(57)【要約】【課題】発熱を抑制することができる摩擦係合装置を提供することを目的とする。【解決手段】摩擦係合装置は、第１係合部材及び第２係合部材が相対回転可能に軸方向に沿って交互に設けられ、押圧部材が弾性部材６を介して第１係合部材及び第２係合部材に押圧力を作用させることで、当該第１係合部材と当該第２係合部材とが摩擦力により係合し一体回転可能である摩擦係合装置であって、弾性部材６は、皿ばね状に形成されたプレート本体１３と、プレート本体１３の外周部に外方に突出して設けられプレート本体１３を位置決めする爪部１４とを有し、爪部１４は、厚み方向に貫通する空洞部１７を有することを特徴とする。したがって、摩擦係合装置は、発熱を抑制することができる、という効果を奏する。【選択図】図２
2012207725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１係合部材及び第２係合部材が相対回転可能に軸方向に沿って交互に設けられ、押圧部材が弾性部材を介して前記第１係合部材及び前記第２係合部材に押圧力を作用させることで、当該第１係合部材と当該第２係合部材とが摩擦力により係合し一体回転可能である摩擦係合装置であって、
前記弾性部材は、皿ばね状に形成されたプレート本体と、前記プレート本体の外周部に外方に突出して設けられ前記プレート本体を位置決めする爪部とを有し、
前記爪部は、厚み方向に貫通する空洞部を有することを特徴とする、
摩擦係合装置。
【請求項２】
前記空洞部は、前記爪部の中央部に設けられる、
請求項１に記載の摩擦係合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦係合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の動力伝達系（パワートレーン）では、クラッチやブレーキ等の摩擦係合装置等が適用されることがある。このような従来の摩擦係合装置に用いられる弾性部材として、例えば、特許文献１には、ピストンとセパレータプレートとの間に介在するクッションプレートが開示されている。このクッションプレートは、皿ばね状に形成されたプレート本体と、スプライン係合するためにプレート本体の外周部に延設された爪部とを備え、押圧された際に撓み変形することで緩衝材として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４４７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような特許文献１に記載のクッションプレートは、例えば、発熱対策の点で更なる改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、発熱を抑制することができる摩擦係合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る摩擦係合装置は、第１係合部材及び第２係合部材が相対回転可能に軸方向に沿って交互に設けられ、押圧部材が弾性部材を介して前記第１係合部材及び前記第２係合部材に押圧力を作用させることで、当該第１係合部材と当該第２係合部材とが摩擦力により係合し一体回転可能である摩擦係合装置であって、前記弾性部材は、皿ばね状に形成されたプレート本体と、前記プレート本体の外周部に外方に突出して設けられ前記プレート本体を位置決めする爪部とを有し、前記爪部は、厚み方向に貫通する空洞部を有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記摩擦係合装置では、前記空洞部は、前記爪部の中央部に設けられるものとすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る摩擦係合装置は、発熱を抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る摩擦係合装置を表す部分断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るクッションプレートの部分斜視図である。
【図３】図３は、比較例に係るクッションプレートの変形を説明する模式的な部分平面図である。
【図４】図４は、比較例に係るクッションプレートの爪部の変形を説明する模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係るクッションプレートの変形を説明する模式的な部分平面図である。
【図６】図６は、クッションプレートにおける爪部の中心からの角度と接触面圧との関係の一例を表す線図である。
【図７】図７は、ピストン荷重とクッションプレート変位との関係の一例を表す線図である。
【図８】図８は、実施形態に係る摩擦係合装置における潤滑油の流れを表す部分断面図である。
【図９】図９は、実施形態に係るクッションプレートの爪部における潤滑油の流れを表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１１】
［実施形態］
図１は、実施形態に係る摩擦係合装置を表す部分断面図、図２は、実施形態に係るクッションプレートの部分斜視図、図３は、比較例に係るクッションプレートの変形を説明する模式的な部分平面図、図４は、比較例に係るクッションプレートの爪部の変形を説明する模式図、図５は、実施形態に係るクッションプレートの変形を説明する模式的な部分平面図、図６は、クッションプレートにおける爪部の中心からの角度と接触面圧との関係の一例を表す線図、図７は、ピストン荷重とクッションプレート変位との関係の一例を表す線図、図８は、実施形態に係る摩擦係合装置における潤滑油の流れを表す部分断面図、図９は、実施形態に係るクッションプレートの爪部における潤滑油の流れを表す模式図である。
【００１２】
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、回転軸線Ｘに沿った方向を軸方向といい、回転軸線Ｘに直交する方向、すなわち、軸方向に直交する方向を径方向といい、回転軸線Ｘ周りの方向を周方向という。また、径方向において回転軸線Ｘ側を径方向内側といい、反対側を径方向外側という。
【００１３】
図１に示す本実施形態の摩擦係合装置１は、車両の動力伝達系（パワートレーン）のクラッチやブレーキに適用される。摩擦係合装置１は、動力の伝達経路中に設けられ、第１係合部材としての複数のセパレータプレート４と、第２係合部材としての複数のフリクションプレート５との係合、離脱を行う。摩擦係合装置１は、セパレータプレート４及びフリクションプレート５が相対回転可能に軸方向に沿って交互に設けられ、押圧部材としてのピストン８が弾性部材としてのクッションプレート６を介してセパレータプレート４及びフリクションプレート５に押圧力を作用させることで、このセパレータプレート４とフリクションプレート５とが摩擦力により係合し、回転軸線Ｘを回転中心として一体回転可能である。
【００１４】
具体的には、摩擦係合装置１は、いわゆる多板クラッチであり、クラッチドラム２、クラッチハブ３、複数のセパレータプレート４、複数のフリクションプレート５、クッションプレート６、スナップリング７、ピストン８等を含んで構成される。
【００１５】
クラッチドラム２は、摩擦係合装置１における外側筒状部材を構成し、クラッチハブ３は、内側筒状部材を構成し、セパレータプレート４は、それぞれ外側係合部材を構成し、フリクションプレート５は、それぞれ内側係合部材を構成している。
【００１６】
クラッチドラム２は、回転軸線Ｘを中心軸線とする筒状に形成され、一端面が開放し、他端面が閉塞している。クラッチドラム２は、閉塞した端面側が車両の動力伝達系をなす第１回転軸（例えば入力軸）に一体回転可能に固定される。クラッチドラム２は、内周面に軸方向に沿ってスプライン９が形成される。
【００１７】
クラッチハブ３は、回転軸線Ｘを中心軸線とする筒状に形成され、円板状部等を介して車両の動力伝達系をなす第２回転軸（例えば出力軸）に一体回転可能に固定される。クラッチハブ３は、クラッチドラム２の径方向内側に配置され、外周面に軸方向に沿ってスプライン１０が形成される。
【００１８】
セパレータプレート４は、回転軸線Ｘを中心軸線とする円環板状に形成され、外周端部に軸方向に沿ってスプライン１１が形成される（図２も参照）。セパレータプレート４は、スプライン１１がクラッチドラム２のスプライン９とスプライン係合するようにして、クラッチドラム２の径方向内側に複数枚が配置される。これにより、各セパレータプレート４は、クラッチドラム２に対して一体回転可能かつ軸方向に相対移動可能に支持される。
【００１９】
フリクションプレート５は、回転軸線Ｘを中心軸線とする円環板状に形成され、内周端部に軸方向に沿ってスプライン１２が形成される。フリクションプレート５は、各側面に表面が平坦な摩擦材が設けられ、セパレータプレート４と摩擦係合した際に確実に係合し、セパレータプレート４との間で動力が伝達されるようになっている。フリクションプレート５は、スプライン１２がクラッチハブ３のスプライン１０とスプライン係合するようにして、クラッチハブ３の径方向外側に複数枚が配置される。これにより、各フリクションプレート５は、クラッチハブ３に対して一体回転可能かつ軸方向に相対移動可能に支持される。
【００２０】
セパレータプレート４とフリクションプレート５とは、軸方向に沿って交互に配置され、互いに軸方向に対向する。ここでは、摩擦係合装置１は、４枚のセパレータプレート４と３枚のフリクションプレート５とが交互に配置されている。
【００２１】
ここで、この摩擦係合装置１は、複数のセパレータプレート４、フリクションプレート５を基準として、クラッチドラム２の閉塞した端面側にクッションプレート６が配置される一方、クラッチドラム２の開放した端面側にスナップリング７が配置される。また、摩擦係合装置１は、クッションプレート６とクラッチドラム２の閉塞した端面との間にピストン８が配置される。
【００２２】
つまり、この摩擦係合装置１は、軸方向においてクラッチドラム２の閉塞した端面側から開放した端面側に向けて、ピストン８、クッションプレート６、第１のセパレータプレート４、第１のフリクションプレート５、第２のセパレータプレート４、第２のフリクションプレート５、第３のセパレータプレート４、第３のフリクションプレート５、第４のセパレータプレート４、スナップリング７の順で配置される。
【００２３】
クッションプレート６は、弾性部材である。クッションプレート６は、上述したように、軸方向に対してピストン８と第１のセパレータプレート４との間に介在する。クッションプレート６は、ピストン８によって押圧された際に撓み変形することで緩衝材として機能し、係合時の係合ショックを緩和する。
【００２４】
クッションプレート６は、図２にも例示するように、皿ばね状に形成されたプレート本体１３と、プレート本体１３の外周部に設けられる爪部１４とを有する。プレート本体１３は、回転軸線Ｘを中心軸線とする円環板状に形成される。プレート本体１３は、第１のセパレータプレート４と軸方向に対向する。プレート本体１３は、無負荷の状態（押圧されていない状態）で、径方向内側が第１のセパレータプレート４側に傾斜している。爪部１４は、プレート本体１３の内周端部に外方に突出して設けられる。爪部１４は、例えば、略矩形状（例えば図５参照）、あるいは、略台形状（例えば図２、図９参照）をなす。爪部１４は、プレート本体１３の周方向に沿って等間隔で複数個が設けられる。爪部１４は、プレート本体１３を所定の位置に位置決めするものである。
【００２５】
このクッションプレート６は、爪部１４を介してクラッチドラム２の内周側に支持される。クッションプレート６は、爪部１４がクラッチドラム２の内周側に設けられる係合部、例えば、スプラインとスプライン係合するようにして、クラッチドラム２の径方向内側に配置される。これにより、クッションプレート６は、クラッチドラム２に対して一体回転可能かつ軸方向に相対移動可能に支持されて位置決めされる。これにより、クッションプレート６は、ピストン８から押圧力が作用した際に接触する第１のセパレータプレート４に対する相対回転が規制される。この結果、クッションプレート６は、セパレータプレート４などとの相対回転による磨耗を抑制することができる。
【００２６】
スナップリング７は、回転軸線Ｘを中心軸線とする円環板状に形成され、クラッチドラム２の内周面側に固定される。スナップリング７は、セパレータプレート４およびフリクションプレート５がクラッチドラム２から抜け出るのを阻止するよう位置決めされている。
【００２７】
ピストン８は、クラッチドラム２の閉塞した端面側の内部に収容される。ピストン８は、回転軸線Ｘを中心軸線とする円板状に形成される。ピストン８は、クラッチドラム２の閉塞した端面と共に、ピストン室１５を区画する。ピストン８は、回転軸線Ｘを中心軸線とする円環板状に形成される突起部１６を有し、この突起部１６がクッションプレート６のプレート本体１３に当接する。ピストン室１５は、不図示の油圧装置から作動油が供給され、供給された作動油の油圧によりピストン８がクッションプレート６を押圧すると共に、スナップリング７がその力を受けることで、セパレータプレート４とフリクションプレート５との摩擦係合のための押圧力を作用させる。
【００２８】
上記のように構成される摩擦係合装置１は、例えば、車両の動力伝達系をなす第１回転軸（例えば入力軸）が回転すると、この第１回転軸と一緒にクラッチドラム２が回転し、セパレータプレート４、クッションプレート６、スナップリング７等がクラッチドラム２と一緒に回転する。そして、摩擦係合装置１は、不図示の油圧装置からピストン室１５に作動油が供給されると、内部の油圧によりピストン８がクッションプレート６側に移動する。
【００２９】
そして、摩擦係合装置１は、ピストン８の突起部１６がクッションプレート６を押圧すると共に、セパレータプレート４、フリクションプレート５を介してスナップリング７がその力を受けることで、セパレータプレート４とフリクションプレート５とに押圧力が作用し、セパレータプレート４とフリクションプレート５とが摩擦力により摩擦係合し一体回転し、セパレータプレート４とフリクションプレート５との間で動力が伝達される。これにより、摩擦係合装置１は、動力を伝達する係合状態となり、クラッチハブ３がクラッチドラム２と一緒に回転し、この結果、車両の動力伝達系をなす第１回転軸（例えば入力軸）と、第２回転軸（例えば出力軸）とが一体回転し、第１回転軸と第２回転軸との間で動力が伝達される。このとき、摩擦係合装置１は、クッションプレート６がピストン８によって押圧された際に撓み変形することで緩衝材として機能し、係合時の係合ショックを緩和することができる。摩擦係合装置１は、ピストン室１５から作動油が排出されると、セパレータプレート４とフリクションプレート５との摩擦係合が解除された状態となり、動力を伝達しないか解放状態となる。
【００３０】
そして、摩擦係合装置１は、図２に示すように、に空洞部１７が設けられることで、適正な発熱対策を図っている。
【００３１】
この空洞部１７は、クッションプレート６の各爪部１４にそれぞれ形成される。空洞部１７は、爪部１４を厚み方向に貫通する。ここでは、空洞部１７は、爪部１４の中央部に設けられ、爪部１４と同様に、略矩形状（例えば図５参照）、あるいは、略台形状（例えば図２、図９参照）に形成される。
【００３２】
上記のように構成される摩擦係合装置１は、クッションプレート６の各爪部１４に空洞部１７が設けられることから、爪部１４の中央部近傍の剛性が相対的に小さくなるため、ピストン８による押圧時に爪部１４で変形を吸収でき、中心側、すなわち、プレート本体１３側の変形を小さくすることができる。
【００３３】
より詳細に説明すると、例えば、爪部に空洞部１７を有さない比較例に係るクッションプレートの場合、ピストン８による押圧時に、図３に示すように、中心側の部位（プレート本体１３に相当）が爪部側に引っ張られて変形する傾向にある。これは、爪部は、周方向の両側が空間部となっており中心側の部位と比較して剛性が小さいため、ピストン８から荷重（押圧力）が作用した際に、中心側の部位の周方向に生じる引張応力により変形するためであると考えられる。この場合、クッションプレートは、爪部の周辺で上記のような変形が大きいため、例えば、図４に例示するように、爪部近傍が厚さ方向に対してセパレータプレート４側にくぼむようにたわむおそれがある。この結果、この比較例に係るクッションプレートは、爪部付近でセパレータプレート４との片当たりが発生し、爪部の中央近傍で面圧が高くなるおそれがある。
【００３４】
これ対して、本実施形態のクッションプレート６は、爪部１４に空洞部１７を有することから、爪部１４の中央近傍の剛性が相対的に小さくなり、これにより、図５に例示するように、この爪部１４の空洞部１７近傍で変形を吸収することができ、この結果、プレート本体１３側の変形を相対的に小さくすることができる。
【００３５】
この結果、この摩擦係合装置１は、例えば、爪部１４の剛性を高くするなどして質量増加等を招くことなく、クッションプレート６の弾性的な不均一性を抑制することができ、ピストン８による押圧時にクッションプレート６が局所的に大きく変形して第１のセパレータプレート４と片当たりが発生して面圧が不均一となることを抑制することができる。
【００３６】
図６は、横軸をクッションプレート６における爪部１４の中心からの角度θ（図２参照）、縦軸をクッションプレート６におけるセパレータプレート４との接触面圧としている。本図中、線Ｌ１は本実施形態に係るクッションプレート６を表し、線Ｌ２は比較例に係るクッションプレートを表し、線Ｌ３は空洞部１７を設けずに爪部１４の剛性を大きくした場合のクッションプレートを表している。
【００３７】
この図６に示すように、摩擦係合装置１は、例えば、クッションプレート６において爪部１４の近傍で局所的に面圧が高くなることを抑制することができ、爪部１４の影響がない場合（例えば、爪部の剛性を大きくした線Ｌ３）のように面圧が均一に近づくことから、局所的に発熱が大きくなることを抑制し、局所的に熱害が発生することを抑制することができる。
【００３８】
なお、図７は、横軸をピストン荷重、縦軸をクッションプレート変位としている。本図中、線Ｌ４は本実施形態に係るクッションプレート６を表し、線Ｌ５は比較例に係るクッションプレートを表している。この図７に示すように、摩擦係合装置１は、クッションプレート６の爪部１４に空洞部１７を設けた構成としても、比較例に係るクッションプレートと同様に、ピストン８によって押圧された際の緩衝材として機能を適正に確保することができ、適正に係合時の係合ショックを緩和することができる。
【００３９】
また、この摩擦係合装置１は、図８中に矢印Ｌ６で例示するように、潤滑油（典型的には作動油と兼用される。）がクラッチハブ３の貫通孔１８やクラッチハブ３とピストン８との間の空間部等を介してクラッチドラム２の内部を流動し、これにより、セパレータプレート４、フリクションプレート５等の潤滑、冷却を行っている。
【００４０】
この場合に、摩擦係合装置１は、クッションプレート６の爪部１４に空洞部１７が設けられていることから、図９に例示するように、この空洞部１７を介してセパレータプレート４において発熱が大きい部位などに潤滑油を直接的に接触させ、潤滑、冷却することができ、よって、冷却性を向上することができることから、この点でも、発熱を抑制することができる。
【００４１】
以上で説明した実施形態に係る摩擦係合装置１によれば、セパレータプレート４及びフリクションプレート５が相対回転可能に軸方向に沿って交互に設けられ、ピストン８がクッションプレート６を介してセパレータプレート４及びフリクションプレート５に押圧力を作用させることで、セパレータプレート４とフリクションプレート５とが摩擦力により係合し一体回転可能である摩擦係合装置１であって、クッションプレート６は、皿ばね状に形成されたプレート本体１３と、プレート本体１３の外周部に外方に突出して設けられプレート本体１３を位置決めする爪部１４とを有し、爪部１４は、厚み方向に貫通する空洞部１７を有する。
【００４２】
したがって、摩擦係合装置１は、ピストン８による押圧時に爪部１４で変形を吸収でき、プレート本体１３側の変形を小さくすることができることから、局所的に発熱が大きくなることを抑制し、局所的に熱害が発生することを抑制することができ、適正に発熱を抑制することができる。
【００４３】
なお、上述した本発明の実施形態に係る摩擦係合装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
【００４４】
例えば、以上で説明した爪部、空洞部は、略矩形状、あるいは、略台形状であるものとして説明したが、これに限らず、例えば、略楕円状、略正円状等であってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１    摩擦係合装置
２    クラッチドラム
３    クラッチハブ
４    セパレータプレート（第１係合部材）
５    フリクションプレート（第２係合部材）
６    クッションプレート（弾性部材）
７    スナップリング
８    ピストン（押圧部材）
９、１０、１１、１２    スプライン
１３    プレート本体
１４    爪部
１５    ピストン室
１６    突起部
１７    空洞部
１８    貫通孔
【図１】
2012207725.tif 000003
【図２】
2012207725.tif 000004
【図３】
2012207725.tif 000005
【図４】
2012207725.tif 000006
【図５】
2012207725.tif 000007
【図６】
2012207725.tif 000008
【図７】
2012207725.tif 000009
【図８】
2012207725.tif 000010
【図９】
2012207725.tif 000011