(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチドラムと、該クラッチドラムに設けられた摩擦部材を押圧するピストンと、該ピストンをクラッチ解放方向に付勢する付勢手段と、該付勢手段を支持し、遠心油圧を発生させる遠心油圧キャンセル室を画成するキャンセルプレートとを備える自動変速機のクラッチ装置において、
前記遠心油圧キャンセル室へ油を供給する供給油路が、遠心油圧キャンセル室に隣接する部材に設けられ、
前記遠心油圧キャンセル室の油供給口に、前記供給油路から供給される油の油溜まりが設けられ、
前記供給油路は、該供給油路を狭窄する縮径孔を有し、
該縮径孔は、前記供給油路内の油の流速を上げて指向性を持つノズル効果を有し、かつ前記縮径孔を有する供給油路は、前記隣接する部材の端面に開口し、
前記油溜りは、軸方向外端に、該油溜まりに油を溜めかつ該油溜まりからオーバフローした油を逃がす堰を有し、かつ該堰の内径側でかつ前記隣接する部材の端面側の側面が開口している油導入口に、前記隣接する部材の端面に開口する前記供給油路からの油が供給される、ことを特徴とする自動変速機のクラッチ装置。
【請求項２】
前記ピストンと、付勢手段と、キャンセルプレートは、クラッチドラムの背面側に位置し、ピストンの背面側に遠心油圧キャンセル室を画成する、請求項１記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項３】
前記油溜まりは、遠心油圧キャンセル室の油供給口の径方向内側に位置する、請求項１又は２記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項４】
前記供給油路は、キャンセルプレートの軸方向外端より内側で油溜まりに開口する、請求項１ないし３のいずれか１項記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項５】
前記キャンセルプレートは、その軸方向外端で径方向内側に延び、油溜まりの軸方向外端を画定して前記堰を構成する油ガイドを有する、請求項１記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項６】
前記縮径孔は、前記油溜まりの遠心油圧キャンセル室に向かい合う側の壁面に指向する、請求項２記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項７】
前記縮径孔は、前記油溜まりの油導入口に直接対向する、請求項１記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項８】
前記ピストンを作動させるサーボ油室に油を供給するサーボ圧油路は、該サーボ圧油路が設けられた部材の周面に開口し、前記縮径孔は、該縮径孔が設けられた部材の端面に開口する、請求項１〜７のいずれか１項記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項９】
前記油溜まりは、前記サーボ圧油路が設けられた部材の外周面の縮径部に設けられた、請求項８記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項１０】
前記クラッチドラムは、有底筒状とされ、その筒状部に支持された摩擦部材を備え、
該摩擦部材を押圧する前記ピストンは、該ピストンの内径側に延在する軸状部材の外周面と、クラッチドラムの筒状部の外周面とに周方向油密状態で軸方向摺動可能に支持され、
前記キャンセルプレートは、前記軸状部材の外周に支持され、かつ、前記ピストンの筒状部の外周面との間で周方向油密状態で軸方向摺動可能とされた、請求項１〜９のいずれか１項記載の自動変速機のクラッチ装置。
【請求項１１】
前記クラッチドラムは、その底部が自動変速機の入力軸に回り止め連結された有底筒状とされ、
該クラッチドラムに軸方向に並設支持された第１及び第２の摩擦部材と、第１の摩擦部材を係合させる第１のピストンと、第２の摩擦部材を係合させる第２のピストンとを備え、
前記第１の摩擦部材は、クラッチドラムの背面側に設けられた第１のピストンによりクラッチドラムの開口端部方向から押圧され、
第２の摩擦部材は、クラッチドラムの内面側に設けられた第２のピストンによりクラッチドラムの底部方向から押圧され、
前記第１のピストンは、その内径側に延在する軸状部材の外周面とクラッチドラムの筒状部の外周面とに周方向油密状態で軸方向摺動可能に支持され、
前記第２のピストンは、クラッチドラムの筒状部の内周面と第２のピストンの内径側に延在する軸状部材の外周面とに周方向油密状態で軸方向摺動可能に支持された、請求項１〜１０のいずれか１項記載の自動変速機のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のクラッチ装置に関し、特に、その油圧サーボピストンにかかる遠心油圧のキャンセル構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機のクラッチ装置において、その油圧サーボピストンに作用する遠心油圧を相殺してクラッチの制御性を向上させるべく、遠心油圧のキャンセル構造が用いられる。クラッチ装置は、一般に、クラッチドラムの内側をそこに嵌め込まれたピストンで囲ってサーボ油圧の作用室とする構造を採ることから、キャンセル構造は、油圧サーボピストンの背後をキャンセルプレートで囲ってキャンセル室を画成し、該キャンセル室にサーボ油圧の供給路とは別系統で、変速機各部の潤滑のために供給される油を溜めることで、その油に作用する遠心油圧と、サーボ室内に供給されている油にかかる遠心油圧を相殺する構成を採る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした従来技術の遠心油圧キャンセル構造では、軸心方向からの油の供給が専ら油に作用する遠心力に依存してなされるため、遠心油圧キャンセル室の供給口より径方向内側にベアリングや他の回転部材が位置する場合、供給油圧が充分に遠心油圧キャンセル室に入る構造とはなっていない。そして、こうした理由から遠心油圧キャンセル室への油供給が不足した場合、クラッチ係合・解放時の性能に大きく影響を与え、変速時のショックを損なうおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記のようなクラッチドラムに配置された油圧サーボの遠心油圧キャンセル構造において、遠心油圧キャンセル室に確実に油を供給することができる自動変速機のクラッチ構造を提供することを主たる目的とする。
【０００５】
ところで、自動変速機のクラッチ装置の一形態として、クラッチドラムの背面側に油圧サーボピストンを嵌め込み、該ピストンをクラッチドラムに対して引くことで、クラッチドラムに支持した摩擦部材（本明細書において、積層状態の摩擦材ディスクとセパレータプレートを総称して摩擦部材という）を押圧してクラッチを係合させるクラッチ構造が特開平５−３３８１６号公報において提案されている。この提案に係るクラッチ構造では、配置スペースを削減すべく２つのクラッチを組み合わせた構成が採られており、クラッチドラムを両クラッチに共通のサーボシリンダとし、背面配置のピストンは、前記のようにクラッチドラムの外側でドラムに嵌る配置とし、このドラム背面側の油圧サーボの遠心油圧のキャンセル構造については、有底筒状のクラッチドラムの底部で軸方向に延びる部分に径方向の油路を形成して、この油路を変速機内部空間に通じる供給口としてキャンセル室内に油を供給する構成とされている。こうした構成を採るドラム背面側の油圧サーボの遠心油圧のキャンセル室については、より一層油供給不足が懸念される。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のようなクラッチドラムの背面側に配置された油圧サーボの遠心油圧キャンセル構造においても、遠心油圧キャンセル室に確実に油を供給することができる自動変速機のクラッチ構造を提供することを更なる目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的は、請求項１に記載のように、クラッチドラムの背面側に、ピストンと、該ピストンをクラッチ解放方向に付勢する付勢手段と、該付勢手段を支持してピストンの背面側に遠心油圧を発生させる遠心油圧キャンセル室を画成するキャンセルプレートとを備える自動変速機のクラッチ装置において、前記遠心油圧キャンセル室へ油を供給する供給油路が、遠心油圧キャンセル室に隣接する部材に設けられ、前記遠心油圧キャンセル室の油供給口に、前記供給油路から供給される油の油溜まりが設けられ、前記供給油路は、該供給油路を狭窄する縮径孔を有し、該縮径孔は、前記供給油路内の油の流速を上げて指向性を持つノズル効果を有し、かつ前記縮径孔を有する供給油路は、前記隣接する部材の端面に開口し、前記油溜りは、軸方向外端に、該油溜まりに油を溜めかつ該油溜まりからオーバフローした油を逃がす堰を有し、かつ該堰の内径側でかつ前記隣接する部材の端面側の側面が開口している油導入口に、前記隣接する部材の端面に開口する前記供給油路からの油が供給される、ことを特徴とする構成により達成される。
【０００８】
上記の構成は、請求項２に記載のように、前記ピストンと、付勢手段と、キャンセルプレートは、クラッチドラムの背面側に位置し、ピストンの背面側に遠心油圧キャンセル室を画成する構成に適用することができる。
【０００９】
上記の構成において、請求項３に記載のように、前記油溜まりは、遠心油圧キャンセル室の油供給口の径方向内側に位置する構成とするのが有効である。
【００１０】
また、上記の構成において、請求項４に記載のように、前記供給油路は、キャンセルプレートの軸方向外端より内側で油溜まりに開口する構成とするのが有効である。
【００１１】
また、上記の構成において、請求項５に記載のように、前記キャンセルプレートは、その軸方向外端で径方向内側に延び、油溜まりの軸方向外端を画定する油ガイドを有する構成とするのが有効である。
【００１２】
上記の構成において、請求項６に記載のように、該供給油路を狭窄する縮径孔は、前記油溜まりの遠心油圧キャンセル室に向かい合う側の壁面に指向する構成とするのが有効である。
【００１３】
また、上記の構成において、請求項７に記載のように、前記縮径孔は、前記油溜まりの油導入口に直接対向する構成を採るのが有効である。
【００１４】
また、上記の構成において、請求項８に記載のように、前記ピストンを作動させるサーボ油室に油を供給するサーボ圧油路は、該サーボ圧油路が設けられた部材の周面に開口し、前記縮径孔は、該縮径孔が設けられた部材の端面に開口する構成とするのが有効である。
【００１５】
また、上記の構成において、請求項９に記載のように、前記油溜まりは、前記サーボ圧油路が設けられた部材の外周面の縮径部に設けられた構成とするのが有効である。
【００１６】
更に、上記いずれかの構成において、請求項１０に記載のように、前記クラッチドラムは、有底筒状とされ、その筒状部に支持された摩擦部材を備え、該摩擦部材を押圧する前記ピストンは、該ピストンの内径側に延在する軸状部材の外周面と、クラッチドラムの筒状部の外周面とに周方向油密状態で軸方向摺動可能に支持され、前記キャンセルプレートは、前記軸状部材の外周に支持され、かつ、前記ピストンの筒状部の外周面との間で周方向油密状態で軸方向摺動可能とされた構成とするのが有効である。
【００１７】
更に、上記いずれかの構成において、請求項１１に記載のように、前記クラッチドラムは、その底部が自動変速機の入力軸に回り止め連結された有底筒状とされ、該クラッチドラムに軸方向に並設支持された第１及び第２の摩擦部材と、第１の摩擦部材を係合させる第１のピストンと、第２の摩擦部材を係合させる第２のピストンとを備え、前記第１の摩擦部材は、クラッチドラムの背面側に設けられた第１のピストンによりクラッチドラムの開口端部方向から押圧され、第２の摩擦部材は、クラッチドラムの内面側に設けられた第２のピストンによりクラッチドラムの底部方向から押圧され、前記第１のピストンは、その内径側に延在する軸状部材の外周面とクラッチドラムの筒状部の外周面とに周方向油密状態で軸方向摺動可能に支持され、前記第２のピストンは、クラッチドラムの筒状部の内周面と第２のピストンの内径側に延在する軸状部材の外周面とに周方向油密状態で軸方向摺動可能に支持された構成とするのが有効である。
【００１８】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１記載の構成では、遠心油圧キャンセル室に隣接する部材の油路からの供給で、油溜まりに溜まった油が、クラッチドラムの回転により油にかかる遠心力によって、遠心油圧キャンセル室に送られる。したがって、この作用により、油を遠心油圧キャンセル室に確実に供給できる。更に、供給油路は、該供給油路を狭窄する縮径孔を有し、該縮径孔が供給油路内の油の流速を上げて指向性を持つノズル効果を有することにより、隣接する部材の端面に開口する供給油路から、該供給油路側の側面が開口する油導入口に油が供給され、かつ該油導入口は、油溜まりの軸方向外端に位置する堰の内径側にあって、上記供給油路からの油は、油溜まりに確実に導かれ、かつ堰は、油溜まりからオーバフローした油を逃がすので、常に適正な量の油が確実に遠心油圧キャンセル室に供給される。
【００１９】
また、請求項２に記載の構成によると、上記のような作用及び効果を遠心油圧キャンセル室がクラッチドラムの背後に設けられた引き形クラッチにおいて達成することができる。
【００２０】
次に、請求項３に記載の構成によると、油溜まりに溜まった油が、その径方向外側の遠心油圧キャンセル室の入口に、遠心力で自然に導かれ、これにより油溜まりから遠心油圧キャンセル室への油の流入が効率よくなされる。
【００２１】
次に、請求項４に記載の構成によると、供給油路を出て、遠心油圧キャンセル室に隣接する部材を伝って径方向外側に流れる油の流れが、キャンセルプレートの軸方向外端より内側で止まるため、キャンセルプレートの外側に直接逃げる流れが防がれ、供給油路を出た油の全量をロスなく油溜まりに溜めることができる。
【００２２】
次に、請求項５に記載の構成によると、油溜まりの軸方向外端がキャンセルプレートから径方向内側に延びる油ガイドで画定されるため、この油ガイドが油溜まりの堰として作用し、油溜まりからの油の逃げが一層有効に阻止される。また、油ガイドが径方向内側に延びる分だけ遠心油圧の作用面積を径方向内側に広げることができる。
【００２３】
次に、請求項６に記載の構成によると、遠心油圧キャンセル室への油路が縮径孔により絞られることにより流速が上がりかつ指向性を持つノズル効果と、縮径孔の向きが油溜まりの遠心油圧キャンセル室に向かい合う側の壁面に指向することにより、縮径孔から放出される油路の油を、油溜まりまで無駄なく案内し、かつ、遠心油圧キャンセル室に速やかに流入させることができる。
【００２４】
更に、請求項７記載の構成では、他の回転部材を介さずに油が供給されるため、速やかに油を供給できる。また、直接油を供給できるため、遠心油圧キャンセル室への供給孔とドレン孔を共通にできる。したがって、別途ドレン孔を設ける必要がない。また、そのように供給孔とドレン孔を共通化することで、遠心油圧キャンセル室の内周側にドレン孔を設ける場合に比べて、遠心力の発生起点をより内径側にできるため、遠心油圧確保のためにキャンセルプレートの外径を大きくする必要がなく、クラッチ構造をコンパクト化かつ軽量化できる。
【００２５】
また、請求項８記載の構成では、サーボ油室に油を給排するためのサーボ圧油路と、遠心油圧キャンセル室へ油を供給する油路の縮径孔とを、それぞれの油路が設けられた部材の周面と端面に開口させているため、それぞれの油路を共に部材の周面に開口させる構成に比べて、軸方向寸法の短縮化が図れる。したがって、自動変速機自体をコンパクトにすることができる。
【００２６】
また、請求項９記載の構成では、油溜まりの配設スペース分だけサーボ圧油路が設けられた部材の肉厚を薄肉化することができ、クラッチ装置の軽量化が達成される。
【００２７】
また、請求項１０記載の構成では、ピストンとキャンセルプレートで画成される遠心油圧キャンセル室が、クラッチドラムの筒状部に覆い被さり、しかもキャンセルプレートもピストンに覆い被さる形状であるため、遠心油圧キャンセル室の外径寸法の確保が容易となり、それにより遠心油圧キャンセル室の受圧面積を十分確保できる。
【００２８】
また、請求項１１記載の構成では、２つのクラッチの各構成部材の合理的な配置によりクラッチ配設スペースが削減されることで、自動変速機のコンパクト化と、短時間で速やかに油の供給を行える遠心油圧キャンセル構造の両立が図れる。
【００２９】
【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は、本発明が適用される車両用自動変速機のギヤトレインの一形態をスケルトンで示す。このギヤトレインは、図示しないトルクコンバータを介してエンジン出力軸などに接続される入力軸Ｘと、車輪等に接続される出力軸Ｙに対して、それらの間に、フロントプラネタリギヤユニット（以下、実施形態の説明においてフロントプラネタリギヤと略記する）Ｇ１と、ミドルプラネタリギヤユニット（同じく、ミドルプラネタリギヤと略記する）Ｇ２と、リアプラネタリギヤユニット（同じく、リアプラネタリギヤと略記する）Ｇ３を配した構成とされている。
【００３０】
フロントプラネタリギヤＧ１は、相互に噛合する対を成すピニオンＰ１，Ｐ１’を支持するキャリアＣ１と、一方のピニオンＰ１と噛合するサンギヤＳ１と、他方のピニオンＰ１’と噛合するリングギヤＲ１とを３要素とするデュアルプラネタリ構成とされている。そして、サンギヤＳ１は、クラッチＣ−３を介して入力軸Ｘに接続されると共に、直列に接続したワンウェイクラッチＦ−２及びブレーキＢ−３を介してギヤケースＺに接続され、キャリアＣ１は、ワンウェイクラッチＦ−１及びブレーキＢ−１を介して並列にギヤケースＺに接続され、リングギヤＲ１は、ミドルプラネタリギヤＧ２の後記するリングギヤＲ２に接続されている。
【００３１】
ミドルプラネタリギヤＧ２は、サンギヤＳ２と、それに噛合するピニオンＰ２を支持するキャリアＣ２と、ピニオンＰ２と噛合するリングギヤＲ２とを３要素とするシンプルプラネタリ構成とされている。サンギヤＳ２は、クラッチＣ−１を介して入力軸Ｘに接続されると共に、リアプラネタリギヤＧ３の後記するサンギヤＳ３にも接続されている。キャリアＣ２は、クラッチＣ−２を介して入力軸Ｘに接続されると共に、リアプラネタリギヤＧ３の後記するリングギヤＲ３に接続され、更に、ワンウェイクラッチＦ−３を介してギヤケースＺにも接続されている。リングギヤＲ２は、フロントプラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１に接続されると共に、ブレーキＢ−２を介してギヤケースＺに接続されている。
【００３２】
リアプラネタリギヤＧ３は、サンギヤＳ３と、それに噛合するピニオンＰ３を支持するキャリアＣ３と、ピニオンＰ３と噛合するリングギヤＲ３とを３要素とするシンプルプラネタリ構成とされている。サンギヤＳ３は、サンギヤＳ２に接続されており、その接続関係から、クラッチＣ−１を介して入力軸Ｘに接続されている。キャリアＣ３は、出力軸Ｙに接続されている。リングギヤＲ３は、ミドルプラネタリギヤＧ２のキャリアＣ２に接続されると共に、ブレーキＢ−４を介してギヤケースＺに接続され、先のキャリアＣ２との接続関係から、ワンウェイクラッチＦ−３を介してギヤケースＺにも接続されている。
【００３３】
かくしてこのギヤトレインでは、サンギヤＳ１、キャリアＣ１、相互接続の両リングギヤＲ１／Ｒ２、相互接続の両サンギヤＳ２／Ｓ３、及び相互接続のキャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３を５つの入力又は反力支持に関わる変速要素とし、キャリアＣ３を出力要素とする構成とされている。
【００３４】
次に、このギヤトレインの作動を、図１のギヤトレインと併せて、図２の速度線図と図３の係合図表を参照して説明する。なお、図２における各縦線は、３つのプラネタリギヤＧ１〜Ｇ３の各変速要素及び出力要素の関係を、横軸方向の間隔をギヤ比として表し、縦軸方向の長さは、入力回転を１とする速度比を表す。また、図３における○印は各クラッチ及びブレーキについては係合、ワンウェイクラッチについてはロックを表し、括弧付の○印はエンジンブレーキ時の係合、●印はトルク伝達に関与しない係合を表す。
【００３５】
第１速（１ＳＴ）は、図３の係合図表に示すように、クラッチＣ−１を係合することで、入力軸ＸとサンギヤＳ２／Ｓ３が連結されると共に、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３の逆回転がワンウェイクラッチＦ−３により阻止されることで、リアプラネタリギヤＧ３によるトルク伝達で達成される。この状態で、図２の速度線図に示すように、入力軸Ｘの回転がクラッチＣ−１を介して直接サンギヤＳ３に入力される。すると、停止状態にあるリングギヤＲ３に自転の反力を支持されるピニオンＰ３の公転がキャリアＣ３に出力され、これが出力軸Ｙの出力回転となる。この出力回転は、図２の速度線図上で、サンギヤＳ２／Ｓ３入力（速度比１）、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３固定（速度比０）の２点を通る直線とキャリアＣ３を表す縦線との交点（図に○印で示す）の速度比で表される最大減速比の正回転である第１速（１ＳＴ）回転となる。この際、ミドルプラネタリギヤＧ２は、サンギヤＳ２の正回転（速度比１）に対してキャリアＣ２が固定となるため、リングギヤＲ２が減速逆回転で空転する。この際のギヤ比は、リアプラネタリギヤＧ３のギヤ比λ３  ＝Ｚｓ  ３  ／ＺＲ  ３  （ただし、ＺＳ  ３  ：サンギヤＳ３の歯数、ＺＲ  ３  ：リングギヤＲ３の歯数）により定まり、
（１  ＋λ３  ）／λ３  
となる。
【００３６】
第２速（２ＮＤ）は、図３に示すように、クラッチＣ−１の係合に加えて、ブレーキＢ−３を係合することで達成される。この状態では、第１速時に空転状態にあったフロントプラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１の回転が、ブレーキＢ−３の係合によりワンウェイクラッチＦ−２のロックが有効とされることで阻止される。一方、第１速時と同様にサンギヤＳ２／Ｓ３に入る入力によりピニオンＰ２の回転を介してリングギヤＲ１／Ｒ２が逆回転方向のトルクを受けるが、このトルクがフロントプラネタリギヤＧ１においてサンギヤＳ１が係止されていることでキャリアＣ１を逆回転させる方向のトルクになるのに対してワンウェイクラッチＦ−１がロックしてその回転を阻止するため、結局、リングギヤＲ１／Ｒ２の回転は阻止される。この結果、ミドルプラネタリギヤＧ２は、サンギヤＳ２／Ｓ３入力、リングギヤＲ１／Ｒ２固定の状態となり、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３は減速回転する。したがって、リアプラネタリギヤＧ３については、サンギヤＳ２／Ｓ３入力、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３減速回転の状態が生じ、図２に示すように、このキャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３減速回転よりは高速の減速回転がキャリアＣ３の回転となり、出力軸Ｙに第２速（２ＮＤ）回転が出力される。この際のギヤ比は、ミドルプラネタリギヤＧ２のギヤ比を、λ２  ＝ＺＳ  ２  ／ＺＲ  ２  （ただし、ＺＳ  ２  ：サンギヤＳ２の歯数、ＺＲ  ２  ：リングギヤＲ２の歯数）とすると、
（１＋λ２  ）（１＋λ３  ）／（λ２  ＋λ３  ＋λ２  λ３  ）
となる。
【００３７】
第３速（３ＲＤ）は、図３に示すように、クラッチＣ−１とクラッチＣ−３の係合により達成される。この状態では、入力軸Ｘの回転は、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ２／Ｓ３に入力され、同時に、クラッチＣ−３の係合によりサンギヤＳ１に入力される。この場合、フロントプラネタリギヤＧ１では、サンギヤＳ１への入力によりワンウェイクラッチＦ−２がフリーとなり、代わってワンウェイクラッチＦ−１がロックし、キャリアＣ−１の逆回転がケースＺへの係止により阻止されるため、リングギヤＲ１／Ｒ２が減速回転する。また、ミドルプラネタリギヤＧ２では、サンギヤＳ２／Ｓ３入力に対してリングギヤＲ１／Ｒ２が減速回転となるため、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３は減速回転する。この結果、リアプラネタリギヤＧ３では、サンギヤＳ２／Ｓ３入力、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３減速回転の状態が生じるため、これらの回転に拘束されてキャリアＣ３には、図２に示すように、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３の回転よりは高く、サンギヤＳ２／Ｓ３の入力回転よりは低い減速回転が出力され、この回転が出力軸Ｙの第３速（３ＲＤ）回転となる。この際、ブレーキＢ−３は、ダウンシフト時の係合操作を不要とすべく、図３に●印で示すように係合状態に維持されるが、それと直列のワンウェイクラッチＦ−２がフリー状態なので、ブレーキＢ−３の係合は第３速の達成の妨げとはならない。この際の、ギヤ比は、フロントプラネタリギヤＧ１のギヤ比を、λ１  ＝ＺＳ  １  ／ＺＲ  １  （ただし、ＺＳ  １  ：サンギヤＳ１の歯数、ＺＲ  １  ：リングギヤＲ１の歯数）とすると、
（１＋λ２  ）（１＋λ３  ）／｛（１＋λ２  ）（１＋λ３  ）−（１−λ１  ）｝
となる。
【００３８】
第４速（４ＴＨ）は、図３に示すように、クラッチＣ−１とクラッチＣ−２の係合により達成される。この状態では、入力軸Ｘの回転は、クラッチＣ−１からサンギヤＳ２／Ｓ３へ入力されると共に、クラッチＣ−２を介してキャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３にも入力され、リアプラネタリギヤＧ３において、サンギヤＳ２／Ｓ３及びキャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３同時入力による直結回転が生じる。この結果、キャリアＣ３接続の出力軸Ｙからは、入力軸Ｘと直結の第４速（４ＴＨ）が出力される。
【００３９】
この際、クラッチＣ−３及びブレーキＢ−３は、図３に●印で示すように、係合状態となっているが、フロントプラネタリギヤＧ１は、サンギヤＳ１に入力軸Ｘの回転が伝達される一方で、ミドルプラネタリギヤＧ２が、入力軸Ｘと直結状態で正回転することから、そのリングギヤＲ２に連結されたリングギヤＲ１にも入力軸Ｘの回転が入力され、フロントプラネタリギヤＧ１は全体が直結状態で回転する。第４速状態のギヤ比は、上記のように全段直結状態の回転となるので、ギヤ比設定に関わりなく１となる。
【００４０】
第５速（５ＴＨ）は、図３に示すように、クラッチＣ−２、クラッチＣ−３及びブレーキＢ−１の係合により達成される。この状態では、入力軸Ｘの回転は、クラッチＣ−２を介してリアプラネタリギヤＧ３のキャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３に入力されると共に、クラッチＣ−３を介してフロントプラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１に入力される。これに対して、キャリアＣ１がブレーキＢ−１により係止されることで、リングギヤＲ１／Ｒ２は減速正回転となり、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３には、入力軸Ｘの回転が入力されることで、サンギヤＳ２／Ｓ３は増速回転となる。この結果、リアプラネタリギヤＧ３において、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３入力、サンギヤＳ２／Ｓ３増速回転の状態が成立するため、キャリアＣ３から出力軸Ｙへは、入力回転に対して増速の第５速（５ＴＨ）回転が出力される。この際、ブレーキＢ−３は、ダウンシフト時の係合操作を不要とすべく、図３に●印で示すように、係合状態を維持されるが、ワンウェイクラッチＦ−２がフリー状態となっているので、これらの係合は第５速達成の妨げとはならない。この際の、ギヤ比は、
λ２  （１＋λ３  ）／｛λ２  （１＋λ３  ）＋（１−λ１  ）λ３  ｝
となる。
【００４１】
後進（ＲＥＶ）は、図３に示すように、クラッチＣ−３を係合すると共に、ブレーキＢ−４を係合することで達成される。この状態では、入力軸Ｘの回転が、クラッチＣ−３を介してフロントプラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１に入力され、それによりキャリアＣ１がワンウェイクラッチＦ−１のロックで係止されることから、デュアルプラネタリ構成のフロントプラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１／Ｒ２は減速の正回転となる。これに対して、キャリア・リングギヤＣ２／Ｒ３はブレーキＢ−４により係止されるので、これを反力要素としてサンギヤＳ２／Ｓ３は入力回転と同様の速度比で逆回転し、それにより減速逆回転するキャリアＣ３から出力軸Ｙへは、後進用の減速回転が出力される。この際のギヤ比は、
λ２  （１＋λ３  ）／λ３  λ１  
となる。
【００４２】
なお、前記の各変速段の達成状況から明らかなように、各ワンウェイクラッチは、入力回転に対する逆回転を阻止する要素として配置されているため、出力軸Ｙ側から入力軸Ｘ側にトルクが伝達されるエンジンブレーキ（コースト）時には、これらのロックによるトルク伝達や反力支持はできない。そこで、このギヤトレインでは、ブレーキＢ−１又はブレーキＢ−２をワンウェイクラッチＦ−１に対する並列の係合要素、ブレーキＢ−４をワンウェイクラッチＦ−３に対する並列の係合要素として、図３に括弧付の○印で示すように、通常の作動に加えて、エンジンブレーキ（コースト）時に係合させている。
【００４３】
前記構成のギヤトレインに対して、本発明の技術思想は、クラッチＣ−２とクラッチＣ−３を対象として適用されている。図４は本発明を適用したクラッチ装置を備える自動変速機の軸方向部分断面を示し、図５はその一部を拡大して示す。このクラッチ装置は、クラッチドラム１の背面側に、ピストン２と、該ピストンをクラッチ解放方向に付勢する付勢手段３と、該付勢手段を支持してピストン２の背面側に遠心油圧を発生させる遠心油圧キャンセル室Ｃを画成するキャンセルプレート４とを備える。そして、本発明の基本とする特徴に従い、遠心油圧キャンセル室Ｃへ油を供給する油路ＬC が、遠心油圧キャンセル室Ｃに隣接する部材５に設けられ、遠心油圧キャンセル室Ｃの油導入口（油溜まりの開口部）Ｉに、油路ＬC から供給される油の油溜まりＲが設けられている。
【００４４】
この形態では、部材５に設けられた油路ＬC は、該油路を狭窄する縮径孔５１を有し、該縮径孔は、油溜まりＲの遠心油圧キャンセル室Ｃに向かい合う（ここにいう向かい合うとは、必ずしも厳密に正対することを意味せず、斜向かい関係の向かい合いを含む）側の壁面に指向する構成とされている。そして、縮径孔５１から供給される油が、遠心油圧キャンセル室Ｃの油導入口Ｉに、他の部材を介さずに供給されるように、縮径孔５１は、遠心油圧キャンセル室Ｃの油導入口Ｉに直接対向する。ピストン２を作動させるサーボ油室Ｓに油を供給するサーボ圧油路ＬS は、それが設けられた部材５の周面に開口し、縮径孔５１は、それが設けられた部材５の端面に開口する構成とされている。
【００４５】
各部について更に詳述すると、このクラッチ装置のクラッチドラム１は、その底部が自動変速機の入力軸６に回り止め連結された有底筒状とされ、クラッチドラム１に軸方向に並設支持された第１及び第２の摩擦部材７，８と、第１の摩擦部材７を係合させる第１のピストン２と、第２の摩擦部材８を係合させる第２のピストン９とを備える。第１の摩擦部材７は、クラッチドラム１の背面側に設けられた第１のピストン２によりクラッチドラム１の開口端部方向から押圧され、第２の摩擦部材８は、クラッチドラム１の内面側に設けられた第２のピストン９によりクラッチドラム１の底部方向から押圧される。第１のピストン２は、クラッチドラム１の内径側に延在する軸状部材１１の外周面とクラッチドラム１の筒状部の外周面とに周方向油密状態で軸方向摺動可能に支持され、第２のピストン９は、クラッチドラム１の筒状部の内周面と第２のピストン９の内径側に延在する軸状部材１１の外周面とに周方向油密状態で軸方向摺動可能に支持されている。
【００４６】
クラッチドラム１は、油圧サーボシリンダの内周側部材を構成する型成形品からなる軸状部材１１と、外周側部材を構成するプレス品からなるカップ状部材１２とで構成される。軸状部材１１は、２つの油圧サーボシリンダの径方向位置をずらすべく、外径側を段付状とされ、その大径側が外側の油圧サーボのピストン２の内径側の摺動面とされ、小径側が内側の油圧サーボのピストン９の内径側の摺動面とされている。軸状部材１１の内径側は、中間の遠心油圧キャンセル室Ｃに隣接する部材５への支持部を構成する縮径部を挟んで、部材５の外周に嵌る側が平滑な円筒面の油路接続部とされ、部材５を超えて延びる部分が入力軸６に連結するスプライン係合部とされている。カップ状部材１２は、カップの底部にあたる中心孔付の径方向フランジ部と、その外周側から軸方向に延びる短筒部と、それに続く円錐部と、更にそれに続く長円筒部とを有する構造とされ、長円筒部はそのほぼ全長に渡って形成されたスプライン１ａより２組の摩擦部材７，８の外周側支持部を構成する。こうした構成からなる軸状部材１１とカップ状部材１２は、軸状部材１１の外径側の段差部にカップ状部材１２の中心孔を嵌めて溶接により固定一体化されている。
【００４７】
両クラッチのハブ１３，１４は、中心孔を有する径方向フランジ部と、その外周側を軸方向に延びる筒状部を有するカップ状のプレス成形品で構成される。それぞれのハブ１３，１４の筒状部には、摩擦部材７，８の軸方向長に対応するスプラインが形成され、摩擦部材７，８の内周側支持部を構成する。両ハブ１３，１４の径方向フランジ部の内周側は、それぞれサンギヤＳ１とキャリアＣ２に連結されている。
【００４８】
２組の摩擦部材７，８は、それぞれ相互に積層された複数の摩擦材ディスク７１，８１とセパレータプレート７２，８２から構成され、各摩擦材ディスク７１，８１は、それらの内周側に形成されたスプライン歯（図の上側の断面は歯山部分、下側の断面は歯底部分を示す）をハブ１３，１４のスプライン（同じく、上側は歯底、下側は歯山部分の断面を示す）に嵌合させてハブ１３，１４に軸方向可動に回り止め支持され、各セパレータプレート７２，８２は、それらの外周側に形成されたスプライン歯（同じく、上側は歯山、下側は歯底部分の断面を示す）をドラム１のスプライン（同じく、上側は歯底、下側は歯山部分の断面を示す）１ａに嵌合させてドラム１に軸方向可動に回り止め支持されている。こうした構成からなる摩擦部材７，８は、それらの一端側のセパレータプレートをドラム１の内周周回溝に嵌めたスナップリングに当接させることで、それぞれドラム１の底部側及び開口端側への軸方向移動を規制されている。そして、ドラム１の開口端側の摩擦部材７については、他端側のセパレータプレートの外側に配置された皿バネ状のプレッシャプレートを介して、カップ状部材１２の先端側にスナップリング止めした押圧部材１５からのクラッチ係合力を受けることで相互に係合して、ドラム１とハブ１３間でトルクを伝達する。また、ドラム１の底部側の摩擦部材８については、直接ピストン９からのクラッチ係合力を受けることで相互に係合して、ドラム１とハブ１４間でトルクを伝達する。
【００４９】
外側の油圧サーボのピストン２は、軸方向にずれた２つの環状径方向フランジ部を短筒部で連結したピストン本体２０と、一方の環状径方向フランジ部の外周に内径方向への屈曲部先端を連結したアプライチューブ２１で構成されている。短筒部を挟む一方の環状径方向フランジ部の内外周と他方の環状径方向フランジ部の内周には、それぞれＯリングが嵌合され、内周側の２つのＯリングが、それぞれ軸状部材１１の外径側大径部と、クラッチドラム１の短筒部外周に嵌り、ピストン本体２０を軸状部材１１とドラム１に対して封止状態に心出し支持している。他方の環状径方向フランジ部の外周のＯリングは、カップ状のキャンセルプレート４の筒状部に嵌り、キャンセル室の外周側を封止している。アプライチューブ２１には、そのピストン本体２０につながる根元部分から全長の概ね１／３の長さの範囲にスプライン２１ｃが形成され、その内周側に位置するクラッチドラム１のスプライン１ａとの嵌合（図の上側は、アプライチューブ２１側の歯底とクラッチドラム１側の歯山との噛合断面、下側は、アプライチューブ２１側の歯山とクラッチドラム１側の歯底との噛合断面を示す）によりピストン２全体をクラッチドラム１に対して回り止めしている。
【００５０】
遠心油圧キャンセル室Ｃに隣接する部材５は、本形態では、自動変速機ケースの前端を閉じ、コンバータハウジングとの間の隔壁を構成するオイルポンプカバーで構成されている。オイルポンプカバー５は、入力軸６を挿通する中心孔に沿って変速機ケース内に延びるボス部５２を有し、このボス部５２の外周にクラッチドラム１の軸状部材１１が回転可能に支持され、かつボス部５２内の２つのサーボ圧油路と、軸状部材１１に形成されたサーボ圧給排孔とを軸周方向に封止状態に連通させている。詳しくは、ボス部５２の外周には、それぞれ異なる軸方向油路に連通する２条の周回溝が形成され、両溝間と、溝の両端に配した３つのシールリングにより両溝と軸状部材１１の両サーボ圧給排孔との連通部の軸方向漏れ止めがなされている。なお、図５に破線で示す外形は、オイルポンプカバー５のカバー内油路形成部以外の断面を示す。
【００５１】
油溜まりＲは、軸状部材１１の端面に油導入口Ｉが環状に開いた中ぐり形状を有する。詳しくは、中ぐり形状は、遠心油圧キャンセル室Ｃと背中合わせの内向き円筒面Ｒ１と、その一端側から延びる内向き円錐面Ｒ２と、他端側から延びる外向き円錐面Ｒ３により画成されて、概ね楔状断面の環状空間を構成している。そして、油溜まりＲは、内向き円筒面Ｒ１に開口する若干傾斜した径方向孔（油供給口）で遠心油圧キャンセル室Ｃに連通している。こうした概ね楔状の断面形状と呈することで、油導入口Ｉと内向き円錐面Ｒ２とがつながる角部の直径と、内向き円筒面Ｒ１との間に所定の径差が設定され、それにより角部が遠心力の作用状態で油溜まりＲに溜まる油の堰として機能する。
【００５２】
オイルポンプカバー５の径方向壁部には、油溜まりＲの配設位置に対応させて、径方向壁部の端面に開口する縮径孔５１が形成されている。この縮径孔５１の軸線は、前記のように油溜まりＲの遠心油圧キャンセル室Ｃに向かい合う側の壁面、すなわち外向き円錐面Ｒ３に指向する構成とされている。
【００５３】
こうした油溜まりＲの形状と縮径孔５１の指向方向との関係から、縮径孔５１から放出された油は、油供給口Ｉを通して直接外向き円錐面Ｒ３にぶつかり、その円錐円状により反射して径方向孔に向かい、遠心油圧キャンセル室Ｃに入る。そして、外径側をＯリングで封止された遠心油圧キャンセル室Ｃが油で満たされると、余剰油が油溜まりＲの外周側の角部を堰として溜まる。したがって、油が十分に満たされた定常状態では、余剰分が角部の堰を越えて油導入口Ｉをドレン口として遠心力で外方へ放出され（オーバフロー）、常に一定量の油が遠心油圧キャンセル室Ｃから油溜まりＲにかけて残留する。このときの残留油にかかる遠心油圧は、外周側をキャンセルプレート４の筒状部の内径、内周側を軸状部材１１の油導入口Ｉの外径とする内外径差部分の面積を受圧面積としてピストン２の背面に作用することになる。
【００５４】
こうした構成からなるクラッチ装置は、変速機ケースボス部５１のそれぞれの周回油路から軸状部材１１のそれぞれの油路を経て両シリンダ内に油圧を供給することで個別に係合作動する。外側のクラッチについては、油圧の供給でピストン２がクラッチドラム１に対して押し出されることで、アプライチューブ２１先端の押圧部材１５をスナップリングを介してクラッチドラム１側に引張り、それにより、一端側をスナップリングを介してクラッチドラム１に支持された摩擦部材７をスナップリングとプレッシャプレートとの間で押圧して、摩擦部材７の摩擦材ディスク７１とセパレータプレート７２の係合によりクラッチ係合状態となる。また、シリンダ内からの油圧の排出で、リターンスプリング３の荷重でアプライチューブ２１を押し戻すクラッチ解放操作時は、アプライチューブ２１の戻りにつれてその先端の押圧部材１５も凸部との係合で押し戻されてプレッシャプレートを介する摩擦部材７との係合状態から確実に引き離される。
【００５５】
内側のクラッチの作動については、特に従来の一般的クラッチの作動と異なるところがないので説明を省略する。
【００５６】
かくして、この実施形態によれば、遠心油圧キャンセル室Ｃに隣接するオイルポンプカバー５の油路ＬＣ  からの供給で、油溜まりＲに溜まった油が、クラッチドラム１の回転により油にかかる遠心力によって、遠心油圧キャンセル室Ｃに送られる。したがって、この作用により、油を遠心油圧キャンセル室Ｃに確実に供給できる。
【００５７】
次に、図６は遠心油圧キャンセル室Ｃに関連する部分の構成を一部変更した第２実施形態を示す。この形態では、軸状部材１１のサーボ圧給排油路ＬＳ  の形成部分を除く部分で、軸状部材１１の外周側を縮径させた部分に、実質上矩形断面の環状油溜まりＲが設けられている。そして、オイルポンプカバー５に形成された供給油路ＬＣ  は、軸状部材１１の縮径部分の外周面に沿って水平に向けられている。供給油路ＬＣ  は、該油路を囲って軸方向に筒状に延びる軸方向ガイド５２によりキャンセルプレート４の軸方向外端（図示で左側の端面）を超えて油溜まりＲ内に入り込み、油溜まりＲに開口している。キャンセルプレート４の内径側は、軸状部材１１の縮径に合わせて油溜まりＲを横断する傾斜壁部で径方向内側に延び、軸状部材１１の縮径部に嵌合され、縮径部に嵌めたスナップリング４１により軸方向抜け止めされている。このようにキャンセルプレート４の内径側が油溜まりＲを横断することから、傾斜壁部には十分な開口径の通路が形成されている。
【００５８】
また、キャンセルプレート４には、更に、軸方向外端をそのまま径方向内側に延長して形成され、供給油路ＬＣ  の軸方向ガイド５２に隣接する位置で終端する径方向ガイド４２が設けられている。この形態のキャンセルプレート４は、先の実施形態とは異なり、厚肉のアルミ材で構成され、図には表れていないが、リターンスプリング３の収容部を除く一般断面は、第１のピストン２の対向面との間に概ね一様な厚みを持つキャンセル室Ｃを画定する構成とされている。
【００５９】
こうした第２実施形態の構成では、供給油路ＬＣ  の開口がキャンセルプレート４の軸方向外端より内側にあることで、供給油路ＬＣ  を出て、遠心力でオイルポンプカバー５を伝って径方向外側に流れる図に曲線矢印で示すような油の流れが、キャンセルプレート４の軸方向外端より内側でキャンセルプレート４に当って遠心油圧キャンセル室Ｃの方向に導かれるため、油供給口Ｉからキャンセルプレート４の外側に直接逃げる流れが防がれ、供給油路ＬＣ  を出た油の全量をロスなく油溜まりＲに溜めることができる。また、油溜まりＲの軸方向外端がキャンセルプレート４から径方向内側に延びる径方向の油ガイド４２で画定されるため、この油ガイド４２が油溜まりＲの堰として作用し、油溜まりＲからの油の逃げが一層有効に阻止される。また、油ガイド４２が径方向内側に延びる分だけ遠心油圧の作用面積（遠心油圧作用面の径方向長さを図に符号Ａで示す）を径方向内側に広げることができる。
【００６０】
更に、油溜まりＲが軸状部材１１のサーボ圧給排油路ＬＳ  形成部分を除く部分で、軸状部材１１の外周側を縮径させた部分に設けられているため、この油溜まりＲの配設スペース分だけサーボ圧給排油路ＬＳ  が設けられた軸状部材１１の径方向肉厚を薄肉化することができ、クラッチ装置の軽量化が達成される。
【００６１】
また、特にこの形態では、キャンセルプレート４をアルミ材とすることで、重量増加を防ぎながら、プレス品に比べて複雑な形状の実現を可能とし、キャンセルプレート４の断面形状を第２のピストン２に沿った形状とし、それにより遠心油圧キャンセル室Ｃをピストン形状に沿った薄い部屋とすることで、キャンセル室Ｃの容積を小さくする構成を得ている。このようなキャンセル室容量の低減は、本来、キャンセル油圧の発生のためには受圧面積の確保のみが必要で、軸方向の厚さを必要としないキャンセル室の目的により適合したものとなり、キャンセル油圧の発生に影響を与えずに自動変速機内の油の循環量を減らすのに役立ち、オイルポンプの容量負荷の低減に有効なものとなる。
【００６２】
以上、本発明の技術思想の理解の便宜のために、通常の配置に比べて一層油の供給条件が悪くなるクラッチドラムの背面側に遠心油圧キャンセル室を画成する構成のクラッチ装置に本発明を適用した実施形態を例として説明したが、本発明は、例示の実施形態に限定されるものではなく、当然に、クラッチドラムの内側に遠心油圧キャンセル室を画成する構成のクラッチ装置に適用可能なものであり、特許請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で、種々に具体的な構成を変更して実施することができるものである。特に、遠心油圧キャンセル室に油を供給する部材については、実施形態のクラッチ装置がたまたま変速機構の最前部に配置されるクラッチであることから、オイルポンプカバーに隣接する配置となるため、前記部材をオイルポンプカバーとしたが、この部材は、クラッチ装置が変速機構の最後部に配置される、例えば横置配置の自動変速機の場合、この部材を変速機ケースのリヤカバーとすることもできるし、他の一般的な静止部材として変速機ケースやそれに固定されたサポート部材とすることができる。更に、場合によっては、この部材は、クラッチ装置の内側を通る任意の回転軸や、サーボピストンを貫通する軸状部材とすることができる。そして、こうした構成も当然に本発明の範疇に包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチ装置の適用に係る自動変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。
【図２】図１のギヤトレインの作動を示す速度線図である。
【図３】図１のギヤトレインにより達成される変速段と係合要素の作動をギヤ比設定例と共に示す係合図表である。
【図４】本発明の実施形態に係るクラッチ装置の構成を適用した自動変速機の軸方向部分断面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】クラッチ装置の遠心油圧キャンセル室への油供給部分の構成を変更した第２実施形態を示す図５と同様の部分の断面図である。
【符号の説明】
１  クラッチドラム
１１  軸状部材
１２  筒状部
２  第１のピストン
３  リターンスプリング（付勢手段）
４  キャンセルプレート
４２  油ガイド
５  オイルポンプカバー（部材）
５１  縮径孔
７  第１の摩擦部材
６  入力軸
８  第２の摩擦部材
９  第２のピストン
Ｃ  遠心油圧キャンセル室
ＬＣ  油路
Ｉ  油導入口
Ｒ  油溜まり
Ｒ３  外向き壁面
Ｓ  サーボ油室
ＬＳ  サーボ圧給排油路（油路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003618710.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003618710.tif 000006
【図６】
0003618710.tif 000007