(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転駆動軸に連結された一体ケースと、前記一体ケースの回転軸と同軸に配置されるとともに前記一体ケースの中心部に設けられた接続部材と、前記接続部材の外周に前記回転軸の軸方向に移動可能に取り付けられたリング状のピストン部材と、前記接続部材の外周に取り付けられたリング状のフランジ部材と、前記ピストン部材と前記フランジ部材との間に前記回転軸と同軸に配置されるとともに前記フランジ部材の内周側に固定された筒状のハブ部材と、前記フランジ部材の外周に沿って前記回転軸と同軸に配置されるとともに前記ハブ部材に対向して設けられた筒状のドラム部材と、前記ピストン部材と前記フランジ部材との間において前記ハブ部材及び前記ドラム部材に交互に取り付けられて互いに接触可能に配置されたリング状の複数のクラッチ板とを備え、前記ピストン部材を前記フランジ部材に向かって移動させて前記ピストン部材及び前記フランジ部材により前記クラッチ板を挟圧するように圧接させることで前記クラッチ板同士を接続してエンジンの回転駆動力を前記ハブ部材及び前記ドラム部材を介して出力軸に伝達させるクラッチ装置であって、前記ピストン部材の一方の側面と前記一体ケースの内面との間には油圧室が形成されて当該油圧室に流入する作動油により前記ピストン部材が前記フランジ部材に向かって移動するように設定されており、前記ピストン部材の他方の側面及び当該側面に対向する前記フランジ部材の側面には前記クラッチ板の接触部分を含む領域に面状に当接する圧接面が形成されており、前記ピストン部材と前記フランジ部材との間には弾性部材が設けられて互いに離間する方向に常時付勢されており、前記フランジ部材は、前記接続部材の外周にスプライン結合により前記回転軸の軸方向に移動可能に取り付けられており、前記接続部材の外周には前記フランジ部材の移動範囲を規制するスナップリングが固定されており、前記ハブ部材は、外周に形成された外歯に前記クラッチ板の内周に形成された内歯が嵌合してスプライン結合しているとともに内周に形成された内歯に前記ピストン部材の側面に突設された突状部の外周に形成された外歯が嵌合してスプライン結合していることを特徴とするクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の自動変速装置に用いられるクラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の自動変速装置では、車両の運転状態に対応して自動的に変速比を選択して変速するようになっている。変速比を選択する際に有段の変速段を選択して行う場合に、エンジンからの動力を伝達する入力軸と選択された変速段に動力を伝達する伝達軸の間に、クラッチ装置を介在させて入力軸及び選択された伝達軸を接続するようになっている。
【０００３】
こうしたクラッチ装置としては、動力の伝達を円滑かつ確実に行うために、複数枚の摩擦板を用いたクラッチ装置が提案されている。例えば、特許文献１では、ケーシング内にクラッチハブ及びクラッチドラムに対して交互にクラッチプレート及びクラッチディスクを取り付けて組み立てた多板クラッチ装置が記載されており、クラッチハブはセンターピースにスプライン嵌合されるとともにクラッチドラムはダンパ機構のホルダに保持され、クラッチプレートを押圧するピストンをセンターピースに移動自在に設けた点が記載されている。また、特許文献２では、中空円筒体の形状を有するクラッチハウジングと、クラッチハウジングに対して同軸状に取り付けられた中空円筒体の形状を有するクラッチハブと、外側摩擦板及び内側摩擦板を交互に軸方向に設けた摩擦パックと、クラッチハブに対し同軸状に設けられた力付与ピストンとを備えた湿式クラッチが記載されている。また、特許文献３では、クラッチドラム及びディスクキャリアの間に複数枚のディスクを保持してピストンによりディスクを押圧するようにしたクラッチ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６２２３６号公報
【特許文献２】特開２００４−０５３０２３号公報
【特許文献３】特開２００４−３４７１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献に記載されたクラッチ装置では、クラッチ板であるクラッチプレート及びクラッチディスクを交互に重ね合わせてセットし、重ね合わせたクラッチ板を押圧してクラッチの接断動作を行っている。こうしたクラッチ装置のコンパクト化を図る場合、クラッチ板の枚数を少なくすることが考えられるが、クラッチ板の枚数の減少に対応してクラッチ板に対する押圧力を大きくする必要がある。そのため押圧機構を改造したり、部材の肉厚を厚くして強度を高める必要があり、その分機構が複雑化して十分なコンパクト化を行うことができなくなる。
【０００６】
また、クラッチ板を保持するクラッチドラムをフロントカバー等のケーシングに溶接して固定することで、部品点数の減少及び装置のコンパクト化を図ることも考えられるが、クラッチドラムをケーシングに固定することで、ケーシング内のクラッチ装置の配置が限定されて、振動吸収機構等の他の機構の配置が制約されるとともに他の機構とクラッチ装置との間の連結機構が複雑なものとならざるを得ない。
【０００７】
そこで、本発明は、クラッチ板の枚数が少ない場合でも簡単な構造で確実に接断動作を行うことができるクラッチ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るクラッチ装置は、エンジンの回転駆動軸に連結された一体ケースと、前記一体ケースの回転軸と同軸に配置されるとともに前記一体ケースの中心部に設けられた接続部材と、前記接続部材の外周に前記回転軸の軸方向に移動可能に取り付けられたリング状のピストン部材と、前記接続部材の外周に取り付けられたリング状のフランジ部材と、前記ピストン部材と前記フランジ部材との間に前記回転軸と同軸に配置されるとともに前記フランジ部材の内周側に固定された筒状のハブ部材と、前記フランジ部材の外周に沿って前記回転軸と同軸に配置されるとともに前記ハブ部材に対向して設けられた筒状のドラム部材と、前記ピストン部材と前記フランジ部材との間において前記ハブ部材及び前記ドラム部材に交互に取り付けられて互いに接触可能に配置されたリング状の複数のクラッチ板とを備え、前記ピストン部材を前記フランジ部材に向かって移動させて前記ピストン部材及び前記フランジ部材により前記クラッチ板を挟圧するように圧接させることで前記クラッチ板同士を接続してエンジンの回転駆動力を前記ハブ部材及び前記ドラム部材を介して出力軸に伝達させるクラッチ装置であって、前記ピストン部材の一方の側面と前記一体ケースの内面との間には油圧室が形成されて当該油圧室に流入する作動油により前記ピストン部材が前記フランジ部材に向かって移動するように設定されており、前記ピストン部材の他方の側面及び当該側面に対向する前記フランジ部材の側面には前記クラッチ板の接触部分を含む領域に面状に当接する圧接面が形成されており、前記ピストン部材と前記フランジ部材との間には弾性部材が設けられて互いに離間する方向に常時付勢されており、前記フランジ部材は、前記接続部材の外周にスプライン結合により前記回転軸の軸方向に移動可能に取り付けられており、前記接続部材の外周には前記フランジ部材の移動範囲を規制するスナップリングが固定されており、前記ハブ部材は、外周に形成された外歯に前記クラッチ板の内周に形成された内歯が嵌合してスプライン結合しているとともに内周に形成された内歯に前記ピストン部材の側面に突設された突状部の外周に形成された外歯が嵌合してスプライン結合していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記のような構成を有することで、ピストン部材の一方の側面と一体ケースの内面との間には油圧室が形成されて当該油圧室に流入する作動油によりピストン部材がフランジ部材に向かって移動するように設定され、ピストン部材の他方の側面及び当該側面に対向するフランジ部材の側面にはクラッチ板の接触部分を含む領域に面状に当接する圧接面が形成されているので、ピストン部材の側面全体に油圧室が形成されて押圧力を大きくすることができ、ピストン部材及びフランジ部材に形成された圧接面によりクラッチ板の接触部分全体に押圧力を面圧として印加することができる。そのため、クラッチ板の枚数が少ない場合でもクラッチ板の重合部分全体で圧力を分散して圧接されるようになり、確実にクラッチの接断動作を行うことができるようになる。
【００１０】
また、フランジ部材をスプライン結合により接続部材に取り付けることで、フランジ部材を押圧力に合わせて耐久性のある形状にすることができる。例えば、ピストン部材の押圧力の増加に対応してフランジ部材の肉厚を厚くすることで、強度を高めることができる。
【００１１】
そして、ピストン部材とフランジ部材との間に弾性部材を設けて互いに離間するように付勢することで、クラッチを切断した状態ではピストン部材及びフランジ部材が離間してクラッチ板同士が確実に離れた状態にすることができる。また、接続部材の外周にフランジ部材の移動範囲を規制するスナップリングを固定しておくことで、フランジ部材が弾性部材により付勢されてピストン部材から離間した状態ではフランジ部材がスナップリングに当接した位置に保持されて不用意に移動することを防止できる。
【００１２】
また、ハブ部材の外周に形成された外歯にクラッチ板の内周に形成された内歯が嵌合してスプライン結合しているとともにハブ部材の内周に形成された内歯にピストン部材の側面に突設された突状部の外周に形成された内歯が嵌合してスプライン結合しているので、ピストン部材がハブ部材とは別個に回動することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施形態に関する断面図である。
【図２】図１に示す実施形態におけるピストン部材、ハブ部材及びクラッチプレートの組合せに関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に関する断面図である。なお、図１では、クラッチ装置１の構造が中心軸Ｔを中心に線対称となるため、上半分の断面構造のみを描画している。
【００１６】
クラッチ装置１は、一体ケースであるカップリングハウジング２内に収容されており、その前側（図面では左側）は内燃エンジン機関が配置され、後側（図面では右側）には多段変速機構が配置されて、それぞれ接続されるようになっている。
【００１７】
クラッチ装置１は、カップリングハウジング２を構成するフロントカバー３及びリアカバー４を備えており、両者は溶接により一体化されている。フロントカバー３の中心部には回転駆動軸であるエンジンクランクシャフト（図示せず）が嵌合してフロントカバー３と接続される。
【００１８】
フロントカバー３は、外周側端部が軸方向に沿ってリアカバー４側に折れ曲がるように湾曲して外周面部３ａが形成されており、エンジンクランクシャフトが接続される中心部から外周面部３ａまでの側面部３ｂには、内部部品を収容するように外方に向かって突出した段差部が形成されている。
【００１９】
リアカバー４の外周部には、ポンプインペラ５の外殻を形成するように外方に向かって湾曲しており、その内周端にはポンプスリーブ６が溶接により固着されている。ポンプスリーブ６は、多段変速機構の枠体Ｍの内周面にブッシュ６ａ及びシール部材６ｂを介して回動可能に保持されている。また、ポンプスリーブ６の内周面には、ステータシャフト７が多段変速機構に固定されて同心円状に配置されている。
【００２０】
ステータシャフト７の内部は中空に形成されており、その内部には多段変速機構への出力軸である出力シャフト９がブッシュ９ｂを介して回動可能に保持されている。そして、出力シャフト９は、中心軸が回転中心軸Ｔと同軸になるように配置されている。出力シャフト９の中心部には軸方向に貫通孔９ａが形成されており、後述する作動用油路として用いられる。貫通孔９ａは、図示せぬ油圧制御装置に接続されて油の供給制御が行われる。
【００２１】
ステータシャフト７と出力シャフト９との間には、軸方向に沿って複数の流通孔７ａが形成されており、ポンプスリーブ６とステータシャフト７との間には、軸方向に沿って複数の流通孔７ｂがそれぞれ独立して形成されている。流通孔７ａは、後述する冷却油を供給する供給用油路として用いられ、供給された油がカップリングハウジング２内を循環して流通孔７ｂを通って排出するようになっている。流通孔７ａ及び７ｂは、図示せぬ油圧制御装置に接続されて油の供給制御が行われる。
【００２２】
出力シャフト９の先端部の外周には、フロントカバー３の内面側の中心部に突出した円筒状の接続部１０がシール部材９ｃを介して嵌合している。接続部１０は、接続部材に相当するもので、回転中心軸Ｔと同軸となるように形成されており、後端部が軸方向に沿って延設されて支持部１０ａが形成されている。また、接続部１０の前方にはフロントカバー３の内周面に沿うように流通孔１０ｂが形成されており、貫通孔９ａから供給された作動油を外周に向かって流通させるようになっている。
【００２３】
接続部１０の内周面に形成された段差部には、出力シャフト９の先端部の外周に連結された取付部１１が挿着されており、取付部１１の後端部から外方に向かって支持部１１ａが延設されている。また、取付部１１には、支持部１１ａの根元部分に流通孔１１ｂが形成されており、流通孔７ａから供給された循環用の油が流通孔１１ｂを通り、カップリングハウジング２内に導入される。
【００２４】
接続部１０の後端部に延設された支持部１０ａの外周には、フランジ部材１２が連結されている。フランジ部材１２は、所定の肉厚を有する円板状に形成されており、中心部の内周端は内歯が形成されて支持部１０ａの外周に形成された外歯に嵌合してスプライン結合している。そのため、フランジ部材１２は、軸方向に移動可能に取り付けられている。支持部１０ａの外周の後端側にはスナップリング１３が固定されており、フランジ部材１２の移動範囲を規制するようになっている。
【００２５】
フランジ部材１２の前面側は平面状の圧接面１２ａに形成されており、内周側が突出して段差部を形成している。段差部の外周面には、筒状のハブ部材１４が嵌合されて軸方向に沿って前方側に突出するように固定されている。ハブ部材１４は、所定の厚みでジグザグに折れ曲がるように形成されて、その外周側には外歯が全周にわたって形成され、内周側には外歯に対応して内歯が形成されている。また、段差部には、油の流通孔１２ｂが形成されており、流通孔１１ｂを通過した循環用の油が流通するようになっている。
【００２６】
接続部１０のフロントカバー３からの立上り部分である根元部には、ピストン部材１５がフロントカバー３の内周面に沿って取り付けられている。ピストン部材１５は、内周縁部が接続部１０との間にシール部材を介して密着した状態に取り付けられ、外周縁部が側面部３ｂの段差部との間にシール部材を介して密着した状態に取り付けられており、ピストン部材１５が軸方向に移動可能に設定されている。そして、フロントカバー３の内面とピストン部材１５との間に油圧室が形成され、流通孔１０ｂから油圧室に作動油を導入して充満すると、ピストン部材１５に油圧が加わってピストン部材１５をフランジ部材１２に向かって移動するように圧力が加えられる。
【００２７】
ピストン部材１５のフランジ部材１２側の側面には、中央部分にリング状に突出した段差部１５ａが形成されており、段差部１５ａの表面には平面状の圧接面１５ｂが形成されている。そして、圧接面１５ｂは、フランジ部材１２の圧接面１２ａと対向配置されて互いにほぼ平行になるように設定されている。また、圧接面１５ｂが形成された部分の反対側の側面には複数個所にリブ１５ｃが形成されている。
【００２８】
ピストン部材１５の内周側には、軸方向に沿って筒状に突出した係合部１５ｄが一体形成されている。係合部１５ｄは、所定の厚みでジグザグに折れ曲がるように形成されて、その外周側に外歯が全周にわたって形成されており、形成された外歯がハブ部材１４の内歯と噛み合うように配置されている。したがって、ピストン部材１５は、係合部１５ｄにおいてハブ部材１４とスプライン結合しており、両者は一体的に回動するようになっている。
【００２９】
係合部１５ｄの内周側には、弾性部材であるコイルバネ１６が配設されている。コイルバネ１６は、フランジ部材１２の内周側の段差部の側面及びそれに対向するピストン部材１５の内周側の側面の間に圧縮した状態で嵌め込まれており、フランジ部材１２及びピストン部材１５を互いに離間する方向に常時付勢している。そのため、フランジ部材１２は、後方側に付勢されて内周縁がスナップリング１３に当接した状態に保持される。また、ピストン部材１５のフロントカバー３側の側面には、内周側に突起１５ｅが形成されて外周側に突起１５ｆが形成されており、コイルバネ１６によりピストン部材１５が前方側に付勢された場合に、フロントカバー３の内周面に突起１５ｅ及び１５ｆが当接してピストン部材１５とフロントカバー３の間にわずかな隙間が空いた状態で保持されるようになる。
【００３０】
フランジ部材１２の圧接面１２ａ及びピストン部材１５の圧接面１５ｂの間には、複数枚のクラッチ板であるクラッチプレート１７及びクラッチディスク１８が交互に重合するように配置されている。図２に示すように、クラッチプレート１７は、リング状の板状体で、内径側にハブ部材１４の外周側の外歯に嵌合する内歯が形成されており、ハブ部材１４の外周にスプライン結合により取り付けられている。したがって、クラッチプレート１７はハブ部材１４を介してフランジ部材１２とともに一体的に回動するようになっている。
【００３１】
複数枚のクラッチプレート１７の間には、それぞれクラッチディスク１８が配置されている。クラッチディスク１８は、リング状の板状体で、両面にシート状で湿式の摩擦材が接着されている。フランジ部材１２の外周に沿って回転中心軸Ｔと同軸に筒状のドラム部材１９が配設されており、ドラム部材１９は、クラッチディスク１８を囲むようにその外周側に配置されている。ドラム部材１９の内周側に形成された内歯には、クラッチディスク１８の外径側に形成された外歯が噛み合うように設定されてスプライン結合しており、クラッチディスク１８は、ドラム部材１９とともに一体的に回動するようになっている。
【００３２】
クラッチプレート１７及びクラッチディスク１８は摩擦材を介して接離することで、クラッチの接断動作を行うようになっており、両者の接触部分である摩擦材を含む領域に対向するようにフランジ部材１２の圧接面１２ａ及びピストン部材１５の圧接面１５ｂが配置されている。
【００３３】
そのため、ピストン部材１５とフロントカバー３との間の油圧室に作動油が導入されて充満することでピストン部材１５に圧力が加わった場合、クラッチプレート１７に圧接面１５ｂが面状に当接して圧接面全体で圧力を分散して押圧するようになる。ピストン部材１５の径方向の中間部に配置された圧接面１５ｂがクラッチプレート１７に圧接されるため、中間部である圧接面１５ｂの裏面側で支持された状態でその内径側及び外径側で油圧を受けるようになり、ピストン部材１５の油圧による変形が抑えられる。そのため、油圧が変化しても圧接面１５ｂ全体に加わる圧力分布の変化が抑えられて安定した圧接状態を実現することができる。また、フランジ部材の圧接面１２ａは、クラッチディスク１８の摩擦材に直接圧接するようになっており、摩擦材に圧力を分散して圧接するようになる。したがって、クラッチプレート１７がクラッチディスク１８の摩擦材に対して圧力を分散して圧接されるようになって確実に接続されるようになる。
【００３４】
また、油圧室から作動油が排出されることで、ピストン部材１５及びフランジ部材１２がコイルスプリング１６により互いに離間する方向に付勢されて、ピストン部材１５はフロントカバー３の内周面に押し付けられるように保持されるようになり、クラッチプレート１７から離間する。そのため、クラッチプレート１７及びクラッチディスク１８が離間してクラッチが切断されるようになる。クラッチが切断された状態では、ピストン部材１５は、ハブ部材１４とスプライン結合しているため、別個に回動することがなく、常時フランジ部材１２と一体的に回動するようになっている。
【００３５】
以上の構成を備えることで、ピストン部材１５に加えられる圧力が大きくなっても安定した状態でクラッチの接続動作を行うことができる。また、フランジ部材１２を肉厚なものにすることで、大きな押圧力に対しても十分な耐久性を備えることができ、簡単な構造で安定した動作を実現することが可能となる。そのため、クラッチ板の枚数を少なくすることができ、さらに、フランジ部材の圧接面１２ａをクラッチディスク１８の摩擦材に直接圧接するようにしてクラッチプレート１７の機能を兼ねさせれば、クラッチ板の枚数の減少により軸方向のスペースの節減も可能となる。
【００３６】
ドラム部材１９の外周側には、ダンパ機構が配設されている。ダンパ機構は、ドラム部材１９の前端部から外周側に折れ曲がるように拡がる保持枠２０、保持枠２０内に保持される複数のコイルスプリング２１、コイルスプリング２１に係合する中間プレート２２及び出力側プレート２３を備えている。出力側プレート２３の内径側は、取付部１１の支持部１１ａに固定されている。支持部１１ａには、ポンプインペラ５に対向配置されるタービンランナ２４の内径側の延設部２４ａが出力側プレート２３とともに固定されている。
【００３７】
循環用の油は、図１において矢印で示すように、流通孔７ａから供給されて、主として流通孔１１ｂ及び１２ｂを通過してフランジ部材１２及びピストン部材１５の間に流入し、外周側に向かって拡がるように流通する。そして、ハブ部材１４に穿設された貫通孔からクラッチプレート１７及びクラッチディスク１８の間を通過するように流れる。クラッチプレート１７及びクラッチディスク１８の間を通過した油は、ドラム部材１９に穿設された貫通孔を通過してダンパ機構内に流入する。ダンパ機構に流入した油は、ポンプインペラ５及びタービンランナ２４内に流通し、流通孔７ｂから排出されるようになる。こうして循環用の油が流通して常時カップリングハウジング２内に油が充満した状態となっている。
【００３８】
ピストン部材１５とフロントカバー３との間の油圧室に作動油が導入されておらずクラッチが接続されていない状態では、ポンプインペラ５とタービンランナ２４との間に油が充満した状態となっているので、ポンプインペラ５の回動に追随してタービンランナ２４が回動するようになる。タービンランナ２４の回動により延設部２４ａを固定した取付部１１が回動するようになり、カップリングハウジング２に連動して出力シャフト９が回転するようになる。
【００３９】
車両の発進時にポンプインペラ５及びタービンランナ２４が相対的に回動する場合に、発熱量が大きくなるが、ポンプインペラ５とタービンランナ２４との間に油が循環するため、発生した熱は油により効率よく放熱されるようになる。
【００４０】
タービンランナ２４による出力シャフト９の回転動作中に、ピストン部材１５とフロントカバー３との間の油圧室に作動油を導入してピストン部材１５をコイルスプリング１６の付勢力に抗してフランジ部材１２に向かって移動させ、ピストン部材１５の圧接面１５ｂとフランジ部材１２の圧接面１２ａとの間のクラッチプレート１７及びクラッチディスク１８を押圧してクラッチを接続させる。クラッチの接続により、カップリングハウジング２の回動動作に連動する接続部１０、フランジ部材１２及びハブ部材１４を介してドラム部材１９が回動するようになる。そして、ドラム部材１９の回動に連動してダンパ機構を介して出力側プレート２３が回動することで、出力シャフト９が回転するようになる。
【００４１】
クラッチの接続動作によりクラッチ内で発熱するが、クラッチ内を通って循環する油により放熱されるようになる。そして、ピストン部材１５とフロントカバー３との間の油圧室から作動油を排出してピストン部材１５をコイルスプリング１６の付勢力によってフランジ部材１２から離間させるように移動させることで、ピストン部材１５の圧接面１５ｂとフランジ部材１２の圧接面１２ａとの間のクラッチプレート１７及びクラッチディスク１８が離間してクラッチを切断する。
【符号の説明】
【００４２】
Ｔ      回転中心軸
１      クラッチ装置
２      カップリングハウジング
３      フロントカバー
４      リアカバー
５      ポンプインペラ
６      ポンプスリーブ
７      ステータシャフト
８      ステータ
９      出力シャフト
10      接続部
11      取付部
12      フランジ部材
13      スナップリング
14      ハブ部材
15      ピストン部材
16      コイルスプリング
17      クラッチプレート
18      クラッチディスク
19      ドラム部材
20      保持枠
21      コイルスプリング
22      中間プレート
23      出力側プレート
24      タービンランナ
【図１】
0005414489.tif 000002
【図２】
0005414489.tif 000003