JP6797425B2 - 二つ以上のピストンが備えられた動力伝達装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1実施例による動力伝達装置の断面図であり、図2は本発明の第1実施例による動力伝達装置の他の断面図である。
初期状態では、動力伝達装置1のハウジングと動力伝達ハブ96が作動的に連結されていない。初期状態で作動圧供給流路16と第1ピストン供給流路17を通じて作動圧が第1ピストンチャンバー38に供給されると、前記作動圧は第2ピストン供給流路46を通じて第2ピストンチャンバー48にも供給される。第1、第2ピストンチャンバー38、48に供給された作動圧はそれぞれ第1ピストン32と第2ピストン70を図面において右側に押すようになる。また、第1ピストン32と第2ピストン70は軸方向に共に動くようになっているので、第1ピストン32と第2ピストン70の軸力が合わせられるようになる。結局、第2ピストン70の第1、第2加圧部78、80は第1摩擦ディスク90を図面において右側に押し、第1摩擦ディスク91と第2摩擦ディスク92は摩擦結合される。したがって、入力軸の回転動力がハウジングを通じて動力伝達ハブ96に伝達される。
したがって、[式3]は次のように書き直すことができる。
したがって、[式6]によって計算されたスプリング荷重を二つのピストンを有する動力伝達装置の最小リターンスプリング荷重として選択することができる。
したがって、[式10]によって決定されたリターンスプリング荷重は二つのピストンを有する動力伝達装置のための最大リターンスプリング荷重として選択できる。
[式12]の範囲内でリターンスプリングの荷重を決定すると、動力伝達装置の結合および解除時に発生するトルク変動(torque fluctuation)を最少化して変速品質(shift quality)をさらに向上させることができる。
もしkが1.30より小さくなれば、摩擦材94の面積が小さくなり摩擦材94の単位面積に加えられる軸力(即ち、作用圧力(p=ピストン荷重/摩擦材面積))が大きくなる。これにより、摩擦材94の摩耗が増加し摩擦材94の寿命が短縮されることがある。このような問題点を防止するために、摩擦材94に加えられる作用圧力(p)を最大許容圧力(例えば、紙材質の摩擦材の場合、90kgf/cm2)以下に設計すれば耐久性が向上される。
一方、本発明の技術的な思想は片面にのみ摩擦材が付着された摩擦ディスクに限定されるのではなく、両面に摩擦材が付着された摩擦ディスクにも適用可能である。
ここで、加圧部の平均半径(RAm)は全ての加圧部78、80の中心の平均半径で計算され、ピストンの平均半径(RPm)は全てのピストン32、70の中心の平均半径で計算される。即ち、ピストンの平均半径(RPm)はまず、第1ピストン32と第2ピストン70の外径および内径を用いてそれぞれの平均半径を求め、第1、第2ピストン32、70の平均半径の平均を求めることによって求めることができる。
ここで、摩擦材の平均半径(RFm)は摩擦材の内半径(RFo)と摩擦材の外半径(RFi)の平均で計算される。
もしzが0.80より小さいか1.20より大きければ、ディスクパック90に作用する局部圧力が摩擦材の許容限度(例えば、紙材質の摩擦材の場合、70kgf/cm2)を超過することがあり、この場合、摩擦材が早期に磨耗され、熱による摩擦材の特性変化が発生することがある。したがって、前記zの範囲はディスクパック90に作用する局部圧力を一定水準以下に制限することによって動力伝達装置1の耐久性を確保する効果がある。
本発明の第2実施例による動力伝達装置1は、本発明の第1実施例と比較する時、ピストンモジュール30の構造に差がある。特に、第2ピストンボディー74が大体径方向に沿って直線形態に延長され、第2ピストンボディー74の径方向外側端から第2ピストン外径部76が軸方向の一方の側に延長される。第2ピストンボディー74の形状変更によりリテーナウォール44も径方向に長く延長される。これによって、第2ピストン70の油圧作用面積が増加して第2ピストン70による軸力も増加し、結果的に動力伝達装置1のトルク容量が増加する。
本発明の第3実施例による動力伝達装置は、本発明の第1実施例と比較する時、ピストンモジュール30の構造に差がある。特に、第2ピストンボディー74が大体径方向に沿って直線形態に延長され、第2ピストンボディー74の径方向外側端から第2ピストン外径部76が軸方向の一方の側に延長される。第2ピストンボディー74の形状変更によりリテーナウォール44も径方向に長く延長される。また、第2ピストンボディー74の第1摩擦ディスク91と向き合う他面には一つの加圧部84が大体広く形成される。本発明の第3実施例による動力伝達装置では第2ピストン外径部76の外周面とクラッチハウジング14の内周面との間に配置されたシーリング部材を削除し、第2ピストン外径部76の外周面に複数のオイル溝88を形成した。第2ピストン外径部76の外周面とクラッチハウジング14の内周面を精密に加工して第1ピストンチャンバー38の作動オイルが漏れないようにし、オイル溝88に作動油が充填されて潤滑および密封の役割を果たすようにすることによって、第1ピストン32とハウジングの間の摩擦を減らすことができる。
本発明の第4実施例による動力伝達装置では、本発明の第1実施例と比較する時、隣接する第1摩擦ディスク91の間または隣接する第1摩擦ディスク91と支持プレート106の間にセパレーティングスプリング(separating spring)64が追加されている。前記セパレーティングスプリング64は第2摩擦ディスク92の径方向外側に配置される。セパレーティングスプリング64を隣接する第1摩擦ディスク90の間または隣接する第1摩擦ディスク90と支持プレート106との間に配置すれば、第1、第2摩擦ディスク91、92の間の間隔が確保され、動力伝達装置1が解除された時に発生するドラッグトルク(drag torque)を減らすことができる。したがって、動力伝達装置1の効率を向上させることができる。
本発明の第5実施例による動力伝達装置では、本発明の第1実施例と比較する時、隣接する第2摩擦ディスク92の間または隣接する第2摩擦ディスク92と第2ピストン70との間にセパレーティングスプリング64が追加されている。前記セパレーティングスプリング64は第1摩擦ディスク91の径方向内側に配置される。また、第2ピストン70と第2摩擦ディスク92は互いに相対回転できるので、第2ピストン70とセパレーティングスプリング64との間にスライディングベアリング(sliding bearing)89が備えられる。したがって、第2ピストン70と第2摩擦ディスク92は互いに相対回転できる。また、スプリング支持部材107を動力伝達ハブ96の支持プレート106に対応する位置に装着してセパレーティングスプリング64を支持するようにしている。前記スプリング支持部材107はセパレーティングスプリング64を支持すると同時にダムリングの役割を果たす。第4実施例と同様に、セパレーティングスプリング64を隣接する第2摩擦ディスク92の間または隣接する第2摩擦ディスク92と第2ピストン70との間に配置すれば、第1、第2摩擦ディスク90、92の間の間隔が確保されて、動力伝達装置1が解除された時に発生するドラッグトルクを減らすことができる。また、ピストンモジュール30からリターンスプリング60を削除することができる。
10 クラッチハブ
12 クラッチ連結部
14 クラッチハウジング
15 ディスクハウジング
16 作動圧供給流路
17 第1ピストン供給流路
18 冷却油供給流路
19 第1バランス圧供給流路
30 ピストンモジュール
32 第1ピストン
34 第1ピストン内径部
36 第1ピストン外径部
38 第1ピストンチャンバー
40 リテーナ
42 リテーナボディー
44 リテーナウォール
46 第2ピストン供給流路
48 第2ピストンチャンバー
50 第2バランス供給流路
60 リターンスプリング
62 バランスチャンバー
70 第2ピストン
72 第2ピストン内径部
74 第2ピストンボディー
76 第2ピストン外径部
78 第1加圧部
80 第2加圧部
82 コーキング部
90 ディスクパック
91 第1摩擦ディスク
92 第2摩擦ディスク
94 摩擦材
95 コアプレート
96 動力伝達ハブ
98 冷却油供給ホール
100 第1突出部
102 第2突出部
104 ダムリング
106 支持プレート
110 スナップリング
112 スナップリング
130 シーリング部材
132、136 シーリング部材
134 シーリング部材
138 シーリング部材
Claims (15)
- クラッチハウジング、クラッチ連結部、クラッチハブおよびディスクハウジングが連結されて装着空間を形成するハウジング;
前記ハウジングに選択的且つ作動的に連結される動力伝達ハブ;
前記ディスクハウジングの内周面にスプライン結合される複数の第1摩擦ディスク;
前記動力伝達ハブの外周面にスプライン結合され、前記第1摩擦ディスクと交互に配置される複数の第2摩擦ディスク;
それぞれのピストンチャンバーを有する二つ以上のピストンを備え、前記ピストンチャンバーに供給される作動圧によって選択的に前記第1摩擦ディスクと第2摩擦ディスクを摩擦結合させるピストンモジュール;そして
前記作動圧による軸力に対抗するスプリング荷重を提供し、前記ピストンモジュールの内部または外部に存在する少なくとも一つ以上のリターンスプリングまたはセパレーティングスプリング;を含み、
前記ピストンモジュールに作用する前記リターンスプリングまたはセパレーティングスプリングのスプリング荷重(Fs)(kgf)が、
(但し、Aは二つ以上のピストンの総ピストン面積(cm2)であり、Pは作動圧(kgf/cm2)であり、Acはハウジングによって形成される圧力チャンバー面積(cm2)であり、1barは1.019716kgf/cm2である) - 前記ピストンモジュールに含まれている二つ以上のピストンには第1摩擦ディスクまたは第2摩擦ディスクに軸力を直接加えるための少なくとも一つ以上の加圧部が形成されており、
前記二つ以上のピストンの平均半径(RPm)に対する少なくとも一つ以上の加圧部の平均半径(RAm)の比(u)が、0.70<u<2.0の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の動力伝達装置。 - 前記第1摩擦ディスクまたは前記第2摩擦ディスクの片面または両面には摩擦材が付着されており、
前記二つ以上のピストンの平均半径(RPm)に対する前記摩擦材の平均半径(RFm)の比(v)が、0.80<v<1.25の範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の動力伝達装置。 - 前記第1摩擦ディスクまたは前記第2摩擦ディスクの片面または両面に摩擦材が付着されており、
少なくとも一つ以上の加圧部の平均半径(RAm)に対する前記摩擦材の平均半径(RFm)の比(z)が、0.80<z<1.20の範囲であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の動力伝達装置。 - 前記第1摩擦ディスクまたは前記第2摩擦ディスクの片面または両面に摩擦材が付着されており、
前記摩擦材の内半径(RFi)に対する前記摩擦材の外半径(RFo)の比(k)が、1.30<k<2.20の範囲であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の動力伝達装置。 - 前記摩擦材が、前記第1摩擦ディスクおよび前記第2摩擦ディスクの片面に付着されており、
前記摩擦材の内半径(RFi)に対する前記摩擦材の外半径(RFo)の比(k)が、1.50<k<2.00の範囲であることを特徴とする請求項6に記載の動力伝達装置。 - 前記二つ以上のピストンは、軸方向に共に移動し、作動圧によるそれぞれの軸力が合わせられるようになっていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の動力伝達装置。
- 前記ピストンモジュールは、
前記クラッチハブ上に配置され、軸方向の動きが制限されるリテーナ;
第1ピストン内径部と第1ピストン外径部とを含み、前記ハウジングとの間に第1ピストンチャンバーを形成し、前記第1ピストン内径部が前記リテーナ上で軸方向に移動可能な第1ピストン;そして
第2ピストン内径部と第2ピストン外径部とを含み、前記リテーナとの間に第2ピストンチャンバーを形成し、前記第2ピストン内径部が前記リテーナによって前記第1ピストン内径部から軸方向に離隔し前記リテーナ上で軸方向に移動可能であり、前記第2ピストン外径部が前記第1ピストン外径部と接触する第2ピストン;を含み、
前記リターンスプリングは、前記第1ピストンとリテーナとの間、前記第2ピストンとリテーナとの間、または前記ピストンモジュールの外部に配置され前記第1ピストンまたは第2ピストンにスプリング荷重を加えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の動力伝達装置。 - 前記リテーナ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンがバランスチャンバーを形成し、前記リテーナがバランス圧を前記バランスチャンバーに供給するようになっていることを特徴とする請求項9に記載の動力伝達装置。
- 前記ディスクハウジングには前記第1摩擦ディスクと第2摩擦ディスクとを軸方向に支持するための支持プレートが備えられており、
前記セパレーティングスプリングは、前記第2摩擦ディスクの径方向外側で隣接する第1摩擦ディスクの間または隣接する第1摩擦ディスクと支持プレートとの間に配置されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の動力伝達装置。 - 前記ディスクハウジングには前記第1摩擦ディスクと第2摩擦ディスクとを軸方向に支持するための支持プレートが備えられており、
前記セパレーティングスプリングは、前記第1摩擦ディスクの径方向内側で隣接する第2摩擦ディスクの間または隣接する第2摩擦ディスクと支持プレートとの間に配置されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の動力伝達装置。 - 前記セパレーティングスプリングが前記第1摩擦ディスクの径方向内側で隣接する第2摩擦ディスクとピストンモジュールとの間に配置され、前記ピストンモジュールは前記セパレーティングスプリングを回転可能に支持するためのスライディングベアリングを含むことを特徴とする請求項12に記載の動力伝達装置。
- 前記第2ピストンの前記第1摩擦ディスクまたは第2摩擦ディスクと対向する面には追加摩擦材が付着されており、前記第2ピストンが前記追加摩擦材を通じて前記第1摩擦ディスクまたは第2摩擦ディスクを押すようになっていることを特徴とする請求項9に記載の動力伝達装置。
- 互いに対向する第2ピストンとリテーナのうちのいずれか一つにストッパー溝が形成されており、他の一つに前記ストッパー溝に挿入される回転ストッパーが形成されているか、或いは、互いに対向するリテーナとクラッチハウジングのうちのいずれか一つにストッパー溝が形成されており、他の一つに前記ストッパー溝に挿入される回転ストッパーが形成されていることを特徴とする請求項14に記載の動力伝達装置。
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