JP2005299920A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッチ係合を速やかに応答性よく実行可能なクラッチ装置の提供。
【解決手段】 クラッチ装置５０は、クラッチドラム５１と、クラッチドラム５１内に移動自在に配置されるピストン５２とを備え、クラッチ係合の際にクラッチドラム５１とピストン５２との間の油室５３に作動油を供給してピストン５２を移動させるものである。そして、ピストン５２を挟んで油室５３の反対側には、作動油で満たされる遠心油圧キャンセル室５５を画成するキャンセルプレート５４が配置されており、クラッチ係合の際に、遠心油圧キャンセル室５５内の作動油は、当該遠心油圧キャンセル室５５の外周側から外部に排出される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、クラッチドラムとピストンとを備えたクラッチ装置に関し、特に、クラッチドラムとピストンとの間の油室内に生じる遠心油圧を相殺することができるクラッチ装置に関する。

従来から、クラッチドラムとピストンとの間の油室内に生じる遠心油圧を相殺するための遠心油圧キャンセル室を備えたクラッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このクラッチ装置では、ピストンを挟んで上記油室の反対側にキャンセルプレートが配置され、このキャンセルプレートとピストンとの間に作動油で満たされる遠心油圧キャンセル室が画成される。そして、クラッチ係合の際には、ピストンがキャンセルプレートに向けて移動するように上記油室内に作動油が供給される。この場合、ピストンがキャンセルプレートに接近することにより遠心油圧キャンセル室の容積が減少するので、遠心油圧キャンセル室内の作動油を外部に排出する必要が生じる。このため、特許文献１に記載のクラッチ装置では、クラッチ係合の際、キャンセルプレートの内周部とキャンセルプレートが固定される回転部材とに形成された切欠きから、遠心油圧キャンセル室内の作動油が外部に排出される。

特開２００１−４１２６１号公報

しかしながら、上述のように構成される従来のクラッチ装置では、クラッチ係合のためにピストンをキャンセルプレートに向けて移動させ始めてからクラッチ係合が完了するまでのタイムラグが大きく、特に、作動油の流動性が悪化する周囲温度が低い場合、このようなタイムラグが顕著となるおそれがあった。

そこで、本発明は、クラッチ係合を速やかに応答性よく実行することができるクラッチ装置の提供を目的とする。

本発明によるクラッチ装置は、クラッチドラムと、クラッチドラム内に移動自在に配置されるピストンとを備え、クラッチ係合の際にクラッチドラムとピストンとの間の油室に作動油を供給してピストンを移動させるクラッチ装置において、ピストンを挟んで油室の反対側に、作動油で満たされ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を備え、クラッチ係合の際に、遠心油圧キャンセル室内の作動油が該遠心油圧キャンセル室の外周側から外部に排出されることを特徴とする。

一般に、遠心油圧キャンセル室内においても、クラッチドラムとピストンとの間の油室と同様に遠心油圧が発生することから、遠心油圧キャンセル室内の作動油の圧力は、キャンセル室内の外周側ほど高まることになる。従って、このクラッチ装置のように、クラッチ係合の際に遠心油圧キャンセル室内の作動油がキャンセル室の外周側から外部に排出されるようにしておけば、ピストンをキャンセルプレートに向けて移動させ始めると、ピストンの移動量に応じた量の作動油が遠心油圧キャンセル室から外部へと速やかに流出することになる。この結果、このクラッチ装置では、周囲温度が低く作動油の粘性が高いような場合であっても、クラッチ係合を開始してから完了するまでのタイムラグを良好に低減可能となり、クラッチ係合を速やかに応答性よく実行することができる。

この場合、本発明によるクラッチ装置では、クラッチ係合のためにピストンをキャンセルプレートに向けて移動させると、ピストンの外周部とキャンセルプレートの外周部との間に流路が形成されると好ましい。

また、ピストンは、キャンセルプレートの外周部と当接可能な段部を有し、当該段部は、クラッチ解除の際にキャンセルプレートと協働して遠心油圧キャンセル室からの作動油の流出を規制すると好ましい。このような構成によれば、クラッチ解除の際には、遠心油圧キャンセル室からの作動油の流出を確実に阻止可能となり、クラッチ係合の際には、遠心油圧キャンセル室内の作動油をキャンセル室の外周側から外部へと速やかに流出させることができる。そして、かかる構成は、低コストかつ容易に実現することができる。

更に、ピストンの外周部およびキャンセルプレートの外周部のそれぞれには孔部が形成され、クラッチ係合のためにピストンを移動させると、ピストンの孔部とキャンセルプレートの孔部とが互いに連通してもよい。このような構成によっても、クラッチ解除の際には、遠心油圧キャンセル室からの作動油の流出を確実に阻止可能となり、クラッチ係合の際には、遠心油圧キャンセル室内の作動油をキャンセル室の外周側から外部へと速やかに流出させることができる。そして、かかる構成も、低コストかつ容易に実現することができる。

また、本発明によるクラッチ装置は、クラッチ係合が完了する際に遠心油圧キャンセル室からの作動油の排出が規制されると好ましい。このような構成のもとでは、クラッチ係合が完了した際（実質的に完了した際）に、遠心油圧キャンセル室内に作動流体を残留させることが可能となる。これにより、クラッチ解除に際して、遠心油圧キャンセル室内に残留した作動流体からピストンに対して遠心油圧による反力を作用させることができるので、クラッチ解除を速やかに応答性よく良好に実行可能となる。

この場合、クラッチ係合のためにピストンをキャンセルプレートに向けて移動させると、ピストンの外周部とキャンセルプレートの外周部との間に流路が形成され、ピストンをキャンセルプレートに向けて更に移動させると、クラッチ係合の完了前に流路が閉鎖されると好ましい。また、ピストンは、キャンセルプレートの外周部と当接可能な第１の段部と、この第１の段部よりも内側に形成されており、キャンセルプレートの外周部と当接可能な第２の段部とを含み、第１の段部と第２の段部との間では、キャンセルプレートの外周部とピストンとの間に隙間が形成されると好ましい。

本発明によれば、クラッチ係合を速やかに応答性よく実行することができるクラッチ装置の実現が可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明によるクラッチ装置を含む車両用トランスアクスルの一部を示す拡大断面図である。同図に示されるトランスアクスル１は、図示されないエンジンの側方に配置され、当該エンジンのクランクシャフトと連結される。トランスアクスル１は、トランスアクスルハウジング２やトランスアクスルケース３を含む。トランスアクスルハウジング２の内部には、トルクコンバータ１０が配置されており、トランスアクスルケースの内部には、本発明によるクラッチ装置５０を含む前後進切り換え機構（動力伝達装置）３０やベルト式無段変速機（ＣＶＴ）５、更には、図示されない最終減速機（差動装置）等が配置される。

トルクコンバータ１０は、図示されないドライブプレートを介してエンジンのクランクシャフトに固定されるフロントカバー１１を有する。フロントカバー１１には、図１に示されるように、ポンプインペラ１２が取り付けられている。また、トルクコンバータ１０は、ポンプインペラ１２と対向する状態で回転可能なタービンランナ１３を含む。タービンランナ１３は、タービンハブ１４を介してクランクシャフトと概ね同軸に延びる入力シャフトＳに固定されている。更に、ポンプインペラ１２およびタービンランナ１３の内側にはステータ１５が配置されている。ステータ１５には、その回転方向を一方向のみに設定するワンウェイクラッチ１６を介して中空軸１７が固定されており、上述の入力シャフトＳは、この中空軸１７の内部に挿通されている。このように構成されるトルクコンバータ１０は、ポンプインペラ１２とタービンランナ１３との回転速度差が大きい時には、トルク増幅機として作動し、両者の回転速度差が小さくなると、流体継手として作動する。

そして、入力シャフトＳのフロントカバー１１側の端部には、タービンハブ１４に連結されたダンパユニット１８と、ロックアップピストン１９０や摩擦板１９１を含み、フロントカバー１１とダンパユニット１８（タービンハブ１４）とを連結するロックアップクラッチ機構１９が配置されている。ロックアップクラッチ機構１９は、車両の発進後、車速が所定速度に達すると作動され、それにより、エンジンからフロントカバー１１に伝えられた動力が入力シャフトＳに機械的かつ直接に伝達されるようになる。また、フロントカバー１１から入力シャフトＳに伝達されるトルクの変動は、ダンパユニット１８によって吸収される。

図１に示されるように、本実施形態のロックアップクラッチ機構１９では、入力シャフトＳのフロントカバー１１側の先端部が縮径されており、入力シャフトＳの縮径部Ｓｄによってロックアップピストン１９０の内周側端部１９０ａが支持される。そして、ロックアップピストン１９０の内周側端部１９０ａは、タービンハブ１４に向けて延在しており、入力シャフトＳの大径部の端面Ｓｅによって位置決めされる。これにより、ロックアップクラッチ機構１９では、ロックアップ時にタービンハブ１４の前後の差圧を無くすことができるので、フロントカバー１１とロックアップピストン１９０との間にスラスト軸受を配置する必要がない。また、本実施形態では、図１からわかるように、入力シャフトＳを縮径させた分だけ、ロックアップピストンの受圧面積が大きくなるので、その分だけトルク容量を増大化させることができる。なお、図１の例では、ロックアップクラッチ機構１９は、単板式のクラッチ機構として構成されているが、これに限られるものではなく、ロックアップクラッチ機構１９は、多板クラッチ機構として構成されてもよい。

また、図２に示されるように、入力シャフトＳのフロントカバー１１側の先端部は、縮径されなくてもよい。図２に示されるトルクコンバータ１０Ａのロックアップクラッチ機構１９Ａでは、ロックアップピストン１９０の内周側端部１９０ａが入力シャフトＳの縮径されていない先端部によって支持され、ロックアップピストン１９０は、タービンハブ１４のフロントカバー１１側に形成された凹部１４ａによって位置決めされる。かかる構成を採用しても、ロックアップ時に、タービンハブ１４の前後の差圧を無くすことが可能となるので、フロントカバー１１とロックアップピストン１９０との間にスラスト軸受を配置する必要がなくなる。

図１に示されるように、トルクコンバータ１０と前後進切り換え機構３０との間には、オイルポンプ２０が配置されている。オイルポンプ２０は、ポンプボディー２１、ポンプカバー２２、ドライブギヤ２３およびドリブンギヤ２４等を含む。ドライブギヤ２３は、ハブ２５を介してポンプインペラ１２と接続されると共に、中空軸１７に対してスプライン嵌合されている。また、ポンプボディー２１とポンプカバー２２とは、互いにボルト結合された上でトランスアクスルケース３側に固定されている。従って、エンジンの動力は、ポンプインペラ１２を介してドライブギヤ２３に伝達されることになり、これにより、オイルポンプ２０が駆動される。

一方、前後進切り換え機構３０は、入力シャフトＳと変速機５との間の動力伝達経路上に設けられており、遊星歯車機構４０と、いわゆるフォワードクラッチとして用いられる本発明によるクラッチ装置５０と、リバースブレーキ７０とを含む。遊星歯車機構４０は、リングギヤ４１、入力シャフトＳに取り付けられたサンギヤ４２、リングギヤ４１またはサンギヤ４２と噛合う複数のピニオンギヤ４４、並びにピニオンギヤ４４をサンギヤ４２の周囲で一体的に公転可能な状態に保持するキャリヤ４５を含む。リングギヤ４１、サンギヤ４２、およびピニオンギヤ４４としては、ギヤノイズを低減するためにヘリカルギヤが採用される。

クラッチ装置５０は、遊星歯車機構４０を介した入力シャフトＳと変速機５のプライマリシャフト６との動力伝達経路を接続・遮断するものである。図１および図３に示されるように、クラッチ装置５０は、ポンプカバー２２等を介して入力シャフトＳに連結されたクラッチドラム５１を含む。クラッチドラム５１は、ポンプカバー２２に対して入力シャフトＳの軸方向に嵌め込まれる基部５１ａと、基部５１ａから入力シャフトＳの径方向に延出された径方向端部５１ｂと、径方向端部５１ｂの外周部から変速機５に向けて入力シャフトＳと概ね平行に延出された外側筒状部５１ｃとを有する。

クラッチドラム５１の内部には、ピストン５２が摺動自在に配置されている。ピストン５２は、クラッチドラム５１の基部５１ａに対して入力シャフトＳの軸方向に摺動自在となるように嵌め込まれる基部５２ａと、基部５２ａから入力シャフトＳの径方向に延出された径方向端部５２ｂと、径方向端部５２ｂの外周部から変速機５に向けて入力シャフトＳと概ね平行に延出された外側筒状部（ピストンの外周部）５２ｃとを有する。クラッチドラム５１の基部５１ａとピストン５２の基部５２ａとの間およびクラッチドラム５１の外側筒状部５１ｃとピストン５２の外側筒状部５２ｃとの間は、油密状態に保たれる。そして、クラッチドラム５１とピストン５２との間には油室５３が画成され、クラッチドラム５１の基部５１ａには、油室５３に作動油を供給するための孔部５１ｄが形成されている。

更に、クラッチドラム５１の基部５１ａには、ピストン５２を挟んで油室５３の反対側に位置するようにキャンセルプレート５４が固定されている。キャンセルプレート５４の外周端部は、クラッチドラム５１の外側筒状部５１ｃの内面付近に達しており、キャンセルプレート５４は、ピストン５２の背面と協働して遠心油圧キャンセル室５５を画成する。クラッチドラム５１の基部５１ａには、遠心油圧キャンセル室５５に作動油を供給するための孔部５１ｅが形成されており、遠心油圧キャンセル室５５は基本的に作動油で満たされる。また、ピストン５２（径方向端部５２ｂ）の背面とキャンセルプレート５４との間には、リターンスプリング５６が配置されている。リターンスプリング５６は、ピストン５２をクラッチドラム５１の径方向端部５１ｂに向けて付勢する。

そして、クラッチドラム５１の外側筒状部５１ｃの内面には、入力シャフトＳと平行に延びる複数のスプライン５１ｓが所定間隔をおいて配設されており、これらのスプライン５１ｓには、受圧板５７と複数の摩擦板５８とが摺動自在に嵌め込まれている。受圧板５７と各摩擦板５８とは、クラッチドラム５１に対して入力シャフトＳの軸方向に摺動自在である一方、入力シャフトＳの周方向においてクラッチドラム５１と一体化されている。受圧板５７は、ピストン５２の外側筒状部５２ｃの遊端部と接触できるように、最もピストン５２に近接して配置されている。また、最も変速機５側の摩擦板５８は、スナップリング５９によって軸方向に位置決めされている。

図３に示されるように、複数のピニオンギヤ４４を一体的に保持するキャリヤ４５は、クラッチドラム５１に向けて延びる筒状部４５ａを有しており、この筒状部４５ａの外周面にも入力シャフトＳと平行に延びる複数のスプライン４５ｓが所定間隔をおいて配設されている。これらのスプライン４５ｓには、複数の摩擦板４６が摺動自在に嵌め込まれている。各摩擦板４６は、クラッチドラム５１の互いに隣り合う摩擦板５８同士の間に配置されており、筒状部４５ａに対して入力シャフトＳの軸方向に摺動自在である一方、入力シャフトＳの周方向において筒状部４５ａと一体化されている。また、キャリヤ４５は、変速機５に向けて延びる連結部４５ｂを有しており、この連結部４５ｂは、プライマシャフト６に連結（スプライン嵌合）されている。

リバースブレーキ７０は、リングギヤ４１の回転を許容または規制することにより、プライマリシャフト６の回転方向を制御するものである。すなわち、リバースブレーキ７０は、入力シャフトＳと平行に延びる複数のスプライン７０ｓを有する。これら複数のスプライン７０ｓは、リングギヤ４１を囲むようにトランスアクスルケース３の内面に所定間隔をおいて配設されており、これらのスプライン７０ｓには、複数の摩擦板７１が摺動自在に嵌め込まれている。各摩擦板７１は、トランスアクスルケース３に対して入力シャフトＳの軸方向に摺動自在である一方、入力シャフトＳの周方向においてトランスアクスルケース３と一体化されている。また、最もクラッチドラム５１側の摩擦板７１は、スナップリング７２によって軸方向に位置決めされる。

そして、リングギヤ４１の外周面にも、入力シャフトＳと平行に延びる複数のスプライン４１ｓが所定間隔をおいて配設されている。これらのスプライン４１ｓには、複数の摩擦板７３が摺動自在に嵌め込まれている。各摩擦板７３は、トランスアクスルケース３側の摩擦板７１同士の間に配置されており、リングギヤ４１に対して入力シャフトＳの軸方向に摺動自在である一方、入力シャフトＳの周方向においてリングギヤ４１と一体化されている。

更に、トランスアクスルケース３の内部には、ブレーキピストン７４が摺動自在に配置されており、ブレーキピストン７４の背後には、油室７５が形成されている（図１参照）。ブレーキピストン７４には、リターンスプリング７６を介してリテーナ７７が接続されている。リテーナ７７は、トランスアクスルケース３の各スプライン７０ｓに嵌め込まれており、最も変速機５側の摩擦板７１と当接可能である。これらのブレーキピストン７４、油室７５、リターンスプリング７６およびリテーナ７７は、リバースブレーキ７０の油圧アクチュエータを構成する。

さて、上述のように構成されるトランスアクスル１では、ユーザによって変速機５がパーキングあるいはニュートラルレンジからドライブレンジに設定されると、孔部５１ｄを介してクラッチドラム５１とピストン５２との間の油室５３に作動油が供給され、リターンスプリング５６の付勢力に抗してピストン５２がキャンセルプレート５４（変速機５）に向けて移動し、ピストン５２の外側筒状部５２ｃの遊端部が受圧板５７を押圧するようになる。これにより、クラッチドラム５１側の摩擦板５８と、キャリヤ４５（筒状部４５ａ）側の摩擦板４６とが摩擦接触（クラッチ係合）し、クラッチドラム５１と、プライマリシャフト６と結合したキャリヤ４５とが連結されることになる。この結果、クラッチ装置５０によりクラッチ係合が実行されると、エンジンからの駆動力が同じ回転方向でキャリヤ４５を介して変速機５（プライマリシャフト６）へと伝達される。

なお、油室５３から作動油を排出させ、クラッチドラム５１側の摩擦板５８と、キャリヤ４５（筒状部４５ａ）側の摩擦板４６との摩擦接触を解除（クラッチ解除）した状態で、リバースブレーキ７０によってリングギヤ４１がロックされると、エンジンからの駆動力は、逆回転でキャリヤ４５を介して変速機５へと伝達されることになる。

ここで、クラッチ装置５０では、クラッチドラム５１が入力シャフトＳと共に回転することから、油室５３内の作動油には遠心力が作用し、油室５３内で遠心油圧が発生する。このため、クラッチ装置５０では、ピストン５２の背後に作動油で満たされる遠心油圧キャンセル室５５が画成されており、遠心油圧キャンセル室５５内で発生する遠心油圧によって油室５３内で発生した遠心油圧が相殺される。このように構成されるクラッチ装置５０では、クラッチ係合のために、ピストン５２をキャンセルプレート５４に向けて移動させる必要があり、ピストン５２がキャンセルプレート５４に接近することにより遠心油圧キャンセル室５５の容積が減少する。従って、クラッチ係合の際には、遠心油圧キャンセル室５５内の作動油を外部に排出する必要があるが、遠心油圧キャンセル室５５からの作動油排出がスムースに行われないと、ピストン５２をキャンセルプレート５４に向けて移動させ始めてからクラッチ係合が完了するまでのタイムラグが大きくなってしまう。

このような点を考慮して、本発明によるクラッチ装置５０では、クラッチ係合の際に遠心油圧キャンセル室５５内の作動油がキャンセル室５５の外周側から外部に排出される。すなわち、入力シャフトＳの回転中、遠心油圧キャンセル室５５内においても、クラッチドラム５１とピストン５２との間の油室５３と同様に遠心油圧が発生することから、遠心油圧キャンセル室５５内の作動油の圧力は、キャンセル室５５内の外周側ほど高まることになる。従って、クラッチ係合の際に遠心油圧キャンセル室５５内の作動油がキャンセル室５５の外周側から外部に排出されるようにしておけば、ピストン５２をキャンセルプレート５４に向けて移動させ始めると、ピストン５２の移動量に応じた量の作動油が遠心油圧キャンセル室５５から外部へと速やかに流出することになる。

本実施形態では、クラッチ係合時のキャンセル室５５からの作動油の速やかな排出と、クラッチ解除時のキャンセル室５５からの作動油の流出阻止とを低コストかつ容易に達成するために、図３および図４に示されるような構成が採用されている。すなわち、ピストン５２の外側筒状部５２ｃの遊端部には、入力シャフトＳに向けて突出する段部５２ｄが全周にわたって形成されており、キャンセルプレート５４の外周端部には、シール材６０が全周にわたって固定されている。段部５２ｄの最内周部は、キャンセルプレート５４のシール材６０の最外周部よりも入力シャフトＳに近づいており、キャンセルプレート５４は、シール材６０（キャンセルプレート５４の外周端部）がピストン５２の外側筒状部５２ｃの端面よりも径方向端部５２ｂ側に位置するようにクラッチドラム５１に固定されている。

これにより、ピストン５２による受圧板５７の押圧が解除された状態（クラッチ解除状態）では、ピストン５２の段部５２ｄと、キャンセルプレート５４のシール材６０（キャンセルプレート５４の外周端部）とが図３に示されるように互いに当接し合う。従って、ピストン５２の段部５２ｄは、クラッチ解除の際にキャンセルプレート５４（シール材６０）と協働して遠心油圧キャンセル室５５からの作動油の流出を確実に阻止する。

これに対して、クラッチ係合のためにピストン５２をキャンセルプレート５４に向けて移動させると、図４に示されるように、ピストン５２の段部５２ｄとキャンセルプレート５４のシール材６０との間には流路（隙間）が形成されることになる。従って、クラッチ装置５０では、クラッチ係合に際して、遠心油圧キャンセル室５５内の作動油をキャンセル室５５の外周側から外部へと速やかに排出させることができる。この結果、クラッチ装置５０では、周囲温度が低く作動油の粘性が高いような場合であっても、クラッチ係合の開始から完了までのタイムラグを良好に低減可能となり、クラッチ係合を速やかに応答性よく実行することができる。なお、遠心油圧キャンセル室５５の外周側から外部に流出した作動油は、クラッチドラム５１の基部５１ａに形成された孔部５１ｆを介して油圧系統へと戻される。

図５は、本発明によるクラッチ装置の変形例を示す断面図である。図５の例では、ピストン５２の外側筒状部５２ｃに段部を形成する代わりに、外側筒状部５２ｃの遊端部に段部６１ｄを有する段付シール材６１が全周にわたって固定されている。また、キャンセルプレート５４の外周端部には、シール材は取り付けられていない。かかる構成のもとでは、クラッチ解除状態では、ピストン５２に取り付けられた段付シール材６１の段部６１ｄと、キャンセルプレート５４の外周端部とが図５に示されるように互いに当接し合う。従って、ピストン５２側の段部６１ｄは、クラッチ解除の際にキャンセルプレート５４と協働して遠心油圧キャンセル室５５からの作動油の流出を確実に阻止する。

一方、クラッチ係合のためにピストン５２をキャンセルプレート５４に向けて移動させると、ピストン５２に取り付けられた段付シール材６１の段部６１ｄとキャンセルプレート５４の外周端部との間には流路（隙間）が形成され、遠心油圧キャンセル室５５内の作動油は、キャンセル室５５の外周側から外部へと速やかに流出する。このように、図５の構成を採用しても、クラッチ係合時のキャンセル室５５からの作動油の速やかな排出と、クラッチ解除時のキャンセル室５５からの作動油の流出阻止とを低コストかつ容易に達成することができる。

図６および図７は、本発明によるクラッチ装置の他の変形例を示す断面図である。図６および図７の例では、ピストン５２に対して段部を設ける代わりに、ピストン５２の外側筒状部５２ｃに孔部５２ｈが形成されている。また、キャンセルプレート５４は、クラッチドラム５１の基部５１ａに向けて入力シャフトＳと概ね平行に延出された外側筒状部５４ｃを有しており、外側筒状部５４ｃには、孔部５４ｈが形成されている。

図６に示されるように、ピストン５２が図中最も右側に位置するクラッチ解除状態では、ピストン５２の孔部５２ｈとキャンセルプレート５４の孔部５４ｈとが重なり合うことはない。そして、ピストン５２の外側筒状部５２ｃとキャンセルプレート５４の外側筒状部５４ｃとの間には、クラッチ解除状態にある際に孔部５２ｈと孔部５４ｈとの間に位置するようにシール材６２が全周にわたって介設されている。また、キャンセルプレート５４の外側筒状部５４ｃの両端部に対しても、シール材６３および６４が備えられている。これらのシール材６２，６３および６４により、クラッチ解除状態では、遠心油圧キャンセル室５５からの作動油の流出が確実に阻止される。

これに対して、クラッチ係合のためにピストン５２をキャンセルプレート５４に向けて移動させると、図７に示されるように、ピストン５２の外側筒状部５２ｃに形成された孔部５２ｈと、キャンセルプレート５４の外側筒状部５４ｃに形成された孔部５４ｈとが互いに連通するようになる。これにより、ピストン５２の外周部とキャンセルプレート５４の外周部との間に、孔部５２ｈおよび５４ｈを含む流路が形成されることになるので、遠心油圧キャンセル室５５内の作動油をキャンセル室５５の外周側から外部へと速やかに流出させることができる。このように、図６および図７に示される構成を採用しても、クラッチ係合時のキャンセル室５５からの作動油の速やかな排出と、クラッチ解除時のキャンセル室５５からの作動油の流出阻止とを低コストかつ容易に達成することができる。

以下、図８から図１１を参照しながら、本発明によるクラッチ装置の第２実施形態について説明する。なお、上述の実施形態に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。

図８に示されるクラッチ装置５０Ａにおいても、ピストン５２の外側筒状部５２ｃの遊端部に、入力シャフトＳに向けて突出する段部５２ｄが全周にわたって形成されており、キャンセルプレート５４の外周端部には、シール材６０が全周にわたって固定されている。段部５２ｄの最内周部は、キャンセルプレート５４のシール材６０の最外周部よりも入力シャフトＳに近づいており、キャンセルプレート５４は、シール材６０（キャンセルプレート５４の外周端部）がピストン５２の外側筒状部５２ｃの端面よりも径方向端部５２ｂ側に位置するようにクラッチドラム５１に固定されている。そして、このクラッチ装置５０Ａでは、ピストン５２の外側筒状部５２ｃに、段部５２ｄの軸方向内側に位置するように第２の段部５２ｅが全周にわたって形成されている。第２の段部５２ｅの最内周部は、キャンセルプレート５４のシール材６０の最外周部よりも僅かに入力シャフトＳに近づいている。そして、段部５２ｄと第２の段部５２ｅとの間隔ｘ（図９参照）は、シール材６０が装着されたキャンセルプレート５４の外周端部の軸方向長さよりも長く設定されている。

このように構成されるクラッチ装置５０Ａでは、クラッチ係合のためにピストン５２をキャンセルプレート５４に向けて移動させると、図９に示されるように、ピストン５２の段部５２ｄ（図中右端）とキャンセルプレート５４のシール材６０との間およびピストン５２の段部５２ｅ（図中左端）とキャンセルプレート５４のシール材６０との間には流路（隙間）が形成されることになる。すなわち、段部５２ｄと段部５２ｅとの間では、キャンセルプレート５４の外周部とピストン５２との間に隙間が形成される。従って、クラッチ装置５０Ａにおいても、クラッチ係合に際して遠心油圧キャンセル室５５内の作動油をキャンセル室５５の外周側から外部へと速やかに排出させることができる。

そして、図９の状態からピストン５２がキャンセルプレート５４に対して更に接近し、クラッチ係合が概ね完了した時点では、図１０に示されるように、ピストン５２の第２の段部５２ｅとキャンセルプレート５４のシール材６０とが当接するようになり、クラッチ係合の完了前にはピストン５２の段部５２ｅ（図中左端）とキャンセルプレート５４のシール材６０との間の流路が閉鎖される。これにより、クラッチ装置５０では、クラッチ係合が完了した際（実質的に完了した際）に、遠心油圧キャンセル室５５内に作動流体を残留させることが可能となる。

この結果、クラッチ装置５０Ａでは、周囲温度が低く作動油の粘性が高いような場合であっても、クラッチ係合の開始から完了までのタイムラグを良好に低減可能となり、クラッチ係合を速やかに応答性よく実行することができる。また、クラッチ装置５０Ａでは、変速機５がドライブレンジからニュートラルあるいはパーキングレンジに設定されてクラッチ解除が実行される際、遠心油圧キャンセル室５５内に残留した作動油からピストン５２に対して遠心油圧による反力を作用させることができるので、クラッチ解除を速やかに応答性よく実行可能となる。

なお、図１１に示されるように、ピストン５２の外側筒状部５２ｃに段部５２ｄおよび５２ｅを形成する代わりに、外側筒状部５２ｃの内周面に、段部６１ｄと、この段部６１ｄから所定間隔をおいて形成された第２の段部６１ｅとを有する段付シール材６１Ａが全周にわたって固定されてもよい。これにより、ピストン５２や段部６１ｄおよび６１ｅの耐久性を向上させることが可能となる。また、段付シール材６１Ａをピストン５２に対して固定するだけで２つの段部６１ｄおよび６１ｅを形成することができるので、生産性を向上させることができる。更に、この場合、キャンセルプレート５４の外周端部のシール材は省略され得ることから、その分だけキャンセルプレート５４に要するコストを低減させることが可能となる。なお、段部６１ｄと第２の段部６１ｅとを有する段付シール材６１Ａの代わりに、ピストン５２に第１および第２の段部が形成されるように、２つのシール材が外側筒状部５２ｃの内周面に固定されてもよい。

図１１の構成のもとでは、クラッチ係合のためにピストン５２をキャンセルプレート５４に向けて移動させると、ピストン５２に固定された段付シール材６１の段部６１ｄとキャンセルプレート５４の外周部との間および段付シール材６１の段部６１ｅとキャンセルプレート５４の外周部との間には流路（隙間）が形成されることになる。そして、ピストン５２にキャンセルプレートに対して更に接近し、クラッチ係合がほぼ完了した時点で、段付シール材６１の段部６１ｅとキャンセルプレート５４とが当接するようになり、クラッチ係合の完了前には、段付シール材６１の段部６１ｅとキャンセルプレート５４との間の流路が閉鎖される。

これにより、図１１の構成を採用しても、クラッチ係合に際して、遠心油圧キャンセル室５５内の作動油をキャンセル室５５の外周側から外部へと速やかに排出させることができる。従って、周囲温度が低く作動油の粘性が高いような場合であっても、クラッチ係合の開始から完了までのタイムラグを良好に低減可能となり、クラッチ係合を速やかに応答性よく実行することができる。また、図１１の構成においても、クラッチ係合が完了した際に遠心油圧キャンセル室５５内に作動流体を残留させることが可能となるので、クラッチ係合を解除する際に、遠心油圧キャンセル室５５内に残留した作動油からピストン５２に対して遠心油圧による反力を作用させることができる。従って、図１１の構成を採用しても、クラッチ解除を速やかに応答性よく実行可能となる。

本発明によるクラッチ装置を含む車両用トランスアクスルの一部を示す断面図である。 図１のトランスアクスルに適用可能な他のトルクコンバータを示す断面図である。 本発明によるクラッチ装置を示す断面図である。 本発明によるクラッチ装置を示す断面図である。 本発明によるクラッチ装置の変形例を示す断面図である。 本発明によるクラッチ装置の他の変形例を示す断面図である。 本発明によるクラッチ装置の他の変形例を示す断面図である。 本発明によるクラッチ装置の第２実施形態を示す断面図である。 図８のクラッチ装置の動作を説明するための拡大断面図である。 図８のクラッチ装置の動作を説明するための拡大断面図である。 本発明の第２実施形態における変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ トランスアクスル
５ ベルト式無段変速機
１０，１０Ａ トルクコンバータ
１９，１９Ａ ロックアップクラッチ機構
１９０ ロックアップピストン
１９０ａ 内周側端部
２０ オイルポンプ
３０ 前後進切り換え機構
４０ 遊星歯車機構
５０ クラッチ装置
５１ クラッチドラム
５１ａ 基部
５１ｂ 径方向端部
５１ｃ 外側筒状部
５１ｓ スプライン
５２ ピストン
５２ａ 基部
５２ｂ 径方向端部
５２ｃ 外側筒状部
５２ｄ，５２ｅ 段部
５２ｈ 孔部
５３ 油室
５４ キャンセルプレート
５４ｃ 外側筒状部
５４ｈ 孔部
５５ 遠心油圧キャンセル室
６０，６２，６３，６４ シール材
６１，６１Ａ 段付シール材
６１ｄ，６１ｅ 段部
７０ リバースブレーキ
Ｓ 入力シャフト

Claims (7)

1. クラッチドラムと、前記クラッチドラム内に移動自在に配置されるピストンとを備え、クラッチ係合の際に前記クラッチドラムと前記ピストンとの間の油室に作動油を供給して前記ピストンを移動させるクラッチ装置において、
   前記ピストンを挟んで前記油室の反対側に、作動油で満たされ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を備え、前記クラッチ係合の際に、前記遠心油圧キャンセル室内の作動油が該遠心油圧キャンセル室の外周側から外部に排出されることを特徴とするクラッチ装置。
2. 前記クラッチ係合のために前記ピストンを前記キャンセルプレートに向けて移動させると、前記ピストンの外周部と前記キャンセルプレートの外周部との間に流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記ピストンは、前記キャンセルプレートの外周部と当接可能な段部を有し、当該段部は、クラッチ解除の際に前記キャンセルプレートと協働して前記遠心油圧キャンセル室からの作動油の流出を規制することを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ装置。
4. 前記ピストンの外周部および前記キャンセルプレートの外周部のそれぞれには孔部が形成されており、前記クラッチ係合のために前記ピストンを移動させると、前記ピストンの前記孔部と前記キャンセルプレートの前記孔部とが互いに連通することを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ装置。
5. 前記クラッチ係合が完了する際に遠心油圧キャンセル室からの作動油の排出が規制されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のクラッチ装置。
6. 前記クラッチ係合のために前記ピストンを前記キャンセルプレートに向けて移動させると、前記ピストンの外周部と前記キャンセルプレートの外周部との間に流路が形成され、前記ピストンを前記キャンセルプレートに向けて更に移動させると、前記クラッチ係合の完了前に前記流路が閉鎖されることを特徴とする請求項５に記載のクラッチ装置。
7. 前記ピストンは、前記キャンセルプレートの外周部と当接可能な第１の段部と、この第１の段部よりも内側に形成されており、前記キャンセルプレートの外周部と当接可能な第２の段部とを含み、前記第１の段部と前記第２の段部との間では、前記キャンセルプレートの外周部と前記ピストンとの間に隙間が形成されることを特徴とする請求項６に記載のクラッチ装置。
   

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