JP2021050800A - clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、クラッチに関する。 The present disclosure relates to a clutch.
従来、クラッチ断状態、つまりトルク非伝達状態における引き摺りトルクを低減するために、クラッチ板の間にばね状部材またはスペーサを配置する技術が知られている。例えば、特許文献1には、クラッチ板の間にスペーサリングを配置したクラッチが開示されている。 Conventionally, there has been known a technique of arranging a spring-like member or a spacer between clutch plates in order to reduce the drag torque in a clutch disengaged state, that is, a torque non-transmission state. For example, Patent Document 1 discloses a clutch in which a spacer ring is arranged between clutch plates.
しかしながら、クラッチ板の間にばね状部材またはスペーサを配置しても、ばね状部材又はスペーサと共にあるいは単独で、一方のクラッチ板(例えばコアプレート)が他方のクラッチ板(例えばセパレートプレート)に向かって移動し、これらのクラッチ板が互いに接触してしまうことがある。このとき、クラッチは大きな引き摺りトルクを伝達してしまう。 However, even if a spring-like member or spacer is placed between the clutch plates, one clutch plate (for example, a core plate) moves toward the other clutch plate (for example, a separate plate) together with or alone with the spring-like member or spacer. , These clutch plates may come into contact with each other. At this time, the clutch transmits a large drag torque.
本開示の目的は、クラッチ断状態における引き摺りトルクを低減することである。 An object of the present disclosure is to reduce the drag torque in the clutch disengaged state.
本開示に係るクラッチは、第1のプレート部材と、第2のプレート部材と、前記第1のプレート部材に取り付けられ、且つ、トルク伝達時に前記第2のプレート部材に接触する薄板部と前記薄板部よりも厚い突出部とを有する第1の摩擦部材と、前記第1の摩擦部材よりも前記第1のプレート部材の回転方向前方側の位置において、前記第1のプレート部材に取り付けられ、且つ、前記第1の摩擦部材との間に溝が形成されている第2の摩擦部材と、を備え、前記溝は、前記溝を流れる油によって動圧が発生する屈曲形状を有しており、前記突出部は、前記溝に隣接して配置されており、且つ、前記溝の屈曲形状に沿う屈曲形状を有している。 The clutch according to the present disclosure includes a first plate member, a second plate member, a thin plate portion attached to the first plate member and in contact with the second plate member during torque transmission, and the thin plate portion. The first friction member having a protrusion thicker than the portion and the first plate member attached to the first plate member at a position on the front side in the rotational direction of the first friction member. A second friction member having a groove formed between the first friction member and the first friction member is provided, and the groove has a bent shape in which dynamic pressure is generated by oil flowing through the groove. The protruding portion is arranged adjacent to the groove and has a bent shape that follows the bent shape of the groove.
本開示によれば、クラッチ断状態における引き摺りトルクを低減することができる。 According to the present disclosure, the drag torque in the clutch disengaged state can be reduced.
以下、本開示に係るクラッチを、エンジン等の動力源と変速機の間に配置される場合を例に挙げて説明する。なお、本発明に係るクラッチは、遊星歯車機構を有する自動変速機内の摩擦係合要素に適用することも可能である。また、車両以外の動力伝達機械に適用することも可能である。 Hereinafter, the case where the clutch according to the present disclosure is arranged between a power source such as an engine and a transmission will be described as an example. The clutch according to the present invention can also be applied to a friction engaging element in an automatic transmission having a planetary gear mechanism. It can also be applied to power transmission machines other than vehicles.
図1は、本開示の実施形態に係るクラッチの上側半分の断面図である。入力軸1は、車両に搭載されるエンジン等の動力源(不図示)からのトルクを伝える部材である。入力軸1には湿式多板クラッチ2が取り付けられている。なお、本開示に係るクラッチの形式が湿式多板クラッチ2に限られないことは言うまでも無い。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the upper half of the clutch according to the embodiment of the present disclosure. The input shaft 1 is a member that transmits torque from a power source (not shown) such as an engine mounted on a vehicle. A wet multi-plate clutch 2 is attached to the input shaft 1. Needless to say, the type of clutch according to the present disclosure is not limited to the wet multi-plate clutch 2.
湿式多板クラッチ2は、入力軸1のスプラインにスプライン嵌合したクラッチドラム3を備えている。クラッチドラム3は、入力軸1と一体的に回転する。 The wet multi-plate clutch 2 includes a clutch drum 3 spline-fitted to the spline of the input shaft 1. The clutch drum 3 rotates integrally with the input shaft 1.
クラッチドラム3の内側には、ピストン4が、入力軸1に対して摺動自在に配置されている。ピストン4は、一端がばね受け5によって支持されたリターンスプリング6によって、後述するセパレートプレート11から離れる方向(図1では左方向)に付勢されている。
Inside the clutch drum 3, the piston 4 is slidably arranged with respect to the input shaft 1. The piston 4 is urged by a return spring 6 whose one end is supported by a spring receiver 5 in a direction away from the
クラッチドラム3とピストン4との間には、油室7が形成されている。また、入力軸1には、油室7に開口する油路8が形成されている。油路8を介して油室7に作動油が供給されると、ピストン4が、セパレートプレート11に近づく方向(図1では右方向)に移動する。 An oil chamber 7 is formed between the clutch drum 3 and the piston 4. Further, the input shaft 1 is formed with an oil passage 8 that opens into the oil chamber 7. When the hydraulic oil is supplied to the oil chamber 7 through the oil passage 8, the piston 4 moves in the direction approaching the separate plate 11 (to the right in FIG. 1).
入力軸1と同軸状に、図示しない歯車等にトルクを伝える出力軸9が配置されている。出力軸9には、クラッチハブ10が一体的に取り付けられている。
An output shaft 9 that transmits torque to a gear or the like (not shown) is arranged coaxially with the input shaft 1. A
クラッチドラム3とクラッチハブ10との間には、複数枚のセパレートプレート11及び1枚のエンドプレート13と、複数枚のコアプレート12とが、交互に配置されている。セパレートプレート11及びエンドプレート13の外周縁部は、クラッチドラム3のスプラインに係合している。セパレートプレート11及びエンドプレート13は、クラッチドラム3に対して、軸方向に摺動可能である。但し、エンドプレート13は、クラッチドラム3に取り付けられたスナップリング14によって、所定位置よりもコアプレート12から離れる方向(図1では右方向)に移動できないようにされている。コアプレート12の内周縁部は、クラッチハブ10のスプラインに係合している。コアプレート12は、クラッチハブ10に対して、軸方向に摺動可能である。
A plurality of
コアプレート12の両面に、摩擦部材18が貼り付けられている。なお、摩擦部材18は、貼り付け以外の方法によって取り付けられていても良い。摩擦部材18は、クラッチの摩擦部材として用いられている一般的な材料で形成することができる。また、摩擦部材18は、セパレートプレート11およびエンドプレート13に取り付けられていても良い。本開示において、コアプレート12が第1のプレート部材であるとき、セパレートプレート11及びエンドプレート13が第2のプレート部材となり、コアプレート12が第2のプレート部材であるとき、セパレートプレート11およびエンドプレート13が第1のプレート部材となる。
摩擦部材18は、薄板部18a及び突出部18bを有する。突出部18bの厚さ、つまり、コアプレート12の表面を基準とする高さは、薄板部18aの厚さよりも大きい。
The
図2は、コアプレート12の正面模式図および背面模式図である。図2の上側に示される図が、正面模式図であり、下側に示される図が、背面模式図である。図2中に示される矢印は、コアプレート12の回転方向を示している。なお、コアプレート12および摩擦部材18は、図2の上側に示される図が背面模式図であり、下側に示される図が、正面模式図となるような形状であっても良い。
FIG. 2 is a schematic front view and a schematic rear view of the
図3は、図2に示されるIII−III断面矢視図である。 FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III shown in FIG.
薄板部18aは、回転方向前方側(図2の下側の図における右側)が開いており、回転方向後方側が閉じている形状、具体的には、V字状形状を有している。よって、互いに隣接する薄板部18aの間には、隙間が確保されており、この隙間は屈曲した溝20になっている。
The
換言すれば、この溝20を介して、コアプレート12の回転方向後方側に、1つの摩擦部材18(以下、必要に応じて、第1の摩擦部材18と記載する)と、コアプレート12の回転方向前方側に、1つの摩擦部材18(以下、必要に応じて、第2の摩擦部材18と記載する)とが配置されている。
In other words, one friction member 18 (hereinafter, if necessary, referred to as a first friction member 18) and the
なお、後に説明するように、この溝20は、潤滑油による動圧を発生させる。溝20の形状は、潤滑油による動圧を発生させることができる形状であれば、どのような形状であっても良い。例えば、U字状形状、半円状形状、または、クランク状に屈曲した形状であってもよい。
As will be described later, the
突出部18bは、回転方向前方側(図2の下側の図における右側)が開いており、回転方向後方側が閉じている形状、具体的には、V字状形状を有している。また、突出部18bは、突出部18bの回転方向前方側の面が、薄板部18aの回転方向前方側の面と、面一となるように配置されている。換言すれば、突出部18bは、溝20に隣接してコアプレート12の回転方向後方側の位置に配置されており、且つ、溝20の屈曲形状に沿う屈曲形状を有している。
The
また、突出部18bは、図3によく示されているように、突出部18bの屈曲部の角に近づくほど高くなる、つまり、薄板部18a表面を基準とする厚さが厚くなる形状を有している。また、突出部18bの突出端は丸みを帯びている。
Further, as is well shown in FIG. 3, the protruding
トルク伝達時、油室7内の油圧が高くなり、ピストン4がセパレートプレート11に向かって移動する。すると、一対のセパレートプレート11、又は、セパレートプレート11とエンドプレート13とによって、コアプレート12が挟まれる。このとき、突出部18bは圧縮され、非圧縮時と比べて薄くなる。具体的には、突出部18bが形成されている部分と、薄板部18aのみが形成されている部分とで同じ厚さとなる。よって、摩擦部材18の全面がセパレートプレート11またはエンドプレート13に接触することができ、入力軸1から出力軸9にトルクを伝達することができる。
When the torque is transmitted, the oil pressure in the oil chamber 7 becomes high, and the piston 4 moves toward the
一方、トルク非伝達時、油室7内の油圧が低下し、リターンスプリング6によってピストン4がセパレートプレート11から離れるように移動する。このとき、突出部18bは、元の厚さに復元する。突出部18bが元の厚さに復元することに伴い、薄板部18aは、セパレートプレート11およびエンドプレート13から離れる。この状態では、突出部18bのみがセパレートプレート11及びエンドプレート13に接触する。
On the other hand, when the torque is not transmitted, the oil pressure in the oil chamber 7 drops, and the return spring 6 moves the piston 4 away from the
また、セパレートプレート11の回転に伴って、溝20には、内径側および外径側から潤滑油が流入する。流入した潤滑油は、溝20の屈曲部に集まるように流れる。よって、溝20の屈曲部に潤滑油が溜まり、溝20の屈曲部において動圧が発生する。この動圧は、摩擦部材18とセパレートプレート11またはエンドプレート13との間隔を押し広げようとする。
Further, as the
また、溝20の屈曲部には、突出部18bが配置されている。よって、突出部18bが無い場合と比較して、屈曲部に溜まる油の量が増加し、発生する動圧がより大きくなる。しかも、突出部18bは、屈曲形状の角に近づくほど、薄板部18aの表面を基準とする厚さが厚くなる形状を有している。よって、屈曲部に溜まる油は、角に近いほど、屈曲部から流出しにくくなる。ひいては、発生する動圧をさらに大きくすることができる。
Further, a protruding
よって、薄板部18aはもちろん、突出部18bもセパレートプレート11及びエンドプレート13に接触しない状態となる。よって、トルク非伝達時における湿式多板クラッチ2の引き摺りトルクを極めて小さくすることができる。具体的には、流体伝達トルクのみが発生し、摩擦伝達トルクが発生しない状態にすることができる。しかも、突出部18bは薄板部18aよりも厚い。よって、トルク非伝達時に、動圧に抗して各プレートが軸方向に移動し、突出部18bがセパレートプレート11またはエンドプレート13に接触してしまったとしても、突出部18bがスペーサとして機能する。つまり、薄板部18aはセパレートプレート11及びエンドプレート13に接触しない。また、突出部18bとセパレートプレート11またはエンドプレート13との接触面積は極めて小さい。よって、トルク非伝達時における引き摺りトルクを、確実に極めて小さなものとすることができる。ひいては、車両の燃費を改善することができる。
Therefore, not only the
突出部18bは、単一材料で形成されていても良い。単一材料で形成されている場合、突出部18bを形成する材料は、薄板部18aを形成する材料と同じであっても良いし、異なっていても良い。突出部18bを、薄板部18aと同じ材料で形成することにより、より容易且つ低コストで、摩擦部材18を形成することができる。突出部18bを薄板部18aと異なる材料で形成することにより、薄板部18aに求められるトルク伝達性能、及び、突出部18bに求められるトルク非伝達性能及び形状復元性能を、高レベルで両立させることができる。
The
また、突出部18bは、互いに異なる材料で形成される2以上の複数の層が積層されることで形成されていても良い。この場合、コアプレート12に貼り付けられる側の層を、弾性率が小さく弾性変形しやすい材料で形成し、表面に露出する側の層を、薄板部18aを形成する材料と同じ材料で形成することができる。このようにすることで、トルク伝達時に、突出部18bが容易に変形し、薄板部18aがセパレートプレート11又はエンドプレート13に確実に接触できるようにするとともに、突出部18bもトルク伝達により貢献できるようにすることができる。
Further, the protruding
突出部18bの弾性率を薄板部18aの弾性率よりも小さくすることで、突出部18bをつぶれやすく、且つ、元の形状に戻りやすくする、つまり、弾性変形しやすくすることができる。突出部18bの材料が薄板部18aの材料と同じ材料である場合、突出部18bにおける材料の密度を、薄板部18aにおける材料の密度よりも小さくすることにより、突出部18bの弾性率を薄板部18aの弾性率よりも小さくすることができる。また、繊維状部材からなるシートを積層して摩擦部材18を形成する場合、隣接するシート間で繊維が接触するように積層させると、積層体の弾性率は大きくなり、隣接するシート間で繊維が接触しないように積層させると、積層体の弾性率は小さくなる。この性質を利用すべく、隣接するシート間で繊維が接触するようにシートを積層させて薄板部18aを形成し、隣接するシート間で繊維が接触しないようシートを積層させて突出部18bを形成してもよい。
By making the elastic modulus of the protruding
突出部18bは、コアプレート12と平行な平面による断面が、コアプレート12から離れるほど小さくなる形状を有していることが好ましい。この形状の例は、球面の一部である。このような形状とすることにより、トルク非伝達時における、突出部18bの先端とセパレートプレート11及びエンドプレート13との接触面積を、より小さくすることができる。ひいては、引き摺りトルクをより小さくすることができる。
It is preferable that the protruding
なお、上述の実施形態では、図2によく示されているように、全ての摩擦部材18が突出部18bを有していた。換言すれば、溝20を介して隣接して配置された第1の摩擦部材18および第2の摩擦部材18が突出部18bを有していた。しかしながら、第2の摩擦部材、つまり、溝20に対してコアプレート12の回転方向前方側に配置されている摩擦部材18は、突出部18bを有していなくても良い。但し、突出部18bを有する摩擦部材18を、入力軸1の中心軸回りに均等に配置することが好ましい。このように配置することで、各薄板部18aがセパレートプレート11またはエンドプレート13に接触することを、周方向にわたって、より確実に防止することができる。例えば、突出部18bを有する摩擦部材18(つまり、第1の摩擦部材18)と、突出部18bを有さない摩擦部材18(つまり、第2の摩擦部材18)が、交互に配置されていても良い。
In the above-described embodiment, as is well shown in FIG. 2, all the
本開示に係るクラッチは、エンジン等の動力源で発生した動力によって走行する車両を初めとする、種々の機械に適用することができる。 The clutch according to the present disclosure can be applied to various machines including a vehicle traveling by power generated by a power source such as an engine.
1 入力軸
2 湿式多板クラッチ
3 クラッチドラム
4 ピストン
5 ばね受け
6 リターンスプリング
7 油室
8 油路
9 出力軸
10 クラッチハブ
11 セパレートプレート
12 コアプレート
13 エンドプレート
14 スナップリング
18 摩擦部材
18a 薄板部
18b 突出部
20 溝
1 Input shaft 2 Wet multi-plate clutch 3 Clutch drum 4 Piston 5 Spring receiver 6 Return spring 7 Oil chamber 8 Oil passage 9
Claims (4)
第2のプレート部材と、
前記第1のプレート部材に取り付けられ、且つ、トルク伝達時に前記第2のプレート部材に接触する薄板部と前記薄板部よりも厚い突出部とを有する第1の摩擦部材と、
前記第1の摩擦部材よりも前記第1のプレート部材の回転方向前方側の位置において、前記第1のプレート部材に取り付けられ、且つ、前記第1の摩擦部材との間に溝が形成されている第2の摩擦部材と、を備え、
前記溝は、前記溝を流れる油によって動圧が発生する屈曲形状を有しており、
前記突出部は、前記溝に隣接して配置されており、且つ、前記溝の屈曲形状に沿う屈曲形状を有している、
クラッチ。 The first plate member and
The second plate member and
A first friction member attached to the first plate member and having a thin plate portion that comes into contact with the second plate member during torque transmission and a protruding portion that is thicker than the thin plate portion.
At a position on the front side of the first plate member in the rotational direction with respect to the first friction member, a groove is formed between the first plate member and the first plate member. With a second friction member,
The groove has a bent shape in which dynamic pressure is generated by the oil flowing through the groove.
The protruding portion is arranged adjacent to the groove and has a bent shape along the bent shape of the groove.
clutch.
請求項1に記載のクラッチ。 The protruding portion has a shape in which the thickness with respect to the surface of the thin plate portion becomes thicker as it approaches the corner of the bent shape.
The clutch according to claim 1.
請求項1または2に記載のクラッチ。 The protruding portion is made of the same material as the thin plate portion.
The clutch according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載のクラッチ。
The elastic modulus of the protruding portion is smaller than the elastic modulus of the thin plate portion.
The clutch according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
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