JPH0544737A - 回転クラツチの遠心油圧キヤンセル機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャンセル室の実質的な有効半径を内周側に
拡大して、クラッチの係合・解放に対する遠心油圧の影
響を確実に解消する。 【構成】 油圧室１２にピストン１１を挟んで対向する
キャンセル室１８を設け、さらにそのキャンセル室１８
の内周側に、充分な量のオイルを収容できる補助油室２
０を設け、この補助油室２０とキャンセル室１８とを連
通孔２８で連通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動変速機において
トルクの伝達経路を変えて変速を行うクラッチのよう
に、それ自体回転することのある回転クラッチに関し、
特に油圧によって係合・解放される回転クラッチにおい
て遠心力に起因する油圧を相殺するキャンセル機構に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように自動変速機は、クラッチや
ブレーキを適宜に係合あるいは解放することにより、歯
車列における動力の伝達経路を変えて複数の変速段に設
定するよう構成されている。これらのクラッチやブレー
キは、一般には、油圧によってピストンを駆動する油圧
サーボ機構によって係合させるよう構成されているが、
これらのクラッチやブレーキは、単にトルクを伝達した
り反力を与えるだけでなく、変速に伴う慣性エネルギを
吸収して変速ショックを低減する作用を行っており、し
たがって油圧サーボ機構によってクラッチやブレーキを
係合あるいは解放させるタイミングを適正に制御するこ
とは、変速ショックを低減するための重要な要件であ
る。

【０００３】油圧サーボ機構によるクラッチやブレーキ
の係合・解放のタイミングは、油圧サーボ機構に給排さ
れる油圧の上昇あるいは低下の度合いによってほぼ決定
されるが、その油圧は、油圧サーボ機構が回転している
場合には、遠心力の影響を受け、所期どおりに制御する
ことが困難な場合がある。

【０００４】すなわちクラッチは、入力軸等の回転して
いる部材から他の回転部材にトルクを伝達する継手であ
るから、これを係合させるための油圧サーボ機構も同様
に回転する。したがって油圧サーボ機構に供給されたオ
イルには、回転速度や回転半径に応じた遠心力が作用す
るため、クラッチを解放するべく油圧サーボ機構から排
圧しても、ピストンには遠心力に基づく油圧が作用し、
クラッチの解放が遅くなる。

【０００５】このような不都合を解消するために、ピス
トンを駆動するための油圧を供給するピストン室にチェ
ックボールバルブを設け、排圧時にこのチェックボール
バルブを開放させて、ピストン室からの排圧を促進する
ことが行われている。

【０００６】しかしながらチェックボールバルブも遠心
力を受けて容易に開かない場合もあるので、より積極的
に遠心油圧による影響を回避するキャンセル機構（バラ
ンス機構）が、従来、種々試みられており、その一例が
特開昭６２−５２２４９号公報に記載されている。

【０００７】これは、ピストンをクラッチに向けて前進
させるよう高圧液を供給する作動液圧室と、ほぼ大気圧
の液体を供給する遠心液圧室とを、ピストンを挟んで形
成し、遠心力に起因して作動液室に生じる圧力と、遠心
液圧室で遠心力によって生じる圧力とをバランスさせる
ことにより、ピストンの動作すなわちクラッチの係合・
解放に対する遠心力の影響を解消するよう構成したもの
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したキャンセル機
構においては、ピストンの前進および後退に伴って遠心
液圧室の容積が増減する。そこで従来では、入力軸の軸
心に沿う主油路から分岐した油路を遠心液圧室の内周部
分に開口させ、遠心液圧室の液体（オイル）を主油路に
排出し、あるいは主油路から供給している。

【０００９】しかしながら主油路は、軸受などの多数の
箇所にオイルを供給するためのものであって、油圧サー
ボ機構が動作することに伴う容積の変化量に等しい量の
オイルを収容するほどの容積を備えていない。そのため
前述した従来のキャンセル機構では、ピストンが作動液
圧室側に後退して遠心液圧室の容積が増大した場合、遠
心液圧室に供給されるオイルの量が不足し、その結果、
遠心液圧室に空洞部分が生じる可能性が高い。

【００１０】すなわち従来のキャンセル機構では、遠心
液圧室に空洞が生じ、ここで発生する所謂遠心液圧（遠
心油圧）が、作動液圧室における遠心液圧よりも大幅に
低くなり、その結果、ピストンの動作に対する遠心力の
影響を必ずしも充分には解消することができない場合が
あり、このような場合にはクラッチの係合あるいは解放
のタイミングが不適切となって変速ショックが大きくな
るおそれがあった。

【００１１】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、クラッチの係合・解放に対する遠心力の影響を確
実に解消して変速ショックの悪化を防止することのでき
る遠心油圧キャンセル機構を提供することを目的とする
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、第１円筒体の内周面と第１円筒体に
対して同心状に配置されかつ第１円筒体より小径の第２
円筒体の外周面とに、相互に摩擦圧接されてトルク伝達
する摩擦板が取付けられ、これらの摩擦板を摩擦圧接さ
せるピストンが摩擦板に対して前後動するよう配置され
るとともに、そのピストンに対し摩擦板とは反対側に油
圧室が形成され、かつピストンを挟んで前記油圧室とは
反対側に油圧を給排可能なキャンセル室が形成された回
転クラッチの遠心油圧キャンセル機構において、キャン
セル室にオイルを供給する油路がキャンセル室の内周部
に開口して形成されるとともに、キャンセル室よりも回
転中心側に位置し前記油路の内容積よりも大容積でかつ
前記油路によってキャンセル室に連通された補助油室が
設けられていることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】この発明においては、油圧室に圧油を供給する
ことによりピストンが摩擦板に向けて前進し、その摩擦
板を相互に圧接させ、クラッチを係合状態とする。これ
とは反対に油圧室から排圧すれば、ピストンが後退し
て、クラッチが解放状態となる。

【００１４】この油圧室に対してピストンを挟んだ反対
側のキャンセル室には、油路を介して供給されたオイル
が入っているので、キャンセル室がピストンなどと共に
回転することによりキャンセル室に遠心油圧が生じ、こ
れが油圧室での遠心油圧を相殺するように作用する。

【００１５】このキャンセル室の容積は、ピストンが油
圧室側に後退することにより増大するが、その場合、キ
ャンセル室には、それよりも回転中心側に形成された補
助油室から油路を介してオイルが供給され、しかも補助
油室がキャンセル室の増大する容積に対して充分な容積
を有しているから、キャンセル室には充分な量のオイル
が流入して空洞が生じることはない。したがってキャン
セル室の実質的な有効半径が内周側に増大し、その結
果、油圧室とキャンセル室との遠心油圧が相互にバラン
スし、ピストンの動作に対する遠心油圧の影響を解消
し、あるいは僅少にすることができる。

【００１６】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいて説明す
る。図１はこの発明の一実施例を示す断面図であって、
中心軸線からほぼ上半分を示している。すなわち図１に
示す回転クラッチ１は、第１の円筒体であるクラッチド
ラム２の内周面に複数枚のクラッチプレート３をスプラ
イン嵌合させるとともに、このクラッチプレート３の間
に挟み込んだクラッチディスク４を、クラッチドラム２
より小径の第２の円筒体であるクラッチハブ５の外周面
にスプライン嵌合させ、これらのクラッチプレート３と
クラッチディスク４とを摩擦圧接させることによりトル
クを伝達するよう構成されている。

【００１７】このクラッチ１を係合あるいは解放させる
油圧サーボ機構６は、クラッチドラム２と一体となって
回転するよう構成されている。すなわちクラッチドラム
２はピストンハウジング７と一体となっており、そのピ
ストンハウジング７はクラッチドラム２より大幅に小径
のボス部８を内周側に備え、そのボス部８の端部で入力
軸９に連結されている。またピストンハウジング７は、
そのボス部８を固定ボス部１０の外周に回転自在に嵌合
させることにより、回転自在に支持されている。この固
定ボス部１０としては、例えば図示しないオイルポンプ
カバーに突設したボス部が使用される。

【００１８】ピストンハウジング７の内部には、ボス部
８の外周面とピストンハウジング７の内周面との間を液
密状態にシールしたピストン１１が、前記クラッチプレ
ート３およびクラッチディスク４に対して前後動するよ
う収容されている。このピストン１１の背面側すなわち
クラッチプレート３およびクラッチディスク４とは反対
側（図１の右側）に油圧室１２が形成されている。この
油圧室１２は、ここに所定圧のオイルを供給することに
よってピストン１１を前進させ、これによりクラッチ１
を係合させるためのものであり、この油圧室１２に対し
てオイルを給排する油路として、ボス部８に形成した油
孔１３および固定ボス部１０に形成した油路１４が設け
られている。

【００１９】ピストン１１の前面側すなわち油圧室１２
とは反対側（図１の左側）にバランスピストン１５が配
置されている。このバランスピストン１５は、断面形状
が図１に示す形状をなす環状の部材であって、内周縁で
ボス部８の外周面に嵌合するとともに外周縁でピストン
１１の内周面に嵌合しており、これら内外周縁のそれぞ
れがシール材１６によって液密状態にシールされてい
る。さらにバランスピストン１５は、ボス部８に嵌め込
んだスナップリング１７によって固定されている。

【００２０】したがってバランスピストン１５の内外周
縁がシールされ、かつピストン１１の内周部がボス部８
に対してシールされていることにより、これらバランス
ピストン１５とピストン１１との間に、オイルを充填す
ることのできる空間部すなわちキャンセル室１８が形成
されている。なお、図１中符号１９はリターンスプリン
グを示し、ピストン１１を油圧室１２側に押圧するよう
バランスピストン１５の内周面に取付けられている。

【００２１】前記ボス部８の内周側でかつ前記固定ボス
部１０の先端側に空間があいており、この空間内に補助
油室２０を区画形成する隔壁板２１が設けられている。
この隔壁板２１は、断面形状が図１に示す形状をなす環
状の部材であって、前記ボス部８の内周側に嵌め込まれ
るとともにスナップリング２２によって固定されてい
る。また隔壁板２１の内周縁は、入力軸９の外周面との
間に僅かな隙間が生じる程度に入力軸９に接近してい
る。したがって補助油室２０は、内周側の入力軸９との
間に僅かな開口部を有する油室として前記キャンセル室
１８の内周側に区画形成されている。

【００２２】入力軸９のうち油圧サーボ機構６および回
転クラッチ１より内周側の部分が中空となっており、こ
こに中間軸２３が挿入されている。中間軸２３には先端
部をプラグで密閉した主油路２４が中心軸線に沿って形
成されており、またその主油路２４から中間軸２３の外
周面に至る分岐油路２５が形成されている。

【００２３】これに対し入力軸９の中空部分には、内周
部から補助油室２０に開口する第１油路２６と、内周部
から前記クラッチハブ５が位置するドレン空間部Ｓd に
開口する第２油路２７とが形成されている。これらの油
路２６，２７のうち、第２油路２７におけるドレン空間
部Ｓd 側の開口端の回転中心からの寸法Ｒは、前記隔壁
板２１の内周縁の回転中心からの寸法Ｒと等しくなって
いる。すなわち遠心油圧は回転半径に応じて大きくなる
が、補助油室２０の内周側の開口部である隔壁板２１の
内周縁の回転半径と、第２油路２７のドレン空間部Ｓd
への開口端の回転半径を等しくしておけば、第１油路２
６と第２油路２７とにおける遠心油圧が等しくなるの
で、補助油室２０から内周側へのオイルの排出が容易に
なる。またさらにピストンハウジング７におけるボス部
８には、補助油室２０とキャンセル室１８とを連通させ
る連通孔２８が形成されている。

【００２４】つぎに上述した遠心油圧キャンセル機構の
作用について説明する。図１に示す状態は回転クラッチ
１が解放されている状態であって、油圧室１２から排圧
されることにより、ピストン１１がリターンスプリング
１９に押圧されて後退している。

【００２５】図示しない所定のバルブが切替わって固定
ボス部１０内の油路１４およびボス部８の油孔１３を介
して油圧室１２にオイルが供給されると、ピストン１１
はその油圧によりリターンスプリング１９を圧縮しつつ
前進する。その場合、キャンセル室１８の容積が減少す
るから、その内部のオイルが、連通孔２８および補助油
室２０ならびに第１油路２６を経て入力軸９の内部に向
けて押し出される。このようにして行われるオイルの排
出に対して遠心油圧が抵抗力として作用することになる
が、前述したように隔壁板２１の内周縁の半径位置と第
２油路２７の外周側の開口端の半径位置とが等しく、そ
の結果、補助油室２０に開口する第１油路２６における
遠心油圧とドレン空間部Ｓd に開口する第２油路２７に
おける遠心油圧とが等しくなる。そのためドレン空間部
Ｓd に対するオイルの排出が生じ易く、キャンセル室１
８からのオイルの排出がスムースに生じる。

【００２６】また一方、油圧室１２においては、これが
回転することによりその内部のオイルに遠心油圧が生じ
るが、油圧室１２にピストン１１を挟んで対向するキャ
ンセル室１８においても同様に遠心油圧が生じ、またキ
ャンセル室１８より内周側に位置する補助油室２０にオ
イルが充満していてそのオイルでの遠心油圧が、キャン
セル室１８内の油圧に付加され、その結果、油圧室１２
およびキャンセル室１８での受圧面積に応じて遠心油圧
が相殺される。

【００２７】したがってピストン１１の前進動作に対す
る遠心油圧の影響は皆無もしくは僅少であり、ピストン
１１は油圧室１２に供給されるオイルの圧力に応じて前
進動作し、クラッチプレート３およびクラッチディスク
４を圧接させる。すなわち回転クラッチ１の係合タイミ
ングあるいはトルク容量が、油圧室１２に供給する油圧
によって所期どおりに制御される。

【００２８】回転クラッチ１が係合している状態におい
ても、キャンセル室１８および補助油室２０にオイルが
充満している。この状態から回転クラッチ１を解放する
べく油圧室１２から排圧すると、ピストン１１はリター
ンスプリング１９によって押し戻される。その場合、油
圧サーボ機構６が回転していることにより油圧室１２の
内部に遠心油圧が生じているが、これに対抗する遠心油
圧がキャンセル室１８に生じているので、ピストン１１
は油圧室１２における油圧の低下の度合いに応じて後退
する。

【００２９】ピストン１１の後退に伴ってキャンセル室
１８の容積が増大するので、キャンセル室１８にはその
内周側の連通孔２８を経てオイルが供給される。そのオ
イルは、キャンセル室１８に隣接させてその内周側に形
成した補助油室２０から供給され、しかも補助油室２０
には充分な量のオイルが既に収容されているので、キャ
ンセル室１８にはその容積の増大に見合った必要充分な
量のオイルが迅速に供給される。

【００３０】したがって上述したキャンセル機構では、
キャンセル室１８のオイルの量が不足して空洞が生じた
り、それに伴って遠心油圧が低下したりすることがない
ので、回転クラッチ１の解放のタイミングあるいはトル
ク容量が油圧室１２での油圧によって所期どおりに制御
される。

【００３１】なお、上述した実施例では、隔壁板２１を
ボス部８の内周部に嵌め込むことにより補助油室２０を
区画形成したが、この発明における補助油室の構造は上
記の実施例で示した構造に限定されるものではない。す
なわち図２は上記の隔壁版２１を使用せずに補助油室を
形成した例である。なお、以下の説明で図１に示す構成
と同一の部材あるいは部分には、図２に図１における符
号と同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３２】図２において、入力軸９の先端部には、前
記固定ボス部１０の先端面に接近したフランジ９ａが形
成されており、そのフランジ９ａの外周端にクラッチド
ラム２におけるボス部８が固着されている。またこのボ
ス部８は、フランジ９ａに対する固着部分よりも先端側
（図２の左側）に延びて円筒部８ａを形成している。一
方、前記クラッチハブ５の内周側の部分には、その円筒
部８ａの内周側に嵌合する壁面５ａのある円筒部５ｂが
形成されており、この円筒部５ｂの外周面とボス部８の
円筒部８ａとの間がシールリング２９によって液密状態
にシールされている。そして入力軸９のフランジ９ａと
クラッチハブ５の壁面５ａとには回転中心からの半径位
置が同一の油路３０，３１が形成されている。したがっ
て入力軸９のフランジ９ａおよびクラッドラム２の円筒
部８ａならびにクラッチハブ５の円筒部５ｂによって区
画された空間部分のうち、前記油路３０，３１より外周
側の部分が補助油室２０となっている。この補助油室２
０とキャンセル室１８とは連通孔２８によって連通して
いる。

【００３３】図２に示す構成においても、補助油室２０
およびキャンセル室１８に充填されているオイルが遠心
力を受けて、ピストン１１を図２の右方向に押し戻す遠
心油圧を発生するから、バランスピストン１５の外径を
大きくすることなく、必要十分な圧力の遠心油圧を生じ
させ、回転クラッチ１の解放時にはピストン１１を確実
に押し戻して回転クラッチ１の解放を所期どおりに制御
することができる。また図２に示す構成では、図１に示
す隔壁板２１を設けていないので、その分の軸線方向で
のスペースを省略でき、その結果、自動変速機の軸長の
短縮化を図ることができる。

【００３４】またこの発明では、前記隔壁板２１に類す
る部材をボス部８に一体的に形成して補助油室を形成し
てもよく、あるいは適宜の中空の部材をキャンセル室１
８の内周側に嵌め込み、その中空の部材を補助油室とし
てもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の遠心油圧キャンセル機構によれば、キャンセル室に連
通する補助油室をキャンセル室の内周側に形成し、かつ
その補助油室に必要十分なオイルを充填させるよう構成
したので、キャンセル室の実質的な有効半径を内周側に
拡大して大きくすることができ、その結果、キャンセル
室で生じる遠心油圧によって、油圧室で生じる遠心油圧
を、常時確実に減じ、もしくは完全に相殺することで
き、したがって回転クラッチの係合・解放の制御を遠心
油圧の影響を受けずに精度良く行って、変速ショックの
悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す部分断面図である。

【図２】この発明の他の実施例を示す部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 回転クラッチ ２ クラッチドラム ３ クラッチプレート ４ クラッチディスク ５ クラッチハブ ６ 油圧サーボ機構 １１ ピストン １２ 油圧室 １８ キャンセル室 ２０ 補助油室 ２４ 主油路 ２６ 第１油路 ２８ 連通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 幹雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 北村 憲弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安田 勇治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１円筒体の内周面と第１円筒体に対し
   て同心状に配置されかつ第１円筒体より小径の第２円筒
   体の外周面とに、相互に摩擦圧接されてトルク伝達する
   摩擦板が取付けられ、これらの摩擦板を摩擦圧接させる
   ピストンが摩擦板に対して前後動するよう配置されると
   ともに、そのピストンに対し摩擦板とは反対側に油圧室
   が形成され、かつピストンを挟んで前記油圧室とは反対
   側に油圧を給排可能なキャンセル室が形成された回転ク
   ラッチの遠心油圧キャンセル機構において、 キャンセル室にオイルを供給する油路がキャンセル室の
   内周部に開口して形成されるとともに、キャンセル室よ
   りも回転中心側に位置し前記油路の内容積よりも大容積
   でかつ前記油路によってキャンセル室に連通された補助
   油室が設けられていることを特徴とする回転クラッチの
   遠心油圧キャンセル機構。