JPH09291949A - クラッチのリターン機構用ばね - Google Patents
クラッチのリターン機構用ばねInfo
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-
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Abstract
が少なく、荷重分布を均一に近付けることができるよう
なクラッチのリターン機構用ばねを提供する。 【解決手段】 クラッチ装置のハウジング内に圧縮され
た状態で組込まれ、かつクラッチピストンを押戻す方向
の荷重を発生するリターン機構用の圧縮コイルばねであ
って、その有効巻部の巻数が2巻以下でかつ座巻部の巻
数nを0.45<n≦0.7の範囲としたことを特徴と
するものである。この圧縮コイルばねは、クラッチピス
トンの作動ストロークの全域にわたって圧縮された状態
で使用される。座巻数nの更に好ましい範囲は0.5≦
n≦0.65であり、更に好ましくは0.55≦n≦
0.62の範囲である。
Description
速機等に使用される多板クラッチのリターン機構用ばね
に関する。
は、ハウジングの内部に複数の入力側摩擦板と出力側摩
擦板を互いに接離可能に交互に配置し、油圧によって駆
動されるクラッチピストンにより入力側摩擦板と出力側
摩擦板とを互いに摩擦係合させたときにクラッチがつな
がるようになっている。このクラッチ装置にはリターン
機構が内蔵されており、クラッチピストンに対する油圧
が所定値以下になったときにリターン機構のばね等の付
勢手段によってピストンが押し戻され、入力側摩擦板と
出力側摩擦板の摩擦係合が解除されることによりクラッ
チが切れるように構成されている。
機構の付勢手段として、車種等に応じて、例えば図8
(A)に示すように複数のコイルばね1をリテーナ2の
円周方向に配置したリテーナアッシー3(実公平1−2
6914号公報など)や、図8(B)に示すように偏平
なばね素材を波形に成形したスパイラルウエーブばね4
(実公平6−10226号公報など)、あるいは図8
(C)に示すような圧縮コイルばね5の単体などが使用
されている。
われる付勢手段はクラッチピストンの端面に対して可能
な限り座面均一な荷重分布であることが要求される。な
ぜならこの種の用途に使われるピストンはその軸線方向
の寸法がピストン径に比較してかなり短いため、リター
ン機構の座面の荷重分布が不均一だとクラッチピストン
が相手部品(シリンダ内面)に対して傾きやすく、下記
(a) 〜(d) に示すような問題が生じるからである。 (a) ピストンが相手部品にくっついて動かなくなる。 (b) ピストンが滑らかに動かず、異音(いわゆるびびり
音)が発生する。 (c) ピストンと相手部品との摺動部に力が集中し、偏摩
耗が進む。 (d) 弱い残圧(油圧)に対してもピストンが傾くことに
よりピストンが戻り切らず、いわゆるクラッチのひきず
り現象が発生する。
テーナアッシー3,スパイラルウエーブばね4,圧縮コ
イルばね5の単体)のうち、圧縮コイルばね5の単体は
リテーナアッシー3やスパイラルウエーブばね5に比べ
て構造が簡単で製造や組付けも比較的容易であり、低コ
ストで実施できるなどの利点がある。しかしながらクラ
ッチ内部のばね収容スペースはかなり狭く、特に軸線方
向の寸法が限られているため、要求ばね定数を満足する
ような比較的線径の太いばねをクラッチの内部に収容す
るには、有効巻数を少なくせざるを得ないのが現状であ
る。すなわちクラッチのリターン機構用コイルばねは実
用的に有効巻数が2巻以上のものを使用することが困難
なことが多い。
するとコイルばね中心から荷重中心までの偏心量が大と
なり、座面の荷重分布がかなり不均一になることが問題
である。従来のオープンエンドタイプの座巻部を有する
圧縮コイルばねは、無荷重状態(自由長)のときのばね
の座りを良くするなどの観点から、座巻部が0.7巻を
越えるように成形されているが、本発明者らの研究によ
ると、有効巻数が2巻以下の圧縮コイルばねで従来の座
巻数(0.7巻以上)をもつものは、コイルばね中心か
ら荷重中心までの偏心量が大きく、前述の(a) 〜(d) の
問題点を生じやすくなるため、クラッチのリターン機構
に用いるのは問題であった。
下のクラッチのリターン機構用圧縮コイルばねにおい
て、コイルばね中心から荷重中心までの偏心量が少な
く、クラッチピストンが傾くなどの不具合が生じにくい
リターン機構用ばねを提供することにある。
開発された本発明のリターン機構用ばねは、クラッチの
ハウジングの内部に圧縮された状態で組込まれクラッチ
ピストンを押戻す方向の荷重を生じるリターン機構用の
圧縮コイルばねであって、有効巻数が2巻以下でかつ座
巻部の巻数(座巻数)nを0.45<n≦0.7の範囲
としたことを特徴とするものである。座巻数nの更に好
ましい範囲は0.5≦n≦0.65であり、更に好まし
くは0.55≦n≦0.62の範囲である。
ルばねであれば、後述する実施形態において説明するよ
うに、コイルばねの中心から荷重中心までの偏心量が少
なくなり、荷重分布のばらつきも少なくなる。本発明の
ように座巻数が0.7以下であると、ばねが自由状態に
あるときにばねの座りが悪いことがあるが、クラッチの
リターン機構に用いる圧縮コイルばねの単体はハウジン
グ内において初期撓みを与えた状態すなわち常に圧縮さ
れた状態で短いピストンストロークで使われ、しかも荷
重が大きく線径の比較的太いものが使用されるから、座
巻数が比較的少なくともばねが倒れるなどの問題が生じ
ない。
て説明する。図3に示した自動変速機用の多板クラッチ
装置10は、ハウジング11の内側に、互いに交互に配
置された複数枚の摩擦板12,13と、これら摩擦板1
2,13を押付ける機能を分担するクラッチピストン1
4を備えている。クラッチピストン14はハウジング1
1のシリンダ部11aに収容され、ハウジング11の軸
線方向(図3において上下方向)に移動できるようにな
っている。
方向に移動可能であり、クラッチピストン14によって
押されたときに、各摩擦板12,13が互いに摩擦係合
するように構成されている。一方の摩擦板12はスプラ
イン部15を介してハウジング11と一体に回転する。
他方の摩擦板13はスプライン部16を介して回転軸1
7と一体に回転する。
って駆動される。油圧機構20はシリンダ部11aとピ
ストン14との間に形成される油圧室21を備えてお
り、この油圧室21に図示しない油圧源から所定圧力の
作動油を供給したときに、摩擦板12,13が互いに接
する方向にピストン14が駆動されてクラッチがつなが
るようになっている。
ったときにピストン14を押し戻す機能を分担するリタ
ーン機構25が設けられている。リターン機構25は付
勢手段として圧縮コイルばね26を備えており、油圧室
21の油圧が所定値以下になったときに、このばね26
の反発荷重によりピストン14が押し戻されて摩擦板1
2,13の摩擦係合が解除され、クラッチが切れるよう
になっている。
6は、ばね鋼からなる素線30を螺旋状に成形したもの
であり、前記ハウジング11の内部に初期撓みを与えた
状態(圧縮した状態)でばね受け部材31とピストン1
4との間にセットされ、ピストン14の作動ストローク
の全域にわたって圧縮された状態で使用されるようにな
っている。
効巻部26aと、有効巻部26aの両端にそれぞれ位置
する座巻部26bとを備えている。座巻部26bは、荷
重にかかわらず常に相手側の部材(ばね受け面)に接す
る領域であり、座巻部26bの座面側には素線端末30
aに向ってテーパ状に厚みが減少するように研磨された
テーパ状成形面33が形成されている。つまり座巻部2
6bは実質的にテーパ状成形面33が始まる箇所33a
から素線端末30aまでの領域である。これに対し有効
巻部26aは相手側の部材(ばね受け面)から離れる部
分、すなわちばね26に負荷される荷重の大きさに応じ
てコイル軸方向に撓む領域である。
理由により、有効巻部26aの巻数が2巻以下で、か
つ、座巻部26bの巻数(座巻数)nが両端とも0.4
5<n≦0.7の範囲としている。このような圧縮コイ
ルばね26は、従来品(座巻部が両端とも0.75〜
1.0巻あったもの)のテーパ状座巻部の素線端部をあ
えて切断することにより、座巻数nが0.45巻を超え
て0.7巻までの範囲にしている。従来の圧縮コイルば
ねにおいて、成形後のばねの素線端部をこのような長さ
にわたって切断することは行われていなかった。有効巻
部26aの巻数に関しては、要求荷重(例えば100k
gf)に応じた太さのばね26をクラッチ内部の狭いス
ペースに収容できるようにするために2巻以下にしてい
る。
巻,座巻数:0.75)の圧縮コイルばねと、本発明品
の圧縮コイルばね(有効巻数:1.5巻,座巻数:0.
6)を圧縮した場合について、図4に示すように座巻部
の周方向にP1からP8までの8箇所にて荷重を測定
し、ばねの中心Cから荷重中心G1,G2までのそれぞ
れの偏心量を調べた結果である。表1の「ばね設定値」
の項目中、Hはばね圧縮時の高さ(mm),Pは荷重
(kgf)を示している。いずれもコイル平均径φ5
5.75mm、素線径φ6.0mm、自由長40.9m
mである。
明品のトータル荷重は互いにほぼ同じであるが、偏心量
については、従来品の約4.9mmに対し、本発明品で
は約0.9mm程度まで改善された。表1の有効巻数は
いずれも1.5巻であるが、有効巻数が2.0巻以下で
あれば表1と同様の傾向が認められた。
同一のクラッチ装置(図3参照)に組付けてクラッチピ
ストンに油圧をかけ、ピストンの傾き量(ピストン両側
の高さの差)を測定した結果、図5に示す結果が得られ
た。この場合、油圧が弱い状態(3.0kgf/cm2
以下)で従来品のピストン最大傾き量が3.4mm程度
あったのに対し、本発明品では2.0mm程度に減少し
た。なお、有効巻数が2巻以下で同様の傾向が認められ
た。
00kgf)を示している。座巻数nが0.45<n≦
0.7の範囲であれば偏心量を小さくすることができ
る。更に、0.5≦n≦0.65の範囲であれば、偏心
量を3mm程度まで減らすことができるため更に好まし
いばねとなる。コイルばねを軽量化するには座巻数は少
ない方がよいが、座巻数が0.6巻付近のときに偏心量
が最小値をとること、およびコイルばね成形時に生じる
ばらつき(3%程度)などを考慮して座巻数nの上限を
0.62巻付近とすれば(n≦0.62)、実用上更に
好ましいばねとなる。
ねにおいて、所定のばね高さまで圧縮したときの座巻数
と荷重との関係を示している。座巻数が0.45巻付近
になると荷重が大幅に減少するため要求仕様を満足でき
なくなる。座巻数が0.55巻を超えると(0.55≦
n)荷重がほぼ一定になるので好ましい。図7の結果で
は、座巻数が0.5巻以上あればほぼ所定の荷重を満足
できるが、ばねの要求仕様によっては0.5巻以下の座
巻数でも使用可能な場合がある。
べて少ない圧縮コイルばねは、自由状態(自由長)のと
きにばねの座りが良くないという問題があるが、クラッ
チのリターン機構用圧縮コイルばねのようにハウジング
内に初期撓みを与えた状態、すなわちクラッチピストン
の作動ストロークの全域にわたって圧縮された状態で使
われるものにあっては、本発明の座巻数の範囲にあれ
ば、実用上ばねの座りが悪くなるようなことはない。
とができる。 (1) ピストンと相手部品とのくいつきを防止できる。 (2) ピストン作動時のびびり振動等による異音発生を防
止できる。 (3) ピストンと相手部品との摺動部の力集中が軽減し、
摩耗が減少する。 (4) 弱い残圧(油圧)に対してもクラッチの切れが良く
なり、いわゆるクラッチのひきずり現象を防止できる。 (5) 単純な素線断面形状のコイルばね単体を用いるた
め、従来のリテーナアッシーやスパイラルウエーブばね
などに比べて構造が簡単で組付けが容易であるなど低コ
ストで実施できる。
斜視図。
装置の断面図。
図。
ラッチピストン傾き量の差を示す図。
示す図。
す図。
図。
Claims (3)
- 【請求項1】クラッチのハウジングの内部に圧縮された
状態で組込まれクラッチピストンを押戻す方向の荷重を
生じるリターン機構用の圧縮コイルばねであって、 有効巻数が2巻以下でかつ座巻部の巻数(座巻数)nを
0.45<n≦0.7の範囲としたことを特徴とするク
ラッチのリターン機構用ばね。 - 【請求項2】上記座巻数nを0.5≦n≦0.65とし
たことを特徴とする請求項1記載のクラッチのリターン
機構用ばね。 - 【請求項3】上記座巻数nを0.55≦n≦0.62と
したことを特徴とする請求項1記載のクラッチのリター
ン機構用ばね。
Priority Applications (3)
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