(57)【要約】【課題】必要以上に油圧供給しないで済む、自動変速機のピストン構造を提供すること。【解決手段】変速段を切り換えるために油圧供給がなされると、第２のピストン部材１２の第２のカム面３０の押圧力により第１のピストン部材１０の各リブ２２がリターンスプリング１６の付勢力に抗して多板式クラッチ側に移動して、各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第２の係合溝４２を抜け出たときに第１のピストン部材１０の本体２０が矢印５０方向に回転する。そうすると、各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第１の係合溝４０に係合して第１のピストン部材１０が固定される（図２参照）。その結果、その後に油圧供給が停止されても多板式クラッチの摩擦係合状態が維持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦係合要素と油室との間において摩擦係合要素を係合ないし解放するために軸方向に沿って往復運動させられる、自動変速機のピストン構造であって、
前記摩擦係合要素側に配置され、軸方向に沿って変位可能で且つ軸線周りに回転可能に設けられた第１のピストン部材と、
前記油室側に配置され、軸方向に沿って変位可能に設けられた第２のピストン部材と、
前記第１および第２のピストン部材の外周側に設けられたピストンカバーと、
前記第１のピストン部材を前記第２のピストン部材側に向かって付勢する付勢手段とを含み、
前記第１のピストン部材は、円環形状をなす本体、およびこの本体の外周面に円周等配に形成された複数のリブを備えており、各リブの第２のピストン部材側端部は、本体の第２のピストン側端面よりも第２のピストン部材側に突出し、その突出端部は、本体の回転方向に向かって外向きに傾斜した第１のカム面とされ、
前記第２のピストン部材は、円環形状をなしており、第１のピストン部材側端面は、円周方向に沿って山および谷が連続した凹凸形状をなす第２のカム面とされ、
前記ピストンカバーは、円環形状をなしており、第１のピストン部材側端面には、円周方向に沿って前記リブの突出端部の形状に対応した凹凸形状をなす第１の係合溝が形成されるとともに、周面には、前記リブと同数の第２の係合溝が軸方向に沿って円周等配に形成され、第１の係合溝は、第２の係合溝によって円周方向に分断され、
前記摩擦係合要素を解放状態から係合状態に切り換えるために油圧供給がなされると、前記第２のピストン部材の第２のカム面の押圧力により前記第１のピストン部材の各リブが前記付勢手段の付勢力に抗して前記摩擦係合要素側に移動して、前記各リブの第１のカム面が前記ピストンカバーの第２の係合溝を抜け出たときに前記第１のピストン部材の本体が回転し、それによって前記各リブの第１のカム面が前記ピストンカバーの第１の係合溝に係合して前記第１のピストン部材が固定され、
この第１のピストン部材の固定状態から油圧供給がなされると、前記第２のピストン部材の第２のカム面の押圧力により前記第１のピストン部材の各リブが前記付勢手段の付勢力に抗して前記摩擦係合要素側に移動して前記ピストンカバーの第１の係合溝を抜け出たときに前記第１のピストン部材の本体が回転し、それによって前記各リブの第１のカム面が前記ピストンカバーの第２の係合溝に係合して前記第１のピストン部材の固定状態が解除される、自動変速機のピストン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦係合要素と油室との間において摩擦係合要素を係合ないし解放するために軸方向に沿って往復運動させられる、自動変速機のピストン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などで用いられている自動変速機は、サンギア、リングギアおよびピニオンギアなどで構成されたプラネタリギアを有している。このような動力伝達機構の特性の切り換え（すなわち、変速）は、多板式クラッチや多板式ブレーキといった摩擦係合装置を締結ないし解放することによって実行される。
【０００３】
一般に、これらの多板式摩擦係合装置は、動力の入力側プレートであるドライブプレートと、動力の出力側プレートであるドリブンプレートとが交互に配列された構造を有している。ドライブプレートおよびドリブンプレートは、プレッシャプレートからの押圧によって挟着されるため、これらのプレート間で動力を伝達することが可能となる。
【０００４】
上記のような自動変速機では、多板式摩擦係合要素の他にも、ワンウェイクラッチが用いられているものも多い。そして、たとえば、自動変速機の変速をマニュアル操作により行なうスポーツシフトでは、たとえば、１速発進時に、ワンウェイクラッチをロックさせるとともに多板式ブレーキも締結させるような係合制御を行なう場合がある。
【０００５】
図７はワンウェイクラッチがハブ側に取り付けられた従来の多板式摩擦係合要素の構造を示した断面図である。
【０００６】
図７を参照して、インナーレース１００およびハブ（アウターレース）１０２間には、多数のスプラグ１０４が配置されており、これらの部材によりワンウェイクラッチが構成されている。スプラグ１０４が図示したように配置されている状態において、たとえば、１速加速時のように、ハブ１０２がロック方向Ａ（図７における時計方向）に回転する場合、スプラグ１０４が立ち上がってインナーレース１００とハブ１０２とを繋止し、ハブ１０２の回転はロックされる。しかしながら、たとえば、１速減速時のように、ハブ１０２がロック方向Ａとは反対の方向へ回転する場合は、スプラグ１０４が寝てハブ１０２は回転可能となる。
【０００７】
一方、ハブ１０２およびミッションケース１０６間には、図７の紙面の表面から裏面へ向けてドライブプレート１０８およびドリブンプレート１１０が交互に配列されている。ドライブプレート１０８は、ハブ１０２とスプライン嵌合しており、ドリブンプレート１１０は、ミッションケース１０６とスプライン嵌合している。ハブ１０２、ミッションケース１０６および摩擦プレート１０８，１１０によりブレーキが構成される。なお、インナーレース１００は、ミッションケース１０６に固定されている。
【０００８】
上記構成において、ブレーキが締結した状態で、ハブ１０２がロック方向Ａに回転する場合を考える。
【０００９】
ハブ１０２がロック方向Ａに回転すると、スプラグ１０４が立ち上がり始める。ワンウェイクラッチは、スプラグ１０４が立ち上がらないとハブ１０２の回転を規制（すなわち、ロック）するような作用は生じない。換言すると、ワンウェイクラッチの規制力は、スプラグ１０４の立ち上がり分に相当する回転量だけハブ１０２が回転することによって生じる。したがって、ハブ１０２の回転は、ワンウェイクラッチまたはブレーキのいずれか一方の規制力が生じることにより、規制される。その結果、ワンウェイクラッチの規制力が生じる前に、ブレーキの規制力が作用してしまうことがある。
【００１０】
すなわち、図７において、ハブ１０２がロック方向Ａに回転すると、ハブ１０２およびドライブプレート１０８の嵌合領域におけるクリアランスａ（いわゆる、ガタ）が詰まり、ドライブプレート１０８もロック方向Ａに回転する。この時点で、ドライブプレート１０８およびドリブンプレート１１０が締結状態にあるから、ドリブンプレート１１０もロック方向Ａに回転する。したがって、ドリブンプレート１１０およびミッションケース１０６の嵌合領域におけるガタであるクリアランスｂも詰まるので、ドリブンプレート１１０の突部がスプライン溝の側部に接触する。そのため、ハブ１０２のトルクおよびプレート１０８，１１０の締結の程度に応じた負荷が、摩擦プレート１０８，１１０の突部に加わることになる。アクセルの踏み込み量が大きい全開発進時などにおいては、この負荷が非常に大きくなるため、ドリブンプレート１１０が疲労し、その耐久性を低下させてしまうおそれがある。また、このような負荷が頻繁に加わることを考慮して、高価な材料からなる摩擦プレートを用いて摩擦プレート自体の耐久性や強度を向上させるアプローチは、自動変速機のコストアップを招くことになり好ましくない。
【００１１】
そこで、特許文献１では、自動変速機における摩擦係合装置の摩擦プレートに加わる負荷を有効に低減し、摩擦プレートの疲労を抑制する技術が提案されている。
【００１２】
この特許文献１に記載の自動変速機は、第１および第２のプレートを有し、ドラムに形成されたスプライン溝と第２のプレートの突部とが嵌合する嵌合領域に設けられ、嵌合領域における第２のプレートの突部を、ワンウェイクラッチが作用するロック方向とは反対の方向に付勢する付勢手段とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−１７０７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、自動変速機における変速係合要素は、油圧供給による多板式クラッチの摩擦係合が一般的である。
【００１５】
このような自動変速機においては、変速時には油圧供給を調圧することで、変速ショックおよび応答性向上に努めている。ただし、変速終了後にも、出力軸へのトルク伝達に寄与しているが、油圧を供給し続ける必要がる。それにより、自動変速機内に多くの潤滑油を必要とし、コストおよび重量増へ多大な影響を与えている。
【００１６】
本発明は、上記の技術背景に鑑みてなされたもので、必要以上に油圧供給しないで済む、自動変速機のピストン構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明者は、変速係合時には従来のように油圧にて調圧し、係合終了後にピストンを機械的に固定するようにすればよいのではないかと着想した。
【００１８】
かかる着想に基づく具体的な発明は、以下の通りである。
【００１９】
本発明にかかる自動変速機のピストン構造は、摩擦係合要素と油室との間において摩擦係合要素を係合ないし解放するために軸方向に沿って往復運動させられる、自動変速機のピストン構造であって、前記摩擦係合要素側に配置され、軸方向に沿って変位可能で且つ軸線周りに回転可能に設けられた第１のピストン部材と、前記油室側に配置され、軸方向に沿って変位可能に設けられた第２のピストン部材と、前記第１および第２のピストン部材の外周側に設けられたピストンカバーと、前記第１のピストン部材を前記第２のピストン部材側に向かって付勢する付勢手段とを含み、前記第１のピストン部材は、円環形状をなす本体、およびこの本体の外周面に円周等配に形成された複数のリブを備えており、各リブの第２のピストン部材側端部は、本体の第２のピストン側端面よりも第２のピストン部材側に突出し、その突出端部は、本体の回転方向に向かって外向きに傾斜した第１のカム面とされ、前記第２のピストン部材は、円環形状をなしており、第１のピストン部材側端面は、円周方向に沿って山および谷が連続した凹凸形状をなす第２のカム面とされ、前記ピストンカバーは、円環形状をなしており、第１のピストン部材側端面には、円周方向に沿って前記リブの突出端部の形状に対応した凹凸形状をなす第１の係合溝が形成されるとともに、周面には、前記リブと同数の第２の係合溝が軸方向に沿って円周等配に形成され、第１の係合溝は、第２の係合溝によって円周方向に分断され、前記摩擦係合要素を解放状態から係合状態に切り換えるために油圧供給がなされると、前記第２のピストン部材の第２のカム面の押圧力により前記第１のピストン部材の各リブが前記付勢手段の付勢力に抗して前記摩擦係合要素側に移動して、前記各リブの第１のカム面が前記ピストンカバーの第２の係合溝を抜け出たときに前記第１のピストン部材の本体が回転し、それによって前記各リブの第１のカム面が前記ピストンカバーの第１の係合溝に係合して前記第１のピストン部材が固定され、この第１のピストン部材の固定状態から油圧供給がなされると、前記第２のピストン部材の第２のカム面の押圧力により前記第１のピストン部材の各リブが前記付勢手段の付勢力に抗して前記摩擦係合要素側に移動して前記ピストンカバーの第１の係合溝を抜け出たときに前記第１のピストン部材の本体が回転し、それによって前記各リブの第１のカム面が前記ピストンカバーの第２の係合溝に係合して前記第１のピストン部材の固定状態が解除されるものである。
【００２０】
上記構成において、摩擦係合要素を解放状態から係合状態に切り換えるために油圧供給がなされると、第２のピストン部材の第２のカム面の押圧力により第１のピストン部材の各リブが付勢手段の付勢力に抗して摩擦係合要素側に移動して、各リブの第１のカム面がピストンカバーの第２の係合溝を抜け出たときに第１のピストン部材の本体が回転し、それによって各リブの第１のカム面がピストンカバーの第１の係合溝に係合して第１のピストン部材が固定される。その結果、その後に油圧供給が停止されても摩擦係合要素の係合状態が維持される。
【００２１】
そして、上記第１のピストン部材の固定状態から油圧供給がなされると、第２のピストン部材の第２のカム面の押圧力により第１のピストン部材の各リブが付勢手段の付勢力に抗して摩擦係合要素側に移動して、各リブの第１のカム面がピストンカバーの第１の係合溝を抜け出たときに第１のピストン部材の本体が回転し、それによって各リブの第１のカム面がピストンカバーの第２の係合溝に係合して第１のピストン部材の固定状態が解除される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、摩擦係合要素の係合状態を維持するのに必要以上に油圧供給しないで済む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる自動変速機のピストン構造の動きを図解的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる自動変速機のピストン構造の動きを図解的に示す図であって、図１の続きを示す。
【図３】本発明の実施の形態にかかる自動変速機のピストン構造の動きを図解的に示す図であって、図２の続きを示す。
【図４】第１のピストン部材の構成を示す外周展開図である。
【図５】第２のピストン部材の構成を示す外周展開図である。
【図６】ピストンカバーの構成を示す内周展開図である。
【図７】ワンウェイクラッチがハブ側に取り付けられた従来の多板式摩擦係合要素の構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
＜構成＞
図１ないし図３は本発明の実施の形態にかかる自動変速機のピストン構造の動きを図解的に示す図である。
【００２６】
図１ないし図３を参照して、本実施の形態にかかる自動変速機のピストン構造は、多板式クラッチと油室との間において多板式クラッチを摩擦係合ないし解放するために軸方向に沿って往復運動させられるものであって、多板式クラッチ側に配置され、軸方向に沿って変位可能で且つ軸線周りに回転可能に設けられた第１のピストン部材１０と、油室側に配置され、軸方向に沿って変位可能に設けられた第２のピストン部材１２と、第１および第２のピストン部材１０，１２の外周側に設けられたピストンカバー１４と、第１のピストン部材１０を前記第２のピストン部材１２側に向かって付勢するリターンスプリング１６とを含んでいる。
【００２７】
図４は第１のピストン部材１０の構成を示す外周展開図である。
【００２８】
図４を参照して、前記第１のピストン部材１０は、円環形状をなす本体２０と、本体２０の外周面に円周等配に形成された複数（本実施の形態においては４個）のリブ２２を備えている。
【００２９】
各リブ２２の第２のピストン部材１２側端部は、本体２０の第２のピストン部材１２側端面よりも第２のピストン部材１２側に突出している。その突出端部は、本体２０の回転方向２４に向かって外向きに傾斜した第１のカム面２６とされている。
【００３０】
図５は第２のピストン部材１２の構成を示す外周展開図である。
【００３１】
図５を参照して、第２のピストン部材１２は、第１のピストン部材１０の本体２０と同心の円環形状をなしている。この第２のピストン部材１２の第１のピストン部材１０側端面は、円周方向に沿って山および谷が連続した凹凸形状をなす第２のカム面３０とされている。
【００３２】
図６はピストンカバー１４の構成を示す内周展開図である。
【００３３】
図６を参照して、ピストンカバー１４は、第１のピストン部材１０の本体２０および第２のピストン部材１２と同心の円環形状をなしている。ピストンカバー１４の第１のピストン部材１０側端面には、円周方向に沿って上記リブ２２の突出端部の形状に対応した凹凸形状をなす第１の係合溝４０が形成されている。また、ピストンカバー１４の内周面には、上記リブ２２と同数の第２の係合溝４２が軸方向に沿って貫通して円周等配に形成されている。第１の係合溝４０は、第２の係合溝４２によって円周方向に分断されている。
【００３４】
＜動作＞
今、図１（Ａ）に示すように、第１のピストン部材１０の各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第２の係合溝４２に係合して第１のピストン部材１０が固定され、当該第１のピストン部材１０の固定状態が解除されている場合を考える。なお、このときには油圧の供給は停止されている。
【００３５】
図１（Ａ）の状態においてＮ段変速が開始されると、油室から油圧が供給される。そうすると、図１（Ｂ）に示すように、第２のピストン部材１２の第２のカム面３０の押圧力により第１のピストン部材１０がリターンスプリング１６の付勢力に抗して多板式クラッチ側に移動する。この移動に伴って、多板式クラッチが摩擦係合する。このとき、第１のピストン部材１０の各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第２の係合溝４２を抜け出ると、第１のピストン部材１０の本体２０が矢印５０方向に回転する。そうすると、図２に示すように、第１のピストン部材１０の各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第１の係合溝４０に係合し、第１のピストン部材１０が固定される。
【００３６】
その後、油室からの油圧供給が停止される。このとき、上記したように第１のピストン部材１０の各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第１の係合溝４０に係合することによって第１のピストン部材１０が固定されているので、多板式クラッチの摩擦係合状態は維持される。
【００３７】
図２の状態においてＮ＋１段変速が開始されると、油室からの油圧供給が再開される。そうすると、図３（Ａ）に示すように、第２のピストン部材１２の第２のカム面３０の押圧力により第１のピストン部材１０の各リブ２２がリターンスプリング１６の付勢力に抗して多板式クラッチ側に移動する。この移動に伴って、第１のピストン部材１０の各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第１の係合溝４０を抜け出たときに第１のピストン部材１０の本体２０が矢印５０方向に回転する。そうすると、図３（Ｂ）に示すように、第１のピストン部材１０の各リブ２２がピストンカバー１４の第２の係合溝４２に係合し、上記の第１のピストン部材１０の固定状態が解除される。
【００３８】
なお、上記のように第１のピストン部材１０の固定状態を解除する際には、第１のピストン部材１０を多板式クラッチ側に押し込む必要があるが、油圧供給時に多板式クラッチを固定しているスナップリングを撓ませて弾性変形させることで必要スライド量を確保している。
【００３９】
＜作用・効果＞
本実施の形態によると、以下の作用・効果を奏する。
【００４０】
多板式クラッチを解放状態から係合状態に切り換える（すなわち、変速段を切り換える）ために油圧供給がなされると、第２のピストン部材１２の第２のカム面３０の押圧力により第１のピストン部材１０の各リブ２２がリターンスプリング１６の付勢力に抗して多板式クラッチ側に移動して、各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第２の係合溝４２を抜け出たときに第１のピストン部材１０の本体２０が回転し、それによって各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第１の係合溝４０に係合して第１のピストン部材１０が固定される結果、その後に油圧供給が停止されても多板式クラッチの摩擦係合状態が維持される。この状態から油圧供給がなされると、第２のピストン部材１２の第２のカム面３０の押圧力により第１のピストン部材１０の各リブ２２がリターンスプリング１６の付勢力に抗して多板式クラッチ側に移動して、各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第１の係合溝４０を抜け出たときに第１のピストン部材１０の本体２０が回転し、それによって各リブ２２の第１のカム面２６がピストンカバー１４の第２の係合溝４２に係合して上記の第１のピストン部材１０の固定状態が解除される。
【００４１】
すなわち、変速係合時には従来のように油圧にて調圧し、多板式クラッチの摩擦係合終了後に第１のピストン部材１０を機械的に固定するようにしているので、多板式クラッチの摩擦係合終了後に油圧供給を停止することが可能となり、従来、供給し続けていた油量低減することができる。すなわち、多板式クラッチの摩擦係合状態を維持するのに必要以上に油圧供給しないで済む。よって、自動変速機への充填油量が減り、自動変速機の重量低減およびオイルコストの低減につながる。
【００４２】
また、ＦＲ（Ｆｒｏｎｔ  ｅｎｇｉｎｅ  Ｒｅａｒ  ｄｒｉｖｅ）  ＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）トランスミッションでは、エンジン停止時にトルク伝達に必要な油圧を供給するために電動オイルポンプをアドオンしているが、本ピストン構造により部品点数の削減にも寄与することが可能である。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
たとえば、上記実施の形態においては、本発明の自動変速機のピストン構造を、多板式クラッチを係合状態ないし解放状態にするのに適用した例について記載した。しかし、本発明はそのような構成には限定されない。本発明の自動変速機のピストン構造を、多板式ブレーキを係合状態ないし解放状態にするのに適用しても、本発明の目的は十分に達成できる。
【００４５】
その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  第１のピストン部材
１２  第２のピストン部材
１４  ピストンカバー
１６  リターンスプリング
２０  本体
２２  リブ
２６  第１のカム面
３０  第２のカム面
４０  第１の係合溝
４２  第２の係合溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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