(57)【要約】【課題】係合の際の応答時間を短縮でき、また、その応答のばらつきを低減できる、摩擦クラッチを提供する。【解決手段】クラッチ油路３１と潤滑油路３２との間には、一方弁４１が介在されている。この一方弁４１の作用により、クラッチ油路３１内の油圧が潤滑油路３２内の油圧よりも高い状態では、クラッチ油路３１と潤滑油路３２とが遮断される。クラッチ油路３１内の油圧が潤滑油路３２内の油圧よりも所定以上に低下すると、一方弁４１の作用により、クラッチ油路３１と潤滑油路３２とが連通し、潤滑油路３２からクラッチ油路３１に油が流れ込む。これにより、クラッチ油路３１内の油圧が低下しても、クラッチ油路３１内が空気で置換されることを抑制でき、クラッチ油路３１に油が充填された状態を維持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線方向に並べて配置された複数のクラッチ板と、
前記回転軸線方向に移動可能に設けられたピストンと、
前記ピストンに対して前記クラッチ板側と反対側に形成され、前記ピストンに前記複数のクラッチ板を押圧させるための油圧が供給される油室と、
前記油室と連通し、前記油室に油圧を供給するための油が流通する第１油路と、
前記第１油路を流通する油とは別の系統で供給される油が流通する第２油路と、
前記第１油路と前記第２油路との間に介在され、前記第２油路から前記第１油路への油の流通を許容し、前記第１油路から前記第２油路への油の流通を阻止する一方弁とを含む、摩擦クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機などに用いられる摩擦クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、車両用の自動変速機には、複数の摩擦クラッチが用いられている。自動変速機では、複数の摩擦クラッチが選択的に係合および解放されることにより、変速段が切り替えられる。
【０００３】
図３は、従来の摩擦クラッチ１０１の構成を示す断面図である。
【０００４】
摩擦クラッチ１０１は、回転軸１０２と回転軸１０２と同一軸線上に配置される回転軸１０３との間での回転の伝達／遮断のために係合／解放される。回転軸１０２，１０３には、それぞれクラッチドラム１０４およびクラッチハブ１０５が固定されている。クラッチドラム１０４とクラッチハブ１０５との間には、それぞれ複数のクラッチ板１０６，１０７が設けられている。複数のクラッチ板（クラッチプレート）１０６は、クラッチドラム１０４に支持され、回転軸線方向に間隔を空けて配置されている。複数のクラッチ板（クラッチディスク）１０７は、クラッチハブ１０５に支持され、クラッチ板１０６と回転軸線方向に交互に並ぶように配置されている。
【０００５】
クラッチドラム１０４の内側には、ピストン１０８が回転軸線方向に移動自在に配置されている。クラッチドラム１０３とピストン１０８との間には、油室１０９が形成されている。油室１０９には、回転軸１０２に形成されたクラッチ油路１１０から油圧（作動油）が供給される。
【０００６】
油室１０９に油圧が供給されると、ピストン１０８がクラッチ板１０６，１０７側に移動し、ピストン１０８によりクラッチ板１０６，１０７が押圧される。この押圧により、クラッチ板１０６，１０７が圧接し、摩擦クラッチ１０１が係合状態となる。この係合状態から油圧（クラッチ圧）が開放されると、リターンスプリング１１１の付勢力により、ピストン１０８がクラッチ板１０６，１０７側と反対側に移動し、ピストン１０８によるクラッチ板１０６，１０７の押圧が解除される。これにより、クラッチ板１０６，１０７の圧接が解除され、摩擦クラッチ１０１が解放状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１３０２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
摩擦クラッチ１０１が係合状態から解放状態に切り替えられる際、油圧の開放により、クラッチ油路１１０から作動油が抜け、クラッチ油路１１０内が空気と置換される。そのため、摩擦クラッチ１０１が解放状態から係合状態に切り替えられるときには、クラッチ油路１１０から圧縮性流体である空気が追い出されて、クラッチ油路１１０が作動油で満たされた後、油室１０９内の油圧が上昇し始める。その結果、クラッチ油路１１０内の空気の圧縮に要する時間（圧縮時間）およびクラッチ油路１１０への作動油の充填に要する時間（充填時間）分、摩擦クラッチ１０１の係合完了が遅れる（応答遅れ）。
【０００９】
また、クラッチ油路１１０に存在する空気の量の変動により、圧縮時間による応答遅れに変動が生じ、摩擦クラッチの係合開始から係合完了までに要する時間（応答時間）にばらつきが生じるという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、係合の際の応答時間を短縮でき、また、その応答のばらつきを低減できる、摩擦クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明に係る摩擦クラッチは、回転軸線方向に並べて配置された複数のクラッチ板と、回転軸線方向に移動可能に設けられたピストンと、ピストンに対してクラッチ板側と反対側に形成され、ピストンに複数のクラッチ板を押圧させるための油圧が供給される油室と、油室と連通し、油室に油圧を供給するための油が流通する第１油路と、第１油路を流通する油とは別の系統で供給される油が流通する第２油路と、第１油路と第２油路との間に介在され、第２油路から第１油路への油の流通を許容し、第１油路から第２油路への油の流通を阻止する一方弁とを含む。
【００１２】
この構成によれば、複数のクラッチ板は、回転軸線方向に並べて配置されている。複数のクラッチ板に対して回転軸線方向の一方側には、ピストンが回転軸線方向に移動可能に設けられている。ピストンに対して回転軸線方向の一方側には、油室が形成されている。油室には、第１油路を通して油圧が供給される。ピストンは、油室に供給される油圧を受けて、その油圧により、回転軸線方向の一方側から複数のクラッチ板を押圧する。この押圧により、クラッチ板が互いに圧接し、摩擦クラッチが係合状態となる。
【００１３】
係合状態から油室内の油圧（クラッチ圧）が開放されると、ピストンによるクラッチ板の押圧が解除され、摩擦クラッチが解放状態となる。クラッチ圧の低下とともに、第１油路内の油圧が低下する。第１油路と第２油路との間には、一方弁が介在されている。この一方弁の作用により、第１油路内の油圧が第２油路内の油圧よりも高い状態では、第１油路と第２油路とが遮断される。第１油路内の油圧が第２油路内の油圧よりも所定以上に低下すると、一方弁の作用により、第１油路と第２油路とが連通し、第２油路から第１油路に油が流れ込む。これにより、第１油路内の油圧が低下しても、第１油路内が空気で置換されることを抑制でき、第１油路に油が充填された状態を維持することができる。
【００１４】
そのため、摩擦クラッチが解放状態から係合状態に切り替えられるときに、第１油路内の空気の圧縮および第１油路への油の充填の必要をなくすことができる。その結果、摩擦クラッチの係合開始から係合完了までに要する時間、つまり応答時間を短縮することができ、また、その応答（応答時間）のばらつきを低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、摩擦クラッチの係合の際の応答時間を短縮することができ、また、その応答のばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る摩擦クラッチを回転軸線を含む平面で切断した断面図である。
【図２】一方弁の各部寸法について説明するための図である。
【図３】従来の摩擦クラッチの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
＜摩擦クラッチ＞
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る摩擦クラッチ１を回転軸線Ｃを含む平面で切断した断面図である。
【００２０】
摩擦クラッチ１は、たとえば、自動変速機または無段変速機などの変速機に組み込まれて、回転軸２に回転軸２と回転軸線Ｃを共通にする別の回転軸３の回転を伝達／遮断するために係合／解放される。
【００２１】
回転軸２の一端部には、その端面から回転軸線Ｃに沿う方向（以下、単に「回転軸線方向」という。）に凹んだ凹部２Ａが形成されている。回転軸３の一端部は、凹部２Ａに挿入されて、回転軸２に対して相対回転可能かつ回転軸線方向に移動不能に接続されている。
【００２２】
摩擦クラッチ１は、クラッチドラム１１およびクラッチハブ１２を備えている。
【００２３】
クラッチドラム１１は、円板部１３および円筒部１４を備えている。円板部１３は、回転軸２と一体に形成されており、回転軸線Ｃと直交する方向、つまり回転径方向に延びる略円板状をなしている。円板部１３の外周部は、回転軸線方向における回転軸３側（図中左側）に屈曲して延びている。円筒部１４は、円板部１３の外周部に接続されて、その外周部から回転軸線方向における回転軸３側に延びる略円筒状をなしている。
【００２４】
円筒部１４の内側には、複数の円環状のクラッチ板（クラッチプレート）１５が間隔を空けて配置されている。各クラッチ板１５の外周部は、円筒部１４にスプライン嵌合されている。
【００２５】
クラッチハブ１２は、クラッチドラム１１の円筒部１４の径方向内側に配置されている。クラッチハブ１２は、回転軸線方向に延びる略円筒状の円筒部１６を備えている。円筒部１６は、クラッチドラム１１の円筒部１４よりも小径であり、円筒部１４と間隔を空けて回転径方向に対向している。円筒部１４，１６の間には、複数の円環状のクラッチ板（クラッチディスク）１７がクラッチ板１５と回転軸線方向に交互に並ぶように配置されている。各クラッチ板１７の内周部は、円筒部１６にスプライン嵌合されている。
【００２６】
クラッチドラム１１の径方向内側には、ピストン１８が配置されている。ピストン１８は、クラッチ板１５，１７に対してクラッチドラム１１の円板部１３側において、回転軸線方向に移動可能に設けられている。ピストン１８は、円板部１９、内周部２０および外周部２１を一体的に備えている。円板部１９は、回転径方向に延びる略円板状をなしている。内周部２０は、円板部１９の内周端から回転軸線方向におけるクラッチ板１５，１７側に延び、回転径方向内側に屈曲して、その先端が回転軸２の外周面に対して隙間を空けて対向している。外周部２１は、円板部１９の外周端から回転軸線方向におけるクラッチ板１５，１７側に延び、回転径方向外側に屈曲して、その先端がクラッチドラム１１の円筒部１４の内周面に隙間を空けて対向している。
【００２７】
ピストン１８には、クラッチドラム１１の円板部１３側の面に、シール２２が貼着されている。シール２２は、ピストン１８の円板部１９および内周部２０の円板部１３側の面全体を覆うように設けられている。シール２２の内周部２３および外周部２４は、ピストン１８の位置にかかわらず、それぞれ回転軸２の外周面および円板部１３の外周部の内周面に常に当接している。これにより、回転軸２とピストン１８の内周部２０との間およびクラッチドラム１１の円板部１３とピストン１８の円板部１９との間は、それぞれシール２２の内周部２３および外周部２４により液密的に封止されている。そして、クラッチドラム１１とピストン１８との間には、回転軸２、クラッチドラム１１およびシール２２により区画される油室２５が形成されている。
【００２８】
なお、シール２２は、回転軸２とピストン１８の内周部２０との間およびクラッチドラム１１の円板部１３とピストン１８の円板部１９との間をそれぞれ液密的に封止できればよく、たとえば、回転軸２と内周部２０との間を液密的に封止する第１のシールと、円板部１３，１９の間を液密的に封止する第２のシールとに分割して構成されていてもよい。
【００２９】
回転軸２とピストン１８の外周部２１との間には、キャンセラ２６が配置されている。キャンセラ２６は、回転軸２の外周に外嵌されて、回転径方向の途中部がクランク状に屈曲した略円環板状に形成されている。
【００３０】
ピストン１８とキャンセラ２６との間には、リターンスプリング２７が介装されている。リターンスプリング２７の付勢力により、ピストン１８とキャンセラ２６とは、互いに離間する方向に弾性的に付勢されている。この付勢により、キャンセラ２６は、回転軸２に取り付けられたスナップリング２８に当接し、回転軸線方向の移動が規制されている。
【００３１】
キャンセラ２６の外周部には、その外周部とピストン１８の外周部２１との間を封止するシール２９が設けられている。これにより、ピストン１８とキャンセラ２６との間には、ピストン１８、キャンセラ２６およびシール２２，２９により区画されるキャンセラ室３０が形成されている。
【００３２】
回転軸２には、クラッチ油路３１および潤滑油路３２が形成されている。クラッチ油路３１および潤滑油路３２は、回転軸線から外れた位置に互いに独立して形成され、それぞれ回転軸線方向に延びている。クラッチ油路３１および潤滑油路３２には、それぞれ油（作動油および潤滑油）が互いに別の系統で供給される。
【００３３】
クラッチ油路３１の回転軸３側の端部は、回転軸２の凹部２Ａの底面に対して間隔を空けた位置に配置されている。クラッチ油路３１は、その端部から分岐する分岐油路３３を有している。分岐油路３３の他端は、クラッチドラム１１とピストン１８との間において、回転軸２の外周面で開放されている。これにより、クラッチ油路３１は、油室２５と連通している。
【００３４】
油室２５の油圧が開放された状態では、ピストン１８がクラッチドラム１１の円板部１３に最も近接した位置に位置する。このとき、クラッチ板１５，１７が互いに圧接しておらず、摩擦クラッチ１が解放状態であり、回転軸２，３間での回転の伝達が遮断される。
【００３５】
クラッチ油路３１から油室２５に油圧が供給されると、その油圧により、ピストン１８がクラッチ板１５，１７側に移動し、ピストン１８がクラッチ板１５，１７を押圧する。この押圧により、クラッチ板１５，１７が互いに圧接し、摩擦クラッチ１が係合状態となって、回転軸２，３間で回転が伝達される。
【００３６】
回転軸２，３の回転時には、油室２５内に遠心油圧が発生し、この遠心油圧により、ピストン１８がクラッチ板１５，１７側に付勢される。ピストン１８を挟んで油室２５と反対側に形成されたキャンセラ室３０には、潤滑油路３５から供給される油で満たされている。そのため、回転軸２，３の回転時には、キャンセラ室３０内にも遠心油圧が発生する。このキャンセラ室３０内に発生する遠心油圧により、油室２５内に発生する遠心油圧をキャンセル（相殺）することができる。
【００３７】
係合状態から油室２５内の油圧が開放されると、リターンスプリング２７の付勢力により、ピストン１８がクラッチドラム１１側に移動する。このとき、キャンセラ室３０内に発生する遠心油圧が油室２５内に発生する遠心油圧をキャンセルすることにより、油室２５内に発生する遠心油圧がピストン１８の移動の妨げとなることを防止できる。
【００３８】
潤滑油路３２の回転軸３側の端部は、回転軸２の凹部２Ａの底面で開放されている。これにより、潤滑油路３２は、回転軸２の凹部２Ａの底面とその凹部２Ａに挿入された回転軸３の端面との間に生じている空間３４と連通し、空間３４は、潤滑油路３２から供給される油で満たされている。
【００３９】
そして、クラッチ油路３１の回転軸３側の端部と空間３４との間には、一方弁４１が介装されている。
【００４０】
＜一方弁＞
【００４１】
図２は、一方弁４１の各部寸法について説明するための図である。
【００４２】
一方弁４１は、たとえば、ボール逆止弁であり、弁箱４２内に、球状の弁体４３を備えている。弁箱４２には、空間３４と連通する円形状の流入口４４と、クラッチ油路３１と連通する円形状の流出口４５とが形成されている。流出口４５は、流入口４４よりも開口面積が大きく、流入口４４と流出口４５とは、流出口４５側ほど広がる弁座面４６により接続されている。
【００４３】
一方弁４１は、弁体４３が流入口４４に押し付けられた状態で閉弁となり、弁体４３が流入口４４から離間した状態で開弁となる。
【００４４】
一方弁４１の各部寸法は、以下の条件（１）〜（３）が満たされるように設計されている。
【００４５】
（１）摩擦クラッチ１が解放され、回転軸２が回転停止している状態では、一方弁４１の開弁状態が保持され、空間３４からクラッチ油路３１に油が流入し、クラッチ油路３１内の油圧（クラッチ圧）が空間３４内の油圧（潤滑圧）と弁体４３を弁座面４６に沿って流入口４４へ移動させるのに必要な力との合計を上回ったときに、一方弁４１が閉弁となり、クラッチ油路３１と空間３４とが遮断される。
【００４６】
（２）摩擦クラッチ１が係合され、回転軸２，３が回転している状態では、クラッチ圧が潤滑圧と弁体４３に生じる遠心力との合計を上回るとき、一方弁４１の閉弁状態が保持される。
【００４７】
（３）摩擦クラッチ１が解放され、回転軸２が回転している状態では、クラッチ油路３１に残る油圧（クラッチ残圧）が潤滑圧と弁体４３に生じる遠心力との合計よりも低いとき、一方弁４１の開弁状態が保持される。
【００４８】
条件（１）〜（３）は、それぞれ下記式（１）〜（３）で表すことができる。
【００４９】
Ｐｌ・π（Ｄｃｏｓθ）２／４＋ｍｇｔａｎθ＜Ｐ・π（Ｄｃｏｓθ）２／４
・・・（１）
Ｐｌ・π（Ｄｃｏｓθ）２／４＋ｍＲ（２πＮ／６０）２・ｔａｎθ
＜Ｐ・π（Ｄｃｏｓθ）２／４    ・・・（２）
Ｐｌ・π（Ｄｃｏｓθ）２／４＋ｍＲ（２πＮ／６０）２・ｔａｎθ
＞Ｐ’・π（Ｄｃｏｓθ）２／４  ・・・（３）
ｇ：重力加速度
θ：回転軸線方向に対する弁座面４６の角度（座角）
Ｄ：弁体４３の直径
ｍ：弁体４３の質量
Ｒ：回転軸線と弁体４３の中心との回転径方向の距離
Ｎ：回転軸２の回転数
Ｐｌ：潤滑圧
Ｐ：クラッチ圧
Ｐ’：クラッチ残圧
【００５０】
＜作用効果＞
【００５１】
以上のように、摩擦クラッチ１では、複数のクラッチ板１５，１７が回転軸線方向に並べて配置されている。複数のクラッチ板１５，１７に対して回転軸線方向の一方側には、ピストン１８が回転軸線方向に移動可能に設けられている。ピストン１８に対して回転軸線方向の一方側には、油室２５が形成されている。油室２５には、クラッチ油路３１を通して油圧が供給される。ピストン１８は、油室２５に供給される油圧を受けて、その油圧により、回転軸線方向の一方側から複数のクラッチ板１５，１７を押圧する。この押圧により、クラッチ板１５，１７が互いに圧接し、摩擦クラッチ１が係合状態となる。
【００５２】
係合状態から油室２５内の油圧（クラッチ圧）が開放されると、ピストン１８によるクラッチ板１５，１７の押圧が解除され、摩擦クラッチ１が解放状態となる。クラッチ圧の低下とともに、クラッチ油路３１内の油圧が低下する。クラッチ油路３１と潤滑油路３２との間には、一方弁４１が介在されている。この一方弁４１の作用により、クラッチ油路３１内の油圧が潤滑油路３２内の油圧よりも高い状態では、クラッチ油路３１と潤滑油路３２とが遮断される。クラッチ油路３１内の油圧が潤滑油路３２内の油圧よりも所定以上に低下すると、一方弁４１の作用により、クラッチ油路３１と潤滑油路３２とが連通し、潤滑油路３２からクラッチ油路３１に油が流れ込む。これにより、クラッチ油路３１内の油圧が低下しても、クラッチ油路３１内が空気で置換されることを抑制でき、クラッチ油路３１に油が充填された状態を維持することができる。
【００５３】
そのため、摩擦クラッチ１が解放状態から係合状態に切り替えられるときに、クラッチ油路３１内の空気の圧縮およびクラッチ油路３１への油の充填の必要をなくすことができる。その結果、摩擦クラッチ１の係合開始から係合完了までに要する時間、つまり応答時間を短縮することができ、また、その応答（応答時間）のばらつきを低減することができる。
【００５４】
＜変形例＞
【００５５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。
【００５６】
たとえば、一方弁４１として、球状の弁体４３を備えるボール逆止弁を例に挙げたが、弁体がピンを支点とするアームによって揺動可能に支持されたスイング逆止弁、弁体が往復直線移動可能に支持されたポペット弁、弁体および弁体を付勢するばねを備えたばね式安全弁など、他の種類の弁が採用されてもよい。
【００５７】
また、一方弁４１が凹部２Ａ内に配置された構成を取り上げたが、一方弁４１の位置は、クラッチ油路３１と潤滑油路３２との間であれば、特に限定されない。
【００５８】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１    摩擦クラッチ
１５  クラッチ板
１７  クラッチ板
１８  ピストン
２５  油室
３１  クラッチ油路（第１油路）
３２  潤滑油路（第２油路）
３３  分岐油路（第１油路）
４１  一方弁
Ｃ    回転軸線
【図１】
2016223470.tif 000003
【図２】
2016223470.tif 000004
【図３】
2016223470.tif 000005