JP4012273B2 - 多板式摩擦係合装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する利用分野】
本発明は、多板式摩擦係合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に使用される自動変速機は、トルクコンバータとプラネタリギヤユニット等の多段変速機構を組み合わせて構成される。このような自動変速機の変速制御には多段変速機構に配置される複数の摩擦係合装置、例えばブレーキやクラッチ等を選択的に作動させてエンジンからの動力伝達系路を切換え、所要の変速段を得るようになっている。
【0003】
自動変速機に用いられる多板式摩擦係合装置については、例えば特開平4−262125号公報の先行技術がある。
【0004】
この先行技術に開示される多板式摩擦係合装置は、図9に要部断面を示すように第1クラッチ110及び第2クラッチ120を具備し、第1クラッチ110はクラッチドラム111が入力軸に結合され、クラッチドラム111内周に形成されたスプライン溝111aにリテーニングプレート112、ドライブプレート113の外周が嵌合すると共に第1クラッチハブ115の外周に形成したスプライン溝115aに内周が嵌合するドリブンプレート114が前記ドライブプレート113と交互に配設され、油圧室116の油圧でくし歯状に分割された第1ピストン117の先端部を介してクラッチドラム111に固定されたスナップリング118′に上記リテーニングプレート112、ドリブンプレート114、ドライブプレート113の各摩擦プレートを押圧して互に摩擦係合せしめることにより入力軸からの動力を第1クラッチハブ115に動力伝達する。
【0005】
一方第2クラッチ120は、第1ピストン117の内周のスプライン溝117aにリテーニングプレート122、ドライブプレート123の外周が嵌合すると共に第2クラッチハブ125の外周に形成したスプライン溝125aに内周が嵌合するドリブンプレート124が前記ドライブプレート123と交互に配設され、油圧室126の油圧で第1ピストン117に嵌合する第2ピストン127を介して第1ピストン117に形成したリング溝118に嵌合係止するスナップリング128にリテーニングプレート122、ドリブンプレート124及びドライブプレート123等の摩擦プレートを押圧して互に摩擦係合せしめることにより入力軸からの動力を第2クラッチハブ125に動力伝達するように構成され、かつ第2ピストン127にはリターンスプリング129の押圧力が付勢されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術によると、第1ピストン117の先端近傍にスナップリング128を嵌合係止するリング溝118が形成されることから第1クラッチ110の締結の際、第1ピストン117のくし歯状に分割された先端部によりドライブプレート113、ドリブンプレート114及びリテーニングプレート112をスナップリング128に押圧すると、その反力が図10に示すように第1ピストン117の端面117a全域に作用し、その反力に起因して第1ピストン117の先端部、特にリング溝118が形成される内周側が図10に一点鎖線117′で示すようにリング溝118側へ微少変形する。この変形に伴ってリング溝118の底部端縁部118aに圧縮応力が集中発生する。
【0007】
一方第2クラッチ120の締結のため第2ピストン127によりドライブプレート123、ドリブンプレート124、リテーニングプレート122をスナップリング128に押圧すると、その荷重を図10に示すようにリング溝118の側面118bを介して第1ピストン117の先端が二点鎖線117″で示すように微少変形して受け止めることになり、この変形に伴ってリング溝118の底部端縁部118aに引張応力が集中して発生する。
【0008】
よってリング溝118の底部端縁部118aに繰返し発生する圧縮及び引張応力集中に起因して第1ピストン117のリング溝118周囲の耐久性低下を招き、第1ピストン117の先端部の変形を誘発して第1及び第2クラッチ110、120の作動不良を招くおそれがある。
【0009】
この対策として第1ピストン117の基準肉厚を増大して強度向上を図ると第1ピストン117の大型化及び重量の増加を招き、製造コストが増大することが推考される。
【0010】
従って本発明の目的は耐久性の向上及び小型軽量化が図れ、製造コストの低減が得られる多板式摩擦係合装置を提供することにある。
【0011】
上記目的を達成する本発明の多板式摩擦係合装置は、ドラムと、該ドラムに軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートと、ハブと、前記摩擦プレートと同軸上で交互に配置されて前記ハブに軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートと、端部近傍の内周にリング溝を有し、かつ前記交互に配置された摩擦プレートを端面により押圧することにより各摩擦プレートを摩擦係合させるピストンとを備えた多板式摩擦係合装置において、ピストンの端面と該ピストンの端面が押圧する摩擦プレートとの相互間にピストンの端面内周縁に沿ってピストンの端面内周縁と該摩擦プレートとの当接を回避する非当接範囲を該摩擦プレートに設けられた凹部によって形成したことを特徴とする。
【0012】
また本発明による他の多板式摩擦係合装置は、ドラムの内周に軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートと第1ハブに軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートとを同軸上で交互に配置し、これら交互に配置された摩擦プレートを第1ピストンの端面により押圧して前記各摩擦プレートを摩擦係合する第1摩擦係合装置と、前記ドラムの内周に前記摩擦プレートと独立して軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートと第2ハブに軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートとを同軸上で交互に配置し、これら交互に配置された摩擦プレートを第2ピストンの端面により前記第1ピストンの端面近傍内周に形成したリング溝に嵌合係止するスナップリングに押圧して各摩擦プレートを摩擦係合する第2摩擦係合装置とを有する多板式摩擦係合装置において、前記第1ピストンの端面と該第1ピストンの端面が押圧する摩擦プレートとの相互間に第1ピストンの端面内周縁に沿って第1ピストンの端面内周縁と該摩擦プレートとの当接を回避する非当接範囲を該摩擦プレートに設けられる凹部によって形成したことを特徴とするものであり、ピストン端面の非当接範囲の及ぼす摩擦プレートからの反力が回避され、ピストンの先端内周側への影響が軽減されてピストン先端内周側に発生する微小変形が抑制されてリング溝の底部に生じる応力が減少してピストン先端部の強度向上が得られて耐久性が確保される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本発明の実施の形態を説明するにあたり、まず本実施の形態に関連する参考例を説明する。
【0014】
図1は、本発明による多板式摩擦係合装置を有する自動変速機の駆動系を概略に示す説明図である。
【0015】
図1において符号1はエンジンのクランク軸であり、このクランク軸1と同軸上にトルクコンバータ3及び多段変速機構20がエンジン側から順次配置されてトランスミッションケース2内に収容されている。
【0016】
トルクコンバータ3はクランク軸1に対して同軸上で回転自在にトランスミッションケース2に軸支される入力軸4を有している。入力軸4の外周はトランスミッションケース2に結合されたステータ軸5によって回転自在に囲まれ、ステータ軸5にはインペラ6と一体的に結合されたオイルポンプドライブ軸6aが回転自在に嵌合している。
【0017】
インペラ6はその外周がドライブプレート7を介してクランク軸1に結合することによってクランク軸1と一体的に回転駆動される。
【0018】
インペラ6と対向して入力軸4にスプライン嵌合するタービン8が配置され、インペラ6とタービン8の間においてステータ軸5にワンウエイクラッチ9aを介してステータ9が介装支持されている。
【0019】
更にドライブプレート7と入力軸4との間にはロックアップクラッチ10が介装されステータ軸5の基端にはオイルポンプドライブ軸6aによって駆動されるオイルポンプ11が設けられている。
【0020】
そしてエンジンのクランク軸1が回転すると、クランク軸1に結合されたドライブプレート7を介してインペラ6が一体的に回転駆動され、インペラ6の回転によりタービン8にインペラ6と同方向のトルクを伝達することによりタービン8とスプライン嵌合する入力軸4を回転駆動する。更にステータ9によってタービン8から流出するオイルの流出方向をインペラ6の回転力を助長する方向に反転させることでタービン8のトルク増大を図っている。
【0021】
一方所定の車速或いは回転数に達したときロックアップクラッチ10によりドライブプレート7と入力軸4を直結状態にするいわゆるトルクコンバータの滑りをなくし、その分エンジンの回転数が低下することにより燃費の節約及び静粛性の向上を図っている。
【0022】
入力軸4と同軸上にフロントプラネタリギヤユニット21及びリヤプラネタリギヤユニット31を有する多段変速機構20が配設されている。
【0023】
多段変速機構20のフロントプラネタリギヤユニット21は、入力軸4に回転自在に嵌合するフロントサンギヤ22と、フロントリングギヤ23と、フロントキャリヤ24と、フロントキャリヤ24に軸支されてフロントサンギヤ22とフロントリングギヤ23に各々噛み合う複数のフロントピニオンギヤ25とを具備し、フロントサンギヤ22は複数のフロントピニオンギヤ25によって自己調芯がなされている。
【0024】
リヤプラネタリギヤユニット31は入力軸4にスプライン嵌合するリヤサンギヤ32と、リヤリングギヤ33と、フロントリングギヤ23と一体的に結合するリヤキャリヤ34と、このリヤキャリヤ34に軸支されてリヤサンギヤ32とリヤリングギヤ33とに各々噛み合う複数のリヤピニオンギヤ35とを具備すると共に、リヤキャリヤ34からの出力は入力軸4と同軸上に配設される出力軸14に伝動構成される。
【0025】
入力軸4とフロントプラネタリギヤユニット21との間には、入力軸4の動力を選択的にフロントサンギヤ22に動力伝達する第1摩擦係合装置となるリバースクラッチ41が介装され、かつ入力軸4の動力を選択的にフロントキャリヤ24に動力伝達する第2の摩擦係合装置となるハイクラッチ51が介装され、そしてリバースクラッチ41とハイクラッチ51により多板式摩擦係合装置40を構成している。トランスミッションケース2とフロントサンギヤ22との間にはフロントサンギヤ22を選択的に回転係止して締結する2&4ブレーキ70が配設されている。
【0026】
更にフロントキャリヤ24は、フロントキャリヤ24と一体的に回転するロークラッチドラム26を有し、ロークラッチドラム26とリヤリングギヤ33との間にはフロントキャリヤ24とリヤリングギヤ33との間を選択的に動力伝達するロークラッチ80が設けられ、かつロークラッチドラム26とトランスミッションケース2との間にはローワンウエイクラッチ81及びこのローワンウエイクラッチ81の空転を防止するためのロー&リバースブレーキ82が並列に設けられている。
【0027】
次にこのように構成された自動変速機の作用を図2に示す係合装置の作動説明図に従って説明する。この作動説明図において◯印は対応するクラッチ或いはブレーキ等の締結状態を示し、*◯はローワンウエイクラッチによる駆動側からの出力が動力伝達状態であることを示している。
【0028】
先ずエンジンの動力は、クランク軸1からトルクコンバータ3を介して入力軸4に伝達される。ここでパーキング(P)レンジ、ニュートラル(N)レンジではクラッチ及びブレーキが解放されてリヤサンギヤ32が回転するものの空転して動力伝達遮断状態となり、これ以降の動力伝達はしなくなる。
【0029】
次に前進段となるドライブ(D)レンジに設定した場合について説明する。
【0030】
1速時ではロークラッチ80が締結し、かつローワンウエイクラッチ81が動力伝達状態であり、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御される。
【0031】
従って、ロークラッチ80の締結とローワンウエイクラッチ81の作用によりロークラッチドラム26が逆転防止されてリヤリングギヤ33が固定される。従って入力軸4からの動力はリヤサンギヤ32に入力する一方、リヤキャリヤ34とフロントリングギヤ23が連結することからフロントプラネタリギヤユニット21側もフロントリングギヤ23を経由して回転駆動されるがフロントサンギヤ22、フロントピニオンギヤ25が空転してフロントプラネタリギヤユニット21全体は静止状態を保ち、出力側となるリヤキャリヤ34の回転が最も減速された1速ギヤ比となり出力軸14に動力伝達される。
【0032】
また2速時には、1速時同様ロークラッチ80が締結し、かつ2&4ブレーキ70を締結し、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御される。
【0033】
従ってロークラッチ80の締結によりフロントキャリヤ24とリヤリングギヤ33がロークラッチドラム26を介して一体的に締結するとともにフロントサンギヤ22が2&4ブレーキ70によってトランスミッションケース2に固定され、1速時同様入力軸4からの動力はリヤサンギヤ32に入力する。
【0034】
よってリヤサンギヤ32の回転によりリヤキャリヤ34の回転を受けたフロントリングギヤ23がフロントキャリヤ24を減速させ、この減速回転をロークラッチドラム26及びロークラッチ80経由でリヤリングギヤ33に入力する。ここでリヤリングギヤ33はリヤキャリヤ34よりも遅い回転であることから、このリヤリングギヤ33の回転がリヤキャリヤ34の回転に付加してリヤキャリヤ34の回転を速め、そのためリヤキャリヤ34は1速時の回転よりもリヤリングギヤ33の回転分だけ速くなり減速度も小さくなる。
【0035】
そして1速から2速への変速は2&4ブレーキ70によるフロントサンギヤ22の締結に伴ってフロントキャリヤ24に嵌合したロークラッチドラム26が回転してローワンウエイクラッチ81が自動的に解除されて1速から2速へ変速される。また2&4ブレーキ70の解除によりフロントサンギヤ22の締結が解除されると、ローワンウエイクラッチ81の作動によりロークラッチドラム26が回転防止されてリヤリングギヤ33が固定された1速となる。よって1速及び2速間の変速は2&4ブレーキ70の作用で自動的に行われる。
【0036】
3速時は、ハイクラッチ51及びロークラッチ80を締結し、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御される。
【0037】
従ってハイクラッチ51及びロークラッチ80の締結により入力軸4からの動力はリヤプラネタリギヤユニット31のリヤサンギヤ32に入力されるとともに、ハイクラッチ51、フロントプラネタリギヤユニット21のフロントキャリヤ24、ロークラッチドラム26及びロークラッチ80を経由してリヤリングギヤ33に同時に入力され、リヤキャリヤ34も一体回転して入力軸4に対して1対1の直結回転してリヤキャリヤ34から出力軸14に出力する。
【0038】
よって2速時はフロントサンギヤ22が固定され、リヤリングギヤ33及びフロントキャリヤ24と一体回転するロークラッチドラム26がロークラッチ80を介して結合するのに対し、3速時は2&4ブレーキ70によるフロントサンギヤ22締結を解放するとともにハイクラッチ51を係合させてフロントキャリヤ24と入力軸4を結合することから、2速と3速との間の変速は2&4ブレーキ70とハイクラッチ51の掛け替えによって変速される。
【0039】
次に4速時について述べると、ハイクラッチ51と2&4ブレーキ70を締結し、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御される。
【0040】
従って2&4ブレーキ70の締結によりフロントサンギヤ22を固定し、ハイクラッチ51の締結によって入力軸4からの出力はフロントキャリヤ24に入力され、フロントリングギヤ23を増速させてフロントリングギヤ23からリヤキャリヤ34を経由して増速されたオーバードライブ回転を出力軸14に出力する。
【0041】
ここで3速時はフロントキャリヤ24と入力軸4がハイクラッチ51によって結合され、かつフロントキャリヤ24とリヤリングギヤ33がロークラッチ80によって結合されて一体回転するのに対し、4速時はロークラッチ80の解放によりフロントキャリヤ24とリヤリングギヤ33の締結を解除し、かつ2&4ブレーキ70を締結することによりフロントサンギヤ22を固定することから3速と4速との間の変速はロークラッチ80と2&4ブレーキ70の掛け替えによって変速される。
【0042】
3rdレンジに設定された場合の1速乃至3速においては上記ドライブ(D)レンジの1速乃至3速の場合と同様であり、2ndレンジに設定した場合の1速及び2速においては上記ドライブ(D)レンジの1速乃至2速の場合と同様であるので説明は省略する。
【0043】
1stレンジに設定した場合ロークラッチ80及びロー&リバースブレーキ82を締結してローワンウエイクラッチ81の空転を防止せしめ、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御される。
【0044】
即ち、ロークラッチ80及びロー&リバースブレーキ82の締結によりロークラッチドラム26の回転が防止されてリヤリングギヤ33が固定される。そして入力軸4からの動力はリヤサンギヤ32に入力し、出力側のリヤキャリヤ34の回転が最も減速された1速ギヤ比となり、かつ出力軸14側から動力が入力された場合にもリヤリングギヤ33の回転が防止されることによりエンジンブレーキ機能が確保される。
【0045】
後退段となるリバース(R)レンジではリバークラッチ41及びロー&リバースブレーキ82が締結し、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御される。
【0046】
従ってロー&リバースブレーキ82の締結によってロークラッチドラム26を介してフロントキャリヤ24が固定され、入力軸4からの動力はリバースクラッチ41を介してフロントサンギヤ22を回転駆動する。フロントサンギヤ22の回転はフロントキャリヤ24に回転自在に軸支されたフロントピニオンギヤ25によりフロントリングギヤ23をフロントサンギヤ22の回転に対して減速して逆方向に回転せしめるいわゆる後退回転をフロントリングギヤ23に結合されたリヤキャリヤ34を経由して出力軸14に出力する。次に図1中Aで示す多板式摩擦係合装置40、2&4ブレーキ70及びフロントプラネタリギヤユニット21の部分について図3乃至図5によって詳細に説明する。
【0047】
図3は要部断面図であり、入力軸4はトランスミッションケース2にオイルポンプハウジングを介して支持される中空状のオイルポンプカバー16によってブッシュ4bを介してエンジンのクランク軸1と同軸上に回転自在に軸支され、かつ後述するクラッチドラム基部42をスプライン嵌合するスプライン4aが形成されている。
【0048】
入力軸4に沿ってオイルポンプカバー16側から順にクラッチドラム基部42、ハイクラッチ51の第2クラッチハブ52、リバースクラッチ41の第1クラッチハブ44、フロントプラネタリギヤユニット21、リヤプラネタリギヤユニット31が各々スラストベアリングを介在して列設し、リヤプラネタリギヤユニット31をスラストベアリングを介してトランスミッションケース2に支持することにより上記各部材の軸方向の移動が規制されている。
【0049】
フロントプラネタリギヤユニット21はブッシュ52cを介して入力軸4に回転自在に軸支される。ハイクラッチ51の第2クラッチハブ52に形成されるスプライン52aに嵌合するフロントキャリヤ24によって支持され、フロントサンギヤ22及びフロントリングギヤ23に噛み合い、かつフロントキャリヤ24にニードルベアリング25aを介して回転自在に軸支される複数のフロントピニオンギヤ25によってフロントサンギヤ22及びフロントリングギヤ23が自己調芯される。
【0050】
フロントプラネタリギヤユニット21と入力軸4との間には第1摩擦係合装置となるリバースクラッチ41と第2摩擦係合装置となるハイクラッチ51とによって構成される多板式摩擦係合装置40が介装され、フロントプラネタリギヤユニット21とトランスミッションケース2との間には2&4ブレーキ70が介装されている。
【0051】
次に多板式摩擦係合装置40について述べると、リバースクラッチ41は、クラッチドラム43の一端がオイルポンプカバー16に回転自在に軸支されかつ入力軸4のスプライン4aにスプライン嵌合するクラッチドラム基部42に取り付けられる。一方第1クラッチハブ44がフロントプラネタリギヤユニット21のフロントサンギヤ22に結合して取り付けられる。こうしてリバースクラッチ41は入力軸4とフロントサンギヤ22との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。
【0052】
クラッチドラム43の内周に形成されたスプライン溝43aにリバースクラッチ41のリテーニングプレート45、ドライブプレート46の外周が嵌合し、ドリブンプレート47が前記ドライブプレート46と交互に配設されと共に第1クラッチハブ44の外周に形成されたスプライン溝44aに内周が嵌合する。
【0053】
そして第1油圧室49に供給される油圧で第1ピストン50の端面50aを介してクラッチドラム43に固定されたスナップリング48に上記各摩擦プレート、即ちリテーニングプレート45、ドリブンプレート47、ドライブプレート46を押圧してリテーニングプレート45、ドリブンプレート47及びドライブプレート46を互に摩擦係合せしめることにより入力軸4からの動力をフロントプラネタリギヤユニット21のフロントサンギヤ22に動力伝達する。
【0054】
この第1ピストン50は後述するハイクラッチ51のリテーニングプレート53及びドライブプレート55との当接を回避するため先端部がくし状に複数に分割されている。
【0055】
ハイクラッチ51はクラッチドラム43をリバースクラッチ41と共有し、第2クラッチハブ52は、その基部がブッシュ52cを介して入力軸4に回転自在に軸支されかつ基部に形成されるスプライン52aに前記のようにフロントプラネタリギヤユニット21のフロントキャリヤ24がスプライン嵌合している。このようにしてハイクラッチ51は入力軸4とフロントキャリヤ24との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。
【0056】
クラッチドラム43の内周に形成されたスプライン溝43aにハイクラッチ51のリテーニングプレート53、ドライブプレート54の外周が嵌合すると共に第2クラッチハブ52の外周に形成されたスプライン溝52bに内周が嵌合するドリブンプレート55が前記ドライブプレート54と交互に配設される。
【0057】
そして第1ピストン50に形成されるシリンダ部50bに第2ピストン56が嵌合し、第2油圧室57に供給される油圧で第2ピストン56を介して第1ピストン50の内周に形成されるリング溝58に嵌合して係止されたスナップリング59に上記リテーニングプレート53、ドリブンプレート55、ドライブプレート54等の摩擦プレートを押圧してリテーニングプレート53、ドリブンプレート55及びドライブプレート54等の摩擦プレートを互に摩擦係合せしめることにより入力軸4からの動力をフロントプラネタリギヤユニット21のフロントキャリヤ24に動力伝達する。
【0058】
また第2ピストン56の第2油圧室57と反対側にはリテーナ60によって第1油圧室49及び第2油圧室57に発生する遠心油圧を相殺するバランス油圧室61が設けられ、第1ピストン50及び第2ピストン56にはリターンスプリング62の押圧力が作用する。
【0059】
2&4ブレーキ70について述べると、スプライン溝71がトランスミッションケース2に形成されてブレーキハブ72が前記リバースクラッチ41の第1クラッチハブ44の外周に沿って第1クラッチハブ44と一体に形成されることによりトランスミッションケース2とフロントプラネタリギヤユニット21のフロントサンギヤ22との間にバイパスして係合可能に介設される。
【0060】
トランスミッションケース2の内周に形成されたスプライン溝71にリテーニングプレート75、ドリブンプレート76の外周が嵌合すると共にブレーキハブ72の外周に形成されたスプライン溝72aに内周が嵌合するドライブプレート77が前記ドリブンプレート76と交互に配設される。
【0061】
そしピストン78を介してトランスミッションケース2に固定されたスナップリング74に上記リテーニングプレート75、ドライブプレート77、ドリブンプレート76等の摩擦プレートを押圧してリテーニングプレート75、ドライブプレート77、ドリブンプレート76等の各摩擦プレートを互に摩擦係合せしめることによりフロントサンギヤ22をトランスミッションケース2に係止するよう形成されている。
【0062】
次にリバースクラッチ41を締結する際リテーニングプレート45、ドリブンプレート47、ドライブプレート46等をクラッチドラム43に固設されたスナップリング48に押圧すると共に、ハイクラッチ51を締結する際第2ピストン56によって押圧されるリテーニングプレート53、ドリブンプレート55及びドライブプレート54の荷重を受け止めるスナップリング59を嵌合係止するリング溝58を有する第1ピストン50の先端部について述べる。
【0063】
第1ピストン50の先端部は図3のB部拡大を図4に示すようにスナップリング59を嵌合係止するリング溝58を具備すると共にドライブプレート46に対向する端面50aにはその端面50aに沿ってリング溝58が形成される内周側端縁から外周に向って所定幅寸法aを段差状に凹部64を削除形成して端面50aをドライブプレート46との当接を回避する非当接範囲65とドライブプレート46に当接する当接範囲66とに形成する。
【0064】
従って第1ピストン50の端面50aを凹部64によって非当接範囲65と当接範囲66とに構成することからリバースクラッチ41の締結のためリテーニングプレート45、ドリブンプレート47及びドライブプレート46をクラッチドラム43に設けたスナップリング48に押圧しても、ドライブプレート46からの反力は第1ピストン50の端面50aの当接範囲66にのみ直接作用し、凹部64によって形成される非当接範囲65への影響は軽減されてリング溝58が形成される第1ピストン50の先端部内周側に発生するリング溝58側への微少変形が抑制される。
【0065】
この微少変形が抑制されて減少するに伴ってリング溝58の底部58a、特にその端部に発生する応力が減少して第1ピストン50の先端部の強度向上が得られ耐久性が確保できる。
【0066】
図5はリング溝58の深さhに対する非当接範囲65の幅寸法aの割合a/hの変化に伴うリング溝58の底部58aの強度比、即ちリング溝底部強度比を示すピストン強度説明図である。
【0067】
このピストン強度説明図から明らかなように、第1ピストン50の端面50aに形成する非当接範囲65の幅寸法aの増大に従ってリング溝58の底部強度が増加してピストン強度向上が得られ、非当接範囲幅寸法aを有しないa/h=0である従来のピストン強度を基準にすると、a/h=0.6では約20%強度が向上し、a/h=1.8では約200%まで強度向上が達成できる。
【0068】
非当接範囲65の幅寸法aの増大に伴ってリング溝58の底部強度が増加してピストン強度向上が得られるが、ピストンの厚さ寸法bが有限であることから非当接範囲65の幅寸法aの増大に従って当接範囲66の有効面積が減少し、ドライブプレート46からの反力が作用する当接範囲66の面圧が増加する。従ってリング溝58の底部58aの強度を充分に確保しかつ当接範囲66に作用する面圧の増加を考慮するとリング溝58の深さh寸法に対する非当接範囲65の幅寸法aの割合a/h=0.6〜1.5程度が好ましい。
【0069】
上記説明では第1ピストン50の端面50aを段差状に削除して非当接範囲65を形成したが、段差状に限らず例えば図6に示すよう面取状に削除して非当接範囲65を形成する等任意形状に形成することも可能である。
【0070】
次に本発明における実施の形態を図7及び図8によって説明する。
【0071】
図7において図3と対応する部位に同一符号を付することで詳細な説明は省略するが、多板式摩擦係合装置40は前記参考例と同様に入力軸4とフロントサンギヤ22との間に介設されて動力伝達するリバースクラッチ41及び入力軸4とフロントキャリヤ24との間に介設されて動力伝達するハイクラッチ51を有し、リバースクラッチ41は第1油圧室49に供給される油圧で第1ピストン50を介してクラッチドラム43に固定されたスナップリング48にリテーニングプレート45、ドリブンプレート47、ドライブプレート46を押圧することにより入力軸4からの動力をフロントサンギヤ22に動力伝達する。
【0072】
一方ハイクラッチ51は第1ピストン50に形成されるシリンダ部50bに第2ピストン56が嵌合し、第2油圧室57に供給される油圧で第2ピストン56を介して第1ピストン50に形成されるリング溝58に嵌合係止するスナップリング59にリテーニングプレート53、ドリブンプレート55、ドライブプレート54を押圧して入力軸4からの動力をフロントキャリヤ24に動力伝達する。
【0073】
次にリバースクラッチ41を締結する際リテーニングプレート45、ドリブンプレート47、ドライブプレート46等をクラッチドラム43に固定されたスナップリング48に押圧する第1ピストン50の先端部及びこの第1ピストン50に当接するドライブプレート46について図7のC部拡大である図8によって説明する。
【0074】
第1ピストン50の先端部はスナップリング59を嵌合係止するリング溝58を具備すると共にドライブレート46と対向する端面50aは平坦に形成される。
【0075】
一方ドライブプレート46は第1ピストン50の端面50aによってドライブレート46を押圧した際第1ピストン50の端部の内周側端縁から外周に向かって所定幅寸法aに亘って第1ピストン50との当接を回避するため段差状に削除した凹部67を有する。
【0076】
よって第1ピストン50の端部50aには内周側端縁から外周に向って所定幅寸法aの非当接範囲65とドライブプレート46と当接する当接範囲66が形成される。
【0077】
従ってドライブレート46に形成する凹部67によって第1ピストン50の端面50aは非当接範囲65と当接範囲66とに構成され、リバースブレーキ41の締結のためリテーニングプレート45、ドリブンプレート47及びドライブプレート46をクラッチドラム43に設けられたスナップリング48に押圧しても、ドライブプレート46からの反力は、主に第1ピストン50の端面50aの当接範囲66にのみ作用し、非当接範囲65への影響は軽減されてリング溝58が形成される第1ピストン50の先端部内周側に発生するリング溝58側への微少変形が抑制される。
【0078】
この微少変形の減少に伴ってリング溝58の底部58aに発生する応力が減少して第1ピストン50の先端部の強度向上が得られ耐久性が向上する。
【0079】
この実施の形態においてもリング溝58の深さ寸法hに対する非当接範囲65の幅寸法aの割合a/hの増大に伴ってリング溝58の底部強度が増加してピストン強度の向上が得られる。なお前記同様ドライブプレート46からの反力が作用する当接範囲66の面圧及びリング溝58の底部強度確保を考慮すると、リング溝58の深さ寸法hに対する非当接範囲65の幅寸法aの割合a/h=0.6〜1.5程度になるようドライブプレート46に形成する凹部67を設定することが好ましい。
【0080】
記実施の形態では自動変速機に用いられる多板式摩擦係合装置40の第1ピストン50の強度向上を図り耐久性を確保する場合を例に説明したが、ドライブプレート或いはドリブンプレート等の摩擦プレートを押圧して作動せしめる他のクラッチ或いはブレーキ等の多板式摩擦係合装置に広く適用し得るものである。
【0081】
【発明の効果】
以上説明した本発明の多板式摩擦係合装置によると、ピストンの端部近傍内周にリング溝を有し、ピストンの端面により摩擦プレートを押圧する多板式摩擦係合装置において、ピストンの端面とピストンの端面が押圧する摩擦プレートとの相互間にピストンの端面内周縁に沿ってピストン端面内周縁と摩擦プレートとの当接を回避する非当接範囲を摩擦プレートに設けられた凹部によって形成することからピストン先端部の内周側への摩擦プレートからの反力の影響が抑制され、リング溝の底部に発生する応力が減少してピストン先端部の強度及び耐久性の向上が得られ、非当接範囲が摩擦プレートに形成する凹部によって簡単に形成されることから、ピストンの基準肉厚を厚くする必要がなく小型、軽量化が得られ、しかも製造コストの削減が可能になる等本発明特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 板式摩擦係合装置を有する自動変速機の駆動系を概略的に示す説明図である。
【図2】同じく駆動系に用いられる係合装置の作動説明図である。
【図3】 多板式摩擦係合装置の形態の要部断面図である。
【図4】図3のB部拡大図である。
【図5】ピストン強度説明図である。
【図6】 多板式摩擦係合装置の他の形態を説明する説明図である。
【図7】多板式摩擦係合装置の更に他の実施の形態を説明する要部断面図である。
【図8】図7のC部拡大図である。
【図9】従来の多板式摩擦係合装置を説明する要部断面図である。
【図10】従来の多板式摩擦係合装置におけるピストンの先端部を示す説明図である。
【符号の説明】
40 多板式摩擦係合装置
41 リバースクラッチ
43 クラッチドラム
44 第1クラッチハブ
45 リテーニングプレート
46 ドライブプレート
47 ドリブンプレート
50 第1ピストン
50a 端面
51 ハイクラッチ
52 第2クラッチハブ
53 リテーニングプレート
54 ドライブプレート
55 ドリブンプレート
56 第2ピストン
58 リング溝
58a 底部
59 スナップリング
64 凹部
65 非当接範囲
67 凹部
a 非当接範囲の幅寸法
h リング溝の深さ寸法

Claims (4)

  1. ドラムと、該ドラムに軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートと、ハブと、前記摩擦プレートと同軸上で交互に配置されて前記ハブに軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートと、端部近傍の内周にリング溝を有し、かつ前記交互に配置された摩擦プレートを端面により押圧することにより各摩擦プレートを摩擦係合させるピストンとを備えた多板式摩擦係合装置において、
    ピストンの端面と該ピストンの端面が押圧する摩擦プレートとの相互間にピストンの端面内周縁に沿ってピストンの端面内周縁と該摩擦プレートとの当接を回避する非当接範囲を該摩擦プレートに設けられた凹部によって形成したことを特徴とする多板式摩擦係合装置。
  2. ドラムの内周に軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートと第1ハブに軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートとを同軸上で交互に配置し、これら交互に配置された摩擦プレートを第1ピストンの端面により押圧して前記各摩擦プレートを摩擦係合する第1摩擦係合装置と、前記ドラムの内周に前記摩擦プレートと独立して軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートと第2ハブに軸方向に移動可能に設けられた複数の摩擦プレートとを同軸上で交互に配置し、これら交互に配置された摩擦プレートを第2ピストンの端面により前記第1ピストンの端面近傍内周に形成したリング溝に嵌合係止するスナップリングに押圧して各摩擦プレートを摩擦係合する第2摩擦係合装置とを有する多板式摩擦係合装置において、
    前記第1ピストンの端面と該第1ピストンの端面が押圧する摩擦プレートとの相互間に第1ピストンの端面内周縁に沿って第1ピストンの端面内周縁と該摩擦プレートとの当接を回避する非当接範囲を該摩擦プレートに設けられる凹部によって形成したことを特徴とする多板式摩擦係合装置。
  3. 第1ピストンと第2ピストンとが同軸上で往復動することを特徴とする請求項2に記載の多板式摩擦係合装置。
  4. リング溝の深さ寸法をh、非当接範囲の幅寸法をaとすると
    a/h≒0.6〜1.5
    の関係を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の多板式摩擦係合装置。
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