(57)【要約】【課題】セパレータプレートと摩擦プレートとの間での引きずりトルクの発生を緩和し、摩擦材の表面性状の変化を防止することができる多板摩擦係合装置を提供する。【解決手段】第１摩擦プレート４Ａ及び第３摩擦プレート４Ｃの各表面に設けられる摩擦材４１の配設位置を外周側に設定し、第２摩擦プレート４Ｂの表面に設けられる摩擦材４１の配設位置を内周側に設定して、摩擦材４１の配設位置が軸心方向で互いにラップしない位置とする。これにより、各摩擦プレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃとセパレータプレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃとの間のクリアランスを不均一にし、摩擦熱の発生箇所を分散化させる。その結果、引きずりトルクの発生を解消でき、摩擦熱の影響による摩擦材４１の表面性状の変化を回避できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の第１摩擦プレートと、表面に摩擦材が設けられた複数枚の第２摩擦プレートとが交互に配設された多板摩擦係合装置において、
上記複数枚の第２摩擦プレートのうち少なくとも１枚における摩擦材の配設位置は、他の第２摩擦プレートにおける摩擦材の配設位置に対して、第２摩擦プレートの半径方向で異なる位置に設定されていることを特徴とする多板摩擦係合装置。
【請求項２】
上記請求項１記載の多板摩擦係合装置において、
上記複数枚の第２摩擦プレートにおける摩擦材の配設位置は第２摩擦プレートの外周縁近傍であって、
上記複数枚の第２摩擦プレートのうち少なくとも１枚の外径寸法は、他の第２摩擦プレートの外径寸法よりも小径に設定されていることを特徴とする多板摩擦係合装置。
【請求項３】
上記請求項１記載の多板摩擦係合装置において、
上記摩擦材は、第２摩擦プレートの両面にそれぞれ配設されており、上記複数枚の第２摩擦プレートのうち少なくとも１枚にあっては、一方の面における摩擦材の配設位置と他方の面における摩擦材の配設位置とが第２摩擦プレートの半径方向で互いに異なっていることを特徴とする多板摩擦係合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用自動変速機等に備えられる多板摩擦係合装置に係る。特に、本発明は、摩擦材が設けられた摩擦プレートの構成の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば下記の特許文献１〜３に開示されているように、自動車に搭載される自動変速機においては、変速機構を構成する複数のプラネタリーギヤセットのリングギヤ、プラネタリキャリア、サンギヤ等を、多板摩擦係合装置である湿式多板型のクラッチやブレーキで相互に選択的に摩擦係合させたりあるいはケース側に選択的に摩擦係合させたりすることで、動力伝達経路を切り換えて複数の変速段が成立可能となっている。
【０００３】
上記多板摩擦係合装置の構成として、ブレーキを例に挙げて説明すると、自動変速機のケースにスプライン嵌合されたセパレータプレートと、プラネタリキャリア等の回転要素にスプライン嵌合された摩擦プレートとが、軸線方向に亘って交互に複数枚配設されている。そして、この軸線方向の一方側に配設されたピストンによって、セパレータプレートと摩擦プレートとを相互に挟圧することで、これら両者を相対回転不能に連結可能な構成となっている。
【０００４】
また、上記摩擦プレートの表裏両面には摩擦材が接着などの手段によって取り付けられており、セパレータプレートとの間の摩擦係数が高められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２８５２３号公報
【特許文献２】特開平９−２８７６２２号公報
【特許文献３】特開２００８−２１５４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来の多板摩擦係合装置にあっては、以下に述べるような課題があった。
【０００７】
つまり、多板摩擦係合装置が解放されている状態にあっては、セパレータプレートと摩擦プレートとの間に潤滑油が存在しているため、この潤滑油が動力伝達流体として機能してしまい、多板摩擦係合装置が解放状態であるにも拘わらず、引きずりトルクの発生によってセパレータプレートと摩擦プレートとの間で回転動力が伝達されてしまう可能性があった。
【０００８】
一方、セパレータプレートと摩擦プレートとが摺動している場合（係合動作の過渡時等であって半係合状態にある場合）には摩擦熱が発生し、摩擦プレートの表面に取り付けられている摩擦材の表面性状が熱の影響を受けて変化してしまい、適正な動力伝達特性が得られなくなる可能性があった。
【０００９】
本発明の発明者らは、これらの課題の発生原因について考察した。そして、上記引きずりトルクの発生は、セパレータプレートと摩擦プレートとの間のクリアランスが少なく、且つそのクリアランスが各プレート同士の対向部分において略全体に亘って均一であることが原因であることを見出した。
【００１０】
また、上記摩擦材の表面性状の変化は、セパレータプレートと摩擦プレートとの係合途中（両者が摺動している状態）では、摩擦プレートの摩擦材とセパレータプレートとがそれぞれにおいて同じ位置（プレートの半径方向で同じ位置）で摺動しており、各プレート間での摩擦熱の発生箇所が特定の箇所に集中し、十分な放熱を行うことができていないのが原因であることを見出した。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セパレータプレートと摩擦プレートとの間での引きずりトルクの発生を緩和し、摩擦材の表面性状の変化を防止することができる多板摩擦係合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、摩擦プレート（第２摩擦プレート）の表面に設けられる各摩擦材の配設位置を半径方向で異なる位置としておくことで、セパレータプレート（第１摩擦プレート）との間のクリアランスの不均一化及び摩擦熱の発生箇所の分散化が図れるようにしている。
【００１３】
−解決手段−
具体的に、本発明は、複数枚の第１摩擦プレートと、表面に摩擦材が設けられた複数枚の第２摩擦プレートとが交互に配設された多板摩擦係合装置を前提とする。この多板摩擦係合装置に対し、上記複数枚の第２摩擦プレートのうち少なくとも１枚における摩擦材の配設位置を、他の第２摩擦プレートにおける摩擦材の配設位置に対して、第２摩擦プレートの半径方向で異なる位置に設定している。
【００１４】
この特定事項により、多板摩擦係合装置の解放状態にあっては、第１摩擦プレートと第２摩擦プレートとの間のクリアランスとしては不均一となり、上記引きずりトルクの発生を解消することができる。また、第１摩擦プレートと第２摩擦プレートとの半係合状態で発生する摩擦熱の発生箇所としては、プレート外周側とプレート内周側とに分散され、摩擦熱の発生箇所が特定の箇所に集中することがなく、この摩擦熱の放熱空間も確保されることになる。このため、摩擦熱の影響によって摩擦材の表面性状が変化してしまうといったことが回避される。
【００１５】
より具体的な構成として以下のものが挙げられる。先ず、上記複数枚の第２摩擦プレートにおける摩擦材の配設位置を第２摩擦プレートの外周縁近傍とし、上記複数枚の第２摩擦プレートのうち少なくとも１枚の外径寸法を、他の第２摩擦プレートの外径寸法よりも小径に設定するものである。
【００１６】
また、上記摩擦材を、第２摩擦プレートの両面にそれぞれ配設するものに対し、上記複数枚の第２摩擦プレートのうち少なくとも１枚において、一方の面における摩擦材の配設位置と他方の面における摩擦材の配設位置とを第２摩擦プレートの半径方向で互いに異ならせたものである。
【００１７】
これらの構成によっても、上記引きずりトルクの発生の解消と、摩擦熱の影響による摩擦材の表面性状変化の回避とを図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、第２摩擦プレートの表面に設けられる各摩擦材の配設位置を半径方向で異なる位置としておくことで、第１摩擦プレートとの間のクリアランスの不均一化及び摩擦熱の発生箇所の分散化が図れるようにしている。このため、引きずりトルクの発生を解消することができ、また、摩擦熱の影響によって摩擦材の表面性状が変化してしまうといったことも回避される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】自動変速機に備えられたブレーキの構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態におけるブレーキの解放状態を示す模式図である。
【図３】第１実施形態におけるブレーキの係合状態を示す模式図である。
【図４】第２実施形態におけるブレーキの解放状態を示す模式図である。
【図５】第３実施形態におけるブレーキの解放状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両用自動変速機に備えられたブレーキ（湿式の多板摩擦係合装置）に本発明を適用した場合について説明する。尚、車両用自動変速機に備えられたクラッチに対しても同様に適用することが可能である。
【００２１】
本発明の特徴である摩擦プレートの構成について説明する前に、多板摩擦係合装置としてのブレーキの概略構成について説明する。
【００２２】
−ブレーキの構成−
図１は、自動変速機に備えられた油圧式の多板摩擦係合装置としてのブレーキ１の構成を示す断面図である。この図１に示すように、ブレーキ１は、ケース２の内周側に形成され且つ一方に開口する有底円筒状部２１の内周面に、第１摩擦プレートとしての複数枚（図１では３枚）のセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（以下、特に区別しない場合には単にセパレータプレート３という）と、第２摩擦プレートとしての複数枚（図１では３枚）の摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃ（以下、特に区別しない場合には単に摩擦プレート４という）とを備えている。また、このブレーキ１は、ピストン５との間で上記セパレータプレート３及び摩擦プレート４を押圧するための支持部材としてのフランジ６と、そのフランジ６の軸心方向（有底円筒状部２１の開口側へ向けて）の移動を規制するためのスナップリング７と、上記フランジ６との間で上記セパレータプレート３及び摩擦プレート４を押圧するための押圧部材としてのピストン５と、上記フランジ６に対して、ピストン５をブレーキ解放側（図１における右側）へ付勢するスプリング８とを備えている。
【００２３】
上記有底円筒状部２１の内周面には、軸心方向に長手状のスプライン歯２３が形成されている。また、上記複数のセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃそれぞれの外周側には、上記有底円筒状部２１のスプライン歯２３に嵌合可能な複数の突起部が形成されており、それら複数のセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、上記有底円筒状部２１に対して軸心方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合されている。
【００２４】
また、自動変速機を構成している遊星歯車装置の例えばキャリアと一体回転させられるように構成されたハブ９の外周側には、軸心方向に長手状のスプライン歯９１が形成されている。また、上記複数の摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃそれぞれの内周側には、上記ハブ９のスプライン歯９１に嵌合可能な複数の突起部が形成されており、それら複数の摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、上記ハブ９の外周側において軸心方向に移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合されている。また、図１に示すように、上記複数のセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、軸心方向に交互に配設されている。
【００２５】
上記フランジ６の外周側には、上記有底円筒状部２１のスプライン歯２３に嵌合可能な複数の突起部が形成されており、このフランジ６は、上記有底円筒状部２１における上記複数のセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃよりも開口側に、その有底円筒状部２１に対して軸心方向の移動が可能且つ相対回転が不能にスプライン嵌合されている。また、上記スナップリング７は、上記有底円筒状部２１の内周面に形成された環状溝２２内に軸心方向の移動が不能に嵌め込まれており、上記有底円筒状部２１にスプライン嵌合された上記フランジ６、複数のセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃの軸心方向開口側への移動が規制されている。
【００２６】
上記スプリング８は、上記フランジ６とピストン５との間に圧縮状態で介在させられており、フランジ６に対してピストン５を有底円筒状部２１の底部方向へ付勢している。また、有底円筒状部２１とピストン５との間は、オイルシール５１が設けられることで油密となっており、有底円筒状部２１とピストン５との間に形成される油密な空間が、ピストン５を油圧によって移動させる推進力を発生させる油室５２として機能するようになっている。
【００２７】
以上のように構成されたブレーキ１において、上記油室５２に図示しない作動油供給路から作動油が供給されると、ピストン５が有底円筒状部２１の軸心方向開口側（フランジ６側）に向かって移動させられ、そのピストン５とフランジ６との間で複数のセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃが挟圧されて摩擦によりその相対回転が不能とされることでブレーキ１が係合させられる。また、上記油室５２から作動油が排出されると、上記スプリング８の付勢力によりピストン５が有底円筒状部２１の軸心方向底部側（フランジ６とは反対側）に向かって移動させられ、そのピストン５とフランジ６との間で挟圧されていた複数のセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃが解放されてその相対回転が可能とされることでブレーキ１が解放させられる。このようにして、図示しない油圧制御回路から上記油室５２へ供給される油圧が制御されることで、ブレーキ１の係合状態が制御される。
【００２８】
−摩擦プレートの構成−
次に、本実施形態の特徴である摩擦プレート４の構成についての複数の実施形態を説明する。尚、以下の説明では、理解を容易にするためにブレーキ１を模式的に示した図（図２〜図５）を用いて説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
先ず、第１実施形態について説明する。
【００３０】
図２は、本実施形態におけるブレーキ１の模式図であって、ブレーキ解放状態を示している。また、図３は、ブレーキ半係合状態を示している。
【００３１】
図２及び図３に示すように、本実施形態におけるブレーキ１の摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃでは、摩擦材４１の配設位置が半径方向で異なる位置に設定されている。具体的に、上記フランジ６側から第１摩擦プレート４Ａ、第２摩擦プレート４Ｂ、第３摩擦プレート４Ｃとした場合に、第１摩擦プレート４Ａ及び第３摩擦プレート４Ｃにあっては、その外周縁部分において周方向に沿って摩擦材４１が取り付けられている。これに対し、第２摩擦プレート４Ｂにあっては、第１摩擦プレート４Ａ及び第３摩擦プレート４Ｃにおける摩擦材４１が取り付け位置よりも内周側部分において周方向に沿って摩擦材４１が取り付けられている。そして、第１摩擦プレート４Ａ及び第３摩擦プレート４Ｃに取り付けられている摩擦材４１の取り付け位置と、第２摩擦プレート４Ｂに取り付けられている摩擦材４１の取り付け位置とは、摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃの軸心方向で互いにラップしない（軸心方向から見た場合に互いに重なり合わない）位置に設定されている。尚、図２における仮想線は、第２摩擦プレート４Ｂにおける従来の摩擦材４１の取り付け位置を示している。
【００３２】
尚、上記摩擦材４１の具体的な材質としては、燒結合金系、カーボン系、コルク系、ペーパー系等の一般的な湿式摩擦材が適用可能である。また、この摩擦材４１の取り付け形態としては、周方向の全体に亘って取り付けられていてもよいし、周方向に間欠的に取り付けられていてもよい。
【００３３】
以上のように摩擦材４１の取付位置が設定されていることにより、図２に示すブレーキ解放状態にあっては、セパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃと摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃとの間のクリアランスとしては、不均一となり、上記引きずりトルクの発生を解消することができる。
【００３４】
また、図３に示すセパレータプレート３と摩擦プレート４との半係合状態で発生する摩擦熱の発生箇所として、第１セパレータプレート（図中の左側のセパレータプレート）３Ａと第１摩擦プレート４Ａとの間では、各プレート３Ａ，４Ａの外周縁部であり、第１セパレータプレート３Ａと第２摩擦プレート４Ｂとの間では、各プレート３Ａ，４Ｂの外周縁部よりも中央側の位置であり、第２セパレータプレート（図中の中央のセパレータプレート）３Ｂと第２摩擦プレート４Ｂとの間では、各プレート３Ｂ，４Ｂの外周縁部よりも中央側の位置であり、第２セパレータプレート３Ｂと第３摩擦プレート４Ｃとの間では、各プレート３Ｂ，４Ｃの外周縁部である。このように、摩擦熱の発生箇所が半径方向で互いに異なることになるので、摩擦熱の発生箇所が特定の箇所（プレート半径方向の同一箇所）に集中することがなく、この摩擦熱の放熱空間も確保されることになる。このため、摩擦熱の影響によって摩擦材４１の表面性状が変化してしまうといったことが回避される。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
【００３６】
図４は、本実施形態におけるブレーキ１の模式図であって、ブレーキ解放状態を示している。
【００３７】
図４に示すように、本実施形態におけるブレーキ１の摩擦プレート４にあっては、第１摩擦プレート４Ａ及び第３摩擦プレート４Ｃの外径寸法に対して第２摩擦プレート４Ｂの外径寸法が小さく設定されている。また、これら摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃにおける摩擦材４１の配設位置は各摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃの外周縁近傍である。このため、第１摩擦プレート４Ａ及び第３摩擦プレート４Ｃにおける摩擦材４１の配設位置に対して、第２摩擦プレート４Ｂにおける摩擦材４１の配設位置の方が内周側に位置している。そして、上記第１実施形態の場合と同様に、第１摩擦プレート４Ａ及び第３摩擦プレート４Ｃに取り付けられている摩擦材４１の取り付け位置と、第２摩擦プレート４Ｂに取り付けられている摩擦材４１の取り付け位置とは、摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃの軸心方向で互いにラップしない（軸心方向から見た場合に互いに重なり合わない）位置に設定されている。
【００３８】
このため、本実施形態においても、上述した第１実施形態の場合と同様に、ブレーキ解放状態にあっては、セパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃと摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃとの間のクリアランスとしては不均一となり、上記引きずりトルクの発生を解消することができる。
【００３９】
また、セパレータプレート３と摩擦プレート４との半係合状態で発生する摩擦熱の発生箇所が半径方向で互いに異なることになるので、摩擦熱の発生箇所が特定の箇所（プレート半径方向の同一箇所）に集中することがなく、この摩擦熱の放熱空間も確保されることになる。このため、摩擦熱の影響によって摩擦材４１の表面性状が変化してしまうといったことが回避される。
【００４０】
また、本実施形態によれば、外径寸法の小さな摩擦プレート（第２摩擦プレート４Ｂ）を採用していることにより、この摩擦プレート４Ｂの小型軽量化、材料コストの低廉化を図ることもできる。
【００４１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。
【００４２】
図５は、本実施形態におけるブレーキ１の模式図であって、ブレーキ解放状態を示している。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態におけるブレーキ１における各摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃは互いに同一構成となっている。具体的に、各摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃの両面のうち、ピストン５側の摩擦材４１Ａにあっては、摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃの外周縁部分に、フランジ６側の摩擦材４１Ｂにあっては、上記ピストン５側の摩擦材４１Ａの配設箇所に比べて摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃの内周縁部分にそれぞれ配設されている。
【００４４】
このため、本実施形態においても、上述した第１実施形態の場合と同様に、ブレーキ解放状態にあっては、セパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃと摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃとの間のクリアランスとしては不均一となり、上記引きずりトルクの発生を解消することができる。
【００４５】
また、セパレータプレート３と摩擦プレート４との半係合状態で発生する摩擦熱の発生箇所が半径方向で互いに異なることになるので、摩擦熱の発生箇所が特定の箇所（プレート半径方向の同一箇所）に集中することがなく、この摩擦熱の放熱空間も確保されることになる。このため、摩擦熱の影響によって摩擦材４１の表面性状が変化してしまうといったことが回避される。
【００４６】
また、本実施形態によれば、各摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃは互いに同一構成であるため、複数種類の摩擦プレートを作製しておく必要がなく、製造コストの低廉化を図ることもできる。
【００４７】
−他の実施形態−
以上説明した各実施形態では、車両用自動変速機に備えられたブレーキ１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、車両用自動変速機に備えられたクラッチに対しても同様に適用することが可能である。
【００４８】
また、上述した各実施形態では、セパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及び摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃがそれぞれ３枚ずつ設けられたブレーキ１について説明したが、４枚以上のセパレータプレート及び摩擦プレートが設けられたブレーキやクラッチに対しても適用可能である。
【００４９】
また、上記第１実施形態では、第１摩擦プレート４Ａの摩擦材４１の配設位置と第３摩擦プレート４Ｃの摩擦材４１の配設位置とを同一位置に設定していたが、全ての摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃの摩擦材４１の配設位置を異ならせるようにしてもよい。但し、この場合、各摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃそれぞれの摩擦材４１の表面積が十分に確保されておりブレーキ係合時における摩擦プレート４Ａ，４Ｂ，４Ｃとセパレータプレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃとの間の摩擦力が十分に確保できるようにしておく必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、自動車用自動変速機に備えられる多板摩擦係合装置の摩擦プレートに適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１        ブレーキ（多板摩擦係合装置）
３        セパレータプレート（第１摩擦プレート）
４        摩擦プレート（第２摩擦プレート）
４１      摩擦材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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