JPH05141443A - 油圧圧着式クラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧圧着式クラッチにおいて、クラッチを切
ったとき、クラッチディスクが速やかにエンジンのクラ
ンクシャフトに固定された油圧装置の本体の摩擦部材か
ら離脱するようにすることであり、またこれによってク
ラッチの引きずりを防止してギヤ入れ及びギヤ抜きを軽
快に行わせることができるようにすることであり、また
クラッチの断接を敏速に行わせることができるようにす
ることである。 【構成】 プレッシャプレート押圧用のピストンのスト
ロークを高温時には小さくし、低温時には大きくするよ
うにした油圧圧着式クラッチのクラッチディスクの戻し
ばねとして皿ばねをクラッチディスクと油圧装置の本体
との間に配設したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧圧着式クラッチに
係り、特にクラッチを切ったとき速やかにクラッチディ
スクを、クランクシャフトに固定された油圧装置の本体
の摩擦部材から離脱させてクラッチの引きずりを完全に
防止するようにした油圧圧着式クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、手動変速式のトランスミッション
又は該手動変速式のトランスミッションを流体圧シリン
ダを採用したアクチュエータにより自動変速化したトラ
ンスミッションにおいては、乾式又は湿式等の機械式ク
ラッチが必要であり、特にクラッチの耐久性を向上さ
せ、またクラッチの断接を敏速に行わせるために油圧圧
着式クラッチが提案されている。しかし、従来の油圧圧
着式クラッチにおいては、クラッチカバーとクラッチデ
ィスクとの間の間隔が常に一定であったので、プレッシ
ャプレート押圧用のピストンのストロークが一定である
結果、低温時には、オイルの粘性が非常に大きくなるた
め、クラッチの切れが悪くなり、いわゆるクラッチの引
きずりが生じ、このクラッチの引きずりに起因するトル
クが大きくなり、ギヤが入りにくかったり、入っても抜
けにくい等の問題が発生する場合があった。

【０００３】この問題を解消するための一案としては、
ピストンのストロークを大きくすることが考えられる
が、こうすると高温時にクラッチの断接が緩慢となり、
敏速な変速操作を行うことができなくなるという不具合
が生ずる。

【０００４】また他の方法としては、ピストンのストロ
ークを温度によって変化させ、即ち高温時にはストロー
クを小さくし、低温時にはストロークを大きくする方法
があるが、該方法によるとクラッチの本体とピストンに
固着されたプレッシャプレートとの間の間隔が温度によ
り変化するためクラッチを切ったときのクラッチディス
クの位置を例えばピストンのストロークが大きい低温時
に本体とプレッシャプレートとの中央部に位置するよう
に調節すると、高温時に該クラッチディスクは本体側に
偏った位置に，また高温時において調節すると、低温時
にクラッチディスクはプレッシャプレート側に偏った位
置となり、クラッチの断接が緩慢となり、敏速な変速操
作を行うことができなくなったり、クラッチの引きずり
が生じるという不具合が生ずる結果となる。

【０００５】該不具合を解消するために、本願出願人
は、形状記憶合金製ばねを本体とクラッチディスクとの
間に装着してクラッチを切ったときのクラッチディスク
の位置を温度に関係なく常に本体とプレッシャプレート
との中央部に位置させるものを提案したが、クラッチデ
ィスクの戻し力を十分に大きくしてクラッチの切れを確
実にするためには、形状記憶合金製ばねの形状が大きく
なってしまい、そのコストが高くつくと共に、油圧圧着
式クラッチが大型となってしまうという点で不利であっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記した従
来技術の欠点を除くためになされたものであって、その
目的とするところは、プレッシャプレート押圧用のピス
トンのストロークを高温時には小さくし、低温時には大
きくするようにした油圧圧着式クラッチのクラッチディ
スクの戻しばねを皿ばねとして、油圧装置の本体とクラ
ッチディスクとの間に配設することにより、クラッチを
切ったときのクラッチディスクの位置が高温時の小さな
ストロークの中央となるように調節してクラッチを切っ
たときクラッチディスクが速やかに本体から離脱するよ
うにすることであり、またこれによってクラッチの引き
ずりを防止してギヤ入れ及びギヤ抜きを軽快に行わせる
ことができるようにすることである。また他の目的は、
上記構成によりクラッチの断接を敏速に行わせることが
できるようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】要するに本発明は、エン
ジンのクランクシャフトに固定された本体と、該本体に
固定されたシリンダ室の内部に摺動自在に収容され高温
時にはストロークを小さくし、低温時にはストロークを
大きくするように構成されたプレッシャプレート押圧用
のリング状のピストンと、前記ピストンにより押圧され
たとき前記本体と共に一体的に回転すると共にインプッ
トシャフトに対してその軸方向に摺動自在に装着された
クラッチディスクと、前記本体と前記クラッチディスク
との間に配設され高温時において狭くされた前記本体と
前記プレッシャプレートとの隙間の略中央に前記クラッ
チディスクを位置させるように該クラッチディスクを前
記プレッシャプレートに向けて押圧付勢する皿ばねとを
備え、前記シリンダ室への圧力油の供給が遮断されたと
き速やかに前記クラッチディスクを前記本体から離脱さ
せるように構成したことを特徴とするものである。

【０００８】

【実施例】以下本発明をを図面に示す実施例に基いて説
明する。図１から図６において、本発明に係る油圧圧着
式クラッチ１は、エンジン（図示せず）のクランクシャ
フト６に固定された本体１４と、プレッシャプレート押
圧用のリング状のピストン１６と、クラッチディスク１
１と、皿ばね６０とを備えている。

【０００９】まず油圧圧着式クラッチの基本的構成につ
いて説明すると、クラッチハウジング５内にエンジン
（図示せず）のクランクシャフト６が回動自在に嵌合し
ていて、該クラッチハウジング５内に突出しており、ク
ランクシャフト６の一端にはボルト８によってフレック
スプレート９が固定され、該フレックスプレート９には
プレッシャプレート１０をクラッチディスク１１に対し
て圧着するための油圧装置１２がボルト１３によって固
定されている。油圧装置１２は、本体１４と、シリンダ
１５と、リング状のピストン１６と、油圧ポンプの一例
たるベーンポンプ１８とからなる。本体１４は、フレッ
クスプレート９と共に回転可能に円形に形成されてお
り、ボルト１３によってフレックスプレート９に固定さ
れ、その中心部には軸受１９を介してインプットシャフ
ト２０が回動自在に装着され、クラッチディスク１１側
の対向面１４ａには摩擦部材２１が固着されている。

【００１０】シリンダ１５は、本体１４と共に回転可能
に円形に形成され、ボルト２２により本体１４に固定さ
れ、内部にはシリンダ室１５ｂ及びこれに連通するオイ
ル通路１５ｃが形成されている。シリンダ室１５ｂとオ
イル通路１５ｃとは連通穴１５ｄにより連通接続され、
オイル通路１５ｃはベーンポンプ１８のスリーブ１８ａ
に軸受２３を介して回動自在に支承されかつベーンポン
プ１８のボス部１８ｂに複数のシール部材２４，２５を
介して回動自在に嵌挿されたリテーナ２６のオイル通路
２６ａに連通接続され、リテーナ２６はシリンダ１５に
シール部材２７を介して固着されている。そしてリテー
ナ２６のオイル通路２６ａは、ベーンポンプ１８のボス
部１８ｂに固定された電磁弁収容部１８ｆ内に収容され
た電磁弁（図示せず）を介してベーンポンプ１８のオイ
ル吐出口１８ｃに連通接続されたオイルギャラリ１８ｄ
に連通し、該ベーンポンプから吐出されるオイルが該電
磁弁により制御されてボス部１８ｂに形成された高圧側
オイルギャラリ１８ｇからリテーナ２６に形成された連
通穴２６ｄを通って高圧の状態で供給されるようになっ
ている。なお、オイル通路１５ｃの端部は鋼球１５ｅに
よって密閉されている。またシリンダ１５には、オイル
通路１５ｃとは異なる円周方向位置に、オイル通路１５
ｆが形成されており、該オイル通路は油圧装置１２内の
空間１２ａに連通穴１５ｇを介して連通接続されると共
に、オイル通路２６ａとは異なる円周方向位置に形成さ
れたオイル通路２６ｃに連通し、該オイル通路２６ｃは
上記と別の電磁弁（図示せず）を介してオイルギャラリ
１８ｄに連通し、ベーンポンプ１８から吐出されるオイ
ルが該電磁弁により制御されてボス部１８ｂに形成され
た低圧側オイルギャラリ１８ｈからリテーナ２６に形成
された連通穴２６ｅを通って低圧の状態で空間１２ａに
供給され、クラッチを切るための油圧が得られるように
なっている。また空間１２ａ内のオイルは、ベーンポン
プ１８のオイル吸入口（図示せず）に連通した連通穴１
５ｈから排出されてベーンポンプ１８の該オイル吸入口
に吸入されるようになっている。

【００１１】ピストン１６は、リング状に形成されてお
り、そのクラッチディスク１１側の側面１６ａにはプレ
ッシャプレート１０が固着されており、シール部材１７
を介してシリンダ室１５ｂ内に水平方向に摺動自在に収
容され、図中左方に移動することでプレッシャプレート
１０をクラッチディスク１１に押圧するように構成され
ている。

【００１２】図２も参照して、ベーンポンプ１８は、ボ
ルト２８によりクラッチハウジング５に固定され、その
本体１８ｅは３分割されてボルト２９により結合され、
内部にはロータ３０がブッシュ３１を介してスリーブ１
８ａに支承されて回動自在に収容されている。またロー
タ３０はリング３２内に収容されており、該リングの内
面３２ａにはロータに形成された複数の放射状の溝３０
ａに摺動自在に収容されたベーン３３が回転に伴なう遠
心力で接触しながら摺動し、機密を保ちながらオイルを
圧縮し得るようになっている。またロータ３０の内周面
の２箇所には動力伝達用の切欠３０ｂが形成され、該切
欠にリテーナ２６の端部２６ｂが係合し、該リテーナか
らロータ３０に動力が伝達されるようになっている。リ
ング３２の中心とロータ３０の回転中心とは所定の偏心
量だけ偏心しており、この偏心量は可変とされている。
即ち、ベーンポンプ１８の本体１８ｅの側方にはリング
押圧ピン４７を押圧付勢する圧力設定用の圧縮ばね３４
がボルト３５で本体に固定されたカバー３６内に収容さ
れ、該圧縮ばね３４がリング３２により圧縮されること
で偏心量が小さくなるように構成されている。またベー
ンポンプ１８の本体１８ｅの内周面にはストッパ３７が
固定され、該ストッパによりリング３２の上下方向位置
が設定されるようになっている。

【００１３】次に、形状記憶合金製圧縮ばね５３を用い
たバルブ装置５４の構成について説明すると、該バルブ
装置は、ピストン１６の円周方向に等間隔で３箇所に装
着され、ピストン１６のトランスミッション側の側面１
６ｂに形成された凹陥部１６ｃ内に完全に収容されるよ
うにしたもので、側面１６ｂからは全く突出しないよう
に構成され、弁体５０とバイアス用圧縮ばね５２と形状
記憶合金製圧縮ばね５３とからなる。弁体５０は、クラ
ンクシャフト６方向に摺動してその先端５０ａが連通穴
１５ｄを遮蔽しピストン１６のストロークを制限するよ
うにしたもので、中空に形成され、円筒部５０ｂと該円
筒部の一端に形成されたフランジ部５０ｃと先端５０ａ
に形成された弁部５０ｄと形状記憶合金製圧縮ばね５３
を収容するための穴５０ｅとからなり、弁部５０ｄの直
径は連通穴１５ｄの直径よりも大きく形成され、該弁部
が連通穴１５ｄに対して押圧されると該連通穴が先端５
０ａにより遮蔽されるようになっている。バイアス用圧
縮ばね５２は、弁体５０をピストン１６に向けて押圧付
勢するようにしたもので、形状記憶合金でない通常の金
属製のばねであり、弁体５０の円筒部５０ｂに装着さ
れ、その一端５２ａは弁体５０のフランジ部５０ｃに当
接し、他の一端５２ｂは凹陥部１６ｃと同一の形状の略
菱形に形成された蓋部材５５に当接して凹陥部１６ｃ内
に收容されている。そしてそのばね定数は、形状記憶合
金製圧縮ばね５３の記憶形態（伸張状態）への復帰力よ
りも圧縮力が弱く、形状記憶合金製圧縮ばね５３の二次
永久変形加工形態（圧縮状態）への復帰時には該形状記
憶合金製圧縮ばねを圧縮し得るような値に設定されてい
る。蓋部材５５は、弁体５０の円筒部５０ｂが嵌合する
穴５５ａを有し、夫々２本のねじによりピストン１６に
固定され、該蓋部材のピストン１６への装着時にはその
表面がピストン１６の側面１６ｂと面一となるようにな
っている。形状記憶合金製圧縮ばね５３は、弁体５０の
穴５０ｅ内に收容され、弁体５０を連通穴１５ｄに向け
て押圧付勢し温度の変化により伸張するように記憶が施
されたものであって、伸張状態を記憶形態とし、圧縮状
態を二次永久変形加工形態として製作されている。即
ち、温度が一定値を超えると、記憶形態に復帰するた
め、形状記憶合金製圧縮ばね５３は非常に強い伸張力を
発生して伸張しようとし、温度が一定値以下になると、
二次永久変形加工形態に復帰してもよいように、伸張状
態を維持する力が失われるようになっている。

【００１４】形状記憶合金は、Ｎｉ−Ｔｉ合金と、Ｃｕ
−Ｚｎ−Ａｌ合金に大別されるが、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合
金はＮｉ−Ｔｉ合金より安価であり、温度変化に対する
追随性が速やかで、ヒステリシスが小さく、かつ変態温
度範囲が広いという利点があり、Ｎｉ−Ｔｉ合金は、形
状回復量が大きく、耐久性（熱サイクル）も２ケタ程高
く、機能的性質が優れ、信頼性が高いとされている。本
発明では、このいずれの合金も形状記憶合金製圧縮ばね
５３に使用可能である。そして高温時には形状記憶合金
製圧縮ばね５３がその記憶形態に戻ることにより弁体５
０が連通穴１５ｄを遮蔽してシリンダ室１５ｂを油圧ロ
ックすることによりピストン１６のストロークを小さく
し、低温時にはバイアス用圧縮ばね５２により形状記憶
合金製圧縮ばね５３が圧縮されて弁体５０がピストン側
に引き込まれて連通穴１５ｄが開放され、ピストン１６
のストロークを増大させるように構成されている。

【００１５】次に、本発明の主要部をなすクラッチディ
スク作動用の皿ばね６０について説明する。図３から図
６を参照して、皿ばね６０は、通常の金属製のばねであ
り、大径部６０ａから小径部６０ｂに向かい次第に小さ
くなる円錐台形状に形成され、本体１４とクラッチディ
スク１１との間に装着されてクラッチディスク１１をシ
リンダ１５に向けて押圧付勢するように構成されてい
る。即ち、クラッチディスク１１がシリンダ１５によっ
て押圧されると、皿ばね６０も圧縮されてクラッチディ
スク１１をシリンダ１５に向けて押圧付勢し、シリンダ
１５への圧力油の供給が遮断されると、クラッチディス
ク１１は皿ばねによってシリンダ１５に向けて移動させ
られるが、そのときの該クラッチディスクの位置は高温
時において小さくなったストロークＳ_１（図４参照）の
中央になるように調整されており、クラッチディスク１
１から摩擦部材２１までの距離ｔ_１と、プレッシャプレ
ート１０までの距離ｔ_２とが略等しい中央部に位置する
ようになっている。

【００１６】本発明は、上記のように構成されており、
以下その作用について説明する。まず油圧圧着式クラッ
チ１の作用について説明する。エンジンが回転すると、
クランクシャフト６、フレックスプレート９、油圧装置
１２の本体１４、シリンダ１５、リテーナ２６及びベー
ンポンプ１８のロータ３０が同一の速度で回転し、ベー
ンポンプ１８から増圧されたオイルが吐出される。図１
に示す状態では、ベーンポンプ１８からのオイルは、低
圧側オイルギャラリ１８ｈ、オイル通路２６ｃ、オイル
通路１５ｆ及び連通穴１５ｇを通り、また電磁弁により
減圧されて空間１２ａのみに供給されて該空間には低圧
のオイルが充満し、オイル通路２６ｃ及びオイル通路１
５ｃには供給されていない。このため空間１２ａ内に充
満した低圧のオイルによってプレッシャプレート１０及
びピストン１６は図中右方向に押圧されてクラッチディ
スク１１は解放され、クラッチは切られている。そこで
クラッチを接続する場合には、電磁弁が作動してベーン
ポンプ１８の吐出口１８ｃとオイル通路２６ａとを連通
させ、高圧側オイルギャラリ１８ｇから連通穴２６ｄを
通ってオイル通路２６ａに高圧のオイルが流れ、該高圧
のオイルを該オイル通路２６ａからオイル通路１５ｃに
供給する。すると、連通穴１５ｄを通ってオイルがシリ
ンダ室１５ｂ内に流入し、該シリンダ室に高圧の油圧が
発生し、ピストン１６はプレッシャプレート１０を伴な
って図中左方向に移動し、クラッチディスク１１を本体
１４の摩擦部材２１に押圧し、クラッチディスク１１に
動力が伝達され、クラッチは接続される。またベーンポ
ンプ１８のオイルを、電磁弁の作動によりオイル通路１
５Ｃに供給しないようにすることによって、シリンダ室
１５ｂ内の油圧を消失させ、空間１２ａ内の低圧の油圧
によってプレッシャプレート１０及びピストン１６を図
中右方に押し戻してクラッチを切ることができる。

【００１７】次に、形状記憶合金製圧縮ばね５３を用い
たバルブ装置５４の作用について説明する。図１、図３
及び図４において、高温時には、形状記憶合金製圧縮ば
ね５３は、その記憶形態に強力に復帰しようとするか
ら、弁体５０を押圧し、該弁体の先端５０ａの弁部５０
ｄがシリンダ１５の連通穴１５ｄに当接する。この結
果、連通穴１５ｄは弁体５０の先端５０ａにより遮蔽さ
れ、シリンダ室１５ｂは油圧ロックされ、ピストン１６
のストロークが制限され、プレッシャプレート１０はク
ラッチディスク１１に接近し、プレッシャプレート１０
とクラッチディスク１１との間の間隔は小さくなり、ク
ラッチの断接を敏速に行わせることが可能となる。また
低温時になると、形状記憶合金製圧縮ばね５３は、その
記憶形態に復帰しようとする力が消失するので、バイア
ス用圧縮ばね５２の復原力が勝り、該バイアス用圧縮ば
ねにより形状記憶合金製圧縮ばね５３は伸張状態から圧
縮状態、即ち二次永久変形加工状態へと戻され、弁体５
０の先端５０ａは、連通穴１５ｄを開放するので、シリ
ンダ室１５ｂの油圧ロックは解除されることになる。こ
の結果、ピストン１６のストロークは増大し、プレッシ
ャプレート１０とクラッチディスク１１との間の間隔は
大きくなり、これによって、低温時においてオイルの粘
性が増大しても、クラッチの引きずりを防止することが
でき、クラッチは完全に切られ、ギヤ入れ及びギヤ抜き
は軽快に行われ、エアを利用したアクチュエータ等の負
荷を軽減することができる。

【００１８】次に、図１から図４を参照して、本発明の
皿ばね６０の作用について説明する。圧力油が供給され
てピストン１６がプレッシャプレート１０を伴なって図
中左方向に移動し、クラッチディスク１１を本体１４の
摩擦部材２１に押圧し、クラッチディスク１１に動力が
伝達されるクラッチの接続状態から、電磁弁の作動によ
りオイル通路１５ｃへの圧力油の供給を遮断すると、シ
リンダ室１５ｂ内の油圧が消失するので、皿ばね６０に
より押圧されているクラッチディスク１１は、図中右方
向に移動するが、図４に示すストロークの小さな高温時
にはクラッチディスク１１は、皿ばね６０の操作力によ
ってｔ_１だけ図中右方向に移動させられて、そのストロ
ークＳ_１の中央の位置まで速やかに移動してクラッチが
切られる。また図３に示すストロークの大きな低温時に
は皿ばね６０の操作力によってまずｔ_１だけ図中右方向
に移動させられて速やかにクラッチが切られ、続いて空
間１２ａ内に充満した低圧のオイルがクラッチディスク
１１と本体１４及びプレッシャプレート１０の間に流入
するので、更にクラッチディスク１１を図中右方向に移
動させ（ｔ_３）、ストロークＳ_２の中央に位置させてク
ラッチは完全に切られる。上述した如く皿ばね６０の作
用により、シリンダ室１５ｂ内の油圧が消失すると直ち
にクラッチディスク１１は本体１４の摩擦部材２１から
速かに離脱してクラッチが切られ、クラッチの断接を敏
速に行わせることが可能となり、また低温時においてオ
イルの粘性が増大しても、クラッチディスク１１は皿ば
ね６０の作用により確実に本体１４から離脱しているの
でクラッチの引きずりを防止することができ、クラッチ
は完全に切られ、ギヤ入れ及びギヤ抜きを軽快に行うこ
とができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、上記のようにプレッシャプレ
ート押圧用のピストンのストロークを高温時には小さく
し、低温時には大きくするようにした油圧圧着式クラッ
チのクラッチディスクの戻しばねを皿ばねとして、油圧
装置の本体とクラッチディスクとの間に配設したので、
クラッチを切ったときのクラッチディスクの位置が高温
時の小さなストロークの中央となるように調節してクラ
ッチを切ったときクラッチディスクが速やかに本体から
離脱するようにすることができる効果があり、またこの
結果、クラッチの引きずりを防止してギヤ入れ及びギヤ
抜きを軽快に行わせることができるという効果が得られ
る。またクラッチの断接を敏速に行わせることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧圧着式クラッチの縦断面図である。

【図２】べーンポンプの縦断面図である。

【図３】低温時における皿ばねの作用を示す要部拡大縦
断面図である。

【図４】高温時における皿ばねの作用を示す要部拡大縦
断面図である。

【図５】皿ばねの表面側を示す斜視図である。

【図６】皿ばねの裏面側を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 油圧圧着式クラッチ ６ クランクシャフト １０ プレッシャプレート １１ クラッチディスク １４ 本体 １５ｂ シリンダ室 １６ ピストン ２０ インプットシャフト ６０ 皿ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項】 エンジンのクランクシャフトに固定された
   油圧装置の本体と、該本体に固定されたシリンダ室の内
   部に摺動自在に收容され高温時にはストロークを小さく
   し、低温時にはストロークを大きくするように構成され
   たプレッシャプレート押圧用のリング状のピストンと、
   前記ピストンにより押圧されたとき前記本体と共に一体
   的に回転すると共にインプットシャフトに対してその軸
   方向に摺動自在に装着されたクラッチディスクと、前記
   本体と前記クラッチディスクとの間に配設され高温時に
   おいて狭くされた前記本体と前記プレッシャプレートと
   の隙間の中央に前記クラッチディスクを位置させるよう
   に該クラッチディスクを前記プレッシャプレートに向け
   て押圧付勢する皿ばねとを備え、前記シリンダ室への圧
   力油の供給が遮断されたとき速やかに前記クラッチディ
   スクを前記本体から離脱させるように構成したことを特
   徴とする油圧圧着式クラッチ。