JPH09257056A

JPH09257056A - クラッチ装置

Info

Publication number: JPH09257056A
Application number: JP8067920A
Authority: JP
Inventors: Shogo Matsumoto; 章吾松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-09-30
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JP3168906B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カム機構を用いたクラッチ装置のレスポンス
を、簡単な構成で、コストをかけずに改善することを目
的とする。【解決手段】トランスミッションケース５００と一体
に形成されたＢ₃ハウジング１０１とリヤプラネタリキ
ャリヤＫ₂に連結されたクラッチディスク１０８の間に
カム面１５２を有するＢ₃ピストン１０２と、カム面１
５３を有するＢ₃Ｂ₃プレッシャプレート１０３をカム
ローラ１０４を介して、軸方向に対面させるとともに、
始動スプリング１０５によって、カム力が作用する方向
にＢ₃ピストン１０２とＢ₃プレッシャプレート１０３
との間に相対的な付勢力を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクラッチ装置、特に
自動変速機の内部に用いられるクラッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は先に特願平７−６６２５２
において、円周方向に相対回転する部材間にカム機構を
設け、このカム機構により前記部材間の相対回転によっ
て生ずる円周方向の力を軸方向の推力に変換し、これを
クラッチ係合力として用いるクラッチ装置を出願してい
る。上記装置は、カム機構の倍力機能や一方向性を利用
することで、クラッチディスクの枚数の低減、ワンウェ
イクラッチの廃止によってクラッチ装置全体の小型化を
可能としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のクラッチ装置で
は、カム力の発生は、油圧によって作動されるピストン
で、カム機構を一体に回転部材に押しつけ、ピストンか
ら遠い方のカムを回転部材で引きずって回転させ、それ
によって、カム部材どうしの相対回転を誘起することに
よっておこなわれる。しかしながら、ピストンが作動し
てから、上記の引きずりが生じるまでには、各構成部材
の間のガタにより、時間がかかり、レスポンスが悪いと
いう問題がある。この問題を解決するためには、予め、
上記のカム作用が発生しない程度の弱い油圧をピストン
に作用させておくことも考えられるが、そのためには、
油圧回路にリリーフバルブ、レギュレータバルブ、アキ
ュムレータ等の調圧装置を付設することが必要であり、
油圧回路の複雑化、部品点数の増加によるコスト上昇が
さけられないという問題がある。

【０００４】本発明は上記問題に鑑み、カム機構を用い
たクラッチ装置のレスポンスを、簡単な構成で、コスト
をかけず改善することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、共通の軸線上に離間配置され相対回転する一対の部
材の間に、一対のカム部材を配設し、初動手段によっ
て、前記一対のカム部材の一方を前記相対回転する一対
の部材の一方に押圧して、所定方向に相対回転させてカ
ム力を発生せしめ、該カム力によって前記相対回転する
部材を係合するクラッチ装置において、前記初動手段が
流体力を用いない機械力で前記一対のカム部材の一方を
押圧するようにしたクラッチ装置が提供される。

【０００６】上記のように構成された、クラッチ装置で
は、共通の軸線上に離間配置され相対回転する一対の部
材のの間に配設された一対のカム部材の一方が、機械力
によって相対回転する一対の部材の一方に押圧されて所
定方向に相対回転せしめらて発生するカム力によって相
対回転する一対の部材が係合せしめられる。

【０００７】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、初動手段の発生する機械力をバネ部材による
付勢力としたクラッチ装置が提供される。

【０００８】上記のように構成されたクラッチ装置で
は、一対のカム部材の一方が、バネ部材の付勢力によ
り、相対回転する一対の部材の一方に押圧され、その結
果一対のカム部材が所定方向に相対回転せしめらてカム
力を発生し、このカム力によって相対回転する一対の部
材が係合せしめられる。

【０００９】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、初動手段の発生する機械力を同じ状態にある
一対のカム部材の一方を他方に対して移動することによ
って得られる慣性力としたクラッチ装置が提供される。

【００１０】上記のように構成されたクラッチ装置で
は、一対のカム部材の一方が、同じ状態にある一対のカ
ム部材の一方を他方に対して移動することによって得ら
れる慣性力により、相対回転する一対の部材の一方に押
圧され、その結果一対のカム部材が所定方向に相対回転
せしめらてカム力を発生し、このカム力によって相対回
転する一対の部材が係合せしめられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。まず、図１は本発明の実施の形
態が従来の自動変速機の全体の中のどの部位に適用され
るのかを説明するために従来の自動変速機の全体を模式
的に現したものである。図１において、ＡＴは従来の自
動変速機の変速機構の全体を示すが、変速機構ＡＴは、
基本的には、３個のプラネタリギヤユニットと、それら
のリングギヤ、サンギヤ、キャリヤ等の各要素の断接を
行う摩擦係合要素から成る。その詳細は以下の通りであ
る。

【００１２】なお、説明中、回転方向はインプットシャ
フトＸ_iの側から見たものであって、右回転は時計回り
の回転を意味し、左回転は反時計回りの回転を示してい
る。Ｘ_iはインプットシャフトであって、トルクコンバ
ータ（図示しない）のアウトプットシャフト（図示しな
い）と結合されている。ＰＧ₁、ＰＧ₂、ＰＧ₃はそれ
ぞれフロントプラネタリギヤユニット、リヤプラネタリ
ギヤユニット、ＯＤ（ＯＤはオーバードライブの略）プ
ラネタリギヤユニットである。

【００１３】Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃はそれぞれフロントプラ
ネタリリングギヤ、リヤプラネタリリングギヤ、ＯＤプ
ラネタリリングギヤである。Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃はそれぞ
れフロントプラネタリキャリヤ、リヤプラネタリキャリ
ヤ、ＯＤプラネタリキャリヤである。Ｓ₁₂は前記フロン
トプラネタリギヤユニット、リヤプラネタリギヤユニッ
トに共通のフロント＆リヤプラネタリサンギヤであり、
Ｓ₃は、ＯＤプラネタリサンギヤである。

【００１４】Ｃ₁は第１クラッチであって、インプット
シャフトＸ_iとフロントプラネタリリングギヤＲ₁を断
接する。Ｃ₂は第２クラッチであって、インプットシャ
フトＸ_iとフロント＆リヤプラネタリサンギヤＳ₁₂を断
接する。Ｃ₃は第３クラッチであって、ＯＤプラネタリ
キャリヤＫ₃とＯＤプラネタリサンギヤＳ₃を断接す
る。

【００１５】Ｂ₁は第１ブレーキであって、フロント＆
リヤプラネタリサンギヤＳ₁₂をロックする。Ｂ₂は第２
ブレーキであって、後述する第１ワンウェイクラッチＦ
₁を介してフロント＆リヤプラネタリサンギヤＳ₁₂の左
回転をロックする。Ｂ₃は第３ブレーキであって、リヤ
プラネタリキャリヤＫ₂の回転（運転条件により右回転
と左回転がある）をロックする。Ｂ₄は第４ブレーキで
あって、ＯＤプラネタリサンギヤＳ₃の回転（運転条件
により右回転と左回転がある）をロックする。

【００１６】Ｆ₁は第１ワンウェイクラッチであって、
第２ブレーキＢ₂が作用している時フロント＆リヤプラ
ネタリサンギヤＳ₁₂の左回転をロックする。Ｆ₂は第２
ワンウェイクラッチであって、リヤプラネタリキャリヤ
Ｋ₂の左回転をロックする。Ｆ₃は第３ワンウェイクラ
ッチであって、ＯＤプラネタリサンギヤＳ₃に対するＯ
ＤプラネタリキャリヤＫ₃の左回転をロックする。な
お、ＣＧ₁はカウンタドライブギヤ、ＣＧ₂はカウンタ
ドリブンギヤであってエンジン出力を後段の機構に導く
ためのものであって、変速そのものには関係ない。

【００１７】以下に説明する第１〜第４の実施の形態の
装置は上記の内の第３ブレーキＢ₃と第２ワンウェイク
ラッチＦ₂の役をおこなうものであって、Ｄレンジ、２
レンジ、Ｌレンジの第１速段の駆動走行中のリヤプラネ
タリキャリヤＫ₂の左回転をロックし、Ｌレンジの第１
速段の被駆動走行（エンジンブレーキ状態）中のリヤプ
ラネタリキャリヤＫ₂の右回転をロックし、また、Ｒレ
ンジの駆動走行中のリヤプラネタリキャリヤＫ₂の右回
転をロックし、被駆動走行中の左回転をロックすること
が必要であり、また、Ｄレンジ、２レンジ、Ｌレンジの
第１速段から第２速段への変速時には、リヤプラネタリ
キャリヤＫ₂の分担トルクの方向が反転すると同時にリ
ヤプラネタリキャリヤＫ₂を左回転ロック状態から右回
転空転状態に直ちに移行させ、第２速段から第１速段へ
の変速時には、リヤプラネタリキャリヤＫ₂が右回転か
ら左回転へ反転したと同時にリヤプラネタリキャリヤＫ
₂をロックすることが要求される。

【００１８】図３は本発明のクラッチ装置の第１の実施
の形態を組み込んだ第３ブレーキＢ ₃部分の自動変速機
の断面図である。図３において、Ｂ₃ハウジング１０１
がトランスミッションケース５００に一体的に形成さ
れ、Ｂ₃ハウジング１０１の環状の凹部内にＢ₃ピスト
ン１０２が軸方向摺動自在に配設され、Ｂ₃ピストン１
０２に軸方向で対面するようにＢ₃プレッシャプレート
１０３が配設されている。Ｂ₃ピストン１０２とＢ₃プ
レッシャプレート１０３の対向する側には、それぞれ円
周方向の複数の箇所にカム面１５２とカム面１５３が形
成され、両者の間にはカムローラ１０４が介装されてい
る。

【００１９】また、Ｂ₃ピストン１０２とＢ₃プレッシ
ャプレート１０３の間には、回転方向に伸縮する初動ス
プリング１０５が配設されていて、後述するように、こ
の初動スプリング１０５によって、油圧力を用いないで
カム力を得るきっかけをつくることができる。また、Ｂ
₃ピストン１０２は軸方向に伸縮するリターンスプリン
グ１０６によって、常時、図中左方に付勢され、また、
ストッパ１０７によって回転方向の動きが規制されてい
る。

【００２０】一方、Ｂ₃クラッチディスク１０８がリヤ
プラネタリギヤＰＧ₂のリヤプラネタリキャリヤＫ₂と
一体に回転する連結部材１０９に軸方向摺動自在に取り
付けられ、また、Ｂ₃セパレータプレート１１０がミッ
ションケース５００に対して軸方向摺動自在、回転不能
に取り付けられている。ただし、図中、最も右側のもの
は右方向への移動は規制されている。したがって、Ｂ₃
クラッチディスク１０８とＢ₃セパレータプレート１１
０はクラッチ装置１が軸方向に伸長せしめられた時に互
いに係合し、Ｂ₃クラッチディスク１０８は停止しリヤ
プラネタリキャリヤＫ₂の回転をロックする。

【００２１】また、後述するように、カム力が発生しな
い場合にもＢ₃クラッチディスク１０８とＢ₃セパレー
タプレート１１０を係合させる必要があり、そのために
Ｂ₃ピストン１０２とＢ₃プレッシャプレート１０３の
間に形成される油室１１１に作動油を供給するための油
路１０１ａがクラッチハウジング１０１の内部に形成さ
れている。なお、作動油の油圧による係合力を高めるた
めに、Ｂ₃ハウジング１０１とＢ ₃ピストン１０２の間
に、倍力カムを設けてもよい。

【００２２】図４はＢ₃プレッシャプレート１０３をイ
ンプットシャフトＸ_i側から見た図であって、初動スプ
リング１０５の実際の配置の様子がわかるように部分断
面図にしてある。すなわち、初動スプリング１０５はＢ
₃プレッシャプレート１０３の内部に回転方向に沿って
形成された凹部１０３ａの回転方向の壁面１０３ｂと、
Ｂ₃ピストン１０２に一体に形成された突起１０２ａの
間に配置されている。

【００２３】次に、上記のように構成された第１の実施
の形態のクラッチ装置の作動についてカムの部分の動き
を中心に説明する。まず、図５はＰレンジ、あるいはＮ
レンジのようにリヤプラネタリキャリヤＫ ₂が回転しな
い場合、すなわちＢ₃クラッチディスク１０８が停止し
ている場合、のカムの部分の様子を示したものであっ
て、図４のV-V 線に沿って見た、すなわち、軸中心から
半径方向外側に見た断面を模式的に示している。なお、
このクラッチ装置はいわゆる湿式クラッチであって、Ｂ
₃クラッチディスク１０８とＢ₃セパレータプレート１
１０はオイルが充満した空間内に配置されており、Ｂ₃
プレッシャプレート１０３とＢ₃クラッチディスク１０
８の接触面の間には油膜が存在する。

【００２４】このＰレンジ、あるいはＮレンジの場合に
は、油室１１１には作動油は供給しない。したがって、
Ｂ₃ピストン１０２はリターンスプリング１０６の付勢
力によってＢ₃クラッチケーシング１０１に押しつけら
れている。一方、Ｂ₃プレッシャプレート１０３は初動
スプリング１０５によって図中左方に押され、Ｂ₃プレ
ッシャプレート１０３のカム面１５３がカムローラ１０
４を介してＢ₃ピストン１０２のカム面１５２を上り、
その結果、Ｂ₃プレッシャプレート１０３の背面１０３
ｃはＢ₃クラッチディスク１０８に押しつけられるが、
初動スプリング１０５の力は弱く設定されているので、
その押圧力は小さい。

【００２５】次に、前記のＰレンジあるいはＮレンジか
ら、Ｄレンジ、２レンジ、Ｌレンジのいずれかにシフト
され第１速段で発進する場合を考える。シフトされると
リヤプラネタリキャリヤＫ₂には左回転しようとする力
が作用する。これは、図５においては、Ｂ₃クラッチデ
ィスク１０８が図中左方向に移動しようとすることを意
味する。

【００２６】そうすると、Ｂ₃プレッシャプレート１０
３は油膜を介してＢ₃クラッチディスク１０８に引きず
られて左方向に移動し、Ｂ₃プレッシャプレート１０３
のカム面はカムローラ１０４を介してＢ₃ピストン１０
２のカム面を上り、Ｂ₃ピストン１０２とＢ₃プレッシ
ャプレート１０３を軸方向で離間させようとするカム力
が発生する。その結果、Ｂ₃プレッシャプレート１０３
はＢ₃クラッチディスク１０８に強く押しつけられる。
その結果、複数のＢ₃クラッチディスク１０８は回転し
ないＢ₃セパレータプレート１１０と互いに密着係合し
停止する。したがって、前述した要求される機能の一つ
であるリヤプラネタリキャリヤＫ₂の左回転のロックが
おこなわれる。ここで、この本発明の第１の実施の形態
では、始動スプリング１０５がＰレンジあるいはＮレン
ジ状態からＢ₃プレッシャプレート１０３がＢ₃クラッ
チディスク１０８に押しつけられているので、作動が確
実であり応答も速い。

【００２７】なお、上記の係合は、Ｂ₃クラッチディス
ク１０８を回そうとする力が大きくなるにつれて増大す
るので、自縛的な係合である。上記のカム作用による押
圧力をＦとすると、Ｆ＝Ｔ／（ｒ×ｔａｎθ）である。
但し、ＴはＢ₃プレッシャプレート１０３の入力トル
ク、ｒはカムの作用半径、θはカム面１５３が回転軸に
垂直な面となす角度である。

【００２８】次に、上述のリヤプラネタリキャリヤＫ₂
の左回転のロックがおこなわれている第１速段から第２
速段に変速する場合を考える。ここで、第２速段では、
リヤプラネタリキャリヤＫ₂は右回転する。したがっ
て、変速に際しては、第１速段の左回転を停止された状
態から、右回転の空転状態にスムーズに移行できること
が要求される。

【００２９】ここで、リヤプラネタリキャリヤＫ₂の右
回転は、図５においてＢ₃クラッチディスク１０８が右
に動くことを意味する。リヤプラネタリキャリヤＫ₂が
右回転し、Ｂ₃クラッチディスク１０８が図５において
右方向に動くと、Ｂ₃プレッシャプレート１０３はＢ₃
クラッチディスク１０８に引きずられて右方向に移動
し、その結果、Ｂ₃プレッシャプレート１０３のカム面
１５３はカムローラ１０４を介してＢ₃ピストン１０２
のカム面１５２を降り、その結果、カム力は無くなる。

【００３０】この際、Ｂ₃プレッシャプレート１０３に
は初動スプリング１０５の付勢力が作用し、Ｂ₃プレッ
シャプレート１０３はＢ₃クラッチディスク１０８に押
圧されるが、その力は弱く、リヤプラネタリキャリヤＫ
₂は右回転の空転を続けることができる。また、湿式ク
ラッチであることからＢ₃プレッシャプレート１０３と
Ｂ₃クラッチディスク１０８の間には油膜が存在し、ま
た、Ｂ₃クラッチディスク１０８の回転が速いこともあ
り、Ｂ₃プレッシャプレート１０３とＢ₃クラッチディ
スク１０８の間にジャダーが発生することはない。この
ように、第１速段の状態から、Ｂ₃クラッチディスク１
０８を右回転に反転させるだけで、第２速段に変速する
ことができ、その状態を維持することができる。

【００３１】逆に、第２速段から第１速段への変速は、
リヤプラネタリキャリヤＫ₂を右回転から左回転に反転
するだけで得ることができる。この場合は図５において
右方向に移動しているＢ₃クラッチディスク１０８が左
方向への移動に反転し、その結果、初動スプリング１０
５によって、Ｂ₃クラッチディスク１０８に上述したよ
うに摺接していたＢ₃プレッシャプレート１０３が即座
にＢ₃クラッチディスク１０８と係合して、カム力が発
生してその力により、Ｂ₃クラッチディスク１０８は係
止せしめられ第１速段が得られる。この場合も、初動ス
プリング１０５があることによって作動油の給排の操作
を不要にしている。

【００３２】一方、Ｌレンジ第１速段で被駆動走行（エ
ンジンブレーキ状態）した場合には、リヤプラネタリキ
ャリヤＫ₂が右回転しようとするのをロックさせなけれ
ばならない。リヤプラネタリキャリヤＫ₂を右回転させ
る力がかかり、図５においてＢ₃クラッチディスク１０
８が右方向に移動しても、第２速段の走行中と同じであ
るので、カム力を得ることはできない。したがって、こ
の場合は、油室１１１に作動油を供給して油圧の力によ
って、Ｂ₃クラッチディスク１０８の回転を停止させる
ことが必要である。前述したように、Ｂ₃ハウジング１
０１とＢ₃ピストン１０２の間に倍力カムを設ければ、
小さな油圧で大きな力を得る事ができオイルポンプの負
荷を軽減することができる。

【００３３】図６は上記のように油室１１１に作動油を
供給した場合のようすを示す図であって、Ｂ₃ピストン
１０２のカム面１５２はカムローラ１０４を介してＢ₃
プレッシャプレート１０３のカム面を滑りおりＢ₃ピス
トン１０２とＢ₃プレッシャプレート１０３は最も接近
した状態となり、油圧力によってＢ₃ピストン１０２と
Ｂ₃プレッシャプレート１０３が一体となって、Ｂ₃ク
ラッチディスク１０８を押圧し、Ｂ₃クラッチディスク
１０８、およびそれに連結されたリヤプラネタリキャリ
ヤＫ₂は係止される。

【００３４】上記のようにして、第１の実施の形態は要
求される機能、すなわち、リヤプラネタリキャリヤＫ₂
の左回転のロック、右回転の空転、左回転のロックから
右回転の空転への移行、右回転の空転から左回転のロッ
クへの移行、右回転のロックをおこなうことができ、変
速に際して作動油の給排の操作を必要としない。

【００３５】図７は第２の実施の形態の構造を模式的に
示した図である。この第２の実施の形態は初動スプリン
グ１０５を引っ張りタイプに置き換えたもので、その他
の構造は第１の実施の形態と同じである。作用も第１の
実施の形態と同じであるので省略する。この、第２の実
施の形態ではＢ₃プレッシャプレート１０３の凹部１０
３ａの壁面１０３ｂとＢ₃ピストン１０２の間にスプリ
ングが配設されていないので、非作用方向にトルクが掛
かってカムが戻った時の戻り過ぎを防ぐストッパ１１３
を、例えば、破線で示す様に容易に配設することができ
るという利点がある。

【００３６】図８は第３の実施の形態の構造を模式的に
示した図である。この第３の実施の形態ではカムローラ
１０４を緩く保持するローラケージ１１４を配設し、こ
のローラケージ１１４に一体に形成したスプリング座１
１４ａと、Ｂ₃プレッシャプレート１０３の内部に回転
方向に沿って形成された凹部１０３ａの回転方向の壁面
１０３ｂの間に初動スプリング１０５を配設したもので
ある。その他の構造は第１の実施の形態と同じである。
作用も第１の実施の形態と同じであるので省略する。こ
の第３の実施の形態では、初動スプリング１０５の伸縮
量は第１、第２の実施の形態に比べると半分になる。こ
れは、第１、第２の実施の形態では、初動スプリング１
０５の端面が両方とも離反する方向に移動するのに対し
て、この第３の実施の形態においては、ローラケージ１
１４の方は移動しないからである。

【００３７】図９は第４の実施の形態の構造を模式的に
示した図である。この第４の実施の形態は第３の実施の
形態の変形例であって、Ｂ₃ピストン１０２の内部に回
転方向に沿って凹部１０２ａを形成し、ローラケージ１
１４に一体に形成したスプリング座１１４ｂをこの凹部
１０２ａ側に突出せしめ、凹部１０２ａの回転方向の壁
面１０２ｂとスプリング座１１４ｂの間に初動スプリン
グ１０５を配設したものである。その他の構造は第１の
実施の形態と同じである。作用も第１の実施の形態と同
じであるので省略する。

【００３８】次に、第５の実施の形態について説明す
る。この第５の実施の形態は図１に示した内の第３クラ
ッチＣ₃と第３ワンウェイクラッチＦ₃の役をおこなわ
せるものである。そして、また、Ｐ、Ｎレンジの状態か
らＤ，２，Ｌレンジにシフトされたときに右回転するＯ
ＤプラネタリキャリヤＫ₃にＯＤプラネタリサンギヤＳ
₃を即座に接続せしめ、Ｄレンジの第４速段を除く前進
速段においては前記のように接続された状態を保ち、第
３速段から第４速段への変速に際してはＯＤプラネタリ
キャリヤＫ₃とＯＤプラネタリサンギヤＳ₃の接続を即
座に解除してＯＤプラネタリキャリヤＫ₃の右回りの空
転を可能ならしめ、一方、Ｐ、Ｎレンジの状態からＲレ
ンジにシフトされたときには左回転するＯＤプラネタリ
キャリヤＫ₃にＯＤプラネタリサンギヤＳ₃を即座に接
続せしめ、Ｒレンジ走行ではこの接続状態を保つことが
要求される。なお、上記の回転の方向は第１の実施の形
態の説明で定義したのと同様にインプットシャフトＸ_i
から見て、右回転（時計回り回転）する場合が右回転、
左回転（反時計回り回転）する場合が左回転である。

【００３９】図１０は、この第５の実施の形態を組み込
んだ第３クラッチＣ₃部分の断面図である。図１０にお
いて、トランスミッションケース５００に対してＣ₃ハ
ウジング２０１が回転自在に係合され、ＯＤサンギヤＳ
₃と結合されている。２０２はＣ₃ピストン、２０３は
Ｃ₃プレッシャプレート、２０４はカムローラである。
Ｃ₃ピストン２０２は、Ｃ₃ハウジング２０１にスプラ
イン結合されていて、Ｃ₃ハウジング２０１に内部に形
成される環状のシリンダ部を図中左右に移動する。ま
た、Ｃ₃ピストン２０２の内面にはカム面２５２が、プ
レッシャプレート２０３の内面にはカム面２５３が円周
方向の数カ所において形成されていてカムローラ２０４
を挟んで対面している。

【００４０】リターンスプリング２０５は右端位置がＣ
₃ハウジング２０１に対し固定されていてＣ₃ピストン
２０２を常時図中左方に付勢している。しかしながら、
この第５の実施の形態は係合のきっかけを慣性力によっ
て得るので、第１〜第４の実施の形態のような初動スプ
リングは有していない。Ｃ₃ピストン２０２とＣ₃ハウ
ジング２０１の間の油室２０６には油路２０１ａから作
動油圧が供給される。

【００４１】また、２０７はＯＤキャリヤＫ₃に対して
スプライン結合されているＣ₃クラッチディスク、２０
８はＣ₃ハウジング２０１にスプライン結合されている
Ｃ₃セパレータプレートである。なお、この第３クラッ
チＣ₃も所謂湿式クラッチであって、Ｃ₃クラッチディ
スク２０７とＣ₃セパレータプレート２０８はオイルが
充満した空間内に配置されており、Ｃ₃プレッシャプレ
ート２０３とＣ₃クラッチディスク２０７の接触面の間
にも油膜が存在する。

【００４２】一方、Ｃ₃ハウジング２０１の外周側に
は、Ｂ₄ピストン３０１により、トランスミッションケ
ース５００にスプライン結合されているＢ₄セパレータ
プレート３０３と選択的に摩擦係合されるＢ₄クラッチ
ディスク３０２がスプライン結合されている。

【００４３】次に、上記のように構成された第５の実施
の形態のクラッチ装置の作動についてカムの部分の動き
を中心に説明する。まず、図１１はＰレンジ、あるいは
ＮレンジのようにＯＤプラネタリキャリヤＫ₃が回転し
ない場合、すなわちＣ₃クラッチディスク２０７が停止
している場合、のカムの部分の様子を軸中心側から見た
ものを模式的に示したものである。

【００４４】以下、各運転状態におけるカム部分の作動
を説明する。Ｐレンジ、Ｎレンジでは、油路２０１ａか
ら、油室２０６に作動油が供給され、カム部分は図１１
に示されるような状態にある。この状態から、Ｄレン
ジ、２レンジ、Ｌレンジにシフトされると、ＯＤプラネ
タリキャリヤＫ₃は右回転を始めるが、この時、ＯＤプ
ラネタリリングギヤＲ₃は車軸に連結されているので固
定された状態にある。これは、遊星歯車機構における、
リングギヤ固定下でのキャリヤ入力でありサンギヤがキ
ャリヤよりも速く回転する場合である。したがって、Ｏ
ＤプラネタリサンギヤＳ₃はＯＤプラネタリキャリヤＫ
₃よりも速い速度で同方向に回転する。したがって、図
１１においてＯＤプラネタリサンギヤＳ₃に結合されて
いるＣ ₃ピストン２０２はＯＤプラネタリキャリヤＫ₃
に結合されているＣ₃クラッチディスク２０７よりも先
行して右方向に移動を始める。

【００４５】すると、Ｃ₃ピストン２０２のカム面２５
２はカムローラ２０４を介してＣ₃プレッシャプレート
２０３のカム面２５３を上り、カム力が発生し、Ｃ₃プ
レッシャプレート２０３とＣ₃ピストン２０２とはその
距離が拡げられＣ₃ハウジング２０１とＣ₃クラッチデ
ィスク２０７の間で突っ張り、図１２に示されるような
状態となる。したがって、Ｃ₃ハウジング２０１、Ｃ₃
ピストン２０２、Ｃ₃プレッシャプレート２０３はＣ₃
クラッチディスク２０７と一緒に右方向に移動するよう
になる。このようにして、Ｃ₃ピストン２０２に接続さ
れているＯＤプラネタリサンギヤＳ₃はＯＤプラネタリ
キャリヤＫ₃と同様に右回転する。

【００４６】Ｄレンジの第３速段までは、上記の状態を
保つ。そして、第３速段から第４速段への変速は、上記
の状態から第４ブレーキＢ₄を作動させてＯＤプラネタ
リサンギヤＳ₃を係止することによって得られる。ＯＤ
プラネタリサンギヤＳ₃に制動をかけると、車軸に結合
されたＯＤプラネタリリングギヤＲ₃は今までの速度で
回転しようとするのでＯＤプラネタリキャリヤＫ₃も減
速されるが、その減速される度合いはＯＤプラネタリサ
ンギヤＳ₃よりも小さい、したがって、ＯＤプラネタリ
キャリヤＫ₃はＯＤプラネタリサンギヤＳ₃よりも速い
回転速度で回転する。したがって、図１２においてＯＤ
プラネタリキャリヤＫ₃に連結されたＣ₃クラッチディ
スク２０７はＯＤプラネタリサンギヤＳ₃に連結された
Ｃ₃ピストン２０２に対して先行して右に移動する。

【００４７】よって、図１２において、Ｃ₃クラッチデ
ィスク２０７と一緒に回転するＣ₃プレッシャプレート
２０３に対して、Ｃ₃ピストン２０２は右方向に先行し
て移動する、その結果、Ｃ₃ピストン２０２のカム面２
５２がカムローラ２０４を介してＣ₃プレッシャプレー
ト２０３のカム面２５３を下り、図１３に示されるよう
な状態となり係合が解除される。その後Ｃ₃ピストン２
０２は停止する。したがって、Ｃ₃クラッチディスク２
０７のみ左方向に動くようになる。よって、ＯＤプラネ
タリキャリヤＫ₃のみ右回転し、ＯＤプラネタリサンギ
ヤＳ₃が停止して第４速段が得られる。このようにし
て、第４速段では、ＯＤプラネタリサンギヤＳ₃は第４
ブレーキＢ₄によって係止され、ＯＤプラネタリキャリ
ヤＫ₃が右回転している。

【００４８】次に、この第４速段から第３速段への変速
を考える。これは、上記とは逆に第４ブレーキＢ₄を解
放することによって得られる。上記の状態から、第４ブ
レーキＢ₄を解放するとＯＤプラネタリサンギヤＳ
₃は、ＯＤプラネタリピニオンギヤを介してＯＤプラネ
タリリングギヤＲ₃と噛合しているので、解放と同時
に、右回転する。したがって、図１３において、Ｃ₃ハ
ウジング２０１とＣ₃ピストン２０２は右方向に動く、
すると、Ｃ₃プレッシャプレート２０３は慣性によっ
て、もとの位置に留まろうとするので、Ｃ₃プレッシャ
プレート２０３のカム面２５３はカムローラ２０４を介
してＣ₃ピストン２０２のカム面２５２を上り、やが
て、Ｃ ₃プレッシャプレート２０３はＣ₃クラッチディ
スク２０７に当接する。すると、Ｃ₃プレッシャプレー
ト２０３はＣ₃クラッチディスク２０７に引きずられて
図中左方向に動き、カム力により自縛係合する。その結
果、Ｃ₃クラッチディスク２０７とＣ₃プレッシャプレ
ート２０３は一体で回転するようになりＯＤプラネタリ
サンギヤＳ₃とＯＤプラネタリキャリヤＫ₃は係合状態
となり、第３速段が得られる。

【００４９】また、Ｐレンジ、Ｎレンジから後進段にシ
フトすると、左回転するＯＤプラネタリキャリヤＫ₃に
ＯＤプラネタリサンギヤＳ₃を噛合しなければならな
い。ＯＤプラネタリキャリヤＫ₃が左回転するとＯＤプ
ラネタリサンギヤＳ₃は右回転の場合と同様にＯＤプラ
ネタリキャリヤＫ₃よりも速い速度で左回転する。した
がって、図１３においてＣ₃ピストン２０２が左方向に
先行して移動して、カム力は発生しないので、油室２０
６に作動油を供給して、その油圧で、Ｃ₃ピストン２０
２をＣ₃プレッシャプレート２０３を介してＣ₃クラッ
チディスク２０７に係合することが必要である。

【００５０】このように、第５の実施の形態では、第３
速段と第４速段の変速時において、慣性力によって、係
合のきっかけを得ることができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の各請求項によれば、カム機構を
用いて相対回転する部材を係合せしめるクラッチ装置に
おいて油圧力を用いないのでレスポンス良く係合、解放
をおこなうことができ、また、アキュムレータ等を含む
複雑な油圧回路を必要としないのコストが安く、信頼性
も高い。特に、請求項３のようにすれば、何等付加物を
必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による自動変速機の構造を模式的に現
した図である。

【図２】図１の自動変速機において各速度段を得るため
の各摩擦係合要素の作動の組み合わせを示す図である。

【図３】第１の実施の形態の全体構造を示す図である。

【図４】Ｂ₃プレッシャプレート１０３を軸方向から見
た図である。

【図５】第１の実施の形態のカム部分の構造、作動を示
す図である。

【図６】第１の実施の形態のカム部分の構造、作動を示
す図である。

【図７】第２の実施の形態のカム部分の構造を示す図で
ある。

【図８】第３の実施の形態のカム部分の構造を示す図で
ある。

【図９】第４の実施の形態のカム部分の構造を示す図で
ある。

【図１０】第５の実施の形態の全体構造を示す図であ
る。

【図１１】第５の実施の形態のカム部分の構造、作動を
示す図である。

【図１２】第５の実施の形態のカム部分の構造、作動を
示す図である。

【図１３】第５の実施の形態のカム部分の構造、作動を
示す図である。

【符号の説明】

Ｂ₃…第３ブレーキＫ₂…リヤプラネタリキャリヤ１０１…Ｂ₃ハウジング１０１ａ…油路１０２…Ｂ₃ピストン１０３…Ｂ₃プレッシャプレート１０４…カムローラ１０５…初動スプリング１０６…リターンスプリング１０７…ストッパ１０８…Ｂ₃クラッチディスク１０９…連結部材１１０…Ｂ₃セパレータプレート１１１…油室Ｃ₃…第３クラッチＫ₃…ＯＤプラネタリキャリヤ２０１…Ｃ₃ハウジング２０１ａ…油路２０２…Ｃ₃ピストン２０３…Ｃ₃プレッシャプレート２０４…カムローラ２０５…スプリング２０６…油室２０７…Ｃ₃クラッチディスク２０８…連結部材２１０…Ｃ₃セパレータプレートＢ₄…第４ブレーキ３０１…Ｂ₄ピストン３０２…Ｂ₄クラッチディスク３０３…Ｂ₄セパレータプレート５００…トランスミッションケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共通の軸線上に離間配置され相対回転す
る一対の部材の間に、一対のカム部材を配設し、初動手段によって、前記一対のカム部材の一方を前記相
対回転する一対の部材の一方に押圧して、所定方向に相
対回転させてカム力を発生せしめ、該カム力によって前
記相対回転する部材を係合するクラッチ装置であって、前記初動手段が流体力を用いない機械力で前記一対のカ
ム部材の一方を押圧することを特徴とするクラッチ装
置。
【請求項２】前記初動手段の前記機械力がバネ部材の
付勢力であることを特徴とする請求項１に記載のクラッ
チ装置。
【請求項３】前記初動手段の前記機械力が同じ状態に
ある一対のカム部材の一方を他方に対して移動すること
によって得られる慣性力であることを特徴とする請求項
１に記載のクラッチ装置。