JP2008281019A - 発進クラッチの潤滑制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発進クラッチの締結状態に応じて連続的に潤滑流量を制御し、動力損失を減らし、クラッチの焼損を防止する。
【解決手段】 車両のトランスミッションとエンジンとの間に配置され、動力を伝達する湿式多板クラッチを備えた発進クラッチの潤滑制御方法であって、湿式多板クラッチの作動中に常時潤滑油を供給すること、湿式多板クラッチの状態に応じて潤滑油の流量を連続的に変化させること、湿式多板クラッチが空転しているときの潤滑油の供給量が、完全締結時の供給量よりも多くなるように潤滑油量を制御することから成る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等のトルクコンバータと嵌装可能なユニット型発進クラッチに関する。

従来、自動変速機、すなわちＡＴ（オートマチックトランスミッション）において、車両発進はトルクコンバータでのトルク伝達によって行っていた。トルクコンバータはトルク増幅効果もあり、トルク伝達も滑らかであるため多くのＡＴ車両に搭載されていた。

一方、トルクコンバータはトルク伝達時の滑り量が多く、あまり効率的ではないという欠点も有している。

そこで最近では、トルクコンバータに代えて発進クラッチを用いることが提案されており、またギア比を落とすと共に変速数を増やして低速域でのトルク増幅を図ることも行われている。

一般に発進クラッチは、クラッチケース内に収容された湿式多板クラッチを備えている。多板クラッチは、出力側の摩擦係合要素である摩擦板、すなわちフリクションプレート及び入力側の摩擦係合要素であるセパレータプレートが軸方向で交互に配置されている。このような構成で、ピストンにより、フリクションプレートとセパレータプレートとを係合させることで動力の伝達を行っている。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２００４−３２４８１８号公報

発進クラッチは、特に車の渋滞時における走行においては頻繁に、クラッチの係合と解放が頻繁に繰り返され、クラッチ部に熱が蓄積されるため、多量の潤滑油を流す必要がある。しかし、多量の潤滑油を供給するポンプの動力損失は大きくなり、燃費向上の障害となっていた。

湿式の発進クラッチは、車両発進の時、すなわち、湿式多板クラッチが係合するときに最も熱を発生する。従来、その熱を冷却するために、常に大量（１０Ｌ／ｍｉｎ以上）の潤滑油を流していた。湿式多板クラッチは、その係合の時に冷却のための潤滑油が必要であり、クラッチ空転中は発熱し高温になったクラッチを冷却するために潤滑油が必要である。一般にクラッチ係合中は、クラッチディスクの間を潤滑油が流れにくいため、潤滑油を流してもクラッチは冷却されにくい。

このような課題に対して、例えば、特許文献１では、電子油圧ソレノイドを用いて、車両の状態に応じて潤滑油を供給することを開示している。しかしながら、クラッチへの潤滑油は、クラッチがスリップ状態において多量に供給するもので、クラッチが頻繁に係合と解放を繰り返す場合には、十分に冷却を行えるものではなかった。

そこで、本発明の目的は、発進クラッチの締結状態に応じて連続的に潤滑流量を制御し、動力損失を減らし、クラッチの焼損を防止することである。

上記目的達成のため、請求項１に記載の発明は、
車両のトランスミッションとエンジンとの間に配置され、動力を伝達する湿式多板クラッチを備えた発進クラッチの潤滑制御方法であって、
前記湿式多板クラッチの作動中に常時潤滑油を供給すること、
前記湿式多板クラッチの状態に応じて潤滑油の流量を連続的に変化させること、
前記湿式多板クラッチが空転しているときの潤滑油の供給量が、完全締結時の供給量よりも多くなるように潤滑油量を制御すること、
から成ることを特徴とする潤滑制御方法である。

本発明の発進クラッチによれば、次のような効果が得られる。

発進クラッチの流量制御のためピストンの作動圧により制御される流量制御弁を用いたことにより電子油圧ソレノイドが不要となる。

発進クラッチの状態に応じて潤滑流量を連続的に変化させるため、クラッチが解放中
はクラッチを冷却するために、係合中よりも多くの潤滑油を流すことにより、潤滑油を供給するポンプの過剰な動力損失をともなわずに効果的に発進クラッチを冷却することができる。

また、発進クラッチは通常車両が走行している時は滑りのない係合状態であるため、発熱しないが、冷却もされにくい。本発明によれば、係合中でも冷却されるよう空転中よりは少ない流量で常に潤滑油を流すため、頻繁なクラッチ係合と解放を繰り返しても十分な冷却が可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は例示として本発明を示しているに過ぎず、その他の変更が可能なことは言うまでもない。

図１は、本発明にかかる発進クラッチの潤滑制御方法及び潤滑制御装置の実施例を説明するための発進クラッチの軸方向断面図である。発進クラッチ１０は、クラッチドラム、すなわちクラッチケース１とその中に収容された湿式多板クラッチ３０を備えている。湿式多板クラッチ３０のクラッチケース１の内部には出力側の摩擦係合要素であるほぼ環状の摩擦板、すなわちフリクションプレート３と入力側の摩擦係合要素であるほぼ環状のセパレータプレート４とが軸方向で交互に配置されている。クラッチケース１の開口側である軸方向の一端にはほぼ環状のバッキングプレート１９が、ほぼ環状の止め輪５によって軸方向において固定状態に支持され、セパレータプレート４を保持している。

環状のクラッチケース１は、その外周にドラム部３４が設けられている。ドラム部３４の内周にはスプライン部３９が設けられ、セパレータプレート４が軸方向で摺動自在に係合している。

本実施例では、３枚のフリクションプレート３と３枚のセパレータプレート４とで湿式多板クラッチ３０を構成しているが、これら入力側及び出力側の摩擦係合要素の枚数は、必要なトルクに応じて任意に変更できることは言うまでもない。また、フリクションプレート３の軸方向の両面には、ほぼ環状の摩擦材３５、または複数セグメントに分割された摩擦材３５が接着等により固定されている。また、セパレータプレート４に摩擦材３５を固着してもよいし、フリクションプレート３とセパレータプレート４のそれぞれの片面に交互に摩擦材３５を固着してもよい。

図１において、クラッチケース１内であって、クラッチケース１の閉口端側にはピストン８が設けられている。ピストン８は、セパレータプレート４に当接して押圧力を加えるため、クラッチケース１に軸方向摺動自在に嵌合している。

ピストン８とクラッチケース１の内面とで、二つのＯリングで油密に封止された油圧室３１が画成されている。後述の油路から油圧用の油を油圧室３１に供給することで、ピストン８の移動を制御し、所定の押圧力を得る。ピストン８に所定の押圧力を与える。クラッチの解放時に、ピストン８を油圧室３１方向へ常時付勢するためのスプリング９が油圧室３１と反対側に設けられている。

油圧室３１に所定の油圧が供給されると、ピストン８は、図中左方向に移動して、バッキングプレート１９との間で湿式多板クラッチ３０を締結する。

湿式多板クラッチ３０の摩擦板３には内径側から外径側へ連通する溝（不図示）が形成されており、溝は、摩擦材３の厚さとほぼ等しい深さと３ｍｍ以上の周方向幅を有するように形成される。これにより、冷却されにくい発進クラッチ１０の締結時にも、冷却効果が向上する。また、本発明によれば、係合中でも冷却されるよう空転中よりは少ない流量で常に潤滑油を流すため、冷却効率が更に向上する。

トランスミッションの入力軸１６と一体で回転するように入力軸１６に嵌合したハブ部材２は、その外周にスプライン部３６が設けられている。スプライン部３６には、フリクションプレート３が軸方向摺動自在に嵌合している。従って、不図示のクランク軸から入力される動力は、ハウジング１２を介して、ダンパ装置１４（後述）、クラッチケース１、湿式多板クラッチ３０、ハブ部材２、入力軸１６の経路で不図示のトランスミッションに伝達される。

湿式多板クラッチ３０のクラッチケース１は、クラッチ締結時の衝撃などを吸収する衝撃緩衝機構であるダンパ装置１４が設けられている。ダンパ装置１４は、スプリングとスプリングを保持するリテーナプレートとを有する。

入力軸１６の軸方向一端の外周にはスプラインが設けられ、ハブ部材２がスプライン嵌合している。従って、入力軸１６とハブ部材２とは一体状態で回転する。

クラッチケース１の開放端には、カバー部材７が設けられている。カバー部材７は、外径縁部が、クラッチケース１のスプライン部３９に嵌合している。このため、カバー部材７は、クラッチケース１と共に回転する。カバー部材７は、ハブ部材２との間に狭い潤滑油通路４０を画成している。図１から分かるように、カバー部材７を設けることで、ほぼ囲まれたスペースに湿式多板クラッチ３０が配置される。

ここで、湿式多板クラッチ３０を潤滑する潤滑油の油路と油圧室３１に油を供給する油路について説明する。湿式多板クラッチ３０を潤滑する潤滑油及び油圧室３１に供給する油は、不図示のオイルポンプと油圧制御装置に接続された流量制御弁５０により制御される。

流量制御弁５０には、入口５３を介して不図示の潤滑供給源から潤滑油が流入する。出口５１からの潤滑油は、湿式多板クラッチ３０を潤滑するために用いられ、入口５４には、作動油路５５から油圧室３１に供給される同じ油圧が加わる。

流量制御弁５０は、スプール６０の移動により出口５１から出る潤滑油の量を制御している。出口５１から出た潤滑油は、潤滑油路５２を通り、出力軸１６とカバー部材７との間を通り、ハブ部材２とカバー部材７との間に画成された隘路３８を通り、湿式多板クラッチ３０へと向かう。

圧力油路５５には、必要に応じて圧力制御弁を設けることができる。湿式多板クラッチ３０を係合するには、圧力室３１の圧力を上げ、ピストン８を駆動する。圧力が所定値より下がれば、スプリング９の付勢力により、ピストン８は、図中右に移動し、湿式多板クラッチ３０は解放される。

流量制御弁５０は、潤滑油路５５を通る潤滑油量を次のように制御する。湿式多板クラッチ３０の作動中には常時、潤滑油を供給するため出口５１から潤滑油の供給を制御している。また、湿式多板クラッチ３０の状態（空転、スリップ、締結など）に応じて潤滑油の流量を連続的に変化させる。また、流量制御弁５０は潤滑油を常時流すように制御している。

また、湿式多板クラッチ３０が空転しているときには、潤滑油の供給量が、完全締結時の供給量よりも多くなるように潤滑油量を制御する。

流量制御弁５０は、湿式多板クラッチ３０を作動する油圧の変化に応じて潤滑油量を連続的に変化させる。すなわち、湿式多板クラッチ３０の締結圧が車両を低速で走行しうる第１の設定値以下のときは、潤滑油の流量を最大とし、湿式多板クラッチ３０を完全に締結させる第２の設定値以上のときは、潤滑油の流量を最小とし、締結圧が第１と第２の締結圧の間のときは、連続的に流量を変化させる。

ここで、図２を参照して、本発明における潤滑油の制御について説明する。図２は、クラッチの状態、すなわちクラッチ油圧と潤滑油量との関係を示すグラフである。

図２に示すように。クラッチ油圧が低いＰ１のとき、発進クラッチ１０はまだ空転中であり、クラッチ油圧がＰ２になると発進クラッチが係合し始める。車両は、クラッチ油圧Ｐ１で生じるスリップ状態により走行可能状態になる。更に、クラッチ油圧が増大し、Ｐ３になると発進クラッチは完全締結状態になる。図２から分かるように、潤滑油量は、発進クラッチ１０の空転時に最大値Ｌ２、完全締結時に最小値Ｌ１を取るように制御される。

本発明の潤滑制御方法においては、図２に示すようにクラッチ油圧、すなわちピストンの作動圧を監視しながら最適な状態に制御することができる。

本発明にかかる発進クラッチの潤滑制御方法の実施例を説明するための発進クラッチの軸方向断面図である。 クラッチ油圧と潤滑油量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ クラッチケース
２ ハブ部材
３ 摩擦板
４ セパレータプレート
８ ピストン
１０ 発進クラッチ
３０ 湿式多板クラッチ
１２ ハウジング
３１ 油圧室
５０ 流量制御弁

Claims (3)

1. 車両のトランスミッションとエンジンとの間に配置され、動力を伝達する湿式多板クラッチを備えた発進クラッチの潤滑制御方法であって、
   前記湿式多板クラッチの作動中に常時潤滑油を供給すること、
   前記湿式多板クラッチの状態に応じて潤滑油の流量を連続的に変化させること、
   前記湿式多板クラッチが空転しているときの潤滑油の供給量が、完全締結時の供給量よりも多くなるように潤滑油量を制御すること、
   から成ることを特徴とする潤滑制御方法。
2. 前記流量を連続的に変化させることは、前記湿式多板クラッチを作動するピストンの作動圧を制御することで行われることを特徴とする請求項１に記載の潤滑制御方法。
3. 前記湿式多板クラッチの締結圧が車両を低速で走行しうる第１の設定値以下のときは、潤滑油の流量を最大とし、前記湿式多板クラッチを完全に締結させる第２の設定値以上のときは、潤滑油の流量を最小とし、締結圧が前記第１と第２の締結圧の間のときは、連続的に流量を変化させることを特徴とする請求項２に記載の潤滑制御方法。

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