JP2017180751A - 動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な場合に適切なキャンセル油圧が発生できる機能を維持しつつ、ピストンの移動の応答性を向上できる動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造を提供する。
【解決手段】動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造は、回転可能に設けられたクラッチドラム１０２と、クラッチドラムに設けられたシリンダ部に当該クラッチドラムの軸方向に移動可能に支持されたピストン１０８であって、シリンダ部とピストンとの間に設けられた加圧室１２０の油圧によって軸方向の一方に移動するピストンと、軸方向の他方からピストンに遠心油圧を印加する作動油が収容されるキャンセル室を、ピストンとの間に設けるキャンセルプレート１１０と、キャンセルプレートに設けられた貫通孔１３４におけるキャンセル室からの作動油の流出を許容するとともに貫通孔におけるキャンセル室への作動油の流入を禁止し、閉弁方向にプリロードが与えられた逆止弁１３２と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造に関する。

従来、車両の自動変速機に含まれる動力伝達装置として、クラッチを動かすピストンに関して、当該ピストンを収容するシリンダ内の作動油に作用した遠心力に基づく油圧（以下、遠心油圧と称される）によって、当該ピストンが不本意に動作しないよう、遠心油圧キャンセラが設けられたものが、知られている。

遠心油圧キャンセラでは、ピストンを挟んだシリンダ室の反対側にキャンセル室が設けられる。キャンセル室に収容された作動油からピストンに作用する遠心油圧によって、シリンダ室に収容された作動油からピストンに作用する遠心油圧が、相殺される。

キャンセル室が設けられたクラッチドラムの非回転状態が比較的長く続くと、キャンセル室の作動油が抜け落ちてしまう場合がある。キャンセル室から作動油が抜けてしまうと、遠心油圧キャンセラの効果は得られない。そこで、キャンセル室内とキャンセル室外とを繋ぐ通路に、クラッチドラムの回転状態では開き非回転状態では閉じる弁が設けられた遠心油圧キャンセラが、提案されている（特許文献１）。特許文献１において、弁は、上記通路において、キャンセル室内からキャンセル室外への作動油の流れを禁止し、キャンセル室外からキャンセル室内への作動油の流れを許容する逆止弁である。クラッチドラムの回転状態では、弁体が遠心力によって閉弁位置から開弁位置へ移動して開弁状態となるため、キャンセル室内からキャンセル室外への作動油の流れが許容される。他方、クラッチドラムの非回転状態では、弁体は閉弁位置に留まるため、キャンセル室内からキャンセル室外への作動油の流れが禁止される。

特開２０１０−９１０８３号公報

上記特許文献１の遠心油圧キャンセル構造の場合、弁が閉じた状態では、キャンセル室内に作動油が留まる。よって、弁が閉じた状態で、シリンダ室内の油圧の上昇によりピストンが動作しようとしても、キャンセル室内に留まった作動油によって、ピストンの動作が妨げられてしまう。また、上記特許文献１の遠心油圧キャンセラ構造の場合、クラッチドラムの非回転状態にあっては、弁が閉じている。したがって、上記特許文献１の遠心油圧キャンセラ構造が、クラッチドラムの非回転状態においてピストンの動作が必要となるクラッチに適用された場合、ピストンが動作し難く、ひいては、クラッチの遮断状態から接続状態への切り替えの応答性が低下してしまう虞があった。

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、クラッチドラムの非回転状態において、キャンセル室からの作動油の抜けを防止できるとともに、所要のクラッチの応答性を得ることが可能な動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造を提供することである。

本発明の一態様である動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造は、回転可能に設けられたクラッチドラムと、上記クラッチドラムに設けられたシリンダ部に当該クラッチドラムの軸方向に移動可能に支持されたピストンであって、上記シリンダ部と上記ピストンとの間に設けられた加圧室の油圧によって上記軸方向の一方に移動するピストンと、上記軸方向の他方から上記ピストンに遠心油圧を印加する作動油が収容されるキャンセル室を、上記ピストンとの間に設けるキャンセルプレートと、上記キャンセルプレートに設けられた貫通孔における上記キャンセル室からの作動油の流出を許容するとともに上記貫通孔における上記キャンセル室への作動油の流入を禁止し、閉弁方向にプリロードが与えられた逆止弁と、を備える。

上記構成によれば、上記逆止弁は、閉弁方向にプリロードが与えられている。クラッチドラムの非回転状態にあっては、当該プリロードによって、逆止弁の閉弁状態が維持されることにより、キャンセル室からの作動油の抜けを防止できる。他方、ピストンの動作に伴うキャンセル室の油圧の上昇により、逆止弁はプリロードに抗って開弁状態となり、これにより、キャンセル室の作動油は、貫通孔を介して流出できる。よって、クラッチドラムの非回転状態においてピストンの動作が必要となる場合にあっても、十分なクラッチの応答性を得ることができる。

図１は、実施形態に係る遠心油圧キャンセル構造を含む動力伝達装置の概略構成図である。 図２は、実施形態に係る遠心油圧キャンセル構造を含む動力伝達装置における各変速段とクラッチおよびブレーキの作動状態の関係を示す作動表である。 図３は、実施形態に係る遠心油圧キャンセル構造を含む動力伝達装置における各回転要素（ギヤ）の回転速度を示す速度線図である。 図４は、第１実施形態に係る遠心油圧キャンセル構造の模式図である。 図５は、第１実施形態に係る遠心油圧キャンセル構造の逆止弁の拡大断面図である。 図６は、第２実施形態に係る遠心油圧キャンセル構造の模式図である。 図７は、実施形態に係る遠心油圧キャンセル構造の逆止弁の変形例を示す拡大断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、それらの構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも１つを得ることが可能である。

以下に、実施形態の動力伝達装置の構成を図１から図３を参照して説明する。なお、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。

図１は、実施形態に係る遠心油圧キャンセル構造を含む動力伝達装置２０の概略構成図である。図１に示す動力伝達装置２０は、前輪駆動車両に搭載されるエンジンのクランクシャフトに接続されるとともに、エンジンからの動力を左右の駆動輪（前輪）に伝達可能である。なお、動力伝達装置２０はこれに限らない。

図１に示すように、動力伝達装置２０は、例えばアルミ合金製のトランスミッションケース２２と、当該トランスミッションケース２２の内部に収容される発進装置（流体伝動装置）２３と、オイルポンプ２４と、自動変速機２５と、ギヤ機構（ギヤ列）４０と、デファレンシャルギヤ（差動機構）５０およびトランスミッションケース２２に取り付けられる油圧制御装置６０とを有する。

発進装置２３は、入力側のポンプインペラ２３ｐと、出力側のタービンランナ２３ｔと、ステータ２３ｓと、ワンウェイクラッチ２３ｏと、ロックアップクラッチ２３ｃと、ダンパ２３ｄとを有するトルクコンバータである。ただし、発進装置２３は、ステータ２３ｓを有さない流体継手であっても良い。

ポンプインペラ２３ｐは、エンジンのクランクシャフトに接続される。タービンランナ２３ｔは、自動変速機２５の入力軸（入力部材）２６に接続される。ステータ２３ｓは、ポンプインペラ２３ｐ及びタービンランナ２３ｔの内側に配置され、タービンランナ２３ｔからポンプインペラ２３ｐへの作動油の流れを整流する。ワンウェイクラッチ２３ｏは、ステータ２３ｓの回転方向を一方向に制限する。

オイルポンプ２４は、ポンプアッセンブリと、外歯ギヤと、内歯ギヤと、を有するギヤポンプである。ポンプアッセンブリは、ポンプボディとポンプカバーとを有する。外歯ギヤは、ハブを介して発進装置２３のポンプインペラ２３ｐに接続される。内歯ギヤは、当該外歯ギヤに噛合する。オイルポンプ２４は、エンジンからの動力により駆動され、オイルパンに貯留されている作動油（ＡＴＦ）を吸引して油圧制御装置６０へと圧送する。油圧制御装置６０は、発進装置２３や自動変速機２５により要求される油圧を生成する。

自動変速機２５は、例えば、８段変速式の変速機として構成される。自動変速機２５は、入力軸２６と、ダブルピニオン式の第１遊星歯車機構３０と、ラビニヨ式の第２遊星歯車機構３５と、入力側から出力側までの動力伝達経路を変更するための四つのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びＣ４、二つのブレーキＢ１，Ｂ２、及びワンウェイクラッチＦ１と、を有する。

自動変速機２５の第１遊星歯車機構３０は、サンギヤ３１と、リングギヤ３２と、二つのピニオンギヤ３３ａ，３３ｂと、プラネタリキャリヤ３４とを有する。サンギヤ３１は、外歯歯車である。リングギヤ３２は、サンギヤ３１と同心円上に配置される内歯歯車である。ピニオンギヤ３３ａ，３３ｂは、互いに噛合するとともに、一方がサンギヤ３１に、他方がリングギヤ３２に噛合する。プラネタリキャリヤ３４は、二つのピニオンギヤ３３ａ，３３ｂの組を自転自在（回転自在）且つ公転自在に複数保持する。

第１遊星歯車機構３０のサンギヤ３１は、トランスミッションケース２２に固定される。第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリヤ３４は、入力軸２６に一体回転可能に連結される。第１遊星歯車機構３０は、いわゆる減速ギヤとして構成されており、入力要素であるプラネタリキャリヤ３４に伝達された動力を減速して出力要素であるリングギヤ３２から出力する。

自動変速機２５の第２遊星歯車機構３５は、第１サンギヤ３６ａと、第２サンギヤ３６ｂと、リングギヤ３７と、複数のショートピニオンギヤ３８ａと、複数のロングピニオンギヤ３８ｂと、プラネタリキャリヤ３９とを有する。第１サンギヤ３６ａ及び第２サンギヤ３６ｂは、外歯歯車である。リングギヤ３７は、第１及び第２サンギヤ３６ａ，３６ｂと同心円上に配置される内歯歯車である。ショートピニオンギヤ３８ａは、第１サンギヤ３６ａに噛合する。ロングピニオンギヤ３８ｂは、第２サンギヤ３６ｂ及び複数のショートピニオンギヤ３８ａに噛合するとともにリングギヤ３７に噛合する。プラネタリキャリヤ３９は、複数のショートピニオンギヤ３８ａ及び複数のロングピニオンギヤ３８ｂを自転自在（回転自在）かつ公転自在に保持する。

第２遊星歯車機構３５のリングギヤ３７は、自動変速機２５の出力部材として機能する。入力軸２６からリングギヤ３７に伝達された動力は、ギヤ機構４０、デファレンシャルギヤ５０、及びドライブシャフト５１を介して左右の駆動輪に伝達される。また、プラネタリキャリヤ３９は、ワンウェイクラッチＦ１を介してトランスミッションケース２２により支持される。当該プラネタリキャリヤ３９の回転方向は、ワンウェイクラッチＦ１により一方向に制限される。

クラッチＣ１は、ピストンと、複数の摩擦プレートと、複数のセパレータプレートと、作動油が供給される油室とを有する油圧サーボを有する多板摩擦式油圧クラッチ（摩擦係合要素）である。クラッチＣ１は、第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３２と第２遊星歯車機構３５の第１サンギヤ３６ａとを互いに接続するとともに、リングギヤ３２及び第１サンギヤ３６ａの接続を解除することができる。

クラッチＣ２は、ピストンと、複数の摩擦プレートと、複数のセパレータプレートと、作動油が供給される油室とを有する油圧サーボを有する多板摩擦式油圧クラッチである。クラッチＣ２は、入力軸２６と第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリヤ３９とを互いに接続するとともに、入力軸２６及びプラネタリキャリヤ３９の接続を解除することができる。

クラッチＣ３は、ピストンと、複数の摩擦プレートと、複数のセパレータプレートと、作動油が供給される油室とを有する油圧サーボを有する多板摩擦式油圧クラッチである。クラッチＣ３は、第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３２とクラッチＣ１のクラッチドラムとを互いに接続するとともに、リングギヤ３２及びクラッチＣ１のクラッチドラムの接続を解除することができる。

クラッチＣ４は、ピストンと、複数の摩擦プレートと、複数のセパレータプレートと、作動油が供給される油室とを有する油圧サーボを有する多板摩擦式油圧クラッチである。クラッチＣ４は、第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリヤ３４と第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂとを互いに接続するとともに、プラネタリキャリヤ３４及び第２サンギヤ３６ｂの接続を解除することができる。

ブレーキＢ１は、複数の摩擦プレートと、複数のセパレータプレートと、作動油が供給される油室とを有する油圧サーボを有する多板摩擦式油圧ブレーキである。ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂをトランスミッションケース２２に回転不能に固定するとともに、第２サンギヤ３６ｂのトランスミッションケース２２に対する固定を解除することができる。

ブレーキＢ２は、複数の摩擦プレートと、複数のセパレータプレートと、作動油が供給される油室とを有する油圧サーボを有する多板摩擦式油圧ブレーキである。ブレーキＢ２は、第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリヤ３９をトランスミッションケース２２に回転不能に固定するとともに、プラネタリキャリヤ３９のトランスミッションケース２２に対する固定を解除することができる。

ワンウェイクラッチＦ１は、第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリヤ３９に連結（固定）されるインナーレースと、アウターレースと、複数のスプラグと、複数のスプリング（板バネ）と、保持器とを有する。ワンウェイクラッチＦ１は、インナーレースに対してアウターレースが一方向に回転した際に各スプラグを介してトルクを伝達するとともに、インナーレースに対してアウターレースが他方向に回転した際にインナーレース及びアウターレースを相対回転させる。ただし、ワンウェイクラッチＦ１は、ローラ式といったようなスプラグ式以外の構成を有するものであっても良い。

これらのクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２及びワンウェイクラッチＦ１は、油圧制御装置６０による作動油の給排を受けて動作する。図２は、一つの実施形態の自動変速機２５の各変速段と、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２、及びワンウェイクラッチＦ１の作動状態との関係を表した作動表である。自動変速機２５では、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦ１を図２に示すように係合または解放させて接続関係を変更することで、前進回転方向に８通りおよび後進回転方向に２通りの動力伝達経路、すなわち第１速段から第８速段の前進段と第１速段から第２速段の後進段とを設定することができる。なお、図２において、「白丸」は係合、「黒丸」はエンジンブレーキ時に係合することを意味する。また、図３は、自動変速機２５が変速した際の各回転要素、例えばサンギヤ３１、リングギヤ３２、プラネタリキャリヤ３４、第２サンギヤ３６ｂ、プラネタリキャリヤ３９、リングギヤ３７、第１サンギヤ３６ａにおける回転速度の関係を例示する速度線図である。

例えば、前進第１速段（１ｓｔ）は、クラッチＣ１とワンウェイクラッチＦ１を係合させるとともに、残りのクラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２を解放させることにより形成される。なお、エンジンブレーキ状態のときにはブレーキＢ２も係合する。

前進第２速段（２ｎｄ）は、クラッチＣ１とブレーキＢ１を係合させるとともに、残りのクラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ４、ブレーキＢ２およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

前進第３速段（３ｒｄ）は、クラッチＣ１，Ｃ３を係合させるとともに、残りのクラッチＣ２，Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

前進第４速段（４ｔｈ）は、クラッチＣ１，Ｃ４を係合させるとともに、残りのクラッチＣ２，Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

前進第５速段（５ｔｈ）は、クラッチＣ１，Ｃ２を係合させるとともに、残りのクラッチＣ３，Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

前進第６速段（６ｔｈ）は、クラッチＣ２，Ｃ４を係合させるとともに、残りのクラッチＣ１，Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

前進第７速段（７ｔｈ）は、クラッチＣ２，Ｃ３を係合させるとともに、残りのクラッチＣ１，Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

前進第８速段（８ｔｈ）は、クラッチＣ２、ブレーキＢ１を係合させるとともに、残りのクラッチＣ１，Ｃ３，Ｃ４、ブレーキＢ２およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

後進第１段（ＲＥＶ１）は、クラッチＣ３、ブレーキＢ２を係合させるとともに、残りのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ４、ブレーキＢ１およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

後進第２段（ＲＥＶ２）は、クラッチＣ４、ブレーキＢ２を係合させるとともに、残りのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３、ブレーキＢ１およびワンウェイクラッチＦ１を解放させることにより形成される。

図１に戻り、ギヤ機構４０は、カウンタドライブギヤ４１と、カウンタシャフト４２と、カウンタドリブンギヤ４３と、ドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）４４と、デフリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）４５とを有する。

カウンタドライブギヤ４１は、自動変速機２５の第２遊星歯車機構３５のリングギヤ３７に連結される。カウンタシャフト４２は、自動変速機２５の入力軸２６と平行に延びる。カウンタドリブンギヤ４３は、カウンタシャフト４２に固定されるとともに、カウンタドライブギヤ４１に噛合する。ドライブピニオンギヤ４４は、カウンタドリブンギヤ４３から軸方向に離間するようにカウンタシャフト４２に一体に成形（あるいは固定）される。デフリングギヤ４５は、ドライブピニオンギヤ４４に噛合するとともにデファレンシャルギヤ５０に連結される。

第１実施形態
上述したように構成される動力伝達装置２０に適用可能な遠心油圧キャンセル構造を備えるクラッチ機構を以下に示す。本実施形態の遠心油圧キャンセル構造は、例えば、遮断状態から接続状態への切り替わりによりクラッチドラムを非回転状態から回転状態とするクラッチであって、クラッチドラムに支持された摩擦係合要素を、加圧室の油圧によって軸方向の一方に押すピストンを有するようなクラッチに利用することが好適である。一例としては、本実施形態の遠心油圧キャンセル構造を、図１におけるクラッチＣ４に適用することで効果を得ることができる。

図４は、クラッチＣ４の拡大図である。クラッチＣ４は、クラッチハブ１００と、クラッチドラム１０２と、摩擦プレート１０４と、セパレータプレート１０６と、ピストン１０８と、キャンセルプレート１１０と有する。なお、以下では、回転中心Ａの軸方向を単に軸方向と称し、回転中心Ａの径方向を単に径方向と称する。

クラッチハブ１００は、動力入力部材としての第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリヤ３４に一体化（連結）され、当該プラネタリキャリヤ３４と一体に回転する。クラッチドラム１０２は、動力出力部材（動力の伝達対象）としての第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂに連結（固定）され、当該第２サンギヤ３６ｂと一体に回転する。

クラッチドラム１０２は、自動変速機２５の回転中心Ａ（入力軸２６の軸）を中心として回転可能に設けられた略円筒状の外周壁部１１２と、略円盤状の底壁部１１４と、略円筒状の内周壁部１１６とを有する。外周壁部１１２は、クラッチドラム１０２の回転中心Ａの軸方向に延びている。さらに、外周壁部１１２は、クラッチＣ３のクラッチドラムに係合（固定）され、当該クラッチＣ３のクラッチドラムと連結部材とを介して第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂに連結される。底壁部１１４は、外周壁部１１２の軸方向の一端（図４では右端）から径方向の内方に延びている。内周壁部１１６は、底壁部１１４の内周部から外周壁部１１２の内側に位置するように軸方向に延びている。外周壁部１１２、底壁部１１４、及び内周壁部１１６は、例えばアルミニウム合金等を鋳造することにより一体に成形される。

クラッチドラム１０２の内周壁部１１６には、図示を省略しているが例えば鉄製のスリーブが嵌合され、このスリーブ内に、環状のフロントサポートが嵌挿される。フロントサポートは、クラッチＣ４及び当該クラッチＣ４を収容するトランスミッションケース２２に固定され、当該トランスミッションケース２２の一部を形成する。

クラッチドラム１０２の内周壁部１１６は、トランスミッションケース２２のフロントサポートにより回転自在に支持される。なお、フロントサポートの筒状部に、発進装置２３（トルクコンバータ）のステータ２３ｓに連結されたステータシャフトが、ワンウェイクラッチ２３ｏを介して回転不能に連結（固定）される。

クラッチドラム１０２の底壁部１１４は、外側底壁部１１４ａと、内側底壁部１１４ｂ、接続壁部１１４ｃとを有する。外側底壁部１１４ａは、外周壁部１１２の基端から内周壁部１１６側（内方）に向かって延びている。内側底壁部１１４ｂは、外側底壁部１１４ａに対してエンジン側（クラッチドラム１０２の開放側の端部と反対側すなわち図４おける右側）にずれた位置に設けられるとともに、外側底壁部１１４ａと内周壁部１１６との間に延びる。接続壁部１１４ｃは、略円筒状で軸方向に延び、外側底壁部１１４ａと内側底壁部１１４ｂとを接続する。したがって、底壁部１１４は、内周側が突出した段付構造となる。また、クラッチドラム１０２は、内側壁部１１４ｂ、接続壁部１１４ｃ、内周壁部１１６によってピストン１０８を収容するシリンダ部を形成する。

摩擦プレート１０４は、軸方向に移動可能にクラッチハブ１００に支持されている。クラッチハブ１００の外周面１００ａには、スプライン１００ｂが設けられる。スプライン１００ｂは、軸方向に延び、各摩擦プレート１０４の内周部に形成された凹凸部と係合可能である。つまり、クラッチハブ１００のスプライン１００ｂに、軸方向に移動可能に、複数の摩擦プレート１０４が嵌合されて、摩擦プレート１０４とクラッチハブ１００とが一体的に回転する。摩擦プレート１０４は、両面に摩擦材が貼着された環状部材である。

セパレータプレート１０６は、クラッチドラム１０２の軸方向に移動可能にクラッチドラム１０２に支持されている。クラッチドラム１０２の外周壁部１１２の内周面１１２ａには、スプライン１１２ｂが設けられる。スプライン１１２ｂは、クラッチドラム１０２の軸方向に延び、各セパレータプレート１０６の外周部に形成された凹凸部と係合可能である。つまり、外周壁部１１２のスプライン１１２ｂに、クラッチドラム１０２の軸方向に移動可能に、複数のセパレータプレート１０６が嵌合されて、セパレータプレート１０６とクラッチハブ１００とが一体的に回転する。この場合、セパレータプレート１０６は、軸方向において、クラッチハブ１００のスプライン１００ｂに嵌合された複数の摩擦プレート１０４と交互に配置される。また、外周壁部１１２のスプライン１１２ｂには、その端部、例えば図４における摩擦プレート１０４のうち最も左に位置する摩擦プレート１０４と当接可能となるようにバッキングプレート（外摩擦板）１０６ａが嵌合される。バッキングプレート１０６ａは、外周壁部１１２に装着されたスナップリング１１２ｃにより軸方向に支持される。セパレータプレート１０６は、両面が平滑に形成された環状部材である。

ピストン１０８は、クラッチドラム１０２に設けられたシリンダ部に当該クラッチドラム１０２の軸方向に移動可能に支持され、摩擦プレート１０４とセパレータプレート１０６とをクラッチドラム１０２の軸方向に押圧して係合させる。内周壁部１１６の外周面は、ピストン１０８をクラッチドラム１０２の軸方向に移動自在に支持する。ピストン１０８は、受圧部１０８ａと、押圧部１０８ｂと、円筒状の延出部１０８ｃとを有する。受圧部１０８ａの内周部は、内周壁部１１６の外周面により移動自在に支持される。また、受圧部１０８ａの外周部は、接続壁部１１４ｃにより移動自在に支持される。押圧部１０８ｂは、受圧部１０８ａの外周部と延出部１０８ｃを介して接続されて、最もエンジン側（図４における右側）に位置するセパレータプレート１０６と当接する。

押圧部１０８ｂの外周部に、クラッチドラム１０２の外周壁部１１２のスプライン１１２ｂと係合可能な凹凸部が形成される。これにより、ピストン１０８は、スプライン１１２ｂによってもガイドされる。また、ピストン１０８の延出部１０８ｃは、クラッチドラム１０２の底壁部１１４の一部を形成する接続壁部１１４ｃと嵌合される。延出部１０８ｃの外周面と接続壁部１１４ｃの内周面との間にはＯリング１１８等のシール部材が配置される。また、受圧部１０８ａと内周壁部１１６との間にはＯリング１１９等のシール部材が配置される。これにより、クラッチドラム１０２の底壁部１１４の内側壁部１１４ｄ（シリンダ部の一部）とピストン１０８の受圧部１０８ａの受圧面１０８ｄとの間にクラッチＣ４を係合させるための作動油が供給される加圧室１２０が形成される。

クラッチドラム１０２の内周壁部１１６は、遠心油圧キャンセル構造を形成するキャンセルプレート１１０を、クラッチドラム１０２と一体回転するように支持する。キャンセルプレート１１０は、ピストン１０８を挟んで加圧室１２０とは反対側（図４における左側）に位置する。キャンセルプレート１１０は、略円盤状の内側隔壁部１１０ａと、略円盤状の外側隔壁部１１０ｂと、接続隔壁部１１０ｃとを有する。接続隔壁部１１０ｃは、内側隔壁部１１０ａの外径側と外側隔壁部１１０ｂの内径側とを接続する。内側隔壁部１１０ａの内径側端部１１０ｄは、内周壁部１１６に装着されたスナップリング等により軸方向に支持される。また、外側隔壁部１１０ｂの外径側端部１１０ｅには、シール部材１２２（例えばリップシール）が装着される。シール部材１２２は、ピストン１０８の延出部１０８ｃの内周面に摺接する。これにより、キャンセルプレート１１０は、ピストン１０８の背面１０８ｅとキャンセルプレート１１０のキャンセル室内面１１０ｆとにより、クラッチドラム１０２が回転したときに加圧室１２０内で発生する遠心油圧をキャンセルするためのキャンセル遠心油圧を発生するためのキャンセル室１２４を形成する。

キャンセルプレート１１０のキャンセル室内面１１０ｆとピストン１０８の背面１０８ｅとの間には、ピストン１０８の押圧部１０８ｂをセパレータプレート１０６から離間させた状態に付勢するための複数のリターンスプリング１２６が配置されている。

クラッチＣ４の加圧室１２０には、図１に示す油圧制御装置６０から作動油（クラッチＣ４の係合油圧）が内周壁部１１６に設けられた油路１２８を通って供給される。その結果、ピストン１０８の押圧部１０８ｂは、油圧制御装置６０の油圧制御にしたがったタイミングおよび移動速度でセパレータプレート１０６に向かって移動し、セパレータプレート１０６と摩擦プレート１０４とを押圧してクラッチＣ４を係合状態とする。また、油圧制御装置６０の油圧制御により加圧室１２０から作動油を排出することでピストン１０８を逆方向（図４の右方向）に移動させて、押圧部１０８ｂをセパレータプレート１０６から離反させ、セパレータプレート１０６と摩擦プレート１０４との押圧を解除してクラッチＣ４を解放状態とする。

キャンセル室１２４には、内周壁部１１６に設けられた供給油路１３０を通して、作動油（例えばキャンセル油、ドレン油）が供給される。クラッチドラム１０２が回転している場合、加圧室１２０内では遠心力によって作動油が径方向外方に移動して受圧面１０８ｄを軸方向の一方（図４の左方）に押圧するような油圧（遠心油圧）が発生する。つまり、油圧制御装置６０による制御とは別に、押圧部１０８ｂをセパレープレート１０６に向けて移動させるような油圧が発生する。一方でキャンセル室１２４内でも遠心力によって作動油が径方向外方に移動して、背面１０８ｅを軸方向他方（図４の右方）に押圧するような油圧（遠心油圧）が発生する。つまり、押圧部１０８ｂをセパレータプレート１０６から離間させるような油圧（加圧室１２０で発生する遠心油圧とは逆方向のキャンセル遠心油圧）が発生する。その結果、加圧室１２０で発生した遠心油圧をキャンセル室１２４で発生したキャンセル遠心油圧によって相殺することができる。

本実施形態のキャンセルプレート１１０には、逆止弁１３２が設けられている。キャンセルプレート１１０には、キャンセル室内面１１０ｆとその反対側であるキャンセル室外面１１０ｇとの間で貫通する貫通孔１３４が設けられており、逆止弁１３２は、貫通孔１３４に設けられている。この逆止弁１３２は、貫通孔１３４におけるキャンセル室１２４からの作動油の流出を許容し、貫通孔１３４におけるキャンセル室１２４への作動油の流入を禁止するように構成されている。貫通孔１３４は、図５に示すように、キャンセル室内面１１０ｆ側の細径孔１３４ａとキャンセル室外面１１０ｇ側の細径孔１３４ａより大径の大径孔１３４ｂとが連結されて形成される段付孔である。貫通孔１３４の連結部は、キャンセル室内面１１０ｆ側からキャンセル室外面１１０ｇ側に向かい拡径するテーパ面の弁座を形成し、当該弁座に弁体であるチェックボール１３６がスプリング１３８によって弁座方向（細径孔１３４ａの方向）に付勢されている。スプリング１３８は、大径孔１３４ｂの一部に設けられた突起部等のステイ１３８ａによって支持されている。

キャンセル室１２４の油圧によりチェックボール１３６を開弁方向に押す力がスプリング１３８の弾性的な付勢力（プリロード）を越えた場合、チェックボール１３６が大径孔１３４ｂ側に移動（開弁）して、キャンセル室１２４内の作動油がキャンセル室外面１１０ｇ側へ流出することを許容する。また、キャンセル室１２４の油圧がスプリング１３８の付勢力以下の場合、逆止弁１３２は閉弁状態を維持して、キャンセル室外面１１０ｇ側からキャンセル室１２４への作動油の流入を禁止する。また、キャンセル室１２４内の作動油のキャンセル室外面１１０ｇ側への流出（漏れ）を禁止する。

例えば、クラッチＣ４は、クラッチドラム１０２の非回転状態で加圧室１２０に作動油を供給して昇圧させて、ピストン１０８（押圧部１０８ｂ）をセパレータプレート１０６に向けて移動させて、クラッチ係合（接続）状態にする場合がある。例えば、図２において、前進第８速段（８ｔｈ）から前進第６速段（６ｔｈ）にシフトダウンする場合、図１、図４に示されるように、クラッチＣ４のクラッチドラム１０２は、第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂに連結されているので、図２に示されるように、前進第８速段では、クラッチＣ４のクラッチドラム１０２は、ブレーキＢ１によって非回転状態になっている。そして、図３に示されるように、クラッチドラム１０２の非回転状態でクラッチＣ４を係合させた後、クラッチドラム１０２を回転させることになる。このような場合に、仮に、キャンセル室１２４に作動油が残っていると、その残っている作動油がピストン１０８をクラッチ係合方向に移動させる場合の抵抗になってしまうことがある。つまり、クラッチＣ４の接続時の応答性の低下の原因になる場合がある。この点、逆止弁１３２を備える本実施形態の遠心油圧キャンセル構造の場合、加圧室１２０の昇圧によりピストン１０８が係合方向（図４の左方向）に移動した場合、キャンセル室１２４の油圧は上昇する。そして、キャンセル室１２４の油圧によりチェックボール１３６を開弁方向に押す力がスプリング１３８の弾性的な付勢力（プリロード）を越えた時点で、逆止弁１３２が開弁し、キャンセル室１２４内の作動油のキャンセル室外面１１０ｇ側への流出を許容する。したがって、スプリング１３８の付勢力を適宜設定して逆止弁１３２の開弁圧を設定しておくことにより、キャンセル室１２４に残留する作動油がピストン１０８の移動の妨げになることを低減し、クラッチＣ４の応答性を向上させることができる。なお、クラッチＣ４の場合、前進第８速段（８ｔｈ）から前進第４速段（４ｔｈ）にシフトダウンする場合もクラッチドラム１０２が非回転状態でクラッチ接続を行うことになるので、同様の効果を得ることができる。なお、逆止弁１３２は、クラッチドラム１０２が回転している状態であっても、加圧室１２０の昇圧に応じて開弁する。また、逆止弁１３２は、クラッチドラム１０２の回転状態にあっては、チェックボール１３６（弁体）に作用した遠心力により、当該チェックボール１３６が閉弁位置から開弁位置へ移動し、逆止弁１３２が開弁状態となるよう、構成されてもよい。すなわち、クラッチドラム１０２の回転状態において逆止弁１３２が閉弁状態を維持することは、必須では無い。

この場合、逆止弁１３２の開弁圧は適宜設定できる。例えば、開弁圧の下限値は、クラッチドラム１０２の回転により貫通孔１３４が車両上下方向で最も下方となる位置（下死点）にきたときの作動油の自重により開弁しない圧力に設定することができる。例えば、キャンセル室１２４における貫通孔１３４の下死点よりも上方の容積をＶとし、下死点を通り車両上下方向と交差する断面積をＳ、作動油の密度をρとしたとき、逆止弁１３２の開弁圧は、ｐ＞Ｖ×ρ／Ｓに設定することができる。

このように、逆止弁１３２の開弁圧を設定することにより、クラッチドラム１０２の非回転状態や作動油が供給されていないような状態において、キャンセル室１２４から作動油が必要以上に流出することがなくなる。つまり、キャンセル室１２４の作動油の保持性を向上し、クラッチドラム１０２が回転した際に必要なキャンセル遠心油圧を発生させることができる。

逆止弁１３２は、キャンセルプレート１１０に少なくとも１つ形成されればよいが、略円環状のキャンセルプレート１１０の周方向に等間隔で複数形成されることが望ましい。例えば、周方向に４個設けることで、キャンセル室１２４内の油圧の偏りを軽減して、ピストン１０８の移動をよりスムーズにすることができる。

なお、貫通孔１３４（逆止弁１３２）のキャンセルプレート１１０における回転中心からの位置によりキャンセル室１２４に保持される作動油の量が決まる。つまり、貫通孔１３４の位置（回転中心からの半径Ｒ）は、キャンセル室１２４内で貫通孔１３４の位置よりも径方向外側に収容される作動油によって所要のキャンセル遠心油圧が得られるように設定される。貫通孔１３４は、例えば、キャンセルプレート１１０の径方向の外側の外径側端部１１０ｅよりも径方向の内側の内径側端部１１０ｄに近い位置に設けられる。つまり、図４において、二点鎖線Ｂで示される位置より外周側の円筒領域に作動油が保持可能となり、キャンセル遠心油圧を生じさせる作動油の容積を確保しやすくなる。また、二点鎖線Ｂで示される位置より内側の円筒領域の作動油は、逆止弁１３２により排出可能となる。

上述の説明では、クラッチＣ４に適用した遠心油圧キャンセル構造を示したが、クラッチＣ３にもこの遠心油圧キャンセル構造は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。クラッチ３Ｃの場合、前進第２速段（２ｔｈ）から前進第３速段（３ｔｈ）にシフトアップする場合、前進第８速段（８ｔｈ）から前進第７速段（７ｔｈ）にシフトダウンする場合、前進第８速段（８ｔｈ）から前進第３速段（３ｔｈ）にシフトダウンする場合にもクラッチドラム１０２が非回転状態でクラッチ接続動作をすることになる。したがって、本実施形態の遠心油圧キャンセル構造を備えることで、上述シフトチェンジの際の応答性の向上が可能となる。

第２実施形態
第１実施形態で示した構造により、クラッチＣ４が非回転状態で加圧室１２０に作動油を供給してピストン１０８を係合方向に移動させる場合に、キャンセル室１２４に存在する作動油が抵抗にならないようにできる。一方、図６に示すように、クラッチＣ４が係合状態（クラッチ接続状態）から解放状態（クラッチ遮断状態）に移行する場合、例えば、前進第６速段（６ｔｈ）から前進第５速段（５ｔｈ）にシフトダウンする場合、油圧制御装置６０は加圧室１２０から作動油を排出させる。その結果、ピストン１０８の受圧部１０８ａが加圧室１２０側（図６の右方向）に移動して係合を解除する。それに伴いキャンセル室１２４は容積拡大となる。この場合、クラッチドラム１０２は回転状態でありキャンセル室１２４には作動油で満たされている場合があるが、キャンセル室１２４は容積拡大に伴い内部が負圧となるので、キャンセルプレート１１０に設けられた逆止弁１３２は閉弁状態となる。つまり、キャンセル室１２４は略密封状態となり、ピストン１０８の解放方向への移動の抵抗となる場合がある。

そこで、第２実施形態の遠心油圧キャンセル構造のキャンセルプレート１１０は、貫通孔１３４（逆止弁１３２）よりもクラッチドラム１０２の回転中心の近くに開口部１４０を備えている。この開口部１４０は、キャンセルプレート１１０を挟んでキャンセル室１２４と当該キャンセル室１２４の反対側とを繋ぐ。つまり、開口部１４０は、キャンセルプレート１１０を貫通してキャンセル室外面１１０ｇとキャンセル室内面１１０ｆとを連通させている。

この開口部１４０は、略円環状のキャンセルプレート１１０に一つだけ設けられている。例えば、同様な開口部１４０がキャンセルプレート１１０に複数形成された場合、いずれかの開口部１４０が空気の入口となり、他の開口部１４０が作動油の出口になってしまう。つまり、キャンセル室１２４の作動油の保持を十分に行えなくなってしまう場合がある。一方、開口部１４０をキャンセルプレート１１０に一つだけ形成した場合、作動油が流出するための空気の導入がないため、一つだけ形成された開口部１４０からの作動油の漏れは起こりにくい。開口部１４０の径は極小さなもので十分であり、作動油の粘性によりキャンセル室１２４から作動油が漏れない程度の径とすることができる。もし、キャンセル室１２４が負圧になろうとする場合、開口部１４０からキャンセル室１２４外の空気等を取り込み可能となる。その結果、キャンセル室１２４内は負圧になりにくく、キャンセル室１２４への作動油の流入を禁止する逆止弁１３２を有する遠心油圧キャンセル構造が、ピストン１０８の解放方向への移動を妨げる原因になることを軽減する。つまり、ピストン１０８の解放時の応答性を向上することができる。

なお、開口部１４０を設けた場合、キャンセル室１２４の油圧が高まると開口部１４０から作動油が漏れる場合がある。しかしながら、開口部１４０は、キャンセルプレート１１０において、逆止弁１３２（貫通孔１３４）よりも更に回転中心に近い位置に形成されている。つまり、開口部１４０から作動油が漏れる場合は、既に逆止弁１３２が開弁状態となり、作動油がキャンセル室外面１１０ｇ側に排出される。したがって、開口部１４０からの作動油の漏れは、キャンセル室１２４の作動油の保持性能には影響しない。

このように、第２実施形態の遠心油圧キャンセル構造によれば、クラッチドラム１０２が非回転状態のときにクラッチ接続を行う場合およびクラッチドラム１０２が回転状態でクラッチ接続を解放する場合の両方において、クラッチＣ４のピストン１０８の応答性を向上することができる。

図７は、上述した第１実施形態、第２実施形態の遠心油圧キャンセル構造に利用可能な逆止弁の他の例の断面図である。図７に示す逆止弁は、キャンセルプレート１１０に形成された貫通孔１３４をキャンセル室外面１１０ｇ側から覆う板ばね１４２である。板ばね１４２で構成する逆止弁の開弁圧は、チェックボール１３６及びスプリング１３８で構成される逆止弁１３２の開弁圧の設定と同様に、キャンセル室１２４における貫通孔１３４の下死点Ｍよりも上方の容積をＶとし、下死点Ｍを通り車両上下方向と交差する断面積をＳ、作動油の密度をρとしたとき、板ばね１４２の開弁圧は、ｐ＞Ｖ×ρ／Ｓに設定することができる。板ばね１４２は、例えば圧力付与が解除された後は形状復帰（閉弁）するような弾性を有する材料が採用可能であり、例えば、ステンレス鋼の薄片で形成することができる。板ばね１４２は、ネジ等によりキャンセル室外面１１０ｇに固定することができる。このように、シンプルな構成の板ばね１４２を用いることにより、部品コストの低減ができるとともに、開弁圧の設定を材料の選択や板厚の選択によって容易に行うことができるため、設計自由度の向上に寄与できる。

以上説明したように、本実施形態の動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造２０は、クラッチドラム１０２と、ピストン１０８と、キャンセルプレート１１０と、逆止弁１３２とを備える。クラッチドラム１０２は、回転可能に設けられる。ピストン１０８は、クラッチドラム１０２に設けられたシリンダ部（外周壁部１１２と、底壁部１１４と、内周壁部１１６）にクラッチドラム１０２の軸方向に移動可能に支持され、シリンダ部とピストン１０８との間に設けられた加圧室１２０の油圧によって軸方向の一方に移動する。キャンセルプレート１１０は、軸方向の他方からピストン１０８に遠心油圧を印加する作動油が収容されるキャンセル室１２４を、ピストン１０８との間に設ける。逆止弁１３２は、キャンセルプレート１１０に設けられた貫通孔１３４におけるキャンセル室１２４からの作動油の流出を許容するとともに貫通孔１３４におけるキャンセル室１２４への作動油の流入を禁止し、閉弁方向にプリロードが与えられる。この構成によれば、例えば、逆止弁１３２は、閉弁方向にプリロードが与えられている。クラッチドラム１０２の非回転状態にあっては、当該プリロードによって、逆止弁１３２の閉弁状態が維持されることにより、キャンセル室１２４からの作動油の抜けを防止できる。他方、ピストン１０８の動作に伴うキャンセル室１２４の油圧の上昇により、逆止弁１３２はプリロードに抗って開弁状態となり、これにより、キャンセル室１２４の作動油は、貫通孔１３４を介して流出できる。よって、クラッチドラム１０２の非回転状態においてピストン１０８の動作が必要となる場合にあっても、十分なクラッチの応答性を得ることができる。

また、本実施形態の動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造２０のキャンセルプレート１１０には、当該キャンセルプレート１１０を挟んでキャンセル室１２４と当該キャンセル室１２４の反対側とを繋ぐ１つのみの開口部１４０が設けられてもよい。この構成によれば、例えば、ピストン１０８が解放方向に移動することでキャンセル室１２４内部が負圧になるような場合には、開口部１４０を介して空気がキャンセル室１２４に導入され、キャンセル室１２４が負圧にならないようにすることができる。その結果、キャンセル室１２４への作動油の流入を禁止する逆止弁１３２を有する遠心油圧キャンセル構造において、ピストン１０８の解放時の応答性を向上することができる。また、キャンセル室１２４に空気を導入するための入口が一つとなり、他に出入り口が存在しないので、一つだけ設けられた開口部１４０から作動油が漏れないようにすることができる。

また、本実施形態の動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造２０のキャンセルプレート１１０に設けられた開口部１４０は、貫通孔１３４よりもクラッチドラム１０２の回転中心の近くに設けられてもよい。この構成によれば、開口部１４０は、貫通孔１３４よりもクラッチドラム１０２の回転中心の近くに位置されているので、キャンセル室１２４内の油圧が上昇した場合には、作動油の流出を目的にする逆止弁１３２から先に作動油が流出するため、開口部１４０からの作動油の漏れは遠心油圧キャンセル構造の性能に影響しない。

また、ピストン１０８は、遮断状態から接続状態への切り替わりによりクラッチドラム１０２を非回転状態から回転状態とするクラッチＣ４の、クラッチドラム１０２に支持された摩擦係合要素（摩擦プレート１０４、セパレータプレート１０６）を、加圧室１２０の油圧によって軸方向の一方に押すものであってもよい。この構成によれば、クラッチドラム１０２が非回転状態のときにクラッチ接続を行う場合、クラッチＣ４のピストン１０８の応答性を向上することができる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、高さ、数、配置、位置等）は、適宜に変更して実施することができる。

２０…動力伝達装置、２５…自動変速機、１０２…クラッチドラム、１０４…摩擦プレート、１０６…セパレータプレート、１０８…ピストン、１０８ａ…受圧部、１０８ｂ…押圧部、１０８ｄ…受圧面、１０８ｅ…背面、１１０…キャンセルプレート、１１０ａ…内側壁部、１１０ｂ…外側壁部、１１０ｄ…内径側端部、１１０ｅ…外径側端部、１１０ｆ…キャンセル室内面、１１０ｇ…キャンセル室外面、１１２…外周壁部、１１４…底壁部、１１４ａ…外側壁部、１１４ｂ…内側壁部、１１４ｄ…内側壁部、１１６…内周壁部、１２０…加圧室、１２４…キャンセル室、１３２…逆止弁、１３４…貫通孔、１４０…開口部、１４２…板ばね。

Claims (4)

1. 回転可能に設けられたクラッチドラムと、
   前記クラッチドラムに設けられたシリンダ部に当該クラッチドラムの軸方向に移動可能に支持されたピストンであって、前記シリンダ部と前記ピストンとの間に設けられた加圧室の油圧によって前記軸方向の一方に移動するピストンと、
   前記軸方向の他方から前記ピストンに遠心油圧を印加する作動油が収容されるキャンセル室を、前記ピストンとの間に設けるキャンセルプレートと、
   前記キャンセルプレートに設けられた貫通孔における前記キャンセル室からの作動油の流出を許容するとともに前記貫通孔における前記キャンセル室への作動油の流入を禁止し、閉弁方向にプリロードが与えられた逆止弁と、
   を備えた動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造。
2. 前記キャンセルプレートには、当該キャンセルプレートを挟んで前記キャンセル室と当該キャンセル室の反対側とを繋ぐ１つのみの開口部が設けられる請求項１に記載の動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造。
3. 前記キャンセルプレートに設けられた前記開口部は、前記貫通孔よりも前記クラッチドラムの回転中心の近くに設けられる請求項２に記載の動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造。
4. 前記ピストンは、遮断状態から接続状態への切り替わりにより前記クラッチドラムを非回転状態から回転状態とするクラッチの、前記クラッチドラムに支持された摩擦係合要素を、前記加圧室の油圧によって前記軸方向の一方に押す、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動力伝達装置の遠心油圧キャンセル構造。

Images