JP2008164063A

JP2008164063A - 油圧クラッチ装置

Info

Publication number: JP2008164063A
Application number: JP2006354503A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Watabe; 寿喜渡部; Kiichiro Goto; 喜一郎後藤
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】ピストンの軸方向移動に対する抵抗を極力小さくして、ピストンの動作の応答性を向上させる。
【解決手段】油圧室Ａへ印加される制御油圧により軸方向へ移動してクラッチ５を押圧するピストン２と、このピストン２における前記油圧室Ａと反対側に配置され、外周端部３ｄがピストン２の外周筒部２ｅの内周面に径方向に対向された遠心油圧キャンセラ３と、ピストン２と遠心油圧キャンセラ３の間に介在されたリターンスプリング４とを備え、遠心油圧キャンセラ３の外周端部３ｄに、ピストン２がクラッチ５を押圧する方向へ移動した時にピストン２の端盤部２ｄと密接され、ピストン２がクラッチ５の押圧を解除する方向へ移動した時にピストン２の端盤部２ｄと非接触となるシールリップ３２が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の自動変速機における油圧クラッチ装置に関する。

自動車の自動変速機における油圧クラッチ装置は、油圧室への制御油圧の印加又は開放によって、ピストンがクラッチシリンダ内を移動し、駆動軸側のドライブプレートと従動軸側のドリブンプレートとを接続又は遮断させるようになっている。図４は、従来の技術による油圧クラッチ装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図４において、参照符号１０１は、不図示の駆動軸に取り付けられたハウジング、参照符号１０２は、ハウジング１０１内に軸方向移動可能に配置されてこのハウジング１０１の内端との間に油圧室Ａを画成する環状のピストン、参照符号１０３は、内周がハウジング１０１の内周部に係止されて、ピストン１０２の油圧室Ａと反対側の空間に平衡油室Ｂを画成する遠心油圧キャンセラ、参照符号１０４は、ピストン１０２と遠心油圧キャンセラ１０３の間に適宜圧縮状態に介装されたリターンスプリング、参照符号１０５は多板クラッチである。

ピストン１０２は、ハウジング１０１の内周部１０１ａ及び外周部１０１ｂとの間が、シールリップ１０２ａ及びＯリング１０１ｃによって密封されており、遠心油圧キャンセラ１０３は、その外周縁に、ピストン１０２の外周筒部の内周面と摺動可能に密接されたシールリップ１０３ａが一体に接着されている。また、ハウジング１０１の内周部１０１ａには、油圧室Ａに制御油圧を導入するための油通路Ｃと、平衡油室Ｂに作動油を供給する油通路Ｄが開設されている。

多板クラッチ１０５は、ハウジング１０１の外周部１０１ｂに軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドライブプレート１０５ａと、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ１０６に軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドリブンプレート１０５ｂが軸方向交互に配置された構造を有する。また、ピストン１０２の外周筒部の端部に形成された押圧鍔部１０２ｂが、多板クラッチ１０５と軸方向に対向されている。

すなわち、この油圧クラッチ装置は、油通路Ｃを介して油圧室Ａに制御油圧を印加することによって、ピストン１０２がリターンスプリング１０４を圧縮する方向へ変位し、多板クラッチ１０５におけるドライブプレート１０５ａとドリブンプレート１０５ｂを押し付けて摩擦係合させる。このため、多板クラッチ１０５が接続状態となり、不図示の駆動軸の駆動トルクが、ハウジング１０１から多板クラッチ１０５及びクラッチハブ１０６を介して不図示の従動軸へ伝達される。

また、この接続状態から、油圧室Ａの制御油圧を開放すると、ピストン１０２は、圧縮されたリターンスプリング１０４の復元力によって、油圧室Ａの容積を縮小させる方向へ復帰移動して、多板クラッチ１０５におけるドライブプレート１０５ａとドリブンプレート１０５ｂの摩擦係合状態を解除し、これによって、駆動軸から従動軸への駆動力伝達を遮断する。

上述のクラッチ断続動作において、ハウジング１０１及びピストン１０２は、駆動軸と共に軸心Ｏの周りに回転しているので、油圧室Ａ内に導入された作動油は遠心力によって外周側へ押し付けられる。したがって油圧室Ａ内には遠心油圧が発生し、この遠心油圧はリターンスプリング１０４によるピストン１０２の復帰動作を妨げるように作用する。しかしながら、ピストン１０２と遠心油圧キャンセラ１０３の間の平衡油室Ｂに充満している作動油にも同様に遠心油圧が発生しているため、ピストン１０２の軸方向両側で遠心油圧がほぼ均衡し、ピストン１０２の復帰動作によるクラッチの切断を円滑に行うことができるようになっている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２４１４６７号公報

ところが、この種の油圧クラッチ装置では、ピストン１０２に設けられたシールリップ１０２ａが、油圧室Ａの制御油圧及び遠心油圧によってハウジング１０１の外周部１０１ｂの内周面に押し付けられるのに加え、遠心油圧キャンセラ１０３に設けられたシールリップ１０３ａも同様に、平衡油室Ｂの遠心油圧によってピストン１０２の外周筒部の内周面に押し付けられるため、軸方向の摩擦抵抗によって、クラッチ断続動作の応答性を向上させることが困難であるといった問題が指摘される。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、油圧クラッチ装置におけるピストンの動作の応答性を向上させることにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る油圧クラッチ装置は、油圧室へ印加される制御油圧により軸方向へ移動してクラッチを押圧するピストンと、このピストンにおける前記油圧室と反対側に配置され、外周端部が前記ピストンに形成された外周筒部の内周面に径方向に対向された遠心油圧キャンセラと、前記ピストンと遠心油圧キャンセラの間に介在されたリターンスプリングとを備え、前記遠心油圧キャンセラの外周端部に、前記ピストンが前記クラッチを押圧する方向へ移動した時に前記ピストンの端盤部と密接され、前記ピストンが前記クラッチの押圧を解除する方向へ移動した時に前記ピストンの端盤部と非接触となるシールリップが設けられたものである。

上記構成によれば、遠心油圧キャンセラの外周部に設けられたシールリップがピストンの外周筒部の内周面に対して軸方向に摺動するものではないので、軸方向の摩擦抵抗を発生せず、摩耗も抑制される。また、ピストンがクラッチの押圧を解除する方向へ移動した時には、遠心油圧キャンセラの外周部に設けられたシールリップが前記ピストンの端盤部と非接触になるので、これによっても摩耗が少なくなり、しかもピストンの端盤部と密接したときのシールリップのつぶし代も小さなものとなるので永久変形が抑制され、耐久性が向上する。

本発明に係る油圧クラッチ装置によれば、遠心油圧キャンセラの外周部に設けられたシールリップが、軸方向の摩擦抵抗を発生しないので、その分、ピストンの動作の応答性を向上させることができ、しかも前記シールリップの耐久性を向上することができる。

以下、本発明に係る油圧クラッチ装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示すクラッチ接続解除状態の半断面図、図２は、同じくクラッチ接続状態の半断面図である。

図１及び図２に示される油圧クラッチ装置において、参照符号１は軸心Ｏを中心とする環状の作動空間Ｓを有するハウジング、参照符号２は、前記作動空間Ｓ内に軸方向移動可能に配置されてハウジング１との間に油圧室Ａを画成する環状のピストン、参照符号３は、このピストン２における油圧室Ａと反対側に配置されると共に内周が止め環３１を介してハウジング１の内周部１ａに軸方向に支持され、ピストン２との間に平衡油室Ｂを画成する遠心油圧キャンセラ、参照符号４は、ピストン２と遠心油圧キャンセラ３の間に適宜圧縮状態に介装されたリターンスプリング、参照符号５は多板クラッチである。

ハウジング１は、不図示の駆動軸に取り付けられており、その内周部１ａには、遠心油圧キャンセラ３を係止する止め環３１を装着するための環状溝が形成され、油圧室Ａに作動油（ＡＴＦ）による制御油圧を導入するための油通路１２と、平衡油室Ｂに作動油を供給する油通路１３が開設されている。また、ハウジング１の内周部１ａの外周面に、油通路１２，１３の間を通るように形成された環状溝にはＯリング１４が装着されている。

ピストン２は、金属板の打ち抜きプレス成形等によって製作されたものであって、ハウジング１の内周部１ａの外周面に遊嵌されると共にＯリング１４に軸方向摺動可能に密接される内周筒部２ａと、その油圧室Ａ側の端部から径方向に延びてリターンスプリング４の一端を担持するスプリング受け部２ｂと、その外周端から内周筒部２ａと同心的に延びる中間筒部２ｃと、その油圧室Ａ側の端部から径方向に延びる端盤部２ｄと、その外周端から内周筒部２ａと同心的に延びる外周筒部２ｅと、更にこの外周筒部２ｅの多板クラッチ５側の端部に形成された押圧鍔部２ｆを有する。端盤部２ｄと外周筒部２ｅの間の屈曲部には、ゴム状弾性材料からなるシールリップ２１が一体に接着されており、ハウジング１の外周部１ｂの内周面に軸方向摺動可能に密接されている。また、端盤部２ｄには、油圧室Ａ側へ打ち出された複数の突起２ｇが、円周方向等間隔で形成されている。

遠心油圧キャンセラ３は、金属板の打ち抜きプレス成形等によって製作されたものであって、先に説明した止め環３１を介してハウジング１の内周部１ａに軸方向に支持されると共にリターンスプリング４の他端を担持する円盤状のスプリング受け部３ａと、その外周端からピストン２側へ延びる中間筒部３ｂと、その端部から径方向に延びて、外周端部がピストン２の外周筒部２ｅの内周面に径方向に対向される端盤部３ｃを有する。端盤部３ｃの外周端部３ｄには、ゴム状弾性材料からなるシールリップ３２が一体に接着されている。

多板クラッチ５は、ハウジング１の外周部１ｂに軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドライブプレート５１と、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ６に軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドリブンプレート５２が軸方向交互に配置された構造を有する。そしてこの多板クラッチ５は、ピストン２の押圧鍔部２ｆにより押圧され、又は押圧が解除されることよって、クラッチ接続動作又は切断動作を行うものである。

遠心油圧キャンセラ３に設けられたシールリップ３２は、遠心油圧キャンセラ３の外周端部３ｄにおける平衡油室Ｂ側の面から、内周側へ傾斜しながらピストン２の端盤部２ｄ側へ向けて円錐筒状に延びており、前記外周端部３ｄに接着された基部３２ａが、僅かな隙間を介してピストン２の外周筒部２ｅの内周面と径方向に近接対向している。そしてこのシールリップ３２は、図２に示されるように、ピストン２がその押圧鍔部２ｆによって多板クラッチ５を押圧して接続状態とする下死点位置にある場合は、ピストン２の端盤部２ｄの内面と密接され、ピストン２が上死点位置にある状態、すなわち図１に示されるように、端盤部２ｄに形成された突起２ｇがハウジング１の上底面１ｃと当接する位置までピストン２が変位した状態では、ピストン２と非接触であって、その端盤部２ｄの内面に対して僅かな隙間を介して近接対向した状態となるものである。

以上の構成を備える油圧クラッチ装置は、油圧室Ａへの作動油の加圧供給（制御油圧の印加）によって、油圧室Ａが加圧されると、ピストン２がリターンスプリング４を圧縮しながら図１に示される上死点位置から図２に示される下死点位置へ変位して、このピストン２の押圧鍔部２ｆが多板クラッチ５を押圧し、ドライブプレート５１とドリブンプレート５２とを摩擦係合させる。このため、不図示の駆動軸からの駆動力が、ハウジング１、このハウジング１に係合されたドライブプレート５１、ドリブンプレート５２、及びこのドリブンプレート５２と係合されたクラッチハブ６を介して、不図示の従動軸へ伝達される。

ここで、ピストン２が図１に示される上死点位置にある状態では、遠心油圧キャンセラ３に設けられたシールリップ３２はピストン２と非接触であり、すなわち平衡油室Ｂの外周をシールしていないので、この平衡油室Ｂに発生する遠心油圧は、シールリップ３２の基部３２ａとピストン２の外周筒部２ｅとの僅かな隙間を介して開放され、減圧される。しかし、油圧室Ａの圧力も、この油圧室Ａ内に残存する少量の作動油による遠心油圧のみとなるため、油圧室Ａと平衡油室Ｂとの差圧による平衡油室Ｂ側へのピストン２の移動力は小さく抑えられる。

そして、ピストン２が図１に示される上死点位置からクラッチ接続方向への移動を開始した時点では、上述のように、遠心油圧キャンセラ３に設けられたシールリップ３２はピストン２と非接触であり、平衡油室Ｂに発生する遠心油圧は開放された状態にあるため、油圧室Ａに制御油圧を印加した時のピストン２の応答性が良い。しかも、ピストン２がクラッチ接続方向へ移動する過程で、このピストン２の端盤部２ｄがシールリップ３２に密接しても、このシールリップ３２は、ピストン２の外周筒部２ｅとは摺動しないので、ピストン２の軸方向移動に対する摩擦抵抗は、ピストン２のシールリップ２１の摺動部及びＯリング１４の摺動部のみで発生し、遠心油圧キャンセラ３に設けられたシールリップ３２には発生しない。このため、ピストン２はハウジング１内を円滑に移動して、多板クラッチ５を接続動作することができる。

また、遠心油圧キャンセラ３のシールリップ３２は、ピストン２の外周筒部２ｅと径方向に近接対向した端盤部３ｃの外周端部３ｄから延びているので、図２に示されるクラッチ接続状態において、回転速度の上昇によって平衡油室Ｂの遠心油圧が著しく上昇しても、前記シールリップ３２は、その外周側からピストン２の外周筒部２ｅによってバックアップされ、ピストン２の端盤部２ｄとの密接による良好なシール状態を維持する。このため、油圧室Ａの遠心油圧が平衡油室Ｂの遠心油圧で相殺されるので、ピストン２には、油圧室Ａの過大な圧力が作用することはなく、実質的に、油圧室Ａに印加される制御油圧のみで多板クラッチ５の接続が維持される。

次に、図２に示されるクラッチ接続状態から、油圧室Ａの制御油圧を開放すると、圧縮されたリターンスプリング４の反発力によって、ピストン２が図２に示される下死点位置から図１に示される上死点位置へ変位するので、多板クラッチ５のドライブプレート５１とドリブンプレート５２の摩擦係合が解除され、駆動軸から従動軸への駆動力の伝達が遮断される。

そして、ピストン２が図２に示される下死点位置からクラッチ遮断方向へ移動する過程では、ピストン２の端盤部２ｄの内面がシールリップ３２に密接されており、すなわち平衡油室Ｂの外周がシールされているので、平衡油室Ｂの遠心油圧によって油圧室Ａの遠心油圧が相殺され、リターンスプリング４によるピストン２の復帰移動（クラッチの切断動作）が円滑に行われる。

また、上述のように、遠心油圧キャンセラ３に設けられたシールリップ３２がピストン２の外周筒部２ｅの内周面と軸方向に摺動するものではなく、ピストン２がクラッチの押圧を解除する上死点近傍にある時には、前記シールリップ３２がピストン２の端盤部２ｄとも非接触になるので、これによっても摩耗が少なくなる。しかも、ピストン２が上死点近傍にある時にピストン２の端盤部２ｄと非接触になるようにすることによって、ピストン２が下死点にある時のシールリップ３２のつぶし代も小さなものとなる。したがって、摩耗の抑制に加えて、永久変形も抑制されるので、シールリップ３２の耐久性が向上する。

なお、ピストン２が、図１に示される上死点位置から図２に示される下死点位置へ移動する過程で、このピストン２の端盤部２ｄが遠心油圧キャンセラ３に設けられたシールリップ３２に密接した後は、ピストン２の変位に伴ってシールリップ３２が軸方向に曲げ変形されていくので、シールリップ３２には曲げ変形に対する反発力が発生し、これがピストン２の移動に対する抵抗となる。しかしながら、リターンスプリング４の荷重を、リターンスプリング４の荷重とシールリップ３２の反発荷重との和が、従来構造によるリターンスプリング荷重と略同等となるように調整すれば、問題とならない。

図３は、本発明に係る油圧クラッチ装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示すクラッチ接続解除状態の半断面図であり、この形態は、上述のようなシールリップ３２の曲げ変形による反発荷重を、極力小さくなるようにしたものである。

すなわち、図３に示される油圧クラッチ装置では、遠心油圧キャンセラ３に設けられたシールリップ３２は、この遠心油圧キャンセラ３の端盤部３ｃの外周端部における平衡油室Ｂ側の面から内周側へ傾斜しながらピストン２の端盤部２ｄ側へ向けて薄肉の円錐筒状に延び、その先端部が、ピストン２の端盤部２ｄから遠ざかるようにカールした形状に形成されている。そしてこのシールリップ３２は、ピストン２がその押圧鍔部２ｆによって多板クラッチ５を押圧して接続状態とする下死点位置にある場合は、ピストン２の端盤部２ｄの内面と密接され、ピストン２が上死点位置にある状態、すなわち図１に示されるように、端盤部２ｄに形成された突起２ｇがハウジング１の上底面１ｃと当接する位置までピストン２が変位した状態では、図３に示されるように、先端近傍のカール部３２ｂが、ピストン２の端盤部２ｄの内面に対して僅かな隙間を介して近接対向した状態となるものである。

なお、その他の構成は、先に説明した第一の形態と同様である。

すなわち、この第二の形態によれば、第一の形態と同様の効果のほか、シールリップ３２を薄肉にしたことによって、その曲げ変形による反発荷重を小さくすることができる。しかも、ピストン２がリターンスプリング４によって復帰移動する過程では、シールリップ３２のカール部３２ｂがその曲率を変化させながらピストン２の端盤部２ｄの内面との密接状態を維持し、平衡油室Ｂの遠心油圧を維持するので、ピストン２のストローク距離が大きい場合に有効に適用できる。

本発明に係る油圧クラッチ装置の第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示すクラッチ接続解除状態の半断面図である。本発明に係る油圧クラッチ装置の第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示すクラッチ接続状態の半断面図である。本発明に係る油圧クラッチ装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示すクラッチ接続解除状態の半断面図である。従来の技術による油圧クラッチ装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

符号の説明

１ハウジング
２ピストン
２ｄ端盤部
２ｅ外周筒部
２１シールリップ
３遠心油圧キャンセラ
３１止め環
３２シールリップ
４リターンスプリング
５多板クラッチ
Ａ油圧室
Ｂ平衡油室

Claims

油圧室（Ａ）へ印加される制御油圧により軸方向へ移動してクラッチ（５）を押圧するピストン（２）と、
このピストン（２）における前記油圧室（Ａ）と反対側に配置され、外周端部が前記ピストン（２）に形成された外周筒部（２ｅ）の内周面に径方向に対向された遠心油圧キャンセラ（３）と、
前記ピストン（２）と遠心油圧キャンセラ（３）の間に介在されたリターンスプリング（４）とを備え、
前記遠心油圧キャンセラ（３）の外周端部に、前記ピストン（２）が前記クラッチ（５）を押圧する方向へ移動した時に前記ピストン（２）の端盤部（２ｄ）と密接され、前記ピストン（２）が前記クラッチ（５）の押圧を解除する方向へ移動した時に前記ピストン（２）の端盤部（２ｄ）と非接触となるシールリップ（３２）が設けられたことを特徴とする油圧クラッチ装置。