JP2014025539A - 湿式油圧クラッチのチェックバルブ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】帯板状弾性体の予荷重を安定させ、優れた低油圧制御応答性と安定したバルブＯＮ−ＯＦＦ性能を両立させることができるチェックバルブ構造を提供すること。
【解決手段】チェックバルブ構造１０は、ピストン２１の軸方向に油圧室側とその反対側であるドレイン側とを連通させるように設けられる連通孔１２、連通孔１２と繋がっている、ピストン２１の油圧室２４側に開口するポケット１７、ポケット１７内に配設される転動体１４、及びポケット１７の少なくとも一部を覆い、転動体１４に予荷重を与えるようにピストン２１に取付けられる帯板状弾性体１６を有している。帯板状弾性体１６の基端部１６ｂが、基端部１６ｂを幅方向に跨ぐ板状の押え部材１３によって、ピストン２１に押え付けられて固定されているため、帯板状弾性体１６のカシメ固定による変形を防ぐことができ、帯板状弾性体１６の予荷重を安定させ、優れた低油圧制御応答性と安定したバルブＯＮ−ＯＦＦ性能を両立させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機等に使用される湿式油圧クラッチのチェックバルブ構造の改良に関する。

旧来よりＡＴ・ＣＶＴ等の湿式油圧クラッチでは、高回転時に発生する遠心油圧の影響を排除し、誤作動防止や良好な油圧制御応答性を得るために、ドリフトオンボール機構が多く採用されている。ドリフトオンボール機構は、構造が単純で、部品点数が少なくて済み、製造コストを抑えることができるという利点がある反面、遠心油圧の影響排除の応答遅れ等、近年のさらに高度な油圧制御に対応できず、変速クラッチ部位への採用の多くは構造的に遠心油圧影響を排除できるキャンセラ方式に置き換わってきている。また、これまで高度な油圧制御応答性を比較的要求されなかった走行時締結専用クラッチにおいても、商品性向上のための締結ショック改善やスリップ制御対応等で極低油圧制御応答性を求められるようになっている。このように益々適用が難しくなってきているドリフトオンボール機構でもその弱点を改善すべくこれまでにも様々なものが改良開発されてきている。この例として、以下に挙げるものがある。

特開２０１１−２１７０３号公報

特許文献１には、ピストンに形成された連通孔を開閉する弁体として、基端部がピストンにカシメ固定された帯板状弾性体を使用し、ボールが遠心力によって帯板状弾性体側に転がり、その力で帯板状弾性体を押し開けるという構造のチェックバルブ構造が開示されている。ここで、本明細書において、「チェックバルブ構造」とは、弁体としてボールが使用されている旧来のドリフトオンボール機構だけでなく、特許文献１に記載されているような、ボールが弁体でないものも含むことを意味する。

上記のようなチェックバルブ構造の場合、遠心力がボールに作用し、ボールが帯板状弾性体を押し開けるという作動原理であるため、帯板状弾性体を押し開けようとするボールに対し、帯板状弾性体の弾性力と、油圧が抵抗力となって作用することになる。すなわち、帯板状弾性体の弾性力がバルブの開閉に直接影響することになるから、帯板状弾性体の予荷重の設定が極めて重要になる。

しかし、上記のチェックバルブ構造のように、帯板状弾性体をピストンに直接カシメ固定すると、カシメによって帯板状弾性体が変形してしまうため、帯板状弾性体の予荷重が安定しないという問題がある。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、帯板状弾性体の予荷重を安定させ、優れた低油圧制御応答性と安定したバルブＯＮ−ＯＦＦ性能を両立させることができるチェックバルブ構造を提供することを、その目的とする。

本発明は、ドラム内にインナプレートとアウタプレートが交互に配置され、前記ドラムとピストンの間に油圧室が形成され、前記ピストンの押圧により前記インナプレートとアウタプレートとが係合しトルクが伝達される湿式油圧クラッチにおいて、
前記ピストンに形成され、該ピストンの前記油圧室側とその反対側であるドレイン側とを連通させる連通孔と、
前記ピストンの油圧室側に開口するポケットと、
前記ポケット内に配設され、該ポケット内で転動可能な転動体と、
前記ポケットの開口の少なくとも一部を覆う帯板状弾性体とを有し、
前記帯板状弾性体の基端部が、該基端部を幅方向に跨ぐ押え部材によって該ピストンに固定されていることを特徴とするチェックバルブ構造によって前記課題を解決した。

本発明によれば、帯板状弾性体の基端部を直接カシメ固定するのではなく、帯板状弾性体の基端部を幅方向に跨ぐ押え部材によって押え付けることによって固定するという構成であるため、帯板状弾性体のカシメ固定による変形を防ぐことができる。従って、帯板状弾性体の予荷重を安定させることができる。

また、押え部材の弾性変形を利用して固定し、押え部材に帯板状弾性体の基端部反力以上の十分な弾性力を付与しておけば、帯板状弾性体を確実に押え付けて固定することができる。

また、帯板状弾性体の位置決め手段を有する構成とすれば、帯板状弾性体の取付位置を確実・容易に決めることができ、組立作業を簡便に行うことができ、湿式油圧クラッチの回転時の遠心力等の外力に起因する取付位置のずれを防止することができる。

本発明のチェックバルブ構造を用いた湿式油圧クラッチの縦断面図。 本発明のチェックバルブ構造の作動を説明する要部拡大縦断面図。 （ａ）は、本発明の第１実施形態のチェックバルブ構造の要部の正面図。（ｂ）は、（ａ）の縦断面図。 （ａ）は、本発明の第２実施形態のチェックバルブ構造の要部の正面図。（ｂ）は、（ａ）の縦断面図。 本発明の押え部材について説明するための縦断面図。 本発明のチェックバルブ構造の帯板状弾性体のバリエーションを表す図。

以下、本発明の実施形態を図１〜６を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明のチェックバルブ構造１０を用いた湿式油圧クラッチ２０の縦断面図である。図１に示すように、湿式油圧クラッチ２０は、ドラム２２、ドラム２２内に交互に配置されたインナプレート２６及びアウタプレート２８、ピストン２１、戻しばね２５、油圧室２４、そして、チェックバルブ構造１０を具えている。なお、インナプレート２６には、通常、摩擦材が貼付けられる。

湿式油圧クラッチ２０は、油圧室２４に、図示しない制御バルブから作動油が供給される、すなわち、クラッチ油圧オンとなることにより、ピストン２１が左方向に押圧されると、インナプレート２６とアウタプレート２８とが摩擦係合し、トルクが伝達される。このとき、クラッチ２１はオン状態となり、戻しばね２５は圧縮される。そして、ピストン２１へ作用する油圧が解除される、すなわち、クラッチ油圧オフとなると、戻しばね２５がピストン２１を押戻すため、クラッチ２０はオフ状態となる。

図２（ａ）に示すように、チェックバルブ構造１０は、ピストン２１の軸方向に油圧室側とその反対側であるドレイン側とを連通させるように設けられる連通孔１２、連通孔１２と繋がっている、ピストン２１の油圧室２４側（図１参照。）に開口するポケット１７、ポケット１７内に配設される転動体１４、及びポケット１７の少なくとも一部を覆い、転動体１４に予荷重を与えるようにピストン２１に取付けられる帯板状弾性体１６を有している。帯板状弾性体１６の遊端部が転動体１４をポケット１７の底面の傾斜面に押し付けているため、連通孔１２は密閉された状態である。なお、帯板状弾性体１６の取付方法については、後に詳述する。

まず、チェックバルブ構造１０の作動について説明する。図２（ａ）は、バルブがオン状態（閉弁状態）、すなわち、ピストン２１が無回転又は低速回転時の状態を示しており、図２（ｂ）は、バルブがオフ状態（開弁状態）、すなわち、ピストン２１が高速回転時の状態を示している。図２（ａ）に示すように、ピストン２１が低速回転状態では、転動体１４には帯板状弾性体１６を押し開ける程の遠心力が作用しておらず、連通孔１２は転動体１４によって確実に密閉されているため、チェックバルブ構造１０は、低油圧制御下において高い油圧制御応答性を実現することができる。一方、ピストン２１が高速回転状態となると、図２（ｂ）に示す状態となる。すなわち、転動体１４が遠心力によって帯板状弾性体１６の方向に転がり、帯板状弾性体１６を押し開ける。かくして、バルブはオフ状態となり、油圧室２４に存在する遠心油圧油は連通孔１２を通じてドレインへ排出され、クラッチ油圧オフとしたときの、遠心油圧によるピストン２１への影響を排除することができる。

ここで、帯板状弾性体１６の予荷重は、ピストン２１が無回転又は低速回転で転動体１４が閉弁状態を確実に保てるように、また、ピストン２１が高速回転で転動体１４が遠心力によって帯板状弾性体１６の方向へ転がり、帯板状弾性体を押し開け、開弁できるように設定されている。なお、転動体１４は、チェックバルブ構造１０のように、転動体１４が連通孔１２を密閉する場合は球体であるが、特許文献１に記載されているような、チェックバルブ構造の場合は、球体に限らず、円筒形状の部材というような、遠心力を受けてポケット内を転がることができるものであればよい。

次に、帯板状弾性体１６の取付方法について説明する。
図３（ａ）は、図２のピストン２１に設けられた位置決め用凹部１９を正面視したものであって、チェックバルブ構造１０の要部を拡大した正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の縦断面図である。帯板状弾性体１６は、その基端部１６ｂが、基端部１６ｂを幅方向に跨ぐ板状の押え部材１３が、その両端をピストン２１にカシメ部材１１によってカシメ固定されることによって、ピストン２１の平面部に押え付けられて固定されている。なお、押え部材１３は、帯板状弾性体の幅に対応する中央部に凸部１３ｂが形成されている。また、押え部材１３は、ピストン２１に取付けられるものであって、帯板状弾性体を押え付けることができるものであれば、板状のものに限らず、例えば、棒状のものであってもよい。押え部材１３の取付位置は、帯板状弾性体１６の基端部１６ｂ、換言すれば、上述したチェックバルブ構造１０の作動、すなわち、転動体１４が帯板状弾性体１６を押し開けることの妨げとならない位置であって、帯板状弾性体１６の基端１６ａから１／２の長さの範囲内の、できる限り基端１６ａに近い位置とする。このように、帯板状弾性体１６の基端部１６ｂをピストン２１に直接カシメ固定するのではなく、押え部材１３によって間接的に押え付けるという構成であるため、カシメ固定による帯板状弾性体１６の変形を防ぐことができ、帯板状弾性体１６の予荷重を安定させることができる。

また、チェックバルブ構造１０は、帯板状弾性体１６の位置決め手段として、２種類の位置決め手段、すなわち、ピストン２１に設けられる位置決め用凹部１９、及び位置決め用突起部１９ａ、そして、帯板状弾性体１６に設けられる位置決め用突起部１９ａに対応する孔１６ｃを有している。位置決め用凹部１９は、帯板状弾性体１６が嵌まる大きさである。このような構成とすれば、位置決め用突起部１９ａが帯板状弾性体１６の孔１６ｃに挿通するように、帯板状弾性体１６を位置決め用凹部１９に嵌込むだけで、帯板状弾性体１６を最適な位置に取付けることができる。また、位置決め用突起部１９ａが孔１６ｃに挿通していることで、湿式油圧クラッチの回転時に、帯板状弾性体１６がピストン２１の径方向にずれることを防止でき、同時に、帯板状弾性体１６が位置決め用凹部１９に嵌まっていることで、帯板状弾性体１６がピストン２１の周方向にずれることを防止することができる。

図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態であるチェックバルブ構造１０ａの要部を拡大した正面図、及びその縦断面図である。基本的な構成はチェックバルブ構造１０と同じであるため、チェックバルブ構造１０と異なる点についてのみ説明する。チェックバルブ構造１０ａは、帯板状弾性体１６の位置決め手段として、帯板状弾性体１６の取付位置の周りに設けられた位置決め用凸部１９ｂを有している。この構成によれば、位置決め用突起部１９ａが帯板状弾性体１６の孔１６ｃに挿通するように、帯板状弾性体１６を位置決め用凸部１９ｂの間に置くだけで、帯板状弾性体１６を最適な位置に取付けることができる。また、位置決め用突起部１９ａが孔１６ｃに挿通していることで、湿式油圧クラッチの回転時に、帯板状弾性体１６がピストン２１の径方向にずれることを防止でき、同時に、帯板状弾性体１６が位置決め用凸部１９ｂの間に置かれていることで、帯板状弾性体１６がピストン２１の周方向にずれることを防止することができる。なお、帯板状弾性体１６は、図４（ｂ）に示すように、ピストン２１上に直接置く以外に、図５（ｂ）に示すように、ピストン２１に土台部２１ａを設けて、土台部２１ａ上に置くという構成としてもよい。

また、図３（ｂ）の押え部材１３、図４（ｂ）の押え部材１３ａのように、その両端がカシメ部材１１によってカシメ固定され、押え部材１３、１３ａが弾性変形することで帯板状弾性体１６を押え付け、押え部材１３、１３ａに帯板状弾性体１６の基端部１６ｂの反力以上の十分な弾性力を付与しておけば、帯板状弾性体１６を確実に押え付けることができる。

図５は、本発明の押え部材について説明するための縦断面図である。便宜上、ハッチングは省略している。図５（ａ）に示すように、ピストン２１の位置決め用凹部１９に帯板状弾性体１６を配設する場合、押え部材１３の凸部１３ｂの外面を帯板状弾性体１６に押付けるように取付ける。このとき、帯板状弾性体１６に押え部材１３の弾性変形による反力が帯板状弾性体１６に加わるように、帯板状弾性体１６を配設したときのピストン２１から帯板状弾性体１６までの高さＡより、高さＡに対応する凸部１３ｂの寸法Ｂを大きく設定する。このとき、押え部材１３の弾性変形による反力（押付け力）が最適となるように、角度θの値を設定する。なお、角度θの値を大きくすれば、押付け力は大きくなる。また、図５（ｂ）に示すように、ピストン２１上に帯板状弾性体１６を配設する場合は、押え部材１３の凸部１３ｃの内面を帯板状弾性体１６に押付けるように取付ける。このとき、帯板状弾性体１６に押え部材１３ａの弾性変形による反力（押付け力）が帯板状弾性体１６に加わるように、帯板状弾性体１６を配設したときのピストン２１から帯板状弾性体１６までの高さＡより、高さＡに対応する凸部１３ｃの押え部材１３ａの寸法Ｃを小さく設定する。なお、押え部材１３の場合と同様に、押え部材１３ａの押付け力が最適となるように、角度θの値を設定する。

図６は、帯板状弾性体１６のバリエーションを表す図である。帯板状弾性体１６のように単純な帯板状ではなく、帯板状弾性体１６ｄのように中間部分をくびれさせた形状とすれば、バルブＯＮ−ＯＦＦ性能に最適な予荷重設定の設計自由度を拡げることもできる。

本願発明は、以上に説明した湿式油圧クラッチ２０のチェックバルブ構造１０以外にも、例えば、特許文献１に記載されているような、帯板状弾性体を使用した湿式油圧クラッチのチェックバルブ構造であれば適用可能である。

以上説明したように、本願発明によれば、従来の帯板状弾性体のカシメ固定による変形を防ぐことができるため、帯板状弾性体の予荷重を安定させ、優れた低油圧制御応答性と安定したバルブＯＮ−ＯＦＦ性能を両立させることができる効果がある。

１０ チェックバルブ構造
１２ 連通孔
１３、１３ａ 押え部材
１３ｂ、１３ｃ 凸部
１４ 転動体
１６、１６ｄ 帯板状弾性体
１６ｂ 基端部
１６ｃ 孔（位置決め手段）
１７ ポケット
１９ 位置決め用凹部（位置決め手段）
１９ａ 位置決め用突起部（位置決め手段）
１９ｂ 位置決め用凸部（位置決め手段）
２０ 湿式油圧クラッチ
２１ ピストン
２２ ドラム
２４ 油圧室
２６ インナプレート
２８ アウタプレート

Claims (9)

1. ドラム内にインナプレートとアウタプレートが交互に配置され、前記ドラムとピストンの間に油圧室が形成され、前記ピストンの押圧により前記インナプレートとアウタプレートとが係合しトルクが伝達される湿式油圧クラッチにおいて、
   前記ピストンに形成され、該ピストンの前記油圧室側とその反対側であるドレイン側とを連通させる連通孔と、
   前記ピストンの油圧室側に開口するポケットと、
   前記ポケット内に配設され、該ポケット内で転動可能な転動体と、
   前記ポケットの開口の少なくとも一部を覆う帯板状弾性体とを有し、
   前記帯板状弾性体の基端部が、該基端部を幅方向に跨ぐ押え部材によって該ピストンに固定されていることを特徴とする、
   湿式油圧クラッチのチェックバルブ構造。
2. 前記押え部材が弾性変形させられ、その両端がカシメ固定されている、請求項１のチェックバルブ構造。
3. 前記押え部材の前記帯板状弾性体の幅に対応する中央部に凸部が形成されている、請求項２のチェックバルブ構造。
4. 前記帯板状弾性体の位置決め手段を有する、請求項１から３のいずれかのチェックバルブ構造。
5. 前記位置決め手段が、前記ピストンに設けられた位置決め用突起部と、該突起部に対応する前記帯板状弾性体に設けられた孔を含む、請求項４のチェックバルブ構造。
6. 前記位置決め手段が、前記帯板状弾性体が嵌まる、前記ピストンに設けられた位置決め用凹部を含む、請求項４又は５のチェックバルブ構造。
7. 前記帯板状弾性体が前記位置決め用凹部に配設され、前記ピストンから前記帯板状弾性体までの高さが、前記押え部材の凸部の前記高さに対応する寸法よりも小さくされている、請求項６のチェックバルブ構造。
8. 前記位置決め手段が、前記ピストンの前記帯板状弾性体の取付位置の周りに設けられた位置決め用凸部を含む、請求項４又は５のチェックバルブ構造。
9. 前記帯板状弾性体が前記ピストン上に配設され、該ピストンから前記帯板状弾性体までの高さが、前記押え部材の凸部の前記高さに対応する寸法よりも大きくされている、請求項３から５、又は８のいずれかのチェックバルブ構造。

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