JPH0527768B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、摺動方向によつ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ツチ
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、摺動方向によつ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つて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ユートラル状
態を作つてエンジンを僅かに吹上らせた方が、２
速油圧クラツチの入力側と出力側の回転数差が小
さくなつて、２速油圧クラツチがスムーズに係合
し、変速シヨツクは小さくなる。

然し、ニユ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速の油圧クラツチへの給排油を
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
の出力側が該クラツ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
なつて、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
許容するワンウエイクラツ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エイクラツチ
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エイクラツチ
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、スムーズな変装が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 以上の如くワンウエイクラツチを伝動系に介入
すれば、変装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、ワンウエイクラツ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
にワンウエイクラツ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
エイクラツチと並列にその入力側と出力側とを直
結可能な係合要素を設け、スロツトルを極低開度
にする等のエンジンブレーキを意図する操作を行
なつたときに該係合要素を作動して、ワンウエイ
クラツ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つた多くの不具合
を生ずる。

ところで、油圧クラツチのクラツチ板たる湿式
摩擦部材として摺動方向によつて摩擦特性が変化
するものを用い、油圧クラツ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
クラツチが滑り易くなるように構成でれば、ワン
ウエイクラツチを用いずに変速シヨツクを低減す
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。又、本発
明摩擦係合装置は、その摩擦部材として、上記湿
式摩擦摩擦部材を、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方向に合致するよう
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、１４はその基材、１５₁
は第１の摩擦材、１５₂は第２の摩擦材、１６は
油溝、１７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１３が相手方部材１７に
対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１６の直後に油を含浸し易い第２の摩擦材１５
_２が位置し、加圧時前方の油溝１６から後方に流
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１５₂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。従つて、
第１の摩擦材１５₁について考えると、油の供給
が少なくなり、結果的に第１の摩擦材１５₁上の
油膜が切れ易くなつて、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１３が相手方部材１７に対し第
５図ｂ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
１６の直後に第１の摩擦材１５₁が位置するため、
該油溝１６から該第１の摩擦材１５₁に直接油が
流れ、ここで該第１の摩擦材１５₁は油を含浸し
にくいため、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。従つて、係合力
が、第６図ｂ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易くなつて、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、ミツシヨンケース
４内に、流体トルクコンバータ３に連なる入力軸
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とを平行に軸支して成る２軸平行式
に構成され、該両軸５，７間に前進用の１速乃至
４速の伝動系Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４と後進伝動
系GTとを並設し、これら前進用の各伝動系Ｇ
１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に湿式摩擦係合装置たる１
速乃至４速の各油圧クラツチＣ１，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と、１速伝動系Ｇ１は、入
力軸５上の１速油圧クラツチＣ１と、これに連結
される駆動ギアＧ１ａと、該ギアＧ１ａに咬合す
る被動ギアＧ１ｂと、出力軸７に固定のパーキン
グギアＧ１ｃとで構成され、該被動ギアＧ１ｂと
該パーキングギアＧ１ｃとの間に出力側の該パー
キングギアＧ１ｃのオーバ回転を許容するワンウ
エイクラツチ８を介入し、上記従来技術の項で説
明したように、該ワンウエイクラツチ８の働きで
１速からのシフトアツプや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、入力軸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Ｇ２ａに咬合する出力軸７に固定の被
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Ｇ
３ａと、これに咬合する被動ギアＧ３ｂと、これ
に連結される出力軸７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Ｇ４_aと、該ギアＧ４ａに咬合
する被動ギア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GRa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GRの
被動ギアGRbと４速伝動系の被動ギア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
動作によつて選択的に出力軸７に連結するように
し、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GRを確立するようにした。

図中１０はミツシヨンケース４内のエンジン側
の端部に設けたオイルポンプ、１１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
ツクを示し、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に切換えて前進走行する
ときは、先ず該ポンプ１０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Ｃ１に給油され
て１速伝動系Ｇ１が確立され、次いで走行状態が
２速領域に入ると、入力軸５に形成した油孔１２
_２を介して２速油圧クラツチＣ２に給油されて２
速伝動系Ｇ２が確立され、次いで車速が更に増加
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
７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Ｇ
３が確立され、更に車速が増加して４速領域に入
ると、３速油圧クラツチＣ３からの排油と、該ケ
ース４の端壁に植設した入力軸５に挿入される前
記パイプ１２₁の内側のパイプ１２₄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Ｃ１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速の油圧クラツチＣ２，Ｃ３
はその摩擦部材として、クラツチアウタＣ２ａ，
Ｃ３ａに対するクラツチインナＣ２ｂ，Ｃ３ｂの
回転方向によつて摩擦特性が変化するクラツチ板
１３を用いている。

該クラツチ板１３は、第２図及び第３図に示す
如く、内周にクラツチインナに係合するセレーシ
ヨン１４ａを有する環状板から成る基材１４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１４の周方向に所定ピツ
チで形成すべき油溝１６用の各隙間を挟んで第２
図の反時計方向に第１の摩擦材１５₁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１６の配置ピツチにおいて
第１の摩擦材１５₁と第２の摩擦材１５₂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ツチインナＣ２ｂ
が入力側の部材たるクラツチアウタＣ２ａに対し
オーバ回転したときの、クラツチアウタＣ２ａ側
の加圧プレート１７に対するクラツチ板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
ツチアウタＣ３ａが入力側の部材たるクラツチイ
ンナＣ３ｂに対しオーバ回転したときは、クラツ
チアウタＣ３ａ側の加圧プレート１７に対するク
ラツチ板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に用いるクラツチ板
１３は、上記とは逆に油溝１６を挟んで時計方向
に第１の摩擦材１５₁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10〜20％程度の高密度低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。

第１図で１８は流体トルクコンバータ３に内蔵
するロツクアツプクラツチを示す。

次に本実施例の作用を説明する。

第４図の時点t₁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P₃は比較的急速に低下して、
時点t₂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、従つて変速機１
はニユートラル状態となつ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
ルクは零に向つて低下し始める。

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，r₂（r₃＜r₂）とすると、 Ｎ＝N₃／r₃＝N₂／r₂ ∴N₂＝r₂／r₃N₃ 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t₃
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Ｃ
２の出力側のクラツチインナＣ２ｂが入力側のク
ラツチアウタＣ２ａに対しオーバ回転しており、
クラツチ板１３は加圧プレート１７に対し第５図
ｂに示す状態で摺動し、油溝１６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
ラツチの滑りを生じ易くなつて、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つて上昇し、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速のシフトアツプに際しては、２速油
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は出力側のクラツチアウタＣ３
ａが入力側のクラツチインナＣ３ｂより低速で回
転している状態、即ちクラツチ板１３が加圧プレ
ート１７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速油圧クラツチ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の入力側のクラツチアウタＣ２ａが出力側
のクラツチインナＣ２ｂより低速回転し、クラツ
チ板１３が加圧プレート１７に対し第５図ｂに示
す方向に摺動して、加圧プレート１７と第１の摩
擦材１５₁との摺接部に油溝１６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
ーズなシフトアツプが行なわれる。

又４速→３速のシフトダウンや３速→４速のシ
フトアツプに際しても、３速油圧クラツチＣ３の
クラツチ板１３が上記した２速油圧クラツチＣ２
のクラツチ板１３と同様の機能を発揮して、２速
←→３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速の油圧クラツチＣ２，Ｃ３は係合状
態にあるため、係合力は低下せず、クラツチの滑
りによつ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ツチを
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、変速シヨツクの少ない
高性能の変速機を得られる効果を有する。

【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ツ
チを有する変速機の１例の縦断面図、第２図は摩
擦部材たるクラツチ板の正面図、第３図は第２図
の−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速の油圧クラツチの油圧と、駆動トルク
との変化特性をを示す線図、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速油圧クラツチ、Ｃ３……３速油
圧クラツチ｝（湿式摩擦係合装置）、１３……クラ
ツチ板（湿式摩擦部材）、１４……基材、１５₁…
…第１の摩擦材、１５₂……第２の摩擦材、１６
……油溝。

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。