JPS58211028A - 遠心力応答型流体圧作用式摩擦クラツチ - 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】 ラッチに関する。

従来のたいていの遠心力応答型流体圧作用式摩擦クラッ
チでは、最小係合速度は遠心力ボール弁またはクラッチ
もどりばねによって釣合わされる回転フライホイールに
よって作動させられる弁によって制御される。クラッチ
のトルク能力は速度−圧力関係に追従し、この関係は１
つまたはそれ以上の付加的な遠心力応答弁の中の係合弁
によって決定される。

これらのクラッチはクラッチ係合の全期間にわたって同
じ係合速度で同じ速度トルク関係曲線に沿って作動する
ので、その動作モードを変えて種々の動作状態に対応す
ることはできない。

本発明は複数の選択的に定められる動作曲線を有する遠
心力応答型流体圧作用式摩擦クラッチに関わる。

この目的を果すべく、本発明による遠心力応答型流体圧
作用式摩擦クラッチは、面積差作用ピストンがクラッチ
・ハウジング内に摺動自在に配置してあり、このクラッ
チ・ハウジングと協働して供給室と作用室とを形成して
おり、流体源手段が供給室に選定圧力レベルで流体を供
給するように配置してあり、絞シ流路手段が供給室を作
用室に接続しており、第１の遠心力応答式弁手段が作用
室からの流体の排出を制御して作用室内に第１の所定の
速度・圧力関係を確立し、摩擦クラッチを係合状態に押
圧するように配置してあり、第２の遠心力応答式弁手段
が作用室から流体の排出を制御して作用室内に第２の所
定の速度・圧力関係を確立し、摩擦クラッチを係合状態
に押圧するように配置してあり、この第２遠心力応答式
弁手段がより高い初期圧力で開き、第１の遠心力応答式
弁手段よりも増加率の遅い速度−圧力関係を有し、供給
室内の流体圧力が摩擦クラッチを離脱状態に押圧するよ
うに作動しかつ流体源の圧力レベルに従って摩擦クラッ
チに必要な係合圧力を確立するように作動して初期低速
クラッチ係合を制御するように作用する遠心力応答式弁
手段の圧力を決定するようになっていることを特徴とす
る。

本発明による遠心力応答型流体圧作用式摩擦クラッチの
一実施例では、クラッチは複数の遠心力応答式弁を包含
し、これらの弁はクラッチ作用ピストンをクラッチ係合
運動させるためにクラッチ作用室内で利用できる係合圧
力を決定する。さらに、供給室が可変圧力源に接続して
あり、クラッチ作用ピストンに対してクラッチ離脱方向
における有効作動面積を与える。

作用室内で有効な流体は作用室に達する前に供給室と絞
りを通る。作用室内の流体が遠心力応答式弁を通って排
出されるので、作用圧力は供給・抽出関数を伴ない、こ
れは供給室内の圧力レベルに等しいか、またはそれよシ
も小さいレベルに常に維持される。入力速度がゼロまた
は低いとき、クラッチは供給室圧力によって離脱させら
れ、作用室内には実質的に圧力が発生しない。作用室内
の最小圧力レベルは遠心力弁の最小圧力設定値によって
決定させる。クラッチ入力速度が増大するにつれて、遠
心力排出制御弁によって与えられる絞シ量が増大するこ
とになり、したがって、クラッチ作用圧力が増大するこ
とになる。

作用室の有効面積は供給室の有効面積よりも太きく、シ
タがって、作用室内の低い圧力が供給室に生じた離脱力
に打ち勝つことができる。この面積差は最小係合速度を
定めるのに重要であり１種々の原動機に適応できるよう
に設計することができる。供給圧力レベルは圧力流体源
と組合わせた選択作動可能な可変圧力レキュレータによ
って任意のシステム内で変えることができ、クラッチの
係合が起る最小速度にも影響を与える。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施例によって
説明する。

図面において、第１図は普通の内燃機関の構成要素であ
るエンジン・クランク軸１０を示しており、このクラン
ク軸は複数の留め具１４によってフレックス会プレート
１２に駆動連結しである。フレックス・プレート１２は
複数の出張り１６にそれぞれの留め具１８によって固着
しである。

出張シ１６はクラッチ・ハウジング２ｏに固着しである
。クラッチ・ハウジング２ｏは一対の環状薄板金部材２
４．２６を包含しておシ、これらの部材は２８のところ
で互いに固着してあって環状（円環体）空間３ｏを形成
している。この壁間内には、摩擦クラッチ３２と作用ピ
ストン３４が配置しである。摩擦クラッチ３２はプレー
ト部材３６を包含し、このプレート部材３６には環状摩
擦面３８．４０が接合しである。プレート部材３６はね
じり振動ダンパ４２によってクラッチ・ハブ４４に連結
してあシ、クラッチ・ハブはクラッチ出力軸４６にスプ
ライン結合しである。

クラッチ・ハウジング２ｏは環状スリーブ部材４８を包
含し、このスリーブ部材は環状薄板金部材２４に固着し
てあり、環状空間３０内に延びている。クラッチ・ハウ
ジング２゜はリテナ・リング組立体５４によってハブ部
５２上に位置決めされた環状壁部材５ｏも有する。この
ハブ部５２は環状部材２４に固着してもよいし、それと
一体に形成してもよい。

環状部材２４は作用ピストン３４會摺動自在に支持して
いる軸線方向に延びる壁部分５６を有する。作用ピスト
ン３４に設けた溝にはそれぞれ一対の環状リップ・シー
ル５８と６０が配置してあり、これらのリップ・シール
はスリーブ部材４８および壁部分５６と協働して環状部
材２４と作用ピストン３４との間に形成されている作用
室６２の直径方向の限界を定めている。

環状壁部材５０の上には環状のリップ・シール６４が配
置してあり、このリップ・シールは作用ピストン３４と
照射係合しており、リップ・シール５８と協働して供給
室６６の直径方向限度を定める。

作用ピストン３４は環状摩擦面４０と摩擦係合するよう
になっている環状面６８を有し、その結果、クラッチ係
合中、環状摩擦面３８は環状部材２６と摩擦係合するこ
とになる。

したがって、プレート部材３６が回転し、クラッチ出力
軸４６が回転する。作用ピストン３４はビン（図示せず
）によってクラッチ・ハウジング２０内を軸線方向に案
内される。

これらのビンは環状薄板部材２４に固着してあシ、クラ
ッチ−ハウジング２ｏと作用ピストン３４とを回転駆動
連結する。

作用ピストン３４は第１図でわかるように弁部材１０を
収容しておシ、また、第２図でわかるように弁部材７２
を収容してｂる。これらの弁部材７０．７２はそれぞれ
図示のように単一の弁部材でもよいし、それぞれ直径方
向に対向して配置した同形の組物であってもよい。弁部
材７０．７２が直径方向に対応して配置した同形組物で
ない場合には、勤つりあい全とるためにおもシを設ける
必要があろう。

弁部材７０は開口アロを備える弁ハウジング１４を有し
、この開口はボール７８で閉じられている。ボール１８
は遠心おもＤＢｏによって構成しであるボール座に載っ
ておシ、遠心おもシはつる巻きばね８２によってボール
７８で開口アロを閉じさせる方向に付勢されている。弁
ハウジング７４は円筒形室８４内に配置してあり、この
円筒形室は流路８６によってクラッチの作用室６２と流
体連通している。

弁部材７２は円筒形室９０内に配置した弁ハウジング８
８を包含する。この円筒形室９０は作用ピストン３４に
形成してあシ、流路９２を介してクラッチ作用室６２と
流体連通している。弁ハウジング８８には開口９４が設
けてあシ、この開口は円筒形室９０と流体連通しておシ
、ボール９６によって閉ざされるようになっている。こ
のボールはつる巻きはね９８によって開口９４を閉じる
方向に押圧されている。

弁部材７０．７２の半径方向内側部分は環状空間３０と
流体連通しておシ、この環状空間３０は普通の要領で排
出通路（図示せず）に接続しである。供給室６６は流路
１００から加圧流体の供給を受け、この流路１００は普
通の流体圧ポンプ１０２から供給を受ける。

供給室６６内の流体は絞シ流路（オリフィス）１０６を
通して作用室６２に連通している。

流路１００内の圧力レベルは普通の可変レキュレータ弁
１０４によって確立される。この弁１０４によシ確立さ
れる圧力レベルは、エンジン・トルク、乗シ物速度、ト
ランスミッション比その他のエンジ、ンまたは乗シ物の
作動パラメータに応答する周知の伝達圧力制御の任意の
ものによって制御され得る。たとえば、この圧力レベル
はエンジン作動温度に応答するように制御してもよい。

弁部材７０．７２の各々はほぼ普通の様式で作動して作
用室６２からの流体の排出を制御し、それによシ作用室
内の流体圧力の速度応答変化を確立する工うになってい
る。

一層詳しく言えば、弁部材７０．７２は遠心力応答式弁
として作用し、したがって、回転速度が増大するにつれ
て、各弁部材の閉鎖力も同様に増大する。弁部材７０の
閉鎖力は、ポール座を形成している遠心おもシ８０の大
きな質量によシ、弁部材１２よシもよシ迅速に増加する
。これは第４図に示しである。この図において、曲線Ａ
は曲ＭＢよりも急な増加率の圧力・速度関係を持ち、曲
線Ａは任意の所与のクラッチ入力速度レベルで弁部材７
０を開くに要する圧力を表わし、曲線Ｂは弁部材７２を
開くための圧力・速度関係を表わしている。弁部材７０
．７２によって確立される圧力レベルは作用室６２内の
圧力レベルである。したがって、クラッチ作用圧力は弁
部材７０．７２によって決定される。クラッチ入力速度
が増大するにつれて、クラッチ作用圧力も同様に増大す
ることになる。

供給部材６６内の流体圧力は先に述べたようにシール５
８．６４によって決定される有効面積において作動して
作用ピストン３４の離脱状態に押圧する。したがって、
クラッチ作用力は、作用室内圧力かける作用室面積マイ
ナス供給室内圧力掛ける供給室面積マイナス環状空間３
０内に見出され、作用ピストン３４の不平衡面積に作用
する潤滑油圧力の有効面積に等しい。供給室６６内の圧
力が所与の作動状態について実質的に一定であシ、作用
室内の圧力がエンジン速度に応答するので、作用力はエ
ンジン速度の増加につれて増大することになシ、その結
果、成る所定のエンジン速度でクラッチの係合が生じる
ことになる。

第３図において、供給室６６内の圧力が第４図の線１０
８を一致するレベルにあると仮定すれば、クラッチ作用
力またはクラッチトルク能力は曲線ｃ６たどることにな
る。この曲線Ｃはエンジンが通常の温度で作動している
ときに望まれる係合関数を表わしている。

曲線りはエンジンが冷えているときに望まれるエンジン
作動特性全表わしているが、この曲線は供給室６６内の
圧力レベルをやや増加させることによって確立される。

これらの状態の下では、弁部材γ０は制御の見地から不
作動となっている。なんとなれば、初期クラッチ作用圧
力が第４図に示すように曲ｉＡ、Ｂの交差点Ｅの上方に
あるからである。第３図において、１０憾から１００壬
と表示しである曲線は絞シ弁開度のそれぞれのパーセン
テージについてのエンジントルク出力を表わしている。

たとえば、１０優の絞りの場合、クラッチの能力はＦ点
におけるエンジントルク出力に等しい。クラッチ能力が
この点より下にあり、エンジン絞りが１０係にセットさ
れている場合には、クラッチはスリップすることになる
。クラッチ能力がこの点より上にある場合には、クラッ
チは１０憾絞りでもスリップすることがない。エンジン
絞シパーセンテージが増大するにつれてトルク能力が増
大せざるを得ないことは明らかである。

一旦、乗り物が動くと、クラッチ係合状態で惰走させ、
あるいは、クラッチのすベシなしに低級シ設定値で乗り
物を作動させることができるとよいことが多い。この状
態を得るためには、レギュレータ弁１０４によって確立
させられる圧力レベルは第４図に示すレベル１１０にセ
ットされる。供給室６６内の圧力レベルのこのような減
少は第３図のクラッチトルク能力曲線Ｃを上方に移動さ
せる効果があり、したがって曲線Ｇが作動特性曲線とな
る。両方の弁部材７０．７２が作動してエンジン作動速
度に依存してクラッチ能力の制御を行なうということは
曲線Ｇの形から明らかである。それによって、クラッチ
のスリップを生じさせることなく路面負荷状態で乗シ物
を作動させ、なめらかな乗シ物加速のためのクラッチす
ベシ機能を与えると共に通常の乗り物動作に対してはク
ラッチを児全な係合状態にすることができる。

供給室６６内の圧力レベルを適切に制御することによっ
て、種々のトルク能力・エンジン速度関係レベルを達成
することができ、クラッチを特定のエンジンまたは乗シ
物に適合させることができる。

これまで説明してきた入力クラッチ配置はいろいろな種
類のトランスミッション、たとえば、遊星歯車式、連続
可変摩擦ベルト式、自動シフトシンクロメツシュ式など
のトランスミッションで利用することができる。本発明
はすベシ弐人カクラッチを用いることができるときは常
に適用できる。

特別の用途が要求される場合には、クラッチ係合後に供
給圧力レベルを変えることによってクラッチをある速度
で係合し別の速度で離脱するように設計することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による摩擦クラッチの断片断面図であり
、流体圧供給回路を概略的に示す図である。 第２図は第１図のクラッチの一部を、第１図の位置から
角度変位させた状態で示す断片断面図である。 第３図はクラッチ、原動機の動作特性を示すグラフ図で
ある。 第４図は第１．２図に示す一対の排出量制御弁の圧力・
速度関係を示すグラフ図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ２０・・・クラッチハウジング、３２・・・摩擦クラッ
チ、３４・・・面積差作用ピストン、６２・・・作用室
、６６・・・供給室、７０・・・第１遠心力応答式弁手
段、７２・・・第２遠心力応答式弁手段、１００．１０
２・・・加圧流体の源、１０４・・・源から供給される
流体の圧力レベルを変える手段、１０６−・・絞シ流路
手段 速度− 手続補正書 昭和５８年７月　７日 特許庁長官若杉和夫殿 ｌ事件の表示昭和５８年　特許　願第９０１６０　　号
２、　発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏名　　ゼネラル　モーターズ　コーポレーション（名
称） ４、代理人 ５、補正の対象　　　明細書の「発明の詳細な説明」の
欄（１）明細書第１４頁第１行目の 「かける」を「掛ける」に訂正する。 （２）同上第１４１頁第６行目乃至第５行目の「環状空
間ろ０内に・・・・・・・・・に等しい。」を「環状空
間３０内に見出される潤滑油圧力掛ける該潤滑油圧力が
作用する作用ピストン３４の不平衡面積に等しい。」に
訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　遠心力応答型流体圧作用式摩擦クラッチにおいて
   、面積差作用ピストンがクラッチ・ハウジング内に摺動
   自在に配置してあシ、このクラッチ−ハウジングと協働
   して供給室と作用室とを形成しており、流体源手段が供
   給室に選定圧力レベルで流体を供給するように配置して
   あり、絞り流路手段が供給室を作用室に接続しており、
   第１の遠心力応答式弁手段が作用室からの流体の排出を
   制御して作用室内に第１の所定の速度・圧力関係を確立
   し、摩擦クラッチを係合状態に押圧するように配置して
   あり、第２の遠心力応答式弁手段が作用室から流体の排
   出を制御して作用室内に第２の所定の速度・圧力関係を
   確立し、摩擦クラッチを係合状態に押圧するように配置
   してあシ、この第２遠心力応答式弁手段がよシ高い初期
   圧力で開き、第１の遠心力応答式弁手段よりも増加率の
   遅い速度−圧力関係を有し、供給室内の流体圧力が摩擦
   クラッチを離脱状態に押圧するように作動しかつ流体源
   の圧力レベルに従って摩擦クラッチに必要な係合圧力を
   確立し、それによシ前記遠心力応答式弁手段のいずれが
   初期低速クラッチ係合を制御するに有効かを決定するよ
   うになっていることを特徴とする遠心力応答型流体圧作
   用式摩擦クラッチ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の遠心力応答型流体圧作
   用式摩擦クラッチにおいて、前記作用室が前記供給室の
   有効面積よシも大きい有効面積を有し、前記第１の遠心
   力応答式弁手段が前記作用室内に成る静圧レベルを確立
   するように作動し、この静圧レベルが第１の速度・圧力
   関係によって決定され、供給室内の圧力レベルに等しい
   かまたはそれよシ小さくなっておシ、前記第２遠心力応
   答式弁手段が作用室内に成る静圧レベルを確立するよう
   に作動し、この静圧レベルが第２の所定の速度・圧力関
   係によって決定され、供給室内の圧力レベルに等しいか
   またはそれよシ小さいことを特徴とす−る遠心力応答型
   流体圧作用式摩擦クラッチ。 ３６　　％許請求の範囲第１項または第２項記載の遠心
   力応答型流体圧作用式摩擦クラッチにおいて、前記流体
   源手段が加圧流体の源と、この源から供給される流体の
   圧力レベルを変える手段とを包含し、それにより前記第
   １、第２の遠心力応答式弁手段によって作用室からの流
   体の排出量の制御を変化せしめるようになっていること
   ’に％徴とする遠心力応答型流体圧作用式摩擦クラッチ
   。