説明

発進クラッチ装置

【課題】 少量の潤滑流量で、効率よくクラッチの熱を冷却することができ、発進クラッチの耐熱及び耐久性が向上し、既存のトランスミッションに設けられたオイルポンプでも十分冷却可能な発進クラッチを提供する。
【解決手段】 エンジン出力部材に連結されたダンパ装置と、ハウジングに収容された湿式多板クラッチと、湿式多板クラッチを押圧して締結させるピストンと、自動変速機の入力軸に連結された出力部材を有し、湿式多板クラッチを係脱させることによってエンジン出力を自動変速機の入力軸に接続または切断する発進クラッチ装置であって、ハウジングには、湿式多板クラッチを潤滑した油が自動変速機側に戻る排出油路が設けられてい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、自動車等に用いられる発進クラッチ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動変速機、すなわちAT(オートマチックトランスミッション)において、車両発進はトルクコンバータでのトルク伝達によって行っていた。トルクコンバータはトルク増幅効果もあり、トルク伝達も滑らかであるため多くのAT車両に搭載されていた。
【0003】
一方、トルクコンバータはトルク伝達時の滑り量が多く、あまり効率的ではないという欠点も有している。
【0004】
そこで最近では、トルクコンバータに代えて発進クラッチを用いることが提案されており、またギア比を落とすと共に変速数を増やして低速域でのトルク増幅を図ることも行われている。
【0005】
一般に発進クラッチは、クラッチドラム内に収容された湿式多板クラッチを備えている。多板クラッチは、出力側の摩擦係合要素である摩擦板、すなわちフリクションプレート及び入力側の摩擦係合要素であるセパレータプレートが軸方向で交互に配置されている。このような構成で、ピストンにより、フリクションプレートとセパレータプレートとを係合させることで動力の伝達を行っている。
【0006】
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】米国特許第6929105号明細書
【特許文献2】特開2002−054656号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
発進クラッチは、発熱が大きいため冷却に大量の潤滑油を流す必要がある。このため、大きなポンプ容量を必要とし、従来のミッションに設けられているオイルポンプは容量不足であり、そのままでは発進クラッチを搭載できないという問題がある。また、従来のオイルポンプは、少量の油で冷却するため、クラッチ部に熱が蓄熱され、クラッチが焼けてしまうという問題がある。
【0008】
特許文献1は、クラッチを冷却するため大量の潤滑油を流し、クラッチドラムの径方向に排出のために多数の穴が開けてある発進クラッチを開示している。しかしながら、この場合、潤滑油はクラッチ部より速く排出されるため、クラッチ部と油との間で熱の交換が十分行えず、クラッチの冷却効率はよくなく、熱がクラッチ部に溜まり易い構造である。
【0009】
また、特許文献2のように、クラッチ径方向に穴の無いクラッチドラムでは、軸方向にもクラッチ部分から油が抜けないため、クラッチの熱は油に伝達されるものの、クラッチ内部に常に油が滞留する。このため、油が充満していると、クラッチ部の熱は油に伝達されるものの、油がクラッチ部に滞留しすぎて、特許文献1と同様に、クラッチ部の熱がスムースに除去できないことになる。
【0010】
そこで,本発明の目的は、少量の潤滑流量で、効率よくクラッチの熱を冷却することができ、発進クラッチの耐熱耐久性が向上し、既存のトランスミッションに設けられたオイルポンプでも十分冷却可能な発進クラッチ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的達成のため、本発明の発進クラッチ装置は、
エンジン出力部材に連結されたダンパ装置と、ハウジングに収容された湿式多板クラッチと、湿式多板クラッチを押圧して締結させるピストンと、自動変速機の入力軸に連結された出力部材を有し、湿式多板クラッチを係脱させることによってエンジン出力を自動変速機の入力軸に接続または切断する発進クラッチ装置であって、
ハウジングには、湿式多板クラッチを潤滑した油が自動変速機側に戻る排出油路が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
冷却用の油が効率よく、フリクションプレートやセパレータプレートなどのクラッチ板に供給され、クラッチ板から熱を奪い、速やかにクラッチ部よりミッション側に排出されることにより、オイルポンプ容量の小型化および発進クラッチの耐熱性の両立が可能となり、燃費向上および信頼性の向上が可能となる。
【0013】
少ない潤滑油流量で,発進クラッチ装置の冷却が可能となり、既存ミッションへの取り付けも可能となる。また、潤滑のための供給油と、潤滑油のミッション側に戻る油路がカバー部材により分けられているためにスムースな油循環が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、図示の実施例は例示として本発明を示しているに過ぎず、その他の変更が可能なことは言うまでもない。
【0015】
図1は、本発明にかかる一実施例の発進クラッチ装置の軸方向断面図である。発進クラッチ装置10は、ハウジング40とその中に収容された湿式多板クラッチ30を備えている。ハウジング40は、クラッチドラム1とクラッチドラム1に固定されたダンパ支持ケース11とから成っている。ハウジング40の内部には出力側の摩擦係合要素であるほぼ環状の摩擦板、すなわちフリクションプレート3と入力側の摩擦係合要素であるほぼ環状のセパレータプレート4とが軸方向で交互に配置されている。
【0016】
クラッチドラム1の軸方向の一端にはほぼ環状のバッキングプレート5が、ほぼ環状の止め輪6によって軸方向において固定状態に支持され、セパレータプレート4を保持している。バッキングプレート5には、セパレータプレート4に当接する部分に、セパレータプレート4に向かって軸方向に突出した突起5aが設けられている。
【0017】
湿式多板クラッチ30は、ダンパ支持ケース11の内壁に固定された円筒部材14が設けられ、その内周にスプライン部15が設けられ、複数のセパレータプレート4が軸方向で摺動自在に係合している。前述のように、図中右端のセパレータプレート4は、バッキングプレート5に当接している。
【0018】
一方、円筒部材14と半径方向に対向して配置される円筒部18を有するハブ部材2がハウジング40内に設けられている。円筒部18のスプライン部19に
複数のフリクションプレート3が軸方向摺動自在に係合している。フリクションプレート3とセパレータプレート4とは軸方向で交互に配置されている。ハブ部材2、自動変速機(不図示)の出力軸22に連結され、湿式多板クラッチ30の出力部材として機能する。
【0019】
本実施例では、4枚のフリクションプレート3と5枚のセパレータプレート4とで湿式多板クラッチ30を構成しているが、これら入力側及び出力側の摩擦係合要素の枚数は、必要なトルクに応じて任意に変更できることは言うまでもない。また、フリクションプレート3の軸方向の両面には、ほぼ環状の摩擦材31が接着等により固定されている。摩擦材31は、セグメント状のものを環状に配置しても良い。また、セパレータプレート4に摩擦材31を固着してもよいし、フリクションプレート3とセパレータプレート4のそれぞれの片面に交互に摩擦材31を固着してもよい。
【0020】
図1において、ハウジング40のダンパ支持部ケース11の軸方向の内壁には、ピストン8が軸方向摺動自在に設けられている。ピストン8と一体に構成された油圧室形成部材16とダンパ支持ケース11との間にはピストン8に油圧を与えるための油圧室21が画成されている。油圧室形成部材16のハブ部材2側には。皿ばね54が設けられ、ピストン8をクラッチの解放方向へ常時付勢している。油圧室21は、Oリング32及び33でシールされている。
【0021】
ピストン8の先端には、セパレータプレート4に向かって軸方向に突出した突起8aが設けられている。油圧室21に油が供給され、油圧が発生すると、皿ばね54の付勢力に抗して、ピストン8は、図1において右方向に移動し、突起8aがセパレータプレート4に押圧力を印加し、これによりピストン8とバッキングプレート5との間で複数のセパレータプレート4とフリクションプレート3とが相互に密着し、クラッチが締結される。ピストン8を押圧するため不図示の油圧源から油圧室21に供給される作動油は、出力軸22の軸方向に貫通した油路26を通り、油路27から供給される。
【0022】
ピストン8の突起8aが、セパレータプレート4の荷重作用点の中心または中心近傍を押圧するように配置することで、全てのプレートの摩擦面が係合面全体で均一な面圧により接触するようになる。また、均一な面圧により、発熱部の偏りが防止されることにより湿式多板クラッチ30のクラッチ部の耐熱性が向上する。このとき、ピストン8の突起8aとバッキングプレート5の突起5aとがハブ部材2の円筒部18と円筒部14(後述)と平行でかつ同軸上に対向していることが好ましい。
【0023】
トランスミッションの入力軸22と一体で回転するように入力軸22に嵌合したハブ部材2の円筒部18には径方向の貫通孔(不図示)が設けられ、発進クラッチ10の内径側からの潤滑油が貫通孔を介してクラッチ部を潤滑する。
【0024】
湿式多板クラッチ30のバッキングプレート5側には、図1において最も右側に、プレート状の遮蔽部材17が設けられている。遮蔽部材17は、外径円筒部17aが、円筒部14の外径側に位置し、本体部分はハブ部材2とクラッチケース1の間に位置している。
【0025】
遮蔽部材17とクラッチケース1との間には、比較的狭い排出通路44が画成され、湿式多板クラッチ30の潤滑後、潤滑油はこの排出通路44を通り、矢印Bで示す方向に流れ、遮蔽部材17の内径部20に設けた孔56、内径部20と中空部材23及びハブ部材2の内径部55との間に画成された排出油路24を通り変速機側に戻る。
【0026】
ハウジング40の一部をなすダンパ支持ケース11の外径部12には、ダンパ装置50のダンパ出力部13と係合するダンパ出力受け部43が設けられ、エンジンからの出力をハウジング40に伝達している。ダンパ装置50をハウジング40の外径部に配置することにより、ハウジングが従来に比べて小さくでき、発進クラッチのイナーシャを低減し、発進クラッチのレスポンスや燃費向上に寄与し、また、ハウジング内部の油の停滞部がなく、少量の油で効率よく湿式多板クラッチ部の潤滑、冷却が可能となる。
【0027】
また、ダンパ装置50をハウジング40の外径側に配置し、ピストン8の油室21をハウジング40に設けることにより、軸方向の取付スペースが短縮でき、既存ミッションへの取付が容易となる。ダンパ装置50は、部材41を介してエンジンの出力側に連結されている。
【0028】
一方、ハブ部材2の円筒形の内径部55は、出力軸22にスプライン結合している。内径部55には、油供給孔25と連通し、軸方向に貫通する孔52が設けられている。従って、不図示の供給源から供給される潤滑油は、油供給孔25と孔52を通り、矢印A方向に向かい、湿式多板クラッチ30を潤滑する。
【0029】
油圧室形成部材16のハブ部材2側に配置された皿ばね54は、図1に示すようにテーパ状の形状を有するため、孔52から供給された潤滑油を矢印A方向に配向させる効果がある。
【0030】
ここで、湿式多板クラッチ30に潤滑油を供給する経路及び潤滑後の潤滑油の排出経路について説明する。自動変速機(不図示)の入力軸22の外周には、円筒形の中空軸23が配置され、入力軸22と中空軸23との間に軸方向に延在する油供給孔25が形成される。不図示のオイルポンプから軸方向の油供給孔25と通路52を介して供給される潤滑油は、ハブ部材2とピストン8とで画成される通路を通り、矢印Aの方向に流れ、ハブ部材2の円筒部19の貫通孔を介して、湿式多板クラッチ30のクラッチ部に供給される。
【0031】
湿式多板クラッチ30のクラッチ部を潤滑した潤滑油は、円筒部材14のスプライン部15との間の隙間、あるいはフリクションプレート3とセパレータプレート4の隙間などから、前述のようにクラッチドラム1と遮蔽部材17の外径円筒部17aとの間に画成される排出通路44に入り、矢印Bの方向に排出される。
【0032】
ハウジング40のダンパ支持ケース11の内周にはテーパ状の傾斜面45が設けられている。この傾斜面45は、遮蔽部材17の外径円筒部17aの先端に向かって上昇するように設けられている。従って、湿式多板クラッチ30を潤滑した潤滑油は、遠心力によりこの傾斜面45に沿って移動し、外径円筒部17aとクラッチドラム1とで画成する排出通路44の入口開口57に運ばれる。その後、前述のように潤滑油は排出通路44からミッション側へ排出される。
【0033】
ハウジング40の内径部と自動変速機の入力軸22との間には、湿式多板クラッチ30を潤滑する油を供給する供給油路25と自動変速機側に戻る排出油路24を分離する中空軸23が設けられており、湿式多板クラッチ30の出力部と中空軸23の間にはシール部材51が装着され、供給油路と排出油路44とを分離している。
【0034】
以上、述べたように、潤滑油の供給油路と排出油路を独立して配置したため、少量の潤滑流量で、効率よくクラッチの熱を冷却することができ、発進クラッチの耐熱耐久性が向上し、既存のトランスミッションに設けられたオイルポンプでも十分冷却可能となる。
【0035】
また、湿式多板クラッチ30を潤滑した油は、湿式多板クラッチ30及びハブ部材2と遮蔽部材17との間に画成される油路58からも排出され、油路24を介してミッション側へ排出される。従って、本実施例の発進クラッチ装置10は、
供給油路25、排出油路44及びピストン作動油の油路26の3つのポートの油路を備えている。
【0036】
以上のような構成により、より少ない潤滑油流量で、発進クラッチ装置の冷却が可能となり、既存ミッションへの取り付けも可能となる。
【0037】
以上説明した本発明の実施例において、発進クラッチ装置10の湿式多板クラッチ30を係合させるために押圧するピストン8に加える油圧は、車両の重量や発進クラッチの摩擦係合要素の摩擦係数、摩擦係合面の面積等の特性を考慮した上で設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】図1は、本発明にかかる一実施例の発進クラッチ装置の軸方向断面図である。
【符号の説明】
【0039】
1 クラッチケース
2 ハブ部材
3 フリクションプレート
4 セパレータプレート
8 ピストン
17 カバー部材
10 発進クラッチ
21 油圧室
25 供給油路
26 油路
30 湿式多板クラッチ
40 ハウジング
44 排出油路
50 ダンパ装置
58 油路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジン出力部材に連結されたダンパ装置と、ハウジングに収容された湿式多板クラッチと、前記湿式多板クラッチを押圧して締結させるピストンと、自動変速機の入力軸に連結された出力部材を有し、前記湿式多板クラッチを係脱させることによってエンジン出力を前記自動変速機の入力軸に接続または切断する発進クラッチ装置であって、
前記ハウジングには、湿式多板クラッチを潤滑した油が自動変速機側に戻る排出油路が設けられていることを特徴とする発進クラッチ装置。
【請求項2】
前記排出油路の開口部は、前記ハウジングの外径側に配した大径部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の発進クラッチ装置。
【請求項3】
前記ハウジング内であって、外径側には前記排出油路の開口部に向かうテーパー状の傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の発進クラッチ装置。
【請求項4】
前記ハウジングに設けられた前記排出油路は、前記ハウジングの内壁と、前記ハウジングの内径部から外径側に延在している遮蔽部材とにより画成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の発進クラッチ装置。
【請求項5】
前記ハウジングの内径部と前記自動変速機の入力軸との間には、前記湿式多板クラッチを潤滑する供給油路と前記自動変速機側に戻る排出油路を分離する中空軸が設けられており、前記湿式多板クラッチの出力部と前記中空軸の間には、前記供給油路と前記排出油路とを分離するシール部材が装着されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の発進クラッチ装置。
【請求項6】
前記発進クラッチ装置は、3ポートの油路を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の発進クラッチ装置。
【請求項7】
前記ダンパ装置を前記ハウジングの外部に配置したことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の発進クラッチ装置。

【図1】
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【公開番号】特開2009−52726(P2009−52726A)
【公開日】平成21年3月12日(2009.3.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−222765(P2007−222765)
【出願日】平成19年8月29日(2007.8.29)
【出願人】(000102784)NSKワーナー株式会社 (149)
【Fターム(参考)】