(57)【要約】【課題】簡易な構成で係合装置における冷却性能の向上と、引きずり抵抗の低減とを両立させることのできる係合装置を提供する。【解決手段】係合装置１において、複数の係合プレート２，３を挟んでピストン１１とは反対側に、係合プレート２，３をピストン１１との間に挟み付けるバックアッププレート１３，１４が設けられ、バックアッププレート１３，１４は、ピストン１１による押圧方向には固定された固定プレート１４と、固定プレート１４と係合プレート２，３との間に配置されて固定プレート１４に対して接触および離隔する可動プレート１３とを有し、可動プレート１３には、固定プレート１４側と係合プレート２，３側とに開口しかつオイルが通過可能な貫通部１９が形成され、固定プレート１４には、固定プレート１４が接触した状態で貫通部１９を閉塞する閉塞部２３が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルによって冷却されると共に、ピストンによって押圧されて軸線方向に移動し、互いに接触することによりトルクを伝達しかつ互いに離隔することにより前記トルクの伝達を遮断する複数の係合プレートを備えた係合装置において、
前記軸線方向で前記複数の係合プレートを挟んで前記ピストンとは反対側に、前記ピストンによる押圧力に対する反力により前記係合プレートを前記ピストンとの間に挟み付けるバックアッププレートが設けられ、
前記バックアッププレートは、前記ピストンによる押圧方向には固定された固定プレートと、前記固定プレートと前記係合プレートとの間に配置されて前記固定プレートに対して接触および離隔する可動プレートとを有し、
前記可動プレートには、前記固定プレート側と前記係合プレート側とに開口しかつ前記オイルが通過可能な貫通部が形成され、
前記固定プレートには、前記固定プレートが接触した状態で前記貫通部を閉塞する閉塞部が設けられている
ことを特徴とする係合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、係合することによりトルクを伝達するように構成された係合装置に関し、特に、オイルが供給されて冷却および潤滑するように構成された係合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の係合装置の一例が特許文献１に記載されている。その装置は、湿式の多板クラッチであって、クラッチドラムと、クラッチドラムの内側に当該クラッチドラムと同一軸線上に配置されたハブと、クラッチドラムの内周面にスプライン嵌合された環状のセパレータプレートと、ハブの外周面にスプライン嵌合された環状の摩擦板とを備えている。摩擦板には、その円周方向に一定の間隔で摩擦セグメントが取り付けられており、互いに隣接する摩擦セグメント同士の間に油路が形成されている。また、油路の底面に半径方向に延びる複数の微細な溝が形成されている。セパレータプレートと摩擦板とは、油圧によって作動するピストンによって互いに押し付けられて係合する。セパレータプレートと摩擦板とを離隔した解放状態では、上述した油路からクラッチドラムの内部に貯留されたオイルが排出されるとともに、上記の溝にオイル中の気泡が滞留する。その結果、セパレータプレートと摩擦板とが相対回転する場合におけるオイルのいわゆる引きずり抵抗を低減することができる、とされている。
【０００３】
特許文献２には車両用駆動装置が記載されており、その装置は湿式の多板クラッチを有している。そのクラッチはクラッチハウジングの内部に設けられている。また、クラッチの軸線方向におけるクラッチハウジングの外側に、ピストンの移動に連動してクラッチハウジング内のオイルを外部に排出する排出切換え機構が設けられている。その機構は、クラッチハウジングの内部と外部とを連通する連通孔に嵌合される栓部と、クラッチハウジングの内部と外部とを連通するガイド孔に挿入されるガイド部とが設けられた排出切換え部材と、連通孔に栓部を嵌合するように排出切換え部材に弾性力を付与するスプリングとを備えている。そして、ピストンに供給する油圧が増大されてピストンが移動してクラッチが係合状態になると、スプリングによって連通孔に栓部を嵌合して連通孔を閉じるようになっている。また、ピストンに供給する油圧が低下されて上述した係合状態とは反対側にピストンが移動すると、その係合状態とは反対側に移動したピストンによってガイド部を移動させて連通孔から栓部を離隔させられる。こうすることにより、連通孔を開いてクラッチハウジング内のオイルを外部に排出するようになっている。
【０００４】
なお、特許文献３に記載されたクラッチは、クラッチの解放時に、いわゆる背圧として作用するオイルを速やかに排出させて装置の全体としてのオイルの排出性を向上させるように構成されている。すなわち、クラッチドラムとクラッチピストンの押圧部分とによって形成された隙間に貯留したオイルを外部に連通する排出孔が、クラッチドラムにおけるクラッチピストンの押圧部分に対応する箇所に形成されている。
【０００５】
特許文献４には、摩擦係合装置が記載されており、その装置は、半径方向で外側に配置される外側支持部と、外側支持部の内側に同軸上に配置された内側支持部材と、外側支持部の内周面にスプライン嵌合された第１摩擦板と、内側支持部材の外周面にスプライン嵌合された第２摩擦板と、各摩擦板を互いに押し付けて係合させるピストンとを備えている。また、外側支持部の内部には、各摩擦板を冷却および潤滑するオイルを貯留するオイル貯留部が形成されている。そして、摩擦係合装置でトルクを伝達しない解放状態において、オイル貯留部のオイルを排出すると共に、前記オイルの油面高さを予め定めた油面高さに維持する開口部を有する油排出部が外側支持部に形成されている。
【０００６】
特許文献５に記載された多板式クラッチ装置は、特許文献１ないし３と同様に、湿式の多板クラッチであって、その装置は、クラッチプレートとクラッチディスクとの間にオイルが介在することによる引きずりトルクを低減するように構成されている。すなわち、クラッチプレートの外周縁部に、半径方向で内側に向かって切り欠いた凹部が形成され、また、凹部は、クラッチディスクとクラッチプレートとを重ね合わせた状態で、凹部に対してクラッチディスクに取り付けられた摩擦材の少なくとも一部が位置するように構成されている。そのため、クラッチディスクとクラッチプレートとが相対回転する直前や相対回転した場合には、凹部を介してオイルを排出することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−１６１０８９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９９１８３号公報
【特許文献３】特開２００６−３０００９２号公報
【特許文献４】特開２０１５−１７８８６２号公報
【特許文献５】特開２０１４−１２６２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された構成では、セパレータプレートと摩擦板とが相対回転する場合には、セパレータプレートと摩擦板との間に、オイルよりも粘性抵抗が小さい気泡を介在させてセパレータプレートと摩擦板との間に生じる引きずり抵抗を低減している。しかしながら、気泡すなわち空気は、オイルに比較して熱伝達率が小さいため、例えばセパレータプレートと摩擦板とがスリップしていることにより、それらの間での発熱量が大きい場合には、セパレータプレートと摩擦板とを十分に冷却することができない可能性がある。つまり、クラッチにおける発熱を抑制し、かつ、引きずり抵抗を低減させる点で改良の余地があった。
【０００９】
特許文献２に記載された構成では、軸線方向にクラッチハウジングと排出切換え機構とを並べて配置するため、装置の全体としての軸長が増大してしまう。また、既設のクラッチに排出切換え機構を設置するためには、既設のピストンやクラッチハウジングとは異なる形状のピストンやクラッチハウジングを用いることになる。そのため、いわゆる変更の規模が大きくなるから、加工工数や加工コストが増大してしまう可能性がある。また、部品点数が増大し、それに伴って部材コストが増大してしまう可能性がある。
【００１０】
なお、特許文献３に記載された構成は、いわゆる背圧として作用する上記の隙間に滞留したオイルを速やかに外部に排出させることができるものの、クラッチドラムの内部にはオイルが満たされている可能性がある。クラッチの解放時にクラッチドラムの内部にオイルが満たされていると、上記の引きずり抵抗を低減することができない。また、特許文献４に記載された構成では、オイル貯留部の内部にオイルを供給したとしても、そのオイルは油排出部から排出されるため、オイルによる冷却性能に不足を生じる可能性がある。さらに、特許文献５に記載された凹部は、クラッチディスクとクラッチプレートとが相対回転する場合、それらの間に介在しているオイルを排出するものであり、クラッチディスクとクラッチプレートとを油浴するオイルを外部に排出するものではない。そのため、特許文献３と同様の課題がある。
【００１１】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、簡易な構成で係合装置における冷却性能の向上と、引きずり抵抗の低減とを両立させることのできる係合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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、この発明は、オイルによって冷却されると共に、ピストンによって押圧されて軸線方向に移動し、互いに接触することによりトルクを伝達しかつ互いに離隔することにより前記トルクの伝達を遮断する複数の係合プレートを備えた係合装置において、前記軸線方向で前記複数の係合プレートを挟んで前記ピストンとは反対側に、前記ピストンによる押圧力に対する反力により前記係合プレートを前記ピストンとの間に挟み付けるバックアッププレートが設けられ、前記バックアッププレートは、前記ピストンによる押圧方向には固定された固定プレートと、前記固定プレートと前記係合プレートとの間に配置されて前記固定プレートに対して接触および離隔する可動プレートとを有し、前記可動プレートには、前記固定プレート側と前記係合プレート側とに開口しかつ前記オイルが通過可能な貫通部が形成され、前記固定プレートには、前記固定プレートが接触した状態で前記貫通部を閉塞する閉塞部が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、複数の係合プレートを挟んでピストンとは反対側に、ピストンによる押圧力に対する反力によって、係合プレートをピストンとの間に挟み付けるバックアッププレートが配置されている。そのバックアッププレートはピストンによる押圧方向には固定された固定プレートと、係合プレート側に位置しており、固定プレートに対して接近および離隔する可動プレートとによって構成されている。可動プレートにはオイルが通過可能な貫通部が形成され、その貫通部を閉塞する閉塞部が固定プレートに形成されている。そのため、ピストンによって固定プレートと可動プレートとが接触すると、閉塞部によって貫通部が閉塞される。その結果、複数の係合プレートに供給されたオイルの排出が抑制され、複数の係合プレートに接するオイル量が増えるから、オイルによる冷却を十分に行うことができ、装置の全体として冷却性能を向上することができる。一方、ピストンによる押圧力が減少すると、複数の係合プレート同士が互いに離隔し、かつ、固定プレートと可動プレートとが互いに離隔する。上述した開口部と閉塞部とは離隔するため、開口部から前記オイルが流出する。その結果、複数の係合プレートが回転したとしても、いわゆる引きずり抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施形態に係る係合装置の一部を拡大して示す断面図である。
【図２】可動プレートの一例を示す正面図である。
【図３】エンドプレートの一例を示す正面図である。
【図４】この発明の実施形態に係る係合装置の係合状態を模式的に示す図である。
【図５】可動プレートのスプライン歯とエンドプレートのスプライン歯とが重なっている状態を示す図である。
【図６】図４に示すVI−VIに沿う矢視断面図である。
【図７】図１に示すVII−VIIに沿う矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施形態に係る係合装置は、所定の回転部材の回転を止めるブレーキとして、あるいは、２つの回転部材同士の間でトルクを伝達したりトルクの伝達を遮断したりするクラッチとして用いることのできる油圧式の摩擦係合装置である。図１は、この発明の実施形態に係る係合装置の一部を拡大して示す断面図であって、図１に示す例における係合装置は、車両に搭載され、所定の回転部材の回転を止めるブレーキとして構成されている。係合装置１は、互いに摩擦接触させられる複数のクラッチプレート２と複数のクラッチディスク３とを有している。クラッチプレート２は例えば円筒状に形成されたケース４などの固定部の内周面にスプライン嵌合されている。ケース４の半径方向で当該ケース４の内側に、同心円状にハブ５が設けられている。ハブ５は円筒状の部材であって、図示しない回転部材にトルク伝達可能に連結されている。ハブ５の外周面にクラッチディスク３がスプライン嵌合されている。また、クラッチディスク３の外周部における両面には、クラッチプレート２とクラッチディスク３との間の摩擦係数を増大させる摩擦材６が円周方向に一定の間隔で取り付けられている。クラッチプレート２とクラッチディスク３とは図１に示すように、交互に配置されている。なお、図１に示す例では、ケース４とハブ５とによって区画された空間７に複数のクラッチプレート２と複数のクラッチディスク３とが配置されている。
【００１６】
また、複数のクラッチプレート２と複数のクラッチディスク３とを冷却および潤滑するオイルがオイルポンプなどの油圧源８から供給油路９を介して供給されるようになっている。上述したオイルポンプは従来知られた機械式のオイルポンプや、電気的に駆動されて油圧を発生する電動オイルポンプであってよく、図示しないオイルパンからオイルを汲み上げて吐出するように構成されている。上述した複数のクラッチプレート２と複数のクラッチディスク３とが、この発明の実施形態における複数の係合プレートに相当している。
【００１７】
ケース４における一方の端部に、軸線方向に凹んだシリンダ部１０が形成されており、そのシリンダ部１０の内部にクラッチプレート２とクラッチディスク３とを押圧して互いに接触させるピストン１１が軸線方向に前後動可能に収容されている。軸線方向におけるピストン１１とシリンダ部１０との間の隙間が油圧室１２となっており、油圧室１２に油圧源８から油圧が供給されるようになっている。また、図１に示す係合装置１は、クラッチプレート２とクラッチディスク３とが互いに接触した係合状態を解除する方向に、つまり、クラッチプレート２とクラッチディスク３とからピストン１１を離隔させる方向にピストン１１を押圧する図示しないリターンスプリングが設けられている。
【００１８】
軸線方向でケース４におけるクラッチプレート２とクラッチディスク３とを挟んでピストン１１とは反対側に、一対のプレートが設けられている。一対のプレートのうちの一方のプレートは、軸線方向でケース４におけるクラッチプレート２側に位置しており、かつ、ケース４の内周面にスプライン嵌合されている。この一方のプレートを以下の説明では可動プレート１３と称する。一対のプレートのうちの他方のプレートは、軸線方向でケース４における可動プレート１３とは反対側に位置しており、可動プレート１３と同様に、ケース４の内周面にスプライン嵌合されている。また、スナップリングによってケース４の内周面に抜け止めされている。すなわち、ピストン１１による押圧方向には固定されている。この他方のプレートを以下の説明では固定プレート１４と称する。可動プレート１３と固定プレート１４との間に、スプリング１５が設けられており、そのスプリング１５は可動プレート１３と固定プレート１４とを離隔するように、可動プレート１３と固定プレート１４とに弾性力を付与している。なお、上述した可動プレート１３と固定プレート１４とが、この発明の実施形態におけるバックアッププレートに相当している。
【００１９】
ここで、可動プレート１３および固定プレート１４の各構造について説明する。先ず、可動プレート１３の構成について説明する。図２は、可動プレート１３の一例を模式的に示す正面図であって、図２に示す可動プレート１３は、環状の部材であって、その外周部に、円周方向に一定の間隔でケース４の内周面に形成されたスプライン１６に嵌合するスプライン歯１７が形成されている。前記円周方向でスプライン歯１７の中央部に、板厚方向に貫通していて半径方向で外側から内側に窪んだ凹部１８が形成されている。つまり、凹部１８における開口部１９はクラッチプレート２側と固定プレート１４側とに開口している。そのため、ケース４の内周面に可動プレート１３を取り付けると、ケース４に形成されたスプライン１６と凹部１８とによって区画された隙間が生じる。この隙間つまり凹部１８における開口部１９やスプライン１６を油路２０として、クラッチプレート２とクラッチディスク３とに供給されたオイルが流動する。上記の凹部１８は例えば、切削加工によって形成することができる。また、可動プレート１３の内周側にハブ５が配置されるようになっている。なお、上述した凹部１８における開口部１９が、この発明の実施形態における貫通部に相当している。
【００２０】
図３は、固定プレート１４の一例を模式的に示す正面図であって、図３に示す固定プレート１４は、環状の部材であって、その外周部に、円周方向に一定の間隔で、すなわち、可動プレート１３に形成されたスプライン歯１７と同じ間隔で、ケース４の内周面に形成されたスプライン１６に嵌合するスプライン歯２１が形成されている。固定プレート１４の円周方向で、スプライン歯２１の両側に切り欠き部２２が形成されており、切り欠き部２２同士の間に、この発明の実施形態における閉塞部に相当する突部２３が形成されている。つまり、凹部１８における開口部１９から臨むように突部２３が形成されている。ケース４の内周面に上記構成の固定プレート１４を取り付けると、スプライン１６と突部２３とによって区画された隙間が生じる。言い換えれば、スプライン歯２１から切り欠いた切り欠き部２２の形状とほぼ同じ形状の隙間が生じる。この隙間を油路２０としてオイルが流動する。そして、上述したように、凹部１８における開口部１９から臨むように突部２３が形成されているため、ケース４の内周面に可動プレート１３と固定プレート１４とを取り付けた状態で、可動プレート１３と固定プレート１４とを互いに重ね合わせると、凹部１８における開口部１９の少なくとも一部は、突部２３によって塞がれる。つまり、上述した油路２０が閉じられ、もしくは、その流路断面積が小さくなる。なお、可動プレート１３と同様に、固定プレート１４の内周側にハブ５が配置されるようになっている。
【００２１】
次に、上記構成の係合装置１の作用について説明する。油圧源８から油圧室１２に油圧が供給されて油圧室１２の油圧が増大すると、油圧室１２での油圧に応じたピストン１１の推力が生じる。その推力がリターンスプリングの弾性力より大きくなると、クラッチプレート２とクラッチディスク３とに向かってピストン１１が移動する。そして、ピストン１１によってクラッチプレート２とクラッチディスク３とが押圧されて互いに接触させられて係合する。また、クラッチプレート２とクラッチディスク３とが係合した状態で可動プレート１３に向かって移動し、可動プレート１３に接触する。さらに、スプリング１５の弾性力よりも上述した推力が大きいと、可動プレート１３と固定プレート１４とが互いに接触させられて係合する。固定プレート１４は上述したようにピストン１１の押圧方向には固定されているから、ピストン１１による押圧力（推力）とその反力とによってクラッチプレート２とクラッチディスク３とが挟み付けられる。このようにして係合装置１はトルクを伝達する係合状態になる。図４はその状態を示している。
【００２２】
図５は可動プレート１３のスプライン歯１７と固定プレート１４のスプライン歯２１とが重なっている状態を示す正面図であり、図６は図４に示すVI−VIに沿う矢視断面図である。図５および図６に示すように、係合装置１の係合状態では、凹部１８における開口部１９は突部２３によって閉じられ、あるいは油路２０の流路断面積が減じられる。その結果、クラッチプレート２とクラッチディスク３とに供給されたオイルの排出が抑制される。すなわち、クラッチプレート２とクラッチディスク３とに接するオイル量が増える。これにより例えば、図４に示すように、油面高さが上昇してクラッチプレート２とクラッチディスク３とがオイルに油浴された状態になる。その結果、オイルによってクラッチプレート２とクラッチディスク３を冷却することができ、ひいては、係合装置１の冷却性能を向上することができる。
【００２３】
これに対して、油圧室１２の油圧を低下させると、上述した推力が小さくなる。スプリング１５やリターンスプリングの弾性力より推力が小さくなると、それらの弾性力によって、ピストン１１はシリンダ部１０における元の位置に押し戻される。その結果、可動プレート１３と固定プレート１４とが離隔し、また、クラッチプレート２とクラッチディスク３とが離隔する。係合装置１は図１に示すように、トルクの伝達が遮断された解放状態になる。
【００２４】
図７は図１に示すVII−VIIに沿う矢視断面図であって、図７に示すように、係合装置１の解放状態では、凹部１８と突部２３とが離れており、凹部１８における開口部１９をオイルが流動できるようになっている。また、係合装置１の解放状態では、ハブ５が回転するため、クラッチディスク３に付着したオイルは遠心力によってケース４側に移動する。そして、開口部１９やスプライン１６を流動して係合装置１の外部に排出され、図１に示すように、油面高さが低下する。その結果、係合装置１が解放状態であることによりクラッチプレート２とクラッチディスク３とが相対回転したとしても、オイルの引きずりによる抵抗や損失を低減することができる。
【００２５】
したがって、この発明の実施形態に係る係合装置１では、簡易な構成で冷却性能の向上と引きずり抵抗の低減とを両立させることができる。また、この発明の実施形態に係る係合装置１は、既設の係合装置１に対して可動プレート１３と固定プレート１４とを追加することによって構成することができる。つまり、追加する部品点数が少なく、部品を追加することによって既設の係合装置１の構成を変更する箇所が特にはない。したがって、製造あるいは加工の工数を少なくすることができると共に、製造あるいは加工に係るコストを抑制できる。さらに、上述したように、可動プレート１３と固定プレート１４とを追加するだけであるため、装置全体として体格の増大を抑制できる。
【００２６】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、上述した実施形態では、係合機構１をブレーキとして用いた例を説明したが、この発明における係合機構１は、２つの回転部材同士の間でトルクを伝達したりトルクの伝達を遮断したりするクラッチとして用いてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１…係合装置、  ２…クラッチプレート、  ３…クラッチディスク、  １１…ピストン、  １３…可動プレート、  １４…固定プレート、  １９…開口部、  ２３…突部。
【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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【図７】
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