JP2004036651A - 自動変速機の摩擦係合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機のクラッチを構成する摩擦板がピストンの移動によって係合・離脱するように作動する摩擦係合装置であって、バランス室への油の流出入が車両の走行に影響されることなく安定して行われるようにした摩擦係合装置の提供。
【解決手段】ピストン２を作動する為に油室３へ送り込まれる作動油に働く遠心力とバランスして打ち消す為のバランス室４へ流入する油の入口１３をスプライン軸９のスプライン歯１４の外周に設けている。そして、歯幅の大きなスプライン歯１４ａの箇所にスナップリング１１の合い口１５を位置させている。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンから伝達される動力の回転速度を自動的に変速する為の自動変速機のクラッチを構成する摩擦係合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動変速機の変速機構部は歯車変速機と該歯車変速装置の各要素と連結された複数の摩擦係合装置により構成されており、これら摩擦係合装置の係合・非係合の組み合わせにより、歯車変速装置の変速比を変化させ、車両の走行状態に応じた変速段を実現している。
【０００３】
図３はクラッチと呼ばれる摩擦係合要素の一例を示している。クラッチ（イ）は複数の摩擦板（ロ）を有し、ピストン（ハ）が右側へ移動することによって摩擦板（ロ）、（ロ）・・が係合して動力が伝達されるように構成している。ここで、上記ピストン（ハ）は油路（ニ）を介して油室（ホ）へ油圧が供給される事で右側に移動し、摩擦板（ロ）、（ロ）…を係合させる。そして、油圧を減少させるならば、ピストン（ハ）を左方向へ押圧するコイルバネ（ト）によって元の位置に戻され、クラッチ（イ）の摩擦板（ロ）、（ロ）…は離脱する。
【０００４】
ところで、一般に自動変速機においては、前記歯車変速装置、摩擦係合要素の他に、一方向のみ空転し逆方向にはロック（動力を伝達）するワンウェイクラッチを備えている。そして、変速動作は摩擦係合装置とワンウェイクラッチとの協動で行われている。すなわち、摩擦係合要素が係合・離脱することで、受動的にワンウェイクラッチが空転・ロックし、変速段の切替がスムーズに行われるように構成されている。しかし、近年においては自動変速機のコンパクト化、多段化に伴い、必ずしも変速動作にワンウェクラッチが用いられることがなくなってきている。
【０００５】
このような自動変速機においては、摩擦係合要素の掴み替え、すなわち、一方の摩擦係合要素を係合しながら、他方の摩擦係合要素とタイミングを合わせて離脱させる。又はその逆を行うことで、変速段の切替を行っている。このとき、一方の摩擦係合要素が係合しないうちに、他方の摩擦係合要素が離脱してしまうと、自動変速機はニュートラルの状態となってエンジンの回転の吹け上がりが発生する。又、一方の摩擦係合要素が離脱しきらないうちに、他方の摩擦係合要素が係合すると、歯車変速機構がロック状態となり（これをインターロックという）、大きな変速ショックが発生する。このため、摩擦係合要素に供給される油圧は、高精度に制御され、タイミングよく摩擦係合要素の掴み替えが行われるよう配慮されている。
【０００６】
前記クラッチは車両の走行状態に応じて、クラッチ自体の回転状態が大きく変化する。クラッチ（イ）の油室（ホ）には油圧の供給の有無に拘らず、多少を問わず常に作動油が満たされている。そして、クラッチ（イ）が回転すると、油室（ホ）内の作動油も回転し、遠心力の作用により作動油は油室（ホ）の外周側に押しやられる。このため、油室（ホ）内には、外部から供給される油圧とは別に、外周側に行くほど高油圧となる圧力勾配を有したいわゆる遠心油圧が発生し、ピストンを更に押しやろうとする。
【０００７】
該遠心油圧はクラッチ（イ）の回転状態に応じて常に変化する為に、クラッチ（イ）の係合・離脱を高精度に制御しようとした場合、非常に不都合が生じる。この問題を解消するために、近年の自動変速機のクラッチには、図３の符号（タ）で示すバランサを備えている。バランサ（タ）は、前記ピストン（ハ）と共にバランス室（チ）を構成し、油路（リ）を介して供給される油を貯留するようになっている。そして、クラッチ（イ）が回転するとバランサ室（チ）内に遠心油圧が発生し、ピストンを図左側に押し戻そうとする。
【０００８】
すなわち、バランス室（チ）内の遠心油圧と前述の油室（ホ）の遠心油圧が打ち消されることにより、ピストン（ハ）には油圧制御装置から供給される油圧のみが作用することになり、クラッチの係合・離脱を高精度に制御することが出来る。従来のクラッチ（イ）においては、図４に詳細図を示しているように、上記バランス室（チ）に油を供給する油路（リ）は、その開口部（ヌ）がスプライン軸（凹凸軸）の歯底（凹部底）に設けられている。
【０００９】
なお、バランス室（チ）の内外径は、バランス室（チ）の遠心油圧が油室（ホ）の遠心油圧と同じになるように決められている。そして、図３及び図４に示すクラッチにおいては、バランス室の内径はスナップリング（ワ）の内周縁で決められており、バランス室に流入する必要以上の油は、スナップリング（ワ）とスプライン軸（ル）の歯（オ）によって区画される出口（カ）、（カ）・・から流出するようになっている。又、ピストンが右側に移動してバランス室（チ）の体積が減少したときや、クラッチの回転が止まったときにも、バランス室（チ）内の油は該出口（カ）、（カ）・・から流出する
【００１０】
ところで、図３及び図４に示すクラッチにおいては、車両の走行状態によっては、例えば、車両が急カーブを走行したり、大きく加減速をして、図右側に向かって大きな加速度が作用した場合、油路（リ）から供給される油が上記出口（カ）、（カ）・・から流出してしまい、バランス室（チ）に入ることが出来ないといった事態が起きる。その為に、バランス室内の油が流出した直後にこのような状態になると、油室（ホ）に発生する遠心油圧を打ち消すことが出来ず、クラッチの係合・離脱を高精度に制御することが出来なくなる。
【００１１】
一方、スプライン軸に嵌めているスナップリング（ワ）が回転することで、合い口（ヨ）の位置が変化し、その為に出口（カ）、（カ）・・のトータル面積が増減する。その為に、バランス室（チ）からの油の流出量が左右され、クラッチ（イ）の動作に影響が出るおそれがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、自動変速機の摩擦係合装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、バランス室への油の流出入が車両の走行に影響されることなく安定して行われるようにした摩擦係合装置を提供する。
【００１３】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る自動変速機の摩擦係合装置の基本構造は従来のものと共通し、ピストンの動きによってクラッチが作動することが出来る。ピストンは従来と同じように、油室に作動油を送り込むことで発生する油圧によってスライドすることが出来、油圧が低下するならばバランス室に設けているコイルバネのバネ力によって押し戻される。
【００１４】
そして、スプライン軸にはバランス室を形成するバランサが嵌ってスナップリングによって止着されているが、バランス室への入口はスプライン軸のスプライン歯外周に設けていて、出口より外方向に位置している。従って、車両の動きによって油がバランス室へ入らないで外へ流れ出すことはない。又、スプライン軸の歯幅は一定でなく、幅広の歯を設けていて、この幅広歯の位置にスナップリングの合い口部を位置している。ここで、スプライン軸とは外周に油溝を形成する凹凸歯を軸方向に形成したものであり、必ずしも正規の歯形を有すスプライン軸に限らない。以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
【実施例】
図１は本発明に係る自動変速機の摩擦係合装置を示す実施例である。基本構造は前記図３に示している従来の係合装置と同じであり、１はクラッチ、２はピストン、３は油室、４はバランス室を示している。同図に示しているピストン２はバランス室４に設けているコイルバネ５のバネ力によって後退した状態であるが、ピストン２が右側へ移動するならば、外周に設けている押圧部６がクラッチ１を押圧して各摩擦板７，７・・が係合する。
【００１６】
油室３には作動油が油路８を流れて流入し、ピストン２に作動油の油圧が働いて右側へ移動する。そして、油室３に満たされている作動油はクラッチ１及びピストン２などと共に回転し、この回転に伴って遠心力が発生する。この遠心力の大きさは中心軸からの距離に比例し、しかも回転速度の二乗に比例する為に、ピストン２の外周部では遠心力に基づく大きな油圧が作用する。
【００１７】
本発明の摩擦係合装置にも、該遠心力を打ち消す為のバランス室４を有し、このバランス室４に油を満たすことが出来る。スプライン軸９に設けている油路１０を流れてバランス室４が一杯になった場合、又ピストン２が右側へ移動するならばスプライン軸９に嵌っているスナップリング１１の内径と歯底間に介在している出口１２，１２・・から排出される。そして、クラッチ１の回転が停止した場合にも、バランス室４内の油は出口１２，１２・・から流れ出る。
【００１８】
ところで、上記油路１０はスプライン軸９を貫通して設けられているが、バランス室４への入口１３，１３・・はスプライン歯の外周に設けている。図２はバランス室４への油の流入・流出状態を示す詳細図であり、バランス室４への入口１３をスプライン歯１４の外周に設けることで、油路１０を流れる油は全てバランス室４に一旦流入する。
【００１９】
そして、バランス室４が満杯になったならば、又ピストン２が右側へ移動するならば、スナップリング１１の内径とスプライン歯底間の出口１２，１２・・から流出することが出来る。ところで、スプライン軸９のスプライン歯１４，１４・・は全て同じ歯幅ではなく、スプライン歯１４ａは幅広とし、スプライン歯１４ｂは幅狭となっている。スナップリング１１はスプライン軸９の外周に形成しているリング溝に嵌って止着されているが、その合い口１５は幅広のスプライン歯１４ａに位置している。
【００２０】
従って、スナップリング１１が多少回転しても、合い口１５の位置が幅広のスプライン歯１４ａから外れることはなく、バランス室４からの油の流出出口１２，１２・・の面積（大きさ）は常に一定化される。本発明では、油路１０を流れる油は全てバランス室４へ流入し、又ピストン４が移動することで出口１２，１２・・から流出する油の単位時間当たりの流出量に変化を生じないようにしている。
【００２１】
以上述べたように、本発明の自動変速機の摩擦係合装置は、バランス室への油の入口をスプライン歯の外周に設け、そしてスプライン軸に嵌ったバランサを止着する為のスナップリングの合い口を幅広としたスプライン歯と同じ箇所に位置させたものであり、次のような効果を得ることが出来る。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る自動変速機の摩擦係合装置は、ピストンを押圧する為に油室へ送られる作動油に働く遠心力を打ち消す為のバランス室を設けている。すなわちバランス室に油を満たすことで、遠心力に基づく油圧をバランスすることが出来る。そして、本発明ではこのバランス室への油の入口をスプライン歯の外周に設けている為に、全ての油がバランス室へ一旦流入することが出来る。
【００２３】
又、スプライン軸に形成している溝にはスナップリングが嵌っているが、該スナップリングの合い口は幅広のスプライン歯の箇所に位置しているために、該スナップリングが多少回転しても合い口の位置はスプライン歯から外れることはない。従って、スナップリングの内径とスプライン歯底間に形成される油の流出出口のトータル面積（大きさ）は変化せず、油の流出量は常に一定する。
【００２４】
このように、バランス室への油の流入、及びバランス室からの流出が安定する為に、車両の走行状態に影響されることなくクラッチは正確に作動する。すなわち、摩擦板の係合が早くなったり、逆に遅くなったりすることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動変速機の摩擦係合装置を示す実施例。
【図２】バランス室への油の流入・流出構造。
【図３】従来の自動変速機の摩擦係合装置。
【図４】従来のバランス室への油の流入・流出構造。
【符号の説明】
１　クラッチ
２　ピストン
３　油室
４　バランス室
５　コイルバネ
６　押圧部
７　摩擦板
８　油路
９　スプライン軸
１０　油路
１１　スナップリング
１２　出口
１３　入口
１４　スプライン歯
１５　合い口

Claims (2)

1. 自動変速機のクラッチを構成する摩擦板がピストンの移動によって係合・離脱するように作動する摩擦係合装置において、上記ピストンを作動する為に油室へ送り込まれる作動油に働く遠心力とバランスして打ち消す為のバランス室と、該バランス室より内周側に該バランス室と該バランス室外部とを連通する複数の油溝を有し、前記バランス室に油を供給するための油路を前記複数の油溝間の凸部に設けたことを特徴とする自動変速機の摩擦係合装置。
2. 自動変速機のクラッチを構成する摩擦板がピストンの移動によって係合・離脱するように作動する摩擦係合装置において、上記ピストンを作動する為に油室へ送り込まれる作動油に働く遠心力とバランスして打ち消す為のバランス室と、該バランス室より内周側に該バランス室と該バランス室外部とを連通する複数の油溝を有し、前記バランス室を画定するバランサを位置決めするスナップリングを前記複数の油溝間の凸部に形成して嵌合すると共に、該スナップリングの合い口を前記凸部に位置させたことを特徴とする自動変速機の摩擦係合装置。

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