(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転する一方の部材と他方の部材との間でトルクの伝達を行わせる湿式摩擦係合装置であって、一方の部材にスプライン嵌合したメイティングプレートと他方の部材にスプライン嵌合した摩擦プレートとが交互に配列され、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとを摩擦係合させるピストンを具えた湿式摩擦係合装置において、
該湿式摩擦係合装置は、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとの間に、前記一方の部材及び前記他方の部材に対して回転可能な軸方向作動型メイティングプレートを有し、
前記メイティングプレートが、前記軸方向作動型メイティングプレートとの対向面において、周方向に厚みが漸増する傾斜面と、該傾斜面の最も厚い部分と最も薄い部分との間に形成された当接面とを有し、
前記軸方向作動型メイティングプレートが、前記メイティングプレートの前記傾斜面及び前記当接面と相補い合う傾斜面及び当接面を有し、
前記ピストンの非作動時における、前記ピストンと前記メイティングプレートとの隙間と、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとの隙間と、前記軸方向作動型メイティングプレートと前記摩擦プレートとの隙間の和を、傾斜面同士の楔合による前記軸方向作動型メイティングプレートの軸方向最大移動量より小さくしたことを特徴とする、
湿式摩擦係合装置。
【請求項２】
相対回転する一方の部材と他方の部材との間でトルクの伝達を行わせる湿式摩擦係合装置であって、一方の部材にスプライン嵌合したメイティングプレートと他方の部材にスプライン嵌合した摩擦プレートとが交互に配列され、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとを摩擦係合させるピストンを具えた湿式摩擦係合装置において、
該湿式摩擦係合装置は、前記ピストン側に、前記一方の部材及び前記他方の部材に対して回転可能な軸方向作動型メイティングプレートを有し、
前記ピストンは、前記一方の部材又は他方の部材に対して作動し且つ前記軸方向作動型メイティングプレートにアクセスする第１ピストンと、前記第１ピストンに対して作動し且つ前記軸方向作動型メイティングプレートにアクセスする第２ピストンからなり、
前記第１ピストンが、前記軸方向作動型メイティングプレートとの対向面において、周方向に厚みが漸増する傾斜面と、該傾斜面の最も厚い部分と最も薄い部分との間に形成された当接面とを有し、
前記軸方向作動型メイティングプレートが、前記第１ピストンの前記傾斜面及び前記当接面と相補い合う傾斜面及び当接面を有し、
さらに、該湿式摩擦係合装置は、前記第１ピストンの軸方向移動量を制限するストッパを有しており、前記第１ピストンが前記ストッパに当接しているとき、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとの隙間と、前記軸方向作動型メイティングプレートと前記摩擦プレートとの隙間の和を、傾斜面同士の楔合による前記軸方向作動型メイティングプレートの軸方向最大移動量より小さくしたことを特徴とする、
湿式摩擦係合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両用トランスミッション、又は、産業機械用若しくは建設機械用トランスミッションに利用される湿式摩擦係合装置に関する。より詳細には、本発明は、相対回転する一方の部材と他方の部材との間でトルクの伝達を行わせる湿式摩擦係合装置に関する。例えば、車両用トランスミッションにおいて、ドラムとハブとの間に設けられる湿式摩擦係合装置、或いは、ケース、すなわち、ハウジングとドラムとの間に設けられる湿式摩擦係合装置（以下、説明中では、単に「摩擦係合装置」という。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両用オートマティックトランスミッションの摩擦係合装置５１０は、図６に示されるように、ドラム５１２にスプライン嵌合したメイティングプレート５２０とハブ５１８にスプライン嵌合した摩擦プレート５４０とを有し、ピストン５４２が交互に配列されたメイティングプレート５２０と摩擦プレート５４０とを摩擦係合させる。トランスミッション内には、数個の摩擦係合装置５１０が設けられており、係合・解放の組合せにより変速が行われる。変速を行う場合、数個の摩擦係合装置の係合及び解放を同時に且つ瞬時に行わなければならない。そうでないと、インターロック状態又はニュートラル状態が発生し、円滑な変速が得られない。
【０００３】
ところが、油の粘度は温度によって変化し、また、油圧はドラム５１２の回転数に伴う遠心力によって変化するため、ピストン５４２を油圧制御するだけでは摩擦係合装置５１０の係合・解放を正確に行うことは困難である。そのため、車両用のオートマティックトランスミッションでは、インターロック状態又はニュートラル状態を解消する一方向クラッチ５５０が摩擦係合装置に併設される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方向クラッチ５５０は、ローラ又はスプラグ５５２が内輪５５４及び外輪５５６と線接触し、内外輪間でトルクを伝達する機械要素である。内輪５５４及び外輪５５６は、高荷重に耐え得るものでなければならない。そのため、比較的肉厚のものが利用される。車両用オートマティックトランスミッションでは、数個の摩擦係合装置５１０がケース内に配置される上、さらに、一方向クラッチ５５０が必要となる。一方向クラッチ５５０はトランスミッション内の比較的大きな空間を占有し、トランスミッションの小型軽量化に大きな障害となっていた。
【０００５】
本発明の目的は、摩擦係合装置自体に一方向クラッチの機能を持たせ、トランスミッションの小型軽量化を図ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、相対回転する一方の部材と他方の部材との間でトルクの伝達を行わせる湿式摩擦係合装置であって、一方の部材にスプライン嵌合したメイティングプレートと他方の部材にスプライン嵌合した摩擦プレートとが交互に配列され、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとを摩擦係合させるピストンを具えた湿式摩擦係合装置において、該湿式摩擦係合装置は、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとの間に、前記一方の部材及び前記他方の部材に対して回転可能な軸方向作動型メイティングプレートを有し、前記メイティングプレートが、前記軸方向作動型メイティングプレートとの対向面において、周方向に厚みが漸増する傾斜面と、該傾斜面の最も厚い部分と最も薄い部分との間に形成された当接面とを有し、前記軸方向作動型メイティングプレートが、前記メイティングプレートの前記傾斜面及び前記当接面と相補い合う傾斜面及び当接面を有し、前記ピストンの非作動時における、前記ピストンと前記メイティングプレートとの隙間と、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとの隙間と、前記軸方向作動型メイティングプレートと前記摩擦プレートとの隙間の和を、傾斜面同士の楔合による前記軸方向作動型メイティングプレートの軸方向最大移動量より小さくした湿式摩擦係合装置により前記課題を解決した。
【０００７】
本発明は、第２に、相対回転する一方の部材と他方の部材との間でトルクの伝達を行わせる湿式摩擦係合装置であって、一方の部材にスプライン嵌合したメイティングプレートと他方の部材にスプライン嵌合した摩擦プレートとが交互に配列され、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとを摩擦係合させるピストンを具えた湿式摩擦係合装置において、該湿式摩擦係合装置は、前記ピストン側に、前記一方の部材及び前記他方の部材に対して回転可能な軸方向作動型メイティングプレートを有し、前記ピストンは、前記一方の部材又は他方の部材に対して作動し且つ前記軸方向作動型メイティングプレートにアクセスする第１ピストンと、前記第１ピストンに対して作動し且つ前記軸方向作動型メイティングプレートにアクセスする第２ピストンからなり、前記第１ピストンが、前記軸方向作動型メイティングプレートとの対向面において、周方向に厚みが漸増する傾斜面と、該傾斜面の最も厚い部分と最も薄い部分との間に形成された当接面とを有し、前記軸方向作動型メイティングプレートが、前記第１ピストンの前記傾斜面及び前記当接面と相補い合う傾斜面及び当接面を有し、さらに、該摩擦係合装置は、前記第１ピストンの軸方向移動量を制限するストッパを有しており、前記第１ピストンが前記ストッパに当接しているとき、前記メイティングプレートと前記摩擦プレートとの隙間と、前記軸方向作動型メイティングプレートと前記摩擦プレートとの隙間の和を、傾斜面同士の楔合による前記軸方向作動型メイティングプレートの軸方向最大移動量より小さくした湿式摩擦係合装置により前記課題を解決した。
【０００８】
【作用】
第１の発明による湿式摩擦係合装置は、軸方向作動型メイティングプレートによって、ピストン非作動時、一の回転方向にはトルクを伝達せず、逆の回転方向にはトルクを伝達する一方向クラッチとして機能し、ピストン作動時、常にトルクを伝達するようになっている。
なお、本発明において、「軸方向作動型メイティングプレート」とは、それに隣合うメイティングプレート（第１の発明）又は第１ピストン（第２の発明）と一の回転方向に相対回転を生じるとき、傾斜面同士が接し合って軸方向に移動するメイティングプレートを意味する。
【０００９】
ピストンの非作動時、一方の部材と他方の部材が一の回転方向に相対回転する場合、軸方向作動型メイティングプレートはそれに隣合うメイティングプレートと当接面同士で接し合い、傾斜面同士は楔合しない。従って、軸方向作動型メイティングプレートは軸方向に移動しないから、摩擦プレートはメイティングプレートと摩擦係合せず、一方の部材と他方の部材との間においてトルク伝達は行われない。
ピストンの非作動時、一方の部材と他方の部材が逆の回転方向に相対回転する場合、軸方向作動型メイティングプレートはそれに隣合うメイティングプレートと傾斜面同士で楔合し、軸方向に移動する。そして、摩擦プレートとメイティングプレート、摩擦プレートと軸方向作動型メイティングプレートはそれぞれ摩擦係合する。従って、一方の部材と他方の部材との間でトルク伝達が行われる。
以上のように、ピストン非作動時においては、この湿式摩擦係合装置は、一方向クラッチとして機能する。
【００１０】
ピストンの作動時、一方の部材と他方の部材の相対回転方向にかかわらず、摩擦プレートはメイティングプレート及び軸方向作動型メイティングプレートと摩擦係合し、常にトルク伝達が行われる。
【００１１】
第２の発明の湿式摩擦係合装置は、常にトルクを伝達しない状態、一の回転方向にのみトルクを伝達する状態（一方向クラッチ状態）、及び、常にトルクを伝達する状態に切り替え可能になっている。
【００１２】
第１ピストン及び第２ピストンの非作動時、湿式摩擦係合装置は常にトルクを伝達しない状態にある。一方の部材と他方の部材の相対回転方向にかかわらず、摩擦プレートはメイティングプレート及び軸方向作動型メイティングプレートと摩擦係合しない。メイティングプレートと摩擦プレートとの間には充分な隙間が保たれている。常にトルク伝達は行われない。
【００１３】
第１ピストンのみ作動時、第１ピストンはストッパに当接するまで軸方向に移動する。この状態において、一方の部材と他方の部材が一の回転方向に相対回転する場合、軸方向作動型メイティングプレートはそれに隣合うメイティングプレートと当接面同士で接し合い、傾斜面同士は楔合しない。従って、摩擦プレートはメイティングプレートと摩擦係合せず、一方の部材と他方の部材との間においてトルク伝達は行われない。
これとは逆に、一方の部材と他方の部材が逆の回転方向に相対回転する場合、軸方向作動型メイティングプレートはそれに隣合うメイティングプレートと傾斜面同士で楔合し、軸方向に移動する。そして、摩擦プレートとメイティングプレート、摩擦プレートと軸方向作動型メイティングプレートはそれぞれ摩擦係合する。従って、一方の部材と他方の部材との間でトルク伝達が行われる。
以上のように、ピストン作動時においては、この湿式摩擦係合装置は、一方向クラッチとして機能する。
【００１４】
第１ピストンと第２ピストンの双方作動時、一方の部材と他方の部材の相対回転方向にかかわらず、摩擦プレートはメイティングプレート及び軸方向作動型メイティングプレートと摩擦係合し、トルク伝達が行われる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照し、本発明による摩擦係合装置の実施例を説明する。図１乃至図３は第１実施例を示し、図４は第２実施例を示す。そして、図５は第３実施例を示す。
【００１６】
図１乃至図３を参照して、本発明による摩擦係合装置の第１実施例を説明する。本実施例の摩擦係合装置は第１の発明に含まれ、ピストン非作動時には一方向クラッチとして機能し、ピストン作動時には常にトルクを伝達するようになっている。
【００１７】
摩擦係合装置１０は、ドラム１２にスプライン嵌合した多数のメイティングプレート２０，２２と、ハブ１８にスプライン嵌合した多数の摩擦プレート４０と、メイティングプレート２０，２２と摩擦プレート４０とを摩擦係合させるピストン４２とを有してなる。５０はスナップリングである。摩擦係合装置１０は、さらに、メイティングプレート２２と摩擦プレート４０との間において、ドラム１２及びハブ１８のいずれに対しても回転可能な軸方向作動型メイティングプレート３０を有する。本実施例の摩擦係合装置１０は、軸方向作動型メイティングプレート３０が１つであるが、他のメイティングプレート２０と摩擦プレート４０との間に２以上の軸方向作動型メイティングプレートを設けても差し支えない。
【００１８】
図中最も右側のメイティングプレート２２は、図２に示されるように、軸方向作動型メイティングプレート３０との対向面において、周方向に厚みが漸増する１以上の傾斜面２４と、この傾斜面２４の最も厚い部分と最も薄い部分との間に形成された当接面２６とを有する。軸方向作動型メイティングプレート３０は、図３に示されるように、メイティングプレート２２の傾斜面２４及び当接面２６と相補い合う傾斜面３４及び当接面３６を有する。従って、メイティングプレート２２と軸方向作動型メイティングプレート３０は、一の回転方向に相対回転しようとするとき、当接面２６，３６同士が接し合って同期回転し、逆の回転方向に相対回転しようとするとき、傾斜面２４，３４同士が楔合して軸方向に離間する。
【００１９】
ピストンの非作動時、摩擦係合装置１０は、ピストン４２とメイティングプレート２０との間、メイティングプレート２０と摩擦プレート４０との間、及び、軸方向作動型メイティングプレート３０と摩擦プレート４０との間に隙間を有する。これらの隙間の和は、メイティングプレート２２及び軸方向作動型メイティングプレート３０の傾斜面２４，３４同士の楔合による軸方向作動型メイティングプレート３０の軸方向最大移動量より小さくなっている。
【００２０】
例えば、ドラム１２が固定されているとき、ハブ１８が一の回転方向（図１中矢印方向から見たとき反時計回りＡ）に回転すると、軸方向作動型メイティングプレート３０は摩擦係合装置１０内の油に引摺られて、摩擦プレート４０とともに回転しようとする。メイティングプレート２２と軸方向作動型メイティングプレート３０との当接面２６，３６同士が接し合い、メイティングプレート２０と摩擦プレート４０との間の隙間は維持される。従って、ハブ１８は空転可能な状態にある。
これとは逆に、ハブ１８が逆の回転方向（図１中矢印方向から見たとき時計回りＢ）に相対回転すると、軸方向作動型メイティングプレート３０は摩擦係合装置１０内の油に引摺られて、摩擦プレート４０とともに回転しようとする。メイティングプレート２２と軸方向作動型メイティングプレート３０との傾斜面２４，３４同士が楔合し、軸方向作動型メイティングプレート３０はメイティングプレート２２に対して軸方向に移動する。その結果、メイティングプレート２０と摩擦プレート４０との間の隙間がなくなり、メイティングプレート２０と摩擦プレート４０とは摩擦係合する。
このように、ピストン非作動時においては、摩擦係合装置１０は、一方向クラッチとして機能する。
【００２１】
ピストン作動時、メイティングプレート２０と摩擦プレート４０とは常に摩擦係合する。ドラム１２とハブ１８の相対回転方向にかかわらず、両者の間でトルク伝達が行われる。
【００２２】
図４に示された摩擦係合装置は、本発明による摩擦係合装置の第２実施例である。本実施例の摩擦係合装置１１０は、図１乃至図３に示された摩擦係合装置と同じように、第１の発明に含まれ、ピストン非作動時には一方向クラッチとして機能し、ピストン作動時には常にトルクを伝達するようになっている。異なる構成は、軸方向作動型メイティングプレートの位置である。本実施例の摩擦係合装置１１０では、軸方向作動型メイティングプレート１３０は、ピストン側のメイティングプレート１２２に隣合うように設けられている。その他の構成は、第１実施例と実質的に同じである。また、作用も第１実施例と実質的に同じである。
【００２３】
次に、図５を参照して、本発明による摩擦係合装置の第３実施例を説明する。本実施例の摩擦係合装置は第２の発明に含まれ、第１ピストン及び第２ピストンの非作動時には、常にトルクを伝達せず、第１ピストンのみ作動時には、一の回転方向にのみトルクを伝達し、第１ピストン及び第２ピストンの双方作動時には、常にトルクを伝達する摩擦係合装置に関する。
【００２４】
摩擦係合装置４１０は、ドラム４１２にスプライン嵌合した多数のメイティングプレート４２０と、ハブ４１８にスプライン嵌合した多数の摩擦プレート４４０と、メイティングプレート４２０と摩擦プレート４４０とを摩擦係合させるピストン４４２とを有してなる。４５０はスナップリングである。摩擦係合装置４１０は、さらに、ピストン側において、ドラム４１２及びハブ４１８のいずれに対しても回転可能な軸方向作動型メイティングプレート４３０を有する。
【００２５】
ピストン４４２は、第１ピストン４４４と第２ピストン４４６からなる。第１ピストン４４４は、ドラム４１２に対して作動し且つ軸方向作動型メイティングプレート４３０にアクセスする。第２ピストン４４６は、第１ピストン４４４の内側に配置され、第１ピストン４４４に対して作動し且つ軸方向作動型メイティングプレート４３０にアクセスする。第１ピストン４４４は、軸方向作動型メイティングプレート４３０との対向面において、周方向に厚みが漸増する傾斜面４２４と、傾斜面の最も厚い部分と最も薄い部分との間に形成された当接面（図示せず）とを有する。軸方向作動型メイティングプレート４３０は、第１ピストン４４４の傾斜面４２４及び当接面と相補い合う傾斜面４３４及び当接面（図示せず）を有する。４５２は第１ピストン４４４の軸方向移動量を制限するストッパである。４５３は軸方向作動型メイティングプレート４３０の軸方向移動量を制限するストッパである。
【００２６】
第１ピストン４４４及び第２ピストン４４６の非作動時、ドラム４１２とハブ４１８の相対回転方向にかかわらず、摩擦プレート４４９はメイティングプレート４２０及び軸方向作動型メイティングプレート４３０と摩擦係合しない。メイティングプレート４２０と摩擦プレート４４０との間には隙間が残存する。従って、トルク伝達は行われない。
【００２７】
第１ピストン４４４のみ作動時、第１ピストン４４４はストッパ４５２に当接するまで軸方向に移動する。この状態において、ハブ４１８が一の回転方向に相対回転する場合、軸方向作動型メイティングプレート４３０は第１ピストン４４４と当接面同士で接し合い、メイティングプレート４２０と摩擦プレート４４０との間の隙間は維持される。従って、ハブ４１８は空転可能な状態にあり、トルク伝達は行われない。
これとは逆に、ハブ４１８が逆の回転方向に相対回転する場合、軸方向作動型メイティングプレート４３０と第１ピストン４４４との傾斜面４２４，４３４同士が楔合し、軸方向作動型メイティングプレート４３０は第１ピストン４４４に対して軸方向に移動する。その結果、メイティングプレート４２０と摩擦プレート４４０との間の隙間がなくなり、メイティングプレート４２０と摩擦プレート４４０とは摩擦係合する。
このように、第１ピストンのみ作動時、摩擦係合装置４１０は、一方向クラッチとして機能する。
【００２８】
なお、第１ピストン４４４がストッパ４５２に当接しているとき、メイティングプレート４２０と摩擦プレート４４０との隙間と、軸方向作動型メイティングプレート４３０と摩擦プレート４４０との隙間の和は、傾斜面４２４，４３４同士の楔合による軸方向作動型メイティングプレート４３０の軸方向最大移動量より小さい。
【００２９】
第１ピストン４４４と第２ピストン４４６の双方作動時、ドラム４１２とハブ４１８の相対回転方向にかかわらず、摩擦プレート４４０はメイティングプレート４２０及び軸方向作動型メイティングプレート４３０と摩擦係合し、常にトルク伝達が行われる。
【００３０】
以上のように、本発明による摩擦係合装置は、装置自体に一方向クラッチの機能を付与し、従来のように、摩擦係合装置の他に一方向クラッチを別途設ける必要がない。なお、上記実施例は、一方の部材及び他方の部材が共に回転する摩擦係合装置を例にして説明したが、例えば、一方の部材がトランスミッションケースのようなハウジングであり、他方の部材が回転するドラムであるような関係においても応用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の摩擦係合装置では、ピストンの非作動時には、一の回転方向にのみトルクを伝達し、逆の回転方向にはトルクを伝達しない一方向クラッチとして機能を発揮する。ピストン作動時には、常にトルクが伝達される。従来の一方向クラッチを必要とする部位に、本発明の摩擦係合装置を利用することにより、トランスミッションの小型軽量化を図ることができる。
【００３２】
請求項２の摩擦係合装置では、常にトルクを伝達しない状態と、一の回転方向にのみトルクを伝達する状態と、常にトルクを伝達する状態とに切り替えることができる。請求項１の発明と同じように、本発明の摩擦係合装置を利用することにより、トランスミッションの小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による摩擦係合装置の第１実施例の軸方向断面図である。
【図２】 図１の摩擦係合装置におけるピストンと反対側のメイティングプレートの斜視図である。
【図３】 図１の摩擦係合装置における軸方向作動型メイティングプレートの斜視図である。
【図４】 本発明による摩擦係合装置の第２実施例の軸方向断面図である。
【図５】 本発明による摩擦係合装置の第３実施例の軸方向断面図である。
【図６】 従来の摩擦係合装置の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１０，１１０，４１０  湿式摩擦係合装置
１２，４１２          ドラム(一方の部材又は他方の部材)
１８，４１８          ハブ（一方の部材又は他方の部材）
２０，４２０          メイティングプレート
２２，１２２          軸方向作動型メイティングプレート側のメイティングプレート
２４，４２４          傾斜面
２６                  当接面
３０，１３０，４３０  軸方向作動型メイティングプレート
３４，４３４          傾斜面
３６                  当接面
４０，４４０          摩擦プレート
４２，４４２          ピストン
４４４                第１ピストン
４４６                第２ピストン
５０，４５０          スナップリング
４５２                ストッパ
【図１】
0003727955.tif 000002
【図２】
0003727955.tif 000003
【図３】
0003727955.tif 000004
【図４】
0003727955.tif 000005
【図５】
0003727955.tif 000006
【図６】
0003727955.tif 000007