JP6368102B2 - 摩擦係合装置 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦係合装置（多板クラッチと多板ブレーキを含む。）であって、特に、そのピストンのリターンスプリングである皿ばねが接するスナップリング又は環状部材の構造に関する。

制動又はトルク伝達を目的として、交互に設けられた摩擦板と相手部材とを摩擦係合させる摩擦係合装置は、その摩擦係合を実現させるために、一般的には、油圧式のピストンを用い、油圧でピストンを作動させ、ピストンと連動する（ピストンに設けられている場合を含む。）押圧部によって相手部材のプレッシャプレートを軸方向に押すという構成が採用されている。また、油圧を解放した際、摩擦板と相手部材との摩擦係合を解除させるために、ピストンを元の位置に押戻すばね（リターンスプリング）が設けられている。そして、このような構成の摩擦係合装置には、そのリターンスプリングとして皿ばねが使用されているものがあり、その例として、以下に挙げるものがある。

特開平７−３５１８０号公報

特許文献１には、リターンスプリングである皿ばねの皿ばねの内径側の一方の面が、スナップリングに隣接して配置されている支持部材に接し、外径側の他方の面がピストンの径方向中央より僅かに外径側に接している多板クラッチが開示されている。なお、皿ばねは、ピストンを油圧室の方向へ付勢している。

一方、図８（ａ）に示す多板ブレーキ１００（径方向半分の要部のみが表されている。）は、ケース１３０の外径壁部１３４の内側にスプライン嵌合している複数の相手部材１３２と、相手部材１３２の間にそれぞれ位置するようにハブ１４０に取付けられている摩擦板１４２と、相手部材１３２に面する側面の周方向に間隔を空けて設けられた円弧状の押圧部１１６（図８（ｂ）参照。）を具え、油圧室１１１に嵌込まれている環状のピストン１１４と、ピストン１１４と相手部材１３２との間であって、ケース１３０の外径壁部１３４の内側にスナップリング１２８で抜止めされている皿ばね１２０を有する。皿ばね１２０は、内径側切片１２６の一方の面がピストン１１４に接し、ピストン１１４を油圧室１１１の方向へ付勢している。

特許文献１に示す多板クラッチと図８に示す多板ブレーキのいずれにおいても、それらの皿ばねは、ピストンが相手部材の方向に移動したとき、ピストンとスナップリング（或いは、支持部材）に挟まれて圧縮され、油圧が解放されたとき、ピストンを油圧室の方向へ押戻すという機能を果たす。しかし、スナップリングの皿ばね受け面が平面である場合、ピストン作動時、皿ばねのストローク過程で皿ばねの着力点位置がずれてしまうことがある。図示して説明すれば、図９（ａ）と（ｂ）に示すように、皿ばね１２０とスナップリング１２８との着力点Ｐの位置は、ピストン１１４の移動によって、特に、皿ばね１２０が反転したときに、スナップリング１２８の径方向に大幅にずれてしまう。すると、皿ばね１２０とスナップリング１２８との着力点Ｐから皿ばね１２０とピストン１１４との着力点までの距離が変動し、皿ばねによる荷重が連続的に変化しないので、ピストン１１４を押戻す機能に支障を来たす恐れがある。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、荷重設計の自由度が高い摩擦係合装置を提供することを目的とする。

本発明は、円筒状のケース及び回転可能なハブと、
前記ケースの外径壁部の内側にスプライン嵌合し、プレッシャプレートを含む相手部材と、
前記ハブに取付けられ、前記相手部材と摩擦係合する摩擦板と、
前記ケースの内部に設けられている油圧室と、
前記油圧室に嵌合され、該油圧室に作動油が供給されることにより前記ケースの軸方向に作動するピストンと、
前記ピストンに連動し、前記プレッシャプレートを前記ケースの軸方向に押圧する押圧部と、
前記ケースの外径壁部の内側であって、前記プレッシャプレートとピストンとの間に嵌込まれ、スナップリングで抜止めされ、外径側の一方の面が前記スナップリングと接し、内径側の他方の面が前記ピストンに接し、前記ピストンを押戻す皿ばねを有する摩擦係合装置であって、
前記皿ばねの反転までを含む前記ピストンの作動範囲において、前記スナップリングが、前記皿ばね側の面に、その径方向断面で前記皿ばねの単一の着力点を有し、前記皿ばねとスナップリングとの着力点から前記皿ばねとピストンとの接点までの距離が一定であることを特徴とする摩擦係合装置、
又は、
回転可能なドラム及びハブと、
前記ドラムの外径壁部の内側にスプライン嵌合し、プレッシャプレートを含む相手部材と、
前記ハブに取付けられ、前記相手部材と摩擦係合する摩擦板と、
前記ドラムの内部に設けられている油圧室と、
前記油圧室に嵌合され、該油圧室に作動油が供給されることにより前記ドラムの軸方向に作動するピストンと、
前記ピストンに連動し、前記プレッシャプレートを前記ドラムの軸方向に押圧する押圧部と、
前記ドラムの内径壁部の外側に嵌込まれ、スナップリングで抜止めされ、内径側の一方の面が前記スナップリングと接し、外径側の他方の面が前記ピストンと接し、前記ピストンを押戻す皿ばねを有する摩擦係合装置であって、
前記皿ばねの反転までを含む前記ピストンの作動範囲において、前記スナップリングが、前記皿ばね側の面に、その径方向断面で前記皿ばねの単一の着力点を有し、前記皿ばねとスナップリングとの着力点から前記皿ばねとピストンとの接点までの距離が一定であることを特徴とする摩擦係合装置、
又は、
回転可能なドラム及びハブと、
前記ドラムの外径壁部の内側にスプライン嵌合し、プレッシャプレートを含む相手部材と、
前記ハブに取付けられ、前記相手部材と摩擦係合する摩擦板と、
前記ドラムの内部に設けられている油圧室と、
前記油圧室に嵌合され、該油圧室に作動油が供給されることにより前記ドラムの軸方向に作動するピストンと、
前記ピストンに連動し、前記プレッシャプレートを前記ドラムの軸方向に押圧する押圧部と、
前記ドラムの内径壁部の外側に嵌込まれ、スナップリング及び該スナップリングに隣接する環状部材で抜止めされ、内径側の一方の面が前記環状部材と接し、外径側の他方の面が前記ピストンと接し、前記ピストンを押戻す皿ばねを有する摩擦係合装置であって、
前記皿ばねの反転までを含む前記ピストンの作動範囲において、前記環状部材が、前記皿ばね側の面に、その径方向断面で前記皿ばねの単一の着力点を有し、前記皿ばねと環状部材との着力点から前記皿ばねとピストンとの接点までの距離が一定であ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。

本発明によれば、皿ばねの外径側又は内径側の一方の面と接しているスナップリング又は環状部材が、皿ばね側の面に、皿ばねの反転までを含むピストンの作動範囲において、その径方向断面で皿ばねの単一の着力点を有するから、当該作動範囲において、皿ばねとスナップリングとの着力点から皿ばねとピストンとの着力点までの距離が変動しない。従って、皿ばねの反転時までを含めて、急激な荷重特性の変化を発生させることなく、皿ばねの荷重特性を安定させる、すなわち、安定してピストンに荷重を与えることができるので、従来に比べて、荷重設計の自由度を格段に高めることができる。

本発明の第一実施形態の径方向半分の要部を示す縦断面図。 （ａ）は、本発明の第一実施形態のスナップリングの一部の縦断面図、（ｂ）は、そのピストンを油圧で作動させたときの要部の縦断面図、（ｃ）は、その油圧を解放したときの縦断面図。 （ａ）は、本発明の第二実施形態のスナップリングの一部の縦断面図、（ｂ）は、そのピストンを油圧で作動させたときの要部の縦断面図、（ｃ）は、その油圧を解放したときの縦断面図。 （ａ）は、本発明の第三実施形態のスナップリングの一部の縦断面図、（ｂ）は、そのピストンを油圧で作動させたときの要部の縦断面図、（ｃ）は、その油圧を解放したときの縦断面図。 本発明の第四実施形態の径方向半分の要部を示す縦断面図。 （ａ）は、本発明の第四実施形態のスナップリングの一部の縦断面図、（ｂ）は、そのピストンを油圧で作動させたときの要部の縦断面図、（ｃ）は、その油圧を解放したときの縦断面図。 本発明の第五実施形態の径方向半分の要部を示す縦断面図。 （ａ）は、従来の多板ブレーキの径方向半分の要部を示す縦断面図、（ｂ）は、その皿ばねと押圧部の関係を軸方向から見た径方向半分の概略図。 （ａ）は、従来の多板ブレーキのピストンを油圧で作動させたときの要部の縦断面図、（ｂ）は、その油圧を解放したときの縦断面図。

本発明の実施例を、図１〜７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。

図１は、本発明の第一実施形態の摩擦係合装置（多板ブレーキ）の径方向半分の要部を示す縦断面図である。多板ブレーキ１０は、ハブ４０の回転軸（図示省略。）に対して対称をなしている。なお、図に示されていない多板ブレーキ１０の他の構成と動作については、従来の多板ブレーキと同様であるため、図示及び説明を省略する。

図１に示すように、多板ブレーキ１０は、ケース３０とハブ４０を具え、ケース３０の外径側に位置する外径壁部３４の内側には、スプラインが設けられ、ピストン１４側から順に、プレッシャプレート３２ａ、中間プレート３２ｂ、エンドプレート３２ｃからなる環状の相手部材３２がスプライン嵌合している。相手部材３２のそれぞれの間には、ハブ４０の外周側に取付けられている環状の摩擦板４２が配設されている。なお、摩擦板４２には、通常、摩擦材が貼付けられる。ケース３０の内部には、油圧室１１を形成する油圧シリンダ１８が設けられており、油圧シリンダ１８には、ピストン１４が嵌め込まれている。ピストン１４には、これと連動する押圧部１６が形成されている。また、皿ばね２０は、プレッシャプレート３２ａとピストン１４との間に位置するようにケース３０の外径壁部３４の内側に嵌め込まれ、スナップリング２８で抜止めされている。皿ばね２０の外径側の一方の面は、スナップリング２８に接し、内径側の他方の面は、ピストン１４の一部に接しているので、皿ばね２０は、ピストン１４を油圧室１１の方向（相手部材３２と反対方向）に付勢することができる。

ここで、スナップリング２８は、図２（ａ）に示すように、その両面に、内周側に向かって先細りのテーパ２９を具えている。図２（ｂ），（ｃ）に示されているように、皿ばね２０の外径側の一方の面がスナップリング２８のテーパ２９の面に接しているので、図２（ｂ）に示されている、油圧によってピストン１４がプレッシャプレート３２ａ（図１参照）方向に移動し、皿ばね２０が反転している状態から、図２（ｃ）に示されている、油圧が解放され、ピストン１４が皿ばね２０によって油圧室１１方向に押戻されている状態までの皿ばね２０とスナップリング２８との着力点Ｐの位置は変動しない。ここで、スナップリング２８のように、内周側に向かって先細りのテーパ２９を設けた場合、皿ばね２０の外径側の一方の面は、スナップリング２８のテーパ２９の面（テーパ２９の開始位置の面を含む。）に接している必要がある。また、ピストン１４の作動範囲内で、着力点Ｐよりも内径側及び外径側の皿ばね２０のスナップリング２８側の面がスナップリング２８の皿ばね２０側の面に接しないように皿ばね２０の形状及びテーパ２９のテーパ角を設定する必要がある。これらが接してしまうと、着力点Ｐの位置がずれてしまうからである。なお、スナップリング２８の場合、テーパは両面に設けられているが、これはスナップリング２８の皿ばね２０側の面に設ければ足りる。

図３は、本発明の第二実施形態の要部を示している。スナップリング２８ａは、図３（ａ）に示すように、皿ばね２０側の面に、その内周側から外周側に向かって先細りのテーパ２９ａを具えている。すなわち、スナップリング２８ａの内径側の端部の軸方向寸法が最大になるように形成されている。図３（ｂ），（ｃ）に示されているように、皿ばね２０の外径側の一方の面がスナップリング２８ａのテーパ２９ａの終点位置の面に接しているので、図３（ｂ）に示されている、油圧によってピストン１４がプレッシャプレート３２ａ（図１参照）方向に移動して、皿ばね２０が反転している状態から、図３（ｃ）に示されている、油圧が解放され、ピストン１４が皿ばね２０によって油圧室１１方向に押戻されている状態までの皿ばね２０とスナップリング２８ａとの着力点Ｐの位置は変動しない。ここで、スナップリング２８ａのように、外周側に向かって先細りのテーパ２９ａを設けた場合、皿ばね２０の外径側の一方の面は、スナップリング２８ａのテーパ２９ａの終点位置の面に接している必要がある。また、ピストン１４の作動範囲内で、着力点Ｐよりも外径側の皿ばねの面がスナップリング２８の皿ばね２０側の面に接しないように皿ばね２０の形状及びテーパ２９ａのテーパ角を設定する必要がある。これらが接してしまうと、着力点Ｐの位置がずれてしまうからである。

図４は、本発明の第三実施形態の要部を示している。スナップリング２８ｂは、図４（ａ）に示すように、皿ばね２０側の面に、突起２９ｂを具えている。図４（ｂ），（ｃ）に示されているように、皿ばね２０の外径側の一方の面がスナップリング２８ｂの突起２９ｂの皿ばね２０側の先端の面に接しているので、図４（ｂ）に示されている、油圧によってピストン１４がプレッシャプレート３２ａ（図１参照）方向に移動して、皿ばね２０が反転している状態から、図４（ｃ）に示されている、油圧が解放され、ピストン１４が皿ばね２０によって油圧室１１方向に押戻されている状態までの皿ばね２０とスナップリング２８ｂとの着力点Ｐの位置は変動しない。ここで、スナップリング２８ｂのように、皿ばね２０側の面に、突起２９ｂを設けた場合、皿ばね２０の外径側の一方の面は、スナップリング２８ｂの突起２９ｂの先端の面に接している必要がある。また、ピストン１４の作動範囲内で、着力点Ｐよりも内径側及び外径側の皿ばねの面がスナップリング２８の皿ばね２０側の面に接しないように皿ばね２０の形状及び突起２９ｂの位置、形状、又は高さを設定する必要がある。これらが接してしまうと、着力点Ｐの位置がずれてしまうからである。

以上に説明したスナップリング２８，２８ａ，２８ｂのように、皿ばね２０の反転までを含むピストン１４の作動範囲において皿ばね２０の単一の着力点Ｐを有する構成とすれば、当該作動範囲において、皿ばね２０の着力点Ｐから皿ばね２０とピストン１４との接点である着力点Ｑまでの距離が変動しない。従って、皿ばね２０の反転時までを含めて、急激な荷重特性の変化を発生させることなく、皿ばね２０の荷重特性を安定させる、すなわち、安定してピストン１４に荷重を与えることができるので、皿ばね２０の反転時までを含めた荷重設計ができ、従来に比べて、荷重設計の自由度を格段に高めることができる。なお、スナップリング２８のように、皿ばね２０の着力点Ｐと着力点Ｑとの距離を長く確保できる構成は、大きな荷重を得られるので好ましい。

また、本発明は、図５に示すような摩擦係合装置（多板クラッチ）５０にも適用可能である。多板クラッチ５０は、ドラム７０の回転軸（図示省略。）に対して対称をなしている。なお、図に示されていない多板クラッチ５０の他の構成と動作については、従来の多板クラッチと同様であるため、図示及び説明を省略する。

多板クラッチ５０は、ドラム７０とハブ８０を具え、ドラム７０の外径側に位置する外径壁部７４の内側には、スプラインが設けられ、ピストン５４側から順に、プレッシャプレート７２ａ、中間プレート７２ｂ、エンドプレート７２ｃからなる環状の相手部材７２がスプライン嵌合している。相手部材７２のそれぞれの間には、ハブ８０の外周側に取付けられている環状の摩擦板８２が配設されている。なお、摩擦板８２には、通常、摩擦材が貼付けられる。ドラム７０の内部には、油圧室５１が形成されており、ピストン５４が嵌め込まれている。ピストン５４には、これと連動する押圧部５６が形成されている。また、ドラム７０の内径壁部７６の外側に、環状の皿ばね６０がスナップリング６８で抜止めされている。皿ばね６０の内径側の一方の面は、スナップリング６８に接し、外径側の他方の面は、ピストン５４の一部に接しているので、皿ばね６０は、ピストン５４を油圧室５１の方向（相手部材７２と反対方向）に付勢することができる。

スナップリング６８は、図６（ａ）に示すように、その両面に、外周側に向かって先細りのテーパ６９を具えている。図６（ｂ），（ｃ）に示されているように、皿ばね６０の内径側の一方の面がスナップリング６８のテーパ６９の面に接しているので、図６（ｂ）に示されている、油圧によってピストン５４がプレッシャプレート７２ａ（図５参照）方向に移動し、皿ばね６０が反転している状態から、図６（ｃ）に示されている、油圧が解放され、ピストン５４が皿ばね６０によって油圧室５１方向に押戻されている状態までの皿ばね６０とスナップリング６８との着力点Ｐの位置は変動しない。ここで、スナップリング６８のように、外周側に向かって先細りのテーパを設けた場合、皿ばね６０の内径側の一方の面は、スナップリング６８のテーパ６９の面（テーパ６９の開始位置の面を含む。）に接している必要がある。また、ピストン５４の作動範囲内で、着力点Ｐよりも内径側及び外径側の皿ばね６０のスナップリング６８側の面がスナップリング６８の皿ばね６０側の面に接しないように皿ばね６０の形状及びテーパ６９のテーパ角を設定する必要がある。これらが接してしまうと、着力点Ｐの位置がずれてしまうからである。なお、スナップリング６８の場合、テーパは両面に設けられているが、これはスナップリング６８の皿ばね６０側の面に設ければ足りる。本構成により、多板クラッチ５０は、皿ばね６０の着力点Ｐから皿ばね６０とピストン５４との接点である着力点Ｑまでの距離が変動しないので、多板ブレーキ１０と同様の効果を奏することができる。なお、スナップリング６８の皿ばね６０側の面を、図３，４に示すスナップリング２８ａ，２８ｂの皿ばね２０側の面のような形状にすることもできる。

また、図７に示すように、皿ばね６０とスナップリング６８ａの間に設けられる環状部材６１の皿ばね６０側の面に、その外周側に向かって先細りのテーパ６３を設けた態様としてもよい。これにより、多板クラッチ５０と同様の効果を奏することができる。なお、環状部材６１は、主に、スナップリング６８ａが遠心力によってドラム７０の内径壁部７６から抜け落ちてしまうのを防ぐために使用されるものである。皿ばね６０の内径側の一方の面は、環状部材６１のテーパ６３の面（テーパ６３の開始位置の面を含む。）に接している必要があること、及びピストン５４の作動範囲内で、着力点Ｐよりも内径側及び外径側の皿ばね６０の面が環状部材６１の皿ばね６０側の面に接しないように皿ばね６０の形状及びテーパ６３のテーパ角を設定する必要があるということは、スナップリング６８（図５，６参照）と同じである。また、環状部材６１の皿ばね６０側の面を、図３，４に示すスナップリング２８ａ，２８ｂの皿ばね２０側の面のような形状にすることもできる。

以上説明したように、本発明によれば、皿ばねの反転時までを含めて、皿ばねの荷重特性を安定させることができるので、荷重設計の自由度が高い摩擦係合装置を提供することができる。

１０，５０，５０ａ 摩擦係合装置（多板ブレーキ，多板クラッチ）
１１，５１ 油圧室
１４，５４ ピストン
１６，５６ 押圧部
２０，６０ 皿ばね
２８，６８，６８ａ スナップリング
３０ ケース
３２，７２ 相手部材
３２ａ，７２ａ プレッシャプレート
３４，７４ 外径壁部
４０，８０ ハブ
４２，８２ 摩擦板
６１ 環状部材
７０ ドラム
Ｐ 着力点

Claims (3)

1. 円筒状のケース及び回転可能なハブと、
   前記ケースの外径壁部の内側にスプライン嵌合し、プレッシャプレートを含む相手部材と、
   前記ハブに取付けられ、前記相手部材と摩擦係合する摩擦板と、
   前記ケースの内部に設けられている油圧室と、
   前記油圧室に嵌合され、該油圧室に作動油が供給されることにより前記ケースの軸方向に作動するピストンと、
   前記ピストンに連動し、前記プレッシャプレートを前記ケースの軸方向に押圧する押圧部と、
   前記ケースの外径壁部の内側であって、前記プレッシャプレートとピストンとの間に嵌込まれ、スナップリングで抜止めされ、外径側の一方の面が前記スナップリングと接し、内径側の他方の面が前記ピストンに接し、前記ピストンを押戻す皿ばねを有する摩擦係合装置であって、
   前記皿ばねの反転までを含む前記ピストンの作動範囲において、前記スナップリングが、前記皿ばね側の面に、その径方向断面で前記皿ばねの単一の着力点を有し、前記皿ばねとスナップリングとの着力点から前記皿ばねとピストンとの接点までの距離が一定であることを特徴とする、
   摩擦係合装置。
2. 回転可能なドラム及びハブと、
   前記ドラムの外径壁部の内側にスプライン嵌合し、プレッシャプレートを含む相手部材と、
   前記ハブに取付けられ、前記相手部材と摩擦係合する摩擦板と、
   前記ドラムの内部に設けられている油圧室と、
   前記油圧室に嵌合され、該油圧室に作動油が供給されることにより前記ドラムの軸方向に作動するピストンと、
   前記ピストンに連動し、前記プレッシャプレートを前記ドラムの軸方向に押圧する押圧部と、
   前記ドラムの内径壁部の外側に嵌込まれ、スナップリングで抜止めされ、内径側の一方の面が前記スナップリングと接し、外径側の他方の面が前記ピストンと接し、前記ピストンを押戻す皿ばねを有する摩擦係合装置であって、
   前記皿ばねの反転までを含む前記ピストンの作動範囲において、前記スナップリングが、前記皿ばね側の面に、その径方向断面で前記皿ばねの単一の着力点を有し、前記皿ばねとスナップリングとの着力点から前記皿ばねとピストンとの接点までの距離が一定であることを特徴とする、
   摩擦係合装置。
3. 回転可能なドラム及びハブと、
   前記ドラムの外径壁部の内側にスプライン嵌合し、プレッシャプレートを含む相手部材と、
   前記ハブに取付けられ、前記相手部材と摩擦係合する摩擦板と、
   前記ドラムの内部に設けられている油圧室と、
   前記油圧室に嵌合され、該油圧室に作動油が供給されることにより前記ドラムの軸方向に作動するピストンと、
   前記ピストンに連動し、前記プレッシャプレートを前記ドラムの軸方向に押圧する押圧部と、
   前記ドラムの内径壁部の外側に嵌込まれ、スナップリング及び該スナップリングに隣接する環状部材で抜止めされ、内径側の一方の面が前記環状部材と接し、外径側の他方の面が前記ピストンと接し、前記ピストンを押戻す皿ばねを有する摩擦係合装置であって、
   前記皿ばねの反転までを含む前記ピストンの作動範囲において、前記環状部材が、前記皿ばね側の面に、その径方向断面で前記皿ばねの単一の着力点を有し、前記皿ばねと環状部材との着力点から前記皿ばねとピストンとの接点までの距離が一定であることを特徴とする、
   摩擦係合装置。

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