JP2011002054A

JP2011002054A - 自動変速機の遠心油圧キャンセル構造

Info

Publication number: JP2011002054A
Application number: JP2009146454A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Nishimura; 智昭西村
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2011-01-06

Abstract

【課題】クラッチシリンダ内のクラッチ本体部が遠心油圧キャンセラの外周側にある場合でも、加圧室とキャンセル油圧室の遠心油圧の差を可及的に小さくして、クラッチピストンの動作の円滑性を確保する。
【解決手段】クラッチピストン２から見て加圧室Ａと反対側に配置されると共に遠心油圧キャンセラ３とを備え、クラッチピストン２によって接続又は遮断されるクラッチ本体部５が遠心油圧キャンセラ３の外周側に位置するものにおいて、クラッチピストン２が、ピストン本体２１と、クラッチ本体部５の内周に配置されると共にピストン本体２１に密接された環状の仕切り板２４を備え、遠心油圧キャンセラ３の外径部に設けられたシール部材３２が、仕切り板２４の内周面に軸方向摺動可能に密接されることにより、クラッチピストン２と遠心油圧キャンセラ３の間に仕切り板２４の内周面を外径とするキャンセル油圧室Ｂが画成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の自動変速機の油圧クラッチ装置においてクラッチピストンに作用する遠心油圧をキャンセルする構造に関する。

自動車の自動変速機の油圧クラッチ装置は、加圧室内の作動油圧の印加又は開放によって、クラッチピストンがクラッチシリンダ内を移動し、多板クラッチにおける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摩擦係合又は摩擦係合状態を解除させるようになっている。図５は、従来の技術に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す片側断面図である。

この図５に示される油圧クラッチ装置１００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クラッチシリンダ、参照符号１０２は、クラッチシリンダ１０１に軸方向移動可能に内挿されてクラッチシリンダ１０１との間に加圧室１００Ａを画成する環状のクラッチピストン、参照符号１０３は、クラッチピストン１０２から見て加圧室１００Ａと反対側に配置されると共にクラッチシリンダ１０１の内周筒部１０１ａに止め環１０３ｂを介して支持され、クラッチピストン１０２との間にキャンセル油圧室１００Ｂを画成する遠心油圧キャンセラ、参照符号１０４は、クラッチピストン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。

クラッチピストン１０２は、シールボンデッドピストンあるいはボンデッドピストンシールとも呼ばれるものであって、その外径部には、クラッチシリンダ１０１の外周筒部１０１ｂの内周面と軸方向摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなるシールリップ１０２ａが一体的に設けられ、内径部には、クラッチシリンダ１０１の内周筒部１０１ａの外周面と軸方向摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなるシールリップ１０２ｂが一体的に設けられている。

遠心油圧キャンセラ１０３は、ボンデッドキャンセラシールなどとも呼ばれるものであって、その外径部に、クラッチピストン１０２と軸方向摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなるシールリップ１０３ａが一体的に設けられている。また、クラッチシリンダ１０１の内周筒部１０１ａには、加圧室１００Ａに油圧を導入するための導圧ポート１００Ｃと、キャンセル油圧室１００Ｂに作動油（ＡＴＦ）を供給するキャンセルポート１００Ｄが開設されている。

多板クラッチ１０５は、クラッチシリンダ１０１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、クラッチピストン１０２の外径部に形成された外径筒部１０２ｃが、多板クラッチ１０５と軸方向に対向している。

すなわち、この種の油圧クラッチ装置１００は、導圧ポート１００Ｃを介して加圧室１００Ａに作動油の油圧を印加することによって、クラッチピストン１０２がリターンスプリング１０４を圧縮しながら、クラッチシリンダ１０１内をキャンセル油圧室１００Ｂ側へ軸方向変位し、多板クラッチ１０５を押圧してドライブプレート１０５ａとドリブンプレート１０５ｂを摩擦係合させる。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、クラッチシリンダ１０１から多板クラッチ１０５のドライブプレート１０５ａ、ドリブンプレート１０５ｂ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、この接続状態から加圧室１００Ａの油圧を開放すると、クラッチピストン１０２は、圧縮されたリターンスプリング１０４の付勢力によって加圧室１００Ａ側へ復帰移動し、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。

ここで、クラッチシリンダ１０１及びクラッチピストン１０２は、駆動軸と共に軸心Ｏの周りに回転しているので、加圧室１００Ａ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。したがって加圧室１００Ａ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によるクラッチピストン１０２の復帰動作を妨げるように作用する。しかし、クラッチピストン１０２と遠心油圧キャンセラ１０３の間に画成されたキャンセル油圧室１００Ｂに貯留された作動油にも遠心油圧（キャンセル油圧）が発生して、加圧室１００Ａ内の遠心油圧と部分平衡するので、クラッチピストン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（例えば下記の特許文献１参照）。

ところで、この種の油圧クラッチ装置１００においては、配置スペースの制約によっては、クラッチシリンダ１０１内の多板クラッチ１０５が遠心油圧キャンセラ１０３の外周側に配置され、しかもクラッチピストン１０２の外径筒部１０２ｃの軸方向寸法が短いため、遠心油圧キャンセラ１０３のシールリップ１０３ａをクラッチピストン１０２の外径筒部１０２ｃに軸方向摺動可能に密接させた構造とすることができず、このためキャンセル油圧室１００Ｂの外径ｒ２をクラッチハブ１０６の内周面の径ｒ３より小さくせざるを得ない場合がある。図５に示される例では、多板クラッチ１０５の内周側に位置して、クラッチピストン１０２の径方向中間部を軸方向へ断面Ｕ字形に屈曲させた二重円筒部１０２ｄを形成し、遠心油圧キャンセラ１０３のシールリップ１０３ａを、この二重円筒部１０２ｄの内側円筒部の内周面に軸方向摺動可能に密接させることにより、キャンセル油圧室１００Ｂを画成している。なお、図５に近似する従来技術としては例えば特許文献１に開示されたものがある。

しかしながら図５に示される構成では、遠心油圧キャンセラ１０３のシールリップ１０３ａを断面Ｕ字形の二重円筒部１０２ｄの内周面に密接させることで、キャンセル油圧室１００Ｂの外径ｒ２がクラッチハブ１０６の内周面の径ｒ３よりもいたずらに小さなものとなってしまうので、とくにエンジンの高速回転時には、キャンセル油圧室１００Ｂの外径ｒ２と加圧室１００Ａの外径ｒ１の差による加圧室１００Ａの遠心油圧とキャンセル油圧室１００Ｂのキャンセル油圧との圧力差が大きくなって、リターンスプリング１０４によるクラッチピストン１０２の円滑な復帰動作が困難になるおそれがある。

特開平９−３００５０５号公報

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、その技術的課題は、クラッチシリンダ内のクラッチ本体部が遠心油圧キャンセラの外周側にある場合でも、加圧室とキャンセル油圧室の遠心油圧の差を可及的に小さくして、クラッチピストンの動作の円滑性を確保することにある。

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、本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造は、クラッチシリンダ内に軸方向移動可能に配置されて加圧室を画成するクラッチピストンと、このクラッチピストンから見て前記加圧室と反対側に配置されると共に内径部が前記クラッチシリンダに係止された遠心油圧キャンセラとを備え、前記クラッチピストンによって接続又は遮断されるクラッチ本体部が前記遠心油圧キャンセラの外周側に位置するものにおいて、前記クラッチピストンが、ピストン本体と、前記クラッチ本体部の内周に配置されると共に前記ピストン本体に密接された環状の仕切り板を備え、前記遠心油圧キャンセラの外径部に設けられたシール部材が、前記仕切り板の内周面に軸方向摺動可能に密接されることにより、前記クラッチピストンと遠心油圧キャンセラの間に前記仕切り板の内周面を外径とするキャンセル油圧室が画成されたものである。

本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造によれば、遠心油圧キャンセラのシール部材を、クラッチピストンのピストン本体に密接された環状の仕切り板の内周面に軸方向摺動可能に密接させているので、遠心油圧キャンセラのシール部材をクラッチピストンに形成した二重円筒の内周面に密接させることによりキャンセル油圧室を画成する場合に比較して、キャンセル油圧室の外径を拡大することができ、このため加圧室とキャンセル油圧室の遠心油圧のアンバランスを可及的に小さくして、クラッチピストンの動作の円滑性を確保することができる。

本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造の好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。本発明におけるキャンセル油圧室の外径を従来例と比較して示す説明図である。本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造の好ましい他の実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造の好ましい更に他の実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。従来の技術に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。

以下、本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造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、本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造の実施の形態を、油圧クラッチ装置の一部と共に軸心Ｏを通る平面で切断して示す片側断面図である。

図１に示される自動変速機用油圧クラッチ装置において、参照符号１は、不図示の駆動軸と共に軸心Ｏの周りに回転されるクラッチシリンダ、参照符号２は、クラッチシリンダ１内に軸方向移動可能に配置されクラッチシリンダ１との間に加圧室Ａを画成するシール一体型のクラッチピストン、参照符号３は、クラッチピストン２から見て加圧室Ａと反対側に配置されると共に内径部が前記クラッチシリンダ１に止め環３３を介して係止され、クラッチピストン２との間にキャンセル油圧室Ｂを画成するシール一体型の遠心油圧キャンセラ、参照符号４は、クラッチピストン２と遠心油圧キャンセラ３の間（キャンセル油圧室Ｂ）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、参照符号６はクラッチハブである。なお、多板クラッチ５は、請求項１に記載されたクラッチ本体部に相当する。

クラッチシリンダ１は、外周部材１１と内周部材１２の接合体であって、外周部材１１は、内向き鍔部１１ａと、その外周側の円錐壁部１１ｂと、その外周端から外周側へ展開した円盤部１１ｃと、さらにその外周端から前記円錐壁部１１ｂと同心に折り返されるように形成された外筒部１１ｄからなり、内周部材１２は、外周縁が外周部材１１の内向き鍔部１１ａと密接嵌合した状態で一体に接合された外向き鍔部１２ａと、その内周端から外周部材１１の外筒部１１ｄと同心に延びる内筒部１２ｂとを備える。

クラッチピストン２は、軸心Ｏを中心とする環状のピストン本体２１と、このピストン本体２１に一体に設けられたシールリップ２２，２３と、ピストン本体２１に取り付けられ、軸心Ｏを中心とする環状の仕切り板２４を備える。

クラッチピストン２におけるピストン本体２１は、金属板のプレス成形によって製作されたものであって、クラッチシリンダ１における外周部材１１の円盤部１１ｃと対向される円盤状の外径側受圧部２１ａと、前記外周部材１１の円錐壁部１１ｂと対向される円錐状の中間受圧部２１ｂと、前記外周部材１１の内向き鍔部１１ａ及び内周部材１２の外向き鍔部１２ａと対向される円盤状の内径側受圧部２１ｃと、さらにその内周側に形成された内周屈曲端部２１ｄと、前記外径側受圧部２１ａの外周端から円筒状に延びて多板クラッチ５側を向いた外径筒部２１ｅとを備える。

クラッチシリンダ１における外周部材１１の円盤部１１ｃから内周部材１２の外向き鍔部１２ａにかけての部分と、これに対向されるピストン本体２１の外径側受圧部２１ａから内周屈曲端部２１ｄにかけての部分との間には、シールリップ２２，２３によって加圧室Ａが画成され、クラッチシリンダ１における内周部材１２の内筒部１２ｂには、加圧室Ａに作動油（ＡＴＦ）による油圧を導入するための導圧ポートＣと、キャンセル油圧室Ｂに作動油を供給するキャンセルポートＤが開設されている。

また、ピストン本体２１の内径側受圧部２１ｃには、加圧室Ａ側へ打ち出された複数の突起２１ｆが、円周方向等間隔で形成されている。この突起２１ｆは、ピストン本体２１がその上死点位置まで移動した時に、クラッチシリンダ１における内周部材１２の外向き鍔部１２ａと当接し、加圧室Ａが閉塞することのないようにするものである。

クラッチピストン２におけるシールリップ２２，２３は、ピストン本体２１における外径側受圧部２１ａの外径端の肩部と、内周屈曲端部２１ｄの内周面に、ゴム状弾性材料によって一体的に成形されたものであって、加圧室Ａ側を向いている。このうち、外周側のシールリップ２２は、クラッチシリンダ１の外筒部１１ｄの内周面と摺動可能に密接され、内周側のシールリップ２３は、クラッチシリンダ１の内筒部１２ｂの外周面と摺動可能に密接される。

クラッチピストン２における仕切り板２４は、多板クラッチ５の内周側を円筒状に延びる筒状本体２４ａと、この筒状本体２４ａの内周側へ折り返されピストン本体２１の中間受圧部２１ｂに沿って円錐状に延びる中間円錐部２４ｂと、そこからさらに内径側へ延びてピストン本体２１の内径側受圧部２１ｃに密接されると共に溶接ＷＤされた内向き鍔部２４ｃからなる。仕切り板２４の中間円錐部２４ｂは、この仕切り板２４をピストン本体２１に組み付ける際に、同心的に位置決めする作用を有する。

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キャンセラ本体３１と、その外径端部にゴム状弾性材料によって一体的に成形されたシールリップ３２からなる。キャンセラ本体３１の内径部は、クラッチシリンダ１における内周部材１２の内筒部１２ｂに形成された環状溝に嵌着された止め環３３に、キャンセル油圧室Ｂと反対側から支持され、シールリップ３２はキャンセル油圧室Ｂ側を向き、クラッチピストン２における仕切り板２４の筒状本体２４ａの内周面と摺動可能に密接されている。なおシールリップ３２は、請求項１に記載されたシール部材に相当するものである。

リターンスプリング４は加圧室Ａの容積を減少させる方向へクラッチピストン２を常時付勢するものであって、コイルスプリングからなり、円周方向に複数配置されている。そしてこれらリターンスプリング４の軸方向一端とクラッチピストン２のピストン本体２１との間、及び軸方向他端と遠心油圧キャンセラ３のキャンセラ本体３１との間には、それぞれ金属板のプレス成形品からなる環状のホルダ４１，４２が介在しており、各リターンスプリング４は、このホルダ４１，４２によって円周方向所定間隔に保持されている。

多板クラッチ５は、クラッチシリンダ１の外筒部１１ｄ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備える。また、クラッチピストン２における仕切り板２４の筒状本体２４ａの外周面は、クラッチハブ６の内周面と径方向に近接した位置にある。

以上の構成を備える油圧クラッチ装置は、先に説明した図５と同様、導圧ポートＣを介して加圧室Ａへ油圧を印加し、あるいはこの油圧を開放することによって、本発明に係るクラッチピストン２がクラッチシリンダ１内を軸方向に変位して、多板クラッチ５を接続動作あるいは遮断動作させるものである。

すなわち、導圧ポートＣからの作動油（ＡＴＦ）の供給によって加圧室Ａが加圧されると、クラッチピストン２が、リターンスプリング４を圧縮させながら、図１における下方へ変位し、このクラッチピストン２の外径筒部２１ｅが多板クラッチ５を押圧して、この多板クラッチ５のドライブプレート５１とドリブンプレート５２とを摩擦係合させる。このため多板クラッチ５が接続状態となって、不図示の駆動軸側からの駆動トルクが、クラッチシリンダ１、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及びクラッチハブ６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、加圧室Ａの油圧を開放すると、圧縮されたリターンスプリング４の復元（伸長）によって、クラッチピストン２が、加圧室Ａの容積を縮小させるように図１における上方へ変位し、多板クラッチ５への押圧を解除するので、この多板クラッチ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トルクの伝達が遮断される。

また、クラッチシリンダ１、クラッチピストン２及び遠心油圧キャンセラ３などは、不図示の駆動軸と共にその軸心Ｏの周りに回転しているので、加圧室Ａ内の作動油には遠心油圧が発生しており、この遠心油圧は、リターンスプリング４による加圧室Ａの容積を縮小させる方向へのクラッチピストン２の復帰移動を妨げるように作用する。しかし、クラッチピストン２と遠心油圧キャンセラ３の間に画成されたキャンセル油圧室Ｂ内に、キャンセルポートＤを通じて供給された作動油にも、同様に遠心油圧（キャンセル油圧）が発生しており、このキャンセル油圧は、加圧室Ａ内の遠心油圧によるクラッチピストン２のキャンセル油圧室Ｂ側への移動力を部分的に相殺する作用を有する。

ところで図１に示される例では、配置スペースの制約などの関係で、クラッチシリンダ１内の多板クラッチ５が遠心油圧キャンセラ３の外周側に配置されており、しかもクラッチピストン２におけるピストン本体２１の外径筒部２１ｅの軸方向寸法が短いため、遠心油圧キャンセラ３のシールリップ３２を、ピストン本体２１の外径筒部２１ｅの内周面に密接させた構造とすることはできない。このため図２に示されるように、キャンセル油圧室Ｂの外径ｒ１０をクラッチハブ６の内周面の径ｒ３より小さくせざるを得ず、このためキャンセル油圧室Ｂの外径ｒ１０が加圧室Ａの外径ｒ１よりも小さくなってしまうことは避けられない。

しかしながら本発明によれば、キャンセル油圧室Ｂの外径ｒ１０は、クラッチピストン２に設けた仕切り板２４の筒状本体２４ａの内周面と遠心油圧キャンセラ３のシールリップ３２との密接部の径により規定されるので、図２に二点鎖線で示される従来の技術のように、クラッチピストンにその径方向中間部を軸方向へ断面Ｕ字形に屈曲させた二重円筒部１０２ｄを形成し、遠心油圧キャンセラのシールリップ１０３ａを、この二重円筒部１０２ｄの内側円筒部の内周面に密接させることによってキャンセル油圧室を画成した場合のキャンセル油圧室の外径ｒ２に比較して、キャンセル油室Ｂの外径ｒ１０を大きくすることができる。これは、ピストン本体２１を軸方向へ断面Ｕ字形に屈曲させた場合の二重円筒部１０２ｄの外径と内径の差による無駄な径方向スペースをなくすことができ、遠心油圧キャンセラ３のシールリップ３２を密接させる仕切り板２４の筒状本体２４ａの内径（キャンセル油圧室Ｂの外径ｒ１０）を、クラッチハブ６の内径に可及的に近付けることができるからである。

したがって、加圧室Ａの遠心油圧とキャンセル油圧室Ｂのキャンセル油圧のアンバランスを可及的に小さくして、クラッチピストン２の復帰動作(クラッチの切断動作)の円滑性の確保を図ることができる。

次に図３は、本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造の好ましい他の実施の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す片側断面図である。

この図３に示される形態において、先の図１に示される形態と異なるところは、クラッチピストン２における仕切り板２４の内向き鍔部２４ｃが、リターンスプリング４の保持位置より内径側まで延びていて、リターンスプリング４の付勢力によって、ホルダ４１を介してピストン本体２１の内径側受圧部２１ｃに密接状態に押し付けられている点にある。その他の部分は基本的に図１と同様に構成されている。

したがってこの形態によれば、図１の形態と同様の効果に加えて、仕切り板２４をピストン本体２１の内径側受圧部２１ｃに溶接する必要がないので、製造コストを抑えることができるといった利点がある。

次に図４は、本発明に係る自動変速機の遠心油圧キャンセル構造の好ましい更に他の実施の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す片側断面図である。

この図４に示される形態において、先の図１に示される形態と異なるところは、リターンスプリング４の一端を保持するホルダ４１が、図３の形態における仕切り板２４の内向き鍔部２４ｃに一体に形成されている点にある。その他の部分は基本的に図１と同様に構成されている。

したがってこのように構成すれば、部品点数の減少及び組み付け工程の簡略化を図ることができる。

１クラッチシリンダ
２クラッチピストン
２１ピストン本体
２４仕切り板
２４ａ筒状本体
３遠心油圧キャンセラ
３１キャンセラ本体
３２シールリップ（シール部材）
４リターンスプリング
５多板クラッチ（クラッチ本体部）
６クラッチハブ
Ａ加圧室
Ｂキャンセル油圧室

Claims

クラッチシリンダ内に軸方向移動可能に配置されて加圧室を画成するクラッチピストンと、このクラッチピストンから見て前記加圧室と反対側に配置されると共に内径部が前記クラッチシリンダに係止された遠心油圧キャンセラとを備え、前記クラッチピストンによって接続又は遮断されるクラッチ本体部が前記遠心油圧キャンセラの外周側に位置するものにおいて、前記クラッチピストンが、ピストン本体と、前記クラッチ本体部の内周に配置されると共に前記ピストン本体に密接された環状の仕切り板を備え、前記遠心油圧キャンセラの外径部に設けられたシール部材が、前記仕切り板の内周面に軸方向摺動可能に密接されることにより、前記クラッチピストンと遠心油圧キャンセラの間に前記仕切り板の内周面を外径とするキャンセル油圧室が画成されたことを特徴とする自動変速機の遠心油圧キャンセル構造。