて位置するように構成する。そうすることにより、板面間の圧力が負圧であっても、各板面間の圧力が均等になるように、面間距離が自然に調整されていき、略等間隔で釣り合うようになる。その結果、面間距離を、ほぼ適正面間距離S0に維持できる。
非締結状態の時に、端部プレートを所定位置に保持した場合でのシミュレーションに基づくグラフを、図5に対応して、図7に例示する。図7に示すように、回転数が高くなり、負圧の作用によって、隣接しているドリブンプレート30とドライブプレート40とが互いに引き付けられるようになると、面間圧力はそれに伴って負圧になる。
その一方で、面間距離は、ほとんど変化せずに適正面間距離S0に維持され、引き摺りトルクも大幅に減少することが確認できた。従って、非締結状態での端プレートの各々を、板面間が適正面間距離S0となるように、所定の間隔を隔てた位置に保持することで、引き摺り現象を効果的に抑制することが可能になる。
(開示する技術の具体例)
図8に、上述したトランスミッション1に対して、開示する技術を適用した具体例を示す。この具体例では、端プレートが、軸方向に移動するように設けられた可動端プレートと、軸方向に移動不能に設けられた不動端プレートとで構成されている。
(可動端プレート)
図8に示すように、可動端プレートは、出力端プレート30a(ドリブンプレート30)を、ピストン50の押付部50aに溶接することによって構成できる。押付部50aに溶接されたドリブンプレート30は、ピストン50とともに軸方向に移動し、非締結状態では、所定位置に保持できる。この場合、既存の部材をそのまま利用して可動端プレートを構成できる。
一体成形により、端プレートと押付部50aとが一体になったピストン50を用いてもよい。出力側に位置するドリブンプレート30をピストン50と一体に設けることで、構造の複雑化を招くことなく、可動端プレートを適切かつ簡単に構成することができる。
(不動端プレート)
図8に示すように、不動端プレートは、第1嵌合溝11における入力側の端の部分に突起部80を設け、その突起部80で、最後に第1嵌合溝11に嵌入される入力端プレート30b(リテーナプレート30b)の出力側へのスライドを規制することにより、構成できる。
具体的には、図9、図10に示すように、開放端11aの近傍にある第1嵌合溝11の内壁面に、内方に突出する小さな突起部80を形成する。突起部80は、リング溝12よりも出力側に形成し、リング溝12との間に、リテーナプレート30bの板厚よりも僅かに大きな間隔が空くように形成する。なお、図9のリング溝12は模式的な図2のリング溝12の一形態である。
それとともに、図10の(a)に示すように、複数のドリブンプレート30のうち、リテーナプレート30bを除くドリブンプレート30については、突起部80が形成されている第1嵌合溝11に嵌入される第1嵌合片31に、突起部80との接触を回避する切欠部81を形成する。
このトランスミッション1では、ドリブンプレート30をドラム10に組み付ける際、各ドリブンプレート30は、ドライブプレート40と交互に配列しながら、各第1嵌合片31を各第1嵌合溝11に嵌入してドラム10に装着していく。その際、第1嵌合溝11に突起部80が形成されていても、各ドリブンプレート30には切欠部81が形成されているので、支障無く、各ドリブンプレート30をドラム10に装着できる。
一方、図10の(b)に示すように、最後に各第1嵌合片31が各第1嵌合溝11に嵌入されるリテーナプレート30bには切欠部81が形成されていない。従って、リテーナプレート30bは、突起部80によって出力側へのスライドが規制される。すなわち、突起部80は移動規制部を構成し、突起部80によってリテーナプレート30bの出力側への移動が規制される。リテーナプレート30bはまた、スナップリング70によって入力側への移動が規制されるので、不動端プレートを構成する。
このような不動端プレートであれば、既存の部材、すなわちドラム10およびドリブンプレート30の一部の形状を僅かに変更するだけで、簡単に構成できる。
突起部80はまた、図9に示すように、複数の第1嵌合溝11のうち、周方向に略等間隔で離れた3つ以上の第1嵌合溝11に形成するのが好ましい。そうすることにより、不動端プレートが軸方向に対して大きく傾動するのを抑制できので、不動端プレートの移動をバランスよく規制できる。
(不動端プレートの別形態)
不動端プレートはまた、リング溝12を利用して構成してもよい。具体的には、リング溝12およびリテーナプレート30bの少なくともいずれか一方に移動規制部を設け、移動規制部で、リテーナプレート30bの出力側への移動を規制することにより、不動端プレートを構成する。
図11Aに、その一例(第1形態)を示す。第1形態では、リング溝12に嵌め込まれるプレートホルダー82によって移動規制部82cが構成されている。プレートホルダー82は、リング溝12に嵌め込まれる脚部82aと、リテーナプレート30bの端部と第1嵌合溝11の内面との間に嵌まり込む延出部82bと、リテーナプレート30bの板面に接する規制部82cとを有している。脚部82a、延出部82b、および規制部82cは一体に形成されている。
プレートホルダー82をリング溝12に装着した後に、リテーナプレート30bをドラム10に装着する。そうした後に、スナップリング70をリング溝12に嵌入し、リテーナプレート30bをドラム10に固定する。この場合、ドラム10のプレートホルダー82の装着部位は、プレートホルダー82の形状に合わせて追加工するのが好ましい。
図11Bに、別の一例(第2形態)を示す。第2形態では、リテーナプレート30bの外周側の縁の一部に、リング溝12に嵌まり込む規制片部83を設けることによって移動規制部が構成されている。例えば、リテーナプレート30bの外周縁部の一部を径方向外側に延出させ、その延出部82b分をリング溝12の形状に合わせて折り曲げることによって規制片部83を形成してもよい。
なお、移動規制部は、全周、または周方向に略等間隔で離れた3箇所以上に形成するのが好ましい。そうすることにより、不動端プレートをバランスよく規制できる。
上述した可動端プレートおよび不動端プレートの構成例は、一例である。可動端プレートは、軸方向に移動可能とし、不動端プレートは軸方向に移動不能とし、非締結状態において、可動端プレートと不動端プレートとの間に所定の間隔を保持できれば足り、これらの構成は、仕様に応じて変更できる。リング溝12や突起部80の形状も、仕様に応じて変更できる。
なお、開示する技術にかかる摩擦締結装置は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、開示する技術が適用できる変速機の形態は、上述したトランスミッション1に限らない。湿式の摩擦締結装置を有するものであれば、その用途も自動車に限らず、適用可能である。
1 トランスミッション
3 出力軸(回転軸)
4 変速装置
5 断続装置
6 摩擦締結装置(クラッチ)
10 ドラム
11 第1嵌合溝(スライド凹部)
12 リング溝
20 ハブ
30 ドリブンプレート(摩擦プレート)
30a 出力側端プレート
30b 入力側端プレート(リテーナプレート)
31 第1嵌合片(スライド凸部)
40 ドライブプレート(摩擦プレート)
50 ピストン
60 プレート収容室
70 スナップリング
80 突起部(移動規制部)
81 切欠部
82 プレートホルダー(移動規制部)
83 規制片部(移動規制部)

Claims (5)

  1. 回転軸へ出力される動力の伝達を切り替える湿式の摩擦締結装置であって、
    潤滑油が供給されるプレート収容室を介して径方向に対向する対向面を各々が有する2つの連結部材と、
    前記連結部材の各々に係合し、板面を対向させて軸方向に交互に配列された状態で前記プレート収容室に収容された2群の摩擦プレートからなるプレート群と、
    を備え、
    前記プレート群は、押付力が加えられることによって前記摩擦プレートの各々が互いに密接する締結状態と、前記押付力が除かれることによって前記摩擦プレートの各々が分離可能になる非締結状態と、の間で切り替わるように構成されていて、
    前記非締結状態に切り替わった時に、前記プレート群の両端に有る端プレートの各々が、前記締結状態の時よりも軸方向に大きな間隔を隔てた位置に保持されるように構成されている、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、
    軸方向の一方から前記プレート群に向かって進退することにより、前記プレート群に前記押付力を加えるピストンを更に備え、
    前記端プレートが、前記ピストンとともに軸方向に移動する可動端プレートと、軸方向に移動不能に設けられた不動端プレートとで構成されている、摩擦締結装置。
  3. 請求項2に記載の摩擦締結装置において、
    前記可動端プレートが、溶接または一体成形により、前記ピストンと一体に設けられている、摩擦締結装置。
  4. 請求項2または請求項3に記載の摩擦締結装置において、
    一方の前記連結部材の対向面に、軸方向に延びて前記ピストンの側が閉じられた複数のスライド凹部が形成され、
    一方の前記摩擦プレートの各々は、前記スライド凹部の各々に、前記ピストンの反対側から嵌入されてスライド自在になる複数のスライド凸部を有し、
    前記スライド凹部における前記ピストンの反対側の部分に移動規制部を設け、
    前記移動規制部で、最後に嵌入される前記一方の摩擦プレートの前記ピストンの側へのスライドを規制することにより、前記不動端プレートが構成されている、摩擦締結装置。
  5. 請求項2または請求項3に記載の摩擦締結装置において、
    一方の前記連結部材に形成されたリング溝と、前記リング溝に嵌入されて一方の前記摩擦プレートに接触するスナップリングと、を更に備え、
    前記スナップリングが前記一方の前記摩擦プレートを受け止めることにより、前記ピストンの反対側への前記一方の前記摩擦プレートの移動が規制されるようになっており、
    前記リング溝および前記一方の前記摩擦プレートの少なくともいずれか一方に移動規制部を設け、
    前記移動規制部で、前記一方の前記摩擦プレートの前記ピストンの側への移動を規制することにより、前記不動端プレートが構成されている、摩擦締結装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022107849A1 (ja) 2020-11-20 2022-05-27 日東電工株式会社 接着方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230407924A1 (en) * 2022-06-17 2023-12-21 Caterpillar Inc. Torque device and systems and methods thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4739712Y1 (ja) * 1970-12-02 1972-12-01
JPS5167953U (ja) * 1974-11-25 1976-05-29
US4425994A (en) * 1980-04-29 1984-01-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag Multiple disc friction clutch
US4548306A (en) * 1984-04-30 1985-10-22 General Motors Corporation Plate separator

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2935169A (en) * 1958-06-19 1960-05-03 Clark Equipment Co Disengaging spring means for fluid clutches
US3537556A (en) 1968-10-11 1970-11-03 Ind Clutch Corp Clutch
FR2112653A5 (ja) * 1970-11-04 1972-06-23 Peugeot & Renault
US4828089A (en) * 1985-05-07 1989-05-09 Eaton Corporation Brake/clutch with direct liquid cooling
KR910001288B1 (ko) 1985-11-26 1991-02-28 요트. 엠. 보이트 게엠베하 다판클러치
JPH05187458A (ja) 1992-01-09 1993-07-27 Nissan Motor Co Ltd 湿式多板クラッチ装置
US5383544A (en) 1993-10-12 1995-01-24 Eaton Corporation Force transmitting assembly
JPH1078051A (ja) 1996-09-04 1998-03-24 Dainatsukusu:Kk 偏当たりによる熱変形を防止した片貼り式摩擦係合装置
JP2003013996A (ja) 2001-07-02 2003-01-15 Fuji Heavy Ind Ltd 摩擦係合装置
EP1411256B1 (en) 2002-10-18 2007-09-05 BorgWarner Inc. Backing plate for a disk assembly
WO2015075133A2 (en) * 2013-11-20 2015-05-28 Borgwarner Torqtransfer Systems Ab A hydraulic disc coupling
DE102014225143A1 (de) 2014-12-08 2016-06-09 Federal-Mogul Sealing Systems Gmbh Kupplungs-Ausgleichskolben
US10563701B2 (en) 2017-02-20 2020-02-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Methods and apparatus for clutch and brake drag reduction using springs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4739712Y1 (ja) * 1970-12-02 1972-12-01
JPS5167953U (ja) * 1974-11-25 1976-05-29
US4425994A (en) * 1980-04-29 1984-01-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag Multiple disc friction clutch
US4548306A (en) * 1984-04-30 1985-10-22 General Motors Corporation Plate separator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022107849A1 (ja) 2020-11-20 2022-05-27 日東電工株式会社 接着方法

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