JPH028515A - 摩擦トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は流体作動式の摩擦トルク伝達装置に関し、特に
、可変トルク容量をもつ摩擦トルク伝達装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決すべき課題］クラッチやブ
レーキ装置にトルク方向感知手段を設けてパワートラン
スミッションにおける速度比変更期間中のトルクの逆転
（方向転換）を感知する技術は既知である。速度比変更
期間中、トルクはオフゴーイング摩擦装置からオンヵミ
ング摩擦装置へ移送される。オンカミング摩擦装置にお
いてトルク容量が増大すると、オフゴーイング摩擦装置
ではトルク伝達が減少し、適正な時期に解放しなければ
負のトルク即ち逆転トルクが生じてしまう、所望のシフ
トタイミングが達成できない場合、すなわち逆転トルク
が発生した場合、「シフトショック」と称する過渡力が
発生してしまう。

シフトタイミングは一般に、トルクを１方向にのみ伝達
する１方向型の装置を使用することにより達成してきた
。しかし、このような１方向型の装置はトランスミッシ
ョンを一層高価にし一層複雑にする。速度比変更期間中
、ブレーキ部材がオフゴーイング摩擦装置にある場合は
、バンド型（特に多重バンド型）ブレーキを使用してト
ルク伝達の際にある程度の方向感知を行なうことができ
る。このような１方向型の装置には、設計上及び操作上
の制約もあり、このため問題を理想的に解決することが
できない、この種の方向性トルク感知は固有のものであ
り、負荷や速度に感応しない。

回転型のクラッチに対しては、トルク逆転期間中クラッ
チ適用室を排出状態にする方向感応弁を使用する提案が
なされてきた。この種の装置は、運転手が自動車を駆動
状態から惰走状態に変更したときに、トルクコンバータ
のクラッチを切り離せるようにするために、トルクコン
バータのクラッチ機構に採用されている。この種の装置
は米国特許第３，７３４，２５１号明細書に開示されて
いる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、多重ディスクを有する摩擦トルク伝達装置を
改善することをねらいとし、このねらいは、摩擦トルク
伝達装置におけるトルク逆転の期間中この装置のトルク
容量を減少させることにより、達成される。上述のよう
に、トルクの逆転は、自動車を駆動状態から惰走状態に
変更したとき、又はトランスミッションでの速度比変更
期間中に。

生じる。速度比変更期間中でのトルクの逆転は、オフゴ
ーイング摩擦装置を適正な時期に解放しなかった場合に
、トランスミッションの伝動装置（歯車列）内でトルク
スパイク即ち過渡トルク負荷を生じさせる。

本発明の摩擦トルク伝達装置の特徴とするところは、ト
ルク伝達手段に設けた第１の歯及びハブ部材に設けた第
２の歯が、トルク伝達手段とハブ部材との間で、限られ
た範囲内で相対角度変位できるように、離間しており、
この摩擦トルク伝達装置が、ハブ部材上に位置し、適用
ピストンと共働して、適用室とは反対側の適用ピストン
の側に、適用室の所定の有効面積より小さな有効面積を
有する対向流体室を提供する壁部材と、トルク伝達手段
に形成した第１及び第２の流体通路手段と、トルク伝達
手段及びハブ部材が限られた相対角度変位の範囲の一方
の限界位置にあるときに第１流体通路手段を適用室及び
対向流体室の両方に接続し、トルク伝達手段及びハブ部
材が限られた相対角度変位の範囲の他方の限界位置にあ
るときに第１流体通路手段を適用室に接続すると共に、
第２流体通路手段を対向流体室に接続するための弁手段
とを備えたことである。

本発明は、トルク負荷及び回転速度の両方を補償する、
クラッチ又はブレーキの如き可変容量の摩擦トルク伝達
装置を提供する。クラッチに使用した場合、この装置は
、−層高速及び高トルクでのシフトオーバーラツプを許
容し、シフトタイミングの間違い時に感度を減少させた
状態でクラッチの耐久性を保証する。

シフトタイミングの間違いが顕著で、低回転速度及び高
トルク負荷にて作動している期間中、本発明は、シフト
ショックを減少させることによりシフト性能を改善すべ
く、−層正確なオーバーラツプ制御のための一層敏感な
方向感度を提供する。

本発明は特に、低車速時に閉（クローズド）スロットル
惰走ダウンシフト又はステップアウト・ダウンシフトを
行なうときに効果を発揮する。このような状態下では、
本発明は、１方向型の装置を使用した場合と同様の動作
で良好な方向感度を提供する。

上述の改善を行なうため、本発明では、摩擦トルク伝達
装置の適用ピストンに隣接して形成した補償圧力室即ち
対向流体室と、トルク伝達の方向に感応する回転弁素子
とを使用する。摩擦トルク伝達装置の正常な作動期間中
は、対向流体室は潤滑回路の如き低圧流体源に対して開
口しており、適用室内の遠心圧力の少なくとも一部を相
殺する遠心圧力を提供する。

負荷感知又は方向感知性能を提供するため、対向流体室
は回転弁素子を介して、一般には負荷感応圧力である装
置の適用圧力に接続される。従って、補償力は伝達され
るトルクのレベルに比例する。

本発明は、カウンタシャフト型又は遊星型の自動車のシ
フトトランスミッションに使用する回転式のクラッチに
とって最適であることが判明した。

それ故、本発明の目的は、トルク伝達の方向に変化が生
じたときに補償圧力室即ち対向流体室内の流体圧力によ
り流体適用圧力を少なくとも部分的にオフセットさせる
ようにした流体作動式の摩擦トルク伝達装置を提供する
ことである。

本発明の別の目的は、流体適用ピストンの両側に適用室
と対向流体室とを設け、この対向流体室には、１方向の
トルク伝達時には低圧オイルを満たして遠心力による補
償を行ない、トルク逆転時には高圧オイルを満たして適
用室内の高圧を少なくとも部分的に補償するようにした
流体作動式の摩擦トルク伝達装置を提供することである
。

本発明の更に別の目的は、適用室を有する適用ピストン
と、対向流体室と、回転弁素子とを備えた流体作動式の
摩擦クラッチの形をしており、正常なりラッチ適用期間
中は回転弁素子により対向流体室を低圧流体源に接続し
て遠心補償流体を提供し、クラッチ中でトルクが逆転し
たときには回転弁素子により対向流体室を高圧流体源に
接続して、適用圧力及び遠心圧力の両方に対して流体圧
力補償を行なうようにした流体作動式の摩擦トルク伝達
装置を提供することである。

［実施例］ 図を参照すると、第１図には回転クラッチ１゜を示す０
回転クラッチ１ｏは入力ハウジング１２と、出力ハブ部
材１４と、入力ハウジング１２に連結した複数個の摩擦
ディスク１６と、出力ハブ部材１４に連結した複数個の
摩擦ディスク１８とを有する。入力ハウジング１２はス
プライン２２を介して回転シャフト（トルク伝達手段）
２４に駆動連結した内側ハブ部分２０を有する。入力ハ
ウジング１２及び内側ハブ部分２０はハブ部材を形成す
る０回転シャフト２４には回転弁素子（弁手段）２６及
び歯車素子２８が設けである。

内側ハブ部分２０は、複数個の適用型連絡通路３２と対
向流体室連絡通路３４とを有する。適用型連絡通路３２
は適用室３６に流体連通し、この適用室３６は、入力ハ
ウジング１２と、入力ハウジング１２内に摺動自在に位
置した適用ピストン３８との間に形成されている。適用
室３６を一対の環状シール４０．４２でシールし周囲へ
の漏洩を防止する。

対向流体室連絡通路３４は、適用ピストン３８と壁部材
４６との間に形成した対向流体室４４に流体連通してい
る。Ｗ部材４６はその外周辺を環状シール４８でシール
して周囲への漏洩を防止すると共に、その内周辺は内側
ハブ部分２ｏ上に密封的に位置している。クラッチ解除
バネ５０が対向流体室４４内に位置していて、第１図に
示すクラッチ解除位置へ適用ピストン３８を押圧し、ま
た位置決めリング５１に壁部材４６を接合押圧するよう
に作用する。

出力ハブ部材１４は好適には別の歯車部材（図示せず）
に接続している。歯車素子２８は平行シャフト（図示せ
ず）上に位置した別の歯車（図示せず）に噛合している
。このような構造は、トランスミッションのカウンタシ
ャフトと出力シャフトとの間の歯車比接続を確立し制御
するために流体作動クラッチを利用するカウンタシャツ
１へ型１−ランスミッションにおいては、周知の構造で
ある。

回転弁素子２６はクラッチ適用圧力通路５４に流体連通
したグループ５２を有する。クラッチ適用圧力通路５４
及びグループ５２は適用室連絡通路３２、従って連用室
３６に連続的に流体連通している。クラッチ適用圧力通
路５４は普通のトランスミッション制御装置（図示せず
）により選択的に加圧されて、適用ピストン３８を摩擦
ディスク１６の１つに押圧接合するように動かし、摩擦
ディスク１６と摩擦ディスク１８とを摩擦係合させる。

この状態では、トルクは歯車素子２８と出力ハブ部材１
４との間で伝達される。

回転弁素子２６はグループ５２に開口した複数個の供給
グループ（第１流体通路手段）５６と排出グループ６０
に開口した複数個の排出グループ（第２流体通路手段）
５８とを有する。供給及び排出グループ５６．５８は、
対向流体室４４がクラッチ適用圧力通路５４又は排出グ
ループ６ｏに流体連通できるように、対向流体室連絡通
路３４に選択的に整合できる。対向流体室連絡通路３４
との接続は内側ハブ部分２０に関する回転弁素子２６の
角度位置により決る。この角度位置はスプライン２２に
より決定される。

第２図に示すように、回転シャフト２４は、内側ハブ部
分２０上に位置した會即ちスプライン６６間に形成され
た幅広いみぞ６４に係合する複数個の歯即ちスプライン
６２を有する０回転シャフト２４が第２図の右回り方向
に回転しているとき、すなわち、前進トルク伝達状態の
とき、スプラインの駆動表面は図示のように係合する。

この状態では、排出グループ５８は、対向流体室４４を
低圧オイル源に接続するように、対向流体室連絡通路３
４に流体連通する。排出グループ６ｏはみぞ６４に開口
し、これらのみぞは既知の方法で潤滑オイルに接続する
か、流体で充満させる。トルクが回転クラッチ１ｏを介
して出力ハブ部材１４から回転シャフト２４へ伝達され
る場合、スプライン６２．６６の角度位置が変化し、供
給グループ５６が対向流体室連絡通路３４に整合し、対
向流体室４４がグループ５２内の圧力に開口する。この
時点で、排出グループ５８は対向流体室連絡通路３４か
ら遮断される。

回転クラッチ１０が適用され、トルクが歯車素子２８か
ら出力ハブ部材１４へ伝達されている正常作動期間中は
、対向流体室４４は潤滑オイルで満たされる０回転クラ
ッチ１ｏは回転しているので、遠心力が、適用室３８内
の圧力に対抗して、対向流体室４４内の流体に作用する
。このため、適用室３８内の圧力の遠心成分をある程度
補償する。

シフト信号が発生すると、トランスミッション内の別の
歯車（図示せず）が関連するクラッチ部材により作動せ
しめられる。オンカミング歯車がトルク伝達を許容する
状態になったとき、歯車素子２８においてトルクの減少
が生じ、遂には歯車素子２８においてトルクの逆転が生
じ、その結果内側ハブ部分２ｏに関する回転弁素子２６
の角度位置が変化する。この変化が生じたとき、対向流
体室４４は適用室３６内の圧力レベルに等しい圧力レベ
ルの流体で満たされ、これにより、回転クラッチ１０の
トルク容量を大幅に減少させ、（トルク容量の大幅減少
がない場合に生じるはずの）シフトショックを実質上除
去する。クラッチ適用圧力通路５４内の圧力は速度比変
更完了時に放出又は制御される。

大半のトランスミッション構造では、シフト変更期間中
、クラッチ適用圧力通路５４内の圧力は速度比変更の際
に減少し、一方オンカミングクラッチ（図示せず）内の
圧力は増大する。しかし、回転クラッチ１０でのトルク
逆転の時点で、本発明はクラッチ適用圧力及び遠心力で
発生した圧力の両方を補償し、回転クラッチ１０のトル
ク容量を、過渡トルクを生じさせないレベルまで減少さ
せる。

本発明による速度及び負荷感度については第３図に示す
。第３図から分かるように、速度（回転）及び負荷（ト
ルク）が増加するにつれて、容量比（正転容量対逆転容
量）は減少する。高速高負荷においては、容量比は１点
饋腺ＤＢにて示す二重巻きブレーキバンドの容量比に接
近する。二重巻きブレーキバンドの容量比ＤＢは一定で
あり、単巻きブレーキバンドの容量比ＳＢより大きい。

負荷曲線は摩擦装置の係合のために利用する流体内の増
加する圧力値を示す。０〜６０００ｒｐｍの範囲のクラ
ッチ回転速度及び６０〜１２０プサイのライン圧力で作
動するシステムにおいては、７．５ないし３．５の範囲
の容量比が得られた。

以上１本発明は回転クラッチに利用した好適な実施例に
ついて説明したが、本発明はディスクブレーキにも応用
できることは言うまでもない、−般的に言って、ディス
クブレーキにおいては遠心圧力を補償する必要はないが
、適用圧力は補償した方が望ましい。

ディスクブレーキは、入力部材と出力部材とが同軸に位
置した遊星型のトランスミッションに利用する。このよ
うなＨａでは、一般に、入力ハウジング１２を固定し、
出力ハブ部材１４を歯車部材に接続する。このような構
成においては、適用室３６は回転せず、従って補償すべ
き遠心力は発生じない。しかし、ディスクブレーキにお
いて１−ルクの逆転が生じた場合、補償室（対向流体室
）の流体圧力が適用室の流体圧力と同じになり、速度比
変更期間中にトルクのオーバーラツプを減少させ、円滑
なりラッチ操作を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した回転クラッチの部分断面立面
図、 第２図は第１図の２−２＠における断面図、第３図は本
発明を適用した装置の容積比と速度との関係を示す図で
ある。 符号の説明 １０：回転クラッチ　　１２：入力ハウジング１４：出
力ハブ部材 １６．１８：摩擦ディスク ２ｏ：内側ハブ部分　　２４：回転シャフト２６二回転
弁素子　　　３６：適用室 ３８：適用ピストン　　４４：対向流体室４６：壁部材
　　　　　５６：供給グループ５８：排出グループ ６２．６６：スプライン （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個の実質上等間隔の第１の歯（６２）を有する
   トルク伝達手段（２４）と、該トルク伝達手段の第１の
   歯と噛合う複数個の実質上等間隔の第２の歯（６６）を
   有するハブ部材（１２、２０）と、出力部材（１４）と
   、前記ハブ部材（１２、２０）と出力部材（１４）との
   間で交互に位置し、対応する該ハブ部材（１２、２０）
   及び出力部材（１４）に交互に連結された複数個の摩擦
   ディスク（１６、１８）と、前記ハブ部材（１２、２０
   ）に関して摺動自在に配置され、該ハブ部材と共働して
   所定の有効面積を有する適用室（３６）を形成する適用
   ピストン（３８）とを備えた摩擦トルク伝達装置におい
   て、 前記第１及び第２の歯（６２、６６）が、前記トルク伝
   達手段（２４）と前記ハブ部材（１２、２０）との間で
   、限られた範囲内で相対角度変位できるように、離間し
   ており、 前記摩擦トルク伝達装置が、前記ハブ部材（１２、２０
   ）上に位置し、前記適用ピストン（３８）と共働して、
   前記適用室（３６）とは反対側の該適用ピストン（３８
   ）の側に、該適用室（３６）の前記所定の有効面積より
   小さな有効面積を有する対向流体室（４４）を提供する
   壁部材（４６）と；前記トルク伝達手段（２４）に形成
   した第１及び第２の流体通路手段（５６、５８）と；前
   記トルク伝達手段（２４）及びハブ部材（１２、２０）
   が前記の限られた相対角度変位の範囲の一方の限界位置
   にあるときに前記第１流体通路手段（５６）を前記適用
   室（３６）及び対向流体室（４４）の両方に接続し、前
   記トルク伝達手段（２４）及びハブ部材（１２、２０）
   が前記の限られた相対角度変位の範囲の他方の限界位置
   にあるときに該第１流体通路手段（５６）を該適用室（
   ３６）に接続すると共に、前記第２流体通路手段（５８
   ）を該対向流体室（４４）に接続するための弁手段（２
   ６）と；を備えている、 ことを特徴とする摩擦トルク伝達装置。 ２、請求項１に記載の摩擦トルク伝達装置において、前
   記壁部材（４６）が前記適用ピストン（３８）に摺動自
   在に密封係合するシール部分（４８）を有し；前記第１
   及び第２の流体通路手段（５６、５８）を必要に応じ前
   記適用室（３６）及び対向流体室（４４）に接続するた
   めの通路手段（３２、３４）を前記ハブ部材（１２、２
   ０）に設けた摩擦トルク伝達装置。 ３、請求項１又は２に記載の摩擦トルク伝達装置におい
   て、該摩擦トルク伝達装置が可変容量クラッチの形をし
   ている摩擦トルク伝達装置。