JPH03149418A - クラッチ装置 - 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、クラッチプレートを備えたクラッチ装置に関
し、とりわけ、入力されるトルク容量が少なくとも大小
２種類存在する場合に有効なりう・ツチ装置に関する。

従来の技術 車両に搭載される自動変速機としては、例えば特開昭６
２−６２．０４７号公報に開示されるものが従来存在し
、複数の遊星歯車組によって構成されるギアトレーンに
、液圧作動される複数のクラッチ装置が組み込まれ、該
クラッチ装置がコントロールバルブから供給される作動
油圧で適宜締結。

鮮放されることにより、ギアトレーンのギア比が変化さ
れて複数の変速段が得られるようになっている。

ところで、上記自動変速機では複数のクラッチ装置のう
ち、りバース時に締結されるローアンド−リバースブレ
ーキと称されるクラッチ装置４＜用いられるが、該ロー
アンドリバースブレーキはりバース時のみならず、エン
ジンブレーキ作動レンシテｔＪ＆マニュアル璽レンジで
のコースト走行時にあっても、ｌ速状態て該ローアンド
リバースブレーキが締結されるようになっている。

このように、上記ローアンドリバースブレーキにはりバ
ース時およびｌ速コースト時にそれぞれトルクが入力さ
れるようになっており、このとき、特にりバース時に人
力されるトルク容量は、ｌ速コてスト時に入力されるト
ルク容量に比較して著しく（約ｌＯ倍）大きくなるため
、該ローアンドリバースブレーキは前者のりバース時の
大きな伝達トルク容量に耐えるように多板式の液圧クラ
フチとして構成される。

即ち、多板式クラッチは、トルクを出力する駆動側部材
に設けられるドライブプレートと、トルクを入力する被
駆動側部材に設けられるドリブンプレートとをそれぞれ
複数枚設けて交互に配置することにより構成され、これ
らドライブプレートおよびドリブンプレートの枚数を増
加する程、トルクの伝達容量を増大できるようになって
いる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来のクラッチ装置として用いら
れるローアントリ、バースブレーキにあっては、ｌ速コ
ースト時には伝達トルク容量が少なくて済むのであるが
、りバース時の大きな伝達トルク容量に充分に耐えるこ
とができるように、ドライブプレートおよびドリブンプ
レートの枚数が多くなっている。

また、上記ローアンドリバースブレーキではりバースレ
ンジにセレクトした際のタイムラグを少なくするために
、各ドライブプレートとドリブンプレート間のクリアラ
ンスが小さく設定されるようになっている。

このため、上記ローアンドリバースブレーキが解放状態
にある一般の前進走行時にあっては、ドライブプレート
とドリブンプレート間が相対回転されるが、これらドラ
イブプレートとドリブンプレート間はクリアランスが小
さいために潤滑油による引きずり現象が生じ、しかも、
プレート枚数が多いことに伴い引きずり箇所がより多く
なるため、全体として引きずりによる動力損失が太きく
なり、燃費性能の悪化が来されてしまうという課題があ
った。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、伝達トル
ク容量の大きな部分は機械式クラフナであるドグクラッ
チを用いることにより、本来の液圧式クラッチで受は持
つ伝達トルク容量を大幅に低減できるようにし、もって
、液圧式クラ１チのプレート枚数を著しく減少できるク
ラッチ装置を提−供することを目的とする。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は、相対回転される
駆動側部材と被駆動側部材にそれぞれ回転方向に係止し
て取り付けられ、互いに重合して配置されるドライブプ
レートおよびドリブンプレートからなるクラフチプレー
トと、 上記クラフチプレートの一端側に対向配置され、シリン
ダ室に供給される作動液圧により上記ドライブプレート
とドリブンプレートとを互いに圧接させる方向に移動す
るクラブチビスートンと、を備えたクラッチ装置におい
て、 上記クラッチプレートと上記クラッチピストンとの間に
弾性部材を介在させ、かつ、該クラッチピストンを上記
駆動側部材又は被駆動側部材の一方に摺動可能かつ回転
方向に係止して取り付けると共に、該駆動側部材又は被
駆動側部材の他方と該クラフチピストンとの間に、該ク
ラッチピストンが上記クラッチプレートを締結した後の
更なる移動により噛合されるドグクラッチを設けること
により構成する。

作用 以上の構成により本発明のクラッチ装置にあっては、ク
ラッチピストンが駆動側部材又は被駆動側部材の一方に
摺動可能かつ回転方向に係止して取り付けられると共に
、該駆動側部材又は被駆動側部材の他方と該クラッチピ
ストンとの間にドグクラッチを設け、該ドグクラッチは
該クラッチピストンがクラッチプレートを締結した後の
更なる移動により噛合される構成であるため、該ドグク
ラッチを噛合することにより駆動側部材と被駆動側部材
との締結を行うことができる。

従って、シリンダ室に供給される作動液圧が低い場合、
クラッチピストンの押圧力が弾性部材を介してクラッチ
プレートに伝達され、該クラッチプレートがまず締結さ
れる。

次に、上記シリンダ室に供給する作動液圧を更に上昇す
ることにより、クラッチピストンは上記弾性部材を更に
変形しつつ移動され、ドグクラ・ツチが噛合される。

このため、シリンダ室に供給する作動液圧の高低により
ドグクラッチの噛合を管理することができるようになり
、伝達トルク容量の大小に応じてクラ・ツチプレートの
みの締結か、若しくは、ドグクラッチの噛合をも併せた
締結かを選択することができる。

従って、伝達トルク容量が大きい場合はドグクラッチを
噛合させることに大容量のトルク伝達を確実に行うこと
ができるため、伝達トルク容量が小さい場合はクラッチ
プレートのみの締結で確実にトルク伝達を行うことがで
き、該クラッチプレートを構成するドライブプレートお
よびドリブンプレートの枚数を大幅に減少させることが
できるようになる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

即ち、第２画、第２図は本発明の一実施例を示すクラッ
チ装置としてのローアンドリバースプレー−ｔ−Ｌ＆Ｒ
／Ｂで、該ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂは第
３図に示す自動変速機のギアトレーンに組み込まれるよ
うになっている。

即ち、上記第３図に示すギアトレーンは、第１遊星歯車
組ＰＧ、と第２遊星歯車組ＰＧ、とを備え、これら第１
．第２遊星歯車組ＰＣ。、　ＰＧ　ｔは、第１．第２サ
ンギアＳ、、Ｓ、と、第１、第２ビニオンギアＰ、、Ｐ
、と、第１、第２リングギアＲ，，Ｒ，と、第１．第２
ビニオンキヤリアＰＣ，，ＰＣ，とを備えて、それぞれ
が単純遊星歯車組として構成される。

また、上記第１．第２遊星歯車組ＰＣ，，ＰＣ，で構成
されるギヤトレーンには、図示するようにインプットシ
ャフトＩ／Ｓと第１サンギアＳ、とを接続するりバース
クラッチＲ／Ｃ，インプツトシヤフトＵＳと第１ビニオ
ンキャリアＰＣ，とを接続するハイクラフチＨ／Ｃ，第
１ビニオンキャリアＰＣ。と第２リングギアＲ，とを接
続するフォワードクラツチＦ／Ｃ。

第１サンギアＳｌをケーシングＣ／Ｓ側に固定するバン
ドブレーキＢ／Ｂ、第１ピニオンキャリアＰＣ。をケー
シングＣ／Ｓ側に固定する上記ローアンドリバースブレ
ーキＬ＆Ｒ／Ｂがそれぞれ組み込まれる。

更に、上記フォワードクラツチＦ／Ｃと第２リングギア
Ｒオとの間にフォワードワンウェイクラッチＦ１０・Ｃ
が設けられると共に、第１ビニオンキャリアＰＣ，とケ
ーシングＣ／Ｓとの間にローワンウェイクラッチＬ１０
・Ｃが設けられ、かつ、第１ビニオンキャリアーＰＣ，
と第２リングギアＲ，との間で上記フォワードワンウェ
イクラッチＦ１０・Ｃと並列にオーバーランクラッチ０
・Ｒ／Ｃが配置される。

また、上記インプットシャフトＩ／Ｓには、トルクコン
バータＴ／Ｃを介してエンジン回転が人力される。

ところで、上記自動変速機では次に示す第１表ノヨウニ
、Ｒ／Ｃ，ＩＩ／Ｃ，Ｆ／Ｃ，Ｂ／Ｂ、　Ｌ＆Ｒ／Ｂが
図外のコントロールバルブから供給される作動液圧とし
てのライン圧で締結および解放されることにより、各種
変速段が得られるようになっている。

尚、同表中、Ｒはりバースレンジ、Ｄはドライブレンジ
、■はマニュアル２レンジ、Ｉはマニュアルルンジを示
し、かつ、０印は締結状態、無印は解放状態を表す。

また、上記フォワードワンウェイクラッチＦ１０・Ｃは
、第１ビニオンキャリアＰＣ，に対して第２リングギア
Ｒ２が正転方向の回転時にフリー、逆転方向の回転時に
ロックされると共に、上記ローワンウェイクラッチＬ１
０・Ｃは第１ビニオンキャリアＰＣ，の正転方向の回転
時にフリー、逆転方向の回転時にロックされる。

更に、上記オーバーランクラッチ０・Ｒ／Ｃは第１表に
は示していないが、第３速以下の低速段側でアクセル開
度が１／１６以下で締結されることにより、上記フォワ
ードワンウェイクラフチＰ１０・Ｃの機能を無くシて、
エンジンブレーキが作動されるようになっている。

尚、上記コントロールバルブとしては、特開昭６２−６
２０４７号公報に記載されたものがあり、本実施例では
特にその構成は本発明を説明する上で必要ではないため
省略する。

ここで、上記ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂは
第１図に示したように、駆動側部材としてのクラッチハ
ブＩＯの外周にスプライン歯ｌＯａが形成されると共に
、該クラッチハブ１０を囲繞して被駆動側部材としての
ミツシヨンケース１２が、該クラッチハブ１０と同心状
に配置されており、該ミツシヨンケース１２の内周にも
スプラインｍ　１２　ａが形成されている。

そして、上記クラッチハブｌＯのスプライン歯１０ａに
はドライブプレート１４がスプライン嵌合されると共に
、上記ミツシヨンケース１２のスプライン歯１２ａには
ドリブンブレー）１６およびリテーニングプレート１８
が同様にスプライン嵌合され、これらドリブンプレート
１６とりテーニングプレート１８との間に上記ドライブ
プレー）１４が重合して挟まれるようになっており、こ
れらドライブプレート１４とドリブンプレート１６とに
よってクラ・ツチプレート２０が構成される。

尚、上記リテーニングプレート１８はスナップリング２
２によって抜は止めが行われる。

上記クラッチプレート２０のドリブンプレート１６側に
は有底筒状のクラ・１チビストン２４が対向配置され、
該クラッチピストン２４の底部２４ａ（図中右側）外周
は、オイルシール２６を介して上記ミツシヨンケース１
２の内周に摺動可能に液密嵌合されると共に、該クラブ
チピストン２４の底部内周も同様にオイルシール２８を
介して、ミツシヨンケース１２から上記クラフチハブ１
０の内周方向に延設される筒状部１２ｂの外周に摺動可
能に液密嵌合される。

また、上記クラッチピストン２４の底部２４ａの内側（
図中左側）に対向して、上記筒状部１２ｂに係止される
スプリングリテーナ３０が配置され、これら底部２４ａ
とスプリングリテーナ３０との間にはリターンスプリン
グ３２が縮設され、該リターンスプリング３２の付勢力
秤よってクラッチピストン２４は図中右方に押圧される
。

更に、上記クラッチピストン２４の底部２４ａの外側（
図中右側）には、ミツシヨンケース１２の縦壁部分１２
ｃとの間に液密構造のシリンダ室３４が形成され、該シ
リンダ室３４には作動液圧が供給される通路３６が連通
されており、該シリンダ室３４に作動液圧が供給される
ことにより、クラッチピストン２４は上記ドライブプレ
ート１４とドリブンブレー）１６とを互いに圧接する方
向、つまり、図中左方に移動されるようになっている。

ところで、上記クラッチハブ１０は上記筒状部１２ｂの
外周に、上記ローワンウェイクラッチＬ１０−Ｃを介し
て嵌着されている。

ここでー、本実施例では上記クラッチピストン２４の先
端（図中左端）と、上記ドリブンプレート１６との間に
、弾性部材としてのデフン１プレート３８が介在されて
おり、クラブチピストン２４の押圧力は該デフシュプレ
ート３８を介して上記クラッチプレート２０に伝達され
るようになっている。

尚、上記デフシュプレート３８は従来のクラッチ装置に
あっても多く用いられるが、特に本実施例ではその変形
量を太きく設定して、上記クラッチピストン２４の許容
移動量を大きくしである。

また、上記クラッチピストン２４の先端部外周には、第
２図にも示すように上記ミツシヨンケース１２のスプラ
イン歯１２ａに一合されるスプライン歯２４ｂが形成さ
れると共に、該クラッチピストン２４の内周には、上記
クラッチハブ１０のスプラインｍｌｏａに噛合可能なり
ラッチ歯２４ｃが形成され、これらスプライン歯ＩＱａ
とクラッチ歯２４Ｃとによってドグクラッチ４０が構成
されている。

ところで、上記ドグクラブチ４０は第１図に示したよう
に、シリンダ室３４に作動液圧が供給されていない状態
では非噛合状態にあり、該シリンダ室３４に液圧供給さ
れてクラ・１チビストン２４が移動され、上記クラッチ
プレート２０を締結した後、更に移動されることにより
噛合されるように設定されている。

尚、上記ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂは、上
記第■表に示したようにりバースレンジにセレクトした
状態、およびルンジにセレクトした状態で１速コースト
時に締結されるが、上記シリンダ室３４に供給される作
動液圧は、第４図に示すようにりバースレンジで高い液
圧Ｐ□が供給され、かつ、■レンジで低い液圧ＰＬ、が
供給されるようになっており、低い液圧ＰＬ、はクラッ
チプレート２０を締結できる程度の圧力に設定され、か
つ、高い液圧ＰＨ□は該クラッチプレート２０を締結し
てからディシュプレート３８を太きく変形させて、　　
該クラッチピストン２４を更に移動できるように設定さ
れる。

勿論、上記デフン１プレート３８は、上記ドグクラッチ
４０を締結させるに必要なりラッチピストン２４の移動
量を許容できる大きな変形量を有しており、かつ、上記
クラッチプレート２０を充分に締結させる荷重を変形途
中で伝達できるようなばね定数に設定されている。

以上の構成により本実施例のローアンドリバースブレー
キＬ＆Ｒ／Ｈにあっては、■レンジでの走行中、又は走
行中に夏レンジをセレクトして第１速状態となったとき
には、第４図に示した低い作動液圧ＰＬ０がシリンダ室
３４に供給される。

すると、第５図に示すようにクラッチピストン２４は上
記シリンダ室３４に発生される圧力により、リターンス
プリング３２の付勢力に抗して図中左方に移動され、こ
のときの押圧力はディシュプレート３８を介してクラッ
チプレート２０に伝達され、該クラッチプレート２０を
構成するドライブプレー）１４とドリブンプレート１６
とを互いに圧接して締結させる。

すると、クラッチハブｌＯは上記クラッチプレート２０
を介してミツシコンケース１２に固定され、オーバーラ
ンクラッチ０・Ｒ／Ｃの締結と相俟ってエンジンブレー
キが作動される。

このとき、ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｈの締
結は、ドライブプレート１４．　　ドリブンブレー）１
６の圧接によるため、エンジンブレーキ作動初期のショ
ックを両ブレー１−１４．１６間の滑りにより緩和する
ことができる。

尚、かかるコーストｌ速状態では作動液圧ＰＬ。

が低いため、クラッチ′ピストン２４はリターンスプリ
ング３２およびディシュプレート３８の対抗力により、
クラ・ブチプレート２０を締結した状態で移動が停止さ
れ、ドグクラッチ４０は非噛合状態にある。

次に、りバースレンジにセレクトした場合は、上記第４
図に示す高い作動液圧ＰＨ，がシリンダ室３４に供給さ
れ、クラッチピストン２４は第６図に示すようにディシ
ュプレート３８を更に変形させつつ移動され、該クラッ
チピストン２４に形成されたクラ・ブチａｉ２４ｃがク
ラッチハブ１０のスプライン歯ｔＯａに噛合されること
により、ドグクラッチ４０が締結される。

従って、この状態ではクラッチ八ブ１０とミツシコンケ
ース１２とは、上記ドグクラッチ４０を介して固定され
ることになる。

ところで、第７図および第８図に１速コースト時および
りバース時におけるトルクの人力経路をそれぞれ図中太
線で示したが、第７図に示すｌ速コースト時には１速段
での全体ギア比が２．７８６で、クラッチハブｌＯに入
力される回転比は１、７８６となるため、このときにロ
ーアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂに作用されるトル
ク容量Ｔ、は、コースト時の最大トルクＴｃｍａＫがエ
ンジンから出力される最大トルクｒｍｓａｘの１／４以
下となるため、７、＝ＴｍｓａｘＸ１／４Ｘ１．７６ ”ａ　＠、　４５Ｘ　Ｔ　ｇ＠！ＩＫ””■　となる。

一方、第８図に示すりバース時には全体ギア比が２．２
７で、クラフチハブ１０に入力される回転比は３．２７
となり、このときのローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ
／Ｈに作用されるトルク容量Ｔｗは、自動変速機に通常
設けられるトルクコンバータＴ／Ｃのストールトルク比
（＃　Ｌ　Ｏ）が加算されるため、Ｔ　ｍ＝　Ｔ　ｍｍ
ａＸＸ　２．　ＯＸ　３．２１＝ロー５ＸＴｗｓａｘ”
・■　となる。

従って、上記■、■式からりバース時にローアンドリバ
ースブレーキＬ＆Ｒ／Ｈに作用するトルク容量は、ｌ速
コースト時に比較して略１４．５倍もの大きなトルクが
作用されることになる。

このように、りバース時には著しく大きなトルクがロー
アンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｈに作用されるのであ
るが、本実施例では該リバース時に締結されるドグクラ
ッチ４０を介して大トルクを受は持つため、その耐久性
を充分に発揮することができる。

一方、ｌ速コースト時には従来と同様にクラッチプレー
ト２０の締結のみによって、ローアンドリバースブレー
キＬ＆Ｒ／Ｈに作用するトルクを受は持つようになって
いるが、このときのトルク容量は上記リバース時に比較
して著しく小さくなっているため、該クラフチプレート
２０を構成するドライブブレー）１４およびドリブンプ
レート１６の枚数を大幅に減少させることが可能となり
、本実施例では第１図に示したように、それぞれを１枚
として構成しである。

従って、ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ；６（
締結されない通常の前進走行状態では、第１図に示した
ようにクラッチプレート２０には押圧力が作用せず、ド
ライブブレー）１４とドリブンプレー１−１６とが互い
に相対回転される状態にあるが、これらプレートの枚数
が著しく少ないことにより、潤滑油による引きずり抵抗
が大幅に低減される。

尚、以上述べた本実施例では、ローアンドリバースブレ
ーキＬ＆Ｒ／Ｈに本発明を適用した場合を例にとって説
明したが、これに限ることなく、少なくとも大小２種類
のトルクが人力される他のクラ、チ装置に本発明を適用
できることはいうまでもない。

発明の効果 以上説明したように本発明のクラッチ装置にあっては、
ドライブプレートおよびドリブンプレートにより構成さ
れるクラッチプレート以外に、機械式クラッチであるド
グクラッチを設け、伝達されるトルクが大きい場合はド
グクラッチを締結させ、かつ−、トルクが小さい場合は
クラッチプレートのみを締結させるようにしたので、ク
ラフチプレートには小さいトルクのみが作用されるため
、ドライブプレートおよびドリブンプレートの枚数を少
なくすることができる。

このため、締結が解除されたときにはドライブプレート
とドリブンプレートとは相対回転されるが、このときの
両プレート間の引きずり抵抗を、プレート枚数が少ない
ことにより著しく低減することができる。

従って、締結解除時のトルク損失を著しく減少させ、少
ない動力での駆動が可能になるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図中の■−■線断面図、第３図は本発明が適用され
る自動変速機のギアトレーンの一実施例を示す概略図、
第４図は本発明で用いられる作動液圧の特性図、第５図
、第６図は本発明の一実施例の作動状態をそれぞれ示す
説明図、第７図、第８図は本発明が適用される自動変速
機で２種類のトルク伝達経路をそれぞれ示す説明図であ
る。 ｌＯ・・・クラッチハブ（駆動側部材）、１２・・・ミ
・ラションケース（被駆動側部材）、１４・・・ドライ
ブプレート、１６・・・ドリブンプレート、２０・・・
クラブ、チプレート、２４・・・クラッチピストン、３
４・・・シリンダ室、３８・・・ディシュプレート（弾
性部材）、４０・・・ドグクラッチ。 第３図 ′）　　　％％％　　　シ　αシＬ＆シＩ　Ｉｓ””ｔ
　　　＋　　　） １０−Ｃ 第４図 り ＳＰｔ。 ｌ　ｖ＞／！ｌ（４１町Ｌ） ／ｓ　　　　　％　　　　％ スロヅト−レ間夏 第５図 １２１．２ａ２４ｂ　／”。 第６図 １２　ｊ２ａ　、２４ｂ　（”帥 第７図 Ｆ／Ｃ（｝Ｒｙ七ＬＩＱ／Ｂ 第８図 Ｆ／ＣＸｏ−ｐん／Ｌ息Ｒ／Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対回転される駆動側部材と被駆動側部材にそれ
   ぞれ回転方向に係止して取り付けられ、互いに重合して
   配置されるドライブプレートおよびドリブンプレートか
   らなるクラッチプレートと、上記クラッチプレートの一
   端側に対向配置され、シリンダ室に供給される作動液圧
   により上記ドライブプレートとドリブンプレートとを互
   いに圧接させる方向に移動するクラッチピストンと、を
   備えたクラッチ装置において、 上記クラッチプレートと上記クラッチピストンとの間に
   弾性部材を介在させ、かつ、該クラッチピストンを上記
   駆動側部材又は被駆動側部材の一方に摺動可能かつ回転
   方向に係止して取り付けると共に、該駆動側部材又は被
   駆動側部材の他方と該クラッチピストンとの間に、該ク
   ラッチピストンが上記クラッチプレートを締結した後の
   更なる移動により噛合されるドグクラッチを設けたこと
   を特徴とするクラッチ装置。