(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動用のハブと、
このハブに対して回転自在に保持された回転被駆動用のクラッチケースと、
前記ハブと前記クラッチケースとの摩擦係合に供され、軸方向押圧力を受けて結合する主摩擦係合手段と、
この主摩擦係合手段と前記クラッチケースとの間に介装され、当該主摩擦係合手段に軸方向押圧力を付与するピストン部材とを備えた摩擦係合装置であって、
前記ピストン部材は、前記主摩擦係合手段に軸方向押圧力を与えるために前記ハブと共に回転しかつ軸方向には該ハブに対して摺動自在であり、
該ピストン部材と前記クラッチケースとの間に設けられた第１カム機構と第２カム機構とを備え、
前記第１カム機構は前記ピストン部材と、第１ローラと、前記ピストン部材に対向し前記ピストン部材との間に介在する該第１ローラを介して前記ピストン部材に対して回転して該ピストン部材を軸方向に摺動させるための第１の回転カム部材と、該第１の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第１の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第１のチューブ式クラッチとから成り、
前記第２カム機構は前記ピストン部材と、第２ローラと、前記ピストン部材に対向し前記ピストン部材との間に介在する該第２ローラを介して前記ピストン部材に対して回転して該ピストン部材の一方向の回転の際のみ該ピストン部材を軸方向に摺動させるための第２の回転カム部材と、該第２の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第２の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第２のチューブ式クラッチとから成ることを特徴とする摩擦係合装置。
【請求項２】
回転駆動用のハブと、
このハブに対して回転自在に保持された回転被駆動用のクラッチケースと、
前記ハブと前記クラッチケースとの摩擦係合に供され、軸方向押圧力を受けて結合する主摩擦係合手段と、
この主摩擦係合手段と前記クラッチケースとの間に介装され、当該主摩擦係合手段に軸方向押圧力を付与するピストン部材とを備えた摩擦係合装置であって、
前記ピストン部材は、前記主摩擦係合手段に軸方向押圧力を与えるために前記ハブと共に回転しかつ軸方向には該ハブに対して摺動自在であり、
前記クラッチケースと前記ピストン部材との間に設けられた第１カム機構と第２カム機構とを備え、
前記第１カム機構は前記クラッチケースに対して回転可能に設けられた第１の回転カム部材と、第１ローラと、該第１の回転カム部材に対向し該第１の回転カム部材との間に介在する該第１ローラを介して該第１の回転カム部材に対して回転して軸方向に摺動する第２の回転カム部材と、前記第１の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第１の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第１のチューブ式クラッチとから成り、
前記第２カム機構は前記ピストン部材と、第２ローラと、前記第２の回転カム部材と、該第２の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第２の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第２のチューブ式クラッチとからなり、前記第２の回転カム部材は、前記ピストン部材に対向しており、前記ピストン部材との間に前記第２ローラを介在していて前記第２のチューブ式クラッチにより前記クラッチケースに固定される時前記ピストン部材に対して回転して一方向の回転の際のみ該ピストン部材を軸方向に摺動させることを特徴とする摩擦係合装置。
【請求項３】
回転駆動用のハブと、
このハブに対して回転自在に保持された回転被駆動用のクラッチケースと、
前記ハブと前記クラッチケースとの摩擦係合に供され、軸方向押圧力を受けて結合する主摩擦係合手段と、
この主摩擦係合手段と前記クラッチケースとの間に介装され、当該主摩擦係合手段に軸方向押圧力を付与するピストン部材とを備えた摩擦係合装置であって、
前記ピストン部材は、前記主摩擦係合手段に軸方向押圧力を与えるために前記ハブと共に回転しかつ軸方向には該ハブに対して摺動自在であり、
前記ピストン部材と前記クラッチケースとの間に設けられた第１カム機構とワンウェイクラッチとを備え、
前記第１カム機構は前記ピストン部材と、第１ローラと、前記ピストン部材に対向し前記ピストン部材との間に介在する該第１ローラを介して前記ピストン部材に対して回転して該ピストン部材を軸方向に摺動させるための第１の回転カム部材と、該第１の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第１の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第１のチューブ式クラッチとから成り、
前記ワンウェイクラッチは前記第１の回転カム部材で形成された第１軌道輪と、第２ローラと、前記クラッチケースに対し回転可能な第２軌道輪とから成り、該第２軌道輪と前記クラッチケースとの間に第２のチューブ式クラッチが設けてあることを特徴とする摩擦係合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用自動変速機に内蔵される湿式多板クラッチ等の摩擦係合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、特開平７−２７９９９２号公報等に記載されたカム式クラッチ装置がある。
このクラッチ装置は、湿式多板クラッチの一端に対峙する押圧プレート兼カム部材と、この押圧プレート兼カム部材に対向配置されたピストン兼カム部材と、両カム部材の間に介装されたローラとからなっている。このクラッチ装置では、作動圧油によってピストン兼カム部材が作動して、押圧プレート兼カム部材を湿式多板クラッチのフリクションプレートに押圧すると、フリクションプレートと摺接した押圧プレート兼カム部材とピストン兼カム部材とが相対回転する。すると、ピストン兼カム部材と押圧プレート兼カム部材とがローラのカム面に対する転動により軸方向に離反し、これにより、フリクションプレートが軸方向押圧力をもって押圧されて、湿式多板クラッチの摩擦係合される。
また、このカム式クラッチ装置のカム機構は、一方向の回転に対しては作動するが、他方向の回転に対しては作動しない形式であり、これにより、クラッチ装置にワンウェイクラッチ機能が付与されている。
特開平７−２７９９９２号明細書によると、このクラッチ装置の目的の一つは、図１７に示す自動車用自動変速機の構造模式図の第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２と第１ワンウェイクラッチＦ１の三つの機械要素の機能を、このクラッチ装置一つに持たせ、部品点数を削減しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のカム倍力式クラッチ装置は、自動車用自動変速機に組み込まれた場合、シフトダウン時に変速ショックをもたらす等の問題があった。
【０００４】
図１８には図１７で示した自動変速機で各変速段を確立するための摩擦係合要素のオン・オフ状態（オン状態を○で記す）を示してある。図１８に示したように、この自動変速機では、Ｄレンジにおいて３速段から２速段にシフトダウンする場合、第２クラッチＣ2を解放すると同時に、第１ワンウェイクラッチＦ1が結合する。ところが、従来のカム式クラッチ装置では、自動的な開放は行なわれるものの自動的な結合がなされないため、クラッチを結合するためには作動圧油を供給してピストン兼カム部材を作動させる必要があった。
【０００５】
この場合、ピストン兼カム部材による第１ワンウェイクラッチＦ1の働きは、第２クラッチＣ2の解放によって第１ワンウェイクラッチＦ1側の被摩擦係合要素の回転数ＮF1が正回転から逆回転に移行する一連の動作のなかで、該回転数ＮF1が０になった瞬間に行われることが求められる。ところが、被摩擦係合要素の回転数がごく短時間で変化するため、作動圧油の供給制御を正確に行うことは甚だ困難であり、僅かな供給タイミングのずれによって変速ショックが生じることが避けられなかった。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、コンパクトかつ比較的簡単な構成を採りながら、自動車用自動変速機等のワンウェイクラッチとして採用した際のシフトダウン制御の容易化や滑らかな変速等を実現する摩擦係合装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明では、回転駆動用のハブと、
このハブに対して回転自在に保持された回転被駆動用のクラッチケースと、
前記ハブと前記クラッチケースとの摩擦係合に供され、軸方向押圧力を受けて結合する主摩擦係合手段と、
この主摩擦係合手段と前記クラッチケースとの間に介装され、当該主摩擦係合手段に軸方向押圧力を付与するピストン部材とを備えた摩擦係合装置であって、
前記ピストン部材は、前記主摩擦係合手段に軸方向押圧力を与えるために前記ハブと共に回転しかつ軸方向には該ハブに対して摺動自在であり、
該ピストン部材と前記クラッチケースとの間に設けられた第１カム機構と第２カム機構とを備え、
前記第１カム機構は前記ピストン部材と、第１ローラと、前記ピストン部材に対向し前記ピストン部材との間に介在する該第１ローラを介して前記ピストン部材に対して回転して該ピストン部材を軸方向に摺動させるための第１の回転カム部材と、該第１の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第１の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第１のチューブ式クラッチとから成り、
前記第２カム機構は前記ピストン部材と、第２ローラと、前記ピストン部材に対向し前記ピストン部材との間に介在する該第２ローラを介して前記ピストン部材に対して回転して該ピストン部材の一方向の回転の際のみ該ピストン部材を軸方向に摺動させるための第２の回転カム部材と、該第２の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第２の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第２のチューブ式クラッチとから成るものを提供する。
また、請求項２の発明では、回転駆動用のハブと、
このハブに対して回転自在に保持された回転被駆動用のクラッチケースと、
前記ハブと前記クラッチケースとの摩擦係合に供され、軸方向押圧力を受けて結合する主摩擦係合手段と、
この主摩擦係合手段と前記クラッチケースとの間に介装され、当該主摩擦係合手段に軸方向押圧力を付与するピストン部材とを備えた摩擦係合装置であって、
前記ピストン部材は、前記主摩擦係合手段に軸方向押圧力を与えるために前記ハブと共に回転しかつ軸方向には該ハブに対して摺動自在であり、
前記クラッチケースと前記ピストン部材との間に設けられた第１カム機構と第２カム機構とを備え、
前記第１カム機構は前記クラッチケースに対して回転可能に設けられた第１の回転カム部材と、第１ローラと、該第１の回転カム部材に対向し該第１の回転カム部材との間に介在する該第１ローラを介して該第１の回転カム部材に対して回転して軸方向に摺動する第２の回転カム部材と、前記第１の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第１の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第１のチューブ式クラッチとから成り、
前記第２カム機構は前記ピストン部材と、第２ローラと、前記第２の回転カム部材と、該第２の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第２の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第２のチューブ式クラッチとからなり、前記第２の回転カム部材は、前記ピストン部材に対向しており、前記ピストン部材との間に前記第２ローラを介在していて前記第２のチューブ式クラッチにより前記クラッチケースに固定される時前記ピストン部材に対して回転して一方向の回転の際のみ該ピストン部材を軸方向に摺動させるものを提供する。
【０００８】
請求項１または２の発明の摩擦係合装置によれば、ハブとクラッチケースとが相対回転しているときに第１カム機構のみを作動させると、ピストン部材が軸方向に摺動して主摩擦係合手段が押圧されて摩擦係合が実現される。また、第２カム機構を作動させると、ハブとクラッチケースとの相対回転の方向に応じて第２カム機構が伸張あるいは短縮方向に摺動し、ワンウェイクラッチとして機能する。
【０００９】
また、本発明の摩擦係合装置によれば、装置の構成部品点数が減少すると共に、製作コストの低減等が図られる。
【００１０】
また、請求項３の発明では、回転駆動用のハブと、
このハブに対して回転自在に保持された回転被駆動用のクラッチケースと、
前記ハブと前記クラッチケースとの摩擦係合に供され、軸方向押圧力を受けて結合する主摩擦係合手段と、
この主摩擦係合手段と前記クラッチケースとの間に介装され、当該主摩擦係合手段に軸方向押圧力を付与するピストン部材とを備えた摩擦係合装置であって、
前記ピストン部材は、前記主摩擦係合手段に軸方向押圧力を与えるために前記ハブと共に回転しかつ軸方向には該ハブに対して摺動自在であり、
前記ピストン部材と前記クラッチケースとの間に設けられた第１カム機構とワンウェイクラッチとを備え、
前記第１カム機構は前記ピストン部材と、第１ローラと、前記ピストン部材に対向し前記ピストン部材との間に介在する該第１ローラを介して前記ピストン部材に対して回転して該ピストン部材を軸方向に摺動させるための第１の回転カム部材と、該第１の回転カム部材と前記クラッチケースとの間に設けられ流体作動により膨張して該第１の回転カム部材を該クラッチケースに固定するための第１のチューブ式クラッチとから成り、
前記ワンウェイクラッチは前記第１の回転カム部材で形成された第１軌道輪と、第２ローラと、前記クラッチケースに対し回転可能な第２軌道輪とから成り、該第２軌道輪と前記クラッチケースとの間に第２のチューブ式クラッチが設けてあるものを提案する。
【００１１】
請求項３の発明の摩擦係合装置によれば、第１のカム機構を設けて、該カム機構を両方向の相対回転に対して作動させる他、一方向のワンウェイクラッチとしても作動させることが可能となる。
また、この発明に使用されるワンウェイクラッチは、この発明が前述のトルク容量増大作用を持つため、トルク容量は小さくて良く、図１７のＦ１に比べ格段に小形かつ安価なものを使用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動変速機用摩擦係合装置に適用したいくつかの実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は第１実施形態に係る湿式多板クラッチの要部縦断面図である。同図に示したように、この湿式多板クラッチ１は、遊星歯車変速機構のある構成要素に接続される円筒状のクラッチケース２と、遊星歯車変速機構の他の構成要素に接続されるハブ３と、クラッチケース２とハブ３との摩擦係合に供される主摩擦係合手段たるメインクラッチ４とを有している。
【００１３】
クラッチケース２は、内筒部５、外筒部６および鏡板部７から構成された二重円筒形状を呈しており、外筒部６の内周面にはスプライン１１を介してメインクラッチ４の構成要素たる複数枚（図示例では４枚）のセパレータプレート１３が軸方向摺動自在に保持されている。また、ハブ３は、クラッチケース２の内筒部５と外筒部６との間に嵌入する円筒部１５を有しており、円筒部１５の外周面にはスプライン１６を介してメインクラッチ４の構成要素たる複数枚（図示例では５枚）のフリクションプレート１７が軸方向摺動自在に保持されている。図中、符号１９で示した部材はスナップリング２１によりクラッチケース２の内周面に係止されたバッキングプレート、符号２３で示した部材は皿ばねであり、上述したフリクションプレート１７は、バッキングプレート１９、各セパレータプレート１３および皿ばね２３の間に交互に介装されている。
【００１４】
本実施形態の場合、可変長継手３１は、クラッチケース２の内筒部５とハブ３の円筒部１５との間に収納されており、ハブ３の円筒部１５にスプライン３３を介して軸方向摺動自在に保持されたピストン３５と、鏡板部７にニードル軸受３７を介して回動自在に支持された第１カム機構３８の要素部品である第１カムプレート３９と、第１カムプレート３９の内側にニードル軸受４０および滑り軸受４１を介して回動自在に支持された第２カム機構４２の要素部品である第２カムプレート４３と、ピストン３５と両カムプレート３９，４３との間に介装された第１，第２ローラ４５，４７とを主要構成部材としている。図中、符号４９で示した部材は両ローラ４５，４７を保持するリテーナリングである。
【００１５】
ピストン３５は、内周端に固着された滑り軸受５１を介して第２カムプレート４３に相対回動自在かつ相対摺動自在に保持される一方、ニードル軸受５３を介してクラッチケース２の内筒部５に保持された円環状のリターンスプリング５５により両カムプレート３９，４３側に付勢されている。図中、符号５７で示した部材はリターンスプリング５５を内筒部５に係止するスナップリングである。
【００１６】
図２に示したように、第１カムプレート３９には回転方向で前後対称な凹状の第１カム６１が形成されており、第１ローラ４５はこの第１カム６１の谷部６１ａに位置している。そして、ピストン３５と第１カムプレート３９とがいずれかの方向に相対回動すると、図３に示したように、第１ローラ４５が第１カム６１の傾斜面６１ｂに沿って転動し、これにより、ピストン３５が第１カムプレート３９に対して離反する方向に移動することになる。
【００１７】
一方、図４に示したように、第２カムプレート４３には回転方向で前後非対称な第２カム６３が形成されており、第２ローラ４７はこの第２カム６３の谷部６３ａに位置している。第２カム６３は、谷部６３ａの一方側にのみ緩やかな傾斜面（第１傾斜面）６３ｂを有し、他方側には比較的急な傾斜面（第２傾斜面）６３ｃを有している。第１傾斜面６３ｂの傾斜角（第２カムプレート３７の回転軸に垂直な面となす角）θ1は、第２ローラ４７と第２カムプレート４３との間および、第２ローラ４７とピストン３５との間の摩擦係数μに対して、μ≧tan（θ1／２）となる値に設定されている。また、第２傾斜面６３ｃの傾斜角θ2は、傾斜角θ1と同様の条件で、μ＜tan（θ2／２）となる値に設定されている。
【００１８】
したがって、ピストン３５と第２カムプレート４３が一方向に相対回動（正回転）すると、図５に示したように、第２ローラ４７が第２カム６３の傾斜面６３ｂに沿って転動し、これにより、ピストン３５が第２カムプレート４３に対して離反する方向に移動する。ところが、ピストン３５と第２カムプレート４３とが他方向に相対回転（逆回転）するときには、図６に示したように、第２ローラ４７は谷部６３ａで滑り続け、第２傾斜面６３ｃを転動することができず、ピストン３５は第２カムプレート４３に対して離反せずに空転する。
【００１９】
一方、第１カムプレート３９とクラッチケース２の内筒部５との間隙には、第１副摩擦係合手段（第１パイロットクラッチ）たる第１チューブ式クラッチ６５が介装され、第２カムプレート４３とクラッチケース２の内筒部５との間隙には、第２副摩擦係合手段（第２パイロットクラッチ）たる第２チューブ式クラッチ６７が介装されている。本実施形態の第１チューブ式クラッチ６５および第２チューブ式クラッチ６７は、内筒部５に形成された第１給油孔７１あるいは第２給油孔７３から作動油が供給されると、膨張して第１カムプレート３９または第２カムプレート４３とクラッチケース２とを摩擦係合する。図中、符号７５で示した部材は遊星歯車変速機構の構成要素たる中空シャフトであり、図示しない変速制御油圧回路からの作動圧油がこの中空シャフト７５から第１，第２給油孔７１，７３に供給される。尚、第１，第２チューブ式クラッチ６５，６７は、その摩擦係合面に摩擦材を貼着することにより、第１カムプレート３９や第２カムプレート４３との間の摩擦係数やその耐久性の向上を図ることができる。
【００２０】
以下、第１実施形態の湿式多板クラッチ１を図１７の第１ブレーキＢ１として用いる場合について説明する。尚、この説明においては、回転側のハブ３と固定側のクラッチケース２とを摩擦係合させ、ハブ３の回転を停止させる場合を例にする。
ハブ３の回転時においては、これにスプライン係合されたフリクションプレート１７およびピストン３５もハブ３と同期回転する。この際、ピストン３５がリターンスプリング５５により第１，第２カムプレート３９，４３側に押圧されているため、第１，第２ローラ４５，４７が第１，第２カム６１，６３の谷部６１ａ，６３ａに嵌まり込み、これら部材の位置関係は図１，図２，図４に示した状態となる。また、リターンスプリング５５とピストン３５との間にニードル軸受５３が介装されていることにより、ハブ３と同期回転するピストン３５には回転抵抗が殆ど作用せず、駆動力の損失はごく小さく抑えられる。
【００２１】
さて、変速制御油圧回路からの作動圧油が第１給油孔７１を介して第１チューブ式クラッチ６５に供給されると、第１チューブ式クラッチ６５はクラッチケース２の内筒部５と第１カムプレート３９との間で膨張する。すると、第１カム機構３８の第１カムプレート３９は、第１チューブ式クラッチ６５と摩擦係合することによって摩擦制動力をうけ、ハブ３と同期回転しているピストン３５に対し相対回転する。これにより、図３に示したように、第１ローラ４５が第１カム６１の傾斜面６１ｂに沿って転動し、ピストン３５と第１カムプレート３９が軸方向に離反して、可変長継手３１が伸張作動することになる。この際、第１カムプレート３９がニードル軸受３７を介してクラッチケース２に係止されているため、ピストン３５はリターンスプリング５５の付勢力に抗して図１中左方に移動し、皿ばね２３を介してメインクラッチ４を押圧する。その結果、セパレータプレート１３とフリクションプレート１７とは、バッキングプレート１９側に押し付けられることで互いに圧着し、メインクラッチ４の結合が行われてハブ３の回転が停止する。
【００２２】
次に、第１実施形態の湿式多板クラッチ１を図１７のワンウェイクラッチＦ１として用いる場合について説明する。尚、この説明においても、回転側のハブ３と固定側のクラッチケース２とを摩擦係合させ、ハブ３の回転を停止させる場合を例とするが、ハブ３とクラッチケース２とが第２カム機構４２が作動する方向に相対回転することを正回転とする一方、第２カム機構４２が作動しない方向に相対回転することを逆回転とする。
【００２３】
ハブ３が正回転している場合、変速制御油圧回路からの作動圧油が第２給油孔７３を介して第２チューブ式クラッチ６７に供給されると、第２チューブ式クラッチ６７はクラッチケース２の内筒部５と第２カムプレート４３との間で膨張する。すると、第２カム機構４２の第２カムプレート４３は、第２チューブ式クラッチ６７と摩擦係合することによって摩擦制動力をうけ、ハブ３と同期回転しているピストン３５に対し相対回転する。これにより、図５に示したように、第２ローラ４７が第２カム６３の第１傾斜面６３ｂに沿って転動し、ピストン３５と第２カム６３が軸方向に離反して、可変長継手３１が伸張作動することになる。この際、第２カムプレート４３がニードル軸受４０を介して第１カムプレート３９に係止されているため、ピストン３５はリターンスプリング５５の付勢力に抗して図１中左方に移動し、皿ばね２３を介してメインクラッチ４を押圧する。その結果、セパレータプレート１３とフリクションプレート１７とは、バッキングプレート１９側に押し付けられることで互いに圧着し、メインクラッチ４の結合が行われてハブ３の回転が停止する。
【００２４】
また、ハブ３が逆回転している場合、第２チューブ式クラッチ６７に作動圧油を供給し、第２カムプレート４３に摩擦制動力を作用させても、上述したように、第２ローラ４７が第２カム６３の谷部６３ａで滑り続け、ピストン３５も第２ローラ４７に対して空転するため、可変長継手３１が伸張することはない。その結果、ピストン３５がメインクラッチ４を押圧することができず、メインクラッチ４の結合は当然に行われない。
【００２５】
一方、ハブ３の正回転時に第２チューブ式クラッチ６７を結合させ、これによりメインクラッチ４が結合している状態で、ハブ３が正回転から逆回転に移行する場合、湿式多板クラッチ１は次のように作動する。正回転時には、上述したように、回転トルクはハブ３からクラッチケース２に伝達されている。この状態でハブ３が正回転から逆回転に移行すると、ハブ３の回転トルクは０を経てマイナスになる。このとき、セパレータプレート１３とクラッチケース２のスプライン係合には回転方向に若干遊びがあるため、ハブ３の回転トルクが０になった時点で、ピストン３５とハブ３とメインクラッチ４とは、一体的にクラッチケース２に対して所定量相対回転可能となる。
【００２６】
すると、可変長継手３１のピストン３５には第２ローラ４７を介して図１中左方に押圧する力の反力が作用しているため、この反力の回転方向分力により、ピストン３５と第２カムプレート４３との間で第２ローラ４７が第２カム６３の第１傾斜面６３ｂをを転動して谷部６３ａに嵌まり込む方向に一体に回転する。これにより、ピストン３５と第２カムプレート４３とが接近し、可変長継手３１が短縮作動することになる。その結果、可変長継手３１の軸方向長さが初期状態に復帰し、ピストン３５による押圧力が消滅してメインクラッチ４が解放状態となり、ハブ３はクラッチケース２に対して逆回転（空転）することになる。尚、第１実施形態では、皿ばね２３およびリターンスプリング５５の付勢力が存在するため、可変長継手３１の初期状態への復帰がより確実に行われる。
【００２７】
また、この状態からハブ３が再び正回転に移行すると、ハブ３の回転に伴ってピストン３５も正回転を始める。すると、第２カムプレート４３がクラッチケース２に対して回転方向で固定されているため、ピストン３５と第２カムプレート４３との間には正回転方向の相対回転が生じる。これにより、第２ローラ４７が第２カムプレート４３のカム６３の第１傾斜面６３ｂを転動し、ピストン３５と第２カムプレート４３とが離反し、可変長継手３１が伸張作動してメインクラッチ４が再び結合される。
【００２８】
図７は本発明の第２実施形態に係る湿式多板クラッチの要部縦断面図である。同図に示したように、この湿式多板クラッチ１では、可変長継手３１内における第１カム機構３８と第２カム機構４２との配置が異なるが、メインクラッチ４や可変長継手３１の基本構造や作動原理については上述した第１実施形態と同一である。第２実施形態の場合、ピストン３５には第２ローラ４７を介して第２カムプレート４３が対峙し、第２カムプレート４３の背面（図中、右方）に第１ローラ４５を介して第１カムプレート３９が対峙している。図８に示したように、第１実施形態と同様に、第１カムプレート３９には回転方向で前後対称な第１カム６１が形成され、第２カムプレート４３には回転方向で前後非対称な第２カム６３が形成されている。
【００２９】
第２実施形態では、第１チューブ式クラッチ６５に作動圧油が供給されると、ピストン３５と第１カムプレート３９との相対回転方向に応じて、図９，図１０に示したように、第１カム機構３８と第２カム機構４２との少なくとも一方が作動する。これにより、可変長継手３１が伸張作動し、ピストン３５はリターンスプリング５５の付勢力に抗して図７中左方に移動し、皿ばね２３を介してメインクラッチ４を押圧する。その結果、セパレータプレート１３とフリクションプレート１７とは、バッキングプレート１９側に押し付けられることで互いに圧着し、メインクラッチ４の結合が行われてハブ３の回転が停止する。
【００３０】
また、第２チューブ式クラッチ６７に作動圧油が供給されると、第１実施形態と同様に第２カム機構４２のみが作動する。すなわち、ピストン３５と第１カムプレート３９とが正回転している場合には、図１１に示したように、第２ローラ４７が第２カム６３の第１傾斜面６３ｂを転動し、可変長継手３１が伸張作動してメインクラッチ４が結合する。また、ピストン３５と第１カムプレート３９とが逆回転している場合には、図１２に示したように、第２ローラ４７は第２カム６３の谷部６３ａで滑り続け、第２傾斜面６３ｃを転動することができず、ピストン３５は第２カムプレート４３に対して離反せずに空転する。
【００３１】
図１３は本発明の第３実施形態に係る湿式多板クラッチの要部縦断面図である。同図に示したように、この湿式多板クラッチ１は、上述した第１，第２実施形態と異なり、可変長継手３１内に第１カム機構３８とワンウェイクラッチ機構８１とが設けられている。すなわち、第１実施形態と同様に、ピストン３５には第１ローラ４５を介して第１カムプレート３９が対峙しているが、第１カムプレート３９とクラッチケース２の内筒部５との間にはスプラグ等のクラッチ要素８３と内輪８５とからなるワンウェイクラッチ機構８１が介装されており、第２チューブ式クラッチ６７はワンウェイクラッチ機構８１の内輪８５を係止する位置に配設されている。また、本実施形態の第１カム機構３８は、図１４に示したように、ピストン３５側にも第１カムプレート３９側の第１カム６１と同様形状のピストン側カム８７が形成されており、第１ローラ４５は両カム６１，８７の傾斜面６１ｂ，８７ｂを転動可能となっている。尚、本実施形態の場合、コイル状のリターンスプリング５５が用いられており、クラッチケース２の内筒部５にはこのリターンスプリング５５を支持するばね受板８９が係止されている。
【００３２】
第３実施形態の場合、ハブ３の回転時においては、第１チューブ式クラッチ６５に作動圧油が供給されると、第１カムプレート３９が係止されてピストン３５との相対回転が生じる。これにより、図１５に示したように第１ローラ４５が両カム６１，８７の傾斜面６１ｂ，８７ｂを転動し、ピストン３５が図中左方に移動して、第１，第２実施形態と同様にメインクラッチ４が結合する。
【００３３】
また、ハブ３の正回転時においては、第２チューブ式クラッチ６７に作動圧油が供給されると、ワンウェイクラッチ機構８１の内輪８５がクラッチケース２に係合される。すると、第１カムプレート３９と内輪８５との間に介装されたワンウェイクラッチ機構８１のクラッチ要素８３が係合方向に作動し、ピストン３５と第１カムプレート３９とが相対回転し、図１５に示したように、第１ローラ４５が両カム６１，８７の傾斜面６１ｂ，８７ｂを転動し、ピストン３５が図中左方に移動して、第１，第２実施形態と同様にメインクラッチ４が結合する。
【００３４】
一方、この状態でハブ３が正回転から逆回転に移行すると、ハブ３の回転トルクは０を経てマイナスになる。このとき、セパレータプレート１３とクラッチケース２のスプライン係合には回転方向に若干遊びがあるため、ハブ３の回転トルクが０になった時点で、ピストン３５とハブ３とメインクラッチ４とは、一体的にクラッチケース２に対して所定量相対回転可能となる。
すると、第１カムプレート３９には第１ローラ４５を介して図１中右方に押圧する力の反力が作用しているため、この反力の回転方向分力により、第１カムプレート３９は、ピストン３５と第１カムプレート３９との間で第１ローラ４５が両カム６１，８７の傾斜面６１ｂ，８７ｂを転動して谷部６１ａ，８７ａに嵌まり込む方向に回転する。これにより、ピストン３５と第１カムプレート３９とが接近し、可変長継手３１が短縮作動することになる。その結果、可変長継手３１の軸方向長さが初期状態に復帰し、ピストン３５による押圧力が消滅してメインクラッチ４が解放状態となり、図１６に示したように、ハブ３は第１カムプレート３９と一体にクラッチケース２に対して逆回転（空転）することになる。
【００３５】
このように、上記各実施形態の湿式多板クラッチ１では、第２カム機構４２やワンウェイクラッチ機構８１を用いたことで、ハブ３の回転方向の変化に応じてメインクラッチ４の結合・解放が自動的に行われる。
以上のように、本発明による湿式多板クラッチは、図１７に示す第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２とワンウェイクラッチＦ１の機能を、ワンウェイクラッチの自動結合も含め、すべて有しているため、シフトダウン時にも変速ショックを発生することなく、前記３つの機械要素を１つの装置で実現することが出来る。
【００３６】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記各実施形態は自動車用の自動変速機に組み込まれるブレーキやワンウェイクラッチに本発明を適用したものであるが、自動変速機のクラッチや産業機械用のクラッチ装置等、他の摩擦係合装置に適用してもよい。また、第１摩擦係合手段としては、上述した湿式多板クラッチの他、軸方向押圧力で作動するものであれば、単板クラッチやコーンクラッチ等、種々のものが採用可能である。また、チューブ式クラッチの作動源として、上述した作動圧油に代えて、圧縮空気を用いるようにしてもよい。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、装置を構成する各部材の形状やその作動等も適宜変更可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、コンパクトかつ比較的簡単な構成を採りながら、自動車用自動変速機等に採用した際にシフトダウン時における変速ショックの防止を図れる他、ブレーキ、クラッチ、およびワンウェイクラッチの機能を単一の装置によって実現できる。また、スプラグ等を用いたワンウェイクラッチ機構を採用したものにあっては、カム面の加工工数が半減するため、製造コストの大幅な低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る湿式多板クラッチを示す要部縦断面図である。
【図２】第１実施形態における第１カム機構を示す説明図である。
【図３】第１実施形態における第１カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図４】第１実施形態における第２カム機構を示す説明図である。
【図５】第１実施形態における第２カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図６】第１実施形態における第２カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る湿式多板クラッチを示す要部縦断面図である。
【図８】第２実施形態における第１，第２カム機構を示す説明図である。
【図９】第２実施形態における第１，第２カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態における第１，第２カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図１１】第２実施形態における第１，第２カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図１２】第２実施形態における第１，第２カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る湿式多板クラッチを示す要部縦断面図である。
【図１４】第３実施形態における第１カム機構を示す説明図である。
【図１５】第３実施形態における第１カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図１６】第３実施形態における第１カム機構の作動状態を示す説明図である。
【図１７】自動車用自動変速機の構造を示す模式図である。
【図１８】自動変速機で各変速段を確立するための摩擦係合要素のオン・オフ状態を示す図である。
【符号の説明】
１‥‥湿式多板クラッチ
２‥‥クラッチケース
３‥‥ハブ
４‥‥メインクラッチ
１３‥‥セパレータプレート
１７‥‥フリクションプレート
１９‥‥バッキングプレート
２３‥‥皿ばね
３１‥‥可変長継手
３５‥‥ピストン
３８‥‥第１カム機構
３９‥‥第１カムプレート
４２‥‥第２カム機構
４３‥‥第２カムプレート
４５‥‥第１ローラ
４７‥‥第２ローラ
５５‥‥リターンスプリング
６１‥‥第１カム
６３‥‥第２カム
６５‥‥第１チューブ式クラッチ
６７‥‥第２チューブ式クラッチ
８１‥‥ワンウェイクラッチ機構
８３‥‥クラッチ要素
８５‥‥内輪
８７‥‥ピストン側カム
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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