JPH10103381A - 自動変速機の回転クラッチ装置 - Google Patents

自動変速機の回転クラッチ装置

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JPH10103381A
JPH10103381A JP8260747A JP26074796A JPH10103381A JP H10103381 A JPH10103381 A JP H10103381A JP 8260747 A JP8260747 A JP 8260747A JP 26074796 A JP26074796 A JP 26074796A JP H10103381 A JPH10103381 A JP H10103381A
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piston
chamber
pressure
partition
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卓 村杉
Hiromasa Sakai
弘正 酒井
Motoharu Nishio
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転クラッチ装置を複数室の設定により締結
容量可変式にすると共に、それにもかかわらず、遠心圧
キャンセル室は1個のみでよい構成とする。 【解決手段】 クラッチピストン43の作動圧室45
を、小径の区画ピストン44で2室A,Bに区画し、ピ
ストン43の反対側に同径の隔壁46を設けて遠心圧キ
ャンセル室Cを画成する。1速〜3速で発生してローク
ラッチL/C を締結する作動圧PL/c を回路10aからは
常時A室に供給し、回路10aから室Bには、3速およ
び4速で発生する変速圧PH/c に応動する弁31で、1
速および2速時に供給する。故にクラッチL/C は、トル
ク分担率の大きな1速および2速で締結容量を大きくさ
れ、トルク分担率の小さな3速で締結容量を小さくされ
る。しかも、1室Cのみで2室A,Bの遠心圧をキャン
セルすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機に内蔵
されて該変速機の変速を司るクラッチ装置、特にそれ自
体が回転する回転クラッチ装置に関し、とりわけ、その
クラッチ締結容量可変技術に係わる。
【0002】
【従来の技術】自動変速機は、複数の摩擦要素(クラッ
チや、ブレーキ等)を選択的に流体圧で締結作動させる
ことにより歯車変速機構の伝動経路(選択変速段)を決
定する。従って、上記複数の摩擦要素のうちクラッチ
は、相当数それ自体が回転する回転クラッチ装置であ
る。
【0003】また従来の回転クラッチ装置は、例えば本
願出願人が昭和63年10月に発行した「NISSAN
RE4F02A型 フルレンジオートマチックトラン
スアクスル整備要領書」(A261C11)に記載の自
動変速機におけるロークラッチやハイクラッチに見られ
るように、クラッチ締結容量が固定であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで自動変速機に
よっては、回転クラッチ装置を、要求トルク分担率の異
なる複数の変速段で締結させる必要が生じ、従来のよう
にクラッチ締結容量を全て固定された従来の回転クラッ
チ装置では、これを、要求トルク分担率の最も大きな変
速段に合わせて設計するしかなかった。
【0005】これがため従来は、回転クラッチ装置が非
常に大型になってその設置スペースの確保に苦慮した
り、且つ、高価になってコスト上、大いに不利になるの
を免れなかった。加えて、要求トルク分担率の小さな変
速段への、若しくは、当該変速段からの変速を行うに際
し、クラッチ作動圧を基本的に非常に低い値にした状態
で高精度に制御しなければ変速ショックが大きくなり、
変速制御が困難を極めていた。
【0006】また同様の理由から、クラッチ作動圧の元
圧が少しでもバラツクと、これがクラッチ作動圧に大き
く影響して変速性能のバラツキを大きくしてしまい、安
定した変速性能を常時維持することが困難で、自動変速
機の商品価値を損ない易かった。
【0007】なお、変速機ケースに取り付けられて回転
しないクラッチ装置や、ブレーキ装置にあっては、ピス
トン室を複数個設置して、作動流体を供給する室数を変
更することで締結容量を可変式にしたものも知られてい
る。
【0008】しかし、かかる非回転クラッチ装置や、非
回転ブレーキ装置の締結容量可変技術を回転クラッチ装
置にそのまま流用すると、以下の問題が生ずる。つまり
回転クラッチ装置にあっては、ピストン室に入っている
作動流体がクラッチ装置の回転に伴う遠心力を受けて、
所謂遠心圧がピストン室内に発生し、これがクラッチピ
ストンに締結方向の力を及ぼす結果、クラッチ装置の非
作動中にもかかわらず引き摺りを生じてしまう。
【0009】この問題解決のために一般的には、例え
ば、三菱自動車株式会社製のF4A42(INVECS
−2)型自動変速機におけるUDクラッチに見られるよ
うに、ピストンを挟んでピストン室から遠い側に遠心圧
キャンセル室を設定し、この室内に流入させておいた作
動流体によって当該室内にも遠心圧を発生させ、これ
で、クラッチピストンに作用する上記締結方向の力を相
殺する必要がある。
【0010】ここで前記した非回転クラッチ装置や、非
回転ブレーキ装置に採用されている周知の締結容量可変
技術を回転クラッチ装置にそのまま流用すると、複数個
としたピストン室の数だけ遠心圧キャンセル室が必要に
なり、回転クラッチ装置が極めて複雑な構造となり、ひ
いては高価になるのを免れない。
【0011】本発明は、ピストン室を複数個にして回転
クラッチ装置の締結容量を可変にする技術を踏襲する
が、それによっても、回転クラッチ装置に不可欠な遠心
圧キャンセル室を増やす必要がなく、これが1個のみで
よくなるようにした回転クラッチ装置を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的のため、請求項
1に記載された第1発明による自動変速機の回転クラッ
チ装置は、それ自体が回転するクラッチ装置を含む複数
の摩擦要素を選択的に流体圧で締結作動させることによ
り所定の変速段を選択可能で、前記クラッチ装置が要求
トルク分担率の異なる複数の変速段で締結されるように
した自動変速機において、前記クラッチ装置の締結を司
るクラッチピストンよりも小さな外径の区画ピストンを
クラッチピストン室内に摺動自在に嵌合して、該区画ピ
ストンの両側にそれぞれ、クラッチピストンに近い室
と、クラッチピストンから遠い室とを画成し、前記区画
ピストンから遠いクラッチピストンの側に、該クラッチ
ピストンとほぼ同じ外径の隔壁を対設して、クラッチピ
ストンとの間に遠心圧キャンセル室を画成し、前記クラ
ッチピストン、区画ピストン、および隔壁の内径をほぼ
等しくし、クラッチピストンに近い室、クラッチピスト
ンから遠い室、および遠心圧キャンセル室に対する流体
の供給をそれぞれ、各室の内周面から行うよう構成し、
前記クラッチ装置の要求トルク分担率が大きい変速段ほ
ど、前記クラッチピストンに近い室およびクラッチピス
トンから遠い室に対する前記流体圧の供給室数を増大さ
せて、クラッチ締結容量を可変にしたことを特徴とする
ものである。
【0013】請求項2に記載した第2発明による自動変
速機の回転クラッチ装置は、第1発明において、上記ク
ラッチ装置が要求トルク分担率の異なる3種類以上の変
速段で締結されるべきものである場合、前記区画ピスト
ンを、該要求トルク分担率の種類数に応じた室が提供可
能な複数個とし、これら区画ピストンの外径を、クラッ
チピストンから遠いものほど小さくしたことを特徴とす
るものである。
【0014】請求項3に記載した第3発明による自動変
速機の回転クラッチ装置は、第1発明または第2発明に
おいて、前記クラッチピストンと、区画ピストンとの
間、および隣り合う区画ピストン相互間にそれぞれ、ス
ペーサを介在させて各ピストンの受圧面積全体に亘り確
実に流体圧が作用するよう構成したことを特徴とするも
のである。
【0015】請求項4に記載した第4発明による自動変
速機の回転クラッチ装置は、第1発明乃至第3発明のい
ずれかにおいて、前記クラッチピストンと、区画ピスト
ンとを相互に、ピストンストローク方向へ一体結合した
ことを特徴とするものである。
【0016】
【発明の効果】第1発明において自動変速機は、回転ク
ラッチ装置を含む複数の摩擦要素を選択的に流体圧で締
結作動させることにより所定の変速段を選択する。ここ
で上記クラッチ装置は、要求トルク分担率の異なる複数
の変速段で締結され、上記所定変速段の選択を可能にす
る。
【0017】ところで、上記回転クラッチ装置の締結を
司るクラッチピストンよりも小さな外径の区画ピストン
をクラッチピストン室内に摺動自在に嵌合して、該区画
ピストンの両側にそれぞれ、クラッチピストンに近い室
と、クラッチピストンから遠い室とを画成し、上記回転
クラッチ装置の締結に際し、要求トルク分担率が大きい
変速段ほど、クラッチピストンに近い室およびクラッチ
ピストンから遠い室に対する前記流体圧の供給室数を増
大させて、クラッチ締結容量を要求トルク分担率に符合
するよう変更することから、最も大きな要求トルク分担
率に合わせて回転クラッチ装置を設計する必要がなく、
回転クラッチ装置の小型化および低廉化が可能で、その
設置スペースを容易に確保することができるとともに、
コスト上も大いに有利になる。
【0018】加えて、回転クラッチ装置の小型化が可能
であることから、要求トルク分担率の小さな変速段へ
の、若しくは、当該変速段からの変速を行うに際し、ク
ラッチ作動圧をそれほど低い値にしなくても、変速ショ
ックが大きくなることはないし、従ってクラッチ作動圧
を高精度に制御しなくても、変速ショックが大きくなる
ことはなく、変速制御を容易にし得る。
【0019】また同様の理由から、クラッチ作動圧の元
圧が少しくらいバラツキを生じても、これが変速品質の
バラツキを惹起することはなく、安定した変速品質を常
時維持することが可能で、自動変速機の商品価値を高く
保つことができる。
【0020】そして第1発明によれば、上記の作用効果
の得るために前記の構成を採用し、つまり、回転クラッ
チ装置の締結を司るクラッチピストンよりも小さな外径
の区画ピストンをクラッチピストン室内に摺動自在に嵌
合して、該区画ピストンの両側にそれぞれ、クラッチピ
ストンに近い室と、クラッチピストンから遠い室とを画
成する構成とし、加えて、これら室内の作動流体に発生
した遠心圧の影響をなくすための遠心圧キャンセル構造
として、上記区画ピストンから遠いクラッチピストンの
側に、該クラッチピストンとほぼ同じ外径の隔壁を対設
し、これとクラッチピストンとの間に遠心圧キャンセル
室を画成した構造を付加し、更に、上記クラッチピスト
ン、区画ピストン、および隔壁の内径をほぼ等しくし、
クラッチピストンに近い室、クラッチピストンから遠い
室、および遠心圧キャンセル室に対する流体の供給をそ
れぞれ、各室の内周面から行うよう構成したから、全て
の室内の作動流体に発生した遠心圧の影響を上記1個の
遠心圧キャンセル室の作動流体のみで相殺することがで
き、上記のように複数室の設置により締結容量可変式に
した回転クラッチ装置であるにもかかわらず、これら室
に個々に対応させて設けるべき遠心圧キャンセル室が1
個のみで足りることとなり、締結容量可変式回転クラッ
チ装置の構造を大幅に簡単、且つ、小型にすることがで
きる。
【0021】第2発明においては、上記クラッチ装置が
要求トルク分担率の異なる3種類以上の変速段で締結さ
れるべきものである場合、前記区画ピストンを、該要求
トルク分担率の種類数に応じた室が提供可能な複数個と
し、これら区画ピストンの外径を、クラッチピストンか
ら遠いものほど小さくしたことから、回転クラッチ装置
が要求トルク分担率の異なる3種類以上の変速段で締結
されるべきものである場合においても、上記の作用効果
を全て確実に達成することができる。
【0022】第3発明においては、前記クラッチピスト
ンと、区画ピストンとの間、および隣り合う区画ピスト
ン相互間にそれぞれ、スペーサを介在させて各ピストン
の受圧面積全体に亘り確実に流体圧が作用するよう構成
したから、クラッチピストンと、区画ピストンとが密接
して、および隣り合う区画ピストン相互が密接して前記
の作用効果が奏し得られなくなるといった弊害を解消す
ることができる。
【0023】第4発明においては、クラッチピストン
と、区画ピストンとを相互に、ピストンストローク方向
へ一体結合したことから、区画ピストンの両側における
室の一方から作動流体圧が排除される場合において、ク
ラッチの締結が一時的に解放されてしまったりする弊害
を皆無にすることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形
態になる回転クラッチ装置を具えた自動変速機の歯車伝
動列、図2は、同歯車伝動列における摩擦要素の変速段
ごとの締結論理表、図3は、同摩擦要素の締結論理を実
現するための変速制御油圧回路を示し、これら歯車伝動
列および変速制御油圧回路は、本発明の着想により後述
の特殊な構成とした回転クラッチ装置であるロークラッ
チL/C 、および該ロークラッチL/C の作動圧回路部分以
外、本願出願人が1984年に発行した「RN4F02
A型、RL4F02A型オートマチックトランスアクス
ル整備要領書」(A261C06)に記載されているも
のと基本的に同じとする。
【0025】先ず、図1の歯車伝動列を概略説明する
に、第1遊星歯車組G1 および第2遊星歯車組G2 を同
軸に設け、これらは夫々サンギヤS1 ,S2 、ピニオン
1 ,P2 、キャリアC1 ,C2 及びリングギヤR1
2 よりなる単純遊星歯車組とする。
【0026】トルクコンバータT/C を経てエンジン出力
軸Eからの動力を供給される入力軸IはサンギヤS2
結合すると共に、ハイクラッチH/C でキャリアC1 に結
合可能とし、又リバースクラッチR/C でサンギヤS1
結合可能とし、サンギヤS1は更にバンドブレーキB/B
により固定可能とする。
【0027】キャリアC1 はワンウェイクラッチOWC に
よりエンジン出力軸Eと逆方向の回転を阻止し、加えて
ローリバースブレーキLR/Bにより固定可能とする。又キ
ャリアC1 はロークラッチL/C によりリングギヤR2
結合可能とする。キャリアC2 はリングギヤR1 に結合
すると共に、出力軸Oに結合する。
【0028】かかる構成において、バンドブレーキB/B
は図3に示すようにバンドブレーキ解放用のサーボレリ
ーズ圧PS/R 及びバンドブレーキ締結用のサーボアプラ
イ圧PS/A を供給されるサーボレリーズ室BS/R 及びサ
ーボアプライ室BS/A を有し、サーボレリーズ圧PS/R
の供給時サーボアプライ圧PS/A の存否に関係なく解放
されるものとし、これら圧力を含め各種摩擦要素への圧
力の図2に示すごとき表のような組合せ供給(○で示
す)により、図1の歯車伝動列は対応した各変速段を得
ることができる。
【0029】次に図3の変速制御油圧回路を概略説明す
るに、1はオイルポンプを示し、これから回路2に吐出
されるオイルはプレッシャレギュレータ弁3により基本
的にはばね3aのばね力で決まる圧力に調圧され、ライ
ン圧PL となるが、プレッシャレギュレータ弁3は更に
エンジンスロットル開度の増大につれ高くなるスロット
ル圧PTHを受け、回路2内のライン圧PL をエンジン負
荷に比例して上昇させ、このライン圧をマニュアル弁5
に供給する。
【0030】マニュアル弁5は運転者が、希望する走行
形態に応じて手動操作するもので、駐車(P)レンジ
と、後退走行(R)レンジと、停車(N)レンジと、自
動変速走行(D)レンジと、第2速エンジンブレーキ走
行(2)レンジと、第1速エンジンブレーキ走行(1)
レンジとを有する。
【0031】このマニュアル弁5は、P,Nレンジで全
ての出力ポート5−D,5−2,5−1,5−Rをドレ
ンさせ、全摩擦要素L/C ,H/C ,B/B ,LR/Bの解放によ
り図1の歯車伝動列を動力伝達不能な中立状態にする。
【0032】マニュアル弁5はDレンジで、ポート5−
Dに回路2からのライン圧PL を出力し、このライン圧
は回路6により3−4変速弁7及び1−2変速弁8に至
る。これら変速弁7,8は2−3変速弁9も含めて常態
で対応するばね7a,8a,9aに よりスプール位置
を決定され、各ポート間接続を下側図示の如くにしてい
る。よって回路6から3−4変速弁7に至ったライン圧
は回路10a ,10b よりロ−クラッチL/C にその作動
圧PL/C として供給され、ロ−クラッチL/C の締結に供
され、回路6から1−2変速弁8に至ったライン圧はこ
こで行止まりとなる。これがため自動変速機は、ローク
ラッチL/C のみを締結されることとなり、図2から明ら
かなようにワンウエイクラッチOWCと自己係合と相俟
って第1速を選択する。
【0033】なおロークラッチL/C は、本実施の形態で
は2つの作動圧室A,Bを有する図4に示す特殊な構成
とするが、これについてはその詳細を、回路10b 中に
おける締結容量切換弁31の詳細とともに後述する。
【0034】上記の第1速選択状態で、車速比例のガバ
ナ圧PG が車速の上昇にともない高くなると、1−2変
速弁8がポート間接続を切換えることにより、回路6の
ライン圧を回路11よりサーボアプライ圧PS/A としてバ
ンドブレーキB/B に供給し、これを締結する。よって自
動変速機は、上記ロークラッチL/C の締結保持と相俟っ
て、図2から明らかなように第2速を選択することがで
きる。
【0035】車速が更に上昇してガバナ圧PG が一層高
くなると、2−3変速弁9もポート間接続を切換えら
れ、回路11のライン圧を回路12に出力する。回路12へ
のライン圧は一方でハイクラッチH/C にその作動圧P
H/C として供給され、当該ハイクラッチH/C の締結を司
り、他方で回路13中の逆止弁20、SRタイミング弁
21(ロークラッチ圧PL/C により左半部状態にされて
いる)および切換弁22(サーボアプライ圧PS/A により
左半部状態にされている)を介しサーボレリーズ圧P
S/R としてバンドブレーキB/B に供給され、これを解放
する。これがため自動変速機は、ロークラッチL/C の締
結保持、ハイクラッチH/C の締結、バンドブレーキB/B
の解放により、図2から明らかなように第3速を選択す
ることができる。
【0036】更なる車速上昇でガバナ圧PG が一層高く
なると、3−4変速弁7もポート間接続を切換えられ
る。これにより3−4変速弁7は回路10をドレンに通
じ、ロークラッチ圧PL/C を消失させる。又、切換弁2
2がサーボアプライ圧PS/A により左半部状態にされ、
また、SRタイミング弁21が逆止弁20からのハイクラ
ッチ圧PH/C により右半部状態にされているため、サー
ボレリーズ圧PS/R は切換弁22、SRタイミング弁2
1を経て3−4変速弁7のドレンポートより排除され
る。結果として自動変速機はロークラッチL/C の解放、
バンドブレーキB/B の締結、ハイクラッチH/C の締結保
持により、図2から明らかなように第4速を選択するこ
とができる。
【0037】上記による自動変速走行からエンジンブレ
ーキ走行を希望して2レンジ又は1レンジにした場合を
次に説明する。2レンジでマニュアル弁5はポート5−
Dにライン圧を出力する他、ポート5−2にライン圧を
2レンジ圧P2 として出力する。ポート5−Dからのラ
イン圧は前記Dレンジの場合と同じ場所に達し、ポート
5−2からの2レンジ圧P2 は回路14により3−4変速
弁7および2−3変速弁9を夫々下側図示のポート間接
続状態に保持して第3速及び第4速への変速を禁止す
る。
【0038】そして、ガバナ圧PG の高さに応じて1−
2変速弁8はポート間接続状態を決定され、自動変速機
はこれに応じて第1速又は第2速を選択する。よって、
第1速又は第2速での走行が可能であると共に、第3
速、第4速への変速禁止により第2速でのエンジンブレ
ーキ走行を可能にする。
【0039】1レンジでマニュアル弁5は上記に加えて
ポート5−1にもライン圧を出力し、このライン圧は一
方でシャトル弁15及び回路16を経て1−2変速弁8に
至り、他方で回路17を経て1−2変速弁8に至る。回路
17からのライン圧は1−2変速弁8をして、第1速だと
エンジンの過回転を生ずる車速域で上側図示のポート間
接続状態にし、それ以下の車速域で下側図示のポート間
接続状態にする。
【0040】1−2変速弁8は前者の状態で第2速を選
択し、エンジンの過回転を防止し、第2速でのエンジン
ブレーキによりエンジンの過回転を生じない車速になっ
た後、1−2変速弁8は後者の状態を保持して回路16の
圧力をローリバースブレーキLR/Bに供給し、これを締結
する。よって、自動変速機はロークラッチL/C の締結保
持と相俟って第1速でのエンジンブレーキ走行を可能に
する。
【0041】Rレンジでマニュアル弁5はポート5−R
のみに回路2のライン圧を出力し、このライン圧は一方
で回路18によりリバースクラッチR/C に至ってこれを
締結し、他方でシャトル弁15及び回路16を経て1−
2変速弁8に至る。しかし、Rレンジでガバナ圧PG
発生することはないので、1−2変速弁8は下側図示の
ポート間接続状態にあって、回路16の圧力をローリバ
ースブレーキLR/Bに供給してこれを締結する。よって自
動変速機は、リバースクラッチR/C の締結と、ローリバ
ースブレーキLR/Bの締結とで、図2から明らかなよに後
退変速段を選択することができる。
【0042】切換弁22は以下の構成とする。即ち、ス
プール22aを具え、これをばね22bにより右半部位
置に弾支してサーボレリーズ室BS/R をドレンポート2
2cに通じるものとする。ばね22bから遠いスプール
22aの端面を室22dに臨ませ、この室を回路11に
通じてサーボアプライ圧PS/A にスプール22aを応動
させる。つまりスプール22aはサーボアプライ圧P
S/A がばね22bのばね力に対応した値以上になる時左
半部位置となり、サーボレリーズ室BS/R をSRタイミ
ング弁21からの回路23に切換接続するものとする。
【0043】SRタイミング弁21は前記文献に記載さ
れた、RN4F02A型、RL4F02A型オートマチ
ックトランスアクスルにおけると同様な周知のもので、
スプール両端面に同圧が作用する時左半部状態となって
回路23を逆止弁20及び3−2タイミング弁24から
の回路25に通じ、スプール下端面のみに圧力が作用す
る時右半部状態となって回路23をロークラッチ圧回路1
0aに通じるものとする。
【0044】3−2タイミング弁24も前記文献に記載
された、RN4F02A型、RL4F02A型オートマ
チックトランスアクスルにおけると同様な周知のもの
で、常態でスプール24aが図示の位置にあって回路2
5内の圧力を小径オリフィス27のみならず大径オリフィ
ス26を経てもハイクラッチ圧回路12に向かわせ、ス
プール下端面に作用するガバナ圧PG がばね24bのば
ね力に対応した値より高くなる高車速時スプール24a
が図中上昇して回路25内の圧力を小径オリフィス27
を経てのみハイクラッチ圧回路12に向かわせるものと
する。
【0045】次にSRタイミング弁21、切換弁22、3
−2タイミング弁24が関与する変速作用を説明する。
前記第3速選択状態で第2速を選択すべき走行条件にな
ると、2−3変速弁9がばね9aにより下側図示のポート
間接続状態に切換わる。これにより2−3変速弁9はハ
イクラッチ圧PH/C をドレンしてハイクラッチH/Cを
解放する。
【0046】一方、SRタイミング弁21はロークラッ
チ圧PL/C により左半部状態に保たれ、又切換弁22は
サーボアプライ圧PS/A の存在により左半部状態に保た
れる。従って、サーボレリーズ圧PS/R は切換弁22、
油路23、SRタイミング弁21を経て回路25に達し
ている。
【0047】ここで、低車速であれば3−2タイミング
弁24が図示の状態にあって、回路25に達しているサ
ーボレリーズ圧PS/R を小径オリフィス27だけでなく
大径オリフィス25を経ても2−3変速弁9のドレンポー
トに通じ、サーボレリーズ圧PS/R を低車速時速やかに
排除してバンドブレーキB/Bをサーボアプライ圧P
S/A により締結させる。
【0048】他方、高車速であれば3−2タイミング弁
24が図中上昇して、回路25に達しているサーボレリー
ズ圧PS/R を小径オリフィス27のみを経て速度制限し
つつ2−3変速弁9のドレンポートよりゆっくり排除し
てバンドブレーキB/Bをサーボアプライ圧PS/A によ
り締結させる。かくて、当該変速時バンドブレーキの丁
度良い締結タイミングが低車速と高車速で異なると雖
も、常時丁度良いタイミングでバンドブレーキを締結す
ることができ、変速ショックを軽減することができる。
【0049】ここで、図1の歯車伝動列において本願出
願人が既に実用中のように、第1遊星歯車組G1 に係わ
るサンギヤS1 の歯数を33とし、ピニオンP1 の歯数
を21とし、リングギヤR1 の歯数を75とし、また、
第2遊星歯車組G2 に係わるサンギヤS2 の歯数を42
とし、ピニオンP2 の歯数を17とし、リングギヤR 2
の歯数を75にすると、第1速〜第3速の複数変速段で
締結すべき回転クラッチ装置であるロークラッチL/C の
要求トルク分担率が図2に示すように、第1速および第
2速のときは1.786もの大きなトルク分担率とな
り、第3速のときは0.641程度の小さなトルク分担
率になる。
【0050】ロークラッチL/C の締結容量を、上記のよ
うに選択変速段に応じ異なるトルク分担率に見合って変
更可能にするために、本実施の形態においてはロークラ
ッチL/C を図4に明示する構成とする。
【0051】つまりロークラッチL/C は、固定軸41上
で回転するクラッチドラム42と、その内部に摺動自在
に嵌合されたクラッチピストン43とを具え、このクラ
ッチピストン43が作動油圧で図中左方へストロークさ
れる時にロークラッチL/C を締結させるものとする。こ
こで本実施の形態においては、クラッチピストン43よ
りも小さな外径の区画ピストン44を、ロークラッチ圧
L/c が供給されるクラッチピストン室45内に摺動自
在に嵌合して、区画ピストン44の両側にそれぞれ、ク
ラッチピストン43から遠い室Aと,クラッチピストン
43に近い室Bとを画成する。
【0052】そして、区画ピストン44から遠いクラッ
チピストン43の側に、クラッチピストン43とほぼ同
じ外径の隔壁46を対設し、当該隔壁46の内周縁をク
ラッチドラム42の内筒部42aに係着したスナップリ
ング47により、クラッチピストン43から遠去かる方
向へ係止すると共に、隔壁46の外周縁をシールゴム4
8でクラッチピストン43の内周面に弾性的に取着する
ことで、クラッチピストン43と隔壁46との間に遠心
圧キャンセル室Cを画成する。
【0053】また、クラッチピストン43と隔壁46と
の間にリターンスプリング49を縮設し、これによりク
ラッチピストン43をクラッチ解放方向へ付勢する。
【0054】クラッチピストン43、区画ピストン4
4、および隔壁46の内径をほぼ等しくし、これらの内
周部を、共通なクラッチドラム内筒部42a上に摺動自
在に嵌合する。そしてクラッチドラム内筒部42aに、
上記の室A,B,Cにそれぞれ通ずる径方向孔42b,
42c,42dを穿設し、クラッチピストン43から遠
い室A、およびクラッチピストン43に近い室Bにはそ
れぞれ、径方向孔42b,42cを経て前記回路10
a,10bからのロークラッチ圧PL/c を供給するよう
にし、遠心圧キャンセル室Cに対する流体の供給は、径
方向孔42dを経てこれを行うものとする。
【0055】なおクラッチピストン43と、区画ピスト
ン44とは相互に、ピン50でかしめ結合して、ピスト
ンストローク方向へ一体結合し、このピン50は複数個
としてピストン43,44の同心円上に均等に配列する
のが良い。
【0056】更に、各ピン50に嵌合させてスペーサ5
1を設け、これらスペーサ51によりピストン43,4
4間を相互に離間させた状態でピン50による上記の一
体結合を行うのが良い。
【0057】なお図3にも示した締結容量切換弁31
は、ハイクラッチ圧PH/C を印加されていない常態で、
ばね31aにより回路10bを開通することによりロー
クラッチ圧PL/c を室Bに供給し、ハイクラッチ圧P
H/C の発生時これによりポート間接続状態を切り換えら
れて、回路10bを遮断すると共に、室Bを自己のドレ
ンポートにより排圧するものとする。
【0058】かかる構成とした本実施の形態によるロー
クラッチL/C の締結容量切換え制御を次に説明する。ロ
ークラッチL/C を締結すべき第1速〜第3速において前
記のごとくに出力されるロークラッチ圧PL/c は、回路
10aからは常時、対応する室Aに供給され続け、回路
10bからは、締結容量切換弁31によって以下のごと
く選択的に対応する室Bに供給される。
【0059】つまり、ロークラッチL/C を締結すべき第
1速〜第3速のうち、第1速および第2速においては、
前記したところから明らかなように、また、図2の締結
論理から明らかなように、ハイクラッチH/Cの締結作
動圧であるハイクラッチ圧P H/C が発生しない。よっ
て、これら第1速および第2速では、締結容量切換弁3
1がハイクラッチ圧PH/C を印加されず、ばね31aに
より回路10bを開通している。これがため第1速およ
び第2速では、回路10bのロークラッチ圧PL/c が室
Bに供給されることとなる。
【0060】これに対して、ロークラッチL/C を締結す
べき第1速〜第3速のうち第3速では、前記したところ
から明らかなように、また、図2の締結論理から明らか
なようにハイクラッチ圧PH/C が発生することから、こ
れに応動して締結容量切換弁31がポート間接続状態を
切り換えられて、回路10bを遮断すると共に、室Bを
自己のドレンポートにより排圧する。よって当該第3速
では、締結容量切換弁31が回路10bから室Bにロー
クラッチ圧PL/c を供給しないこととなる。
【0061】以上により本実施の形態においては、ロー
クラッチL/C を締結すべき第1速〜第3速のうち、要求
トルク分担率の大きな第1速および第2速では、ローク
ラッチL/C の2室A,Bの双方にロークラッチ圧PL/c
を供給してロークラッチL/Cの締結容量を要求に符合す
るよう大きくすることができ、逆に要求トルク分担率の
小さな第3速では、ロークラッチL/C の室Bをドレンし
て室Aのみにロークラッチ圧PL/c を供給することか
ら、ロークラッチL/C の締結容量を要求に符合するよう
小さくすることができる。
【0062】かように締結容量を、要求トルク分担率に
マッチするよう可変にしたことで、ロークラッチL/C は
トルク分担率の最も大きな第1速および第2速の要求に
合わせて設計する必要がなくなり、その小型化および低
廉化が可能であるとともに、設置スペースを容易に確保
することができ、コスト上も大いに有利になる。
【0063】加えて、ロークラッチL/C の小型化が可能
であることから、要求トルク分担率の小さな第3速へ
の、若しくは、当該第3速からの変速を行うに際し、ロ
ークラッチ圧PL/c をそれほど低い値にしなくても、変
速ショックが大きくなることはないし、従ってクラッチ
作動圧を高精度に制御しなくても、変速ショックが大き
くなることはなく、変速制御を容易にし得る。
【0064】また同様の理由から、ロークラッチ圧P
L/c の元圧が少しくらいバラツキを生じても、これが変
速品質のバラツキを惹起することはなく、安定した変速
品質を常時維持することが可能で、自動変速機の商品価
値を高く保つことができる。
【0065】ここでロークラッチL/C の遠心圧キャンセ
ル作用について説明する。ロークラッチL/C を締結させ
ない場合においても室A,B内に残存する作動油は、ロ
ークラッチL/C の回転に伴う遠心力を受けてこれら室
A,B内に遠心圧を発生させる。室A内の遠心圧は、受
圧面積Xに作用してクラッチピストン43を締結方向に
付勢し、室B内の遠心圧は、受圧面積Yに作用してクラ
ッチピストン43を締結方向に付勢し、これらによりロ
ークラッチL/C は非作動中にもかかわらず、引き摺り状
態になる傾向となる。
【0066】ところで、室C内にも作動油が存在してお
り、この作動油もロークラッチL/Cの回転に伴う遠心力
を受けて当該室C内に遠心圧を発生させる。この遠心圧
は受圧面積X+Yに作用して、クラッチピストン43を
上記とは逆に解放方向へ付勢し、室A,B内に発生した
遠心圧によるクラッチピストン43の付勢力を相殺する
ことで、ロークラッチL/C の上記引き摺り傾向を解消す
ることができる。
【0067】なお、ロークラッチL/C を締結容量を可変
にするために前記のごとく、ロークラッチL/C の締結を
司るクラッチピストン43よりも小さな外径の区画ピス
トン44をクラッチピストン室45内に摺動自在に嵌合
して、区画ピストン44の両側にそれぞれ、クラッチピ
ストンに近い室Bと、クラッチピストンから遠い室Aと
を画成し、加えて、これら室A,B内の作動油に発生し
た遠心圧の影響をなくすための遠心圧キャンセル構造と
して、区画ピストン44から遠いクラッチピストン43
の側に、該クラッチピストンとほぼ同じ外径の隔壁46
を対設し、これとクラッチピストンとの間に遠心圧キャ
ンセル室Cを画成した構造を付加し、更に、クラッチピ
ストン43、区画ピストン44、および隔壁46の内径
をほぼ等しくし、クラッチピストンに近い室B、クラッ
チピストンから遠い室A、および遠心圧キャンセル室C
に対する作動油の供給をそれぞれ、クラッチドラム内筒
部42aに穿った孔42b,42c,42dを経て行う
ことから、全ての室A,B内の作動油に発生した遠心圧
の影響を上記1個の遠心圧キャンセル室Cの作動油のみ
で相殺することができ、複数室A,Bの設置により締結
容量可変式にしたロークラッチL/C であるにもかかわら
ず、これら室に個々に対応させて設けるべき遠心圧キャ
ンセル室が1個のみで足りることとなり、締結容量可変
式ロークラッチL/C の構造を大幅に簡単、且つ、小型に
することができる。
【0068】また本実施の形態においては、クラッチピ
ストン43と、区画ピストン44との間にスペーサ51
を介在させたから、これらピストン間を離間させておく
こととなって、各ピストン43,44の受圧面積全体に
亘り確実にロークラッチ圧P L/c を作用させることがで
き、クラッチピストン43と、区画ピストン44とが密
接して、前記の作用効果が奏し得られなくなるといった
弊害を解消することができる。
【0069】さらに、クラッチピストン43と、区画ピ
ストン44とを相互に、ピストンストローク方向へピン
50で一体結合したことから、区画ピストン44の一側
における締結容量変更用の室Bから作動圧を排除する場
合において、ロークラッチL/C の締結が一時的に解放さ
れてしまったりする弊害を皆無にすることができる。
【0070】なお上記の実施形態では、ロークラッチL/
C の要求トルク分担率が2種類である場合について説明
したが、第1速および第2速間でも要求トルク分担率が
異なって、要求トルク分担率の種類が増える場合は、区
画ピストン44を、要求トルク分担率の種類数に応じた
室数を提供可能な複数個とし、これら区画ピストンの外
径を、クラッチピストン43から遠いものほど小さくす
ることで、容易に対応することができ、要求トルク分担
率の種類数に関係なく、上記の作用効果を全て確実に達
成することができる。
【0071】この場合においても、増加させた区画ピス
トンは全て、既存の区画ピストン44に対しピン50に
よりストローク方向に一体結合した方が良いし、また、
全ての区画ピストン間をスペーサ51と同様なスペーサ
で離間させておく方が良いのは良いのは言うまでもな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態になる回転クラッチ装置
を具えた自動変速機の歯車伝動列を示す骨子図である。
【図2】同歯車伝動列における摩擦要素の締結論理を、
変速段ごとに示す締結論理表である。
【図3】同歯車伝動列における摩擦要素の図2に示す締
結論理を実現するための変速制御装置を示す油圧回路図
である。
【図4】同歯車伝動列における回転クラッチ装置として
のロークラッチを、本発明により締結容量可変式に構成
して示す要部断面図である。
【符号の説明】
1 第1遊星歯車組 G2 第2遊星歯車組 L/C ロークラッチ( 回転クラッチ装置) H/C ハイクラッチ R/C リバースクラッチ B/B バンドブレーキ LR/B ローリバースブレーキ 1 オイルポンプ 3 プレッシャレギュレータ弁 5 マニュアル弁 7 3−4変速弁 8 1−2変速弁 9 2−3変速弁 21 SRタイミング弁 22 切換弁 24 3−2タイミング弁 41 固定軸 42 クラッチドラム 43 クラッチピストン 44 区画ピストン 45 クラッチピストン室 46 隔壁 47 スナップリング 46 シールゴム 49 リターンスプリング 50 ピン 51 スペーサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それ自体が回転するクラッチ装置を含む
    複数の摩擦要素を選択的に流体圧で締結作動させること
    により所定の変速段を選択可能で、前記クラッチ装置が
    要求トルク分担率の異なる複数の変速段で締結されるよ
    うにした自動変速機において、 前記クラッチ装置の締結を司るクラッチピストンよりも
    小さな外径の区画ピストンをクラッチピストン室内に摺
    動自在に嵌合して、該区画ピストンの両側にそれぞれ、
    クラッチピストンに近い室と、クラッチピストンから遠
    い室とを画成し、 前記区画ピストンから遠いクラッチピストンの側に、該
    クラッチピストンとほぼ同じ外径の隔壁を対設して、ク
    ラッチピストンとの間に遠心圧キャンセル室を画成し、 前記クラッチピストン、区画ピストン、および隔壁の内
    径をほぼ等しくし、 クラッチピストンに近い室、クラッチピストンから遠い
    室、および遠心圧キャンセル室に対する流体の供給をそ
    れぞれ、各室の内周面から行うよう構成し、 前記クラッチ装置の要求トルク分担率が大きい変速段ほ
    ど、前記クラッチピストンに近い室およびクラッチピス
    トンから遠い室に対する前記流体圧の供給室数を増大さ
    せて、クラッチ締結容量を可変にしたことを特徴とする
    自動変速機の回転クラッチ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記クラッチ装置が
    要求トルク分担率の異なる3種類以上の変速段で締結さ
    れるべきものである場合、 前記区画ピストンを、該要求トルク分担率の種類数に応
    じた室が提供可能な複数個とし、 これら区画ピストンの外径を、クラッチピストンから遠
    いものほど小さくしたことを特徴とする自動変速機の回
    転クラッチ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、前記クラッ
    チピストンと、区画ピストンとの間、および隣り合う区
    画ピストン相互間にそれぞれ、スペーサを介在させて各
    ピストンの受圧面積全体に亘り確実に流体圧が作用する
    よう構成したことを特徴とする自動変速機の回転クラッ
    チ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項におい
    て、前記クラッチピストンと、区画ピストンとを相互
    に、ピストンストローク方向へ一体結合したことを特徴
    とする自動変速機の回転クラッチ装置。
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