JP4333469B2 - 自動変速機のクラッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機に備えられるクラッチ装置に関し、特に、そのクラッチ装置を小型化することができる技術に関する。

クラッチ装置の小型化を図るために、１つのクラッチドラムに２組の摩擦係合要素を支持させたクラッチ装置が知られている。かかるクラッチ装置の場合、クラッチドラムの内周側に、一方の摩擦係合要素を係合させるためのピストンを配置し、クラッチドラムの外周側に、他方の摩擦係合要素を係合させるためのピストンを配置することが考えられ、そのような構成において、一方のピストンを、所謂、引きピストンとしたものが知られている（たとえば、特許文献１）。

特許文献１に記載のクラッチ装置では、外周側のピストンを引きピストンとしており、そのピストンがクラッチドラムから離隔する方向に移動させられたときに、一方の摩擦係合要素が係合させられる。
特開２００３−１０６３４１号公報

ところで、上記特許文献１のクラッチ装置は、回転軸に、クラッチドラムと一体回転し、クラッチドラムのインナドラムと考えることもできる軸状部材をスプラインにより結合し、その軸状部材に、両方のピストンを摺動可能としている。そのため、その軸状部材は２つのピストンが摺動可能な長さが必要であり、軸長が比較的長くなってしまい、ひいては、クラッチ装置全体が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、小型化を図ることができるクラッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための第１発明は、(a)クラッチドラムと、(b)そのクラッチドラムに支持される第１および第２摩擦係合要素と、(c)そのクラッチドラムの外周側において軸方向に移動可能に配置され、前記第１摩擦係合要素を係合させるための第１ピストンと、(d)そのクラッチドラムの内周側において軸方向に移動可能に配置され、前記第２摩擦係合要素を係合させるための第２ピストンとを備えた自動変速機のクラッチ装置であって、(e)前記クラッチドラムは、回転軸に溶接されるインナドラムと、そのインナドラムに溶接され前記第１摩擦係合要素および前記第２摩擦係合要素を支持するアウタドラムとからなり、(f)前記第１ピストンが前記インナドラムに対して軸方向に摺動可能とされ、(g)前記第２ピストンが前記回転軸に対して軸方向に摺動可能とされ、(h)前記回転軸と前記インナドラムとの溶接部、および前記インナドラムと前記アウタドラムとの溶接部は、径方向に並設されていることを特徴とする。

また、第２発明は、第１発明のクラッチ装置において、前記アウタドラムは、前記インナドラムに溶接される内周側端部が、前記溶接部の深さ方向に形成されていることを特徴とする。

また、第３発明は、第２発明のクラッチ装置において、前記アウタドラムは、前記内周側端部よりもさらに前記溶接部の深さ方向に凹んだ環状折曲部を有することを特徴とする。

また、第４発明は、第１発明乃至第３発明のクラッチ装置において、前記アウタドラムには、前記第１ピストンとの間をシールするリップシールが設けられていることを特徴とする。

また、第５発明は、第１発明乃至第４発明のクラッチ装置において、前記第２ピストンには、前記アウタドラムとの間をシールするリップシール、および前記回転軸との間をシールするリップシールが設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、第１ピストンをインナドラムに摺動可能とし、第２ピストンを回転軸に摺動可能としているので、両方のピストンをインナドラムに摺動可能に構成するよりもインナドラムを短くすることができ、また、インナドラムと回転軸との間は溶接により結合されているので、前記特許文献１のように、スプラインにより結合する場合に比較して結合部分の軸方向寸法が短くなるので、このことによってもインナドラムを短くすることができる。従って、クラッチ装置全体を小型化することができる。また、前記回転軸と前記インナドラムとの溶接部、および前記インナドラムと前記アウタドラムとの溶接部は、径方向に並設されているため、回転軸とインナドラム、およびインナドラムとアウタドラムを、同時に溶接することが可能となるので、溶接コストを削減することができる。

第２発明によれば、アウタドラムの内周側端部が溶接部の深さ方向に形成されていることから、アウタドラムの内周側端部の径方向外側から、アウタドラムとインナドラムとの溶接部、およびインナドラムと回転軸との溶接部の探傷を行うことができる。

第３発明によれば、アウタドラムとインナドラムとの溶接部、およびインナドラムと回転軸との溶接部の探傷を行うための探傷用プローブの先端部が超音波出力部よりも先端側に突き出していても、その先端部を環状折曲部に収容することができるので、その先端部がアウタドラムの内周側端部の径方向外側に配置される場合に比較して、アウタドラムの内周側端部を短くすることができる。

第４発明によれば、アウタドラムに設けられたリップシールにより第１ピストンとアウタドラムとの間がシールされている。これに対して、前記特許文献１のように、第１ピストンとアウタドラムとの間をＯリングによりシールする場合には、Ｏリングを収容するためにその収容部分を肉厚にする必要があり、その肉厚とされた部分のために軸方向寸法が長くなってしまうが、第４発明の場合には、そのような肉厚な部分が必要なくなるので、アウタドラムの軸寸法を短くでき、ひいては、クラッチ装置をより小型化することができる。

第５発明によれば、リップシールにより、アウタドラムと第２ピストンとの間、および回転軸と第２ピストンとの間がシールされるので、第２ピストンの軸寸法を短くでき、ひいては、クラッチ装置をより小型化することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適用されたクラッチ装置１０を含む自動変速機の一部を示す断面図である。

クラッチ装置１０は、第１摩擦係合要素１２および第２摩擦係合要素１４を支持するクラッチドラム１６の外周側にそのクラッチドラム１６を覆うように第１ピストン１８が配置され、そのクラッチドラム１６の内周側に第２ピストン２０が配置された構造を有している。

クラッチドラム１６は、回転軸である入力軸２２に第１溶接部２４において互いに溶接されるインナドラム２６と、そのインナドラム２６と第２溶接部２８において互いに溶接されるアウタドラム３０とからなる。なお、上記入力軸２２は、エンジン等の走行用駆動源によって回転駆動されるトルクコンバータのタービン軸である。

上記インナドラム２６は円筒状部材であり、第１ピストン１８の内周側に配置され、第２ピストン２０側の端面が、入力軸２２において径方向外側に突き出す鍔部２２ａの第２ピストン２０側の面と一致させられている。そして、その鍔部２２ａの第２ピストン２０側の面の外周縁とインナドラム２６の第２ピストン２０側の面の内周縁に前記第１溶接部２４が形成されている。

一方、アウタドラム３０は、軸方向の一方に開口する有底円筒状部材であり、内周側端部となる内周側筒部３０ａと、その内周側筒部３０ａに内周縁が連結される環状の底部３０ｂと、その底部３０ｂの外周縁に連結される外周側筒部３０ｃとから構成されている。

上記内周側筒部３０ａは、インナドラム２６の外周に嵌合するように配置され、第２ピストン２０側の端面が前記インナドラム２６の第２ピストン２０側の端面と一致させられており、その端面の内周縁に前記第２溶接部２８が形成されている。従って、第１溶接部２４および第２溶接部２８は、径方向に並設されている。なお、内周側筒部３０ａの軸方向長さは、第１溶接部２４および第２溶接部２８の溶接深さよりも長くされている。

底部３０ｂは、入力軸２２の径方向に略垂直に設けられ、内周側筒部３０ａの第１ピストン１８側の端部に連結されている。また、その底部３０ｂには、径方向中間点よりもやや外周よりに、内周側筒部３０ａの第１ピストン１８側の端部よりもさらに第１ピストン１８側に凹んだ環状折曲部３０ｄが形成されている。

図２は、上記第１溶接部２４および第２溶接部２８の探傷検査を行うために、探傷用プローブ１００をアウタドラム３０の内周側筒部３０ａの外周側に配置した状態を示す図である。図２の場合には、探傷用プローブ１００は、超音波出力部１０２よりも先端側の先端部１０４がアウタドラム３０の底部３０ｂに形成されている環状折曲部３０ｄに収容されるように配置されており、その状態で上記超音波出力部１０２から溶接部２４、２８に向けて超音波が照射されることによって、溶接部２４、２８の探傷が行われる。

図１に戻って、アウタドラム３０の外周側筒部３０ｃは、底部３０ｂから第２ピストン２０方向に延びており、開口部付近の内周面に、第１摩擦係合要素１２の複数の内向摩擦板３２がスプライン嵌合されている。第１摩擦係合要素１２は、上記複数の内向摩擦板３２およびその複数の内向摩擦板３２の間に介在させられる複数の外向摩擦板３４から構成される。この複数の外向摩擦板３４は、クラッチハブとして機能するリングギヤ３６の外周面にスプライン嵌合している。

アウタドラム３０の外周側筒部３０ｃの内周面には、さらに、上記第１摩擦係合要素１２を支持している部分よりも底部３０ｂ側に、第２摩擦係合要素１４の内向摩擦板３８がスプライン嵌合されている。第２摩擦係合要素１４は、上記複数の内向摩擦板３８およびその複数の内向摩擦板３８の間に介在させられる複数の外向摩擦板４０から構成される。この複数の外向摩擦板４０は、入力軸２２に対して略垂直とされたクラッチハブ４２の外周面にスプライン嵌合されている。このクラッチハブ４２の内周縁はサンギヤ４４に固定されているので、クラッチハブ４２は、サンギヤ４４と一体回転させられる。

前記第１ピストン１８は、円環状の底部１８ａと、その底部１８ａの外周縁に連結されてアウタドラム３０の外周を覆う円筒部１８ｂと、その円筒部１８ｂに連結され、アウタドラム３０よりも軸方向に突き出す筒状の突出部１８ｃとからなる。この突出部１８ｃは、全周にわたりスプライン形状とされており、内周面のスプラインの歯先が円筒部１８ｃの内周面と一致するように構成されている。

上記第１ピストン１８の突出部１８ｃには、円環板状の押圧部材４６の外周縁がスプライン嵌合されている。その押圧部材４６の外周縁の一方の面は、第１ピストン１８の円筒部１８ｂの端面に当接され、他方の面は、突出部１８ｃの内側に固定されたスナップリング４８に当接されているので、押圧部材４６は、第１ピストン１８に対して周方向および軸方向に相対移動不能となっている。

また、上記底部１８ａには、アウタドラム３０の環状折曲部３０ｄを収容可能な環状凹部１８ｄが形成されている。そして、アウタドラム３０の環状折曲部３０ｄの外周側角部３０ｅの外周面には、第１ピストン１８の環状凹部１８ｄとアウタドラム３０の環状折曲部３０ｄとの間をシールするゴム製のリップシール５０が加硫により固着されている。

また、第１ピストン１８の内周縁はインナドラム２６に対して摺動可能とされており、また、その第１ピストン１８の内周縁とインナドラム２６との間も第１ピストン１８の内周縁に固着されたゴム製のリップシール５２によりシールされており、第１ピストン１８の底部１８ａとアウタドラム３０の底部３０ｂとの間に第１油圧室５４が形成されている。この第１油圧室５４に、インナドラム２６に形成された油孔５６を経由して作動油が供給されると、第１ピストン１８は、その底部１８ａがアウタドラム３０の底部３０ｂから離隔する方向に移動させられるので、第１ピストン１８の突出部１８ｃに固定された押圧部材４６が第１摩擦係合要素１２を押圧する。また、第１摩擦係合要素１２の押圧部材４６とは反対側には、アウタドラム３０の外周側筒部３０ｃに固定されて第１摩擦係合要素１２が軸方向の第２摩擦係合要素１４側へ移動することを阻止するスナップリング５８が設けられているので、押圧部材４６により第１摩擦係合要素１２が押圧されることにより、その第１摩擦係合要素１２を構成する複数の内向摩擦板３２および外向摩擦板３４は互いに係合させられる。

第１ピストン１８の第１油圧室５４とは反対の背面側には、バランサ６０がインナドラム２６の外周に嵌合している。このバランサ６０は、インナドラム２６の軸心に対して略垂直な円環板部６０ａと、その円環板部６０ａの外周縁に連結されて、第１ピストン１８側に向かう筒部６０ｂとからなる。上記円環板部６０ａと第１ピストン１８の底部１８ａとの間には、それらを互いに離隔する方向に付勢するリターンスプリング６２が設けられている。一方、バランサ６０の内周縁の第１ピストン１８とは反対側の面は、インナドラム２６の外周面に固設されたスナップリング６４に当接させられているので、バランサ６０は、第１ピストン１８から離隔する方向への移動が禁止されている。

また、上記筒部６０ｂの内周面の半径は、第１ピストン１８の環状凹部１８ｄの径方向外側面の半径よりも僅かに大きくなるように設定されており、環状凹部１８ｄの外周側角部１８ｅの外周面に設けられたゴム製のリップシール６６により、バランサ６０の筒部６０ｄと第１ピストン１８の環状凹部１８ｄとの間がシールされて、バランサ６０と第１ピストン１８の底部１８ａとの間に第２油圧室６８が形成されている。

インナドラム２６の前記バランサ６０が取り付けられている部分には、上記第２油圧室６８とバランサ６０の背面側（バランサ６０の第２油圧室６８とは反対側）の空間とを連通させる軸方向に延びる溝７０が周方向の複数箇所に設けられている。図３は、インナドラム２６を溝７０を含むように径方向に切断した断面図であり、図３に示すように、溝７０は本実施例では周方向に等間隔に８箇所設けられている。

さらに、インナドラム２６には、上記溝７０の第２油圧室６８と連通する側に一端が開口する油孔７２が形成されている。ただし、この油孔７２は、図３に示すように、全ての溝７０に対して設けられているのではなく、その一部（図３では４つ）に設けられている。この油孔７２は、第２油圧室６８に対して作動油を供給する供給油孔として機能し、作動油に遠心力が作用すると、作動油は、油孔７２および溝７０を介して入力軸２２側から第２油圧室６８に供給される。これにより、第２油圧室６８は、第１油圧室５４の遠心油圧をキャンセルするキャンセル室として機能する。また、上記油孔７２は、作動油の排出孔としても機能し、第１油圧室５４に作動油が供給されつつある状態では、第２油圧室６８内の作動油が油孔７２から排出されていくが、溝７０も作動油の排出路として機能し、第２油圧室６８内の作動油は溝７０を経由してバランサ６０の背面側へも排出されるので、第２油圧室６８からの作動油の排油抵抗が低減されている。

第２ピストン２０は、軸方向における位置が外周側ほど第２摩擦係合要素１４から段階的に離隔する内周側筒部２０ａと、その内周側筒部２０ａの外周縁に連結されて外周側ほど段階的に第２摩擦係合要素１４側に向かい、最外周部が第２摩擦係合要素１４と対向する外周側筒部２０ｂとからなる。上記内周側筒部２０ａと外周側筒部２０ｂとの連結部分の外周面（アウタドラム３０の底部３０ｂ側の面）にはゴム製のリップシール７４が固着されており、そのリップシール７４により、アウタドラム３０の底部３０ｂと第２ピストン２０との間がシールされる。また、第２ピストン２０の内周縁は入力軸２２に対して摺動可能とされており、また、その第２ピストン２０の内周縁と入力軸２２との間も、第２ピストン２０の内周縁に固着されたゴム製のリップシール７６によりシールされており、第２ピストン２０とアウタドラム３０の底部３０ｂとの間に第３油圧室７８が形成されている。

上記第３油圧室７８に、入力軸２２に形成された油孔８０を経由して作動油が供給されると、第２ピストン２０はアウタドラム３０の底部３０ｂから離隔する方向に移動させられて第２摩擦係合要素１４を押圧する。また、第２摩擦係合要素１４の第２ピストン２０とは反対側には、アウタドラム３０の外周側筒部３０ｃに固定されて第２摩擦係合要素１４が軸方向の第１摩擦係合要素１２側へ移動することを阻止するスナップリング８２が設けられているので、第２ピストン２０により第２摩擦係合要素１４が押圧されることにより、その第２摩擦係合要素１４を構成する複数の内向摩擦板３８および外向摩擦板４０は互いに係合させられる。

第２ピストン２０のアウタドラム３０の底部３０ｂとは反対側には、バランサ８４が入力軸２２の外周に嵌合させられている。このバランサ８４は、入力軸２２の軸心に対して略垂直に設けられた円環板状部材であり、バランサ８４と第２ピストン２０との間には、それらを互いに離隔する方向に付勢するリターンスプリング８６が設けられている。一方、バランサ８６の内周縁の第２ピストン２０とは反対側の面は、入力軸２２の外周面に固設されたスナップリング８８に当接させられているので、バランサ８４は、第２ピストン２０から離隔する方向への移動が禁止されている。

また、バランサ８４の外周縁には、第２ピストン２０との間をシールするゴム製のリップシール９０が設けられており、バランサ８４と第２ピストン２０との間には、第３油圧室７８の遠心油圧をキャンセルするキャンセル室として機能する第４油圧室９２が形成されている。

以上、説明したように、本実施例によれば、第１ピストン１８をインナドラム２６に摺動可能とし、第２ピストン２０を入力軸２２に摺動可能としているので、両方のピストン１８、２２をインナドラム２６に摺動可能に構成するよりもインナドラム２６を短くすることができ、また、インナドラム２６と入力軸２２との間は溶接により結合されているので、前記特許文献１のように、スプラインにより結合する場合に比較して結合部分の軸方向寸法が短くなるので、このことによってもインナドラム２６を短くすることができる。従って、クラッチ装置１０全体を小型化することができる。

また、本実施例によれば、第１溶接部２４および第２溶接部２８が径方向に並設されていることから、入力軸２２とインナドラム２６、およびインナドラム２６とアウタドラム３０を、同時に溶接することが可能となるので、溶接コストを削減することができる。

また、本実施例によれば、アウタドラム３０の内周側筒部３０ａが溶接部２４、２８の深さ方向に形成されていることから、アウタドラム３０の内周側筒部３０ａの径方向外側から、第１溶接部２４および第２溶接部２８の探傷を行うことができる。

また、本実施例によれば、探傷用プローブ１００において超音波出力部１０２よりも先端側の先端部１０４を、底部３０ｂに形成された環状折曲部３０ｄに収容することができるので、先端部１０４がアウタドラム３０の内周側筒部３０ａの径方向外側に配置される場合に比較して、アウタドラム３０の内周側筒部３０ａを短くすることができる。

また、本実施例によれば、アウタドラム３０に設けられたリップシール５０により第１ピストン１８とアウタドラム３０との間がシールされ第２ピストン２０に設けられたリップシール７４、７６により、アウタドラム３０と第２ピストン２０との間、および入力軸２２と第２ピストン２０との間がそれぞれシールされるので、アウタドラム３０および第２ピストン２０の軸寸法を短くでき、ひいては、クラッチ装置１０をより小型化することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では、回転軸は入力軸２２であったが、出力軸やカウンタ軸が回転軸であってもよい。

また、前述の実施例では、探傷用プローブ１００の先端部１０４を収容するために、アウタドラム３０の底部３０ｂに環状折曲部３０ｄが形成されていたが、先端部１０４の長さ、すなわち、超音波出力部１０２よりも先端側の長さが十分に短い場合など、先端部１０４をアウタドラム３０の内周側筒部３０ａの径方向外側に配置して探傷を行うようにしても内周側端部３０ａの長さがそれほど長くならない場合には、環状折曲部３０ｄが形成されていなくてもよい。

また、前述の実施例では、第１乃至第４油圧室５４、６８、７８、９２のシールはリップシール５０、５２、６６、７４、７６、９０により行われていたが、第５発明および第６発明の実施以外の場合には、リップシール５０、５２、６６、７４、７６、９０の一部または全部に代えて、オイルシール等、他のシール部材を用いても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用されたクラッチ装置を含む自動変速機の一部を示す断面図である。 第１溶接部および第２溶接部の探傷検査を行うために、探傷用プローブをアウタドラムの内周側筒部の外周側に配置した状態を示す図である。 インナドラムを溝を含むように径方向に切断した断面図である。

符号の説明

１０：クラッチ装置、 １２：第１摩擦係合要素、 １４：第２摩擦係合要素、 １６：クラッチドラム、 １８：第１ピストン、 ２０：第２ピストン、 ２２：入力軸（回転軸）、 ２４：第１溶接部、 ２６：インナドラム、 ２８：第２溶接部、 ３０：アウタドラム、 ３０ａ：内周側筒部（内周側端部）、 ３０ｄ：環状折曲部、 ５０：リップシール、 ７４：リップシール、 ７６：リップシール

Claims (8)

1. クラッチドラムと、
   該クラッチドラムに支持される第１および第２摩擦係合要素と、
   該クラッチドラムの外周側において軸方向に移動可能に配置され、前記第１摩擦係合要素を係合させるための第１ピストンと、
   該クラッチドラムの内周側において軸方向に移動可能に配置され、前記第２摩擦係合要素を係合させるための第２ピストンと
   を備えた自動変速機のクラッチ装置であって、
   前記クラッチドラムは、回転軸に溶接されるインナドラムと、該インナドラムに溶接され前記第１摩擦係合要素および前記第２摩擦係合要素を支持するアウタドラムとからなり、
   前記第１ピストンが前記インナドラムに対して軸方向に摺動可能とされ、
   前記第２ピストンが前記回転軸に対して軸方向に摺動可能とされ、
   前記回転軸と前記インナドラムとの溶接部、および前記インナドラムと前記アウタドラムとの溶接部は、径方向に並設されていることを特徴とする自動変速機のクラッチ装置。
2. 前記アウタドラムは、前記インナドラムに溶接される内周側端部が、前記溶接部の深さ方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機のクラッチ装置。
3. 前記アウタドラムは、前記内周側端部よりもさらに前記溶接部の深さ方向に凹んだ環状折曲部を有することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機のクラッチ装置。
4. 前記アウタドラムには、前記第１ピストンとの間をシールするリップシールが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の自動変速機のクラッチ装置。
5. 前記第２ピストンには、前記アウタドラムとの間をシールするリップシール、および前記回転軸との間をシールするリップシールが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の自動変速機のクラッチ装置。
6. 前記第１ピストンは、前記アウタドラムの環状折曲部の外周面に摺動可能に嵌合し、前記第２ピストンは、前記アウタドラムの環状折曲部の内周面に摺動可能に嵌合するものである請求項３の自動変速機のクラッチ装置。
7. 前記第１摩擦係合要素および第２摩擦係合要素は、前記クラッチドラム内において前記軸方向に所定距離を隔てて配置され、
   前記第１ピストンは、前記軸方向において前記第２ピストンから離隔する方向に駆動されたときに前記第１摩擦係合要素を押圧し、
   前記第２ピストンは、前記軸方向において前記第１ピストンから離隔する方向に駆動されたときに前記第２摩擦係合要素を押圧するものである請求項１乃至請求項６のいずれか１の自動変速機のクラッチ装置。
8. 前記回転軸と前記インナドラムとの溶接部、および前記インナドラムと前記アウタドラムとの溶接部は、前記回転軸の軸方向に直角な同一平面上において径方向に並設されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１の自動変速機のクラッチ装置。

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