JP4370640B2

JP4370640B2 - クラッチ装置

Info

Publication number: JP4370640B2
Application number: JP21602299A
Authority: JP
Inventors: 博加藤; 正宏早渕; 正明西田; 悟糟谷
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: JP2001041261A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ装置に関し、特に自動変速機に用いるに適したクラッチ装置において、遠心油圧をキャンセルする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湿式多板構成のクラッチ装置において、動力伝達を行う摩擦係合要素を係脱操作する油圧サーボは、ブレーキの油圧サーボと異なり、動力伝達経路を構成する回転部材と共に回転するため、ピストンシリンダ機構で構成される油圧サーボのシリンダ室内に供給される作動油に遠心力が作用する。このように作動油にかかる遠心力は、シリンダ室内の油圧を外径側に行く程高める遠心油圧を生じさせ、クラッチ係合時の供給油圧の制御を難しくするばかりでなく、クラッチ解放時の油圧の排出の妨げとなる。
【０００３】
こうした遠心油圧の発生に対する一つの対策として、クラッチピストンの背後に、該ピストンと、シリンダ側の回転部材と、該回転部材とピストンとに内外周を嵌合させたキャンセルプレートとにより囲われるキャンセル室を設け、キャンセル室に発生する遠心油圧によりシリンダ室内の遠心油圧を相殺する技術がある。特開平２−２９６０７２号公報に開示の技術は、上記キャンセラ機構からの油圧の排出に係るもので、この技術では、キャンセルプレートの内周側に溝を設け、この溝を同じくキャンセルプレートの背面に設けた切欠きに連通させることで、キャンセルプレートの軸方向移動を規制すべくキャンセルプレートの背面に当接するスナップリングを迂回する排出路を確保している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術のキャンセラ機構では、キャンセルプレートの内周に設けた溝が、キャンセルプレートの遠心油圧の受圧面を内周側で減少させる要素となり、クラッチピストンの受圧面積とほぼ同等とされるキャンセルプレートの実際の受圧面積に対して、有効に作用する受圧面積を減少させることになる。このような排出溝を設けることによる受圧面積の減少を補うには、キャンセルプレートの嵌合部位の回転部材の軸径を小さくして、その分だけ受圧面を内径方向に拡大すればよいと考えられるが、そのようにすると、軸強度の確保が困難になる。
【０００５】
本発明は、こうした事情に鑑みなされたものであり、キャンセルプレートの遠心油圧の受圧面積を減少させることなく、しかも回転部材の強度を確保しながらキャンセル油の排出を可能としたキャンセラを備えるクラッチ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、回転部材と共に回転するピストンシリンダ機構を備えるクラッチ装置であって、クラッチピストンと、回転部材と、該回転部材とピストンとに内外周を嵌合させたキャンセルプレートとにより囲われるキャンセル室をクラッチピストンの背後に備えるものにおいて、前記キャンセルプレートの内周側背面に、少なくとも１つの切欠きが形成され、前記回転部材の軸部に、前記キャンセルプレートの内周面より内周側を通り、キャンセル室とキャンセルプレートの切欠きを連通する油路が形成され、前記キャンセルプレートは、回転部材の軸部外周に嵌合させたスナップリングにより軸方向の移動を規制され、前記回転部材の軸部の前記油路の底部と、前記スナップリングが嵌合する前記軸部の外周面とは、テーパ状に連結され、前記キャンセル油室を余剰した油が、前記回転部材の軸部の前記油路から、前記キャンセルプレートと前記スナップリングとの間に位置する前記キャンセルプレートの内周側背面の前記切欠きを通って排出されることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成において、前記キャンセルプレートの切欠きは、スナップリングの外周を越えて延在する構成とするのが有効である。
【０００８】
更に、前記スナップリングは、キャンセルプレートの背面に当接し、キャンセルプレートの背面に設けた抜け止めにより外周方向への拡径を規制された構成を採るのが有効である。
【０００９】
また、前記軸部の油路は、キャンセルプレートの内周径に対して軸径を縮小させた小径部で構成されるのが有効である。
【００１１】
また、前記回転部材は、自動変速機の動力伝達部材とされ、軸部の端面に当接させてスラスト軸受が配設された構成を採るのが有効である。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１記載の構成では、キャンセル室の油は、クラッチピストンの作動に伴うキャンセル室の縮小、又はキャンセル室に供給される油のオーバフローにより、回転部材の油路とキャンセルプレートの背面の切欠き通って外部に排出される。この場合、キャンセル室からキャンセルプレートの背面に至る油路は、回転部材の軸部に設けられ、キャンセルプレートの内周側に溝を設けることなく確保されるため、キャンセルプレートの全受圧面を有効に遠心油圧の受圧面として利用することができる。一方、軸部の油路は、キャンセルプレートの軸方向移動を規制するために必須のスナップリングを止めるためのスナップ溝部の軸径とほぼ同様の径で確保されるため、回転部材の強度を減少させる要素とはならない。
【００１３】
次に、請求項２記載の構成では、キャンセルプレートの背面の切欠きが、同じく背面に当接するスナップリングの外周を越えて延在するため、キャンセル室からの油は、スナップリングに妨げられることなく、確実に排出される。
【００１４】
更に、請求項３記載の構成では、回転部材に回転によりスナップリングにかかる遠心力によるスナップリングの拡径をキャンセルプレートの背面で規制することができるため、別途の規制部材を用いずにスナップリングを確実に抜け止めすることができる。
【００１５】
次に、請求項４記載の構成では、油路を軸部の小径化により確保しているため、軸部の外周に軸方向溝を設けて油路とする場合の溝削り加工に比べて、鍛造のままあるいは旋削といった簡略な加工を採用することができ、それによりコストダウンを図ることができる。
【００１７】
更に、請求項５記載の構成では、回転部材の軸部をキャンセル面積確保のために小径化する必要がないので、回転部材にかかるスラスト力を支持する場合に、スラスト軸受との当接面を確保することができる。したがって、軸受のスラストレースを薄肉化することができ、変速機の軸長を短くすることができる。
【００１８】
【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及び図２は本発明のクラッチ装置を自動変速機に適用して具体化した一実施形態をそれぞれ軸方向部分断面で示す。図に示すように、このクラッチ装置は、回転部材３１，１１Ｂと共に回転するピストンシリンダ機構を備えるクラッチ装置を構成しており、ピストン３２，４２と、回転部材３１，１１Ｂと、回転部材とピストンとに内外周を嵌合させたキャンセルプレート３３，４３とにより囲われるキャンセル室Ｒｃをクラッチピストン３２，４２の背後に備えている。
【００１９】
本発明の特徴に従い、キャンセルプレート３３，４３の背面（クラッチハブ３９，４９に対向した面）の内周側に、少なくとも１つの切欠き３３ａ，４３ａが形成されている。切欠き３３ａ，４３ａは、キャンセルプレート３３，４３の正面（キャンセル室Ｒｃ側の面）と連通しないように、キャンセルプレート内周面３３ｃ，４３ｃから径方向に延ばされている。回転部材の軸部３１ａ，１１ａには、キャンセル室Ｒｃとキャンセルプレート３３，４３の切欠き３３ａ，４３ａを連通する油路Ｃが形成され、この油路Ｃは、少なくともキャンセルプレート３３，４３の切欠き３３ａ，４３ａの範囲内、すなわち切欠き３３ａ，４３ａのキャンセルプレートの内周面３３ｃ，４３ｃに開口した部分の軸方向範囲と、キャンセル室Ｒｃの範囲内、すなわちピストン３２，４２とキャンセルプレート３３，４３の軸方向間にそれぞれ開口部を有する。そして、キャンセルプレート３３，４３は、回転部材の軸部３１ａ，１１ａ外周に嵌合させたスナップリング３５，４５により軸方向の移動を規制されている。
【００２０】
キャンセルプレート３３，４３の切欠き３３ａ，４３ａは、スナップリング３５，４５の外周を越えて延在する。スナップリング３５，４５は、キャンセルプレート３３，４３の背面に当接し、キャンセルプレート３３，４３の背面に設けた抜け止め３３ｂ，４３ｂにより外周方向への拡径を規制されている。軸部３１ａ，１１ａの油路Ｃは、軸方向溝として構成することもできるが、この形態では、キャンセルプレート３３，４３の内周径より小径化された小径部３１ｂ，１１ｂで構成されている。そして、軸部３１ａ，１１ａに設けた油路Ｃの底部とスナップリング３５，４５を配設した面とはテーパ状に連結されている。この形態では、回転部材３１，１１Ｂは、自動変速機の動力伝達部材としてのクラッチドラム３６，４６に連結された入力側部材とされ、軸部の端部に当接させてスラスト軸受１３，１４が配設されている。
【００２１】
以下、各部の構成について更に詳しく説明する。図４は、本発明のクラッチ装置が適用された自動変速機の一例の概略構成をスケルトンで示す。この変速機は、発進装置としてのトルクコンバータＴと、ラビニヨ式のプラネタリギヤセットＧを主体とする前進６速・後進１速の変速機構とから構成されている。変速機構は、トルクコンバータＴのタービンランナに連結した入力軸１１の回転を減速してプラネタリギヤセットＧに入力する減速プラネタリギヤＧ１と、減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転をプラネタリギヤセットＧの２つのサンギヤＳ２，Ｓ３にそれぞれ入力する２つのクラッチ（Ｃ−１，Ｃ−３）と、入力軸１１の回転をプラネタリギヤセットＧのキャリアＣ２，Ｃ３に直接入力するクラッチ（Ｃ−２）と、プラネタリギヤセットＧの一方のサンギヤＳ２を変速機ケース１０に並列的に係止するブレーキ（Ｂ−１）及びワンウェイクラッチ（Ｆ−１）とブレーキ（Ｂ−２）の組合わせと、プラネタリギヤセットＧのキャリアＣ２を変速機ケース１０に並列的に係止するブレーキ（Ｂ−３）及びワンウェイクラッチ（Ｆ−２）とを備える構成とされ、プラネタリギヤセットＧのリングギヤＲ３が出力軸１９に連結する出力要素とされている。
【００２２】
こうした構成からなる自動変速機は、図５にその作動を図表化して示すように多段の前進６速・後進１速を達成することができる。そして、この多段の特性を有効に発揮させるべく、この変速機では、各変速段間を自由に飛び変速可能な制御形態が採られ、これに伴う各クラッチの掴み替えを含む迅速なクラッチ操作を比較的簡易な油圧操作で実現すべく、クラッチ（Ｃ−１）及びクラッチ（Ｃ−２）について、遠心油圧のキャンセル機構を組み込んだクラッチが用いられている。
【００２３】
本発明が適用された一方のクラッチ装置としてのクラッチ（Ｃ−１）は、図１に示すように、クラッチ（Ｃ−３）のハブ２１にスプライン係合で連結され、ドラム３６と油圧サーボシリンダを構成する回転部材３１をリベット止めで一体化された入力側回転部材と、回転部材３１の軸部３１ａの外周面と、外径側を軸方向後方に延びるシール面の外周面とに内周面と外周側前方シール面の内周面とを嵌合させて油圧サーボシリンダに対して軸方向に摺動自在とされたピストン３２と、同じく回転部材３１の軸部３１ａの外周面と、ピストン３２の外径側後方シール面の内周面とに内外周側シール面を嵌合させて回転部材３１の軸部３１ａに軸方向移動を規制されて配設されたキャンセルプレート３３と、ピストン３２の背面とキャンセルプレート３３の前面との間に配設されたリターンスプリング３４とを油圧サーボの構成部材として備えている。
【００２４】
一方、クラッチ（Ｃ−１）の動力伝達経路は、前記ドラム３６と、その内周にスプライン連結された多数のセパレータプレート３７と、各セパレータプレート３７の間に挟持された多数のクラッチディスク３８と、クラッチディスク３８の内周側をスプライン係合で支持するクラッチハブ３９とで構成されている。
【００２５】
回転部材３１は、入力軸１１Ａの外周にブッシュを介して支持され、油圧サーボのシリンダ室Ｒｓの内周側の軸部３１ａに形成された径方向油孔３１ｃが入力軸１１Ａ外周の周溝１１ｃ及びそれに連なる径方向油孔１１ｄを介して入力軸１１Ａの軸内油路１１ｅに連通して、入力軸１１Ａからのシリンダ室Ｒｓへの供給油路が構成されている。回転部材３１の軸部３１ａには、更にキャンセル室Ｒｃの内周側に位置させて別の径方向油孔３１ｄが形成され、この油孔３１ｄは、入力軸１１Ａの外周側の段差部で構成される環状隙間を経て径方向油路１１ｆに連通され、更に入力軸１１Ａと中間軸１１Ｂの間の隙間を経て中間軸１１Ｂの軸内油路１１ｇに連結されて潤滑油路が構成されている。
【００２６】
本発明が適用されたもう一方のクラッチ装置としてのクラッチ（Ｃ−２）は、図２に示すように、中間軸１１Ｂの大径部に溶接等で連結され、ドラム４６と一体化された油圧サーボシリンダ４１を入力側回転部材とし、回転部材の軸部１１ａの外周面と、外径側を軸方向前方に延びるシール面の内周面とに内周面と外周シール面とを嵌合させて油圧サーボシリンダ４１に対して軸方向に摺動自在とされたピストン４２と、同じく回転部材の軸部１１ａの外周面と、ピストン４２の外径側前方シール面の内周面とに内外周側シール面を嵌合させて回転部材の軸部１１ａに軸方向移動を規制されて配設されたキャンセルプレート４３と、ピストン４２の背面とキャンセルプレート４３の前面との間に配設されたリターンスプリング４４とを油圧サーボの構成部材として備えている。
【００２７】
図３に示すように、キャンセルプレート４３は、この形態では周方向に等間隔に４つの切欠き４３ａを備える構成とされ、切欠き４３ａの間に残されるスナップリングとの当接面の外周に、段差で構成される抜け止め４３ｂが設けられている。
【００２８】
この場合のクラッチ（Ｃ−２）の動力伝達経路は、油圧サーボシリンダ４１と一体のドラム４６と、その内周にスプライン連結された多数のセパレータプレート４７と、各セパレータプレート４７の間に挟持された多数のクラッチディスク４８と、クラッチディスク４８の内周側をスプライン係合で支持するクラッチハブ４９とで構成されている。
【００２９】
回転部材１１Ｂは、図１に示すように、その前端を入力軸１１Ａの後端へのスプライン嵌合により支持され、図２に示すように、後端をローラベアリングを介して出力軸１９に支持されている。このクラッチの場合、油圧サーボのシリンダ室Ｒｓの内周側の軸部１１ａに形成された径方向油孔１１ｈが中間軸１１Ｂの軸内油路１１ｉに連通して、中間軸１１Ｂからのシリンダ室Ｒｓへの供給油路が構成されている。回転部材としての中間軸１１Ｂの軸部１１ａには、更にキャンセル室Ｒｃの内周側に位置させて別の径方向油孔１１ｊが形成され、この油孔１１ｊは、中間軸１１Ｂの軸内油路１１ｋに連通され、潤滑油路が構成されている。
【００３０】
こうした構成からなる自動変速機において、クラッチ（Ｃ−１）への油圧の供給は、変速機のケース内油路に前側で連通する入力軸１１Ａの軸内油路１１ｅから径方向油路１１ｄ、周溝１１ｃ及び径方向油路３１ｃを経て行われる。一方、クラッチ（Ｃ−２）への油圧の供給は、変速機のケース内油路に後側で連通する中間軸１１Ｂの軸内油路１１ｉから径方向油路１１ｈを経て行われる。
【００３１】
これに対して、クラッチ（Ｃ−１）のキャンセル室Ｒｃへは、変速機のケース内の潤滑圧の供給油路に前側で連通する入力軸１１Ａのもう一本の軸内油路１１ｍ、入力軸１１Ａと中間軸１１Ｂの連結部の隙間、入力軸１１Ａの径方向油孔１１ｆ、入力軸１１Ａ外周の段差部の隙間及び回転部材３１の軸部３１ａの径方向油孔３１ｄを経て行われる。また、クラッチ（Ｃ−２）のキャンセル室Ｒｃへは、変速機のケース内油路に前側で連通する入力軸１１Ａのもう一本の軸内油路１１ｍ、入力軸１１Ａと中間軸１１Ｂの連結部の隙間、中間軸１１Ｂの軸内油路１１ｇ及び中間軸１１Ｂの径方向油孔１１ｊを経て行われる。
【００３２】
このようにキャンセル室Ｒｃに供給された油は、その連続供給により常にキャンセル室Ｒｃを満たした状態にあり、かつ入力軸１１Ａに減速プラネタリギヤを介して連結されて常時減速回転を続ける回転部材３１と、入力軸１１Ａにスプライン係合で直結することで、常時入力回転と同期する回転で回り続ける中間軸１１Ｂの回転で遠心力を受け、シリンダ室Ｒｓへの油圧の供給の有無に関わりなく、それぞれのピストン３２，４２の背後に遠心油圧を負荷する。そして、余剰の油は、油路Ｃ及び切欠き３３ａ，４３ａを経て外部に排出される。
【００３３】
また、シリンダ室Ｒｓへの油圧の供給が行われると、ピストンストロークに伴ってキャンセル室Ｒｃの容積が減少するため、キャンセル室Ｒｃ内を満たす油は、同様の経路で強制的に外部に排出される。
【００３４】
このようにして、本実施形態によれば、キャンセル室Ｒｃの油は、クラッチピストン３２，４２の作動に伴うキャンセルＲｃ室の縮小、又はキャンセル室Ｒｃに供給される潤滑油のオーバフローにより、回転部材の油路Ｃとキャンセルプレート３３，４３の背面の切欠き３３ａ，４３ａ通って外部に排出され、遠心力で放射方向に飛散して両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）のハブ３９，４９に吹きかけられ、両クラッチ摩擦部材の潤滑と冷却に充てられる。この場合、キャンセル室Ｒｃからキャンセルプレート３３，４３の背面に至る油路Ｃは、回転部材の軸部３１ａ，１１ａの小径部により構成され、キャンセルプレート３３，４３の内周側に溝を設けることなく確保されるため、キャンセルプレート３３，４３の全受圧面を有効に遠心油圧の受圧面として利用することができる。一方、油路Ｃを構成する軸部の小径部３１ｂ，１１ｂは、キャンセルプレート３３，４３の軸方向移動を規制するために必須のスナップリング３５，４５を止めるためのスナップ溝部の軸径とほぼ同様の径で確保されるため、回転部材の強度を減少させる要素とはならない。
【００３５】
更に、キャンセルプレート３３，４３の背面の切欠き３３ａ，４３ａが、同じく背面に当接するスナップリング３５，４５の外周を越えて延在するため、キャンセル室Ｒｃからの油は、スナップリング３５，４５に妨げられることなく、確実に排出される。更に、回転部材の回転によりスナップリング３５，４５にかかる遠心力によるスナップリング３５，４５の拡径をキャンセルプレート３３，４３の背面で規制することができるため、スナップリング３５，４５を確実に抜け止めすることができる。次に、油路Ｃを軸部の小径化により確保しているため、軸部３１ａ，１１ａの外周に軸方向溝を設けて油路とする場合の溝削り加工に比べて、鍛造のままあるいは旋削といった簡略な加工を採用することができ、それによりコストダウンを図ることができる。一方、油路Ｃの底部とスナップリング３５，４５を配設した面は、テーパ状に連結されているため、キャンセル油の排出時の流れが滑らかになる。更に、回転部材の軸部３１ａ，１１ａをキャンセル面積確保のために小径化する必要がないので、回転部材にかかるスラスト力を支持する場合に、スラスト軸受１３，１４との当接面を確保することができる。したがって、軸受のスラストレース１３ａ，１４ａを薄肉化することができ、変速機の軸長を短くすることができる。
【００３６】
以上、本発明を一実施形態に基づき詳説したが、本発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に具体的構成を変更して実施可能なものである。例えば、回転部材の軸部は、回転部材と一体であることを必須とするものではなく、回転部材に嵌合させた別体のスリーブとすることができる。また、キャンセルプレートの内周側は特に回転部材の軸部とのシールを要しないため、キャンセルプレートはその外周側に嵌合されたＯリングを介するシール部でピストンに支持する構成を採っているが、内周側を隙間なく軸部に嵌合する支持方法を採ることも当然に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクラッチ装置を適用した一実施形態の自動変速機の軸方向部分断面図である。
【図２】実施形態の自動変速機の他部の軸方向部分断面図である。
【図３】実施形態のクラッチ装置のキャンセルプレートの正面図である。
【図４】実施形態の自動変速機の全体構成を示すスケルトン図である。
【図５】実施形態の自動変速機の作動図表である。
【符号の説明】
Ｒｃキャンセル室
Ｃ油路
１１Ｂ中間軸（回転部材）
１３，１４スラスト軸受
３１回転部材
３１ａ，１１ａ軸部
３１ｂ，１１ｂ小径部
３２，４２ピストン
３３，４３キャンセルプレート
３３ａ，４３ａ切欠き
３３ｂ，４３ｂ抜け止め
３５，４５スナップリング

Claims

回転部材と共に回転するピストンシリンダ機構を備えるクラッチ装置であって、クラッチピストンと、回転部材と、該回転部材とピストンとに内外周を嵌合させたキャンセルプレートとにより囲われるキャンセル室をクラッチピストンの背後に備えるものにおいて、
前記キャンセルプレートの内周側背面に、少なくとも１つの切欠きが形成され、
前記回転部材の軸部に、前記キャンセルプレートの内周面より内周側を通り、キャンセル室とキャンセルプレートの切欠きを連通する油路が形成され、
前記キャンセルプレートは、回転部材の軸部外周に嵌合させたスナップリングにより軸方向の移動を規制され、
前記回転部材の軸部の前記油路の底部と、前記スナップリングが嵌合する前記軸部の外周面とは、テーパ状に連結され、
前記キャンセル油室を余剰した油が、前記回転部材の軸部の前記油路から、前記キャンセルプレートと前記スナップリングとの間に位置する前記キャンセルプレートの内周側背面の前記切欠きを通って排出されることを特徴とするクラッチ装置。
前記キャンセルプレートの前記切欠きは、前記スナップリングの外周を越えて延在する、請求項１記載のクラッチ装置。
前記スナップリングは、前記キャンセルプレートの背面に当接し、前記キャンセルプレートの背面に設けた抜け止めにより外周方向への拡径を規制された、請求項１又は２記載のクラッチ装置。
前記軸部の前記油路は、前記キャンセルプレートの内周径に対して軸径を縮小させた小径部で構成される、請求項１、２又は３記載のクラッチ装置。
前記回転部材は、前記軸部の端面に当接させてスラスト軸受が配設されたものである、請求項１〜４のいずれか１項記載の記載のクラッチ装置を用いた自動変速機。