JP2002098168A

JP2002098168A - 発進クラッチ及びその制御方法

Info

Publication number: JP2002098168A
Application number: JP2000288695A
Authority: JP
Inventors: Masao Shoji; 雅夫庄司; Yoshio Kinoshita; 芳男木下; Shiro Takeuchi; 四郎竹内; Tadashi Watanabe; 正渡辺; Tatsuro Miyoshi; 達朗三好; Hirofumi Nakagome; 宏文中込; Hiroshi Yabe; 博矢部; Shigeji Nishimura; 繁治西村; Nobuhiro Horiuchi; 信裕堀内
Original assignee: NSK Warner KK
Current assignee: NSK Warner KK
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-05
Also published as: US20020038751A1; US6648117B2

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧を常時供給する必要がなく、油圧供給用
のポンプの作動時間を短くすることができ、作動効率の
向上した発進クラッチを提供する。【解決手段】軸方向荷重を受けることによって入力側
要素１３と出力側要素１２が締結し、動力を伝達する発
進クラッチ１０において、軸方向荷重を常時与える機械
的押圧手段４１と、入力側要素及び出力側要素を軸方向
荷重から解放する解放手段１８，３０，３１，３３を備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のトルク
コンバータの代わりに使用可能な発進クラッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動変速機、すなわちＡＴ（オー
トマチックトランスミッション）において、車両発進は
トルクコンバータでのトルク伝達によって行っていた。
トルクコンバータはトルク増幅効果もあり、トルクの増
加、減少時のトルク伝達も滑らかであるため多くのＡＴ
車両に搭載されていた。一方、トルクコンバータはトル
クの増加・減少時の滑り量が多く、あまり効率的ではな
いという欠点も有している。そこで最近では、トルクコ
ンバータに代えて発進クラッチを用いることが提案され
ており、またギア比を落とすと共に変速数を増やして低
速域でのトルク増幅を図ることも行われている。

【０００３】図２は、従来の発進クラッチの軸方向断面
図である。以下これに基づいて説明する。発進クラッチ
１００は、多板クラッチ１０１を備えている。多板クラ
ッチ１０１のクラッチケース１０６の内部には出力側の
摩擦係合要素であるフリクションプレート１０２及び入
力側の摩擦係合要素であるセパレータプレート１０３が
軸方向で交互に配置されている。

【０００４】また、軸方向の一端にはバッキングプレー
ト１０４が設けられている。バッキングプレート１０４
は軸方向外側（図中左側）で止め輪１０５によって支持
されている。一方、バッキングプレート１０４と反対側
の端部には、クラッチケース１０６の内壁との間にＯリ
ング１０７を介してピストン１０８が配置されている。
ピストン１０８は、リターンスプリング１１６によって
図中右方、即ちセパレータプレート１０３とフリクショ
ンプレート１０２との間の締結状態を解放する方向に付
勢されている。また、ピストン１０８及びクラッチケー
ス１０６との間には油圧室１０９が画成されている。

【０００５】発進クラッチ１００は更に、多板クラッチ
１０１の外周を覆うハウジング１１０と、クラッチケー
ス１０６とハウジング１１０の間に設置されたダンパ１
１７とを備えている。尚、ハウジング１１０はエンジン
の出力軸１１１に連結されており、またダンパ１１７は
スプリング１３０と、スプリング１３０を保持するリテ
ーナプレート１１３と、スプリング１３０に嵌合する爪
１１４によって構成される。

【０００６】上述の発進クラッチ１００は、油路１１５
を通じて油圧室１０９へ油圧が供給されることによって
ピストン１０８が作動し、セパレータプレート１０３と
フリクションプレート１０２との間の摩擦係合が行われ
る。

【０００７】上述のように、発進クラッチ１００は、油
路１１５を通じて油圧室１０９へ油圧が供給されること
によってピストン１０８が作動し、摩擦係合が行われ
る。すなわち、発進クラッチの作動時（動力伝達時）に
は、常時油圧が働いている状態となっている。解放時に
は所定のクリアランスが設けられており、このクリアラ
ンスはリターンスプリング１１６のピストンへの付勢に
よって維持されていたために完全にトルクが遮断される
構成になっている。

【０００８】セパレータプレート１０３とフリクション
プレート１０２との間の締結状態を解放する場合は、油
圧を解除する。油圧が解除されると、ピストン１０８は
自由になり、リターンスプリング１１６の付勢力によっ
て図中右方に移動する。この結果、セパレータプレート
１０３とフリクションプレート１０２とは係合状態から
解放される。

【０００９】しかしながら、セパレータプレート１０３
とフリクションプレート１０２との摩擦係合状態を維持
するため、油圧を常時供給する必要がある。また、油圧
を作動させるための油圧供給用のポンプの作動時間も長
くなる。機構的にも複雑になる恐れがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、油圧
を常時供給する必要がなく、油圧供給用のポンプの作動
時間を短くすることができ、作動効率の向上した発進ク
ラッチを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明の発進クラッチは、軸方向荷重を受けることによっ
て入力側要素１３と出力側要素１２が締結し、動力を伝
達する発進クラッチ１０において、前記軸方向荷重を常
時与える機械的押圧手段４１と、前記入力側要素及び出
力側要素を前記軸方向荷重から解放する解放手段１８，
３０，３１，３３を備えたことを特徴としている。ま
た、本発明の発進クラッチの制御方法は、油圧を供給し
てクラッチを解放し、油圧を解除してクラッチを締結さ
せることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】軸方向荷重を常時与えるスプリン
グによって、入力側要素及び出力側要素を摩擦係合さ
せ、入力側要素及び出力側要素を軸方向荷重から解放す
る油圧シリンダを備えているので、発進クラッチの作動
時、具体的にはクラッチの解放時のみ油圧を供給すれば
よくなり、油圧供給用ポンプの作動時間が短くなり、作
動効率が向上する。また、スプリングによって与えられ
る押圧荷重は、機械的手段によるものであるため安定性
に優れる。従って、安定した制御が行い易くなる。

【００１３】油圧を供給してクラッチを解放し、油圧を
解除してクラッチを締結させるため、作動効率が向上し
た発進クラッチの制御方法を提供できる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。尚、図示の実施例は例示として本発明
を示しているに過ぎず、その他の変更が可能なことは言
うまでもない。

【００１５】図１は、本発明の一実施例の発進クラッチ
の軸方向断面図である。発進クラッチ１０は多板クラッ
チ１１を備えている。多板クラッチ１１のクラッチケー
ス１６の内部には出力側の摩擦係合要素であるほぼ環状
のフリクションプレート１２と入力側の摩擦係合要素で
あるほぼ環状のセパレータプレート１３とが軸方向で交
互に配置されている。クラッチケース１６の軸方向の一
端にはほぼ環状のバッキングプレート１４が、ほぼ環状
の止め輪１５によって軸方向において固定状態に支持さ
れている。

【００１６】それぞれ４枚のフリクションプレート１２
とセパレータプレート１３とで多板クラッチ１１を構成
しているが、これら入力側及び出力側の摩擦係合要素の
枚数は、必要なトルクに応じて任意に変更できることは
言うまでもない。また、フリクションプレート１２の軸
方向両面には、ほぼ環状の摩擦材３５、または複数セグ
メントに分割された摩擦材３５が接着等により固定され
ている。もちろん、必要なトルクに応じて、フリクショ
ンプレート１２の片面にだけ固定するようにしてもよ
い。

【００１７】一方、図１において軸方向右側には各摩擦
係合要素とクラッチケース１６の内壁との間にはピスト
ン１８が配置されており、ピストン１８及びクラッチケ
ース１６との間にはスプリング４１が介装されている。
スプリング４１は、ここでは所定の弾性を有するコイル
スプリングであるが、その他の形態のスプリングを用い
ることもできる。

【００１８】ピストン１８は、スプリング４１による機
械的押圧力により、フリクションプレート１２とセパレ
ータプレート１３とを摩擦係合、すなわち締結させる方
向に常時付勢されている。フリクションプレート１２と
セパレータプレート１３との間の締結状態を解放させる
ためには、後述の油圧機構が使われる。

【００１９】発進クラッチ１０は、多板クラッチ１１
と、多板クラッチ１１の外周を覆うハウジング２０と、
クラッチケース１６とハウジング２０の間に設置された
衝撃緩衝機構であるダンパ１７とを更に備えている。
尚、ダンパ１７は、ハウジング２０の内壁に設けられ、
スプリング２１を保持するリテーナプレート２２と、ク
ラッチケース１６の外周に取り付けられ、スプリング２
１に嵌合する爪２３によって構成される。リテーナプレ
ート２２は、リベット３７によりハウジング２０に固定
されている。ハウジング２０は、多板クラッチ１１、ピ
ストン１８、後述のシリンダ部を覆っている。

【００２０】クラッチケース１６とハウジング２０との
間には、スラストワッシャ２４が介装されている。スラ
ストワッシャ２４は、ニードル軸受でもよい。クラッチ
ケース１６は、その内周で従動回転部材３に嵌合してい
る。従動回転部材３は、軸受６を介して固定部材２に対
して回転自在に支持されている。固定部材２は、シール
軸受８及び軸受５を介して出力軸１に支持されている。
シール軸受８は、Ｏ−リングなど、その他のシール部材
でもよい。

【００２１】従動回転部材３の外周面にはシール軸受７
が設けられ、従動回転部材３と固定部材２との間を封止
している。シール軸受７は、Ｏ−リングなど、その他の
シール部材でもよい。出力軸１には潤滑油供給路４が設
けられ、発進クラッチ１０の各部に潤滑油を供給してい
る。潤滑油は、出力軸１と固定部材２との間の隙間から
供給することもできる。固定部材２の内部には、軸方向
に延在する油路３２が設けられ、不図示の油圧回路のポ
ンプ（不図示）からの油圧が供給される。油路３２は、
従動回転部材３に半径方向に貫通して設けられた油路３
１を介して後述の油室３０に連通し、油室３０に所定の
油圧を与える。

【００２２】出力軸１の軸方向一端の外周にはスプライ
ン９が設けられ、外周で複数のフリクションプレート１
２を保持するハブ２５の内周部がスプライン嵌合してい
る。すなわち、出力軸１とハブ２５とは一体状態で回転
する。ハブ２５とハウジング２０との間には、スラスト
ワッシャ２９が介装されている。スラストワッシャ２９
は、ニードル軸受でもよい。

【００２３】次に、本実施例の油圧機構について説明す
る。クラッチケース１６内に位置する従動回転部材３の
軸方向一端には、シリンダケース部２７が一体に設けら
れている。油圧シリンダを構成するシリンダケース部２
７には、シリンダプレート３３が軸方向摺動自在に嵌合
し、油室３０を画成している。シリンダケース部２７と
シリンダプレート３３との間には２つのＯ−リングシー
ルが介装され、油室３０を油密に保っている。尚、シリ
ンダケース部２７は従動回転部材３と別体であってもよ
い。

【００２４】油室３０は、前述のように固定部材２の油
路３２と従動部材の油路３１と連通している。固定部材
２と従動回転部材３との間には、２つのシール軸受３４
が油路３１を挟むように介装されており、油路を封止し
て油圧の漏れを防止している。従動回転部材３の軸方向
端部とハブ２５との間にはスラスト軸受２８が設けられ
ている。スラスト軸受２８は、ニードル軸受でもよい。

【００２５】シリンダプレート３３の半径方向外方の延
長部３６は、ピストン１８と軸方向で対向しており、こ
の延長部３６とピストン１８との間には、スラストワッ
シャ２６が介装されている。スラストワッシャ２６は、
ニードル軸受でもよい。固定部材２の油路３２から供給
される油圧は、油路３１を介して油室３０に供給され
る。

【００２６】油室３０内に発生する油圧によりシリンダ
プレート３３は、シリンダケース部２７から軸方向にお
いて離れる方向、すなわちピストン１８を押圧する方向
に移動する。シリンダプレート３３がピストン１８を押
圧すると、スプリング４１の付勢力に抗してピストン１
８は、図中右方に移動する。この結果、ピストン１８
は、セパレータプレート１３から離れるので、フリクシ
ョンプレート１２とセパレータプレート１３との間の締
結状態が解放される。

【００２７】以上の実施例において、不図示のエンジン
からの駆動トルクは、ハウジング２０、ダンパ１７、ク
ラッチケース１６、セパレータプレート１３、フリクシ
ョンプレート１２、ハブ２５、出力軸２の順に伝達され
る。

【００２８】以上説明したように、他の側面では、本発
明は、油圧を供給してクラッチを解放し、油圧を解除し
てクラッチを締結させるため、作動効率が向上した発進
クラッチの制御方法を提供している。

【００２９】以上説明した本発明の実施例において、軸
方向の荷重を受けることによって入力側の要素と出力側
の要素が摩擦係合する発進クラッチのクラッチには例え
ば湿式又は乾式の、多板クラッチ、単板クラッチ、円錐
クラッチ等が該当し、押圧手段としてのスプリングに用
いられるものには例えば、板ばね、コイルスプリング、
ウェーブスプリング等がある。また、押圧手段の押圧
力、すなわちばね圧や油圧は、車両の重量や発進クラッ
チの摩擦係合要素の摩擦係数、摩擦係合面の面積等の特
性を考慮した上で設定する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した本発明の発進クラッチは、
次のような効果を奏する。発進クラッチの作動時、具体
的にはクラッチの解放時のみ油圧を供給すればよいの
で、油圧供給用ポンプの作動時間が短くなる。また、作
動効率及び制御性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の発進クラッチを示す軸方向断
面図である。

【図２】従来の発進クラッチを示す軸方向断面図であ
る。

【符号の説明】

１０発進クラッチ１１多板クラッチ１２フリクションプレート１３セパレータプレート１４バッキングプレート１６クラッチケース１８ピストン２０ハウジング３０油室３１、３２油路４１スプリング

フロントページの続き (72)発明者竹内四郎静岡県袋井市愛野2345番地エヌエスケー・ワーナー株式会社内 (72)発明者渡辺正静岡県袋井市愛野2345番地エヌエスケー・ワーナー株式会社内 (72)発明者三好達朗静岡県袋井市愛野2345番地エヌエスケー・ワーナー株式会社内 (72)発明者中込宏文静岡県袋井市愛野2345番地エヌエスケー・ワーナー株式会社内 (72)発明者矢部博静岡県袋井市愛野2345番地エヌエスケー・ワーナー株式会社内 (72)発明者西村繁治静岡県袋井市愛野2345番地エヌエスケー・ワーナー株式会社内 (72)発明者堀内信裕静岡県袋井市愛野2345番地エヌエスケー・ワーナー株式会社内Ｆターム(参考） 3J056 AA60 AA62 AA70 BE07 BE30 CC13 GA02 GA12 3J057 AA04 BB04 DC05 GA12 GA49 GB09 GB22 HH02 JJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向荷重を受けることによって入力側
要素と出力側要素が締結し、動力を伝達する発進クラッ
チにおいて、前記軸方向荷重を常時与える押圧手段と、前記入力側要
素及び出力側要素を前記軸方向荷重から解放する解放手
段を備えたことを特徴とする発進クラッチ。
【請求項２】前記押圧手段はスプリングであることを
特徴とする請求項１に記載の発進クラッチ。
【請求項３】前記解放手段は、前記入力側要素及び出
力側要素から離れる方向に作動するピストンであること
を特徴とする請求項１または２に記載の発進クラッチ。
【請求項４】前記ピストンは油圧シリンダによって作
動することを特徴とする請求項３に記載の発進クラッ
チ。
【請求項５】前記入力側要素は、多板クラッチのセパ
レータプレート、前記出力側要素は多板クラッチのフリ
クションプレートであること特徴とする請求項１乃至４
のいずれか１項にに記載の発進クラッチ。
【請求項６】前記多板クラッチは湿式多板クラッチで
あることを特徴とする請求項５に記載の発進クラッチ。
【請求項７】多板クラッチのハブを出力軸に接続した
ことを特徴とする請求項５または６に記載の発進クラッ
チ。
【請求項８】前記出力軸の外周に固定部材を配置し、
更にその外周に従動回転部材を設置したことを特徴とす
る請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発進クラッ
チ。
【請求項９】前記従動回転要素に前記油圧シリンダの
シリンダーケース部を設けたことを特徴とする請求項８
に記載の発進クラッチ。
【請求項１０】前記従動回転要素に多板クラッチのク
ラッチケースを配置したことを特徴とする請求項８また
は９に記載の発進クラッチ。
【請求項１１】前記クラッチケースと前記ピストンと
の間に前記スプリングを介在させたことを特徴とする請
求項５、６、７、１０のいずれか１項に記載の発進クラ
ッチ。
【請求項１２】前記セパレータプレートを前記クラッ
チケースの内周に、前記フリクションプレートを前記ハ
ブの外周に各々交互に配置したことを特徴とする請求項
５、６、７、１０、１１のいずれか１項に記載の発進ク
ラッチ。
【請求項１３】前記固定部材または前記出力軸の少な
くとも一方に潤滑油供給油路を設けたことを特徴とする
請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の発進クラッ
チ。
【請求項１４】前記出力軸と固定部材の隙間から潤滑
油を供給することを特徴とする請求項１３に記載の発進
クラッチ。
【請求項１５】前記固定部材及び従動回転部材を通っ
て前記シリンダの油室へ通じる油路を設けたことを特徴
とする請求項９に記載の発進クラッチ。
【請求項１６】前記従動回転部材の外周側をシールし
たことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に
記載の発進クラッチ。
【請求項１７】前記出力軸と固定部材の間をシールし
たことを特徴とする請求項８に記載の発進クラッチ。
【請求項１８】前記多板クラッチ、ピストン、油圧シ
リンダを覆うハウジングを備えていることを特徴とする
請求項５、６、７、９、１０、１１、１２のいずれか１
項に記載の発進クラッチ。
【請求項１９】前記ハウジングと前記ハブとの間にス
ラストワッシャまたはニードル軸受を介在させたことを
特徴とする請求項１８に記載の発進クラッチ。
【請求項２０】前記ハウジングと前記クラッチケース
との間にスラストワッシャまたはニードル軸受を介在さ
せたことを特徴とする請求項１８に記載の発進クラッ
チ。
【請求項２１】前記ピストンと前記油圧シリンダのシ
リンダープレートとの間にスラストワッシャまたはニー
ドル軸受を介在させたことを特徴とする請求項４に記載
の発進クラッチ。
【請求項２２】前記ハブと前記従動回転部材との間に
スラストワッシャまたはニードル軸受を介在させたこと
を特徴とする請求項８に記載の発進クラッチ。
【請求項２３】前記固定部材と前記出力軸との間に軸
受を介在させたことを特徴とする請求項８、１３、１
４、１７のいずれか１項に記載の発進クラッチ。
【請求項２４】前記固定部材と従動回転部材との間に
軸受を介在させたことを特徴とする請求項８または１５
に記載の発進クラッチ。
【請求項２５】前記軸受の一部にシール軸受を用いた
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載の発進ク
ラッチ。
【請求項２６】前記軸受の一部を前記従動回転部材の
外周側に配置したことを特徴とする請求項２４、２５に
記載の発進クラッチ。
【請求項２７】前記固定部材と従動回転部材の油圧路
接続部分の両側部に前記シール軸受を設置したことを特
徴とする請求項２５に記載の発進クラッチ。
【請求項２８】ダンパを更に備えた請求項１乃至２７
のいずれか１項に記載の発進クラッチ。
【請求項２９】前記ダンパは前記ハウジングに固定さ
れたリテーナプレートと、前記クラッチケースに固定さ
れた爪と、前記リテーナプレートと爪の間に介在するス
プリングによって構成されていることを特徴とする請求
項２８に記載の発進クラッチ。
【請求項３０】エンジン側からの駆動トルクをハウジ
ング、ダンパ、クラッチケース、セパレータプレート、
フリクションプレート、ハブ、出力軸の順に伝達するこ
とを特徴とする請求項２８または２９に記載の発進クラ
ッチ。
【請求項３１】油圧を供給してクラッチを解放し、油
圧を解除してクラッチを締結させることを特徴とする発
進クラッチの制御方法。