JPH10511172A - シフトショックを阻止できる流体操作摩擦クラッチ及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 トランスミッションギヤトレン（１０）のクラッチ（２８）は、急速な初期係合を達成しながらクラッチ係合時のシフトショックを最小とするように構成されている。クラッチ附勢ピストン（１０６）内には、クラッチの初期係合後、所定期間流体の流れるアキュムレータとして作用する面キャビティ（１４４）を形成する。この流体の流れによりアキュムレータが満たされる間、クラッチ圧はシステムメイン圧より低い、値となり、クッション効果を生じ、シフトショックを減少する。アキュムレータまたは面キャビティ（１４４）を使用することにより、段付きピストンと附加的なシール、及び段付きピストンのために通常必要とされる流路を不要とし、クラッチの構造と操作を簡略化し得る。

Description

【発明の詳細な説明】 シフトショックを阻止できる流体操作摩擦クラッチ及びその使用方法 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、クラッチ、特にクラッチ係合率を減少してノイズとシフトショック を減少せしめるようにした流体操作クラッチに関するものである。 ２．公知例の検討 流体操作摩擦クラッチは公知であり、種々の用途に用いられている。例えば、 １本または２本の駆動軸に駆動スパイダーを選択的に接続するため、四輪駆動車 のトランスミッションに用いられている。このようなクラッチは、回転駆動素子 （駆動スパイダーに直接接続される軸）を回転被動素子（直接または他のクラッ チを介して出力軸に接続されるピニオン）に結合する。代表的なクラッチは、ク ラッチ板スタックと、固定バックプレートと、可動ピストンを含む。クラッチ板 スタックは、駆動素子と被動素子間に延びる複数の互いにはさみ合うクラッチ板 により形成される。ピストンは、流体的に附勢されたとき軸方向にスライドし、 クラッチ板スタックを圧縮しクラッチを係合せしめる。 最も単純な流体操作クラッチは、クラッチ板スタックから離れたピストンの全 軸面がクラッチ係合の間均一なシステム圧を受ける。この型のクラッチは、段付 きピストン、ピストンに流体を供給する種々のサイズの多数の孔、及び２個以上 のシールを必要としないため比較的廉価に製造できる。然しな がら、この型のクラッチはロックアップしたり、完全にクランプされたり、急に 係合される等の欠点を有する。急激な係合は、クラッチの駆動部品と下流の装置 にショック（以下シフトショックと称する）を与え、ノイズとチャターを生じ、 クラッチ部品が急速に磨耗されるようになる。 初期係合の後、クラッチ内の圧力上昇率を減少し、駆動素子から被動素子に伝 達されるトルクのパーセントが０から１００％に増加する速さを減少せしめるこ とによってシフトショックを減少せしめることが提案されている。シフトショッ クの問題を解決する最も簡単な方法は、クラッチ附勢室内に流れる流体の流速を 減少せしめる制限手段を設けることである。然しながら、流速を制限すればシフ トショックをある程度減少できるが、必然的にクラッチ係合の開始が遅れるよう になるため、クラッチ附勢室内への流体の流速を減少することは、上記問題の一 部を解決するに過ぎない。このような遅れは、クラッチ係合指令に対し直ちに反 応することを望む多くの操作者にとって望ましいことではない。 シフトショックの問題を解決する他の手段はシーバークロップの米国特許第３ ，４７０，９８８号明細書に開示されている。この開示されたクラッチは２重附 勢室を作る段付き附勢ピストンを用いている。このピストンの比較的小さい内側 部分は附勢流体源に連通し、クラッチ係合指令の発生によりこれに直ちにシステ ム圧が加えられる。ピストンの比較的大きい上面は、（１）制限された供給通路 を介してのみ流体圧源に連通し、（２）ピストンはこれを通して軸方向に延びる 通路を有している。上記米国特許の明細書によれば、附勢ピストンの初期移動時 、クラッチ板スタックを含む室から軸方向に通路を介して附勢室内に空気が流入 し閉じ込められる。空気は油に比べて圧縮可能であるため、この閉じ込められた 附勢室内の空気はクッション効果をもたらすようになる。 然しながら、上記米国特許のクラッチは種々の欠点を有する。最も大きい 欠点は少なくとも以下の３つの理由により製造コストが比較的に大きいことであ る。その理由の第１はピストンとそのピストンキャリアを段付き状に形成する必 要がある事である。第２は駆動軸に関連して段付きピストンの内周面をシールす る第１のスライドシールと、ピストンキャリアに関連して段付きピストンの外周 面をシールする第２のスライドシールと、上方部分から段付きピストンの下方部 分をシールする第３のスライドシールの少なくとも３個のスライドシールを用い 、操作のために必要な区画室を形成する必要があることである。第３は、ピスト ンの第１及び第２の面に流体を分離して供給するため少なくともその１つが制限 される２つの区画された流体通路を作る必要がある事である。 発明の目的及び要約 本発明の目的は初期クラッチ係合後、所定期間クラッチ附勢室内の流体圧が全 システム圧に増加するのを減少せしめて、クラッチが少なくとも最大トルク以下 でロックアップされるようにした流体操作摩擦クラッチを得るにある。 本発明の他の目的は、段付きピストン，余分のシール，シフトショック減少の ための特別な流れ制限手段等を必要とすることなく上記の目的を達成できる流体 操作摩擦クラッチを廉価に得ることにある。 本発明の第１においては、上記目的を達成する装置は、回転駆動素子と、回転 被動素子と、及び上記駆動素子を上記被動素子に選択的に結合するためのクラッ チとより成る。上記クラッチは上記駆動素子と被動素子間で延びる複数の互いに はさみ合うクラッチ板と、及び上記クラッチの軸方向に摺動自在な流体附勢ピス トンとを有する。このピストンは附勢流体に面する第１軸面と、クラッチ板に面 し、上記クラッチが附勢されたとき、上記クラッチ板 の１つに係合する第２軸面とを有する。上記第２軸面は少なくともその全外周面 に延びる弧状面キャビティを有し、この面キャビティに向かって上記第１軸面か ら上記ピストンを通して孔が延びている。 クラッチロックアップを所望に制限するため十分な量の流体が流れる上記キャ ビティの容積を少なくとも２立方インチとする。 ピストンがクラッチ板スタックに付着するようになるのを防ぐため上記クラッ チ板の１つを好ましくは円錐形とする。 ピストンキャリアと上記軸に対し上記ピストンをシールするためのシールアセ ンブリを上記軸に対し上記ピストンの内周面をシールするための第１シールと、 上記ピストンキャリアに対し上記ピストンの外周面をシールするための第２シー ルとにより構成する。システム圧流体源を上記附勢室に連通する入口は上記流体 源から上記ピストンに流れる流体のための全体通路を形成する。 本発明の他の目的は、後述する特徴を有する流体操作摩擦クラッチを有するト ランスミッションギヤトレンによって達成される。 本発明の上記目的を達成するトランスミッションギヤトレンは、ハウジングと 、このハウジング内に少なくとも一部配置された回転駆動軸と、回転被動軸と、 及び上記被動軸を上記駆動軸に選択的に連結するクラッチとより成る。上記クラ ッチは、上記駆動軸に回転しないよう取り付けたピストンキャリアと、（ａ）上 記駆動軸上に回転可能に設け、（ｂ）上記被動軸に連結されるピニオンを形成し た駆動リングとを有する。上記駆動リングと駆動軸のうちの１つに回転しないよ うに取り付けたバックプレートを有する。上記クラッチは更に、上記駆動軸に摺 動自在に設けられ、シールアセンブリによって上記ピストンキャリアと駆動軸に 対してシールされ、上記バックプレート、駆動軸、及び駆動リングと共にクラッ チ板室を区画する流体附勢ピストンと、及びこのクラッチ板室内に配置された複 数の互いにはさみ合うクラッチ板とを有する。上記ピストンは、上記ピストンキ ャリアに面する第１軸面と 、上記クラッチ板に面し、上記クラッチが係合されたとき上記クラッチ板の１つ に係合する第２軸面とを有する。上記第２軸面は少なくともその全外周面に延び る弧状面キャビティを有する。この面キャビティに向かって上記第１軸面から上 記ピストンを通して孔が延びている。 本発明の他の目的はシフトショックなしに流体操作摩擦クラッチを係合する改 良された方法を得るにある。 本発明の上記目的を達成する方法は、（１）回転駆動素子と回転被動素子間で 延びる複数の互いにはさみ合うクラッチ板によって形成したクラッチ板スタック と、及び（２）附勢室に面する第１軸面と上記クラッチ板に面する対向する第２ 軸面とを有し、上記クラッチの軸方向に摺動自在な流体附勢ピストンとを含むク ラッチを構成することを含む。上記第２軸面はこれに形成した面キャビティと上 記第１軸面から上記面キャビティに向かって上記ピストンを通して延びる孔とを 有するものである。本発明の方法は更に、（１）上記ピストンを上記クラッチ板 の１つに係合するよう上記ピストンを駆動し、（２）上記ピストンを上記１つの クラッチ板によってシールし、（３）上記クラッチ板スタックを圧縮してクラッ チを初期係合し、（この工程中流体圧を上記クラッチを完全に係合するに十分な 高い値に維持）するため上記附勢室に加圧流体を供給する工程を有する。また、 上記クラッチを完全に係合するため上記附勢室から上記面キャビティ内に加圧流 体を流してこれを満たしながら、上記附勢室に追加の加圧流体を供給する。 好ましくは、クラッチ係合の間上記附勢室内に流れる全流量の少なくとも２５ ％、好ましくは、２５％〜５０％の流量を上記面キャビティ内に流すようにする 。 本発明の他の目的、特徴及び利益は以下の詳細な説明及び添付図面から当業者 にとっては明らかである。然しながら、本発明はその好ましい実施例によって限 定されるものではない。本発明の精神の範囲内で種々変更できることは勿論であ る。 図面の簡単な説明 本発明の好ましい実施例を以下図面によって説明するが同一部分には同一符号 を付す。 図１は本発明の実施例における流体操作クラッチを用いたトランスミッション の端面図である。 図２は図１の２−２線断面図である。 図３は非係合位置におけるクラッチを説明するための図１及び図２のクラッチ の１つの側面図である。 図４は係合位置におけるクラッチを説明するための図３のクラッチの１つの拡 大断面図である。 図５は図３の５−５線断面図である。 図６は図３〜図５のクラッチの係合時間に対するクラッチ圧と面キャビティ圧 の関係を示すグラフである。 好ましい実施例の詳細な説明 １．レジメ 本発明においては、比較的速い初期係合を達成しながらシフトショックを最小 ならしめるためのクラッチを有するトランスミッションギヤトレンを提供する。 このため、クラッチの初期係合後ある期間流体を流すアキュムレータとして作用 する面キャビティをクラッチ附勢ピストン内に形成する。この流体の流れにより 、アキュムレータが充填されている間クラッチ圧がシステムメイン圧以下に下げ られ、この結果、クッション効果を生じ、シフトショックが減少されるようにな る。アキュムレータまたは面キャビティの使用により、段付きピストン及びこの 段付きピストンのために要求される付加的なシールと流路を省略でき、クラッチ の構造と操作を簡略ならしめることがで きる。 ２．システムの概要 図１〜図３に示すように、四輪駆動車に用いるトランスミッションギヤトレン１ ０内に本発明のクラッチの幾つかを設ける。然しながら、本発明のクラッチは任 意の運搬具や船舶ギヤトレンに用い得ることは勿論である。ギヤトレン１０は、 第１クラッチアセンブリ１４、第２クラッチアセンブリ１６、コンパウンド軸ア センブリ１８、及び第３クラッチアセンブリ２０を回動自在に支持するハウジン グ１２を有する。第１、第２クラッチアセンブリ１４，１６は駆動スパイダ（図 示せず）からのトルクをコンパウンド軸アセンブリ１８と第３クラッチアセンブ リ２０に伝達し、第３クラッチアセンブリ２０はこれを取り付けた出力軸２２に トルクを伝達せしめる。この第３クラッチアセンブリ２０のクラッチは本発明を 構成するものではなく、従ってその詳細な説明は省略する。 第１クラッチアセンブリ１４は、第１駆動軸２４に設けられ、これからトルク を受け取る２つのクラッチ２６，２８を有し、駆動軸２４からのトルクは対応す るピニオン２７，２９に伝達される。駆動軸２４は、内側及び外側軸受３０，３ ２によってハウジング１２内で回動自在に支持し、ハウジング１２から内側に延 びるヨーク３４によって駆動スパイダに取り付ける。（ここで“内側に”とは、 駆動スパイダに向かって、または、図２〜図４において左側にの意味であり、“ 外側に”とは、駆動スパイダから離れる、または、図２〜図４において右側にの 意味である。）駆動ギヤ３６を第１駆動軸２４上に取り付け、第２駆動軸５４上 の駆動ギヤ３８に常時噛合せしめる。第１クラッチ２６のピニオン２７をコンパ ウンド軸アセンブリ１８上のギヤ８２及び第２クラッチアセンブリ１６のピニオ ン６４と噛合せしめる。第２クラッチ２８のピニオン２９をコンパウンド軸アセ ンブリ１８の被動ギヤ６８に噛合する。ピニオン２７，２９及びコンパウンド軸 アセンブリ１８のギヤ ８２，６８間の噛合関係は図２では示していない。然しながら、これらの関係は 図３及び図４で（少なくとも概略的に）説明されている。 駆動軸２４内には第１、第２の供給通路５０，５２を形成する。これらの通路 を出入する流体の流れは図１〜図３に示す弁アセンブリ４４によって制御する。 この弁アセンブリ４４はソレノイド４６，４８によって電気的に制御し、通路５ ０，５２を選択的に及び交互にポンプ８８等の圧力源と、溜め９２（図３）に接 続せしめる。即ち、弁アセンブリ４４は以下のように選択的に附勢する。（１） 第２のクラッチ２８のための第２の供給通路５２を溜め９２に開放しながら、第 １の供給通路５０を介してポンプ８８からの加圧流体を第１のクラッチ２６に供 給し、（２）第１のクラッチ２６のための第１の供給通路５０を開放しながら、 第２の供給通路５２を介して加圧流体を第２のクラッチ２８に供給する。シフト の間ソレノイド４６，４８を適当に制御することによってクラッチ２６，２８を 同時に加圧し、比較的にスムーズなシフトを達成せしめることができる。駆動軸 ２４内には従来既知の潤滑通路９３を形成し、軸受等に潤滑油を供給する。 第２駆動軸５４からのトルクを受け取り、対応するピニオン６４，６６に伝達 する２つのクラッチ６０，６２を第２クラッチアセンブリ１６に設ける。第２駆 動軸５４は内側及び外側軸受５６，５８を介してハウジング１２内に回転自在に 支持せしめる。上述したように第１クラッチ６０のピニオン６４は、第１クラッ チアセンブリ１４の第１クラッチ２６のピニオン２７に噛合する。第２クラッチ ６２のピニオン６６は、コンパウンド軸アセンブリ１８の被動ギヤ６８に直接噛 合する。ソレノイド７２，７４によって電気的に制御される、図１及び図２に示 す弁アセンブリ７０によって、第１及び第２クラッチ６０，６２の操作を制御す る。 コンパウンド軸アセンブリ１８は、軸受７８，８０を介してハウジング１２に よって回転自在に支持した軸７６を有する。この軸７６には、（１）クラッチ２ ６のピニオン２７に噛合する（上述の）内側ギヤ８２と、（２）第 ３クラッチアセンブリ２０の第１ピニオン９６に噛合する中間ギヤ９４と、（３ ）クラッチ２８，６２のピニオン２９，６６及び第３クラッチアセンブリ２０の 第２ピニオン９８に噛合する（上述の）被動ギヤ６８とを設ける。駆動スパイダ を出力軸２２に結合するためクラッチアセンブリ１４，１６，２０に作用するコ ンパウンド軸アセンブリ１８の作動は従来公知であり、その詳細な説明は省略す る。 第１，第２クラッチアセンブリ１４，１６の夫々の第１、第２クラッチ２６， ２８及び６０，６２の構成と作動は互いに略等しい。従って以下の説明は、第１ クラッチアセンブリ１４の第２クラッチ２８に対するもののみとする。第１クラ ッチアセンブリ１４の第１クラッチ２６と、第２クラッチアセンブリ１６の第１ ，第２クラッチ６０，６２の構成と作動は第２クラッチ２８に対するものと同一 である。 ３．第１クラッチアセンブリの第２クラッチの構成 図３〜図５に示すように第２クラッチ２８は、夫々第１駆動軸２４の外端から 内端迄に設けた駆動リング１００，バックプレート１０２，クラッチ板スタック １０４，附勢ピストン１０６及びピストンキャリア１０８とを有する。軸２４， バックプレート１０２，ピストン１０６，駆動リング１００の組合せは、クラッ チ板スタック１０４と復帰スプリング１１２を配置したクラッチ板室１１０を区 画する。ピストンキャリア１０８とピストン１０６の組合せは、クラッチ２８を 附勢するため選択的に流される流体の附勢室１１４を区画する。 駆動リング１００をニードル軸受１１６によって駆動軸２４上に取付け、内側 及び外側リング１２４，１２６によって軸２４にこれと相対的に軸方向に移動し ないよう固定する。駆動リング１００はクラッチ２８の駆動素子を構成し、クラ ッチ板スタック１０４を保持する。この保持のため、駆動リング１００は大径内 側端１１８と外側端１２０とを有する。大径内側端１１８ は筒状をなし、クラッチ板室１１０の一部を取り囲み、その内周面には複数の第 １クラッチ板１２２を受容するスプラインを有する。外側端１２０は内側端１１ ８に固定され、上述のように駆動ギヤ６８と噛合するピニオン２９を有している 。 バックプレート１０２は、スナップリング１２８によって駆動リング１００の 大径内側端１１８の外端部近くで軸２４に固定する。バックプレート１０２は， （１）クラッチ係合時クラッチ板スタック１０４のためのバックストップを構成 する垂直脚１３０と、（２）複数の第２クラッチ板１３４を受容するスプライン をその外周面に形成した水平脚１３２とを有する。 最も内側のクラッチ板１３４′は、クラッチ２８の釈放を容易にするため円錐 形とする。このクラッチ板は釈放の際ピストン１０６に接着しクラッチ釈放を妨 げるようになる傾向のあることが確かめられた。円錐形クラッチ板１３４′は、 ピストン１０６から離れるように作用する皿ばねとして機能する。この目的のた めには他の手段も用い得る。例えば、ピストン１０６を通して延びるピストンの 軸方向長さより僅かに長いスライドピンを用い得る。クラッチが釈放され、ピス トン１０６が釈放位置に完全に復帰したとき、スライドピンがピストンの面を越 えて延び隣接するクラッチ板をピストンから引き離すようになる。 附勢ピストン１０６を駆動軸２４上に液密に摺動自在に設け、加圧流体を附勢 室１１４内に導入したときクラッチ板スタック１０４を圧縮係合せしめるように する。ピストン１０６は、所期クラッチ係合の後、所定期間附勢室１１４内の圧 力増加率を減少せしめる形状とし、シフトショックを避け得るようにする。ピス トン１０６の両端には、夫々ピストンキャリア１０８に面する内側端面１３６と 、クラッチ板スタック１０４に面する外側端面１３８とを設け、クラッチ２８が 附勢されたとき最も内側のクラッチ板１３４′に係合されるようにする。ピスト ン１０６は、軸２４に係合する内側摺動シール１４０と、ピストンキャリア１０ ８に係合する外側摺動シール１４２によ って駆動軸２４とピストンキャリア１０８に液密に摺動自在に取り付ける。 面キャビティ１４４をピストン１０６の外側端面１３８内に形成し、ピストン １０６の内側端面１３６から面キャビティ１４４に延びる軸孔オリフィス１４６ を介して附勢室１１４に連通せしめる。初期クラッチ附勢時、面キャビティ１４ ４は最も内側のクラッチ板１３４′によってシールされる位置とし、その結果、 附勢室１１４と軸孔オリフィス１４６からの流体によって満たされるアキュムレ ータが形成されるようにする。面キャビティ１４４は（１）附勢室１１４内の圧 力増加を遅延せしめるために十分な流体に適応し、所望のクラッチロックアップ を得るに十分な大きさとし、（２）製造コストを最小にするため比較的容易に形 成できるようにする。これらの目的を達成するため、面キャビティ１４４をピス トン１０６の外側端面１３８に環状に開口する穴とし、クラッチ附勢時、附勢室 １１４内に流れる全流体の少なくとも２５％、好ましくは５０％迄に対応する十 分な大きさ、例えば、２〜３立方インチとする。面キャビティとしては、大きい ものが望ましいが、附勢室１１４内に流れる全流体量の半分以上を保持できる大 きさとすればピストン１０６の強度が問題となる。 面キャビティ１４４は上述のものに限らず種々の形のものを用い得る。例えば 、面キャビティはピストン１０６全周に亘り、形成する必要はない。更に、１つ またはそれ以上の軸孔を介して附勢室１１４に連通する幾つかの分離した孔また は環状キャビティとすることもできる。 ピストンキャリア１０８はクラッチアセンブリ１４の機能中心を形成し、（１ ）クラッチアセンブリ１４の両クラッチ２６，２８の端部を形成でき、（２）そ の外周面上に駆動ギヤ３６を形成できるものとする。ピストンキャリア１０８に は、駆動ギヤ３６から半径方向に離間した位置でピストンキャリア１０８の主体 １５０から軸方向外方に延びるフランジ１５２を形成する。このフランジ１５２ の内周面に設けた外側摺動シール１４２によって、ピストン１０６をガイドし、 附勢室１１４の外周位置を区画せしめる。放出オ リフィス１５４を主体１５０の外周部に形成し、これを介して附勢室１１４内の 流体を溜め９２に逃がす。この放出オリフィス１５４は、附勢室１１４内に残っ てピストン１０６に対し遠心力による推力を加えるようになる流体を逃がし、ク ラッチ２８を釈放せしめるように作用する。また、クラッチ釈放指令が出された とき、クラッチ圧の減衰を促進せしめる。 附勢室１１４に供給通路５２を連通せしめるため駆動軸２４内に入口オリフィ ス１５６を設ける。このオリフィス１５６は、（１）面キャビティ１４４と附勢 室１１４のサイズを減少し、（２）供給通路５２内の流量制限のための構成を不 要とし、（３）流体の温度と粘性の変化の影響を減少する。 ４．クラッチの操作 クラッチ２８は通常図３の位置にあり、附勢室１１４は加圧されず、ピストン １０６は復帰スプリング１１２によってクラッチ板１２２，１３４から（図３に おいて左側に）離れた状態である。クラッチ係合指令が生じたとき、ソレノイド ４８によって弁アセンブリ４４が附勢され、通路５２内に加圧流体が流れる。こ の加圧流体は通路５２とオリフィス１５６から附勢室１１４内に流れる。附勢室 １１４内の流体により、ピストン１０６はクラッチ板スタック１０４から離れた 図３の位置からクラッチ板スタックを押圧する図４の位置に右方に移動される。 面キャビティ１４４の影響により附勢室１１４内の圧力は除々に増加するため クラッチの係合は直ちにはなされない。この附勢室１１４内の圧力及びトルク伝 達の変化は図６のカーブ１６０で示されるようになる。このカーブ１６０は動的 影響、粘性圧ロスまたは機械的な弾性は示していないが、実験により得た時刻と 圧力レベルの関係を示している。 クラッチ係合プロセスは以下のとおりである。 附勢室１１４内に流体が流れた直後から、流体圧は復帰スプリング１１２の弱 いバイアス力に十分打ち勝つ迄上昇し、ピストンを時刻Ｔ₀で右方に駆 動する。附勢室１１４に対する連続した流体の導入によりピストン１０６はクラ ッチ板スタック１０４を時刻Ｔ₁（時刻Ｔ₀から約０．１８秒後）で押すようにな る。また、附勢室１１４から或る量の流体が放出オリフィス１５４及び軸孔オリ フィス１４６を介して流出するがこの流出量は、大きいオリフィス１５６を介し て附勢室１１４に流れる量に比べて無視できるほど小さい値である。 時刻Ｔ₁では、面キャビティ１４４はクラッチ板スタック１３４′によってシ ールされアキュムレータを構成しており、流体は軸孔オリフィス１４６のみを通 して面キャビティ１４４内に流れる。クラッチ圧は圧力−流量関係が時刻Ｔ₂で 平衡する迄の短時間の間上昇し、クラッチ２８が係合され、システム圧Ｐ₃の約 １／４の僅かな摩擦に相当するクラッチ圧Ｐ₂に比例したトルクが得られる。こ の圧力はポンプ８８及び附属圧力制御弁（図示せず）によって加えられる供給圧 、入口オリフィス１５６の直径及び、面オリフィス１４６の直径によって一義的 に定められる。 時刻Ｔ₂とＴ₃間では、附勢室１１４から軸孔オリフィス１４６を介して面キャ ビティ１４４に流体が連続的に流入してこれを満たし、その流体圧は図６のカー ブ１６２に示すよう増加する。また、流体が面キャビティ１４４に流れるため附 勢室１１４内の圧力増加率は減少し、この結果、初期クラッチ係合からロックア ップ迄の時間が遅れ、シフトショックが減少される。また、ピストン１０６の初 期移動時、上記圧力増加率は面キャビティ１４４と軸孔オリフィス１４６から附 勢室１１４に入る空気によって更に減少される。この空気の一部は附勢室１１４ 内で少なくとも一時的にとらえられ、空気は油より圧縮性であるためクッション 作用を示すようになる。 面キャビティ１４４は流体によって満たされる迄これに流体が流入し、その内 圧は時刻Ｔ₃で供給圧Ｐ₃に等しい値となる。この時刻ではクラッチ２８は完全に 係合され、ロックアップとなる。次いで、面キャビティ１４４に流れる流体の流 入が停止し、面キャビティの内圧はクラッチ圧と等しくなり 、クラッチ圧は供給圧Ｐ₃と同一または略等しくなり、クラッチ係合が完了する 。 クラッチを釈放せしめるときは、制御弁アセンブリ４４を消勢し、通路５２に 対する流体の供給を止め、流体を弁アセンブリ４４を介して溜め９２に逃がす。 クラッチ板１３４′が円錐形状に復元される迄の一定時間附勢室１１４から放出 オリフィス１５４及び入口オリフィス１５６に流れる流体が制限され、この結果 クラッチ板１３４′が面キャビティ１４４から離れ、面キャビティ内の残溜流体 圧がクラッチ板室１１０内に逃げるようになる。上述のように放出オリフィス１ ５４は、遠心力によりピストン１０６に推力を加えるようになる附勢室からの流 体を放出せしめる役割を果たす。この時、附勢室１１４からの流体は軸孔オリフ ィス１４６を介しても放出される。 時刻Ｔ₂からＴ₃迄のカーブ１６０，１６２から明らかなように、面キャビティ １４４はアキュムレータとして作用し、（面キャビティ１４４が無いときは時刻 Ｔ₁直後に起ることになる）クラッチ２８のロックアップ時刻が遅延し、他の操 作状態に応じて全システム圧より小さい圧力でクラッチ２８をロックアップでき るようになる。これらの効果は、附勢室１１４に流れる全流量の２５％〜５０％ を面キャビティ１４４内に流すことによって一義的に達成できる。他方、上記米 国特許に示すシステムでは、軸孔オリフィスを介してクラッチに流れる流量は全 流体量の１％以下である。この結果、本発明では複雑なピストン／流路構造を必 要とせずにシフトショックを大きく減少することができる。本発明によれば上記 米国特許のものと異なり、段付きピストンや第３のシールを必要としないように なる。本発明によればその構造を極めて簡単にでき、装置の故障を少なくするこ とができる。 本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の精神内で種々変更できる ことは勿論である。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項 【提出日】１９９７年２月２７日 【補正内容】 請求の範囲 〔（１９９７年２月２７日国際事務局受領）：オリジナルクレーム１−１５を訂 正し残りのクレームは変更しない（５ページ）〕 １．回転駆動素子（２４，１０２）と、 回転被動素子（２９，１００）と、及び 上記駆動素子を上記被動素子に選択的に結合するためのクラッチ（２８）と より成り、上記クラッチが 上記駆動素子と被動素子間で延びる複数の互いにはさみ合うクラッチ板（１ ２２，１２４）と、及び 上記クラッチの軸方向に摺動自在な流体附勢ピストン（１０６）を含み、こ のピストンが附勢流体に面する第１軸面（１３６）と、クラッチ板に面し、上記 クラッチが附勢されたとき上記クラッチ板の１つ（１３４′）に係合する第２軸 面（１３８）とを有し、上記第２軸面が少なくともその全外周面に延びる弧状面 キャビティ（１４４）を有し、この面キャビティに向かって上記第１軸面から上 記ピストンを通して孔（１４６）が延び、クラッチ係合時、上記ピストンが上記 クラッチ板の１つによってシールされたとき、上記面キャビティ内にアキュムレ ータが形成される装置。 ２．上記面キャビティ（１４４）が環状であり、その容積が少なくとも２立方イ ンチである請求項１記載の装置。 ３．上記クラッチ板の１つ（１３４′）が円錐形である請求項１記載の装置。 ４．上記駆動素子が入力部材であり、軸（２４）を有し、上記被動素子が出力部 材であり、上記軸上に回転自在に設けたピニオン（２９）を有し、上記装置が、 更に、上記軸上に設けられ、上記ピストン（１０６）の上記第１軸面（１３６） との間に附勢室（１１４）を形成するためのピストンキャリアを 有し、このピストンキャリアと上記軸に対し上記ピストンをシールするためのシ ールアセンブリ（１４０，１４２）を有する靖求項１記載の装置。 ５．上記シールアセンブリが、上記軸（２４）に対し上記ピストン（１０６）の 内周面をシールするための第１シール（１４０）と、上記ピストンキャリア（１ ０８）に対し上記ピストンの外周面をシールするための第２シール（１４２）と より成る請求項４記載の装置。 ６．流体通路（５２）が上記軸（２４）内に形成されており、この流体通路は、 加圧流体源に連通される入口と、上記附勢室（１１４）に開口する出口とを有し 、上記加圧流体源から上記附勢室に流れる流体のための全体通路を形成する請求 項４記載の装置。 ７．ハウジング（１２）と、 このハウジング内に少なくとも一部配置された回転駆動軸（２４）と、 回転被動軸（２２）と、及び 上記被動軸を上記駆動軸に選択的に連結するクラッチ（２８）と、 より成り、上記クラッチは、 上記駆動軸に回転しないよう取り付けたピストンキャリア（１０８）と、 上記駆動軸上に回転可能に設け、上記被動軸に連結されるピニオン（２９） を形成した駆動リング（１００）と、 上記駆動リングと駆動軸のうちの１つに回転しないように取り付けたバック プレートと、 上記駆動軸に摺動自在に設けられ、シールアセンブリ（１４０，１４２）に よって上記ピストンキャリアと駆動軸に対してシールされ、上記バックプレート 、駆動軸、及び駆動リングと共にクラッチ板室（１１０）を区画する流体附勢ピ ストンと、及び このクラッチ板室内に配置された複数の互いにはさみ合うクラッチ板（１２ ２，１３４）とを有し、 上記ピストンが、上記ピストンキャリアに面する第１軸面（１３６）と 、上記クラッチ板に面し、上記クラッチが係合されたとき上記クラッチ板の１つ （１３４′）に係合する第２軸面（１３８）とを有し、 上記第２軸面が少なくともその全外周面に延びる弧状面キャビティ（１４４ ）を有し、 この面キャビティに向かって上記第１軸面から上記ピストンを通して孔（１ ４６）が延びている トランスミッションギヤトレン（１０）。 ８．上記ピストンキャリア（１０８）を通して延び、上記ピストンキャリア（１ ０８）とピストン（１０６）間に配置された附勢室（１１４）に開口する放出オ リフィス（１５４）を更に有する請求項７記載の装置。 ９．上記シールアセンブリ（１４０，１４２）が、上記駆動軸（２４）に対して 上記ピストン（１０６）の内周部をシールする第１シール（１４０）と、上記ピ ストンキャリア（１０８）に対して上記ピストンの外周部をシールする第２シー ル（１４２）とより成る請求項７記載の装置。 10．流体通路（５２）が上記軸（２４）内に形成されており、この流体通路は、 加圧流体源に連通される入口と、上記附勢室（１１４）に開口する出口とを有し 、上記加圧流体源から上記附勢室に流れる流体のための全体通路を形成する請求 項８記載の装置。 11．上記流体通路（５２）がその中に流れ制限器（１５６）を有する請求項１０ 記載の装置。 12． （Ａ） 回転駆動素子（１０２）と回転被動素子（１００）間で延びる複数の互 いにはさみ合うクラッチ板（１２２，１３４）によって形成したクラッチ板スタ ック（１０４）と、及び 附勢室（１１４）に面する第１軸面（１３６）と上記クラッチ板に面する対 向する第２軸面（１３６）とを有し、この第２軸面がこれに形成した面キャビテ ィ（１４４）と上記第１軸面から上記面キャビティに向かって上記ピ ストンを通して延びる孔（１４６）とを有するものである、上記クラッチの軸方 向に摺動自在な流体附勢ピストン（１０６）と を含むクラッチ（２８）を構成し、 （Ｂ） 上記ピストン（１０６）を上記クラッチ板の１つ（１３４′）に係合す るよう上記ピストンを駆動し、上記ピストン（１０６）を上記クラッチ板の１つ によってシールし、上記クラッチ板スタックを圧縮してクラッチを初期係合し、 この工程中流体圧を上記クラッチを完全に係合するに十分な高い値に維持するた め上記附勢室（１１４）に加圧流体を供給し、 （Ｃ） 上記クラッチを完全に係合するため上記附勢室から上記面キャビティ内 に加圧流体を流してこれを満たしながら、上記附勢室に追加の加圧流体を供給す る 方法。 13．上記ピストン（１０６）を構成する上記工程が、少なくとも上記ピストンの 全外周面に延びる弧状面キャビティ（１４４）を有するピストンを形成すること を含む請求項１２記載の方法。 14．上記工程（Ｂ）と（Ｃ）の間、上記附勢室（１１４）内に流れる全流量の少 なくとも２５％の流量を上記工程（Ｃ）の間に上記面キャビティ（１４４）内に 流す請求項１２記載の方法。 15．上記工程（Ｂ）と（Ｃ）の間、上記附勢室（１１４）内に流れる全流量の２ ５％〜５０％の流量を上記工程（Ｃ）の間に上記面キャビティ（１４４）内に流 す請求項１４記載の方法。 16．上記工程（Ｃ）の期間が、上記工程（Ｂ）の少なくとも０．５倍である請求 項１４記載の方法。 17．上記工程（Ｃ）の期間が、上記工程（Ｂ）の少なくとも０．７５倍である請 求項１６記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転駆動素子と、 回転被動素子と、及び 上記駆動素子を上記被動素子に選択的に結合するためのクラッチと より成り、上記クラッチが 上記駆動素子と被動素子間で延びる複数の互いにはさみ合うクラッチ板と、 及び 上記クラッチの軸方向に摺動自在な流体附勢ピストンを含み、このピストン が附勢流体に面する第１軸面と、クラッチ板に面し、上記クラッチが附勢された とき上記クラッチ板の１つに係合する第２軸面とを有し、上記第２軸面が少なく ともその全外周面に延びる弧状面キャビティを有し、この面キャビティに向かっ て上記第１軸面から上記ピストンを通して孔が延び、クラッチ係合時、上記ピス トンが上記クラッチ板の１つによってシールされたとき、上記面キャビティ内に アキュムレータが形成される装置。 ２．上記面キャビティが環状であり、その容積が少なくとも２立方インチである 請求項１記載の装置。 ３．上記クラッチ板の１つが円錐形である請求項１記載の装置。 ４．上記駆動素子が入力部材であり、軸を有し、上記被動素子が出力部材であり 、上記軸上に回転自在に設けたピニオンを有し、上記装置が、更に、上記軸上に 設けられ、上記ピストンの上記第１軸面との間に附勢室を形成するためのピスト ンキャリアを有し、このピストンキャリアと上記軸に対し上記ピストンをシール するためのシールアセンブリを有する請求項１記載の装置。 ５．上記シールアセンブリが、上記軸に対し上記ピストンの内周面をシールする ための第１シールと、上記ピストンキャリアに対し上記ピストンの外周面をシー ルするための第２シールとより成る請求項４記載の装置。 ６．流体通路が上記軸内に形成されており、この流体通路は、加圧流体源に連通 される入口と、上記附勢室に開口する出口とを有し、上記加圧流体源から上記ピ ストンに流れる流体のための全体通路を形成する請求項４記載の装置。 ７．ハウジングと、 このハウジング内に少なくとも一部配置された回転駆動軸と、 回転被動軸と、及び 上記被動軸を上記駆動軸に選択的に連結するクラッチと、 より成り、上記クラッチは、 上記駆動軸に回転しないよう取り付けたピストンキャリアと、 上記駆動軸上に回転可能に設け、上記被動軸に連結されるピニオンを形成し た駆動リングと、 上記駆動リングと駆動軸のうちの１つに回転しないように取り付けたバック プレートと、 上記駆動軸に摺動自在に設けられ、シールアセンブリによって上記ピストン キャリアと駆動軸に対してシールされ、上記バックプレート、駆動軸、及び駆動 リングと共にクラッチ板室を区画する流体附勢ピストンと、及び このクラッチ板室内に配置された複数の互いにはさみ合うクラッチ板とを有 し、 上記ピストンが、上記ピストンキャリアに面する第１軸面と、上記クラッチ 板に面し、上記クラッチが係合されたとき上記クラッチ板の１つに係合する第２ 軸面とを有し、 上記第２軸面が少なくともその全外周面に延びる弧状面キャビティを有し、 この面キャビティに向かって上記第１軸面から上記ピストンを通して孔が延 びている トランスミッションギヤトレン。 ８．上記ピストンキャリアを通して延び、上記ピストンキャリアとピストン間に 配置された附勢室に開口する放出オリフィスを更に有する請求項７記載の装置。 ９．上記シールアセンブリが、上記駆動軸に対して上記ピストンの内周部をシー ルする第１シールと、上記ピストンキャリアに対して上記ピストンの外周部をシ ールする第２シールとより成る請求項７記載の装置。 10．流体通路が上記軸内に形成されており、この流体通路は、加圧流体源に連通 される入口と、上記附勢室に開口する出口とを有し、上記加圧流体源から上記ピ ストンに流れる流体のための全体通路を形成する請求項８記載の装置。 11．上記流体通路がその中に流れ制限器を有する請求項１０記載の装置。 12． （Ａ） 回転駆動素子と回転被動素子間で延びる複数の互いにはさみ合うクラッ チ板によって形成したクラッチ板スタックと、及び 附勢室に面する第１軸面と上記クラッチ板に面する対向する第２軸面とを有 し、この第２軸面がこれに形成した面キャビティと上記第１軸面から上記面キャ ビティに向かって上記ピストンを通して延びる孔とを有するものである、上記ク ラッチの軸方向に摺動自在な流体附勢ピストンと を含むクラッチを構成し、 （Ｂ） 上記ピストンを上記クラッチ板の１つに係合するよう上記ピストンを駆 動し、上記ピストンを上記クラッチ板の１つによってシールし、上記クラッチ板 スタックを圧縮してクラッチを初期係合し、この工程中流体圧を上記クラッチを 完全に係合するに十分な高い値に維持するため上記附勢室に加圧流体を供給し、 （Ｃ） 上記クラッチを完全に係合するため上記附勢室から上記面キャビティ内 に加圧流体を流してこれを満たしながら、上記附勢室に追加の加圧流体を供給す る 方法。 13．上記ピストンを構成する上記工程が、少なくとも上記ピストンの全外周面に 延びる弧状面キャビティを有するピストンを形成することを含む請求項１２記載 の方法。 14．上記工程（Ｂ）と（Ｃ）の間、上記附勢室内に流れる全流量の少なくとも２ ５％の流量を上記工程（Ｃ）の間に上記面キャビティ内に流す請求項１２記載の 方法。 15．上記工程（Ｂ）と（Ｃ）の間、上記附勢室内に流れる全流量の２５％〜５０ ％の流量を上記工程（Ｃ）の間に上記面キャビティ内に流す請求項１４記載の方 法。 16．上記工程（Ｃ）の期間が、上記工程（Ｂ）の少なくとも０．５倍である請求 項１４記載の方法。 17．上記工程（Ｃ）の期間が、上記工程（Ｂ）の少なくとも０．７５倍である請 求項１６記載の方法。