JP2008274998A - 自動変速機の摩擦係合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他部材との干渉防止のための切欠きが形成される場合でもピストンの変形を抑えることのできる自動変速機の摩擦係合装置を提供する。
【解決手段】 筒状のケース１１と、これに支持された一方側の摩擦材１２と、回転要素１３に支持された他方側の摩擦材１４と、ケース１１との間に環状の油圧室１８を形成する受圧部１５ａからの推力により摩擦材１２、１４を軸方向一方側に押圧する押圧部１５ｂを有する環状のピストン１５と、ピストン１５を軸方向他方側に付勢する複数のリターンスプリング１７とを備え、ピストン１５が押圧部１５ｂ側を所定角度範囲にわたって切り欠いた第１受圧区間Ａ１とそれ以外の第２受圧区間Ａ２とを有し、ピストン１５が摩擦材１２、１４を押圧するとき、第１受圧区間Ａ１のリターンスプリング１７Ｆの単位角度範囲当りの付勢力が第２受圧区間Ａ２のリターンスプリングＳの単位角度範囲当りの付勢力より大きくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機の摩擦係合装置、特に他部材との干渉防止のために摩擦材押圧部側を部分的に切り欠いたピストンを備えている自動変速機の摩擦係合装置に関する。

自動車に搭載される自動変速機においては、変速機構を構成する複数のプラネタリーギヤセットのリングギヤ、プラネタリキャリア、サンギヤ等を摩擦係合装置である湿式多板型のクラッチやブレーキで相互に選択的に摩擦係合させたりあるいはケース側に選択的に摩擦係合させたりすることで、複数の変速段を形成するように動力伝達経路の切り換えがなされる。

この種の自動変速機の摩擦係合装置としては、例えば特許文献１に記載のように、動力伝達経路の一部を構成し、その内周に複数の一方側の摩擦材が取り付けられたドラムと、他の回転要素にスプライン結合した他方側の摩擦材と、ドラムに収納されるとともに一方側および他方側の摩擦材を摩擦係合させるよう押圧する押圧部を有するピストンと、ピストンを摩擦材の摩擦係合を解除する方向に付勢する複数のリターンスプリングとを備えたものが知られている。

この摩擦係合装置では、ピストンの押圧部が連続する環状に形成されるとともに、複数のリターンスプリングが環状押圧部に沿ってその周方向に等間隔に配置されている。
特開平０７−２６９６６３号公報

しかしながら、上述のような従来の自動変速機の摩擦係合装置にあっては、ピストンの押圧部が連続する環状に形成され、複数のリターンスプリングがピストンの環状押圧部に沿って周方向に等間隔に配置されていたため、次のような問題があった。

すなわち、近時の燃費向上要求の高度化に伴って、限られた変速機搭載スペースに小型で多段の自動変速機を搭載することが必要となり、自動変速機を構成する要素の高密度配置が不可欠となってきたことから、環状の押圧部を有する摩擦係合装置のピストンが駆動輪側への出力要素となるギヤ等の他部材と干渉するのを避けるべく、ピストンのスカート状の環状押圧部を切り欠く必要が生じていた。そのため、複数のリターンスプリングがピストンの環状押圧部に沿って周方向等間隔に配置されている構成では、切り欠かれた部分だけ摩擦材側からの反力がなく、押圧方向の油圧力のみがかかる切欠き範囲で小要素化されたピストンが撓み易くなるため、ピストンが変形してしまうおそれがあった。

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、小要素化されたピストンに他部材との干渉を防止するための切欠きが形成される場合でも、ピストンの変形を抑えることのできる、小型・多段の自動変速機に好適な自動変速機の摩擦係合装置を提供することを目的とする。

本発明の自動変速機の摩擦係合装置は、上記目的達成のため、（１）自動変速機内に設けられた筒状のケースと、前記ケースに支持された一方側の摩擦材と、前記自動変速機内に設けられた回転要素に支持された他方側の摩擦材と、前記ケースに摺動可能に収納されて前記ケースとの間に環状の油圧室を形成する受圧部と該受圧部からの推力により前記一方側の摩擦材および前記他方側の摩擦材を軸方向一方側に押圧する押圧部とを有する環状のピストンと、前記ピストンを軸方向他方側に付勢するよう前記ケースと前記ピストンの間に介装された複数のリターンスプリングと、を備えた自動変速機の摩擦係合装置において、前記ピストンが、前記押圧部側をその周方向の所定角度範囲にわたって切り欠いた第１受圧区間と該第１受圧区間以外の第２受圧区間とを有し、前記ピストンが前記一方側の摩擦材および前記他方側の摩擦材を押圧するとき、前記第１受圧区間の単位角度範囲当りの前記リターンスプリングの付勢力が前記第２受圧区間の単位角度範囲当りの前記リターンスプリングの付勢力より大きくなるようにしたことを特徴とするものである。

この構成により、ピストンは第２受圧区間では油圧室側の油圧とこれに対抗する摩擦材側からの反力を受けるが押圧部側を切り欠いた第１受圧区間では油圧室側の油圧のみを受けることになり、第１受圧区間の受圧部に撓み等の変形が生じ易くなる。しかし、第１受圧区間では単位角度範囲当りのリターンスプリングの付勢力が第２受圧区間のそれより大きくなることから、第１受圧区間の受圧部の変形が抑制される。なお、第２受圧区間のリターンスプリングの配置を適宜設定することで、複数のリターンスプリング全体での付勢力を所要値に設定することができるし、ピストンの傾きを生じさせるモーメントを抑えることもできる。

上記（１）の構成を有する自動変速機の摩擦係合装置においては、（２）前記第１受圧区間の単位角度範囲当りの前記リターンスプリングの配置数が前記第２受圧区間の単位角度範囲当りの前記リターンスプリングの配置数より多いことが好ましい。

これにより、第１受圧区間では単位角度範囲当りのリターンスプリングの付勢力を容易に大きくすることができる。

上記（１）又は（２）の構成を有する自動変速機の摩擦係合装置においては、（３）前記ピストンが前記一方側の摩擦材および前記他方側の摩擦材を押圧するとき、前記第１受圧区間内の各リターンスプリングの発生荷重が前記第２受圧区間内の各リターンスプリングの発生荷重より大きくなるようにするのが好ましい。

この場合、第１受圧区間の単位角度範囲当りのリターンスプリングの付勢力をより大きくすることができる。

上記（３）の自動変速機の摩擦係合装置においては、（４）前記複数のリターンスプリングのうち前記第１受圧区間内に配置された第１のリターンスプリングと、前記複数のリターンスプリングのうち前記第２受圧区間内に配置された第２のリターンスプリングとが、互いに相違するばね定数を有するものであってもよい。

この構成により、受圧部に作用する油圧の増加に応じて第１受圧区間の単位角度範囲当りのリターンスプリングの付勢力を徐々に大きくすることができ、第１受圧区間の変形が生じ易い摩擦係合油圧作用時にはリターンスプリングの付勢力を十分に高めることができる。しかも、摩擦係合装置の解放状態からピストンが摩擦係合側へのストロークを開始するときに複数のリターンスプリングの付勢力をピストンの全周でほぼ均等にすることができる。

上記（１）〜（３）の何れかの自動変速機の摩擦係合装置においては、（５）前記複数のリターンスプリングのうち前記第１受圧区間内に配置された第１のリターンスプリングと、前記複数のリターンスプリングのうち前記第２受圧区間内に配置された第２のリターンスプリングとが、同一のばね定数と互いに相違する取付時荷重を有するものであってもよい。

この構成により、複数のリターンスプリングを同一の部品とすることができ、取り扱いの容易化とコストの低減が可能になる。また、例えば第１受圧区間内で受圧部の背面側に肉盛りするようにすれば、ピストンの第１受圧区間の強度が高まる。さらに、第１受圧区間のリターンスプリング取付時荷重を大きくしておくことで、第１受圧区間のリターンスプリングの付勢力を十分に高めることができる。

上記（１）〜（４）の何れかの自動変速機の摩擦係合装置は、（６）前記ピストンの周方向における前記第１受圧区間の中央部に前記第１受圧区間の両端部より密に前記リターンスプリングを位置させたものであるのがよい。

この構成により、第１受圧区間の受圧部の撓みを有効に抑制することができる。

上記（１）〜（６）の何れかの自動変速機の摩擦係合装置は、（７）前記複数のリターンスプリングの一端部を片面側で保持するとともに前記ケースに係止された環状のリテーナプレートを備え、前記ピストンの受圧部の背面側には前記リテーナプレートに保持された前記複数のリターンスプリングの他端部が嵌め込まれる凹部が形成されているのが望ましい。

この構成により、リターンスプリングの配置間隔が均等でなかったりリターンスプリングの種類が相違したりしても、リテーナプレートに複数のリターンスプリングを保持させたアッシー（ＡＳＳＹ）としてその取り扱いや組み付け作業を容易にすることができる。

本発明によれば、第２受圧区間では油圧室側の油圧とこれに対抗する摩擦材側からの反力を受け、押圧部側を切り欠いた第１受圧区間では油圧室側の油圧のみを受けるピストンに対し、その第１受圧区間における単位角度範囲当りのリターンスプリングの付勢力を第２受圧区間のそれより大きくして第１受圧区間の受圧部の変形を抑制するようにしているので、第１受圧区間の受圧部の撓み等といったピストンの変形を有効に抑制することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
図１ないし図５は、本発明に係る自動変速機の摩擦係合装置の第１実施形態を示す図であり、本発明を自動変速機の湿式多板型のブレーキに適用した場合を示している。

まず、その構成について説明すると、図１に模式断面図で示すように、本実施形態の摩擦係合装置１０は、自動変速機のケース内に設けられた筒状のケース１１と、このケース１１の一端側（図１中の右端側）の内周部にスプライン嵌合することでケース１１に対し軸方向変位可能にかつ回転方向には一体的に支持された複数の一方側の摩擦材１２と、自動変速機のケース内に設けられた回転要素１３に軸方向変位可能にかつ回転方向には一体的に支持された他方側の摩擦材１４と、オイルシールリング１６ａ、１６ｂが装着されてケース１１に摺動可能に収納された環状のピストン１５と、ピストン１５を図１中の左方側（軸方向他方側）に付勢するようケース１１とピストン１５の間に介装された複数の圧縮コイルばねからなるリターンスプリング１７とを備えている。

複数の一方側の摩擦材１２はケース１に設けられたストッパ１１ａによって軸方向一方側への変位を所定位置で規制されるようになっており、一方側の摩擦材１２と他方側の摩擦材１４は、複数の一方側の摩擦材１２によって他方側の摩擦材１４を挟むように交互に配置されている。また、回転要素１３は、自動変速機内の動力伝達経路の一部を形成するものである（詳細は後述する）。

ピストン１５は、ケース１１との間に環状の油圧室１８を形成する受圧部１５ａと、この受圧部１５ａからの推力によって一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４を摩擦係合させるように、複数の一方側の摩擦材１２のうちピストン１５に最も近接する１枚を軸方向一方側に押圧する押圧部１５ｂとを有している。また、ケース１１には図示しないリニアソレノイドバルブ等の油圧制御バルブからの作動油圧を油圧室１８に導入する油路１１ｈが形成されている。

この摩擦係合装置１０においては、油圧室１８内の油圧が高いときにはピストン１５が一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４を互いに圧接させるよう押圧して所定の摩擦係合状態とし、油圧室１８内の油圧が低いときには一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４の摩擦係合状態を解くようになっている。このような摩擦係合動作やその解除動作自体は公知のものと同様であるので、詳述しない。

図２に示すように、ピストン１５には押圧部１５ｂ側をその周方向の所定角度範囲にわたって切り欠いた切欠き部１５ｃが形成されており、これによりピストン１５は、押圧部１５ｂ側に切欠き部１５ｃが形成された第１受圧区間Ａ１と、この第１受圧区間Ａ１以外の第２受圧区間Ａ２とを有している。

また、ピストン１５が一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４を押圧するとき、第１受圧区間Ａ１における単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の付勢力（複数の第１のリターンスプリング１７Ｆの発生荷重の総和／第１受圧区間Ａ１の中心角相当の角度）は、第２受圧区間Ａ２における単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の付勢力（複数の第２のリターンスプリング１７Ｓの発生荷重の総和／第２受圧区間Ａ２の中心角相当の角度）より大きくなるようになっている。

具体的には、図３に示すように、複数のリターンスプリング１７は、回転要素１３の回転中心軸Ｚを中心とする所定半径の円周Ｃｓｐ上に互いに間隔を隔てて配置されており、第１受圧区間Ａ１内の単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の配置数が、第２受圧区間Ａ２内の単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の配置数より多くなっている。すなわち、第１受圧区間Ａ１内に配置されるリターンスプリング１７（以下、リターンスプリング１７Ｆともいう）の間の配置間隔Ｐ１の方が、第２受圧区間Ａ２内に配置されるリターンスプリング１７（以下、リターンスプリング１７Ｓともいう）の間の配置間隔Ｐ２よりも狭くなっている。

また、ピストン１５の周方向における第１受圧区間Ａ１の中央部付近に、第１受圧区間Ａ１の両端部よりも密にリターンスプリング１７を位置させたものとなっており、ピストン１５の押圧部１５ｂ側に形成された切欠き部１５ｃの両端縁部から所定の隙間（例えばリターンスプリング１７の直径程度）を隔てるようになっている。

より具体的には、本実施形態の摩擦係合装置１０は、図４に部分断面を示すような自動変速機の変速機構内に設けられている。なお、この変速機構は、複数のプラネタリーギヤセットを備えた遊星歯車式のギヤトレーンで構成されたものであるが、同図にはその第１のプラネタリーギヤセット周辺のみを図示している。

図４に示す変速機構は、図外のタービンランナからの回転を入力する変速機入力軸３１と、変速機入力軸３１にスプライン結合したサンギヤ３２と、サンギヤ３２の周囲に複数設けられたピニオン３３と、複数のピニオン３３をサンギヤ３２に噛合させた状態で自転可能にかつ周方向等間隔に保持するキャリア３４と、複数のピニオン３３に噛合するよう複数のピニオン３３を取り囲むとともに回転要素１３に支持されたリングギヤ３５とを備えている。

回転要素１３は、上述のように、摩擦係合装置１０の一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４が摩擦係合するときには、ブレーキとして機能する摩擦係合装置１０によって自動変速機のケース１に締結される。したがって、リングギヤ３５は回転要素１３および摩擦係合装置１０を介して選択的に自動変速機のケース１側からの拘束によってその回転を制限されるようになっている。

そして、リングギヤ３５の回転が拘束されたときには、リングギヤ３５内で変速機入力軸３１からの入力回転を受けたサンギヤ３２の回転に応じてピニオン３３が自転および公転し、キャリア３４が入力回転を所定減速比で減速した回転を第２のプラネタリーギヤセット側の回転軸３６に出力する。

また、摩擦係合装置１０の摩擦係合状態が解けてリングギヤ３５が回転可能になるときには、リングギヤ３５の回転により変速機入力軸３１の入力回転に対するピニオン３３の自転速度が減るとともにピニオン３３の公転速度が増し、キャリア３４から第２のプラネタリーギヤセット側の回転軸３６に出力する回転数が増加するようになっている。このような遊星歯車式の変速機構の動作自体は、公知のものと同様である。

ピストン１５の内方には、図外の駆動輪側への出力要素となるカウンタドライブギヤ３７が配置されており、これに噛合するカウンタドリブンギヤ３８がピストン１５の切欠き部１５ｃを通してカウンタドライブギヤ３７に噛合するようになっている。また、ピストン１５の周壁の一部には開口穴１５ｈ（図２参照）が形成されており、この開口穴１５ｈを貫通してカウンタドライブギヤ３７の回転速度を検出する回転速度センサ（図示していない）がピストン１５内に挿入されている。

一方、図１および図４に示すように、摩擦係合装置１０は、複数のリターンスプリング１７の一端部１７ａを片面側で保持するとともにストッパ２１によりケース１１に係止された環状のリテーナプレート１９を備えている。また、ピストン１５の受圧部１５ａの背面側には、リテーナプレート１９に保持された複数のリターンスプリング１７の他端部１７ｂが嵌め込まれる凹部１５ｒが形成されている。

リテーナプレート１９に保持された複数のリターンスプリング１７は、例えば同一の自然長およびばね定数を有する同一諸元の複数の圧縮ばねとなっており、これら複数のリターンスプリング１７およびリテーナプレート１９は全体として１つのスプリングＡＳＳＹ２０を構成している。

また、図５に示すように、リテーナプレート１９は、ケース１１のボス部１１ｂの外周に支持された内周部１９ａと、複数のリターンスプリング１７の一端部が当接する環状のシート面部分１９ｂと、そのシート面部分１９ｂの内周に近接しシート面部分１９ｂとリテーナプレート１９の内周部１９ａとの間に位置する環状の段付部分１９ｃと、そのシート面部分１９ｂの外周に近接する環状の外周曲げ部１９ｄとを有している。そして、リテーナプレート１９の内周部１９ａは、ケース１１のボス部１１ｂに装着されたストッパ２１によって抜け止めされている。

さらに、リテーナプレート１９は、複数のリターンスプリング１７の一端部１７ａの内周に入り込む複数の位置決めおよび保持用の凸部１９ｆを有しており、これら凸部１９ｆは環状のリテーナプレート１９の周方向に不等間隔に形成されている。すなわち、上述のように、第１受圧区間Ａ１内に配置されるリターンスプリング１７Ｆの間の配置間隔Ｐ１の方が、第２受圧区間Ａ２内に配置されるリターンスプリング１７Ｓの間の配置間隔Ｐ２よりも狭くなり、ピストン１５が一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４を押圧するとき、第１受圧区間Ａ１における単位角度範囲当りのリターンスプリング１７Ｆの付勢力が、第２受圧区間Ａ２における単位角度範囲当りのリターンスプリング１７Ｓの付勢力より大きくなるように複数の凸部１９ｆの位置が設定されている。

なお、複数のリターンスプリング１７の総配置数や諸元は、複数のリターンスプリング１７全体での付勢力を所要値に設定するように決定されている。また、図３中では便宜的に第１のリターンスプリング１７Ｆを所定間隔Ｐ１で等間隔に、第２のリターンスプリング１７Ｓを所定間隔Ｐ２で等間隔にそれぞれ図示しているが、複数のリターンスプリング１７および凸部１９ｆの位置はピストン１５の傾きを生じさせるモーメントを適時抑えるような間隔および範囲に設定されている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の自動変速機の摩擦係合装置１０では、図示しない油圧制御バルブから油圧室１８内に選択的に所定の係合油圧が供給され、あるいは、その油圧が解放される。

そして、油圧室１８内に係合油圧が供給されたときには、ピストン１５によって一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４に押圧力が加えられてこれら摩擦材１２、１４が所定の摩擦係合状態となる。一方、油圧室１８内の油圧が解放されたときには、一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４の摩擦係合状態が解除される。

このような摩擦係合装置１０の係合時には、ピストン１５は、図２に示すように、押圧部１５ｂが存在する第２受圧区間Ａ２では油圧室１８側からの油圧による等分布の荷重と圧接状態の摩擦材１２、１４からの反力を受ける。一方、ピストン１５の押圧部１５ｂ側の周壁の一部が略コの字形に切り欠かれて切欠き部１５ｃが形成されている第１受圧区間Ａ１では、ピストン１５が油圧室１８側からの油圧による等分布の荷重を受けるが、圧接状態の摩擦材１２、１４からの反力を直接に受けない。したがって、ピストン１５の第１受圧区間Ａ１内の受圧部１５ａに撓み等の変形が生じ易くなる。

これに対し、本実施形態では、ピストン１５の第１受圧区間Ａ１では単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の付勢力が、第２受圧区間Ａ２の単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の付勢力より大きくなっていることから、第１受圧区間Ａ１の受圧部１５ａの変形が抑制される。

また、第１受圧区間Ａ１の単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の配置数が第２受圧区間Ａ２の単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の配置数より多いので、第１受圧区間Ａ１では単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の付勢力を容易に大きくすることができる。

さらに、ピストン１５の周方向における第１受圧区間Ａ１の中央部に第１受圧区間Ａ１の両端部より密にリターンスプリング１７を位置させているので、第１受圧区間Ａ１の受圧部１５ａの撓み等の変形を有効に抑制することができる。

加えて、複数のリターンスプリング１７の一端部１７ａを片面側で保持するとともにケース１１に係止された環状のリテーナプレート１９が設けられ、ピストン１５の受圧部１５ａの背面側にはリテーナプレート１９に保持された複数のリターンスプリング１７の他端部１７ｂが嵌め込まれる凹部１５ｒが形成されているので、リターンスプリング１７の配置間隔が均等でなかったりリターンスプリング１７の種類が相違したりしても、リテーナプレート１９に複数のリターンスプリング１７を保持させたスプリングＡＳＳＹ２０として、その取り扱いや組み付け作業を容易にすることができ、そのピストン１５側への組み付けも容易となる。

（第２の実施の形態）
図６は本発明に係る自動変速機の摩擦係合装置の第２実施形態の模式断面図である。

なお、以下に説明する各実施形態は、複数のリターンスプリングおよびリテーナプレートからなるスプリングＡＳＳＹの構成が上述した第１実施形態とは相違するが、他の構成については第１実施形態と同一である。したがって、その同一の構成については上述と同様の符号を用い、相違点についてのみ説明する。

本実施形態では、ピストン１５が一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４を摩擦係合させるように押圧するときに、第１受圧区間Ａ１内の各リターンスプリング１７Ｆの発生荷重Ｆ１が第２受圧区間Ａ２内の各リターンスプリング１７Ｓの発生荷重Ｆ２より大きくなるようになっている。

具体的には、複数のリターンスプリング１７のうち第１受圧区間Ａ１内に配置された第１のリターンスプリング１７Ｆと、複数のリターンスプリング１７のうち第２受圧区間内に配置された第２のリターンスプリング１７Ｓとが、互いに等しい自然長と互いに相違するばね定数ｋ１、ｋ２とを有しており、第１のリターンスプリング１７Ｆのばね定数ｋ１が第２のリターンスプリング１７Ｓのばね定数ｋ２よりも大きくなっている。

この場合、摩擦係合装置１０の摩擦係合状態が解除された状態から、ピストン１５の受圧部１５ａに作用する油圧が増加すると、それに応じてピストン１５が変位することで、第１受圧区間Ａ１内のリターンスプリング１７Ｆの発生荷重が第２受圧区間Ａ２内のリターンスプリング１７Ｓの発生荷重よりも徐々に大きくなり、第１受圧区間Ａ１の変形が生じ易い摩擦係合油圧作用時にはリターンスプリング１７Ｆの付勢力が十分に高まることになる。その結果、第１受圧区間Ａ１の受圧部１５ａの撓み等といったピストン１５の変形を有効に抑制することができる。また、摩擦係合装置１０の解放状態からピストン１５が摩擦係合側へのストロークを開始するときに複数のリターンスプリング１７の付勢力をピストン１５の全周でほぼ均等にすることができる。

（第３の実施の形態）
図７は本発明に係る自動変速機の摩擦係合装置の第３実施形態の模式断面図である。

本実施形態は、上述の実施形態とほぼ同様の構成を有しているので、上述と同様の符号を用いて相違点についてのみ説明する。

本実施形態では、ピストン１５が一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４を摩擦係合させるように押圧するとき、第１受圧区間Ａ１内の各リターンスプリング１７Ｆの発生荷重Ｆ１が第２受圧区間Ａ２内の各リターンスプリング１７Ｓの発生荷重Ｆ２より大きくなるようになっている。

上述の第２実施形態がリターンスプリング１７Ｆ、１７Ｓの間のばね定数の相違によって摩擦係合時におけるばね発生荷重の差を生じさせる構成であったのに対し、本実施形態は、複数のリターンスプリング１７のうち第１受圧区間Ａ１内に配置された第１のリターンスプリング１７Ｆと、複数のリターンスプリング１７のうち第２受圧区間Ａ２内に配置された第２のリターンスプリング１７Ｓとが、同一の自由長およびばね定数ｋと互いに相違する取付時荷重とを有している。

本実施形態では、リターンスプリング１７は圧縮コイルばねであるので、ここにいう取付時荷重は取付時高さｈ１、ｈ２に相当し、取付時高さｈはピストン１５とリテーナプレート１９の間に装着された油圧解放状態でのリターンスプリング１７の高さ（長さ）である。

本実施形態では、例えばリターンスプリング１７の他端部１７ｂが嵌め込まれる受圧部１５ａの背面側の凹部１５ｒの深さを第１受圧区間Ａ１内では小さい深さｄ１に、第２受圧区間Ａ２内では第１受圧区間Ａ１内の深さｄ１よりも大きい深さｄ２にすることで、第１のリターンスプリング１７Ｆの取付時高さｈ１が、第２のリターンスプリング１７Ｓの取付時高さｈ２より小さくなるようになっている。すなわち、第１のリターンスプリング１７Ｆの方が第２のリターンスプリング１７Ｓよりも多く撓んだ状態でピストン１５とリテーナプレート１９の間に装着されている。

このような本実施形態の自動変速機の摩擦係合装置では、ピストン１５が一方側の摩擦材１２および他方側の摩擦材１４を押圧するとき、第１受圧区間Ａ１内の各リターンスプリング１７Ｆの発生荷重が第２受圧区間Ａ２内の各リターンスプリング１７Ｓの発生荷重より大きくなるので、第１受圧区間Ａ１の単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の付勢力をより大きくすることができる。

さらに、本実施形態では、第１受圧区間Ａ１内で受圧部１５ａの背面側に肉盛りするようにしているので、ピストン１５の第１受圧区間Ａ１の強度を高めることもできる。

また、本実施形態では、複数のリターンスプリング１７をすべて同一の部品とすることができるので、取り扱いの容易化とコストの低減も可能になる。

なお、本実施形態では、受圧部１５ａの背面側の凹部１５ｒの深さを第１受圧区間Ａ１内では小さい深さｄ１に、第２受圧区間Ａ２内ではそれよりも大きい深さｄ２にしたが、受圧部１５ａの背面側の凹部１５ｒの深さを一定しつつリテーナプレート１９のシート面部分１９ｂの高さを第１受圧区間Ａ１と第２受圧区間Ａ２とで相違させることにより、第１のリターンスプリング１７Ｆの取付時高さｈ１（取付時荷重）を第２のリターンスプリング１７Ｓの取付時高さｈ２（取付時荷重）より小さくするようにすることもできるのは勿論である。また、上述の各実施形態ではリターンスプリング１７として円形断面円筒型の圧縮コイルばねを例示したが、断面形状が円形である必要はないし、円筒形でなく円錐形やつづみ形、たる形等の任意の形状とすることができる。また、圧縮コイルばねに限らず、皿ばねや板ばねを用いることができる。さらに、第１受圧区間に所定のピストンストロークになると発生荷重が増加する組合せ型のコイルばねを用いることもできるし、ばね定数一定のリターンスプリングを全周に等間隔に配置するとともに、第１受圧区間にばね定数や取付時高さの異なる他のリターンスプリングを併設することもできる。

以上説明したように、本発明は、第２受圧区間Ａ２では油圧室１８側の油圧とこれに対抗する摩擦材１２、１４側からの反力を受け、押圧部１５ｂ側を切り欠いた第１受圧区間Ａ１では油圧室１８側の油圧のみを受けるピストン１５に対して、その第１受圧区間Ａ１における単位角度範囲当りのリターンスプリング１７の付勢力を第２受圧区間Ａ２のそれより大きくすることで第１受圧区間Ａ１の受圧部１５ａの変形を抑制するようにしているので、第１受圧区間Ａ１の受圧部１５ａの撓み等といったピストン１５の変形を有効に抑制することができるという効果を奏するものであり、車両に搭載される自動変速機の摩擦係合装置、特に他部材との干渉防止のために摩擦材押圧部側を部分的に切り欠いたピストンを備えている自動変速機の摩擦係合装置全般に有用である。

本発明の自動変速機の摩擦係合装置の第１実施形態を示すその模式断面図である。 第１実施形態の摩擦係合装置におけるピストンの切欠き部側から見た斜視図である。 第１実施形態の摩擦係合装置におけるスプリングＡＳＳＹの上面図である。 第１実施形態の摩擦係合装置を含む自動変速機の部分断面図である。 第１実施形態の摩擦係合装置におけるピストンの第１受圧区間の受圧部とその近傍を示す要部断面図である。 本発明の自動変速機の摩擦係合装置の第２実施形態を示すその模式断面図である。 本発明の自動変速機の摩擦係合装置の第３実施形態を示すその模式断面図である。

符号の説明

１ 自動変速機のケース
１０ 摩擦係合装置
１１ ケース
１１ａ ストッパ
１１ｂ ボス部
１１ｈ 油路
１２ 一方側の摩擦材
１３ 回転要素
１４ 他方側の摩擦材
１５ ピストン
１５ａ 受圧部
１５ｂ 押圧部
１５ｃ 切欠き部
１５ｈ 開口穴
１５ｒ 凹部
１６ａ、１６ｂ オイルシールリング
１７ 複数のリターンスプリング
１７Ｆ 第１のリターンスプリング
１７Ｓ 第２のリターンスプリング
１７ａ 一端部
１７ｂ 他端部
１８ 油圧室
１９ リテーナプレート
１９ａ 内周部
１９ｂ シート面部分
１９ｃ 段付部分
１９ｄ 外周曲げ部
１９ｆ 凸部
２０ スプリングＡＳＳＹ
２１ ストッパ
３１ 変速機入力軸
３２ サンギヤ
３３ ピニオン
３４ キャリア
３５ リングギヤ
３７ カウンタドライブギヤ
３８ カウンタドリブンギヤ
Ａ１ 第１受圧区間
Ａ２ 第２受圧区間
ｄ１、ｄ２ 凹部の深さ
Ｆ１、Ｆ２ 発生荷重
ｈ１、ｈ２ 取付時高さ
ｋ１、ｋ２ ばね定数
Ｐ１、Ｐ２ 配置間隔

Claims (7)

1. 自動変速機内に設けられた筒状のケースと、
   前記ケースに支持された一方側の摩擦材と、
   前記自動変速機内に設けられた回転要素に支持された他方側の摩擦材と、
   前記ケースに摺動可能に収納されて前記ケースとの間に環状の油圧室を形成する受圧部と該受圧部からの推力により前記一方側の摩擦材および前記他方側の摩擦材を軸方向一方側に押圧する押圧部とを有する環状のピストンと、
   前記ピストンを軸方向他方側に付勢するよう前記ケースと前記ピストンの間に介装された複数のリターンスプリングと、を備えた自動変速機の摩擦係合装置において、
   前記ピストンが、前記押圧部側をその周方向の所定角度範囲にわたって切り欠いた第１受圧区間と該第１受圧区間以外の第２受圧区間とを有し、
   前記ピストンが前記一方側の摩擦材および前記他方側の摩擦材を押圧するとき、前記第１受圧区間の単位角度範囲当りの前記リターンスプリングの付勢力が前記第２受圧区間の単位角度範囲当りの前記リターンスプリングの付勢力より大きくなるようにしたことを特徴とする自動変速機の摩擦係合装置。
2. 前記第１受圧区間の単位角度範囲当りの前記リターンスプリングの配置数が前記第２受圧区間の単位角度範囲当りの前記リターンスプリングの配置数より多いことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の摩擦係合装置。
3. 前記ピストンが前記一方側の摩擦材および前記他方側の摩擦材を押圧するとき、前記第１受圧区間内の各リターンスプリングの発生荷重が前記第２受圧区間内の各リターンスプリングの発生荷重より大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機の摩擦係合装置。
4. 前記複数のリターンスプリングのうち前記第１受圧区間内に配置された第１のリターンスプリングと、前記複数のリターンスプリングのうち前記第２受圧区間内に配置された第２のリターンスプリングとが、互いに相違するばね定数を有することを特徴とする請求項３に記載の自動変速機の摩擦係合装置。
5. 前記複数のリターンスプリングのうち前記第１受圧区間内に配置された第１のリターンスプリングと、前記複数のリターンスプリングのうち前記第２受圧区間内に配置された第２のリターンスプリングとが、同一のばね定数と互いに相違する取付時荷重を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の自動変速機の摩擦係合装置。
6. 前記ピストンの周方向における前記第１受圧区間の中央部に前記第１受圧区間の両端部より密に前記リターンスプリングを位置させたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の自動変速機の摩擦係合装置。
7. 前記複数のリターンスプリングの一端部を片面側で保持するとともに前記ケースに係止された環状のリテーナプレートを備え、
   前記ピストンの受圧部の背面側には前記リテーナプレートに保持された前記複数のリターンスプリングの他端部が嵌め込まれる凹部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の自動変速機の摩擦係合装置。