JPH023716A - 湿式摩擦部材及びこれを用いた変速機用湿式摩擦係合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、摺動方向によって摩擦特性が変化る湿式摩擦
部材及びこれを用いた湿式摩擦クラッチ等の変速機用の
湿式摩擦係合装置に関する。

（従来の技術） 従来、摺動方向によって摩擦特性が変化するような湿式
摩擦部材は知られていない。

ところで、車両用の油圧作動式変速機において、例えば
３速伝動系を確立する３速油圧クラツチからの排油と２
速伝動系を確立する２速油圧クラツチへの給油とを行な
って３速から２速にシフトダウンするような場合、３速
油圧クラツチを早めに解放して変速過程で一時的にニュ
ートラル状態を作ってエンジンを丘かに吹上らせたｈｏ
が、２速油圧クラツチの入力側と出力側の回転数差が小
さくなって、２速油圧クラツチがスムーズに係合し、変
速ショックは小さくなる。

然し、ニュートラル状態が長過ぎると、エンジン回転数
が必要以上に上昇するため、２速油圧クラツチの入力側
と出力側の回転数差が無くなる時点より少し早めに２速
油圧クラツチが係合されるように、２速と３速の油圧ク
ラッチへの給排油を制御しているのが現状であり、その
結果２速油圧クラツチの係合時に入力側の回転数が出力
側の回転数より低い状態からこれと等しくなるまで強制
的に引上げられることになり、２速油圧クラツチの出力
側が該クラッチからエンジンに至るまでの総ての回転部
材の回転の引上げ負荷を負うことになって、この負荷に
より駆動トルクが一時的に大きく低下し、変速のスムー
ズさが損われる。

又、従来、１速伝動系に出力側のオーバ回転を許容する
ワンウェイクラッチを介入した変速機が知られており、
かかる変速機では、２速から１速へのシフトダウンに際
し、２速油圧クラツチの解放によるエンジンの吹上りで
ワンウェイクラッチの入力側の回転数が上昇して、これ
が出力側の回転数を上回ろうとした時点にワンウェイク
ラッチが係合して１速伝動系が確立され、変速機の出力
側が入力側の回転を引上げる負荷を負うことはなく、ス
ムーズな変速が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 以上の如くワンウェイクラッチを伝動系に介入すれば、
変速過程での駆動トルクの低下が防止されて、スムーズ
な変速を行ない得られるようになるが、ワンウェイクラ
ッチを介入した伝動系は、駆動輪側からの逆駆動トルク
を伝達できず、エンジンブレーキが全く効かなくなる問
題があり、そのため中高速域で使用される２速や３速の
伝動系にワンウェイクラッチを介入することはできない
。

この場合、これら２速や３速の伝動系にワンウェイクラ
ッチと並列にその入力側と出力側とを直結弓能な係合要
素を設け、スロットルを極低開度にする等のエンジンブ
レーキを意図する操作を行なったときに該係合要素を作
動して、ワンウェイクラッチの出力側から入力側に逆駆
動トルクを伝達し得るようにすることも考えられるが、
これでは係合要素の付加による変速機の大型化、重量増
、油圧制御装置の複雑化といった多くの不具合を生ずる
。

ところで、油圧クラッチのクラッチ板たる湿式摩擦部材
として摺動方向によって摩擦特性が変化するものを用い
、油圧クラッチの出力側の部材が入力側の部材に対しオ
ーバ回転している状態ではクラッチが滑り易くなるよう
に構成できれば、ワンウェイクラッチを用いずに変速シ
日ツクを低減することが可能となる。

本発明は、かかる要望に適合した湿式摩擦部材、及び変
速機用の湿式摩擦係合装置を提供することをその目的と
している。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく、本発明の湿式摩擦部材では、基
材上に、潤滑油が比較的含浸しにくい第１の摩擦材と潤
滑油が比較的含浸し易い第２の摩擦材とを摺動方向に対
して互に隣り合うように配設すると共に、正逆一方の摺
動方向に対し後方に第１の摩擦材と前方に第２の摩擦材
とが位置する摩擦材同士の境界部に油溝を形成した。×
、本発明摩擦係合装置は、その摩擦部材として、上、２
湿式摩擦部材を、摩擦係合装置の入力側の部材に対する
出力側の部材のオーバ回転を生じたときの摺動方向が前
記一方の摺動力向に合致するように設けた。

（作　用） 本発明摩擦部材の作用を第５図及び第６図を参照して説
明する。

図中（１３は摩擦部材、０Φはその基材、（１５１）は
第１の摩擦材、（１５２）は第２の摩擦材、（ＩＧは油
溝、０７）は摩擦部材（′１３に圧接する相手方部材を
示す。

第５図（ａ）は、摩擦部材■が相手方部材（１７）にλ
・Ｉし前記一方の摺動方向とは逆方向に移動している状
態であり、摺動方向前方（図面で右方）の油溝ＯＧの直
後に油を含浸し易い第２の摩擦材（１５２）が位置し、
加工時前方の油溝（ＩＧがら後方に流れる油は、一部が
外方に押し出されると共に、一部が第２の摩擦材（１５
２）の内部に逃げ込み、残りが第１の摩擦材（１５１）
上に流れてくる。従って、第１の摩擦材（ｔ５１）につ
いて考えると、池の倶給が少なくなり、結果的に第１の
摩擦材（１５ｚ）上の油膜が切れ易くなって、加圧に対
しての抵抗が少なくなり、相手方部材（１７＋が摩擦材
（１５１）　（１５２）に速やかに抵触して、第６図（
ａ）に示す如く係合力が加圧当初から大きな値になる。

一方、摩擦部材ａ３が相手方部材■に対し第５図（１）
）に示す如く前記一方の摺動方向に移動しているときは
、摺動方向前方（図面で左側）の油溝００の直後に第１
の摩擦材（１５１）が位置するため、該油溝ａｅから該
第１の摩擦材（１５ｔ）に直接油が流れ、ここで該第１
の摩擦材（１５１）は油を含浸しに（いため、加圧時油
はその内部に逃げ込めず、その上に形成された油膜が切
れにくくなり、加圧に対しての抵抗が大きくなる。従っ
て、係合力は、第６図中）に示す如く、加圧当初から大
きな値には上昇せず、油膜が切れるまでの所定の遅れを
存して係合力が増加する。

そして、この摩擦部材を、変速機用の湿式摩擦係合装置
の摩擦部材として上記の如く用いれば、シフトダウン時
の該摩擦係合装置の係合に際し、係合当初は滑りを生じ
品くなって、出力側が負担する入力側の回転部材の回転
引上げ負荷が軽減され、駆動トルクの大幅な低下を生ず
ることなく円滑なシフトダウンが行なわれる。

（実施例） 第１図を参照して、（１）はエンジンのクランク軸（２
）に流体トルクコンバータ（３）を介して連結される変
速機を示し、該変速機（１）は、ミッションケース（４
）内に、流体トルクコンバータ（３）に連なる人力軸（
５）と、車両の駆動輪に連なる出力ギア（６）に連結さ
れる出力軸（７）とをｑｉ行に軸支して成る２軸下行式
に構成され、該両輪（５）　（７）間に前進用の１速乃
至４速の伝動系Ｇｌ、　Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４と後進伝動系
Ｇｉ？とを並設し、これら前進用の各伝動系Ｇ１、Ｇ２
、Ｇ３、Ｇ４に湿式摩擦係合装置たる１速乃至４速の各
油圧クラッチＣ！、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を介入して、前進
４段後進１段の変速を行なう油圧作動式変速機を構成し
た。

これを更に詳述するに、１速伝動系Ｇｌは、入力軸（５
）上の１速油圧クラツチＣＩと、これに連結される駆動
ギアＧｌａと、該ギアＧｌａに咬合する波動ギアｃｔｂ
と、出力軸（Ｄに固定のパーキングギアＧｌｃとで構成
され、該被動ギアＧｌｂと該パーキングギアＧｌｃとの
間に出力側の該パーキングギアＧｌｃのオーバ回転を許
容するワンウェイクラッチ（８）を介入し、上記従来技
術の項で説明したように、該ワンウェイクラッチ（８）
の働きで１速からのシフトアップや１速へのシフトダウ
ンをスムーズに行ない得られるようにした。

２速伝動系Ｇ２は、人力軸（５）上の２速油圧クラツチ
Ｃ２と、これに連結される駆動ギアＧ２ａと、該ギアＧ
２ａに咬合する出力軸（Ｄに固定の波動ギアＧ２ｂとで
構成されるものとし、又３速伝動系Ｇ３は、入力軸（５
）に一体成形した駆動ギア０３ａと、これに咬合する波
動ギアＧ３ｂと、これに連結される出力軸（Ｄ上の３速
油圧クラツチＣ３とで構成されるものとし、又４速伝動
系Ｇ４は、入力軸（５）上の４速油圧クラツチＣ４と、
これに連結される駆動ギアＧ４ａと、該ギアＧ４ａに咬
合する波動ギアＧ４ｂとで構成されるものとし、更に該
駆動ギアＧ４ａと一体に後進伝動系ＧＲの駆動ギアＧＲ
ａを形成し、該ギアＧＲａに図示しないアイドルギアを
介して咬合する後進伝動系ＯＲの波動ギアＧＲｂと４速
伝動系の波動ギアＧ４ｂとを出力軸（７）上のセレクタ
ギア（９）の図面で右方の後進位置と左方の前進位置（
図示の位置）への切換動作によって選択的に出力軸（Ｄ
に連結するように化、該セレクタギア（９）を後進位置
に切換えて４速油圧クラツチＣ４に給油することにより
、後進伝動系ＯＲを確立するようにした。

図中（１０はミッションケース（４）内のエンジン側の
端部に設けたオイルポンプ、ａｉ）はマニアル弁やシフ
ト弁等の各種バルブを組込んだバルブブロックを示し、
マニアル弁を車室内のセレクトレバにより自動変速レン
ジに切換えて前進走行するときは、先ず該ポンプαＧか
らの圧油が該ケース（４）の端壁に植設した入力軸（５
）に挿入されるパイプ（１２１）を介して１速油圧クラ
ツチＣ！に給油されて１速伝動系ａｔが確立され、次い
で走行状態が２速領域に入ると、人力軸（５）に形成し
た油孔（１２２）を介して２速油圧クラツチＣ２に給油
されて２速伝動系Ｃ２が確立され、次いで車速か更に増
加して３速領域に入ると、２速油圧クラツチＣ２からの
排油と、該ケース（４）の端壁に植設した出力軸（Ｄに
挿入されるパイプ（１２３）を介して３速油圧クラツチ
Ｃ３への給油とが行なわれて３速伝動系Ｇ３が確立され
、更に車速か増加して４速鎮域に入ると、３速油圧クラ
ツチＣ３からの排油と、該ケース（４）の端壁に植設し
た人力軸（５）に挿入される前記パイプ（１２ｚ）の内
側のパイプ（１２ａ）を介して４速油圧クラツチＣ４へ
の給油とが行なわれて４速伝動系Ｇ４が確立されるよう
にした。尚、この前進走行時、セレクタギア（９）は前
進位置に存し、又１速油圧クラツチＣＩは常時給油され
て係合状態に保持される。

ここで、２速と３速の油圧クラッチＣ２、ＣＩはその摩
擦部材として、クラッチアウタＣ２ａ、Ｃ３ａに対する
クラッチインナＣ２ｂ、Ｃ３ｂの回転方向によって摩擦
特性が変化するクラッチ板ｑ３を用いている。

該クラッチ板ａ３は、第２図及び第３図に示す始＜、内
周にクラッチインナに係合するセレーション（１４ａ）
をＨする環状板から成る基材ａ＠の両側面に、潤滑油が
比較的含浸しにくい第１の摩擦材（１５１）と、潤滑油
が比較的含浸し易い第２の摩擦材（１５２）とを、該基
材ｑ＠の周方向に所定ピッチで形成すべき油溝ａＧ用の
各隙間を挾んで第２図の反時計方向に第１の摩擦材（１
５１）と時計方向に第２の摩擦材（１５２）とが対峙す
るように配置して成るものとし、油溝（１Ｇの配置ピッ
チにおいて第１の摩擦材（１５＋）と第２の摩擦材（１
５２）とが隣り合せに接合されるようにした。

ここで、第２図の時計方向は、２速油圧クラツチＣ２の
出力側の部材たるクラッチインナＣ２ｂが入力側の部材
たるクラッチアウタＣ２ａに対しオーバ回転したときの
、クラッチアウタＣ２ａ側の加圧プレート（＋７１に対
するクラッチ板（１３の回転方向に合致するものとする
。

３速油圧クラツチＣ３の出力側の部材たるクラッチアウ
タＣ３ａが入力側の部材たるクラッチインナＣ３ｂに対
しオーバ回転したときは、クラッチアウタＣａａ側の加
圧プレート（１７１に対するクラッチ板（１３の回転方
向は第２図で反時計方向となり、３速油圧クラツチＣ３
に用いるクラッチ板（１３は、上記とは逆に油溝００を
挾んで時計方向に第１の摩擦材（ＩＦｚ）と反時計方向
に第２の摩擦材（１５２）とが対峙するように構成する
。

尚、第１の摩擦材（１５１）としては、例えば空隙率が
１０〜２０９６程廉の高密度紙μのペーパーベース摩擦
材が用いられ、第２の摩擦材（１５２）としては、空隙
率が４０〜６０％程度の多孔質高μのペーパーベース摩
擦材が用いられる。

ｆｆ１１図で■は流体トルクコンバータ（３）に内蔵す
るロックアツプクラッチを示す。

次に本実施例の作用を説明する。

第４図の時点【−で３速油圧クラツチＣ３からの排油と
２速油圧クラツチＣ２への給油とを開始して、３速→２
速のシフトダウンを行なう場合を考えるに、この場合第
４図（ｂ）に示す如く、３速油圧クラツチＣ３の油圧Ｐ
３は比較的急速に低下して、時点【２で３速油圧クラツ
チＣ３が実質的に解放されるが、２速油圧クラツチＣ２
の油゛圧Ｐ２は比較的緩やかに上昇するため、時点ｔ２
で２速油圧クラツチＣ２はまだ係合しておらず、従って
変速機（１）はニュートラル状態となってエンジンの吹
上りにより第４図（ａ）に示す如く入力軸（５）の回転
数が上昇し始め、一方エンジンからの動力が出力軸（７
）に伝達されなくなるため、第４図（Ｃ）に示す如く駆
動トルクは零に向って低下し始める。

ここで、出力軸（７）のシフトダウン時の回転数をＮ、
入力軸（５）のシフトダウン前と後の回転数を夫々Ｎ３
、Ｎ２．３速伝動系Ｇ３と２速伝動系Ｇ２の減速比を夫
々ｒ３、ｒｚ（ｒｘ＜ｒｚ）とすると、Ｎ、　　Ｎ２ Ｎ−一暉轡 ３　　ｒｚ ・°・Ｎ２−−　Ｎ。

となり、入力軸（５）の回転数がこのＮ２に上昇しない
と、２速油圧クラツチＣ２の入力側と出力側の回転数は
一致しない。　　　　　　　＼そして、２速油圧クラツ
チＣ２が係合し始める【３の時点では、入力軸（５）の
回転数はＮ２まで上昇しておらず、出力軸（７）側が２
速油圧クラツチＣ２を介して入力軸（５）側の回転数を
Ｎ２まで引上げる負荷を負うことになり、その分駆動ト
ルクが減少して負の値になるが、この間は２速油圧クラ
ツチＣ２の出力側のクラッチインナＣ２ｂが入力側のク
ラッチアウタＣ２ａに対しオーバ回転しており、クラッ
チ板ａ３は加圧プレート０に対し第５図（ｂ）に示す状
態で摺動し、油溝ａＯからの油が第１の摩擦材（１５１
）を介して第２の摩擦材（１５２）に流れるようになり
、上記作用の項で説明したようにクラッチの滑りを生じ
易くなって、この滑りにより出力軸（７）側が負担する
負荷が軽減され、滑りを生じない場合駆動トルクが第４
図（Ｃ）に仮想線で示す如く大幅に低下するのに対し、
同図に実線で示す如く駆動トルクの低下が抑制される。

そして、入力軸（５）側の回転数が上昇するのに伴い、
駆動トルクが零に向って上昇し、この回転数が上記Ｎ２
に上昇した時点ｔ４で２速クラツチＣ２の係合力が急増
し、駆動トルクは２速伝動系Ｇ２により得られる値に上
昇する。

２速→３速のシフトアップに際しては、２速浦圧クラツ
チＣ２の油圧を比較的緩やかに下降させ、３速油圧クラ
ツチＣ３が係合し始めた後に２速油圧クラツチＣ２が解
放されるようにして、共噛み状態を一時的に生じさせる
が、この場合３速油圧クラツチＣ３は出力側のクラッチ
アウタＣ３ａが入力側のクラッチインナＣ３ｂより低速
で回転している状態、即ちクラッチ板ＣＵ３が加圧プレ
ート０に対し第５図（ａ）に示す方向に摺動している状
態から係合を開始するため、上記作用の項で説明したよ
うに油圧の上昇で速やかに係合力が上昇し、一方３速油
圧クラッチＣ３が係合し始めると入力軸（５）の回転数
が低下して、２速油圧クラツチＣ２の入力側のクラッチ
アウタＣ２ａが出力側のクラッチインナＣ２ｂより低速
回転し、クラッチ板ａ３が加圧プレート（１７）に対し
第５−０）に示す方向に摺動して、加圧プレート（＋７
）と第１の摩擦材（１５１）との摺接部に油溝ａＧから
油が引き摺り込まれ、油膜が速やかに形成されて２速油
圧クラツチＣ２の係合力が急速に低下し、エンジンの吹
上りや必要以上の共噛みを生ずることなくスムーズなシ
フトアップが行なわれる。

又４速→３速のシフトダウンや３速→４速のシフトアッ
プに際しても、３速油圧クラツチＣ３のクラッチ板（１
３が上記した２速油圧クラツチＣ２のクラッチ板ａ３と
同様の機能を発揮して、２速Ｈ３速の変速と同様にスム
ーズな変速が行なわれる。

尚、２速や３速での走行時にアクセルペダルを戻してエ
ンジンブレーキをかけても、その時点では２速や３速の
油圧クラッチＣ２、Ｃ３は係合状態にあるため、係合力
は低下せず、クラッチの滑りによってエンジンブレーキ
の効き具合が悪くなるようなことはない。

以上、湿式摩擦係合装置として油圧クラッチを用いた変
速機について説明したが、遊星ギア式の変速機に用いる
ブレーキ等の摩擦係合装置に本発明摩擦部材を使用して
も良い。

（発明の効果） 以上の如く本発明によれば、摩擦部材が相手方部材に対
し一方に摺動しているときは、比較的滑り易く、他方に
摺動しているときは滑りにく（なり、これを変速機の摩
擦係合装置の摩擦部材として用いることにより、変速機
やその制御系の大幅な改造を行なうことなく、変速ショ
ックの少ない高性能の変速機を得られる効用をＨする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明摩擦部材を具備する油圧クラッチをＨす
る変速機の１−の縦断面図、第２図は摩擦部材たるクラ
ッチ板の正面図、第３図は第２図のｍ−■線截断面図、
第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は夫々３速−２速のシフ
トダウン時の入力軸の回転数と、３速と２速の油圧クラ
ッチの油圧と、駆動トルクとの変化特性を示す線図、第
５図（ａ）　（ｂ）は本発明摩擦部材の作動原理を示す
説明図、第６図（ａ）　（ｂ）は摺動方向による摩擦特
性の変化を示す線図である。 Ｃ２°°°２速油圧７　ｙ　°ｙ　４−　＋　　＜湿式
摩擦係合装置）Ｃ３・・・３速油圧クラツチ ａ３・・・クラッチ板（湿式摩擦部材）ａΦ・・・基材 （１！ｚ）・・・第１の摩擦材 （１５２）・・・第２の摩擦材 ａＧ・・・油溝 特　　許　　出　　願　　人 本田技研に業株式会社 外３名 時間 時間 （ａ） 第５図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基材上に、潤滑油が比較的含浸しにくい第１の摩擦
   材と潤滑油が比較的含浸し易い第２の摩擦材とを摺動方
   向に対して互に隣り合うように配設すると共に、正逆一
   方の摺動方向に対し後方に第１の摩擦材と前方に第２の
   摩擦材とが位置する摩擦材同士の境界部に油溝を形成し
   たことを特徴とする湿式摩擦部材。 ２、変速機に備える湿式摩擦係合装置の摩擦部材として
   、請求項１に記載の湿式摩擦部材を、該摩擦係合装置の
   入力側の部材に対する出力側の部材のオーバ回転を生じ
   たときの摺動方向が前記一方の摺動方向に合致するよう
   に設けたことを特徴とする変速機用湿式摩擦係合装置。