JP2021143672A - 油圧クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、簡単な構成で締結時のショックを緩和することができる油圧クラッチを提供すること。【解決手段】駆動軸２に固定されたクラッチドラム８の内部にクラッチハブ９を臨ませ、クラッチドラム８とクラッチハブ９にそれぞれ係合するディスクプレート１１とクラッチプレート１２を軸方向に交互に配置し、クラッチドラム８内に軸方向に移動可能に嵌装されたクラッチピストン１０によって区画される各油室Ｓ１，Ｓ２を形成し、各油室Ｓ１，Ｓ２にオイルを給排することによってクラッチピストン１０を軸方向に移動させて駆動軸２からギヤ３への動力伝達を断接する油圧クラッチ１において、クラッチドラム８のクラッチピストン１０の外周面が摺動可能に嵌合するガイド面８ａに、クラッチピストン１０の移動によって各油室Ｓ１，Ｓ２同士を選択的に連通させる凹溝２０を形成する。【選択図】図７

Description

本発明は、油圧によって動作して駆動部材から従動部材への動力伝達を断接する油圧クラッチに関する。

例えば、車両のトランスミッションには、油圧によって動作して駆動部材から従動部材への動力伝達を断接する油圧クラッチ（湿式油圧クラッチ）が設けられている。この種の油圧クラッチは、駆動部材に固定されたクラッチドラムの内部に従動部材から一体に延びるクラッチハブを臨ませ、クラッチドラムの内周とクラッチハブの外周にそれぞれ軸方向に摺動可能に係合する複数の摩擦係合部材を軸方向に交互に配置し、クラッチドラム内に軸方向に移動可能に嵌装されたクラッチピストンによって区画される油室を該クラッチピストンの軸方向両側にそれぞれ形成して構成されている。

而して、上記のように構成された油圧クラッチにおいて、各油室にオイルを給排することによってクラッチピストンを軸方向に移動させ、該クラッチピストンによって摩擦係合部材を押圧／押圧解除すれば、当該油圧クラッチがＯＮ（締結）／ＯＦＦ（締結解除）して駆動部材から従動部材への動力伝達が断接される。

ところで、油圧によってクラッチピストンを移動させてこれを摩擦係合部材に押圧し、油圧クラッチをＯＮ（締結）させて駆動部材の動力を従動部材へと伝達する場合、油圧によるクラッチピストンの移動速度が速い場合には、当該油圧クラッチに締結によるショックが大きくなるという問題がある。

上記問題を解決するため、例えば、特許文献１〜３には、クラッチピストンに油室同士を連通させる連通路（リーク孔）を形成し、この連通路にチェック弁機構（ボールや帯状弾性体）を設け、油圧クラッチがＯＮ（締結）状態になる以前に連通路を開いて一方の油室からオイルを他方の油室へとリークさせることによってクラッチピストンの移動速度を減じ、クラッチＯＮ（締結）時のショックを緩和する構成が提案されている。

特開２００２−２５７２１９号公報 特開２００７−１７０４５６号公報 特開２０１４−０２５５３９号公報

しかしながら、特許文献１〜３において提案されて構成を採用するには、クラッチピストンに連通路を形成し、この連通路に各種のチェック弁機構を配置する必要があるため、部品点数が増えて構造が複雑化し、当該油圧クラッチのコストアップを招くという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされてもので、その目的は、コストアップを招くことなく、簡単な構成で締結時のショックを緩和することができる油圧クラッチを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、同軸上に配置された駆動部材（２）と従動部材（３）との間に配置され、前記駆動部材（２）に固定されたクラッチドラム（８）の内部に前記従動部材（３）から一体に延びるクラッチハブ（９）を臨ませ、前記クラッチドラム（８）の内周と前記クラッチハブ（９）の外周にそれぞれ軸方向に摺動可能に係合する複数の摩擦係合部材（１１，１２）を軸方向に交互に配置し、前記クラッチドラム（８）内に軸方向に移動可能に嵌装されたクラッチピストン（１０）によって区画される各油室（Ｓ１，Ｓ２）を該クラッチピストン（１０）の軸方向両側にそれぞれ形成し、前記各油室（Ｓ１，Ｓ２）にオイルを給排することによって前記クラッチピストン（１０）を軸方向に移動させ、該クラッチピストン（１０）を前記摩擦係合部材（１１，１２）に押圧／押圧解除することによって前記駆動部材（２）から前記従動部材（３）への動力伝達を断接する油圧クラッチ（１）であって、前記クラッチドラム（８）の前記クラッチピストン（１０）の外周面が摺動可能に嵌合するガイド面（８ａ）に、前記クラッチピストン（１０）の移動によって前記各油室（Ｓ１，Ｓ２）同士を選択的に連通させる凹溝（２０）を形成したことを特徴とする。

ここで、前記凹溝（２０）は、前記クラッチピストン（１０）の前記摩擦係合部材（１１，１２）を押圧する方向への移動初期と移動終期には前記各油室（Ｓ１，Ｓ２）の連通を遮断し、同クラッチピストン（１０）の移動初期と移動終期との間の過渡期には前記各油室（Ｓ１，Ｓ２）同士を連通させる位置に形成されている。

本発明によれば、当該油圧クラッチが完全に締結される前の段階で凹溝によって各油室が連通し、一方の油室のオイルが他方の油室へとリークするため、クラッチピストンのクラッチ締結方向への移動速度が減じられ、クラッチピストンは、摩擦係合部材をゆっくりと押圧する。このため、当該油圧クラッチの締結時のショックが緩和され、滑らかな締結が可能となる。そして、このような効果は、クラッチドラムのガイド面に単に凹溝を形成するだけの簡単な構成によって得られるため、部品点数の増加やこれに伴う構造の複雑化、コストアップなどを招くことがない。

また、前記油圧クラッチ（１）において、前記凹溝（２０）を前記クラッチドラム（８）のガイド面（８ａ）の同一円周上に複数形成することが望ましい。そして、複数の前記凹溝（２０）を周方向に等角度ピッチで形成することが好ましい。

上記構成によれば、油圧クラッチの締結時に一方の油室内のオイルが複数の凹溝を周方向に均等にリークして他方の油室へと流れ込むため、クラッチピストンを移動させる油圧が該クラッチピストンに周方向に均一に作用する。このため、クラッチ締結時のクラッチピストンの移動速度が均等に減じられて該クラッチピストンのスムーズな移動が可能となる。

また、前記油圧クラッチ（１）において、前記凹溝（２０）の開口形状を矩形、円形または楕円形としてもよい。

上述のように、凹溝の開口形状を選択することによって、クラッチ締結時のショック吸収性能を最適に設定することができる。

本発明によれば、油圧クラッチのコストアップを招くことなく、簡単な構成で締結時のショックを緩和することができるという効果が得られる。

本発明に係る油圧クラッチを備える車両のトランスミッション要部の断面図である。 図１のＡ部拡大詳細図である。 本発明に係る油圧クラッチのクラッチドラムの縦断面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図３のＣ部拡大詳細図である。 （ａ），（ｂ）はクラッチドラムに形成された凹溝の開口部形状の他の例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係る油圧クラッチの締結時のオイルの流れをその過程順に模式的に示すクラッチドラムとクラッチピストンとの嵌合部の部分断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る油圧クラッチを備える車両のトランスミッション要部の断面図、図２は図１のＡ部拡大詳細図である。

図１に示す車両のトランスミッションＴにおいては、ミッションケース３０の内部に本発明に係る油圧クラッチ１が収容されている。この油圧クラッチ１は、同軸上に配置された駆動部材である駆動軸２と従動部材であるギヤ３との間（動力経路の中間）に配置されており、この油圧クラッチ１によって駆動軸２からギヤ３への動力伝達が断接される。

ここで、駆動軸２は、ミッションケース３０内を水平に延びており、ボールベアリング４によってミッションケース３０に回転可能に支持されている。そして、この駆動軸２の外周には、ギヤ３がラジアルニードルベアリング５と一対のスラストニードルベアリング６によって相対回転可能に支持されており、このギヤ３には別のギヤ７が噛合している。

ところで、本発明に係る油圧クラッチ１は、駆動軸２の外周に固定されたクラッチドラム８と、ギヤ３からクラッチドラム８に向かって一体に延びて該クラッチドラム８の内部に臨む円筒状のクラッチハブ９と、クラッチドラム８の内部に軸方向（図１及び図２の左右方向）に移動可能に嵌装されたクラッチピストン１０と、該クラッチドラム１０の内周とクラッチハブ９の外周にそれぞれ軸方向に摺動可能に係合する複数（図示例では、各６枚）のディスクプレート１１とクラッチプレート１２を主な構成要素として備えている。なお、複数（各６枚）のディスクプレート１１とクラッチプレート１２は、摩擦係合部材を構成している。

上記クラッチドラム８は、内周側のボス部８Ａを駆動軸２の外周に圧入することによって該駆動軸２の外周に固定されており、ボス部８Ａの径方向外方の円筒状のガイド部８Ｂと、該ガイド部８Ｂとボス部８Ａとを連結するリング状縦壁としての側壁部８Ｃとを備えている。

また、クラッチピストン１０は、リングプレート状に成形されており、その内周と外周は、クラッチドラム８のボス部８Ａの外周とガイド部８Ｂの内周のガイド面８ａにそれぞれ軸方向に移動可能に嵌合している。そして、このクラッチピストン１０の内周とクラッチドラム８のボス部８Ａの外周との嵌合部は、クラッチドラム８のボス部８Ａの外周部に嵌着されたリング状のシール部材（Ｏリング）１３によってシールされている。同様に、クラッチピストン１０の外周とクラッチドラム８のガイド部８Ｂのガイド面８ａとの嵌合部は、クラッチピストン１０の外周部に嵌着されたリング状のシール部材（Ｏリング）１４によってシールされている。

ここで、クラッチドラム８のボス部８Ａの外周には、リング状のスプリングリテーナ１５がスナップリング１６によって位置決めされて係止されており、このスプリングリテーナ１５とクラッチピストン１０との間にはリターンスプリング１７が縮装されている。したがって、クラッチピストン１０は、リターンスプリング１７によってクラッチＯＦＦ（締結解除）方向（図１及び図２の右方）に付勢されている。そして、クラッチドラム８の内部には、クラッチピストン１０によって区画される油室Ｓ１，Ｓ２が該クラッチピストン１０の軸方向両側に形成されている。

また、摩擦係合部材である複数（各６枚）のリングプレート状のディスクプレート１１とクラッチプレート１２は、クラッチドラム８のガイド部８Ｂとこれに径方向内側に対向するクラッチハブ９との間において軸方向に交互に配置されている。そして、これらのクラッチディスク１１とクラッチプレート１２は、クラッチドラム８のガイド部８Ｂの内周部にスナップリング１８によって係止されたリングプレート状のストッパ１９とクラッチピストン１０によって軸方向に挟持されている。

ところで、駆動軸２の内部には、軸方向に延びる油路２ａが形成されており、この油路２ａは、駆動軸２に形成された径方向の油孔２ｂとクラッチドラム８のボス部８Ａに形成された径方向の油孔８ｂを介して一方の油室Ｓ１に連通している。また、油路２ａは、油孔２ｂと円筒状の隙間δを介してラジアルニードルベアリング５と一対のスラストニードルベアリング６に連通している。ここで、隙間δは、駆動軸２の外周面とクラッチドラム８のボス部８Ａの内周面との間に形成されている。また、クラッチハブ９には、複数（図１には２つのみ図示）の径方向の油孔９ａが形成されている。

さらに、駆動軸２には、軸方向に延びる油路２ｃが形成されており、この油路２ｃは、駆動軸２に形成された径方向の油孔２ｄとクラッチドラム８のボス部８Ａに形成された径方向の油孔８ｃを介して他方の油室Ｓ２に連通している。

次に、本発明の特徴的な構成を図３〜図７に基づいて以下に説明する。

図３はクラッチドラムの縦断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は図３のＣ部拡大詳細図、図６（ａ），（ｂ）はクラッチドラムに形成された凹溝の開口部形状の他の例を示す図、図７（ａ）〜（ｃ）は油圧クラッチの締結時のオイルの流れをその過程順に模式的に示すクラッチドラムとクラッチピストンとの嵌合部の部分断面図である。

本実施の形態に係る油圧クラッチ１においては、図３に示すように、クラッチドラム８のクラッチピストン１０の外周面が摺動可能に嵌合するガイド面８ａには、クラッチピストン１０の移動によって各油室Ｓ１，Ｓ２同士を選択的に連通させる凹溝２０が複数形成されている。ここで、図４に示すように、本実施の形態では、４つの凹溝２０がクラッチドラム８のガイド面８ａの同一円周上に周方向に等角度ピッチ（９０°ピッチ）で形成されている。また、この凹溝２０は、後述のように（図７参照）、当該油圧クラッチ１を締結（クラッチＯＮ）方向（図７の左方）にクラッチピストン１０を移動させる方向（ディスクプレート１１とクラッチプレート１２を押圧する方向）への移動初期と移動終期には各油室Ｓ１，Ｓ２の連通を遮断し、同クラッチピストン１０の移動初期と移動終期の間の過渡期には各油室Ｓ１，Ｓ２同士を連通させる位置に形成されている。

ここで、本実施の形態では、４つの各凹溝２０の開口形状は、図５に示すように矩形とされているが、この凹溝２０の開口形状は、例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、円形或いは楕円形であってもよく、その開口形状は任意である。また、凹溝２０の開口面積も、後述の本発明の効果が得られる範囲で最適に設定される。つまり、本実施の形態では、凹溝２０の開口形状が矩形である場合、矩形の長さａと幅ｂ（図５参照）、図６（ａ）に示す円形である場合には、円形の内径φＤ、図６（ｂ）に示す楕円である場合には、楕円の長軸ｃの長さと短軸の長さｄが最適な値に設定される。

また、本実施の形態では、凹溝２０の数を４つとしたが、凹溝２０の数は複数であれば任意に設定することができ、複数の凹溝２０は、周方向に等角度ピッチで形成される。

次に、本実施の形態に係る油圧クラッチ１の作用について説明する。

本実施の形態に係る油圧クラッチ１において、図２に矢印にて示すように、駆動軸２の油路２ａからオイルの一部が油孔２ｂ，８ｂを経て油室Ｓ１に導入されると、このオイルの圧力とリターンスプリング１７の付勢力によってクラッチピストン１０がクラッチＯＦＦ（締結解除）方向（図１及び図２の右方）へと移動してクラッチドラム８の側壁部８Ｃの内面に当接する。この状態では、クラッチピストン１０は、複数のディスクプレート１１とクラッチプレート１２を押圧しないため、これらのディスクプレート１１とクラッチプレート１２の間に摩擦抵抗力が発生せず、両者は自由に相対回転可能となり、ディスクプレート１１のみがクラッチドラム８と共に自由回転する。したがって、このクラッチＯＦＦ状態では、駆動軸２の回転は、クラッチハブ９とギヤ３には伝達されず、これらのクラッチハブ９とギヤ３は、静止状態を維持し、クラッチドラム８が駆動軸２と共に空転する。

また、駆動軸２の油路２ａから油孔２ｂへと流れるオイルの他の一部は、図２に矢印にて示すように、油孔２ｂから隙間δを経てラジアルニードルベアリング５と一対のスラストニードルベアリング６に供給されてこれらのラジアルニードルベアリング５とスラストニードルベアリング６の潤滑と冷却に供される。また、駆動軸２の油路２ａから油孔２ｂ，８ｂを経て油室Ｓ１へと流入するオイルの一部は、クラッチハブ９に形成された複数の油孔９ａを通って複数のディスクプレート１１とクラッチプレート１２へと供給され、これらのディスクプレート１１とクラッチプレート１２の潤滑と冷却に供される。

他方、図２に破線矢印にて示すように、駆動軸２の油路２ｃからオイルが油孔２ｄ，８ｃを経て油室Ｓ２に供給されると、このオイルの圧力を受けてクラッチピストン１０がクラッチＯＮ（締結）方向（図１及び図２の左方）へと移動し、複数のディスクプレート１１とクラッチプレート１２をストッパ１９との間で押圧する。すると、隣接するディスクプレート１１とクラッチプレート１２との間に摩擦抵抗が発生し、これらのディスクプレート１１とクラッチプレート１２が一体に回転する。したがって、油圧クラッチ１は、クラッチＯＮ（締結状態）となり、駆動軸２の回転は、クラッチドラム８とディスクプレート１１及びクラッチプレート１２を経てクラッチハブ９とギヤ３に伝達され、ギヤ３とこれに噛合するギヤ７が回転駆動される。

而して、本実施の形態に係る油圧クラッチ１においては、前述のようにクラッチドラム８のガイド部８Ｂのガイド面８ａに複数の凹溝２０を形成したため（図３及び図４参照）、クラッチＯＮ時のショックが緩和される。このことを図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて以下に説明する。

すなわち、クラッチＯＮ（締結）時において、クラッチピストン１０がディスクプレート１１とクラッチプレート１２を押圧する方向（図７の左方）移動する初期には、図７（ａ）に示すように、クラッチピストン１０の外周部に嵌着されたシール部材１４がクラッチドラム８のガイド面８ａに密着しているために凹溝２０は一方の油室Ｓ１のみに開口し、この凹溝２０は、各油室Ｓ１，Ｓ２同士の連通を遮断している。このため、油室Ｓ２に供給される全てのオイルの圧力がクラッチピストン１０に作用し、この圧力を受けるクラッチピストン１０は、クラッチＯＮ方向（図７の左方）へと比較的速い速度で移動する。

その後、図７（ｂ）に示すように、クラッチピストン１０の外周部に嵌着されたシール部材１４がクラッチドラム８の凹溝２０の位置まで移動する過渡期においては、凹溝２０が各油室Ｓ１，Ｓ２に開口して各油室Ｓ１，Ｓ２同士を連通させるため、油室Ｓ２内のオイルの一部が４つの凹溝２０から油室Ｓ１へとリークする。このため、油室Ｓ２内のオイルの圧力が低下し、クラッチピストン１０にオイルから作用するクラッチＯＮ方向への押圧力が弱まり、該クラッチピストン１０の移動速度が低下する。また、オイルが４つの凹溝２０をリークして油室Ｓ１へと流れる際の流動抵抗（流動損失）によってエネルギ損失が発生する。この結果、クラッチＯＮ時のショックが緩和され、当該油圧クラッチ１の滑らかな締結が可能となる。

そして、クラッチピストン１０の移動終期において当該油圧クラッチ１が完全に締結される段階では、図７（ｃ）に示すように、クラッチピストン１０の外周部に嵌着されたシール部材１４が凹溝２０を通過してクラッチドラム１０のガイド面８ａに再び密着するため、各油室Ｓ１，Ｓ２同士の連通が遮断される。

ここで、本実施の形態では、４つの凹溝２０をクラッチドラム８のガイド面８ａの同一円周上に周方向に等角度ピッチ（９０°ピッチ）で形成したため（図５参照）、当該油圧クラッチ１の締結時に一方の油室Ｓ２内のオイルが４つの凹溝２０を周方向に均等にリークして他方の油室Ｓ１へと流れ込むため、クラッチピストン１０を移動させる油圧が該クラッチピストン１０に周方向に均一に作用する。このため、クラッチ締結時のクラッチピストン１０の移動速度が均等に減じられて該クラッチピストン１０のスムーズな移動が可能となる。

以上の効果は、クラッチドラム１０のガイド面１０ａに単に凹溝２０を形成するだけの簡単な構成によって得られるため、部品点数の増加やこれに伴う構造の複雑化、コストアップなどを招くことがない。

なお、以上は本発明を車両のトランスミッションに備えられた油圧クラッチに対して適用した形態について説明したが、本発明は、他の任意の装置に備えられる油圧クラッチに対しても同様に適用可能である。

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

１ 油圧クラッチ
２ 駆動軸（駆動部材）
３ ギヤ（従動部材）
８ クラッチドラム
８ａ クラッチドラムのガイド面
９ クラッチハブ
１０ クラッチピストン
１１ ディスクプレート（摩擦係合部材）
１２ クラッチプレート（摩擦係合部材）
２０ 凹溝
Ｓ１，Ｓ２ 油室

Claims (5)

1. 同軸上に配置された駆動部材と従動部材との間に配置され、
   前記駆動部材に固定されたクラッチドラムの内部に前記従動部材から一体に延びるクラッチハブを臨ませ、
   前記クラッチドラムの内周と前記クラッチハブの外周にそれぞれ軸方向に摺動可能に係合する複数の摩擦係合部材を軸方向に交互に配置し、
   前記クラッチドラム内に軸方向に移動可能に嵌装されたクラッチピストンによって区画される各油室を該クラッチピストンの軸方向両側にそれぞれ形成し、
   前記各油室にオイルを給排することによって前記クラッチピストンを軸方向に移動させ、該クラッチピストンを前記摩擦係合部材に押圧／押圧解除することによって前記駆動部材から前記従動部材への動力伝達を断接する油圧クラッチであって、
   前記クラッチドラムの前記クラッチピストンの外周面が摺動可能に嵌合するガイド面に、前記クラッチピストンの移動によって前記各油室同士を選択的に連通させる凹溝を形成したことを特徴とする油圧クラッチ。
2. 前記凹溝は、前記クラッチピストンの前記摩擦係合部材を押圧する方向への移動初期と移動終期には前記各油室の連通を遮断し、同クラッチピストンの移動初期と移動終期との間の過渡期には前記各油室同士を連通させる位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧クラッチ。
3. 前記凹溝を前記クラッチドラムのガイド面の同一円周上に複数形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧クラッチ。
4. 複数の前記凹溝を周方向に等角度ピッチで形成したことを特徴とする請求項３に記載の油圧クラッチ。
5. 前記凹溝の開口形状を矩形、円形または楕円形としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の油圧クラッチ。

Images