JP2009052726A - 発進クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 少量の潤滑流量で、効率よくクラッチの熱を冷却することができ、発進クラッチの耐熱及び耐久性が向上し、既存のトランスミッションに設けられたオイルポンプでも十分冷却可能な発進クラッチを提供する。
【解決手段】 エンジン出力部材に連結されたダンパ装置と、ハウジングに収容された湿式多板クラッチと、湿式多板クラッチを押圧して締結させるピストンと、自動変速機の入力軸に連結された出力部材を有し、湿式多板クラッチを係脱させることによってエンジン出力を自動変速機の入力軸に接続または切断する発進クラッチ装置であって、ハウジングには、湿式多板クラッチを潤滑した油が自動変速機側に戻る排出油路が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等に用いられる発進クラッチ装置に関する。

従来、自動変速機、すなわちＡＴ（オートマチックトランスミッション）において、車両発進はトルクコンバータでのトルク伝達によって行っていた。トルクコンバータはトルク増幅効果もあり、トルク伝達も滑らかであるため多くのＡＴ車両に搭載されていた。

一方、トルクコンバータはトルク伝達時の滑り量が多く、あまり効率的ではないという欠点も有している。

そこで最近では、トルクコンバータに代えて発進クラッチを用いることが提案されており、またギア比を落とすと共に変速数を増やして低速域でのトルク増幅を図ることも行われている。

一般に発進クラッチは、クラッチドラム内に収容された湿式多板クラッチを備えている。多板クラッチは、出力側の摩擦係合要素である摩擦板、すなわちフリクションプレート及び入力側の摩擦係合要素であるセパレータプレートが軸方向で交互に配置されている。このような構成で、ピストンにより、フリクションプレートとセパレータプレートとを係合させることで動力の伝達を行っている。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
米国特許第６９２９１０５号明細書 特開２００２−０５４６５６号公報

発進クラッチは、発熱が大きいため冷却に大量の潤滑油を流す必要がある。このため、大きなポンプ容量を必要とし、従来のミッションに設けられているオイルポンプは容量不足であり、そのままでは発進クラッチを搭載できないという問題がある。また、従来のオイルポンプは、少量の油で冷却するため、クラッチ部に熱が蓄熱され、クラッチが焼けてしまうという問題がある。

特許文献１は、クラッチを冷却するため大量の潤滑油を流し、クラッチドラムの径方向に排出のために多数の穴が開けてある発進クラッチを開示している。しかしながら、この場合、潤滑油はクラッチ部より速く排出されるため、クラッチ部と油との間で熱の交換が十分行えず、クラッチの冷却効率はよくなく、熱がクラッチ部に溜まり易い構造である。

また、特許文献２のように、クラッチ径方向に穴の無いクラッチドラムでは、軸方向にもクラッチ部分から油が抜けないため、クラッチの熱は油に伝達されるものの、クラッチ内部に常に油が滞留する。このため、油が充満していると、クラッチ部の熱は油に伝達されるものの、油がクラッチ部に滞留しすぎて、特許文献１と同様に、クラッチ部の熱がスムースに除去できないことになる。

そこで，本発明の目的は、少量の潤滑流量で、効率よくクラッチの熱を冷却することができ、発進クラッチの耐熱耐久性が向上し、既存のトランスミッションに設けられたオイルポンプでも十分冷却可能な発進クラッチ装置を提供することである。

上記目的達成のため、本発明の発進クラッチ装置は、
エンジン出力部材に連結されたダンパ装置と、ハウジングに収容された湿式多板クラッチと、湿式多板クラッチを押圧して締結させるピストンと、自動変速機の入力軸に連結された出力部材を有し、湿式多板クラッチを係脱させることによってエンジン出力を自動変速機の入力軸に接続または切断する発進クラッチ装置であって、
ハウジングには、湿式多板クラッチを潤滑した油が自動変速機側に戻る排出油路が設けられていることを特徴としている。

冷却用の油が効率よく、フリクションプレートやセパレータプレートなどのクラッチ板に供給され、クラッチ板から熱を奪い、速やかにクラッチ部よりミッション側に排出されることにより、オイルポンプ容量の小型化および発進クラッチの耐熱性の両立が可能となり、燃費向上および信頼性の向上が可能となる。

少ない潤滑油流量で，発進クラッチ装置の冷却が可能となり、既存ミッションへの取り付けも可能となる。また、潤滑のための供給油と、潤滑油のミッション側に戻る油路がカバー部材により分けられているためにスムースな油循環が可能である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、図示の実施例は例示として本発明を示しているに過ぎず、その他の変更が可能なことは言うまでもない。

図１は、本発明にかかる一実施例の発進クラッチ装置の軸方向断面図である。発進クラッチ装置１０は、ハウジング４０とその中に収容された湿式多板クラッチ３０を備えている。ハウジング４０は、クラッチドラム１とクラッチドラム１に固定されたダンパ支持ケース１１とから成っている。ハウジング４０の内部には出力側の摩擦係合要素であるほぼ環状の摩擦板、すなわちフリクションプレート３と入力側の摩擦係合要素であるほぼ環状のセパレータプレート４とが軸方向で交互に配置されている。

クラッチドラム１の軸方向の一端にはほぼ環状のバッキングプレート５が、ほぼ環状の止め輪６によって軸方向において固定状態に支持され、セパレータプレート４を保持している。バッキングプレート５には、セパレータプレート４に当接する部分に、セパレータプレート４に向かって軸方向に突出した突起５ａが設けられている。

湿式多板クラッチ３０は、ダンパ支持ケース１１の内壁に固定された円筒部材１４が設けられ、その内周にスプライン部１５が設けられ、複数のセパレータプレート４が軸方向で摺動自在に係合している。前述のように、図中右端のセパレータプレート４は、バッキングプレート５に当接している。

一方、円筒部材１４と半径方向に対向して配置される円筒部１８を有するハブ部材２がハウジング４０内に設けられている。円筒部１８のスプライン部１９に
複数のフリクションプレート３が軸方向摺動自在に係合している。フリクションプレート３とセパレータプレート４とは軸方向で交互に配置されている。ハブ部材２、自動変速機（不図示）の出力軸２２に連結され、湿式多板クラッチ３０の出力部材として機能する。

本実施例では、４枚のフリクションプレート３と５枚のセパレータプレート４とで湿式多板クラッチ３０を構成しているが、これら入力側及び出力側の摩擦係合要素の枚数は、必要なトルクに応じて任意に変更できることは言うまでもない。また、フリクションプレート３の軸方向の両面には、ほぼ環状の摩擦材３１が接着等により固定されている。摩擦材３１は、セグメント状のものを環状に配置しても良い。また、セパレータプレート４に摩擦材３１を固着してもよいし、フリクションプレート３とセパレータプレート４のそれぞれの片面に交互に摩擦材３１を固着してもよい。

図１において、ハウジング４０のダンパ支持部ケース１１の軸方向の内壁には、ピストン８が軸方向摺動自在に設けられている。ピストン８と一体に構成された油圧室形成部材１６とダンパ支持ケース１１との間にはピストン８に油圧を与えるための油圧室２１が画成されている。油圧室形成部材１６のハブ部材２側には。皿ばね５４が設けられ、ピストン８をクラッチの解放方向へ常時付勢している。油圧室２１は、Ｏリング３２及び３３でシールされている。

ピストン８の先端には、セパレータプレート４に向かって軸方向に突出した突起８ａが設けられている。油圧室２１に油が供給され、油圧が発生すると、皿ばね５４の付勢力に抗して、ピストン８は、図１において右方向に移動し、突起８ａがセパレータプレート４に押圧力を印加し、これによりピストン８とバッキングプレート５との間で複数のセパレータプレート４とフリクションプレート３とが相互に密着し、クラッチが締結される。ピストン８を押圧するため不図示の油圧源から油圧室２１に供給される作動油は、出力軸２２の軸方向に貫通した油路２６を通り、油路２７から供給される。

ピストン８の突起８ａが、セパレータプレート４の荷重作用点の中心または中心近傍を押圧するように配置することで、全てのプレートの摩擦面が係合面全体で均一な面圧により接触するようになる。また、均一な面圧により、発熱部の偏りが防止されることにより湿式多板クラッチ３０のクラッチ部の耐熱性が向上する。このとき、ピストン８の突起８ａとバッキングプレート５の突起５ａとがハブ部材２の円筒部１８と円筒部１４（後述）と平行でかつ同軸上に対向していることが好ましい。

トランスミッションの入力軸２２と一体で回転するように入力軸２２に嵌合したハブ部材２の円筒部１８には径方向の貫通孔（不図示）が設けられ、発進クラッチ１０の内径側からの潤滑油が貫通孔を介してクラッチ部を潤滑する。

湿式多板クラッチ３０のバッキングプレート５側には、図１において最も右側に、プレート状の遮蔽部材１７が設けられている。遮蔽部材１７は、外径円筒部１７ａが、円筒部１４の外径側に位置し、本体部分はハブ部材２とクラッチケース１の間に位置している。

遮蔽部材１７とクラッチケース１との間には、比較的狭い排出通路４４が画成され、湿式多板クラッチ３０の潤滑後、潤滑油はこの排出通路４４を通り、矢印Ｂで示す方向に流れ、遮蔽部材１７の内径部２０に設けた孔５６、内径部２０と中空部材２３及びハブ部材２の内径部５５との間に画成された排出油路２４を通り変速機側に戻る。

ハウジング４０の一部をなすダンパ支持ケース１１の外径部１２には、ダンパ装置５０のダンパ出力部１３と係合するダンパ出力受け部４３が設けられ、エンジンからの出力をハウジング４０に伝達している。ダンパ装置５０をハウジング４０の外径部に配置することにより、ハウジングが従来に比べて小さくでき、発進クラッチのイナーシャを低減し、発進クラッチのレスポンスや燃費向上に寄与し、また、ハウジング内部の油の停滞部がなく、少量の油で効率よく湿式多板クラッチ部の潤滑、冷却が可能となる。

また、ダンパ装置５０をハウジング４０の外径側に配置し、ピストン８の油室２１をハウジング４０に設けることにより、軸方向の取付スペースが短縮でき、既存ミッションへの取付が容易となる。ダンパ装置５０は、部材４１を介してエンジンの出力側に連結されている。

一方、ハブ部材２の円筒形の内径部５５は、出力軸２２にスプライン結合している。内径部５５には、油供給孔２５と連通し、軸方向に貫通する孔５２が設けられている。従って、不図示の供給源から供給される潤滑油は、油供給孔２５と孔５２を通り、矢印Ａ方向に向かい、湿式多板クラッチ３０を潤滑する。

油圧室形成部材１６のハブ部材２側に配置された皿ばね５４は、図１に示すようにテーパ状の形状を有するため、孔５２から供給された潤滑油を矢印Ａ方向に配向させる効果がある。

ここで、湿式多板クラッチ３０に潤滑油を供給する経路及び潤滑後の潤滑油の排出経路について説明する。自動変速機（不図示）の入力軸２２の外周には、円筒形の中空軸２３が配置され、入力軸２２と中空軸２３との間に軸方向に延在する油供給孔２５が形成される。不図示のオイルポンプから軸方向の油供給孔２５と通路５２を介して供給される潤滑油は、ハブ部材２とピストン８とで画成される通路を通り、矢印Ａの方向に流れ、ハブ部材２の円筒部１９の貫通孔を介して、湿式多板クラッチ３０のクラッチ部に供給される。

湿式多板クラッチ３０のクラッチ部を潤滑した潤滑油は、円筒部材１４のスプライン部１５との間の隙間、あるいはフリクションプレート３とセパレータプレート４の隙間などから、前述のようにクラッチドラム１と遮蔽部材１７の外径円筒部１７ａとの間に画成される排出通路４４に入り、矢印Ｂの方向に排出される。

ハウジング４０のダンパ支持ケース１１の内周にはテーパ状の傾斜面４５が設けられている。この傾斜面４５は、遮蔽部材１７の外径円筒部１７ａの先端に向かって上昇するように設けられている。従って、湿式多板クラッチ３０を潤滑した潤滑油は、遠心力によりこの傾斜面４５に沿って移動し、外径円筒部１７ａとクラッチドラム１とで画成する排出通路４４の入口開口５７に運ばれる。その後、前述のように潤滑油は排出通路４４からミッション側へ排出される。

ハウジング４０の内径部と自動変速機の入力軸２２との間には、湿式多板クラッチ３０を潤滑する油を供給する供給油路２５と自動変速機側に戻る排出油路２４を分離する中空軸２３が設けられており、湿式多板クラッチ３０の出力部と中空軸２３の間にはシール部材５１が装着され、供給油路と排出油路４４とを分離している。

以上、述べたように、潤滑油の供給油路と排出油路を独立して配置したため、少量の潤滑流量で、効率よくクラッチの熱を冷却することができ、発進クラッチの耐熱耐久性が向上し、既存のトランスミッションに設けられたオイルポンプでも十分冷却可能となる。

また、湿式多板クラッチ３０を潤滑した油は、湿式多板クラッチ３０及びハブ部材２と遮蔽部材１７との間に画成される油路５８からも排出され、油路２４を介してミッション側へ排出される。従って、本実施例の発進クラッチ装置１０は、
供給油路２５、排出油路４４及びピストン作動油の油路２６の３つのポートの油路を備えている。

以上のような構成により、より少ない潤滑油流量で、発進クラッチ装置の冷却が可能となり、既存ミッションへの取り付けも可能となる。

以上説明した本発明の実施例において、発進クラッチ装置１０の湿式多板クラッチ３０を係合させるために押圧するピストン８に加える油圧は、車両の重量や発進クラッチの摩擦係合要素の摩擦係数、摩擦係合面の面積等の特性を考慮した上で設定することができる。

図１は、本発明にかかる一実施例の発進クラッチ装置の軸方向断面図である。

符号の説明

１ クラッチケース
２ ハブ部材
３ フリクションプレート
４ セパレータプレート
８ ピストン
１７ カバー部材
１０ 発進クラッチ
２１ 油圧室
２５ 供給油路
２６ 油路
３０ 湿式多板クラッチ
４０ ハウジング
４４ 排出油路
５０ ダンパ装置
５８ 油路

Claims (7)

1. エンジン出力部材に連結されたダンパ装置と、ハウジングに収容された湿式多板クラッチと、前記湿式多板クラッチを押圧して締結させるピストンと、自動変速機の入力軸に連結された出力部材を有し、前記湿式多板クラッチを係脱させることによってエンジン出力を前記自動変速機の入力軸に接続または切断する発進クラッチ装置であって、
   前記ハウジングには、湿式多板クラッチを潤滑した油が自動変速機側に戻る排出油路が設けられていることを特徴とする発進クラッチ装置。
2. 前記排出油路の開口部は、前記ハウジングの外径側に配した大径部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発進クラッチ装置。
3. 前記ハウジング内であって、外径側には前記排出油路の開口部に向かうテーパー状の傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の発進クラッチ装置。
4. 前記ハウジングに設けられた前記排出油路は、前記ハウジングの内壁と、前記ハウジングの内径部から外径側に延在している遮蔽部材とにより画成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の発進クラッチ装置。
5. 前記ハウジングの内径部と前記自動変速機の入力軸との間には、前記湿式多板クラッチを潤滑する供給油路と前記自動変速機側に戻る排出油路を分離する中空軸が設けられており、前記湿式多板クラッチの出力部と前記中空軸の間には、前記供給油路と前記排出油路とを分離するシール部材が装着されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の発進クラッチ装置。
6. 前記発進クラッチ装置は、３ポートの油路を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の発進クラッチ装置。
7. 前記ダンパ装置を前記ハウジングの外部に配置したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の発進クラッチ装置。

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