JP5191472B2 - 乾式多板クラッチ機構における摩耗粉対策構造 - Google Patents

Description

本発明は、乾式多板クラッチ機構における摩耗粉対策構造に関する。

摩擦板を軸方向に複数並べた乾式多板クラッチ機構では、摩擦板の締結・解放の繰り返しにより摩耗粉が発生する。
そして、摩耗粉がクラッチ機構内に蓄積すると、例えば摩擦板の締結が邪魔されて、作動不良を起こすおそれがある。
特許文献１には、乾式多板クラッチ機構において、内部に空気の流れを形成し、摩耗粉を空気の流れに乗せて外部に排出させるようにしたものが開示されている。

特開２００４−３０８７５８号公報

しかし、摩耗粉は質量があるものであり、空気の流れを利用して摩耗粉の総てを外部に排出させることは困難であり、また空気の流れに乗った摩耗粉が排出されずに、クラッチ機構内の他の部位に付着して、作動不良を起こすおそれもある。

そこで、摩耗粉をより確実に多板クラッチ機構の外部に排出させることが求められている。

本発明は、ドライブ側とドリブン側の摩擦板を軸方向で交互に重ねた乾式多板クラッチ機構を介して、エンジンの回転が入力される入力軸と、モータの回転子との間の回転の伝達／非伝達の切り換えが行われるハイブリッド構造の自動変速機において、ドリブン側の摩擦板を内周で支持する筒状支持部材を、回転子の径方向内側で、回転子の内周面との間に隙間をあけて回転子に固定的に配設し、筒状支持部材に、筒状支持部材の径方向の内側と外側とを連通させる連通部を設けると共に、回転子の内周面に、軸方向に所定角度で傾斜する傾斜帯を設けた構成の乾式多板クラッチ機構における摩耗粉対策構造とした。

本発明によれば、ドライブ側とドリブン側の摩擦板の締結・開放の繰り返しにより生じる摩耗粉は、回転による遠心力で、摩擦板から見て径方向外側に位置する筒状支持部材の内周面に向けて移動し、連通部を通って、回転子の内周面と筒状支持部材の外周面との間の隙間に排出される。よって、締結時に生じた摩耗粉を、他の部材などに付着させずに、ドライブ側とドリブン側の摩擦板が位置する筒状支持部材の内側から外側に排出できるので、摩耗粉の付着に起因する作動不良の発生を好適に防止できる。
また、回転子が回転している間は、隙間内に排出された摩耗粉を、傾斜帯により、回転子と筒状支持部材の軸方向に移動させて、隙間からも排出させることができる。よって、摩耗粉をクラッチ機構の外部に確実に排出させて、摩耗粉に起因する作動不良の発生をより好適に防止できる。

実施の形態にかかる摩耗粉対策構造を説明する断面図である。 実施の形態にかかる摩耗粉対策構造を説明する斜視図である。 実施の形態にかかる摩耗粉対策構造を説明する図である。 変形例にかかる摩耗粉対策構造を説明する図である。 変形例にかかる摩耗粉対策構造を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態にかかる摩耗粉対策構造を備える乾式の多板クラッチ機構が、モータとエンジンの二つの駆動源からの回転駆動力が入力されるハイブリッド構造の自動変速機に適用された場合の要部断面図である。

図１に示すように、エンジン（図示せず）の回転が入力されて回転軸Ｘ周りに回転する入力軸１と、モータの回転子２の内径側の軸部２１とが同軸に設けられており、入力軸１と回転子２との間の回転の伝達／非伝達の切り換えが、乾式の多板クラッチ機構３０を介して行われるようになっている。

多板クラッチ機構３０は、入力軸１と一体に回転するドライブプレート３１と、回転子２と一体に回転するドリブンプレート３２と、ドライブプレート３１およびドリブンプレート３２を軸方向に圧縮するピストンピン３４を備える。
実施の形態の自動変速機では、フロントカバー４と、変速機構部とモータ室とを仕切るリアカバー５の間の空間Ｓ内において、ドライブプレート３１とドリブンプレート３２とが、回転軸Ｘの軸方向（以下、軸方向と記載する）で交互に重ねて配置されており、ピストンピン３４により軸方向に圧縮されて締結されると、入力軸１と回転子２との間で回転が伝達される状態となる。

固定側部材であるフロントカバー４の内径側には、回転軸Ｘに沿ってリアカバー５側の後方に延びる円筒支持部４１が設けられており、この円筒支持部４１では、入力軸１がベアリング６１を介して回転可能に支持されている。
また、フロントカバー４の外径側には、円筒支持部４１を所定間隔で囲むリング状の周壁部４２が、リアカバー５側に延出して設けられている。この周壁部４２は、先端側の内周面に後記する回転子２のダストシール２６が当接する位置まで、回転軸Ｘに沿って直線状に延びている。

フロントカバー４において、円筒支持部４１と周壁部４２の間の外径側は、内径側よりも図示しないエンジン側（図中右側）に膨出しており、フロントカバー４のリアカバー５側の面に、軸方向から見てリング状の凹溝４３が形成されている。

入力軸１は、フロントカバー４をエンジン（図示せず）側から貫通しており、入力軸１の先端の円筒部１１は、軸部２１の先端の縮径部２１ａに外挿されている。
円筒部１１の先端１１ａと、回転子２の後記する円板部２２との間には、スラストベアリング６２が、円筒部１１と縮径部２１ａとの間にはニードルベアリング６３が、それぞれ設けられており、入力軸１と回転子２（軸部２１）とは、フロントカバー４とリアカバー５の間で、相対回転可能に連結されている。

空間Ｓ内において円筒部１１の径方向外側には、円筒状のドライブプレート支持部１２が位置しており、ドライブプレート支持部１２と円筒部１１とは、回転軸Ｘ周りに一体回転可能に連結されている。

ドライブプレート支持部１２の外周面には、回転軸Ｘの軸方向に延びるスプライン１２１が設けられている。スプライン１２１は、回転軸Ｘ周りの周方向で、所定間隔をあけて複数設けられており、軸方向からみて、回転軸Ｘ周りに放射状に設けられている。

ドライブプレート３１は、軸方向から見てリング形状を有しており、その内周に全周に亘って形成された歯部を、ドライブプレート支持部１２のスプライン１２１に嵌合して、ドライブプレート支持部１２（入力軸１）と一体に回転可能に設けられている。
ドライブプレート３１のドリブンプレート３２との対向面には、図示しない摩擦材が貼り付けられている。

回転子２は、回転軸Ｘの軸方向に沿って延びる軸部２１と、軸部２１の先端側から径方向外側に延びる円板部２２と、円板部２２の外周縁から、回転軸Ｘの軸方向に延びる磁石支持部２５と、を備える

軸部２１の先端には、入力軸１の円筒部１１に内挿される縮径部２１ａが設けられており、軸部２１内を軸方向に延びる油路２１ｂは、縮径部２１ａを貫通して設けられている。

円板部２２のフロントカバー４側の面には、縮径部２１ａを所定間隔で囲む周壁部２３が、フロントカバー４側に延出して設けられており、周壁部２３は、円筒部１１の径方向外側に及ぶ延出長さを有している。
周壁部２３と円筒部１１との間には、リップシール６４が設けられており、油路２１ｂから供給されて、ニードルベアリング６３とスラストベアリング６２を潤滑した潤滑油が、フロントカバー４とリアカバー５の間の空間Ｓ内に侵入しないようにされている。

固定側部材であるリアカバー５の図示しない内径側では、回転子２の軸部２１が回転可能に支持されている。

略円筒状の磁石支持部２５は、回転軸Ｘに沿って設けられており、軸方向の略中間部分で円板部２２に接続されている。この磁石支持部２５では、円板部２２よりもフロントカバー４側の径方向内側に、多板クラッチ機構３０のドライブプレート３１とドリブンプレート３２が位置している。

磁石支持部２５では、フロントカバー４側と、リアカバー５側の端部とに、それぞれ拡径部２５ａ、２５ｂが設けられており、拡径部２５ａ、２５ｂの間の外周面に、永久磁石６８が固定されている。
磁石支持部２５のフロントカバー４側の端部は、全周に亘って拡径部２５ａよりもフロントカバー４側に突出した突出部２５ｃとされており、突出部２５ｃは、フロントカバー４の凹溝４３内に位置している。
拡径部２５ａには、軸方向から見てリング状のダストシール２６が外嵌して取り付けられており、ダストシール２６は、外周面を、フロントカバー４の周壁部４２の内周に当接させた状態で設けられている。

ダストシール２６は、磁石支持部２５とドリブンプレート支持部２７との間の後記する隙間２８から排出された摩耗粉が、磁石支持部２５よりも径方向外側に侵入しないようにするために設けられており、回転子２が回転軸Ｘ周りで回転すると、ダストシール２６は回転子２と一体に回転して、周壁部４２の内周面を摺動するようになっている。

実施の形態では、突出部２５ｃの径方向外側に、拡径部２５ａと、ダストシール２６と、周壁部４２と、フロントカバー４と、で囲まれた空間Ｓ１が形成されており、この空間Ｓ１内に、隙間２８から排出された摩耗粉が集まるようになっている。

回転子２において、円板部２２よりもフロントカバー４側であって、磁石支持部２５の径方向内側には、ドリブンプレート３２を内径側に支持するドリブンプレート支持部２７が設けられている。
円筒状のドリブンプレート支持部２７は、磁石支持部２５の内周面２５１との間に所定間隔の隙間２８を確保した状態で、回転子２と一体に形成されている。磁石支持部２５の内周面２５１と、ドリブンプレート支持部２７の外周面２７ａは、それぞれ回転軸Ｘに対して平行であり、隙間２８の径方向幅Ｗ１は、回転軸Ｘ周りの全周に亘って同じである。

回転軸Ｘの軸方向におけるドリブンプレート支持部２７の一端は、回転子２の円板部２２に全周に亘って連結しており、ドリブンプレート支持部２７は、円板部２２から、回転軸Ｘに沿ってエンジン（図示せず）側に延びている。そのため、回転子２の磁石支持部２５の径方向内側には、ドリブンプレート支持部２７と円板部２２とから有底円筒形状の空間が形成されており、この空間内にドライブプレート３１とドリブンプレート３２とが収容されるようになっている。

ドリブンプレート支持部２７の内周面には、回転軸Ｘに対して平行に延びるスプライン２７１が設けられている。スプライン２７１は、回転軸Ｘ周りの周方向で、所定間隔をあけて複数設けられており、軸方向からみて、回転軸Ｘ周りに放射状に設けられている。

ドリブンプレート３２は、軸方向から見てリング形状を有しており、その外周に全周に亘って形成された歯部を、ドリブンプレート支持部２７のスプライン２７１に嵌合して、ドリブンプレート支持部２７（回転子２）と一体に回転可能に設けられている。

図２は、図１に示した摩耗粉対策構造の要部の斜視図を一部切り欠いて示す図であり、ドリブンプレート支持部２７の連通部２７３と、磁石支持部２５の内周面に形成された傾斜帯２９を説明する図である。なお、この図において、円板部２２のフロントカバー４側の面は、簡略的に表記されている。
図３の（ａ）は、実施の形態における摩耗粉対策構造において、ドリブンプレート支持部２７における連通部２７３の部分の断面を示す拡大図であって、摩耗粉対策構造の要部を示す図である。図３の（ｂ）は、磁石支持部２５の内周面２５１を（ａ）におけるＡ−Ａ矢視方向から回転軸Ｘ周りに見た場合を、模式的に示す図であって、磁石支持部２５の内周面に形成された傾斜帯２９を説明する図である。

図２に示すように、ドリブンプレート支持部２７において、周方向で隣接するスプライン２７１の間のスプライン溝部２７２には、ドリブンプレート支持部２７の内径側と外径側と連通させる連通部２７３が形成されている。
連通部２７３は、径方向から見て矩形形状を有しており、図３の（ａ）に示すように、ドリブンプレート支持部２７における円板部２２の近傍から、フロントカバー４側の端部の近傍までの範囲に形成されている。
連通部２７３は、回転軸Ｘ周りの総てのスプライン溝部２７２に形成されており、ドライブプレート３１とドリブンプレート３２の締結・開放の繰り返しにより生じる摩耗粉が、遠心力で径方向外側に移動した際に、連通部２７３を介して隙間２８内に排出されるようになっている。

図２および図３の（ｂ）に示すように、磁石支持部２５のドリブンプレート支持部２７との対向面には、径方向から見て回転軸Ｘの軸方向に所定角度θで交差する傾斜帯２９が、回転軸Ｘ周りの全周に亘って所定間隔で設けられている。傾斜帯２９は、対向面を切削して形成した溝、または対向面に取り付けた凸部により形成され、直線状に延びている。

実施の形態において回転子２は、フロントカバー４側から見て、回転軸Ｘ周りに時計回り方向に回転するようになっている。
そのため、傾斜帯２９は、隙間２８に排出された摩耗粉をフロントカバー４側に排出できるようにするために、傾斜帯２９の円板部２２側の一端２９ａは、フロントカバー４側の他端２９ｂよりも、回転方向における下流側に位置している。

かかる構成のクラッチ機構によると、ドライブプレート３１とドリブンプレート３２との締結・開放の繰り返しにより摩耗粉が生じると、図３の（ａ）に示すように、摩耗粉は、回転による遠心力で、径方向外側のドリブンプレート支持部２７側に移動する。
そうすると、スプライン溝部２７２には、ドリブンプレート支持部２７の内径側と外径側とを連通する連通部２７３が設けられているので、摩耗粉は、連通部２７３を通って、ドリブンプレート支持部２７と、磁石支持部２５との間の隙間２８内に排出される。

隙間２８内に排出された摩耗粉は、遠心力により磁石支持部２５の傾斜帯２９が設けられた内周面に達するが、傾斜帯２９は、径方向内側から見て、円板部２２側の一端２９ａのほうが、フロントカバー４側の他端２９ｂよりも回転方向における下流側に位置するように、回転軸Ｘに対して所定角度θ傾斜しているので、回転子２が回転すると、摩耗粉は、回転子２の回転力を受けて傾斜帯２９に沿ってフロントカバー４側に移動して、隙間２８の端部２８ａから排出される。

ここで、磁石支持部２５の突出部２５ｃは凹溝４３内に位置し、凹溝４３の内径側と外径側とはそれぞれリアカバー５側に膨出して、ラビリンス構造を形成しており、さらに摩耗粉には、径方向外側に向かう遠心力が作用しているので、隙間２８から排出された摩耗粉は、径方向内側の空間Ｓ側よりも、径方向外側の空間Ｓ１側へ移動する。
ここで、空間Ｓ１では、ダストシール２６により、回転子２と周壁部４２との隙間がシールされているので、摩耗粉は、回転子２の径方向外側に侵入することなく、周壁部４２とダストシール２６と磁石支持部２５とにより形成される空間Ｓ１内に捕捉される。
よって、発生した摩耗粉が、多板クラッチ機構３０におけるドライブプレート３１とドリブンプレート３２が位置するドリブンプレート支持部２７の内側に停滞して作動不良を起こすこと、隙間２８からフロントカバー４側に排出された摩耗粉が、径方向内側のドライブプレート３１とドリブンプレート３２側に移動して多板クラッチ機構３０が作動不良を起こすこと、などが好適に防止される。

以上の通り、実施の形態では、複数のドライブプレート３１とドリブンプレート３２とを回転軸Ｘの軸方向で交互に重ねた乾式の多板クラッチ機構３０を介して、エンジンの回転が入力される入力軸１と、モータの回転子２との間の回転の伝達／非伝達の切り換えが行われるハイブリッド構造の自動変速機において、ドリブンプレート３２を嵌合支持するスプライン２７１が内周に形成された円筒状のドリブンプレート支持部２７を、回転子２の円筒状の磁石支持部２５の径方向内側で、磁石支持部２５の内周面２５１とドリブンプレート支持部２７の外周面２７ａとの間に隙間２８をあけて回転子２に固定的に配設し、ドリブンプレート支持部２７に、ドリブンプレート支持部２７の径方向の内側と外側とを連通させる連通部２７３を設けると共に、磁石支持部２５の内周面２５１に、回転軸Ｘの軸方向に所定角度で傾斜する傾斜帯２９を、周方向の全周に亘って所定間隔で設けた構成の乾式多板クラッチ機構における摩耗粉対策構造とした。
このように構成すると、ドライブプレート３１とドリブンプレート３２の締結・開放により生じた摩耗粉は、回転による遠心力で、ドライブプレート３１とドリブンプレート３２から見て径方向外側に位置するドリブンプレート支持部２７の内周に向けて移動し、連通部２７３を通って、磁石支持部２５の内周面２５１とドリブンプレート支持部２７の外周面２７ａとの間の隙間２８に排出される。よって、摩耗粉を、ドリブンプレート支持部２７の内径側の部材などに付着させずに、ドライブプレート３１とドリブンプレート３２が位置するドリブンプレート支持部２７の内側から排出できるので、摩耗粉の付着に起因する作動不良の発生を好適に防止できる。
ここで、傾斜帯２９は回転軸Ｘの軸方向に対して所定角度θ傾斜して直線状に延びており、さらに、傾斜帯２９の一端２９ａは他端２９ｂよりも回転子２の回転方向における下流側に位置しているので、隙間２８内に排出されて傾斜帯２９に達した摩耗粉は、回転子２の回転力を受けて、傾斜帯２９に沿って軸方向に移動して、傾斜帯２９の他端２９ｂから排出される。よって、回転子２が回転している間は、摩耗粉を、隙間２８からも排出させることができ、乾式の多板クラッチ機構３０内に摩耗粉を停滞させることがないので、摩耗粉の付着に起因する作動不良の発生をより好適に防止できる。

とくに、ドリブンプレート支持部２７の内周には、回転軸Ｘの軸方向延びるスプライン２７１が、回転軸Ｘ周りの周方向で所定間隔で全周に亘って設けられており、連通部２７３は、周方向で隣接するスプライン２７１の間のスプライン溝部２７２の総てに設けられている構成とした。よって、ドリブンプレート支持部２７の径方向外側の隙間２８内に摩耗粉を確実に排出させて、ドリブンプレート３２とドライブプレート３１とが位置するドリブンプレート支持部２７の径方向内側に摩耗粉が停滞することを確実に防止できる。

さらに、隙間２８は、回転軸Ｘの軸方向でドリブンプレート支持部２７に隣接するフロントカバー４側の端部２８ａが開口しており、端部２８ａはフロントカバー４のドリブンプレート支持部２７との対向面の凹溝４３内に位置し、凹溝４３の内径側と外径側とはそれぞれリアカバー５側に膨出して、ラビリンス構造を形成している構成としたので、凹溝４３内に排出された摩耗粉は、遠心力により、内径側よりも外径側の方に移動するようになる。よって、ドライブプレート３１とドリブンプレート３２とが設けられた内径側に、隙間２８から排出された摩耗粉を移動させないようにすることができるので、摩耗粉の付着に起因する作動不良の発生をより好適に防止できる。

また、傾斜帯２９は、回転子２の内周に形成した帯状の凹部または凸部である構成としたので、傾斜帯２９が、摩耗粉を隙間２８から排出させるための具体的な誘導路となり、摩耗粉の多板クラッチ機構３０からの確実な排出を促すことができる。

図４は、傾斜帯２９の変形例を説明する図であって、回転軸Ｘから見た磁石支持部２５の内周面２５１を、展開して模式的に示した図である。
図４に示す傾斜帯２９Ａは、回転子２の磁石支持部２５の内周面２５１で、回転軸Ｘ周りに螺旋状に形成されており、傾斜帯２９は、回転子２の回転軸Ｘ周りの回転方向とは反対方向に、円板部２２側から延びている。
このように構成すると、磁石支持部２５の内周面に、円板部２２側からフロントカバー４側の端部に向かう一条の傾斜帯２９Ａが形成される。よって、隙間２８内に排出された摩耗粉は、回転子２の回転による回転力を受けて、傾斜帯２９Ａに沿って移動して、フロントカバー４側の端部から、凹溝４３内に排出されることになる。
よって、前記した実施の形態の場合と同様の効果が奏されることになる。

図５は、ドリブンプレート支持部２７と磁石支持部２５との間の隙間の変形例を説明する断面図である。
なお、以下の説明において、前記した実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して示し、その説明を省略するものとする。

図５に示す摩耗粉対策構造では、隙間２８Ａの形状が、前記した実施の形態における隙間２８と異なっている。
磁石支持部２５の内周面２５１Ａは、回転軸Ｘに平行な仮想線ＩＭ１に対して所定角度θ１だけ傾斜して、円板部２２側からフロントカバー４側に向かうにつれて、仮想線ＩＭ１との離間距離が大きくなっている。
そのため、磁石支持部２５の内周面２５１Ａは、回転軸Ｘの軸方向においてドリブンプレート支持部２７の円板部２２側の一端からフロントカバー４側の他端に向かうにつれて、径方向外側に隙間２８が広がるように傾斜しており、フロントカバー４側の軸方向から見た磁石支持部２５の内周面２５１Ａによる開口径が、フロントカバー４側に向かうにつれて大きくなっている。

このように、回転軸Ｘの軸方向におけるドリブンプレート支持部２７の一端は、回転子２の磁石支持部２５の内周面２５１から径方向内側に延びる円板部２２に全周に亘って連結しており、内周面２５１は、回転軸Ｘの軸方向における円板部２２側の一端からフロントカバー４側の他端に向かうにつれて、内径が広がる方向に傾斜している構成としたので、隙間２８内に排出された摩耗粉は、回転子２の回転による回転力を受けて、内周面２５１Ａに沿って径方向外側に移動して、フロントカバー４側の端部から、凹溝４３内に排出されることになる。
よって、前記した実施の形態の場合と同様の効果が奏されることになる。

１ 入力軸
２ 回転子
４ フロントカバー
５ リアカバー
１１ 円筒部
１２ ドライブプレート支持部
２１ 軸部
２２ 円板部
２３ 周壁部
２４ 円筒壁部
２５ 磁石支持部
２５ａ、２５ｂ 拡径部
２５ｃ 突出部
２５ｄ 内周面
２６ ダストシール
２７ ドリブンプレート支持部
２８、２８Ａ 隙間
２９、２９Ａ 傾斜帯
３０ 多板クラッチ機構
３１ ドライブプレート
３２ ドリブンプレート
３４ ピストンピン
４１ 円筒支持部
４２ 周壁部
４３ 凹溝
６１ ベアリング
６２ スラストベアリング
６３ ニードルベアリング
６４、６６ リップシール
６５ スラストベアリング
６８ 永久磁石
１２１ スプライン
２５１、２５１Ａ 内周面
２７１ スプライン
２７２ スプライン溝部
２７３ 連通部
Ｓ、Ｓ１ 空間
Ｘ 回転軸

Claims (4)

1. ドライブ側とドリブン側の摩擦板を軸方向で交互に重ねた乾式多板クラッチ機構を介して、エンジンの回転が入力される入力軸と、モータの回転子との間の回転の伝達／非伝達の切り換えが行われるハイブリッド構造の自動変速機において、
   前記ドリブン側の摩擦板を内周で支持する筒状支持部材を、前記回転子の径方向内側で、前記回転子の内周面との間に隙間をあけて前記回転子に固定的に配設し、
   前記筒状支持部材に、前記筒状支持部材の径方向の内側と外側とを連通させる連通部を設けると共に、
   前記回転子の内周面に、前記軸方向に所定角度で傾斜する傾斜帯を設けたことを特徴とする乾式多板クラッチ機構における摩耗粉対策構造。
2. 前記傾斜帯は、前記回転子の内周面に形成した帯状の凹部または凸部であることを特徴とする請求項１に記載の乾式多板クラッチ機構における摩耗粉対策構造。
3. 前記傾斜帯は、前記回転子の内周面で、前記回転子の回転軸周りに螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乾式多板クラッチ機構における摩耗粉対策構造。
4. 前記軸方向における前記筒状支持部材の一端は、前記回転子の内周面から径方向内側に延びる壁部に全周に亘って連結しており、
   前記回転子の内周面は、前記軸方向における前記筒状支持部材の一端側から他端側に向かうにつれて内径が広がる方向に傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の乾式多板クラッチ機構における摩耗粉対策構造。

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