JP2006097781A - 油圧クラッチ用ピストン - Google Patents

Abstract

【課題】製造工数を減少させる。ボールバルブの閉弁時の密封性を向上させる。
【解決手段】自動変速機等に設けられる油圧クラッチ用ピストン１であって、ピストン本体２にピストン室３内の油圧を排除するためのボールバルブ４が装着されており、ボールバルブ４の弁座５がゴム様弾性体１２とされ、ピストン本体２と一体成形されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油圧クラッチ用ピストンに関する。さらに詳しくは、例えば自動車の自動変速機（多段式、無段式のいずれも含む）に設けられた湿式多板クラッチ等の油圧クラッチのピストンに関する。

例えば自動車の自動変速機には油圧で作動するクラッチが設けられており、このクラッチのピストンには、例えば実開平２−１２２２２４号公報に開示されているように、作動油圧をオフした場合にピストン室内の油圧を抜いてリターンスプリングによるピストンの戻りをスムーズにするボールバルブ（リリーフバルブ）が設けられているものがある。

図７及び図８に、従来の自動変速機に設けられた油圧クラッチのピストンを示す。環状のピストン１０１には孔１０２が設けられており、この孔１０２の中に金属製のボール１０３を挿入してボールバルブ１１１を構成している。孔１０２の内周面にはテーパー面１０４が設けられており、ケース１０５とピストン１０１との間に設けられたピストン室１０６に油圧が供給される（油圧オン）と、弁体としてのボール１０３は弁座としてのテーパー面１０４に当接して孔１０２を塞ぐ。このため、ピストン室１０６内の油圧が上昇し、図７に矢印Ａで示すように、ピストン１０１はリターンスプリング１０７を押し縮めながら移動し、駆動側の部材と従動側の部材との間に設けられたクラッチプレート１０８を摩擦係合させる。

一方、ピストン室１０６への油圧の供給を停止する（油圧オフ）と、図８に矢印Ｂで示すように、ピストン１０１はリターンスプリング１０７によって元の位置に戻され、クラッチプレート１０８の摩擦係合が解除される。このとき、ピストン室１０６への油圧の供給を停止しても、クラッチの回転（例えば、約８０００ｒｐｍ）による遠心力に起因した圧力がピストン室１０６内には残る。このため、仮に孔１０２の内周面にテーパー面１０４が設けられていないとすると、ピストン室１０６内の圧力によってボール１０３の移動が妨げられて孔１０２を塞いだままの状態となり、ピストン室１０６内の油圧が抜けないこととなり、ピストン１０１のスムーズな戻りを妨げる。このような理由から、孔１０２の内周面にテーパー面１０４を設けている。即ち、図８に矢印Ｃで示すように遠心力によってボール１０３をテーパー面１０４に沿って径方向外側に移動させることで、ピストン室１０６内の油圧を排除する流路を確保し、ピストン１０１の戻りをスムーズにしている。

ピストン１０１はアルミニウム製の鋳造品である。ピストン製造時において、孔１０２内にボール１０３を挿入した後、ピストン室１０６側の孔１０２の周縁を部分的にかしめることで、ボール１０３がピストン室１０６に移動し孔１０２から脱落するのを防止する。部分的なかしめの様子を図９に示す。図９の例では孔１０２の周縁の例えば２ヶ所にかしめ１０９を形成している。また、環状のピストン１０１の内周縁と外周縁には、ケース１０５との間をシールする例えばＤリング１１０が装着されている。

実開平２−１２２２２４号

上述の油圧クラッチ用ピストン１０１のボールバルブ１１１は、テーパー面１０４にボール１０３を当接させて孔１０２を塞ぐ構造であり、弁座となるテーパー面１０４を含め孔１０２の内周面を高精度に加工する必要がある。しかしながら、アルミ鋳造品であるピストン１０１の鋳造時に孔１０２を最終的な寸法にまで仕上げることができず、ピストン１０１を鋳造した後に、さらに孔１０２を切削加工等して弁座としての精度を出す必要がある。このため、ピストン１０１の製造に要する工数が多くなり、製造コストを増加させていた。

また、孔１０２内のボール１０３がピストン室１０６に移動するのを防止するために、ボール１０３挿入後、ピストン室１０６側の孔１０２の周縁を部分的にかしめているので、ピストン１０１の製造に要する工数がさらに多くなり、製造コストをさらに増加させていた。

さらに、ピストン１０１に設けた孔１０２の内周面を弁座としているため、金属同士の接触となり、ボールバルブ密封性に劣るとの問題もあった。

本発明は、製造工数を減少させることができると共に、閉弁時の密封性に優れた油圧クラッチ用ピストンを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、油圧クラッチ用ピストンであって、ピストン本体にピストン室内の油圧を排除するためのボールバルブが装着されており、ボールバルブの弁座がゴム様弾性体とされ、ピストン本体と一体成形されている。

したがって、ボールバルブのボールと弁座との接触が金属同士の接触からゴムと金属の接触となり閉弁時の密封性が向上する。また、弁座がゴム型で成型されるので寸法精度が高く、ピストンへの孔の切削加工等が不要となる。

また、請求項２記載の油圧クラッチ用ピストンは、ピストン室へのボールの移動を禁止する環状連続または不連続のゴム様弾性体製の突起が弁座とともに一体成形されている。したがって、ボールのピストン室への移動はゴム様弾性体の突起によって阻止される。ピストン製造時におけるボールの孔内への挿入は、突起を弾性変形させながら行う。ボールを圧入することで、突起を弾性変形させて孔内に挿入することができる。ボールを圧入すると突起は元の形状に戻るので、ボールのピストン室への移動を阻止することができる。

さらに、請求項３記載の油圧クラッチ用ピストンは、ピストン本体の周縁に設けられるシール部材が弁座または突起とともに一体成形されている。したがって、一度の成形作業で弁座、突起、シール部材をピストン本体に装着することができる。ピストン本体の周縁としては内周縁と外周縁とがあり、内周縁と外周縁の両方にシール部材を設けても良く、何れか一方にシール部材を設けても良い。

しかして、請求項１記載の油圧クラッチ用ピストンでは、ピストン本体にピストン室内の油圧を排除するためのボールバルブが装着されており、ボールバルブの弁座がゴム様弾性体とされ、ピストン本体と一体成形されているので、ボールバルブのボールと弁座との接触を金属とゴムとの接触にすることができ、閉弁時の密封性を向上させることができる。また、弁座をゴム型で成型することができるので、弁座の寸法精度を高く仕上げることができ、従来、後工程として行っていたピストンへの孔の切削加工等が不要となる。このため、ピストンの製造工数を削減することができ、製造コストを安くすることができる。

また、請求項２記載の油圧クラッチ用ピストンでは、ピストン室へのボールの移動を禁止する環状連続または不連続のゴム様弾性体製の突起が弁座とともに一体成形されているので、突起によってボールのピストン室への移動を防止することができる。このため、従来、後工程として行っていた孔のかしめ作業等が不要となり、ピストンの製造工数をさらに削減することができ、製造コストをさらに安くすることができる。

さらに、請求項３記載の油圧クラッチ用ピストンでは、ピストン本体の周縁に設けられるシール部材が弁座、突起とともに一体成形されているので、一度の成形作業でゴム様弾性体から成る弁座、突起、シール部材をピストン本体に装着することができる。このため、ピストンの製造工数を削減することができ、製造コストを安くすることができる。

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１から図４に本発明の油圧クラッチ用ピストンの実施形態の一例を示す。なお、図２は、図３及び図４のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。この油圧クラッチ用ピストン１は、例えば自動車の自動変速機に設けられた湿式多板クラッチ用のピストンである。ここで、自動変速機としては、多段式（例えば前進４段後進１段）の自動変速機であっても良く、無段式の自動変速機であっても良い。また、自動車の自動変速機に限るものではなく、その他の自動変速機であっても良い。さらに、適用可能なクラッチとしては湿式多板クラッチに限るものではなく、例えば単板クラッチ等でも良い。要するに、油圧で作動するクラッチであれば良い。

油圧クラッチ用ピストン（以下、単にピストンという）１は、ピストン本体２にピストン室３内の油圧を排除するためのボールバルブ４が装着されており、ボールバルブ４の弁座５がゴム様弾性体１２とされ、ピストン本体２と一体成形されているものである。本実施形態では、ボール６の脱落、即ちピストン室３へのボール６の移動を禁止する環状連続のゴム様弾性体製の突起７が弁座５とともに一体成形されている。また、ピストン本体２の周縁に設けられるシール部材８，９が弁座５および突起７とともに一体成形されている。

ピストン本体２は例えばアルミ鋳造品であり、ボールバルブ４の孔１０は鋳造時に形成される。孔１０の内周面にはテーパー面が設けられており、孔１０のピストン室３側の開口はボール６の直径よりも大きく、クラッチプレート１１側の開口はボール６の直径よりも小さくなっている。鋳造時に形成した孔１０の寸法精度は、ボールバルブ４の弁座５として要求される精度よりも低い。

ゴム様弾性体１２はピストン本体２のケース１３側の面を覆っている。また、孔１０の内周面もゴム様弾性体１２で覆われており、ボールバルブ４の弁座５はゴム様弾性体製となっている。このようなゴム様弾性体１２は、ピストン本体２に一体成形される。例えば、ピストン本体２のゴム様弾性体１２を密着させる面に接着剤を塗布した後、このピストン本体２をゴム型にセットし、ゴム材料をキャビティに注入して加硫成形する。このようにして製造されたピストン１では、ボールバルブ４の弁座５がゴム型によって成型されるので、弁座５の寸法精度を高くすることができる。ゴム様弾性体１２は、例えば天然ゴム、合成ゴムである。

ピストン本体２のケース１３側の面（背面）には、例えば３ヶ所に膨出部１４が設けられている。３ヶ所の膨出部１４は同一円周上に設けられている。また、ケース１３の膨出部１４に対向する位置には環状の凸部１５が設けられている。ピストン１がケース１３側に移動した場合に膨出部１４が凸部１５に当たるので、ピストン１とケース１３との間に隙間ができ、この隙間即ちピストン室３に油圧を供給してピストン１を作動させることができる。膨出部１４はゴム様弾性体１２に覆われている。

突起７は、孔１０のピストン室３側の開口部分に一体成形されている。突起７は、例えば図５に示すように、環状に連続して、即ち開口部分の全周にわたり形成されている。突起７の先端の直径（内径）はボール６の直径よりも小さく、ピストン室３へのボール６の移動を阻止することができる。

弁体であるボール６は例えば金属製のボールで、例えばＪＩＳ規格品の鋼球である。ボール６は、ピストン製造時に孔１０内に挿入される。即ち、ピストン本体２にゴム様弾性体１２を一体化させた後、突起７を弾性変形させながら孔１０内に圧入される。ボール６を圧入すると、突起７は元の形状に戻るので、ボール６のピストン室３への移動を阻止することができる。

シール部材８，９はケース１３との間をシールし、ピストン室３内の油圧を保持するものである。本実施形態のピストン１には内周縁と外周縁の両方にシール部材を設ける必要があるので、ゴム様弾性体１２の内周縁と外周縁にシール部材８，９が一体成形されている。

ケース１３に設けられている油圧孔１６からピストン室３内に油圧が供給（油圧オン）されると、弁体であるボール６はゴム様弾性体１２の弁座５に当接して孔１０を塞ぐ。このため、ピストン室３内の油圧が上昇し、ピストン１はリターンスプリング１７を押し縮めながら図１中左方向に移動し、クラッチプレート１１を摩擦係合させる。

一方、ピストン室３への油圧の供給を停止（油圧オフ）すると、ピストン１はリターンスプリング１７によって元の位置に戻され、クラッチプレート１１の摩擦係合が解除される。このとき、油圧孔１６からのピストン室３への油圧の供給を停止しても、クラッチの回転による遠心力に起因した圧力がピストン室３内に残り、ボール６が弁座５であるテーパー面から離れようとするのを妨げようとする。しかしながら、遠心力によってボール６がテーパー面に沿って径方向外側に移動するので、ピストン室３内の油圧を排除する流路が確保され、ピストン１の戻りをスムーズなものにすることができる。

本発明のピストン１では、ボールバルブ４の弁座５をゴム様弾性体製としているので、弁体としての金属製ボール６と弁座５との接触を金属とゴムとの接触にすることができ、閉弁時の密封性を向上させることができる。

また、弁座５をゴム型で成型することができるので、弁座５の寸法精度を高くすることができる。このため、従来、後工程として行っていたピストン１への孔の切削加工等が不要となり、ピストン１の製造工数を削減することができて製造コストを安くすることができる。

また、ゴム様弾性体１２に一体成形した突起７によってボール６のピストン室３への移動を防止することができる。このため、従来、後工程として行っていた孔のかしめ作業等が不要となり、ピストン１の製造工数をさらに削減することができ、製造コストをさらに安くすることができる。

また、ゴム様弾性体１２の一度の成形作業で弁座５、突起７、シール部材８，９をピストン本体２に一体化させ、ピストン１を完成することができる。このため、少ない工数でピストン１を製造することができ、製造コストを安くすることができる。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、突起７として環状連続の突起を採用していたが、必ずしも突起７を環状連続にする必要はなく、環状不連続の突起を採用しても良い。例えば、図６に示すように、周方向に等間隔で並んだ４つの突起７でも良い。また、この場合、突起７の数は４つに限るものではない。

また、上述の説明では、ピストン本体２がその内周縁と外周縁の両方にシール部材を設ける必要があるタイプのものであり、従ってゴム様弾性体１２の内周縁と外周縁の両方にシール部材８，９を一体成形していたが、必ずしもこの構成に限るものではなく、ピストン本体２がその内周縁と外周縁の一方にのみシール部材を設ける必要があるタイプのものであれば、それに合わせてゴム様弾性体１２の内周縁と外周縁の一方にのみシール部材を設ければ良い。また、ピストン本体２がその内周縁と外周縁のいずれにもシール部材を設ける必要がないタイプのものであれば、ゴム様弾性体１２にシール部材を一体形成する必要はない。

さらに、突起７が不要な場合には省略しても良い。

本発明の油圧クラッチ用ピストンの実施形態の一例を示し、クラッチに組み付けた状態の断面図である。 同ピストンの断面図である。 同ピストンの正面図である。 同ピストンの背面図である。 同ピストンの突起を示し、ピストンの背面側からみた図である。 同ピストンの突起の他の実施形態を示し、ピストンの背面側からみた図である。 従来の油圧クラッチ用ピストンをクラッチに組み付けた状態を示し、ピストン室に油圧を供給している場合の断面図である。 従来の油圧クラッチ用ピストンをクラッチに組み付けた状態を示し、ピストン室に油圧を供給していない場合の断面図である。 従来の油圧クラッチ用ピストンにおいて、孔の開口をかしめる様子を示す図である。

符号の説明

１ 油圧クラッチ用ピストン
２ ピストン本体
３ ピストン室
４ ボールバルブ
５ 弁座
６ ボール
７ 突起
８，９ シール部材
１２ ゴム様弾性体

Claims (3)

1. 油圧クラッチ用ピストンであって、ピストン本体にピストン室内の油圧を排除するためのボールバルブが装着されており、上記ボールバルブの弁座がゴム様弾性体とされ、上記ピストン本体と一体成形されていることを特徴とする油圧クラッチ用ピストン。
2. 前記ピストン室へのボールの移動を禁止する環状連続または不連続のゴム様弾性体製の突起が上記弁座とともに一体成形されていることを特徴とする請求項１記載の油圧クラッチ用ピストン。
3. 上記ピストン本体の周縁に設けられるシール部材が上記弁座または上記突起とともに一体成形されていることを特徴とする請求項１または２記載の油圧クラッチ用ピストン。

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