JP2889363B2 - 2重ピストン式油圧シリンダ装置 - Google Patents

2重ピストン式油圧シリンダ装置

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JP2889363B2 JP2307981A JP30798190A JP2889363B2 JP 2889363 B2 JP2889363 B2 JP 2889363B2 JP 2307981 A JP2307981 A JP 2307981A JP 30798190 A JP30798190 A JP 30798190A JP 2889363 B2 JP2889363 B2 JP 2889363B2
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    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、2重ピストン式油圧シリンダ装置に関する
ものである。
(ロ)従来の技術 従来の2重ピストン式油圧シリンダ装置として、特開
平2−3706号公報に示されるものがある。これに示され
る2重ピストン式油圧シリンダ装置は、クラッチドラム
と第1ピストンとによって構成される通常のクラッチ装
置の構造に加えて、クラッチドラムに軸方向に移動しな
いように固定される第2ピストンを有している。第2ピ
ストンは第1ピストンとの間に背圧室を形成している。
この背圧室には加圧されていない油が充満している。ク
ラッチドラムと第1ピストンとによって形成される作動
圧室に油圧が作用すると、第1ピストンは第2ピストン
に近づく方向に移動し、クラッチプレートに押圧力を作
用する。この際、第1ピストンが第2ピストンに近づく
ため背圧室の容積は減少し、背圧室に充満されていた油
は外部に排出される。作動圧室に供給されていた油圧が
作用しなくなると、第1ピストンはリターンスプリング
によって押し戻され、クラッチプレートに押圧力を作用
しない最初の位置に復帰する。これにより、背圧室の容
積も最初の状態に戻り、背圧圧には外部から油が入り、
再び充満状態となる。なお、背圧室を設けたのは、クラ
ッチドラムが回転した場合に、完全に抜けきらずに残っ
た作動圧室の油に作用する遠心力による油圧を、同様に
背圧室の油に作用する遠心力による油圧によって打ち消
すようにすることでクラッチの引きずりを防止するため
である。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来の2重ピストン式ク
ラッチ装置には、特に低温時においてクラッチを解放状
態から締結状態とする場合に、時間がかかるという問題
点がある。すなわち、クラッチ締結時には作動圧室に油
圧が作用し、第1ピストンが第2ピストン側に移動し、
背圧室の油が外部に排出される。低温時には油の粘度が
高くなるため、背圧室の油を外部に排出する際の穴や油
路などにおける抵抗が大きくなる。このため、クラッチ
の締結の際の遅れ時間が長くなる。バンドブレーキ用の
2つのピストンを有する油圧サーボ装置の場合にも同様
の問題がある。本発明はこのような課題を解決すること
を目的としている。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は、締結時に第1ピストン及び第2ピストンを
共に締結側に一体に移動させることによって、上記課題
を解決する。すなわち、本発明による2重ピストン式油
圧シリンダ装置は、シリンダ(12)と、第1ピストン
(20)と、第2ピストン(38)と、リターンスプリング
(46)とを有し、第1ピストンはシリンダに軸方向に移
動可能にはめ合わされてこれとの間に作動圧室(22)を
形成し、第2ピストンは第1ピストンとの間に背圧室
(39)を形成するとともに第1ピストン及びシリンダに
対して相対的に軸方向に移動可能であり、第1ピストン
と第2ピストンとは直接又は他の部材を介して突き当た
ることによって互いに近づく向きの相対位置が規定さ
れ、リターンスプリングは第2ピストンにこれを第1ピ
ストンに近づける向きに力を作用するように配置されて
おり、このリターンスプリングの力は所定回転速度以下
のとき背圧室に発生する遠心油圧力による第2ピストン
のスラスト力に打ち勝つように設定されており、作動圧
室に作用する油圧によって発生する第1ピストンの力が
押圧力として外部に出力されるように構成される。
なお、かっこ内の符号は後述の実施例の対応する部材
を示す。
(ホ)作用 作動圧室に油圧が作用していない状態では、第1ピス
トン及び第2ピストンは互いに接触した状態でリターン
スプリングによって作動圧室側すなわち解放側に押付け
られている。したがって、第1ピストンと第2ピストン
との間に形成される背圧室の容積は最も小さい状態とな
っている。この状態から作動圧室に油圧が作用すると、
第1ピストンは締結側に移動する。第1ピストンが締結
側に移動すると、これによって押されて第2ピストンも
一体となって移動する。背圧室の容積は最も小さい状態
に維持されたままである。すなわち、背圧室の容積は変
化しない。このため、締結時に背圧室の油を排出する必
要がなく、低温時においても油排出による抵抗が増大す
ることはない。これにより、特に低温時における締結動
作の時間遅れを防止することができる。
(ヘ)実施例 (第1実施例) 第1図に第1実施例を示す。ケーシング10の軸状部10
aにクラッチドラム12が回転可能に支持されている。略
つりがね状の部材とパイプ状の軸部とを溶接によって一
体化して構成されるクラッチドラム12は、ケーシング10
との間に配置されるスラストニードルベアリング14によ
って第1図中左側の軸方向位置決めが行われ、また別の
部材16によって第1図中右側の軸方向位置決めが行われ
ている。クラッチドラム12には高回転時に油圧を排出す
るための遠心油圧排出機構18が取り付けられている。ク
ラッチドラム12に第1ピストン20が軸方向に移動可能に
はめ合わされている。クラッチドラム12と第1ピストン
20との間に作動圧室22が形成される。作動圧室22は、第
1ピストン20の内側軸部に設けられた穴24を通してケー
シング10の軸状部10aの油路みぞ26と接続されている。
第1ピストン20は外径部及び内径部にそれぞれシール部
材28及び30を有している。第1ピストン20に形成された
凹状の穴の内径部に第2ピストン38の外径部が軸方向に
移動可能にはめ合わされている。第2ピストン38の内径
部はクラッチドラム12の内側軸部に軸方向に移動可能に
はめ合わされている。第2ピストン38は外径部及び内径
部にそれぞれシール部材40及び42を有している。なお、
シール部材40の外径はシール部材28の外径よりもわずか
に大きく、またシール部材42の内径はシール部材30の内
径よりもわずかに小さくしてある。第1ピストン20と第
2ピストン38との間に背圧室39が形成される背圧室39は
クラッチドラム12の穴41を介してケーシング10の軸状部
10aの油路みぞ27と接続されている。第2ピストン38は
これとリテーナ44との間に配置されたリターンスプリン
グ46から第1図中左方向の力を受けている。リテーナ44
はクラッチドラム12にスナップリング48及び支持部材50
を介して支持されている。第1ピストン20の第1図中右
端部と、クラッチドラム12に固定されたスナップリング
52との間に、クラッチプレート群54が配置されている。
クラッチプレート群54は、第1図中左端側のディッシュ
プレート、右端側のプレッシャプレート及びこれらの間
に交互に配置される内スプラインクラッチプレート及び
外スプラインクラッチプレートから構成されている。外
スプラインクラッチプレートはクラッチドラム12の内ス
プラインとかみ合ってこれと一体に回転し、また内スプ
ラインクラッチプレートはインターナルギア56の外スプ
ラインとかみ合ってこれと一体に回転する。なお、クラ
ッチドラム12にはこれの外径部に外スプラインが形成さ
れており、これにブレーキ装置58用のプレートのスプラ
インがかみ合っている。
次に、この実施例の動作について説明する。
第1図には、クラッチが解放された状態が示してあ
る。すなわち、作動圧室22及び背圧室39には油圧が作用
しておらず、第1ピストン20及び第2ピストン38はリタ
ーンスプリング46によって停止位置まで押し戻されてい
る。この状態では第1ピストン20はクラッチプレート群
54に押圧力を作用しておらず、クラッチは解放された状
態となっている。すなわち、クラッチドラム12とインタ
ーナルギア56とは互いに相対回転可能な状態となってい
る。
次に、クラッチを締結させる場合には、穴24を通して
作動圧室22に作動圧が供給される。このため、第1ピス
トン20は作動圧による力によって第1図中右方向へ移動
する。第2ピストン38は直接第1ピストン20と接触して
いるため、第1ピストン20の移動に応じて第2ピストン
38も同様にリターンスプリング46の力に抗して右方向へ
移動する。第1ピストン20と第2ピストン38とは一体状
態で移動するため、背圧室39の容積は変化しない。した
がって、穴41を通して背圧室39内に充満されていた油は
背圧室39から排出されることなく第1ピストン20及び第
2ピストン38と一緒に移動する。第1ピストン20が所定
位置まで移動するとクラッチプレート群54に押圧力を作
用する状態となり、クラッチプレート間の摩擦力によっ
てクラッチドラム12とインターナルギア56とを一体に回
転するように連結する。上述のように、クラッチの締結
動作の際、背圧室39への油の出入りがないので、低温時
の油の粘度が高い状態においても抵抗が増大することは
ない。
次に、クラッチを締結状態から解放状態とする場合に
は、作動圧室22の作動圧を解除する。こうすることによ
って、第1ピストン20及び第2ピストン38はリターンス
プリング46の力によって最初の停止位置まで押し戻され
る。この場合にも背圧室39の容積は変化しないので、背
圧室39への油の出入りはなく、低温時の油の粘度が高い
状態においても抵抗が増大することはない。
なお、クラッチ解放状態でクラッチドラム12を高速で
回転させた場合に、遠心力によって発生する油圧によっ
てクラッチが半締結状態となることはない。すなわち、
クラッチドラム12を高速で回転させると、作動圧室22内
の油及び背圧室39内の油に遠心力が作用する。背圧室39
の外径寸法は、作動圧室22の外径寸法よりも大きくなっ
ているため、背圧室39側から第1ピストン20に作用する
力が作動圧室22側から作用する力よりも大きくなり、第
1ピストン20は停止位置向きの力を受ける。また、作動
圧室22内の油は所定の条件では遠心油圧排出機構18によ
って排出される。したがって、遠心力によって発生する
油圧によって第1ピストン20が第1図中右方向へ移動し
てクラッチプレート群54に力を作用するということは発
生しない。
(第2実施例) 第2図に第2実施例を示す。この第2実施例は第2ス
プリング46とは別に第1ピストン20だけを停止位置に押
し戻す皿ばね36を設けたものである。すなわち、第1ピ
ストン20はスナップリング32によって固定された支持部
材34によって内径側が支持された皿ばね36によって第1
図中左方向の戻し力を受けている。第2ピストン38はリ
ターンスプリング46の力によって皿ばね36を介して第1
ピストン20に突き当てられていることになる。これ以外
の構成は第1実施例と同じである。こうすることによっ
て、第1ピストン20を停止位置に戻す場合に、皿ばね36
の力も作用するため、第1ピストン20を確実に停止位置
に戻すことができる。
(第3実施例) 第3図に第3実施例を示す。この第3実施例は、第2
ピストン38に戻し力を作用するスプリングを皿ばね91と
し、第1ピストン20と第2ピストン38との間にコイルス
プリング93を設けたものである。この第3実施例におい
ても上述と同様の作用を得ることができる。
なお、上述の実施例は多板式のクラッチの場合につい
て説明したが、バンドブレーキを作動させる油圧サーボ
装置であって、2つのピストンを有するものの場合に
も、本発明を適用することができる。
(ト)発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、第1ピス
トンとの間に背圧室を形成する第2ピストンを第1ピス
トンと一体に移動可能としたので、第1ピストン移動時
に背圧室の容積が変化せず、背圧室の油の出入りがなく
なり、油の流れに伴う抵抗が減少する。したがって、低
温時に油の粘度が高くなっても、第1ピストンの移動が
遅れて締結動作に時間遅れが発生するということが防止
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す図、第2図は第2実
施例を示す図、第3図は第3実施例を示す図である。 12……クラッチドラム、20……第1ピストン、22……作
動圧室、36……皿ばね(補助リターンスプリング)、38
……第2ピストン、39……背圧室、46……リターンスプ
リング、54……クラッチプレート群。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−79452(JP,A) 実開 平1−166832(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16D 25/063

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダと、第1ピストンと、第2ピスト
    ンと、リターンスプリングとを有し、第1ピストンはシ
    リンダに軸方向に移動可能にはめ合わされてこれとの間
    に作動圧室を形成し、第2ピストンは第1ピストンとの
    間に背圧室を形成するとともに第1ピストン及びシリン
    ダに対して相対的に軸方向に移動可能であり、第1ピス
    トンと第2ピストンとは直接又は他の部材を介して突き
    当たることによって互いに近づく向きの相対位置が規定
    され、リターンスプリングは第2ピストンにこれを第1
    ピストンに近づける向きに力を作用するように配置され
    ており、このリターンスプリングの力は所定回転速度以
    下のとき背圧室に発生する遠心油圧力による第2ピスト
    ンのスラスト力に打ち勝つように設定されており、作動
    圧室に作用する油圧によって発生する第1ピストンの力
    が押圧力として外部に出力されるように構成される2重
    ピストン式油圧シリンダ装置。
  2. 【請求項2】第1ピストンにこれを作動圧室側に押す力
    を直接作用する補助リターンスプリングが設けられてい
    る請求項1記載の2重ピストン式油圧シリンダ装置。
  3. 【請求項3】背圧室の最外径部の径は、作動圧室の最外
    径部の径以上の大きさを有している請求項1又は2記載
    の2重ピストン式油圧シリンダ装置。
  4. 【請求項4】シリンダは回転可能なクラッチドラムであ
    り、第1ピストンの押圧力は、第2ピストンの外周側に
    位置する第1ピストンの端部によってクラッチプレート
    に作用するように構成されている請求項1、2又は3記
    載の2重ピストン式油圧シリンダ装置。
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