JP2942701B2 - 湿式クラッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両の自動変速装置な
どに採用される湿式クラッチ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の自動変速装置として、図５のよう
にエンジン１とトランスミッション２との間にロックア
ップクラッチ４付きのトルクコンバータ３と動力遮断ク
ラッチ５を直列に介装すると共に、トランスミッション
２のシフトレバー機構６と、トルクコンバータ３のロッ
クアップクラッチ４および動力遮断クラッチ５をオイル
ポンプ７からの油圧でそれぞれ駆動するバルブ機構８
と、エンジン１とシフトレバー機構６およびバルブ機構
８の作動を制御する操作部９を備えるものが知られてい
る（実開平２ー６８５０号公報など）。

【０００３】トルクコンバータ３は図６のようにポンプ
シェル１０とタービンシェル１１およびステータ１２
と、これらを支持するタービンシャフト３ａ（ケーシン
グに固定）で構成され、タービンホイール１３とインプ
ットディスク１４を断続するロックアップクラッチ４の
ほか、動力遮断クラッチ５がタービンホイール１３内に
組み付けられる。

【０００４】エンジンが回転すると、その動力はロック
アップクラッチ４がオフ（切断）状態のときに実線矢印
で示すようにインプットディスク１４からポンプシェル
１０，タービンシェル１１を経てアウトプットシャフト
１５側に、車両が所定の走行状態へ移行してロックアッ
プクラッチがオン（接続）すると点線矢印で示すように
インプットディスク１４から直にタービンホイール１３
を経てアウトプットシャフト１５側に伝達される。

【０００５】ロックアップクラッチ４を駆動するのがピ
ストン１６で、クラッチ接続時に油圧の供給を受けると
インプットディスク１４側のクラッチプレート１７とタ
ービンホイール１３側のクラッチプレート１８をプレッ
シャプレート１９へ押圧すると共に、クラッチ切断時に
油圧が開放されるとこれらプレート１７〜１９への押圧
を解除する。

【０００６】動力遮断クラッチ５はタービンホイール１
３とアウトプットシャフト１５との間に介装され、トラ
ンスミッション２のギヤシフト時にアウトプットシャフ
ト１５への動力を断続する。クラッチ５を駆動するのが
ピストン２０で、プレッシャプレート２１との間にター
ビンホイール１３側のクラッチプレート２１とクラッチ
ディスク２４側のクラッチプレート２３が介装される。

【０００７】ピストン２０はピン２５でタービンホイー
ル１３に支持され、クラッチ接続時に油圧の供給を受け
るとクラッチプレート２２，２３をプレッシャプレート
２１へ押圧すると共に、クラッチ切断時に油圧が開放さ
れるとこれらプレート２１〜２３への押圧を解除する。
２６は回転変動を吸収するダンパスプリングで、ハブフ
ランジ２７とクッショニングプレート２８との間に介装
される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例では動力遮断クラッチ５が湿式のため、オイル粘
性の影響でクラッチ切断時にドラッグトルクが発生し、
発進時などでトランスミッションのギヤ回転が止まら
ず、ギヤセットをスムーズに行えないという不具合があ
った。

【０００９】この発明はこのような問題点を解決するた
め、ドラッグトルクの発生に伴うつれ回りを有効に抑制
できる湿式クラッチの提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、動力の
伝達経路を断続する湿式クラッチ装置において、クラッ
チの従動側に先端面が接触可能な制動ピストンを設け、
このピストンを軸方向へ摺動自由に支持するシリンダを
ケーシング側に形成し、シリンダ内のピストン後端面に
作動圧を導く流体経路と、流体経路の作動圧を制御する
給排バルブと、を設けると共に、クラッチの従動側と制
動ピストンとの接触面の少なくともいずれか一方を摩擦
フェーシングで形成し、制動ピストンをクラッチの従動
側から離れる方向へ付勢するリターンスプリングを設け
る。

【００１１】第２の発明では、動力の伝達経路を断続す
る湿式クラッチ装置において、クラッチディスクと所定
のクリアランスを介して向き合う円盤状の制動プレート
を、その内径部を介してクラッチディスクのハブフラン
ジ外周にベアリングを介して回転自在に支持すると共に
ケーシング側の固定部材に結合する。

【００１２】第３の発明では、動力の伝達経路を断続す
る湿式クラッチ装置において、クラッチの従動側と所定
のクリアランスを介して向き合う制動プレートをケーシ
ング側に形成すると共に、これらの向き合う面にクリア
ランスをクラッチの出力軸と同心円上で径方向に蛇行さ
せる凹凸を付加する。

【００１３】第４の発明では、第２の発明または第３の
発明における、制動プレートはバイメタルまたは形状記
憶合金を用いて、油温が上昇するとクラッチディスクか
ら離間する変形を起こすように形成する。

【００１４】

【００１５】

【作用】第１の発明では、クラッチ切断時に給排バルブ
を介してシリンダへ作動圧を供給すると、制動ピストン
が作動圧でクラッチの従動側に押し付けられるので、ク
ラッチの従動側との間に摩擦フェーシングを介して制動
力（摩擦力）が働くため、ドラッグトルクに伴うつれ回
りを効果的に抑制することができる。クラッチ接続時は
給排バルブが切り替わり、シリンダの作動圧を開放する
と、クラッチの従動側に働く制動ピストンの押圧力が解
除される。この場合、制動ピストンをクラッチの従動側
から離れる方向へ付勢するリターンスプリングを備える
ため、制動ピストンはリターンスプリングの付勢力によ
り、クラッチの従動側から適確に離され、初期位置に安
定的に保持される。そのため、制動ピストンがクラッチ
の従動側から離れなかったり、クラッチ接続中に制動ピ
ストンが勝手に動いて摩擦フェーシングにクラッチの従
動側または制動ピストンが接触したりするようなことも
なく、制動ピストンに起因する動力の摩擦損失を解消す
ることができる。

【００１６】第２の発明では、クラッチディスクと制動
プレートとのクリアランスに低温時はオイルの粘性結合
が発生するため、その抵抗力（摩擦力）でドラックトル
クに伴うつれ回りを抑制できる。オイルの温度が上昇す
ると、ドラックトルクは低減するのであり、クリアラン
スの粘性結合も解消されるため、クラッチディスクに向
き合う制動プレートに起因する動力の摩擦損失はおのず
と減少する。

【００１７】第３の発明では、クラッチの従動側と制動
プレートとの互いに向き合う表面積が凹凸で増加するの
で、低温時にオイルの粘性抵抗でクリアランスに働く制
動力が増大するため、クラッチのつれ回りを効果的に抑
制できる。また、動力の摩擦損失を減少させる上から、
クリアランスを大きく設定することも可能になる。

【００１８】第４の発明では、低温時は所定のクリアラ
ンスでクラッチのつれ回りが抑制できる一方、オイルの
温度が上昇すると、制動プレートが変形してクリアラン
スを広げるため、動力の摩擦損失を適確に低減できる。
つまり、制動プレートの変形で摩擦損失の低減が図れる
ため、クリアランスを小さく設定することにより、低温
時の制動力を高めることができる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【実施例】図１は自動変速装置のトルクコンバータへの
適用例を表すもので、トルクコンバータ３はポンプシェ
ル１０とタービンシェル１１およびステータ１２と、こ
れらを回転自由に支持するタービンシャフト３ａ（ケー
シングに固定）で構成され、従前と同じくタービンホイ
ール１３とインプットディスク１４を断続するロックア
ップクラッチ４のほか、動力遮断クラッチ５（湿式クラ
ッチ）がタービンホイール１３内に組み付けられる。な
お、図６と同じ部品には同じ符号を付けて、重複説明を
省略する。

【００２２】遮断クラッチ５については、クラッチディ
スク２４に隣接してピストンガイド３０が設けられる。
ピストンガイド３０はクラッチディスク２４に向き合う
円盤状に形成され、その内径部でハブフランジ２７との
間にローラベアリング３１を介在させてタービンシャフ
ト３ａ（ケーシングに固定）外周にスプライン嵌合され
る。ピストンガイド３０の片面にはクラッチディスク２
４に向けて開口する複数のシリンダ３２が同じ円周上で
等間隔に形成され、これらに制動ピストン３３が軸方向
へ摺動自由に収装される。

【００２３】制動ピストン３３は先端側に切欠部３４が
形成され、その内側にシリンダ３２との間でピストン３
３をクラッチディスク２４から離れる方向へ付勢するリ
ターンスプリング３５が設けられる。ピストン３３との
接触面をクラッチディスク２４に形成するのが摩擦フェ
ーシング３６で、クッショニングプレート２８に台座状
のブラケット３７を介して取り付けられる。

【００２４】各シリンダ３２の底面には制動ピストン３
３の後端面との隙間４０（油室）を確保する***部３８
が形成される。これらシリンダ３２へ油圧を供給するた
め、アウトプットシャフト１５を貫通する油道３９が追
加され、その油道３９からタービンシャフト３ａおよび
ピストンガイド３０を通して各油室４０へ油圧を導く連
通路４１が設けられる。

【００２５】油道３９は図２のように電磁弁４３を介し
てオイルポンプ４４とオイルタンク４５に接続される。
ケーシング内のオイル充填量を一定に保つため、油圧の
漏れ量をオイルタンク４５へ還流させるドレーン回路４
６が設けられる。電磁弁４３は動力遮断クラッチ５の操
作信号（例えば、圧力スイッチで検出されるピストン２
０への油圧信号）を受けて、図３のようにクラッチ切断
時にソレノイド４３ａへの通電のオンでポンプ４４から
油道３９へオイルを供給する（１．０１〜１．０３）。
クラッチ接続中はソレノイド４３ａへの通電のオフで油
道３９の油圧をオイルタンク４５に開放する（１．０
４，１．０５）。

【００２６】このような構成により、トランスミッショ
ンのギヤシフト時に動力遮断クラッチ５が切断される
と、タービンホイール１３は回転しているため、オイル
粘性の影響でクラッチ５にドラッグトルクが発生する
が、クラッチ５の切断と同時にポンプ４４から電磁弁４
３を通して油道３９へ油圧が供給されるので、シリンダ
３２内の制動ピストン３３は摩擦フェーシング３６に押
し付けられる。そのため、クラッチディスク２４に制動
力が働くから、ドラッグトルクに伴うつれ回りを抑制で
きる。つまり、発進時などでトランスミッションのギヤ
回転を速やかに停止して、ギヤセットをスムーズに行う
ことが可能になる。

【００２７】クラッチ接続時は電磁弁４３がシリンダ３
２の油圧を開放するため、摩擦フェーシング３６に働く
制動ピストン３３の押付力が解除され、クラッチディス
ク２４はタービンホイール１３から動力の伝達を受けて
一体に回転する。その際、シリンダ３２の油圧が開放さ
れると、リターンスプリング３５で制動ピストン３３が
摩擦フェーシング３６から離されるため、クラッチ接続
中にピストン３３が摩擦フェーシング３６に接触するの
を適確に防止できる。

【００２８】制動ピストン３３はクラッチディスク２４
と直に接触させるようにしても良いが、この例では摩擦
フェーシング３６でピストン３３との接触面を形成する
ので、クラッチディスク２４側に働く制動力が高まるた
め、クラッチ５のつれ回りを効果的に抑制できる。

【００２９】なお、トランスミッションのシフト位置や
トルクコンバータ内の油温によってクラッチディスク２
４への制動力を必要としない場合も考えらえるため、動
力遮断クラッチ５の操作信号にギヤシフトの要求信号や
油温の検出信号を加えて電磁弁４３を制御するようにし
ても良い。また、ポンプ４４として専用の電動ポンプを
用い、その回転をオンーオフ制御すれば、電磁弁４３を
省略できる。

【００３０】図４は他の実施例を示すもので、５がトル
クコンバータ３のタービンホイール１３内に位置する動
力遮断クラッチ（湿式クラッチ）で、クラッチディスク
２４のクッショニングプレート２８に案内プレート５０
が取り付けられ、これに所定のクリアランスＡで向き合
う制動プレート５１が設けられる。制動プレート５１は
変形容易な円盤部５１ａと金属製の内径部５１ｂから構
成され、内径部５１ｂでクラッチディスク２４のハブフ
ランジ２８との間にローラベアリング３１を介在させて
タービンシャフト３ａ（ケーシングに固定）外周にスプ
ライン嵌合される。

【００３１】制動プレート５１は円盤部５１ａの背面に
形状記憶合金５２が接合され、低温時に案内プレート５
０と所定のクリアランスＡを確保する一方、充填オイル
の温度が所定値以上になると、形成金属合金５２の変形
で円盤部５１ａが反って案内プレート５０から離れるよ
うになっている。制動プレート５１と案内プレート５０
の向き合う面についてはフラットでも良いが、この例で
はクリアランスＡをアウトプットシャフト１５と同心円
上で径方向へジグザクに蛇行させる鋸刃状の凹凸５３に
形成される。なお、図１と同じ部品は同じ符号を付け
る。

【００３２】このように構成すると、クラッチディスク
２４側の案内プレート５０とタービンシャフト３ａ側の
制動プレート５１とのクリアランスＡで、低温時にオイ
ルの粘性結合が発生するため、その摩擦力でドラッグト
ルクに伴うつれ回りを抑制できる。オイルの温度が上昇
すると、オイルの粘性が低下するため、仮に制動プレー
ト５１全体を金属で形成しても、クリアランスＡに働く
結合力は解消するので、動力の摩擦損失が減少すること
になる。

【００３３】この場合、案内プレート５０と制動プレー
ト５１との向き合う表面積が鋸刃状の凹凸５３で増加す
るので、クリアランスＡに働くオイルの粘性結合が強ま
るため、プレート５０と５１を大きくすることなく、ク
ラッチ５のつれ回りを効果的に抑制できる。また、制動
プレート５１は低温時に案内プレート５０と所定のクリ
アランスＡで向き合うが、オイルの温度が上昇すると、
形成記憶合金５２の変形で円盤部５１ａが案内プレート
５０から離れるので、動力の摩擦損失を適確に低減でき
る。つまり、プレート５１の変形で摩擦損失の低減が図
れるため、クリアランスａを小さくして低温時の制動力
を高めに設定することが可能になる。なお、形状記憶合
金５２に替えてバイメタルを用いても良い。

【００３４】

【発明の効果】第１の発明によれば、動力の伝達経路を
断続する湿式クラッチ装置において、クラッチの従動側
に先端面が接触可能な制動ピストンを設け、このピスト
ンを軸方向へ摺動自由に支持するシリンダをケーシング
側に形成し、シリンダ内のピストン後端面に作動圧を導
く流体経路と、流体経路の作動圧を制御する給排バルブ
と、を設けると共に、クラッチの従動側と制動ピストン
との接触面の少なくともいずれか一方を摩擦フェーシン
グで形成し、制動ピストンをクラッチの従動側から離れ
る方向へ付勢するリターンスプリングを設けたので、ク
ラッチ接続中に制動ピストンの接触で生じる動力の摩擦
損失を適確に防止すると共に、低温時のドラックトルク
に伴うクラッチのつれ回りを効果的に抑制することがで
きる。

【００３５】第２の発明によれば、動力の伝達経路を断
続する湿式クラッチ装置において、クラッチディスクと
所定のクリアランスを介して向き合う円盤状の制動プレ
ートを、その内径部を介してクラッチディスクのハブフ
ランジ外周にベアリングを介して回転自在に支持すると
共にケーシング側の固定部材に結合したので、クリアラ
ンスに働く油の粘性抵抗が温度に依存して変化すること
から、低温時のドラックトルクに伴うクラッチのつれ回
りを抑制すると共に、高温時のクラッチ接続中にクリア
ランスで生じる動力の摩擦損失を低減することができ
る。また、構成が簡単で駆動手段も一切必要としないた
め、コストの面で大きなメリットが得られる。

【００３６】第３の発明によれば、動力の伝達経路を断
続する湿式クラッチ装置において、クラッチの従動側と
所定のクリアランスを介して向き合う制動プレートをケ
ーシング側に形成すると共に、これらの向き合う面にク
リアランスをクラッチの出力軸と同心円上で径方向に蛇
行させる凹凸を付加したので、低温時にオイルの粘性抵
抗でクリアランスに働く制動力が増大するため、クラッ
チのつれ回りを効果的に抑制できる。また、動力の摩擦
損失を減少させる上から、クリアランスを大きく設定す
ることも可能になる。

【００３７】第４の発明によれば、第２の発明または第
３の発明における、制動プレートはバイメタルまたは形
状記憶合金を用いて、油温が上昇するとクラッチディス
クから離間する変形を起こすように形成したので、クリ
アランスを小さく設定することにより、低温時に働く油
の粘性結合を強めることが可能になる。

【００３８】

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すトルクコンバータの断
面図である

【図２】同じくピストンの油圧配管図である。

【図３】同じく電磁弁の制御内容を説明するフローチャ
ートである。

【図４】他の実施例を示すトルクコンバータの断面図で
ある。

【図５】従来技術を説明する自動変速装置のシステム概
要図である。

【図６】同じくトルクコンバータの断面図である。

【符号の説明】

３ａ タービンシャフト ５ 動力遮断クラッチ（湿式クラッチ） １３ タービンホイール １４ インプットディスク １５ アウトプットシャフト ２０ ピストン ２１ プレッシャプレート ２２，２３ クラッチプレート ２４ クラッチディスク ２５ ピン ２６ ダンパスプリング ２７ ハブフランジ ２８ クッションプレート ３０ ピストンガイド ３１ ローラベアリング ３２ シリンダ ３３ 制動ピストン ３５ リターンスプリング ３６ 摩擦フェーシング ３９ 油道 ４０ 油室 ４１ 連通路 ４３ 電磁弁 ４４ ポンプ ４５ オイルタンク ５０ 案内プレート ５１ 制動プレート ５２ 形状記憶合金 ５３ 凹凸

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力の伝達経路を断続する湿式クラッチ装
   置において、クラッチの従動側に先端面が接触可能な制
   動ピストンを設け、このピストンを軸方向へ摺動自由に
   支持するシリンダをケーシング側に形成し、シリンダ内
   のピストン後端面に作動圧を導く流体経路と、流体経路
   の作動圧を制御する給排バルブと、を設けると共に、ク
   ラッチの従動側と制動ピストンとの接触面の少なくとも
   いずれか一方を摩擦フェーシングで形成し、制動ピスト
   ンをクラッチの従動側から離れる方向へ付勢するリター
   ンスプリングを設けたことを特徴とする湿式クラッチ装
   置。
2. 【請求項２】動力の伝達経路を断続する湿式クラッチ装
   置において、クラッチディスクと所定のクリアランスを
   介して向き合う円盤状の制動プレートを、その内径部を
   介してクラッチディスクのハブフランジ外周にベアリン
   グを介して回転自在に支持すると共にケーシング側の固
   定部材に結合したことを特徴する湿式クラッチ装置。
3. 【請求項３】動力の伝達経路を断続する湿式クラッチ装
   置において、クラッチの従動側と所定のクリアランスを
   介して向き合う制動プレートをケーシング側に形成する
   と共に、これらの向き合う面にクリアランスをクラッチ
   の出力軸と同心円上で径方向に蛇行させる凹凸を付加し
   たことを特徴とする湿式クラッチ装置。
4. 【請求項４】制動プレートはバイメタルまたは形状記憶
   合金を用いて、油温が上昇するとクラッチディスクから
   離間する変形を起こすように形成したことを特徴とする
   請求項２または請求項３に記載の湿式クラッチ装置。