JP2001099187A - 油圧クラッチ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチ解放時にキャンセラー室内に遠心油
圧を発生させ、クラッチ係合時にキャンセラー室内に遠
心油圧を発生させないようにする。 【解決手段】 クラッチドラム51に形成されたクラッチ
油室内に供給されるクラッチ油圧を受けて作用するクラ
ッチピストン52の押圧力によってクラッチの係脱を行わ
せる油圧クラッチが構成される。クラッチピストン52の
クラッチ油室51aとは反対側に形成されたキャンセラー
室52a内にキャンセラーピストン54が嵌入配設され、こ
のキャンセラーピストンはクラッチドラム51に係止され
る。クラッチピストンとキャンセラーピストンとの摺動
部に、クラッチピストンがクラッチ解放位置に戻された
ときに閉塞され、クラッチ油室にクラッチ油圧が供給さ
れてクラッチピストンが係合側に所定量以上移動したと
きに開放されてキャンセラー室内の作動油を外部に流出
させる排出油路52cを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧クラッチの構
造に関し、詳しくは、油圧クラッチのクラッチピストン
に作用する遠心油圧をキャンセルするキャンセラー機構
を有する油圧クラッチ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧クラッチは、クラッチ油室内に供給
される油圧によりクラッチピストンに押圧力を与え、ク
ラッチピストンの押圧力によりクラッチを係合させるよ
うになっている。ここで、変速機に用いられる油圧クラ
ッチは回転軸上に設けられて回転軸とこの回転軸上に配
設されたギヤとを係脱させるために用いられることが多
く、回転軸上に配設された油圧クラッチもこの回転軸と
ともに回転される。この場合、クラッチ油室内の作動油
には回転に伴う遠心力が作用し、遠心油圧が発生する。
このため、クラッチ油室内に供給される作動油圧が零で
クラッチが解放される状態であっても、クラッチ油室内
に発生した遠心油圧によりクラッチピストンに押圧力が
作用し、クラッチが弱い係合状態となるおそれがあり、
これによりクラッチの引きずりによるドラグトルクを発
生させるという問題がある。

【０００３】このようなことから、回転軸上に配設され
る油圧クラッチに遠心油圧の影響をキャンセルするため
のキャンセラー機構を採用することが知られている（例
えば、特開平１０−１３１９８４号公報）。このキャン
セラー機構は、クラッチピストンのクラッチ油室と反対
側にキャンセラー室を設けて構成され、クラッチの非係
合時にキャンセラー室内の作動油に発生する遠心油圧が
クラッチ油室内の作動油に発生する遠心油圧と対向して
相殺され、クラッチに作用する遠心油圧の影響を少なく
するように構成される。

【０００４】但し、上記のようなキャンセラー機構で
は、キャンセラー室の遠心油圧が、クラッチの係合時に
もクラッチピストンの押圧力に対向する力となり、それ
だけクラッチ容量が低下するという問題もしくは、クラ
ッチ油室内に供給する油圧を高くする必要があるという
問題がある。このため、クラッチピストンのクラッチプ
レートとの当接面にクラッチ油室とキャンセラー室とを
繋ぐ貫通孔（オリフィス）を設け、クラッチ係合時にク
ラッチピストンが移動してクラッチプレートと当接する
ことによってオリフィスの開口部を閉塞し、移動するク
ラッチピストンの圧力によってキャンセラー室内の作動
油を供給油路側にドレンさせる方法や、両油室間を繋ぐ
オリフィスにスプリングやシールボールからなるチェッ
クバルブを設け、上記同様に移動するクラッチピストン
の圧力によってキャンセラー室内の作動油を供給油路側
にドレンする方法などが考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のキャンセラー室内の作動油排出機構では、
クラッチピストンにオリフィスやチェックバルブ等を設
ける必要があることから、構造が複雑化してコストアッ
プに繋がるという問題があった。また、クラッチピスト
ンが移動することにより自ら貫通孔を閉塞する方法で
は、クラッチピストンのストロークに対する制御の自由
度確保が困難であるという問題があった。

【０００６】本発明は上記のような課題に鑑み、クラッ
チの非係合時には遠心油圧を相殺するキャンセル作用を
有効に機能させるとともに、クラッチ係合時にはキャン
セラー室に残留する作動油を速やかに排出させてキャン
セラー室内の遠心油圧の影響を低減させることができる
ような簡単な構成の油圧クラッチ構造を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明は、クラッチドラム内に形成されたクラッチ
油室内にクラッチピストンを軸方向に移動自在に嵌入配
設し、クラッチ油室内に供給されるクラッチ油圧を受け
て作用するクラッチピストンの押圧力によってクラッチ
手段（例えば、実施形態におけるクラッチプレート５
５、クラッチディスク５６）の係脱を行わせ、クラッチ
ピストンの作動油室とは反対側に形成されたキャンセラ
ー室内にキャンセラーピストンを嵌入配設するとともに
このキャンセラーピストンをクラッチドラムに係止して
油圧クラッチが構成される。そして、クラッチピストン
とキャンセラーピストンとの摺動部に、クラッチピスト
ンがクラッチ解放位置に戻されたときに閉塞され、クラ
ッチ油室にクラッチ油圧が供給されてクラッチピストン
が係合側に所定量以上移動したときに開放されてキャン
セラー室内の作動油を外部に流出させる排出油路を設け
ている。

【０００８】この様な構成の油圧クラッチ構造によれ
ば、クラッチ油室にクラッチ作動油圧が供給されてクラ
ッチピストンが所定量移動したとき、すなわちクラッチ
を係合させるためにクラッチピストンが一定量以上移動
したときに、キャンセラー室内の作動油は排出油路を通
って外部に解放される。従って、クラッチ機構の係合作
動時にキャンセラー油室内において遠心油圧の発生を防
止することができ、クラッチ油室に供給する作動油圧を
それだけ低くすることができ、この作動油圧を発生させ
るための駆動ロスを低減させることができる。逆に言え
ば、同一のクラッチ作動油圧に対して油圧クラッチのト
ルク容量をキャンセラー油室内の遠心油圧の低下分だけ
大きくすることができる。

【０００９】なお、上記排出油路はクラッチピストンの
移動量の増加に伴って油路面積が大きくなるように構成
することが好ましい。この様な構成によればクラッチ機
構の係合作動が進行するにつれ上記排出油路の油路面積
が拡大するため、キャンセラー室内に充満する作動油を
効率良く且つスムーズに外部に排出させることができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。本発明に係る油圧ク
ラッチにより変速作動が行われるようになった自動変速
機を図２に示している。変速機１０はエンジン１の側端
面に結合されて配設されており、変速機ハウジング１５
がエンジンフライホイールハウジングに接合され、エン
ジン１の出力軸１ａとトルクコンバータ５とが接続され
ている。このため、エンジン１の出力はトルクコンバー
タ５を介して変速機入力軸１１に伝達される。変速機ハ
ウジング１５内において、変速機入力軸１１および変速
機カウンタ軸１２が互いに平行に且つそれぞれ回転自在
に配設され、これら両軸１１，１２の間に変速機構２０
が配設されている。

【００１１】変速機構２０は、互いに噛合するＬＯＷ用
ギヤ組２１ａ，２１ｂと、２速用ギヤ組２２ａ，２２ｂ
と、３速用ギヤ組２３ａ，２３ｂと、４速用ギヤ組２４
ａ，２４ｂと、リバース用ギヤ組２５ａ，２５ｂとを有
する。但し、リバース用ギヤ組は回転方向を逆転させる
ためのリバースアイドラギヤ（図示せず）を介して互い
に噛合する。これら各ギヤ組におけるドライブ側ギヤ２
１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａが変速機入力軸
１１の上に配設され、ドリブン側ギヤ２１ｂ，２２ｂ，
２３ｂ，２４ｂ，２５ｂが変速機カウンタ軸１２の上に
配設されている。また、これらギヤのうち、ＬＯＷ用ド
ライブギヤ２１ａ，２速用ドライブギヤ２２ａ，３速用
ドリブンギヤ２３ｂ，４速用ドライブギヤ２４ａおよび
リバース用ドリブンギヤ２５ｂが変速機入力軸１１もし
くは変速機カウンタ軸１２上に回転時自在に配設され、
残りのギヤがこれらいずれかの軸に固設されている。

【００１２】上記のようにいずれかの軸上に回転自在に
配設された各ギヤには、それぞれ油圧クラッチ３１〜３
５が配設されている。これら５個の油圧クラッチ３１〜
３５を選択的に作動させることにより、上記回転自在に
配設されたギヤのいずれかをそれが配設されている軸と
一体に結合させ、このギヤを有するギヤ組に基づく動力
伝達がなされる。このように油圧クラッチ３１〜３５を
選択的に作動させることにより、変速機入力軸１１に伝
達されたエンジン動力は、作動された油圧クラッチに対
応するギヤ組による動力伝達が行われて変速カウンタ軸
１２に伝達される。変速機カウンタ軸１２には出力ドラ
イブギヤ１６ａが固設されており、出力ドライブギヤ１
６ａは変速機出力軸１７に固設された出力ドリブンギヤ
１６ｂと噛合している。このため、変速機カウンタ軸１
２に伝達されたエンジン動力は、これら出力ギヤ組１６
ａ，１６ｂを介して変速機出力軸１７に伝達され、次い
で、ドライブシャフト１８を介して駆動輪側に伝達され
る。

【００１３】上記の構成の変速機１０における油圧クラ
ッチ３１〜３５に本発明に係る油圧クラッチ構成を用い
ることが可能であり、ここでは４速用油圧クラッチ３４
を例にしてこの構造を説明する。この油圧クラッチ３４
を拡大するとともに断面して図１に示しており、油圧ク
ラッチ３４は図２に示すように２速用油圧クラッチ３２
のクラッチドラムと背中合わせに接合されるとともに変
速機入力軸１１に固定されたクラッチドラム５１を有す
る。

【００１４】クラッチドラム５１は内部にクラッチ油室
５１ａを有し、このクラッチ油室５１ａ内にクラッチピ
ストン５２が軸方向に移動自在に嵌入されている。クラ
ッチピストン５２の内側にキャンセラー室５２ａが形成
されており、このキャンセラー室５２ａ内にキャンセラ
ーピストン５４がクラッチピストン５２に対して軸方向
に移動自在に嵌入されている。このとき、キャンセラー
ピストン５４の内周側は図示のようにクラッチドラム５
１に嵌入され、内周側はクラッチドラム５１に対して摺
動する。キャンセラーピストン５４は、クラッチドラム
５１に取り付けられたリテーニングリング５４ａによ
り、図１における右方向への移動が拘束されている。キ
ャンセラー室５２ａ内にリターンスプリング５３が配設
されており、リターンスプリング５３はキャンセラーピ
ストン５４を右方に押圧するとともにクラッチピストン
５２を左方に押圧する。

【００１５】クラッチドラム５１内におけるクラッチピ
ストン５２のピストン部５２ｂが対向する位置に、軸方
向に交互に重なって複数のクラッチプレート５５および
クラッチディスク５６が配設されており、これらがエン
ドプレート５７により塞がれるとともにリテーニングリ
ング５８により係止保持され、クラッチドラム５１内に
位置している。このとき、クラッチプレート５５は外周
側においてクラッチドラム５１の係止部５１ｂに係止さ
れており、クラッチプレート５５は軸方向に移動可能で
あるが、クラッチドラム５１と一体回転するようになっ
ている。また、クラッチディスク５６は内周側におい
て、４速用ドライブギヤ２４ａと一体に形成されたクラ
ッチスプライン部２４ｃとスプライン係合されており、
クラッチディスク５６は軸方向に移動可能であるが、４
速用ドライブギヤ２４ａと一体回転するようになってい
る。

【００１６】変速機入力軸１１には、潤滑油供給路路１
１ａ、クラッチ作動油供給路１１ｂおよびキャンセラー
油供給路１１ｃが設けられており、これら供給路からそ
れぞれ潤滑油、クラッチ作動油およびキャンセラー油が
供給される。クラッチ作動油供給路１１ｂはクラッチド
ラム５１に形成された第１通路５１ｅを介してクラッチ
油室５１ａに繋がる。このため、クラッチ油室５１ａに
クラッチ作動油が供給されるとこの油圧力によりクラッ
チピストン５２は図１において右方に押圧され、ピスト
ン部５２ｂがクラッチプレート５５およびクラッチディ
スク５６をエンドプレート５７に押しつける。この結
果、両プレート５５，５６間での摩擦力により両プレー
ト５５，５６が係合され、４速用ドライブギヤ２４ａが
クラッチドラム５１と一体回転し、４速用ギヤ組２４
ａ，２４ｂによる動力伝達が行われ、４速段が設定され
る。このことから分かるように、クラッチドラム５１の
内側に配設されたクラッチプレート５５およびクラッチ
ディスク５６によりクラッチ手段が構成され、このクラ
ッチ手段がクラッチピストン５２の押圧力を受けて係脱
される（すなわち、クラッチが係合され、解放され
る）。

【００１７】キャンセラー油供給油路１１ｃはクラッチ
ドラム５１に形成された第２通路５１ｆを介してキャン
セラー室５２ａに繋がり、キャンセラー室５２ａはキャ
ンセラー油供給油路１１ｃを介して供給された作動油が
充満される。このキャンセラー室５２ａは、クラッチ油
室５１ａに供給されるクラッチ作動油圧が零となって４
速用油圧クラッチ３４が非係合状態にされるときに、ク
ラッチドラム５１が回転された状態でクラッチ油室５１
ａ内に残された作動油に発生する遠心油圧の影響を排除
するためのものである。すなわち、４速用油圧クラッチ
３４が非係合状態でクラッチドラム５１が回転される
と、クラッチ油室５１ａ内に残された作動油が遠心力を
受けて回転速度に対応する遠心油圧が発生するが、キャ
ンセラー室５２ａ内の作動油にも遠心油圧が発生し、こ
れら両者の作用方向が反対のため打ち消し合う。これに
より、ピストン５２に対する遠心油圧の影響を小さくす
るものである。このため、キャンセラー室５２ａ内に供
給される作動油の油圧は極く低圧である。

【００１８】以上のような構成のキャンセラー機構の詳
細構造および作動について、図３および図４を参照して
詳しく説明する。図３および図４にはクラッチピストン
５２およびキャンセラーピストン５４の外周側部分を拡
大して示しており、図から分かるように、クラッチピス
トン５２におけるキャンセラー室５２ａを形成する内周
面５２ｄにテーパ状の排出油路５２ｃが円周上等間隔で
複数箇所（本例では図５に示すように四カ所）に形成さ
れている。また、キャンセラーピストン５４の外周部５
４ｂはキャンセラー室５２ａ内に嵌入されるのである
が、この外周部５４ｂにシールリング５４ｃが配設され
ている。

【００１９】図３は、クラッチ油室５１ａ内の作動油圧
が低圧でリターンスプリング５３によりクラッチピスト
ン５２が押し戻されてクラッチが解放された状態の位置
関係を示している。この図から分かるように、クラッチ
解放状態では、キャンセラーピストン５４の外周部５４
ｂのシールリング５４ｃは排出油路５２ｃから軸方向に
外れた位置にあり、シールリング５４ｃはクラッチピス
トン５２におけるキャンセラー室５２ａを形成する内周
面５２ｄに摺接してこの部分をシールしている。このた
め、排出油路５２ｃはシールリング５４ｃにより閉塞さ
れた状態となり、キャンセラー室５２ａ内の作動油が外
部に漏れ出すことが防止される。このことから分かるよ
うに、クラッチ解放状態ではキャンセラー室５２ａ内に
作動油が充満し、変速機入力軸１１の回転にともなって
遠心油圧が発生して、クラッチ油室５１ａ内の作動油に
発生する遠心油圧と相殺される。これにより、クラッチ
解放状態でのクラッチプレート５５とクラッチディスク
５６との弱い係合によるドラグトルクの発生が抑えられ
る。

【００２０】一方、図４は、クラッチ油室５１ａにクラ
ッチ作動油圧が供給され、クラッチピストン５２がこの
油圧に押されて右動した状態、すなわち、クラッチ係合
状態を示している。このように、クラッチピストン５２
が右動されると、排出油路５２ｃがシールリング５４ｃ
の上に位置し、シールリング５４ｃをバイパスして排出
油路５２ｃによりキャンセラー室５２ａの内部空間が外
部に連通する。これにより、キャンセラー室５２ａ内の
作動油は外部に排出され、キャンセラー室５２ａ内に遠
心油圧が発生することがなくなる。

【００２１】この結果、クラッチ係合状態では、キャン
セラー室５２ａ内の遠心油圧によるクラッチピストン５
２を押し戻す方向の押圧力が無くなり、その分だけクラ
ッチピストン５２の押圧力が増加してクラッチトルク容
量が増加する。もしくは、キャンセラー室５２ａ内の遠
心油圧によるクラッチピストン５２を押し戻す方向の押
圧力が無くなる分だけクラッチ作動油圧を低下させるこ
とができる。なお、排出油路５２ｃを通って排出された
作動油は、クラッチドラム５１内においてクラッチプレ
ート５５とクラッチディスク５６の間に供給されて潤滑
油として用いられる。このため、クラッチ係合時のクラ
ッチ部の潤滑油量が増加して、クラッチ部を効果的に潤
滑および冷却することができる。

【００２２】なお、図から良く分かるように、排出油路
５２ｃはテーパ状に形成されており、クラッチピストン
５２が係合側に移動されるにつれて排出油路５２ｃの開
口面積が大きくなるように構成されている。このため、
クラッチの係合作動が進行するにつれ排出油路の油路面
積が徐々に拡大し、キャンセラー室内に充満する作動油
を効率良く且つスムーズに外部に排出させることができ
る。同時に、クラッチの係合が進むにつれてクラッチ部
への潤滑油量を徐々に増加させて効果的な潤滑を行わせ
ることができる。

【００２３】上記実施例では、排出油路を直線状のテー
パを有した断面三角形状の形状にしているが、排出油路
の形状はこのような形状に限られない。また、この排出
油路の個数、溝深さ、溝形状などを調節することによ
り、排出油路を通って流出する油量を適宜設定すること
ができる。

【００２４】潤滑油供給油路１１ａは４速用ドライブギ
ヤ２４ａとキャンセラーピストン５４との間の空間内に
開口している。潤滑油供給油路１１ａは図示しない潤滑
油供給装置に繋がれており、この空間に潤滑油を供給す
る。このように供給された潤滑油はこの空間からギヤ２
４ａのスプライン部２４ｃに形成された潤滑孔２４ｄお
よびスプライン部２４ｃの左側空間を介してクラッチプ
レート５５およびクラッチディスク５６の部分に供給さ
れる。このように供給される潤滑油により、クラッチプ
レート５５およびクラッチディスク５６の係合表面が潤
滑され、クラッチ係合による発熱部の冷却と潤滑とが行
われる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作動油室にクラッチ作動油圧が供給されてクラッチピス
トンが所定量移動したとき、すなわちクラッチ機構を係
合させるためにクラッチピストンが一定量以上移動した
ときに、キャンセラー室内の作動油は排出油路を通って
クラッチドラム内に解放されるので、クラッチ機構の係
合作動時にキャンセラー油室内において遠心油圧の発生
を防止することができ、クラッチ油室に供給する作動油
圧をそれだけ低くすることができ、この作動油圧を発生
させるための駆動ロスを低減させることができる。もし
くは、同一のクラッチ作動油圧を作用させるとして、ク
ラッチ機構の係合作動時においてキャンセラー油室内で
の遠心油圧の発生を防止することができる分だけ、油圧
クラッチのトルク容量を大きくすることができる。

【００２６】なお、上記排出油路はクラッチピストンの
移動量の増加に伴って油路面積が大きくなるように構成
することが好ましい。この様な構成によればクラッチ機
構の係合作動が進行するにつれ上記排出油路の油路面積
が拡大するため、キャンセラー室内に充満する作動油を
効率良く且つスムーズに外部に排出させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧クラッチ構造を示す断面図で
ある。

【図２】上記油圧クラッチにより変速作動がおこなれる
ようになった自動変速機の構造を示す断面図である。

【図３】上記油圧クラッチにおけるクラッチピストンお
よびキャンセラーピストンの外周部分を示す拡大断面図
である。

【図４】上記油圧クラッチにおけるクラッチピストンお
よびキャンセラーピストンの外周部分を示す拡大断面図
である。

【図５】上記油圧クラッチにおけるクラッチピストンお
よびキャンセラーピストンの外周部分を示す拡大正面図
である。

【符号の説明】

１０ 自動変速機 ５１ クラッチドラム ５１ａ クラッチ油室 ５２ クラッチピストン ５２ａ キャンセラー室 ５２ｃ 排出油路 ５４ キャンセラーピストン ５５ クラッチプレート（クラッチ手段） ５６ クラッチディスク（クラッチ手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クラッチドラムと、前記クラッチドラム
   内に形成されたクラッチ油室内に軸方向に移動自在に嵌
   入配設されたクラッチピストンと、前記クラッチ油室内
   に供給されるクラッチ油圧を受けて作用する前記クラッ
   チピストンの押圧力によって係脱されるクラッチ手段
   と、前記クラッチピストンの前記作動油室とは反対側に
   形成されたキャンセラー室内に嵌入配設されるとともに
   前記クラッチドラムに係止されたキャンセラーピストン
   とを備えてなる油圧クラッチにおいて、 前記クラッチピストンと前記キャンセラーピストンとの
   摺動部に、前記クラッチピストンがクラッチ解放位置に
   戻されたときに閉塞され、前記クラッチ油室にクラッチ
   油圧が供給されて前記クラッチピストンが係合側に所定
   量以上移動したときに開放されて前記キャンセラー室内
   の作動油を外部に流出させる排出油路を設けたことを特
   徴とする油圧クラッチ構造。
2. 【請求項２】 前記排出油路は、前記クラッチピストン
   の係合側への移動量の増加に伴って油路面積が大きくな
   ることを特徴とする請求項１に記載の油圧クラッチ構
   造。