JP2004340280A

JP2004340280A - 変速機用発進クラッチ

Info

Publication number: JP2004340280A
Application number: JP2003138206A
Authority: JP
Inventors: Keita Iwasaki; 敬太岩崎; Osamu Furuya; 治古谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】燃費性能と冷却性能の両立を図る変速機用発進クラッチを提供する。
【解決手段】ＣＶＴ２１の入力軸３とクラッチドラム６との間に、クラッチ室１６を塞ぐクラッチ室カバー１１を設け、このクラッチ室カバー１１と入力軸３との間にオイルシール１２を介装し、潤滑回路中に油導入口８ａへの供給油圧を変化させるコントロールバルブ１９と、このコントロールバルブ１９に対し、走行条件に応じた潤滑油供給制御指令を出力するＣＶＴコントロールユニット１８９を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機用発進クラッチの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の発進クラッチとしては、湿式（ウェットタイプ）と乾式（ドライタイプ）がある。ウェットタイプとしては、例えば、特許文献１に開示の技術があり、冷却性に優れている。一方、ドライタイプとしては、例えば、特許文献２に開示の技術があり、ドラッグトルクが小さく燃費が優れている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１４９４１８号公報
【特許文献２】
特開平３−１２１３１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のうち、前者のウェットタイプにあっては、発進クラッチ内が常に潤滑油で満たされているため、ドラッグトルクが大きく、燃費が悪い。一方、後者のドライタイプにあっては、スリップ走行が長時間継続するような状況では、潤滑が不足しがちとなり、冷却性が悪い。すなわち、両者とも燃費と冷却性を両立できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、燃費性能と冷却性能の両立を図る変速機用発進クラッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、第１回転軸と連結し、内周面にフリクションプレートを設けたクラッチドラムと、第２回転軸と連結してクラッチドラム内側に位置し、外周面にフリクションプレートと対向するクラッチプレートを設けたクラッチハブと、油圧源から供給されるクラッチ圧に応じてフリクションプレートを押圧するクラッチピストンと、前記フリクションプレートとクラッチプレートとの間のクラッチ室に面してクラッチハブに形成した油導入口と、前記クラッチ室に面してクラッチドラムに形成した油排出口と、潤滑油源と油導入口とを連通する潤滑回路と、を備えた変速機用発進クラッチにおいて、前記第２回転軸とクラッチドラムとの間に、クラッチ室を塞ぐクラッチ室カバーを設け、このクラッチ室カバーと第２回転軸との間にオイルシールを介装し、走行条件を検出する走行条件検出手段と、前記潤滑回路中に設け、油導入口への供給油圧を変化させる油圧供給手段と、この油圧供給手段に対し、走行条件に応じた潤滑油供給制御指令を出力する供給油圧制御手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の変速機用発進クラッチにあっては、平地走行やアイドル等の通常の走行条件では、燃費を優先するために潤滑油量を減らしてクラッチ室をドライ状態とし、一方、極低温時や登坂路などで冷却性能を向上させたい場合には、潤滑油量を増やしてクラッチ室をウェット状態（潤滑油が充填された状態）とすることができるため、燃費性能と冷却性能の両立を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の変速機用発進クラッチを実現する実施の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１に、第１実施例の変速機用発進クラッチを用いたベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴと略記する。）のレイアウトを示す。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は車両前方から見た正面図である。
【００１０】
ＣＶＴ２１は、発進クラッチ１と、前後進切り換え機構２２と、図示しないＶベルトを挟持するプライマリプーリ２３およびセカンダリプーリ２４とを主要な構成としている。
【００１１】
図２は、発進クラッチ１の構造を示す側面図である。
第１実施例の発進クラッチ１は、クランクシャフト（第１回転軸に相当）２とＣＶＴ２１の入力軸（第２回転軸に相当）３との間に設けられている。発進クラッチ１は、オイルシール４を介してクランクシャフト２に固定された固定ハウジング５と、クラッチドラム６と、クラッチピストン７と、クラッチハブ８とを備え、従来のドライタイプのクラッチとほぼ同一の構造を有している。
【００１２】
クラッチドラム６には、複数のフリクションプレート９が設けられている。一方、クラッチハブ８には、フリクションプレート９と互い違いに対向するように、複数のクラッチプレート１０が設けられている。クラッチドラム６には、クラッチプレート１０に面して油排出口６ａが形成されている。また、クラッチハブ８には油導入口８ａが形成されている。
【００１３】
第１実施例の発進クラッチ１は、従来のドライタイプのクラッチに対して、クラッチドラム６にクラッチ室カバー１１およびオイルシール１２を設け、内周部よりフリクションプレート９とクラッチプレート１０との摺動面を潤滑する潤滑回路上に可変潤滑弁１３および電動ソレノイド１４を設けるとともに、空気導入孔１５ａを有する空気通路１５を形成した点で構造が異なる。
【００１４】
クラッチ室カバー１１とオイルシール１２は、フリクションプレート９とクラッチプレート１０との間の空間に形成されたクラッチ室１６に潤滑油を溜めておくためのものである。また、クラッチハブ８とクラッチピストン７との間の空間には、クラッチ室１６の潤滑回路として、油溜室２０が形成されている。
【００１５】
図２において、固定ハウジング５とクラッチドラム６との間の※は、潤滑油が供給されない空間を示している。一方、クラッチ室１６とクラッチハブ８内側の油溜室２０の♯は、潤滑油が供給される空間を示している。
【００１６】
可変潤滑弁１３は、油供給口１７に供給する潤滑油圧を変化させる。また、電動ソレノイド１４は、ＣＶＴコントロールユニット１８からの制御信号に応じて可変潤滑弁１３を作動させる。これら可変潤滑弁１３と電動ソレノイド１４とで油圧制御機構（以下、コントロールバルブ）１９が構成されている。このコントロールバルブユニット１９は、図１に示したように、潤滑油に浸った状態でＣＶＴ２１の最下部に配置されている。
【００１７】
空気通路１５は、空気導入孔１５ａから採り入れた空気を可変潤滑弁１３に供給するためのものである。なお、可変潤滑弁１３は、潤滑油量（潤滑油圧）を減少する方向にストロークさせたとき、空気通路１５を介して空気導入孔１５ａと油供給口１７とが連通するよう構成されている。図１（ｂ）に示すように、空気導入孔１５ａは、ＣＶＴ２１の潤滑油上方に位置し、潤滑油が流入しない構成となっている。
【００１８】
ＣＶＴコントロールユニット１８は、走行条件に応じて電動ソレノイド１４を制御し、クラッチ室１６へ供給される潤滑油量を制御する。
【００１９】
次に、作用を説明する。
［潤滑油量減少時］
コントロールバルブ１９で潤滑油量を減少させたとき、すなわち、潤滑油量を減少させるように可変潤滑弁１３を作動させたときには、空気導入孔１５ａと油供給口１７とが連通する。このとき、発進クラッチ１では、クラッチ室１６内の潤滑油がクラッチ回転による遠心力によって油排出口６ａから排出され、図３（ａ）に示すように、クラッチ板９，１０間の油面半径差が小さくなり、クラッチ室１６内に負圧が発生する。これにより、空気導入孔１５ａから空気通路１５を介してクラッチ室１６に空気が吸い込まれ、クラッチ室１６および油溜室２０がドライ状態となる。
【００２０】
［潤滑油量増加時］
コントロールバルブ１９で潤滑油量を増加させたとき、すなわち、潤滑油量を増加させるように可変潤滑弁１３を作動させたとき、発進クラッチ１では、油排出口６ａからの油排出性能が低下し、図３（ｂ）に示すように、クラッチ板９，１０間の油面半径差が大きくなって、クラッチ室１６および油溜室２０に潤滑油が充満し、ウェット状態となる。
【００２１】
［走行条件による潤滑油量制御作用］
図４は、第１実施例の発進クラッチ１の特性を示す説明図であり、従来のウェットタイプとドライタイプの特性も合わせて記載している。
【００２２】
［従来のクラッチの特性］
（普段の走行条件）
従来のウェットタイプでは、平地走行時はドラッグトルク（引きずりトルク）が大きく、アイドル時は燃費が悪いという欠点を有している。これらの欠点は、低温であるほど顕著に現れる。一方、従来のドライタイプでは、平地走行時はドラッグトルクが小さく、アイドル時は燃費に有利である。すなわち、普段の走行条件では、ドラッグトルクが小さい分だけウェットタイプよりもドライタイプが有利である。
【００２３】
（特別な走行条件）
従来のウェットタイプでは、強制潤滑が可能であるため、クラッチ板（フリクションプレート，クラッチプレート）の温度を下げやすく、冷却性能が有利である。一方、従来のドライタイプでは、クラッチ板の温度を下げにくく、冷却性能の点で不利である。すなわち、特に極低温時等の特別な走行条件では、冷却性能の点でドライタイプよりもウェットタイプの方が有利である。
【００２４】
［第１実施例の発進クラッチの特性］
これに対し、第１実施例の発進クラッチ１では、通常の走行条件（平地走行時およびアイドル時）においては、潤滑流量を減らすことにより、粘度ドラッグを低くして燃費向上を図ることができる。すなわち、従来のドライタイプと同様の効果が得られる。
【００２５】
一方、特別な走行条件（極低速、登坂およびヒルホールド等）では、強制潤滑により潤滑流量を増加させることにより、冷却性能の向上によるクラッチフェーシング面の温度を低減を図ることができる。すなわち、従来のウェットタイプと同様の効果が得られる。
【００２６】
すなわち、第１実施例の発進クラッチ１にあっては、走行条件に応じて潤滑油量を制御することにより、従来のドライタイプとウェットタイプの有利な点を併せ持つことができる。
【００２７】
次に、効果を説明する。
第１実施例の変速機用発進クラッチ１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００２８】
（１）クラッチ室１６をクラッチ室カバー１１とオイルシール１２により塞ぎ、油導入孔８ａから供給された潤滑油を油排出口６ａからのみ排出可能とし、走行条件に応じてコントロールバルブ１９により供給する潤滑油量を制御するため、通常の走行条件では、燃費を優先するために潤滑油量を減らしてクラッチ室をドライとし、一方、極低温時や登坂路などで冷却性能を向上させたい場合には、潤滑油量を増やしてクラッチ室をウェット（潤滑油を充満させる）ことができ、燃費性能と冷却性能の両立を図ることができる。
【００２９】
（２）油導入口８ａと大気とを連通させる空気通路１５を設けたため、クラッチ室１６をウェット状態からドライ状態へ切り換えるとき、油溜室２０に空気を導入することで、油溜室２０内の負圧の発達が抑制され、油排出口６ａから速やかに潤滑油を排出することができ、切り換えレスポンスが高い。
【００３０】
（３）コントロールバルブ１９に空気通路１５を接続し、コントロールバルブ１９において潤滑油量を減らしたとき、油導入口８ａと大気とが連通することとしたため、潤滑油路の他に空気導入経路を設ける必要が無く、設計が容易であるとともにレイアウトに優れる。
【００３１】
（第２実施例）
図５は、第２実施例の変速機用発進クラッチを用いたＣＶＴのレイアウトを示す図である。
【００３２】
第２実施例の発進クラッチは、コントロールバルブ１９に空気導入孔１５ａを有する空気通路１５を形成した第１実施例に対し、出力軸発進クラッチ１のクラッチハブ８に空気導入孔３０を形成した点で異なる。
【００３３】
次に、効果を説明する。
（４）ＣＶＴ２１の入力軸３に空気導入孔３０を形成したため、コントロールバルブ１９に空気通路を形成した第１実施例と比較して、空気通路１５を省くことができ、構造の簡易化を図りつつ、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００３４】
（その他の実施例）
以上、本発明の変速機用発進クラッチを第１，第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これら実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００３５】
例えば、第１，第２実施例では、発進クラッチ１をＣＶＴ２１の入力軸３側に設けたが、ＣＶＴ２１の出力軸側に設けた構成としてもよい。
【００３６】
また、第１，第２実施例では、クラッチ板（フリクションプレート，クラッチプレート）を複数設けて多板型としたが、それぞれ一枚ずつ設けた単板型でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の変速機用発進クラッチを用いたＣＶＴのレイアウトを示す図である。
【図２】発進クラッチの構造を示す側面図である。
【図３】第１実施例の作用を示す説明図である。
【図４】第１実施例の発進クラッチの特性を示す説明図である。
【図５】第２実施例の変速機用発進クラッチを用いたＣＶＴのレイアウトを示す図である。
【符号の説明】
１発進クラッチ
２クランクシャフト
３入力軸
４オイルシール
５固定ハウジング
６クラッチドラム
６ａ油排出口
７クラッチピストン
８クラッチハブ
８ａ油導入口
９フリクションプレート
１０クラッチプレート
１１クラッチ室カバー
１２オイルシール
１３可変潤滑弁
１４電動ソレノイド
１５空気通路
１５ａ空気導入孔
１６クラッチ室
１７油供給口
１８ＣＶＴコントロールユニット
１９コントロールバルブ
２０油溜室
２１ＣＶＴ
２２前後進切り換え機構
２３プライマリプーリ
２４セカンダリプーリ

Claims

第１回転軸と連結し、内周面にフリクションプレートを設けたクラッチドラムと、
第２回転軸と連結してクラッチドラム内側に位置し、外周面にフリクションプレートと対向するクラッチプレートを設けたクラッチハブと、
油圧源から供給されるクラッチ圧に応じてフリクションプレートを押圧するクラッチピストンと、
前記フリクションプレートとクラッチプレートとの間のクラッチ室に面してクラッチハブに形成した油導入口と、
前記クラッチ室に面してクラッチドラムに形成した油排出口と、
潤滑油源と油導入口とを連通する潤滑回路と、を備えた変速機用発進クラッチにおいて、
前記第２回転軸とクラッチドラムとの間に、クラッチ室を塞ぐクラッチ室カバーを設け、
このクラッチ室カバーと第２回転軸との間にオイルシールを介装し、走行条件を検出する走行条件検出手段と、
前記潤滑回路中に設け、油導入口への供給油圧を変化させる油圧供給手段と、この油圧供給手段に対し、走行条件に応じた潤滑油供給制御指令を出力する供給油圧制御手段と、を設けたことを特徴とする変速機用発進クラッチ。
請求項１に記載の車両用発進クラッチにおいて、
前記油導入口と大気とを連通させる空気供給回路と、
この空気供給回路を開閉する空気供給回路開閉手段と、を設け、
前記供給油圧制御手段は、油導入口への供給油圧に応じて空気供給回路開閉手段に対し、回路開閉制御指令を出力することを特徴とする変速機用発進クラッチ。
請求項２に記載の変速機用発進クラッチにおいて、
前記油圧供給手段を油圧供給弁とし、
前記空気供給回路を油圧供給弁と接続し、
前記油圧供給弁は、供給油圧を小さくするように作動したとき、空気供給回路と潤滑回路とを連通させることを特徴とする変速機の発進クラッチ。
請求項２または請求項３に記載の変速機用発進クラッチにおいて、
前記潤滑回路を第２回転軸内部に設け、
前記空気供給回路として、大気と潤滑回路とを連通させる空気導入孔を第２回転軸に形成したことを特徴とする変速機用発進クラッチ。