(57)【要約】【課題】簡単な構成で小型化、軽量化、低コスト化を図りながらも、大きなクラッチ容量変化の設定が可能となる可変容量型のクラッチ装置の提供。【解決手段】同心軸上に配置した第１クラッチピストン３１と第２クラッチピストン３２とを含むクラッチピストン部３０と、クラッチハブ１１およびクラッチドラム１３と、クラッチハブ１１とクラッチドラム１３との間で相対回転する複数の摩擦材（クラッチディスク、クラッチプレート）１２，１４を積層してなる摩擦材積層部２０における積層方向の一部である第１積層部２１と第２積層部２２と、を備え、第１クラッチピストン３１の駆動により該第１クラッチピストン３１が第１積層部２１のみを押圧して作動し、第２クラッチピストン３２の駆動により該第２クラッチピストン３２が第１積層部２１と第２積層部２２の両方を押圧して作動するように構成した。【選択図】図３
2011247326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心軸上に配置した少なくとも第１クラッチピストンと第２クラッチピストンとを含むクラッチピストン部と、
クラッチハブおよびクラッチドラムと、
前記クラッチハブと前記クラッチドラムとの間で相対回転する複数の摩擦材を積層してなる摩擦材積層部における積層方向の一部である第１積層部と第２積層部と、を備え、
前記第１クラッチピストンの駆動により該第１クラッチピストンが前記第１積層部のみを押圧して作動し、前記第２クラッチピストンの駆動により該第２クラッチピストンが前記第１積層部と前記第２積層部の両方を押圧して作動するように構成した
ことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
前記第２積層部と前記第１積層部は、前記クラッチ装置の回転軸方向に沿って前記クラッチピストン部に近い側からこの順に並べて配置されており、
前記第１クラッチピストンは、少なくともその一部が前記第２積層部の内周側もしくは外周側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項３】
前記第１クラッチピストンは、前記第２クラッチピストンの内周側に配置されており、かつ、少なくともその一部が前記第２クラッチピストンよりも前記摩擦材積層部側に突出して配置されており、
前記第２積層部を構成する摩擦材の内周端には、前記第１クラッチピストンを貫通させるための貫通部が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載のクラッチ装置。
【請求項４】
前記クラッチ装置は、自動変速機に設けた変速段設定用のクラッチ機構であり、
前記クラッチピストン部を作動するための油圧を供給する油圧回路と、
前記油圧回路上に設けられ、前記第１クラッチピストンを駆動するための第１油室と前記第２クラッチピストンを駆動するための第２油室への作動油の供給を切り替えるシフト弁と、を備え、
前記シフト弁は、前記自動変速機によって設定された変速段に応じて発生する油圧によって、前記第１油室と前記第２油室への作動油の供給を切り替える
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機における変速段の設定などに用いるクラッチ装置に関し、詳細には、要求トルク分担比の異なる複数の変速段などで締結される可変容量型のクラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機における変速段の設定を行うためのクラッチ装置には、要求トルク分担比の異なる複数の変速段で締結されるようにした可変容量型のクラッチ装置がある。例えば、プラネタリ機構を備えた自動変速機では、１つのクラッチ装置を複数の変速段で共用するように構成されている。このようなクラッチ装置では、変速段ごとに分担トルクが異なるが、分担トルクの小さい変速段ではクラッチ容量に対するクラッチ圧の感度が高くなり、クラッチ容量の制御性があまり良くない。そのため、高い変速商品性の確保が困難である。このような問題に対処するため、特許文献１には、受圧面積の異なる複数のクラッチピストンを使用することで、変速段ごとのクラッチ容量を異ならせるようにしたクラッチ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２２１３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す従来のクラッチ装置では、複数のクラッチピストンそれぞれによる摩擦材（クラッチプレート及びクラッチディスク）に対する受圧面積が異なっているが、各ピストンで押圧される摩擦材の枚数（積層数）は互いに同じである。このように、複数のピストンそれぞれでクラッチピストンの受圧面積のみを異ならせる構成では、クラッチ容量の差を大きくするには限界がある。したがって、自動変速機で設定される各変速段におけるクラッチ容量の大きな差に適切に対応することが難しいという課題がある。
【０００５】
なお、特許文献１に示す構成のクラッチ装置で大きなクラッチ容量の差に対応するには、小ピストンを小型化することで、その推力を小さくすることが考えられる。しかしながら、そのような構成では、小ピストンの動作が、小ピストンに付勢力を付与するリターンスプリングのセット荷重やバネレートのばらつきなどの影響を受け易くなる。そのため、自動変速機における変速商品性の管理が難しくなる。また、上記とは逆に、大ピストンを大きくすることで、その推力を大きくすることも考えられるが、その場合は、クラッチ装置及び自動変速機の外形寸法や設置スペース、重量、製品コストなどの点で不利となる。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で小型化、軽量化、低コスト化を図りながらも、大きなクラッチ容量変化の設定が可能となる可変容量型のクラッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明にかかるクラッチ装置（１０）は、同心軸上に配置した少なくとも第１クラッチピストン（３１）と第２クラッチピストン（３２）とを含むクラッチピストン部（３０）と、クラッチハブ（１１）およびクラッチドラム（１３）と、クラッチハブ（１１）とクラッチドラム（１３）との間で相対回転する複数の摩擦材（１２，１４）を積層してなる摩擦材積層部（２０）における積層方向の一部である第１積層部（２１）と第２積層部（２２）と、を備え、第１クラッチピストン（３１）の駆動により該第１クラッチピストン（３１）が第１積層部（２１）のみを押圧して作動し、第２クラッチピストン（３２）の駆動により該第２クラッチピストン（３２）が第１積層部（２１）と第２積層部（２２）の両方を押圧して作動することを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかるクラッチ装置によれば、第１クラッチピストンの駆動により該第１クラッチピストンが第１積層部のみを押圧して作動し、第２クラッチピストンの駆動により該第２クラッチピストンが第１積層部と第２積層部の両方を押圧して作動するように構成したことで、第１、第２積層部における摩擦材の積層数と、第１、第２クラッチピストンの受圧面積との両方でクラッチ容量を可変できるので、従来技術と比較して、より大きなクラッチ容量の変化を得ることが可能となる。したがって、自動変速機において、トルク分担比が互いに異なる複数の変速段を設定するためのクラッチ装置として用いても、同じクラッチ装置の締結で設定される複数の変速段に対して、大きなクラッチ容量の変化をもたらすことが可能となるので、自動変速機の高い変速商品性を確保できる。また、低容量側のクラッチピストンを小型化することでクラッチ容量の差を大きくするように構成した場合と比較して、クラッチピストンの動作が、クラッチピストンに付勢力を付与するリターンスプリングのセット荷重やバネレートのばらつきなどの影響を受けずに済む。したがって、自動変速機における変速商品性の管理が行い易くなる。
【０００９】
また、複数のクラッチピストンを有する特許文献１に示す可変容量型のクラッチ装置では、いずれのクラッチピストンも、クラッチを締結させるために必要なストローク量は、摩擦材の最大積層数によって決まる同一のストローク量であった。これに対して、本発明にかかるクラッチ装置では、低容量側の第１クラッチピストンで締結する第１積層部の摩擦材の積層数は、大容量側の第２クラッチピストンで締結する第１積層部と第２積層部を合わせた摩擦材の積層数よりも少ない。したがって、低容量側の第１クラッチピストンは、クラッチ締結に必要なストローク量を少なく抑えることができるので、高い応答性の確保が可能となる。
【００１０】
また、上記のクラッチ装置（１０）では、第２積層部（２２）と第１積層部（２１）は、クラッチ装置（１０）の回転軸方向に沿ってクラッチピストン（３０）に近い側からこの順に並べて配置されており、第１クラッチピストン（３１）は、少なくともその一部が第２積層部（２２）の内周側もしくは外周側に配置されているとよい。この構成によれば、第２積層部の内周側もしくは外周側に第１クラッチピストンを配置することにより、クラッチ装置の外形をコンパクトに構成することが可能となる。
【００１１】
さらにこの場合、第１クラッチピストン（３１）は、第２クラッチピストン（３２）の内周側に配置されて、かつ、少なくともその一部が第２クラッチピストン（３２）よりも摩擦材積層部（２０）側に突出しており、第２積層部（２２）を構成する摩擦材（１２）の内周端には、第１クラッチピストン（３１）の一部を貫通させるための貫通部（１５）が設けられているとよい。この構成によれば、簡単な構造で、第２積層部の内周側に第１クラッチピストンを配置することができるので、クラッチ装置の構成の簡素化、小型化を図ることができる。また、第１クラッチピストンを内周側に配置し、第２クラッチピストンを外周側に配置することで、第２クラッチピストンの径寸法を大きくすることができる。これにより、第２クラッチピストンによる摩擦材積層部（第２積層部）に対する押圧面積（摩擦面積）が大きくなるので、十分なクラッチ容量の確保が可能となる。
【００１２】
また、上記のクラッチ装置（１０）は、自動変速機（１）に搭載した変速段設定用のクラッチ機構（Ｃ３）であり、クラッチピストン（３０）を作動するための油圧を供給する油圧回路（４０）と、油圧回路（４０）上に設けられ、第１クラッチピストン（３１）を駆動するための第１油室（３３）と第２クラッチピストン（３２）を駆動するための第２油室（３４）への作動油の供給を切り替えるシフト弁（４６）とを備え、シフト弁（４６）は、自動変速機（１）によって設定された変速段に応じて発生する油圧によって、第１油室（３３）と第２油室（３４）への作動油の供給を切り替えるようにしてよい。このように、シフト弁によって第１油室と第２油室への作動油の供給を切り替えるようにすれば、簡単な構成で、第１クラッチピストンと第２クラッチピストンの駆動を切り替えることが可能となる。そのうえ、自動変速機によって設定された変速段に応じて発生する油圧によってシフト弁が作動するように構成すれば、従来から別の目的で用いていた変速段設定用の油圧を流用することで、シフト弁の切り替えを行うための専用のデバイスを設けずに済む。したがって、クラッチ装置の作動に必要な部品の点数を少なく抑えることが可能となる。これにより、クラッチ装置及びそれを備えた自動変速機の構成の簡素化や軽量化を図ることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかるクラッチ装置によれば、簡単な構成で、小型化、軽量化、低コスト化を図りながらも、大きなクラッチ容量変化の設定が可能となる可変容量型のクラッチ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかるクラッチ装置（第３クラッチ）を備えた自動変速機の全体構成例を示す主断面図である。
【図２】各変速段におけるクラッチ及びブレーキの係合状態を示す一覧表である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるクラッチ装置の構成例を示す概略側断面、及びクラッチ装置に作動油を供給する油圧回路の一部を示す図である。
【図４】第１実施形態のクラッチ装置が備えるクラッチディスクを示す概略図である。
【図５】（ａ）は、従来のクラッチ装置の容量特性、（ｂ）は、本発明にかかるクラッチ装置の容量特性を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、従来のクラッチ装置のトルク分担比、（ｂ）は、本発明にかかるクラッチ装置のトルク分担比を示す表である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかるクラッチ装置の構成例を示す概略側断面、及びクラッチ装置に作動油を供給する油圧回路の一部を示す図である。
【図８】第２実施形態のクラッチ装置が備えるクラッチプレートを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明にかかるクラッチ装置を備えた自動変速機１の全体構成例を示す主断面図である。同図に示す自動変速機１は、変速機ケース２内に回転自在に軸支した入力軸３と、入力軸３と同心に配置された出力ギヤ４とを備え、出力ギヤ４の回転は、図外の出力軸及びデファレンシャルギヤを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。また、入力軸３は、図外のトルクコンバータのタービン軸であり、エンジン等の動力源により回転されるものである。なお、自動変速機１は、中心線に対して略対称に構成されているが、図１においては、中心線の下半部を省略して示している。
【００１６】
変速機ケース２内には、入力用の単式プラネタリギヤ５と、変速用の複式プラネタリギヤ６とが配置されている。単式プラネタリギヤ５は、サンギヤＳｆと、サンギヤＳｆに噛合するピニオンＰｆと、ピニオンＰｆに噛合するリングギヤＲｆと、ピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｆとで構成されている。一方、複式プラネタリギヤ６は、第１サンギヤＳｒ１と、第２サンギヤＳｒ２と、リングギヤＲｒとを備え、第１サンギヤＳｒ１とリングギヤＲｒとに噛合する第１ピニオンＰｒ１と、第２サンギヤＳｒ２と第１ピニオンＰｒ１とに噛合する第２ピニオンＰｒ２と、第１ピニオンＰｒ１と第２ピニオンＰｒ２とを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｒとを備えて構成されている。
【００１７】
また、この自動変速機１は、複式プラネタリギヤ６の第２サンギヤＳｒ２と単式プラネタリギヤ５のキャリアＣｆとを解除自在に連結する第１クラッチＣ１と、複式プラネタリギヤ６のキャリアＣｒと単式プラネタリギヤ５のリングギヤＲｆとを解除自在に連結する第２クラッチＣ２と、複式プラネタリギヤ６の第１サンギヤＳｒ１と単式プラネタリギヤ５のキャリアＣｆとを解除自在に連結する第３クラッチＣ３と、複式プラネタリギヤ６の第１サンギヤＳｒ１を変速機ケース２に解除自在に固定する第１ブレーキＢ１と、複式プラネタリギヤ６のキャリアＣｒを変速機ケース２に解除自在に固定する第２ブレーキＢ２とを備えている。第２クラッチＣ２は、単式プラネタリギヤ５と複式プラネタリギヤ６との間に配置され、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３は、入力軸３の軸方向において複式プラネタリギヤ６に対して単式プラネタリギヤ５の反対側に配置されている。そして、ここでは、第３クラッチＣ３が、後述する本発明の実施形態にかかるクラッチ装置１０に相当する。
【００１８】
図２は、自動変速機１で設定される各変速段における各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合状態を示す一覧表である。同図では、●印は、係合（締結）を示している。自動変速機１では、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２を係合させると、第１サンギヤＳｒ２の回転速度が入力軸３の回転速度と等速度となり、キャリアＣｒの回転速度が０となり、出力ギヤ４と連結するリングギヤＲｒが所定速度で回転して、１速段が確立される。また、第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１を係合させると、第１サンギヤＳｒ２の回転速度が入力軸３の回転速度と等速度となり、第１サンギヤＳｒ１の回転速度が０になり、出力ギヤ４と連結するリングギヤＲｒが所定速度で回転して、２速段が確立される。
【００１９】
第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３を係合させると、第１サンギヤＳｒ１及び第２サンギヤＳｒ２の回転速度が共に入力軸３と等速度になり、複式プラネタリギヤ６の各要素が相対回転不能なロック状態となって、出力ギヤ４と連結するリングギヤＲｒも入力軸３と等速度で回転して、３速段が確立される。また、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させると、第２サンギヤＳｒ２の回転速度が入力軸３と等速度となり、キャリアＣｒの回転速度が単式プラネタリギヤ５のリングギヤＲｆの回転速度と等速度となり、出力ギヤ４と連結するリングギヤＲｒが所定速度で回転して、４速段が確立される。
【００２０】
第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３を係合させると、第１サンギヤＳｒ１の回転速度が入力軸３と等速度となり、キャリアＣｒの回転速度が単式プラネタリギヤ５のリングギヤＲｆの回転速度と等速度となり、出力ギヤ４と連結するリングギヤＲｒが所定速度で回転して、５速段が確立される。また、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１を係合させると、キャリアＣｒの回転速度が単式プラネタリギヤ５のリングギヤＲｆの回転速度と等速度となり、第１サンギヤＳｒ１の回転速度が０になり、出力ギヤ４と連結するリングギヤＲｒが所定速度で回転して、６速段が確立される。
【００２１】
また、第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２を係合させると、第１サンギヤＳｒ１の回転速度が入力軸３と等速度となり、キャリアＣｒの回転速度が０となり、出力ギヤ４と連結するリングギヤＲｒが前進方向とは逆の後進方向に所定速度で回転して、後進段が確立される。
【００２２】
図３は、本発明の第１実施形態にかかるクラッチ装置１０の構成例を示す概略側断面、及びクラッチ装置１０を駆動するための油圧回路の一部を示す図である。なお、クラッチ装置１０は、回転軸に対して略対称に構成されているが、図４においては、中心線の下半部を省略して示している。同図に示すクラッチ装置１０は、同心軸上で相対回転するクラッチハブ１１に固定されたクラッチディスク１２と、クラッチドラム１３に固定されたクラッチプレート１４とがクラッチ装置１０の回転軸方向（以下、単に「軸方向」という。）で交互に積層されてなる摩擦材積層部２０を備えている。摩擦材積層部２０には、軸方向に並べて配置された第１積層部２１と第２積層部２２とが含まれている。第１積層部２１と第２積層部２２はいずれも、摩擦材積層部２０において積層された複数のクラッチディスク１２及びクラッチプレート１４のうちの一部で構成されている。また、第１積層部２１と第２積層部２２それぞれを押圧するためのクラッチピストン３０として、同心軸上に配置した小径の小ピストン（第１クラッチピストン）３１と大径の大ピストン（第２クラッチピストン）３２とが設けられている。なお、図３では、小ピストン３１や大ピストン３２に付勢力を付与するためのリターンスプリングなどは、図示を省略している。
【００２３】
軸方向における小ピストン３１と大ピストン３２との隙間には、小ピストン３１を作動するための油圧を発生する第１油室３３が画成されており、軸方向におけるクラッチドラム１３と大ピストン３２との隙間には、大ピストン３２を作動するための油圧を発生する第２油室３４が画成されている。なお、クラッチドラム１３と大ピストン３２との径方向の隙間には、第２油室３４を密封するためのＯリング３５が介在しており、大ピストン３２と小ピストン３１との径方向の隙間には、第１油室３３を密封するためのＯリング３６が介在している。また、小ピストン３１の摩擦材積層部２０側の先端部３１ａは、第１積層部２１の積層方向の一端に対向しており、大ピストン３２の摩擦材積層部２０側の先端部３２ａは、第２積層部２２の積層方向の一端に対向している。
【００２４】
また、本実施形態のクラッチ装置１０では、摩擦材積層部２０における第２積層部２２と第１積層部２１は、クラッチ装置１０の軸方向に沿ってクラッチピストン３０に近い側からこの順に並べて配置されている。また、小ピストン３１は、大ピストン３２の内周側に配置されており、かつ、その一部が大ピストン３２よりも摩擦材積層部２０側に突出して配置されている。そして、当該突出して配置された部分が、第２積層部２２の内周側に配置されている。
【００２５】
図４は、本実施形態のクラッチ装置１０が備える第２積層部２２のクラッチディスク１２を示す概略図である。同図及び図３に示すように、小ピストン３１の外径側に配置した第２積層部２２を構成するクラッチディスク１２は、その内周端に設けたクラッチハブ１１に固定されている歯列１２ａの間隔（周方向の間隔）を通常よりも大きくすることで、歯列１２ａの一部を欠歯としている。これにより、当該欠歯の部分に小ピストン３１を貫通させるための貫通部１５を形成している。すなわち、第２積層部２２を構成するクラッチディスク１２の内周端には、径方向の外側に向かって窪んだ凹状の貫通部１５が設けられており、該貫通部１５には、小ピストン３１における摩擦材積層部２０側の先端部３１ａを含む一部が貫通して配置されている。
【００２６】
上記の構成のクラッチ装置１０では、小ピストン３１の駆動により、該小ピストン３１が第１積層部２１のみを押圧して作動し、大ピストン３２の駆動により、該大ピストン３２が第１積層部２１と第２積層部２２の両方を押圧して作動するようになっている。
【００２７】
また、クラッチ装置１０は、図３に示す油圧回路４０によってその締結が制御されるようになっている。同図に示す油圧回路４０は、自動変速機１が備える第１乃至第３クラッチＣ１〜Ｃ３及び第１、第２ブレーキＢ１，Ｂ２の締結を制御するための油圧回路の一部であり、図示しないエンジンによる駆動でオイルタンクＯＴの作動油を油路４９に吐出するオイルポンプＯＰと、油圧回路４０のライン圧を調圧するためのレギュレータ弁４２と、図示しないセレクトレバーに連動するマニュアル弁４３などを備えている。レギュレータ弁４２と油路４９とは、油路５１を介して接続されている。マニュアル弁４３と油路４９とは、油路５１を介して接続されている。
【００２８】
そして、本実施形態のクラッチ装置１０（第３クラッチＣ３）に油圧を供給するための油圧回路４０は、クラッチ装置１０を作動するための信号圧を供給する油圧供給路４５と、該油圧供給路４５上に設けたシフト弁４６とを備えている。シフト弁４６は、リニアソレノイド弁４７からの信号圧の供給経路を切り替えることで、クラッチ装置１０の小ピストン３１と大ピストン３２の駆動を切り替えるための切替弁である。シフト弁４６の下流側の油圧供給路４５は、その一方がクラッチ装置１０の第１油室３３に繋がれた吐出路４５ａになっており、他方が第２油室３４に繋がれた吐出路４５ｂになっている。
【００２９】
また、シフト弁４６には、自動変速機１における後進段の設定時にマニュアル弁４３から供給されるリバースレンジ圧を導入するための油路４８が繋がれており、油圧供給路４５（４５ａ，４５ｂ）を切り替えるための油圧として、後進段の設定時にマニュアル弁４３から供給されるリバースレンジ圧が用いられるようになっている。すなわち、シフト弁４６は、自動変速機１による後進段の設定に応じて発生する油圧で作動するように構成されている。そして、本実施形態のシフト弁４６では、油路４８からのリバースレンジ圧が供給されていない状態では、信号圧の経路が吐出路４５ａ側となり、油路４８からのリバースレンジ圧が供給されている状態では、信号圧の経路が吐出路４５ｂ側となるように設定されている。なお、上記では、油圧供給路４５（４５ａ，４５ｂ）を切り替えるための油圧として、マニュアル弁４３から供給されるリバースレンジ圧を用いる場合を示したが、これ以外にも、マニュアル弁４３から供給されるＤレンジ圧を用いるようにしてもよい。
【００３０】
上記構成のクラッチ装置１０の動作を説明する。既述のように、本実施形態のクラッチ装置１０を適用した自動変速機１の第３クラッチＣ３は、３速段、５速段、後進段の設定時に係合させるようになっている。そして、３速段と５速段の設定時には、シフト弁４６にリバースレンジ圧が供給されず、リニアソレノイド弁４７からの信号圧の経路は、第１油室３３に繋がる吐出路４５ａ側になる。したがって、第１油室３３に供給される油圧で小ピストン３１が作動して、第１積層部２１のみを駆動する。これにより、第１積層部２１のクラッチディスク１２とクラッチプレート１４が押圧されて締結する。一方、後進段の設定時には、油路４８を介してシフト弁４６にリバースレンジ圧が供給されるので、リニアソレノイド弁４７からの信号圧の経路は第２油室３４に繋がる吐出路４５ｂ側に切り替えられる。したがって、第２油室３４に供給される油圧で大ピストン３２が作動して、第１積層部２１と第２積層部２２の両方を駆動する。これにより、第１積層部２１及び第２積層部２２のクラッチディスク１２とクラッチプレート１４が押圧されて締結する。
【００３１】
図５（ａ）は、従来のクラッチ装置を適用した第３クラッチＣ３の容量特性、（ｂ）は、本実施形態のクラッチ装置１０を適用した第３クラッチＣ３の容量特性を示すグラフである。同図のグラフでは、横軸にクラッチ圧を取り、縦軸にクラッチ容量を取っている。従来のクラッチ装置を適用した第３クラッチＣ３の容量特性では、同図（ａ）に示すように、後進段（Ｒｖｓ）の設定時に必要な最大クラッチ容量に対するクラッチ圧を制御可能な範囲Ｘ１に対して、３速段（３ｒｄ）の設定時に必要な最大クラッチ容量に対するクラッチ圧を制御可能な範囲Ｘ２と、５速段（５ｔｈ）の設定時に必要な最大クラッチ容量に対するクラッチ圧を制御可能な範囲Ｘ３は、いずれも制御可能な範囲（幅）が狭くなっている。したがって、３速段及び５速段の設定時におけるクラッチ圧の制御性があまり良くないという課題があった。
【００３２】
これに対して、本実施形態のクラッチ装置１０を適用した第３クラッチの容量特性では、同図（ｂ）に示すように、小ピストン３１と大ピストン３２の特性は、互いに異なる傾向（傾き）となっている。これにより、後進段の設定時に必要な最大クラッチ容量に対するクラッチ圧を制御可能な範囲と、３速段の設定時に必要な最大クラッチ容量に対するクラッチ圧を制御可能な範囲は、いずれも同じ範囲Ｘ４である。したがって、３速段の設定時に必要な最大クラッチ容量に対するクラッチ圧を制御可能な範囲を従来よりも広く確保できる。それに加えて、５速段の設定時に必要な最大クラッチ容量に対するクラッチ圧を制御可能な範囲Ｘ５も、従来よりも広い範囲で制御可能である。したがって、３速段及び５速段の設定時におけるクラッチ圧の制御性を良好にすることができる。
【００３３】
図６（ａ）は、従来構成のクラッチ装置を適用した第３クラッチＣ３の各変速段におけるトルク分担率、（ｂ）は、本実施形態のクラッチ装置１０を適用した第３クラッチＣ３の各変速段におけるトルク分担率の一例を示す表である。同図に示すように、第３速段、第５速段、後進段の各変速段で締結される第３クラッチＣ３において、従来構成のクラッチ装置を適用した場合は、後進段と５速段との間で約４倍のトルク分担率の差があったのに対して、本実施形態のクラッチ装置１０を適用した場合は、後進段と５速段との間で約１．３倍のトルク分担率の差に抑えることができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態のクラッチ装置１０では、同心軸上に配置した小ピストン（第１クラッチピストン）３１および大ピストン（第２クラッチピストン）３２と、クラッチハブ１１およびクラッチドラム１３と、クラッチハブ１１とクラッチドラム１３との間で相対回転するクラッチディスク１２及びクラッチプレート１４を重ね合わせてなる摩擦材積層部２０の一部を構成する第１積層部２１及び第２積層部２２とを備え、小ピストン３１の駆動により該小ピストン３１が第１積層部２１のみを押圧して作動し、大ピストン３２の駆動により該大ピストン３２が第１積層部２１と第２積層部２２の両方を押圧して作動するように構成した。これにより、第１積層部２１及び第２積層部２２におけるクラッチディスク１２及びクラッチプレート１４の積層数と、第１、第２ピストン３１，３２の受圧面積との両方でクラッチ容量を可変できるので、従来の可変容量型のクラッチ装置と比較して、より大きなクラッチ容量変化を得ることが可能となる。したがって、トルク分担比が互いに異なる複数の変速段を設定するための第３クラッチＣ３に本実施形態のクラッチ装置１０を適用することで、第３クラッチＣ３の締結で設定される各変速段に対して、大きなクラッチ容量の変化をもたらすことが可能となり、自動変速機１の高い変速商品性を確保できるようになる。また、小ピストン３１を小型化することでクラッチ容量の差を大きくするように構成した場合と比較して、小ピストン３１の動作が、該小ピストン３１に付勢力を付与するリターンスプリングのセット荷重やバネレートのばらつきなどの影響を受けずに済む。したがって、自動変速機１における変速商品性の管理が行い易くなる。
【００３５】
また、特許文献１に示す従来のクラッチ装置では、複数のピストンのいずれも、クラッチを締結させるために必要なストローク量は、摩擦材の最大積層枚数によって決まる同一のストローク量であった。これに対して、本実施形態のクラッチ装置１０では、低容量側の小ピストン３１で締結する第１積層部２１におけるクラッチディスク１２及びクラッチプレート１４の積層数は、大容量側の大ピストン３２で締結する第１積層部２１と第２積層部２２を合わせたクラッチディスク１２及びクラッチプレート１４の積層数よりも少なくなっている。そのため、低容量側の小ピストン３１は、クラッチを締結させるために必要なストローク量が小さくて済むので、高応答性の確保が可能となる。
【００３６】
また、上記のクラッチ装置１０では、第２積層部２２と第１積層部２１は、クラッチ装置１０の軸方向に沿ってクラッチピストン３０に近い側からこの順に並べて配置されており、小ピストン３１は、その一部が第２積層部２２の内周側に配置されている。このように、第２積層部２２の内周側に小ピストン３１の一部を配置したことにより、クラッチ装置１０の外形をコンパクトに構成することが可能となる。
【００３７】
さらにこの場合、小ピストン３１の先端部３１ａを含む一部が大ピストン３２よりも摩擦材積層部２０側に突出して配置されており、第２積層部２２を構成するクラッチディスク１２の内周側には、小ピストン３１を貫通させるための貫通部１５が設けられている。これにより、簡単な構造で、第２積層部２２の内周側に小ピストン３１を貫通させることができるので、クラッチ装置１０の構成の簡素化、軽量化を図ることができる。また、小ピストン３１を内周側に配置し、大ピストン３２を外周側に配置することで、大ピストン３２の径寸法を大きくすることができる。これにより、大ピストン３２による第２積層部２２に対する押圧面積（摩擦面積）が大きくなるので、十分なクラッチ容量の確保が可能となる。
【００３８】
また、上記のクラッチ装置１０は、自動変速機１に搭載した変速段設定用のクラッチ機構Ｃ３であり、クラッチピストン３０を作動するための油圧を供給する油圧回路４０と、該油圧回路４０上に設けられ、第１クラッチピストン３１を駆動するための第１油室３３と第２クラッチピストン３２を駆動するための第２油室３４への作動油の供給を切り替えるシフト弁４６とを備え、シフト弁４６は、自動変速機１によって設定された変速段に応じて発生する油圧によって、第１油室３３と第２油室３４への作動油の供給を切り替えるようにしている。このように、シフト弁４６によって第１油室３３と第２油室３４への作動油の供給を切り替えるようにしたことで、簡単な構成で、小ピストン３１と大ピストン３２の駆動を切り替えることが可能となる。そのうえ、後進段の設定に応じて発生するリバースレンジ圧によってシフト弁４６が作動するように構成している。このように、従来から別の目的で用いていたリバースレンジ圧を流用したことで、シフト弁４６の切り替えを行うための専用のデバイスを設けずに済む。したがって、クラッチ装置１０の作動に必要な部品の点数を少なく抑えることが可能となる。これにより、クラッチ装置１０及びそれを備えた自動変速機１の構成の簡素化や軽量化を図ることができる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。この点は、他の実施形態においても同様である。
【００４０】
図７は、第２実施形態にかかるクラッチ装置１０−２の構成例を示す概略側断面、及びクラッチ装置１０−２に作動油を供給する油圧回路４０の一部を示す図である。また、図８は、本実施形態のクラッチ装置１０−２が備える第２積層部２２のクラッチプレート１４を示す概略図である。第１実施形態のクラッチ装置１０では、小ピストン３１を第２積層部２２の内周側に配置していたのに対して、本実施形態のクラッチ装置１０−２では、図７に示すように、大ピストン３２−２を第２積層部２２の外周側に配置している。すなわち、大ピストン３２−２は、その一部が小ピストン３１−２よりも摩擦材積層部２０側に突出して配置されており、当該突出して配置された部分が、第２積層部２２の外周側に配置されている。
【００４１】
図８に示すように、本実施形態のクラッチ装置１０−２では、大ピストン３２−２の内周側に配置した第２積層部２２を構成するクラッチプレート１４は、その外周に設けたクラッチドラム１３に固定されている歯列１４ａの間隔（周方向の間隔）を通常よりも大きくすることで、歯列１４ａの一部を欠歯としている。これにより、当該欠歯の部分に大ピストン３２を貫通させるための貫通部１５−２を形成している。すなわち、第２積層部２２を構成するクラッチプレート１４の外周端には、径方向の内側に向かって窪んだ凹状の貫通部１５−２が設けられており、該貫通部１５−２には、大ピストン３２−２における摩擦材積層部２０側の先端部３２−２ａを含む一部が貫通して配置されている。
【００４２】
また、本実施形態のシフト弁４６−２は、第１実施形態のシフト弁４６と比較して、第１油室３３と第２油室３４に対する信号圧の供給経路の切替設定が異なっている。すなわち、本実施形態のシフト弁４６−２では、油路４８からのリバースレンジ圧が供給されていない状態では、信号圧の経路が第２油室３４に繋がる吐出路４５ｂ側となり、油路４８からのリバースレンジ圧が供給されている状態では、信号圧の経路が第１油室３３に繋がる吐出路４５ａ側となるように設定されている。
【００４３】
上記構成のクラッチ装置１０−２では、大ピストン３２−２の駆動により、該大ピストン３２−２が第１積層部２１のみを押圧して作動し、小ピストン３１−２の駆動により、該小ピストン３１−２が第１積層部２１と第２積層部２２の両方を押圧して作動するようになっている。
【００４４】
本実施形態のクラッチ装置１０−２を適用した第３クラッチＣ３の動作を説明する。第３クラッチＣ３は、自動変速機１における３速段、５速段、後進段の設定時に係合するが、本実施形態のクラッチ装置１０−２を適用した第３クラッチＣ３では、３速段と５速段の設定時には、シフト弁４６にリバースレンジ圧が供給されず、リニアソレノイド弁４７からの信号圧の経路は、第２油室３４に繋がる油路４５ｂ側になっている。したがって、第２油室３４に供給される油圧で大ピストン３２−２が作動して、大ピストン３２−２により第１積層部２１のみが駆動される。これにより、第１積層部２１のクラッチディスク１２とクラッチプレート１４が締結する。なお、ここでは、小ピストン３１−２の先端部３１−２ａと第２積層部２２との間のクリアランスＬ１と、大ピストン３２の先端部３２−２ａと第１積層部２１との間のクリアランスＬ２との関係が、Ｌ２＜Ｌ１となるように設定されていることで、第２油室３４に供給される油圧で大ピストン３２−２が作動する際、小ピストン３１−２が動いても、小ピストン３１−２によって第２積層部２２が駆動されることがない。
【００４５】
一方、後進段の設定時には、シフト弁４６に油路４８からのリバースレンジ圧が供給されるので、リニアソレノイド弁４７からの信号圧の経路は、第１油室３３に繋がる吐出路４５ａ側に切り替えられる。したがって、第１油室３３に供給される油圧で小ピストン３１−２のみが作動して、第１積層部２１と第２積層部２２の両方が駆動される。これにより、第１積層部２１及び第２積層部２２のクラッチディスク１２とクラッチプレート１４が締結する。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態のクラッチ装置１０−２では、同心軸上に配置し大ピストン（第１クラッチピストン）３２−２および小ピストン（第２クラッチピストン）３１−２と、クラッチハブ１１およびクラッチドラム１３と、クラッチハブ１１とクラッチドラム１３との間で相対回転するクラッチディスク１２及びクラッチプレート１４を重ね合わせてなる摩擦材積層部２０の一部を構成する第１積層部２１及び第２積層部２２とを備え、大ピストン３２−２の駆動により該大ピストン３２−２が第１積層部２１のみを押圧して作動し、小ピストン３１−２の駆動により該小ピストン３１−２が第１積層部２１と第２積層部２２の両方を押圧して作動するように構成した。これにより、第１実施形態のクラッチ装置１０と同様、第１積層部２１及び第２積層部２２におけるクラッチディスク１２及びクラッチプレート１４の積層数と、第１、第２ピストン３１，３２の受圧面積との両方でクラッチ容量を可変できるので、従来の可変容量型のクラッチ装置と比較して、より大きなクラッチ容量変化を得ることが可能となる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、クラッチピストン部３０が第１クラッチピストン３１（３２−２）と第２クラッチピストン３２（３１−２）との２個のクラッチピストンを備える場合を示したが、本発明にかかるクラッチ装置のクラッチピストン部は、３個以上のクラッチピストンを備えていてもよい。また、３個以上のクラッチピストンを備える場合は、クラッチピストン部の複数のクラッチピストンで押圧される摩擦材積層部は、第１積層部と第２積層部以外の部分をさらに含むように構成してよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、本発明にかかるクラッチ装置１０（１０−２）を自動変速機１の第３クラッチＣ３に適用する場合について説明したが、本発明にかかるクラッチ装置１０（１０−２）は、自動変速機１における第３クラッチＣ３以外のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２に適用することも可能である。なお、例えば、クラッチ装置１０（１０−２）を第１ブレーキＢ１に適用する場合は、シフト弁４６を切り替えるための油圧として、第２クラッチＣ２を作動する油圧を用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  自動変速機
２  変速機ケース
３  入力軸
４  出力ギヤ
５  単式プラネタリギヤ
６  複式プラネタリギヤ
Ｂ１，Ｂ２  第１、第２ブレーキ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  第１、第２、第３クラッチ
１０  クラッチ装置
１１  クラッチハブ
１２  クラッチディスク（摩擦材）
１３  クラッチドラム
１４  クラッチプレート（摩擦材）
１５  貫通部
２０  摩擦材積層部
２１  第１積層部
２２  第２積層部
３０  クラッチピストン部
３１  小ピストン（第１クラッチピストン）
３２  大ピストン（第２クラッチピストン）
３３  第１油室
３４  第２油室
４０  油圧回路
４２  レギュレータ弁
４３  マニュアル弁
４５  油圧供給路
４５ａ  第１吐出路
４５ｂ  第２吐出路
４６  シフト弁
４７  リニアソレノイド弁
【図１】
2011247326.tif 000003
【図２】
2011247326.tif 000004
【図３】
2011247326.tif 000005
【図４】
2011247326.tif 000006
【図５】
2011247326.tif 000007
【図６】
2011247326.tif 000008
【図７】
2011247326.tif 000009
【図８】
2011247326.tif 000010