JP3618699B2

JP3618699B2 - 自動変速機のクラッチ装置

Info

Publication number: JP3618699B2
Application number: JP2001226844A
Authority: JP
Inventors: 穂藤堂; 崇久鈴木; 二十三判治; 広幸塚本; 伸忠杉浦; 和俊野崎; 章吾松本
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP2003042184A

Description

【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、その摩擦部材を押圧する油圧サーボピストンの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機のクラッチ装置において、そのクラッチドラムとハブと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油圧サーボのピストンは、通常は、クラッチドラムの内周側をサーボシリンダとして、ドラムに軸方向可動に嵌め込み配置されることから、ドラムの閉鎖側端部と摩擦部材との間に位置する。これに対して、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造のクラッチ装置においては、一方のクラッチのドラムを両クラッチに共通のサーボシリンダとする構造を採る場合があり、こうした場合は、他方のクラッチのピストンは、ドラムの外側でドラムに外嵌する構造となる。このような構造を採るクラッチとして、従来、特開平５−３３８３５号公報や特開平５−３３８１６号公報に記載のものがある。
【０００３】
こうした構造のクラッチ装置におけるドラムの外側に構成される油圧サーボのピストンは、クラッチドラムの開口端側から摩擦部材を押圧する構造となるため、ピストンをクラッチドラムの外周側を通して開放端部までアプライチューブにより延長し、その先端に別体の押圧部材を支持し、ピストンをドラムに対して引くことでクラッチを係合するクラッチ構造が採られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記クラッチ構造において、ピストンと別体の押圧部は、クラッチ係合時に係合反力を受ける方向には、スナップリングなどの部材によって軸方向規制される。しかし、その反対方向の、クラッチ係合力を伝達する方向に対する規制部材がないため、クラッチ解放時等において、押圧部は摩擦部材に近付く方向への軸方向移動が自由となる。また、アプライチューブは長尺であることで、これに僅かな傾きが生じても、それにより押圧部は相対的に大きく傾くことになる。そしてこれらの状態あるいはそれらの相乗で押圧部が摩擦部材側に寄ると、摩擦部材の解放時の摩擦材ディスクとセパレータプレートとの隙間が十分保てなくなることで、クラッチの引き摺り力が増加し、それにより燃費などに悪影響を及ぽす懸念があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ピストンに対してその押圧部が別体構成とされるものにおいて、押圧部の摩擦部材に対する傾きや寄りを防いだクラッチ構造を提供することを主たる目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的は、請求項１に記載のように、クラッチドラムとハブとに支持された摩擦部材を軸方向に押圧してクラッチを係合させるピストンを備える自動変速機のクラッチ装置において、前記ピストンは、該ピストンから軸方向に延び出す延出部と、該延出部とは別体の押圧部とを有し、該押圧部は、その軸方向における摩擦部材に面する側に設けられた内側規制手段と、それとは反対側に設けられた外側規制手段とにより、延出部に対する軸方向両側への移動を規制して延出部に支持され、そして前記クラッチドラムは、軸方向に延びるスプラインを有し、前記内側規制手段は、前記延出部の周壁から径方向内側に突出する凸部であり、前記凸部は、前記クラッチドラムのスプラインの外周歯底部と位相を同じくすることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成において、請求項２に記載のように、前記クラッチドラムとピストンにより画定される油圧サーボが、クラッチドラムの背面側に位置し、前記ピストンの延出部は、クラッチドラムの外周側に延在し、前記押圧部は、クラッチドラムの開口端部側に配置された構成とすることができる。
【０００８】
また、上記の構成において、請求項３に記載のように、前記外側規制手段は、筒状の延出部に嵌められたスナップリングであり、前記内側規制手段は、延出部の周壁から径方向内側に突出する凸部であり、該凸部は延出部の周壁の周方向に間隔を置いて複数個設けられている構成を採るのが有効である。
【０００９】
また、上記の構成において、請求項４に記載のように、前記延出部は、前記クラッチドラムのスプラインとのスプライン係合によりクラッチドラムの外周に回り止めされてなる構成とするのが有効である。
【００１０】
更に、上記いずれかの構成において、請求項５に記載のように、前記凸部は、延出部の周壁の押出し成形により形成され、前記延出部は、凸部と、スナップリングを嵌合する溝部において厚肉とされた構成とするのが有効である。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１記載の構成では、延出部の外側規制手段がクラッチ係合反力を受ける方向の押圧部の軸方向移動を規制し、内側規制手段がクラッチ解放時の延出部に対する押圧部の軸方向位置ずれを規制する。したがって、クラッチ解放時に、押圧部が傾いたり、摩擦部材側に寄ることで摩擦部材に接触するようなことがなくなり、摩擦部材の引き摺りが防止される。この結果、ピストンに対して押圧部を別体とすることに伴うクラッチの引き摺り力の増加が防がれ、燃費などへの悪影響を解消することができる。
【００１２】
次に、請求項２に記載の構成によると、油圧サーボをクラッチドラムの外側に配置した引き型クラッチにおいて、上記のようなピストンに対して押圧部を別体とすることに伴うクラッチの引き摺り力の増加が防がれ、燃費などへの悪影響を解消することができる。
【００１３】
更に、請求項３記載の構成では、ピストンの延出部へスナップリングを嵌め込む簡単な構成により、押圧部のクラッチ係合反力を受ける方向の軸方向移動を確実に規制できる。また、延出部の凸部により、押圧部の傾きや、摩擦部材方向への寄りを規制することができる。更に凸部が押圧部の周方向に複数あることで、ピストンのいかなる方向への傾斜に対しても、確実に押圧部の軸方向移動を規制できる。
【００１４】
そして、請求項１記載の構成では、ピストンの延出部とクラッチドラムとのスプライン係合に対して、延出部の凸部が干渉することがないため、クラッチ組付けの際、凸部の付設が障害とならず、容易に組み付けを行うことができる。また、延出部の凸部を、スプラインと同時に形成することができるため、工数低減となる。
【００１５】
また、請求項５記載の構成では、凸部を延出部周壁の押出しにより形成することで、凸部の付設に伴う延出部の加工コストの増加を抑えることができる。更に、凸部と周方向溝形成部の強度をその部分の厚肉化により保ちながら、剛性の必要のない部分を薄肉化でき、それによりピストンの軽量化が達成される。
【００１６】
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
ミドルプラネタリギヤＧ２は、サンギヤＳ２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。リングギヤＲ２は、フロントプラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１に接続されると共に、ブレーキＢ−２を介してギヤケースＺに接続されている。
【００１９】
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Ｃ３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。
【００２０】
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／Ｒ２、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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λ_３＝Ｚｓ _３／Ｚ_{Ｒ３}（ただし、Ｚ_{Ｓ３}：サンギヤＳ３の歯数、Ｚ_{Ｒ３}：リングギヤＲ３の歯数）により定まり、
（１＋λ_３）／λ_３
となる。
【００２３】
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Ｓ１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Ｒ１／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Ｃ２／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、λ_２＝Ｚ_{Ｓ２}／Ｚ_{Ｒ２}（ただし、Ｚ_{Ｓ２}：サンギヤＳ２の歯数、Ｚ_{Ｒ２}：リングギヤＲ２の歯数）とすると、
（１＋λ_２）（１＋λ_３）／（λ_２＋λ_３＋λ_２λ_３）
となる。
【００２４】
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Ｓ１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／Ｓ３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、λ_１＝Ｚ_{Ｓ１}／Ｚ_{Ｒ１}（ただし、Ｚ_{Ｓ１}：サンギヤＳ１の歯数、Ｚ_{Ｒ１}：リングギヤＲ１の歯数）とすると、
（１＋λ_２）（１＋λ_３）／｛（１＋λ_２）（１＋λ_３）−（１−λ_１）｝
となる。
【００２５】
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Ｓ２／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。
【００２６】
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。
【００２７】
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Ｃ１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、
λ_２（１＋λ_３）／｛λ_２（１＋λ_３）＋（１−λ_１）λ_３｝
となる。
【００２８】
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Ｇ１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、
λ_２（１＋λ_３）／λ_３λ_１
となる。
【００２９】
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。
【００３０】
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す。この第１実施形態に係るクラッチ装置は、クラッチドラム１とハブ２とに支持された摩擦部材３を軸方向に押圧してクラッチＣ−３（図１参照）を係合させるピストン４を備える。ピストン４は、ピストンから軸方向に延び出す延出部４１と、延出部とは別体の押圧部４２とを有する。押圧部４２は、その軸方向における摩擦部材３に面する側に設けられた内側規制手段４１ａと、それとは反対側に設けられた外側規制手段４３とにより、延出部４１に対する軸方向両側への移動を規制して延出部４１に支持されている。
【００３１】
この形態では、クラッチドラム１とピストン４により画定される油圧サーボが、クラッチドラムの背面側に位置し、ピストン４の延出部４１は、クラッチドラム１の外周側に延在し、押圧部４２は、クラッチドラム１の開口端部側に配置されている。外側規制手段４３は、筒状の延出部４１の内周側に設けられた周方向溝４１ｂに嵌められたスナップリングであり、内側規制手段４１ａは、延出部４１の周壁から径方向内側に突出する凸部であり、この凸部は延出部４１の周壁の周方向に間隔を置いて複数個、望ましくは等間隔に設けられている。
【００３２】
延出部４１は、クラッチドラム１とのスプライン係合によりクラッチドラム１の外周に回り止めされ、凸部４１ａは、クラッチドラム１のスプライン歯底部と位相を同じくしてなる。この場合の位相を同じくするとは、スプライン歯底部の数と凸部４１ａの数が必ずしも一致することを意味せず、凸部４１ａの数は、押圧部４２の全周方向の傾きを防ぐ趣旨から自ずと必要数が定まることから、スプライン歯数が多い場合は、スプライン歯数に対して凸部４１ａの数が少ない設定、すなわち所定間隔ごとのスプライン歯底部に合わせて押圧部４２が設けられる設定も当然にあり得る。このように、延出部４１における凸部４１ａと、クラッチドラム１の外周に回り止めするためのスプライン４１ｃの位相を合わせることで、加工に際して、回り止めのスプライン４１ｃと同時に凸部４１ａを形成できるため、工数低減となる。
【００３３】
凸部４１ａは、延出部４１の周壁の押出し成形により形成され、延出部４１は、凸部４１ａと、スナップリング４３を嵌合する周方向溝４１ｂの形成部を含む押圧部４２を支持する部分において厚肉とされている。
【００３４】
各部について更に詳述すると、クラッチ装置は共通のクラッチドラム１に対してハブ２，５を異にする２組のクラッチ（図にこれら２つのクラッチを構成する部材の断面にのみハッチングを付す）Ｃ−３，Ｃ−２（図１参照）で構成され、一方のクラッチＣ−２のキャンセル室付の油圧サーボは、クラッチドラム１の内側に、また本発明の適用に係る他方のクラッチＣ−３のキャンセル室付の油圧サーボは、クラッチドラム１の外側に配置されている。
【００３５】
クラッチドラム１は、油圧シリンダの内周側部材を構成する型成形品からなるスリーブ状部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１２とで構成される。スリーブ状部１１は、２つの油圧サーボのシリンダ内外径を異ならせるべく、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の内径側の摺動面とされている。スリーブ状部１１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部と、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スリーブ状部１１とカップ状部１２は、スリーブ状部１１の外径側の段差部にカップ状部１２の中心孔を嵌めて溶接により固定一体化されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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、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、ドラム−ハブ１，２間でトルクを伝達する。また、ドラム１の閉鎖端側の摩擦部材９については、直接ピストン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、ドラム１とハブ５間でトルクを伝達する。
【００３８】
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の短筒部外周に嵌り、スリーブ部１１の外径側大径部に嵌ったＯリングと協動して、ピストン本体４０をスリーブ部１１とドラム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。
【００３９】
本クラッチ構造では、クラッチＣ−３の最外径側に、軸方向に長尺のピストン延出部４１が配設されることになるため、クラッチＣ−３の回転による遠心力により、延長部としてのアプライチューブ４１の、特に非円筒形部分が外周方向に膨らむ変形を生じやすい。そのため、本形態では、アプライチューブ４１のピストン本体４０側の根元部分にのみ、クラッチドラム１との相対回転規制のため変形に弱いスプライン４１ｃを設け、中央部は遠心力に対する変形耐性の大きな円筒形状で軽量化のために薄肉構造とし、開口端部側を強度確保のために厚肉としている。なお、根元スプライン４１ｃ部分は、その配設ピッチを一定にすることで、クラッチ回転数（本形態では、クラッチのドラム１側が変速機の入力軸７に連結されていることから、この回転数は、変速機の制御に通常必要とされる入力回転数となる）検出センサ用の検出歯としても兼用できる。
【００４０】
図５は図４のＡ−Ａ断面を示すもので、摩擦部材３に面する側の内側規制手段としての凸部４１ａは、アプライチューブ４１の厚肉部の周壁を円弧状に内径方向に押出し成形した構造とされている。なお、この押出し形状については、円弧状に限るものではなく、鋸刃状、矩形状とすることも当然に可能である。そして、この押出し形状に沿って、押圧部４２側には切欠き４２ａが形成され、この凸部４１ａと切欠き４２ａの嵌合により押圧部４２はアプライチューブ４１に対して回り止めされ、結果的にピストン本体に対しても回り止めされている。したがって、本形態における凸部４１ａは、押圧部４２の軸方向移動の規制と、回り止めの両機能を達成する。
【００４１】
図４に戻って、内側の油圧サーボのピストン６は、環状径方向フランジ部の外周側から円錐状の押圧部が延び出す形状とされ、押圧部の先端を摩擦部材９の一方側のセパレータプレートに対峙させて、ピストン６の押出しで直接摩擦部材９を係合させる構成とされている。
【００４２】
なお、両ピストン４，６及びキャンセルプレート１５，１６並びにドラム１のスリーブ部１１で囲われるキャンセル室内には、それぞれのピストン４，６とキャンセルプレート１５，１６との間に圧縮荷重負荷状態で周方向に複数のリターンスプリング１７，１８が配置されている。
【００４３】
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スリーブ部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）については、油圧の供給でピストン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１３とプレッシャプレート３３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も凸部４１ａとの係合で押し戻されて摩擦部材３との係合状態から確実に引き離される。したがって、図示のようなクラッチ解放状態で、遠心力や振動等で仮にアプライチューブ４１が軸線に対して傾斜した場合でも、隙間を広げた摩擦部材３の外端側のセパレータプレートと押圧部４２の隙間が確実に維持される。
【００４４】
内側のクラッチＣ−２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。
【００４５】
かくして、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、ピストン４の延出部４１のスナップリング４２がクラッチ係合反力を受ける方向の押圧部４２の軸方向移動を規制し、凸部４１ａがクラッチ解放時の延出部４１に対する押圧部４２の軸方向位置ずれを規制する。したがって、クラッチ解放時に、押圧部４２が傾いたり、摩擦部材３側に寄ることで摩擦部材３に接触するようなことがなくなり、摩擦部材３の引き摺りが防止される。この結果、ピストン４に対して押圧部４２を別体とすることに伴うクラッチＣ−３の引き摺り力の増加が防がれ、燃費などへの悪影響を解消することができる。
【００４６】
次に、図６及び図７は、参考例を示す。この参考例では、図６に部分断面を示すように、摩擦部材３に面する側とは反対側の外側規制手段４３は、筒状の延出部４１の内周側に設けられた周方向溝４１ｂに嵌められたスナップリングであり、摩擦部材３に面する側の内側規制手段４１ａは、筒状の延出部４１の先端に設けられたスリット４１ｅの底部である。この形態のスリット４１ｅは、押圧部４２の全ての方向への傾斜を有効に防ぐ趣旨から、延出部４１の周壁の周方向に間隔を置いて、望ましくは等間隔で、円周方向に４箇所設けられている。
【００４７】
このように、内側規制手段４１ａが筒状の延出部４１の内周面に対して第１実施形態とは逆に外周側に延びる面で構成されるため、この第２実施形態では、押圧部４２の外周から径方向外側に、スリット４１ｅの配設位置と合わせた位置に、外向きの突起４２ｆが形成され、スリット４１ｅとの嵌め合いにより、これら突起４２ｆの軸方向面がスリット４１ｅの軸方向面との係合により、押圧部４２を延出部４１に対して回り止めする。この形態では、押圧部４２は、これらの突起４２ｆとスリット４１ｅの当接により摩擦部材３に近付く方向への移動を規制され、かつ、周方向溝４１ｂに嵌められたスナップリングとの係合によりピストン作動時の係合力の伝達を行なう。
【００４８】
こうした参考例の構成によっても、第１実施形態の場合と同様に、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、ピストン４の延出部４１の外側規制手段としてのスナップリング４２がクラッチ係合反力を受ける方向の押圧部４２の軸方向移動を規制し、内側規制手段としてのスリット４１ｅがクラッチ解放時の延出部４１に対する押圧部４２の軸方向位置ずれを規制する。したがって、この場合も、クラッチ解放時に、押圧部４２が傾いたり、摩擦部材３側に寄ることで摩擦部材３に接触するようなことがなくなり、摩擦部材３の引き摺りが防止される。この結果、ピストン４に対して押圧部４２を別体とすることに伴うクラッチＣ−３の引き摺り力の増加が防がれ、燃費などへの悪影響を解消することができる。
【００４９】
以上、本発明の技術思想の理解の便宜のために、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、例示のようなドラム１を共通とする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、摩擦部材と油圧サーボの配設位置が離れた単一のクラッチ装置にも適用可能なものであり、こうした場合、本発明における延出部がドラムの内側に配置され、押圧部がドラムの閉鎖端側に配置される構成もあり得る。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Ａ−Ａ断面図である。
【図６】参考例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７】図６のＢ−Ｂ方向側面である。
【符号の説明】
１クラッチドラム
１ａスプライン
２ハブ
３摩擦部材
４ピストン
４１延出部
４１ａ凸部（内側規制手段）
４１ｂ周方向溝
４１ｃスプライン
４１ｅスリット（内側規制手段）
４２押圧部
４３スナップリング（外側規制手段）

Claims

クラッチドラムとハブとに支持された摩擦部材を軸方向に押圧してクラッチを係合させるピストンを備える自動変速機のクラッチ装置において、
前記ピストンは、該ピストンから軸方向に延び出す延出部と、該延出部とは別体の押圧部とを有し、
該押圧部は、その軸方向における摩擦部材に面する側に設けられた内側規制手段と、それとは反対側に設けられた外側規制手段とにより、延出部に対する軸方向両側への移動を規制して延出部に支持され、
前記クラッチドラムは、軸方向に延びるスプラインを有し、
前記内側規制手段は、前記延出部の周壁から径方向内側に突出する凸部であり、
前記凸部は、前記クラッチドラムのスプラインの外周歯底部と位相を同じくすることを特徴とする、自動変速機のクラッチ装置。
前記クラッチドラムとピストンにより画定される油圧サーボが、クラッチドラムの背面側に位置し、前記ピストンの延出部は、クラッチドラムの外周側に延在し、
前記押圧部は、クラッチドラムの開口端部側に配置された、請求項１記載の自動変速機のクラッチ装置。
前記外側規制手段は、筒状の延出部の周方向溝に嵌められたスナップリングであり、
前記凸部は、周方向に間隔を置いて複数個設けられている、請求項１又は２記載の自動変速機のクラッチ装置。
前記延出部は、前記クラッチドラムのスプラインとのスプライン係合によりクラッチドラムの外周に回り止めされてなる、請求項１ないし３のいずれか１項記載の自動変速機のクラッチ装置。
前記凸部は、延出部の周壁の押出し成形により形成され、前記延出部は、凸部と、スナップリングを嵌合する周方向溝の形成部において厚肉とされた、請求項３記載の自動変速機のクラッチ装置。