説明

湿式多板クラッチ

【課題】係合時のショックが少なく、軸方向及び径方向のサイズをコンパクトにすることができ、部品点数を削減することによりコストダウンを図ることができる湿式多板クラッチを提供する。
【解決手段】それぞれ第1係合要素と第2係合要素とを交互に配置した第1クラッチ部と第2クラッチ部とからなり、ピストンの押圧力により第1係合要素と第2係合要素との締結または解放が行われる湿式多板クラッチにおいて、ピストンが第1クラッチ部と第2クラッチ部とを押圧可能であることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の自動変速機(AT)のクラッチやブレーキなどに用いられる湿式多板クラッチ(摩擦係合装置)に関する。より詳細には、摩擦板の押圧構造の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、湿式多板クラッチは、クラッチもしくはブレーキのドラムとハブ間に摩擦板(フリクションプレート)と、セパレータプレートとが交互に配置されており、クラッチピストンの押圧と解除によりクラッチの係合と解除が行われる。
【0003】
このような湿式多板クラッチでは、クラッチの係合初期またはブレーキの効き始めにおいて、ショックの緩和及びスリップ制御をするため微妙な制御が要求されている。
【0004】
このような要求に応えるため、特許文献1では、摩擦要素の一方を径方向に分割し、かつ他方の摩擦要素との接当開始点に差を付けた構成を開示している。
【0005】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献1】特開平7−042757号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に開示のクラッチでは、ハウジングの同軸上に二つのクラッチピストンが配置される、いわゆるツインクラッチとなっている。このタイプでは、軸方向に大きなスペースを取ると共に、径方向にも大きなスペースをとるため、クラッチのコンパクト化や部品点数を削減することによるコストダウンの要求に必ずしも応えられなかった。
【0007】
従って、本発明の目的は、係合時のショックが少なく、軸方向及び径方向のサイズをコンパクトにすることができ、部品点数を削減することによりコストダウンを図ることができる湿式多板クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の湿式多板クラッチは、
それぞれ第1係合要素と第2係合要素とを交互に配置した第1クラッチ部と第2クラッチ部とからなり、ピストンの押圧力により前記第1係合要素と前記第2係合要素との締結または解放が行われる湿式多板クラッチにおいて、前記ピストンが前記第1クラッチ部と前記第2クラッチ部とを押圧可能であることを特徴としている。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【0010】
機能的に分割した第1クラッチ部と第2クラッチ部とを設けたため、クラッチの係合初期またはブレーキの効き始めにおいて、ショックの緩和及びスリップ制御をするため微妙な制御が可能となる。
【0011】
一つのピストンにより第1及び第2のクラッチを締結させることができるので、軸方向及び径方向のサイズをコンパクトにすることができ、部品点数を削減することによりコストダウンを図ることができる。
【0012】
皿ばねを使用した場合、第2クラッチ部のスプリング収納部分のスペースをより小さくすることができるため径方向に省スペース化を図ることができる。また、皿ばねの反力を利用することにより、ピストンのリターンスプリングが不要となる効果が得られる。更に、ドリブンプレート(セパレータプレート)間のクリアランスが保たれるため、ドラグ低減にも有効となる。
【0013】
また、新しいハウジングを必要とせず、現行のハウジングを転用できるため、付加的なコストがかからない。
【実施例】
【0014】
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号にて示してある。また、以下説明する実施例は本発明を例示として説明するもので、いかなる意味においても本発明を限定するものではないことは言うまでもない。
【0015】
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例を示す湿式多板クラッチ10の軸方向部分断面図である。
【0016】
湿式多板クラッチ10は、軸方向の一端部で開放したほぼ円筒形のハウジング、すなわちクラッチケース1と、クラッチケース1の内周に配置され、同軸上で相対回転するハブ(不図示)と、クラッチケース1の内周に設けられたスプライン8に軸方向で移動自在に配置された環状のセパレータプレート2(第1係合要素)と、ハブの外周に設けられたスプライン(不図示)に軸方向で移動自在に配置され摩擦材が貼着された環状の摩擦板3(第2係合要素)とからなっている。セパレータプレート2と摩擦板3とはそれぞれ複数個設けられている。
【0017】
湿式多板クラッチ10は、セパレータプレート2と摩擦板3とを押圧し締結させるピストン6と、セパレータプレート2及び摩擦板3を軸方向の一端で固定状態に保持するため、クラッチケース1の内周に設けられたバッキングプレート7とそれを保持する止め輪17とを備えている。
【0018】
図1に示すように、ピストン6は、クラッチケース1の閉口端内で軸方向摺動自在に配置されている。ピストン6の外周面とクラッチケース1の内面との間にはOリング9が介装されている。また、ピストン6の内周面とクラッチケース1の軸部13(図3参照)の外周面との間にもOリング18(図3参照)が介装されている。従って、クラッチケース1の閉口端の内面とピストン6との間に油密状態の油圧室11が画成される。
【0019】
軸部13に固定されたストッパ16とピストン6との間には、リターンスプリング15が設けられ、油圧室11に油圧が供給されていない状態では、ピストン6をクラッチケース11側に押圧している。また、軸部13には、油供給孔14が設けられ、油圧室11へ不図示の油供給源からの油を油圧室11に供給している。
【0020】
ハブに軸方向摺動自在に保持された摩擦板3は、その両面に所定の摩擦係数を有する摩擦材12が固定されている。摩擦材12は、摩擦板3の片面のみに設けることもできる。また、ハブには径方向に貫通した潤滑油供給口(不図示)が設けられ、湿式多板クラッチ10の内径側から外径側へと潤滑を供給している。
【0021】
湿式多板クラッチ10のクラッチ部は、ピストン6寄りの第1クラッチ部20とバッキングプレート7寄りの第2クラッチ部30とを有する。第1クラッチ部20と第2クラッチ部30とは、クラッチケース1の内周に軸方向移動可能に保持された境界板5により分離されている。第1クラッチ部20は、2枚の摩擦板3と2枚のセパレータプレート2から構成され、第2クラッチ部30は、2枚の摩擦板3とその間の1枚のセパレータプレート2から構成されている。もちろん、この数は任意であり、その他の数にすることもできることは言うまでもない。
【0022】
第2クラッチ部30のセパレータプレート2は、外径寄りに軸方向に貫通する孔2aを備えている。この孔2aにスプリング4が貫通保持されている。スプリング4はここではコイルスプリングであるが、その他の種類のスプリングを用いることも可能である。
【0023】
スプリング4の軸方向の一端は、境界板5に設けられた保持部材8によって保持され、他端はバッキングプレート7に設けた凹部7aに保持されている。境界板5は、クラッチケース1の段部1aによって図1において右方向への移動を制限されている。第2クラッチ部30は、ピストン6からの押圧力が印加されない限り、スプリング4の付勢力により、非締結状態に維持されている。
【0024】
図2は、図1の湿式多板クラッチ10をクラッチケース1の開放端からみた正面図である。図3は、図2のA−O−A線に沿った断面図である。ただし、図2では、バッキングプレート7と止め輪17の図示を省いている。図2から分かるように、スプリング4が貫通する孔2aは、セパレータプレート2の外径部に円周方向等分に複数個設けられている。従って、スプリング4も孔2aに対応して複数配置されている。
【0025】
以上のように構成された湿式多板クラッチ10は、次のようにクラッチの締結及び解放をする。図1の状態は、クラッチ解放状態を示しておりセパレータプレート2と摩擦板3とはそれぞれ負荷なしに接触している。解放状態では、リターンスプリング15の付勢力により、ピストン6はクラッチケース1の閉口端側に当接している。
【0026】
この状態でクラッチを締結するには、ピストン6とクラッチケース1との間に画成された油圧室11に油圧を供給する。油圧の上昇に伴い、リターンスプリング15の付勢力に抗して、ピストン6は、図1において軸方向左に移動し、セパレータプレート2と摩擦板3とを密着させる。これにより第1クラッチ部20が締結される。
【0027】
次に、油圧が更に上昇すると、ピストン6は図1において更に左方向に移動し、締結状態の第1クラッチ部20全体を境界板5に押し付けるようになる。このまま、ピストン6が更に左方向に移動すると、ピストン6の押圧力がスプリング4の付勢力よりも大きくなり、境界板5はピストン6により押され、図中左方向に移動を始める。
【0028】
境界板5が、更に移動するとバッキングプレート7との間で、摩擦板3とセパレータプレート2とを押圧する。その結果、第2クラッチ部30も締結状態となる。
【0029】
以上の動作において、力関係は以下のようになる。第1クラッチ部20はピストン6の押圧カにより荷重F1を受け摩擦係合し、第2クラッチ部30を解放状態に維持するスプリング4の付勢力をF2とすると、F1>F2のとき、ピストン6により第2クラッチ部30は締結される。F1≦F2のとき、第1クラッチ部20は締結されるが、境界板5は移動せず、第2クラッチ部30は非締結状態に維持される。この関係は後述の第2及び第3実施例でも同様である。
【0030】
以上のように、機能的に分割した第1クラッチ部と第2クラッチ部とを設けたため、クラッチの係合初期またはブレーキの効き始めにおいて、ショックの緩和及びスリップ制御の微妙な制御が可能となる。
【0031】
また、一つのピストンにより第1及び第2のクラッチを締結させることができるので、軸方向及び径方向のサイズをコンパクトにすることができ、部品点数を削減することによりコストダウンを図ることができる。
【0032】
(第2実施例)
図4は、本発明の第2実施例を示す湿式多板クラッチ40の軸方向断面図である。本実施例では、第1実施例で用いたスプリング4(コイルスプリング)の代わりに皿ばね16を用いている。第1クラッチ部20は、第1実施例とほぼ同様の構成である。
【0033】
第2クラッチ部30は、セパレータプレート2間に一つの皿ばね16を介装している。本例では合計2個の皿ばね16を設け、その付勢力により境界板5を段部1aに押圧し、第2クラッチ部30を非締結状態、すなわち解放状態に維持している。
【0034】
第2実施例では、第2クラッチ部30に皿ばね16を用いたこと以外は、第1実施例とほぼ同様の構成である。
【0035】
(第3実施例)
図5は、本発明の第3実施例を示す湿式多板クラッチ50の軸方向断面図である。第2実施例と同様に、第2クラッチ部30に皿ばね16を用いている。しかしながら、本実施例では、第1及び第2実施例でスプリングを用いていない第1クラッチ部20にも、皿ばね16を介装させている。
【0036】
第1クラッチ部20に設けた皿ばね16の反力を利用することにより、第1及び第2実施例で用いていたピストン6を初期位置に復帰させるリターンスプリング15が不要となる。
【0037】
第3実施例では、境界板5が設けられていないが、第1クラッチ部20に配置する皿ばね16と第2クラッチ部30に配置する皿ばね16のばね定数を変えるか、個数を変えることで、第1及び第2実施例と同様の効果が得られる。
【0038】
第2及び第3実施例で用いた複数の皿ばね16は、それぞれ同じばね定数を有するものでもよいが、異なるばね定数を有する皿ばねを組み合わせてもよい。
また、皿ばね16はセパレータプレート2の間に1個設けているが、複数個設けることもできる。
【0039】
第2及び第3実施例のように皿ばね16を使用した場合、第2クラッチ部30のスプリング収納部分のスペースをより小さくすることができるため径方向に省スペース化を図ることができる。また、ドリブンプレート(セパレータプレート)間のクリアランスが保たれるため、ドラグ低減にも有効となる。また、第1実施例のようにスプリング4を貫通させる孔2aをセパレータプレートに設ける必要もないため、既成のセパレータプレートをそのまま使うことができる。
【0040】
第2及び第3実施例においても、機能的に分割した第1クラッチ部と第2クラッチ部とを設けたため、クラッチの係合初期またはブレーキの効き始めにおいて、ショックを緩和するための微妙な制御が可能となる。
【0041】
図6は、本発明の各実施例におけるピストン荷重と伝達トルクの関係を示すグラフである。ピストン6の押圧力、すなわち荷重が大きくなっていくと、伝達トルクは漸増する。点Mまでは緩やかな勾配で推移し、伝達トルクの増加は小さい。ピストン6が第1クラッチ部20を締結させ境界板5を押圧するようになる点Mまでの領域R1は、クラッチの係合初期である。
【0042】
点Mを過ぎると、ピストン6が境界板5を介して第2クラッチ部30を締結させるため、第1クラッチ部20と第2クラッチ部30との合計の伝達トルクが得られる。このため、領域R2の勾配は領域R1に比べて大きく、ピストン6の荷重に対して、伝達トルクの増大が大きいことが分かる。
【0043】
第1及び第2クラッチ部を構成するセパレータプレートや摩擦板の数は任意であり、必要な伝達トルク容量に応じて増減できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】図1は、本発明の第1実施例を示す湿式多板クラッチの軸方向部分断面図である。
【図2】図2は、図1の湿式多板クラッチをクラッチケースの開放端からみた正面図である。
【図3】図3は、図2のA−O−A線に沿った軸方向断面図である。
【図4】本発明の第3実施例を示す摩擦板の部分正面図である。
【図5】本発明の第4実施例を示す摩擦板の部分正面図である。
【図6】図6は、本発明の各実施例におけるピストン荷重と伝達トルクの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【0045】
1 クラッチケース
2 セパレータプレート
3 摩擦板
4 スプリング
5 境界板
6 ピストン
10、40、50 湿式多板クラッチ
20 第1クラッチ部
30 第2クラッチ部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ第1係合要素と第2係合要素とを交互に配置した第1クラッチ部と第2クラッチ部とからなり、ピストンの押圧力により前記第1係合要素と前記第2係合要素との締結または解放が行われる湿式多板クラッチにおいて、前記ピストンが前記第1クラッチ部と前記第2クラッチ部とを押圧可能であることを特徴とする湿式多板クラッチ。
【請求項2】
前記第2クラッチ部は所定荷重以上の押圧により締結することを特徴とする請求項1に記載の湿式多板クラッチ。
【請求項3】
前記第1クラッチ部と前記第2クラッチ部とは境界部材で分離されており、前記第2クラッチ部は、付勢手段により前記所定荷重により前記境界部材に対して付勢されていることを特徴とする請求項2に記載の湿式多板クラッチ。
【請求項4】
前記第2クラッチ部は、前記付勢手段はコイルスプリングであることを特徴とする請求項3に記載の湿式多板クラッチ。
【請求項5】
前記第2クラッチ部は、前記付勢手段は皿ばねであることを特徴とする請求項3に記載の湿式多板クラッチ。
【請求項6】
複数の前記皿ばねが配置され、前記皿ばねは異なるばね係数を有することを特徴とする請求項5に記載の湿式多板クラッチ。
【請求項7】
前記第1クラッチ部は前記ピストンの荷重により締結し、前記第2クラッチ部は前記ピストンが前記付勢手段の押圧力以上の押圧力で押圧することで締結されることを特徴とする請求項3−6のいずれか1項に記載の湿式多板クラッチ。
【請求項8】
前記第1クラッチ部と前記第2クラッチ部とはそれぞれ特性の違う異種の摩擦材を備えた前記第1係合要素と前記第2係合要素を有することを特徴とする請求項1−7のいずれか1項に記載の湿式多板クラッチ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−205419(P2007−205419A)
【公開日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−23114(P2006−23114)
【出願日】平成18年1月31日(2006.1.31)
【出願人】(000102784)NSKワーナー株式会社 (149)
【Fターム(参考)】