JP2008128365A - スナップリングの取り付け構造および摩擦係合装置の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】スナップリングと溝との掛かり代が十分に得られるスナップリングの取り付け構造および摩擦係合装置の支持構造、を提供する。
【解決手段】スナップリングの取り付け構造は、所定の軸を中心に環状に延びる溝が形成されたケース体と、溝に嵌合され、軸方向に作用する力を支持するスナップリング３１とを備える。スナップリング３１は、端部３３ｐおよび端部３３ｑを含む。スナップリング３１は、端部３３ｐと端部３３ｑとの間で分断されたリング形状を有する。スナップリング３１が溝に嵌合された状態で、端部３３ｐと端部３３ｑとが周方向において重なり合う。端部３３ｐおよび端部３３ｑは、互いに向い合い、接触する対向面をそれぞれ有する。これら対向面の少なくともいずれか一方が、凹凸形状に形成されている。
【選択図】図４

Description

この発明は、一般的には、スナップリングの取り付け構造および摩擦係合装置の支持構造に関し、より特定的には、軸方向の荷重を繰り返し受けるスナップリングの取り付け構造、およびその取り付け構造が用いられた摩擦係合装置の支持構造に関する。

従来のスナップリングの取り付け構造に関して、たとえば、特開平９−２２９０３５号公報には、取り外し時の作業性を向上させることを目的としたスナップリングが開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたスナップリングは、自動変速機の湿式多板クラッチに適用されている。特許文献１では、スナップリングの合口の一端側および他端側に、それぞれ、スナップリングがスナップリング溝に取り付けられた状態で周方向に互いに重なり合う内周幅狭部および外周幅狭部が設けられている。

また、特開平８−１７０６２４号公報には、装着状態において内周溝に対する張力が小さい場合であっても、容易に外れることのないスナップリングが開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示されたスナップリングは、原形では、円周方向の両端が互いに離間した略Ｃ字型を有する。スナップリングの外周長さを、筒状体の内周面の円周長さよりも長く、かつその内周面に形成された円周溝の溝底の円周長さ以下とする。スナップリングが円周溝に縮径した状態で装着された時に、スナップリングの円周方向の両端が、互いに衝合または近接対向する。
特開平９−２２９０３５号公報 特開平８−１７０６２４号公報

上述の特許文献１に開示されるように、自動変速機のクラッチ構造では、油圧が作用された摩擦プレートの移動を制限するためスナップリングが用いられている。しかしながら、摩擦プレートに作用させる油圧が繰り返しスナップリングに加わると、スナップリングが溝から抜け出す方向に変形することがある。この場合、スナップリングと溝との掛かり代が十分に得られないおそれが生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、スナップリングと溝との掛かり代が十分に得られるスナップリングの取り付け構造および摩擦係合装置の支持構造を提供することである。

この発明に従ったスナップリングの取り付け構造は、被取り付け部材と、スナップリングとを備える。被取り付け部材には、所定の軸を中心に環状に延びる溝が形成されている。スナップリングは、溝に嵌合され、軸方向に作用する力を支持する。スナップリングは、第１端部および第２端部を含む。スナップリングは、第１端部と第２端部との間で分断されたリング形状を有する。スナップリングが溝に嵌合された状態で、第１端部と第２端部とが軸を中心とする周方向において重なり合う。第１端部および第２端部は、互いに向い合い、接触する第１対向面および第２対向面をそれぞれ有する。第１対向面および第２対向面の少なくともいずれか一方が、凹凸形状に形成されている。

このように構成されたスナップリングの取り付け構造によれば、第１対向面および第２対向面の少なくともいずれか一方を凹凸形状に形成することにより、第１対向面と第２対向面との間の摩擦係数を増大させる。これにより、スナップリングが受ける軸方向の力に起因して、スナップリングが溝から抜け出す方向に変形することを抑制できる。これにより、スナップリングと溝との掛かり代を十分に得ることができる。

また好ましくは、スナップリングは、溝に嵌合された状態で溝の側壁と接触する側面を有する。凹凸形状に形成された第１対向面および第２対向面の少なくともいずれか一方の表面粗さは、側面の表面粗さよりも大きい。このように構成されたスナップリングの取り付け構造によれば、側面と比較して表面粗さが大きくなるように、第１対向面および第２対向面の少なくともいずれか一方が凹凸形状に形成される。

また好ましくは、スナップリングは、第１端部と第２端部との間で軸方向に撓む。このように構成されたスナップリングの取り付け構造によれば、スナップリングが軸方向に撓むことによって、第１対向面と第２対向面との接触面圧を増大させることができる。これにより、第１対向面と第２対向面との間に生じる摩擦力を増大させ、スナップリングの変形をより効果的に抑制することができる。

また好ましくは、第１対向面および第２対向面は、軸に直交する平面内で延在する。このように構成されたスナップリングの取り付け構造によれば、スナップリングが受ける軸方向の力によって、第１対向面と第２対向面との間により大きい摩擦力を発生させることができる。

この発明に従った摩擦係合装置の支持構造は、上述のいずれかに記載のスナップリングの取り付け構造が用いられた摩擦係合装置の支持構造である。摩擦係合装置の支持構造は、スナップリングにより軸方向の位置が規制され、軸方向に沿ってスナップリングに向けて押圧された時に摩擦により係合する摩擦プレートと、摩擦プレートとスナップリングとの間に配置され、スナップリングに対して押圧されるプレート部材とを備える。

このように構成された摩擦係合装置の支持構造によれば、スナップリングの抜けを防ぐことで、摩擦係合装置の作動に対する信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、この発明に従えば、スナップリングと溝との掛かり代が十分に得られるスナップリングの取り付け構造および摩擦係合装置の支持構造を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、車両に搭載された自動変速機を示す断面図である。図中には、自動変速機の一部分が示されている。図１を参照して、自動変速機１０は、複数のプラネタリギヤとしての、ＵＤ（アンダードライブ）プラネタリギヤ６１およびラビニオ式プラネタリギヤ６４を備える。自動変速機１０は、ＵＤプラネタリギヤ６１およびラビニオ式プラネタリギヤ６４の組み合わせにより、内燃機関から入力された回転を、減速または加速して出力したり、逆回転にして出力する。本実施の形態におけるスナップリングの取り付け構造は、変速機としての自動変速機１０に適用される。

図２は、この発明の実施の形態におけるスナップリングの取り付け構造を示す断面図である。図中には、図１中の２点鎖線ＩＩで囲まれた範囲が示されている。

図１および図２を参照して、自動変速機１０は、摩擦係合装置としてのブレーキ１１を備える。ブレーキ１１は、ＵＤプラネタリギヤ６１を構成するプラネタリキャリヤ６２の回転と、ラビニオ式プラネタリギヤ６４を構成するサンギヤ６５の回転とをロックする。ブレーキ１１は、ケース体１２と、ケース体１２に取り付けられる、摩擦プレート１３，１４、バックプレート２１およびスナップリング３１とを備える。摩擦プレート１３および摩擦プレート１４は、複数ずつ設けられている。

ケース体１２は、円筒形状を有する。ケース体１２は、仮想軸である中心軸２０１を中心に延在する内周面１２ｃを含む。中心軸２０１は、ＵＤプラネタリギヤ６１およびラビニオ式プラネタリギヤ６４の回転中心である。

摩擦プレート１３は、ケース体１２に固定されている。摩擦プレート１４は、プラネタリギヤ側に固定されている。摩擦プレート１３および摩擦プレート１４は、中心軸２０１の軸方向に移動可能で、かつ中心軸２０１を中心とする周方向に回転できないように、それぞれケース体１２およびプラネタリギヤ側に固定されている。摩擦プレート１３および１４は、内周面１２ｃの内側で環状に延びるリング形状を有する。摩擦プレート１３と摩擦プレート１４とは、中心軸２０１の軸方向に交互に並んで配置されている。

ブレーキ１１は、ブレーキピストン１５をさらに備える。ブレーキピストン１５は、中心軸２０１の軸方向において摩擦プレート１３および１４と隣り合って配置されている。ケース体１２内には、油圧室１６が形成されている。油圧室１６は、中心軸２０１の軸方向においてブレーキピストン１５と隣り合って形成されている。摩擦プレート１３および１４と油圧室１６との間に、ブレーキピストン１５が配置されている。

図３は、図２中のバックプレートを示す斜視図である。図２および図３を参照して、バックプレート２１は、金属から形成されている。バックプレート２１は、スナップリング３１と摩擦プレート１３および１４との間に配置されている。中心軸２０１の軸方向において、スナップリング３１と、バックプレート２１と、摩擦プレート１３および１４とが重なって配置されている。バックプレート２１は、ケース体１２に固定されている。

バックプレート２１は、中心軸２０１を中心に環状に延びるリング形状を有する。バックプレート２１は、スプライン２５を含む。内周面１２ｃに形成された図示しないスプラインと、スプライン２５とが係合することにより、バックプレート２１は、中心軸２０１の軸方向に移動可能で、かつ中心軸２０１を中心とする周方向に回転しないように、ケース体１２に固定されている。バックプレート２１は、鍔部２７を含む。鍔部２７は、中心軸２０１を中心とする半径方向に延出する。本実施の形態では、複数の鍔部２７が、中心軸２０１を中心に所定の角度ごとに設けられている。

ブレーキ１１は、リターンスプリング１８をさらに備える。リターンスプリング１８は、中心軸２０１の軸方向に延びる。リターンスプリング１８は、ブレーキピストン１５に接続される一方端１８ｍと、バックプレート２１に接続される他方端１８ｎとを含む。他方端１８ｎは、鍔部２７に接続されている。複数の鍔部２７に対応して、複数のリターンスプリング１８が設けられている。中心軸２０１を中心とする半径方向において、リターンスプリング１８と摩擦プレート１３および１４との間に、スナップリング３１が配置されている。リターンスプリング１８の弾性力により、ブレーキピストン１５は、中心軸２０１の軸方向に沿ってバックプレート２１から離れる方向に付勢される。リターンスプリング１８の弾性力により、バックプレート２１は、スナップリング３１に対して押圧される。

油圧室１６への油圧供給を行なう油圧負荷時、ブレーキピストン１５は、中心軸２０１の軸方向にストロークし、摩擦プレート１３および１４を押圧する。押圧された摩擦プレート１３と摩擦プレート１４とは、摩擦により互いに圧着する。これにより、摩擦プレート１３と摩擦プレート１４とが係合し、プラネタリキャリヤ６２およびサンギヤ６５の回転がロックされる。

油圧室１６への油圧供給を停止する油圧除荷時、リターンスプリング１８の弾性力によって、ブレーキピストン１５が、バックプレート２１から離間する方向にストロークする。これにより、摩擦プレート１３と摩擦プレート１４との係合が解除され、プラネタリキャリヤ６２およびサンギヤ６５の回転が許容される。

図２を参照して、ケース体１２には、溝４１が形成されている。溝４１は、内周面１２ｃに形成されている。溝４１は、中心軸２０１を中心に環状に延びる。溝４１は、中心軸２０１を中心に真円状に延びる。溝４１は、内周面１２ｃから凹む略矩形の断面形状を有する。溝４１は、底面４１ｄと、側壁４１ｅとを含む。底面４１ｄは、内周面１２ｃから最も深くに位置する溝４１の内壁により形成されている。側壁４１ｅは、底面４１ｄから内周面１２ｃに向けて延在する。側壁４１ｅは、中心軸２０１の軸方向に直交する平面内で延在する。

溝４１には、スナップリング３１が配置されている。スナップリング３１は、中心軸２０１の軸線方向におけるバックプレート２１および摩擦プレート１３，１４の位置を規制する。スナップリング３１は、ブレーキピストン１５によって押圧されたバックプレート２１および摩擦プレート１３，１４の、中心軸２０１の軸線方向への移動を制限する。

図４は、図２中のスナップリングを示す斜視図である。図中の左側には、溝４１に嵌め合わされる前のスナップリング３１の原形が示され、図中の右側には、溝４１に嵌め合わされたスナップリング３１の形状が示されている。

図４を参照して、スナップリング３１は、金属から形成されている。スナップリング３１は、端部３３ｐおよび端部３３ｑを含む。溝４１に嵌め合わされる前、スナップリング３１は、端部３３ｐと端部３３ｑとの間で分断されたリング形状を有する。スナップリング３１は、Ｃ型形状の原形を有する。端部３３ｐと端部３３ｑとは、スナップリング３１の周方向において間隙３５を設けて対向する。

スナップリング３１は、溝４１に嵌め合わされると、縮径側に変形することによって底面４１ｄを押圧する力（緊縛力）を発生させる。このとき、端部３３ｐと端部３３ｑとが、中心軸２０１を中心とする周方向において重なり合う。溝４１に嵌め合わされたスナップリング３１は、中心軸２０１の軸方向から見て、部分的に分断されることのない完全なリング形状をなす。端部３３ｐと端部３３ｑとは、中心軸２０１の軸方向にずれた状態で重なり合う。端部３３ｐおよび端部３３ｑは、溝４１の側壁４１ｅとバックプレート２１とによって挟持される。

なお、スナップリング３１は、端部３３ｐと端部３３ｑとが重なり合うリング形状の原形を有しても良い。この場合、スナップリング３１が溝４１に嵌合されることによって、端部３３ｐと端部３３ｑとが重なり合う長さが大きくなる。

図５は、図４中の矢印Ｖに示す方向から見たスナップリングを示す図である。図６は、図５中の２点鎖線ＶＩで囲まれた範囲を拡大して示す図である。図２、図５および図６を参照して、端部３３ｐおよび端部３３ｑは、それぞれ、対向面３１ｍおよび対向面３１ｎを含む。対向面３１ｍおよび３１ｎは、中心軸２０１に交差する平面内で延在する。対向面３１ｍおよび３１ｎは、中心軸２０１に直交する平面内で延在する。対向面３１ｍと対向面３１ｎとは、互いに向い合い、接触する。

対向面３１ｍおよび対向面３１ｎの少なくともいずれか一方が、凹凸形状に形成されている。対向面３１ｍおよび対向面３１ｎの少なくともいずれか一方が、粗面状に形成されている。対向面３１ｍおよび対向面３１ｎの少なくともいずれか一方が、梨地状に形成されている。本実施の形態では、対向面３１ｍおよび対向面３１ｎが、凹凸形状に形成されている。対向面３１ｍの表面粗さと対向面３１ｎの表面粗さとは、同程度である。

スナップリング３１は、側面３１ａおよび側面３１ｂを含む。側面３１ａは、側壁４１ｅと向い合い、接触する。側面３１ｂは、バックプレート２１と向い合い、接触する。対向面３１ｍおよび３１ｎの表面粗さは、側面３１ａおよび３１ｂの表面粗さよりも大きい。表面粗さは、たとえば算術平均粗さＲａである。スナップリング３１は、外周面３１ｄを含む。外周面３１ｄは、溝４１の底面４１ｄと対向する。

スナップリング３１は、端部３３ｐと端部３３ｑとの間で中心軸２０１の軸方向に撓む。これにより、スナップリング３１は、中心軸２０１の軸方向に縮もうとする弾性力を発生させる。

図７は、図５中に示すスナップリングの変形例を示す図である。図７を参照して、本変形例では、端部３３ｐおよび端部３３ｑに段差が形成されている。スナップリング３１は、中心軸２０１の軸方向に撓まない状態で溝４１に嵌め合わされる。このような構成によれば、中心軸２０１の軸周りの全周において、スナップリング３１と、側壁４１ｅおよびバックプレート２１とが密着する。

続いて、比較のためのスナップリングの取り付け構造を想定し、スナップリングと溝との掛かり代が小さくなる現象のメカニズムについて説明を行なう。図８は、比較のためのスナップリングの取り付け構造を示す断面図である。図８を参照して、スナップリング３１０が溝４１に嵌め合わされている。比較のためのスナップリングの取り付け構造では、スナップリング３１０が溝４１に嵌め合わされた状態で、端部３３ｐと端部３３ｑとが離間する。

図９は、比較のためのスナップリングの取り付け構造において、初期時、油圧負荷時および油圧除荷後のスナップリングの状態を示す断面図である。図１０は、図９中の初期時、油圧負荷時および油圧除荷後のスナップリングの状態を重ねて示した断面図である。

図９および図１０を参照して、バックプレート２１に対向する外周面３１ｄの部分を、角部Ｅと呼ぶことにする。

油圧を負荷する前の初期時、スナップリング３１０と溝４１との掛かり代がＨ１であるとする。油圧負荷時、油圧室１６から摩擦プレート１３および１４に作用させた力が、バックプレート２１およびスナップリング３１０に伝わる。このとき、摩擦プレート１３および１４から力を受けたバックプレート２１の内周側が、スナップリング３１０に向けて倒れる。スナップリング３１０は、バックプレート２１の表面上で角部Ｅを滑らしながら、バックプレート２１とともに中心軸２０１の軸方向に倒れる。これにより、角部Ｅの位置は見かけ上、図１０中の矢印２１１に示す方向（スナップリング３１０の浮き方向と呼ぶ）に変位する。

油圧除荷時、バックプレート２１は、スナップリング３１０とともに、スナップリング３１０に向けて倒れた姿勢から元の姿勢に戻る。このとき、スナップリング３１０およびバックプレート２１間に生じる摩擦力によって、角部Ｅがバックプレート２１の表面に引きずられる。スナップリング３１０は、スナップリング３１０と側壁４１ｅとの間に生じる摩擦力に抗してスナップリング３１０の浮き方向に引き出される。その結果、スナップリング３１０は縮径側に変形し、油圧除荷後、スナップリング３１０と溝４１との掛かり代がＨ１よりも小さいＨ２となる。このようなメカニズムにより、油圧負荷および油圧除荷が繰り返し行なわれることによって、スナップリング３１０と溝４１との掛かり代が徐々に小さくなる現象が生じる。

続いて、本実施の形態における図２中のスナップリングの取り付け構造によって奏される作用について説明する。図１１は、図２中のスナップリングの取り付け構造において、初期時、油圧負荷時および油圧除荷後のスナップリングの状態を示す断面図である。

図１１を参照して、これに対して、本実施の形態では、対向面３１ｍおよび対向面３１ｎが凹凸形状に形成されているため、対向面３１ｍと対向面３１ｎとの間の摩擦係数が増大する。また、対向面３１ｍと対向面３１ｎとの接触面圧は、中心軸２０１の軸方向に縮もうとするスナップリング３１自身の弾性力によって増大する。このため、油圧除荷時に、対向面３１ｍと対向面３１ｎとの間により大きい摩擦力を発生させ、この摩擦力によってスナップリング３１が縮径側に変形することを抑制できる。油圧除荷後、スナップリング３１は初期時の元の位置に戻る。結果、油圧負荷および油圧除荷が繰り返し行なわれても、スナップリング３１と溝４１との掛かり代を十分に確保することができる。

また、本実施の形態では、対向面３１ｍおよび３１ｎの表面粗さが、側面３１ａおよび３１ｂの表面粗さよりも大きい。言い換えれば、側面３１ａおよび３１ｂが、対向面３１ｍおよび３１ｎと比較して滑らかな表面に仕上げられている。この場合、ブレーキ１１の組み立て時、スナップリング３１を溝４１により円滑に挿入することができる。これにより、スナップリング３１と底面４１ｄとの間に過大な隙間が形成されることを防止できる。また、油圧除荷時、溝４１内のスナップリング３１を、中心軸２０１を中心に積極的に回転させることで、スナップリング３１が縮径側に変形することをより効果的に抑制できる。

この発明の実施の形態におけるスナップリングの取り付け構造は、所定の軸としての中心軸２０１を中心に環状に延びる溝４１が形成された被取り付け部材としてのケース体１２と、溝４１に嵌合され、中心軸２０１の軸方向に作用する力を支持するスナップリング３１とを備える。スナップリング３１は、第１端部としての端部３３ｐおよび第２端部としての端部３３ｑを含む。スナップリング３１は、端部３３ｐと端部３３ｑとの間で分断されたリング形状を有する。スナップリング３１が溝４１に嵌合された状態で、端部３３ｐと端部３３ｑとが中心軸２０１を中心とする周方向において重なり合う。端部３３ｐおよび端部３３ｑは、互いに向い合い、接触する第１対向面としての対向面３１ｍおよび第２対向面としての対向面３１ｎをそれぞれ有する。対向面３１ｍおよび対向面３１ｎの少なくともいずれか一方が、凹凸形状に形成されている。

このように構成された、この発明の実施の形態におけるスナップリングの取り付け構造によれば、スナップリング３１が溝４１から抜けることをより確実に防止できる。これにより、ブレーキ１１によるプラネタリギヤの作動を確実にし、自動変速機１０の信頼性を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、内径嵌めのスナップリング３１を用いたブレーキ１１について説明したが、外径嵌めのスナップリングを用いた構造にも本発明を適用することができる。また、本発明を、自動変速機のクラッチに適用することもできるし、無段変速機に適用することもできる。本発明は、軸方向の荷重を繰り返し受けるスナップリングの取り付け構造に好適に適用される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

車両に搭載された自動変速機を示す断面図である。 この発明の実施の形態におけるスナップリングの取り付け構造を示す断面図である。 図２中のバックプレートを示す斜視図である。 図２中のスナップリングを示す斜視図である。 図４中の矢印Ｖに示す方向から見たスナップリングを示す図である。 図５中の２点鎖線ＶＩで囲まれた範囲を拡大して示す図である。 図５中に示すスナップリングの変形例を示す図である。 比較のためのスナップリングの取り付け構造を示す断面図である。 比較のためのスナップリングの取り付け構造において、初期時、油圧負荷時および油圧除荷後のスナップリングの状態を示す断面図である。 図９中の初期時、油圧負荷時および油圧除荷後のスナップリングの状態を重ねて示した断面図である。 図２中のスナップリングの取り付け構造において、初期時、油圧負荷時および油圧除荷後のスナップリングの状態を示す断面図である。

符号の説明

１０ 自動変速機、１１ ブレーキ、１２ ケース体、１３，１４ 摩擦プレート、２１ バックプレート、３１ スナップリング、３１ａ，３１ｂ 側面、３１ｍ，３１ｎ 対向面、３３ｐ，３３ｑ 端部、４１ 溝、２０１ 中心軸。

Claims (5)

1. 所定の軸を中心に環状に延びる溝が形成された被取り付け部材と、
   前記溝に嵌合され、前記軸方向に作用する力を支持するスナップリングとを備え、
   前記スナップリングは、第１端部および第２端部を含み、前記第１端部と前記第２端部との間で分断されたリング形状を有し、
   前記スナップリングが前記溝に嵌合された状態で、前記第１端部と前記第２端部とが前記軸を中心とする周方向において重なり合い、
   前記第１端部および前記第２端部は、互いに向い合い、接触する第１対向面および第２対向面をそれぞれ有し、
   前記第１対向面および前記第２対向面の少なくともいずれか一方が、凹凸形状に形成されている、スナップリングの取り付け構造。
2. 前記スナップリングは、前記溝に嵌合された状態で前記溝の側壁と接触する側面を有し、
   凹凸形状に形成された前記第１対向面および第２対向面の少なくともいずれか一方の表面粗さは、前記側面の表面粗さよりも大きい、請求項１に記載のスナップリングの取り付け構造。
3. 前記スナップリングは、前記第１端部と前記第２端部との間で前記軸方向に撓む、請求項１または２に記載のスナップリングの取り付け構造。
4. 前記第１対向面および前記第２対向面は、前記軸に直交する平面内で延在する、請求項１から３のいずれか１項に記載のスナップリングの取り付け構造。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のスナップリングの取り付け構造が用いられた摩擦係合装置の支持構造であって、
   前記スナップリングにより前記軸方向の位置が規制され、前記軸方向に沿って前記スナップリングに向けて押圧された時に摩擦により係合する摩擦プレートと、
   前記摩擦プレートと前記スナップリングとの間に配置され、前記スナップリングに対して押圧されるプレート部材とを備える、摩擦係合装置の支持構造。

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