JP2012207764A - ピストン部材 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を向上させる。
【解決手段】円筒部材５０を押圧部としてピストンから円筒部材５０を介して多板のブレーキを軸方向に沿って押圧するものにおいて、円筒部材５０の側面に形成されパーキングカムの一部が円筒部材５０の外周側から内周側に入り込む干渉防止用の孔５８を、第１の開口部５８ａと第１の開口部５８ａよりもピストンからの受圧部となる段差部５２から離れた第２の開口部５８ｂとが軸方向に沿って連続して一つの孔をなすよう段付き形状とし、第２の開口部５８ｂを周方向の幅が第１の開口部５８ａよりも広くなると共に周方向側の開口縁が円弧状となるよう形成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、油圧により軸方向に移動して摩擦係合要素を押圧する押圧部を有するピストン部材に関する。

従来、この種のピストン部材としては、自動変速機が備える多板ブレーキを押圧して係合させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このピストン部材は、外径側で前方に突出する筒状の延出部が形成されており、油圧アクチュエータからの油圧により前方に移動し、延出部の前面で多板ブレーキを押圧している。また、ピストン部材の延出部は、内周側でプラネタリギヤの外径側を軸方向に若干オーバーラップするよう配置されており、プラネタリギヤのキャリアの外径側に一体に設けられたパーキングギヤを被嵌し、パーキングギヤに係止されるパーキングポールの干渉防止用の切り欠きが設けられている。

特開２００２−１６１９７３号公報

ところで、上述したピストン部材では、比較的大きな力を受けることから、比較的薄肉の延出部に切欠きなど開口を設けると、開口の周囲に局所的に大きな応力が作用する場合が生じる。こうした局所的に応力が集中する状態は、部材の耐久性に悪影響を及ぼすことから、十分な対策が望まれる。

本発明のピストン部材は、耐久性を向上させることを主目的とする。

本発明のピストン部材は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のピストン部材は、
油圧を受けて軸方向に移動して摩擦係合要素を押圧する押圧部を有するピストン部材であって、
前記押圧部は、他の部材との干渉防止用の孔を側面に有する円筒状に形成され、
前記干渉防止用の孔は、前記押圧部の周方向の幅が前記他の部材を挿通可能に設定された第１の開口部と、前記押圧部の周方向の幅が前記第１の開口部よりも広く且つ該第１の開口部よりも前記押圧部の受圧部から離れた第２の開口部とが軸方向に沿って連続して一つの孔をなすよう段付き形状に形成されてなる
ことを要旨とする。

この本発明のピストン部材では、油圧を受けて軸方向に移動して摩擦係合要素を押圧する押圧部を、他の部材との干渉防止用の孔を側面に有する円筒状に形成し、この干渉防止用の孔を、押圧部の周方向の幅が他の部材を挿通可能に設定された第１の開口部と、押圧部の周方向の幅が第１の開口部よりも広く且つ第１の開口部よりも押圧部の受圧部から離れた第２の開口部とが軸方向に沿って連続して一つの孔をなすよう段付き形状に形成する。これにより、ピストン部材に作用する応力を、第１の開口部の開口縁に作用する応力と第２の開口部の開口縁に作用する応力とに分散させることができるから、ピストン部材の押圧部に干渉防止用の孔を形成するものとしても、部材の耐久性を向上させることができる。

こうした本発明のピストン部材において、前記第２の開口部は、周方向側の開口縁が円弧状に形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、第１の開口部の開口縁に作用する応力を第２の開口部の開口縁に効果的に分散させることができる。この態様の本発明のピストン部材において、前記第１の開口部は、開口縁の少なくとも一部が円弧状に形成され、前記第２の開口部は、前記第１の開口部よりも円弧の径が大きくなるよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、第１の開口部に開口縁に作用する応力と第２の開口部の開口縁に作用する応力とをより適切な配分で分散させることができる。

また、本発明のピストン部材において、前記第２の開口部は、軸方向の幅が前記第１の開口部よりも広くなるよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、第１の開口部の開口縁に作用する応力を第２の開口部の開口縁に効果的に分散させることができる。

さらに、本発明のピストン部材において、前記第１の開口部と前記第２の開口部は、軸方向に対して線対称に形成されてなるものとすることもできる。

また、本発明のピストン部材において、本発明のピストン部材において、前記他の部材は、前記押圧部の内周側に配置されたギヤ部材に該押圧部の外周側から前記干渉防止用の孔を介して噛み合う噛み合い機構であるものとすることもできる。

自動変速機１０の一部の断面を示す部分断面図である。 円筒部材５０の外観を示す外観図である。 パーキングポール２６の正面図である。 図３のパーキングポール２６をＡ方向から見たときの上面図である。 円筒部材５０とパーキングポール２８とパーキングカム２８とを自動変速機１０に組み付けたときの円筒部材５０とパーキングポール２８とパーキングカム２８との位置関係を示す説明図である。 図４のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。 円筒部材５０のパーキングカム２８との干渉防止用の孔５８の形状を説明する説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。

図１は自動変速機１０の一部の断面を示す部分断面図である。図中左方向が車両前方を示し、図中右方向が車両後方を示す。自動変速機１０は、原動機を備える自動車に搭載され、前進１速〜前進６速と後進とが可能な有段の変速機構として構成されており、図示するように、遊星歯車機構２０を含む複数の遊星歯車機構と、ブレーキ３０を含む複数のクラッチやブレーキと、油圧によりブレーキ３０の係合とその解除とを行なう油圧アクチュエータ４０を含む複数の油圧アクチュエータとを備える。

遊星歯車機構２０は、外歯歯車のサンギヤ２１と、このサンギヤ２１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ２２と、サンギヤ２１に噛合すると共にリングギヤ２２に噛合する複数のピニオンギヤ２３と、複数のピニオンギヤ２３を自転かつ公転自在に保持するキャリア２４とを備え、キャリア２４は図示しない車軸に連結された自動変速機１０の出力軸１４に接続されている。また、キャリア２４には、パーキングギヤ２５が取り付けられており、このパーキングギヤ２５にパーキングポール２８が噛み合うことにより出力軸１４が回転不能にロックされるようになっている。

ブレーキ３０は、複数枚の摩擦板３１と複数枚のセパレータ３２とが軸方向に沿って交互に配列された多板ブレーキとして構成されており、摩擦板３１は遊星歯車機構２０のリングギヤ２２の外周面に形成されたスプライン溝２２ａにスプライン係合され、セパレータ３２はケース１２の内周面に形成されたスプライン溝１２ａにアウタレース３３と共にスプライン係合されている。ケース１２の内周面には、アウタレース３３を前方側（図中の左側）から支持するスナップリング３４が嵌着されており、スナップリング３４によってセパレータ３２の軸方向の移動が規制されている。また、ブレーキ３０の後方（図中の右側）には、ケース１２の内周面に形成されたスプライン溝１２ａにスプライン係合されたプレッシャープレート３５を介して摩擦板３１とセパレータ３２とを前方（図中の左方向）に押圧するための油圧アクチュエータ４０が配置されている。

油圧アクチュエータ４０は、ケース１２の後方側の内壁をシリンダとして用いたダブルピストン構造のアクチュエータとして構成されており、シリンダに油密に挿入された本発明のピストン部材としての第１のピストン４１と、シリンダに油密に挿入された第２のピストン４２と、第１のピストン４１と第２のピストン４２との間に挟まれて二つの油密室を区画する中間部材４３と、支持プレート４４に支持されて第１のピストン４１を付勢するリターンスプリング４５と、を備える。第１のピストン４１には、第１のピストン４１の前端から軸方向に沿って遊星歯車機構２０とオーバーラップするように円筒部材５０が嵌着されており、第１のピストン４１から円筒部材５０を介してプレッシャープレート３５を押圧する。

図２は、円筒部材５０の外観を示す外観図であり、円筒部材５０は、図示するように、後方側の外径が内方に屈曲し、その内端が軸方向に沿って後方に延びる段差部５２が形成されており、この段差部５２が第１のピストン４１の前端に嵌着されている。また、円筒部材５０は、側面には、出力軸１４に取り付けられた図示しない車速センサとの干渉防止用の孔５４と、パーキングポール２６との干渉防止用の孔５６と、パーキングポール２６をパーキングギヤ２５側に押し付けるための後述するパーキングカム２８との干渉防止用の孔５８とが形成されている。図３に、パーキングポール２８の正面図を示し、図４に、図３のパーキングポール２８をＡ方向から見た上面図を示し、図５に、円筒部材５０とパーキングポール２８とパーキングカム２８とを自動変速機１０に組み付けたときの円筒部材５０とパーキングポール２８とパーキングカム２８との位置関係を示し、図６に、図４のＤ−Ｄ断面を示す。図示するように、パーキングカム２８はその一部が円筒部材５０の干渉防止用の孔５８を介して円筒部材５０の外周側から内周側に入り込んでおり（図６参照）、パーキングポール２６はパーキングカム２８の動作によって円筒部材５０の内方側に押し付けられて噛み合い部２６ａが干渉防止用の孔５６を介して円筒部材５０の外周側から内周側に入り込み、噛み合い部２６ａが円筒部材５０の内周側に配置されたパーキングギヤ２５に噛み合うことにより、パーキングギヤ２５、即ち、出力軸１４を回転不能にロックする。

図７は、パーキングカム２８との干渉防止用の孔５８の形状を説明する説明図である。なお、図７（ａ）に実施例におけるパーキングカム２８との干渉防止用の孔５８の形状を示し、図７（ｂ）に比較例におけるパーキングカム２８との干渉防止用の孔１５８の形状を示す。実施例の干渉防止用の孔５８は、図７（ａ）に示すように、第１の開口部５８ａと第１の開口部５８ａよりも段差部５２から離れた第２の開口部５８ｂとが軸方向（図中上下方向）に沿って連続して一つの孔をなし、軸方向に対して線対称（左右方向対称）の２段の段付き形状に形成されている。この干渉防止用の孔５８では、第１の開口部５８ａは周方向（図中左右方向）の幅がパーキングカム２８が入り込む幅に合わせて形成されており、第２の開口部５８ｂは周方向の幅が第１の開口部５８ａよりも広く設定されている。また、干渉防止用の孔５８では、軸方向の幅が円筒部材５０の移動範囲でパーキングカム２８が干渉しない幅に設定されており、第２の開口部５８ｂは軸方向の幅が第１の開口部５８ａよりも広く設定されている。また、干渉防止用の孔５８は、第１の開口部５８ａでは周方向側（図中左右端側）の開口縁と軸方向側（図中下端側）の開口縁とが共に直線状に形成され両開口縁がＲが比較的小さな円弧（図中領域Ｘ）をもって繋がれており、第２の開口部５８ｂでは周方向側（図中左右方向側）の開口縁がＲが比較的大きな円弧状（図中領域Ｙ）に形成されると共に軸方向側（図中上端側）の開口縁が直線状に形成されている。一方、比較例の干渉防止用の孔１５８は、図７（ｂ）に示すように、第１の開口部１５８ａは周方向（図中左右方向）の幅がパーキングカムが入り込む幅に合わせて形成されており、第２の開口部１５８ｂは第１の開口部１５８ａの周方向の幅を底面として段差部１５２から軸方向に離れるほど幅が狭くなる台形形状に形成されている。また、比較例の干渉防止用の孔１５８は、第１の開口部１５８ａでは周方向側の開口縁と軸方向側の開口縁とが共に直線状に形成され両開口縁が実施例の対応する箇所の領域Ｘに比してＲが大きな円弧（図中領域Ｚ）をもって繋がれている。

こうして形成された実施例の円筒部材５０は、段差部５２が第１のピストン４１からの押圧を受ける受圧部となるため、円筒部材５０に形成された３つの干渉防止用の孔５４，５６，５８のうち最も段差部５２の近くまで開口領域が広がる干渉防止用の孔５８に応力が集中し易い。実施例では、干渉防止用の孔５８を、第１の開口部５８ａと第１の開口部５８ａよりも段差部５２から離れた第２の開口部５８ｂとが軸方向に沿って連続して一つの孔をなすよう段付き形状とし、第２の開口部５８ｂを周方向の幅が第１の開口部５８ａよりも広くなると共に周方向側の開口縁がＲが領域Ｘよりも大きな円弧状（領域Ｙ）となるよう形成するから、第１の開口部５８ａの領域Ｘに作用する応力を第２の開口部５８ｂの領域Ｙにも分散することができる。従って、円筒部材５０が第１のピストン４１による押圧を受けるものとしても、応力が一部の箇所に集中することがないから、その耐久性を向上させることができる。一方、比較例では、円筒部材１５０の段差部１５２を押圧力が受けると、第１の開口部１５８ａの最弱部分である領域Ｚに応力が集中するため、変形や破損のおそれが生じる。

以上説明した実施例のピストン部材２０によれば、円筒部材５０を押圧部として第１のピストン４１から円筒部材５０を介して多板のブレーキ３０を軸方向に沿って押圧するものにおいて、円筒部材５０の側面に形成されパーキングカム２８の一部が円筒部材５０の外周側から内周側に入り込む干渉防止用の孔５８を、第１の開口部５８ａと第１の開口部５８ａよりも段差部５２から離れた第２の開口部５８ｂとが軸方向に沿って連続して一つの孔をなすよう段付き形状とし、第２の開口部５８ｂを周方向の幅が第１の開口部５８ａよりも広くなると共に周方向側の開口縁が円弧状となるよう形成するから、第１の開口部５８ａの開口縁（図７中の領域Ｘ）に作用する応力を第２の開口部５８ｂの円弧状の開口縁（図７中の領域Ｙ）にも分散することができる。この結果、円筒部材５０が第１のピストン４１による押圧を受けるものとしても、応力が一部の箇所に集中することがないから、耐久性をより向上させることができる。

実施例では、干渉防止用の孔５８における孔形状を軸方向に対して線対称に形成するものとしたが、これに限定されるものではなく、非対称に形成するものとしてもよい。

実施例では、干渉防止用の孔５８における第２の開口部５８ｂを軸方向の幅が第１の開口部５８ａよりも広くなるよう形成するものとしたが、両開口部５８ａ，５８ｂで軸方向の幅を略同一とするものとしてもよいし、第２の開口部５８ｂを軸方向の幅が第１の開口部５８ａよりも狭くなるよう形成するものとしてもよい。

実施例では、干渉防止用の孔５８における第２の開口部５８ｂを周方向側の開口縁が円弧状となるよう形成するものとしたが、これに限定されるものではなく、隅部で円弧が形成されていれば直線状に形成するものとしても差し支えない。

実施例では、干渉防止用の孔５８の形状を、第１の開口部５８ａと第２の開口部５８ｂとからなる２段の段付き形状に形成するものとしたが、周方向の幅が段差部５２から離れるに従って広くなる３つ以上の開口部により３段以上の段付き形状に形成するものとしてもよい。

実施例では、パーキングカム２８の干渉防止用の孔５８の形状を、第１の開口部５８ａと第２の開口部５８ｂとからなる２段の段付き形状に形成するものとしたが、車速センサの干渉防止用の孔５４の形状を応力を分散させるための上述した段付き形状に形成するものとしてもよいし、パーキングポール２６の干渉防止用の孔５６の形状を上述した段付き形状に形成するものとしてもよい。

実施例では、車両に搭載された自動変速機が備えるクラッチやブレーキをピストンにより押圧する油圧アクチュエータに適用して説明するものとしたが、これに限られず、油圧を受けて軸方向に移動して摩擦係合要素を押圧するものであれば、如何なるものに適用するものとしてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、第１のピストン４１と第２のピストン４２と中間部材４３と円筒部材５０とが「ピストン部材」に相当し、円筒部材５０が「押圧部」に相当し、干渉防止用の孔５８が「干渉防止用の孔」に相当し、第１の開口部５８ａが「第１の開口部」に相当し、第２の開口部５８ｂが「第２の開口部」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ピストン部材の製造産業などに利用可能である。

１０ 自動変速機、１２ ケース、１２ａ スプライン溝、１４ 出力軸、２０ 遊星歯車機構、２１ サンギヤ、２２ リングギヤ、２２ａ スプライン溝、２３ ピニオンギヤ、２４ キャリア、２５ パーキングギヤ、２６ パーキングポール、２８ パーキングカム、３０ ブレーキ、３１ 摩擦板、３２ セパレータ、３３ アウターレース、３４ スナップリング、３５ プレッシャープレート、４０ 油圧アクチュエータ、４１ 第１のピストン、４２ 第２のピストン、４３ 中間部材、４４ 支持プレート、４５ リターンスプリング、５０ 円筒部材、５２ 段差部、５４，５６，５８ 干渉防止用の孔、５８ａ 第１の開口部、５８ｂ 第２の開口部、１５０ 円筒部材、１５２ 段差部、１５８ａ 第１の開口部、１５８ｂ 第２の開口部。

Claims (6)

1. 油圧を受けて軸方向に移動して摩擦係合要素を押圧する押圧部を有するピストン部材であって、
   前記押圧部は、他の部材との干渉防止用の孔を側面に有する円筒状に形成され、
   前記干渉防止用の孔は、前記押圧部の周方向の幅が前記他の部材を挿通可能に設定された第１の開口部と、前記押圧部の周方向の幅が前記第１の開口部よりも広く且つ該第１の開口部よりも前記押圧部の受圧部から離れた第２の開口部とが軸方向に沿って連続して一つの孔をなすよう段付き形状に形成されてなる
   ことを特徴とするピストン部材。
2. 前記第２の開口部は、周方向側の開口縁が円弧状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のピストン部材。
3. 請求項２記載のピストン部材であって、
   前記第１の開口部は、開口縁の少なくとも一部が円弧状に形成され、
   前記第２の開口部は、前記第１の開口部よりも円弧の径が大きくなるよう形成されてなる
   ピストン部材。
4. 前記第２の開口部は、軸方向の幅が前記第１の開口部よりも広くなるよう形成されてなることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載のピストン部材。
5. 前記第１の開口部と前記第２の開口部は、軸方向に対して線対称に形成されてなることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載のピストン部材。
6. 前記他の部材は、前記押圧部の内周側に配置されたギヤ部材に該押圧部の外周側から前記干渉防止用の孔を介して噛み合う噛み合い機構である請求項１ないし５いずれか１項に記載のピストン部材。