(57)【要約】【課題】係合が解除される際に生じるプレートとディスクとの引きずりを簡易な構成にて効果的に低減させることを可能とする多板摩擦係合機構を提供する。【解決手段】多段式の自動変速機に搭載される多板クラッチ機構は、回転軸周りに回転可能な複数のプレートと、それら複数のプレートと対向するように配設される複数のディスクとを備える。多板クラッチ機構は、プレートに対する回転軸方向の相対的な押圧が解除されることによってプレートとディスクとの係合が解除される。プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートの一方に相当するプレート２２について、隣接するディスクとの非対向側の面２２ａには、その周方向に沿って周期的に隆起する波状部２２ｗが形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸周りに回転可能な複数のプレートと、それら複数のプレートと対向するように配設される複数のディスクとを備え、前記プレートに対する回転軸方向の相対的な押圧が解除されることによって前記プレートと前記ディスクとの係合が解除される多板摩擦係合機構において、
前記プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートの少なくとも一方について、前記ディスクとの非対向側の面には、その周方向に沿って周期的に隆起する波状部が形成される
ことを特徴とする多板摩擦係合機構。
【請求項２】
請求項１に記載の多板摩擦係合機構において、
前記波状部の隆起する部分は、前記プレートの回転方向側の斜面がその反対方向側の斜面よりも急な勾配に設定されている
ことを特徴とする多板摩擦係合機構。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の多板摩擦係合機構において、
前記波状部は、前記端プレートにおける前記ディスクとの非対向側の面にあって、前記ディスクとの対向部分の背面を除く箇所に形成されている
ことを特徴とする多板摩擦係合機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の多板摩擦係合機構について、
前記波状部は、前記プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートの双方に形成される
ことを特徴とする多板摩擦係合機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の多板摩擦係合機構において、
当該多板摩擦係合機構は、多段式の自動変速機におけるクラッチ機構である
ことを特徴とする多板摩擦係合機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は多板摩擦係合機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される変速機には、変速段の切替や前後進の切替を行うための多板摩擦係合機構が設けられている。例えば、この多板摩擦係合機構として、多板クラッチが知られている。そうした多板クラッチは、一般に、軸心まわりに回転可能に配設される複数のプレートと、同プレートと互いの面が対向するように交互に配設されるとともに、プレートと同軸上に相対回転可能に配設される複数のディスクとを備えている。そして、多板クラッチでは、ピストンによりプレートがディスクに押圧されることによって、同プレートがディスクによって圧縮されて両者が係合されるようにしている。
【特許文献１】特開平５‐２８８２２７号公報
【特許文献２】特開平７‐２７１５８号公報
【特許文献３】特開平８‐１２１４９８号公報
【特許文献４】特開２０００‐１４５８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
また、上述の多板クラッチにおいて、係合状態が開放されるときは、ピストンによるプレートの押圧が解除されてディスクによるプレートの圧縮が解除される。そして、プレート及びディスクの係合が解除される。
【０００４】
ここで、こうした係合状態の開放時には、プレートがディスクから完全に離間せず、プレートとディスクとの間で引きずりが生じるおそれがある。このような引きずりが生じると、プレートとディスクとの係合が完全に解除されないため、動力伝達が継続されて変速機の応答性が悪化することとなる。
【０００５】
こうした引きずりを低減するべく、従来では、プレートとディスクとの間にウェーブスプリングを配設する構成（特許文献１）や、クッション材を配設する構成（特許文献２）が提案されている。こうしたウェーブスプリングやクッション材によって、係合解除時におけるプレートとディスクとの間の離間が容易になる。この他、係合解除時にプレートに形成された貫通孔を介して同プレートとディスクとの間に作動油を供給する構成（特許文献３）や、ディスクに形成された油溝を介してプレートとディスクとの間に作動油を供給する構成（特許文献４）も提案されている。こうしてプレートとディスクとの間に供給された作動油の油圧によって、同プレートとディスクとの接触を防止できる。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１及び２の構成においては、ウェーブスプリングやクッション材といった部材を新たに配設しているため、部品点数が増加し、製造コストの増加に繋がる。また、上記特許文献３及び４の構成において、供給される油量は機関運転状態によって変動するほか、油温に応じて粘度も変動するため、引きずり抑制の効果が不安定である。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、係合が解除される際に生じるプレートとディスクとの引きずりを簡易な構成にて効果的に低減させることを可能とする多板摩擦係合機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、回転軸周りに回転可能な複数のプレートと、それら複数のプレートと対向するように配設される複数のディスクとを備え、プレートに対する回転軸方向の相対的な押圧が解除されることによってプレートとディスクとの係合が解除される多板摩擦係合機構において、プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートの少なくとも一方について、ディスクとの非対向側の面には、その周方向に沿って周期的に隆起する波状部が形成されることをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、前記プレートのうちで最も端に配設される端プレートにあって、ディスクとの非対向側の面は、その周方向に沿って周期的に隆起する波状部が形成されているため、端プレートにおけるディスクとの対向側の面よりも波状部を有する非対向側の面の方が、その周方向における表面に沿う長さが長くなる。そのため、端プレートの回転に伴ってその各面に生じる気圧を比較すると、ディスクとの対向側の面よりも波状部を有する非対向側の面の方が低くなる。こうした気圧の違いにより、端プレートにおけるディスクとの対向側の面から波状部を有する非対向側の面への方向、すなわちディスクから離間する方向に揚力が発生し、端プレートはディスクから離間することとなる。したがって、係合が解除されている際に生じるプレートとディスクとの引きずりを簡易な構成にて効果的に低減させることが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多板摩擦係合機構において、波状部の隆起する部分は、プレートの回転方向側の斜面がその反対方向側の斜面よりも急な勾配に設定されていることをその要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、波状部は、前記プレートの回転方向側の斜面がその反対方向側の斜面よりも急な勾配に設定されており、隆起した部分の断面形状が略翼状となるため、より大きな揚力を発生させることができる。したがって、プレートをディスクから効果的に離間させることができるようになる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の多板摩擦係合機構において、波状部は、端プレートにおけるディスクとの非対向側の面にあって、ディスクとの対向部分の背面を除く箇所に形成されていることをその要旨とする。
【００１３】
揚力を効果的に得るためには、波状部の形成箇所の背面近傍が気流の障害となる形状をなしていないことが望ましい。
上記構成によれば、波状部は、端プレートにおけるディスクとの非対向側の面にあって、ディスクとの対向側の面におけるディスクとの対向部分の背面を除く箇所に形成されている。そのため、波状部が形成される面の背面では、ディスクとの接触による気流の障害が抑えられてその近傍の気圧の低下が抑制されるため、より大きい揚力を発生させることが可能となる。したがって、プレートとディスクとの引きずりをより大きく低減させることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多板摩擦係合機構について、波状部は、プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートの双方に形成されることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートにおいて、隣接するディスクから離間する方向にそれぞれ揚力が発生するため、プレート全体におけるディスクとの引きずりを低減させることが可能となる。
【００１６】
また、多板摩擦係合機構は、請求項５に記載の発明によるように、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多板摩擦係合機構において、当該多板摩擦係合機構は、多段式の自動変速機におけるクラッチ機構である、といった構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明にかかる多板摩擦係合機構を、多段式の自動変速機の多板クラッチ機構に具体化した一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、多板クラッチ機構２０を用いた多段式の自動変速機の部分断面図であり、自動変速機を構成する複数の多板クラッチ機構の１つを示している。そして、図１（Ａ）は多板クラッチ機構２０の摩擦係合時を、図１（Ｂ）は多板クラッチ機構２０の摩擦係合の解除時をそれぞれ示す。図１（Ａ）において、多板クラッチ機構２０のドラム１１は、入力側である回転軸（図示なし）周りにスプライン嵌合されている。また、ドラム１１の内面にはスプライン１１ｓが形成され、同スプライン１１ｓとプレート２１，２２の外周に形成されたスプラインエッジ２１ｓ，２２ｓとが噛み合うことにより同プレート２１，２２がドラム１１内に配設される。プレート２１，２２は鉄系材料等の金属により円環状に形成されているとともに、スプライン１１ｓに沿って回転軸方向（図１（Ａ）の横方向）に複数（同図１（Ａ）では５枚）配設されている。なお、本実施形態においては、プレート２１，２２のうち、図１（Ａ）の右端に配設された１枚のプレートをプレート２２、その他の複数のプレートをプレート２１とする。そして、本実施形態においては、プレート２１は全て平面板状をなしているが、プレート２２のみ異なる形状をなしている。プレート２２の詳しい形状については、後述することとする。こうしたプレート２１，２２は、スプライン１１ｓに沿って軸方向（図１（Ａ）の横方向）に摺動可能であり、回転軸の回転と同期してドラム１１と共に同回転軸周りに回転する。
【００１８】
一方、多板クラッチ機構２０の回転軸周りにあって、ドラム１１及びプレート２１，２２の配設位置よりも回転軸に近接する位置（図１（Ａ）における下方）には、出力側であるハブ４１が配設される。ハブ４１の外面にはスプライン４１ｓが形成され、同スプライン４１ｓとディスク３１，３２の内周に形成されたスプラインエッジとが噛み合うことにより同ディスク３１，３２がハブ４１の外周に配設される。ディスク３１，３２は、鉄等の金属により円環状に形成されているとともに、外周側の外周部３１ａ，３２ａと内周側の内周部３１ｂ，３２ｂとで構成されている。また、ディスク３１，３２も、スプライン４１ｓに沿って回転軸方向に複数（図１（Ａ）では４枚）配設されている。なお、本実施形態のディスク３１，３２について、図１（Ａ）の右端に配設された１枚のディスクをディスク３２、その他の複数のディスクをディスク３１とし、それらディスク３１，３２は全て平面板状をなしている。また、ディスク３１，３２の外周部３１ａ，３２ａの平面部分には、紙や樹脂等で形成された摩擦材がそれぞれ着設されている。また、ディスク３１，３２も、スプライン４１ｓに沿って回転軸方向に摺動可能である。
【００１９】
そして、ディスク３１，３２の外周部３１ａ，３２ａとプレート２１，２２とが回転軸方向において対向するように、同ディスク３１，３２は同プレート２１，２２と交互に配設されている。より詳しくは、図１（Ａ）に示すように、同図１（Ａ）の右方からプレート２２、ディスク３２、プレート２１、そしてディスク３１の順に配設された後、さらに左方にかけてプレート２１、ディスク３１の順で交互に配設される。多板クラッチ機構２０においては、こうしてプレート２１，２２とディスク３１，３２とが交互に重ね合わされた状態でピストン１５とスナップリング１８との間に配設されている。ピストン１５は、例えば、スプリングによってプレート２２から離間する方向（図１（Ａ）の右方向）へ付勢されて配設されているとともに、ドラム１１内の油圧室に供給される油圧に応じて回転軸方向であってプレート２２に近づく方向（図１（Ａ）の左方向）に変位することが可能である。
【００２０】
上述の多板クラッチ機構２０が係合する際は、まず上記ドラム１１内の油圧室に油圧が供給されることにより、スプリングの付勢力に抗してピストン１５が図１（Ａ）の左方向へ移動する。そして、ピストン１５はプレート２２を押圧するとともに、同プレート２２とスナップリング１８との間でプレート２１とディスク３１，３２との積層部分を圧縮する。こうして、図１（Ａ）に示すように、プレート２１，２２とディスク３１，３２とが回転軸方向に相対的に押圧されることにより、同プレート２１，２２と同ディスク３１，３２とが係合状態となり動力が伝達可能な状態となる。
【００２１】
また、上述の多板クラッチ機構２０の係合状態が解除される際は、ピストン１５によるプレート２２の押圧が解除されてプレート２１とディスク３１，３２との積層部分の圧縮が解除される。そして、プレート２１，２２及びディスク３１，３２の係合が解除される。
【００２２】
ここで、こうした係合状態の解除時には、プレートがディスクから完全に離間せず、プレートとディスクとの間で引きずりが生じるおそれがある。このような引きずりが生じると、プレートとディスクとの係合が解除されないため、動力伝達が継続されて自動変速機の応答性が悪化することとなる。
【００２３】
そこで、本実施形態においては、係合が解除される際に生じるプレートとディスクとの引きずりを簡易な構成にて効果的に低減させるべく、プレート２１，２２のうちピストン１５に近接する側の端部に位置する端プレートに相当するプレート２２について、ディスク３２との非対向側の側面２２ａに、その周方向に沿って周期的に隆起する波状部２２ｗを形成するようにしている。プレート２２の形状について、図１（Ａ）及び図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して次に詳しく説明する。
【００２４】
図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はプレート２２の形状を示しており、とくに図２（Ａ）はディスク３２との非対向側からみたプレート２２の側面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図をそれぞれ示している。
【００２５】
図２（Ａ）に示すように、波状部２２ｗはプレート２２の内縁２２ｄに周設されているとともに、図２（Ｂ）に示すように、内縁２２ｄにあって、ディスク３２との非対向側の側面２２ａから略垂直方向に突出して形成されている。また、プレート２２の径方向において、スプラインエッジ２２ｓの形成部分を除く外縁２２ｃから上記内縁２２ｄまでのプレート２２の幅Ｌのうち、波状部２２ｗは上記内縁２２ｄからプレート２２の外周方向へ幅Ｌｗをなすように形成されている。こうして、プレート２２の内縁２２ｄから外周方向へと幅Ｌｗをもって波状部２２ｗを形成することにより、図１（Ａ）に示すように、波状部２２ｗは、プレート２２におけるディスク３２との非対向側の側面２２ａにあって、ディスク３２の外周部３２ａとの対向部分の背面Ｄを除く箇所に形成されることとなる。
【００２６】
また、波状部２２ｗは、図２（Ｃ）に示すように、プレート２２の周方向に沿って周期的に隆起するよう形成されている。ここで、波状部２２ｗの隆起する部分は、プレート２２の回転方向側（図２（Ｃ）においては左側）の斜面２２Ｌがその反対方向側の斜面２２Ｒよりも急な勾配に設定され、その断面形状が略翼状をなすように形成されている。
【００２７】
そして、多板クラッチ機構２０の係合が解除される際には、ドラム１１内の油圧室に供給される油圧が低減され、ピストン１５がスプリングの付勢力によってプレート２２から離間する方向へ駆動される。すると、図１（Ｂ）に示すように、プレート２２へのピストン１５による押圧が解除されるとともに、プレート２１，２２とディスク３１，３２との間の回転軸方向（図１（Ｂ）の横方向）における相対的な押圧が解除される。そうして、プレート２１，２２とディスク３１，３２との係合状態が解除される。
【００２８】
ここで、図２（Ｃ）に示すように、プレート２２において、ディスク３２との非対向側の側面２２ａにおける波状部２２ｗの形成部分は、ディスク３２との対向側の側面２２ｂにおける波状部２２ｗの背面部分よりも、その周方向における表面に沿う長さが長くなる。そのため、上記側面２２ａにおける波状部２２ｗの形成部分と、上記側面２２ｂにおける波状部２２ｗの背面部分とでプレート２２の回転に伴って生じる気圧を比較すると、上記側面２２ａにおける波状部２２ｗの形成部分の方が低くなる。こうした気圧の違いにより、プレート２２におけるディスク３２との対向側の側面２２ｂから波状部２２ｗを有する側面２２ａへの方向、すなわちディスク３２から離間する方向（図１（Ｂ）の右方向）に揚力が発生し、プレート２２はディスク３２から離間することとなる。
【００２９】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）プレート２１，２２のうちで最も端に配設される端プレートに相当するプレート２２にあって、ディスク３２との非対向側の側面２２ａは、その周方向に沿って周期的に隆起する波状部２２ｗが形成されている。そのため、プレート２２の回転に伴ってディスク３２との対向側の側面２２ｂと非対向側の側面２２ａとに生じる気圧を比較すると、波状部２２ｗを有する非対向側の側面２２ａの方が対向側の側面２２ｂよりも低くなる。こうした気圧の違いにより、プレート２２におけるディスク３２との対向側の側面２２ｂから波状部２２ｗを有する非対向側の側面２２ａへの方向、すなわちディスク３２から離間する方向に揚力が発生し、プレート２２はディスク３２から離間することとなる。したがって、係合が解除されている際に生じるプレート２１，２２とディスク３１，３２との引きずりを簡易な構成にて効果的に低減させることが可能となる。
【００３０】
（２）波状部２２ｗは、プレート２２の回転方向側の斜面２２Ｌがその反対方向側の斜面２２Ｒよりも急な勾配に設定されており、隆起した部分の断面形状が略翼状となるため、より大きな揚力を発生させることができる。したがって、プレート２１，２２をディスク３１，３２から効果的に離間させることができるようになる。
【００３１】
（３）揚力を効果的に得るためには、波状部２２ｗの形成箇所の背面近傍が気流の障害となる形状をなしていないことが望ましい。波状部２２ｗは、プレート２２におけるディスク３２との非対向側の側面２２ａにあって、ディスク３２との対向側の側面２２ｂにおけるディスク３２との対向部分の背面Ｄを除く箇所に形成されている。そのため、波状部２２ｗが形成される面の背面では、ディスク３２との接触による気流の障害が抑えられてその近傍の気圧の低下が抑制されるため、より大きい揚力を発生させることが可能となる。したがって、プレート２１，２２とディスク３１，３２との引きずりをより大きく低減させることができる。
【００３２】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態の多板クラッチ機構２０においては、全プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートの一方である、ピストン１５に対向する側のプレート２２にのみ波状部２２ｗを形成した。この他、図３に示す多板クラッチ機構１２０のように、全プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートの双方、すなわちピストン１５に対向する側のプレート２２とスナップリング１８に対向する側のプレート２３とに上記実施形態にて示したものと同様の波状部２２ｗ，２３ｗをそれぞれ形成するようにしてもよい。すなわち、波状部２２ｗ，２３ｗは各プレート２２，２３の内縁２２ｄ，２３ｄにあって、各プレート２２，２３における隣接するディスク３２，３３との非対向側の側面２２ａ，２３ａから略垂直方向に突出して形成されている。また、それら波状部２２ｗ，２３ｗは、プレート２２の回転方向側の斜面がその反対方向側の斜面よりも急な勾配に設定されている。こうした形態においては、上記実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００３３】
（４）プレート２１，２２，２３のうちで両端に位置する一対の端プレートであるプレート２２，２３において、隣接するディスク３２，３３から離間する方向にそれぞれ揚力が発生するため、プレート全体におけるディスクとの引きずりを低減させることが可能となる。
【００３４】
・上記実施形態においては、全プレートのうちで両端に位置する一対の端プレートの一方として、ピストン１５との対向側のプレート２２にのみ波状部２２ｗを形成したが、ピストンとの対向側のプレートに代わって、スナップリングとの対向側のプレートにのみ波状部を形成するようにしてもよい。
【００３５】
・上記実施形態において、波状部２２ｗの隆起する部分は、プレート２２の回転方向側の斜面２２Ｌがその反対方向側の斜面２２Ｒよりも急な勾配に設定されていたが、波状部の各斜面の勾配関係はこれに限定せず、隣接するディスクから効果的に離間させる充分な揚力が波状部を有するプレートに生じる勾配関係であればよい。
【００３６】
・上記実施形態において、波状部２２ｗはプレート２２におけるディスク３２との非対向側の側面２２ａにあって、プレート２２の内周に沿って形成されていた。この他、波状部は、プレートにおけるディスクとの非対向側の側面にあって、プレートの内周近傍以外の部分に形成するようにしてもよい。ただし、波状部は、プレートにおけるピストンやスナップリング等との当接部分を除く箇所に形成することが望ましい。
【００３７】
・上記実施形態において、波状部２２ｗの形成箇所は、プレート２２におけるディスク３２との非対向側の側面２２ａにあって、ディスク３２との対向部分の背面Ｄを除く箇所としていたが、隣接するディスクとの対向部分の背面を含む箇所としてもよい。こうした形態においては、上記実施形態における効果の（１）、（２）に準ずる効果を得ることができる。
【００３８】
・上記実施形態においては、波状部２２ｗはプレート２２の内縁２２ｄに周設されていたが、波状部はプレートの周方向に沿って部分的に形成するようにしてもよい。こうした形態においては、上記実施形態における効果に準じた効果が得られる。
【００３９】
・上記実施形態における多板クラッチ機構２０において、配設されるプレート及びディスクはそれぞれ複数枚であればよく、配設される数については上記実施形態に示したものに限定されるものではない。
【００４０】
・上記実施形態においては、ピストン１５によりプレート２２が押圧されることでプレート２１，２２とディスク３１，３２とが相対的に押圧され、多板クラッチ機構２０が係合状態とされていた。この他、プレートとディスクとが相対的に押圧状態となることをもって多板クラッチ機構の係合状態となりさえすれば、同多板クラッチ機構を係合状態にさせる方法は、ピストンによるプレートの押圧以外の方法を採用しても構わない。
【００４１】
・本発明は、上記実施形態のような多段式の自動変速機における多板クラッチ機構のほか、自動変速機以外の多板式クラッチ機構、多板式ブレーキ機構等、その他の多板摩擦係合機構にも採用可能である。ただし、本発明が採用される多板摩擦係合機構においては、その係合が解除される際に、波状部を有する端プレートが回転しながら移動する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態にかかる多板クラッチ機構を備えた自動変速機であって、（Ａ）は多板クラッチ機構が係合状態であるときを示す要部断面図，（Ｂ）は多板クラッチ機構の係合が解除されたときを示す要部断面図。
【図２】（Ａ）は同実施形態にかかるプレートの側面図，（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図，（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ線における断面図。
【図３】同実施形態にかかる多板クラッチ機構の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１１…ドラム、１１ｓ，４１ｓ…スプライン、１５…ピストン、１８…スナップリング、２０，１２０…多板クラッチ機構、２１，２２，２３…プレート、２１ｓ，２２ｓ…スプラインエッジ、２２ａ，２３ａ…（プレートにおけるディスクとの非対向側の）側面、２２ｂ…（プレートにおけるディスクとの対向側の）側面、２２ｃ…外縁、２２ｄ，２３ｄ…内縁、２２Ｌ，２２Ｒ…斜面、２２ｗ，２３ｗ…波状部、３１，３２，３３…ディスク、３１ａ，３２ａ…外周部、３１ｂ，３２ｂ…内周部、４１…ハブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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