JP6248655B2 - 摩擦クラッチ - Google Patents
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と、クラッチ動作機構と、潤滑油供給機構と、を備えている。
前記クラッチハブは、第1回転軸とともに回転し、外周面にドライブプレートをスプライン嵌合する。
前記クラッチドラムは、前記クラッチハブの外周側に相対回転可能に設けられて第2回転軸とともに回転し、前記ドライブプレートに対して軸方向に接離可能に対向配置されたドリブンプレートを内周面にスプライン嵌合する。
前記クラッチ動作機構は、前記ドライブプレートと前記ドリブンプレートを開放方向と締結方向に移動させる。
前記潤滑油供給機構は、前記ドライブプレートと前記ドリブンプレートの間に潤滑油を供給すると共に、前記第2回転軸の軸中心に形成された軸心油路から前記潤滑油が流入し、前記クラッチハブの外周面から前記潤滑油を流出するクラッチ潤滑油路と、前記クラッチ潤滑油路の途中位置に設けられ、前記第1回転軸の回転による遠心力が作用していないときに前記クラッチ潤滑油路を閉鎖し、前記第1回転軸の回転による遠心力によって前記クラッチ潤滑油路を開放する油路開閉バルブと、を有する。
さらに、前記油路開閉バルブは、前記クラッチ潤滑油路の途中位置に設けられ、前記軸心油路側に小径部を有し、前記ドライブプレート側に前記小径部よりも内径寸法の大きい大径部を有する開閉油路部と、前記開閉油路部の内部に配置されて前記潤滑油の流動方向に移動可能であって、直径寸法が前記小径部の内径寸法よりも大きく、前記大径部の内径寸法よりも小さい開閉部材と、前記開閉部材を前記小径部に向けて付勢し、前記第1回転軸の回転による遠心力によって収縮するばね部材と、を有する。
そして、前記開閉部材は、前記第1回転軸の回転による遠心力が作用していないとき、前記ばね部材の付勢力で前記小径部を閉鎖し、前記第1回転軸の回転による遠心力が作用したら、前記ばね部材の収縮によって潤滑油流出側に移動して前記大径部との間に隙間を生じさせる。
そのため、第1回転軸が回転せず、ドライブプレートとドリブンプレートを締結する必要のないとき(開放状態のとき)には、油路開閉バルブによってクラッチ潤滑油路を閉鎖して潤滑油が流出することを阻止する。また、第1回転軸が回転し、ドライブプレートとドリブンプレートを開放又は締結するときには、油路開閉バルブによってクラッチ潤滑油路を開放して潤滑油を流出可能とする。
すなわち、ドライブプレートとドリブンプレートを開放しているときには、潤滑油を供給せず、引き摺りトルクの発生やオイルポンプの駆動トルクの増大を抑制することができる。また、第1回転軸が回転することでドライブプレートとドリブンプレートの間に摩擦が発生するときには、潤滑油を供給し、両プレートの冷却と潤滑を行うことができる。
この結果、ドライブプレートとドリブンプレートの間に潤滑油を供給するタイミングをコントロールし、燃費悪化を抑制することができる。
まず、実施例1の摩擦クラッチの構成を、「駆動力伝達装置の全体構成」、「摩擦クラッチの詳細構成」、「摩擦クラッチ潤滑の詳細構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の摩擦クラッチが適用された駆動力伝達装置を示す全体概略図である。以下、図1に基づいて、実施例1の摩擦クラッチが適用された駆動力伝達装置の全体構成を説明する。
これにより、実施例1の駆動力伝達装置は、ノーマルオープンである湿式の摩擦クラッチ4を開放したときは、エンジン1を駆動系から切り離し、モータ/ジェネレータ3を走行駆動源とする電気自動車走行モードとする。また、摩擦クラッチ4を締結したときは、エンジン1を駆動系に連結し、エンジン1とモータ/ジェネレータ3を駆動源とするハイブリッド車走行モードとする。
前記プレート部32aには、モータ軸31とモータ&クラッチハウジング7の間に介装された軸支持ベアリングB2を潤滑する潤滑油や、後述するクラッチ動作機構43を潤滑する潤滑油が流通する複数の潤滑油経路穴32cと、後述するピストンアーム43bが貫通するピストン貫通孔32dと、が形成されている。
ここで、「ベアリング潤滑経路」は、モータ軸支持ベアリングB1及び第1ニードルベアリングNB1を経由して、軸支持ベアリングB2や後述する第2ニードルベアリングNB2を潤滑する潤滑油が流れる経路である。また、「クラッチ潤滑油路44a」は、後述するドライブプレート41bとドリブンプレート42bの潤滑と冷却を行う潤滑油が流れる油路である。
前記ベアリング潤滑経路は、軸心油路9に直接連通しており、潤滑油が常時供給される。
前記クラッチ潤滑油路44aは、エンジン出力軸2の回転による遠心力でクラッチ潤滑油路44aを開放する油路開閉バルブ44b(図3参照)を介して軸心油路9に連通している。そのため、このクラッチ潤滑油路44aは、エンジン出力軸2の回転による遠心力が作用するときに潤滑油が供給される。
さらに、このモータ&クラッチハウジング7のエンジン1側側面には、潤滑油排出開口7bと潤滑油リターン開口7cを覆うカバー7dが取り付けられている。
図2は、図1に示すA部の拡大図である。以下、図2に基づいて、実施例1の摩擦クラッチの詳細構成を説明する。
ここで、複数のドライブプレート41bと複数のドリブンプレート42bは、交互に対向配置され、軸方向に離接可能となっている。なお、クラッチドラム42のエンジン側端部近傍位置には、ドライブプレート41bとドリブンプレート42bの抜けを規制するスナップリング等のストッパ部材42cが設けられている。
前記ピストン43aは、モータ&クラッチハウジング7に形成されたピストン凹部7eの内側に、ピストンシールPSを介して摺動可能に設けられている。
前記クラッチ圧油路43dは、モータ&クラッチハウジング7に形成され、変速機ユニット5に形成した油路5aを介して図示しないコントロールバルブユニットによって作り出したクラッチ油圧を導く油路である。
前記シリンダー油室43eは、ピストン凹部7eとピストン43aの間に区画形成され、クラッチ圧油路43dに連通している(図1参照)。
なお、ピストンアーム43bとピストン43aの間には第2ニードルベアリングNB2が介装され、ピストン43aがピストンアーム43bの回転に伴って連れ回ることを抑えている。
図3は、図2に示すB部の拡大図である。以下、図3に基づき、実施例1の摩擦クラッチ潤滑の詳細構成について説明する。
このクラッチ潤滑油路44aは、図3に示すように、第1径方向油路44cと、第2径方向油路44dと、中心油路44eと、分岐油路44fと、を有している。
前記第1径方向油路44cは、エンジン出力軸2に形成されて径方向に延びると共に、軸心油路9に連通している。前記第2径方向油路44dは、クラッチハブ41に形成されて径方向に延びると共に、第1径方向油路44cに連通している。前記中心油路44eは、第2径方向油路44dに連通し、クラッチハブ41の軸方向に延びている。前記分岐油路44fは、中心油路44eから複数分岐し、クラッチハブ41の軸方向に並ぶと共にスプライン溝41aの内側に開放している。
この油路開閉バルブ44bは、筒部材44gと、チェックボール44hと、ばね部材44jと、を有している。
これにより、このチェックボール44hが、小径部441gに接することでクラッチ潤滑油路44aを閉鎖する。また、大径部442gに対向すると、このチェックボール44hと筒部材44gの間に隙間が生じ、クラッチ潤滑油路44aが開放される。つまり、このチェックボール44hは、クラッチ潤滑油路44aを開閉する開閉部材に相当する。
図4は、エンジン出力軸の回転が停止しているときの潤滑油の流れを示す説明図である。以下、図4に基づき、実施例1のエンジン出力軸停止時潤滑作用について説明する。
このため、オイルポンプからの供給油量を大きくしなくても、ベアリング潤滑経路に十分な量の潤滑油を流通させることができる。そして、オイルポンプの駆動トルクの増大を防止して、燃費悪化を抑えることができる。
図5は、エンジン出力軸が回転しているときの潤滑油の流れを示す説明図である。以下、図5に基づき、実施例1のエンジン出力軸回転時潤滑作用について説明する。
すなわち、モータ/ジェネレータ3の駆動時に摩擦クラッチ4を締結する場合では、ドライブプレート41bとドリブンプレート42bが相対回転しながら接触し、ドライブプレート41bとドリブンプレート42bの間の潤滑や冷却を行う必要が生じる。
Fs=k×x …(1)
ここで、「k」は、ばね部材44jのばね定数である。「x」は、ばね部材44jの自然長からの縮み寸法である。
また、エンジン出力軸2の回転によって発生する遠心力Fは、下記式(2)により、求めることができる。
F=m×r×ω2 …(2)
ここで、「m」は、チェックボール44hの質量である。「r」は、エンジン出力軸2の軸位置からばね部材44jまでの距離(寸法)である。ω2は、エンジン出力軸2の角速度である。
これにより、複数のドライブプレート41bと複数のドリブンプレート42bに対して、潤滑油を均等に供給することが可能になり、潤滑油の偏りを防止することができる。
これにより、簡易な構造であっても、エンジン出力軸2の回転による遠心力を利用して、クラッチ潤滑油路44aの開閉を行うことができ、必要なタイミングで潤滑油の供給を可能とすることができる。
実施例1の摩擦クラッチにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記クラッチハブ41の外周側に相対回転可能に設けられて第2回転軸(モータ軸31)とともに回転し、前記ドライブプレート41bに対して軸方向に接離可能に対向配置されたドリブンプレート42bを内周面にスプライン嵌合するクラッチドラム42と、
前記ドライブプレート41bと前記ドリブンプレート42bを開放方向と締結方向に移動させるクラッチ動作機構43と、
前記ドライブプレート41bと前記ドリブンプレート42bの間に潤滑油を供給する潤滑油供給機構44と、を備える摩擦クラッチ4において、
前記潤滑油供給機構44は、前記第2回転軸(モータ軸31)に形成された軸心油路9から前記潤滑油が流入し、前記クラッチハブ41の外周面(スプライン溝41aの内側)から前記潤滑油を流出するクラッチ潤滑油路44aと、
前記クラッチ潤滑油路44aの途中位置に設けられ、前記第1回転軸(エンジン出力軸2)の回転による遠心力が作用していないときに前記クラッチ潤滑油路44aを閉鎖し、前記第1回転軸(エンジン出力軸2)の回転による遠心力によって前記クラッチ潤滑油路44aを開放する油路開閉バルブ44bと、
を有する構成とした。
これにより、ドライブプレート41bとドリブンプレート42bの間に潤滑油を供給するタイミングをコントロールし、燃費悪化を抑制することができる。
これにより、上記(1)の効果に加え、エンジン出力軸2の回転による遠心力が作用しなければ、クラッチ潤滑油路44aに潤滑油が流入することが規制され、適切なタイミングでドライブプレート41bとドリブンプレート42bの間に潤滑油を供給することができる。
前記開閉油路部(筒部材44g)の内部に配置されて前記潤滑油の流動方向に移動可能であって、外形最大寸法(直径寸法)が前記小径部441gの内径寸法よりも大きく、前記大径部442gの内径寸法よりも小さい開閉部材(チェックボール44h)と、
前記開閉部材(チェックボール44h)を前記小径部441gに向けて付勢し、前記第1回転軸(エンジン出力軸2)の回転による遠心力によって収縮するばね部材44jと、を有し、
前記開閉部材(チェックボール44h)は、前記第1回転軸(エンジン出力軸2)の回転による遠心力が作用していないとき、前記ばね部材44jの付勢力で前記小径部441gを閉鎖し、前記第1回転軸(エンジン出力軸2)の回転による遠心力が作用したら、前記ばね部材44jの収縮によって前記ドライブプレート41b側に移動して前記大径部442gとの間に隙間を生じさせる構成とした。
これにより、上記(1)又は(2)の効果に加え、簡易な構造であっても、エンジン出力軸2の回転による遠心力を利用して必要なタイミングでクラッチ潤滑油路44aの開閉を行い、燃費の悪化を抑制することができる。
前記ベアリング潤滑経路は、前記軸心油路9に直接連通し、
前記クラッチ潤滑油路44aは、前記油路開閉バルブ44bを介して前記軸心油路9に連通している構成とした。
これにより、上記(1)から(3)のいずれかの効果に加え、エンジン出力軸2の回転による遠心力を利用して、潤滑油が常時必要な箇所には常時潤滑油を供給しつつ、常時潤滑油が必要でない箇所には必要なタイミングで潤滑油を供給することができる。
前記クラッチドラム42は、前記複数のドライブプレート41bと交互に複数配列するように内周面に複数のドリブンプレート42bをスプライン嵌合し、
前記クラッチ潤滑油路44aは、前記油路開閉バルブ44bの下流側に連通すると共に前記クラッチハブ41の軸方向に延びる中心油路44eと、前記中心油路44eから分岐して前記クラッチハブ41の軸方向に並んで外周面に開放する複数の分岐油路44fと、を有する構成とした。
これにより、上記(1)から(4)のいずれかの効果に加え、複数のドライブプレート41bと複数のドリブンプレート42bに対して、潤滑油を均等に供給することが可能になり、潤滑油の偏りを防止することができる。
2 エンジン出力軸(第1回転軸)
3 モータ/ジェネレータ
31 モータ軸(第2回転軸)
4 摩擦クラッチ
5 変速機ユニット
6 変速機入力軸
7 モータ&クラッチハウジング
9 軸心油路
41 クラッチハブ
41b ドライブプレート
42 クラッチドラム
42b ドリブンプレート
43 クラッチ動作機構
44 潤滑油供給機構
44a クラッチ潤滑油路
44b 油路開閉バルブ
44c 第1径方向油路
44d 第2径方向油路
44e 中心油路
44f 分岐油路
44g 筒部材(開閉油路部)
441g 小径部
442g 大径部
44h チェックボール(開閉部材)
44j ばね部材(油路閉鎖部材)
Claims (4)
- 第1回転軸とともに回転し、外周面にドライブプレートをスプライン嵌合するクラッチハブと、
前記クラッチハブの外周側に相対回転可能に設けられて第2回転軸とともに回転し、前記ドライブプレートに対して軸方向に接離可能に対向配置されたドリブンプレートを内周面にスプライン嵌合するクラッチドラムと、
前記ドライブプレートと前記ドリブンプレートを開放方向と締結方向に移動させるクラッチ動作機構と、
前記ドライブプレートと前記ドリブンプレートの間に潤滑油を供給する潤滑油供給機構と、を備える摩擦クラッチにおいて、
前記潤滑油供給機構は、前記第2回転軸の軸中心に形成された軸心油路から前記潤滑油が流入し、前記クラッチハブの外周面から前記潤滑油を流出するクラッチ潤滑油路と、
前記クラッチ潤滑油路の途中位置に設けられ、前記第1回転軸の回転による遠心力が作用していないときに前記クラッチ潤滑油路を閉鎖し、前記第1回転軸の回転による遠心力によって前記クラッチ潤滑油路を開放する油路開閉バルブと、
を有し、
前記油路開閉バルブは、前記クラッチ潤滑油路の途中位置に設けられ、前記軸心油路側に小径部を有し、前記ドライブプレート側に前記小径部よりも内径寸法の大きい大径部を有する開閉油路部と、
前記開閉油路部の内部に配置されて前記潤滑油の流動方向に移動可能であって、直径寸法が前記小径部の内径寸法よりも大きく、前記大径部の内径寸法よりも小さい開閉部材と、
前記開閉部材を前記小径部に向けて付勢し、前記第1回転軸の回転による遠心力によって収縮するばね部材と、を有し、
前記開閉部材は、前記第1回転軸の回転による遠心力が作用していないとき、前記ばね部材の付勢力で前記小径部を閉鎖し、前記第1回転軸の回転による遠心力が作用したら、前記ばね部材の収縮によって潤滑油流出側に移動して前記大径部との間に隙間を生じさせる
ことを特徴とする摩擦クラッチ。 - 請求項1に記載された摩擦クラッチにおいて、
前記油路開閉バルブは、前記第1回転軸の回転による遠心力が作用していないとき、前記軸心油路を流れる潤滑油の油圧に抗して前記クラッチ潤滑油路を閉鎖する油路閉鎖部材を有する
ことを特徴とする摩擦クラッチ。 - 請求項1又は請求項2に記載された摩擦クラッチにおいて、
前記軸心油路から前記潤滑油が流入し、前記第2回転軸を支持するベアリングを潤滑する潤滑油が流れるベアリング潤滑経路を備え、
前記ベアリング潤滑経路は、前記軸心油路に直接連通し、
前記クラッチ潤滑油路は、前記油路開閉バルブを介して前記軸心油路に連通している
ことを特徴とする摩擦クラッチ。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された摩擦クラッチにおいて、
前記クラッチハブは、外周面に複数のドライブプレートをスプライン嵌合し、
前記クラッチドラムは、前記複数のドライブプレートと交互に複数配列するように内周面に複数のドリブンプレートをスプライン嵌合し、
前記クラッチ潤滑油路は、前記油路開閉バルブの下流側に連通すると共に前記クラッチハブの軸方向に延びる中心油路と、前記中心油路から分岐して前記クラッチハブの軸方向に並んで外周面に開放する複数の分岐油路と、を有する
ことを特徴とする摩擦クラッチ。
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