JP2003148515A - 流体圧式係合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチを係合させるためのピストンを、油
圧のバラツキの影響を受けずに所定の待機位置に正確に
制御する。 【解決手段】 流体圧を受けて所定方向に動作する押圧
部材７，８と、その押圧部材７，８に押されて係合する
係合部材２０，２１とを備えた流体圧式係合装置１であ
って、前記押圧部材７，８を係合部材２０，２１から離
れる方向に押圧する解放用押圧部材１８と、前記押圧部
材７，８が前記流体圧を受けて前記係合部材２０，２１
側に動作する途中で、前記押圧部材７，８を係合部材２
０，２１側に動作させるように作用する受圧面の面積を
減少させる受圧面積減少機構２４，２５とを有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧などの流体
圧によって、トルクを伝達するように係合させる係合装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば車両用の変速機に使用されている
湿式の多板クラッチや多板ブレーキは、油圧によって動
作するピンストを含むサーボ機構を備え、そのピストン
がリターンスプリングの弾性力に抗して前進することに
より、摩擦板が押圧されて接触し、摩擦板同士の間で生
じる摩擦力によってトルクを伝達するように構成されて
いる。この種の係合装置では、ピストンが完全に後退し
ている状態では、摩擦板同士の間で摩擦力が生じないの
で、トルク容量がゼロになり、またピストンが摩擦板を
押圧する圧力（荷重）に応じて摩擦力およびトルク容量
が増大する。

【０００３】したがって係合装置のトルク容量が目標と
する容量になるまでには、時間を要し、変速機において
は、これが変速の遅れの要因になる場合がある。より具
体的に説明すると、サーボ機構から排圧している状態、
すなわち係合装置を解放させている状態では、ピストン
がリターンスプリングによって押し戻されていて、ピス
トンと摩擦板との間、もしくは複数枚配列されている摩
擦板の端部側に配置されたプレートとピストンとの間に
隙間が空いており、また摩擦板同士の間にも僅かながら
隙間が空く場合もある。

【０００４】これらの隙間はパックと称されており、そ
のパックが詰まるまでは、摩擦板同士が接触しないの
で、摩擦力が生じず、トルクが伝達されない。すなわ
ち、ピストンは、先ず、そのパックの分だけ、リターン
スプリングの弾性力に抗してストロークする必要があ
る。パックが詰まった後は、ピストンに作用させている
油圧が、ほぼそのまま摩擦板同士を接触させる圧力とな
るので、油圧の増大に従ってトルク容量が増大し、所定
の時間の後に、目標とするトルク容量が設定される。す
なわち変速機では変速が完了する。

【０００５】一般的な係合装置では、上記のようなプロ
セスを経て解放状態から係合状態に変化するので、その
間の時間が制御あるいは変速の応答遅れとなる。このよ
うな不都合を解消するために、特開平１０−１４８２２
１号公報に記載された発明では、油圧によって動作する
複数のピストンを半径方向に並べて配置している。その
一例を簡単に説明すると、多数の摩擦板に対して軸線方
向に対向させて第１のピストンを配置するとともに、そ
のピストンを摩擦板から離隔する方向に押圧するリター
ンスプリングが設けられ、さらにその第１のピストンの
外周側に嵌合した状態で前記摩擦板に軸線方向で対向す
る第２のピストンが設けられている。したがって第２の
ピストンは単独で摩擦板側に移動でき、また第１のピス
トンにのみリターンスプリングの弾性力が作用するとと
もに、この第１のピストンが摩擦板側に前進した場合に
は、第１のピストンと第２のピストンとが一体となって
摩擦板を押圧するようになっている。

【０００６】これらのピストンの所謂背面側に油圧を作
用させると、先ず、第２のピストンが前進して摩擦板を
押圧するが、その受圧面積が小さいために係合力が小さ
い。その後、第１のピストンが前進して摩擦板を押圧す
るので、全体としての受圧面積が増大し、係合力の増加
勾配が大きくなる。そのため、油圧を作用させた当初か
ら第２のピストンによる係合力を発生させることができ
るので、係合装置のトルク容量の立ち上がり、すなわち
応答性が速くなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報に記載された発明では、第１のピストンにのみリタ
ーンスプリングの弾性力を作用させているので、第２の
ピストンの復帰を確実におこなわせることができず、解
放制御の制御性が悪くなる可能性がある。また、第２の
ピストンが油圧を加えられることにより直ちに摩擦板側
に前進して摩擦板を押圧するが、その場合の油圧が直ち
に係合力すなわちトルク容量として現れるので、油圧の
バラツキがそのままトルク容量あるいは出力トルクの変
化として現れてしまう可能性があり、この点でも制御性
が悪くなる可能性がある。

【０００８】前述したように上記の油圧サーボを動作さ
せて係合させる係合装置では、摩擦板などの実質的にト
ルクを伝達する部材にピストンが到達する時間が遅れの
要因の一つとなるが、上記の公報に記載されたクラッチ
は、この種のいわゆるパックを詰めるために要する時間
遅れに対処する構造を備えていない。したがってパック
が詰まった状態での待機を、油圧によって制御するとす
れば、油圧のバラツキによってパックが空いた状態にな
って実質的に係合するまでの時間遅れが生じたり、ある
いは反対に摩擦板が押圧されて係合してしまうなど、所
期の状態に制御できない事態が生じる可能性が多分にあ
る。

【０００９】この発明は、上記の技術的課題に着目して
なされたものであり、係合直前の状態などの動作途中の
状態に容易に制御できるとともに、係合指令に対する応
答性の良好な流体圧式の係合装置を提供することを目的
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、上記の目的を達成するために、押圧部材が係合部材
に向けて動作する過程において、流体圧が所定の範囲内
にある場合には、押圧部材が一定の動作状態を維持する
ように構成したことを特徴とする係合装置であり、その
ために、実質的な受圧面積を押圧部材の係合部材に対す
る動作途中で減少させるように構成したことを特徴とし
ている。より具体的には、請求項１の発明は、流体圧を
受けて所定方向に動作する押圧部材と、その押圧部材に
押されて係合する係合部材とを備えた流体圧式係合装置
において、前記押圧部材を係合部材から離れる方向に押
圧する解放用押圧部材と、前記押圧部材が前記流体圧を
受けて前記係合部材側に動作する途中で、前記押圧部材
を係合部材側に動作させるように作用する受圧面の面積
を減少させる受圧面積減少機構とを有することを特徴と
する係合装置である。

【００１１】したがって請求項１の発明では、押圧部材
に流体圧を作用させると、その押圧部材が係合部材に向
けて動作し、その結果、係合部材が押圧部材に押されて
係合する。その押圧部材には、解放用押圧部材によるい
わゆる反力が作用しており、前記流体圧に基づく作用力
がその反力より大きい場合に、押圧部材が係合部材側に
動作する。そのため、押圧部材の動作途中で、その押圧
部材を係合部材側に動作させるように作用する受圧面の
面積が減少すると、その面積の減少に対応して流体圧が
上昇するまで、押圧部材の動作が前記解放用押圧部材の
反力で停止させられる。すなわち、前記受圧面積の減少
に対応する流体圧の変化幅の範囲内で、流体圧が変化し
ても、押圧部材は所定の動作状態に維持される。その結
果、係合装置は、係合直前の状態あるいは僅かに係合し
た状態など、完全解放と完全係合との間の適宜の状態
に、流体圧のバラツキに影響されずに維持される。

【００１２】また、請求項２の発明は、流体圧を受けて
所定方向に動作する押圧部材と、その押圧部材に押され
て係合する係合部材とを備えた流体圧式係合装置におい
て、前記押圧部材が、前記係合部材を押す第１押圧部材
と、その第１押圧部材に対して前記係合部材に向けた動
作方向で一体化されかつ係合部材から相対的に離れる方
向では分離される第２押圧部材とを含み、前記第１押圧
部材を前記係合部材から離れる方向に押圧する解放用押
圧部材が設けられるとともに、前記押圧部材が前記解放
用押圧部材に抗して前記係合部材に向けて動作する途中
で前記第２押圧部材の前記係合部材側への動作を停止さ
せる停止機構が設けられていることを特徴とする係合装
置である。

【００１３】したがって請求項２の発明では、流体圧を
作用させると、第１押圧部材と第２押圧部材とが共にそ
の流体圧によって押されて、係合部材側に動作する。す
なわちこれら第１押圧部材と第２押圧部材とによって生
じる押圧力が、解放用押圧部材のいわゆる反力に打ち勝
って第１押圧部材と第２押圧部材とが一体となって係合
部材側に動作する。その過程で、第２押圧部材の係合部
材側に向けた動作が停止機構によって阻止される。その
状態では、第１押圧部材が係合部材側に向けて動作する
部材となり、その結果、係合部材を係合させるための流
体圧の作用する受圧面は、第１押圧部材における受圧面
のみとなり、流体圧の実質的な受圧面積が減少する。そ
のため、受圧面積の減少分、流体圧が上昇するまで、解
放用押圧部材の反力に打ち勝つことができないので、第
１押圧部材も係合部材に向けた動作を停止する。すなわ
ち、このような受圧面積の変化に対応する流体圧の変化
が生じるまで、言い換えれば、流体圧が上昇するまで、
押圧部材は所定の動作状態を維持するので、流体圧のバ
ラツキがあっても、押圧部材の動作途中での一定の状態
を確実に維持することができる。その結果、係合装置
は、係合直前の状態あるいは僅かに係合した状態など、
完全解放と完全係合との間の適宜の状態に、流体圧のバ
ラツキに影響されずに維持される。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を具体例に基づい
て説明する。図１はこの発明の一例を模式的に示す部分
断面図であって、エンジンなどの動力源から変速機（そ
れぞれ図示せず）にトルクを入力するためのクラッチに
この発明を適用した例を示している。この入力クラッチ
１は、入力軸２に一体化されているドラム３を備えてい
る。そのドラム３は、入力軸２の半径方向で外側に延び
た側壁部４と、その側壁部４の外周端から軸線方向に延
びた円筒部５とを有し、その円筒部５の基端部すなわち
側壁部４側の部分が、油圧サーボ機構の一部であるシリ
ンダ６を構成している。

【００１５】このシリンダ６の内部には、この発明にお
ける押圧部材に相当する二つのピストン７，８が収容さ
れている。これらのピストン７，８は、内周側と外周側
とに分割して配置されており、内周側のピストン７がい
わゆる主ピントンとなっており、外側のピストン８がい
わゆる副ピストンであって、主ピストン７に嵌合した状
態に配置されている。すなわち、主ピストン７は、前記
ドラム３のボス部もしくは入力軸２あるいはこれと一体
に回転する部材の外周面に、シール材９によって液密性
を確保した状態で嵌合し、かつ軸線方向に前後動自在と
なっている。

【００１６】また、主ピストン７は、前記シリンダ６の
内径より小さい外径でかつ前記側壁部４とは反対方向に
突き出た円筒部１０を備えており、その円筒部１０の基
端部（図１での左側端部）の外径が小さくなっていて、
この部分に段差部１１が形成されている。この段差部１
１の外周面に副ピストン８がシール材１２によって液密
性を確保した状態で嵌合し、かつ軸線方向に相対的に前
後動自在となっている。なお、副ピストン８の外周部
は、シール材１３を介してシリンダ６の内周面に摺動自
在に嵌合している。

【００１７】したがって前記側壁部４とこれに対向する
各ピストン７，８の背面との間の密閉室が油圧室１４と
なっており、この油圧室１４に対して油圧を給排する油
路１５が、主ピストン７が摺動自在に嵌合している部材
に貫通して形成されている。そして、各ピストン７，８
の背面が、受圧面となっている。

【００１８】前記主ピストン７における円筒部１０の内
周側には、主ピストン７が摺動自在に嵌合している部材
に嵌合させられたキャンセラ（リテーナ）１６が配置さ
れ、スナップリング１７によって軸線方向に対して固定
されている。このキャンセラ１６と主ピストン７との間
に、主ピストン７を前記側壁部４側に押圧するこの発明
の解放用押圧部材に相当するリターンスプリング１８が
配置されている。また、キャンセラ１６の外周部は、シ
ール材１９を介して円筒部１０の内周面に液密状態に接
触しており、したがってリターンスプリング１８を収容
している空間部分は、外周側に対しては液密状態となっ
ている。そのため、ここに残留するオイルに遠心力が作
用した場合には、そのいわゆる遠心油圧が、主ピストン
７を前記側壁部４側に押圧するいわゆる解放油圧として
作用する。すなわちこの発明の解放用押圧部材は、前記
リターンスプリング１８に限られず、遠心油圧などの油
圧を生じさせる機構もしくは部材を含む。

【００１９】つぎに、係合することによってトルクを伝
達する係合部材について説明する。図１に示す係合装置
は湿式の多板クラッチであって、前記主ピストン７の前
方側（側壁部４とは反対側）に、複数のプレート２０と
摩擦板２１とが軸線方向に交互に配列されている。その
プレート２０は例えば環状の金属板であって、前記ドラ
ム３の一部である円筒部５の内周面にスプライン嵌合さ
れている。また、摩擦板２１は、環状の金属板の表裏両
面に摩擦材を貼り付けた板状の部材であって、前記円筒
部５の内周側に、その円筒部５と同心円上に配置された
クラッチハブ２２の外周面にスプライン嵌合されてい
る。

【００２０】前記主ピストン７は図１の左端のプレート
２０に対向しており、またこれとは反対の右端のプレー
ト２０は、円筒部５の内周面に嵌合させたスナップリン
グ２３によって軸線方向に移動しないように固定されて
いる。そして、後退端に位置する主ピストン７と図１の
左端のプレート２０との間隔Ａが、いずれかのプレート
２０の厚さを調整することにより、所定の寸法に設定さ
れている。図１に示す例では、右端のプレート（フラン
ジ）をシムによって構成し、そのシムを交換することに
より、上記の間隔Ａが適宜に調整されている。

【００２１】これに対して副ピストン８の可動ストロー
クＢが、上記の間隔Ａすなわち主ピストン７のパックよ
り小さく設定されている。具体的には、副ピストン８の
軸線方向での前方側にシム２４が配置され、前記円筒部
５の内周面に取り付けたスナップリング２５によってシ
ム２４が軸線方向に対して固定されている。そして、そ
のシム２４の厚さあるいは枚数を適宜に選択することに
より、副ピストン８の可動ストロークＢが、主ピストン
７のパックＡ以下に設定されている。

【００２２】つぎに上記のように構成されたクラッチ１
の作用について説明する。図１に示す状態は、油圧を完
全に排出した状態であり、主ピストン７がリターンスプ
リング１８に押圧されて後退端に戻されている。リター
ンスプリング１８による押圧方向は、主ピストン７を前
記プレート２０から離す方向であり、これは、副ピスト
ン８をプレート２０側に相対移動させる方向であるか
ら、前記段差部１１に嵌合させられている副ピストン８
が段差部１１に引っ掛かって両方のピストン７，８が一
体化される。したがって、その状態で副ピストン８が側
壁部４に当接することにより、これらのピストン７，８
が後退端に位置することになる。

【００２３】その状態から前記油圧室１４に油圧を供給
すると、圧油が油圧室１４に充満した後、その圧力が高
くなることにより、各ピストン７，８を押圧する荷重が
生じ、これがリターンスプリング１８の弾性力より大き
くなると、各ピストン７，８がリターンスプリング１８
を圧縮しつつ、図１の右方向に前進する。ピストン７，
８が前進することによりリターンスプリング１８が圧縮
されてその弾性力が直線的に増大するが、これに対応し
て油圧が上昇するので、ピストン７，８が前進し続け
る。

【００２４】その前進距離が、副ピストン８についての
可動ストロークＢに達すると、副ピストン８がシム２４
に当接してその移動が阻止される。前記段差部１１にお
ける各ピストン７，８の係合方向は、副ピストン８が主
ピストン７に対して相対的に前進する方向であるから、
副ピストン８の前進がシム２４によって阻止された状態
で油圧室１４に油圧が作用していれば、両者のピストン
７，８の係合が外れ、主ピストン７が単独でプレート２
０および摩擦板２１側に移動できる。

【００２５】すなわち、副ピストン８がシム２４に当接
してその前進が阻止された状態では、副ピストン８の背
面に作用する圧力に対して、シム２４およびこれを固定
しているスナップリング２５を介して反力が作用するの
で、副ピストン８を介した油圧は実質的にキャンセルさ
れる。そのため、リターンスプリング１８の弾性力に抗
して主ピストン７を前進させる荷重は、主ピストン７の
背面を介して作用する油圧となる。言い換えれば、実質
的な受圧面積が、主ピストン８の背面のみに減少する。

【００２６】そのため、油圧室１４の油圧が、上記の受
圧面積の減少分、増大するまでは、リターンスプリング
１８の弾性力に打ち勝つ荷重とならないので、主ピスト
ン７は副ピストン８の可動ストロークＢだけ前進した位
置に留め置かれる。この状態での主ピストン７とプレー
ト２０との間隔は、パックＡから前記可動ストロークＢ
を減じた寸法（Ａ−Ｂ）となり、主ピストン７がプレー
ト２０を押圧する直前の状態あるいはパックが詰まった
状態である。

【００２７】前述した受圧面積の減少に応じた圧力分、
油圧室１４の油圧が上昇すると、主ピストン７がリター
ンスプリング１８の弾性力に抗して、再度前進し、その
結果、主ピストン７がプレート２０を押圧する。したが
ってプレート２０および摩擦板２１が、主ピストン７と
スナップリング２３との間に挟み付けられるので、これ
らのプレート２０と摩擦板２１との間で摩擦力が生じ、
その摩擦力によってドラム３とクラッチハブ２２との間
でトルクが伝達される。すなわちクラッチ１が係合す
る。

【００２８】したがって上記のクラッチ１では、副ピス
トン８の可動ストロークＢだけ前進させた位置に主ピス
トン７を停止させておき、その状態から油圧を上昇させ
ることにより、クラッチ１が係合してトルク容量を持つ
ようになる。そして、副ピストン８の可動ストロークＢ
だけ前進した状態、すなわち係合直前の寸止め待機状態
は、油圧室１４の圧力が、前記受圧面積の減少分（変化
分）に応じた圧力幅に入っていれば、安定的に設定され
る。言い換えれば、油圧のバラツキがある程度生じて
も、寸止め待機状態を設定することができる。

【００２９】上記の動作を油圧の上昇に対応させて示す
と、図２のとおりである。油圧室１４から完全に排圧し
てある状態から油圧室１４に油圧を供給し、油圧室１４
に圧油が充満してその圧力が増大すると、リターンスプ
リング１８を圧縮する方向の荷重がピストン７，８によ
って生じる。その荷重は、油圧と受圧面積とを掛け合わ
せた荷重であり、これがリターンスプリング１８の弾性
力に一致する油圧Ｐ1を越えると、ピストン７，８がス
トロークし始める。

【００３０】油圧室１４の圧力すなわちクラッチ実油圧
が、副ピストン８の可動ストロークＢだけリターンスプ
リング１８を圧縮する圧力Ｐ2 まで高くなると、それ以
降は、主ピストン７のみがリターンスプリング１８を押
圧することになるので、実質的な受圧面積の減少分、ク
ラッチ実油圧が増大するまで、主ピストン７は停止した
ままとなる。その油圧の増大幅ΔＰは、主ピストン７の
受圧面積をＡa 、副ピストン８の受圧面積をＡb とする
と、ΔＰ＝（Ａb ／Ａa ）・Ｐ2である。

【００３１】したがって主ピストン７は、クラッチ実油
圧がΔＰ、増大したＰ3 （＝Ｐ2 ＋ΔＰ）になった後
に、再度、前進し始める。言い換えれば、クラッチ実油
圧が、ΔＰの範囲で変化しても、主ピストン７は停止し
たままとなる。そのため、前述した寸止め待機状態を設
定する油圧のバラツキの許容幅が、上記のΔＰの幅とな
る。なお、図２には、機械的要因によるピストンストロ
ークのバラツキ幅±αと、寸止め距離のバラツキβを併
せて記載してあり、これを考慮すると、クラッチ実油圧
のバラツキの許容幅が更に大きくなる。

【００３２】なお、従来のクラッチでは、単一のピスト
ンによって係合させているので、クラッチ実油圧とピス
トンストロークとの関係は、図２に破線で示すようにな
る。すなわち、リターンスプリングの弾性力の変化と対
応して油圧が直線的に変化するので、油圧やストローク
のバラツキを考慮すると、寸止め待機の油圧を前記Ｐ3
圧より低いＰ4 圧に設定する必要がある。そうすると、
ピストンの待機位置が、クラッチの係合が生じる位置よ
り大きく後退した位置となるので、寸止め待機状態から
クラッチが係合するまでのピストンのストロークおよび
その時間が長くなり、係合応答性が悪くなる。

【００３３】つぎに上記のクラッチ１を有効に機能させ
ることのできる使用例を説明する。その一例は、動力の
伝達に関与する歯車対を、従来の車両用手動変速機など
で使用されている同期連結機構（シンクロナイザー）に
よって選択する変速機の発進クラッチとして使用する例
である。このような変速機では、発進クラッチを解放し
た状態で同期連結機構の動作状態を切り換え、その後に
発進クラッチを係合させることになるので、変速の遅れ
を回避するために、発進クラッチを可及的速やかに係合
させることが要求される。

【００３４】図３には、この種の変速機でアップシフト
を実行する場合のタイムチャートを、従来の単一ピスト
ンのクラッチを使用した場合と比較して示してある。先
ず、この発明の例について説明すると、変速指令（ｔ0
時点）が発せられると、クラッチ油圧を寸止め待機に対
応する油圧に設定する油圧指令信号が出力される。それ
に伴ってクラッチ実油圧が低下するとともに、前記主ピ
ストンが寸止め待機状態まで後退し、さらに出力トルク
が低下する。このようにして発進クラッチを解放させて
いる間に、第１の同期連結機構（シンクロ）がオフとさ
れ、また第２の同期連結機構（シンクロ）がオンとされ
る。

【００３５】このような同期連結機構の切り替えをおこ
なうための寸止め待機の時間がタイマー制御され、その
期間が経過したｔ1 時点に主ピストンがプレートに接触
する程度まで油圧を上昇させる油圧指令が出力される。
それに伴ってクラッチ実油圧が上昇し、主ピストンがス
トロークし始める。なお、この時点では、クラッチが係
合しているわけではないので、出力トルクは現れない。

【００３６】主ピストンが寸止め待機状態から僅かにス
トロークすると、主ピストンがプレートに当接し（ｔ2
時点）、それ以降は、主ピストンがストロークせずにク
ラッチのトルク容量を増大させるように作用する。その
場合、油圧の指令値がいわゆる低圧待機に相当する相対
的に低い値であるから、クラッチ実油圧の上昇が緩やか
であり、したがって出力トルクの増大も緩慢になり、シ
ョックが生じることはない。

【００３７】このようにして出力トルクが生じることに
よりクラッチの係合の判定が成立し（ｔ3 時点）、その
後、油圧を次第に高くするスイープアップ指令が出力さ
れ、クラッチ実油圧が次第に上昇するとともに、出力ト
ルクが増大する。そして、出力トルクが変速後のトルク
に到達して変速が完了し（ｔ4 時点）、その後のｔ5時
点にクラッチを完全に係合させるための油圧指令信号が
出力される。

【００３８】したがって、上記の変速の過程で、発進ク
ラッチがトルク容量を持たないことにより出力トルクが
現れない時間幅は、上記のｔ0 時点からｔ2 時点までで
あり、そのうちのｔ1 時点からｔ2 時点までの時間間隔
は、主ピストンが寸止め待機状態から係合開始状態まで
の極めて短い距離をストロークする短い時間であるか
ら、結局、出力トルクの現れない時間を短くし、ひいて
は変速が終了するまでの時間を短時間とすることができ
る。

【００３９】これに対して図３の（Ｂ）に示す従来例で
は、寸止め待機のための油圧にクラッチ油圧を低下させ
ても、主ピストンは、大きく後退してしまうために、低
圧待機のための油圧指令信号を出力してクラッチ実油圧
を高くすることによる主ピストンのストローク時間が長
くかかり、その結果、クラッチが解放状態にあって出力
トルクが現れない時間が長く、結局は変速に要する時間
が長くなってしまう。すなわち、従来では変速応答性が
必ずしも良好でなく、これに対してこの発明のクラッチ
によれば、変速応答性を改善することができる。

【００４０】また、他の例は、ツインクラッチ変速機の
入力クラッチとしてこの発明のクラッチを採用する例で
ある。ツインクラッチ変速機では、互いに隣接する変速
段への変速を、入力クラッチの切り替えによって達成す
ることができるが、一般には、ダウンシフトの変速応答
性の良いことが要求されるので、ダウンシフト側の隣接
段への変速を、入力クラッチの切り替えで達成できるよ
うに、同期連結機構の動作状態を制御している。したが
って、その状態からアップシフトする場合には、入力ク
ラッチの切り替えと併せて、アップシフト側の同期連結
機構を動作させる必要がある。その場合、係合させる入
力クラッチを寸止め状態に待機させておき、クラッチが
係合するまでの間に同期連結機構を動作させることにな
る。

【００４１】図４の（Ａ）はこの発明のクラッチをその
入力クラッチに使用した場合のタイムチャートであっ
て、ｔ10時点の変速の指令信号が出力されると、油圧室
に圧油を迅速に充満させて主ピストンが寸止め待機位置
までストロークするように、油圧指令信号として大きい
値の信号が所定時間、出力される。いわゆるクイックフ
ィル（もしくはファーストフィル）の制御である。この
制御が終了するｔ11時点に、寸止め待機のための油圧信
号に切り換えられ、その間に同期連結機構（シンクロ）
が動作させられ、また主ピストンが寸止め待機位置まで
ストロークし、クラッチ実油圧が寸止め待機の油圧にま
で上昇する。

【００４２】寸止め待機の制御は、予め定めた時間の
間、実行され、その時間の経過したｔ12時点に低圧待機
の制御が開始される。すなわち、クラッチ実油圧を僅か
上昇させて主ピストンを係合開始位置まで前進させ、か
つクラッチのトルク容量を僅かに生じさせる。主ピスト
ンが係合開始位置までストロークしたｔ13時点以降は、
油圧の上昇に応じてクラッチのトルク容量が増大し、そ
れに伴って回転変化が生じるので、イナーシャに基づく
出力トルクの低下が一時的に生じる。その結果、クラッ
チの係合判定がｔ14時点に成立し、その後は、クラッチ
実油圧を次第に上昇させるいわゆるスィープアップ制御
が実行され、出力トルクが変速後の変速比に応じたトル
クに低下したｔ15時点に変速が終了する。その後のｔ16
時点にクラッチが完全係合状態に制御される。

【００４３】したがって、変速指令から変速が実質的に
開始するまでの時間は、上記のｔ10時点からｔ13時点ま
でとなるが、そのうちの寸止め待機後に主ピストンがス
トロークする距離が短く、それに要する時間が短くなる
ので、結局、実質的に変速の開始までの時間が短く、変
速全体としての応答性が良好になる。

【００４４】これに対して図４の（Ｂ）に示す従来例で
は、クィックフィル後の寸止め待機のために油圧を低下
させた場合、寸止め待機のための油圧にバラツキがあっ
て、一般には解放側に制御するから、主ピストンが解放
側に戻ってしまう。そのため、主ピストンの係合開始位
置までのストロークが長くなり、それに要する時間（ｔ
12時点からｔ13時点）も長くなるので、結局、変速開始
から変速終了までの全体としての時間が長くなり、変速
応答性が不充分となる。すなわち、従来では変速応答性
が必ずしも良好でなく、これに対してこの発明のクラッ
チによれば、変速応答性を改善することができる。

【００４５】ここで、この発明と上記の具体例との関係
を簡単に説明すると、上記の主ピストン７および副ピス
トン８が、請求項１の押圧部材および請求項２の第１お
よび第２の押圧部材に相当する。また、ピストンを主ピ
ストン７と副ピストン８とに分け、かつ副ピストン８を
停止させるシム２４およびスナップリング２５の構成
が、請求項１の受圧面積減少機構に相当する。さらに、
そのシム２４およびスナップリング２５が、請求項２の
停止機構に相当する。

【００４６】なお、この発明は、上記の具体例に限定さ
れない。例えば、上記の具体例では、押圧部材が直線的
に前後動する例を示したが、この発明における押圧部材
は、回転動作するように構成されていてもよい。また、
この発明の係合部材は、摩擦力によってトルクを伝達す
る構成に限られないのであって、いわゆる噛み合いによ
ってトルクを伝達する構成であってもよい。さらに、こ
の発明の係合装置は、クラッチに限定されないのであっ
て、ブレーキであってもよい。そして、この発明におけ
る押圧部材の動作途中のいわゆる待機状態は、上述した
寸止め待機の状態に限られないのであって、係合装置が
僅かに係合した状態など、要は、完全解放と完全係合と
の中間の状態であればよい。そしてまた、この発明にお
ける流体圧は油圧以外の流体による圧力であってよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、解放用押圧部材のいわゆる反力を受ける押圧部材
が、その動作途中で、流体圧を受ける受圧面積を減じる
ので、流体圧のバラツキの影響を受けることなく、完全
解放と完全係合との間の適宜の状態に、容易かつ正確に
制御することができる。

【００４８】また、請求項２の発明によれば、係合部材
を係合させるための流体圧の作用する受圧面が、動作途
中で、第１押圧部材における受圧面のみとなり、流体圧
の実質的な受圧面積が減少するから、流体圧のバラツキ
があっても、押圧部材の動作途中での一定の状態を確実
に維持することができ、その結果、流体圧のバラツキの
影響を受けることなく、完全解放と完全係合との間の適
宜の状態に、容易かつ正確に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る係合装置を模式的に示す部分
断面図である。

【図２】 そのクラッチ油圧に応じた主ピストンのスト
ロークを説明するための線図である。

【図３】 この発明に係るクラッチを発進クラッチに使
用した場合の変化を、従来例と共に示すタイムチャート
である。

【図４】 この発明に係るクラッチをツインクラッチ変
速機の入力クラッチに使用した場合の変化を、従来例と
共に示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１…クラッチ、 ７…主ピストン、 ８…副ピストン、
１１…段差部、 １４…油圧室、 １８…リターンス
プリング、 ２０…プレート、 ２１…摩擦板、 ２４
…シム、 ２５…スナップリング。

フロントページの続き (72)発明者 中脇 康則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 藤戸 宏 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松本 亮 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3J057 AA04 BB04 CA03 DA11 GA49 HH01 JJ02 JJ04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧を受けて所定方向に動作する押圧
   部材と、その押圧部材に押されて係合する係合部材とを
   備えた流体圧式係合装置において、 前記押圧部材を係合部材から離れる方向に押圧する解放
   用押圧部材と、 前記押圧部材が前記流体圧を受けて前記係合部材側に動
   作する途中で、前記押圧部材を係合部材側に動作させる
   ように作用する受圧面の面積を減少させる受圧面積減少
   機構とを有することを特徴とする流体圧式係合装置。
2. 【請求項２】 流体圧を受けて所定方向に動作する押圧
   部材と、その押圧部材に押されて係合する係合部材とを
   備えた流体圧式係合装置において、 前記押圧部材が、前記係合部材を押す第１押圧部材と、
   その第１押圧部材に対して前記係合部材に向けた動作方
   向で一体化されかつ係合部材から相対的に離れる方向で
   は分離される第２押圧部材とを含み、 前記第１押圧部材を前記係合部材から離れる方向に押圧
   する解放用押圧部材が設けられるとともに、 前記押圧部材が前記解放用押圧部材に抗して前記係合部
   材に向けて動作する途中で前記第２押圧部材の前記係合
   部材側への動作を停止させる停止機構が設けられている
   ことを特徴とする流体圧式係合装置。