WO2015046503A1

WO2015046503A1 - 摩擦係合要素

Info

Publication number: WO2015046503A1
Application number: PCT/JP2014/075858
Authority: WO
Inventors: 中庸服部
Original assignee: アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2015-04-02
Also published as: US20160215830A1; JP2015068416A; JP6135431B2; US10138949B2

Abstract

　クラッチＣ１は、円筒状のドラム部４１１を有するクラッチドラム４１と、円筒状のハブ部４２１を有するクラッチハブ４２と、ドラム部４１１の内周部に嵌合されると共に表面に摩擦材７０が貼着された摩擦プレート４３とを含み、ドラム部４１１は、当該ドラム部４１１の周方向に間隔をおいて形成される複数の排出孔４１１ｏを有し、摩擦プレート４３は、周方向に間隔をおいて形成されると共に径方向に延びる複数の油溝７２を有し、複数の油溝７２のそれぞれは、近接する排出孔４１１ｏと摩擦プレート４３の軸方向からみて径方向に並ぶ。

Description

摩擦係合要素

　本発明は、表面に摩擦材が貼着された環状の摩擦プレートと、当該摩擦プレートと摩擦係合可能な環状のセパレータプレートとを含む湿式の摩擦係合要素に関する。

　従来、この種の摩擦係合要素として、ハブの外周に形成されたスプラインに噛合すると共に摩擦材が貼着固定された環状のフリクションプレートと、ドラムの内周に形成されたスプラインに噛合する環状のセパレータプレートとを含む湿式多板クラッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。この湿式多板クラッチでは、ハブに複数の潤滑油供給孔が形成される。また、フリクションプレートの摩擦材に内周縁から外周縁までを貫通すると共に内周縁側の開口部が潤滑油供給孔と対向するように複数の貫通油溝が形成される。これにより、潤滑油供給孔から貫通油溝を介してフリクションプレートとセパレータプレートとの間に供給される潤滑油の流れがより円滑になり、フリクションプレートとセパレータプレートとの間からの潤滑油の排出性が向上する。

　また、この種の摩擦係合要素としては、入力ドラムの内周部に嵌合される複数の金属プレートと、入力クラッチハブの外周部に嵌合されると共に摩擦材フェーシングが両面に接着された複数のフェーシングプレートとを含む湿式多板クラッチも知られている（例えば、特許文献２参照）。この湿式多板クラッチでは、金属プレートの表面に内径側から外径側に向かって延びる油溝が形成されており、各金属プレートの油溝の外径端と入力ドラムの内周部との間には、周方向に延びる隙間が形成されている。これにより、金属プレートとフェーシングプレートとの潤滑に用いられた潤滑油は、各油溝から上記隙間を介して複数の金属プレートと入力ドラムとの間を湿式多板クラッチの軸方向に流通し、入力ドラムに形成された油排出用の開口穴を介して当該入力ドラムの外側へと排出される。なお、この種の摩擦係合要素に用いられる湿式摩擦クラッチ板の製造方法としては、外歯を有するコアプレートに摩擦材料からなる複数のセグメントを間隔をおいて接着し、セグメント間に複数の溝を形成するものも知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００－１４５８１９号公報特開２００２－１０６５９７号公報特開２００４－１７６９１５号公報

　上記特許文献１に記載の湿式多板クラッチでは、フリクションプレートとセパレータプレートとの間からの潤滑油の排出性を向上させることができるものの、潤滑油がドラムの外側へと良好に排出されずにドラムの内側に滞留してしまうと、結果的にフリクションプレートとセパレータプレートとの間に潤滑油が比較的多く介在し、湿式多板クラッチの非係合時に潤滑油の粘性せん断抵抗に起因した引き摺りトルクを良好に低減できなくなってしまうおそれがある。一方、特許文献２に記載の湿式多板クラッチでは、油溝および隙間を流通した潤滑油を入力ドラムに形成された開口穴から当該入力ドラムの外側へと排出することができる。しかしながら、この湿式多板クラッチでは、上記油溝が金属プレートに形成されているため、フェーシングプレートと金属プレートとが摩擦係合する際に、フェーシングプレートの摩擦材に油溝のエッジが当たることで摩擦材に剥離や欠け等が発生してしまうおそれがある。

　そこで、本発明は、摩擦プレートに貼着された摩擦材をより良好に保護しつつ、摩擦係合要素の非係合時に発生する引き摺りトルクをより低減させることを主目的とする。

　本発明による摩擦係合要素は、
　円筒状のドラム部を有するドラム部材と、円筒状のハブ部を有するハブ部材と、前記ドラム部の内周部に嵌合されると共に表面に摩擦材が貼着された環状の摩擦プレートと、前記ハブ部の外周部に嵌合されると共に前記摩擦プレートと摩擦係合可能な環状のセパレータプレートとを含む湿式の摩擦係合要素において、
　前記ドラム部は、前記摩擦プレートに形成された複数の外歯が嵌合されるスプラインと、前記スプラインの溝部に形成された複数の貫通孔とを有し、
　前記摩擦プレートは、該摩擦プレートの周方向に間隔をおいて形成されると共に前記摩擦プレートの径方向に延びる複数の油溝を有し、
　前記複数の油溝のそれぞれは、前記摩擦プレートの軸方向からみて、近接する前記外歯と前記径方向に並ぶことを特徴とする。

　この摩擦係合要素では、表面に摩擦材が貼着された環状の摩擦プレートがドラム部材の円筒状のドラム部の内周部に嵌合され、摩擦プレートと摩擦係合可能な環状のセパレータプレートがハブ部材の円筒状のハブ部の外周部に嵌合される。また、ドラム部は、摩擦プレートに形成された複数の外歯が嵌合されるスプラインと、当該スプラインの溝部に形成された複数の貫通孔とを有する。更に、摩擦プレートは、当該摩擦プレートの周方向に間隔をおいて形成されると共に当該摩擦プレートの径方向に延びる複数の油溝を有する。このように、複数の油溝を摩擦材が貼着された摩擦プレートに設けることで、複数の油溝をセパレータプレートに設ける場合に比して、摩擦プレートとセパレータプレートとが摩擦材を介して摩擦係合する際に当該摩擦材に剥離や欠け等が発生するのをより良好に抑制することができる。そして、複数の油溝のそれぞれは、摩擦プレートの軸方向からみて、近接する外歯と上記径方向に並ぶように形成される。これにより、摩擦プレートの摩擦材とセパレータプレートとの間に供給された潤滑油を各油溝から、近接する外歯が嵌まっているドラム部のスプラインの溝部へとスムースに導いて各貫通孔からドラム部の外側へと良好に排出し、潤滑油がドラム部の内側に滞留するのをより良好に抑制することが可能となる。この結果、摩擦プレートとセパレータプレートとの非係合時において、当該摩擦プレートとセパレータプレートとの間に介在する潤滑油の粘性せん断抵抗に起因した引き摺りトルクの発生をより良好に抑制することができる。従って、この摩擦係合要素では、摩擦プレートに貼着された摩擦材をより良好に保護しつつ、摩擦係合要素の非係合時に発生する引き摺りトルクをより低減させることが可能となる。

　また、前記複数の油溝のそれぞれは、前記摩擦プレートの軸方向からみて、近接する前記貫通孔と前記径方向に並んでもよく、前記複数の貫通孔は、前記径方向からみて前記摩擦プレートと重なるように前記ドラム部に形成されてもよい。これにより、潤滑油を各油溝から近接する貫通孔へとよりスムースに導き、各貫通孔を介してドラム部の外側へとより一層良好に排出することが可能となる。

　更に、前記ドラム部は、前記内周部に形成されたスプラインを有してもよく、前記複数の貫通孔は、前記ドラム部の外側と前記スプラインの溝部とを連通させるように形成されてもよく、前記摩擦プレートは、前記スプラインの前記溝部に嵌合される複数の外歯を有してもよく、前記複数の油溝のそれぞれは、近接する前記外歯の径方向内側に形成されてもよい。これにより、油溝の径方向外側に位置する摩擦プレートの外歯を貫通孔と連通するドラム部のスプラインの溝部に嵌合すれば、各油溝と近接する貫通孔とを軸方向からみて径方向に並べることが可能となる。

　また、前記油溝の前記摩擦プレートの内周側の開口部は、該摩擦プレートの外周側に近づくにつれて狭まるように形成されてもよい。これにより、油溝を流れる潤滑油の流速を高めることができるため、潤滑油の直進性を高めて、油溝および当該油溝に近接する貫通孔を介して潤滑油をドラム部の外側へと更に良好に排出することが可能となる。

　更に、前記摩擦材は、隣り合う前記油溝の間に形成されると共に前記摩擦プレートの内周側で開口する複数の非貫通溝を有してもよく、前記複数の非貫通溝のそれぞれは、近接する前記貫通孔と前記軸方向からみて前記径方向に並ぶように形成されてもよい。これにより、摩擦材の非貫通溝に流入した潤滑油の油圧によって、摩擦プレートおよびセパレータプレートに両者を互いに離間させる方向の力が作用することになる。この結果、摩擦プレートとセパレータプレートとのクリアランスをより適正に維持することができるため、摩擦プレートとセパレータプレートとの間に発生する引き摺りトルクをより一層低減することが可能となる。更に、当該非貫通溝を近接する貫通孔と軸方向からみて径方向に並ぶように形成することで、非貫通溝に流入して流速が低下した潤滑油を貫通孔を介してドラム部の外側へと良好に排出することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る摩擦係合要素としてのクラッチを有する自動変速機を含む動力伝達装置の概略構成図である。図１の動力伝達装置に含まれる自動変速機の各変速段とクラッチおよびブレーキの作動状態との関係を表した作動表である。図１の動力伝達装置の要部を示す拡大断面図である。図３中のＡ－Ｂ線に沿った断面図である。他の実施形態に係る摩擦係合要素としてのクラッチの要部を示す断面図である。更に他の実施形態に係る摩擦係合要素としてのクラッチの要部を示す断面図である。

　次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

　図１は、本発明の一実施形態に係る摩擦係合要素としてのクラッチＣ１を有する自動変速機２５を含む動力伝達装置２０の概略構成図である。同図に示す動力伝達装置２０は、前輪駆動車両に搭載される図示しないエンジンのクランクシャフトに接続されると共にエンジンからの動力を図示しない左右の駆動輪に伝達可能なものである。図示するように、動力伝達装置２０は、トランスミッションケース２２や、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（トルクコンバータ）２３、オイルポンプ２４、自動変速機２５、ギヤ機構（ギヤ列）２８、デファレンシャルギヤ（差動機構）２９等を含む。

　動力伝達装置２０に含まれる発進装置２３は、エンジンのクランクシャフトに接続される入力側のポンプインペラ２３ｐや、自動変速機２５の入力軸（入力部材）２６に接続される出力側のタービンランナ２３ｔ、ポンプインペラ２３ｐおよびタービンランナ２３ｔの内側に配置されてタービンランナ２３ｔからポンプインペラ２３ｐへの作動油の流れを整流するステータ２３ｓ、ステータ２３ｓの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ２３ｏ、ロックアップクラッチ２３ｃ、ダンパ機構２３ｄ等を有するトルクコンバータとして構成される。ただし、発進装置２３は、ステータ２３ｓを有さない流体継手として構成されてもよい。

　オイルポンプ２４は、ポンプボディとポンプカバーとを含むポンプアッセンブリ、ハブを介して発進装置２３のポンプインペラ２３ｐに接続された外歯ギヤ、当該外歯ギヤに噛合する内歯ギヤ等を有するギヤポンプとして構成されている。オイルポンプ２４は、エンジンからの動力により駆動され、図示しないオイルパンに貯留されている作動油（ＡＴＦ）を吸引して発進装置２３や自動変速機２５により要求される油圧を生成する図示しない油圧制御装置へと圧送する。

　自動変速機２５は、６段変速式の変速機として構成されており、図１に示すように、入力軸２６に加えて、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３つのクラッチＣ１，Ｃ２およびＣ３、２つのブレーキＢ１およびＢ２、並びにワンウェイクラッチＦ１とを含む。

　自動変速機２５の第１遊星歯車機構３０は、外歯歯車であるサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転自在（回転自在）かつ公転自在に保持するプラネタリキャリヤ３４とを有する。図示するように、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に固定されており、第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３２は、入力軸２６に一体回転可能に連結されている。

　第２遊星歯車機構３５は、外歯歯車である第１サンギヤ３６ａおよび第２サンギヤ３６ｂと、第１および第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リングギヤ３７と、第１サンギヤ３６ａに噛合する複数のショートピニオンギヤ３８ａと、第２サンギヤ３６ｂおよび複数のショートピニオンギヤ３８ａに噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する複数のロングピニオンギヤ３８ｂと、複数のショートピニオンギヤ３８ａおよ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プラネタリキャリヤ３９とを有する。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し、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２８およびデファレンシャルギヤ２９を介して図示しない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、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、複数の摩擦プレートやセパレータプレート、作動油が供給される油室等により構成される油圧サーボを有し、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１サンギヤ３６ａとを互いに接続すると共に両者の接続を解除することができ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Ｃ２は、ピストン、複数の摩擦プレートやセパレータプレート、作動油が供給される油室等により構成される油圧サーボを有し、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共に両者の接続を解除することができる多板摩擦式油圧クラッチである。クラッチＣ３は、ピストン、複数の摩擦プレートやセパレータプレート、作動油が供給される油室等により構成される油圧サーボを有し、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共に両者の接続を解除することができる多板摩擦式油圧クラッチである。

　ブレーキＢ１は、複数の摩擦プレートやセパレータプレート、作動油が供給される油室等により構成される油圧サーボを有し、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共に第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多板摩擦式油圧ブレーキである。ブレーキＢ２は、複数の摩擦プレートやセパレータプレート、作動油が供給される油室等により構成される油圧サーボを有し、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共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多板摩擦式油圧ブレーキである。

　また、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や、アウターレース、複数のスプラグ、複数のスプリング（板バネ）、保持器等を含み、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共に、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両者を相対回転させるものである。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よい。

　これらのクラッチＣ１～Ｃ３、ブレーキＢ１およびＢ２は、図示しない油圧制御装置による作動油の給排を受けて動作する。図２に自動変速機２５の各変速段とクラッチＣ１～Ｃ３、ブレーキＢ１およびＢ２の作動状態との関係を表した作動表を示す。自動変速機２５は、クラッチＣ１～Ｃ３、ブレーキＢ１およびＢ２を図２の作動表に示す状態とすることで第１速から第６速の前進段と後進段とを提供する。なお、クラッチＣ１を除くクラッチＣ２およびＣ３、並びにブレーキＢ１およびＢ２の少なくとも何れかは、ドグクラッチといった噛み合い係合要素とされてもよい。

　続いて、図３および図４を参照しながら、上述の自動変速機２５に含まれるクラッチＣ１について詳細に説明する。図３は、動力伝達装置２０の要部としてのクラッチＣ１を示す拡大断面図であり、図４は、図３におけるＡ－Ｂ線に沿ったクラッチＣ１の断面図である。なお、クラッチＣ１の各構成要素の軸方向および径方向は、自動変速機２５の入力軸２６の軸方向および径方向と一致するため、以下の説明において、入力軸２６の軸方向を単に「軸方向」といい、入力軸２６の径方向を単に「径方向」という。

　クラッチＣ１は、クラッチドラム（ドラム部材）４１と、クラッチドラム４１の内側に配置されるクラッチハブ（ハブ部材）４２と、クラッチドラム４１に嵌合される複数の摩擦プレート４３と、クラッチハブ４２に嵌合される複数のセパレータプレート４４およびバッキングプレート４５と、係合油室４７に供給される係合油圧を受けて摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４を押圧して摩擦係合させるピストン４６と、キャンセル油室４９を画成するキャンセルプレート４８と、ピストン４６を摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４から離間する方向に付勢する複数のリターンスプリング（コイルバネ）５０とを含む湿式の多板摩擦式油圧クラッチ（摩擦係合要素）として構成される。

　クラッチドラム４１は、円筒状のドラム部４１１と、ドラム部４１１の一端（図３における左端部）から径方向内側に延出される側壁部４１２とを有する。ドラム部４１１の内周部には、スプライン４１１ｓが形成されている。また、側壁部４１２の内周部は、ドラム側連結部材６１に固定されている。ドラム側連結部材６１は、入力軸２６を囲むように軸方向に延びる第１筒状部６１１と、第１筒状部６１１よりも大径の第２筒状部６１２とを有し、第１筒状部６１１が図示しない連結部材を介して第２遊星歯車機構３５の第１サンギヤ３６ａに連結される。これにより、クラッチドラム４１は、ドラム側連結部材６１および図示しない連結部材を介して第２遊星歯車機構３５の第１サンギヤ３６ａに連結される。

　クラッチハブ４２は、円筒状のハブ部４２１と、ハブ部４２１のクラッチドラム４１とは反対側（図３における右側）の一端から径方向内側に延びる側壁部４２２とを有する。ハブ部４２１の外周部には、スプライン４２１ｓが形成されている。また、側壁部４２２の内周部は、ハブ側連結部材６２の外周部に固定される。ハブ側連結部材６２は、第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリヤ３４に連結されており、それにより、クラッチハブ４２はハブ側連結部材６２を介して第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリヤ３４に連結される。

　摩擦プレート４３は、図３および図４に示すように、両面に摩擦材７０が貼着された環状部材であり、クラッチドラム４１のドラム部４１１の内周部に形成されたスプライン４１１ｓの溝部４１１ａに嵌合される複数の外歯４３ｓを有する。摩擦材７０は、図４に示すように、複数のセグメント７１に分割されており、各セグメント７１が摩擦プレート４３の周方向に間隔をおいて貼着される。セパレータプレート４４は、両面が平滑に形成された環状部材であり、ドラム部４１１に嵌合された複数の摩擦プレート４３と交互に並ぶように、クラッチハブ４２のハブ部４２１に形成されたスプライン４２１ｓに嵌合される。また、バッキングプレート４５は、図３中最も右側に配置される摩擦プレート４３と当接可能となるようにハブ部４２１のスプライン４２１ｓに嵌合され、スプライン４２１ｓに装着されたスナップリングにより軸方向に支持される。

　ピストン４６は、ドラム側連結部材６１の第２筒状部６１２とクラッチドラム４１の側壁部４１２とにより軸方向に移動自在に支持される。また、ピストン４６の外周部には、ドラム部４１１に形成されたスプライン４１１ｓに嵌合される外歯が形成されている。そして、ピストン４６とドラム側連結部材６１の第２筒状部６１２との間、および、ピストン４６とクラッチドラム４１の側壁部４１２との間には、それぞれシール部材が配置される。これにより、ピストン４６は、クラッチドラム４１の側壁部４１２およびドラム側連結部材６１の第２筒状部６１２と共にクラッチＣ１を係合させるための係合油圧が供給される係合油室４７を画成する。係合油室４７は、ドラム側連結部材６１の第２筒状部６１２に形成された油孔６１ａを介して図示しない油圧制御装置と接続される。

　キャンセルプレート４８は、ピストン４６よりもクラッチハブ４２側（図３中右側）で、ピストン４６とドラム側連結部材６１の第１筒状部６１１とにより径方向に支持されると共に、第１筒状部６１１に装着されたスナップリングにより軸方向に支持される。また、キャンセルプレート４８とピストン４６との間には、シール部材が配置される。これにより、キャンセルプレート４８は、ピストン４６およびドラム側連結部材６１と共に係合油室４７で発生する油圧をキャンセルするためのキャンセル油室４９を画成する。キャンセル油室４９は、ドラム側連結部材６１に形成された油孔６１ｂを介して図示しない油圧制御装置と接続される。また、上記複数のリターンスプリング５０は、キャンセル油室４９内でピストン４６とキャンセルプレート４８との間に配置される。なお、クラッチＣ１のリターンスプリング５０としては、複数のコイルバネの代わりに単一の板バネが用いられてもよい。

　引き続き、クラッチＣ１の複数の摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の潤滑・冷却構造について説明する。図３に示すように、ドラム側連結部材６１の第１筒状部６１１には、クラッチハブ４２の内側（クラッチハブ４２とキャンセルプレート４８との間の空間）と第１筒状部６１１の内側とを連通させるように、複数の油孔６１ｃが形成されている。各油孔６１ｃは、自動変速機２５に搭載された潤滑対象に潤滑冷却媒体としての作動油を供給する図示しない油圧制御装置の潤滑系統に接続されている。

　また、クラッチハブ４２のハブ部４２１は、図３に示すように、当該ハブ部４２１の周方向に間隔をおいて形成された複数の供給孔４２１ｏを有する。複数の供給孔４２１ｏは、ハブ部４２１の内側の空間と当該ハブ部４２１に形成されたスプライン４２１ｓの溝部とを連通させるように形成される。また、複数の供給孔４２１ｏは、図３に示すように、径方向からみて各摩擦プレート４３と重なるように軸方向に間隔をおいて形成されている。ただし、複数の供給孔４２１ｏは、径方向からみて各摩擦プレート４３と軸方向にオフセットされた位置に形成されてもよい。上記ドラム側連結部材６１の複数の油孔６１ｃおよびクラッチハブ４２の複数の供給孔４２１ｏは、油圧制御装置の潤滑系統からの潤滑冷却媒体としての作動油を摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の間に供給するための経路を形成する。

　一方、クラッチドラム４１のドラム部４１１は、当該ドラム部４１１の周方向に間隔をおいて形成された複数の排出孔（貫通孔）４１１ｏを有する。複数の排出孔４１１ｏは、図４に示すように、ドラム部４１１の外側の空間と当該ドラム部４１１に形成されたスプライン４１１ｓの溝部４１１ａとを連通させるように形成される。また、複数の排出孔４１１ｏは、図３に示すように、径方向からみて各摩擦プレート４３と重なるように当該軸方向に間隔をおいて形成されている。当該複数の排出孔４１１ｏは、摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４を潤滑・冷却した作動油をクラッチドラム４１の外側へと排出するための経路を形成する。

　そして、図４に示すように、摩擦プレート４３は、当該摩擦プレート４３の周方向に間隔をおいて形成されると共に、径方向に延びる複数の油溝７２を有する。複数の油溝７２は、摩擦プレート４３に貼着された摩擦材７０の隣り合うセグメント７１の間に形成され、摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の間に供給された作動油をドラム部４１１側へと排出するための経路として機能する。このように、複数の油溝７２を摩擦材７０が貼着された摩擦プレート４３に設けることで、複数の油溝７２をセパレータプレート４４に設ける場合に比して、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４とが摩擦材７０を介して摩擦係合する際に当該摩擦材７０に剥離や欠け等が発生するのをより良好に抑制することができる。従って、摩擦プレート４３に貼着された摩擦材７０をより良好に保護することが可能となる。

　複数の油溝７２のそれぞれは、図４に示すように、摩擦プレート４３の近接する外歯４３ｓの径方向内側に形成され、摩擦プレート４３の軸方向からみて、近接する外歯４３ｓと径方向に並ぶ。これにより、油溝７２の径方向外側に位置する外歯４３ｓを排出孔４１１ｏと連通するドラム部４１１のスプライン４１１ｓの溝部４１１ａに嵌合すれば、各油溝７２と近接する排出孔４１１ｏとを軸方向からみて径方向に並べることが可能となる。また、各油溝７２の摩擦プレート４３の内周側（以下、単に「内周側」という）の開口部７２ｏは、摩擦プレート４３の外周側（以下、単に「外周側」という）に近づくにつれて狭まるように形成されている。当該開口部７２ｏは、摩擦材７０の各セグメント７１の内周側の一部を切り欠くことにより、容易に形成することができる。

　上述のように構成されたクラッチＣ１では、係合油室４７に油孔６１ａを介して油圧制御装置から作動油が供給されて係合油室４７内の油圧が高まると、ピストン４６が摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４に向けて移動し、クラッチドラム４１に固定されたバッキングプレート４５に対して摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４を押圧する。これにより、摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４が摩擦材７０を介して互いに摩擦係合（完全係合またはスリップ係合）し、クラッチドラム４１とクラッチハブ４２とが連結される。この際、油孔６１ｂを介してキャンセル油室４９に油圧制御装置から作動油が供給され、キャンセル油室４９内で発生する遠心油圧によって、係合油室４７で発生する遠心油圧によりピストン４６に作用する力を打ち消すことが可能となる。一方、油圧制御装置から係合油室４７内に供給される油圧が低下すると、ピストン４６が複数のリターンスプリング５０により付勢されて摩擦プレート４３から離間し、摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の摩擦係合が解除され、クラッチドラム４１とクラッチハブ４２との連結が解除される。

　また、クラッチＣ１、すなわち摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の係合時および非係合時の双方において、クラッチハブ４２の内側（クラッチハブ４２とキャンセルプレート４８との間の空間）には、遠心力の作用によって、油圧制御装置の潤滑系統からの作動油がドラム側連結部材６１の油孔６１ｃを介して流入する。クラッチハブ４２の内側へと流入した作動油は、更に、当該クラッチハブ４２のハブ部４２１に形成された複数の供給孔４２１ｏを介して摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の間に供給される。これにより、係合時（特に、スリップ係合時）の摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４が潤滑・冷却される。

　そして、摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の間に供給された作動油は、図４において太い実線矢印で示すように、摩擦材７０の各セグメント７１の間に形成された各油溝７２内へと流入し、ドラム部４１１に形成された各排出孔４１１ｏを介して当該ドラム部４１１の外側へと排出される。この際、上述したように、複数の油溝７２のそれぞれが近接する排出孔４１１ｏと軸方向からみて径方向に並ぶように形成されることで、作動油を各油溝７２から、近接する外歯４３ｓが嵌まっているドラム部４１１のスプライン４１１ｓの溝部４１１ａ（近接する排出孔４１１ｏ）へとスムースに導いて各排出孔４１１ｏからドラム部４１１の外側へと良好に排出することができる。また、複数の排出孔４１１ｏが径方向からみて各摩擦プレート４３と重なるようにドラム部４１１に形成されることで、作動油を各油溝７２から近接する排出孔４１１ｏへとよりスムースに導き、各排出孔４１１ｏからドラム部４１１の外側へとより一層良好に排出することができる。

　更に、上述したように、各油溝７２の内周側の開口部７２ｏは、外周側に近づくにつれて狭まるように形成されている。これにより、各油溝７２の内周側の開口部７２ｏに流れ込んだ作動油の流速を高めることができる。この結果、各油溝７２を流れる作動油の直進性を高めて、各油溝７２および当該各油溝７２に近接する排出孔４１１ｏを介して作動油をドラム部４１１の外側へと更に良好に排出することが可能となる。

　このように、摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の間に供給された作動油のドラム部４１１の外側への排出性を高めることで、作動油がドラム部４１１の内側に滞留するのをより良好に抑制することができる。この結果、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４との非係合時において、当該摩擦プレート４３とセパレータプレート４４との間に介在する作動油の粘性せん断抵抗に起因した引き摺りトルクの発生をより良好に抑制することができる。また、作動油の流通性が高まることにより、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４の係合時において、摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４の冷却性能をも高めることが可能となる。更に、作動油がドラム部４１１の内側に滞留することを抑制することで、摩擦プレート４３に貼着された摩擦材７０に作動油との衝突による剥離や欠け等が生じるのを良好に抑制することが可能となる。

　以上説明したように、このクラッチＣ１では、表面に摩擦材７０が貼着された環状の摩擦プレート４３がクラッチドラム４１の円筒状のドラム部４１１の内周部に嵌合され、摩擦プレート４３と摩擦係合可能な環状のセパレータプレート４４がクラッチハブ４２の円筒状のハブ部４２１の外周部に嵌合される。また、ドラム部４１１は、摩擦プレート４３に形成された複数の外歯４３ｓが嵌合されるスプライン４１１ｓと、当該スプライン４１１ｓの溝部４１１ａに形成された複数の排出孔（貫通孔）４１１ｏとを有する。更に、摩擦プレート４３は、当該摩擦プレート４３の周方向に間隔をおいて形成されると共に当該摩擦プレート４３の径方向に延びる複数の油溝７２を有する。このように、複数の油溝７２を摩擦材７０が貼着された摩擦プレート４３に設けることで、複数の油溝７２をセパレータプレート４４に設ける場合に比して、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４とが摩擦材７０を介して摩擦係合する際に当該摩擦材７０に剥離や欠け等が発生するのをより良好に抑制することができる。そして、複数の油溝７２のそれぞれは、摩擦プレート４３の軸方向からみて、近接する外歯４３ｓと上記径方向に並ぶように形成される。これにより、摩擦プレート４３の摩擦材７０とセパレータプレート４４との間に供給される潤滑・冷却媒体としての作動油を各油溝７２から、近接する外歯４３ｓが嵌まっているドラム部４１１のスプライン４１１ｓの溝部４１１ａ（近接する排出孔４１１ｏ）へとスムースに導いて各排出孔４１１ｏからドラム部４１１の外側へと良好に排出し、作動油がドラム部４１１の内側に滞留するのをより良好に抑制することが可能となる。この結果、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４との非係合時において、当該摩擦プレート４３とセパレータプレート４４との間に介在する作動油の粘性せん断抵抗に起因した引き摺りトルクの発生をより良好に抑制することができる。従って、このクラッチＣ１では、摩擦プレート４３に貼着された摩擦材７０をより良好に保護しつつ、クラッチＣ１の非係合時に発生する引き摺りトルクをより低減させることが可能となる。

　また、複数の油溝７２のそれぞれは、摩擦プレート４３の軸方向からみて、近接する排出孔４１１ｏと上記径方向に並び、複数の排出孔４１１ｏは、径方向からみて摩擦プレート４３と軸方向に重なるようにドラム部４１１に形成される。これにより、作動油を摩擦プレート４３の各油溝７２から近接する排出孔４１１ｏへとよりスムースに導き、各排出孔４１１ｏを介してドラム部４１１の外側へとより一層良好に排出することが可能となる。ただし、複数の排出孔４１１ｏは、径方向からみて各摩擦プレート４３と軸方向にオフセットされた位置に形成されてもよい。

　更に、ドラム部４１１は、内周部に形成されたスプライン４１１ｓを有し、複数の排出孔４１１ｏは、ドラム部４１１の外側とスプライン４１１ｓの溝部とを連通させるように形成され、摩擦プレート４３は、スプライン４１１ｓの溝部４１１ａに嵌合される複数の外歯４３ｓを有し、複数の油溝７２のそれぞれは、近接する外歯４３ｓの径方向内側に形成される。これにより、油溝７２の径方向外側に位置する摩擦プレート４３の外歯４３ｓを排出孔４１１ｏと連通するドラム部４１１のスプライン４１１ｓの溝部４１１ａに嵌合すれば、各油溝７２と近接する排出孔４１１ｏとを軸方向からみて径方向に並べることができる。

　また、複数の油溝７２の摩擦プレート４３の内周側の開口部７２ｏは、当該摩擦プレート４３の外周側に近づくにつれて狭まるように形成される。これにより、油溝７２を流れる作動油の流速をより高めることができるため、作動油の直進性を高めて、油溝７２および当該油溝７２に近接する排出孔４１１ｏを介して作動油をドラム部４１１の外側へと更に良好に排出することが可能となる。なお、各油溝７２は、開口部７２ｏのみならず、全体にわたって内周側から外周側に近づくにつれて狭まるように形成されてもよい。これにより、各油溝７２を流れる作動油の直進性を更に高めることが可能となる。

　図５は、他の実施形態に係る摩擦係合要素としてのクラッチＣ１Ｂを示す断面図である。クラッチＣ１Ｂは、上述したクラッチＣ１の摩擦材７０に代えて、当該摩擦材７０のセグメント７１よりも幅広に形成されたセグメント７１Ｂを有する摩擦材７０Ｂを含むものである。摩擦材７０Ｂは、隣り合う油溝７２の間に位置するように各セグメント７１Ｂに形成されると共に、摩擦プレート４３の内周側で開口する複数の非貫通溝７３を有する。各非貫通溝７３は、各セグメント７１の内周側の一部を切り欠くことにより形成されてもよいし、各セグメント７１にプレス加工を施すことにより形成されてもよい。

　これにより、摩擦材７０の非貫通溝７３に作動油が流入すると、非貫通溝７３内で発生する油圧によって、摩擦プレート４３およびセパレータプレート４４とに両者を互いに離間させる方向の力が作用することになる。この結果、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４とのクリアランスをより適正に維持することができるため、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４との間に発生する引き摺りトルクをより一層低減することが可能となる。そして、複数の非貫通溝７３のそれぞれは、近接する外歯４３ｓおよび排出孔４１１ｏと軸方向からみて径方向に並ぶように形成される。これにより、図６において太い破線矢印で示すように、非貫通溝７３に流入して流速が低下した作動油を当該排出孔４１１ｏを介してドラム部４１１の外側へと良好に排出することが可能となる。なお、各セグメント７１の非貫通溝７３の形状や形成位置は、図５に示すものに限られず、例えば、一つのセグメント７１に複数の非貫通溝７３を形成してもよい。この場合、必ずしもすべての非貫通溝７３が近接する排出孔４１１ｏと軸方向からみて径方向に並ばなくともよい。

　図６は、更に他の実施形態に係る摩擦係合要素としてのクラッチＣ１Ｃを示す断面図である。クラッチＣ１Ｃは、上述したクラッチＣ１の摩擦材７０に代えて、摩擦材７０Ｃを含むものである。摩擦材７０Ｃは、上記摩擦材７０と同様に、複数のセグメント７１Ｃに分割されている。クラッチＣ１Ｃにおいて、各セグメント７１Ｃの間に形成される複数の油溝７２Ｃは、開口部７２ｏよりも外周側の部分が当該外周側に近づくにつれて広がるように形成されている。このような油溝７２Ｃは、各セグメント７１Ｃの外周側の一部を切り欠くことにより、容易に形成することができる。

　摩擦プレート４３の回転数が比較的低い場合には、摩擦プレート４３の回転数が比較的高い場合に比べて、作動油に作用する遠心力が低下するため、慣性力の作用により、作動油が摩擦プレート４３に対して当該摩擦プレート４３の回転方向（図６における細い破線矢印参照）と逆方向に向かうように流れる傾向が強くなる（図６における太い実線矢印参照）。そこで、油溝７２Ｃの開口部７２ｏよりも外周側の部分を当該外周側に近づくにつれて広がるように形成することで、摩擦プレート４３の回転数が比較的低い場合に、作動油が油溝７２Ｃに沿って流れるようにすることができる。すなわち、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４との非係合時において、作動油が摩擦プレート４３の回転方向と逆方向に向かうように流れることで、油溝７２Ｃを越えて摩擦材７０Ｃとセパレータプレート４４との間に介在してしまうのを良好に抑制することができる。この結果、摩擦プレート４３とセパレータプレート４４との間に引き摺りトルクが発生するのをより良好に抑制することが可能となる。そして、各油溝７２Ｃに沿って外周側に流れた作動油は、図６において太い破線矢印で示すように、ドラム部４１１の排出孔４１１ｏからドラム部４１１の外側へと排出される。なお、各油溝７２Ｃは、開口部７２ｏを含めて、全体にわたって内周側から外周側に近づくにつれて広がるように形成されてもよいし、内周側から外周側に近づくにつれて一方向（摩擦プレート４３の主たる回転方向と逆方向）に傾斜するように形成されてもよい。

　なお、上記実施形態では、自動変速機２５に含まれる第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１サンギヤ３６ａとを互いに接続すると共に両者の接続を解除することができる湿式の多板摩擦式油圧クラッチであるクラッチＣ１，Ｃ１ＢおよびＣ１Ｃに本発明を適用したが、本発明は、円筒状のドラム部を有するドラム部材と、円筒状のハブ部を有するハブ部材と、ドラム部の内周部に嵌合されると共に表面に摩擦材が貼着された環状の摩擦プレートと、ハブ部の外周部に嵌合されると共に摩擦プレートと摩擦係合可能な環状のセパレータプレートとを含む湿式の摩擦係合要素であれば、如何なるクラッチやブレーキに適用されてもよい。また、摩擦材７０，７０Ｂおよび７０Ｃは、複数のセグメント７１，７１Ｂまたは７１Ｃに分割されるものに限られず、一体的に環状に形成されるものであってもよい。この場合、複数の油溝７２、７２Ｃは、環状に形成された摩擦材にプレス加工を施すことにより形成することができる。なお、複数の油溝７２、７２Ｃは、必ずしもそのすべてが近接するドラム部４１１の排出孔４１１ｏと軸方向からみて径方向に並ぶように形成されなくともよい。

　ここで、上記実施形態における主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施形態では、円筒状のドラム部４１１を有するクラッチドラム４１が「ドラム部材」に相当し、円筒状のハブ部４２１を有するクラッチハブ４２が「ハブ部材」に相当し、ドラム部４１１の内周部に嵌合されると共に表面に摩擦材７０が貼着された環状の摩擦プレート４３が「摩擦プレート」に相当し、ハブ部４２１の外周部に嵌合されると共に摩擦プレート４３と摩擦係合可能な環状のセパレータプレート４４が「セパレータプレート」に相当し、湿式の多板摩擦式油圧クラッチであるクラッチＣ１が「摩擦係合要素」に相当し、ドラム部の周方向に間隔をおいて形成された複数の排出孔４１１ｏが「複数の貫通孔」に相当し、摩擦プレート４３の周方向に間隔をおいて形成されると共に摩擦プレート４３の径方向に延びる複数の油溝７２が「複数の油溝」に相当する。

　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。また、上記発明を実施するための形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

　本発明は、摩擦係合要素やそれを含む自動変速機等の製造産業等において利用可能である。

Claims

　円筒状のドラム部を有するドラム部材と、円筒状のハブ部を有するハブ部材と、前記ドラム部の内周部に嵌合されると共に表面に摩擦材が貼着された環状の摩擦プレートと、前記ハブ部の外周部に嵌合されると共に前記摩擦プレートと摩擦係合可能な環状のセパレータプレートとを含む湿式の摩擦係合要素において、
　前記ドラム部は、前記摩擦プレートに形成された複数の外歯が嵌合されるスプラインと、前記スプラインの溝部に形成された複数の貫通孔とを有し、
　前記摩擦プレートは、該摩擦プレートの周方向に間隔をおいて形成されると共に前記摩擦プレートの径方向に延びる複数の油溝を有し、
　前記複数の油溝のそれぞれは、前記摩擦プレートの軸方向からみて、近接する前記外歯と前記径方向に並ぶことを特徴とする摩擦係合要素。
　前記複数の油溝のそれぞれは、前記摩擦プレートの軸方向からみて、近接する前記貫通孔と前記径方向に並び、
　前記複数の貫通孔は、前記径方向からみて前記摩擦プレートと重なるように前記ドラム部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の摩擦係合要素。
　前記ドラム部は、前記内周部に形成されたスプラインを有し、
　前記複数の貫通孔は、前記ドラム部の外側と前記スプラインの溝部とを連通させるように形成され、
　前記摩擦プレートは、前記スプラインの前記溝部に嵌合される複数の外歯を有し、
　前記複数の油溝のそれぞれは、近接する前記外歯の径方向内側に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の摩擦係合要素。
　前記油溝の前記摩擦プレートの内周側の開口部は、該摩擦プレートの外周側に近づくにつれて狭まるように形成されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の摩擦係合要素。
　前記摩擦材は、隣り合う前記油溝の間に形成されると共に前記摩擦プレートの内周側で開口する複数の非貫通溝を有し、
　前記複数の非貫通溝のそれぞれは、近接する前記貫通孔と前記軸方向からみて前記径方向に並ぶように形成されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の摩擦係合要素。