JPH0742760A

JPH0742760A - 摩擦クラッチ

Info

Publication number: JPH0742760A
Application number: JP5191409A
Authority: JP
Inventors: Shujiro Morinaga; 森永　　修二郎
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1995-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】油圧作動式摩擦クラッチにおいて、クラッチ
切替え時のピストンストローク量を自動管理することで
変速切替え時間を短縮する。【構成】クラッチを接続状態にするとき、油圧室３０
の油圧が増大すると、リターンスプリング２５に抗して
ピストン１０が右行し、クラッチプレート１４、１５、
１６、１７とクラッチディスク１２、１３、４４、４５
とが圧着する。この油圧室３０の油密を保持するシール
リング３２、３３は、クラッチハウジング６の内壁とピ
ストン１０の外壁との間に環状に取り付けられる。一方
向クラッチ４０は、ボール４１がクラッチハウジング６
の内壁とピストン１０の外壁との間に噛み込むことで噛
み込み状態から左方向へのピストン１０の移動を阻止す
る。これにより、クラッチ接続状態から切断状態へのピ
ストン１０のストローク量を一定量に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、摩擦クラッチに関する
もので、特に、自動車に搭載した自動変速機における摩
擦クラッチのピストンストローク量の調節機構に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機を搭載した自動車において
は、複数の油圧式摩擦クラッチを用いて変速段を切り替
える方法が広く使用されている。また、特開昭６３−５
３３４８号公報および特開平５−１７６３号公報に示さ
れるものでは、変速段を切り替えるピストンの移動速度
を高めるためにシリンダー内に供給する圧油流量を増大
することにより、ピストンストローク時間を短縮させる
手法を採用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自動変速機の摩擦クラッチによると、摩
擦クラッチ内にクラッチ板を駆動するピストンを組み付
けるとき、組み付け精度上ピストンのストローク量が大
きくばらつくという問題がある。すなわち、従来の摩擦
クラッチでは、クラッチプレート、クラッチディスクの
設計誤差、組み付け誤差等を考慮し、ピストンのストロ
ーク量ｔが十分に大きい値となっていたため、クラッチ
の係合および解放が完了するまでに長時間の変速期間を
要することがあった。また、組み付け精度の不均一
を解消するため最低のストローク量に精度よくなるよう
に多数のピストンから適当な寸法精度のピストンを選択
し組み付ける作業を行っていたため、選択組み付けによ
る手作業が煩雑となりコスト増を招くという問題があ
る。さらに、ピストンの移動速度を高めるために
は、ピストンを駆動するための作動油を制御するセンサ
ーの種類の増加や複雑な制御が必要となる。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、自動変速機のピストンストローク
量を自動管理することでストローク時間の短縮および組
み付け作業の軽減を図るようにした摩擦クラッチを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明による摩擦クラッチは、クラッチプレート
と、クラッチディスクと、クラッチハウジングと、前記
クラッチハウジング内部に往復摺動可能に収容され、前
記クラッチプレートと前記クラッチディスクとを圧着す
ることにより前記クラッチを接続可能なピストンと、前
記クラッチハウジングの内壁と前記ピストンの外壁との
間に設けられ、前記クラッチプレートと前記クラッチデ
ィスクとの接続時から切断時までのピストンのストロー
ク量を一定量に保持するストローク量保持手段とを備え
たことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の摩擦クラッチの構成によると、ピスト
ンの外壁にピストンストローク量を規制する一方向クラ
ッチ等のストローク量保持手段を設ける構成としたた
め、クラッチ切断時のピストンの位置を常に一定の位置
に保持するので、ピストンストローク量を常に一定にす
ることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明を適用した自動変速機の摩擦クラッチの第
１実施例を図１〜図４に示す。図２は、本発明の一実施
例である車両用自動変速機およびその制御系等を説明す
る図であり、自動変速機３はトルクコンバータ６０、第
１変速機６２、および第２変速機６４を備えている。ト
ルクコンバータ６０のポンプ翼車はエンジン６６のクラ
ンク軸６８に連結されており、タービン車翼は入力軸７
０を介して第２変速機６４のキャリア７２に連結されて
いる。第２変速機６４は、サンギヤ７４、リングギヤ７
６、およびキャリヤ７２に回転可能に配設されてサンギ
ヤ７４、リングギヤ７６と噛み合わされているプラネタ
リギヤ７８から成る遊星歯車装置を含んで構成されてお
り、サンギヤ７４とキャリヤ７２との間にはクラッチＣ
₀および一方向クラッチＦ₀ が並列に設けられ、サンギ
ヤ７４とハウジング８０との間にはブレーキＢ₀ が設け
られている。この第２変速機６４は、クラッチＣ₀が係
合制御されるかブレーキＢ₀ が係合制御されるかによっ
てリングギヤ７６がＬ（ロー）、Ｈ（ハイ）の２段階で
回転駆動され、入力軸７０の回転を２段階で変速してリ
ングギヤ７６から出力する。なお、サンギヤ７４とキャ
リヤ７２との間には一方向クラッチＦ₀ が設けられてい
るため、エンジン６６側から動力伝達が行なわれる状態
ではクラッチＣ₀ を開放しても一方向クラッチＦ₀ によ
ってクラッチＣ₀ を係合制御した場合と同様な作用が得
られる。

【０００８】第１変速機６２は、サンギヤ８２、一対の
リングギヤ８４、８６、キャリヤ８８に回転可能に配設
されてサンギヤ８２、リングギヤ８４と噛み合わされて
いるプラネタリギヤ９０、およびキャリヤ９２に回転可
能に配設されてサンギヤ８２、リングギヤ８６と噛み合
わされているプラネタリギヤ９４とから成る複合型の遊
星歯車装置を含んで構成されており、リングギヤ８６と
前記第２変速機６４のリングギヤ７６との間にはクラッ
チＣ₁ が設けられ、サンギヤ８２とリングギヤ７６との
間にはクラッチＣ₂ が設けられ、サンギヤ８２とハウジ
ング８０との間にはブレーキＢ₁ と、直列に配設された
一方向クラッチＦ₁ およびブレーキＢ₂とが並列に設け
られ、キャリヤ８８とハウジング８０との間にはブレー
キＢ₃ および一方向クラッチＦ₂ が並列に設けられてい
る。また、リングギヤ８４およびキャリヤ９２は出力軸
９６に一体的に連結されており、その出力軸９６は差動
歯車装置等を介して駆動輪に連結されている。この第１
変速機６２は、クラッチＣ ₁ 、Ｃ₂ 、およびブレーキＢ
₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ がそれぞれ選択的に係合制御されること
により、前記第２変速機６４の出力を前進３段および後
進１段で変速して出力軸９６に出力する。

【０００９】上記クラッチＣ₀ 〜Ｃ₂ およびブレーキＢ
₀ 〜Ｂ₃ （以下、特に区別しない場合にはクラッチＣ、
ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやバンドブレ
ーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油
圧作動式摩擦クラッチであり、その油圧アクチュエータ
には、油圧制御回路１００から作動油が供給されるよう
になっている。油圧制御回路１００は多数の切換バルブ
等を備えており、コントローラ１０２からの信号に従っ
てソレノイドＳ１およびＳ２の励磁、非励磁がそれぞれ
切り換えられることにより、第１変速機６２は前進３段
のうちの何れかの変速段が成立させられ、ソレノイドＳ
３の励磁、非励磁によって第２変速機６４はＨおよびＬ
の何れかの変速段が成立させられる。

【００１０】そして、前記クラッチＣ₀ 、Ｃ₁ 、Ｃ₂ を
構成する油圧作動式摩擦クラッチは、図１および図３に
示される構造になっており、入力軸１と出力軸２との係
合および解除を切り替え可能である。この油圧作動式摩
擦クラッチ４の入力軸１側は、クラッチハウジング６が
入力軸１に固定され、クラッチハウジング６に形成され
るシリンダ８の内部には、油圧室３０の油圧に応じてシ
リンダ８の軸方向に移動可能なピストン１０が設けられ
ている。ピストン１０と同期回転するクラッチハウジン
グ６の端部の内壁には、出力軸２側のクラッチディスク
１２、１３と係合可能なクラッチプレート１４、１５、
１６がクラッチハウジング６と同期回転するよう軸方向
に移動可能に設けられている。油圧作動式摩擦クラッチ
４の出力軸２側には、クラッチプレート１４、１５、１
６の間にクラッチディスク１２、１３が出力軸２に固定
されて設けられている。

【００１１】クラッチハウジング６の内壁には、ピスト
ン１０を図１で左方向に付勢する圧縮コイルスプリング
からなるリターンスプリング２５が設けられている。リ
ターンスプリング２５の一方の端部２５ａは、ピストン
１０に固定されるスプリング座２６に当接し、他方の端
部２５ｂは、クラッチハウジング６に固定される固定部
材２７を介してスプリング座２８に固定されている。

【００１２】ピストン１０とクラッチハウジング６との
間に形成される油圧室３０の外周部には、この油圧室３
０の作動油をシールするための環状の外シールリング３
２が設けられており、ピストン１０とクラッチハウジン
グ６との間に形成される油圧室３０の内周部には、この
油圧室３０の作動油をシールするための環状の内シール
リング３３が設けられている。

【００１３】油圧室３０には、車両の運転条件及び運転
状態の各信号を入力して演算処理する制御装置からの指
令により前述の油圧制御回路１００からその指令に応じ
た作動油を導く圧油導入口３５が形成されている。そし
て、ピストン１０の外壁とクラッチハウジング６の内壁
との間には、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ピスト
ン１０の外壁の周方向に例えば１２０°間隔で３個の一
方向クラッチ４０が設けられている。一方向クラッチ４
０は、ボール４１、圧縮コイルスプリング４２、クラッ
チハウジング６の内壁に形成されるストッパ６１、およ
び円弧面６２から構成される。

【００１４】クラッチ係合状態では、図４（Ａ）に示す
ように、圧縮コイルスプリング４２により付勢されるボ
ールがストッパ６１におよびピストン外壁１０ｂに当接
する。このクラッチ係合状態からクラッチ解除状態に移
行するときピストン１０は図４（Ａ）で左方向へ移動す
る。この移動時、ピストン１０の左方向への移動ととも
にボール４１も左方向へ等速で移動する。図４（Ｂ）に
示すように、ボール４１が円弧面６２とピストン１０の
外壁１０ｂに噛み込んだとき、ボール４１とピストン１
０は図４（Ｂ）に示す位置より左方向への移動が阻止さ
れ、その位置に保持される。これにより、次に、このク
ラッチ解除状態からクラッチ係合状態に移動するとき
は、図４（Ｂ）に示す位置よりボール４１とピストン１
０は右方向へ移動する。これにより、ピストン１０のス
トローク量が常に一定量ｔに保持される。

【００１５】初期組み付け時、ピストン１０が図１に示
す位置よりも左方向の位置のシリンダ８の内壁に組み付
けられる。次いで、油圧室３０に作動油導入口３５から
作動油が導入されると、図１に示す位置までピストン１
０が右方向に移動する。初期組み付け完了後のクラッチ
作動は次のとおりである。 (1) クラッチ接続時、油圧室３０に作動油が供給されて
ピストン１０が右方向に移動すると、ピストン１０の端
部１０ａがクラッチプレート１４の内径側部分１４ａを
右方向に押圧し、これによりクラッチプレート１４、１
５、１６、１７がクラッチディスク１２、１３、４４、
４５を押し係合状態となる。そしてクラッチプレート１
４、１５、１６、１７側の入力軸１とクラッチディスク
１２、１３、４４、４５側の出力軸２とが同期回転す
る。

【００１６】(2) クラッチ切断時、ピストン１０がクラ
ッチ接続時の位置から図１で左方向に移動し、ピストン
１０の端部１０ａがクラッチプレート１４から離間す
る。このときの作動状態を図４に基づいて説明する。図
４（Ａ）に示すように、ピストン接続状態から油圧室３
０の油圧を降下すると図４（Ａ）から図４（Ｂ）に示す
位置にピストン１０が左方向に移動する。すると、一方
向クラッチ４０がストローク量ｔだけ左方向に移動し、
この位置で円弧面６２に当接してピストン１０がそれ以
上左方向に移動しないようにくさび作用を果たす。これ
により、ピストン１０の軸方向のストローク量ｔが一定
に保持される。

【００１７】次に、ピストンを作動しクラッチを接続す
ると、図４（Ｂ）の位置からピストン１０が右方向に移
動する。そして図４（Ｂ）に示す点線の位置にボール４
１は停止されるが、ピストン１０はさらに右方向に移動
可能であり、図４（Ａ）の位置まで右方向に移動し、ク
ラッチが接続される。次いで、ピストン１０が左方向に
戻る時には再びボール４１が円弧面６２に噛み込むこと
によりピストン１０のストローク量ｔは一定に保持され
る。これにより、ピストンストローク量が一定に保持さ
れるため、ストローク量ｔを短縮するように設定するこ
とによってクラッチの切断時から接続時への作動時間を
大幅に短縮可能である。

【００１８】本発明の前記第１実施例においては、油圧
作動式摩擦クラッチ４に一方向クラッチ４０を設けるこ
とでピストンストローク量のストローク管理を簡単に行
うことができ、これによりクラッチ切り替え時間を大幅
に短縮できるという効果がある。次に、本発明の第２実
施例を図５、図６および図７に示す。

【００１９】図５および図６に示すように、第２実施例
はクラッチハウジング６とピストン１０との間のシール
をゴム、樹脂等の弾性材料を用いて構成した例である。
第２実施例では、ピストン１０の外側の外壁にゴム、樹
脂等の弾性材料からなる環状の弾性リング５０を設け、
ピストン１０の内側の外壁にゴム、樹脂等の弾性材料か
らなる環状の弾性リング５２を設けた例である。この弾
性リング５０、５２は、ピストン１０のストローク量を
一定に保持する機能がある。

【００２０】油圧室３０の加圧時、図７（Ａ）に示すよ
うに、弾性ゴム５０がピストン１０の移動に合わせて右
方向に変形をおこす。このピストン１０の右方向へのス
トローク量が変形量ｔを超えると、ピストン１０と弾性
ゴム５０との間に滑り起こしてピストン１０をさらに右
方向の新しい位置に進める。これによりクラッチが接続
状態となる。次いで、油圧室３０の減圧時、ピストン１
０が左方向に移動し、このとき弾性ゴム５０の変形量ｔ
だけピストンを左方向に戻し、図７（Ｂ）に示す位置に
ピストン１０を戻す。このようにして、油圧室３０の減
圧時、ピストン１０のストローク量を常に変形量ｔの一
定値に保持することができるためピストンストローク量
の管理が容易になるという効果がある。

【００２１】なお、上記各実施例では、クラッチＣ₀ 〜
Ｃ₂ についてのみ説明しているが、油圧作動式摩擦クラ
ッチであるブレーキＢ₀ 〜Ｂ₃ にも同様に本発明を採用
している。このとき、ブレーキＢの構造には図３、図６
に示したような入力軸１はない。また、クラッチプレー
ト１４、１５、１６はハウジング８０に固定されてい
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明によると、油圧作動式摩擦クラッ
チに一方向クラッチを用いることで常にピストンストロ
ーク量を一定にできるため、選択組み付け作業を不要と
することができる。また簡単なクラッチ油圧制御によっ
てクラッチの接続および切断の切り替え動作を短時間で
行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による自動変速機の摩擦ク
ラッチを示す部分断面図である。

【図２】本発明の第１実施例による車両用自動変速機お
よびその制御系を説明する図である。

【図３】本発明の第１実施例による摩擦クラッチを示す
模式図である。

【図４】本発明の第１実施例による一方向クラッチの作
動を説明するための説明図である。

【図５】本発明の第２実施例による自動変速機の摩擦ク
ラッチを示す部分断面図である。

【図６】本発明の第２実施例による摩擦クラッチを示す
模式図である。

【図７】本発明の第２実施例による摩擦クラッチの作動
を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１入力軸２出力軸４油圧作動式摩擦クラッチ６クラッチハウジング８シリンダ１０ピストン２５リターンスプリング３２シールリング（環状シール部材）３３シールリング（環状シール部材）４０一方向クラッチ（ストローク量保持手段）５０弾性ゴム（環状シール部材、付勢手段）５２弾性ゴム（環状シール部材、付勢手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クラッチプレートと、クラッチディスクと、クラッチハウジングと、前記クラッチハウジング内部に往復摺動可能に収容さ
れ、前記クラッチプレートと前記クラッチディスクとを
圧着することにより前記クラッチを接続可能なピストン
と、前記クラッチハウジングの内壁と前記ピストンの外壁と
の間に設けられ、前記クラッチプレートと前記クラッチ
ディスクとの接続時から切断時までのピストンのストロ
ーク量を一定量に保持するストローク量保持手段とを備
えたことを特徴とする摩擦クラッチ。