JP7416643B2

JP7416643B2 - 多板クラッチ装置

Info

Publication number: JP7416643B2
Application number: JP2020031611A
Authority: JP
Inventors: 崇史萩田
Original assignee: Ｎｓｋワーナー株式会社
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2024-01-17
Anticipated expiration: 2040-02-27
Also published as: JP2021134858A; US20210270330A1

Description

本発明は、自動車等の自動変速機に組み込まれる多板クラッチ装置に関する。

多板クラッチ装置は、駆動力を伝達する機構として自動車等の自動変速機において広く用いられている。このような多板クラッチ装置としては、例えば湿式多板クラッチがある。湿式多板クラッチは、表面に湿式摩擦材が接着された複数のフリクションプレートと、摩擦相手材としての複数のセパレータプレートとが軸方向に交互に配置され、これらフリクションプレートとセパレータプレートとが、油圧によって軸方向に移動するピストンによって相互に押圧されて接合し、または当該接合が解放されることによって、駆動力の伝達と非伝達とを切り替える構成となっている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６－２０７６６５号公報

特許文献１に記載された湿式多板クラッチにおいては、ピストンを移動させるための作動油が供給される油圧室を設ける必要がある。また、油圧によってピストンの移動を制御しているため、複雑な制御を行うためには精細な油圧回路が必要になる。このため、さらに精細で複雑な制御には油圧回路構造が充分に対応できない虞がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ピストン周辺の構造およびピストンの作動制御を簡素化した多板クラッチ装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る多板クラッチ装置は、
内筒部材と外筒部材の一方に軸方向に設けられた複数のフリクションプレートと、
前記内筒部材と前記外筒部材の他方に設けられ、前記複数のフリクションプレートと軸方向に交互に配置された複数のセパレータプレートと、
軸方向に移動することにより前記複数のフリクションプレートと前記複数のセパレータプレートとの接合と前記接合の解放とを切り替える環状のピストンと、
前記ピストンを軸方向に移動させる駆動部とを備えた多板クラッチ装置であって、
前記駆動部は、前記ピストンと同軸上に配置され軸方向に移動可能な環状の移動部材と、
前記移動部材と軸方向に対向して配置され、前記移動部材に対して回転可能な環状の回転部材とを有し、
前記回転部材の回転を前記移動部材の軸方向移動に変換し、前記移動部材の軸方向移動によって前記ピストンを軸方向に移動するカム機構であり、
前記駆動部は、前記回転部材と前記移動部材との間に、周方向等間隔に介装された複数のボールを有し、前記回転部材の回転を前記複数のボールを介して前記移動部材の軸方向移動に変換し、
前記回転部材の前記移動部材との対向面には、前記複数のボールがそれぞれ転動可能に保持される複数の第１の凹部が設けられ、
前記移動部材の前記回転部材との対向面には、それぞれの前記第１の凹部に対応する第２の凹部が複数設けられ、
前記第２の凹部は、所定の深さの第１部分と、前記第１部分よりも浅い深さの第２部分とを有し、
前記回転部材は、前記移動部材に対し、前記第１の凹部が前記第２の凹部の前記第１部分と軸方向に対向する第１の回転位置と、前記第１の凹部が前記第２の凹部の前記第２部分と軸方向に対向する第２の回転位置とを切り替え可能であり、
前記駆動部は、前記回転部材が前記第２の回転位置のとき、前記移動部材に対する前記回転部材の回転を規制するとともに前記移動部材の軸方向への移動を規制するロック機構を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、ピストン周辺の構造およびピストンの作動制御を簡素化した多板クラッチ装置を提供することができる。

図１（ａ）は実施形態に係る多板クラッチ装置を径方向外方から見た状態を示す側面図であり、多板クラッチ装置の解放状態を示している。図１（ｂ）は図１（ａ）の１ｂ矢視図であり、軸方向一方側から見た正面図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）の１ｃ－１ｃ矢視断面図である。図２（ａ）は実施形態に係る多板クラッチ装置を径方向外方から見た状態を示す側面図であり、多板クラッチ装置の締結状態を示している。図２（ｂ）は図２（ａ）の２ｂ矢視図であり、軸方向一方側から見た正面図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）の２ｃ－２ｃ矢視断面図である。図３は実施形態に係る多板クラッチ装置の構成を示す分解図である。

以下、本発明の実施形態に係る多板クラッチ装置を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態に係る多板クラッチ装置は、湿式多板クラッチである。

まず、本実施形態に係る多板クラッチ装置に係る方向について定義する。本実施形態において「中心軸線Ｃ」とは多板クラッチ装置の中心軸線Ｃのことをいい、軸方向、径方向、周方向とは、中心軸線Ｃに関する軸方向、径方向、周方向のことをいう。
軸方向について、図１（ａ）および図２（ａ）においては紙面上方側を軸方向一方側とし、紙面下方側を軸方向他方側とし、図１（ｂ）および図２（ｂ）においては紙面手前側を軸方向一方側とし、紙面奥側を軸方向他方側とし、図１（ｃ）および図２（ｃ）においては紙面右方側を軸方向一方側とし、紙面左方側を軸方向他方側とし、図３においては紙面左下側を軸方向一方側とし、紙面右上側を軸方向他方側とする。
周方向について、図１（ｂ）および図２（ｂ）において、紙面に向かって右側に回転する方向を周方向一方側あるいは時計方向とし、紙面に向かって左側に回転する方向を周方向他方側あるいは反時計方向とする。

図１（ａ）は実施形態に係る多板クラッチ装置を径方向外方から見た状態を示す側面図であり、多板クラッチ装置の解放状態を示している。図１（ｂ）は図１（ａ）の１ｂ矢視図であり、軸方向一方側から見た正面図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）の１ｃ－１ｃ矢視断面図であり、軸方向に沿った断面を示している。
図２（ａ）は実施形態に係る多板クラッチ装置を径方向外方から見た状態を示す側面図であり、多板クラッチ装置の締結状態を示している。図２（ｂ）は図２（ａ）の２ｂ矢視図であり、軸方向一方側から見た正面図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）の２ｃ－２ｃ矢視断面図であり、軸方向に沿った断面を示している。
図３は実施形態に係る多板クラッチ装置の構成を示す分解図である。

本実施形態に係る多板クラッチ装置１は、図示しないエンジンからの駆動力が伝達される入力軸（図示省略）に外嵌される円筒状のシャフト３と、シャフト３の軸方向他方側に隣接して前記入力軸に外嵌される円筒状のハブ５とを備えている。入力軸はシャフト３の軸方向一方側端部の内周面に設けられた歯部６と嵌合する。シャフト３は中心軸線Ｃ上に配置され、入力軸と一体に回転する。ハブ５は、後述するようにボールベアリング４１、カム部材Ａ、カム部材Ｂ、リターンスプリング３７、およびピストン３３を支持している。ハブ５は中心軸線Ｃ上にシャフト３と同軸に配置され、入力軸に支持されるのみで、入力軸との一体回転または入力軸との連れ回りは伴わない。

シャフト３の外周面の軸方向他方側部分には、スプライン７が設けられている。スプライン７には、複数の環状のフリクションプレート９が軸方向に移動可能に嵌合している。本実施形態においては４枚のフリクションプレート９が嵌合している。フリクションプレート９は、金属製基板である環状のコアプレート（図示省略）の表面に湿式摩擦材（図示省略）を接着して形成されている。

シャフト３の径方向外方には、所定の空間を介して、シャフト３と同軸に且つシャフト３と相対回転可能に円筒状のハウジング１５が配置されている。ハウジング１５は、軸方向一方側の小径部１７と、軸方向他方側の大径部１９とからなる。小径部１７と大径部１９とは段部２１を介して一体に形成されている。ハウジング１５の大径部１９は、シャフト３の外周面のスプライン７と径方向に対向している。

ハウジング１５の大径部１９の内周面にはスプライン２３が設けられ、スプライン２３には、複数の環状のセパレータプレート２５が軸方向に移動可能に嵌合している。本実施形態においては、３枚のセパレータプレート２５が嵌合している。セパレータプレート２５は金属の一枚板で形成されている。これらセパレータプレート２５は、軸方向に隣り合うフリクションプレート９の間にそれぞれ配置されている。すなわち、フリクションプレート９とセパレータプレート２５とは、軸方向に交互に配置されている。

ハウジング１５にはさらに、フリクションプレート９およびセパレータプレート２５を軸方向一方側の一端で固定状態に保持するための環状のバッキングプレート２７と、最も軸方向他方側のフリクションプレート９の軸方向他方側に配置された環状の選択プレート２９とを備えている。選択プレート２９は、フリクションプレート９とセパレータプレート２５とのクリアランスのばらつきを抑制するための所定の厚さを有するプレートであり、セパレータプレート２５と同様に、ハウジング１５の内周面のスプライン２３に軸方向移動可能に嵌合している。

選択プレート２９の軸方向他方側に隣接するハウジング１５の内周面の部分には、止め輪３１（図３参照）が嵌め込まれ、選択プレート２９、フリクションプレート９、およびセパレータプレート２５がハウジング１５から軸方向他方側へ抜けることを防止している。なお、図１および図２の各図においては、止め輪３１の記載は省略している。選択プレート２９と、軸方向に交互に配置された複数のフリクションプレート９と複数のセパレータプレート２５と、バッキングプレート２７とによって、多板クラッチ部３２が構成されている。

多板クラッチ装置１はさらに、多板クラッチ部３２すなわち複数のフリクションプレート９と複数のセパレータプレート２５とを押圧して相互に接合し、または当該接合を解放して、多板クラッチ装置１の締結状態と解放状態とを切り替えるためのピストン３３と、ピストン３３を軸方向に駆動するためのカム機構部３５と、ピストン３３とカム機構部３５との間に介装されたリターンスプリング３７とを備えている。ピストン３３、カム機構部３５、およびリターンスプリング３７は、ハブ５の外径側に支持されている。多板クラッチ装置１は、多板クラッチ部３２が接合されると図示しない入力軸からシャフト３に入力された駆動力が多板クラッチ部３２を介してハウジング１５に伝達され、多板クラッチ部３２の接合が解放されると、シャフト３からハウジング１５への駆動力の伝達が遮断される。

ピストン３３は環状部材であり、ハブ５の軸方向一方側端部に配置されている。ピストン３３は、図１（ｃ）に示すように、軸方向一方側の面の外径側部分に、軸方向一方側に突出する突出部３９が形成されている。突出部３９は周方向の全周に亘って形成され、突出部３９の軸方向一方側の面は、多板クラッチ部３２の最も軸方向他方側に配置されたプレートすなわち選択プレート２９の軸方向他方側の面と、多板クラッチ部３２を解放状態とするための若干の空間を介して軸方向に対向している。突出部３９の外径側縁部すなわちピストン３３の外径側縁部は、選択プレート２９の外径側縁部と内径側縁部との中間部に対応する径方向位置に位置している。ピストン３３の内径側縁部は、ハブ５の軸方向一方側端部の外周部に、軸方向に摺動可能に係合している。

カム機構部３５は、ハブ５の軸方向他方側端部近傍に配置された環状のカム部材Ａと、カム部材Ａの軸方向一方側に隣接して配置された環状のカム部材Ｂとを備えている。カム部材Ａの軸方向一方側の面３８とカム部材Ｂの軸方向他方側の面４０とは、軸方向に対向している。

ハブ５の軸方向他方側端部の外周面にはボールベアリング４１が外嵌されている。ハブ５の軸方向他方側端部には外向きフランジ４３が形成され、ボールベアリング４１の軸方向他方側端部は、外向きフランジ４３の軸方向一方側の面に接触している。これによりボールベアリング４１はハブ５に対して軸方向他方側への移動が規制されている。カム部材Ａは、ボールベアリング４１の外輪４１ａに外嵌され、カム部材Ａの内周面の軸方向一方側端部に形成された内向きフランジ４５がボールベアリング４１の外輪４１aの軸方向一方側端面に接触している。これによりカム部材Ａは軸方向他方側への移動が規制されている。

このような構成により、カム部材Ａは、ボールベアリング４１を介してハブ５に対して相対回転可能であるとともに、軸方向他方側への移動が規制された状態でハブ５に支持されている。本実施形態においては、シャフト３が図示しない入力軸と一体回転する際、カム部材Ａは、入力軸またはシャフト３と共に回転しないように図示しない部材または構造によって支持されている。つまり、カム部材Ａは入力軸またはシャフト３と連れ回りしないように設けられている。

カム部材Ｂは、カム部材Ａよりも小さい外径寸法を有している。カム部材Ｂは、軸方向一方側の面の外径側部分に、軸方向一方側に突出する突出部４７が形成されている。突出部４７は周方向の全周に亘って形成されている。カム部材Ｂの内径側縁部は、ハブ５の外周部に軸方向に摺動可能に係合している。カム部材Ｂは、カム部材Ａと同様に、シャフト３が入力軸と一体回転する際、入力軸またはシャフト３と共に回転しないように図示しない部材または構造によって支持されている。つまり、カム部材Ｂは入力軸またはシャフト３と連れ回りしないように設けられている。なお、ピストン３３およびリターンスプリング３７も同様に、シャフト３が入力軸と一体回転する際、入力軸またはシャフト３と連れ回りしないように図示しない部材または構造によって支持されている。

カム部材Ａの外周部には、全周に亘って歯部４９が形成されている。歯部４９は、図示しない歯車機構を介して図示しない駆動装置に連結している。当該図示しない駆動装置は、例えばアクチュエータである。カム部材Ａは、図示しない駆動装置からの駆動力が歯部４９に入力されることによって、カム部材Ｂに対して、中心軸線Ｃを中心に所定角度回転するように構成されている。具体的には、カム部材Ａは中心軸線Ｃを中心に所定角度回転して、後述のように、カム部材Ｂに対する第１の回転位置と第２の回転位置とが切り替わる構成となっている。

カム部材Ａとカム部材Ｂとの間には、複数のボール５１が周方向等間隔に介装されている。本実施形態においては、３つのボール５１が周方向等間隔に介装されている。カム部材Ａの軸方向一方側の面３８には、図３に示すように、軸方向他方側に凹んだ凹部５３が周方向等間隔に３つ形成されている。凹部５３は、断面形状が半円状の凹球面、或いは軸方向に沿った断面形状が半円状或いはＵ字状の溝状に形成されている。３つの凹部５３にはそれぞれ、図２（ｃ）に示すように、ボール５１が回転自在に保持されている。詳細には、ボール５１は、軸方向他方側の半分以上の部分が凹部５３内に収容され、残りの軸方向一方側の部分が凹部５３から軸方向一方側に突出している状態で凹部５３に保持されている。

カム部材Ｂの軸方向他方側の面４０には、カム部材Ａの各凹部５３に対応して、軸方向一方側に凹んだ凹部５５が形成されている。したがってカム部材Ｂの軸方向他方側の面４０には、軸方向一方側に凹んだ凹部５５が周方向等間隔に３つ形成されている。凹部５５は、周方向に所定の長さを有する溝状に形成されている。凹部５５の深さは、周方向一方側端部が最も深く、周方向他方側端部が最も浅くなるように形成されている。詳細には、凹部５５は、深さが最も深い周方向一方側端部の最深部と、深さが最も浅い周方向他方側端部の最浅部と、最深部と最浅部との間の部分であって最深部と最浅部との中間の深さを有する中間部とから構成されている。最深部の底部と中間部の底部とは滑らかに連続している。中間部の底部と最浅部の底部とは滑らかに連続している。カム部材Ａとカム部材Ｂとボール５１とで、カム機構部３５が構成されている。

カム機構部３５は、カム部材Ｂに対するカム部材Ａの回転位置によって２つの状態を取り得る。カム機構部３５の第１の状態は、カム部材Ａがカム部材Ｂに対する第１の回転位置に位置している状態であり、図１各図に示す状態である。詳細には、カム機構部３５は、カム部材Ａの凹部５３とカム部材Ｂの凹部５５の最深部とが軸方向に対向している状態であり、この状態において、カム部材Ａの凹部５３に保持されたボール５１は、凹部５３から突出している軸方向一方側の部分が、対応するカム部材Ｂの凹部５５の最深部に収容されている。すなわちこの状態において、ボール５１はカム部材Ａの凹部５３の底部とカム部材Ｂの凹部５５の最深部の底部とによって軸方向に挟持されている。また、この状態において、カム部材Ａの軸方向一方側の面３８とカム部材Ｂの軸方向他方側の面４０とは、僅かな空間Ｓ１を介して軸方向に対向している。

カム機構部３５の第２の状態は、上記第１の状態から、カム部材Ａがカム部材Ｂに対して所定角度回転し、カム部材Ａがカム部材Ｂに対する第２の回転位置に位置している状態であり、図２各図に示す状態である。詳細には、カム機構部３５は、カム部材Ａの凹部５３が、対応するカム部材Ｂの凹部５５の最浅部と軸方向に対向している状態である。この状態において、カム部材Ａの凹部５３に保持されたボール５１は、凹部５３から突出している軸方向一方側の部分が、カム部材Ｂの凹部５５の最浅部に収容されている。すなわちこの状態において、ボール５１はカム部材Ａの凹部５３の底部とカム部材Ｂの凹部５５の最浅部の底部とによって軸方向に挟持されている。また、この状態において、カム部材Ｂは、上記第１の状態よりも軸方向一方側に位置しており、カム部材Ａの軸方向一方側の面３８とカム部材Ｂの軸方向他方側の面４０とは、空間Ｓ２を介して軸方向に対向している。空間Ｓ２の軸方向間隔は、上記第１の状態における空間Ｓ１の軸方向間隔よりも大きい。

カム部材Ａは、カム部材Ｂに対する第１の回転位置から第２の回転位置へ回転する際、凹部５３にボール５１を保持した状態で回転する。すなわちボール５１は、カム部材Ａの凹部５３に常に保持された状態である。カム部材Ａが第１の回転位置から第２の回転位置へ回転するに従い、ボール５１は、カム部材Ａの凹部５３から突出している軸方向一方側の部分が、カム部材Ｂの凹部５５を転動または摺動して凹部５５の最深部から中間部を経由して最浅部へと移動してゆく。またこのとき、ボール５１の軸方向一方側の部分がカム部材Ｂの凹部５５の最深部から最浅部へと移動するに従い、カム部材Ｂはボール５１によって軸方向一方側へ押圧され、ハブ５の外周部を軸方向一方側へ移動する。このようにカム部材Ｂの凹部５５はボール５１と係合するカム面を構成し、カム部材Ａの回転運動を、ボール５１を介してカム部材Ｂの直進運動へと変換している。なお、カム部材Ａの凹部５３の深さおよびカム部材Ｂの凹部５５の深さは、多板クラッチ装置１の締結、解放に伴う後述するピストン３３の挙動を設定するために、適宜設定される。

カム部材Ａの軸方向一方側の面３８には、凹部５３よりも外径側の径方向位置に、ロックスプリング６１が１個または周方向等間隔に複数取り付けられている。本実施形態においては、中心軸線Ｃに関して互いに１８０°離間して、２つのロックスプリング６１が取り付けられている。ロックスプリング６１は径方向内方に突出した曲面部６３を有する板バネである。ロックスプリング６１は、曲面部６３がカム部材Ｂの外周面に押し付けられた状態でカム部材Ｂの外周面上を摺動するように、カム部材Ａに取り付けられている。すなわち、ロックスプリング６１は、曲面部６３が径方向内方に向かう方向の弾性力を生じている状態でカム部材Ｂの外周面に接触している。

カム部材Ｂの外周面には、カム部材Ａの２つのロックスプリング６１に対応して、２つの凹部６５が設けられている。２つの凹部６５は２つのロックスプリング６１の曲面部６３とそれぞれ係合可能である。凹部６５は、カム部材Ｂの外周面から径方向内方に凹んだ有底の穴である。ロックスプリング６１は、曲面部６３が凹部６５に落ち込むことにより凹部６５と係合する。

カム部材Ａのロックスプリング６１とカム部材Ｂの凹部６５とは、カム機構部３５が第１の状態のときは、図１（ａ）に示すように係合せず、カム機構部３５が第２の状態のときに、図２（ａ）に示すように係合するように設けられている。ロックスプリング６１は、曲面部６３が径方向内方に向かう方向の弾性力を生じている状態なので、ロックスプリング６１の曲面部６３と凹部６５とが係合すると、これによってカム部材Ａはカム部材Ｂに対する回転が規制されるとともに、カム部材Ｂの軸方向への移動を規制し、カム部材Ａとカム部材Ｂとの軸方向の間隔が保持される。さらに、ロックスプリング６１と凹部６５とが係合することにより、カム部材Ａの径方向位置が固定される。このように、ロックスプリング６１と凹部６５とは、カム部材Ｂに対するカム部材Ａの回転をロックするとともにカム部材Ｂの軸方向への移動を規制するためのロック機構を構成している。

カム部材Ｂとピストン３３との間には、リターンスプリング３７が介装されている。リターンスプリング３７は環状の皿ばねである。リターンスプリング３７の外径側縁部は、カム部材Ｂの突出部４７の軸方向一方側の構成面に接触している。リターンスプリング３７の内径側縁部は、ピストン３３における軸方向他方側の面に接触するとともに、ハブ５の外周部に軸方向に摺動可能に係合している。リターンスプリング３７は、軸方向に縮む方向の力が加わると弾性変形し、弾性復帰による軸方向一方側および他方側に作用する弾性力を発生する。

カム機構部３５の第１の状態において、リターンスプリング３７は自然状態すなわち弾性変形していない状態でカム部材Ｂとピストン３３との間に配置されている。この状態においては、リターンスプリング３７は軸方向に作用する弾性力を発生していないので、ピストン３３はリターンスプリング３７によって軸方向一方側へ押圧されることはない。したがってこの状態においては、多板クラッチ部３２すなわち複数のフリクションプレート９および複数のセパレータプレート２５は、相互に接合していない。したがってシャフト３はハウジング１５に対して空転し、シャフト３からハウジング１５へのトルク伝達はなされない。

一方、カム機構部３５の第２の状態においては、後述するように、リターンスプリング３７は、軸方向に縮む方向の力が加わって弾性変形する。リターンスプリング３７は、弾性変形によって発生する弾性力によってピストン３３を軸方向一方側に押圧する。以下、カム機構部３５の第２の状態における多板クラッチ装置１の状態を含めて、本実施形態の多板クラッチ装置１の作動について説明する。

図１の各図に示す多板クラッチ装置１の状態は、カム機構部３５の第１の状態であり、多板クラッチ装置１の締結が解放されている状態である。この状態において、カム機構部３５は、上述したように、カム部材Ａが第１の回転位置に位置し、カム部材Ａの凹部５３とカム部材Ｂの凹部５５の最深部とが軸方向に対向し、ボール５１はカム部材Ａの凹部５３の底部とカム部材Ｂの凹部５５の最深部の底部とによって軸方向に挟持されている。また、この状態において、カム部材Ａの軸方向一方側の面３８とカム部材Ｂの軸方向他方側の面４０とは僅かな空間Ｓ１を介して軸方向に対向している状態であり、カム部材Ａのロックスプリング６１とカム部材Ｂの凹部６５とは非係合状態である。また、この状態において、複数のフリクションプレート９および複数のセパレータプレート２５は相互に接合しておらず、シャフト３からハウジング１５へのトルク伝達はなされない。

この状態から図示しない駆動装置によって、カム部材Ａの歯部４９に駆動力が入力されると、カム部材Ａはカム部材Ｂに対して、図１（ｂ）において周方向一方側すなわち時計方向に所定角度回転し、第２の回転位置へと回転する。このとき、カム部材Ａの回転に従って、ボール５１は、カム部材Ａの凹部５３から突出している軸方向一方側の部分が、カム部材Ｂの凹部５５の最深部から中間部を経由して最浅部へと移動してゆく。ボール５１の軸方向一方側の部分がカム部材Ｂの凹部５５の最深部から最浅部へと移動するに従い、カム部材Ｂはボール５１によって軸方向一方側へ押圧され、ハブ５の外周部を軸方向一方側へ移動する。そしてボール５１の軸方向一方側の部分がカム部材Ｂの凹部５５の最浅部に移動し、ボール５１はカム部材Ａの凹部５３の底部とカム部材Ｂの凹部５５の最浅部の底部とによって軸方向に挟持された状態となり、カム機構部３５は第２の状態となる。すなわち、カム部材Ａの軸方向一方側の面３８とカム部材Ｂの軸方向他方側の面４０とは、空間Ｓ２を介して軸方向に対向した状態となる。さらに、カム部材Ａのロックスプリング６１とカム部材Ｂの凹部６５とが係合し、カム部材Ｂに対するカム部材Ａの回転がロックされるとともにカム部材Ｂの軸方向への移動が規制され、カム部材Ａとカム部材Ｂとの間の空間Ｓ２が保持される。

リターンスプリング３７は、カム機構部３５が第２の状態となってカム部材Ｂが軸方向一方側に移動することにより、外径側縁部がカム部材Ｂによって軸方向一方側へ押圧される。これによりリターンスプリング３７は、外径側縁部に接触しているカム部材Ｂと、内径側縁部に接触しているピストン３３と、周辺の支持部品とによって軸方向に挟持され、軸方向に縮む方向の力が加えられる。そしてリターンスプリング３７は、軸方向に縮む方向の力が加えられて弾性変形した状態で軸方向一方側へ移動する。

リターンスプリング３７の軸方向一方側への移動、および軸方向に縮む方向の弾性変形によって発生する軸方向一方側へ作用する弾性力により、ピストン３３はリターンスプリング３７の内径側縁部によって軸方向一方側へ押圧される。ピストン３３は軸方向一方側へ押圧されると、選択プレート２９を介して多板クラッチ部３２すなわち複数のフリクションプレート９および複数のセパレータプレート２５を軸方向一方側へ押圧し、複数のフリクションプレート９および複数のセパレータプレート２５を相互に接合させる。すなわち複数のフリクションプレート９と複数のセパレータプレート２５とは摩擦係合し、一体に回転する。この状態において多板クラッチ装置１は締結状態となり、シャフト３からハウジング１５へトルク伝達がなされる。

また、この状態において、カム部材Ａのロックスプリング６１とカム部材Ｂの凹部６５とは係合しているので、カム部材Ｂの軸方向への移動が規制されることにより、カム部材Ｂがリターンスプリング３７を介してピストン３３を軸方向一方側へ押圧している状態が保持される。これにより多板クラッチ装置１の締結状態が確実に保持される。また、カム部材Ａのロックスプリング６１とカム部材Ｂの凹部６５とは、カム部材Ｂの外周面において周方向に等間隔に離れた位置で係合するので、カム部材Ｂがリターンスプリング３７を介してピストン３３を軸方向一方側に押圧する力は、周方向の全周に亘って均等な状態で保持される。したがって、複数のフリクションプレート９と複数のセパレータプレート２５とは周方向の全周に亘って均等な力で押圧された状態で保持され、多板クラッチ装置１は安定した締結状態で保持される。

このように、本実施形態の多板クラッチ装置１は、カム機構部３５のカム部材Ｂが軸方向に移動することにより、リターンスプリング３７を介してピストン３３を軸方向一方側へ移動させ、これにより複数のフリクションプレート９および複数のセパレータプレート２５を相互に接合させる。

ハウジング１５に伝達されたトルクは、ハウジング１５の小径部１７の外周面に形成された歯部７１に噛み合っている図示しない部材を介して、次の変速機構へと伝達される。

多板クラッチ装置１の締結状態から解放状態への切り替えは、カム部材Ａが第２の回転位置から第１の回転位置へと回転し、カム機構部３５が第１の状態に切り替わることによりなされる。カム機構部３５が第２の状態においては、カム部材Ｂはリターンスプリング３７の弾性力によって軸方向他方側へ押圧されているので、カム機構部３５が第１の状態に切り替わる際、カム部材Ａの凹部５３から突出しているボール５１の軸方向一方側の部分がカム部材Ｂの凹部５５の最深部に移動することにより、カム部材Ｂは軸方向他方側へ移動する。一方、リターンスプリング３７が自然状態に戻ると、スプリング３７はピストン３３を軸方向一方側へ押圧する弾性力を発生しなくなり、複数のフリクションプレート９および複数のセパレータプレート２５の接合は解除される。したがって、多板クラッチ装置１は解放状態となる。

このように、本実施形態の多板クラッチ装置１は、複数のフリクションプレート９と複数のセパレータプレート２５との相互の接合と、当該接合の解放とを切り替えるピストン３３の移動を、カム機構部３５によって制御している。したがって本実施形態によれば、ピストン３３を移動させるための作動油が供給される油圧室を設ける必要がない。さらにピストン３３の制御のために精細な油圧回路を設ける必要がない。その結果、本実施形態の多板クラッチ装置１は、ピストン３３周辺の構造およびピストン３３の作動制御を簡素化することができ、さらに多板クラッチ装置１の設置スペースの省スペース化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、変形が可能である。
例えば、フリクションプレート９をハウジング１５に設け、セパレータプレート２５をシャフト３に設けた構成としても良い。また、フリクションプレート９およびセパレータプレート２５の数は、トルク容量により適宜設定が可能である。また、ボール５１の数およびロックスプリング６１の数も、トルク容量、或いはカム部材Ａおよびカム部材Ｂの径寸法等により適宜設定が可能である。なお、カム部材Ａの凹部５３およびカム部材Ｂの凹部５５の形状或いは深さは、多板クラッチ装置１の締結、解放に伴うピストン３３の挙動を設定するために、適宜設定される。すなわち、多板クラッチ装置１の締結、解放に伴うピストン３３の挙動は、カム部材Ａの凹部５３およびカム部材Ｂの凹部５５の形状或いは深さによって設定される。また、カム部材Ａの外周面に凹部６５を設け、カム部材Ｂに凹部６５と係合するロックスプリングを設ける構成としても良い。この場合、カム部材Ａの外径寸法よりもカム部材Ｂの外径寸法の方を大きくする構成とすることもできる。

１多板クラッチ装置
３シャフト
５ハブ
７スプライン
９フリクションプレート
１５ハウジング
２３スプライン
２５セパレータプレート
３２多板クラッチ部
３３ピストン
３５カム機構部
３７リターンスプリング
５１ボール
５３、５５凹部
６１ロックスプリング

Claims

内筒部材と外筒部材の一方に軸方向に設けられた複数のフリクションプレートと、
前記内筒部材と前記外筒部材の他方に設けられ、前記複数のフリクションプレートと軸方向に交互に配置された複数のセパレータプレートと、
軸方向に移動することにより前記複数のフリクションプレートと前記複数のセパレータプレートとの接合と前記接合の解放とを切り替える環状のピストンと、
前記ピストンを軸方向に移動させる駆動部とを備えた多板クラッチ装置であって、
前記駆動部は、前記ピストンと同軸上に配置され軸方向に移動可能な環状の移動部材と、
前記移動部材と軸方向に対向して配置され、前記移動部材に対して回転可能な環状の回転部材とを有し、
前記回転部材の回転を前記移動部材の軸方向移動に変換し、前記移動部材の軸方向移動によって前記ピストンを軸方向に移動するカム機構であり、
前記駆動部は、前記回転部材と前記移動部材との間に、周方向等間隔に介装された複数のボールを有し、前記回転部材の回転を前記複数のボールを介して前記移動部材の軸方向移動に変換し、
前記回転部材の前記移動部材との対向面には、前記複数のボールがそれぞれ転動可能に保持される複数の第１の凹部が設けられ、
前記移動部材の前記回転部材との対向面には、それぞれの前記第１の凹部に対応する第２の凹部が複数設けられ、
前記第２の凹部は、所定の深さの第１部分と、前記第１部分よりも浅い深さの第２部分とを有し、
前記回転部材は、前記移動部材に対し、前記第１の凹部が前記第２の凹部の前記第１部分と軸方向に対向する第１の回転位置と、前記第１の凹部が前記第２の凹部の前記第２部分と軸方向に対向する第２の回転位置とを切り替え可能であり、
前記駆動部は、前記回転部材が前記第２の回転位置のとき、前記移動部材に対する前記回転部材の回転を規制するとともに前記移動部材の軸方向への移動を規制するロック機構を備えていることを特徴とする多板クラッチ装置。
前記移動部材と前記ピストンとの間には、弾性部材が介装されていることを特徴とする請求項１に記載の多板クラッチ装置。
前記ロック機構は、前記回転部材に設けられた板バネと、前記移動部材に設けられ、前記板バネが係合可能な凹部であることを特徴とする請求項１または２に記載の多板クラッチ装置。
前記ロック機構は、前記移動部材に設けられた板バネと、前記回転部材に設けられ、前記板バネが係合可能な凹部であることを特徴とする請求項１または２に記載の多板クラッチ装置。
前記ロック機構は、前記板バネと前記凹部とが係合することにより、前記板バネが前記回転部材の径方向へ付勢することを特徴とする請求項３または４に記載の多板クラッチ装置。
前記ロック機構は、前記移動部材の軸方向への移動を規制することにより、前記複数のフリクションプレートと前記複数のセパレータプレートとの接合を保持することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の多板クラッチ装置。