JPH0882368A - 機械的同期を可能にした摩擦係合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 相対回転する部材にスプライン嵌合するプレ
ート群が同期した後に、機械的に部材を噛み合わせるこ
とができる摩擦係合装置を提供すること。 【構成】 摩擦係合装置１０は、スプライン２２，３２
が形成されたドラム２０及びハブ３０とを有してなる。
ドラム２０及びハブ３０には、メイティングプレート２
４及びクラッチプレート３６が嵌合している。プレート
群２４，３６の軸方向両側では、リテーニングプレート
４０及び油圧作動式ピストン５０が設けられている。リ
テーニングプレート４０とプレート群２４，３６の間に
は、ドラム２０及びハブ３０に対して回転を拘束されず
且つカム面６４が形成されたカムプレート６０が配設さ
れている。リテーニングプレート４０にはカムプレート
６０に面する側にカム面４２が形成されている。ピスト
ン５０とプレート群２４，３６の間には、同期プレート
７０が配設されている。内周側には、ハブ３０のスプラ
イン３２にスプライン嵌合しうるスプライン７２が形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用トランスミッシ
ョン、又は、産業機械用若しくは建設機械用トランスミ
ッションに利用される摩擦係合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両用オートマティックトラン
スミッションの摩擦係合装置５１０は、図７に示される
ように、相対回転するドラム５１２及びハブ５１４の間
の円筒状空間において、ドラム５１２にスプライン嵌合
するメイティングプレート５１６及びハブ５１４にスプ
ライン嵌合するクラッチプレート５１８を有してなる。
ドラム５１２には、プレート群５１６，５１８の軸方向
一側において、スナップリング５２０によって軸方向移
動を阻止されたリテーニングプレート５２２がスプライ
ン嵌合している。プレート群５１６，５１８の軸方向他
側には、ドラム５１２との間に油室５２４を形成するピ
ストン５２６が設けられている。油室５２４に油が供給
されると、ピストン５２６が軸方向に作動して、リテー
ニングプレート５２２とピストン５２６との間でプレー
ト群５１６，５１８が摩擦係合する。これによって、ド
ラム５１２からハブ５１４へ、又は ハブ５１４からド
ラム５１２へトルクが伝達される。なお、摩擦係合装置
は、ハウジングとドラムとの間のブレーキとしてトラン
スミッション内に設けられる場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年の技術躍進に伴
い、自動車のエンジン性能が向上すると、それに応じて
摩擦係合装置の性能向上が要求され、伝達トルク容量を
如何に増加させるかが課題となる。この課題は、一般的
に、ピストンに作用する油圧の増加、ピストンの受圧面
積の増加、プレート群の直径の増大、又はプレート群の
枚数の増加によって解決することができる。

【０００４】しかし、このような解決手段では、油圧ポ
ンプの動力損失が著しくなって油圧機器の伝達効率低下
を招くとともに、部品サイズの増大、部品点数の増加等
によってトランスミッションが大型化するという問題が
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の目的
は、相対回転する部材が同期した後は、両部材を機械的
に結合させることができる摩擦係合装置を提供すること
にある。本発明は、相対回転をするとともに両者の間で
円筒状空間を形成する２つの部材と、前記円筒状空間に
おいて前記部材のそれぞれにスプライン嵌合されたプレ
ート群と、前記プレート群の軸方向一側において前記部
材の一方に配設されたリテーニングプレートと、前記プ
レート群の軸方向他側において前記部材の一方に配設さ
れ且つ前記リテーニングプレートとの間で前記プレート
群を摩擦係合させる油圧作動式ピストンとを有してなる
摩擦係合装置において、以下の特徴を有する。

【０００６】本発明は、第１に、前記リテーニングプレ
ートと前記プレート群との間で前記部材に対して回転が
拘束されないカムプレートと、前記リテーニングプレー
トと前記カムプレートを離間付勢するばねと、前記ピス
トンと前記プレート群との間で前記部材の一方にスプラ
イン嵌合するとともに前記ピストン作動時に前記部材の
他方のスプラインにスプライン嵌合するスプライン歯を
有する同期プレートとを有し、前記リテーニングプレー
トと前記カムプレートとが、軸方向厚みが周方向に増減
するように形成されたカム面で対向しており、前記ピス
トンの非作動時に前記同期プレートが前記ばねによって
前記ピストン側に付勢されて前記部材の他方とスプライ
ン嵌合せず、前記ピストン作動時に前記同期プレートが
前記部材の他方とスプライン嵌合する摩擦係合装置によ
り前記課題を解決した。

【０００７】本発明は、第２に、前記プレート群の前記
ピストン側で前記部材に対して回転が拘束されないカム
プレートと、前記カムプレートの前記ピストン側で前記
部材の一方にスプライン嵌合するとともに前記ピストン
作動時に前記部材の他方のスプラインにスプライン嵌合
するスプライン歯を有する同期プレートと、前記カムプ
レートと前記同期プレートを離間付勢するばねと有し、
前記カムプレートと前記同期プレートとの対向面に周方
向に傾斜カム面が形成されており、前記ピストンの非作
動時に前記同期プレートが前記ばねによって前記ピスト
ン側に付勢されて前記部材の他方とスプライン嵌合せ
ず、前記ピストン作動時に前記同期プレートが前記部材
の他方とスプライン嵌合する摩擦係合装置により前記課
題を解決した。

【０００８】本発明は、第３に、前記リテーニングプレ
ートの軸方向外側に設けられたスナップリングと、前記
リテーニングプレートを前記プレート群に向って付勢す
るばねと、前記ピストンと前記プレート群との間で前記
部材の一方にスプライン嵌合するとともに前記ピストン
作動時に前記部材の他方のスプラインにスプライン嵌合
するスプライン歯を有する同期プレートとを有し、前記
部材の一方のスプラインが切り欠かれて前記プレート群
との対向面に周方向に傾斜カム面が形成されており、前
記リテーニングプレートが前記カム面に対向するカム面
を有して前記スプラインの切欠部分に保持されており、
前記ピストンの非作動時に前記同期プレートが前記ばね
によって前記ピストン側に付勢されて前記部材の他方と
スプライン嵌合せず、前記ピストン作動時に前記リテー
ニングプレートが前記部材の一方のスプラインに沿って
移動して前記同期プレートが前記部材の他方とスプライ
ン嵌合する摩擦係合装置により前記課題を解決した。

【０００９】なお、ピストンと同期プレートとを一体に
することができる。

【００１０】

【作用】まず、第１の発明についてその作用を説明す
る。ピストンの非作動時、プレート群は相互に離間して
おり、部材間でトルクは伝達されない。油室に油圧が作
用すると、ピストンが作動してプレート群が摩擦係合を
始める。同時に、リテーニングプレートとカムプレート
とがカム面同士で当接する。カムプレートは両部材に対
して回転が拘束されていないので、プレート群に引きず
られて同方向に回転しようとする。このとき、カムプレ
ートには、ピストンによる軸方向の力と、プレート群に
引きずられることによる周方向の力が作用する。カム面
の傾斜角は所定の角度に設定されているので、プレート
群は徐々に同期する。プレート群の相対回転数が０にな
ると、カム面同士に滑りが生じる。その結果、リテーニ
ングプレートとカムプレートが完全に密着するとともに
同期プレートが軸方向に移動し、同期プレートは部材の
他方のスプラインとスプライン嵌合する。この動作は、
部材の他方側の回転慣性の減少又はプレート群間の伝達
トルクの低下によって生じる。これにより、相対回転す
る部材は摩擦力ではなく、スプライン嵌合によって完全
に同期する。

【００１１】第２の発明においては、カム面の作動がカ
ムプレートと同期プレートとの間で生じる。第３の発明
においては、カム面の作動がスプラインの端面とリテー
ニングプレートとの間で生じる。しかし、両部材がスプ
ライン嵌合によって完全に同期する動作は第１の発明と
同じである。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明による摩擦係
合装置の実施例を説明する。図１乃至図２は第１実施例
を示し、図３及び図４は第２実施例を示す。図５及び図
６は第３実施例を示す。以下の実施例では、相対回転す
る部材がハブとドラムであるが、相対回転する部材がド
ラムとハウジングである場合もある。後者の場合の摩擦
係合装置は、ブレーキに相当する。

【００１３】図１及び図２を参照して、本発明による摩
擦係合装置の第１実施例を説明する。摩擦係合装置１０
は、内周にスプライン２２が形成されたドラム２０と、
外周にスプライン３２が形成されたハブ３０とを有して
なる。ドラム２０のスプライン２２には、メイティング
プレート２４がスプライン嵌合しており、ハブ３０のス
プライン３２には、摩擦材３４が固着されたクラッチプ
レート３６が嵌合している。これらのプレート群２４，
３６は交互に配設されている。

【００１４】プレート群２４，３６の軸方向一側では、
リテーニングプレート４０がドラム２０にスプライン嵌
合している。リテーニングプレート４０はスナップリン
グ４４によって一方への軸方向移動が阻止されている。
プレート群２４，３６の軸方向他側では、ドラム２０に
ピストン５０が嵌装されている。ピストン５０は油室５
２に作用する油圧によって軸方向に作動する。ピストン
５０の戻りはコイルばね５４によってなされる。

【００１５】リテーニングプレート４０とプレート群２
４，３６の間には、ドラム２０及びハブ３０に対して回
転を拘束されないカムプレート６０が配設されている。
カムプレート６０は、内周側でリテーニングプレート４
０に向って突出している。この突出部分６２にカム面６
４が形成されている。同様に、リテーニングプレート４
０にはカムプレート６０に面する側にカム面４２が形成
されている。図２に示されるように、カム面４２，６４
は、半径方向から見たとき、軸方向厚みが周方向に増減
するように形成されている。カムプレート６０は、ドラ
ム２０のスプライン２２の先端によって形成される円の
直径より僅かに小さい直径を有する。また、カムプレー
ト６０のカム面６４は、ピストン非作動時においては、
リテーニングプレート４０のカム面４２と一部で当接し
ている。従って、カムプレート６０は、ドラム２０に対
して完全に拘束はされないが、メイティングプレート２
４及びリテーニングプレート４０と同じ方向に回転す
る。６６は波形ばねであり、ピストン５０が非作動状態
にあるとき、プレート群２４，３６をピストン５０に向
って押し戻す役割を有する。

【００１６】ピストン５０とプレート群２４，３６の間
には、同期プレート７０が配設されている。同期プレー
ト７０は、ドラム２０のスプライン２２に嵌合してい
る。また、内周側には、ハブ３０のスプライン３２にス
プライン嵌合しうるスプライン７２が形成されている。
ハブ３０は、ピストン非作動時、同期プレート７０がそ
のハブ３０にスプライン嵌合しない長さである。なお、
同実施例では、ピストン５０と同期プレート７０が別体
であるが、これらは一体になっていても差し支えない。

【００１７】次に動作を説明する。ピストン５０の非作
動時、プレート群２４，３６は相互に隙間を有してお
り、ドラム２０とハブ３０は相対回転可能である。この
とき、トルクは伝達されない。カムプレート６０は、リ
テーニングプレート４０とカム面６４で当接し、ドラム
２０と同じ方向に回転している。

【００１８】油室５２に油が供給されると、プレート群
２４，３６同士の隙間がなくなるとともに、リテーニン
グプレート４０とカムプレート６０がカム面４２，６４
で係合を始める。カムプレート６０には、ピストン５０
による軸方向の力と、クラッチプレート３６との摩擦係
合による周方向の力が作用する。軸方向の力は、リテー
ニングプレート４０とカムプレート６０とを密着させよ
うとする力であり、周方向の力は、リテーニングプレー
ト４０とカムプレート６０とを離反させようとする力で
ある。カム面４２，６４を所定の傾斜角で形成すること
により、プレート群２４，３６は摩擦係合を続けるの
で、ドラム２０とハブ３０は同期しようとする。

【００１９】プレート群の相対回転数が０になり、リテ
ーニングプレート４０とカムプレート６０とを離反させ
ようとする力がなくなると、リテーニングプレート４０
とカムプレート６０とはカム面４２，６４で密着する。
同期プレート７０は、軸方向に移動してハブ３０のスプ
ライン３２にスプライン嵌合する。このようにして、ド
ラム２０とハブ３０は一体回転できるようになる。同期
プレート７０がハブ３０のスプライン３２にスプライン
嵌合した後、ドラム２０とハブ３０は一体回転するの
で、ばね６６の付勢力に抗する程度の油圧を油室５２に
作用させれば充分である。従って、高油圧を必要としな
い。油圧回路内にソレノイドバルブ等を設けて、高油圧
を解放することができる。

【００２０】図３及び図４は、本発明による摩擦係合装
置の第２実施例を示している。本実施例の摩擦係合装置
１１０では、カムプレート１６０がプレート群１２４，
１３６のピストン１５０側に設けられている。また、同
期プレート１７０はピストン１５０と一体に設けられて
いる。

【００２１】カムプレート１６０は、ドラム１２０とハ
ブ１３０に回転を拘束されず、ドラム１２０のスプライ
ン１２２の先端と僅かな隙間をもって配設されている。
カムプレート１６０は、内周側において、放射状に延び
る複数の櫛歯状突起１６２を有する。それぞれの突起１
６２の先端には周方向に傾斜カム面１６４が形成されて
いる。ピストン１５０と一体の同期プレート１７０は前
記突起１６２に相補い合う突起１７４を有する。その先
端には、カムプレート１６０のカム面１６４と相補い合
うカム面１７６を有する。カムプレート１６０とピスト
ン１５０との間には、これらを離間付勢する波形ばね１
６６が配設されている。

【００２２】ピストン非作動時、プレート群１２４，１
３６は相互に隙間を有し、ドラム１２０とハブ１３０と
の間でトルクは伝達されない。油室１５２に油が供給さ
れ始めると、プレート群１２４，１３６間の隙間が減少
するとともに、カム面１６４，１７６同士が係合する。
そして、プレート群１２４，１３６が摩擦係合して、ド
ラム１２０とハブ１３０を同期させる。プレート群１２
４，１３６の相対回転数が０になると、カム面１６４，
１７６で滑りが生じる。突起１６２，１７４が相互に嵌
入して、ピストン１５０が軸方向に作動する。ピストン
１５０の突起１７４の幅はハブ１３０のスプライン１３
２と同じ幅で形成されているので、カム面１６４，１７
６で滑りが生じると、このピストン１５０はドラム１２
０とハブ１３０を完全に結合させる。

【００２３】図５及び図６は、本発明による摩擦係合装
置の第３実施例を示している。本実施例の摩擦係合装置
２１０では、ドラム２２０は、ピストン２５０と反対側
でスナップリング２４４を有する。リテーニングプレー
ト２４０とスナップリング２４４との間にはばね２６６
が配設されており、このばね２６６はリテーニングプレ
ート２４０をプレート群２２４，２３６に向って付勢す
る。

【００２４】ドラム２２０のスプライン２２２は、リテ
ーニングプレート２４０が嵌合する部分で周方向に切り
欠かれている。プレート群２２４，２３６と対向するス
プライン２２２の端面には、周方向に傾斜カム面２６４
が形成されている。同様に、リテーニングプレート２４
０にもカム面２４２が形成されている。リテーニングプ
レート２４０は、切り欠かれた部分に位置するとき、周
方向へは僅かな回転が許されるとともに、スプライン２
２２が延びる方向にも移動可能である。

【００２５】プレート群２２４，２３６のピストン側に
は、ピストン２５０と一体となった同期プレート２７０
が配設されている。同期プレート２７０は、ドラム２２
０のスプライン２２２に嵌合している。また、同期プレ
ート２７０の内周には、ピストン２５０が軸方向に作動
したときハブ２３０のスプライン２３２にスプライン嵌
合するスプライン２７２が形成されている。プレート群
２２４，２３６の相対回転数が０になると、リテーニン
グプレート２４０がドラム２２０のスプライン２２２に
沿って移動して、ピストン２５０と一体の同期プレート
２７０はハブ２３０のスプライン２３２に嵌合する。

【００２６】以上のように、本発明は、カム面の作用に
よって、２つの部材の回転差を徐々に少なくし、プレー
ト群に相対回転数が０になったとき、ドラムとハブを機
械的に同期させる機能を有する。

【００２７】

【発明の効果】請求項１乃至３の発明では、ピストンに
油圧が作用し始めると、カム面同士の作用により、部材
を同期させるようにプレート群を摩擦係合させ、プレー
ト群に相対回転数が０になると、同期プレートが軸方向
に移動して部材をスプラインによって機械的に同期させ
ることができる。従って、プレート群及びピストン等の
サイズの増大や、油圧ポンプ等の周辺機器の動力損失を
抑えて、部材間の伝達容量の増大を図ることができる。

【００２８】請求項４の発明では、同期プレートをピス
トンと一体にして、ピストンの作動に同期プレートの作
動を連動させたので、トルク伝達状態とトルク非伝達状
態との切り換えが確実であり、部品点数も削減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による摩擦係合装置の第１実施例の断
面図。

【図２】 図１の摩擦係合装置をＡから見た矢視図。

【図３】 本発明による摩擦係合装置の第２実施例の断
面図。

【図４】 図３の摩擦係合装置をＢから見た矢視図。

【図５】 本発明による摩擦係合装置の第３実施例の断
面図。

【図６】 図５の摩擦係合装置のドラムのスプラインを
Ｃから見た矢視図。

【図７】 従来の摩擦係合装置の断面図。

【符号の説明】

１０，１１０，２１０ 摩擦係合装置 ２０，１２０，２２０ ドラム ２２，１２２，２２２ スプライン ２４，１２４，２２４ メイティングプレート（プレー
ト群） ３０，１３０，２３０ ハブ ３２，１３２，２３２ スプライン ３６，１３６，２３６ クラッチプレート（プレート
群） ４０， ２４０ リテーニングプレート ４２， ２４２ カム面 ５０，１５０，２５０ ピストン ６０，１６０ カムプレート ６４，１６４，２６４ カム面 ６６，１６６，２６６ ばね ７０，１７０，２７０ 同期プレート ７２， ２７２ スプライン １７６ カム面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転をするとともに両者の間で円筒
   状空間を形成する２つの部材と、前記円筒状空間におい
   て前記部材のそれぞれにスプライン嵌合されたプレート
   群と、前記プレート群の軸方向一側において前記部材の
   一方に配設されたリテーニングプレートと、前記プレー
   ト群の軸方向他側において前記部材の一方に配設され且
   つ前記リテーニングプレートとの間で前記プレート群を
   摩擦係合させる油圧作動式ピストンとを有してなる摩擦
   係合装置において、 前記リテーニングプレートと前記プレート群との間で前
   記部材に対して回転が拘束されないカムプレートと、前
   記リテーニングプレートと前記カムプレートを離間付勢
   するばねと、前記ピストンと前記プレート群との間で前
   記部材の一方にスプライン嵌合するとともに前記ピスト
   ン作動時に前記部材の他方のスプラインにスプライン嵌
   合するスプライン歯を有する同期プレートとを有し、 前記リテーニングプレートと前記カムプレートとが、軸
   方向厚みが周方向に増減するように形成されたカム面で
   対向しており、 前記ピストンの非作動時に前記同期プレートが前記ばね
   によって前記ピストン側に付勢されて前記部材の他方と
   スプライン嵌合せず、前記ピストン作動時に前記同期プ
   レートが前記部材の他方とスプライン嵌合することを特
   徴とする、 摩擦係合装置。
2. 【請求項２】 相対回転をするとともに両者の間で円筒
   状空間を形成する２つの部材と、前記円筒状空間におい
   て前記部材のそれぞれにスプライン嵌合されたプレート
   群と、前記プレート群の軸方向一側において前記部材の
   一方に配設されたリテーニングプレートと、前記プレー
   ト群の軸方向他側において前記部材の一方に配設され且
   つ前記リテーニングプレートとの間で前記プレート群を
   摩擦係合させる油圧作動式ピストンとを有してなる摩擦
   係合装置において、 前記プレート群の前記ピストン側で前記部材に対して回
   転が拘束されないカムプレートと、前記カムプレートの
   前記ピストン側で前記部材の一方にスプライン嵌合する
   とともに前記ピストン作動時に前記部材の他方のスプラ
   インにスプライン嵌合するスプライン歯を有する同期プ
   レートと、前記カムプレートと前記同期プレートを離間
   付勢するばねと有し、 前記カムプレートと前記同期プレートとの対向面に周方
   向に傾斜カム面が形成されており、 前記ピストンの非作動時に前記同期プレートが前記ばね
   によって前記ピストン側に付勢されて前記部材の他方と
   スプライン嵌合せず、前記ピストン作動時に前記同期プ
   レートが前記部材の他方とスプライン嵌合することを特
   徴とする、 摩擦係合装置。
3. 【請求項３】 相対回転をするとともに両者の間で円筒
   状空間を形成するつの部材と、前記円筒状空間において
   前記部材のそれぞれにスプライン嵌合されたプレート群
   と、前記プレート群の軸方向一側において前記部材の一
   方に配設されたリテーニングプレートと、前記プレート
   群の軸方向他側において前記部材の一方に配設され且つ
   前記リテーニングプレートとの間で前記プレート群を摩
   擦係合させる油圧作動式ピストンとを有してなる摩擦係
   合装置において、 前記リテーニングプレートの軸方向外側に設けられたス
   ナップリングと、前記リテーニングプレートを前記プレ
   ート群に向って付勢するばねと、前記ピストンと前記プ
   レート群との間で前記部材の一方にスプライン嵌合する
   とともに前記ピストン作動時に前記部材の他方のスプラ
   インにスプライン嵌合するスプライン歯を有する同期プ
   レートとを有し、 前記部材の一方のスプラインが切り欠かれて前記プレー
   ト群との対向面に周方向に傾斜カム面が形成されてお
   り、前記リテーニングプレートが前記カム面に対向する
   カム面を有して前記スプラインの切欠部分に保持されて
   おり、 前記ピストンの非作動時に前記同期プレートが
   前記ばねによって前記ピストン側に付勢されて前記部材
   の他方とスプライン嵌合せず、前記ピストン作動時に前
   記リテーニングプレートが前記部材の一方のスプライン
   に沿って移動して前記同期プレートが前記部材の他方と
   スプライン嵌合することを特徴とする、 摩擦係合装置。
4. 【請求項４】 前記ピストンと前記同期プレートが一体
   である、請求項１乃至３のいずれか１つの摩擦係合装
   置。