JPH063229B2 - クラッチ組立体 - Google Patents

クラッチ組立体

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JPH063229B2
JPH063229B2 JP63055941A JP5594188A JPH063229B2 JP H063229 B2 JPH063229 B2 JP H063229B2 JP 63055941 A JP63055941 A JP 63055941A JP 5594188 A JP5594188 A JP 5594188A JP H063229 B2 JPH063229 B2 JP H063229B2
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clutch
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はクラッチ組立体に関し、例えば米国特許第3,58
1,858号明細書に記載されているような型式、例えば回
転入力部材に駆動連結した入力ハブ手段と、クラッチ適
用室を画定するため入力ハブ手段と共働する滑動可能な
ピストンと、入力ハブ手段に駆動連結され平衡室を画定
する壁部材と、クラッチ適用室及び平衡室に流体を個々
に導入するための手段とを備えた型式のクラッチ組立体
に関する。
技術的背景 従来の流体作動式のクラッチは、クラッチを切ったとき
に回転クラッチ部材に遠心圧力が発生するのを阻止する
ためダンプバルブ即ち放下弁を使用していた。このよう
なクラッチ構造では、クラッチを噛合わせたときに遠心
圧力に対する釣合いを提供（即ち、遠心圧力を相殺）で
きない。
他の従来のクラッチ組立体は、回転クラッチ部材に発生
した遠心圧力に対する釣合い（相殺力）を与えるために
機械的な釣合い重りを使用していた。このような構成に
おいては、釣合い重りの正確な校正及び位置決めを必要
とする。また、このようなクラッチ組立体は、貴重な軸
方向の空間を利用しているので、クラッチ組立体の軸方
向長さが増大してしまう。
上述の米国特許第3,581,858号明細書は、単一の回転ピ
ストンのための遠心圧力平衡制御機能を有する流体作動
式のクラッチ組立体を開示している。
発明の目的 本発明は、２個又はそれ以上の回転ピストンに対する遠
心圧力平衡機能を有しダンプバルブを使用しなくて済む
流体作動式のクラッチ組立体を提供することを目的とす
る。
発明の構成 上記目的は以下に述べる構成を有する本発明に係るクラ
ッチ組立体により、達成される。本発明のクラッチ組立
体の上記構成とは、入力ハブ手段が外方ハブ部分及び内
方ハブ部分を有し；滑動可能なピストンが内方ハブ部分
と外方ハブ部分との間に位置した第１ピストンを構成
し；第１ピストン及び入力ハブ手段により画定されたク
ラッチ適用室が第１クラッチ適用室を構成し；第１ピス
トンと内方及び外方ハブ部分の１つとの間に第２ピスト
ンを滑動可能に配置し、この第２ピストンが第１ピスト
ン及び入力ハブ手段と共働して第２クラッチ適用室を画
定し；壁部材が第１ピストンと密封係合しかつ第１及び
第２ピストンと共働して平衡室を形成し；第２クラッチ
適用室へ流体を別個に導入する手段を設け；入力ハブ手
段に関して軸方向に第１ピストン及び第２ピストンをそ
れぞれ押圧すべく第１及び第２クラッチ適用室を個々に
選択的に加圧でき；第１及び第２クラッチ適用室内の流
体が回転入力部材の回転速度に比例した圧力成分を受
け；平衡室内の流体が入力ハブ手段の回転速度に比例し
た圧力を受け、かつ第２ピストン内の回転入力部材の回
転速度に比例した流体圧力を相殺するように第２ピスト
ンに作用し、平衡室内の圧力及び第２クラッチ適用室内
の流体圧力が第１クラッチ適用室内の回転入力部材の回
転速度に比例した圧力を相殺するように第１ピストンに
作用し、もって回転速度により生じる補償的な圧力が第
１ピストン又は第２ピストンの軸方向運動に影響を及ぼ
さないようにしたことである。
発明の作用及び効果 従って、本発明に係るクラッチ組立体は、釣合い用の遠
心流体圧力を発生させる流体室を設けることにより、ダ
ンプバルブの必要性を排除する。このような釣合い用の
流体室を使用すると、機械的な釣合い重りをも使用しな
くて済み、遠心圧力を発生させる素子の両立を可能に
し、その結果校正を行なう必要がなくなる。
本発明に係るクラッチ組立体は入れ子式のピストンにお
ける釣合いを可能にし、その結果、軸方向又は半径方向
のいずれかに配置した組をなす摩擦板をそれぞれ備えた
複数のクラッチを単一の回転ハブに使用できる。
本発明は、クラッチを噛合わせるように負荷し遠心力で
発生する圧力を受ける２つの流体作動式のピストンを備
え、これらのピストンと壁部材とが共働して回転平衡室
を形成し、この室内で遠心力にて発生した圧力がピスト
ンをクラッチ切離し位置の方へ押圧するように構成した
クラッチ組立体を利用可能にする。
本発明に係るクラッチ組立体の好適な実施例において
は、多重クラッチ組立体は、回転ハウジング内に滑動可
能に支持した２つの流体作動式ピストンを備え、一方の
ピストンを他方のピストンにより少なくとも部分的に支
持し、各ピストンが、クラッチを噛合わせるように負荷
し遠心力で発生する圧力を受けるクラッチ適用室を有
し、クラッチ組立体の壁部材がピストンと共働して回転
平衡室を形成し、この室内で遠心力にて発生した圧力が
ピストンをクラッチ切離し位置の方へ押圧し、一方のピ
ストンのクラッチ適用室内の圧力がクラッチ切離し位置
の方へ他方のピストンを押圧するように構成されてい
る。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第１図に、クラッチ及び遊星歯車機構を示し、この機構
において、入力軸10は外方ハブ表面14と内方ハブ表面1
6,18とを有するハウジング状の回転ハブ12に駆動連結し
ている。外方ハブ表面14と内方ハブ表面16は共働して環
状の第１ピストン20を滑動可能に支持する。第１ピスト
ン20とハブ12は共働して適用室22を画定（形成）する。
この適用室２２は、ハブ12の部分26に駆動連結したクラ
ッチ板即ち摩擦板24に第１ピストン20を係合させるべく
その第１ピストンを右方へ押圧するように選択的に加圧
される。ハブ部分26には摩擦板28が駆動連結してある。
摩擦板28,24の間には、ハブ32に駆動連結した摩擦板30
をそれぞれ配置する。第１ピストン20とハブ12は一対の
環状シール34,36と共働して適用室22からの流体漏洩を
防止する。
内方ハブ表面18と第１ピストン20の内表面39との間に第
２ピストン38を滑動可能に配置する。第２ピストン38と
第１ピストン20とハブ12とが共働して適用室40を形成
し、この室に導入された流体圧力は、第２ピストン38の
軸方向運動を生じさせる。流体圧力で押圧された第２ピ
ストン３８はドラム44を介して入力軸10のハブ12に駆動
連結された摩擦板42に係合する。ドラム44には複数個の
摩擦板46も駆動連結してあり、これらの摩擦板42,46の
間には、ハブ50に駆動連結した複数個の摩擦板48を交互
に配置する。第２ピストン38は一対の環状シール52,54
と密封摺動係合して適用室40からの流体漏洩を防止す
る。
軸方向に対して静止した壁56はハブ12又は入力軸10と一
対に回転でき、従ってクラッチの第１及び第２ピストン
20,38と一体に回転できる。壁56と第１ピストン20は環
状シール58を介して摺動可能に係合している。第２ピス
トン38と壁56との間には平衡室60が形成され、この室に
は潤滑流体の如き低圧流体が導入される。この平衡室60
は回転力を受ける。従って、平衡室60内の流体はこの室
内に発生した遠心圧力を有し、この遠心圧力は第２ピス
トン38を左方へ押圧するように作用する。しかし、第２
ピストン38のこの左方への押圧力は適用室40内の流体中
に発生した遠心圧力と釣合いを保ち相殺される。適用室
40内の流体の遠心圧力は第１ピストン20にも作用してこ
の第１ピストンを左方へ押圧する。第１ピストン20のこ
の左方への押圧力は適用室22内の流体に発生する遠心圧
力と釣合いを保ち相殺される。従って、これらの遠心圧
力は平衡し、ピストン38,20は遠心圧力に由来する軸方
向の力を受けない。
ハブ部分26、ハブ32及びハブ50は遊星歯車機構62の機素
に接続している。遊星歯車機構62は、選択的に作動可能
な対応するブレーキ部材70,72,74にそれぞれ接続した３
組の簡単な遊星歯車装置64,66,68を有し、ブレーキ部材
70,72,74は、上述の摩擦クラッチ機構の歯噛合い、切離
しに応じて６段の前進速度比と、後進速度比とを提供す
る。このような遊星歯車機構は米国特許第4,070,927号
明細書に記載されている。
第２図に示す本発明のクラッチ組立体の実施例は第１図
の実施例に類似するが、相違点は、第１図の実施例で
は、各クラッチのための摩擦板即ちクラッチ板が実質上
半径方向に整合して位置しているのに対し、第２図の実
施例では、これらのクラッチ板が実質上軸方向に整合し
て位置していることである。
第２図に示す多重クラッチ組立体は、外方ハブ表面102
と一対の内方ハブ表面104,106とを有するハブ100を回転
可能に取付けた入力軸10を具備する。ハブ表面102,104
間にクラッチ用第１ピストン108を滑動可能に配置し、
ハブ表面102,104と第１ピストンの対向表面とを一対の
環状シール109,110でそれぞれシールする。第１ピスト
ン108はスプライン部材112によりハブ100と一体回転す
るようにこのハブに駆動連結している。
内方ハブ表面106のまわりに滑動可能に配置したクラッ
チ用第２ピストン114は環状シール116により該ハブ表面
に対しシールされている。第２ピストン114はまた、軸
方向には動かないが入力軸10及びハブ100と一体的に回
転する壁120に対して、シール118によりシールされてい
る。壁120は第２ピストン114と共働して流体平衡室122
を画定（形成）し、この室には、動力伝達装置の潤滑系
統内の潤滑流体の如き低圧力流体を供給する。
第２ピストン114と第１ピストン108は共働して適用室12
4を形成し、この室には、第２ピストン114の軸方向運動
を生じさせるために選択的に加圧されうる流体を供給す
る。
第１ピストン108は内外ハブ表面102,104及びハブ100の
端壁と共働して適用室126を形成し、この室は第１ピス
トン108の軸方向運動を生じさせるために選択的に加圧
される。第１ピストン108と第２ピストン114とは相対滑
動できるが、これらピストン間をシールするため一対の
環状シール128,130が設けてあり、これらのシールと第
１及び第２ピストンとで圧力平衡室132を画定する。こ
の室は通路134を介して流体平衡室122に通じている。
第１ピストン108は複数個の摩擦板136と複数個の摩擦板
138とを相互係合させるように作動する。第１ピストン1
08は摩擦板136の１つと衝合するように動作する複数個
の軸方向の延長部140を有する。第２ピストン114は複数
個の摩擦板142と複数個の摩擦板144とを相互摩擦係合さ
せるように軸方向に滑動できる。摩擦板142及び摩擦板1
36は第２及び第１ピストン114,108と一体的に回転す
る。摩擦板142は、第１ピストン108の軸方向延長部140
を通過させて摩擦板136に係合可能にさせる円周方向に
延びた開口を有する。このような摩擦板及びピストンの
構造は従来から使用されており、当業者にとっては容易
に採用できるものである。
第２図に示すクラッチ機構は、第１図に示した遊星歯車
機構と一緒に使用でき、又は他の既知の遊星歯車機構と
一緒に使用することもできる。
第３図は第１図に示したクラッチ組立体に類似の多重ク
ラッチ組立体の一部を示す部分縦断面図である。第３図
に示すクラッチ組立体はスプライン連結手段204により
ハブ202を駆動連結した入力軸200を有する。ハブ202は
対応する環状シール210,212を配置した一対の内方ハブ
表面206,208を有する。ハブ202はまた、環状の外方ハブ
表面216を具備した端壁214をも有する。更に、ハブ202
はスプライン連結手段により端壁214に駆動連結された
環状の外方シェル218を有する。ハブ202は、軸受222に
より入力軸200を回転可能に支持する固定部材220上に回
転可能に支持されている。
外方シェル218はこれにスプライン結合した複数個のク
ラッチ板即ち摩擦板224を有する。最左側の摩擦板224は
シール212で滑動可能に支持された環状の第１適用ピス
トン226に近接して位置する。この第１ピストン２２６
はまた、シール228を介して環状の外方ハブ表面216に滑
動可能に支持されている。第１ピストン226は端壁214と
共働して流体通路232に連通する適用室230を形成し、こ
の流体通路を通して流体を適用室230へ導入できる。こ
の流体を選択的に加圧することにより、第１ピストン22
6を軸方向に移動させ摩擦板224に衝合させることができ
る。
第１ピストン226と外方シェル218の壁236との間に複数
個のばね部材234を配置する。これらのばね部材は摩擦
板224から離れる方向へ第１ピストン226を偏倚するもの
で、通常ピストン復帰ばねと称する。
隣接する摩擦板224間に摩擦板（円板）238をそれぞれ配
置して、いわゆるディスクパック（クラッチパック）を
形成する。これらの摩擦板238はその内径縁部で出力ハ
ブ240にスプライン係合している。第１適用ピストン22
6、摩擦板（クラッチ板）224、摩擦板238及びハブ240,2
02は、多重板型摩擦クラッチと称するクラッチを提供す
る。
シール210及び内方ハブ表面206が環状の第２適用ピスト
ン242を滑動可能に支持する。環状の第２ピストン242と
第１適用ピストン226とは相対滑動できるが、これらの
間に環状シール246を設けてこれらピストン間をシール
する。環状の第２ピストン242は複数個の軸方向に延び
るフィンガ248を有し、これらのフィンガは、スプライ
ン264によりハブ202に駆動連結した壁部材262の対応す
る開口260を貫通している。フィンガ248はハブ202に駆
動連結した複数個の摩擦板（円板）268は、クラッチの
出力ハブ272に駆動連結した複数個の摩擦板（円板）270
により相互離間せしめられている。
環状の第２ピストン242と壁部材262との間に配置した複
数個の復帰ばね274は環状の第２ピストン242を圧力板26
6から引離すように偏倚している。環状の第２ピストン2
42と板266,268,270とハブ272,202とが共働して多重板型
摩擦クラッチを構成する。環状の第２ピストン242は第
１適用ピストン及びシール210,246と共働して通路278に
連通したクラッチ適用室276を形成する。通路278を介し
て流体を適用室276へ導入でき、この流体を選択的に加
圧することにより、環状の第２ピストン242を右方へ押
圧し、板268,270を相互摩擦係合させることができる。
流体通路280により平衡室282と潤滑流体供給室284とを
連通する。平衡室282は壁部材262と第１及び第２ピスト
ン226,242との間に形成されている。環状シール286によ
り壁部材262の外表面と第１適用ピストン226との間から
の流体の漏洩を阻止する。前述のように、壁部材262は
ハブ202とスプライン結合しており、従ってこのハブと
一体的に回転する。
入力軸200によりハブ202を回転させたときには、室230,
276,282内には遠心力による流体圧力が発生する。室230
内の圧力は、第１適用ピストン226をクラッチ噛合い位
置の方へ右方に押圧する。この右方への押圧力は、室27
6内の流体圧力及び平衡室282内の（シール246より半径
方向外側にある）流体圧力により釣合いを保たれ相殺さ
れる。適用室276内の流体圧力は環状の第２ピストン242
をクラッチ噛合い位置の方へ右方に押圧する。この右方
への押圧力は、平衡室282内の、開口260よりも半径方向
外側にある流体の圧力により釣合いを保たれ相殺され
る。
シール286が第１適用ピストン226に係合する位置の直
径、及びシール228が環状の外方ハブ表面216に係合する
位置の直径を制御することにより、第１適用ピストン22
6を100％圧力平衡させることができるし、100％より小
さな値で平衡させることもできる。ある場合には、回転
速度の増加に伴って増大する力でクラッチを噛合わせう
るようにした方が望ましい。しかし、クラッチを切離す
ときには、平衡されるピストン力のパーセンテージを大
きくしてクラッチのドリフト即ち随伴回転を阻止すべき
である。
環状の第２ピストン242は100％より小さな値で圧力平衡
せしめられる。100％の圧力平衡が必要なら、開口260と
フィンガ248との間にシールを配置すればよい。しか
し、環状の第２ピストン242に対しては、遠心圧力平衡
を100％より小さな値で行なっても十分満足な結果とな
ることが判明した。復帰ばね234,274は高速回転時での
対応するピストン226,242のドリフトを防止するために
利用できる。
シェル218はハブ287に駆動連結してあり、このハブは第
１図に示したものと同様な動力伝達装置の機素に連結し
てある。クラッチの出力ハブ240,272も、第１図のもの
と同様な動力伝達装置の機素に連結されている。シェル
218は遊星歯車機構への強制的な入力駆動素子を有さな
いが、この場合、クラッチのみが入力駆動機能を果す。
更に、第１図に示したものとは異なる遊星歯車機構を使
用することもできる。
第４図には、第２図で説明した構造と類似のピストン機
構を有するクラッチ組立体を示す。第４図の組立体にお
いては、入力ハブ300はスプライン302により入力軸（図
示せず）に駆動連結し、壁部材304も入力軸に駆動連結
している。入力ハブ300は一対の内方ハブ表面306,308を
有し、これらの表面306,308上には、第２及び第１ピス
トンをそれぞれ構成する一対のピストン310,312が滑動
可能に配置してある。第１ピストン312はシールを介し
てハブ表面314に係合している。第１ピストン312とハブ
300との間に形成されたクラッチ適用室316は、第１ピス
トン312を右方へ押圧すべく流体通路318を介して選択的
に加圧される。
第１ピストン312は環状の室320を内部に具備し、この室
内には、第２ピストン310に設けた環状延長部322が滑動
可能に位置する。環状延長部322は環状室320の環状表面
に摺動可能にシール係合するシール324,326を有する。
これらのシールのうちの内方シール324は、第２ピスト
ン310と第１ピストン312との間にクラッチ適用室328を
形成するように、第２ピストン310の最外側の活動直径
を規定する。
壁部材304上には環状シール330が位置し、このシールは
第２ピストン310に密封係合し、この第２ピストンと共
働して平衡室332を画定する。平衡室332は通路334を介
して室320に連通している。ピストン310,312に関連して
設けた復帰ばね336,338は対応するピストンを左方へ偏
倚するように作動する。ハブ304に停止表面340を設けて
第２ピストン310の左方への運動を制限する。
摩擦クラッチ組立体のその他の部品、即ち、摩擦板や出
力ハブ等は、図面を簡潔なものとするため及び本発明の
理解にとって必要でないため、図示しない。
室316,328,320,332内に存在する流体はハブ300及び壁部
材304の回転により生じる遠心圧力を受ける。室316内の
圧力は第１ピストン312を右方へ押圧するが、この押圧
力は室320,328内の遠心圧力により釣合いを保たれ相殺
される。室328内の圧力は第２ピストン310を右方へ押圧
するが、この押圧力は、平衡室332内の、シール324の半
径方向外側でシール330の半径方向内側にある流体の圧
力により釣合いを保たれ相殺される。第４図に示すピス
トン310,312は遠心圧力に対し100％の値で平衡せしめら
れる。この圧力平衡は、クラッチ回転速度の増加に伴っ
て増大する力でクラッチを噛合わせたい場合には、シー
ル326,330が有効となる位置での直径を制御することに
より、100％の値より小さな値での平衡に調整できる。
第４図に示す入れ子式のピストン構造は、第１図に示し
たような遊星歯車機構を制御するために利用できるし、
多段変速動力伝達装置を提供すべく他の既知の遊星歯車
機構と組合わせて使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係るクラッチ組立体の一実施例及び
この組立体と一緒に使用する遊星歯車機構を示す概略
図、 第２図は本発明に係るクラッチ組立体の別の実施例を示
す概略図、 第３図は、第１図に類似の実施例を示す本発明のクラッ
チ組立体の部分破断概略縦断面図、 第４図は、第２図に類似のピストン構造を利用した本発
明のクラッチ組立体の部分破断概略縦断面図である。 符号の説明 10,200…入力軸、12…入力ハブ 14,16,18…ハブ表面、20,226…第１ピストン 22,230…第１適用室、38,242…第２ピストン 40,276…第２適用室、56…壁部材 60,282…平衡室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・カシミール・ポラック アメリカ合衆国インディアナ州46222，イ ンディアナポリス，ハイウッズ・ドライブ 3320 (56)参考文献 特開 昭62−52249（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転入力部材を有するエンジン駆動式の動
    力伝達装置におけるクラッチ組立体であって、前記回転
    入力部材(10)に駆動連結した入力ハブ手段(12)と、クラ
    ッチ適用室(22)を画定するため前記入力ハブ手段と共働
    する滑動可能なピストン(20)と、前記入力ハブ手段に駆
    動連結され平衡室(60)を画定する壁部材(56)と、前記ク
    ラッチ適用室及び前記平衡室に流体を個々に導入するた
    めの手段と、を備えたクラッチ組立体において、 前記入力ハブ手段(12)が外方ハブ部分(14)及び内方ハブ
    部分(16,18)を有し；前記滑動可能なピストン(20)が前
    記内方ハブ部分と前記外方ハブ部分との間に位置した第
    １ピストンを構成し；該第１ピストンと前記入力ハブ手
    段とにより画定された前記クラッチ適用室(22)が第１ク
    ラッチ適用室を構成し；前記第１ピストンと前記内方及
    び外方ハブ部分(14;16,18)の１つ(16,18)との間に第２
    ピストン(38)を滑動可能に配置し、この第２ピストンが
    前記第１ピストン及び前記入力ハブ手段と共働して第２
    クラッチ適用室(40)を画定し；前記壁部材(56)が前記第
    １ピストンと密封係合しかつ前記第１及び第２ピストン
    (20,38)と共働して前記平衡室(60)を形成し；前記第２
    クラッチ適用室へ流体を別個に導入する手段を設け；前
    記入力ハブ手段に関して軸方向に前記第１ピストン(20)
    及び第２ピストン(38)をそれぞれ押圧すべく前記第１及
    び第２クラッチ適用室(22,40)を個々に選択的に加圧で
    き；前記第１及び第２クラッチ適用室(22,40)内の流体
    が前記回転入力部材(10)の回転速度に比例した圧力成分
    を受け；前記平衡室内の流体が前記入力ハブ手段の回転
    速度に比例した圧力を受け、かつ前記第２ピストン内の
    前記回転入力部材の回転速度に比例した流体圧力と釣合
    いを保つように該第２ピストンに作用し、前記平衡室内
    の圧力及び前記第２クラッチ適用室内の流体圧力が前記
    第１クラッチ適用室内の前記回転入力部材の回転速度に
    比例した圧力と釣合いを保つように前記第１ピストンに
    作用し、もって回転速度により生じる圧力が前記第１ピ
    ストン又は前記第２ピストンの軸方向運動に影響を及ぼ
    さないように構成したことを特徴とするクラッチ組立
    体。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のクラッチ組
    立体において、前記平衡室(282)内の流体が前記第２ピ
    ストン(242)内の前記回転入力部材(200)の回転速度に比
    例した流体圧力と釣合いを保つように該第２ピストン上
    の第１平衡力に反発し；前記平衡室内の圧力及び前記第
    ２クラッチ適用室(276)内の流体圧力が前記第１クラッ
    チ適用室(230)内の流体の圧力に対する釣合いを提供す
    べく前記第１ピストン(226)上に第２平衡力を与えるよ
    うに作用し；前記第１及び第２平衡力のうちの一方が対
    応するクラッチ適用室(276)内の速度比例圧力と釣合い
    を保つに必要な力の100％より小さいことを特徴とする
    クラッチ組立体。
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