JP6412692B2 - 摩擦係合装置の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦係合装置の潤滑構造に関する。

従来、回転軸又はケースに固定されたドラムと、ドラムの内周面に回転軸の軸方向に摺動自在にスプライン結合された複数の外側プレート（摩擦材）と、ドラム内に位置する筒状部を有し回転自在に軸支されるハブと、ハブの外周面に回転軸の軸方向に摺動自在にスプライン結合された複数の内側プレート（摩擦材）とを備える湿式多板クラッチ又はブレーキ（摩擦係合装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記のようなクラッチ又はブレーキは、ハブに供給される潤滑油を筒状部に形成した潤滑孔を介して該筒状部の内周面側から外周面側に流すことで、当該潤滑油を摩擦材に供給するようにした潤滑構造を備えている。

このような潤滑構造を備えた摩擦係合装置では、摩擦材への潤滑油の供給量は、ハブの潤滑孔の径寸法や個数によって調節するか、あるいは、特許文献１に記載のような複雑な構造で調節していた。特許文献１に記載の構造は、供給部の回転上昇に伴い意図的に潤滑油の供給量を多くする構造である。

しかしながら、上記のような潤滑孔を備える潤滑構造では、ハブや摩擦材の回転数がある領域を超えると、供給される潤滑油の流速が高くなり過ぎたり、流量が多くなり過ぎたりする場合がある。これにより、摩擦材の表面に貼付された摩擦シートが端部から捲れ上がって剥離するなどの事象が起こることで、摩擦材が損傷（破損）するおそれがある。そのため、摩擦材の潤滑に必要な潤滑油の供給量を確保しながらも、摩擦材に供給する潤滑油の流量及び流速の最適化を図ることが必要である。

特開２０１０−１７４９１７号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、摩擦材の潤滑に必要な潤滑油の供給量を確保しながらも、摩擦材に向けて吐出する潤滑油の流量及び流速の最適化を図ることができる摩擦係合装置の潤滑構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる摩擦係合装置の潤滑構造は、軸周りに回転可能に設置された筒状部（３５）を有する回転部材（３４）と、前記筒状部（３５）に形成された軸方向に延びて該筒状部（３５）の外径側に突出する複数のスプライン（３６）と、軸方向に沿って積層された複数の摩擦材（３３）と、を備え、前記摩擦材（３３）の端部が前記スプライン（３６）に嵌合していることで、前記摩擦材（３３）を前記筒状部（３５）に対して軸方向に移動可能且つ周方向の移動を規制した状態で設置してなる摩擦係合装置（Ｂ１）において、前記スプライン（３６）は、前記筒状部（３５）の回転方向（Ｒ）の前側と後側とに配置されて径方向の外側に向けて突出する一対の側壁（３７，３８）と、回転方向（Ｒ）に延びて前記一対の側壁（３７，３８）の外径側の端部（３７ａ，３８ａ）同士を連結する底壁（３９）とを備え、前記前側の側壁（３８）における前記底壁（３９）の内面（３９ａ）から所定寸法（ΔＤ）だけ内径側に離れた位置のみに設けた貫通孔からなる潤滑孔（４０）を備え、前記筒状部（３５）の内周面（３５ａ）側に供給された潤滑油の少なくとも一部が前記潤滑孔（４０）を通って前記筒状部（３５）の外周面（３５ｂ）側に導かれて前記摩擦材（３３）に向けて吐出されるように構成したことを特徴とする。

本発明にかかる摩擦係合装置の潤滑構造によれば、回転部材（筒状部）のスプラインに設けた潤滑孔を、スプラインの前側の側壁に設けたことで、潤滑孔から摩擦材に向けて吐出される潤滑油の流速を低く抑えることができ、潤滑油の衝撃で摩擦材が損傷することを効果的に防止できる。すなわち、従来の潤滑構造では、スプラインの底壁に潤滑孔を設けていたため、ハブの回転に伴う遠心力で当該底壁の潤滑孔から摩擦材に向けて吐出される潤滑油の流速及び流量が高くなり過ぎることで、摩擦材に損傷を与えるおそれがあった。これに対して、本発明の潤滑孔は、スプラインの側壁に設けたことで、従来構造と比較して潤滑孔から摩擦材に向けて吐出される潤滑油の流量及び流速を低く抑えることができる。したがって、摩擦材の潤滑に必要な潤滑油の供給量を確保しながらも、摩擦材に供給する潤滑油の流量及び流速の最適化を図ることができる。

また、本発明の潤滑孔は、スプラインの底壁の内面から所定寸法だけ内径側に離れた位置に設けたことで、スプラインに沿って流れている潤滑油の一部のみを当該潤滑孔から摩擦材に向けて吐出することができる。これにより、過剰量の潤滑油が吐出されることを防止できるので、吐出される潤滑油の圧力（勢い）で摩擦材が損傷することを効果的に防止できる。

さらに、本発明によれば、従来の潤滑構造と比較して潤滑孔の配置及び向きを変更するだけで済むので、潤滑油の流量を調整するための弁などの機構を設けたり、加工に手間がかかる小径の潤滑孔を形成したりする必要がない。したがって、摩擦係合装置の製造工程の簡素化、及び製造コストの低減を図ることができる。

また、上記の潤滑構造では、スプライン（３６）の一対の側壁（３７，３８）は、それらの面方向が筒状部（３５）の径方向（Ｚ）に対して傾斜する方向であってよい。

この構成によれば、スプラインの潤滑孔を筒状部の径方向に対して傾斜する側壁に設けることで、潤滑孔から摩擦材に向けて吐出される潤滑油の勢いを抑えることができる。

また、上記の潤滑構造では、潤滑孔（４０）は、筒状部（３５）の径方向（Ｚ）以外の方向に延びているとよい。

従来のスプラインの底壁に設けた潤滑孔は、筒状部の径方向に延びる貫通孔であったため、回転部材の回転に伴う遠心力で当該底壁の潤滑孔から摩擦材に向けて吐出される潤滑油の流速及び流量が高いうえに、当該潤滑油が摩擦材に向けて直接的に（ダイレクトに）吐出される構造であった。これに対して、本発明にかかる上記構成によれば、側壁に設けた潤滑孔は、筒状部の径方向以外の方向に延びていることで、潤滑孔から摩擦材に向けて吐出される潤滑油の流速及び流量を低く抑えることができると共に、潤滑油が摩擦材に向けて直接的に吐出されることをより効果的に防止できる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる摩擦係合装置の潤滑構造によれば、簡単な構成で、摩擦材の潤滑に必要な潤滑油の供給量を確保しながらも、摩擦材に向けて吐出する潤滑油の流量及び流速の最適化を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかる摩擦係合装置を備えた自動変速機の一部を示す側断面図である。 図１のＸ部分の拡大図で、第１ブレーキの詳細な構成を説明するための図である。 図２のＹ−Ｙ矢視断面を示す図で、ブレーキハブのスプラインを軸方向から見た部分拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる摩擦係合装置を備えた自動変速機の一部を示す側断面図である。同図に示す自動変速機１は、トルクコンバータを介してエンジンのクランクシャフト（いずれも図示せず）に接続された入力軸１２と、入力軸１２の外周に設けた遊星歯車機構ＰＧＳａとを備える。入力軸１２は、トルクコンバータのステータシャフト１９にボールベアリング２８を介して支持されている。また、遊星歯車機構ＰＧＳａの各要素の結合関係を切り換えて変速段を確立するために、クラッチＣ１、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２が設けられる。クラッチＣ１、第１ブレーキＢ１は、湿式多板型のもので構成され、第２ブレーキＢ２は、機械型のもの（例えばワンウェイクラッチ）で構成される。

シングルピニオン型の遊星歯車機構ＰＧＳａは、サンギヤＳａ、キャリヤＣａ、リングギヤＲａおよび複数のピニオンＰａを備えており、キャリヤＣａに回転自在に支持されたピニオンＰａは、サンギヤＳａおよびリングギヤＲａに同時に噛合する。サンギヤＳａは、第１ブレーキＢ１を介して変速機ケース１３に結合可能である。また、リングギヤＲａは、連結部材２７を介して図示しない他の遊星歯車機構のキャリヤに接続されている。

キャリヤＣａから径方向の外側に延びる連結部材２０は、第２ブレーキＢ２を介して変速機ケース１３に結合可能である。またキャリヤＣａは、クラッチＣ１を介して入力軸１２に結合可能である。すなわち、クラッチＣ１は、連結部材２１を介してキャリヤＣａの径方向内端に接続されたクラッチハブ２２と、入力軸１２に固定されたクラッチドラム２３と、クラッチハブ２２およびクラッチドラム２３間に配置された複数の摩擦材２４と、クラッチドラム２３の内部に摺動自在に配置されたクラッチピストン２５とを備えており、油室２６に供給される油圧でクラッチピストン２５を駆動して摩擦材２４を相互に係合させると、キャリヤＣａが入力軸１２に結合される。

遊星歯車機構ＰＧＳａの各ギヤは、伝達トルクの変動を減らすべくヘリカルギヤで構成されるが、ヘリカルギヤには噛合反力により軸方向のスラスト力が作用するため、相対回転する部材間にスラストベアリングが配置される。

上記のスラストベアリングとして、ステータシャフト１９とクラッチドラム２３との間に配置された第１スラストベアリングＴ１と、クラッチドラム２３とクラッチハブ２２との間に配置された第２スラストベアリングＴ２と、クラッチハブ２２と遊星歯車機構ＰＧＳａのサンギヤＳａとの間に配置された第３スラストベアリングＴ３と、遊星歯車機構ＰＧＳａのサンギヤＳａとキャリヤＣａとの間に配置された第４スラストベアリングＴ４と、遊星歯車機構ＰＧＳａのリングギヤＲａに接続された連結部材２７と隣接する他の遊星歯車機構のサンギヤ（図示せず）との間に配置された第５スラストベアリングＴ５とを備える。

第１ブレーキＢ１は、サンギヤＳａと一体のブレーキハブ（回転部材）３４と、変速機ケース１３と一体のブレーキドラム３１と、これらブレーキハブ３４及びブレーキドラム３１の間に配置された複数の摩擦材３３（摩擦プレート３３ａ及び摩擦ディスク３３ｂ）と、変速機ケース１３に対して軸方向に摺動可能に配置されたブレーキピストン１６とを備えており、油室１７に供給される油圧でブレーキピストン１６を駆動して摩擦材を相互に係合させることで、サンギヤＳａが変速機ケース１３に結合される。

図２は、図１のＸ部分の拡大図で、第１ブレーキＢ１の詳細な構成を説明するための図である。同図に示すように、第１ブレーキ（摩擦係合要素）Ｂ１は、変速機ケース１３と一体に形成された略円筒状のブレーキドラム３１と、ブレーキドラム３１の内周に係合する円形環状の平板からなる複数の摩擦プレート（摩擦材）３３ａと、ブレーキドラム３１に対して同心状に配置された略円筒状の筒状部３５を有するブレーキハブ３４と、筒状部３５の外周に係合する円形環状の平板からなる複数の摩擦ディスク（摩擦材）３３ｂとを備え、摩擦プレート３３ａと摩擦ディスク３３ｂ（以下、これらを合わせて摩擦材３３と記載する場合がある。）が軸方向で交互に重ね合わされて配列されている。

ブレーキドラム３１の内周面には、軸方向に延びる複数のスプライン（溝部）３２が円周方向に所定間隔で形成されており、摩擦プレート３３ａの外周には、スプライン３２と同数の突起状の歯部（嵌合部）が形成されている。そして、ブレーキドラム３１のスプライン３２に摩擦プレート３３ａの歯部が軸方向へ摺動可能かつ相対回転不能に嵌合している。

また、ブレーキハブ３４の筒状部３５には、軸方向に延びる複数のスプライン（溝部）３６が円周方向に所定間隔で形成されており、摩擦ディスク３３ｂの内周には、スプライン３６と同数の突起状の歯部（嵌合部）が形成されている。そして、ブレーキハブ３４のスプライン３６に摩擦ディスク３３ｂの歯部が軸方向へ摺動可能かつ相対回転不能に嵌合している。

図３は、図２のＹ−Ｙ矢視断面を示す図で、ブレーキハブ３４のスプライン３６を軸方向から見た部分拡大断面図である。図２及び図３に示すように、ブレーキハブ３４のスプライン３６は、筒状部３５の回転方向Ｒの前側と後側とに配置されて径方向Ｚの外側（外径側）に向けて突出する一対の側壁（歯面）３７，３８と、筒状部３５の回転方向Ｒに延びて一対の側壁３７，３８の外径側の端部３７ａ，３８ａ（図３参照）同士を連結する底壁（歯底）３９とを備える。一対の側壁３７，３８は、それらの面方向がブレーキハブ３４の径方向Ｚに対して傾斜する方向である。

そして、スプライン３６の回転方向Ｒにおける前側の側壁３８には、貫通孔からなる潤滑孔４０が設けられている。この潤滑孔４０は、側壁３８における底壁３９の内面３９ａから所定寸法ΔＤだけ内径側に離れた位置に設けられている。すなわち、底壁３９の内面３９ａの位置（径方向の位置）Ｄ１と、潤滑孔４０における流入側の開口部４０ａの外周縁の位置（Ｄ２）との差がΔＤ（＝Ｄ２−Ｄ１）である。そして、潤滑孔４０は、その中心軸の方向が筒状部３５の径方向Ｚに対して傾斜する方向に延びている。すなわち、潤滑孔４０の中心軸の方向は、筒状部３５の径方向Ｚ以外の方向に延びている。

上記構成の第１ブレーキＢ１では、入力軸１２の潤滑油供給路（図示せず）からブレーキハブ３４における筒状部３５の内周面３５ａ側に供給される潤滑油がスプライン３６に形成した潤滑孔４０を介して筒状部３５の内周面３５ａ側から外周面３５ｂ側に導かれる。この潤滑油が摩擦材３３（プレート３３ａ及び摩擦ディスク３３ｂ）に向けて吐出されることによって、摩擦材３３を潤滑することができる。

このとき、図３に示すように、潤滑孔４０を側壁３８における底壁３９から所定寸法（ΔＤ）だけ内径側に離れた位置に設けていることで、スプライン３６内にある潤滑油の一部のみが潤滑孔４０に導入される。そして、図２の矢印Ｌに示すように、必要以上の潤滑油（潤滑孔４０に導入されない余剰の潤滑油）は、スプライン３６の底壁３９の内面３９ａに沿って軸方向に流れて、筒状部３５の端部（軸方向の端辺）から第１ブレーキＢ１の外部に放出される。

以上説明したように、本実施形態の第１ブレーキ（摩擦係合装置）Ｂ１の潤滑構造によれば、ブレーキハブ３４の筒状部３５に設けたスプライン３６の潤滑孔４０を、スプライン３６の前側の側壁３８に設けたことで、当該潤滑孔４０から摩擦材３３に向けて吐出される潤滑油の流速を低く抑えることができ、潤滑油の衝撃で摩擦材３３が損傷することを効果的に防止できる。

すなわち、従来の潤滑構造では、潤滑孔をスプラインの底壁に設けていたため、ブレーキハブの回転に伴う遠心力で、当該底壁の潤滑孔から摩擦材に向けて吐出される潤滑油の流速及び流量が高くなり過ぎることで、摩擦材に損傷を与えるおそれがあった。これに対して、本実施形態の第１ブレーキＢ１が備えるブレーキハブ３４の潤滑孔４０は、スプライン３６の側壁３８に設けたことで、従来構造と比較して、潤滑孔４０から摩擦材３３に向けて吐出される潤滑油の流速及び流量を低く（少なく）抑えることができる。したがって、摩擦材３３の潤滑に必要な潤滑油の供給量を確保しながらも、摩擦材３３に向けて吐出される潤滑油の流量及び流速の最適化を図ることができる。

また、本実施形態の第１ブレーキＢ１が備えるブレーキハブ３４の潤滑孔４０は、スプライン３６の底壁３９の内面３９ａから所定寸法ΔＤだけ内径側に離れた位置に設けたことで、底壁３９の内面３９ａに沿って軸方向に流れる潤滑油の一部のみを当該潤滑孔４０から摩擦材３３に向けて吐出することができる。これにより、過剰量の潤滑油が吐出されることを効果的に防止できるので、吐出される潤滑油の圧力（勢い）で摩擦材３３が損傷することを効果的に防止できる。

さらに、本実施形態の潤滑構造によれば、従来構造と比較して潤滑孔４０の配置及び向きを変更するだけで済むので、潤滑油の流量を調整するための弁などの機構を設けたり、加工に手間がかかる小径の潤滑孔を形成したりする必要がない。したがって、自動変速機１の製造工程の簡素化、及び製造コストの低減を図ることができる。

また、上記の潤滑構造では、スプライン３６の一対の側壁３７，３８は、それらの面方向が筒状部３５の径方向Ｚに対して傾斜する方向である。この構成によれば、スプライン３６の潤滑孔４０を筒状部３５の径方向に対して傾斜する側壁３８に設けることで、潤滑孔４０から摩擦材３３に向けて吐出される潤滑油の勢いをより効果的に抑えることができる。

また、従来のスプラインの底壁に設けた潤滑孔は、筒状部の径方向に延びる貫通孔であったため、筒状部の回転に伴う遠心力で当該底壁の潤滑孔から摩擦材に向けて吐出される潤滑油の流速及び流量が高いうえに、当該潤滑油が摩擦材に向けてダイレクトに吐出される構造であった。これに対して、本実施形態の潤滑構造では、スプライン３６の側壁３８に設けた潤滑孔４０は、筒状部３５の径方向Ｚ以外の方向に延びている。これにより、潤滑孔４０から摩擦材３３に向けて吐出される潤滑油の流速及び流量を低く抑えることができると共に、摩擦材３３に向けて潤滑油がダイレクトに吐出されることをより効果的に防止できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明にかかる潤滑構造を備えた摩擦係合装置の一例として、ブレーキハブ３４に対向するブレーキドラム３１が変速機ケース（固定部材）１３と一体に設けられた構成のブレーキを示したが、これ以外にも、本発明にかかる摩擦係合装置としては、ブレーキハブ３４とブレーキドラム３１の両方を回転可能な状態で設置した構成のクラッチであってもよい。

１ 自動変速機
１２ 入力軸
１３ 変速機ケース
１６ ブレーキピストン
１７ 油室
３１ ブレーキドラム
３３ 摩擦材
３３ａ 摩擦プレート
３３ｂ 摩擦ディスク
３４ ブレーキハブ（回転部材）
３５ｃ 筒状部
３６ スプライン
３７，３８ 側壁
３９ 底壁
３９ａ 内面
４０ 潤滑孔
Ｂ１ 第１ブレーキ（摩擦係合装置）
Ｂ２ 第２ブレーキ
Ｃ１ クラッチ
ＰＧＳａ 遊星歯車機構

Claims (3)

1. 軸周りに回転可能に設置された筒状部を有する回転部材と、
   前記筒状部に形成された軸方向に延びて該筒状部の外径側に突出する複数のスプラインと、
   前記筒状部の外周に係合して軸方向に沿って積層された複数の摩擦材と、を備え、
   前記摩擦材の内周の端部が前記スプラインに嵌合していることで、前記摩擦材を前記筒状部に対して軸方向に移動可能且つ周方向の移動を規制した状態で設置してなる摩擦係合装置において、
   前記スプラインは、前記筒状部の回転方向の前側と後側とに配置されて径方向の外側に向けて突出する一対の側壁と、回転方向に延びて前記一対の側壁の外径側の端部同士を連結する底壁とを備え、
   前記前側の側壁における前記底壁の内面から所定寸法だけ内径側に離れた位置のみに設けた貫通孔からなる潤滑孔を備え、
   前記筒状部の内周面側に供給された潤滑油の少なくとも一部が前記潤滑孔を通って前記筒状部の外周面側に導かれて前記摩擦材に向けて吐出されるように構成した
   ことを特徴とする摩擦係合装置の潤滑構造。
2. 前記一対の側壁は、それらの面方向が前記筒状部の径方向に対して傾斜する方向である
   ことを特徴とする請求項１に記載の摩擦係合装置の潤滑構造。
3. 前記潤滑孔は、前記筒状部の径方向以外の方向に延びている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦係合装置の潤滑構造。

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