JP6951281B2 - 摩擦クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機等に使用される摩擦クラッチに関する。

同軸上に相対回転可能に設けられているクラッチドラムとハブの間でトルクを伝達する摩擦クラッチとして、クラッチドラム又はハブの一方に取付けられたプレートと、クラッチドラム又はハブの他方に取付けられた摩擦板を摩擦係合させるものがある。このタイプの摩擦クラッチにおいて、伝達するトルクの容量を大きくするためには、プレートと摩擦板を密着させるピストンの作動油圧を大きくする、ピストンの押圧部の面積を大きくする、プレートと摩擦板の枚数を増やす、というような方策がある。

しかしながら、摩擦クラッチには、コンパクト化の要求もあるため、上記のような、摩擦クラッチの大型化を伴う改良は望まれていない。すなわち、コンパクトで伝達トルクの容量が大きく、さらには、引摺りトルクを抑制できる摩擦クラッチが望まれている。このような課題を解決しようとした摩擦クラッチの例として、以下に挙げるものがある。

特開２０１７−２０６５４号公報

特許文献１には、プレートと摩擦板を摩擦係合させる摩擦クラッチに、コーンクラッチとドグクラッチを組合せたものが開示されている。この摩擦クラッチによれば、ピストンを作動させ、まず、コーンクラッチの円錐面同士を摩擦係合させ、次いで、ドグクラッチの歯を噛み合わせ、最終的に、プレートと摩擦板をピストンによって密着させるとされている。そして、この構成により、伝達トルクの容量が大きく、引摺りトルクを抑制することができるとされている。

しかし、摩擦クラッチには、油圧制御に連動したトルク伝達という良好な応答性も求められている。この点、特許文献１の摩擦クラッチは、油圧解放時に、最終的に摩擦係合が解除されるコーンクラッチが貼付き、摩擦係合状態が解除されず、この点で引摺りトルクが発生するという問題も生じ得る。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、コンパクトで伝達トルクの容量が大きく、引摺りトルクが発生し難い摩擦クラッチを提供することを目的とする。

本発明は、回転可能に設けられ、内周面スプラインが形成されている円柱状のクラッチドラムと、
前記クラッチドラムと同軸、且つ、相対回転可能に該クラッチドラムの内周側に設けられているハブと、
前記クラッチドラムの内周側に設けられ、軸方向に進退動するピストンと、
前記ピストンと連結され、前記内周面スプラインに嵌合し、第一テーパ面を具えたプッシャプレートと、
前記内周面スプラインに嵌合し、軸方向移動不能に固定され、第二テーパ面を具えたエンドプレートと、
前記ハブに連結され、前記第一テーパ面と摩擦係合する第三テーパ面と、前記第二テーパ面と摩擦係合する第四テーパ面を具えた出力コーンと、
前記クラッチドラムとピストンの間に形成される油圧室と、
前記ピストンに対し、前記油圧室の反対側に配設されたキャンセラと、
前記ピストンとキャンセラの間に形成されるキャンセラ室と、
前記キャンセラの軸方向に貫通している貫通孔と、
前記貫通孔に設けられている通常時開放型のバルブ機構を具え、
前記キャンセラ室に潤滑油が供給されているときは、前記バルブ機構は開弁しており、前記キャンセラ室に作動油が供給されたときは、前記バルブ機構が閉弁することを特徴とする摩擦クラッチによって前記課題を解決した。

本発明によれば、クラッチドラムとハブの間で、プッシャプレート及びエンドプレートと出力コーンのそれぞれのテーパ面の摩擦係合によってトルクを伝達するので、伝達トルクの容量が大きく、摩擦クラッチを比較的コンパクトにすることができる。また、クラッチ解放時、キャンセラ室に作動油が供給されることでバルブ機構が閉弁するので、作動油がキャンセラ室に溜まり、その油圧によってピストン及びこれと連結されているプッシャプレートを押返すことができる。よって、プッシャプレートを出力コーンから引き離すことができるので、引摺りトルクが発生し難い。バルブ機構は、キャンセラ室に潤滑油が供給されているときは開弁しているので、ピストンが作動したとき、キャンセラ室の潤滑油がバルブ機構を通じて貫通孔から排出される。よって、摩擦クラッチの締結時の応答性を良好にすることができる。逆に、バルブ機構は、キャンセラ室に作動油が供給されたときに閉弁するので、摩擦クラッチの締結状態を解放しようとするとき、キャンセラ室に作動油を供給すれば、ピストンを押返すことができる。よって、摩擦クラッチの解放時の応答性を良好にすることもできる。

また、キャンセラの内周縁から外周縁までの寸法の中央より内径側に貫通孔を設ければ、空転時、油圧室で発生する遠心油圧に対する油圧をキャンセラ室で発生させ易い。

本発明の第１実施形態の摩擦クラッチの油圧解放時の上半分の軸に沿った断面図。 本発明の第２実施形態の摩擦クラッチの油圧解放時の上半分の軸に沿った断面図。

本発明の実施例を、図１，２を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１実施形態の摩擦クラッチ１０の油圧解放時の状態を示している。摩擦クラッチ１０は、回転可能に設けられ、内周面スプライン１４が形成されている円柱状のクラッチドラム１２と、クラッチドラム１２と同軸、且つ、相対回転可能にクラッチドラム１２の内周側に設けられているハブ１６を具えている。摩擦クラッチ１０は、クラッチドラム１２とハブ１６の回転軸Ｘに対して略対称の構造であるため、図１，２は、回転軸Ｘの上側半分を示している。

クラッチドラム１２の内周面スプライン１４には、プッシャプレート２０とエンドプレート２２が嵌合している。エンドプレート２２は、一対のスナップリングＳ１，Ｓ２によって軸方向移動不能に固定されている。プッシャプレート２０には、第一テーパ面２１が形成されており、エンドプレート２２には、第二テーパ面２３が形成されている。第一テーパ面２１と第二テーパ面２３は、図示されているような、プッシャプレート２０とエンドプレート２２に一体的に形成されているものでなくてもよい。

クラッチドラム１２の内周側には、ピストン１８が配設されている。ピストン１８は、ピストン１８とクラッチドラム１２の間に形成される油圧室３０に、ピストン用作動油供給経路３２からピストン用作動油（図示省略）が供給されることにより、軸方向（エンドプレート２２方向）に移動する。一方で、ピストン１８は、スナップリングＳ３によって、プッシャプレート２０と連結されているので、ピストンの軸方向移動により、プッシャプレート２０も連動して軸方向移動する。

ハブ１６には、出力コーン２４が連結されている。出力コーン２４は、プッシャプレート２０の第一テーパ面２１と摩擦係合する第三テーパ面２５と、エンドプレート２２の第二テーパ面２３と摩擦係合する第四テーパ面２６を有する。なお、第一テーパ面２１又は第三テーパ面２５、第二テーパ面２３又は第四テーパ面２６のいずれか一方に、摩擦材を貼付けることができる。

ピストン１８に対し、油圧室３０の反対側には、キャンセラ２８が配設されている。キャンセラ２８とピストン１８の間にはキャンセラ室３４が形成される。また、ピストン１８とキャンセラ２８の間には、リターンスプリング４８が設けられている。キャンセラ室３４には、摩擦クラッチ１０を潤滑する潤滑油を供給するための潤滑油供給経路３８と、キャンセラ室３４にリターン用作動油を供給するためのリターン用作動油供給経路３６が連通している。

キャンセラ２８には、軸方向に貫通している貫通孔４６が設けられており、貫通孔４６には、通常時開放型（ノーマリーオープンタイプ）のバルブ機構４０が配設されている。摩擦クラッチ１０のバルブ機構４０は、ボール４２とスプリング４４を有するチェックボール式のバルブであるが、他のバルブ機構を用いることも可能である。貫通孔４６は、キャンセラ２８の内周縁から外周縁までのいずれの場所に設けてもよいが、キャンセラ２８の内周縁から外周縁までの寸法の中央より内径側に設けるのがよい。空転時、油圧室３０で発生する遠心油圧に対する油圧をキャンセラ室３４で発生させ易くすることができるからである。

ここで、摩擦クラッチ１０の作動について説明する。摩擦クラッチ１０は、空転時と締結時の両方の状態において、キャンセラ室３４に潤滑のための潤滑油が潤滑経路３８を通じて供給されている。キャンセラ室３４に潤滑油のみが供給されているとき、バルブ機構４０は、開弁状態であり、潤滑油は貫通孔４６を通じてキャンセラ室３４外に排出される。すなわち、空転状態から、油圧室３０にピストン用作動油が供給され、第一テーパ面２１と第三テーパ面２５、及び第二テーパ面２３と第四テーパ面２６が摩擦係合して、クラッチドラム１２とハブ１６の間でトルクが伝達されている締結状態のとき、キャンセラ室３４には、潤滑油のみが供給されており、当該潤滑油は貫通孔４６を通じてキャンセラ室３４外に排出される。このように、摩擦クラッチ１０では、クラッチドラム１２とハブ１６の間で、プッシャプレート２０及びエンドプレート２２と出力コーン２４のそれぞれのテーパ面の摩擦係合によってトルクを伝達するので、伝達トルクの容量が大きい。よって、例えば、多数の摩擦板と相手プレートを利用した摩擦クラッチに比べて、コンパクトにすることができる。

摩擦クラッチ１０の締結状態を解放するとき、油圧室３０へのピストン用作動油の供給が停止され、リターン用作動油がキャンセラ室３４へリターン用作動油供給経路３６を通じて供給される。リターン用作動油がキャンセラ室３４へ供給されたとき、バルブ機構４０のボール４２がスプリング４４を圧縮して貫通孔４６を塞ぐので、バルブ機構４０は閉弁状態になる。バルブ機構４０が閉弁状態で、リターン用作動油はキャンセラ室３４に供給され続けると、リターン用作動油がキャンセラ室３４に溜まり、リターン用作動油の油圧によりピストン１８及びこれと連結されているプッシャプレート２０を油圧室３０の方向に押返すことができる。よって、プッシャプレート２０を出力コーン２４から引き離すことができるので、引摺りトルクが発生し難い。

摩擦クラッチ１０のバルブ機構４０は、キャンセラ室３４に潤滑油が供給されているときは開弁しているので、ピストン１８が作動したとき、キャンセラ室３４の潤滑油がバルブ機構４０を通じて貫通孔４６から排出される。よって、摩擦クラッチ１０の締結時の応答性を良好にすることができる。逆に、バルブ機構４０は、キャンセラ室３４に作動油が供給されたときに閉弁するので、摩擦クラッチ１０の締結状態を解放しようとするとき、キャンセラ室３４に作動油を供給すれば、ピストン１８を油圧室３０方向に押返すことができる。よって、摩擦クラッチ１０の解放時の応答性を良好にすることもできる。

図２は、本発明の第二実施形態の摩擦クラッチ１０ａを示している。摩擦クラッチ１０と同じ部材には同一の符号を付している。摩擦クラッチ１０ａでは、エンドプレート２２ａが１つのスナップリングＳ１によってクラッチドラム１２に軸方向移動不能に固定されている。このように、エンドプレートの構成及びその固定方法は適宜変更することができる。図示しての説明は省略するが、例えば、摩擦クラッチ１０のスナップリングＳ２に換えて、クラッチドラム１２に内径向きの突部を設ける構成とすることもできる。

以上に説明した通り、本発明によれば、コンパクトで伝達トルクの容量が大きく、引摺りトルクが発生し難い摩擦クラッチとすることができる。

１０，１０ａ 摩擦クラッチ
１２ クラッチドラム
１４ 内周面スプライン
１６ ハブ
１８ ピストン
２０ プッシャプレート
２１ 第一テーパ面
２２，２２ａ エンドプレート
２３ 第二テーパ面
２４ 出力コーン
２５ 第三テーパ面
２６ 第四テーパ面
２８ キャンセラ
３０ 油圧室
３４ キャンセラ室
４０ バルブ機構
４６ 貫通孔

Claims (2)

1. 回転可能に設けられ、内周面スプラインが形成されている円柱状のクラッチドラムと、
   前記クラッチドラムと同軸、且つ、相対回転可能に該クラッチドラムの内周側に設けられているハブと、
   前記クラッチドラムの内周側に設けられ、軸方向に進退動するピストンと、
   前記ピストンと連結され、前記内周面スプラインに嵌合し、第一テーパ面を具えたプッシャプレートと、
   前記内周面スプラインに嵌合し、軸方向移動不能に固定され、第二テーパ面を具えたエンドプレートと、
   前記ハブに連結され、前記第一テーパ面と摩擦係合する第三テーパ面と、前記第二テーパ面と摩擦係合する第四テーパ面を具えた出力コーンと、
   前記クラッチドラムとピストンの間に形成される油圧室と、
   前記ピストンに対し、前記油圧室の反対側に配設されたキャンセラと、
   前記ピストンとキャンセラの間に形成されるキャンセラ室と、
   前記キャンセラの軸方向に貫通している貫通孔と、
   前記貫通孔に設けられている通常時開放型のバルブ機構を具え、
   前記キャンセラ室に潤滑油が供給されているときは、前記バルブ機構は開弁しており、前記キャンセラ室に作動油が供給されたときは、前記バルブ機構が閉弁することを特徴とする、
   摩擦クラッチ。
2. 前記貫通孔が前記キャンセラの内周縁から外周縁までの寸法の中央より内径側に設けられている、請求項１の摩擦クラッチ。

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