JP2640845B2 - 油圧クラッチ付き変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、舶用の減速逆転機などとして使用される油
圧クラッチ付きの変速機に関し、より具体的には、前進
用の油圧クラッチ装置と後進用の油圧クラッチ装置とを
備えた変速機を対象としている。

［従来の技術］ 一般に舶用減速逆転機では、入力軸と出力軸との間に
２種類（すなわち前進用及び後進用）の油圧クラッチ装
置を介在させ、それらの油圧クラッチ装置のクラッチを
択一的に接続することにより、所望の方向の回転力を出
力軸に伝達するようになっている。

又、それらの油圧クラッチは一般に湿式多板クラッチ
で構成されており、しかも、製造コスト等を考慮して、
前進用のクラッチと後進用のクラッチの仕様を極力共通
化することが多い。

［発明が解決しようとする課題］ このように油圧クラッチが湿式多板クラッチであるた
めに、摩擦板の間の潤滑油の影響により、クラッチ遮断
状態において入力側摩擦板から出力側摩擦板へつれ回り
トルクが伝達される可能性がある。ところが、上記形式
の変速機では、回転力伝達方向の異なる２種類のクラッ
チが設けてある。従って、変速機の中立状態（両クラッ
チを遮断した状態）でそのようなつれ回りトルクが伝達
されても、理論的には、そのようなトルクが出力軸にお
いて相殺され、出力軸がいずれの方向にも回転しないこ
とになる。

ところが実際には、変速機の中立状態においてつれ回
りトルクが伝達されることが確認されている。そのため
に、場合によっては、つれ回りを確実に防止するための
手段を減速逆転機に設ける必要がある。そのような手段
としては、摩擦板に引き離し（押し離し）用の補助ばね
を摩擦板に併設し、各クラッチの遮断状態において、摩
擦板同士を確実に引き離すことが考えられる。そのよう
な構造は、実開昭51−135251号や、同54−3555号、同54
−3556号、同50−144151号等に記載されている。

ところが、補助ばねを併設すると、構造が複雑にな
り、重量及び製造コストが増加する。

本発明は上記問題を解決した構造を提供することを目
的としている。

［課題を解決するための手段］ 本件発明者は、つれ回りトルクの生じる理由、すなわ
ち２種類のクラッチにおけるつれ回りトルクに差が生じ
る理由について検討を重ねた。その結果、油圧クラッチ
に組み込まれているリターンスプリングがその原因であ
ることを見出だした。

上記リターンスプリングは油圧クラッチの摩擦板押圧
用ピストンを押し戻すためのもので、圧縮コイルスプリ
ングで構成されている。このリターンスプリングは上記
押し戻し機能の他に、その螺旋状に連続するコイル部分
の間の隙間（螺旋状の隙間）が潤滑油油路としての機能
を果たしている。すなわち、摩擦板表面に対する潤滑油
は、リターンスプリングよりも半径方向内側から供給さ
れ、リターンスプリングの螺旋状の隙間を通って摩擦板
の表面へ供給される。

一方、リターンスプリングはピストンや入力部材と共
に回転する。その回転動作では、リターンスプリングは
その隙間内の潤滑油に対して一種のスクリューあるいは
スクリューコンベヤとして機能し、潤滑油を軸方向に送
る。

ところが、従来の構造では、部品の共通化を図るため
に、２種類のクラッチにおいて、巻き方向が同一のリタ
ーンスプリングが使用されている。そのために入力部材
の（従ってリターンスプリングの）回転方向の異なる２
種類のクラッチでは、潤滑油に対するリターンスプリン
グの送り動作の方向が逆になり、潤滑油が２種類のクラ
ッチの摩擦板には同様に供給されなくなる。その結果、
２種類のクラッチのつれ回りトルクに差が生じる。

本件発明者は、上述の不具合を解決するために、上記
研究結果に基づいて、以下ような変速機を完成させた。

すなわち本発明による油圧クラッチ付き変速機は、少
なくとも１個の第１の油圧クラッチ装置と少なくとも１
個の第２の油圧クラッチ装置を備え、第１及び第２の油
圧クラッチ装置が、それぞれ、互いに回転方向の異なる
回転力が入力される入力部材と、出力部材と、両者を連
結する油圧クラッチとを備え、各油圧クラッチが、入力
部材に連結する入力部と、出力部材に連結する出力部
と、互いに交互に配置されてそれぞれ入力部及び出力部
に連結する複数の入力側及び出力側の環状摩擦板と、入
力側及び出力側の摩擦板を互いに圧接させるための油圧
ピストンと、摩擦板の半径方向内側に配置されて油圧ピ
ストンを押し戻すリターンスプリングと、リターンスプ
リングよりも半径方向内側の位置に開口して摩擦板へ潤
滑油を供給するための潤滑油油路とを備え、上記第１の
油圧クラッチ装置の上記リターンスプリングと上記第２
の油圧クラッチ装置の上記リターンスプリングとが、互
いに巻き方向の異なる圧縮コイルばねで形成されている
ことを特徴としている。

［作用］ 上記構成によると、回転方向の異なる２種類のクラッ
チのリターンスプリングは、それぞれ巻き方向が逆であ
るので、潤滑油に対しては同じ方向で送り作用を及ぼ
す。従って、潤滑油油路からリターンスプリングの螺旋
状の隙間を通過して摩擦板へ送られる潤滑油の量は、２
種類の油圧クラッチにおいて同じとなり、その結果、２
種類の油圧クラッチのつれ回りトルクは同じとなって釣
り合う。

［実施例］ 第１図において、図示されていない減速逆転機のケー
ス内には、２種類のクラッチ装置１、２が配置してあ
る。両クラッチ装置１、２は、サポート軸３以外の構造
が基本的には同じである。クラッチ装置１のサポート軸
３は減速逆転機の入力軸を兼ねており、一端部がケース
外へ突出してエンジンの出力軸にダンパーなどを介して
連結している。他方のクラッチ装置２のサポート軸３は
主に支持軸としてのみ使用されている。いずれのサポー
ト軸３も図示されていない部分において、ケースの両端
壁に軸受を介して支持されている。

各クラッチ装置１、２において、サポート軸３の周囲
には入力ギヤ５（入力部材）、クラッチ６、出力ギヤ７
（出力部材）が軸方向（サポート軸３と平行な方向）に
並ぶ状態で設けてある。

入力ギヤ５はサポート軸３に一体的に設けてある（又
は固定されている）。入力ギヤ５の外周部には出力ギヤ
７側へ軸方向に突出した筒状部（10）が設けてあり、筒
状部がクラッチ６の入力部を形成している。出力ギヤ７
はブッシュを介してサポート軸３の外周に回転自在に支
持されている。出力ギヤ７の内周寄りの部分には入力ギ
ヤ５側へのびる筒状部（11）が一体的に固定されてい
る。この筒状部がクラッチ６の出力部11を形成してい
る。出力部11は入力部10の半径方向内方へ入り込んでお
り、両者の間に、複数の環状摩擦板12、13が交互に並ん
だ状態で配置してある。摩擦板12は外周部に設けた爪が
入力部10に設けた軸方向の溝15に係合している。摩擦板
13は内周部に設けた爪が出力部11の外周に設けた溝16に
係合している。

これらの摩擦板12、13の集合体（摩擦板群）に対し
て、軸方向両側にはサポート20とピストン21が設けてあ
る。サポート20は出力ギヤ７に隣接して位置しており、
外周部の爪が入力部10の溝15に嵌合するとともに、入力
部10の先端部内周に固定したストッパー22により、出力
ギヤ７側への移動が阻止されている。ピストン21は入力
ギヤ５の環状ギヤ本体24に隣接して位置しており、内周
と外周が、それぞれ、シールを介して入力部10の内周及
びサポート軸３の外周に揺動自在に嵌合している。

ピストン21とギヤ本体24の間には油圧室25が形成され
ている。サポート軸３の内部には一端が油圧室25に接続
する油路27が設けてある。油路27の図示されていない他
端部は、外部の油圧制御機構に接続している。

更に、出力部11のサポート軸３の間にはカラー30及び
ばね受け31、リターンスプリング32が設けてある。カラ
ー30とばね受け31はサポート軸３の外周に嵌合してい
る。カラー30は一端面が出力ギヤ７の内周部端面にブッ
シュを介して着座し、他端面がばね受け31の端面を支持
している。リターンスプリング32はばね受け31とピスト
ン21の内周部との間に介装されており、ピストン21に対
して摩擦板12、13から離れる方向の力を及ぼしている。
ばね受け31の内周部とピストン21の内周部には、それぞ
れ、リターンスプリング32の内周に嵌合する筒状の延長
部35、36が設けてある。

両延長部35、36の間において、サポート軸３の外周面
には潤滑油油路40の出口が開口している。潤滑油油路40
はサポート軸３の内部を延びており、図示されていない
入口が潤滑油供給源に接続している。潤滑油油路40から
の潤滑油は摩擦板12、13の摩擦面を潤滑するために使用
され、そのために、出力部11の軸方向に間隔を隔てた複
数箇所には、出力部11の内周側の空間と外周側の空間と
をつなぐ半径方向の油路孔41が設けてある。又、摩擦板
12、13へ供給された潤滑油を摩擦板設置空間から排出す
るために、入力部10の軸方向に間隔を隔てた複数箇所に
は半径方向の油路孔42が形成されている。

上記２種類のクラッチ装置１、２の他に、減速逆転機
には、出力軸45（中心線のみ図示）がサポート軸３と平
行に設けてある。両クラッチ装置１、２の出力ギヤ７は
出力軸45に設けたギヤ46と噛み合っている。又、両クラ
ッチ装置１、２の入力ギヤ５は互いに噛み合っている。

そして本発明によると、２種類のクラッチ装置１、２
のリターンスプリング32はいずれも圧縮コイルスプリン
グで形成されているが、その巻き方向が、クラッチ装置
１のリターンスプリング32とクラッチ装置２のリターン
スプリング32とでは互いに逆になっている。

上述の構成によると、クラッチ装置１の油圧室25に高
圧作動油を供給することによりクラッチ６が接続し、具
体的には、油圧室25の油圧を受けてピストン21が摩擦板
12、13を互いに圧接させ、入力部10から摩擦板12、13を
介して出力部11へトルクが伝達される。

そして、減速逆転機全体としては、エンジンの出力は
クラッチ装置１のサポート軸３に伝わり、そのサポート
軸３からクラッチ装置１の入力ギヤ５を介してクラッチ
装置１のクラッチ６の入力部10へ前進方向の回転力とし
て伝わるとともに、クラッチ装置１の入力ギヤ５からク
ラッチ装置２の入力ギヤ５を介してクラッチ装置２の入
力部10へ後進方向の回転力として伝わる。

従って、クラッチ装置１及びクラッチ装置２のクラッ
チ６を択一的に接続することにより、前進方向又は後進
方向の回転力が対応するクラッチ６から出力ギヤ７を介
して出力軸45へ伝えられる。又、両方のクラッチ装置
１、２のクラッチ６を遮断することにより、減速逆転機
は中立状態となる。

上記動作において、潤滑油油路40から供給された潤滑
油は、リターンスプリング32の連続する螺旋状素材の間
の螺旋状の隙間50を通過して油路孔41へ流入し、油路孔
41から摩擦板12、13の摩擦面へ供給される。

一方、クラッチ６が遮断されている場合でも、ピスト
ン21やばね受け31は入力ギヤ５等と共に回転し、従って
リターンスプリング32も入力ギヤ５と同方向に回転す
る。その結果、リターンスプリング32はその隙間50内の
潤滑油に対して一種のスクリューとして作用し、潤滑油
を例えば矢印Ａの如く軸方向へ送る。この送り方向Ａ
は、リターンスプリング32の巻き方向と回転方向により
決定されるが、上述の如く本発明では、回転方向の異な
る（すなわちクラッチ装置１とクラッチ装置２の）リタ
ーンスプリング32では巻き方向も逆になっているので、
いずれのリターンスプリング32も潤滑油に対して同じ方
向Ａに作用する。従って、両方のクラッチ装置１、２に
おいて油路孔41を経て摩擦板12、13へ供給される潤滑油
の量は同じになり、その結果、潤滑油の影響による摩擦
板12から摩擦板13へ伝達されるつれ回りトルクは両方の
クラッチ装置１、２において同じになる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によると、２種類のクラッ
チ装置１、２を備えて減速逆転機等の変速機において、
つれ回りトルクの生じる原因を見出だし、それに対処す
べくリターンスプリング32の構成に工夫を凝らしたの
で、両クラッチ装置１、２のつれ回りトルクを釣り合わ
せ、減速逆転機全体としてのつれ回りトルクを防止でき
る。従ってつれ回りトルクの生じない減速逆転機を、前
述の公報に記載されたような補助スプリング等を使用せ
ずに、簡単な構造で安価に構成できる。

［別の実施例］ 図示の実施例では、クラッチ装置１及びクラッチ装置
２がそれぞれ１個だけ設けてあり、クラッチ装置１のサ
ポート軸３が入力軸を兼ねているが、この様な構造以外
の変速機に本発明を採用することもできる。例えば、前
進用クラッチ装置及び後進用クラッチ装置がそれぞれ２
個設けられている変速機や、入力軸がサポート軸とは別
の軸で構成された変速機に本発明を採用することもでき
る。又、前進用クラッチ装置と後進用クラッチ装置の数
が異なる変速機（例えば複数の前進用クラッチ装置と１
個の後進用クラッチ装置を備えた変速機）にも本発明を
採用できる。但し、そのような変速機では前進用クラッ
チ装置と後進用クラッチ装置におけるリターンスプリン
グの巻き数（すなわち、スプリング素材の傾斜角度）を
変えて潤滑油に対するリターンスプリングの推進作用に
差を付け、それにより前進用クラッチ装置全体としての
つれ回りトルクと後進用クラッチ装置全体としてのつれ
回りトルクとが釣り合うようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の断面略図である。 １、２……油圧クラッチ装置、５……入力ギヤ（入力部
材）、６……油圧クラッチ、７……出力ギヤ（出力部
材）、10……入力部、11……出力部、12、13……摩擦
板、21……油圧ピストン、32……リターンスプリング、
40……潤滑油油路、41……油路孔

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−67198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−8665（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−49272（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−164（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭55−4589（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１個の第１の油圧クラッチ装置
   と少なくとも１個の第２の油圧クラッチ装置を備え、第
   １及び第２の油圧クラッチ装置が、それぞれ、互いに回
   転方向の異なる回転力が入力される入力部材と、出力部
   材と、両者を連結する油圧クラッチとを備え、各油圧ク
   ラッチが、入力部材に連結する入力部と、出力部材に連
   結する出力部と、互いに交互に配置されてそれぞれ入力
   部及び出力部に連結する複数の入力側及び出力側の環状
   摩擦板と、入力側及び出力側の摩擦板を互いに圧接させ
   るための油圧ピストンと、摩擦板の半径方向内側に配置
   されて油圧ピストンを押し戻すリターンスプリングと、
   リターンスプリングよりも半径方向内側の位置に開口し
   て摩擦板へ潤滑油を供給するための潤滑油油路とを備
   え、上記第１の油圧クラッチ装置の上記リターンスプリ
   ングと上記第２の油圧クラッチ装置の上記リターンスプ
   リングとが、互いに巻き方向の異なる圧縮コイルばねで
   形成されていることを特徴とする油圧クラッチ付き変速
   機。