JP2003106341A

JP2003106341A - 自動変速機のクラッチ装置

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Publication number: JP2003106341A
Application number: JP2001303338A
Authority: JP
Inventors: Minoru Todo; 穂藤堂; Nobutada Sugiura; 伸忠杉浦; Takahisa Suzuki; 崇久鈴木; Hiroyuki Tsukamoto; 広幸塚本; Hatsumi Hanji; 二十三判治; Kazutoshi Nozaki; 和俊野崎; Yoshinobu Nozaki; 芳信野崎; Shogo Matsumoto; 章吾松本; Yuji Kashiwabara; 裕司柏原
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP3614390B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クラッチドラムとサーボピストンが径方向に
重なる構造を持つクラッチにおいて、サーボピストンの
軸線に対する傾斜を防止する。【解決手段】自動変速機のクラッチ装置は、クラッチ
ドラム１に支持した摩擦部材３をクラッチドラムの開口
端部側から軸方向に押圧するサーボピストン４が、少な
くとも軸方向の一部でクラッチドラムと径方向に重合配
置されてなる。クラッチドラムの開口端部近傍における
周面とサーボピストンの周面とが対向する部分に、それ
ら周面のいずれか一方から突出して、他方への当接部と
なる突部１９を周方向に複数個設けた。サーボピストン
の傾斜が突部を介する当接により、サーボピストンの支
持部から遠い側で規制され、クラッチドラムとサーボピ
ストンの周面間のクリアランスが確実に保持されるた
め、サーボピストンとクラッチドラム間のがた量を低減
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機のクラ
ッチ装置に関し、特に、その油圧サーボピストンの振れ
止め構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機のクラッチ装置の一形態とし
て、クラッチドラムの背面側に油圧サーボピストンを配
置し、該ピストンをクラッチドラムに対して引くこと
で、クラッチドラムに支持した摩擦部材（本明細書にお
いて、積層状態の摩擦材ディスクとセパレータプレート
を総称して摩擦部材という）を押圧してクラッチを係合
させるクラッチ構造が特開昭５５−１５２９４６号公報
及び特開平５−３３８１６号公報において提案されてい
る。この提案に係るクラッチ構造では、配置スペースを
削減すべく２つのクラッチを組み合わせた構成が採られ
ており、クラッチドラムを両クラッチに共通のサーボシ
リンダとし、背面配置のピストンは、前記のようにクラ
ッチドラムの外側でドラムに嵌る配置としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のクラッチ構
造では、クラッチドラムの背面側の油圧サーボのピスト
ンは、クラッチドラムの全長を超えて、クラッチドラム
の開口端部側まで延びる長尺な構造となるため、元々、
Ｏリングなどのシール部材を介して心出し支持される支
持位置と、ピストンの質量の中心で決まる重心位置に軸
線方向のズレが存在する。このように支持位置と重心位
置に大きなズレがあると、それにより、サーボピストン
が傾いた状態で回転するため、クラッチドラム開口端部
とサーボピストンが、周方向に長い範囲で接触する可能
性がある。また、こうした接触状態は、クラッチドラム
が遠心力により開口端部側で拡開することで、一層発生
の可能性が大きくなる。そして、このような接触が起き
ると、サーボピストン作動時の摺動抵抗が大きくなり、
クラッチ作動の応答性が損なわれ恐れがあった。

【０００４】そこで、本発明は、クラッチドラムとサー
ボピストンが径方向に重なる構造を持つものにおいて、
サーボピストンの軸線に対する傾斜を防止した自動変速
機のクラッチ装置を提供することを主たる目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載のように、クラッチドラムに支持した摩擦部材を
クラッチドラムの開口端部側から軸方向に押圧するサー
ボピストンが、少なくとも軸方向の一部でクラッチドラ
ムと径方向に重ねて配置されてなる自動変速機のクラッ
チ装置において、前記クラッチドラムの開口端部近傍に
おける周面とサーボピストンの周面とが対向する部分
に、それら周面のいずれか一方から突出して、他方への
当接部となる突部が設けられたことを特徴とする構成に
より達成される。

【０００６】上記の構成におけるクラッチドラムの開口
端部近傍は、請求項２に記載のように、クラッチドラム
の拡開によりサーボピストンへの当接が生じる部分とす
ると更に有効である。

【０００７】上記の構成において、請求項３に記載のよ
うに、前記突部は、周方向に複数個配置された構成とす
るのが有効である。

【０００８】上記の構成において、請求項４に記載のよ
うに、前記突部の周縁は、傾斜面を経て周面につながる
構成とするのが望ましい。

【０００９】また、上記の構成において、請求項５に記
載のように、前記突部は、例えば、クラッチドラムに設
けられ、サーボピストンの周面を支持する構成とするこ
とができる。

【００１０】あるいは、上記の構成において、請求項６
に記載のように、前記突部は、サーボピストンに設けら
れ、クラッチドラムの周面に支持される構成とすること
もできる。

【００１１】更に、上記いずれかの構成において、請求
項７に記載のように、前記突部は、プレスにより押出し
形成されてなる構成とするのが有効である。

【００１２】また、前記の目的は、請求項８に記載のよ
うに、クラッチドラムに支持した摩擦部材をクラッチド
ラムの開口端部側から軸方向に押圧するサーボピストン
が、少なくとも軸方向の一部でクラッチドラムと径方向
に重合配置されてなる自動変速機のクラッチ装置におい
て、前記クラッチドラムの開口端部に、該開口端部のサ
ーボピストン周面へのエッジ当たりを防ぐ面取りが設け
られたことを特徴とする構成により達成される。

【００１３】更に、上記いずれかの構成において、請求
項９に記載のように、前記クラッチ装置は、有底筒状に
形成され、底部を自動変速機の入力軸に連結されたクラ
ッチドラムと、該クラッチドラムに対して軸方向に並べ
て配置された第１及び第２の摩擦部材と、第１の摩擦部
材を係合させる第１のサーボピストンと、第２の摩擦部
材を係合させる第２のサーボピストンと、を備え、第１
の摩擦部材は、クラッチドラムの外径側に延びる第１の
サーボピストンにより開口端部方向から押圧され、第２
の摩擦部材は、クラッチドラムの内径側に配置された第
２のサーボピストンにより押圧され、前記第１のサーボ
ピストンは、その底部を貫通する部材と、クラッチドラ
ムの筒状部の外周面とに対して油密状態で摺動可能に支
持され、前記第２のサーボピストンは、その底部を貫通
する部材と、クラッチドラムの筒状部の内周面とに対し
て油密状態で摺動可能に支持された構成とすることもで
きる。

【００１４】

【発明の作用及び効果】上記請求項１記載の構成では、
クラッチドラムに対してサーボピストンが傾斜した場合
に、クラッチドラムの開口端部近傍に設けられた突部を
介する局部的な当接により、サーボピストンの支持部か
ら遠い側で傾きが規制され、クラッチドラムとサーボピ
ストンの周面間のクリアランスが確実に保持されるた
め、サーボピストンとクラッチドラム間のがた量を低減
できる。

【００１５】次に、請求項２に記載の構成では、突部を
クラッチドラムの拡開によりサーボピストンへの当接が
生じる部分とすることで、遠心力によりクラッチドラム
の開口端部側が拡開することによるクラッチドラムとサ
ーボピストンの周方向に長い範囲での接触も防ぐことが
できる。

【００１６】次に、請求項３に記載の構成では、突部が
周方向に複数個配置されることで、周方向いずれの方向
への傾斜にも対応することができる。

【００１７】次に、請求項４に記載の構成によると、突
部の周縁が傾斜面で周面につながることで、突部に鋭利
な角部が形成されるのを防ぐことができるため、突部の
エッジ当たりを防止でき、サーボピストンの傾斜により
突部での接触が生じた場合でも、サーボピストンの摺動
抵抗が少ない。したがって、クラッチ作動の応答性が損
なわれることがない。

【００１８】更に、請求項５記載の構成では、クラッチ
ドラムに設けられた突部によりクラッチドラムにサーボ
ピストンが支持されて、それにより周面間のクリアラン
スが保持される。

【００１９】また、請求項６記載の構成では、サーボピ
ストンに設けられた突部によりサーボピストンがクラッ
チドラムの周面に支持され、それにより周面間のクリア
ランスが保持される。

【００２０】また、請求項７記載の構成では、突部の形
成に関して、通常クラッチドラムに形成される油抜き用
の孔のプレスによる抜きと同時に突部を押出し成形でき
るため、突部を設けることによる加工工数の増加とコス
ト増加を抑えることができる。

【００２１】また、請求項８記載の構成では、クラッチ
ドラムに対してサーボピストンが傾斜した場合に、クラ
ッチドラムの開口端部に設けられた面取りで当接が生じ
るため、鋭利な角部によるエッジ当たりを防止でき、サ
ーボピストンの傾斜により開口端部での接触が生じた場
合でも、サーボピストンの摺動抵抗が少ない。したがっ
て、クラッチ作動の応答性が損なわれることがない。

【００２２】また、請求項９記載の構成では、自動変速
機のコンパクト化のために２つのクラッチを組合せ配置
としたものにおいて、クラッチドラムとサーボピストン
の周面間のクリアランスの保持が可能となるほか、前記
各効果が達成される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態を説明する。図１は、本発明が適用される車両用自
動変速機のギヤトレインの一形態をスケルトンで示す。
このギヤトレインは、図示しないトルクコンバータを介
してエンジン出力軸などに接続される入力軸Ｘと、車輪
等に接続される出力軸Ｙに対して、それらの間に、フロ
ントプラネタリギヤユニット（以下、実施形態の説明に
おいてフロントプラネタリギヤと略記する）Ｇ１と、ミ
ドルプラネタリギヤユニット（同じく、ミドルプラネタ
リギヤと略記する）Ｇ２と、リアプラネタリギヤユニッ
ト（同じく、リアプラネタリギヤと略記する）Ｇ３を配
した構成とされている。

【００２４】フロントプラネタリギヤＧ１は、相互に噛
合する対を成すピニオンＰ１，Ｐ１’を支持するキャリ
アＣ１と、一方のピニオンＰ１と噛合するサンギヤＳ１
と、他方のピニオンＰ１’と噛合するリングギヤＲ１と
を３要素とするデュアルプラネタリ構成とされている。
そして、サンギヤＳ１は、クラッチＣ−３を介して入力
軸Ｘに接続されると共に、直列に接続したワンウェイク
ラッチＦ−２及びブレーキＢ−３を介してギヤケースＺ
に接続され、キャリアＣ１は、ワンウェイクラッチＦ−
１及びブレーキＢ−１を介して並列にギヤケースＺに接
続され、リングギヤＲ１は、ミドルプラネタリギヤＧ２
の後記するリングギヤＲ２に接続されている。

【００２５】ミドルプラネタリギヤＧ２は、サンギヤＳ
２と、それに噛合するピニオンＰ２を支持するキャリア
Ｃ２と、ピニオンＰ２と噛合するリングギヤＲ２とを３
要素とするシンプルプラネタリ構成とされている。サン
ギヤＳ２は、クラッチＣ−１を介して入力軸Ｘに接続さ
れると共に、リアプラネタリギヤＧ３の後記するサンギ
ヤＳ３にも接続されている。キャリアＣ２は、クラッチ
Ｃ−２を介して入力軸Ｘに接続されると共に、リアプラ
ネタリギヤＧ３の後記するリングギヤＲ３に接続され、
更に、ワンウェイクラッチＦ−３を介してギヤケースＺ
にも接続されている。

【００２６】リアプラネタリギヤＧ３は、サンギヤＳ３
と、それに噛合するピニオンＰ３を支持するキャリアＣ
３と、ピニオンＰ３と噛合するリングギヤＲ３とを３要
素とするシンプルプラネタリ構成とされている。サンギ
ヤＳ３は、サンギヤＳ２に接続されており、その接続関
係から、クラッチＣ−１を介して入力軸Ｘに接続されて
いる。キャリアＣ３は、出力軸Ｙに接続されている。リ
ングギヤＲ３は、ミドルプラネタリギヤＧ２のキャリア
Ｃ２に接続されると共に、ブレーキＢ−４を介してギヤ
ケースＺに接続され、先のキャリアＣ２との接続関係か
ら、ワンウェイクラッチＦ−３を介してギヤケースＺに
も接続されている。

【００２７】かくしてこのギヤトレインでは、サンギヤ
Ｓ１、キャリアＣ１、相互接続の両リングギヤＲ１／Ｒ
２、相互接続の両サンギヤＳ２／Ｓ３、及び相互接続の
キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３を５つの入力又は反力
支持に関わる変速要素とし、キャリアＣ３を出力要素と
する構成とされている。

【００２８】次に、このギヤトレインの作動を、図１の
ギヤトレインと併せて、図２の速度線図と図３の係合図
表を参照して説明する。なお、図２における各縦線は、
３つのプラネタリギヤＧ１〜Ｇ３の各変速要素及び出力
要素の関係を、横軸方向の間隔をギヤ比として表し、縦
軸方向の長さは、入力回転を１とする速度比を表す。ま
た、図３における○印は各クラッチ及びブレーキについ
ては係合、ワンウェイクラッチについてはロックを表
し、括弧付の○印はエンジンブレーキ時の係合、●印は
トルク伝達に関与しない係合を表す。

【００２９】第１速（１ＳＴ）は、図３の係合図表に示
すように、クラッチＣ−１を係合することで、入力軸Ｘ
とサンギヤＳ２／Ｓ３が連結されると共に、キャリア・
リングギヤＣ２／Ｒ３の逆回転がワンウェイクラッチＦ
−３により阻止されることで、リアプラネタリギヤＧ３
によるトルク伝達で達成される。この状態で、図２の速
度線図に示すように、入力軸Ｘの回転がクラッチＣ−１
を介して直接サンギヤＳ３に入力される。すると、停止
状態にあるリングギヤＲ３に自転の反力を支持されるピ
ニオンＰ３の公転がキャリアＣ３に出力され、これが出
力軸Ｙの出力回転となる。この出力回転は、図２の速度
線図上で、サンギヤＳ２／Ｓ３入力（速度比１）、キャ
リア・リングギヤＣ２／Ｒ３固定（速度比０）の２点を
通る直線とキャリアＣ３を表す縦線との交点（図に○印
で示す）の速度比で表される最大減速比の正回転である
第１速（１ＳＴ）回転となる。この際、ミドルプラネタ
リギヤＧ２は、サンギヤＳ２の正回転（速度比１）に対
してキャリアＣ２が固定となるため、リングギヤＲ２が
減速逆回転で空転する。この際のギヤ比は、リアプラネ
タリギヤＧ３のギヤ比λ₃＝Ｚs ₃／Ｚ_{R 3}（ただし、
Ｚ_{S 3}：サンギヤＳ３の歯数、Ｚ_{R 3}：リングギヤＲ３
の歯数）により定まり、（1 ＋λ₃）／λ₃となる。

【００３０】第２速（２ＮＤ）は、図３に示すように、
クラッチＣ−１の係合に加えて、ブレーキＢ−３を係合
することで達成される。この状態では、第１速時に空転
状態にあったフロントプラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ
１の回転が、ブレーキＢ−３の係合によりワンウェイク
ラッチＦ−２のロックが有効とされることで阻止され
る。一方、第１速時と同様にサンギヤＳ２／Ｓ３に入る
入力によりピニオンＰ２の回転を介してリングギヤＲ１
／Ｒ２が逆回転方向のトルクを受けるが、このトルクが
フロントプラネタリギヤＧ１においてサンギヤＳ１が係
止されていることでキャリアＣ１を逆回転させる方向の
トルクになるのに対してワンウェイクラッチＦ−１がロ
ックしてその回転を阻止するため、結局、リングギヤＲ
１／Ｒ２の回転は阻止される。この結果、ミドルプラネ
タリギヤＧ２は、サンギヤＳ２／Ｓ３入力、リングギヤ
Ｒ１／Ｒ２固定の状態となり、キャリア・リングギヤＣ
２／Ｒ３は減速回転する。したがって、リアプラネタリ
ギヤＧ３については、サンギヤＳ２／Ｓ３入力、キャリ
ア・リングギヤＣ２／Ｒ３減速回転の状態が生じ、図２
に示すように、このキャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３減
速回転よりは高速の減速回転がキャリアＣ３の回転とな
り、出力軸Ｙに第２速（２ＮＤ）回転が出力される。こ
の際のギヤ比は、ミドルプラネタリギヤＧ２のギヤ比
を、λ₂＝Ｚ_{S 2}／Ｚ_{R 2}（ただし、Ｚ_{S 2}：サンギヤ
Ｓ２の歯数、Ｚ_{R 2}：リングギヤＲ２の歯数）とする
と、（１＋λ₂）（１＋λ₃）／（λ₂＋λ₃＋λ₂λ₃）となる。

【００３１】第３速（３ＲＤ）は、図３に示すように、
クラッチＣ−１とクラッチＣ−３の係合により達成され
る。この状態では、入力軸Ｘの回転は、クラッチＣ−１
を介してサンギヤＳ２／Ｓ３に入力され、同時に、クラ
ッチＣ−３の係合によりサンギヤＳ１に入力される。こ
の場合、フロントプラネタリギヤＧ１では、サンギヤＳ
１への入力によりワンウェイクラッチＦ−２がフリーと
なり、代わってワンウェイクラッチＦ−１がロックし、
キャリアＣ−１の逆回転がケースＺへの係止により阻止
されるため、リングギヤＲ１／Ｒ２が減速回転する。ま
た、ミドルプラネタリギヤＧ２では、サンギヤＳ２／Ｓ
３入力に対してリングギヤＲ１／Ｒ２が減速回転となる
ため、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３は減速回転す
る。この結果、リアプラネタリギヤＧ３では、サンギヤ
Ｓ２／Ｓ３入力、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３減速
回転の状態が生じるため、これらの回転に拘束されてキ
ャリアＣ３には、図２に示すように、キャリア・リング
ギヤＣ２／Ｒ３の回転よりは高く、サンギヤＳ２／Ｓ３
の入力回転よりは低い減速回転が出力され、この回転が
出力軸Ｙの第３速（３ＲＤ）回転となる。この際、ブレ
ーキＢ−３は、ダウンシフト時の係合操作を不要とすべ
く、図３に●印で示すように係合状態に維持されるが、
それと直列のワンウェイクラッチＦ−２がフリー状態な
ので、ブレーキＢ−３の係合は第３速の達成の妨げとは
ならない。この際の、ギヤ比は、フロントプラネタリギ
ヤＧ１のギヤ比を、λ₁＝Ｚ_{S 1}／Ｚ_{R 1}（ただし、Ｚ
_{S 1}：サンギヤＳ１の歯数、Ｚ_{R 1}：リングギヤＲ１の
歯数）とすると、（１＋λ₂）（１＋λ₃）／｛（１＋λ₂）（１＋
λ₃）−（１−λ₁）｝となる。

【００３２】第４速（４ＴＨ）は、図３に示すように、
クラッチＣ−１とクラッチＣ−２の係合により達成され
る。この状態では、入力軸Ｘの回転は、クラッチＣ−１
からサンギヤＳ２／Ｓ３へ入力されると共に、クラッチ
Ｃ−２を介してキャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３にも入
力され、リアプラネタリギヤＧ３において、サンギヤＳ
２／Ｓ３及びキャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３同時入力
による直結回転が生じる。この結果、キャリアＣ３接続
の出力軸Ｙからは、入力軸Ｘと直結の第４速（４ＴＨ）
が出力される。

【００３３】この際、クラッチＣ−３及びブレーキＢ−
３は、図３に●印で示すように、係合状態となっている
が、フロントプラネタリギヤＧ１は、サンギヤＳ１に入
力軸Ｘの回転が伝達される一方で、ミドルプラネタリギ
ヤＧ２が、入力軸Ｘと直結状態で正回転することから、
そのリングギヤＲ２に連結されたリングギヤＲ１にも入
力軸Ｘの回転が入力され、フロントプラネタリギヤＧ１
は全体が直結状態で回転する。第４速状態のギヤ比は、
上記のように全段直結状態の回転となるので、ギヤ比設
定に関わりなく１となる。

【００３４】第５速（５ＴＨ）は、図３に示すように、
クラッチＣ−２、クラッチＣ−３及びブレーキＢ−１の
係合により達成される。この状態では、入力軸Ｘの回転
は、クラッチＣ−２を介してリアプラネタリギヤＧ３の
キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３に入力されると共に、
クラッチＣ−３を介してフロントプラネタリギヤＧ１の
サンギヤＳ１に入力される。これに対して、キャリアＣ
１がブレーキＢ−１により係止されることで、リングギ
ヤＲ１／Ｒ２は減速正回転となり、キャリア・リングギ
ヤＣ２／Ｒ３には、入力軸Ｘの回転が入力されること
で、サンギヤＳ２／Ｓ３は増速回転となる。この結果、
リアプラネタリギヤＧ３において、キャリア・リングギ
ヤＣ２／Ｒ３入力、サンギヤＳ２／Ｓ３増速回転の状態
が成立するため、キャリアＣ３から出力軸Ｙへは、入力
回転に対して増速の第５速（５ＴＨ）回転が出力され
る。この際、ブレーキＢ−３は、ダウンシフト時の係合
操作を不要とすべく、図３に●印で示すように、係合状
態を維持されるが、ワンウェイクラッチＦ−２がフリー
状態となっているので、これらの係合は第５速達成の妨
げとはならない。この際の、ギヤ比は、 λ₂（１＋λ₃）／｛λ₂（１＋λ₃）＋（１−λ₁）
λ₃｝となる。

【００３５】後進（ＲＥＶ）は、図３に示すように、ク
ラッチＣ−３を係合すると共に、ブレーキＢ−４を係合
することで達成される。この状態では、入力軸Ｘの回転
が、クラッチＣ−３を介してフロントプラネタリギヤＧ
１のサンギヤＳ１に入力され、それによりキャリアＣ１
がワンウェイクラッチＦ−１のロックで係止されること
から、デュアルプラネタリ構成のフロントプラネタリギ
ヤＧ１のリングギヤＲ１／Ｒ２は減速の正回転となる。
これに対して、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３はブレ
ーキＢ−４により係止されるので、これを反力要素とし
てサンギヤＳ２／Ｓ３は入力回転と同様の速度比で逆回
転し、それにより減速逆回転するキャリアＣ３から出力
軸Ｙへは、後進用の減速回転が出力される。この際のギ
ヤ比は、 λ₂（１＋λ₃）／λ₃λ₁ となる。

【００３６】なお、前記の各変速段の達成状況から明ら
かなように、各ワンウェイクラッチは、入力回転に対す
る逆回転を阻止する要素として配置されているため、出
力軸Ｙ側から入力軸Ｘ側にトルクが伝達されるエンジン
ブレーキ（コースト）時には、これらのロックによるト
ルク伝達や反力支持はできない。そこで、このギヤトレ
インでは、ブレーキＢ−１又はブレーキＢ−２をワンウ
ェイクラッチＦ−１に対する並列の係合要素、ブレーキ
Ｂ−４をワンウェイクラッチＦ−３に対する並列の係合
要素として、図３に括弧付の○印で示すように、通常の
作動に加えて、エンジンブレーキ（コースト）時に係合
させている。

【００３７】前記構成のギヤトレインに対して、本発明
の技術思想は、クラッチＣ−２とクラッチＣ−３を対象
として適用されている。図４は本発明を適用した第１実
施形態のクラッチ装置を備える自動変速機の軸方向部分
断面を示し、図５はその一部を拡大して示し、図６は拡
大部の周面形状を平面に展開して示す。このクラッチ装
置は、クラッチドラム１に支持した摩擦部材３をクラッ
チドラム１の開口端部側から軸方向に押圧するサーボピ
ストン４が、軸方向の大部分でクラッチドラム１と径方
向に重合配置されてなるクラッチ装置を構成している。
そして、本発明の特徴に従い、クラッチドラム１の開口
端部近傍における周面とサーボピストン４の周面とが対
向する部分に、それら周面のクラッチドラム１側から突
出して、サーボピストン４への当接部となる突部１９が
設けられている。

【００３８】この形態では、突部１９は、図６に示すよ
うに、クラッチドラム１のスプライン１ａの歯山部に一
定間隔（本形態において１つ置きに）周方向に複数個配
置されている。また、図５に詳細を示すように、突部１
９の周縁は、傾斜面１９ａを経てクラッチドラム１のス
プライン１ａの歯山部の周面につながる形状とされてい
る。ここに言う周縁とは、歯山部の外周面から傾斜周面
に至る所定の範囲を言い、傾斜面１９ａの概念には周方
向のみに曲率を持つ円錐面のみでなく傾斜方向にも曲率
を持つ曲面を含むものであり、この形状は、エッジ当た
りを生じないようにする形状である。この場合の突部１
９は、図５に示す断面形状からも分かるように、プレス
により押出し形成されてなる。

【００３９】図４に戻って、この形態におけるクラッチ
装置は、有底筒状に形成され、底部を自動変速機の入力
軸７に連結されたクラッチドラム１と、クラッチドラム
１に対して軸方向に並べて配置された第１及び第２の摩
擦部材３，９と、第１の摩擦部材３を係合させる第１の
サーポピストン４と、第２の摩擦部材９を係合させる第
２のサーポピストン６とを備える。第１の摩擦部材３
は、クラッチドラム１の外径側に延びる第１のサーポピ
ストン４により開口端部方向から押圧され、第２の摩擦
部材９は、クラッチドラム１の内径側に配置された第２
サーポピストン６により押圧される構成とされている。
第１のサーポピストン４は、その底部を貫通する部材１
１と、クラッチドラム１の筒状部１２ａの外周面とに対
して油密状態で摺動可能に支持され、第２のサーポピス
トン６は、その底部を貫通する部材１１と、クラッチド
ラム１の筒状部１２ａの内周面とに対して油密状態で摺
動可能に支持されている。

【００４０】各部について更に詳述すると、このクラッ
チ装置のクラッチドラム１は、油圧サーボシリンダの内
周側部材を構成する型成形品からなる軸状部材１１と、
外周側部材を構成するプレス品からなるカップ状部材１
２とで構成される。軸状部材１１は、２つの油圧サーボ
シリンダの径方向位置をずらすべく、外径側を段付状と
され、その大径側が外側の油圧サーボのピストン４の内
径側を貫通して、サーボピストン４の摺動面とされ、小
径側が内側の油圧サーボのピストン６の内径側を貫通し
てサーボピストン６の摺動面とされている。軸状部材１
１の内径側は、変速機ケースボス部８への支持部を構成
する中間の縮径部を挟んで、ボス部８の外周に嵌る側が
平滑な円筒面の油路接続部とされ、ボス部８を超えて延
びる部分が入力軸７に連結するスプライン係合部とされ
ている。カップ状部材１２は、カップの底部にあたる中
心孔付の径方向フランジ部と、その外周側から軸方向に
延びる短筒状部１２ａと、それに続く円錐部と、更にそ
れに続く長円筒部とを有する構造とされ、長円筒部はそ
のほぼ全長に渡って形成されたスプライン１ａにより２
組の摩擦部材３，９の外周側支持部を構成する。こうし
た構成からなる軸状部材１１とカップ状部材１２は、軸
状部材１１の外径側の段差部にカップ状部材１２の中心
孔を嵌めて溶接により固定一体化されている。

【００４１】両クラッチのハブ２，５は、中心孔を有す
る径方向フランジ部と、その外周側を軸方向に延びる筒
状部を有するカップ状のプレス成形品で構成される。そ
れぞれのハブ２，５の筒状部には、摩擦部材３，９の軸
方向長に対応するスプラインが形成され、摩擦部材３，
９の内周側支持部を構成する。両ハブ２，５の径方向フ
ランジ部の内周側は、それぞれ異なる動力伝達軸に連結
されている。

【００４２】２組の摩擦部材３，９は、それぞれ相互に
積層された複数の摩擦材ディスク３１，９１とセパレー
タプレート３２，９２から構成され、各摩擦材ディスク
３１，９１は、それらの内周側に形成されたスプライン
歯（図の上半分は歯山部分、下半分は歯底部分の断面を
示す）をハブ２，５のスプライン（同じく、上半分は歯
底部分、下半分は歯山部分の断面を示す）に嵌合させて
ハブ２，５に軸方向可動に回り止め支持され、各セパレ
ータプレート３２，９２は、それらの外周側に形成され
たスプライン歯（同じく、上半分は歯山部分、下半分は
歯底部分の断面を示す）をクラッチドラム１のスプライ
ン（同じく、上半分は歯底部分、下半分は歯山部分の断
面を示す）１ａに嵌合させてクラッチドラム１に軸方向
可動に回り止め支持されている。こうした構成からなる
摩擦部材３，９は、それらの一端側のセパレータプレー
トをクラッチドラム１の内周周回溝に嵌めたスナップリ
ング１３，１４に当接させることで、それぞれクラッチ
ドラム１の閉鎖端側及び開口端側への軸方向移動を規制
されている。そして、クラッチドラム１の開口端側の摩
擦部材３については、他端側のセパレータプレートに押
圧部４２からのクラッチ係合力を受けることで相互に係
合して、クラッチドラム−ハブ１，２間でトルクを伝達
する。また、クラッチドラム１の閉鎖端側の摩擦部材９
については、直接サーボピストン６からのクラッチ係合
力を受けることで相互に係合して、クラッチドラム１と
ハブ５間でトルクを伝達する。

【００４３】外側の油圧サーボのピストン４は、軸方向
にずれた２つの環状径方向フランジ部４０ａ，４０ｂを
短筒部４０ｃで連結したサーボピストン本体４０と、一
方の環状径方向フランジ部４０ｂの外周に内径方向への
屈曲部先端４１ｄを連結した延出部４１としてのアプラ
イチューブで構成されている。短筒部４０ｃを挟む他方
の環状径方向フランジ部４０ａの外周と一方の環状径方
向フランジ部４０ｂの内周には、それぞれＯリングが嵌
合され、環状径方向フランジ部４０ｂの内周側のＯリン
グが、クラッチドラム１の短筒状部１２ａの外周に嵌
り、軸状部材１１の外径側大径部に嵌ったＯリングと協
動して、サーボピストン本体４０を軸状部材部１１とク
ラッチドラム１に対して封止状態に心出し支持してい
る。他方の環状径方向フランジ部４０ａの外周のＯリン
グは、カップ状のキャンセルプレート１５の筒状部に嵌
り、キャンセル室の外周側を封止している。アプライチ
ューブ４１には、そのサーボピストン本体４０につなが
る根元部分から全長の概ね１／３の長さの範囲にスプラ
イン４１ｃが形成され、その内周側に位置するクラッチ
ドラム１のスプライン１ａとの嵌合（図の上半分の断面
は、アプライチューブ４１側の歯底とクラッチドラム１
側の歯山との噛合断面、下半分の断面は、アプライチュ
ーブ４１側の歯山とクラッチドラム１側の歯底との噛合
断面を示す）によりサーボピストン４全体をクラッチド
ラム１に対して回り止めしている。

【００４４】本クラッチ構造では、クラッチドラム１の
外径側に、軸方向に長尺のサーボピストン延出部４１が
配設されることになるため、Ｏリングを介して軸状部材
１１とクラッチドラム１の円筒状部１２ａの外周面に支
持されたサーボピストン４の重心位置は、該支持部の軸
方向位置よりクラッチドラム１の開口端部方向にずれた
軸方向位置にあり、それにより軸線に対して傾きやすい
構造となっている。そのため、前記のように、クラッチ
ドラム１の開口端部近傍にドラム周面から外径方向に突
出する突部１９を設けて、この傾きを制限する構成が採
られている。

【００４５】本形態では、図６に平面視の形状を示すよ
うに、突部１９は円形の突起とされている。この突起１
９は、その周縁から山裾状に広がる傾斜面１９ａを持つ
形状とされ、それによりサーボピストン４がクラッチド
ラム１に対して傾いた場合でも、サーボピストン４の内
周面に対して突起１９がエッジ当りしない配慮がなされ
ている。

【００４６】こうした構成からなるクラッチ装置は、変
速機ケースボス部８のそれぞれの周回油路から軸状部材
１１のそれぞれの油路を経て各シリンダ内に油圧を供給
することで個別に係合作動する。本発明に係る外側のク
ラッチＣ−３（図１参照）、すなわち、クラッチドラム
１、第１のサーボピストン４、第１の摩擦部材３及びハ
ブ２からなるクラッチについては、油圧の供給でサーボ
ピストン４がクラッチドラム１に対して押し出されるこ
とで、アプライチューブ４１先端の押圧部４２をスナッ
プリング４３を介してクラッチドラム１側に引張り、そ
れにより、一端側をスナップリング１３を介してクラッ
チドラム１に支持された摩擦部材３をスナップリング１
３と押圧部４２との間で押圧して、摩擦部材３の摩擦材
ディスク３１とセパレータプレート３２の係合によりク
ラッチ係合状態となる。また、シリンダ内からの油圧の
排出で、リターンスプリング１７の荷重でアプライチュ
ーブ４１を押し戻すクラッチ解放操作時は、アプライチ
ューブ４１の戻りにつれてその先端の押圧部４２もアプ
ライチューブ４１の内周側に張出す凸部との係合で押し
戻されて、摩擦部材３との係合状態から引き離される。

【００４７】内側のクラッチＣ−２（図１参照）、すな
わち、クラッチドラム１、第２のサーボピストン６、摩
擦部材９及びハブ５からなるクラッチの作動について
は、特に従来の一般的クラッチの作動と異なるところが
ないので説明を省略する。

【００４８】こうしたクラッチの係合、解放作動に際し
て、この実施形態によれば、油圧サーボをクラッチドラ
ム１の外側に配置した引き型クラッチＣ−３において、
クラッチドラム１に対してサーボピストン４が傾斜した
場合に、クラッチドラム１の開口端部近傍に設けられた
突部１９を介する当接により、サーボピストン４の支持
部から遠い側で傾きが規制され、クラッチドラム１とサ
ーボピストン４の周面間のクリアランスが確実に保持さ
れるため、サーボピストン４とクラッチドラム１間のが
た量を低減できる。また、突部１９が周方向に複数個配
置されることで、周方向いずれの方向への傾斜にも対応
することができる。

【００４９】更に、突部１９の周縁が傾斜面１９ａでク
ラッチドラム１の周面、詳しくはクラッチドラム１のス
プライン１ａの歯山部の周面につながることで、突部１
９に鋭利な角部が形成されるのを防ぐことができるた
め、サーボピストン４の内周面への突部１９のエッジ当
たりを防止でき、サーボピストン４の傾斜により突部１
９での接触が生じた場合でも、サーボピストン４の摺動
抵抗が少ない。したがって、クラッチ作動の応答性が損
なわれることがない。なお、この第１実施形態では、突
部１９をクラッチドラム１側に設けているが、サーボピ
ストン４側に設けても、上記の各効果は同様に達成され
る。

【００５０】また、突部１９の形成に関して、通常クラ
ッチドラム１には、摩擦部材３を潤滑後の油を排出する
ために油抜き孔１ｂが必要とされ、この油抜き孔１ｂ
は、プレスによる打ち抜き加工とされるが、この孔抜き
同時に突部１９を押出し成形することで、突部１９を設
けることによる加工工数の増加とコスト増加を抑えるこ
とができる。

【００５１】次に、図７は、本発明の第２実施形態を示
す。この第２実施形態では、前記第１実施形態と同様
に、クラッチドラム１に支持した摩擦部材３をクラッチ
ドラム１の開口端部側から軸方向に押圧するサーボピス
トン４が、少なくとも軸方向の一部でクラッチドラム１
と径方向に重合配置されてなる自動変速機のクラッチ装
置を前提として、クラッチドラム１の開口端部に、該開
口端部のサーボピストン４周面へのエッジ当たりを防ぐ
面取りＲが設けられている。

【００５２】詳しくは、面取りＲは、クラッチドラム１
のカップ状部１２におけるスプライン１ａの歯山部がカ
ップ状部材１２の端部で終端する角部を曲面状に切欠く
ことで形成されている。こうした形態を採ることで、ク
ラッチドラム１に対してサーボピストン４が傾斜した場
合に、クラッチドラム１の開口端部に設けられた面取り
Ｒで当接が生じるため、面取りＲの曲面の適宜の部分で
クラッチドラム１の外周面とサーボピストン４の内周面
が当接することになるため、鋭利な角部によるエッジ当
たりを防止でき、サーボピストン４の傾斜により開口端
部での接触が生じた場合でも、サーボピストン４の摺動
抵抗が少ない。したがって、クラッチ作動の応答性が損
なわれることがない。

【００５３】以上、本発明の技術思想の理解の便宜のた
めに、２つの実施形態を例として説明したが、本発明
は、例示の実施形態に限定されるものではなく、特許請
求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で、種々
に具体的な構成を変更して実施することができるもので
ある。例えば、本発明の適用は、例示のような共通のク
ラッチドラム１に並べて２組の第１及び第２の摩擦部材
を支持する２つのクラッチの一方への適用に限定される
ものではなく、第１及び第２の摩擦部材を軸方向に並べ
て配置しながらも、第２の摩擦部材をクラッチドラムの
内周側に支持するのに対して、第１の摩擦部材をクラッ
チドラムに対して背面配置のサーボピストンの内周側に
支持し、クラッチドラムの背後側の油圧サーボへの油圧
供給によりサーボピストンが引張られたときに、サーボ
ピストンの外端側の支持部材の移動につれた第１の摩擦
部材がクラッチドラムの開口端部と上記支持部材との間
で押圧されることで係合状態となるクラッチへの適用も
可能である。そして、こうした構成も当然に本発明の範
疇に包含される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクラッチ装置の適用に係る自動変速機
のギヤトレインを示すスケルトン図である。

【図２】図１のギヤトレインの作動を示す速度線図であ
る。

【図３】図１のギヤトレインにより達成される変速段と
係合要素の作動をギヤ比設定例と共に示す係合図表であ
る。

【図４】本発明の第１実施形態に係るクラッチ装置の構
成を適用した自動変速機の軸方向部分断面図である。

【図５】図４の部分拡大図である。

【図６】図４の拡大部分のクラッチドラム外周面を平面
に展開して示す展開側面図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係るクラッチ装置の構
成を適用した自動変速機の軸方向部分断面図である。

【符号の説明】

１クラッチドラム１１軸状部材１２ａ筒状部１９突起（突部）１９ａ傾斜面３第１の摩擦部材４第１のサーボピストン６第２のサーボピストン７入力軸９第２の摩擦部材Ｒ面取り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉浦伸忠愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者鈴木崇久愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者塚本広幸愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者判治二十三愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者野崎和俊愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者野崎芳信愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者松本章吾愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者柏原裕司愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3J056 AA33 AA60 AA65 BA03 BB22 BC01 BE01 BE27 FA03 FA12 GA05 GA12 3J057 AA04 AA05 AA09 BB04 CA01 FF01 FF02 FF07 FF10 FF12 FF15 HH02 JJ02 JJ04 3J063 AB12 AC05 BB35 BB39 CA01 CD25 CD34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クラッチドラムに支持した摩擦部材をク
ラッチドラムの開口端部側から軸方向に押圧するサーボ
ピストンが、少なくとも軸方向の一部でクラッチドラム
と径方向に重ねて配置されてなる自動変速機のクラッチ
装置において、前記クラッチドラムの開口端部近傍における周面とサー
ボピストンの周面とが対向する部分に、それら周面のい
ずれか一方から突出して、他方への当接部となる突部が
設けられたことを特徴とする自動変速機のクラッチ装
置。
【請求項２】前記クラッチドラムの開口端部近傍は、
クラッチドラムの拡開によりサーボピストンへの当接が
生じる部分である、請求項１記載の自動変速機のクラッ
チ装置。
【請求項３】前記突部は、周方向に複数個配置され
た、請求項１又は２記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項４】前記突部の周縁は、傾斜面を経て周面に
つながる、請求項１、２又は３記載の自動変速機のクラ
ッチ装置。
【請求項５】前記突部は、クラッチドラムに設けら
れ、サーボピストンの周面を支持する、請求項１〜４の
いずれか１項記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項６】前記突部は、サーボピストンに設けら
れ、クラッチドラムの周面に支持される、請求項１〜４
のいずれか１項記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項７】前記突部は、プレスにより押出し形成さ
れてなる、請求項１〜６のいずれか１項記載の自動変速
機のクラッチ装置。
【請求項８】クラッチドラムに支持した摩擦部材をク
ラッチドラムの開口端部側から軸方向に押圧するサーボ
ピストンが、少なくとも軸方向の一部でクラッチドラム
と径方向に重ねて配置されてなる自動変速機のクラッチ
装置において、前記クラッチドラムの開口端部に、該開口端部のサーボ
ピストン周面へのエッジ当たりを防ぐ面取りが設けられ
たことを特徴とする自動変速機のクラッチ装置。
【請求項９】前記クラッチ装置は、有底筒状に形成され、底部を自動変速機の入力軸に連結
されたクラッチドラムと、該クラッチドラムに対して軸方向に並べて配置された第
１及び第２の摩擦部材と、第１の摩擦部材を係合させる第１のサーボピストンと、第２の摩擦部材を係合させる第２のサーボピストンと、
を備え、第１の摩擦部材は、クラッチドラムの外径側に延びる第
１のサーボピストンにより開口端部方向から押圧され、第２の摩擦部材は、クラッチドラムの内径側に配置され
た第２のサーボピストンにより押圧され、前記第１のサーボピストンは、その底部を貫通する部材
と、クラッチドラムの筒状部の外周面とに対して油密状
態で摺動可能に支持され、前記第２のサーボピストンは、その底部を貫通する部材
と、クラッチドラムの筒状部の内周面とに対して油密状
態で摺動可能に支持された、請求項１〜８のいずれか１
項記載の自動変速機のクラッチ装置。