JP2006083984A - 自動変速機のクラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッチピストンとクラッチドラムとの間の摺動抵抗を抑えつつ、精度良くクラッチ装置の回転速度を検出することができる自動変速機のクラッチ装置を提供する。
【解決手段】 内周面で摩擦係合要素を支持するクラッチドラムの外周側筒部２８ｃの外周にクラッチピストンのピストン部材４８を配置し、そのクラッチピストンのピストン部材４８の外周側に、ピストン部材４８の回転速度を検出する回転速度センサ８４を配置した自動変速機のクラッチ装置において、ピストン部材４８に、そのピストン部材４８をクラッチドラムの外周側筒部２８ｃに対して相対回転不能とするためのスプラインを形成するとともに、そのスプラインに対応する凹部８６を外周面に形成し、且つ、そのピストン部材４８に、回転速度センサ８４と軸方向の位置が重なるように、油孔８０を周方向に複数形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動変速機に備えられるクラッチ装置に関し、特に、クラッチ装置の回転速度を検出する構造に関する。

摩擦係合要素を備えたクラッチ、ブレーキの係合・解放によって自動変速を達成する自動変速機においては、クラッチの回転速度が逐次検出される場合がある。複数の摩擦板（摩擦係合要素）を支持するために内周面にスプラインが形成されているクラッチドラムには、外周面にそのスプラインに対応する凹凸が形成されており、クラッチの回転速度を検出する技術として、回転速度センサをクラッチドラムの外周側においてその凹凸に対向する位置に配置し、その凹凸を検出することで、クラッチ装置の回転速度を検出するものが知られている（たとえば、特許文献１）。
特開平１０−３３９３６８号公報

クラッチ装置として、クラッチドラムの外周に、そのクラッチドラムに対して軸方向に相対移動可能にクラッチピストンが配置されているものが知られている。この構造のクラッチ装置の場合、クラッチピストンに、クラッチドラムの外周面に形成された凹凸と嵌合するスプラインを形成するとともに、外周面にそのスプラインに対応する凹凸を形成し、クラッチピストンの外周面に回転速度センサを配置すれば、クラッチピストンの凹凸からクラッチ装置の回転速度が検出できる。また、クラッチピストンのスプラインは、クラッチピストンがクラッチドラムに対して相対回転することを阻止する回り止めとしても機能する。

しかし、クラッチピストンにクラッチドラム外周面の凹凸に対応するスプラインを形成する場合、クラッチピストンとクラッチドラムとの間の摺動抵抗が大きくなって、クラッチピストンがスムーズに動かない可能性が生じる。クラッチピストンとクラッチドラムとの間の摺動抵抗を低下させるには、クラッチピストンのスプラインの歯数を減少させればよいが、そうすると、回転速度の検出精度、特に低回転時の検出精度が低下する恐れがあった。

本発明は、以上の事情を背景として成されたものであり、その目的とするところは、クラッチピストンとクラッチドラムとの間の摺動抵抗を抑えつつ、精度良くクラッチ装置の回転速度を検出することができる自動変速機のクラッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための第１発明は、内周面で摩擦係合要素を支持するクラッチドラムの外周にクラッチピストンが配置され、そのクラッチピストンの外周側に、そのクラッチピストンの回転速度を検出する回転速度センサが配置されている自動変速機のクラッチ装置であって、前記クラッチピストンに、そのクラッチピストンをクラッチドラムに対して相対回転不能とするためのスプラインが形成されるとともに、そのスプラインに対応する凹部が外周面に形成され、且つ、そのクラッチピストンに、前記回転速度センサと軸方向の位置が重なるように、油孔が周方向に複数形成されていることを特徴とする。

また、第２発明は、第１発明のクラッチ装置において、前記クラッチドラムには、内周面に前記摩擦係合要素を相対回転不能に支持するための内周側スプラインが形成されるとともに、外周面にその内周側スプラインに対応する外周側スプラインが形成されており、前記クラッチピストンのスプラインおよび油孔は、ともに、前記外周側スプラインの溝に対向する位置に形成されていることを特徴とする。

また、第３発明は、第１発明または第２発明のクラッチ装置において、前記クラッチピストンのスプラインには、深溝部が形成されるとともに、軸方向の一部に、その深溝部よりも溝深さが浅くされている浅溝部が形成されていることを特徴とする。

第１発明によれば、回転速度センサにより、スプラインに対応する凹部に加えて、油孔も凹部として検知されるので、スプラインの歯数およびそれに対応する凹部を多くしなくても、高精度にクラッチピストンの回転速度の検出が可能となる。従って、スプラインの歯数を減らすことができるので、クラッチピストンとクラッチドラムとの間の摺動抵抗を低減させることが可能となる。また、油孔は、油排出用の孔としても機能するので、摩擦係合要素に対する冷却性能向上も図られる。

第２発明は、第１発明の実施態様であり、第２発明によれば、クラッチピストンのスプラインおよび油孔が、ともに、前記外周側スプラインの溝に対向する位置に形成されていることから、クラッチピストンに、クラッチドラムの外周側スプラインの全ての溝に対応してスプラインが形成されている場合よりも、クラッチピストンのスプラインの歯数が少なくなるので、クラッチピストンとクラッチドラムとの間の摺動抵抗が低減する。

第３発明によれば、スプラインの軸方向の一部に浅溝部が形成されていることにより、スプラインが軸方向の全部において深溝部とされている場合よりも、クラッチピストンとクラッチドラムとの間の摺接面が減少するので、摺動抵抗がさらに少なくなる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適用されたクラッチ装置１０を含む自動変速機の一部を示す断面図である。

クラッチ装置１０は、第１摩擦係合要素１２および第２摩擦係合要素１４を支持するクラッチドラム１６の外周側にそのクラッチドラム１６を覆うように第１クラッチピストン１８が配置され、そのクラッチドラム１６の内周側に第２クラッチピストン２０が配置された構造を有している。

回転軸である入力軸２２は、自動変速機のケース２４に相対回転可能に支持されており、また、その入力軸２２には、ケース２４に支持されている端部２２ａに隣接する位置に、径方向外側に突き出し、且つ、軸心に垂直なツバ部２２ｂが形成されている。なお、この入力軸２２は、エンジン等の走行用駆動源によって回転駆動されるトルクコンバータのタービン軸である。

前記クラッチドラム１６は、インナドラム２６とアウタドラム２８とからなる。インナドラム２６は、外径が軸方向において略一定とされている円筒状部材であり、ケース２４に形成された軸方向筒部２４ａに外嵌されている。このインナドラム２６は、軸方向の第２クラッチピストン２０側端部が薄肉部２６ａとされることにより、内径が拡径された部分が形成されるとともに、内周面に段部２６ｂが形成されている。そして、その薄肉部２６ａの端面が、入力軸２２のツバ部２２ｂの第２クラッチピストン２０側の面と一致させられており、インナドラム２６と入力軸２２とは、入力軸２２のツバ部２２ｂの外周縁とインナドラム２６の薄肉部２６ａの内周縁において互いに溶接により接合されている。これにより、段部２６ｂの内周側に油溜まり３０が形成されている。

一方、アウタドラム２８は、軸方向の一方に開口する有底円筒状部材であり、内周側筒部２８ａと、その内周側筒部２８ａに内周縁が連結される環状の底部２８ｂと、その底部２８ｂの外周縁に連結される外周側筒部２８ｃとから構成されている。

上記内周側筒部２８ａは、インナドラム２６の薄肉部２６ａの外周に嵌合するように配置され、第２クラッチピストン２０側の端面が前記インナドラム２６の薄肉部２６ａの第２クラッチピストン２０側の端面と一致させられており、内周側筒部２８ａの内周縁とインナドラム２６の薄肉部２６ａの外周縁とが溶接させられている。従って、アウタドラム２８は、入力軸２２と一体回転させられる。

アウタドラム２８の底部２８ｂは、入力軸２２の径方向に略垂直に設けられ、内周側筒部２８ａの第１クラッチピストン１８側の端部に連結されている。外周側筒部２８ｃは、底部２８ｂの外周縁から第２クラッチピストン２０方向に延びており、開口部付近の内周面に、第１摩擦係合要素１２の複数の内向摩擦板３２がスプライン嵌合されている。さらに、上記第１摩擦係合要素１２を支持している部分よりも底部２８ｂ側には、第２摩擦係合要素１４の内向摩擦板３８がスプライン嵌合されている。

図２は、図１のII矢視断面図である。図２に示すように、アウタドラム２８の外周側筒部２８ｃは、プレス成形により、内周面に内向摩擦板３２、３８（図２には図示せず）を支持するための内周側スプライン７０が形成されるとともに、外周面にその内周側スプライン７０の凹凸形状と対応する外周側スプライン７２が形成されている。かかる構造により、外周側筒部２８ｃには、大径部７４と小径部７６とが周方向に交互に連続して形成されており、大径部７４には径方向に貫通する油抜き孔７８が形成されている。なお、この油抜き孔７８は、図１に示すように、第１摩擦係合要素１２および第２摩擦係合要素１４に対向する位置にそれぞれ設けられている。

図１に戻って、第１摩擦係合要素１２は、上記複数の内向摩擦板３２およびその複数の内向摩擦板３２の間に介在させられる複数の外向摩擦板３４から構成され、第２摩擦係合要素１４は、上記複数の内向摩擦板３８およびその複数の内向摩擦板３８の間に介在させられる複数の外向摩擦板４０から構成される。また、第１摩擦係合要素１２の複数の外向摩擦板３４は、クラッチハブとして機能するリングギヤ３６の外周面にスプライン嵌合されており、第２摩擦係合要素１４の複数の外向摩擦板４０は、クラッチハブ４２の外周面にスプライン嵌合されている。また、クラッチハブ４２の内周縁は入力軸２２に外嵌されたサンギヤ４４に固定されているので、クラッチハブ４２は、サンギヤ４４と一体回転させられる。

前記第１クラッチピストン１８は、円環状の底板４６と、その底板４６の外周縁に連結されてアウタドラム２８の外周を覆うピストン部材４８と、そのピストン部材４８が底板４６に対して軸方向のアウタドラム２８側へ移動することを禁止するストッパリング５０とからなる。

上記底板４６の内周縁はインナドラム２６に対して摺動可能とされており、第１クラッチピストン１８の底板４６とアウタドラム２８の底部２８ｂとの間に第１油圧室５２が形成されている。この第１油圧室５２には、インナドラム２６に形成された油路５４を経由して作動油が供給される。

底板４６の第１油圧室５２とは反対の背面側には、バランサ５８がインナドラム２６の外周に嵌合している。そして、バランサ５８と第１クラッチピストン１８の底板４６との間に第２油圧室６０が形成されている。また、バランサ５８と第１クラッチピストン１８の底板４６との間には、それらを互いに離隔する方向に付勢するリターンスプリング６２が設けられている。一方、バランサ５８の内周縁の第１クラッチピストン１８とは反対側の面は、インナドラム２６の外周面に固設されたスナップリング６４に当接させられている。

インナドラム２６には、上記第２油圧室６０と油溜まり３０とを繋ぐ図示しない供給油孔が形成されており、その供給油孔を経由して第２油圧室６０に作動油が供給されることにより、第２油圧室６０は、第１油圧室５２の遠心油圧をキャンセルするキャンセル室として機能する。なお、第２油圧室６０に供給された作動油は、インナドラム２６の前記バランサ５８が取り付けられている部分に形成された軸方向に延びる溝６６を経由して、バランサ５８の背面側（バランサ５８の第２油圧室６０とは反対側）に排出される。

第１クラッチピストン１８のピストン部材４８は、プレス成型品であり、アウタドラム２８の外周側筒部２８ｃの外周側に配置されている円筒部４８ａと、その円筒部４８ａの前記底板４６と連結されている側とは反対側の端に連結され、径方向内側に向かうとともに軸方向には第１摩擦係合要素１２側へ向かう円環部４８ｂとから構成されており、円環部４８ｂの内周端は、第１摩擦係合要素１２に対向する位置とされている。また、第１摩擦係合要素１２の上記円環部４８ｂとは反対側には、アウタドラム２８の外周側筒部２８ｃに固定されて第１摩擦係合要素１２が軸方向の第２摩擦係合要素１４側へ移動することを阻止するスナップリング５６が設けられている。

上記円筒部４８ａには、油孔８０が形成されるとともに、クラッチドラム２８の外周側筒部２８ｃに形成された外周側スプライン７２の溝に嵌合するスプライン８２が形成されている。上記油孔８０は、軸方向において第１摩擦係合要素１２と重なる位置に形成されており、第１摩擦係合要素１２を潤滑した潤滑油がこの油孔８０から径方向外側へ排出される。また、油孔８０の外周側には、図１において二点鎖線で示す回転速度センサ８４がケース２４に固定されている。この回転速度センサ８４の先端は、円環部４８ａに近接させられている。なお、この回転速度センサ８４は、円環部４８ａの凹凸形状を検出することによりピストン部材４８の回転速度を検出するものであり、たとえば、ホール検出素子を備えたセンサが用いられる。

図３は、上記ピストン部材４８をバランサ５８側から見た図、図４は、図３のIV-IV線断面図、図５は、図４のＶ矢視図である。図３に示すように、本実施例では、ピストン部材４８に形成されているスプライン８２の歯数は８歯とされている。また、ピストン部材４８の外周面には、スプライン８２に対応する凹部８６が形成されている。この凹部８６と前記油孔８０とにより、ピストン部材４８の外周面には、周期的な凹凸形状、すなわち回転速度センサ８４によって検知される回転検知部が形成される。

また、図５に示すように、ピストン部材４８の外周面には、第１摩擦係合要素１２の外周側に位置する油孔８０に加えて、第２摩擦係合要素１４の外周側に位置するように、油孔８８が形成されている。上記油孔８０、８８は、周方向に複数形成されている。また、油孔８０は、図２に示すように、クラッチドラム２８の外周側筒部２８ｃに形成されている外周側スプライン７２の溝に対向する位置（ただし、スプライン８２の歯が形成されている位置を除く）に形成されている。従って、ピストン部材４８の外周面に形成されている凹部８６と油孔８０との間の距離と、互いに隣接する油孔８０間の距離とは等しくなっている。

一方、第２摩擦係合要素１４の外周側に形成された油孔８８は、外周側筒部２８ｃの油孔７８に一致する位置に形成されている。

また、上記スプライン８２は、図４に示すように、深溝部８２ａと、その深溝部８２ａよりも溝深さが浅くされている浅溝部８２ｂとから構成されている。本実施例では、上記深溝部８２ａはピストン部材４８の円環部４８ｂ側に形成され、浅溝部８２ｂは底板４６（図４には図示せず）側に形成されている。かかる構造のスプライン８２は、２段階のプレス成形によって製造してもよい。

上記深溝部８２ａは、図２に示すように、その歯先がクラッチドラム１６の外周側筒部２８ｃに形成された外周側スプライン７２の歯底（すなわち小径部７６）と摺接するように形成されている。一方、浅溝部８２ｂは、深溝部８２ａよりも溝深さが浅くされているので、浅溝部８２ｂの歯先は外周側スプライン７２の歯底と接触せず、その分、浅溝部８２ｂと外周側スプライン７２との摺接面が減少する。そのため、浅溝部８２ｂの外周側スプライン７２に対する摺動抵抗は、深溝部８２ａよりも小さくなっている。なお、摺動抵抗低減の点からは、浅溝部８２ｂの軸方向長さが可及的に長いほうが好ましいが、一方で、浅溝部８２ｂが長すぎると、ピストン部材４８のストローク位置によっては深溝部８２ａと外周側スプライン７２との嵌合が外れてしまう恐れがあり、また、ピストン部材４８の重心位置が軸方向の円環部４８ｂ側へ偏り過ぎてピストン部材４８のストローク作動が不安定になるおそれがあるので、それらを考慮して、浅溝部８２ｂの長さは決定される。

以上、説明したように、本実施例によれば、回転速度センサ８４には、スプライン８２に対応する凹部８６に加えて、油孔８０も凹部として検知されるので、スプライン８２の歯数およびそれに対応する凹部８６を多くしなくても、高精度に第１クラッチピストン１８の回転速度の検出が可能となる。従って、スプライン８２の歯数を減らすことができるので、第１クラッチピストン１８とクラッチドラム１６との間の摺動抵抗を低減させることが可能となる。また、油孔８０は、油排出用の孔としても機能するので、第１摩擦係合要素１２に対する冷却性能向上も図られる。

また、本実施例によれば、スプライン８２の軸方向の一部に浅溝部８２ｂが形成されていることにより、スプライン８２が軸方向の全部において深溝部８２ａとされている場合よりも、第１クラッチピストン１８とクラッチドラム１６との間の摺接面が減少するので、摺動抵抗がさらに少なくなる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されず、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

たとえば、前述の実施例では、スプライン８２は、深溝部８２ｂと浅溝部８２ａとを有する溝深さが２段階とされた構造であったが、そのスプラインの溝深さが一段階とされていてもよい。

本発明が適用されたクラッチ装置を含む自動変速機の一部を示す断面図である。 図１のII矢視断面図である。 図１のピストン部材をバランサ側から見た図である。 図３のIV-IV線断面図である。 図４のＶ矢視図である。

符号の説明

１０：クラッチ装置、 １２：第１摩擦係合要素、 １６：クラッチドラム、 １８：第１クラッチピストン、 ７０：内周側スプライン、 ７２：外周側スプライン、 ８０：油孔、 ８２：スプライン、 ８２ａ：深溝部、 ８２ｂ：浅溝部、 ８４：回転速度センサ、 ８６：凹部

Claims (3)

1. 内周面で摩擦係合要素を支持するクラッチドラムの外周にクラッチピストンが配置され、該クラッチピストンの外周側に、該クラッチピストンの回転速度を検出する回転速度センサが配置されている自動変速機のクラッチ装置であって、
   前記クラッチピストンに、該クラッチピストンをクラッチドラムに対して相対回転不能とするためのスプラインが形成されるとともに、該スプラインに対応する凹部が外周面に形成され、且つ、該クラッチピストンに、前記回転速度センサと軸方向の位置が重なるように、油孔が周方向に複数形成されていることを特徴とする自動変速機のクラッチ装置。
2. 前記クラッチドラムには、内周面に前記摩擦係合要素を相対回転不能に支持するための内周側スプラインが形成されるとともに、外周面に該内周側スプラインに対応する外周側スプラインが形成されており、
   前記クラッチピストンのスプラインおよび油孔は、ともに、前記外周側スプラインの溝に対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項１の自動変速機のクラッチ装置。
3. 前記クラッチピストンのスプラインには、深溝部が形成されるとともに、軸方向の一部に、該深溝部よりも溝深さが浅くされている浅溝部が形成されていることを特徴とする請求項１または２の自動変速機のクラッチ装置。
   

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