KR20190025498A - 동력 전달 장치 - Google Patents

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KR20190025498A
KR20190025498A KR1020180097809A KR20180097809A KR20190025498A KR 20190025498 A KR20190025498 A KR 20190025498A KR 1020180097809 A KR1020180097809 A KR 1020180097809A KR 20180097809 A KR20180097809 A KR 20180097809A KR 20190025498 A KR20190025498 A KR 20190025498A
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도모아키 히라노
준 후루이치
도시타카 아라이
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쟈트코 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 마찰 체결 요소의 축 방향 길이의 확대를 억제하면서, 리테이너 플레이트에 돌기를 형성한다.
[해결 수단] 변속 기구부(3)는, 피스톤(8), 외주측 플레이트(7), 내주측 플레이트(6), 리테이너 플레이트(4, 5A)가 회전축(X) 방향으로 순서대로 배열된 마찰 체결 요소(클러치(K81), 브레이크(B05), 클러치(K27), 브레이크(B06))와, 피스톤(8), 외주측 플레이트(7), 내주측 플레이트(6), 리테이너 플레이트(4, 5)가 회전축(X) 방향으로 순서대로 배열된 마찰 체결 요소(브레이크(B08), 클러치(K38))를 갖는다. 리테이너 플레이트(5A)의 피스톤(8)측의 표면(50a)은 평탄하다. 리테이너 플레이트(5)의 피스톤(8)측의 표면(50a)에, 피스톤측으로 돌출되는 원형 단면의 돌기(55)가 설치되어 있다. 리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)은, 리테이너 플레이트(5A)의 치원부(511)의 곡률 반경(r1)보다도 크다.

Description

동력 전달 장치{POWER TRANSMISSION DEVICE}
본 발명은 동력 전달 장치에 관한 것이다.
클러치 플레이트를 교대로 복수 배열한 다판식 마찰 체결 요소(다판식 마찰 체결 요소)가 알려져 있다.
다판식 마찰 체결 요소에 있어서, 클러치 피스톤으로부터 이격되는 방향에 따라서 면압 분포의 변동이 커지는 경향이 있음을 본 발명자들은 알아내었다.
면압 분포의 변동이 커지는 이유는, 리테이너 플레이트가 기울기 때문이다.
그래서, 본 발명자들은, 리테이너 플레이트의 클러치 피스톤측의 표면측으로 돌출되는 곡면 형상의 돌기, 예를 들어 원형 단면의 돌기를 설치함으로써, 리테이너 플레이트가 기울었다고 해도 면압 분포를 균일하게 할 수 있음을 알아내었다.
또한, 리테이너 플레이트의 기울기로부터 기인한 면압 분포의 변동을 의도한 것은 아니지만, 리테이너 플레이트에 돌기를 형성하는 구성은 특허문헌 1에 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2008-215498호 공보
그런데, 마찰 체결 요소의 축 방향 길이의 확대를 억제하면서, 리테이너 플레이트에 돌기를 형성하려고 하면, 리테이너 플레이트의 판 두께가 얇아진다. 또는, 리테이너 플레이트에 돌기를 형성하면, 마찰 체결 요소의 체결 시에, 리테이너 플레이트에 치원부(齒元部)를 지지점으로 한 붕괴가 발생하고, 치원부에 응력이 집중된다.
그 때문에, 리테이너 플레이트의 형상 등에 전혀 연구를 하지 않게 되면, 리테이너 플레이트의 강도가 저하되게 된다.
본 발명은 상기 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
제1 피스톤, 제1 외주측 플레이트, 제1 내주측 플레이트, 제1 리테이너 플레이트가 축 방향으로 순서대로 배열된 제1 마찰 체결 요소와,
제2 피스톤, 제2 외주측 플레이트, 제2 내주측 플레이트, 제2 리테이너 플레이트가 축 방향으로 순서대로 배열된 제2 마찰 체결 요소를 가지고,
상기 제1 리테이너 플레이트의 상기 제1 피스톤측의 표면은 평탄하고,
상기 제2 리테이너 플레이트는 상기 제2 피스톤측의 표면에, 상기 제2 피스톤측으로 돌출되는 원형 단면의 돌기를 가지고,
상기 제2 리테이너 플레이트의 치원부의 곡률 반경은, 상기 제1 리테이너 플레이트의 치원부의 곡률 반경보다도 큰 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치로 하였다.
본 발명에 따르면, 돌기를 형성함으로써 리테이너 플레이트가 기울어도 면압을 균일하게 할 수 있다. 응력 집중되기 쉬운 제2 리테이너 플레이트의 치원부의 곡률 반경을, 제1 외주측 플레이트의 치원부의 곡률 반경보다도 크게 함으로써, 제2 리테이너 플레이트의 판 두께를 얇게 해도 강도를 확보할 수 있다.
이에 의해, 제2 마찰 체결 요소의 축 길이 방향의 확대와, 리테이너 플레이트의 강도의 저하를 억제할 수 있다.
도 1은 자동 변속기의 변속 기구부의 스켈레톤도이다.
도 2는 자동 변속기의 체결표를 설명하는 도면이다.
도 3은 다판식 마찰 체결 요소의 기본 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 리테이너 플레이트를 설명하는 도면이다.
도 5는 리테이너 플레이트의 작용을 설명하는 도면이다.
도 6은 리테이너 플레이트의 변형예를 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 동력 전달 장치가, 차량용 자동 변속기의 변속 기구부인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1은, 자동 변속기(1)의 변속 기구부(3) 둘레의 스켈레톤도이다.
도 2는, 자동 변속기(1)의 체결표를 설명하는 도면이다.
본 실시 형태에 따른 차량용 자동 변속기(1)는, 구동원을 구비하는 차량에 탑재되어 있다. 구동원으로서는, 엔진 및/또는 모터 등이 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 자동 변속기(1)의 변속 기구부(3)에서는, 입력축(30A)과 출력축(30B) 사이에, 4개의 플라네터리 기어 기구(유성 기어 기구)가 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 4개의 플라네터리 기어 기구는, 제1 플라네터리 기어 기구(31), 제2 플라네터리 기어 기구(32), 제3 플라네터리 기어 기구(33), 제4 플라네터리 기어 기구(34)이다.
4개의 플라네터리 기어 기구(31, 32, 33, 34)는, 공통의 회전축 상에서 직렬로 배치되어 있다. 이하, 변속 기구부(3)의 공통의 회전축을, 회전축 X라 표기한다.
제1 플라네터리 기어 기구(31)는 선 기어(31S)와 캐리어(31C)와 링 기어(31R)를 갖고 있다.
제1 플라네터리 기어 기구(31)의 선 기어(31S)는 입력축(30A)에 연결되어 있다.
입력축(30A)은, 구동원(도시하지 않음)의 회전 구동력이 입력되어 회전축 X 둘레로 회전한다. 선 기어(31S)는, 구동원(도시하지 않음)의 회전 구동력이 입력축(30A)에 입력되면, 입력축(30A)과 일체로 회전한다.
제1 플라네터리 기어 기구(31)의 캐리어(31C)는, 클러치(K81)를 통해 입력축(30A)에 연결되어 있다.
캐리어(31C)는, 클러치(K81)가 체결 상태가 되면, 입력축(30A)과 일체 회전 가능해진다. 캐리어(31C)는, 클러치(K81)가 해방 상태가 되면, 입력축(30A)과 상대 회전 가능해진다.
캐리어(31C)는, 브레이크(B08)를 통해 변속기 케이스(10)에 연결되어 있다.
캐리어(31C)는, 브레이크(B08)가 체결 상태가 되면, 회전이 규제된다. 캐리어(31C)는, 브레이크(B08)가 해방 상태가 되면, 회전이 허용된다.
캐리어(31C)는, 클러치(K38)를 통해, 제2 플라네터리 기어 기구(32)의 링 기어(32R)에 연결되어 있다.
캐리어(31C)는, 클러치(K38)가 체결 상태가 되면, 링 기어(32R)와 일체 회전 가능해진다. 캐리어(31C)는, 클러치(K38)가 해방 상태가 되면, 링 기어(32R)와 상대 회전 가능해진다.
제1 플라네터리 기어 기구(31)의 링 기어(31R)는, 중간축(30C)을 통해, 제2 플라네터리 기어 기구(32)의 캐리어(32C)에 연결되어 있다. 제1 플라네터리 기어 기구(31)의 링 기어(31R)와 제2 플라네터리 기어 기구(32)의 캐리어(32C)는, 일체 회전 가능하게 연결되어 있다
제2 플라네터리 기어 기구(32)는 상기한 캐리어(32C)와 링 기어(32R) 이외에도, 선 기어(32S)를 갖고 있다.
제2 플라네터리 기어 기구(32)의 선 기어(32S)는, 브레이크(B05)를 통해 변속기 케이스(10)에 연결되어 있다.
선 기어(32S)는, 브레이크(B05)가 체결 상태가 되면, 회전이 규제된다. 선 기어(32S)는, 브레이크(B08)가 해방 상태가 되면, 회전이 허용된다.
제2 플라네터리 기어 기구(32)의 링 기어(32R)는, 제3 플라네터리 기어 기구(33)의 선 기어(33S)와 제4 플라네터리 기어 기구(34)의 선 기어(34S)에, 중간축(30D)을 통해 연결되어 있다.
제2 플라네터리 기어 기구(32)의 링 기어(32R)는, 제3 플라네터리 기어 기구(33)의 선 기어(33S) 및 제4 플라네터리 기어 기구(34)의 선 기어(34S)와, 일체 회전 가능하게 연결되어 있다.
제3 플라네터리 기어 기구(33)는 선 기어(33S)와 캐리어(33C)와 링 기어(33R)를 갖고 있다.
제3 플라네터리 기어 기구(33)의 선 기어(33S)는, 클러치(K38)를 통해, 제1 플라네터리 기어 기구(31)의 캐리어(31C)에 연결되어 있다.
선 기어(33S)는, 클러치(K38)가 체결 상태가 되면, 캐리어(31C)와 일체 회전 가능해진다. 선 기어(33S)는, 클러치(K38)가 해방 상태가 되면, 캐리어(31C)와 상대 회전 가능해진다.
제3 플라네터리 기어 기구(33)의 링 기어(33R)는, 브레이크(B06)를 통해 변속기 케이스(10)에 연결되어 있다.
링 기어(33R)는, 브레이크(06)가 체결 상태가 되면, 회전이 규제된다. 링 기어(33R)는, 브레이크(06)가 해방 상태가 되면, 회전이 허용된다.
제3 플라네터리 기어 기구(33)의 캐리어(33C)는, 출력축(30B)에 연결되어 있다. 출력축(30B)에 입력된 회전 구동력은, 차동 장치(도시하지 않음)를 통해 구동륜(도시하지 않음)에 전달된다.
또한, 제3 플라네터리 기어 기구(33)의 캐리어(33C)는, 클러치(K27)를 통해, 제4 플라네터리 기어 기구(34)의 링 기어(34R)에 연결되어 있다.
캐리어(33C)는, 클러치(K27)가 체결 상태가 되면, 링 기어(34R)와 일체 회전 가능해진다. 캐리어(33C)는, 클러치(K27)가 해방 상태가 되면, 링 기어(34R)와 상대 회전 가능해진다.
제4 플라네터리 기어 기구(34)는 링 기어(34R)와 선 기어(34S)와 캐리어(34C)를 갖고 있다.
상기한 바와 같이, 제4 플라네터리 기어 기구(34)의 선 기어(34S)는, 중간축(30D)을 통해, 제2 플라네터리 기어 기구(32)의 링 기어(32R)에 일체 회전 가능하게 연결되어 있다.
또한, 선 기어(34S)는, 상기한 클러치(K38)를 통해, 제1 플라네터리 기어 기구(31)의 캐리어(31C)에 연결되어 있다.
선 기어(34S)는, 클러치(K38)가 체결 상태가 되면, 캐리어(31C)와 일체 회전 가능해진다. 선 기어(34S)는, 클러치(K38)가 해방 상태가 되면, 캐리어(31C)와 상대 회전 가능해진다.
제4 플라네터리 기어 기구(34)의 캐리어(34C)는 입력축(30A)에 연결되어 있다.
캐리어(34C)는, 구동원(도시하지 않음)의 회전 구동력이 입력축(30A)에 입력되면, 입력축(30A)과 일체로 회전한다.
본 실시 형태에서는, 자동 변속기(1)가 구비하는 복수의 마찰 체결 요소(클러치(K27, K38, K81), 브레이크(B05, B06, B08))는, 다판식 마찰 체결 요소이다.
자동 변속기(1)의 변속 기구부(3)에서는, 복수의 마찰 체결 요소(클러치(K27, K38, K81), 브레이크(B05, B06, B08))의 체결/개방의 조합을 변경함으로써, 입력축(30A)에 입력된 회전 구동력의 전달 경로가 전환된다.
입력축(30A)에 입력된 회전 구동력은, 당해 회전 구동력의 전달 경로에 따라서 결정되는 변속비로 변속된 후, 출력축(30B)으로부터 출력된다.
자동 변속기(1)는, 각 마찰 체결 요소(클러치(K27, K38, K81), 브레이크(B05, B06, B08))의 체결/해방의 전환을 행하는 제어 장치(2)를 갖고 있다.
제어 장치(2)는, 당해 제어 장치(2)의 기억부(도시하지 않음)가 구비하는 체결표에 기초하여, 각 마찰 체결 요소(클러치(K27, K38, K81), 브레이크(B05, B06, B08))의 체결, 개방의 조합을 변경한다. 이에 의해, 자동 변속기(1)에 있어서 원하는 변속단이 실현된다.
본 실시 형태에서는, 자동 변속기(1)는 전진 9단(제1속 내지 제9속), 후진 1단(R)의 변속단을 갖고 있다.
도 2는, 자동 변속기(1)의 체결표를 설명하는 도면이다. 이 체결표에서는, 목적으로 하는 변속단을 실현하는 마찰 체결 요소의 체결/개방의 조합이 규정되어 있다.
도 2에서는, 체결표에 있어서의 ○ 표시는, 마찰 걸림 결합 요소를 체결 상태로 하는 것을 나타내고 있다. 체결표에 있어서의 공란은, 마찰 체결 요소를 해방 상태로 하는 것을 나타내고 있다. 체결표에 있어서의 변속단의 열에서는, 숫자 「1」이 「전진 주행의 제1속」을 의미하고 있고, 숫자 「9」가 「전진 주행의 제9속」을 의미하고 있으며, 기호 「R」이 「후진 주행」을 의미하고 있다.
자동 변속기에서는, 변속단이 「전진 주행의 제1속」인 경우에는, 입력축(30A)에 입력된 회전 구동력이, 「제1속」의 변속비로 변속된 후, 출력축(30B)으로부터 출력된다. 변속단이 「후진 주행」인 경우에는, 입력축(30A)에 입력된 회전 구동력이, 반전된 후에 출력축(30B)으로부터 출력된다.
자동 변속기(1)에 있어서 「전진 주행의 제1속」을 실현할 때에는, 제어 장치(2)가 브레이크(B05)와 클러치(K38)와 브레이크(B06)를 체결 상태로 한다. 나머지 클러치(K81)와 브레이크(06)와 클러치(K27)는 해방 상태로 된다.
이에 의해 입력축(30A)에 입력된 회전 구동력이, 「제1속」의 변속비로 변속된 후, 출력축(30B)으로부터 출력된다.
또한, 자동 변속기(1)를 탑재한 차량이, 웨트 스타트 클러치(WSC)로 발진할 때에는, 제어 장치(2)는, 전진 주행의 제1속을 실현하는 브레이크(B05)와 클러치(K38)와 브레이크(B06) 중, 클러치(K38)만을 일정 기간 동안 슬립 상태로 유지한 후에, 체결 상태로 한다.
「전진 주행의 제5속」을 실현할 때에는, 제어 장치(2)가 클러치(K81)와 브레이크(B05)와 클러치(K27)를 체결 상태로 한다. 나머지 브레이크(B08)와 클러치(K38) 브레이크(B06)는 해방 상태로 된다.
이에 의해, 입력축(30A)에 입력된 회전 구동력이, 「제5속」의 변속비로 변속된 후, 출력축(30B)으로부터 출력된다.
자동 변속기(1)에 있어서 「후진 주행」을 실현할 때에는, 제어 장치(2)가 브레이크(B05)와 브레이크(B08)와 브레이크(B06)를 체결 상태로 한다. 나머지 클러치(K81)와 클러치(K38)와 클러치(K27)는 해방 상태로 된다.
이에 의해 입력축(30A)에 입력된 회전 구동력이, 반전된 후에 출력축(30B)으로부터 출력된다.
또한, 자동 변속기(1)를 탑재한 차량이, 웨트 스타트 클러치(WSC)로 후퇴를 개시할 때에는, 제어 장치(2)는, 후진 주행을 실현하는 브레이크(B05)와, 브레이크(B08)와, 브레이크(B06) 중, 브레이크(B08)만을 일정 기간 동안 슬립 상태로 유지한 후에, 체결 상태로 한다.
도 3은, 다판식 마찰 체결 요소의 기본 구성을 설명하는 도면이다. 도 3에서는, 자동 변속기(1)가 구비하는 복수의 마찰 체결 요소를 대표하여, 브레이크(B08)를 예시하고 있다.
다판식 마찰 체결 요소인 브레이크(B08)는, 내주측 플레이트(6)와, 외주측 플레이트(7)와 피스톤(8)을 갖고 있다.
외주측 플레이트(7)는 변속기 케이스(10)의 내주에 스플라인 끼워 맞춤되어 있다.
내주측 플레이트(6)는 클러치 허브(61)의 외주에 스플라인 끼워 맞춤되어 있다. 클러치 허브(61)는 제1 플라네터리 기어 기구(31)의 캐리어(31C)에 일체 회전 가능하게 연결되어 있다.
브레이크(B08)에서는, 회전축 X 방향으로 간격을 두고 배치한 리테이너 플레이트(4, 5) 사이에, 내주측 플레이트(6)와 외주측 플레이트(7)가 교대로 배치되어 있다.
회전축 X 방향에 있어서, 이들 내주측 플레이트(6) 및 외주측 플레이트(7)의 일방측에, 피스톤(8)이 설치되어 있다.
피스톤(8)은, 리테이너 플레이트(4)와의 대향부에, 회전축 X 방향으로 연장되는 가압부(81)를 갖고 있다. 가압부(81)의 선단(81a)은, 회전축 X 방향에서 리테이너 플레이트(4)의 내경측에 대향하고 있다.
피스톤(8)은, 변속기 케이스(10)과의 사이에 형성한 유실에 작동 유압이 공급되면, 회전축 X 방향(도 3에 있어서의 우측 방향)으로 변위되어, 가압부(81)의 선단(81a)을 리테이너 플레이트(4)에 압접시킨다.
브레이크(B08)에서는, 내주측 플레이트(6)와 외주측 플레이트(7)를 사이에 끼워, 피스톤(8)과는 반대측(도면 중, 우측)에, 리테이너 플레이트(5)가 위치하고 있다. 리테이너 플레이트(5)는 스냅링(9)으로 위치 결정되어 있고, 피스톤(8)으로부터 이격되는 방향으로의 이동 범위가 규정되어 있다.
그 때문에, 피스톤(8)이, 회전축 X 방향에서 리테이너 플레이트(5)에 근접하는 방향으로 변위되면, 내주측 플레이트(6)와 외주측 플레이트(7)가, 피스톤(8)으로 눌린 리테이너 플레이트(4)와, 리테이너 플레이트(5) 사이에서, 작동 유압에 따른 압력으로 서로 압접한다.
이에 의해, 내주측 플레이트(6)와 외주측 플레이트(7)의 회전축 X 둘레의 상대 회전이, 피스톤(8)의 압박력에 따라서 규제된다.
브레이크(B08)를 체결 상태로 할 때에는, 내주측 플레이트(6)와 외주측 플레이트(7)의 회전축 X 둘레의 상대 회전이, 최종적으로 규제된다.
다판식 마찰 체결 요소에서는, 내주측 플레이트와 외주측 플레이트를 피스톤에 의해 압박하여 상대 회전 불능으로 체결하면, 마찰 체결 요소가 체결 상태가 된다.
피스톤을 내주측 플레이트 및 외주측 플레이트로부터 이격시켜, 내주측 플레이트와 외주측 플레이트를 상대 회전 가능하게 하면, 마찰 체결 요소가 해방 상태가 된다.
마찰 체결 요소가 브레이크(B05, B06, B08)인 경우, 외주측 플레이트는 변속기 케이스(10)(외주측의 고정 요소)의 내주에 스플라인 끼워 맞춤되어 있다. 내주측 플레이트는 내경측에 위치하는 내경측 회전체(내주측의 회전 요소)의 외주에 스플라인 끼워 맞춤되어 있다.
그 때문에, 브레이크(B05, B06, B08)가 체결 상태가 되면, 내주측 회전체의 회전이 규제된다.
또한, 외주측 플레이트가 외주측의 회전 요소에 스플라인 끼워 맞춤되어 있음과 함께, 내주측 플레이트가 내주측의 고정 요소에 스플라인 끼워 맞춤되어 있어도 된다.
즉, 본 명세서에 있어서의 용어 「내주측 플레이트」는, 내주측의 회전 요소 또는 내주측의 고정 요소와 걸림 결합하는 플레이트이다.
마찰 체결 요소가 클러치(K27, K38, K81)인 경우, 외주측 플레이트는 외경측 회전체(외주측의 회전 요소)의 내주에 스플라인 끼워 맞춤되어 있다. 내주측 플레이트는 내경측 회전체(내주측의 회전 요소)의 외주에 스플라인 끼워 맞춤되어 있다.
클러치(K27, K38, K81)가 체결 상태가 되면, 외경측 회전체와 내경측 회전체가 일체 회전 가능해진다.
클러치(K27, K38, K81)가 해방 상태가 되면, 외경측 회전체와 내경측 회전체가 상대 회전 가능해진다.
본 명세서에 있어서의 용어 「외주측 플레이트」는, 외주측의 회전 요소 또는 외주측의 고정 요소와 걸림 결합하는 플레이트이다.
즉, 마찰 체결 요소에서는, 내주측 플레이트와 외주측 플레이트의 적어도 한쪽이, 회전 요소와 걸림 결합되어 있다.
본 명세서에서는, 내주측 플레이트와 외주측 플레이트의 한쪽이 고정 요소와 걸림 결합되어 있는 마찰 체결 요소를, 「브레이크」라 칭한다. 또한, 내주측 플레이트와 외주측 플레이트의 양쪽이 회전 요소와 걸림 결합되어 있는 마찰 체결 요소를, 「클러치」라 칭한다.
본 실시 형태에서는, 브레이크(B08)와 클러치(K38)가 구비하는 리테이너 플레이트(4, 5) 중, 스냅링(9)으로 위치 결정된 리테이너 플레이트(5)의 형상이, 다른 브레이크(B05, B06)나 다른 클러치(K81, K27)의 리테이너 플레이트(5A)와 상이하다.
여기서, 브레이크(B08)는, 웨트 스타트 클러치(WSC)로써 후퇴할 때, 일시적으로 슬립 상태가 되는 마찰 체결 요소이다.
클러치(K38)는, 웨트 스타트 클러치(WSC)로써 발진할 때, 일시적으로 슬립 상태가 되는 마찰 체결 요소이다.
도 4는, 리테이너 플레이트(5, 5A)를 설명하는 도면이다.
도 4의 (a)는, 리테이너 플레이트(5)를 회전축 X 방향으로부터 본 평면도이며, 리테이너 플레이트의 일부의 영역만을 도시한 도면이다. 도 4의 (b)는, (a)에 있어서의 A-A 단면도이다.
도 4의 (c)는, 리테이너 플레이트(5A)를 회전축 X 방향으로부터 본 평면도이며, 리테이너 플레이트의 일부의 영역만을 도시한 도면이다. 도 4의 (d)는, (c)에 있어서의 B-B 단면도이다.
또한, 도 4의 (b)에서는, 리테이너 플레이트(5)에 인접 배치되는 외주측 플레이트(7)와 스냅링(9)을 가상선으로 나타내고 있다. 도 4의 (d)에서는, 리테이너 플레이트(5A)에 인접 배치되는 외주측 플레이트(7)와 스냅링(9)을 가상선으로 나타내고 있다.
리테이너 플레이트(5)는 환상의 기초부(50)와, 기초부(50)의 외주에 설치된 스플라인 톱니부(51)를 갖는다.
스플라인 톱니부(51)는 기초부(50)의 외주로부터 회전축 X의 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 스플라인 톱니부(51)는 기초부(50)로부터 이격됨에 따라서 둘레 방향의 폭(Wa)이 좁아지게 되어 있다.
리테이너 플레이트(5)에서는, 기초부(50)의 내주(501)로부터 스플라인 톱니부(51)의 외주(510)까지의 직경 방향의 두께(W1)가, 외주측 플레이트(7)의 직경 방향의 두께와 대략 동일한 두께(W1)로 되어 있다(도 4의 (b) 참조).
스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)에는, 내주측으로 오목한 오목부(53)가 설치되어 있다. 오목부(53)는 치원부(511)(기초부(50)와 스플라인 톱니부(51)의 교차부)의 곡률 반경을, 리테이너 플레이트(5A)의 치원부(511)(도 4의 (c) 참조)나, 외주측 플레이트(7)에 있어서의 치원부의 곡률 반경(r1)보다도 큰 곡률 반경(r)으로 함으로써 형성되어 있다(r>r1).
도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이 오목부(53)는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향에서, 스플라인 톱니부(51)의 양측에 설치되어 있다.
회전축(X) 방향으로부터 보아 오목부(53)는 가상원(Im1)에 따른 호 형상을 이루고 있다. 이 호 형상을 이루는 오목부(53)는, 정점(53a)을 기초부(50)의 내주(501)측을 향해 설치되어 있다.
기초부(50)에서는, 오목부(53)가 설치된 영역의 직경 방향의 두께(W2)가, 오목부(53)가 설치되지 않은 영역인 볼록부(54)의 직경 방향의 두께(W3)보다도 얇게 되어 있다(도 4의 (a) 참조).
기초부(50)에서는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향에서 인접하는 오목부(53, 53) 사이의 영역이, 외경측으로 팽출된 볼록부(54)로 되어 있다. 이 볼록부(54)의 외주(541)는, 회전축(X)을 중심으로 한 가상원(Im2)에 따른 호 형상을 이루고 있다.
기초부(50)의 내주(501)로부터 볼록부(54)의 외주(541)까지의 직경 방향의 두께(W3)는, 리테이너 플레이트(5A)의 기초부(50)가 갖는 직경 방향의 두께(W3)(도 5의 (c) 참조)와 동일하다.
여기서, 도 5의 (c)에 나타내는 리테이너 플레이트(5A)는, 스플라인 톱니부(51)의 양측(치원부(511, 511))에 오목부(53)가 설치되지 않은 리테이너 플레이트이다.
덧붙여서 말하면, 외주에 스플라인 톱니부를 갖는 외주측 플레이트(7)(도 3 참조)에 있어서도, 스플라인 톱니부의 양측(치원부)에 오목부가 마련되어 있지 않다.
이 외주측 플레이트의 치원부의 곡률 반경은, 리테이너 플레이트(5A)의 스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)의 곡률 반경(r1)과 동일하다.
리테이너 플레이트(5)에서는, 기초부(50)에 있어서의 스플라인 톱니부(51, 51) 사이의 영역이, 오목부(53)가 설치되어 있는 부분만, 오목부(53)가 설치되지 않은 경우의 기초부(50)의 직경 방향의 두께(W3)보다도 얇게 되어 있다.
도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 기초부(50)에서는, 직경 방향의 대략 중간이 되는 위치에, 지면 전방측으로 돌출된 돌기(55)가 설치되어 있다. 회전축(X) 방향으로부터 보아 돌기(55)는 회전축(X)을 중심으로 하는 가상원(Im3)을 따라서 설치되어 있다. 이 가상원(Im3)은, 기초부(50)의 직경 방향의 두께(W3)의 대략 중간이 되는 위치를 통과하는 가상원이다.
회전축(X) 방향으로부터 보아 돌기(55)는 환상을 이루고 있다. 단면에서 보아, 돌기(55)는, 정점을 회전축(X) 방향으로 향한 반구 형상을 갖고 있다(도 4의 (b) 참조). 또한, 돌기(55)는, 정점을 회전축(X) 방향으로 향한 뾰족한 형상으로 형성되어 있어도 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 리테이너 플레이트(5)는, 돌기(55)를 외주측 플레이트(7)에 대향시킨 방향에서, 변속기 케이스(10)의 내주에 스플라인 끼워 맞춤되어 있다.
리테이너 플레이트(5)의 외주측 플레이트(7)와는 반대측에는, 스냅링(9)이 설치되어 있다. 스냅링(9)은 변속기 케이스(10)의 내주에서 위치 결정되어 있다.
피스톤(8)의 압박력으로 눌린 리테이너 플레이트(5)가, 스냅링(9)에 회전축(X) 방향으로부터 맞닿으면, 리테이너 플레이트(5)의 피스톤(8)으로부터 이격되는 방향으로의 이동이, 스냅링(9)에 의해 규제된다.
스냅링(9)은 둘레 방향으로 1군데에 합구(合口)를 갖는 환상 부재이다. 스냅링(9)은 리테이너 플레이트(5)의 직경 방향의 두께(W1)(전체 길이)보다도 짧은 직경 방향의 길이(Wb)로 형성되어 있다. 그 때문에, 스냅링(9)은 리테이너 플레이트(5)의 외경측에만 접촉 가능하게 되어 있다.
또한, 리테이너 플레이트(5)는 리테이너 플레이트(5A)와 기본 형상이 동일하다.
여기에서는, 리테이너 플레이트(5)와 리테이너 플레이트(5A)의 형상적인 차이와 재질적인 차이를 설명하고, 공통되는 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
리테이너 플레이트(5)와 리테이너 플레이트(5A)는, 이하와 같은 형상적인 차이가 있다.
(I) 리테이너 플레이트(5)에서는, 스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)이, 리테이너 플레이트(5A)의 치원부(511)의 곡률 반경(r1)보다도 큰 곡률 반경으로 설정되고, 스플라인 톱니부(51)의 양측의 치원부(511)에 오목부(53)가 형성되어 있다(도 4 참조).
(II) 리테이너 플레이트(5)의 기초부(50)는, 외주측 플레이트(7)와의 대향면(표면(50a))이 평탄면이라는 점에 있어서, 리테이너 플레이트(5A)와 동일하다(도 4 참조). 그러나, 리테이너 플레이트(5)의 기초부(50)는, 외주측 플레이트(7)와의 대향면(표면(50a))에 외주측 플레이트(7)측으로 돌출되는 돌기(55)가 설치되어 있다는 점에 있어서, 리테이너 플레이트(5A)와 상이하다.
리테이너 플레이트(5)와 리테이너 플레이트(5A)는, 이하와 같은 재질적인 차이가 있다.
(III) 리테이너 플레이트(5)는, 리테이너 플레이트(5A)보다도 인장 강도가 높은 고장력강으로 형성되어 있다.
또한, 탄소를 비롯하여, 실리콘, 망간, 티타늄 등의 원소의 배분을 조정함으로써, 강도를 높일 수 있음은 일반적으로 잘 알려진 방법이다.
이하, 리테이너 플레이트(5)를 채용한 마찰 체결 요소의 작용을, 브레이크(B08)의 경우를 예로 들어 설명한다.
도 5는, 실시 형태에 따른 리테이너 플레이트(5)의 작용을 설명하는 도면이다.
도 5의 (a)는, 리테이너 플레이트(5)를 채용한 마찰 체결 요소가, 체결 상태가 되기 직전의 상태를 도시한 도면이다. 도 5의 (b)는, 리테이너 플레이트(5)를 채용한 마찰 체결 요소가, 체결 상태가 된 상태를 도시한 도면이다.
도 5의 (c)는, 리테이너 플레이트(5A)를 채용한 마찰 체결 요소가, 체결 상태가 되기 직전의 상태를 도시한 도면이다. 도 5의 (d)는, 리테이너 플레이트(5A)를 채용한 마찰 체결 요소가, 체결 상태가 된 상태를 도시한 도면이다.
도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(8)이 회전축(X) 방향(도면 중, 우측 방향)으로 변위되면, 외주측 플레이트(7)가 피스톤(8)의 압박력으로 리테이너 플레이트(5)에 가압된다.
여기서, 리테이너 플레이트(5)에서는, 외주측 플레이트(7)와의 대향면에 돌기(55)가 설치되어 있다. 이 돌기(55)는 외주측 플레이트(7)의 직경 방향의 폭의 대략 중앙부에 회전축(X) 방향으로부터 맞닿아 있다.
피스톤(8)의 압박력은, 피스톤(8)과 외주측 플레이트(7)의 접촉점(역점(P1))으로부터, 외주측 플레이트(7)와 내주측 플레이트(6)에 입력된다.
외주측 플레이트(7)와 내주측 플레이트(6)에 입력된 압박력은, 외주측 플레이트(7)와 리테이너 플레이트(5)의 돌기(55)의 접촉점(역점(P2))으로부터, 리테이너 플레이트(5)에 입력된다.
여기서, 리테이너 플레이트(5)에서는, 역점(P2)보다도 외경측에, 스냅링(9)에 의한 지지점(P3)이 위치하고 있다.
그 때문에, 피스톤(8)의 압박력으로 눌린 외주측 플레이트(7)는, 지지점(P3)보다도 내경측이 피스톤(8)으로부터 이격되는 방향으로 변위되어, 회전축(X)에 대하여 기울어진 상태로 된다(도 5의 (b) 참조).
이 때, 리테이너 플레이트(5)는 돌기(55)만을 외주측 플레이트(7)에 점접촉시키고 있고, 리테이너 플레이트(5)는 돌기(55)를 지지점으로 하여, 외주측 플레이트(7)에 대하여 상대적으로 기울어질 수 있게 되어 있다.
리테이너 플레이트(5)와 외주측 플레이트(7) 사이에는, 돌기(55)의 돌출 높이에 상당하는 간극(Sa)(도 5의 (a) 참조)이 확보되어 있다.
그리고, 이 간극(Sa)만큼, 리테이너 플레이트(5)가 회전축(X)에 대하여 기울어질 때, 외주측 플레이트(7)에 간섭하기 어려워지게 된다.
그 때문에, 리테이너 플레이트(5)에 접한 외주측 플레이트(7)는, 리테이너 플레이트(5)가 피스톤(8)의 압박력으로 회전축(X)에 대하여 기울어도, 리테이너 플레이트(5)에 추종하여 회전축(X)에 대하여 기울지 않도록 되어 있다.
이에 의해, 외주측 플레이트(7)는, 내주측 플레이트(6)와의 대향면(7a)을, 대략 전체면에 걸쳐 내주측 플레이트(6)에 압접시킨 자세로 유지된다(도 5의 (b) 참조).
이 상태에서는, 리테이너 플레이트(5)에 인접하는 외주측 플레이트(7)는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향의 전체 둘레에 걸쳐서, 대략 균등한 압박력으로 내주측 플레이트(6)에 압접한 상태가 된다.
그리고, 이 내주측 플레이트(6)보다도 피스톤(8)측에 위치하는 다른 내주측 플레이트(6)와 외주측 플레이트(7)도 또한, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향의 전체 둘레에 걸쳐서, 대략 균등한 압박력으로 서로 압접한 상태가 된다.
또한, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 리테이너 플레이트(5)는 스플라인 톱니부(51)와 기초부(50)의 경계가 되는 치원부(511) 둘레가, 스냅링(9)으로 지지된다.
그 때문에, 리테이너 플레이트(5)가 회전축(X)에 대하여 기울어지면, 스플라인 톱니부(51)의 치원부 둘레에, 피스톤(8)의 압박력에 기인하는 굽힘 응력이 작용한다.
본 실시 형태에서는, 리테이너 플레이트(5)에 돌기(55)가 설치되어 있다. 이 리테이너 플레이트(5)가, 피스톤(8)의 압박력이 작용하였을 때, 돌기(55)를 지지점으로 하여 외주측 플레이트(7)에 대하여 상대적으로 기울어짐으로써, 외주측 플레이트(7)가 리테이너 플레이트(5)에 추종하여 기울지 않도록 하고 있다(도 5의 (b) 참조).
이에 비해, 돌기(55)가 설치되지 않은 리테이너 플레이트(5A)인 경우, 피스톤(8)의 압박력이 작용하였을 때, 리테이너 플레이트(5A)와 외주측 플레이트(7)가 일체로 기울어지게 되어 있다(도 5의 (d) 참조).
그 때문에, 피스톤(8)의 압박력이 작용하였을 때에 리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)에 작용하는 굽힘 응력은, 리테이너 플레이트(5A)보다도 커진다.
본 실시 형태에서는, 스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)에, 호 형상을 이루는 오목부(53)(도 4 참조)를 설치하고 있다. 이 오목부는, 치원부(511) 둘레에 작용하는 굽힘 응력을 릴리프하여, 치원부(511) 둘레의 굽힘에 대한 강성을 높이기 위해 설치되어 있다.
오목부(53)의 곡률 반경(r)은, 리테이너 플레이트(5)를 구성하는 재료가 갖는 강도나, 치원부(511)에 작용하는 굽힘 응력의 정도 등을 고려한 해석 실험의 결과로부터 결정하고 있다.
그리고, 돌기(55)의 부분을 포함하는 리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)에 파단 등을 발생시키는 일이 없는 곡률 반경(r)이 결정되어 있다.
또한, 리테이너 플레이트(5)의 회전축(X) 방향의 두께(Wx)를, 돌기(55)를 갖지 않는 리테이너 플레이트(5A)의 회전축(X) 방향의 두께(Wx) 이하로 억제하고 있다(도 4의 (b), (d) 참조). 이에 의해, 리테이너 플레이트(5)를 채용한 마찰 체결 요소의 회전축(X) 방향의 길이가, 리테이너 플레이트(5)를 채용하지 않은 마찰 체결 요소의 회전축(X) 방향의 길이보다도, 길어지지 않도록 하고 있다.
덧붙여서 말하면, 이 리테이너 플레이트(5)에 있어서의 기초부(50)의 회전축 방향의 두께는, 마찰 체결 요소가 구비하는 또하나의 리테이너 플레이트(4)의 회전축 방향의 두께보다도 얇게 되어 있다.
여기서, 호 형상을 이루는 오목부(53)를 마련하지 않은 경우에는, 리테이너 플레이트를 구성하는 재료를, 보다 높은 강성의 것으로 변경하거나, 리테이너 플레이트의 회전축 방향의 두께를 두껍게 하거나 하는 대책이 필요해진다. 그러나, 어느 경우에도 제작 비용이 높아진다.
본 실시 형태에서는, 호 형상을 이루는 오목부(53)를 마련함으로써, 리테이너 플레이트를 구성하는 재료의 변경이나, 리테이너 플레이트의 회전축 방향의 두께를 두껍게 하지 않아도 되도록 되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 동력 전달 장치의 일례로서 든 변속 기구부(3)의 특징을, 효과와 함께 기재한다.
(1) 변속 기구부(3)는,
피스톤(8)(제1 피스톤), 외주측 플레이트(7)(제1 외주측 플레이트), 내주측 플레이트(6)(제1 내주측 플레이트), 리테이너 플레이트(4, 5A)(제1 리테이너 플레이트)가 회전축(X) 방향(축 방향)으로 순서대로 배열된 마찰 체결 요소(클러치(K81), 브레이크(B05), 클러치(K27), 브레이크(06): 제1 마찰 체결 요소)와,
피스톤(8)(제2 피스톤), 외주측 플레이트(7)(제2 외주측 플레이트), 내주측 플레이트(6)(제2 내주측 플레이트), 리테이너 플레이트(4, 5)(제2 리테이너 플레이트)가 회전축(X) 방향(축 방향)으로 순서대로 배열된 마찰 체결 요소(브레이크(B08), 클러치(K38): 제2 마찰 체결 요소)를 갖는다.
리테이너 플레이트(5A)의 피스톤(8)측의 표면(50a)은 평탄하다.
리테이너 플레이트(5)의 피스톤(8)측의 표면(50a)에, 피스톤측으로 돌출되는 원형 단면의 돌기(55)가 설치되어 있다.
리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)은, 리테이너 플레이트(5A)의 치원부(511)의 곡률 반경(r1)보다도 크다.
리테이너 플레이트(5)에 돌기(55)가 설치되어 있다. 그 때문에, 피스톤(8)으로부터 작용하는 압박력으로 리테이너 플레이트(5)가 회전축(X)에 대하여 기울어도, 돌기(55)가 맞닿은 외주측 플레이트(7)가, 리테이너 플레이트(5)에 추종하여 회전축(X)에 대하여 기울지 않도록 되어 있다.
이에 의해, 리테이너 플레이트(4)와 리테이너 플레이트(5) 사이에서, 서로 압접하는 외주측 플레이트(7)와 내주측 플레이트(6)는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향의 대략 전체 둘레에 걸쳐 균일한 면압으로 압접한다. 따라서, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향에서, 면압의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 동력 전달 장치인 변속 기구부(3)에 있어서, 모든 마찰 체결 요소를 돌기가 구비된 것으로 하면, 비용이 증가될 우려가 있지만, 일부의 마찰 체결 요소만을 돌기가 구비된 것으로 함으로써, 동력 전달 장치인 변속 기구부(3)의 제작 비용의 증가를 억제할 수 있다.
그리고, 응력 집중되기 쉬운 리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)을, 리테이너 플레이트(5A)의 치원부(511)의 곡률 반경(r1)보다도 크게 함으로써, 리테이너 플레이트(5)의 굽힘에 대한 강도가 높아진다.
이에 의해, 돌기(55)를 설치한 만큼 기초부(50)의 회전축 방향의 두께를 얇게 할 수 있어, 리테이너 플레이트(5)의 판 두께(회전축(X) 방향의 두께)를 얇게 할 수 있다.
따라서, 일부의 리테이너 플레이트를 돌기(55)가 구비된 것으로 변경해도, 리테이너 플레이트(5)를 갖는 마찰 체결 요소 전체에서의 축 길이 방향의 확대를 억제할 수 있다.
여기서, 치원부(511)의 곡률 반경(r)을 크게 하여, 치원부(511)의 커브를 완만하게 하면, 리테이너 플레이트(5)는 치원부(511)에 대한 응력 집중에 견딜 수 있는 충분한 판 두께를 얻을 수 있다. 그러나, 곡률 반경(r)을 단순히 크게 하면, 리테이너 플레이트(5)는 직경 방향으로 얇아진다.
따라서, 치원부(511)의 곡률 반경을, 응력 집중에 견딜 수 있는 최소의 곡률 반경으로 하면서, 리테이너 플레이트(5)의 직경 방향의 두께를 확보하여, 강도를 향상시키는 것이 바람직하다.
(2) 리테이너 플레이트(5)의 인장 강도는, 리테이너 플레이트(5A)의 인장 강도보다도 크다.
리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)을, 리테이너 플레이트(5A)의 치원부의 곡률 반경(r1)보다도 크게 함으로써, 리테이너 플레이트(5)에 있어서의 치원부(511) 둘레에 대한 응력 집중을 완화할 수 있다.
또한, 리테이너 플레이트(5)를 구성하는 재료를, 리테이너 플레이트(5A)를 구성하는 재료보다도 인장 강도가 높은 재질로 함으로써, 리테이너 플레이트(5)의 기초부(50)의 회전축(X) 방향의 두께를 얇게 할 수 있다.
따라서, 돌기(55)만큼, 기초부(50)의 회전축(X) 방향의 두께를 얇게 하여, 돌기(55)를 포함하는 리테이너 플레이트(5) 전체의 회전축(X) 방향의 두께를, 돌기(55)가 설치되지 않은 리테이너 플레이트(5A)의 두께 이하로 할 수 있다.
이에 의해, 리테이너 플레이트(5)에 돌기(55)를 설치한 경우에, 마찰 체결 요소의 축 길이 방향으로 확대되는 것을 적합하게 억제할 수 있다.
리테이너 플레이트(5)에 필요한 강성 강도를 낮출 수 있는 것이면, 비용을 저감시킬 수 있다.
(3) 변속 기구부(3)는 차량용 자동 변속기(1)의 변속 기구부이다.
자동 변속기(1)는, 주행 레인지가 선택되었을 때, 리테이너 플레이트(5)를 채용한 마찰 체결 요소(브레이크(B08), 클러치(K38))를 슬립 상태로 제어함과 함께, 리테이너 플레이트(5)를 채용하지 않은 마찰 체결 요소(클러치(K81), 브레이크(B05), 클러치(K27), 브레이크(B06))를 해방 상태 또는 체결 상태로 하는 제어 장치(2)(제어부)를 갖는다.
예를 들어, 하이브리드 차량의 경우, 마찰 체결 요소를 슬립 상태로 제어하는 경우가 있고, 슬립 상태로 하는 체결 요소에는 높은 면압 균일성이 요구된다.
슬립 상태로 제어하는 마찰 체결 요소의 리테이너 플레이트(5)에 돌기를 형성함으로써, 높은 면압 균일성을 확보할 수 있다.
(4) 리테이너 플레이트(5)는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향에서 인접하는 스플라인 톱니부(51, 51) 사이에, 직경 방향으로 돌출되는 볼록부(54)를 갖는다.
치원부(511)의 곡률 반경(r)을 크게 취하여 설치한 오목부(53)에 의해, 기초부(50)의 직경 방향의 폭이 얇아져도, 둘레 방향에서 인접하는 오목부(53, 53) 사이에, 기본 형상의 기초부(50)의 직경 방향의 폭(두께)을 가진 영역이 볼록부(54)로서 남겨져 있다.
따라서, 오목부(53)를 마련하였을 때, 기초부(50)에 있어서의 스플라인 톱니부(51)와 스플라인 톱니부(51)의 영역을, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향의 전체 길이에 걸쳐, 오목부(53)와 동일한 직경 방향의 폭으로 형성한 경우보다도, 기초부(50)의 강성을 확보할 수 있다.
따라서, 치원부(511)의 곡률 반경에 따라서 결정되는 호 형상의 커브는 완만하게 하면서, 치원부(511)와 치원부(511) 사이의 볼록부(54)에 의해, 기초부(50)의 강성을 확보할 수 있다.
이에 의해, 리테이너 플레이트(5)의 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 치원부(511)의 곡률 반경을 크게 할 때, 볼록부(54)를 남기지 않도록 해도 된다.
여기서, 도 4의 (b)를 사용하여, 치원부(511)의 곡률 반경을, 기존의 곡률 반경(r1)보다도 큰 곡률 반경(r)으로 하는 경우이며, 볼록부(54)를 남기지 않는 경우를 설명한다.
이 경우, 기초부(50)에 있어서의 스플라인 톱니부(51, 51) 사이의 영역을, 반경(r)의 가상원(Im1)을 따라서 깎게 된다. 그리고, 기초부(50)의 외주(502)에 있어서의 가상원(Im1, Im1) 사이의 영역을, 2개의 가상원(Im1, Im1)의 접선(Lm1)을 따라서 절제하게 된다.
그렇게 하면, 기초부(50)에 있어서의 스플라인 톱니부(51, 51) 사이의 영역이, 도 4의 (a)에 나타내는 리테이너 플레이트(5)보다도 얇아진 리테이너 플레이트가 제작된다.
이 경우에도, 치원부(511)에 있어서의 곡률 반경(r)이, 기존의 것보다도 크게 되어 있음으로써, 제작된 리테이너 플레이트에서는, 치원부 둘레의 강성이 높아진다.
(5) 리테이너 플레이트(5)를 갖는 마찰 체결 요소에서는, 리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)이, 외주측 플레이트(7)의 치원부의 곡률 반경(r1)보다도 크다.
이렇게 구성하면, 응력이 집중되기 쉬운 리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)을, 외주측 플레이트(7)의 치원부의 곡률 반경보다도 크게 함으로써, 리테이너 플레이트(5)의 판 두께를 얇게 할 수 있다.
이에 의해, 제2 마찰 체결 요소의 축 길이 방향의 확대를 억제할 수 있다.
여기서, 외주측 플레이트(7)는 클러치 플레이트로서 응력 집중에 견딜 수 있는 충분한 판 두께를 가지고 있다. 따라서, 외주측 플레이트(7)에 있어서의 치원부의 곡률 반경은 조금 작게 하고, 직경 방향의 두께를 확보하여 강도를 향상시키면 바람직하다.
본 발명에 따른 동력 전달 장치의 일례로서 든 변속 기구부(3)는, 이하의 구성으로도 특정할 수 있다.
(6) 피스톤(8)(피스톤), 외주측 플레이트(7)(외주측 플레이트), 내주측 플레이트(6)(내주측 플레이트), 리테이너 플레이트(4, 5)(제2 리테이너 플레이트)가 회전축(X)(축 방향)으로 순서대로 배열된 마찰 체결 요소(브레이크(B08), 클러치(K38))를 갖는다.
리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)은, 외주측 플레이트(7)의 치원부의 곡률 반경(r1)보다도 크다.
리테이너 플레이트(5)의 외주측 플레이트(7)측의 표면(50a)에, 피스톤측으로 돌출되는 원형 단면의 돌기(55)가 설치되어 있다.
이렇게 구성하면, 돌기(55)를 설치함으로써, 서로 압접하는 외주측 플레이트(7)와 내주측 플레이트(6)가, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향의 대략 전체 둘레에 걸쳐 균일한 면압으로 압접한다.
응력 집중되기 쉬운 리테이너 플레이트(5)의 치원부(511)의 곡률 반경(r)을, 외주측 플레이트(7)의 치원부의 곡률 반경(r1)보다도 크게 함으로써, 리테이너 플레이트(5)의 굽힘에 대한 강도가 높아진다.
이에 의해, 돌기(55)를 설치한 만큼 기초부(50)의 회전축 방향의 두께를 얇게 할 수 있어, 리테이너 플레이트(5)의 판 두께(회전축(X) 방향의 두께)를 얇게 할 수 있다.
따라서, 일부의 리테이너 플레이트를 돌기(55)가 구비된 것으로 변경해도, 리테이너 플레이트(5)를 갖는 마찰 체결 요소 전체에서의 축 길이 방향의 확대를 억제할 수 있다.
상기한 실시 형태에서는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향에서 인접하는 스플라인 톱니부(51, 51) 사이에, 볼록부(54)가 설치되어 있는 리테이너 플레이트(5)(도 4의 (a) 참조)를 예시하였다. 도 6에 나타내는 바와 같이 볼록부가 설치되지 않은 리테이너 플레이트로 해도 된다.
도 6은, 변형예에 관한 리테이너 플레이트(5B, 5C)를 설명하는 도면이다. 도 6의 (a)는, 리테이너 플레이트(5B)를 회전축(X) 방향으로부터 본 평면도이며, 리테이너 플레이트의 일부의 영역만을 도시한 도면이다. 도 6의 (b)는, (a)에 있어서의 영역 A의 확대도이다.
도 6의 (c)는, 곡률 반경이 다른 오목부(53C)를 갖는 리테이너 플레이트(5C)를 설명하는 도면이다.
리테이너 플레이트(5B)는, 환상의 기초부(50)와, 기초부(50)의 외주에 설치된 스플라인 톱니부(51)를 갖는다.
스플라인 톱니부(51)는 기초부(50)의 외주로부터 회전축(X)의 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 스플라인 톱니부(51)는 기초부(50)로부터 이격됨에 따라서 둘레 방향의 폭(Wa)이 좁아지게 되어 있다.
스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)(도 6의 (b) 참조)에는, 내주측으로 오목한 오목부(53B)가 설치되어 있다.
오목부(53B)는, 치원부(511)(기초부(50)와 스플라인 톱니부(51)의 교차부)의 곡률 반경을, 리테이너 플레이트(5A)의 치원부(511)(도 4의 (c) 참조)나, 외주측 플레이트(7)에 있어서의 치원부의 곡률 반경(r1)보다도 큰 곡률 반경(rb)으로 함으로써 형성되어 있다(rb>r1).
도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이 오목부(53B)는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향에서, 스플라인 톱니부(51)의 양측에 설치되어 있다.
회전축(X) 방향으로부터 보아 오목부(53B)는, 가상원(Im4)에 따른 호 형상을 이루고 있다.
둘레 방향에서 인접하는 오목부(53B)와 오목부(53B) 사이의 영역에서는, 둘레 방향에 있어서의 오목부(53B)와 오목부(53B)의 중간점(정점(53a))이, 가장 기초부(50)의 내주(501)측에 위치하고 있다. 가상원(Im4) 상에 위치하지 않은 영역은, 중간점(정점(53a))을 사이에 두고 대상이 되는 직선상으로 형성되어 있다.
기초부(50)에서는, 오목부(53B)가 설치된 영역의 직경 방향의 두께(W2)가, 오목부가 마련되지 않은 영역인 볼록부(54)(도 4의 (a) 참조)의 직경 방향의 두께(W3)보다도 얇게 되어 있다.
기초부(50)에서는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향에서 인접하는 오목부(53B, 53B) 사이의 영역이, 내경측(내주(501)측)으로 오목한 오목부(56)로 되어 있다.
(7) 리테이너 플레이트(5B)는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향에서 인접하는 스플라인 톱니부(51, 51) 사이의 영역이 내경측으로 오목한 오목부(56)로 되어 있다.
이렇게 구성하면, 리테이너 플레이트(5B)의 오목부(53B, 53B)의 곡률 반경을, 볼록부(54)(도 4의 (a) 참조)를 갖는 리테이너 플레이트(5A)의 치원부(511)(도 4의 (c) 참조)의 곡률 반경(r1)보다도 크게 할 수 있다.
곡률 반경이 커지면, 치원부에 작용하는 응력을 완화시키는 효과가 높아지고, 리테이너 플레이트(5B)의 스플라인 톱니부(51, 51)에 응력 집중에 견딜 수 있는 강도를 갖게 할 수 있다.
또한, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향에서 인접하는 한쪽의 스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)와, 다른쪽의 스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)를 하나의 원호 형상의 오목부(53C)로 연결한 형상으로 해도 된다.
도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)와, 다른쪽의 스플라인 톱니부(51)의 치원부(511)를 통과하는 가상원(Im5)을 따라서 오목부(53C)를 형성함으로써, 오목부(53C)의 곡률 반경을 최대화할 수 있다.
이들 리테이너 플레이트(5B, 5C)와 같이, 인접하는 스플라인 톱니부(51, 51) 사이의 영역에, 내경측으로 오목한 오목부(56)를 설치하면, 상기한 리테이너 플레이트(5, 5A)보다도, 치원부(511, 511) 사이에 걸리는 응력 완화의 효과가 높아진다.
이것은, 오목부(56)로 함으로써, 스플라인 톱니부(51, 51)의 치원부(511, 511) 사이의 형상을, 내주측에 정점을 향한 원호 형상의 가상원(Im4, Im5)에 따른 형상으로 형성할 수 있다.
특히 리테이너 플레이트(5C)의 경우에는, 하나의 가상원(Im5)에 따른 원호 형상의 오목부(53C)가 형성된다(도 6의 (c) 참조).
이에 의해, 오목부(53C)의 곡률 반경이, 다른 것에 비해 최대가 되므로, 가장 높은 응력 완화 효과가 발휘된다.
상기한 실시 형태에서는, 본 발명의 동력 전달 장치를 채용한 자동 변속기가, 엔진과 모터를 구동원으로서 갖는 하이브리드 차량에 탑재되어 있는 경우를 예시하였다.
본 발명의 동력 전달 장치를 채용한 자동 변속기는, 엔진을 구동원으로서 갖는 엔진 차량이나, 모터를 구동원으로서 갖는 전기 자동차여도 된다.
상기한 실시 형태에서는, 본 발명의 동력 전달 장치가 차량용 자동 변속기의 변속 기구부인 경우를 예시하였다.
본 발명의 동력 전달 장치는, 차량용 자동 변속기가 구비하는 전후진 전환 기구나 부변속 기구여도 된다.
상기한 실시 형태에서는, 리테이너 플레이트(5)의 돌기(55)가 회전축(X) 방향으로부터 보아 환상인 경우를 예시하였다.
돌기(55)는, 회전축(X) 둘레의 둘레 방향의 전체 길이에 걸쳐 연결된 환상인 것이 바람직하지만, 반드시 환상일 필요는 없다.
피스톤(8)으로부터 작용하는 압박력으로 리테이너 플레이트(5)가 회전축(X)에 대하여 기울어도, 돌기(55)가 맞닿은 외주측 플레이트(7)가, 리테이너 플레이트(5)에 추종하여 회전축(X)에 대하여 기울지 않는 것이면, 적절히 형상 변경 가능하다.
따라서, 예를 들어 회전축(X) 방향으로부터 보아 호 형상을 이루는 돌기로서, 이 돌기가, 회전축 둘레의 둘레 방향으로 간격을 두고 설치되어 있는 구성으로 해도 된다.
상기한 실시 형태에서는, 치원부가 기초부(50)의 외주측에 위치하고 있는 경우를 예시하였지만, 치원부가 기초부의 내주측에 설치되어 있는 경우여도 된다.
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 기술적 사상의 범위 내에서 이루질 수 있는 각종 변경, 개량이 포함된다.
1: 자동 변속기
10: 변속기 케이스
2: 제어 장치
3: 변속 기구부
30A: 입력축
30B: 출력축
30C: 중간축
30D: 중간축
31: 제1 플라네터리 기어 기구
32: 제2 플라네터리 기어 기구
33: 제3 플라네터리 기어 기구
34: 제4 플라네터리 기어 기구
4: 리테이너 플레이트
5, 5A, 5B, 5C: 리테이너 플레이트
50: 기초부
50a: 표면
501: 내주
502: 외주
510: 외주
511: 치원부
51: 스플라인 톱니부
53: 오목부
53a: 정점
54: 볼록부
541: 외주
55: 돌기
56: 오목부
6: 내주측 플레이트
61: 클러치 허브
7: 외주측 플레이트
8: 피스톤
81: 가압부
81a: 선단
9: 스냅링
Sa: 간극
X: 회전축
r, r1: 곡률 반경

Claims (10)

  1. 제1 피스톤, 제1 외주측 플레이트, 제1 내주측 플레이트, 제1 리테이너 플레이트가 축 방향으로 순서대로 배열된 제1 마찰 체결 요소와,
    제2 피스톤, 제2 외주측 플레이트, 제2 내주측 플레이트, 제2 리테이너 플레이트가 축 방향으로 순서대로 배열된 제2 마찰 체결 요소를 가지고,
    상기 제1 리테이너 플레이트의 상기 제1 피스톤측의 표면은 평탄하고,
    상기 제2 리테이너 플레이트는 상기 제2 피스톤측의 표면에, 상기 제2 피스톤측으로 돌출되는 원형 단면의 돌기를 가지고,
    상기 제2 리테이너 플레이트의 치원부의 곡률 반경은, 상기 제1 리테이너 플레이트의 치원부의 곡률 반경보다도 큰 것을 특징으로 하는, 동력 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 리테이너 플레이트의 인장 강도는, 상기 제1 리테이너 플레이트의 인장 강도보다도 큰 것을 특징으로 하는, 동력 전달 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 동력 전달 장치는 차량용 자동 변속기이며,
    상기 자동 변속기는, 주행 레인지가 선택되었을 때, 상기 제2 마찰 체결 요소를 슬립 상태로 제어함과 함께, 상기 제1 마찰 체결 요소를 해방 상태 또는 체결 상태로 하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는, 동력 전달 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 리테이너 플레이트는, 인접하는 톱니 사이에 직경 방향으로 돌출되는 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는, 동력 전달 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 리테이너 플레이트는, 인접하는 톱니 사이의 영역이 내경측으로 오목한 오목부로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 동력 전달 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 리테이너 플레이트의 치원부의 곡률 반경은, 상기 제2 외주측 플레이트의 치원부의 곡률 반경보다도 큰 것을 특징으로 하는, 동력 전달 장치.
  7. 피스톤, 외주측 플레이트, 내주측 플레이트, 리테이너 플레이트가 축 방향으로 순서대로 배열되어 있으며,
    상기 리테이너 플레이트의 치원부의 곡률 반경은, 상기 외주측 플레이트의 치원부의 곡률 반경보다도 큰 것을 특징으로 하는, 마찰 체결 요소.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리테이너 플레이트의 인장 강도는, 상기 외주측 플레이트의 인장 강도보다도 큰 것을 특징으로 하는, 마찰 체결 요소.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 리테이너 플레이트는, 인접하는 톱니 사이에 직경 방향으로 돌출되는 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는, 마찰 체결 요소.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 리테이너 플레이트는, 인접하는 톱니 사이의 영역이 내경측으로 오목한 오목부로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 마찰 체결 요소.
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