CN102691732B - 多板式摩擦卡合机构 - Google Patents

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Abstract

一种多板式摩擦卡合机构，在联接状态及释放状态下，减少向使液压活塞位移的油室供给的油压，提高搭载有自动变速器的车辆的燃耗效率。多板式离合器(1)具备多个从动片(2)及驱动片(3)、液压活塞(10)、与液压活塞(10)的受压部(10b)接触的弹簧(13)、使油压作用于受压部(10b)的油室(22)、向油室(22)供给油压而使弹簧(13)被受压部(10b)压缩的锁止机构(9)，在从动片(2)及驱动片(3)成为非联接状态的状态下，锁止机构(9)限制液压活塞(10)的接近从动片(2)及驱动片(3)的联接方向上的移动。

Description

多板式摩擦卡合机构
技术领域
本发明涉及用于自动变速器的离合器、制动器的多板式摩擦卡合机构。
背景技术
在自动变速器的离合器、制动器中，为了连接同轴配置的两个部件(在为离合器时，双方为旋转元件，在为制动器时，一个为旋转元件，另一个为非旋转元件)，使用多板式摩擦卡合机构。
在多板式摩擦卡合机构中，多个摩擦片分别在轴向上滑动自由地安装在两个部件上，且两个部件的摩擦片交替配置。而且，利用液压活塞相互推压两个部件的摩擦片时，两个部件经由摩擦片连接起来。
专利文献1：(日本)特开平7-12221号公报
但是，在上述构成的多板式摩擦卡合机构中，为了维持联接状态，需要驱动油泵并总是向使液压活塞位移的油室供给油压，存在搭载有自动变速器的车辆的燃耗效率变差的问题。
另外，在总是供给油压的情况下，由于受到油压而向轴向及径向变形而产生向相对的部件的推压力的密封图会被时常推压，由密封图的滑动摩擦力也会引起燃耗效率的恶化。
专利文献1在非联接状态下利用弹簧的作用力确保摩擦片彼此的间隙，因此，减少非联接状态下的摩擦片彼此的摩擦，使车辆的燃耗效率提高，但是在为了维持联接状态而需要驱动油泵，总是向油室供给油压这一点上没有变化。
发明内容
本发明是鉴于这种技术课题而设立的，其目的在于，减小在联接状态及释放状态下向使液压活塞位移的油室供给的油压，提高搭载有自动变速器的车辆的燃耗效率。
本发明的多板式摩擦卡合机构，其连接同轴配置的第一部件及第二部件，其中，具备：多个第一摩擦片，其相对于所述第一部件在轴向上滑动自由地安装；多个第二摩擦片，其相对于所述第二部件在轴向上滑动自由地安装，并且与所述多个第一摩擦片交替配置；液压活塞，其相对于所述第一摩擦片及第二摩擦片在垂直方向上可位移地配置，并且具有在径向上延伸设置的受压部；活塞油室，其使油压作用于所述受压部；弹性部件，其从所述活塞油室的相反侧与所述受压部接触，将所述液压活塞向所述第一摩擦片及第二摩擦片施力；锁止机构，其向所述活塞油室供给油压而使所述弹性部件被所述受压部压缩，在所述第一摩擦片及第二摩擦片成为非联接状态的状态下，限制所述液压活塞的接近所述第一摩擦片及第二摩擦片的联接方向上的移动。
根据上述方面，由于在联接状态及释放状态下无需向使液压活塞位移的油室供给油压，故而能够减少向油室供给的油压，另外，通过减少油压，能够抑制密封图的变形而减少推压力并减小滑动摩擦力，所以能够提高搭载有自动变速器的车辆的燃耗效率。
附图说明
图1是本发明实施方式的多板式离合器的剖面图；
图2A是用于说明多板式离合器的联接动作的图；
图2B是用于说明多板式离合器的联接动作的图；
图2C是用于说明多板式离合器的联接动作的图；
图2D是用于说明多板式离合器的联接动作的图；
图2E是用于说明多板式离合器的联接动作的图；
图3A是用于说明多板式离合器的释放动作的图；
图3B是用于说明多板式离合器的释放动作的图；
图3C是用于说明多板式离合器的释放动作的图；
图3D是用于说明多板式离合器的释放动作的图；
图4是本发明第二实施方式的多板式离合器的剖面图；
图5是用于说明多板式离合器的释放动作的图；
图6是用于说明多板式离合器的联接动作的图。
符号说明
1：多板式离合器(多板式摩擦卡合机构)
2：从动片(第一摩擦片)
3：驱动片(第二摩擦片)
4：离合毂(第一部件)
5：离合器鼓(第二部件)
10：液压活塞
10a：活塞部
10b：受压部
10c：被卡合部
11s：密封图
13：弹簧(弹性部件)
20：油室(活塞油室)
21：第一油室
22：第二油室(活塞油室)
23：球形保持部件(保持部件)
23a：活塞部
23c：保持部
27：锁止球(卡合部件)
32：锁止活塞(卡合部件)
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是本发明实施方式的多板式离合器1的剖面图。多板式离合器1为配置在自动变速器的变速箱内，通过联接从动片2和驱动片3而将配置于同轴上的离合毂4和离合器鼓5可一体旋转地连接的摩擦卡合机构。
离合毂4为图中右侧开口的筒状部件，与未图示的旋转元件(轴、齿轮等)连接。
离合器鼓5为图中左侧开口且内侧具有折返部5a的筒状部件。离合器鼓5在折返部5a经由设置在被固定在变速器内部的鼓支架6上的密封图11s旋转自由地被支承。离合器鼓5与未图示的其它旋转元件(轴、齿轮等)连接，经由从动片2及驱动片3将从该其它旋转元件输入的旋转向离合毂4传递。
在离合毂4的外周形成有在轴向上延伸的花键槽，在花键槽中在轴向上滑动自由地嵌合有多个从动片2。同样地，在离合器鼓5的内周也形成有在轴向上延伸的花键槽，在花键槽中在轴向上滑动自由地嵌合有多个驱动片3。
从动片2为金属制的圆盘，两面粘贴有摩擦材料。驱动片3为金属制的圆盘。从动片2和驱动片3交替地即嵌套地配置。
在离合器鼓5的花键槽中还嵌合有挡片7。挡片7的向图中左方的位移由弹性卡环(snap ring)8限制。
在离合器鼓5的内部收纳有液压活塞10。从动片2和驱动片3的联接、释放通过使液压活塞10相对于从动片2及驱动片3在垂直方向上位移来进行。另外，在以下的说明中，将液压活塞10接近从动片2及驱动片3的动作表述为“前进“，将液压活塞10远离从动片2及驱动片3的动作表述为“后退”。并且，将接近从动片2和驱动片3的方向表述为“联接方向”，将远离从动片2和驱动片3的方向表述为“释放方向”。
液压活塞10具有与从动片2及驱动片3相对的筒状的活塞部10a、从活塞部10a的后端向径向内侧延伸的受压部10b。活塞部10a能够沿着离合器鼓5的内周向联接方向及释放方向滑动。
另外，受压部10b的内周侧呈筒状。在受压部10b的外周侧端面、内周侧端面分别形成有凹部10e、10f，在凹部10e、10f中分别收纳有D型环11d。
在受压部10b与离合器鼓5之间配置有高荷重膜片式的弹簧13。弹簧13经由传动座(retainer)14从后述的第二油室22的相反侧与受压部10b接触，对液压活塞10向联接方向施力。
离合器鼓5的开口侧，除了配置液压活塞10的活塞部10a的最外周部以外，被端板15密封。端板15的内周端由离合器鼓5的折返部5a支承，通过嵌装在折返部5a的弹性卡环8和形成于折返部5a的凸部5b固定在离合器鼓5上。在端板15的外周端安装有油封16，端板15的外周端经由油封16与活塞部10a的内周滑动连接。
由端板15、液压活塞10及离合器鼓5区划油室20。进而，在油室20内由在轴向上可位移地配置的球形保持活塞23区划为第一油室21和第二油室22。
球形保持活塞23具有圆盘状的活塞部23a和从活塞部23a的内周端沿轴向延伸的筒状的轴部23b。轴部23b的端部成为向径向外侧(图中上侧)隆起的保持部23c。在活塞部23a的外周端形成有凹部23d，在凹部23d中收纳安装有D型环11d。活塞部23a的外周端经由D型环11d与端板15滑动连接。另外，在以下的说明中，将球形保持活塞23向图中右侧移动的情况表述为“前进”，向图中左侧移动的情况表述为“后退”。
在保持部23c与液压活塞10的受压部10b端面之间安装有筒状的套筒25。在套筒25上沿周向形成有多个孔26(8个～12个)，在孔26中分别收纳、保持有锁止球27。多个孔26的直径分别大于锁止球27，锁止球27只要不与球形保持活塞23的保持部23c接触，则能够在孔26内自由地移动。
在本实施方式中，球形保持活塞23、套筒25、锁止球27及被卡合部10c构成限制液压活塞10在联接方向上的移动的锁止机构9。
在离合器鼓5上形成有进行向第一油室21供给、排出油压的第一油路5c和进行向第二油室22供给、排出油压的第二油路5d。在第一油室21中，经由第一油路5c能够从形成于鼓支架6的油路6a供给作用压。另外，在第二油室22中，经由第二油路5d能够从形成于鼓支架6的油路6b供给释放压。由于油路5c、5d、6a、6b形成在相对旋转的离合器鼓5与鼓支架6的边界部位，所以，以油压不会从这些油路5c、5d、6a、6b漏出的方式，在油路5c、5d、6a、6b的两侧安装有密封图11s。
当密封图11s自油路5c、5d、6a、6b受到油压时，就会向轴向及径向变形，由此而产生对鼓支架6的推压力，将离合器鼓5与鼓支架6之间密封。
在第一油室21及第二油室22中，将自未图示的油泵排出的油压作为原压而通过未图示的液压控制回路供给已调压的油压。
图1所示的状态为多板式离合器1被释放、锁止机构9动作的锁止状态。即，液压活塞10位于最后退位置，弹簧13被压缩。锁止球27卡合在受压部10b端面的被卡合部10c，且球形保持活塞23的保持部23c与锁止球27接触，以使锁止球27不会从受压部10脱离。由此，油压活塞10不能够自最后退位置前进。
在该状态下，液压活塞10的前端自从动片2及驱动片3离开，弹簧13的作用力不作用于从动片2及驱动片3，多板式离合器1成为释放状态。另外，即便停止向第二油室22供给油压，多板式离合器1也维持释放状态。
接着，对上述多板式离合器1的联接、释放动作进行说明。
图2A～图2E表示多板式离合器1从释放状态向联接状态变化时的动作。
联接多板式离合器1，首先从第一油路5c向第一油室21供给作用压(图2A)。由此，第一油室21的油压作用于球形保持活塞23的活塞部23a，球形保持活塞23前进，球形保持活塞23的保持部23c自锁止球27离开(图2B)。
当保持部23c自锁止球27离开时，通过经由液压活塞10的受压部10b传递的弹簧13的作用力，从受压部10b端面的被卡合部10c推压锁止球27，基于锁止机构9的锁止状态被解除(图2C)。
由此，液压活塞10利用弹簧13的作用力而前进，从动片2及驱动片3通过活塞部10a而相互推压，从动片2及驱动片3联接，即多板式离合器1联接，将离合毂4和离合器鼓5连接(图2D)。
之后，停止向第一油室21供给作用压。当停止向第一油室21供给油压时，从第一油路5c排出油压，第一油室21的油压减少，最终成为零(图2E)。
即使第一油室21的油压成为零，弹簧13的作用力也持续作用于从动片2及驱动片3，多板式离合器1维持联接状态。仅在联接动作中向第一油室21供给油压，而不需要用于维持联接状态的油压供给。
图3A～图3D表示多板式离合器1从联接状态变化为释放状态时的动作。
释放多板式离合器1时，首先从第二油路5d向第二油室22供给释放压(图3A)。由此，液压活塞10后退，弹簧13被压缩。
当液压活塞10后退到最后退位置时，受压部10b端面的被卡合部10c和锁止球27的轴向位置对齐，锁止球27成为可在被卡合部10c内移动的状态(图3B)。另外，在该状态下，弹簧13的作用力不作用于从动片2及驱动片3，多板式离合器1成为释放状态。
进一步向第二油室22供给释放压时，第二油室22的油压作用于球形保持活塞23的活塞部23a，球形保持活塞23后退到最后退位置，球形保持活塞23的保持部23c与锁止球27接触。由此，锁止球27进入受压部10b的被卡合部10c，锁止机构9成为锁止状态(图3C)。
在锁止状态下，停止向第二油室22供给释放压(图3D)。之后，从第二油路5d排出，第二油室22的油压下降，最终成为零，但液压活塞10的联接方向上的移动一直被锁止机构9限制，弹簧13的作用力不作用于从动片2及驱动片3，多板式离合器1维持释放状态。
仅在释放动作中向第二油室22供给油压，是暂时的。本实施方式的多板式离合器1不仅无需供给用于联接状态的油压，而且也不需要供给维持释放状态的油压。
接着，对本实施方式的作用效果进行说明。
根据本实施方式，在联接状态及释放状态下，无需向油室21、22供给油压，减少向油室21、22供给油压的油压，能够提高搭载有自动变速器的车辆的燃耗效率(与权利要求1～5对应的效果)。
另外，当向油室21、22供给的油压下降时，密封图11s的变形被抑制，推压力减小，密封图11s与鼓支架6之间的滑动摩擦力减小，由此，也能够提高燃耗效率(与权利要求1～5对应的效果)。
另外，通过将锁止机构9形成为使用锁止球27的球形锁止机构，能够防止将用于锁止的卡合部件夹入周边部件而引起的液压活塞10的卡死(与权利要求5对应的效果)。
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。
图4是本发明第二实施方式的多板式离合器1的剖面图。
在经由从动片2及驱动片3将离合毂4和离合器鼓5可一体旋转地连接方面、具有将液压活塞10向轴向施力的弹簧13方面、通过液压活塞10、离合器鼓5、端板15区划油室20方面，与第一实施方式相同。对与第一实施方式共同的构成标注同样的参考符号。以下，以不同点为中心进行说明。
在液压活塞10与从动片2及驱动片3之间安装有张力板28。
在离合器鼓5的内周侧配置有锁止机构9。锁止机构9与第一实施方式的锁止机构9不同，具有外嵌于折返部5a的筒状的基座部件31、在形成于基座部件31的外周的凹部31a内收纳的锁止活塞32及锁止弹簧33。锁止弹簧33将锁止活塞32朝向油室20施力。
液压活塞10的被卡合部10c以与锁止活塞32对应的形状、且在锁止活塞32嵌入后的状态下锁止活塞32的上面的约一半自油室20露出的方式形成。
在离合器鼓5的折返部5a形成有油路5e，经由油路5e可进行自形成于鼓支架6的油路6c向油室20的油压的供给、排出。油路5e的直径与油路6c相比非常小，在向油室20供给、排出油压时，作为节流孔起作用。
图4所示的状态为多板式离合器1为释放状态，且为通过锁止机构9限制了液压活塞10在联接方向的移动的锁止状态。
即，液压活塞10的前端自从动片2及驱动片3离开，弹簧13的作用力不作用于从动片2及驱动片3，多板式离合器1成为释放状态。液压活塞10在最后退位置，弹簧13为压缩状态，锁止活塞32与受压部10b端部的被卡合部10c卡合，液压活塞10不能从最后退位置前进。在该状态下，即便停止向油室20供给油压，多板式离合器1也维持释放状态。
接下来，就上述多板式离合器1的联接、释放动作进行说明。
图5表示多板式离合器1从联接状态向释放状态变化时的动作。
释放多板式离合器1时，首先从油路5e向油室20供给液压活塞10可后退的高油压(图中X1)。由此，液压活塞10后退，压缩弹簧13被压缩，并且锁止活塞32对抗锁止弹簧33的作用力而后退(图中X2)。
当液压活塞10后退到最后退位置时，弹簧13的作用力就不作用于从动片2及驱动片3，多板式离合器1被释放(图中X3)。
当多板式离合器1被释放时，停止向油室20供给油压(图中X4)。油室20内的油压经由油路5e被排出，油路5e作为节流孔起作用，故而油室20的油压不急剧下降。
其结果，较之液压活塞10，每单位行程的体积变化量小的锁止活塞32，比由弹簧13压回液压活塞10更早地返回(突出)，与受压部10b的被卡合部10c卡合(图中X5)。
由此，锁止机构9成为锁止状态，限制液压活塞10在联接方向的移动，即使油室20的油压成为零，也能维持多板式离合器1的释放状态。仅在释放动作中对油室20供给油压，是暂时的。
图6表示多板式离合器1从释放状态变化到联接状态时的动作。
联接多板式离合器1时，首先要从油路5e向油室20供给锁止活塞32对抗锁止弹簧33的作用力而后退的程度的油压(图中Y1)。由此，锁止活塞32自受压部10b的被卡合部10c脱离，液压活塞10能够在联接方向上移动(图中Y2)。
若液压活塞10能够在联接方向上移动，液压活塞10利用弹簧13的作用力而前进(图中Y3)，被从动片2及驱动片3推压，多板式离合器1联接(图中Y4)。
当多板式离合器1联接时，停止向油室20供给油压(图中Y5)。之后，油室20内的油压经由油路5e排出并下降，但即使向油室20供给的油压成为零，弹簧13的作用力也作用于从动片2及驱动片3上，维持多板式离合器1的联接状态。仅在联接动作中向油室20供给油压，是暂时的。
根据第二实施方式，与第一实施方式同样，在联接状态及释放状态下，也无需向油室20供给油压，能够降低向油室20供给油压的油压。另外，当向油室20供给的油压减少时，密封图11s的推压力减少，密封图11s与鼓支架6之间的滑动摩擦力减少，故而能够提高搭载有自动变速器的车辆的燃料效率(与权利要求1、6、7对应的效果)。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过表示本发明的适用例的一部分，并非是将本发明的技术范围具体限定于上述实施方式的意思。
例如，上述实施方式为将本发明适用于多板式离合器1的例子，但也能够适用于联接的一元件为旋转元件，另一元件为非旋转元件的制动器。
另外，在上述实施方式中，在联接状态及释放状态下停止油压的供给，将油压设定为零，但也可以仅使油压减少(减少后的油压为零以上的油压)。

Claims (6)

1.一种多板式摩擦卡合机构，其连接同轴配置的第一部件及第二部件，其特征在于，具备：
多个第一摩擦片，其相对于所述第一部件在轴向上滑动自由地安装；
多个第二摩擦片，其相对于所述第二部件在轴向上滑动自由地安装，并且与所述多个第一摩擦片交替配置；
液压活塞，其相对于所述第一摩擦片及第二摩擦片在垂直方向上可位移地配置，并且具有在径向上延伸设置的受压部；
活塞油室，其使油压作用于所述受压部；
弹性部件，其从所述活塞油室的相反侧与所述受压部接触，将所述液压活塞向所述第一摩擦片及第二摩擦片施力；
锁止机构，其向所述活塞油室供给油压而使所述弹性部件被所述受压部压缩，在所述第一摩擦片及第二摩擦片成为非联接状态的状态下，限制所述液压活塞的接近所述第一摩擦片及第二摩擦片的联接方向上的移动，
所述锁止机构具有可朝向所述受压部移动的卡合部件、与朝向所述受压部移动的所述卡合部件接触而保持所述卡合部件的保持部件，
所述受压部在端部具有所述卡合部件卡合的被卡合部，
所述卡合部件利用供给到所述活塞油室的油压进行移动而与所述被卡合部卡合并且与所述保持部件接触，由此，限制所述液压活塞的所述联接方向上的移动。
2.如权利要求1所述的多板式摩擦卡合机构，其特征在于，
所述保持部件具有受到所述活塞油室的油压的作用的活塞部，通过供给到所述活塞油室的油压，移动到与所述卡合部件接触的位置。
3.如权利要求2所述的多板式摩擦卡合机构，其特征在于，
所述锁止机构对所述液压活塞的所述联接方向上的移动的限制，通过从与所述活塞油室相反侧使油压作用于所述活塞部并使所述保持部件自所述卡合部件离开而被解除。
4.如权利要求1～3中任一项所述的多板式摩擦卡合机构，其特征在于，
具备筒状部件，其安装在所述受压部与所述保持部件之间，具有在径向上延伸的多个孔，
所述卡合部件为保持于所述多个孔中的多个球。
5.一种多板式摩擦卡合机构，其连接同轴配置的第一部件及第二部件，其特征在于，具备：
多个第一摩擦片，其相对于所述第一部件在轴向上滑动自由地安装；
多个第二摩擦片，其相对于所述第二部件在轴向上滑动自由地安装，并且与所述多个第一摩擦片交替配置；
液压活塞，其相对于所述第一摩擦片及第二摩擦片在垂直方向上可位移地配置，并且具有在径向上延伸设置的受压部；
活塞油室，其使油压作用于所述受压部；
弹性部件，其从所述活塞油室的相反侧与所述受压部接触，将所述液压活塞向所述第一摩擦片及第二摩擦片施力；
锁止机构，其向所述活塞油室供给油压而使所述弹性部件被所述受压部压缩，在所述第一摩擦片及第二摩擦片成为非联接状态的状态下，限制所述液压活塞的接近所述第一摩擦片及第二摩擦片的联接方向上的移动，
所述锁止机构具备卡合部件和将该卡合部件向所述受压部施力的第二弹性部件，
所述受压部在端部具有所述卡合部件卡合的被卡合部，
若从向所述活塞油室供给油压而使所述弹性部件被所述受压部压缩的状态减少向所述活塞油室供给的油压时，所述卡合部件早于所述液压活塞被所述弹性部件压回而利用所述第二弹性部件的作用力进行移动，与所述被卡合部卡合，限制所述液压活塞的所述联接方向上的移动。
6.如权利要求5所述的多板式摩擦卡合机构，其特征在于，
所述卡合部件的一部分在所述活塞油室露出，
所述锁止机构对所述液压活塞的所述联接方向上的移动的限制，通过如下方式解除，即，向所述活塞油室暂时地供给油压，使所述卡合部件对抗所述第二弹性部件的作用力而后退。
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