(57)【要約】【課題】湿式多板クラッチにおいて、クラッチ板及び相手板の過大な温度上昇があった場合に、温度上昇を抑制する手段を提供するとともに、温度上昇時の具体的な冷却手段を提供できる湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置を提供する。【解決手段】ピストン１１からの押圧力により作動する複数の板状のクラッチ板１を、該クラッチ板に対応して配置された複数の板状の相手板２に押し付けることによりクラッチ軸１７からクラッチギヤ３に動力を伝達するようにした湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置において、前記湿式多板クラッチは、少なくとも前記相手板２と前記ピストン１１との間に皿ばね１０が介装されており、該皿ばねは、前記ピストン１１の押圧力を受けた時に先ず外周部がクラッチ板１と相手板２とを接触させ、次いで内周部が接触するように配置されてなるとともに、クラッチ高熱部の冷却オイルを湿式多板クラッチの上部に導き、クラッチ板１及び相手板２の外周部近傍を冷却するように構成した。【選択図】図１
2009019685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンからの押圧力により作動する複数の板状のクラッチ板を、該クラッチ板に対応して配置された複数の板状の相手板に押し付けることにより、前記相手板に接続されるクラッチ軸及びクラッチドラムから、前記クラッチ板に接続されるクラッチギヤに動力を伝達するように構成された湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置において、
前記湿式多板クラッチは、少なくとも前記ピストンと前記相手板との間、若しくは前記クラッチドラムに支持されたプレッシャープレートと前記相手板との間に皿ばねが介装されており、該皿ばねは、前記ピストンの押圧力を受けた時に先ず外周部が前記クラッチ板と前記相手板とを接触させ、次いで内周部が接触するように配置されてなるとともに、
クラッチ高熱部の冷却オイルを前記湿式多板クラッチの上部に導き、前記クラッチ板及び前記相手板との外周部近傍を冷却するように構成したことを特徴とする湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置。
【請求項２】
前記冷却オイルは、前記湿式多板クラッチの上部に設置したインチングバルブからの漏油を自然通流により前記湿式多板クラッチの上部に導き、前記クラッチ板及び前記相手板との外周部近傍を冷却するように構成したことを特徴とする請求項１記載の湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置。
【請求項３】
前記湿式多板クラッチは、前記複数の板状の相手板をクラッチドラムの内周にスプライン嵌合し、前記クラッチドラムのスプライン嵌合部には、嵌合面に沿い且つ全面に亘ってしわ部を形成したことを特徴とする請求項１記載の湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンからの押圧力により作動する複数の板状のクラッチ板を、該クラッチ板に対応して配置された複数の板状の相手板に押し付けることにより、前記相手板に接続されるクラッチ軸、クラッチドラムから前記クラッチ板に接続されるクラッチギヤに動力を伝達するように構成された湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置に関し、特に、クラッチ板及び相手板の温度上昇を抑制可能であるとともにその冷却機構を有する湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、湿式多板クラッチは、油圧により作動するピストンを備え、該ピストンの押圧力によって作動する複数の板状のクラッチ板を、該クラッチ板の夫々に対応して配置された複数の板状の相手板に押し付けることにより、複数の板状の相手板に接続されるクラッチ軸、クラッチドラムから前記クラッチ板に接続されるクラッチギヤに動力を伝達するように構成されている。
【０００３】
このような湿式多板クラッチにおいて、油圧により作動するピストンからの押圧力を複数の板状のクラッチ板に伝達し、クラッチ板と、該クラッチ板の夫々に対応して配置された複数の板状の相手板との間に摩擦力を発生させる構造を有する場合、前記ピストンと板状のクラッチ板（又は相手板）との間に介装された皿ばねを備えたものが提供されている。
かかる皿ばねは、通常、内周部が先に接触するように配置されており、即ち前記ピストンの押圧力を受けた時、先ず内周部が前記ピストンをクラッチ板に接触させてから該クラッチ板に板状の相手板を接触させ、ついで外周部がクラッチ板及び相手板に徐々に接触するように配置されている。
【０００４】
例えば、特許文献１（特許第３４４７１８８号公報）には、クラッチレバーにより、複数の板状のクラッチ板を、該クラッチ板の夫々に対応して配置された複数の板状の相手板に押し付けることにより、クラッチ板に接続されるクラッチ軸から前記相手板に接続されるクラッチドラムに動力を伝達するように構成された多板式乾式クラッチが開示されている。
このような多板式乾式クラッチにおいても、特許文献１の図１に示されるように前記クラッチレバーと板状のクラッチ板との間に皿ばね（コーンスプリング９０）を介装した構成がある。この皿ばねは、クラッチレバーに発生する押圧力により内周部が先に接触するように配置されている。即ち、前記皿ばねは、クラッチレバーからの押圧力を受けた時、先ず皿ばねの内周部を介して前記クラッチレバーからの押圧力がクラッチ板に伝達され、これによりクラッチ板と相手板を接触させ、押圧力が大きくなると皿ばねの外周部もクラッチ板及び相手板に徐々に接触するように配置されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４４７１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで図４に、内周部が先に接触するように皿ばねを配置した構造を有する湿式多板クラッチにおいて、例えばフォークリフトのように連続インチング動作（連続クラッチの滑らせ）を比較的多く行う場合のクラッチ板および相手板の表面温度の実測値を示す。
【０００７】
湿式多板クラッチの内側の面圧Ｐ１が最も高く、次いで中間部の面圧Ｐ２が高く、外側の面圧Ｐ３が最も低くなる。
ここで、単位時間当たりの最大吸収エネルギーＱｍａｘは、以下の式で与えられる。
Ｑｍａｘ＝μＰＶ
但し、μ：クラッチ板と相手板との摩擦面の摩擦係数、Ｐ：摩擦面の面圧、Ｖ：摩擦面の周速である。
クラッチ板及び相手板は円環状であるため、摩擦面の周速Ｖは外側の方が高くなる。
一方、圧力に関しては、皿ばねの内周部が先に接触するように配置されているため、内側の面圧Ｐ１が最も高く、中間部の面圧Ｐ２が次いで高く、外側の面圧Ｐ３が最も低くなる。従って、前記摩擦面に周速Ｖの差があってもそれを打ち消し、単位時間当たりの最大吸収エネルギーＱｍａｘは湿式多板クラッチの内側の方（摩擦面の面圧Ｐ１）が高くなり、クラッチ板表面温度（相手板表面温度）は、図４に示すように、内周部＞中間部＞外周部となる。
【０００８】
このように内周側−外周側の温度差を有したまま連続インチング動作時間を長くしていくと、さらに内外とも温度上昇するとともに、内周側と外周側の温度差が大きくなっていく。
この時、高温の内周側は半径方向に熱膨張しようとするが、外周側が低温のため内周側の半径方向の熱膨張を制限する働きをし、結局高温の内周側の半径方向の熱膨張は逃げ場が無くなる。その結果、相手板はお椀状に拉げて変形してしまう。
【０００９】
特許文献１は、乾式と湿式の構造上の違いがある上にクラッチ板及び相手板の温度上昇については全く考慮しておらず、従って、特に湿式多板クラッチにおいて、クラッチ板及び相手板の過大な温度上昇があった場合にかかる温度上昇を抑制する構成が望まれていた。
【００１０】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、湿式多板クラッチにおいて、クラッチ板及び相手板の過大な温度上昇があった場合に、温度上昇を抑制する手段を提供するとともに、温度上昇時の具体的な冷却手段を提供できる湿式多板クラッチを備えた動力伝達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】
【００１１】
本発明はかかる目的を達成するもので、ピストンからの押圧力により作動する複数の板状のクラッチ板を、該クラッチ板に対応して配置された複数の板状の相手板に押し付けることにより、前記相手板に接続されるクラッチ軸及びクラッチドラムから、前記クラッチ板に接続されるクラッチギヤに動力を伝達するように構成された湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置において、
前記湿式多板クラッチは、少なくとも前記ピストンと前記相手板との間、若しくは前記クラッチドラムに支持されたプレッシャープレートと前記相手板との間に皿ばねが介装されており、該皿ばねは、前記ピストンの押圧力を受けた時に先ず外周部が前記クラッチ板と前記相手板とを接触させ、次いで内周部が接触するように配置されてなるとともに、
クラッチ高熱部の冷却オイルを前記湿式多板クラッチの上部に導き、前記クラッチ板及び前記相手板との外周部近傍を冷却するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
かかる発明において、次のように構成することが好ましい。
前記冷却オイルは、前記湿式多板クラッチの上部に設置したインチングバルブからの漏油を自然通流により前記湿式多板クラッチの上部に導き、前記クラッチ板及び前記相手板との外周部近傍を冷却するように構成した。
また、前記湿式多板クラッチは、前記複数の板状の相手板をクラッチドラムの内周にスプライン嵌合し、前記クラッチドラムのスプライン嵌合部には、嵌合面に沿い且つ全面に亘ってしわ部を形成した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、皿ばねはピストンの押圧力を受けた時、先ず外周部がクラッチ板と相手板とを接触させ、次いで内周部が接触するように配置されることにより、外側の温度が最も高く、次いで中間部が高く、内側の温度が最も低くなる。従って、高温の外側は、円板として半径方向に拘束のない状態で自由に熱膨張でき、一方で低温の内側は高温の外側の変形を抑えるように働く。
従って、前記相手板の高温の外側部分が自由に熱膨張でき、且つ該相手板の低温の内側部分が高温の外側部分の変形を抑えるように作用することから、前記相手板が軸方向にお椀状に拉げて変形することが防止され、前記相手板の平滑性を保持できる。
【００１４】
そして、主として高温の外側については、冷却オイルを湿式多板クラッチの上部に導いてクラッチ板及び相手板との外周部近傍を冷却する構成とすることにより、クラッチ板及び相手板の温度を、常時所定内の許容温度に保持することが可能となり、クラッチ板及び相手板の過熱を確実に防止できる。
特に前記冷却オイルを、湿式多板クラッチの上部に設置したインチングバルブからの漏油を自然通流によりクラッチの上部に導いて、クラッチ板及び相手板との外周部近傍を冷却する構成とすることにより、従来インチングバルブの作動時にインチングバルブからのクラッチタンク内に捨てていた漏油の一部を、クラッチ板及び相手板の冷却用として有効活用できる。
【００１５】
湿式多板クラッチは、複数の板状の相手板をクラッチドラムの内周にスプライン嵌合し、クラッチドラムのスプライン嵌合部を、嵌合面に沿い且つ全面に亘ってしわ部を形成する構成とすることにより、クラッチドラムの表面積が増大し、冷却オイルによる伝熱面積を増加させることができるため、冷却効果が高まり、相手板の外周側温度を積極的に冷却することが可能となる。延いては、クラッチ板及び相手板の表面温度における外周側と内周側の温度分布を小さくでき、変形を防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１は本発明の第１実施例における湿式多板クラッチの要部縦断面図、図２は本発明の第１実施例における湿式多板クラッチの冷却機構の一例を示す概略側面図、図３は（Ａ）は本発明の第２実施例を示す相手板の一部平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＺ部拡大図である。
【実施例１】
【００１７】
図１において、１７はクラッチ軸、３はクラッチギヤ、５は前記クラッチ軸１７に複数のリベット１７ａにより固定されたクラッチドラムである。１は前記クラッチギヤ３の外周に形成された外スプライン４の外周に軸方向に複数個（この例では５個）嵌合された板状のクラッチ板である。
２は板状の相手板で、前記クラッチドラム５の内周に形成された内スプライン６の内周に軸方向に複数個（この例では６個）嵌合されている。そしてクラッチ板１と相手板２とは軸方向に交互に配置されている。
【００１８】
７は前記内スプライン６の端部に嵌合されたプレッシャープレートで、前記相手板２の端部にスナップリング８で係止されている。
１１はピストンで、外周をクラッチドラム５の内周に、内周をクラッチ軸１７の内周にそれぞれ流体密に嵌合され、前記クラッチドラム５の長手方向に移動可能となっている。
そして前記ピストン１１は、背後に形成されたピストン室１２に油圧が作動すると、後述する皿ばね１０を介して、板状のクラッチ板１と板状の相手板２を押し付けることにより、クラッチ軸１７から伝達されてきた動力はリベット１７ａを介してクラッチドラム５に伝達し、前記相手板２に接続されるクラッチドラム５から前記クラッチ板１に接続されるクラッチギヤ３に動力を伝達するようになっている。
【００１９】
前記皿ばねは１０で示され、該皿ばね１０は後端部の相手板２と後述するピストン１１の全面との間にストロークを介して介装されている。尚、本実施例では、皿ばね１０を相手板２とピストン１１の間に介装した構成としているが、相手板２と前記プレッシャープレート７の間に皿ばねを介装する構成としてもよい。
そして、前記皿ばね１０は、前記ピストン１１からの押圧力を受けた時、先ず皿ばね１０の外周部が前記相手板２に接触することにより前記クラッチ板１と前記相手板２とを接触させ、次いで中間部が接触し、最後に内周部が接触するように配置されてなる。この配置は、上記したように相手板２とプレッシャープレート７の間に皿ばねを介装する場合においても同様である。
１５は前記ピストン１１とばね受け１６間に介装された戻しばね１５で、該戻しばね１５は常時前記ピストン１１を前記ボルト１７ａ側に押し付けている。
【００２０】
前記クラッチ軸１７には、オイル通路１４が形成され、図示しないコントロール弁からクラッチ油圧が導入されると、該クラッチ油圧は該オイル通路１４及び通路穴１３を通ってピストン室１２に導入され、ピストン１１を図の左方向に押し、皿ばね１０を介して、先ず外周部が前記クラッチ板１と前記相手板２とを接触させ、次いで中間部が接触し、最後に内周部が接触するように配置されることにより、外周側から内周側へと順に前記クラッチ板１と前記相手板２とを接触させ、クラッチ軸１７及びクラッチドラム５の回転がクラッチギヤ３に伝達されるようになっている。１８は内周をクラッチ軸１７、外周をクラッチギヤ３との間に介装された軸受である。
【００２１】
皿ばね１０はピストン１１の押圧力を受けた時、先ず外周部がクラッチ板１と相手板２とを接触させ、次いで中間部が接続され、次いで内周部が接触するように配置されることにより、外側の温度Ｔ３が最も高く、次いで中間部の温度Ｔ２が高く、内側の温度Ｔ１が最も低くなる。つまり、Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１となるものである。
高温の外側（Ｔ３）は、円板として半径方向に拘束のない状態で自由に熱膨張でき、一方で低温の内側（Ｔ２、Ｔ１）は高温の外側の変形を抑えるように働く。
従って、前記相手板２の高温の外側部分が自由に熱膨張でき、且つ該相手板２の低温の内側部分が、高温の外側部分の変形を抑えるように作用することから、前記相手板２が軸方向にお椀状に拉げて変形するのが防止され、前記相手板２の平滑性を保持できる。
【００２２】
図２は、前記湿式多板クラッチの冷却機構の一例を示す概略側面図である。
本実施例では、クラッチ高熱部の冷却用に用いられる冷却オイルを、湿式多板クラッチの上部に導き、前記クラッチ板１及び前記相手板２の外周部近傍を冷却する構成となっている。その具体例としては、図２に示される構成が挙げられる。これは、インチングバルブ１０３のドレン回路１０５から排出される漏油を冷却オイルとして用い、該漏油を前記ドレン回路１０５に接続されるオイル通路２０を介してクラッチドラム５上に供給し、クラッチ板１及び相手板２の外周部近傍を冷却するようになっている。インチングバルブ１０３は周知の装置であり、インチングピストン１０４がインチングペダル（図示略）と連動して図中矢印方向に摺動することにより、オイルポンプからクラッチへ通流する圧油を調整する構成となっている。
【００２３】
本実施例によれば、前記冷却オイルとして、湿式多板クラッチの上部に設置したインチングバルブ１０３からの漏油を、自然通流によりクラッチ上部のオイル通路２０に導いて、クラッチ板１及び相手板２との外周部近傍を冷却するように構成しているので、従来インチングバルブ１０３の作動時に、インチングバルブ１０３からのトランスミッションタンク内に捨てていた漏油の一部を、クラッチ板１及び相手板２の冷却用として有効活用することができる。
【００２４】
尚、前記実施例では湿式多板クラッチの冷却オイルを、インチングバルブ１０３からの漏油を用いたが、本発明ではかかるインチングバルブ１０３からの漏油以外でも、あらゆる種類の冷却オイルを適用できる。
即ち、主としてクラッチ板１及び相手板２の、高温の外側については、冷却オイルを湿式多板クラッチの上部に導いてクラッチ板１及び相手板２との外周部近傍を冷却するようにすることにより、クラッチ板１及び相手板２の温度を常時所定内の許容温度に保持することが可能となり、クラッチ板１及び相手板２の過熱を確実に防止できる。
【実施例２】
【００２５】
図３（Ａ）は、本発明の第２実施例を示す相手板の一部平面図、図３（Ｂ）は（Ａ）のＺ部拡大図である。
図３（Ａ）において、複数の相手板２の嵌合部２ｂをクラッチドラム５の内周にスプライン嵌合し、クラッチドラム５のスプライン嵌合部２ｃに、嵌合面に沿い且つ全面に亘ってしわ部２ａを形成するように構成する。これは、クラッチドラム５の製造時にプレス加工等により形成できる。
このような構成とすることにより、クラッチドラム５の表面積が増大し、冷却オイルによる伝熱面積を増加させることができるため、冷却効果が高まり、相手板の外周側温度を積極的に冷却することが可能となる。延いては、第１実施例に示したように、クラッチ板及び相手板の表面温度における外周側と内周側の温度分布を小さくでき、変形を防止することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明によれば、湿式多板クラッチにおいて、クラッチ板及び相手板の過大な温度上昇に対応可能な温度上昇抑制手段を提供するとともに、温度上昇時の具体的な冷却手段を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例における湿式多板クラッチの要部縦断面図である。
【図２】前記本発明の第１実施例における湿式多板クラッチの冷却機構の一例を示す概略側面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第２実施例を示す相手板の一部平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＺ部拡大図である。
【図４】湿式多板クラッチにおけるクラッチ面圧の比較図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      クラッチ板
２      相手板
２ａ    しわ部
３      クラッチギヤ
４      外スプライン
５      クラッチドラム
６      内スプライン
７      プレッシャープレート
１０    皿ばね
１１    ピストン
１２    ピストン室
１４    オイル通路
１５    戻しばね
１７    クラッチ軸
１７ａ  ボルト
１８    軸受
１９    オイル穴
２１    オイル通路
１０２  コントロールバルブ
１０３  インチングバルブ
１０４  トランスミッシヨン
１０５  オイルポンプ
【図１】
2009019685.tif 000003
【図２】
2009019685.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009019685.tif 000006