JP3105037B2

JP3105037B2 - 車両用の発進クラッチ冷却装置

Info

Publication number: JP3105037B2
Application number: JP03254439A
Authority: JP
Inventors: 洋一飯島; 武典橋本
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 2000-10-30
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JPH0565924A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用のベルト式無段
変速機に発進クラッチとして湿式単板クラッチを組合わ
せた駆動系において、湿式単板クラッチをクラッチ圧制
御し、且つクラッチ発熱状態に応じて強制的に潤滑、冷
却する車両の発進クラッチ冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の無段変速機は、油圧制御により
自動的に無段変速されることから、この無段変速機に組
合わされるクラッチも電気信号等で自動的に接断する自
動クラッチが望ましい。そこで、本件出願人により既に
電磁クラッチを組合わせた駆動系が提案されている。こ
の電磁クラッチによると電気信号で微妙なクラッチ制御
を応答良く滑らかに行うことができるが、その反面クラ
ッチ自体の構造によりクラッチトルクを大きくするには
クラッチ全体の形状を大きくする必要があって、重量や
慣性マスが増える。また、ドリブンメンバの慣性マスが
大きいので、前後進切換機構の操作性が悪く、クラッチ
発熱を冷却する簡単な有効手段が無い等の不具合もあ
る。

【０００３】このことから、発進用の自動クラッチとし
て、クラッチ伝達トルクが大きく、慣性マスが小さく、
冷却し易い等の利点を有する湿式単板クラッチを用いる
ことが提案されてきている。しかし、この湿式単板クラ
ッチは湿式で、油圧制御されるものであるから、クラッ
チ構造や油圧制御系を適正に構成する必要がある。

【０００４】従来、上記油圧式発進クラッチの油圧制御
系に関しては、例えば特開昭５９−１９７６２６号公報
の先行技術がある。ここで、オイルポンプの吐出圧をラ
イン圧調整弁で調圧し、このとき発生する潤滑油を潤滑
油調整弁で調圧して、これをクラッチ圧制御の元圧とす
る。そして、この元圧をスターティング弁とスタート調
整弁により調整してクラッチ圧を作り、このクラッチ圧
でクラッチ制御することが示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、ライン圧調整弁、潤滑油調整弁、
スターティング弁、スタート調整弁の４つのバルブを用
いてクラッチ制御する構成であるから、構造が複雑であ
る。また、スターティング弁が種々の信号油圧を用いて
スタート圧を調圧するように構成されるので、このバル
ブ構造が複雑になる。更に、クラッチの潤滑、冷却系が
示されていないので、湿式のクラッチにはそのまま適応
することができない。

【０００６】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、車両の駆動系に発進クラッチを組合わせた方式にお
いて、発進クラッチの潤滑、冷却の適正化を図ることを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、潤滑、冷却用ノズルからの潤滑油供給に
より冷却される発進クラッチにおいて、油圧源から上記
ノズルまでに、常時連通する油路と、エンジンの低回転
の発進時に連通し、潤滑油を増量供給する第１潤滑弁を
有する油路と、エンジンの中・高回転の発進時に連通
し、潤滑油を多量供給する第２潤滑弁を有する油路とを
備えたものである。

【０００８】

【作用】上記構成に基づき、車両用の発進クラッチは、
停車時はクラッチ圧零でクラッチ切断し、発進時にクラ
ッチ圧が徐々に上昇して供給されてクラッチ接続する。
このとき、油圧制御部の潤滑圧が低速発進、中・高速発
進またはクラッチ接続の通常走行の各条件で、３段階に
切換えて発進クラッチに供給され、その発進クラッチが
オイルを有効利用して良好に潤滑及び冷却される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、湿式単板クラッチ付無段変速機の
駆動系の概略について説明すると、符号１はエンジンで
あり、このエンジン１のクランク軸２にドライブプレー
ト３を介してフライホイール４が連結されて、このフラ
イホイール４の出力側にクラッチ装置５が装着される。
そしてクラッチ装置５が、前後進切換装置６、無段変速
機７及びディファレンシャル装置８に順次伝動構成され
る。また、ケース側はクラッチハウジング１０にメイン
ケース１１が接合され、このメインケース１１にサイド
ケース１２が接合して一体結合され、これらの内部に上
記フライホイール４以降の駆動系が収容設置されてい
る。

【００１０】クラッチ装置５は、フライホイール４とそ
の中心のダンパー軸１６との間にダンパー装置１５が、
クラッチ接続時のショック等を吸収緩和することが可能
に装着される。また、クラッチハウジング１０の内部の
ダンパー軸１６との間には仕切壁１０ａが設置されて、
ダンパー装置１５と反対側に密閉したクラッチ室１０ｂ
が形成され、このクラッチ室１０ｂの内部でダンパー軸
１６及びそれと同軸上に遊嵌される入力軸１７との間
に、湿式単板クラッチ２０が設けられている。

【００１１】前後進切換装置６は、同期噛合い式の構成
であり、入力軸１７に形成される後進用ドライブギヤ３
０がカウンタギヤ３１、アイドラギヤ３２を介して入力
軸１７に同軸上に配置されるプライマリ軸４０に遊嵌さ
れる後進用ドリブンギヤ３３に噛合い構成される。そし
てプライマリ軸４０と両ギヤ３０，３３との間に、切換
機構３４が設けられる。切換機構３４は、プライマリ軸
４０と一体的なハブ３５のスリーブ３６が、シンクロ機
構３７，３８を介して各ギヤに結合するように構成され
る。これにより、Ｎレンジでは、切換機構３４のスリー
ブ３６をハブ３５とのみ嵌合することで、プライマリ軸
４０が入力軸１７から切離されて中立位置になる。また
Ｄ，Ｄｓレンジでは、スリーブ３６をギヤ３０側に結合
することで、入力軸１７がプライマリ軸４０に直結して
前進位置になる。更にＲレンジでは、スリーブ３６をギ
ヤ３３側に結合することで、各ギヤ３０〜３３によりエ
ンジン動力が逆転して伝達して後進位置になる。

【００１２】無段変速機７は、プライマリ軸４０とそれ
に対して平行配置されるセカンダリ軸４３とを有する。
プライマリ軸４０にプライマリプーリ４１が、セカンダ
リ軸４３にセカンダリプーリ４４が設けられ、両プーリ
４１，４４の間に駆動ベルト４６が巻付けられている。
プライマリプーリ４１は、固定プーリ４１ａに対して可
動プーリ４１ｂが、プーリ間隔を可変するように移動可
能に嵌合され、この可動プーリ４１ｂにそれ自体ピスト
ンを兼ねた構成とし、プライマリシリンダ４２に嵌合配
設される。セカンダリプーリ４４も、同様の固定プーリ
４４ａ、可動プーリ４４ｂ、セカンダリシリンダ４５を
有して構成され、更にセカンダリシリンダ４５の内部に
バランス室４７が設けられ、可動プーリ４４ｂはスプリ
ング４８で付勢されている。ここで、プライマリシリン
ダ４２の方が受圧面積が大きく設定され、そのプライマ
リ圧により駆動ベルト４６のプライマリプーリ４１、セ
カンダリプーリ４４に対する巻付け径の比率を変えて無
段変速するようになっている。

【００１３】ディファレンシャル装置８は、セカンダリ
軸４３に一対のリダクションギヤ５０，５１を介して出
力軸５２が連結し、この出力軸５２のドライブギヤ５３
がファイナルギヤ５４に噛合っている。そして、ファイ
ナルギヤ５４に一体結合される差動装置５５から、車軸
５６を介して左右の車輪側に伝動構成される。

【００１４】一方、無段変速機制御用の油圧源を得るた
め、サイドケース１２にオイルポンプ１３が配設され
る。このオイルポンプ１３は高圧ギヤポンプであり、ポ
ンプドライブ軸１４がプライマリ軸４０の内部を貫通し
てダンパー軸１６に連結され、エンジン運転時に常にポ
ンプ駆動するようになっている。

【００１５】図２において、湿式単板クラッチ２０につ
いて詳細に説明する。先ず、ダンパー軸１６にシリンダ
２１が、スプライン結合し且つロックナット２２で締付
けて一体結合され、このシリンダ２１の内部に油圧室２
１ａが形成されてピストン２３が挿入され、シリンダ２
１の外周にクラッチカバー２４が取付けられる。またダ
ンパー軸１６には、リターンスプリング２５の中心部が
ロックナット２２で共締めして固定され、このスプリン
グ２５の外周にプレッシャプレート２６が固着され、ピ
ストン２３が押圧部材２３ａを介してプレッシャプレー
ト２６に押圧可能になっている。クラッチカバー２４に
はフィン２７ａを有するバックプレート２７が固着さ
れ、プレッシャプレート２６とバックプレート２７の間
にフリクションプレート２８のフェーシング２８ａが介
設され、このフリクションプレート２８がボス部材２９
を介して入力軸１７に結合されている。

【００１６】一方、クラッチハウジング１０の側壁１０
ｃには、クラッチ圧Ｐｃを制御するソレノイド８０が固
定され、このソレノイド８０から入力軸１７、ダンパー
軸１６及びシリンダ２１に形成される油路８１を介して
油圧室２１ａに連通される。またボス部材２９の周囲に
は、ドレンオイルのノズル８５と、潤滑，冷却用のノズ
ル８８，９８が配置される。これにより、ノズル８５，
８８，９８からフェーシング２８ａの部分に給油するこ
とによって湿式の雰囲気になり、且つクラッチ発熱が冷
却される。この状態で油圧室２１ａのクラッチ圧Ｐｃを
上昇すると、ピストン２３、プレッシャプレート２６に
よりフェーシング２８ａがバックプレート２７に圧着し
てクラッチ接続し、クラッチ圧Ｐｃを低下するとリター
ンスプリング２５によりプレッシャプレート２６等が後
退してクラッチ切断する。

【００１７】図３において、油圧制御系について説明す
ると、無段変速機油圧制御部６０とクラッチ油圧制御部
６１とを有する。無段変速機油圧制御部６０は、オイル
パン６２と連通するオイルポンプ１３からの吐出圧が、
油路６３を介してライン圧調整弁６４に導入される。ラ
イン圧調整弁６４は、プライマリプーリ４１に取付けら
れるピトー圧センサ６５のピトー圧Ｐｔが油路６６を介
して供給され、プライマリ回転数の上昇に応じてライン
圧Ｐｓを低下する方向に作用する。また、実際の変速比
を検出するセンサシュー６７からのスプリング力が、低
速段でライン圧Ｐｓを増大する方向に作用し、これらの
関係でライン圧Ｐｓを調圧するように構成される。この
ライン圧Ｐｓは、油路６８により常にセカンダリシリン
ダ４５に供給され、油路６９を介して変速制御弁７０に
導入される。変速制御弁７０は、ピトー圧Ｐｔがプライ
マリ圧Ｐｐを増大する方向に作用し、アクセル踏込みに
応じて回動するシフトカム７１からのスプリング力が、
高負荷でプライマリ圧Ｐｐを減じる方向に作用し、これ
らの関係で生じるプライマリ圧Ｐｐを油路７２を介して
プライマリシリンダ４２に供給するように構成される。

【００１８】ライン圧調整弁６４のドレン側油路７３は
潤滑弁７４により所定の潤滑圧ＰＬに調圧され、この潤
滑圧ＰＬがＤｓレンジの制御系に使用される。また、潤
滑圧ＰＬは、油路７５によりベルト潤滑ノズル７６等に
供給される。

【００１９】クラッチ油圧制御部６１は、無段変速機油
圧制御部６０のライン圧Ｐｓの油路６３が、ソレノイド
８０に連通される。このソレノイド８０は、制御ユニッ
ト１００による制御信号でライン圧Ｐｓを直接減圧して
クラッチ圧Ｐｃを発生するのであり、このクラッチ圧Ｐ
ｃが油路８１を介して油圧室２１ａに供給される。油路
８１には、クラッチ圧Ｐｃをフィードバック制御する油
温油圧センサ８２とリリーフ弁８３が設けられ、ソレノ
イド８０のドレン側油路８４がクラッチ室１０ｂのノズ
ル８５に連通する。

【００２０】また、無段変速機油圧制御部６０の潤滑圧
油路７３がオリフィス８６を有する油路８７を介して潤
滑用ノズル８８に連通し、この油路８７にオリフィス８
９と第１潤滑弁９０を有する油路９１がバイパスして連
通する。第１潤滑弁９０は、潤滑圧ＰＬが低い場合に連
通し、高くなると遮断するように構成される。油路８７
から分岐する油路９２はチェック弁９３、オイルクーラ
９４を介して第２潤滑弁９５に連通し、この潤滑弁９５
からの油路９６はオリフィス９７を有して冷却用ノズル
９８に連通する。第２潤滑弁９５は、中，高回転での発
進時にのみソレノイド９５ａにより連通するものであ
る。

【００２１】なお、エンジン回転数Ｎに対して潤滑圧Ｐ
Ｌは、図４のように変化する特性であり、この特性にお
いて圧力ＰＬ１以下の低圧側で第１潤滑弁９０が連通動
作する。また、圧力ＰＬ１より低い圧力ＰＬ２以上の高
圧側でチェック弁９３が開くように設定されている。

【００２２】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、エンジン１の運転時には、クランク軸２、ダ
ンパー軸１６及びポンプ駆動軸１４によりオイルポンプ
１３がポンプ駆動して、この吐出圧がライン圧調整弁６
４で調圧されて所定のライン圧Ｐｓを生じる。そしてこ
のライン圧Ｐｓが無段変速機７のセカンダリシリンダ４
５に供給され、且つ変速制御弁７０、ソレノイド８０に
導入される。また、ライン圧調整弁６４のドレンオイル
を潤滑弁７４で調圧して所定の潤滑圧ＰＬを生じ、この
潤滑圧ＰＬが無段変速機７の各部に供給され、同時に少
なくとも油路８７、潤滑用ノズル８８により湿式単板ク
ラッチ２０のフェーシング２８ａに供給されて、湿式で
クラッチ動作することが可能になる。

【００２３】そこで、ＰまたはＮレンジで停車してアイ
ドリング運転する場合は、ソレノイド８０により油路８
１のクラッチ圧Ｐｃが略零に制御される。このため、湿
式単板クラッチ２０では、リターンスプリング２５によ
りプレッシャプレート２６が後退してフェーシング２８
ａの押圧が解除されるのであり、こうしてクラッチ切断
する。またこの場合は、エンジン１のクランク軸２と共
にフライホイール４、ダンパー装置１５、ダンパー軸１
６、及び湿式単板クラッチ２０のプレッシャプレート２
６、バックプレート２７が回転している。

【００２４】上記停車状態でＤレンジにセレクトする
と、前後進切換装置６において切換機構３４により入力
軸１７とプライマリ軸４０を直結した前進位置になる。
このときアクセルを踏込むと、ソレノイド８０によりク
ラッチ圧Ｐｃが徐々に上昇するように制御され、このク
ラッチ圧Ｐｃが油路８１により湿式単板クラッチ２０の
油圧室２１ａに供給される。そこでピストン２３によ
り、プレッシャプレート２６を介してフェーシング２８
ａをバックプレート２７に押圧し、摩擦力によるクラッ
チトルクを生じるようになり、これによりフェーシング
２８ａからフリクションプレート２８を介し入力軸１７
以降に徐々に動力伝達されて発進する。そして、発進後
に所定のクラッチ圧Ｐｃで湿式単板クラッチ２０が一体
的に結合することでクラッチ接続し、これ以降はソレノ
イド８０により伝達トルクに応じたクラッチ圧Ｐｃに制
御され、クラッチ接続状態に保持して走行が確保され
る。

【００２５】この発進がエンジン低回転域で行われて相
対回転数が小さい場合は、クラッチ油圧制御部６１にお
いて潤滑圧ＰＬが低いことで第１潤滑弁９０が連通動作
し、チェック弁９３は閉じる。このため、油路８７と第
１潤滑弁９０の油路９１の２系統から湿式単板クラッチ
２０に潤滑圧ＰＬが比較的多く供給され、クラッチ接続
時の発熱が充分に強制冷却され、且つ各部が潤滑され
る。またエンジンの中，高回転域での発進で相対回転数
が大きい場合は、潤滑圧ＰＬが上昇するため第１潤滑弁
９０は遮断動作し、その潤滑圧ＰＬでチェック弁９３が
開いて潤滑圧ＰＬがオイルクーラ９４で冷却されて第２
潤滑弁９５に導入する。一方このような発進条件では、
第２潤滑弁９５がソレノイド９５ａにより連通動作され
ることになり、このため油路８７とこの第２潤滑弁９５
の油路９６による多量の冷却された潤滑圧ＰＬが供給さ
れる。従って、大きい相対回転数で多く発生する発熱が
効果的に冷却され、且つ潤滑される。

【００２６】更に、クラッチ接続での通常走行時には、
第１と第２の潤滑弁９０，９５が共に遮断動作する。こ
の場合は、発熱が無くて冷却する必要が無いので、油路
８７のみにより潤滑圧ＰＬが供給されて潤滑され、不必
要な潤滑圧消費によるライン圧Ｐｓ低下等が未然に防止
される。こうして、湿式単板クラッチ２０の発熱状態に
応じ、潤滑、冷却の油量が高速発進時に最も多く、低速
発進，通常走行で順次減少するように３段階に切換制御
される。

【００２７】一方、上述の停車から発進する場合は、無
段変速機油圧制御部６０においてピトー圧Ｐｔが低いこ
とで、変速制御弁７０によるプライマリ圧Ｐｐは略零に
なる。このため、セカンダリシリンダ４５のライン圧Ｐ
ｓの作用で駆動ベルト４６は最もセカンダリプーリ４４
側に移行して最大変速比の低速段になり、この変速比で
減速した変速動力がセカンダリプーリ４４以降の車輪側
に伝達して走り始める。そして、クラッチ接続してエン
ジン動力がそのまま伝達する通常走行に移り、車速が増
大してピトー圧Ｐｔが上昇し、これにより変速制御弁７
０でプライマリ圧Ｐｐを順次増大して生じると、このプ
ライマリ圧Ｐｐがプライマリシリンダ４２に作用して駆
動ベルト４６をプライマリプーリ４１側に徐々に移行す
るようになり、こうして高速段側に無段階に変速制御さ
れることになる。

【００２８】以上、本発明の実施例について説明した
が、これのみに限定されない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発進クラッチは、油圧源に常時連通する油路に設けられ
た潤滑、冷却用ノズルからの潤滑油供給により潤滑、冷
却されるのであるが、本発明においては、特に、潤滑、
冷却用ノズルの上流側の油路に設けた第１潤滑弁がエン
ジンの低回転の発進時である潤滑圧が低い場合に連通す
るため、エンジンの低回転の発進時では、潤滑圧が低い
ため第１潤滑弁が連通し、上記常時連通による潤滑油供
給と共に増量された潤滑油供給を行い、通常走行時で
は、第１潤滑弁が遮断して常時連通する油路による少量
の潤滑油供給を行うことができる。

【００３０】また、潤滑、冷却用ノズルの上流側の油路
に設けた第２潤滑弁がエンジンの中・高回転の発進時で
ある潤滑圧が高い場合に連通するため、エンジンの中・
高回転の発進時では、潤滑圧が高いため第２潤滑弁が連
通し、上記常時連通による潤滑油供給と共に多量の潤滑
油供給を行い、通常走行時では、第２潤滑弁が遮断して
常時連通する油路による少量の潤滑油供給を行うことが
できるので、エンジンの低回転の発進時、エンジンの中
・高回転の発進時及び通常走行時の３段階の潤滑油供給
を得ることができ、クラッチの発熱量に応じ適宜選択し
て潤滑油の適正供給によるクラッチの冷却効果を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る湿式単板クラッチ付無段変速機の
駆動系を示す断面図である。

【図２】湿式単板クラッチの部分の拡大断面図である。

【図３】本発明に係る発進クラッチ制御装置の実施例を
示す油圧回路図である。

【図４】潤滑圧の特性を示す図である。

【符号の説明】

５クラッチ装置６前後進切換え装置７無段変速機２０湿式単板クラッチ６０無段変速機油圧制御部６１クラッチ油圧制御部６３ライン圧油路７３潤滑圧油路８０クラッチ圧制御用ソレノイド８８，９８潤滑，冷却用ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 25/00 - 25/12 F16D 13/72 - 13/74

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潤滑、冷却用ノズルからの潤滑油供給によ
り冷却される発進クラッチにおいて、油圧源から上記ノ
ズルまでに、常時連通する油路と、エンジンの低回転の
発進時に連通し、潤滑油を増量供給する第１潤滑弁を有
する油路と、エンジンの中・高回転の発進時に連通し、
潤滑油を多量供給する第２潤滑弁を有する油路とを備え
たことを特徴とする車両の発進クラッチ冷却装置。
【請求項２】上記第２潤滑弁を有する油路の供給量を多
く、常時連通する油路の供給量を少なく設定することを
特徴とする請求項１記載の車両の発進クラッチ冷却装
置。
【請求項３】上記第２潤滑弁を有する油路にオイルクー
ラを設け、冷却した潤滑油を供給することを特徴とする
請求項１又は２記載の車両の発進クラッチ冷却装置。