特開 2023-56902 摩擦係合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023056902

(43)【公開日】2023-04-20

(54)【発明の名称】摩擦係合装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 25/0638 20060101AFI20230413BHJP

   F16D 13/52 20060101ALI20230413BHJP

   F16D 11/00 20060101ALI20230413BHJP

   F16D 13/70 20060101ALI20230413BHJP

【ＦＩ】

F16D25/0638

F16D13/52 C

F16D11/00 Z

F16D13/70 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021166392

(22)【出願日】2021-10-08

(71)【出願人】

【識別番号】000204882

【氏名又は名称】株式会社ダイナックス

(74)【代理人】

【識別番号】100180079

【弁理士】

【氏名又は名称】亀卦川 巧

(74)【代理人】

【識別番号】230101177

【弁護士】

【氏名又は名称】木下 洋平

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 雅俊

【テーマコード（参考）】

3J056

3J057

【Ｆターム（参考）】

3J056AA03

3J056AA60

3J056BA04

3J056BB41

3J056BE07

3J056CC34

3J056GA12

3J057AA04

3J057BB01

3J057BB04

3J057CA03

3J057DA20

3J057HH02

3J057JJ04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】作動油を供給し続けなくても締結状態を維持することができ、部品点数が少なく、生産性の高い摩擦係合装置を提供する。
【解決手段】摩擦係合装置１００は、作動油が供給されることにより、ピストン３０が第一弾性体３４を圧縮しながら軸方向の他方側に移動し、突起３６が第三傾斜部に沿って移動することにより周方向に回転しながら、トルク伝達機構４０を作動させ、作動油の供給が停止されたとき、第一弾性体３４の反発力によってピストン３０が軸方向の一方側に押し戻されるとともに、突起３６が第一傾斜部又は第二傾斜部に沿って第一係合点又は第二係合点に係合し、突起３６が第一係合点に係合したときにトルク伝達機構４０を解放状態とし、第二係合点に係合したときにトルク伝達機構４０の係合状態を維持するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドラム、ハブ、ピストン、及び該ピストンの作動によって前記ドラムとハブの間でトルクを伝達するトルク伝達機構を具え、
前記ドラムの内側面には、周方向に亘ってドラム溝が形成され、
前記ドラム溝は、軸方向の一方側に拡開する方向に形成され、周方向に交互に連続する第一傾斜部及び第二傾斜部と、軸方向の多方側に拡開する方向に形成され、周方向に連続する複数の第三傾斜部を具え、
周方向に隣り合う前記第一傾斜部と第二傾斜部は、それぞれ、軸方向に位置の異なる第一係合点及び第二係合点を形成し、
前記第一係合点及び第二係合点の周方向の位置は、前記第三傾斜部の傾斜面に対向するように設けられ、
前記ピストンは、前記ドラム溝に嵌合する突起を具え、第一弾性体によって軸方向の一方側に付勢されており、
前記ドラムとピストンの間に作動油が供給されることにより、該ピストンが前記第一弾性体を圧縮しながら軸方向の他方側に移動し、前記突起が前記第三傾斜部に沿って移動することにより周方向に回転しながら、前記トルク伝達機構を作動させ、作動油の供給が停止されたとき、前記第一弾性体の反発力によって前記ピストンが軸方向の一方側に押し戻されるとともに、前記突起が前記第一傾斜部又は第二傾斜部に沿って前記第一係合点又は第二係合点に係合し、前記突起が前記第一係合点に係合したときに前記トルク伝達機構を解放状態とし、前記第二係合点に係合したときに前記トルク伝達機構の係合状態を維持するように構成されていることを特徴とする、
摩擦係合装置。

【請求項2】

前記ピストンと該ピストンが接し得る前記トルク伝達機構との間にスラストベアリングが配設されている、請求項１の摩擦係合装置。

【請求項3】

前記トルク伝達機構が、
前記ドラムの内側面に、軸方向に延びるように形成されたドラム側スプラインと、
前記ドラム側スプラインにスプライン嵌合する、ドラム側ドグ及び複数枚のプレートと、
前記ハブに形成された、軸方向に延びるハブ側スプライン及び周方向に連続するハブ側ドグと、
前記ハブ側スプラインにスプライン嵌合する、前記プレートの間に位置する摩擦板で構成され、
前記ピストンが軸方向の他方側に移動したとき、前記ドラム側ドグを前記プレート方向に押して、前記プレートと摩擦板を摩擦係合させるとともに前記ドラム側ドグとハブ側ドグを嵌合させるように構成されている、請求項１又は２の摩擦係合装置。

【請求項4】

前記ドラム側ドグと前記プレートの間に第二弾性体が配設されている、請求項３の摩擦係合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧の供給を止めた後も、締結状態を維持することができる摩擦係合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の変速機などで用いられている多板クラッチや多板ブレーキなどの摩擦係合装置は、油圧によって、ピストンを作動させ、ドラム側のプレートとハブ側の摩擦板を摩擦係合させて摩擦係合装置を締結状態とし、ドラムとハブの間でトルク伝達を可能にするというものが知られている。

【0003】

従来の摩擦係合装置では、その締結状態を維持するために、油圧の供給を継続する必要がある。そのため、多くの作動油量を必要とするので、作動油のタンクや比較的大型のオイルポンプを用いる必要がある。これは、摩擦係合装置全体の大型化の要因の１つである。また、作動油の供給をし続けることによるオイルポンプへの負荷や、シール部の摩擦損失なども生じ易い。そこで、以下のようなものが開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２１６５０１号公報

【特許文献2】特開２０１７－１３３６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、ピストンが固定された後に作動油の供給を止めても、摩擦係合状態を維持することができる自動変速機のピストン構造が開示されている。具体的には、まず、作動油の供給を開始すると、第１のピストン部材が第２のピストン部材に押されて、プレート及び摩擦板の方向に移動する。第１のピストン部材が所定の位置まで移動すると、第１のピストン部材の本体が回転して、第１のピストン部材がピストンカバーの係合溝と係合し、その状態で固定される。これにより、作動油の供給停止後も摩擦係合状態を維持することができるとされている。

【0006】

特許文献２には、部品の摩耗を防止し、作動油の供給を停止して油圧を解放させても十分な締結荷重を実現しながら、クラッチの摩擦係合状態を維持できる油圧クラッチが開示されている。具体的には、ピストンの移動によって、ピストンとプレートの間に設けられたノックカムが作動し、作動油の供給を停止してもプレートと摩擦板の締結状態を維持することができるとされている。

【0007】

しかしながら、特許文献１の発明は、必要な部品の数が多く、それぞれの部品の形状が複雑であるため、製造コストが掛かりやすい。また、特許文献２の発明でも、部品点数が比較的多いという課題がある。

【0008】

そこで、作動油を供給し続けなくても締結状態を維持することができ、部品点数が少なく、生産性の高い摩擦係合装置を提供することをその目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、ドラム、ハブ、ピストン、及び該ピストンの作動によって前記ドラムとハブの間でトルクを伝達するトルク伝達機構を具え、
前記ドラムの内側面には、周方向に亘ってドラム溝が形成され、
前記ドラム溝は、軸方向の一方側に拡開する方向に形成され、周方向に交互に連続する第一傾斜部及び第二傾斜部と、軸方向の多方側に拡開する方向に形成され、周方向に連続する複数の第三傾斜部を具え、
周方向に隣り合う前記第一傾斜部と第二傾斜部は、それぞれ、軸方向に位置の異なる第一係合点及び第二係合点を形成し、
前記第一係合点及び第二係合点の周方向の位置は、前記第三傾斜部の傾斜面に対向するように設けられ、
前記ピストンは、前記ドラム溝に嵌合する突起を具え、第一弾性体によって軸方向の一方側に付勢されており、
前記ドラムとピストンの間に作動油が供給されることにより、該ピストンが前記第一弾性体を圧縮しながら軸方向の他方側に移動し、前記突起が前記第三傾斜部に沿って移動することにより周方向に回転しながら、前記トルク伝達機構を作動させ、作動油の供給が停止されたとき、前記第一弾性体の反発力によって前記ピストンが軸方向の一方側に押し戻されるとともに、前記突起が前記第一傾斜部又は第二傾斜部に沿って前記第一係合点又は第二係合点に係合し、前記突起が前記第一係合点に係合したときに前記トルク伝達機構を解放状態とし、前記第二係合点に係合したときに前記トルク伝達機構の係合状態を維持するように構成されていることを特徴とする摩擦係合装置によって前記課題を解決した。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、作動油を供給してピストンを作動させ、摩擦係合装置を締結状態とし、その状態から作動油の供給を停止しても、ピストンの突起がドラム溝の第二係合点に係合し、トルク伝達機構の係合状態が維持されるので、作動油を供給し続けなくても、摩擦係合装置の締結状態を維持することができる。また、部品点数が少なく、シンプルな構造であるため、生産性が高い摩擦係合装置とすることができる。

【0011】

また、ピストンと、ピストンが接し得るトルク伝達機構との間にスラストベアリングが配設されている構成とすれば、ピストンの回転による、ピストンやトルク伝達機構の摩耗を防止することができる。

【0012】

また、トルク伝達機構が、ドラムの内側面に、軸方向に延びるように形成されたドラム側スプラインと、ドラム側スプラインにスプライン嵌合する、ドラム側ドグ及び複数枚のプレートと、ハブに形成された、軸方向に延びるハブ側スプライン及び周方向に連続するハブ側ドグと、ハブ側スプラインにスプライン嵌合する、プレートの間に位置する摩擦板で構成され、ピストンが軸方向の他方側に移動したとき、ドラム側ドグをプレート方向に押して、プレートと摩擦板を摩擦係合させるとともにドラム側ドグとハブ側ドグを嵌合させるように構成されているのがよい。本構成によれば、プレートと摩擦板の摩擦係合によってドラムとハブが回転同期され、ドラム側ドグとハブ側ドグを嵌合させ易く、また、ドラム側ドグとハブ側ドグの嵌合によりトルク伝達されるため、トルク伝達容量を大きくすることができる。

【0013】

さらに、ドラム側ドグとプレートの間に第二弾性体が配設されている構成とすれば、ドラム側ドグがプレート方向に押され、摩擦係合装置が締結状態に移行するときに、第二弾性体の反発力によってプレートが摩擦板方向に押され、摩擦板と摩擦係合を開始するので、ドラムとハブの回転を同期させ易くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の摩擦係合装置の径方向断面図。

【図2】図１のドラムのドラム溝部分の斜視図。

【図3】図１の摩擦係合装置の締結状態又は解放状態への過渡期の径方向断面図。

【図4】図１の摩擦係合装置の締結状態の径方向断面図。

【図5】ピストンの突起のドラム溝内での移動を説明した図。

【図6】ドラム側ドグとハブ側ドグの嵌合状態の一部拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図１～６を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

【0016】

図１は、本発明の摩擦係合装置１００を示す。なお、摩擦係合装置１００は、基本的に軸Ｘに対して対称的な構成を有するため、図１では、便宜上、径方向半分のみを示している。摩擦係合装置１００は、ドラム１０、ハブ２０、ピストン３０、及びピストン３０の作動によってドラム１０とハブ２０の間でトルクを伝達するトルク伝達機構４０を具えている。

【0017】

ドラム１０の内側面には、軸方向に延びるドラム側スプライン１２と周方向に亘ってドラム溝１４（図２も参照）が形成されている。摩擦係合装置１００では、ドラム側スプライン１２はドラム１０の外周側の内側面に、ドラム溝１４は内周側の内側面にそれぞれ設けられている。ドラム１０の内周側の内側面には、環状の第一リテーナ３２が回転自在に取り付けられている。また、第一リテーナ３２に対し、ピストン３０の反対側に位置するように、環状の第二リテーナ１８が回転不能に配設されている。第二リテーナ１８は、第一スナップリング１９によって抜け止めされている。よって、第一リテーナ３２は、第二リテーナ１８によって抜け止めされている。

【0018】

ドラム側スプライン１２には、ドラム側ドグ４１と複数枚のプレート４２がスプライン嵌合している。プレート４２は、第二スナップリング４６によって抜け止めされている。プレート４２の枚数は適宜決定すればよい。

【0019】

図５に示すように、ドラム溝１４には、軸方向の一方側（図中下側）に拡開する方向に傾斜した第一傾斜部１４ａと第二傾斜部１４ｂが形成されている。第一傾斜部１４ａと第二傾斜部１４ｂは、周方向に交互に連続するように形成されている。また、軸方向の他方側（図中上側）に拡開する方向に傾斜した複数の第三傾斜部１４ｃも形成されている。第三傾斜部１４ｃは、周方向に連続するように形成されている。第一乃至第三傾斜部１４ａ～１４ｃの傾きや傾斜方向は、後述する動作を実現できるものであれば、適宜変更してもよい。

【0020】

周方向に隣り合う第一傾斜部１４ａと第二傾斜部１４ｂは、それぞれ、軸方向に位置の異なる第一係合点１４ｄと第二係合点１４ｅを形成している。第一係合点１４ｄは、第二係合点１４ｅの軸方向位置よりも軸方向の一方側に位置するようにする。また、第一係合点１４ｄと第二係合点１４ｅの周方向の位置は、第三傾斜部１４ｃの径斜面に対向するように形成する。

【0021】

図１に示すように、ハブ２０には、軸方向に延びるハブ側スプライン２６と周方向にハブ側ドグ２４が形成されている。ハブ側ドグ２４は、ハブ側スプライン２６よりも軸方向の一方側（図中左側）に位置するように形成される。ハブ側スプライン２６には、プレート４２同士の間に位置するように摩擦板２２をスプライン嵌合させる。

【0022】

ピストン３０は、ドラム側ドグ４１よりも軸方向の一方側（図中左側）に位置するように配設され、ドラム溝１４に嵌合する突起３６を周方向に少なくとも１つ具える。また、ピストン３０は、第一リテーナ３２と係合し、ドラム１０に対して回転自在な第一弾性体３４によって軸方向の一方側（図中左側）に付勢されている。第一弾性体３４は、図示しているようなコイルばねの場合、周方向に複数設けてもよく、コイルばねに代えて皿ばねなど、他の弾性体を用いることもできる。第一弾性体３４として皿ばねを使用する場合には、皿ばねをドラム１０に対して回転自在に配設し、スナップリング１９で抜け止めすればよい。要するに、第一弾性体３４がピストン３０を軸方向の一方側（図中左側）に付勢するように構成すればよい。なお、ピストン３０とドラム１０の間には、シール部材６２，６４が設けられている（図３参照）。このように、摩擦係合装置１００は、部品点数が少なく、シンプルな構造であるため、生産性が高い。

【0023】

次に、摩擦係合装置１００の動作について説明する。摩擦係合装置１００が解放状態のときは、図１に示す状態であり、このとき、ピストン３０の突起３６は、ドラム溝１４の第一係合点１４ｄ（図５参照）に位置している。この状態からドラム１０とピストン３０の間に作動油供給路１６から供給される作動油（図示省略）が流れ込むと、ピストン３０が第一弾性体３４を圧縮しながら軸方向の他方側（図中右側）に移動し図３に示す状態となる。このとき、ピストン３０の突起３６がドラム溝１４の第三傾斜部１４ｃに沿って移動するので、ピストン３０は、周方向に回転しながら、ドラム側ドグ４１をプレート４２方向に押し、プレート４２と摩擦板２２を摩擦係合させる。これにより、ドラム１０とハブ２０が回転同期され、ドラム側ドグ４１とハブ側ドグ２４を嵌合させ易くすることができる。なお、ピストン３０と第一リテーナ３２は、第一弾性体３４の付勢力により、ピストン３０の周方向回転に伴い、第一リテーナ３２も回転する。

【0024】

作動油がさらに供給されると、ピストン３０はさらに軸方向の他方側（図中右側）に移動し、ドラム側ドグ４１を押して、ドラム側ドグ４１とハブ側ドグ２４を嵌合させ、図４に示す状態となる。より具体的には、ドラム側ドグ４１の周方向に複数形成されたドグ歯４８がハブ側ドグ２４に嵌合することにより、ドラム側ドグ４１とハブ側ドグ２４が締結状態となる（図６参照）。かくして、ドラム側ドグ４１とハブ側ドグ２４の嵌合によりドラム１０とハブ２０との間でトルク伝達が行われるため、トルク伝達容量を大きくすることができる。このとき、ピストン３０の突起３６は、図５に示すように、ドラム溝１４の第三傾斜部１４ｃの第三終点１４ｆの位置に移動している。この状態から、作動油の供給が停止されると、ピストン３０は第一弾性体３４の反発力によって軸方向の一方側（図中下側）に押し戻され、ピストン３０の突起３６が第二傾斜部１４ｂに沿って移動し、第二係合点１４ｅに係合する。この状態で、プレート４２と摩擦板２２の摩擦係合状態及びドラム側ドグ４１とハブ側ドグ２４の嵌合が維持されるので、作動油を供給しなくても大きなトルク伝達容量を実現することができる。

【0025】

摩擦係合装置１００の締結状態から解放状態へ移行させるときは、作動油を再度供給して、ピストン３０を軸方向の他方側（図中右側）に移動させる。そうすると、ピストン３０の突起３６は、第二係合点１４ｅから第三傾斜部１４ｃの径斜面に沿って移動し、第三傾斜部の第四係合点１４ｇの位置に移動する。この状態で作動油の供給が停止されると、ピストン３０は第一弾性体３４の反発力によって軸方向の一方側（図中下側）に押し戻され、ピストン３０の突起３６が第一傾斜部１４ａに沿って移動し、第一係合点１４ｄの位置に移動する。かくして、摩擦係合装置１００は図１に示す解放状態となる。

【0026】

ここで、図１に示すように、ピストン３０とドラム側ドグ４１の間、及び第一リテーナ３２と第二リテーナ１８の間にそれぞれスラストベアリング５２，５４を配設するのがよい。上述したように、ピストン３０及び第一リテーナ３２は、ピストン３０の軸方向移動に伴い、周方向に回転する。すなわち、ピストン３０とドラム側ドグ４１の間、及び第一リテーナ３２と第二リテーナ１８の間で相対回転が生じるので、スラストベアリング５２，５４を配設することにより、ピストン３０と第一リテーナ３２の回転による、ピストン３０、ドラム側ドグ４１、第一リテーナ３２、及び第二リテーナ１８の摩耗を防止することができる。

【0027】

また、ドラム側ドグ４１とプレート４２の間に第二弾性体４４を設けるのがよい。ピストン３０が作動し、ドラム側ドグ４１がプレート４２方向に押され、摩擦係合装置１００が締結状態に移行するときに、第二弾性体４４の反発力によってプレート４２が摩擦板２２方向に押され、摩擦板２２と摩擦係合を開始するので、ドラム１０とハブ２０の回転を同期させ易くすることができる。これにより、ドラム側ドグ４１とハブ側ドグ２４を嵌合させ易くすることができる。第二弾性体４４としては、コイルばねや皿ばね等の弾性体を用いることができる。

【0028】

摩擦係合装置１００では、トルク伝達機構４０が、ドラム１０の内側面に、軸方向に延びるように形成されたドラム側スプライン１２と、ドラム側スプライン１２にスプライン嵌合する、ドラム側ドグ４１及び複数枚のプレート４２と、ハブ２０に形成された、軸方向に延びるハブ側スプライン２６及び周方向に連続するハブ側ドグ２４と、ハブ側スプライン２６にスプライン嵌合する、プレート４２の間に位置する摩擦板２２で構成されている。しかし、トルク伝達機構４０の構成はこれに限られず、例えば、ドグクラッチ、プレートと摩擦板、テーパーコーンのそれぞれ又はこれらの組合せによって構成することができる。要するに、ピストン３０の作動によって係合状態と解放状態が切換るものであればよい。

【0029】

以上に説明したように、本発明によれば、作動油を供給し続けなくても締結状態を維持することができ、部品点数が少なく、生産性の高い摩擦係合装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0030】

１０ ドラム
１２ ドラム側スプライン
１４ ドラム溝
１４ａ 第一傾斜部
１４ｂ 第二傾斜部
１４ｃ 第三傾斜部
１４ｄ 第一係合点
１４ｅ 第二係合点
１８ 第二リテーナ
２０ ハブ
２２ 摩擦板
２４ ハブ側ドグ
２６ ハブ側スプライン
３０ ピストン
３２ 第一リテーナ
３４ 第一弾性体
３６ 突起
４０ トルク伝達機構
４１ ドラム側ドグ
４２ プレート
４４ 第二弾性体
５２，５４ スラストベアリング
１００ 摩擦係合装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】