JP4054512B2 - クラッチドラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチドラム、特に、複数のクラッチプレートが収容されるクラッチドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
オートマチック車等に用いられるトランスミッションには湿式多板クラッチが組み込まれている。多板クラッチは、クラッチドラムと、ピストンと、複数のドライブプレートと、複数のドリブンプレートと、出力側部材とを備えている。クラッチドラムは一端側が開放された円筒形状の部材である。クラッチドラムはエンジン側からトルクが入力される入力軸に連結されている。ピストンはクラッチドラム内に軸方向に移動自在に配置されている。ドライブプレートとドリブンプレートとはクラッチドラム内に軸方向に交互に並んで配置されている。また、ドライブプレートはクラッチドラムの内周部に軸方向に移動自在かつ相対回転不能に係合し、ドリブンプレートは出力側部材の外周部に軸方向に移動自在かつ相対回転不能に係合している。出力側部材はトランスミッション側の出力軸に連結されている。
【０００３】
このクラッチでは、クラッチがオンされると、ピストンに油圧が供給され、ピストンは作動油に押圧されて軸方向に移動する。すると、ドライブプレート及びドリブンプレートはピストンにより互いに圧着される。これにより、ドライブプレートとドリブンプレートとは一体回転可能となり、エンジンからのトルクは、入力軸、クラッチドラム、ドライブプレート、ドリブンプレート及び出力側部材を順次経由してトランスミッション側に伝達される。
【０００４】
この種のクラッチのクラッチドラムは、一般的に、筒状部と、筒状部の内周部に形成された複数の歯とを有している。複数の歯はドライブプレートの外周部と係合し、ドライブプレートは筒状部に対して軸方向に移動自在かつ相対回転不能となっている。
【０００５】
このクラッチドラムでは、複数の歯は筒状部から内周側に突出して形成されているため、歯が形成された箇所は肉厚になっている。このため、クラッチドラム全体の重量は歯が形成された分だけ重くなっている。クラッチドラムの重量が重いと、クラッチドラムの回転が停止するタイミングが遅れるため、変速時に不具合が生じることがある。
【０００６】
このような問題に対処すべく、図４及び５に示すように、複数の歯の歯面のみを残すようにして軽量化を図ったクラッチドラムが既に提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すように、歯２５’の外周部が大きく窪んだクラッチドラム１５’では、クラッチドラム１５’全体の重量は低減されるが、クラッチドラム１５’の回転時にドラム外周側に配置された作動油との攪拌抵抗が大きくなり、機械損失が大きくなる。
【０００８】
一方、図５に示すように、歯面のみを形成したクラッチドラム１５”でもクラッチドラム１５”全体の重量は低減されるが、歯２５”の大部分が薄肉に形成されているため、クラッチドラム１５”の機械強度が低下してしまう。特に、ドライブプレートから回転方向に受ける応力に対しては強度を十分に確保することができない。
【０００９】
本発明の目的は、クラッチドラムの機械損失を抑えつつクラッチドラムを軽量化することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のクラッチドラムは、複数のクラッチプレートが収容されるものであって、筒状部と、筒状部の内周側に円周方向に並んで配置され軸方向に延びる複数の歯とを有している。複数の歯は内周面及び回転方向両側の面を有するとともに、筒状部の内周面側には複数の歯の回転方向間にある歯底面が形成されている。筒状部の外周面において複数の歯に対応する部分には内周側に窪む円弧状の面を有する第１凹部が形成され、複数の歯の内周面には外周側に窪む円弧状の面を有する第２凹部が形成されている。そして、第１凹部は筒状部の外周面に滑らかに連続して形成されるとともに、第２凹部は歯の内周面と滑らかに連続して形成されている。
【００１１】
このクラッチドラムでは、クラッチがオンされると、複数のクラッチプレートは、複数の歯に案内されて軸方向に移動し、互いに圧着される。これにより、複数のクラッチプレート間でトルク伝達が可能となる。そして、筒状部の外周面及び内周面には、それぞれ複数の歯に対応してそれぞれ円弧状の面を有する第１凹部及び第２凹部が形成されており、複数の歯は従来のクラッチドラムの歯に比べ薄肉になっている。
【００１２】
ここでは、筒状部の外周面及び内周面の両面に凹部を形成する構成であるため、第１凹部及び第２凹部をともに、比較的小さくしても所望の軽量化を図ることができる。しかも、筒状部の外周面では機械損失を低減することができ、筒状部の内周面ではクラッチドラムの機械強度を確保することができる。また、第１凹部は筒状部の外周面と滑らかに連続して形成されているので、筒状部外周面と作動油との攪拌抵抗をより小さくし、機械損失をより低減することができる。さらに、第２凹部が歯の内周面と滑らかに連続して形成されているので、歯の肉厚は周方向に滑らかに変化しており、このため、クラッチドラムの機械強度は十分に確保される。
【００１３】
請求項２に記載のクラッチドラムは、請求項１のクラッチドラムにおいて、複数の歯の内周面の周方向端部と第１凹部との最短距離は第２凹部と第１凹部との最短距離より長い。
【００１４】
請求項３に記載のクラッチドラムは、請求項１又は２のクラッチドラムにおいて、歯底面を円周方向に連結した外周円弧と、複数の歯の最内周縁を円周方向に連結した内周円弧と、各歯の歯面を延ばした線とによって画定される断面の面積を基準断面積Ｓとし、第１凹部と外周円弧とによって画定される断面の面積を断面積Ｓ１としたとき、各歯において、断面積Ｓ１は基準断面積Ｓに対して０．０５以上０．４０以下の範囲である。
【００１５】
請求項４に記載のクラッチドラムは、請求項１から３のいずれかのクラッチドラムにおいて、歯底面を円周方向に延ばした外周円弧と、複数の歯の最内周縁を円周方向に連結した内周円弧と、各歯の歯面を延ばした線とによって画定される断面の面積を基準断面積Ｓとし、第２凹部と内周円弧とによって画定される断面の面積を断面積Ｓ２としたとき、各歯において、断面積Ｓ２は基準断面積Ｓに対して０．０５以上０．３０以下の範囲である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態によるクラッチドラム１５を備えた多板クラッチ３を示す。多板クラッチ３は、クラッチケース７内に収容されており、クラッチドラム１５と、クラッチプレート１７と、クラッチディスク１８と、ピストン２８と、出力側部材１６とを備えている。
【００１７】
クラッチドラム１５は、一端側が開口された円筒状部材であり、内周部から順に連結部２４、ボス部２０、円板状壁部２２、複数の歯２５及び筒状部２３が形成されている。連結部２４はエンジン（図示せず）側から延びる入力軸１の外周部にスプライン係合して連結される。ボス部２０は、クラッチケース７の内周部に出力側に突出して形成された支持部２１回りに回転自在に支持されている。ボス部２０の外周部にはばね保持部材４５が連結されており、ばね保持部材４５とピストン２８との間にリターンスプリング４７が圧縮状態で配置されている。歯２５は、筒状部２３から内周側に突出してかつ軸方向に延びて形成された凸状部分であり、円周方向に並んで配置されてクラッチプレート１７の外周部が係合する。
【００１８】
クラッチプレート１７及びクラッチディスク１８は、クラッチドラム１５内に複数枚収容されており、軸方向に交互に並んで配置されている。クラッチプレート１７の外周部には複数の歯が形成されており、この歯がクラッチドラム１５の歯２５に軸方向に移動自在かつ相対回転不能に係合している。クラッチディスク１８の内周部は出力側部材１６の外周部に軸方向に移動自在かつ相対回転不能に係合している。
【００１９】
ピストン２８は、クラッチドラム１５の円板状壁部２２と出力側部材１６との間に軸方向に移動自在に配置されている。ピストン２８の外周部出力側（図１の左方）には、隣接するクラッチプレート１７を押圧するための押圧面２８ａが形成されている。ピストン２８とクラッチドラム１５との間にはピストン２８を出力側に押圧するための作動油が供給される作動油室３０が形成されている。この作動油室３０は、クラッチケース７の内周部に形成された油路を３２介して油圧制御機構（図示せず）に連結されている。
【００２０】
出力側部材１６は、クラッチプレート１７及びクラッチディスク１８の内周側にピストン２８に対向して配置された環状部材であり、前述のように、外周部にはクラッチディスク１８が係合している。出力側部材１６の内周部には、トランスミッション（図示せず）側から延びる出力軸２の外周部が軸方向に移動自在かつ相対回転不能に係合している。
【００２１】
次に、クラッチドラム１５について詳細に説明する。
【００２２】
ここでは、クラッチドラム１５の筒状部２３及び歯２５に注目して説明する。
【００２３】
クラッチドラム１５は、前述のように、筒状部２３とクラッチプレート１７と係合するための複数の歯２５を有している。
【００２４】
図２及び３に示すように、歯２５は、軸方向に延びて円周方向に並んで複数箇所に形成されている。各歯２５の内周面は、軸方向に延びて形成された内周凹部２７と、内周凹部２７の回転方向両側に形成された歯頂部２９とを有している。内周凹部２７と歯頂部２９とは、回転方向に滑らかに連続して形成されている。各歯２５の回転方向両端面には歯面３１が形成されている。歯頂部２９と歯面３１とが交差する部分には歯角３３が形成されている。各歯２５の回転方向間には歯底面３５が形成されている。
【００２５】
筒状部２３の外周面には、内周凹部２７に対応して外周凹部３７が形成されている。外周凹部３７は、筒状部２３の外周面に滑らかに連続して形成されている。
【００２６】
ここで、図３に基づいて、この実施形態における筒状部２３及び歯２５の設計条件について説明する。
【００２７】
歯角３３と外周凹部３７との最短距離ｘは、内周凹部２７と外周凹部３７との最短距離ｙより長い。
【００２８】
歯底面３７を円周方向に連結する外周円弧ｐ１と、歯頂部２９を円周方向に連結する内周円弧ｐ２と、歯面３１を含む延長線ｑとにより画定された領域の面積を基準断面積Ｓとし、外周凹部３７と外周円弧ｐ１とによって画定される領域の面積を断面積Ｓ１とする。このとき、各歯２５において、断面積Ｓ１は基準断面積Ｓに対して０．０５以上０．４０以下の範囲にある。
【００２９】
また、内周凹部２７と内周円弧ｐ２とにより画定される領域の面積を断面積Ｓ２とする。このとき、各歯２５において、断面積Ｓ２は基準断面積Ｓに対して０．０５以上０．３０以下の範囲にある。
【００３０】
次にクラッチドラム１５の動作について説明する。
【００３１】
油圧制御機構により油路３２を介して作動油室３０に油圧が供給されると、ピストン２８が作動室３０内の作動油により出力側に押圧される。すると、ピストン２８はリターンスプリング４７の付勢力に抗して出力側に移動してクラッチプレート１７及びクラッチディスク１８を互いに圧着させる。これにより、クラッチプレート１７とクラッチディスク１８とは一体回転可能となり、エンジンからのトルクは、入力軸１、クラッチドラム１５、クラッチプレート１７、クラッチディスク１８、出力側部材１６、出力軸２を順次経由してトランスミッション側に伝達される。
【００３２】
このとき、クラッチドラム１５には、外周凹部３７及び内周凹部２７が形成されているため、各歯２５は凹部が設けられていない従来のクラッチドラムの歯に比べ薄肉に形成された部分を有する。したがって、このクラッチドラム１５は従来のクラッチドラムに比べ軽量化されている。また、外周凹部３７は外周面と回転方向に滑らかに形成されているため、筒状部２３外周面と作動油との間の攪拌抵抗が低減されるとともに、機械損失も低減することができる。さらに、外周及び内周に凹部が形成されているため、図４及び図５に示した従来の凹部に比べ各凹部の大きさを小さくして所望の軽量化が図れる。しかも、筒状部２３の外周側では作動油との攪拌抵抗をより低減させることができ、筒状部２３の内周面ではクラッチドラムの機械強度を十分に確保することができる。
【００３３】
［他の実施形態］
（ａ）筒状部２３及び歯２５の設計条件は、上記実施形態の条件に限定されず他の条件を採用することもできる。
【００３４】
（ｂ）筒状部２３及び歯２５には筒状部２３の内周側と外周側とを連通する連通孔が形成されてもよい。この構成によれば、筒状部２３の内周側から外周側あいは逆向きに作動油を供給することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、筒状部の外周及び内周に凹部が形成されているため、両凹部を比較的小さくしても所望の軽量化が図れる。しかも、クラッチドラムの機械損失を抑えかつクラッチドラムの機械強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるクラッチドラムを備えた多板クラッチを示す縦断面図。
【図２】 前記クラッチドラムを示す部分斜視図。
【図３】 前記クラッチドラムを示す部分上面図。
【図４】 従来のクラッチドラムの一例を示す部分上面図。
【図５】 従来のクラッチドラムの他の例を示す部分上面図。
【符号の説明】
１５ クラッチドラム
１７ クラッチプレート
２３ 筒状部
２５ 歯
２７ 内周凹部
２９ 歯頂部
３１ 歯面
３５ 歯底面
３７ 外周凹部

Claims (4)

1. 複数のクラッチプレートが収容されるクラッチドラムであって、
   筒状部と、
   前記筒状部の内周側に円周方向に並んで配置され軸方向に延びる複数の歯とを有し、
   前記複数の歯は内周面及び回転方向両側の歯面を有するとともに、前記筒状部の内周面側には前記複数の歯の回転方向間にある歯底面が形成されており、
   前記筒状部の外周面において前記複数の歯に対応する部分には内周側に窪む円弧状の面を有する第１凹部が形成され、前記複数の歯の内周面には外周側に窪む円弧状の面を有する第２凹部が形成されており、
   前記第１凹部は前記筒状部の外周面に滑らかに連続して形成されるとともに、前記第２凹部は前記歯の内周面と滑らかに連続して形成されている、
2. 前記複数の歯の内周面の円周方向端部と前記第１凹部との最短距離は前記第２凹部と前記第１凹部との最短距離より長い、請求項１に記載のクラッチドラム。
3. 前記歯底面を円周方向に連結した外周円弧と、前記複数の歯の最内周縁を円周方向に連結した内周円弧と、前記各歯の歯面を延ばした線とによって画定される断面の面積を基準断面積Ｓとし、
   前記第１凹部と前記外周円弧とによって画定される断面の面積を断面積Ｓ１としたとき、
   前記各歯において、前記断面積Ｓ１は前記基準断面積Ｓに対して０．０５以上０．４０以下の範囲である、
   請求項１または２に記載のクラッチドラム。
4. 前記歯底面を円周方向に延ばした外周円弧と、前記複数の歯の最内周縁を円周方向に連結した内周円弧と、前記各歯の歯面を延ばした線とによって画定される断面の面積を基準断面積Ｓとし、
   前記第２凹部と前記内周円弧とによって画定される断面の面積を前記断面積Ｓ２としたとき、
   前記各歯において、前記断面積Ｓ２は前記基準断面積Ｓに対して０．０５以上０．３０以下の範囲である、
   請求項１から３のいずれかに記載のクラッチドラム。

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