JP4125494B2 - 電磁多板クラッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の動力伝達系を断続するクラッチに関し、特にエンジンからの駆動力を断続する発進クラッチなどに用いられる多板クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、駆動力を伝達する多板クラッチとして、例えば特開平１０−７８０５２号公報に記載の技術が知られている。この従来技術は、図３に示すように、入力シャフト１０７と、入力シャフト１０７にスプライン嵌合した入力ドラム１０１と、該入力ドラム１０１にスプライン嵌合したドライブプレート１０４と、入力クラッチハブ１０２と、該入力クラッチハブ１０２にスプライン嵌合したドリブンプレート１０５と、クラッチを締結するピストン１０３から構成されている。
【０００３】
入力シャフト１０７が回転駆動すると、入力ドラム１０１も共に回転し、入力シャフト１０７に設けられた油路１０７ａから油圧がピストン室１０３ａに供給されることで、ピストン１０３がドライブプレート１０４及びドリブンプレート１０５を押圧し、入力ドラム１０１と入力クラッチハブ１０２が締結されることで、入力シャフト１０７の回転を入力クラッチハブ１０２に伝達することができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、クラッチパック全体を密封しなければならず、解放時に残っている潤滑油による引きずりトルク（以下ドラグトルクと記載する）が発生してしまい、低温時の油粘性が高い状態では、更にドラグトルクが大きいという問題があった。また、このドラグトルク発生により締結・解放時のトルク特性にヒステリシスが発生し、制御性の悪化を招くという問題があった。特に、この制御性の悪化は、例えばトルク伝達率を可変制御することで悪路走破性，発進性，加速性，車体の安定性等の向上を図る際、これらの効果が低下すると共に、経時変化に応じてトルク伝達特性を正確に補正することが困難であるという問題がある。
【０００５】
また、一般に、スプライン嵌合している回転体の軸心から軸方向に摺動する摺動部までの半径をｒとし、軸方向に摺動する部位の摺動抵抗をＦとすると、Ｆ＝ｋ／ｒ（ｋは定数）という関係が成立する。すなわち、軸心から径方向に対して近い位置では、軸方向への摺動抵抗が大きく、軸心から径方向に対して遠い位置では、軸方向への摺動抵抗が小さい。よって、スプライン嵌合部であって、軸方向に摺動する部材は軸心から遠い位置にあるのが好ましい。
【０００６】
本発明は上述のような課題に基づいて成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、発進クラッチなどに用いられる多板クラッチにおいて、締結・解放時のトルク伝達のヒステリシスを小さくすることによって、トルク容量制御時の制御性を向上することのできる電磁多板クラッチを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、入力側トルク伝達部材に連結した入力ドラムと、出力側トルク伝達部材に連結した入力クラッチハブとを備え、前記入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、操作手段によって電磁的に断続操作されるパイロットクラッチと、該パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するカム機構と、を備えた電磁多板クラッチにおいて、前記メインクラッチを、前記パイロットクラッチの径方向外側に配設し、前記入力ドラムを、入力側トルク伝達部材と連結した第１入力ドラムと、前記パイロットクラッチ締結時に前記カム機構により前記パイロットクラッチと軸方向に一体作動し前記メインクラッチを締結する第２入力ドラムとから構成し、前記メインクラッチの径方向外側であって、前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムのどちらか一方の入力ドラムの外径面をインローとした接合部を有し、該接合部であって、入力ドラム周方向等間隔に複数のボールスプラインを配置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記接合部の前記ボールスプライン以外の部位であって、入力ドラム径方向等間隔に複数の前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムに連通するとともに、前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムの摺動距離よりも大きい穴径を有する潤滑油排出穴を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記接合部の径方向に設けられた複数の潤滑油排出穴を、少なくとも軸方向に複数列設けるか、又は、接合部の軸方向中央部に設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記潤滑油排出穴は、前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムの摺動距離よりも大きい穴径を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の電磁多板クラッチには、入力ドラムが、入力側トルク伝達部材と連結した第１入力ドラムと、パイロットクラッチ締結時にカム機構と一体作動する第２入力ドラムとから構成されている。そして、第１入力ドラムと第２入力ドラムのどちらか一方の入力ドラムの外径面をインローとした接合部であって、入力ドラム周方向等間隔に複数のボールスプラインが配置されている。
すなわち、従来技術においては、軸心から径方向に近い位置で摺動するピストンを用いていたが、入力ドラムを第１入力ドラム及び第２入力ドラムから構成し、第２入力ドラムがピストンと同様の働きをし、外径面を接合部とすることで軸心から径方向に遠い位置に摺動部を設けており、更に摺動部にボールスプラインが配置されたことで、摺動抵抗を低減することが可能となり、締結及び解放時の摺動抵抗によるドラグトルクに起因するヒステリシスが大幅に減少でき、制御性の向上を図ることができる。また、パイロットクラッチの電流−トルク特性によりトルク伝達率を可変制御することで悪路走破性，発進性，加速性，車体の安定性等の向上を図り、更に経時変化に応じてトルク伝達特性を正確に補正する必要が無く、制御性の悪化を防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の電磁多板クラッチには、接合部のボールスプライン以外の部位であって、入力ドラム径方向等間隔に複数の第１入力ドラムと前記第２入力ドラムに連通する潤滑油排出穴が設けられている。
よって、解放時に確実に効率よく潤滑油をドラム外へ排出することでドラグトルクを抑えることができる。
【００１３】
請求項３記載の電磁多板クラッチには、接合部の径方向に設けられた複数の潤滑油排出穴が、少なくとも軸方向に複数列設けられることで、解放時に確実に潤滑油をドラム外へ排出することでドラグトルクを抑えることができる。
また、接合部の軸方向中央部に設けられた場合も同様に、解放時に確実に潤滑油をドラム外へ排出することでドラグトルクを抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の電磁多板クラッチにおいては、潤滑油排出穴の穴径が第１入力ドラムと第２入力ドラムの摺動距離に比べて大きくされているため、摺動によって潤滑油排出穴をふさいでしまうことが無く、排出効率を悪化させることがないという効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における変速機ユニットの発進クラッチ周辺を表す断面図、図２は本発明の実施の形態における変速機ユニットの発進クラッチの第１及び第２入力ドラム３１，３２の断面を表す図である。尚、本実施の形態に使用される自動変速機は、ギヤ式の多段自動変速機とし、変速動作等については説明を省略する。
【００１６】
２１は変速機ケース、２３は変速機ケース２１の前端開口に取着した入力クラッチハウジングを示す。入力クラッチハウジング２３には、ボルト取り付け座面２３ａでボルト１２により液密にフロントカバー２８が取着され、これによりトーショナルダンパ８０を収装する大気開放された第１収装室２３ｂを画成している。また、変速機ケース２１，入力クラッチハウジング２３の一部及びフロントカバー２８により油潤滑が成される第２収装室２１ａを画成している。
【００１７】
変速機ケース２１及び入力クラッチハウジング２３の間にはオイルポンプ２４を介在させている。このオイルポンプ２４は、ポンプハウジング２５及びポンプカバー２６により画成される空間内に内接歯車ポンプ要素を収納して構成した通常のギヤポンプである。ポンプカバー２６の内周に固定の中空スリーブ２７を嵌着し、この中空スリーブ２７内に入力シャフト５を回転自在に挿着する。
【００１８】
入力クラッチハウジング２３内に突出する入力シャフト５の前端部上には電磁多板クラッチを配置している。この電磁多板クラッチは、パイロットクラッチ４０と、このパイロットクラッチ４０の外周に配置したメインクラッチ３０と、このパイロットクラッチ４０の内周に配置したトルクカム機構５０から構成されている。
【００１９】
メインクラッチ３０の第１入力ドラム３１は、有底筒形状であり、有底側端部は、入力ハブ７０がスプライン圧入されている。また、この第１入力ドラム３１は、入力ハブ７０をナット７１により固定する軸部１３ｂと、オイルシール２８ａとの摺動部である小径軸１３ｄと、第１入力ドラム３１をフロントカバー２８により軸受２８ｂを介して支持するベアリング支持部１３ｅから構成されている。
【００２０】
メインクラッチ３０の第２入力ドラム３２は、有底二重筒形状をしており、最外筒面は図２に示すように、インロー部３２ａで第１入力ドラム３１と芯出しし、周方向等間隔で配置された複数のボールスプライン部３７により、第１入力ドラム３１と一体回転でき、かつ第２入力ドラム３２の軸方向移動時の摺動抵抗が極力小さくなるように構成されている。第２入力ドラム３２の外筒内周側は、電磁多板クラッチのドライブプレート（金属プレート）３３，リテーニングプレート３６がスプライン嵌合しており、端面は、スナップリング３６ａで抜け止めされている。
【００２１】
第２入力ドラム３２の内筒内径には、パイロットクラッチ４０を構成するロータ４１，アウタープレート４４，アーマチャ４３が一体回転可能なようにスプライン嵌合し、アーマチャ４３端面は、スナップリング４３ａにより抜け止めされている。ロータ４１の凹部には、電磁石４２が僅かな空隙を許容する形で、軸受４６により支持されており、ロータ４１が回転しても電磁石４２は非回転状態を維持できるようになっている。
【００２２】
第２入力ドラム３２の内筒外径部の外側には、入力クラッチハブ６０が進入しており、メインクラッチ３０のドライブプレート３３と交互に配置されるように、ペーパ摩擦材を接着したドリブンプレート３４が入力クラッチハブ６０の円筒面にスプライン嵌合している。また、ドリブンプレート３４の最左端面は、フローティングプレート３５を介して、入力クラッチハブ６０の接触部６０ａで押圧できるようになっている。
【００２３】
トルクカム機構５０は、第１カム部材５１，第２カム部材５２，カムフォロアー（ボール）５３から構成されている。第１カム部材５１の外径側は、入力クラッチハブ６０の延長部と一体溶接され、内径側は入力シャフト５の端部スプライン５ｅと嵌合しており、第１カム部材５１の軸方向移動はスラストニードル軸受Ｃ，第１入力ドラム３１の有底側面３１ａ，軸受２８ｂ，フロントカバー２８により規制されている。
【００２４】
第２カム部材５２の外径部は、パイロットクラッチ４０のインナープレート４５がスプライン嵌合しており、第２入力ドラム３２とスプライン嵌合するアウタープレート４４と交互配置されている。第２カム部材５２の軸方向推力は、スラストニードルベアリングＡを介してロータ４１に伝えられ、スナップリング４１ａにより、ロータ４１と同じだけ軸方向移動する。更に、アウタープレート４４，アーマチャ４３は、第２入力ドラム３２の内筒内径面にスプライン嵌合して、アーマチャ４３の端面はスナップリング４３ａで軸方向移動を規制されているため、第２カム部材５２が軸方向移動しても、パイロットクラッチ４０の電磁石４２，ロータ４１，アウタープレート４４，インナープレート４５，アーマチャ４３の軸方向相対位置関係は、軸方向移動していない状態と同一とすることができる。なお、ロータ４１は、ニードルベアリングＢを介して中空スリーブ２７上を軸方向移動し、第２入力ドラム３２は第１入力ドラム３１との間のボールスプライン部を摺動する。
【００２５】
図示しないエンジンの動力は、トーショナルダンパ８０のドリブンプレート８２と一体回転可能に嵌合し、第１入力ドラム３１に固定された入力ハブ７０、第１入力ドラム３１、第１入力ドラム３１とスプライン嵌合する第２入力ドラム３２、第２入力ドラム３２と一体回転可能に嵌合するパイロットクラッチ４０のロータ４１に伝達される。ロータ４１の一端４１ｂは、オイルポンプ２４の駆動爪になっている。
【００２６】
パイロットクラッチ４０を締結すると、トルクカム機構５０にエンジン回転が入力される。トルクカム機構５０は、ボールが傾斜面を転動するカム作用により入力クラッチハブ６０（ドリブン側）に図１の右方へ移動しようというスラスト力が発生する。一方その反力として、スラストニードルベアリングＡを介して、第２入力ドラム３２，ロータ４１及び電磁石４２をスナップリング１５で止められたリターン皿ばね１６に抗して図１の左方に移動させようとするスラスト力が作用する。
【００２７】
ところで、入力クラッチハブ６０は、入力シャフト５とスプライン嵌合するとともに、図１に示す右端部は、スラストニードル軸受Ｃで止められており、軸方向移動は不能になっているため、実際は、第２入力ドラム３２側が左方移動する。第２入力ドラム３２には、ドライブプレート３３が一体回転可能に嵌合しており、図１の右端側はリテーニングプレート３６を介してスナップリング３６ａで軸方向の移動を規制している。
【００２８】
一方、入力クラッチハブ６０側は、摩擦材フェーシングが両面に接着された、ドリブンプレート３４が入力クラッチハブ６０と一体回転可能に嵌合している。ドライブプレート３３と、ドリブンプレート３４とは、軸方向交互に配置されており、電磁多板クラッチ締結時において、入力クラッチハブ６０の接触面６０ａは、ドリブンプレート３４の摩擦材フェーシング面と接触し、フェーシング面を摩耗、剥離させてしまう。そこで、図１に示すようにフローティングプレート３５を介して当接するような構成としている。また、入力クラッチハブ６０の接触面６０ａに最も近いドリブンプレート３４だけは、ドライブプレート３３と接触する面にだけフェーシングを貼り、接触面６０ａ側は、フェーシングを貼らない構成にすればフローティングプレート３５を挿入しなくても良い。
【００２９】
次に電磁式多板クラッチの潤滑について説明する。
図示しないコントロールバルブ回路（従来のロックアップクラッチ供給回路の流用）から供給される潤滑油は、入力シャフト５の開口部５ｃ→中空部５ａ→開口部５ｂを介して、遠心ポンプ作用により、パイロットクラッチ４０及びその直上にあるメインクラッチ３０、各部軸受を潤滑する。また、入力シャフト５のエンジン側端部に設けられた、おわん型オリフィス４からも潤滑油が供給され、第１入力ドラム３１に設けられた開口部３１ｂを経由して、オイルシール２８ａ及び軸受２８ｂを潤滑すると共に、スラストニードルベアリングＣを経由して、第１入力ドラム３１の有底側面３１ａと入力クラッチハブ６０の間を通り、更に、ボールスプライン３７とスプライン３７のインロー側３２ａを潤滑する。
【００３０】
ここで、図２に示すように、入力ドラム３１と、入力ドラム３２の接合面には、周方向に複数の潤滑穴３１ｃ，３２ｃがそれぞれ連通し、かつ、穴径が第１入力ドラム３１と第２入力ドラム３２の摺動距離に比べて大きくされていることで、摺動によって潤滑穴３１ｃ，３２ｃをふさいでしまうことが無く、排出効率を悪化させることがない。更に、潤滑穴３１ｃが軸方向にも２列設けられている。よって、入力ドラム３２に単独で開口する潤滑穴３２ｂとあわせて効率よく第１及び第２入力ドラム３１，３２の外方に排出させることができる。これにより、解放時のドラグトルクを抑えることができる。なお、第１入力ドラム３１と、第２入力ドラム３２の接合面の潤滑穴３１ｃ，３２ｃは、２列にせず、メインクラッチ３０の軸方向ほぼ中央に１列開口しても、有効な潤滑が可能である。また、オイルポンプ２４最内周部の開口５ｄを経由する潤滑油は、軸受４６、電磁石４２を冷却する。更に、入力シャフト５の右端面に、おわん型オリフィス４が圧入されており、潤滑油の一部は、このおわん型オリフィス４→第１入力ドラムの開口部３１ｂを経由して、オイルシール２８ａ，軸受２８ｂを潤滑する。
【００３１】
第１入力ドラム３１及び第２入力ドラム３２には、複数の開口部が配置され、潤滑油は、この開口部を経由して、フロントカバー２８と入力クラッチハウジング２３とで密封された空間に溜まり、入力クラッチハウジング２３の下端部に開口する図示していないドレーンポートを経由して、変速機ケース２１側に設けられたオイルパン部にリターンされる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態における変速機ユニットにおいては、入力ドラムが、第１入力ドラム３１と第２入力ドラム３２とから構成され、第２入力ドラム３２の外径面をインローとしたインロー部３２ａであって、入力ドラム周方向等間隔に複数のボールスプライン３７が配置されている。よって、第２入力ドラム３２が従来技術におけるピストンと同様の働きをし、外径面を摺動部とすることで軸心から径方向に遠い位置に摺動部であるインロー部３２ａが設けられている。よって、摺動抵抗を低減することが可能となり、締結及び解放時の摺動抵抗によるひきずりトルクに起因するヒステリシスが生じることなく、制御性の向上を図ることができる。また、インロー部３２ａにボールスプライン３７が配置されたことで、更に摺動抵抗を低減することが可能となり、伝達トルクにヒステリシスが生じてしまい、制御性が悪化するという問題を解決することができる。また、パイロットクラッチ４０の電流−トルク特性によりトルク伝達率を可変制御することで悪路走破性，発進性，加速性，車体の安定性等の向上を図る際、電流−トルク特性にヒステリシスを設ける必要が無く、更に経時変化に応じてトルク伝達特性を正確に補正する必要が無く、制御性の悪化を防止することができる。
【００３３】
また、インロー部３２ａのボールスプライン３７以外の部位であって、入力ドラム径方向等間隔に複数の潤滑油排出穴３２ｃが、軸方向に複数列設けられることで、解放時に確実に潤滑油をドラム外へ排出することが可能となり、ドラグトルクを抑えることができる。また、この潤滑油排出穴３２ｃの穴径が第１入力ドラム３１と第２入力ドラム３２の摺動距離に比べて大きくされているため、摺動によって潤滑油排出穴３２ｃをふさいでしまうことが無く、排出効率を悪化させることがない。
【００３４】
（その他の実施の形態）
なお、本実施の形態では、軸方向に複数列の潤滑油排出穴３２ｃを設けたが、この構成に限られるものではなく、例えば、インロー部３２ａの軸方向中央部に一列だけ設けてもよい。この場合も、解放時に確実に潤滑油をドラム外へ排出することでドラグトルクを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における変速機ユニットの発進クラッチ周辺を表す断面図である。
【図２】実施の形態における第１入力ドラム及び第２入力ドラムの側面図である。
【図３】従来技術の多板クラッチを表す断面図である。
【符号の説明】
３ｄ 開口部
４ おわん型オリフィス
５ 入力シャフト
５ａ 中空部
５ｂ 開口部
５ｃ 開口部
６ ダンパ
１２ ボルト
１３ｂ 軸部
１３ｄ 小径軸
１３ｅ ベアリング支持部
１５ スナップリング
２１ａ 収装室
２１ 変速機ケース
２３ 入力クラッチハウジング
２３ａ 座面
２３ｂ 収装室
２４ オイルポンプ
２５ ポンプハウジング
２６ ポンプカバー
２７ 中空スリーブ
２８ フロントカバー
２８ａ オイルシール
２８ｂ 軸受
３０ メインクラッチ
３１ 第１入力ドラム
３１ａ 有底側面
３１ｂ 開口部
３１ｃ 潤滑油排出穴
３２ 第２入力ドラム
３２ａ インロー部
３２ｂ 潤滑穴
３２ｃ 潤滑油排出穴
３３ ドライブプレート
３４ ドリブンプレート
３５ フローティングプレート
３６ リテーニングプレート
３６ａ スナップリング
３７ ボールスプライン
３７ ボールスプライン部
４０ パイロットクラッチ
４１ａ スナップリング
４１ ロータ
４１ａ 一端
４２ 電磁石
４３ アーマチャ
４３ａ スナップリング
４４ アウタープレート
４５ インナープレート
４６ 軸受
５０ トルクカム機構
５１ カム部材
５２ カム部材
６０ 入力クラッチハブ
６０ａ 接触面
７０ 入力ハブ
７１ ナット
８０ トーショナルダンパ
８２ ドリブンプレート
１０１ 入力ドラム
１０２ 入力クラッチハブ
１０３ ピストン
１０３ａ ピストン室
１０４ ドライブプレート
１０５ ドリブンプレート
１０７ 入力シャフト
１０７ａ 油路
Ａ スラストニードルベアリング
Ｂ ニードルベアリング
Ｃ スラストニードルベアリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の動力伝達系を断続するクラッチに関し、特にエンジンからの駆動力を断続する発進クラッチなどに用いられる多板クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、駆動力を伝達する多板クラッチとして、例えば特開平１０−７８０５２号公報に記載の技術が知られている。この従来技術は、図３に示すように、入力シャフト１０７と、入力シャフト１０７にスプライン嵌合した入力ドラム１０１と、該入力ドラム１０１にスプライン嵌合したドライブプレート１０４と、入力クラッチハブ１０２と、該入力クラッチハブ１０２にスプライン嵌合したドリブンプレート１０５と、クラッチを締結するピストン１０３から構成されている。
【０００３】
入力シャフト１０７が回転駆動すると、入力ドラム１０１も共に回転し、入力シャフト１０７に設けられた油路１０７ａから油圧がピストン室１０３ａに供給されることで、ピストン１０３がドライブプレート１０４及びドリブンプレート１０５を押圧し、入力ドラム１０１と入力クラッチハブ１０２が締結されることで、入力シャフト１０７の回転を入力クラッチハブ１０２に伝達することができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、クラッチパック全体を密封しなければならず、解放時に残っている潤滑油による引きずりトルク（以下ドラグトルクと記載する）が発生してしまい、低温時の油粘性が高い状態では、更にドラグトルクが大きいという問題があった。また、このドラグトルク発生により締結・解放時のトルク特性にヒステリシスが発生し、制御性の悪化を招くという問題があった。特に、この制御性の悪化は、例えばトルク伝達率を可変制御することで悪路走破性，発進性，加速性，車体の安定性等の向上を図る際、これらの効果が低下すると共に、経時変化に応じてトルク伝達特性を正確に補正することが困難であるという問題がある。
【０００５】
また、一般に、スプライン嵌合している回転体の軸心から軸方向に摺動する摺動部までの半径をｒとし、軸方向に摺動する部位の摺動抵抗をＦとすると、Ｆ＝ｋ／ｒ（ｋは定数）という関係が成立する。すなわち、軸心から径方向に対して近い位置では、軸方向への摺動抵抗が大きく、軸心から径方向に対して遠い位置では、軸方向への摺動抵抗が小さい。よって、スプライン嵌合部であって、軸方向に摺動する部材は軸心から遠い位置にあるのが好ましい。
【０００６】
本発明は上述のような課題に基づいて成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、発進クラッチなどに用いられる多板クラッチにおいて、締結・解放時のトルク伝達のヒステリシスを小さくすることによって、トルク容量制御時の制御性を向上することのできる電磁多板クラッチを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、入力側トルク伝達部材に連結した入力ドラムと、出力側トルク伝達部材に連結した入力クラッチハブとを備え、前記入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、操作手段によって電磁的に断続操作されるパイロットクラッチと、該パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するカム機構と、を備えた電磁多板クラッチにおいて、前記メインクラッチを、前記パイロットクラッチの径方向外側に配設し、前記入力ドラムを、入力側トルク伝達部材と連結した第１入力ドラムと、前記パイロットクラッチ締結時に前記カム機構により前記パイロットクラッチと軸方向に一体作動し前記メインクラッチを締結する第２入力ドラムとから構成し、前記メインクラッチの径方向外側であって、前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムのどちらか一方の入力ドラムの外径面をインローとした接合部を有し、該接合部であって、入力ドラム周方向等間隔に複数のボールスプラインを配置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記接合部の前記ボールスプライン以外の部位であって、入力ドラム径方向等間隔に複数の前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムに連通するとともに、前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムの摺動距離よりも大きい穴径を有する潤滑油排出穴を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記接合部の径方向に設けられた複数の潤滑油排出穴を、少なくとも軸方向に複数列設けるか、又は、接合部の軸方向中央部に設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記潤滑油排出穴は、前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムの摺動距離よりも大きい穴径を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の電磁多板クラッチには、入力ドラムが、入力側トルク伝達部材と連結した第１入力ドラムと、パイロットクラッチ締結時にカム機構と一体作動する第２入力ドラムとから構成されている。そして、第１入力ドラムと第２入力ドラムのどちらか一方の入力ドラムの外径面をインローとした接合部であって、入力ドラム周方向等間隔に複数のボールスプラインが配置されている。
すなわち、従来技術においては、軸心から径方向に近い位置で摺動するピストンを用いていたが、入力ドラムを第１入力ドラム及び第２入力ドラムから構成し、第２入力ドラムがピストンと同様の働きをし、外径面を接合部とすることで軸心から径方向に遠い位置に摺動部を設けており、更に摺動部にボールスプラインが配置されたことで、摺動抵抗を低減することが可能となり、締結及び解放時の摺動抵抗によるドラグトルクに起因するヒステリシスが大幅に減少でき、制御性の向上を図ることができる。また、パイロットクラッチの電流−トルク特性によりトルク伝達率を可変制御することで悪路走破性，発進性，加速性，車体の安定性等の向上を図り、更に経時変化に応じてトルク伝達特性を正確に補正する必要が無く、制御性の悪化を防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の電磁多板クラッチには、接合部のボールスプライン以外の部位であって、入力ドラム径方向等間隔に複数の第１入力ドラムと前記第２入力ドラムに連通する潤滑油排出穴が設けられている。
よって、解放時に確実に効率よく潤滑油をドラム外へ排出することでドラグトルクを抑えることができる。
【００１３】
請求項３記載の電磁多板クラッチには、接合部の径方向に設けられた複数の潤滑油排出穴が、少なくとも軸方向に複数列設けられることで、解放時に確実に潤滑油をドラム外へ排出することでドラグトルクを抑えることができる。
また、接合部の軸方向中央部に設けられた場合も同様に、解放時に確実に潤滑油をドラム外へ排出することでドラグトルクを抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の電磁多板クラッチにおいては、潤滑油排出穴の穴径が第１入力ドラムと第２入力ドラムの摺動距離に比べて大きくされているため、摺動によって潤滑油排出穴をふさいでしまうことが無く、排出効率を悪化させることがないという効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における変速機ユニットの発進クラッチ周辺を表す断面図、図２は本発明の実施の形態における変速機ユニットの発進クラッチの第１及び第２入力ドラム３１，３２の断面を表す図である。尚、本実施の形態に使用される自動変速機は、ギヤ式の多段自動変速機とし、変速動作等については説明を省略する。
【００１６】
２１は変速機ケース、２３は変速機ケース２１の前端開口に取着した入力クラッチハウジングを示す。入力クラッチハウジング２３には、ボルト取り付け座面２３ａでボルト１２により液密にフロントカバー２８が取着され、これによりトーショナルダンパ８０を収装する大気開放された第１収装室２３ｂを画成している。また、変速機ケース２１，入力クラッチハウジング２３の一部及びフロントカバー２８により油潤滑が成される第２収装室２１ａを画成している。
【００１７】
変速機ケース２１及び入力クラッチハウジング２３の間にはオイルポンプ２４を介在させている。このオイルポンプ２４は、ポンプハウジング２５及びポンプカバー２６により画成される空間内に内接歯車ポンプ要素を収納して構成した通常のギヤポンプである。ポンプカバー２６の内周に固定の中空スリーブ２７を嵌着し、この中空スリーブ２７内に入力シャフト５を回転自在に挿着する。
【００１８】
入力クラッチハウジング２３内に突出する入力シャフト５の前端部上には電磁多板クラッチを配置している。この電磁多板クラッチは、パイロットクラッチ４０と、このパイロットクラッチ４０の外周に配置したメインクラッチ３０と、このパイロットクラッチ４０の内周に配置したトルクカム機構５０から構成されている。
【００１９】
メインクラッチ３０の第１入力ドラム３１は、有底筒形状であり、有底側端部は、入力ハブ７０がスプライン圧入されている。また、この第１入力ドラム３１は、入力ハブ７０をナット７１により固定する軸部１３ｂと、オイルシール２８ａとの摺動部である小径軸１３ｄと、第１入力ドラム３１をフロントカバー２８により軸受２８ｂを介して支持するベアリング支持部１３ｅから構成されている。
【００２０】
メインクラッチ３０の第２入力ドラム３２は、有底二重筒形状をしており、最外筒面は図２に示すように、インロー部３２ａで第１入力ドラム３１と芯出しし、周方向等間隔で配置された複数のボールスプライン部３７により、第１入力ドラム３１と一体回転でき、かつ第２入力ドラム３２の軸方向移動時の摺動抵抗が極力小さくなるように構成されている。第２入力ドラム３２の外筒内周側は、電磁多板クラッチのドライブプレート（金属プレート）３３，リテーニングプレート３６がスプライン嵌合しており、端面は、スナップリング３６ａで抜け止めされている。
【００２１】
第２入力ドラム３２の内筒内径には、パイロットクラッチ４０を構成するロータ４１，アウタープレート４４，アーマチャ４３が一体回転可能なようにスプライン嵌合し、アーマチャ４３端面は、スナップリング４３ａにより抜け止めされている。ロータ４１の凹部には、電磁石４２が僅かな空隙を許容する形で、軸受４６により支持されており、ロータ４１が回転しても電磁石４２は非回転状態を維持できるようになっている。
【００２２】
第２入力ドラム３２の内筒外径部の外側には、入力クラッチハブ６０が進入しており、メインクラッチ３０のドライブプレート３３と交互に配置されるように、ペーパ摩擦材を接着したドリブンプレート３４が入力クラッチハブ６０の円筒面にスプライン嵌合している。また、ドリブンプレート３４の最左端面は、フローティングプレート３５を介して、入力クラッチハブ６０の接触部６０ａで押圧できるようになっている。
【００２３】
トルクカム機構５０は、第１カム部材５１，第２カム部材５２，カムフォロアー（ボール）５３から構成されている。第１カム部材５１の外径側は、入力クラッチハブ６０の延長部と一体溶接され、内径側は入力シャフト５の端部スプライン５ｅと嵌合しており、第１カム部材５１の軸方向移動はスラストニードル軸受Ｃ，第１入力ドラム３１の有底側面３１ａ，軸受２８ｂ，フロントカバー２８により規制されている。
【００２４】
第２カム部材５２の外径部は、パイロットクラッチ４０のインナープレート４５がスプライン嵌合しており、第２入力ドラム３２とスプライン嵌合するアウタープレート４４と交互配置されている。第２カム部材５２の軸方向推力は、スラストニードルベアリングＡを介してロータ４１に伝えられ、スナップリング４１ａにより、ロータ４１と同じだけ軸方向移動する。更に、アウタープレート４４，アーマチャ４３は、第２入力ドラム３２の内筒内径面にスプライン嵌合して、アーマチャ４３の端面はスナップリング４３ａで軸方向移動を規制されているため、第２カム部材５２が軸方向移動しても、パイロットクラッチ４０の電磁石４２，ロータ４１，アウタープレート４４，インナープレート４５，アーマチャ４３の軸方向相対位置関係は、軸方向移動していない状態と同一とすることができる。なお、ロータ４１は、ニードルベアリングＢを介して中空スリーブ２７上を軸方向移動し、第２入力ドラム３２は第１入力ドラム３１との間のボールスプライン部を摺動する。
【００２５】
図示しないエンジンの動力は、トーショナルダンパ８０のドリブンプレート８２と一体回転可能に嵌合し、第１入力ドラム３１に固定された入力ハブ７０、第１入力ドラム３１、第１入力ドラム３１とスプライン嵌合する第２入力ドラム３２、第２入力ドラム３２と一体回転可能に嵌合するパイロットクラッチ４０のロータ４１に伝達される。ロータ４１の一端４１ｂは、オイルポンプ２４の駆動爪になっている。
【００２６】
パイロットクラッチ４０を締結すると、トルクカム機構５０にエンジン回転が入力される。トルクカム機構５０は、ボールが傾斜面を転動するカム作用により入力クラッチハブ６０（ドリブン側）に図１の右方へ移動しようというスラスト力が発生する。一方その反力として、スラストニードルベアリングＡを介して、第２入力ドラム３２，ロータ４１及び電磁石４２をスナップリング１５で止められたリターン皿ばね１６に抗して図１の左方に移動させようとするスラスト力が作用する。
【００２７】
ところで、入力クラッチハブ６０は、入力シャフト５とスプライン嵌合するとともに、図１に示す右端部は、スラストニードル軸受Ｃで止められており、軸方向移動は不能になっているため、実際は、第２入力ドラム３２側が左方移動する。第２入力ドラム３２には、ドライブプレート３３が一体回転可能に嵌合しており、図１の右端側はリテーニングプレート３６を介してスナップリング３６ａで軸方向の移動を規制している。
【００２８】
一方、入力クラッチハブ６０側は、摩擦材フェーシングが両面に接着された、ドリブンプレート３４が入力クラッチハブ６０と一体回転可能に嵌合している。ドライブプレート３３と、ドリブンプレート３４とは、軸方向交互に配置されており、電磁多板クラッチ締結時において、入力クラッチハブ６０の接触面６０ａは、ドリブンプレート３４の摩擦材フェーシング面と接触し、フェーシング面を摩耗、剥離させてしまう。そこで、図１に示すようにフローティングプレート３５を介して当接するような構成としている。また、入力クラッチハブ６０の接触面６０ａに最も近いドリブンプレート３４だけは、ドライブプレート３３と接触する面にだけフェーシングを貼り、接触面６０ａ側は、フェーシングを貼らない構成にすればフローティングプレート３５を挿入しなくても良い。
【００２９】
次に電磁式多板クラッチの潤滑について説明する。
図示しないコントロールバルブ回路（従来のロックアップクラッチ供給回路の流用）から供給される潤滑油は、入力シャフト５の開口部５ｃ→中空部５ａ→開口部５ｂを介して、遠心ポンプ作用により、パイロットクラッチ４０及びその直上にあるメインクラッチ３０、各部軸受を潤滑する。また、入力シャフト５のエンジン側端部に設けられた、おわん型オリフィス４からも潤滑油が供給され、第１入力ドラム３１に設けられた開口部３１ｂを経由して、オイルシール２８ａ及び軸受２８ｂを潤滑すると共に、スラストニードルベアリングＣを経由して、第１入力ドラム３１の有底側面３１ａと入力クラッチハブ６０の間を通り、更に、ボールスプライン３７とスプライン３７のインロー側３２ａを潤滑する。
【００３０】
ここで、図２に示すように、入力ドラム３１と、入力ドラム３２の接合面には、周方向に複数の潤滑穴３１ｃ，３２ｃがそれぞれ連通し、かつ、穴径が第１入力ドラム３１と第２入力ドラム３２の摺動距離に比べて大きくされていることで、摺動によって潤滑穴３１ｃ，３２ｃをふさいでしまうことが無く、排出効率を悪化させることがない。更に、潤滑穴３１ｃが軸方向にも２列設けられている。よって、入力ドラム３２に単独で開口する潤滑穴３２ｂとあわせて効率よく第１及び第２入力ドラム３１，３２の外方に排出させることができる。これにより、解放時のドラグトルクを抑えることができる。なお、第１入力ドラム３１と、第２入力ドラム３２の接合面の潤滑穴３１ｃ，３２ｃは、２列にせず、メインクラッチ３０の軸方向ほぼ中央に１列開口しても、有効な潤滑が可能である。また、オイルポンプ２４最内周部の開口５ｄを経由する潤滑油は、軸受４６、電磁石４２を冷却する。更に、入力シャフト５の右端面に、おわん型オリフィス４が圧入されており、潤滑油の一部は、このおわん型オリフィス４→第１入力ドラムの開口部３１ｂを経由して、オイルシール２８ａ，軸受２８ｂを潤滑する。
【００３１】
第１入力ドラム３１及び第２入力ドラム３２には、複数の開口部が配置され、潤滑油は、この開口部を経由して、フロントカバー２８と入力クラッチハウジング２３とで密封された空間に溜まり、入力クラッチハウジング２３の下端部に開口する図示していないドレーンポートを経由して、変速機ケース２１側に設けられたオイルパン部にリターンされる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態における変速機ユニットにおいては、入力ドラムが、第１入力ドラム３１と第２入力ドラム３２とから構成され、第２入力ドラム３２の外径面をインローとしたインロー部３２ａであって、入力ドラム周方向等間隔に複数のボールスプライン３７が配置されている。よって、第２入力ドラム３２が従来技術におけるピストンと同様の働きをし、外径面を摺動部とすることで軸心から径方向に遠い位置に摺動部であるインロー部３２ａが設けられている。よって、摺動抵抗を低減することが可能となり、締結及び解放時の摺動抵抗によるひきずりトルクに起因するヒステリシスが生じることなく、制御性の向上を図ることができる。また、インロー部３２ａにボールスプライン３７が配置されたことで、更に摺動抵抗を低減することが可能となり、伝達トルクにヒステリシスが生じてしまい、制御性が悪化するという問題を解決することができる。また、パイロットクラッチ４０の電流−トルク特性によりトルク伝達率を可変制御することで悪路走破性，発進性，加速性，車体の安定性等の向上を図る際、電流−トルク特性にヒステリシスを設ける必要が無く、更に経時変化に応じてトルク伝達特性を正確に補正する必要が無く、制御性の悪化を防止することができる。
【００３３】
また、インロー部３２ａのボールスプライン３７以外の部位であって、入力ドラム径方向等間隔に複数の潤滑油排出穴３２ｃが、軸方向に複数列設けられることで、解放時に確実に潤滑油をドラム外へ排出することが可能となり、ドラグトルクを抑えることができる。また、この潤滑油排出穴３２ｃの穴径が第１入力ドラム３１と第２入力ドラム３２の摺動距離に比べて大きくされているため、摺動によって潤滑油排出穴３２ｃをふさいでしまうことが無く、排出効率を悪化させることがない。
【００３４】
（その他の実施の形態）
なお、本実施の形態では、軸方向に複数列の潤滑油排出穴３２ｃを設けたが、この構成に限られるものではなく、例えば、インロー部３２ａの軸方向中央部に一列だけ設けてもよい。この場合も、解放時に確実に潤滑油をドラム外へ排出することでドラグトルクを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における変速機ユニットの発進クラッチ周辺を表す断面図である。
【図２】実施の形態における第１入力ドラム及び第２入力ドラムの側面図である。
【図３】従来技術の多板クラッチを表す断面図である。
【符号の説明】
３ｄ 開口部
４ おわん型オリフィス
５ 入力シャフト
５ａ 中空部
５ｂ 開口部
５ｃ 開口部
６ ダンパ
１２ ボルト
１３ｂ 軸部
１３ｄ 小径軸
１３ｅ ベアリング支持部
１５ スナップリング
２１ａ 収装室
２１ 変速機ケース
２３ 入力クラッチハウジング
２３ａ 座面
２３ｂ 収装室
２４ オイルポンプ
２５ ポンプハウジング
２６ ポンプカバー
２７ 中空スリーブ
２８ フロントカバー
２８ａ オイルシール
２８ｂ 軸受
３０ メインクラッチ
３１ 第１入力ドラム
３１ａ 有底側面
３１ｂ 開口部
３１ｃ 潤滑油排出穴
３２ 第２入力ドラム
３２ａ インロー部
３２ｂ 潤滑穴
３２ｃ 潤滑油排出穴
３３ ドライブプレート
３４ ドリブンプレート
３５ フローティングプレート
３６ リテーニングプレート
３６ａ スナップリング
３７ ボールスプライン
３７ ボールスプライン部
４０ パイロットクラッチ
４１ａ スナップリング
４１ ロータ
４１ａ 一端
４２ 電磁石
４３ アーマチャ
４３ａ スナップリング
４４ アウタープレート
４５ インナープレート
４６ 軸受
５０ トルクカム機構
５１ カム部材
５２ カム部材
６０ 入力クラッチハブ
６０ａ 接触面
７０ 入力ハブ
７１ ナット
８０ トーショナルダンパ
８２ ドリブンプレート
１０１ 入力ドラム
１０２ 入力クラッチハブ
１０３ ピストン
１０３ａ ピストン室
１０４ ドライブプレート
１０５ ドリブンプレート
１０７ 入力シャフト
１０７ａ 油路
Ａ スラストニードルベアリング
Ｂ ニードルベアリング
Ｃ スラストニードルベアリング
Claims (4)
- 入力側トルク伝達部材に連結した入力ドラムと、出力側トルク伝達部材に連結した入力クラッチハブとを備え、前記入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、
操作手段によって電磁的に断続操作されるパイロットクラッチと、
該パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するカム機構と、
を備えた電磁多板クラッチにおいて、
前記メインクラッチを、前記パイロットクラッチの径方向外側に配設し、
前記入力ドラムを、入力側トルク伝達部材と連結した第１入力ドラムと、前記パイロットクラッチ締結時に前記カム機構により前記パイロットクラッチと軸方向に一体作動し前記メインクラッチを締結する第２入力ドラムとから構成し、
前記メインクラッチの径方向外側であって、前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムのどちらか一方の入力ドラムの外径面をインローとした接合部を有し、該接合部であって、入力ドラム周方向等間隔に複数のボールスプラインを配置したことを特徴とする電磁多板クラッチ。 - 請求項１に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記接合部の前記ボールスプライン以外の部位であって、入力ドラム径方向等間隔に複数の前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムに連通する潤滑油排出穴を設けたことを特徴とする電磁多板クラッチ。 - 請求項１または２に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記接合部の径方向に設けられた複数の潤滑油排出穴を、少なくとも軸方向に複数列設けるか、又は、接合部の軸方向中央部に設けたことを特徴とする電磁多板クラッチ。 - 請求項２または３に記載の電磁多板クラッチにおいて、
前記潤滑油排出穴は、前記第１入力ドラムと前記第２入力ドラムの摺動距離よりも大きい穴径を有することを特徴とする電磁多板クラッチ。
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