JP2010185557A - 車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦係合要素において回転抵抗を低減することと作動油の排出性を向上することとを両立させる。
【解決手段】摩擦材（セグメント部材３２ｂ１）にはコアプレート３２ａとの接着面において外周面側と内周側とを貫通するように径方向に第１固着面溝８０が成形されていると共に第１固着面溝８０と間隙８２ａとを連通するように円周方向に第２固着面溝８４が成形されているので、間隙８２ａを流れる作動油の一部は第２固着面溝８４及び第１固着面溝８０を通って外周側へ流される。これにより、作動油の排出性が一層向上させられる。また、円周方向にて間隙８２ａの壁面（セグメント部材３２ｂ１の側面）に当たる作動油の量が低減されて攪拌抵抗が低下させられたり、間隙８２ａから溢れた作動油がセグメント部材３２ｂ１表面へ流れる量が低減されて粘性抵抗が低下させられる。また、このことは燃費を向上させることにも繋がる。
【選択図】図７

Description

本発明は、作動油の作用により摩擦係合要素が押圧されることで係合させられる車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置に係り、特に、潤滑や冷却の為に摩擦係合要素へ供給される作動油の排出性を向上する技術に関するものである。

車両用自動変速機内に配設される摩擦係合要素が作動油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の作用により油圧アクチュエータを介して押圧されることで係合させられる湿式摩擦係合装置が知られている。例えば、湿式摩擦係合装置の１つである湿式多板クラッチの摩擦係合要素は、複数枚の円板状のセパレートプレートと、その各セパレートプレートの間に介在させられる複数枚の円板状の摩擦プレートとで構成されている。また、この摩擦プレートは、例えばコアプレートと、セパレートプレートに対向する位置においてコアプレートに接着された摩擦材とで構成されている。このように構成された摩擦係合要素は、一般的に、潤滑や冷却の為に車両用自動変速機の軸心側（摩擦係合要素の内周側）から外周側に向かって遠心力により作動油が供給される。

ところで、湿式摩擦係合装置（摩擦係合要素）の空転時に発生するセパレートプレートと摩擦材との接触抵抗を低減する為に摩擦材の表面（セパレートプレートと接触する接触面）に油膜を形成させると、特に作動油量が多いときには作動油の排出性能が低下して粘性抵抗が増大する可能性がある。これに対して、油膜を形成しつつ作動油の排出性を向上させる為に、摩擦材表面に径方向（遠心方向、排出方向）に沿って溝を形成することが考えられる。また、特許文献１には、摩擦材の冷却性向上という観点ではあるが、コアプレートに放射状に貫通溝を設け、その溝に作動油を通す構成が記載されている。更に作動油の排出性を向上させる為に、例えば特許文献２に示されているように環状の摩擦材をセグメント形状として、各セグメント部材の間を作動油を排出する溝とすること（見方を換えれば、溝を深くすること）が考えられる。

特開２００５−２１４３０９号公報 特開２００７−２６３２０３号公報 特開２０００−３２９２１２号公報

しかしながら、上述したように摩擦材をセグメント形状とすることで、作動油が円周方向にて溝の壁面（すなわちセグメント形状とされた摩擦材の円周方向における側面）に当たって攪拌抵抗を増大させたり、溝から溢れた作動油が摩擦材表面へ流れることによって粘性抵抗を増大させる可能性がある。この様に、湿式摩擦係合装置では、摩擦材におけるエネルギ損失の主要因となる接触抵抗、攪拌抵抗、粘性抵抗等の回転抵抗を低減することと、作動油の排出性を向上することとを両立させることは困難である。尚、上述したような課題は未公知であり、燃費向上の観点からも、回転抵抗を低減することと作動油の排出性を向上することとを両立させることが望まれる。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、摩擦係合要素において回転抵抗を低減することと作動油の排出性を向上することとを両立させることができる車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 複数枚の円板状のセパレートプレートと、コアプレート及びそのセパレートプレートに対向する位置においてそのコアプレートに固着された摩擦材を有して前記複数枚のセパレートプレートの間に介在させられている複数枚の円板状の摩擦プレートとで構成されている摩擦係合要素を備え、作動油の作用により油圧アクチュエータを介して前記摩擦係合要素が押圧されることで係合させられると共に、軸心側から外周側に向かって遠心力により作動油が前記摩擦係合要素へ供給される車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置であって、(b) 前記摩擦材は、前記コアプレートに固着させられる面において外周面側が少なくとも開口するように径方向に形成された第１固着面溝と、前記第１固着面溝とは円周方向に異なる位置において前記セパレートプレートに係合させられる面側が少なくとも開口するように径方向に形成された凹部溝と、前記コアプレートに固着させられる面において前記第１固着面溝と前記凹部溝とを連通するように円周方向に形成された第２固着面溝とを備えることにある。

このようにすれば、前記摩擦材には前記第１固着面溝とは円周方向に異なる位置において前記セパレートプレートに係合させられる面側が少なくとも開口するように径方向に凹部溝が形成されているので、作動油が凹部溝を通って外周側へ流されて作動油の排出性が向上させられる。また、前記摩擦材には前記コアプレートに固着させられる面において外周面側が少なくとも開口するように径方向に第１固着面溝が形成されていると共に前記第１固着面溝と前記凹部溝とを連通するように円周方向に第２固着面溝が形成されているので、凹部溝を流れる作動油の一部は第２固着面溝及び第１固着面溝を通って外周側へ流される。これにより、作動油の排出性が一層向上させられる。また、円周方向にて凹部溝の壁面に当たる作動油の量が低減されて攪拌抵抗が低下させられたり、凹部溝から溢れた作動油が摩擦材表面（セパレートプレートに係合させられる面）へ流れる量が低減されて粘性抵抗が低下させられる。従って、摩擦係合要素において回転抵抗を低減することと作動油の排出性を向上することとを両立させることができる車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置が提供される。また、このことは燃費を向上させることにも繋がる。また、上記別の観点では、前記第１固着面溝及び第２固着面溝は摩擦材表面でなくコアプレートとの固着面側に形成されているので、摩擦材表面の面積を変更（減少）することなく作動油の排出性を向上させられる。更に、摩擦材表面の面積が減少させられないので、係合作動時の単位面積当たりの面圧が上昇して摩擦材自体の耐久性が低下してしまうということが抑制される。

ここで、好適には、前記摩擦材は、複数のセグメント部材が円周方向に配置されたセグメント式の摩擦材であり、前記第１固着面溝及び前記第２固着面溝は、前記セグメント部材に形成された溝であり、前記凹部溝は、相互に隣接する前記セグメント部材間に形成された間隙である。このようにすれば、摩擦材表面の面積を変更（減少）することなく凹部溝が可及的に深くされるので、作動油の排出性が一層向上させられる。

また、前記目的を達成するための別の発明の要旨とするところは、(a) 複数枚の円板状のセパレートプレート、及びコアプレートと前記セパレートプレートに対向する位置においてそのコアプレートに固着された摩擦材とを有して前記複数枚のセパレートプレートの間に介在させられている複数枚の円板状の摩擦プレートで構成されている摩擦係合要素を備え、作動油の作用により油圧アクチュエータを介して前記摩擦係合要素が押圧されることで係合させられると共に、軸心側から外周側に向かって遠心力により作動油が前記摩擦係合要素へ供給される車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置であって、(b) 前記摩擦材は、複数のセグメント部材が円周方向に配置されると共に、相互に隣接するそのセグメント部材間に間隙が形成されたセグメント式の摩擦材であり、(c) 前記コアプレートは、前記摩擦材が固着させられる位置において外周面側が少なくとも開口するように径方向に形成された第１固着面溝と、前記摩擦材が固着させられる位置において前記第１固着面溝と前記間隙とを連通するように円周方向に形成された第２固着面溝とを備えることにある。このようにすれば、前記摩擦材には円周方向に配置された相互に隣接するセグメント部材間に間隙が形成されるので、作動油が間隙を通って外周側へ流されて摩擦材表面の面積を変更（減少）することなく作動油の排出性が一層向上させられる。また、前記コアプレートには前記摩擦材が固着させられる位置において外周面側が少なくとも開口するように径方向に第１固着面溝が形成されていると共に前記第１固着面溝と前記間隙とを連通するように円周方向に第２固着面溝が形成されているので、間隙を流れる作動油の一部は第２固着面溝及び第１固着面溝を通って外周側へ流される。これにより、作動油の排出性が一層向上させられる。また、円周方向にて間隙の壁面（すなわちセグメント形状とされた摩擦材の円周方向における側面）に当たる作動油の量が低減されて攪拌抵抗が低下させられたり、間隙から溢れた作動油が摩擦材表面（セパレートプレートに係合させられる面）へ流れる量が低減されて粘性抵抗が低下させられる。従って、摩擦係合要素において回転抵抗を低減することと作動油の排出性を向上することとを両立させることができる車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置が提供される。また、このことは燃費を向上させることにも繋がる。また、上記別の観点では、前記第１固着面溝及び第２固着面溝は摩擦材でなくコアプレートに形成されているので、摩擦材表面の面積を変更（減少）することなく作動油の排出性を向上させられると共に、摩擦材自体の耐久性低下が抑制される。更に、摩擦材表面の面積が減少させられないので、係合作動時の単位面積当たりの面圧が上昇して摩擦材自体の耐久性が低下してしまうということが抑制される。

また、好適には、前記第１固着面溝及び前記第２固着面溝の少なくとも一方の溝は、前記セグメント部材毎に対応する複数の溝が形成されている。このようにすれば、例えば１本の溝と複数の溝とで作動油の流通容量を同じだけ確保する場合、複数の溝では１本の溝に比べて係合時の応力集中を分散することができる。従って、摩擦材自体の耐久性低下が一層抑制される。

また、好適には、前記第１固着面溝は、前記外周面側への方向が前記摩擦プレートの回転方向に対向するように形成されている。このようにすれば、摩擦プレートの回転方向が決まっている場合、摩擦プレートの回転方向と作動油が流れる方向との相対関係から、作動油が第１固着面溝を抜けやすくなる（すなわち流れやすくなる）ので、作動油の排出性が一層向上させられる。

また、好適には、前記第１固着面溝は、前記外周面側と内周面側とを貫通するように形成されている。このようにすれば、作動油が直接的に第１固着面溝を通って外周側へ流されるので、作動油の排出性が一層向上させられる。また、この第１固着面溝が前記外周面側への方向が前記摩擦プレートの回転方向に対向するように形成されていると、摩擦プレートの回転方向が決まっている場合、摩擦プレートの回転方向と作動油が流れる方向との相対関係から、作動油がこの第１固着面溝へ入りやすく且つ第１固着面溝を抜けやすくなるので、作動油の排出性が一層向上させられる。また、第１固着面溝を通る外周側への作動油の流れによって、第２固着面溝を経由して第１固着面溝に流れ込む作動油に対する吸い込み効果が生じるので、作動油の排出性が一層向上させられる。

また、好適には、前記第１固着面溝は、前記内周面側から前記外周面側へ向かう程前記作動油の流路が細くなるノズル形状となる溝が形成されている。このようにすれば、作動油の流路が細くなるノズル形状（絞り）によって、直接的に第１固着面溝を通って外周側へ流される作動油（すなわち直接的に第１固着面溝に流れ込む作動油）に対する第１固着面溝への引き込み効果が生じるので、作動油の排出性が一層向上させられる。つまり、第１固着面溝を通って外周側へ流される作動油の流速が上がるので、作動油の排出性が一層向上させられる。

また、好適には、前記第２固着面溝は、前記摩擦プレートの回転方向に対向する側のみが開口するように形成されている。このようにすれば、摩擦プレートの回転方向が決まっている場合、摩擦プレートの回転方向と作動油が流れる方向との相対関係から、摩擦プレートの回転方向に対向する側に形成された第２固着面溝の開口から流れ込む作動油の一部が第１固着面溝を横切って反対側へ抜けてしまうことなく第１固着面溝を通って外周側へ流されるので、作動油の排出性が一層向上させられる。また、第２固着面溝の開口から流れ込む作動油の一部が第１固着面溝を横切って再び間隙（凹部溝）へ流れ込むことが避けられるので、回転抵抗の増大が回避される。

また、好適には、前記車両用自動変速機は、複数組の遊星歯車装置の回転要素が前記湿式摩擦係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段（変速段）が択一的に達成される例えば前進４段、前進５段、前進６段、更にはそれ以上の変速段を有する等の種々の遊星歯車式多段変速機により構成される。この遊星歯車式多段変速機における湿式摩擦係合装置としては、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ等の油圧式摩擦係合装置が広く用いられる。この油圧式摩擦係合装置を係合させるための作動油を供給するオイルポンプは、例えば走行用の駆動力源により駆動されて作動油を吐出するものでも良いが、駆動力源とは別に配設された専用の電動モータなどで駆動されるものでも良い。

また、好適には、上記油圧式摩擦係合装置を含む油圧制御回路は、例えばリニアソレノイドバルブの出力油圧を直接油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）にそれぞれ供給することが応答性の点で望ましいが、そのリニアソレノイドバルブの出力油圧をパイロット油圧として用いることによりシフトコントロールバルブを制御して、そのコントロールバルブから油圧アクチュエータに作動油を供給するように構成することもできる。

また、好適には、上記リニアソレノイドバルブは、例えば複数の油圧式摩擦係合装置の各々に対応して１つずつ設けられるが、同時に係合したり係合、解放制御したりすることがない複数の油圧式摩擦係合装置が存在する場合には、それ等に共通のリニアソレノイドバルブを設けることもできるなど、種々の態様が可能である。また、必ずしも全ての油圧式摩擦係合装置の油圧制御をリニアソレノイドバルブで行う必要はなく、一部乃至全ての油圧制御をＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブのデューティ制御など、リニアソレノイドバルブ以外の調圧手段で行っても良い。

また、好適には、前記駆動力源としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジンが広く用いられる。さらに、補助的な走行用動力源として、電動機等がこのエンジンに加えて用いられても良い。或いは、走行用駆動力源として電動機のみが用いられても良い。

尚、この明細書で「油圧を供給する」という場合は、「油圧を作用させ」或いは「その油圧に制御された作動油を供給する」ことを意味する。

本発明が適用された湿式摩擦係合装置を含む車両用自動変速機１０の一部を示す要部断面図である。 図１の車両用自動変速機内に配置された湿式摩擦係合装置が備える摩擦係合要素の部分拡大図である。 軸心方向から見た摩擦プレートの一例を示す正面図である。 図３の摩擦プレートの部分拡大斜視図である。 摩擦材の別の実施例を示す摩擦プレートの部分拡大斜視図である。 第１固着面溝の別の実施例を示す摩擦材の部分拡大正面図である。 セグメント形状の摩擦材の別の実施例を示す摩擦プレートの部分拡大斜視図である。 第１固着面溝及び第２固着面溝の別の実施例を示す摩擦材の部分拡大正面図である。 第１固着面溝及び第２固着面溝の別の実施例を示すセグメント部材の部分拡大正面図である。 摩擦プレートの別の実施例を示す部分拡大斜視図である。

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湿式摩擦係合装置を含む車両用自動変速機１０の一部を示す要部断面図である。また、図２は、図１の車両用自動変速機１０内に配置された湿式摩擦係合装置が備える摩擦係合要素の部分拡大図である。尚、車両用自動変速機１０は軸心Ｃに対して略対称であるため下側半分が省略されている。図１に示されるように、自動変速機１０は、トランスミッションケース１２（以下、ケース１２と表す）内にベアリングを介してケース１２に対して相対回転可能に支持され軸心Ｃを中心に回転駆動する入力軸１４、その入力軸１４に複数のブッシュを介して相対回転可能に支持されているシングルピニオン型の第１遊星歯車装置１６及びダブルピニオン型の第２遊星歯車装置１８が配置されている。尚、第１遊星歯車装置１６及び第２遊星歯車装置１８は、互いのキャリヤＣＡが共通の部材で構成されると共に、互いのリングギヤＲが共通の部材で構成されており、且つ第１遊星歯車装置１６のピニオンギヤが第２遊星歯車装置１８の第２ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ式の遊星歯車列とされている。

また、入力軸１４と第１遊星歯車装置１６との間には、入力軸１４の回転を第１遊星歯車装置１６のサンギヤＳ１に選択的に伝達する第１クラッチＣ１、及び入力軸１４の回転を共用化された第１遊星歯車装置１６及び第２遊星歯車装置１８のリングギヤＲに選択的に伝達する第２クラッチＣ２が配置されている。また、第１遊星歯車装置１６及び第２遊星歯車装置１８の径方向外側には、第１遊星歯車装置１６及び第２遊星歯車装置１８のリングギヤＲの回転を選択的に回転停止させるブレーキＢが配置され、そのブレーキＢに並列に一方向の回転を阻止するワンウェイクラッチ５４が配置されている。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及びブレーキＢは、何れも本発明が適用され得る湿式摩擦係合装置である。

入力軸１４は、ケース１２にベアリングを介して相対回転可能に支持されており、軸心Ｃに対して垂直に伸びる鍔部１４ａが設けられている。この入力軸１４には、図示しないエンジンの回転がエンジンに直結されたクランク軸及び流体伝動装置であるトルクコンバータを介して伝達されている。入力軸１４の鍔部１４ａの外周縁には、その外周縁に一体に溶接接合されると共に、ケース１２に対して相対回転可能に支持されている円環状の基部材２０が設けられている。この基部材２０の第１遊星歯車装置１６に接近する側の外周面には、第１クラッチＣ１の構成部材である第１摩擦係合要素２２及び第２クラッチＣ２の構成部材である第２摩擦係合要素２４を支持するクラッチドラム２６が一体に溶接接合されており入力軸１４と一体回転させられる。

クラッチドラム２６は、軸心方向の一方に開口する有底円筒状部材であり、内周面が基部材２０の外周面に溶接接合されている略円環板状（円板状）の底板部２６ａと、その底板部２６ａの外周面に連結され第１遊星歯車装置１６方向に軸心と平行に伸びる円筒状の筒部２６ｂとで構成されている。クラッチドラム２６の筒部２６ｂの内周面には長手状に伸びるスプライン歯が設けられている。そして、筒部２６ｂの底板部２６ａ側には、第１クラッチＣ１を構成する第１摩擦係合要素２２のセパレートプレート２８の外周縁が複数枚スプライン嵌合されており、筒部２６ｂの開口側には、第２クラッチＣ２を構成する第２摩擦係合要素２４のセパレートプレート２８の外周縁が複数枚スプライン嵌合されている。

第１摩擦係合要素２２は、外周縁が筒部２６ｂの内周面にスプライン嵌合されている複数枚の略円環板状（円板状）のセパレートプレート２８と、その複数枚のセパレートプレート２８の間に介在させられて内周縁がクラッチハブ３０の外周面にスプライン嵌合されている複数枚の略円環板状（円板状）の摩擦プレート３２とで構成されている。クラッチハブ３０は、第１遊星歯車装置１６のサンギヤＳ１に連結されてその回転を伝達するものである。また、第２摩擦係合要素２４は、外周縁が筒部２６ｂの内周面にスプライン嵌合されている複数枚の略円環板状（円板状）のセパレートプレート２８と、その複数枚のセパレートプレート２８の間に介在させられて内周縁がリングギヤＲの外周面にスプライン嵌合されている複数枚の略円環板状（円板状）の摩擦プレート３２とで構成されている。摩擦プレート３２は、略円環板状（円板状）のコアプレート３２ａとセパレートプレート２８に対向する位置においてコアプレート３２ａに固着された摩擦材３２ｂとで構成されている。摩擦材３２ｂは、例えば紙に熱硬化性の樹脂を含浸させた特殊な紙で出来ており、金属製のコアプレート３２ａの両面に接着されることで固着されている。

クラッチドラム２６とクラッチハブ３０の間には、クラッチドラム２６側から第１摩擦係合要素２２を押圧するするための第１ピストン３４及びバネ受板３６が配置されている。第１ピストン３４は、その内周面がシールを介して入力軸１４に対して軸心方向に摺動可能に嵌め付けられ、外周縁には第１摩擦係合要素２２の方向に伸びる押圧部３４ａが設けられている。バネ受板３６は、入力軸１４に嵌め着けられているスナップリング３８に当接することによって軸心方向の一方の移動が阻止させられていると共に、第１ピストン３４とバネ受板３６との間に介在させられ第１ピストン３４をクラッチドラム２６の底板部２６ａに当接するように付勢するリターンスプリング４０によってバネ受板３６の他方の軸心方向への移動が阻止させられている。

また、クラッチドラム２６を包むように第２ピストン４２が配置されている。第２ピストン４２は軸心の一方に開口する有底円筒状部材であり、基部材２０の外周面にシールを介して摺動可能に嵌め付けられ、軸心Ｃに対して略垂直に伸びる略円環板状（円板状）の底板部４２ａと、その底板部４２ａの外周縁から軸心Ｃと平行に第２摩擦係合要素２４方向に伸びる円筒状のシリンダ部材４２ｂと、それら底板部４２ａ及びシリンダ部材４２ｂとを固定するスナップリング４４とで構成されている。シリンダ部材４２ｂの内周側は、長手状の突起物が等角度間隔に複数個設けられており、それら突起物はクラッチドラム２６の筒部２６ｂの外周面に設けられている凹溝に軸心方向に摺動可能に嵌め入れられ、第２ピストン４２はクラッチドラム２６と一体的に回転させられる構造となっている。

第２ピストン４２の底板部４２ａのクラッチドラム２６側の背面側は、バネ受板４６が基部材２０の外周面に嵌め付けられており、基部材２０の外周面に固定されているスナップリング４８にバネ受板４６の内周部が当接する事によってバネ受板４６の軸心方向の一方の移動が阻止されている。また、第２ピストン４２とバネ受板４６との間には第２ピストン４２をバネ受板４６から隔離する方向に付勢するリターンスプリング５０が介在させられており、そのリターンスプリング５０によってバネ受板４６の他方の軸心方向への移動が阻止されている。

前述のリングギヤＲの径方向外側にはブレーキＢの構成部材である第３摩擦係合要素５２及びワンウェイクラッチ５４が並列に配置されている。第３摩擦係合要素５２は、外周部がケース１２の内側に設けられているスプライン部１２ａにスプライン嵌合されている複数枚の略円環板状（円板状）のセパレートプレート２８と、その複数枚のセパレートプレート２８の間に介在させられて内周部がリングギヤＲの外周面にスプライン嵌合されている複数枚の略円環板状（円板状）の摩擦プレート３２とで構成されている。また、ワンウェイクラッチ５４は、ケース１２のスプライン部１２ａに軸心方向に移動可能且つ相対回転不能に嵌合され比較的軸心方向に厚みを有する環状鋼製のアウターレース５６と、そのアウターレース５６とワンウェイクラッチのインナーレースを兼ねたリングギヤＲの外周面との間に配置された鋼製のスプラグ５８と、そのスプラグ５８の軸心方向の両側に配置されスプラグ５８のズレを防止するケージ６０とで構成されている。

このように構成された第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及びブレーキＢにおいて、各湿式摩擦係合装置に対応して入力軸１４に設けられた各作動油油路から各油室内に作動油が供給されると、各摩擦係合要素が押圧されることで複数枚のセパレートプレート２８及び摩擦プレート３２は係合させられる。例えば、第１クラッチＣ１において、油路６２を通って油室６４内に作動油が供給されると、作動油の油圧によって第１ピストン３４が第１摩擦係合要素２２方向に移動し、押圧部３４ａが第１摩擦係合要素２２を押圧する。そして、第１摩擦係合要素２２の軸心方向への移動を阻止するスナップリング６６がクラッチドラム２６の筒部２６ｂに固定されているため、複数枚のセパレートプレート２８及び摩擦プレート３２は係合させられる。すなわち、第１クラッチＣ１（第１摩擦係合要素２２）が係合させられる。尚、油室６４や第１ピストン３４が作動油の作用により作動させられる第１クラッチＣ１の油圧アクチュエータとして機能する。

ここで、各摩擦係合要素においては、セパレートプレート２８及び摩擦プレート３２の摩擦面から摩擦熱が発生する。そこで、車両用自動変速機１０の作動油は、上述したように第１ピストン３４や第２ピストン４２などの油圧アクチュエータの駆動に用いられる他に、自動変速機１０内に設けられている各摩擦係合要素や噛合歯車などの潤滑や冷却に用いられる。例えば、各摩擦係合要素には、潤滑・冷却用の作動油が軸心Ｃ側（例えば入力軸１４に形成されている油路６８、７０等）から外周側（径方向外側）に向かって遠心力により供給（飛散）される。これにより、例えば摩擦係合要素の空転時に発生するセパレートプレート２８と摩擦材３２ｂとの接触抵抗を低減する為に摩擦材３２ｂの表面（セパレートプレート２８に係合させられる係合面、以下、摩擦材３２ｂ表面と表す）に油膜が形成される。また、この作動油は、例えば各摩擦係合要素などの潤滑要素を通過したあと、最終的にはケース１２を伝わって図示しないオイルパンに戻される。

ところで、摩擦係合要素に対して供給される作動油量が特に多いときには、作動油の排出性能が低下してセパレートプレート２８と摩擦材３２ｂとの係合面における粘性抵抗が増大する可能性がある。これに対して、油膜を形成しつつ作動油の排出性を向上させる為に、摩擦材３２ｂの表面に径方向（遠心方向、排出方向）に沿って溝を成形することが良く知られている。このような溝は本数を増加させたり溝幅を広げる程、作動油の排出性を向上させるが、その反面、セパレートプレート２８との係合面積が小さくなり単位面積当たりの面圧が上昇して摩擦材３２ｂ自体の耐久性が低下してしまう可能性がある。そこで、本実施例では、摩擦材３２ｂ自体の耐久性低下を抑制しつつ、作動油の排出性を向上させる為に、摩擦材３２ｂにおけるコアプレート３２ａとの接着面側（以下、摩擦材３２ｂ接着面と表す）に上述したような溝を成形する。以下に、その溝を具体的に例示する。

図３は、軸心Ｃ方向から見た摩擦プレート３２の正面図であり、破線は摩擦材３２ｂ接着面に成形された第１固着面溝８０を示している。また、図４は、図３の摩擦プレート３２の部分拡大斜視図である。図３、４において、摩擦材３２ｂは、摩擦材３２ｂ接着面において外周面側と内周面側とを貫通するように径方向に成形された第１固着面溝８０と、第１固着面溝８０とは円周方向に異なる位置において摩擦材３２ｂ表面側が開口するように径方向に成形された凹部溝８２とを備えている。このように、凹部溝８２に加え、摩擦材３２ｂ接着面に第１固着面溝８０を成形することで、作動油の排出性を向上させられる。更に、この第１固着面溝８０を備えてもセパレートプレート２８との係合面積は減少しない為、摩擦材３２ｂ自体の耐久性低下を抑制することができる。

また、作動油の排出性を一層向上させる為に、図５の摩擦プレート３２の部分拡大斜視図に示すように、摩擦材３２ｂを複数のセグメント部材３２ｂ１が円周方向に配置されたセグメント式の摩擦材としても良い。図５において、第１固着面溝８０は、セグメント部材３２ｂ１に成形された溝である。また、凹部溝８２は、相互に隣接するセグメント部材３２ｂ１間に形成された間隙８２ａである。見方を換えれば、間隙８２ａは凹部溝８２を可及的に深くしたものであり、各セグメント部材３２ｂ１の間を作動油を排出する溝としたものである。これによって、セパレートプレート２８との係合面積を減少することなく凹部溝８２が可及的に深くされるので、作動油の排出性が一層向上させられる。

また、作動油の排出性を一層向上させる為に、図６の摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）の部分拡大正面図に示すように、第１固着面溝８０の形状を変更しても良い。例えば、入力軸１４回転時の摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗが一方向に決まっている場合には、図６（ａ）に示すように、第１固着面溝８０は、外周面側への方向が摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗに対向するように成形されても良い。つまり、第１固着面溝８０は、径方向と略平行ではなく、回転方向Ｄｗに対向するように所定角度分傾いた斜め溝８０ａであっても良い。これによって、作動油がこの斜め溝８０ａへ入りやすく且つ斜め溝８０ａを抜けやすくなる（すなわち流れやすくなる）ので、作動油の排出性が一層向上させられる。また、図６（ｂ）に示すように、第１固着面溝８０は、内周面側から外周面側へ向かう程作動油の流路が細くなるノズル形状となるノズル溝８０ｂが成形されても良い。これによって、ノズル溝８０ｂへの引き込み効果が生じるので、作動油の排出性が一層向上させられる。つまり、ノズル溝８０ｂを通って外周側へ流される作動油の流速が上がるので、作動油の排出性が一層向上させられる。

ところで、作動油が円周方向にて凹部溝８２の壁面に当たって攪拌抵抗が生じたり、凹部溝８２を流れる作動油がその凹部溝８２から溢れて摩擦材３２ｂ表面へ流れることによって粘性抵抗を増大させる可能性がある。特に、上述したように摩擦材３２ｂをセグメント形状として溝深さを深くすると、壁面（すなわちセグメント部材３２ｂ１の円周方向における側面）に当たる作動油量が増大して攪拌抵抗を増大させたり、間隙８２ａから溢れる作動油が増大して粘性抵抗を一層増大させる可能性がある。そこで、このような攪拌抵抗や粘性抵抗を抑制する為に、第１固着面溝８０に加え、更に摩擦材３２ｂ接着面に円周方向に沿って溝を成形する。以下に、その溝を具体的に例示する。

図７は、セグメント形状の摩擦材３２ｂの別の実施例を示す摩擦プレート３２の部分拡大斜視図である。図７において、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）は、摩擦材３２ｂ接着面において第１固着面溝８０と凹部溝８２（間隙８２ａ）とを連通するように円周方向に沿って成形された第２固着面溝８４を更に備えている。これにより、凹部溝８２（間隙８２ａ）を流れる作動油の一部は第２固着面溝８４及び第１固着面溝８０を通って外周側へ流されるので、作動油の排出性が一層向上させられる。また、円周方向にて凹部溝８２（間隙８２ａ）の壁面に当たる作動油の量が低減されて攪拌抵抗が低下させられる。また、凹部溝８２（間隙８２ａ）から溢れた作動油が摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）表面へ流れる量が低減されて粘性抵抗が低下させられる。

尚、図８の摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）の部分拡大正面図に示すように、第１固着面溝８０や第２固着面溝８４は各々両端側が開口されてその両端側の面の間を貫通する溝でなくても良い。例えば、入力軸１４回転時の摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗが一方向に決まっている場合には、図８（ａ）に示すように、第２固着面溝８４は、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗに対向する側のみが開口するように成形されても良い。つまり、作動油が第２固着面溝８４へ進入する為の入り口側のみ開口しておれば良い。これによって、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗに対向する側に形成された第２固着面溝８４の開口から流れ込んだ作動油の一部が第１固着面溝８０を横切って反対側へ抜けてしまうことなく第１固着面溝８０を通って外周側へ流されるので、作動油の排出性が一層向上させられる。また、第２固着面溝８４の開口から流れ込んだ作動油の一部が第１固着面溝８０を横切って再び凹部溝８２（間隙８２ａ）へ流れ込むことが避けられるので、回転抵抗の増大が回避される。また、図８（ｂ）に示すように、第１固着面溝８０は、外周面側が少なくとも開口するように成形されても良い。このようにしても、凹部溝８２（間隙８２ａ）を流れる作動油の一部を第２固着面溝８４及び第１固着面溝８０を通って外周側へ流すという一応の作用は得られる。尚、この場合には、作動油を凹部溝８２（間隙８２ａ）を介さずに直接的に第１固着面溝８０を通して外周側へ流すという作用は得られない。従って、第１固着面溝８０を通る外周側への作動油の流れによって、第２固着面溝８４を経由して第１固着面溝８０に流れ込む作動油に対する吸い込み効果は得られない。

上述のように、本実施例によれば、摩擦材３２ｂには第１固着面溝８０とは円周方向に異なる位置において摩擦材３２ｂ表面側が開口するように径方向に凹部溝８２が成形されているので、作動油が凹部溝８２を通って外周側へ流されて作動油の排出性が向上させられる。また、摩擦材３２ｂには摩擦材３２ｂ接着面において外周面側が少なくとも開口するように径方向に第１固着面溝８０が成形されていると共に第１固着面溝８０と凹部溝８２とを連通するように円周方向に第２固着面溝８４が成形されているので、凹部溝８２を流れる作動油の一部は第２固着面溝８４及び第１固着面溝８０を通って外周側へ流される。これにより、作動油の排出性が一層向上させられる。また、円周方向にて凹部溝８２の壁面に当たる作動油の量が低減されて攪拌抵抗が低下させられたり、凹部溝８２から溢れた作動油が摩擦材３２ｂ表面へ流れる量が低減されて粘性抵抗が低下させられる。従って、摩擦係合要素において回転抵抗を低減することと作動油の排出性を向上することとを両立させることができる。また、このことは燃費を向上させることにも繋がる。また、上記別の観点では、第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４は摩擦材３２ｂ表面でなく摩擦材３２ｂ接着面側に成形されているので、摩擦材３２ｂ表面の係合面積を減少することなく作動油の排出性を向上させられる。更に、摩擦材３２ｂ表面の係合面積が減少させられないので、係合作動時の単位面積当たりの面圧が上昇して摩擦材３２ｂ自体の耐久性が低下してしまうということが抑制される。

また、本実施例によれば、摩擦材３２ｂは複数のセグメント部材３２ｂ１が円周方向に配置されたセグメント式の摩擦材であり、第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４はセグメント部材３２ｂ１に成形された溝であり、凹部溝８２は相互に隣接するセグメント部材３２ｂ１間に形成された間隙８２ａであるので、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）表面の面積を減少することなく凹部溝８２が可及的に深くされて作動油の排出性が一層向上させられる。

また、本実施例によれば、第１固着面溝８０は、外周面側への方向が摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗに対向するように成形されている斜め溝８０ａであるので、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗが決まっている場合、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗと作動油が流れる方向との相対関係から、作動油が第１固着面溝８０を抜けやすくなって作動油の排出性が一層向上させられる。

また、本実施例によれば、第１固着面溝８０は、外周面側と内周面側とを貫通するように成形されているので、作動油が直接的に第１固着面溝８０を通って外周側へ流されて作動油の排出性が一層向上させられる。また、この第１固着面溝８０が外周面側への方向が摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗに対向するように成形されている斜め溝８０ａであると、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗが決まっている場合、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗと作動油が流れる方向との相対関係から、作動油がこの第１固着面溝８０へ入りやすく且つ第１固着面溝８０を抜けやすくなるので、作動油の排出性が一層向上させられる。また、第１固着面溝８０を直接的に通る外周側への作動油の流れによって、第２固着面溝８４を経由して第１固着面溝８０に流れ込む作動油に対する吸い込み効果が生じるので、作動油の排出性が一層向上させられる。

また、本実施例によれば、第１固着面溝８０は、内周面側から外周面側へ向かう程作動油の流路が細くなるノズル形状となるノズル溝８０ｂが成形されているので、作動油の流路が細くなるノズル形状（絞り）によって、直接的に第１固着面溝８０を通って外周側へ流される作動油（すなわち直接的に第１固着面溝８０に流れ込む作動油）に対する第１固着面溝８０への引き込み効果が生じて、作動油の排出性が一層向上させられる。つまり、第１固着面溝８０を通って外周側へ流される作動油の流速が上がるので、作動油の排出性が一層向上させられる。

また、本実施例によれば、第２固着面溝８４は、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗに対向する側のみが開口するように成形されているので、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗが決まっている場合、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗと作動油が流れる方向との相対関係から、その第２固着面溝８４の開口から流れ込む作動油の一部が第１固着面溝８０を横切って反対側へ抜けてしまうことなく第１固着面溝８０を通って外周側へ流されて作動油の排出性が一層向上させられる。また、その第２固着面溝８４の開口から流れ込む作動油の一部が第１固着面溝８０を横切って再び凹部溝８２（間隙８２ａ）へ流れ込むことが避けられるので、回転抵抗の増大が回避される。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

前述の実施例では、セグメント部材３２ｂ１には、各１本の第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４が成形されていた。ここで、１本の太い溝と、その太い溝と同じ作動油の合計流通容量（溝の流通断面積）となる複数の細い溝とを比較した場合、１本の太い溝の方が係合時に応力集中を引き起こし易い為に摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）自体の耐久性が低下しやすいと考えられる。そこで、本実施例では、応力集中を分散させて耐久性を一層向上させる為に、第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４の少なくとも一方の溝は、セグメント部材３２ｂ１毎に対応する１本の太い溝よりも細い複数の溝で成形されても良い。図９は、第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４の別の実施例を示すセグメント部材３２ｂ１の部分拡大正面図である。図９において、セグメント部材３２ｂ１には、例えば第１固着面溝８０に対応する３本の細溝８０ｃ、及び第２固着面溝８４に対応する２本の細溝８４ａが成形されている。この３本の細溝８０ｃの流通断面積の合計は１本の第１固着面溝８０の流通断面積と同じとし、また２本の細溝８４ａの流通断面積の合計は１本の第２固着面溝８４の流通断面積と同じとするのが望ましい。尚、第１固着面溝８０のみ複数の細溝としても良いし、また第２固着面溝８４のみ複数の細溝としても良い。

上述のように、本実施例によれば、第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４の少なくとも一方に対応する溝は、セグメント部材３２ｂ１毎に対応する複数の細溝（８０ｃ、８４ａ）が成形されているので、例えば１本の溝と複数の溝とで作動油の流通容量を同じだけ確保する場合、複数の溝では１本の溝に比べて係合時の応力集中を分散することができて、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）自体の耐久性低下が一層抑制される。

前述の実施例では、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）に第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４が成形された。しかしながら、摩擦材３２ｂは紙で出来ている為、たとえ各溝の構成として複数の細溝を採用したとしても、摩擦材３２ｂに溝が成形される以上、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）自体の耐久性低下が懸念される。そこで、本実施例では、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）自体の耐久性低下を一層抑制する為に、セグメント部材３２ｂ１に第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４を成形するのではなく、コアプレート３２ａに第１固着面溝及び第２固着面溝を形成する。図１０は、摩擦プレート３２の別の実施例を示す部分拡大斜視図である。図１０において、摩擦材３２ｂは、複数のセグメント部材３２ｂ１が円周方向に配置されると共に、相互に隣接するセグメント部材３２ｂ１間に間隙８２ａが形成されたセグメント式の摩擦材である。コアプレート３２ａは、セグメント部材３２ｂ１が接着させられる位置において外周面側と内周面側とを貫通するように径方向に沿って形成された第１固着面溝８６と、セグメント部材３２ｂ１が接着させられる位置において第１固着面溝８６と間隙８２ａとを連通するように円周方向に沿って形成された第２固着面溝８８とを備えている。

上述のように、本実施例によれば、摩擦材３２ｂには円周方向に配置された相互に隣接するセグメント部材３２ｂ１間に間隙８２ａが形成されるので、作動油が間隙８２ａを通って外周側へ流されて摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）表面の面積を減少することなく作動油の排出性が一層向上させられる。また、コアプレート３２ａにはセグメント部材３２ｂ１が接着させられる位置において第１固着面溝８６が形成されていると共に第１固着面溝８６と間隙８２ａとを連通するように第２固着面溝８８が形成されているので、間隙８２ａを流れる作動油の一部は第２固着面溝８８及び第１固着面溝８６を通って外周側へ流される。これにより、作動油の排出性が一層向上させられる。また、円周方向にて間隙８２ａの壁面（すなわちセグメント部材３２ｂ１の円周方向における側面）に当たる作動油の量が低減されて攪拌抵抗が低下させられたり、間隙８２ａから溢れた作動油が摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）表面へ流れる量が低減されて粘性抵抗が低下させられる。従って、摩擦係合要素において回転抵抗を低減することと作動油の排出性を向上することとを両立させることができる。また、このことは燃費を向上させることにも繋がる。また、上記別の観点では、第１固着面溝８６及び第２固着面溝８８は摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）でなくコアプレート３２ａに形成されているので、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）表面の面積を減少することなく作動油の排出性を向上させられると共に、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）自体の耐久性低下が一層抑制される。更に、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）表面の面積が減少させられないので、例えば係合作動時の単位面積当たりの面圧が上昇して摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）自体の耐久性が低下してしまうということが抑制される。

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、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例における第１固着面溝８６や第２固着面溝８８は、第１固着面溝８０や第２固着面溝８４と同様に、各々両端側が開口されてその両端側の面の間を貫通する溝でなくても良い。例えば、入力軸１４回転時の摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗが一方向に決まっている場合には、第２固着面溝８８は、摩擦プレート３２の回転方向Ｄｗに対向する側のみが開口するように形成されても良い。また、第１固着面溝８０は、外周面側が少なくとも開口するように形成されても良い。

また、前述の実施例における第１固着面溝８６や第２固着面溝８８は、第１固着面溝８０や第２固着面溝８４と同様に、セグメント部材３２ｂ１毎に対応する１本の太い溝よりも細い複数の溝で形成されても良い。

また、前述の実施例では、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）に第１固着面溝８０及び第２固着面溝８４が成形されるか、又はコアプレート３２ａに第１固着面溝８６及び第２固着面溝８８が形成されるものであったが、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）に第１固着面溝８０が成形され且つコアプレート３２ａに第２固着面溝８８が形成されたり、摩擦材３２ｂ（セグメント部材３２ｂ１）に第２固着面溝８４が成形され且つコアプレート３２ａに第１固着面溝８６が形成されるなど、種々の態様が可能である。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は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。

１０：車両用自動変速機
２２：第１摩擦係合要素
２４：第２摩擦係合要素
２８：セパレートプレート
３２：摩擦プレート
３２ａ：コアプレート
３２ｂ：摩擦材
３２ｂ１：セグメント部材
３４：第１ピストン（油圧アクチュエータ）
４２：第２ピストン（油圧アクチュエータ）
５２：第３摩擦係合要素
６４：油室（油圧アクチュエータ）
８０：第１固着面溝
８０ａ：斜め溝（第１固着面溝）
８０ｂ：ノズル溝（ノズル形状となる溝、第１固着面溝）
８０ｃ：細溝（複数の溝）
８２：凹部溝
８２ａ：間隙
８４：第２固着面溝
８４ａ：細溝（複数の溝）
８６：第１固着面溝
８８：第２固着面溝
Ｂ：ブレーキ（湿式摩擦係合装置）
Ｃ１：第１クラッチ（湿式摩擦係合装置）
Ｃ２：第２クラッチ（湿式摩擦係合装置）

Claims (8)

1. 複数枚の円板状のセパレートプレートと、コアプレート及び該セパレートプレートに対向する位置において該コアプレートに固着された摩擦材を有して前記複数枚のセパレートプレートの間に介在させられている複数枚の円板状の摩擦プレートとで構成されている摩擦係合要素を備え、作動油の作用により油圧アクチュエータを介して前記摩擦係合要素が押圧されることで係合させられると共に、軸心側から外周側に向かって遠心力により作動油が前記摩擦係合要素へ供給される車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置であって、
   前記摩擦材は、前記コアプレートに固着させられる面において外周面側が少なくとも開口するように径方向に形成された第１固着面溝と、前記第１固着面溝とは円周方向に異なる位置において前記セパレートプレートに係合させられる面側が少なくとも開口するように径方向に形成された凹部溝と、前記コアプレートに固着させられる面において前記第１固着面溝と前記凹部溝とを連通するように円周方向に形成された第２固着面溝とを備えることを特徴とする車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置。
2. 前記摩擦材は、複数のセグメント部材が円周方向に配置されたセグメント式の摩擦材であり、
   前記第１固着面溝及び前記第２固着面溝は、前記セグメント部材に形成された溝であり、
   前記凹部溝は、相互に隣接する前記セグメント部材間に形成された間隙であることを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置。
3. 複数枚の円板状のセパレートプレート、及びコアプレートと前記セパレートプレートに対向する位置において該コアプレートに固着された摩擦材とを有して前記複数枚のセパレートプレートの間に介在させられている複数枚の円板状の摩擦プレートで構成されている摩擦係合要素を備え、作動油の作用により油圧アクチュエータを介して前記摩擦係合要素が押圧されることで係合させられると共に、軸心側から外周側に向かって遠心力により作動油が前記摩擦係合要素へ供給される車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置であって、
   前記摩擦材は、複数のセグメント部材が円周方向に配置されると共に、相互に隣接する該セグメント部材間に間隙が形成されたセグメント式の摩擦材であり、
   前記コアプレートは、前記摩擦材が固着させられる位置において外周面側が少なくとも開口するように径方向に形成された第１固着面溝と、前記摩擦材が固着させられる位置において前記第１固着面溝と前記間隙とを連通するように円周方向に形成された第２固着面溝とを備えることを特徴とする車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置。
4. 前記第１固着面溝及び前記第２固着面溝の少なくとも一方の溝は、前記セグメント部材毎に対応する複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項２又は３の何れか１項に記載の車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置。
5. 前記第１固着面溝は、前記外周面側への方向が前記摩擦プレートの回転方向に対向するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置。
6. 前記第１固着面溝は、前記外周面側と内周面側とを貫通するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置。
7. 前記第１固着面溝は、前記内周面側から前記外周面側へ向かう程前記作動油の流路が細くなるノズル形状となる溝が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置。
8. 前記第２固着面溝は、前記摩擦プレートの回転方向に対向する側のみが開口するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の車両用自動変速機の湿式摩擦係合装置。

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