JP4847279B2 - 発進装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輌のエンジンと自動変速機の間に介在される発進装置であり、ピストン、クラッチ、及びダンパから成る発進装置に関するものである。

一般に、車輌の発進装置として、トルクコンバータ及びフルードカップリング等の流体伝動装置が用いられている。該流体伝動装置は車輌が停止状態にあっても駆動源の回転を継続する内燃エンジンなどにあっては、該流体伝動装置の流体の滑りにより、自動変速機入力軸とエンジン出力軸との間の相対回転を許容し、駆動源の回転を維持している。そして、車輌の発進時にあっては、流体伝動装置の流体の滑りにより滑らかに発進してエンジン動力を自動変速機入力軸に伝達することが出来る。

トルクコンバータなどの流体伝動装置は、上記相対回転及び滑りによる発進を自動的に行って良好な発進機能を有するが、逆に構造が複雑である為に大掛かりな装置に成ってしまい、車輌のコンパクト化及び軽量化の障害と成っている。又、流体を介して動力伝達する為、動力の損失が発生し、それを防ぐためにロックアップクラッチが設けられているが、さらに構造を複雑化している。しかも、ロックアップクラッチを備えたからといって上記流体による動力損失がなくなる訳ではない。

近年、自動変速機の多段化、さらには無段変速装置(ＣＶＴ)の出現に伴って、トルクコンバータなどによるトルク比の増大及び変速時の流体による衝撃緩和作用への要求が小さくなり、上記自動変速機のコンパクト化の要求に基づき、流体を用いない発進装置が提案されている。

このような発進装置として、例えば特開２００１−３９５５号に係る「発進クラッチ」は、内燃エンジンのクランク軸に連結されているハウジング内に、多板クラッチ、ダンパ装置、及びワンウエイクラッチが収納されており、車輌停止時には押圧スプリングにより多板クラッチを接続し、所定クリープ力を発生し、車輌発進時には、油圧室への油圧供給に基づくピストンの押圧により多板クラッチを係合し、そして、ダンパ装置を介して衝撃を吸収してエンジンの駆動力を入力軸に伝達しており、更にワンウエイクラッチにより坂道発進時の車輌後退が防止されている。

ところで、発進装置のクラッチ部は、プレートとディスクを係合させてトルクを伝達する構造と成っている為に、係合の際にはプレートとディスクには摩擦による熱が発生する。この摩擦熱はプレートとディスク間に潤滑油を流して冷却しなくてはならない。しかし、実際には潤滑油の流出口がなく、各プレート間の隙間及び各ディスク間の隙間に澱んでしまって潤滑油は十分に流れることが出来ず、その為に十分な冷却が出来ない。従って、プレートとディスクの摩擦材が焼き付いてしまうといった問題が発生する。
特開２００１−３９５５号に係る「発進クラッチ」

このように、従来の発進装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であって、潤滑油がクラッチのプレートとディスクの間をスムーズに流れるようにし、焼き付けの発生を防止することが出来る発進装置を提供する。

本発明に係る発進装置はクラッチとダンパを備え、その基本構造は従来の発進装置と共通している。すなわち、複数枚のプレートとディスクが交互に配列し、プレートはその外周がクラッチケース(外殻)に設けたガイド(スプライン軸穴)に係合して軸方向への移動を可能とし、又プレート間に挟まれたディスクはその内周がホルダーに設けたガイド(スプライン軸)と係合して軸方向への移動が可能なように取付けられている。そこで、外殻のスプライン軸穴と噛み合ったプレートは外殻と共に回転し、プレートがディスクと係合することでディスクは回転して動力の伝達が行われる。

そして、上記クラッチのプレートとディスクが係合することが出来るように、軸方向へ移動するピストンを有している。ピストンは油圧室へ作動油が供給されることで移動可能としている。ところで、上記プレートの外周部には潤滑油が流れる油穴を貫通して設け、同じくディスク内周部にも油穴を貫通している。ただし、複数枚のプレート及びディスクに設ける上記油穴の半径位置、及び位相角は必ずしも一致させる必要はない。

一方、ピストンの内側(クラッチ側)には強制潤滑羽根を設け、上記プレート及びディスクの油穴へ潤滑油を強制的に流し込む働きをすることが出来る。ここで、羽根はピストンと共に回転し、羽根が独立して回転はしない構造としている。

本発明の発進装置はプレート及びディスクに油穴を貫通して設けている為に、潤滑油はこれら油穴を流れて各プレート間の隙間及び各ディスク間の隙間へ流入することが出来る。従って、潤滑油は上記プレートとディスクの摩擦材の溝に進入してクラッチの焼き付けが防止される。更に、ピストンの内側に強制潤滑羽根を設けることで、該ピストンの回転と共に潤滑油はプレート及びディスク側へ強制的に送り出されて上記油穴へ流れ込み、摩擦面に進入する。

図１は本発明に係る発進装置を示す実施例であり、その断面を表している。同図の１はクラッチ、２はダンパ、３はピストン、４は外殻を夫々表している。エンジンのクランク軸４の先端には連結板５が取着され、発進装置の外殻６のフロント部７に溶接された連結板８が上記連結板５と繋がっている。従って、外殻６はクランク軸４と共に回転することが出来る。ここで、発進装置はフロント部７の中心にはセンターピース９が設けられてクランク軸４の先端穴に嵌り、後方へ延びる軸パイプ１０は軸受けにて支持されている。

外殻６の内部には上記クラッチ１、ダンパ２、及びピストン３が内蔵され、しかも潤滑油が満たされた油室１１と成っている。潤滑油は上記ダンパ２の中心に設けているハブ１２に設けた穴１３から供給され、矢印に沿って流れ、クラッチ１が摩擦熱で焼き付くことを防止することが出来る。クラッチ１を流れた潤滑油はダンパ２の周りを通過して外殻６から軸パイプ１０へ流れる。

ところで、クラッチ１は複数枚のプレート１４，１４・・と複数枚のディスク１５，１５・・から成り、プレート１４，１４・・とディスク１５，１５・・は交互に配列している。プレート１４はリング状の円盤であり、外周にはスプライン歯形が形成され、外殻６の内周側に形成したスプライン軸穴に係合して取付けられている。従って、プレート１４は外殻６と共に回転することが出来る。

一方のディスク１５はリング状の円盤であり、内径穴はスプライン歯形を形成しており、ダンパ２と連結しているホルダー１６の外周に設けたスプライン軸に嵌っている。そして、ディスク外径はプレート１４より小さく、内径もプレート１４より小さく成っていて、該ディスク１５の外周部はプレート１４の内周部と当接し合うことが出来る。ここで、プレート１４の表面には摩擦材１７が設けられており、ディスク１５と接することで大きな摩擦力を発生する。

上記センターピース９と同軸をなして内側へ延びる軸１８にはピストン３が取付けられ、該ピストン３は油圧室１９へ作動油をポンプで供給することで右側へ移動してプレート１４を押圧する。その結果、各プレート１４，１４・・及びディスク１５，１５・・は互いに係合して摩擦力を発生し、プレート１４，１４・・が外殻６と共に回転している場合には、ディスク１５，１５・・に回転トルクを伝達する。

上記油圧室１９へは、ハブ１２の軸穴に嵌った軸２０の中心穴２１を作動油が流れて流入する。ピストン３は軸１８に沿って移動し、作動油が漏れないように軸外周との間にはＯリングが介在し、同じくフロント部７に形成したガイド内面との間にもＯリングを設けている。又、油圧室１９へ作動油を供給しない時にはクラッチ１が働かないように戻しバネ２２を取付けて、ピストン３を押し戻すことが出来る。

クラッチ１が働いていない時には、プレート１４，１４・・はディスク１５，１５・・と係合状態にない為、プレート１４，１４・・の回転はディスク１５，１５・・へ伝達されない。しかし、クラッチ１が働くならば、プレート１４，１４・・がディスク１５，１５・・と係合して該ディスク１５，１５・・は回転し、同時にホルダー１６が回転する。そして、この回転はハブ１２へ伝達されるが、間にダンパ２が介在していることで、衝撃トルクはダンパ２によって吸収される。

本発明では上記ダンパ２の具体的な構造は限定しないことにする。車のアクセルを踏むならば軸２０の中心穴２１から作動油が流れてピストン３が移動し、その結果、クラッチ１が働く。この際、クラッチ１が作動することで、停止しているディスク１５，１５・・が瞬間的に回転し、その結果、衝撃トルクが発生する。この衝撃トルクをダンパ２が吸収することが出来る。

ところで、本発明では上記クラッチ１が摩擦熱で焼き付けを生じないように構成している。そこで、プレート１４，１４・・には油穴２３，２３・・が貫通して設けられ、同じくディスク１５，１５・・にも油穴２４，２４・・が貫通して設けられている。ハブ１２に設けた穴１３から供給される潤滑油は油室１１に溜まり、該潤滑油は油穴２３，２３・・、及び油穴２４，２４・・を流れる。

図２はディスク１５がホルダー１６のスプライン軸に嵌って取付けられている平面図であり、該ディスク１５には円弧状の細長い油穴２４，２４・・が設けられている。従って、各ディスク１５，１５・・間の隙間に潤滑油が澱むことはなく流れ、同じくプレート１４，１４・・間の隙間にも潤滑油が澱むことなく流れる。その結果、プレート１４，１４・・及びディスク１５，１５・・は冷却されて、摩擦熱にて焼き付くことが防止なされる。

ところで、本発明では上記プレート１４，１４・・に油穴２３，２３・・を貫通して設け、同じくディスク１５，１５・・にも油穴２４，２４・・を貫通して設けている。この場合、油穴２３，２３・・、及び油穴２４，２４・・の位置(半径位置、位相角)を違わせることで、流れる潤滑油は各プレート１４，１４・・間の隙間に澱むことなく、及びディスク１５，１５・・間の隙間に澱むことなく、ディスク面の摩擦材１７に形成した溝３０，３０・・に進入する。

図２に示すディスク１５の表面外周部にはリング状の摩擦材１７が固着され、この摩擦材１７には溝３０，３０・・が格子状に形成されている。油穴２３，２３・・、２４，２４・・の位置を違わせることで、潤滑油は該溝３０，３０・・へ進入し易くなる。

図３は本発明の発進装置を表している他の実施例である。殆どの構造は前記図１に示した発進装置と同じであるが、同図に示す発進装置は強制潤滑を行う羽根２５をピストン内側に設けている。勿論、羽根２５がピストンから独立して単独で回転するものではないが、ピストンと共に油室の中で回転することで、作動油を強制的にクラッチ１へ送り出すことが出来る。

図４はピストン３のクラッチ側からの正面図であり、外周にはスプライン歯形形成されていて、プレート１４，１４・・と同じく外殻６の内周に形成したスプライン軸穴と噛み合うことが出来る。従って、ピストン３は外殻６及びプレート１４，１４・・と共に回転する。そして、このピストン３の内側(クラッチ側)には所定の半径領域に複数の凹部２６，２６・・が等間隔でリング状に形成されている。

そして、各凹部２６，２６・・の間には湾曲して半径方向に延びる羽根２５，２５・・が設けられ、羽根２５，２５・・は該凹部２６，２６・・を仕切った状態と成っている。又、各凹部２６，２６・・を跨ぐようにコアプレート２７がリング状に設けられている。該コアプレート２７は上記凹部２６，２６・・の表面中央部を塞ぐように形成され、内径側入口２８，２８・・と外径側出口２９，２９・・は開口すると共に、これら内径側入口２８，２８・・は凹部底において外径側出口２９，２９・・に連通している。

図５はピストン内側面に形成した凹部２６，２６・・及び羽根２５，２５・・を表しているが、コアプレート２７を境として内径側入口２８から潤滑油が入り、外径側出口２９から流れ出る。ここで、各凹部２６，２６・・は上記羽根２５，２５・・によって仕切られ、羽根２５，２５・・は湾曲し又は傾斜して半径方向へ延びている。その為に、ピストン３が回転するならば、凹部２６，２６・・に溜まっている潤滑油は遠心力の作用と羽根２５，２５・・によって外方向へ流れて凹部２６，２６・・から流出する。図５ではコアプレート２７の断面を概略コ形として、潤滑油が内径側入口２８から入り易く、外径側出口２９から出易いように成っている。

流出する凹部２６，２６・・の潤滑油を補う為に油室１１の潤滑油が流入する為に、内径側入口２８，２８・・から流入して外径側出口２９，２９・・へ流出する潤滑油の一連の流れが繰り返し形成される。そして、凹部２６，２６・・から流出する潤滑油は上記クラッチ側へ流れ、プレート１４，１４・・の油穴２３，２３・・、及びディスク１５，１５・・の油穴２４，２４・・を通過することが出来る。

図６はピストンに形成される凹部２６，２６・・及び羽根２５，２５・・の別形態であり、等間隔でリング状に設けた凹部表面の一部を塞ぐコアプレート２７を設けていない。しかし、コアプレート２７がなくても凹部２６，２６・・に溜まっている潤滑油はピストン３の回転と共に外径側から流出し、その結果、内径側から流入する。すなわち、図５の凹部２６，２６・・での流れと同じように潤滑油が流れてクラッチ側へ強制的に供給される。

ところで、ピストン内側に設ける凹部２６，２６・・及びコアプレート２７の位置は、ホルダー１６とほぼ同じ半径上としている。コアプレート２７の断面は概略コ形として、図３に示すようにホルダー１６の先端がコ形コアプレート２７に嵌っている。勿論、コアプレート２７とホルダー１６の先端との間には隙間が必要であるが、このような位置関係とすることで、ハブ１２の穴１３から供給される潤滑油は該ホルダー１６に遮られて内径側入口２８へ流れ込むことが出来る。

ピストン３は回転するために、この回転に伴って潤滑油は強制的に内径側入口２８へ吸い込まれ、そして外径側出口２９から流出する。そして、外径側出口２９から流出する潤滑油はディスク１５に設けた油穴２４，２４・・、及びプレート１４，１４・・の油穴２３，２３・・を流れる。

ところで、図４に示すように、ピストン３に凹部２６，２６・・、及び羽根２５，２５・・を設けることでクラッチ１への潤滑油を強制的に供給できる。そして、プレート１４，１４・・に貫通して設けた油穴２３，２３・・の位置、及びディスク１５，１５・・に貫通して設けた油穴２４，２４・・の位置を違わせるならば、該潤滑油の澱み防止効果をより向上させることが出来る。更に、摩擦材１７の溝３０，３０・・へ潤滑油が進入し易くなる。

本発明に係る発進装置の実施例。 ディスクの正面図。 本発明に係る発進装置を示す他の実施例。 ピストンのクラッチ側の正面図。 ピストン表面に形成した凹部、羽根、及びコアプレート。 ピストン表面に形成した凹部及び羽根。

符号の説明

１ クラッチ
２ ダンパ
３ ピストン
４ クランク軸
５ 連結板
６ 外殻
７ フロント部
８ 連結板
９ センターピース
10 軸パイプ
11 油室
12 ハブ
13 穴
14 プレート
15 ディスク
16 ホルダー
17 摩擦材
18 軸
19 油圧室
20 軸
21 中心穴
22 戻しバネ
23 油穴
24 油穴
25 羽根
26 凹部
27 コアプレート
28 内径側入口
29 外径側出口
30 溝

Claims (3)

1. 複数枚のプレートとディスクを組み合わせてピストンの動きで作動するクラッチと、該プレートとディスクが互いに係合する際の衝撃トルク及び係合状態でのエンジンのトルク変動を吸収するダンパを備えた発進装置において、上記プレート及びディスクには潤滑油が流れる油穴を貫通して設け、又上記ピストンのクラッチ側には所定半径の範囲内に複数の凹部をリング状に形成し、そして各凹部間を羽根で仕切り、さらに凹部の中間部表面を被覆するリング状のコアプレートを設け、該コアプレートの内径側に潤滑油の入口を外径側には潤滑油の出口を形成し、入口と出口は凹部底にて連通していることを特徴とする発進装置。
2. 上記コアプレートの断面を概略コ形とした請求項１記載の発進装置。
3. 上記プレート面又はディスク面に固着した摩擦材に複数の溝を形成した請求項１、又は請求項２記載の発進装置。
   

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