JP2889956B2 - 機械的一体化機構を具えた摩擦係合装置 - Google Patents

機械的一体化機構を具えた摩擦係合装置

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JP2889956B2 JP2226454A JP22645490A JP2889956B2 JP 2889956 B2 JP2889956 B2 JP 2889956B2 JP 2226454 A JP2226454 A JP 2226454A JP 22645490 A JP22645490 A JP 22645490A JP 2889956 B2 JP2889956 B2 JP 2889956B2
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    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、産業用車両・建設用車両のトランスミッシ
ョンや、自動車用オートマチックトランスミッション等
に使用される摩擦係合装置に関する。
従来の技術及びその課題 第11図は従来の摩擦係合装置100の基本的な構成図で
ある。この種の摩擦係合装置は、クラッチ機構やブレー
キ機構として機能する。
駆動側軸に固定されたインナーハブ104には摩擦材の
貼られたドライブプレート110がスプライン102を介して
組合わされている。
数枚のドライブプレート110の間と最外側の摩擦面に
は対応するドリブンプレート112が組合わされ、そのド
リブンプレート112はスプライン106やラグ歯によりアウ
タードラム108と嵌合している。
このドライブプレート110、ドリブンプレート112に対
して軸方向からピストン114によって圧力をかける。圧
力はチャンバー118に入っている油の圧力を上げること
によって加えられる。116は、最外側のドリブンプレー
ト112が軸方向に動かないように止めるためのスナップ
リングである。
駆動側と被駆動側は逆になることもある。すなわち、
アウタードラム108が駆動側になった場合は上記のドリ
ブンプレートはドライブプレートとなる。
この摩擦係合装置のドリブンプレート112とドライブ
プレート110を係合させるためにチャンバー118内の油圧
が上がるとピストン114がこれらのプレートを押し付け
るが、この時、係合時のショックトルクを軽減させ且つ
係合時のドリブンプレート112、ドライブプレート110間
に滑りを生じさせないために油圧は2段階に上昇され
る。
すなわち、係合時には小さな油圧を第1段でかけて徐
々に同期をさせ、係合した後、第2段の加圧を行い滑り
の発生を防止する。
通常、ドライブプレートには摩擦材が貼られている
(ドリブンプレートに貼られている場合もある)が、こ
の摩擦材は係合時のショックを軽減すること及びジャダ
ーと呼ばれる摩擦振動を防止するために、第12図に於け
るBのような摩擦特性を持ったものが望ましく、Aのよ
うな持性を持ったものは望ましくない。
しかしながら、このようにショックに対して望ましい
特性をもつ摩擦材は低滑り速度での摩擦係数が小さいた
め静摩擦係数が低く、係合後の滑りが発生しないように
するためには第2段の油圧を大きくすることが必要とな
る。
一般的に係合時のショックが良好なもの程静摩擦係数
は低く、油圧の増大を必要とする。ところが、大きな油
圧を得るためには容量の大きな油圧ポンプが必要とな
る。
また、高い油圧の発生はオイルシール、パッキン、ガ
スケット類もそれに耐える高級なものが必要となるとと
もに、大型でかつ高性能なポンプが必要となるため、コ
ストアップ、エンジンのパワーロスが大きくなる等の不
都合が生じる。
さらに、余り高い油圧になるとオイルシールやパッキ
ン類の耐圧限度を超えるため、解決策としてドリブンプ
レート、ドライブプレートの枚数を増してクラッチ4の
トルク容量を確保せねばならず、装置全体が大きくなり
重量増、コストアップにつながる。
課題を解決するための手段 本発明は、インナーハブの外側に嵌合するプレートと
アウタードラムの内側に嵌合するプレートとを交互に配
置し、ピストンと該ピストンの反対側で前記アウタード
ラム側プレートの軸方向移動を阻止する固定部材との間
で前記両プレートとを2段階の油圧で係合させる摩擦係
合装置において、第1に、前記固定部材に最も近いアウ
タードラム側プレートの内縁に内歯を形成し、該アウタ
ードラム側プレートと前記固定部材との間に前記アウタ
ードラム側プレートと前記固定部材とを離間付勢する付
勢手段を設けるとともに前記インナーハブに外歯フラン
ジを設け、前記ピストンに作用する第2段の油圧により
前記付勢手段が収縮したとき、前記内歯と前記外歯とが
噛合うようにした摩擦係合装置により前記課題を解決し
た。
第2に、前記のような多板式摩擦係合装置において、
前記ピストンに最も近いアウタードラム側プレートと前
記ピストンとの間に、前記アウタードラムに嵌合し内縁
に内歯を形成した一体化用プレートと、前記アウタード
ラム側プレートと前記一体化用プレートとを離間付勢す
る付勢手段とを設けるとともに前記インナーハブに外歯
付きフランジを設け、前記ピストンに作用する第2段の
油圧により前記付勢手段が収縮したとき、前記内歯と前
記外歯とが噛合うようにした摩擦係合装置により前記課
題を解決した。
また、第3に、前記のような摩擦係合装置において、
前記ピストンに最も近いアウタードラム側プレートに隣
合うインナーハブ側プレートの外縁に外歯を設け、前記
アウタードラム側プレートと前記ピストンとの間に、前
記アウタードラムに嵌合し前記アウタードラム側プレー
トに形成された孔を貫通する突起を具えた一体化用プレ
ートと、前記アウタードラム側プレートと前記一体化用
プレートとを離間付勢する付勢手段とを設け、前記ピス
トンに作用する第2段の油圧により前記付勢手段が収縮
したとき、前記外歯と前記突起とが噛合うようにした摩
擦係合装置により前記課題を解決した。
作用 本発明は、係合時のショックに良好な特性をもち静摩
擦係数の小さな摩擦材を使用しても、第2段の油圧をそ
れ程高くせずに駆動側と被駆動側を第2段の油圧発生時
に機械的に一体化することによってクラッチの滑りを防
止することができるものである。
これにより、ポンプの小型化が可能になり、ガスケッ
ト、パッキン、オイルシール類も耐高圧特性を持つもの
は必要ではなく、コストダウンが可能になる。
ポンプの小型化はエンジンのパワーロスに対しても有
効であり、燃比効率向上にもつながる。
実施例 第1図乃至第3図は、本発明の第1実施例を示す図で
ある。この多板式摩擦係合装置10は、外側にスプライン
12を形成したインナーハブ14、内側にスプライン16を形
成したアウタードラム18、スプライン12に嵌合したドリ
ブンプレート20、スプライン16に嵌合したドライブプレ
ート22、ドライブプレート20とドリブンプレート22とを
摩擦係合させるためのピストン(第4図乃至第6図参
照)、ドリブンプレート22の軸方向移動を阻止する固定
部材であるスナップリング26を有してなる。本実施例で
は、インナーハブ14が駆動側、アウタードラム18が被駆
動側となっているが、この関係は逆のものもある。
第1図におけるスナップリング26とこのスナップリン
グ26に接している最外側のトリブンプレート23との間に
は皿ばね(付勢手段)28が配設される。
ドリブンプレート23の内縁にはスプライン(内歯)30
が加工されている。駆動側のインナーハブ14には内歯30
と嵌合しうる外歯34付きフランジ32が取付けられてい
る。内歯30は、フランジ32方向に尖端を有し、外歯34と
噛み合い易くなっている。
第1図はドライブプレート20、ドリブンプレート22,2
3に、ピストンから油圧が加えられていない状態であ
り、インナーハブ14、トライブプレート20及びフランジ
32は一体となって回転しており、アウタードラム18と一
体となって回転しているドリブンプレート22,23、スナ
ップリング26及び皿ばね28との間には回転差がある。
第2図はピストンにより第1段目の油圧が加えられた
状態であり、駆動側と被駆動側とが略々同期係合した状
態である。しかしこの状態では駆動側と被駆動側の間に
は圧力が充分でないためにトルク容量が不足し滑りが発
生する可能性がある。
本実施例において使用される油圧回路は、2段階の油
圧を発生させることができるもので、例えば、オリフィ
スを用いて2段階目の油圧発生を遅らせる機能を持つも
のである。
第3図は第2段目の油圧が加えられた状態であり、皿
ばね28が完全に収縮して、最もスナップリング26寄りの
ドリブンプレート23の内歯30がフランジ32の外歯34と嵌
合しインナーハブ14とアウタードラム18との間で相体回
転が生じない状態である。この外歯34も、内歯30と同
様、尖端を有する。従って外歯34と内歯30は、シンクロ
メッシュ機構におけるシンクロナイザーリングとスリー
ブのような関係になっている。
第4図乃至第6図は、本発明の第2実施例を示す図で
ある。この多板式摩擦係合装置40は、外側にスプライン
42を形成したインナーハブ44、内側にスプライン46を形
成したアウタードラム48、スプライン42に嵌合したドラ
イブプレート50、スプライン46に嵌合したドリブンプレ
ート52、ドライブプレート50とドリブンプレート52とを
摩擦係合させるためのピストン54、ドリブンプレート52
の軸方向移動を阻止する固定部材であるスナップリング
(図示せず)を有してなる。
最もピストン54寄りのドリブンプレート52とピストン
54との間にはアウタードラム48のスプライン46に嵌合す
る一体化用プレート53が配設され、ドリブンプレート52
と一体化用プレート53との間には両プレート52,53を離
間付勢する手段である皿ばね58が設けられている。
第4図は係合前、第5図は第1段目の油圧によって係
合した時点、第6図は第2段目の油圧によって内歯59と
フランジ60の外歯とが嵌合し完全にインナーハブ44とア
ウタードラム48が同期・一体化した状態である。
この場合、第1実施例の場合も同様であるが、皿ばね
58はウェーブスプリング製でもコイルスプリング製でも
良い。また、油圧によって一定の付勢力を与えられた油
圧シリンダをドリブンプレート52と一体化用プレート53
の間に周方向に複数配置し、第2段目の油圧によって、
油圧シリンダが完全に収縮するように構成しても同一効
果が得られる。油圧シリンダからは、油が徐々に流出す
るようにオリィフィスを設けておけばよい。
次に、第7図乃至第10図は、本発明の第3実施例を示
す図である。この多板式摩擦係合装置70は、外側にスプ
ライン72を形成したインナーハブ74、内側にスプライン
76を形成したアウタードラム78、スプライン72に嵌合し
たドライブプレート80、スプライン76に嵌合したドリブ
ンプレート82、ドライブプレート80とドリブンプレート
52とを摩擦係合させるためのピストン(図示せず)、ド
リブンプレート82の軸方向移動を阻止する固定部材であ
るスナップリング(図示せず)を有してなる。
第7図は第4図と同様に、最もピストン側寄りのドリ
ブンプレート82′とピストンとの間に、第10図に示され
る一体化用プレート83が配置されている。また、ドリブ
ンプレート82′と一体化用プレート83との間には、両プ
レート82′,83を離間付勢する皿ばね88が設けられてい
る。一体化用プレート83には軸方向の突起84が形成され
ており、その突起84はドリブンプレート82′に形成され
た貫通孔85を通過している。第7図は係合前の状態、第
8図は第1段目の油圧がかかった状態を示す。第2段目
の油圧がかかった状態では、皿ばね88は完全に収縮し、
一体化用プレート83の突起84は最もピストン寄りのドラ
イブプレート89の外周部に形成された外歯90と嵌合す
る。突起84の先端はテーパ状となっており、外歯90へス
ムーズに進入しうるようになっている。
一体化用プレート83の突起84は内周側に設けてもよ
く、その場合はドライブプレート89の内周側とドリブン
プレート82′の内周側にその突起84が入る孔を開けるこ
とにより目的を達成することができる。
発明の効果 本発明は、以上の構成であるから、まず、低い静摩擦
係数の摩擦材を用いて係合時のショックの少ない摩擦係
合装置を提供することができる。そして、駆動側と被駆
動側とは係合完了時には機械的に一体化用することにな
るから、低い静摩擦係数の摩擦材を使用してもドライブ
プレートとドリブンプレートとの間で滑りが生じること
もない。
従って、オイルポンプの小型化、ガスケット、パッキ
ン、オイルシート等の周辺部品のコストダウン、装置の
短縮等、顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明による第1実施例の摩擦係合
装置を示し、第1図は解放状態の軸方向断面図、第2図
は第1段目の油圧発生時における軸方向断面図、第3図
は第2段目の油圧発生時における軸方向断面図である。 第4図乃至第6図は本発明による第2実施例の摩擦係合
装置を示し、第4図は解放状態の軸方向断面図、第5図
は第1段目の油圧発生時における軸方向断面図、第6図
は第2段目の油圧発生時における軸方向断面図である。 第7図乃至第10図は本発明による第3実施例の摩擦係合
装置を示し、第7図は解放状態の軸方向断面図、第8図
は第1段目の油圧発生時における軸方向断面図、第9図
は第2段目の油圧発生時における軸方向断面図、第10図
は同期用プレートの斜視図である。 第11図は従来の摩擦係合装置の軸方向断面図、第12図は
異なる摩擦係数を具えた摩擦材の相対滑り速度に対する
摩擦係数を示すグラフである。 10,40,70……摩擦係合装置 14,44,74……インナーハブ 18,48,78……アウタードラム 20,50,80……ドライブプレート 22,23,52,82,82……ドリブンプレート 26……スナップリング(固定部材) 28,58,88……皿ばね(付勢手段) 30,59……内歯 32,60……フランジ 34……外歯 53,84……一体化用プレート 54……ピストン 84……突起 85……孔

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インナーハブの外側に嵌合するプレートと
    アウタードラムの内側に嵌合するプレートとを交互に配
    置し、ピストンと該ピストンの反対側で前記アウタード
    ラム側プレートの軸方向移動を阻止する固定部材との間
    で前記両プレートを2段階の油圧で係合させる摩擦係合
    装置において、 前記固定部材に最も近いアウタードラム側プレートの内
    縁に内歯を形成し、該アウタードラム側プレートと前記
    固定部材との間に前記アウタードラム側プレートと前記
    固定部材とを離間付勢する付勢手段を設けるとともに前
    記インナーハブに外歯付フランジを設け、 前記ピストンに作用する第2段の油圧により前記付勢手
    段が収縮したとき、前記内歯と前記外歯とが噛合うよう
    にしたことを特徴とする、 摩擦係合装置。
  2. 【請求項2】インナーハブの外側に嵌合するプレートと
    アウタードラムの内側に嵌合するプレートとを交互に配
    置し、ピストンと該ピストンの反対側で前記アウタード
    ラム側プレートの軸方向移動を阻止する固定部材との間
    で前記両プレートを2段階の油圧で係合させる摩擦係合
    装置において、 前記ピストンに最も近いアウタードラム側プレートと前
    記ピストンとの間に、前記アウタードラムに嵌合し内縁
    に内歯を形成した一体化用プレートと、前記アウタード
    ラム側プレートと前記一体化用プレートとを離間付勢す
    る付勢手段とを設けるとともに前記インナーハブに外歯
    付きフランジを設け、 前記ピストンに作用する第2段の油圧により前記付勢手
    段が収縮したとき、前記内歯と前記外歯とが噛合うよう
    にしたことを特徴とする、 摩擦係合装置。
  3. 【請求項3】インナーハブの外側に嵌合するプレートと
    アウタードラムの内側に嵌合するプレートとを交互に配
    置し、ピストンと該ピストンの反対側で前記アウタード
    ラム側プレートの軸方向移動を阻止する固定部材との間
    で前記両プレートとを2段階の油圧で係合させる摩擦係
    合装置において、 前記ピストンに最も近いアウタードラム側プレートに隣
    合うインナーハブ側プレートの外縁に外歯を設け、前記
    アウタードラム側プレートと前記ピストンとの間に、前
    記アウタードラムに嵌合し前記アウタードラム側プレー
    トに形成された孔を貫通する突起を具えた一体化用プレ
    ートと、前記アウタードラム側プレートと前記一体化用
    プレートとを離間付勢する付勢手段とを設け、 前記ピストンに作用する第2段の油圧により前記付勢手
    段が収縮したとき、前記外歯と前記突起とが噛合うよう
    にしたことを特徴とする、 摩擦係合装置。
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