JP5135148B2 - スナップリング溝 - Google Patents

Description

本発明は、スナップリング溝に関し、さらに詳しくは、スラスト方向に作用する押圧力を支持するスナップリング溝に関する。

自動変速機のクラッチプレートのように、円筒状部材の外周（または内周）に装着される保持部材は、円筒状部材の外周（または内周）に設けられた円環状のスナップリング溝にスナップリング（止め輪とも言う）が挿入装着されることにより軸方向の位置決めや抜け止めが行われる。スナップリング溝は、前記したように円筒状部材の外周または内周に設けられた円周溝であり、その溝部を形成する一対の側壁部及び底部により、スナップリングのスラスト方向に作用する押圧力（スラスト力）を支持する。

従来、スナップリング溝は、溝部をなす一対の側壁部と底部との境界部分をなす２つの隅部がほぼ直角状の角形に形成される（特許文献１参照）。

特開平１０−７８０５０号公報（段落００２４、図５、図６）

ところで、特許文献１のように、スナップリング溝を形成する一対の側壁部と底部との境界部分をなす２つの隅部が角形に形成される場合、スナップリングに加わるスラスト力がスナップリング溝に伝達されると、スナップリング溝の隅部における断面変化が大きいので、スラスト力を受容する側の隅部に応力が集中しやすい。そして、その為に、スナップリング溝の強度が低下しやすく、スナップリングが確実に保持されない虞がある。

角形の隅部に応力集中するのを防止するため、スナップリング溝の隅部の強度を上げることが必要とされるが、スナップリング溝を設けることによって円筒状部材の肉厚はその溝部で薄くなることにより強度的に厳しいものがある。特に近年の軽量化の要望は部材の肉厚を薄くすることが要求されるが、スナップリング溝の強度を上げるために円筒状部材の肉厚を落とすことは困難である。

本発明は上記背景により、円筒状部材の肉厚を落とすことなく、スナップリング溝の隅部に応力が集中するのを防止することが可能なスナップリング溝を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明のスナップリング溝は、円筒状部材の外周または内周に設けられ、前記円筒状部材の回転軸から垂直に設けられた一対の側壁部及び底部によりスナップリングからのスラスト方向に作用する押圧力を支持するスナップリング溝において、
前記スナップリングからのスラスト方向に作用する押圧力が加わる側壁部及び前記底部の境界部分をなす隅部が底部側に向かって連続して所定の曲率半径を有する曲面状に形成され、前記底部に、前記スナップリングと接し、前記底部の最深部から前記スナップリングの支持面までの距離が前記隅部の曲率半径以上の支持部が設けられていることを構成要件とする。

スナップリングからのスラスト方向に作用する押圧力（スラスト力）が加わる側壁部とは、スラスト力がかかる方向によって、スナップリング溝を形成する一方の側壁部または他方の側壁部のうちどちらであるかが決定される。これは、スナップリング溝の溝幅は、スナップリングが着脱自在に装着されるためにスナップリングの横幅よりも若干大きめに形成されている。そのため、スナップリング溝を形成する一対の側壁部のうち、スラスト力がかかる方向に対向して配置された側壁部にはスナップリングが接してスラスト力が加わるのに対し、そうでない側壁部には、スナップリングとの間に隙間があき、スラスト力はかからない。

スラスト力がかかる側壁部及び底部の境界部分をなす隅部が所定の曲率半径を有する曲面状に形成されるとは、隅部における断面変化が角形の隅部の断面変化よりも小さくなることであり、スラスト力が加わった際、前記した隅部への応力集中が避けられることとなる。また、前記した隅部の曲率半径は、できるだけ大きくするのが隅部への応力集中を避ける上で有効である。この場合、スラスト力がかかる側壁部及び底部の境界部分をなす隅部の曲率半径を、スラスト力がかからない側壁部側及び底部の境界部分をなす隅部の曲率半径以上とするのが合理的である。また、スラスト力が一対の側壁部にほぼ等しくかかる場合は、一対の側壁部及び底部により形成される２つの隅部の曲率半径をほぼ等しくする。

ところで、前記した隅部を曲面状に形成しただけでは、スラスト力を受けたスナップリングが側壁部に接した際に滑りが生じ、スナップリング溝の奥方向（底部方向）へスナップリングが移動する虞があり、スナップリングを確実に保持することは難しい。そこで、底部に、前記した隅部の曲率半径以上の突出距離を有し、スナップリングを支持する支持部を設けるようにする。これにより、スナップリングは支持部によってスナップリング溝の奥方向への移動が規制されるので、スナップリングは確実に保持されるうえに、スラスト力がかかる側壁部及び底部の境界部分をなす隅部からスナップリングを支持する機能的要素が分離されることとなるので、前記した隅部への応力集中がより回避される。これにより、円筒状部材の肉厚を落とすことなく、スナップリング溝の隅部に応力が集中するのを防止することが可能となる。

スリップリングと接する支持部を底部に設けることは、具体的には、底部から円筒状部材の半径方向に向かって突出部が突出形成されることにより可能となる（請求項２）。また、支持部は、スラスト力が加わる側壁部とは異なる側壁部側に設けるとは（請求項３）、前記した隅部からなるべく離れた位置に支持部を設けることであり、前記した隅部への応力集中を避ける上で有効である。

支持部は、非連続な円環状として設けられる場合と、底部に沿って連続した円環状として設けられる場合（請求項４）とがあり、連続した円環状として設けた方が、前記した隅部への応力集中を避ける上で有効である。また、支持部は底部とは別体として設けられる場合と、底部に一体形成される場合（請求項５）とがあり、どちらも前記した隅部への応力集中を避けることが可能である。

スナップリングからのスラスト方向に作用する押圧力が加わる側壁部及び底部との境界部分をなす隅部が所定の曲率半径を有する曲面状に形成され、底部に、スナップリングと接し、底部の最深部からスナップリングの支持面までの距離が前記した隅部の曲率半径以上の支持部が設けられることで、隅部における断面変化が角形の隅部の断面変化よりも小さくなるうえに、スラスト力がかかる側壁部及び底部の境界部分をなす隅部からスナップリングを支持する機能的要素が分離されることとなるので、隅部への応力集中を回避することが可能となる。その結果、円筒状部材の肉厚を落とすことなく、スナップリング溝の隅部に応力が集中するのを防止することが可能なスナップリング溝が実現する。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、円筒状部材２の内周に設けられ、一対の側壁部１１、１２及び底部１３によりスナップリング３からのスラスト方向に作用する押圧力を支持するスナップリング溝１において、
スナップリング３からのスラスト方向に作用する押圧力が加わる側壁部１１及び底部１２の境界部分をなす隅部１４が所定の曲率半径を有する曲面状に形成され、底部１２に、スナップリング３と接し、底部１２の最深部からスナップリング３の支持面までの距離ｈが隅部１４の曲率半径Ｒ１以上の支持部１５が設けられているスナップリング溝１の構成例を示す。

円筒状部材２は、例えば、図２に示すように、自動変速機のメインケースに連結し、固定されるインタミディエイトケース４に形成されたクラッチドラムであって、中央に貫通孔２１ａを有する筒状の軸部２１と、軸部２１の下部に連なる円環状の底部２２と、内側に向かった山部２３ａと谷部２３ｂとが交合に形成されたスプライン２３を有する円環状の側面部２４とを備えている。山部の先端の内周には、周方向（外側）に向かったスナップリング溝１が形成され、このスナップリング溝１に後述するリテーニングプレート２９を係止するためのスナップリング３が装着される。

図３に示すように、軸部２１及び底部２２により形成されるシリンダ室２５に供給されるオイルによりピストン２６が軸部２１の軸方向に向かって摺動自在に配される。スプライン２３には、クラッチプレート２７が摺動自在に嵌合される。また、ピストン２６の外周部には、クラッチプレート２７と、このクラッチプレート２７に摩擦係合可能なクラッチプレート２８とを保持するリテーニングプレート２９が配される。
なお、図中の符号３０は、ピストン２６を底部２２側に向かって押し戻すためのリターンスプリングである。

クラッチを締結させるには、シリンダ室２５に油圧を作用させてピストン２６をシリンダ室２５とは異なる方向に移動させ、ピストン２６によりクラッチプレート２７及びクラッチプレート２８を押圧させ、両者に摩擦力を作用させることにより行われる。この場合、ピストン２６の押圧力は、底部２２から山部２３ａの先端側に向かった方向に作用され、リテーニングプレート２９及びスナップリング３を介してスナップリング溝１にスラスト力として支持される。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、スナップリング溝１は、一対の側壁部１１、１２及び底部１３により形成される。前記したようにクラッチを締結させる際のピストン２６の押圧力の向きは、底部２２から山部２３ａの先端側に向かっているため、スナップリング３からのスラスト方向に作用する押圧力（スラスト力）は、山部２３ａの先端側に配置される側壁部１１及び底部１３により支持される。また、前記したようにスナップリング溝１の溝幅はスナップリング３の横幅（幅方向）よりも大きく形成されており、スラスト力によりスナップリング３が側壁部１１に接すると、スナップリング３と側壁部１２との間には隙間が形成され、側壁部１２にはスラスト力がかからない状態となる。

スラスト力がかかる側壁部１１及び底部１３の境界部分をなす隅部１４は、所定の曲率半径を有する曲面状に形成される。この場合、図１（ａ）に示すように、隅部１４の曲率半径Ｒ１は、スラスト力がかからない側壁部１２側及び底部１３の境界部分をなす隅部１６の曲率半径Ｒ２以上（Ｒ１≧Ｒ２）となるように予め設定される。また、底部１３に、スナップリング３の外周と接し、底部１３の最深部からスナップリング３の支持面までの距離ｈが隅部１４の曲率半径Ｒ１以上（ｈ≧Ｒ１）の支持部１５がスナップリング溝１に設けられている。また、この支持部１５と側壁部１２との境界をなす隅部１７は、曲率半径Ｒ１及び曲率半径Ｒ２に比較すると、これらよりも小さな曲率半径Ｒ３（Ｒ１、Ｒ２＞Ｒ３）を有する曲面状に形成されている。

また、支持部１５は、底部１３から円筒状部材（クラッチドラム）２の半径方向に向かって突出された突出部であり、図１（ａ）、（ｂ）に示すようにスナップリング溝１に一体形成される場合と、図１（ｃ）に示すようにスナップリング溝１とは別体に設けられる場合とがある。

この支持部１５は、図１（ａ）に示すように隅部１６に設けられる場合もあるし、図１（ｂ）に示すように底部１３の幅方向中央部に設けられる場合もある。支持部１５が底部１３の幅方向中央部に設けられる場合には、底部１３の隅部１４側と隅部１６側とが、刃先が半円状の工具により２列に切削され、その間が削り残されることにより突出距離ｈの支持部１５が形成される。

また、支持部１５として、例えば直径ｈのワイヤを用い、図１（ｃ）に示すように底部１３とスナップリング３との間に配設してもよい。

これにより、スラスト力がかかる側の側壁部１１及び底部１３の境界部分をなす隅部１４における断面変化が、従来のような角形の隅部の断面変化よりも小さくなるので、スナップリング溝１にスラスト力が加わった際、前記した隅部１４への応力集中が避けられることとなる。また、前記した隅部１４の曲率半径Ｒ１は、他方の隅部１６の曲率半径Ｒ２よりも大きければ大きいほど隅部１４への応力集中が避けられる。また、スナップリング３は支持部１５によってスナップリング溝１の溝奥方向への移動が規制されるので、スナップリング３は確実に保持される。その上、スラスト力がかかる側の側壁部１１及び底部１３の境界部分をなす隅部１４がスナップリング３を支持しなくてもよくなるだけでなく、隅部１４から支持部１５が遠ざかれば遠ざかるほど、前記した隅部１４への応力集中がより回避される。これにより、円筒状部材（クラッチドラム）２の肉厚を落とすことなく、スナップリング溝１の隅部１１に応力が集中するのを防止することが可能となる。

（ａ）は、本発明のスナップリング溝の一実施形態を説明するための側面図、（ｂ）は、本発明のスナップリング溝のその他の実施形態を説明するための側面図、（ｃ）は、本発明のスナップリング溝のその他の実施形態を説明するための側面図である。 円筒状部材が形成されたインタミディエイトケースの斜視図である。 スナップリング溝にスラスト力が加わる状態を説明するための側面図である。

符号の説明

１…スナップリング溝、１１…側壁部、１２…側壁部、１３…底部、１４…隅部、１５…支持部、１６…隅部、１７…隅部
２…円筒状部材（クラッチドラム）、２１ａ…貫通孔、２１…軸部、２２…底部、２３…スプライン、２３ａ…山部、２３ｂ…谷部、２４…側面部、２５…シリンダ室、２６…ピストン、２７…クラッチディスク、２８…クラッチディスク、２９…リテーニングプレート、３０…リターンスプリング
３…スナップリング
４…インタミディエイトケース

Claims (5)

1. 円筒状部材の外周または内周に設けられ、前記円筒状部材の回転軸から垂直に設けられた一対の側壁部及び底部によりスナップリングからのスラスト方向に作用する押圧力を支持するスナップリング溝において、
   前記スナップリングからのスラスト方向に作用する押圧力が加わる側壁部及び前記底部の境界部分をなす隅部が底部側に向かって連続して所定の曲率半径を有する曲面状に形成され、
   前記底部に、前記スナップリングと接し、前記底部の最深部から前記スナップリングの支持面までの距離が前記隅部の曲率半径以上の支持部が設けられていることを特徴とするスナップリング溝。
2. 前記支持部は、前記底部から前記円筒部材の半径方向に向かって突出された突出部であることを特徴とする請求項１に記載のスナップリング溝。
3. 前記支持部は、前記スナップリングからのスラスト方向に作用する押圧力が加わる側壁部とは異なる側壁部側に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のスナップリング溝。
4. 前記支持部は、前記底部に沿って円環状に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスナップリング溝。
5. 前記支持部は、前記底部に一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のスナップリング溝。

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