(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転径方向に延びる支持部および前記支持部の外周縁部の全周から回転軸線方向に延びる円筒状のギヤ部とを有するリングギヤを含む遊星歯車機構が設けられた変速機に備えられるクラッチ用のクラッチピストンであって、
回転径方向に延び、前記回転軸線方向の一方側から油圧を受ける受圧部と、
前記受圧部の外周縁部の全周から前記回転軸線方向の一方側に延びる外周部とを有し、
前記外周部は、前記ギヤ部を前記回転径方向の外側から間隔を空けて取り囲むように配置され、
前記外周部には、前記ギヤ部と前記回転径方向に対向する対向部分に、その周方向に延びる両端縁を有する形状の油抜き用開口が形成され、
前記両端縁間には、前記回転軸線方向に延びる柱部が架設されている、クラッチピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機に備えられるクラッチ用のクラッチピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される変速機として、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）や無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）など、変速比が自動的に変更される自動変速機が知られている。自動変速機を搭載した車両では、エンジンなどの駆動源の動力がトルクコンバータを介して自動変速機に入力される。
【０００３】
たとえば、ベルト式の無段変速機は、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有しており、その一例では、プライマリプーリに伝達される動力の回転方向を切り替えるための切替機構が設けられている。切替機構は、遊星歯車機構、前進クラッチ（ブレーキ）および後退クラッチを備えている。
【０００４】
遊星歯車機構のサンギヤは、インプット軸に相対回転不能に支持されている。遊星歯車機構のキャリアは、インプット軸に相対回転可能に支持されている。遊星歯車機構のリングギヤは、プライマリプーリとキャリアとの間で回転径方向に延びる支持部と、支持部の外周縁部から回転軸線方向のインプット軸側に延びる略円筒状のギヤ部とを一体的に有し、プライマリプーリと一体回転可能に設けられている。ギヤ部の内周面には、ギヤ歯が形成されており、そのギヤ歯には、キャリアに回転可能に保持されたピニオンギヤが回転径方向内側から噛合している。
【０００５】
前進クラッチは、キャリアの回転を制動／許容するために係合／解放される。具体的には、前進クラッチは、キャリアに設けられた複数枚のクラッチディスクと、遊星歯車機構などを収容するトランスミッションケースに設けられ、クラッチディスクと回転軸線方向に交互に並ぶように配置された複数枚のクラッチプレートと、クラッチプレートを押圧するためのクラッチピストン２０１とを備えている。
【０００６】
クラッチピストン２０１は、図６に示されるように、略円環板状の受圧部２０２と、受圧部２０２の外周縁部から回転軸線方向の一方側に延びる略円筒状の外周部２０３とを有している。受圧部２０２は、回転軸線方向においてリングギヤの支持部に対してプライマリプーリ側に配置され、外周部２０３は、リングギヤのギヤ部を回転径方向の外側から間隔を空けて取り囲むように配置される。受圧部２０２に対してリングギヤの支持部側と反対側には、受圧部２０２とトランスミッションケースとの間に油室が形成されている。この油室に油圧が供給されることにより、クラッチピストン２０１が回転軸線方向に移動し、外周部２０３の先端がクラッチプレートを押圧することにより、前進クラッチが係合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１３２５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
遊星歯車機構の構成部品のうちの少なくとも２つの固有振動数が一致していると、それらの共振による異音が発生する。その共振を避けるには、構成部品の固有振動数を互いにずらすことが有効な対策となる。たとえば、リングギヤとそれ以外の構成部品（たとえば、キャリア）とが共振する場合、リングギヤのギヤ部の肉厚を増して、リングギヤの固有振動数をそれ以外の構成部品の固有振動数からずらすことにより、その共振を避けることができる。
【０００９】
しかしながら、リングギヤのギヤ部の外側には、クラッチピストン２０１の外周部２０３が配置されているので、ギヤ部の肉厚を増す場合、ギヤ部とクラッチピストン２０１の外周部２０３との干渉を避けるために、クラッチピストン２０１の外周部２０３の肉厚を減らす必要が生じる。外周部２０３には、クラッチピストン２０１の内側（油室と反対側）から潤滑油を抜くための油抜き用開口２０４が形成されている。そのため、外周部２０３の肉厚を減らすと、油抜き用開口２０４の周縁部の剛性が低下し、その周縁部の変形量が増えて、周縁部に生じる応力が高くなる。その結果、油抜き用開口２０４の周縁部が破損するおそれがある。
【００１０】
本発明の目的は、外周部の肉厚を従来より減らしても、油抜き用開口の周縁部の剛性を確保できる、クラッチピストンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明に係るクラッチピストンは、変速機に備えられるクラッチ用のクラッチピストンであって、回転径方向に延び、回転軸線方向の一方側から油圧を受ける受圧部と、受圧部の外周縁部の全周から回転軸線方向の一方側に延びる外周部とを有し、外周部には、その周方向に延びる両端縁を有する形状の油抜き用開口が形成され、油抜き用開口の両端縁間には、回転軸線方向に延びる柱部が架設されている。
【００１２】
この構成によれば、クラッチピストンの外周部には、外周部の内側から潤滑油を抜くために、油抜き用開口が形成されている。油抜き用開口は、外周部の周方向に延びる両端縁を有している。そして、その油抜き用開口の両端縁間には、回転軸線方向に延びる柱部が架設されている。そのため、外周部の肉厚を従来より減らしても、油抜き用開口の周縁部の剛性を確保することができる。その結果、油抜き用開口の周縁部の変形が抑えられて、油抜き用開口の周縁部に生じる応力が下がることにより、その周縁部の破損を抑制することができる。
【００１３】
また、油抜き用開口の周縁部における変形を抑えることができるので、クラッチピストンの外周部の全体における変形を抑えることができる。そのため、クラッチピストンからクラッチ板に加えられるクラッチ締結荷重の分布を均一に近づけることができる。その結果、クラッチの伝達トルク容量を大きくすることができる。
【００１４】
変速機は、遊星歯車機構を備え、遊星歯車機構のリングギヤは、回転径方向に延びる支持部と、支持部の外周縁部の全周から軸線方向に延び、内周面にギヤ歯が形成されたギヤ部とを有し、クラッチピストンの外周部は、リングギヤのギヤ部を回転径方向の外側から取り囲むように配置され、油抜き用開口は、外周部におけるリングギヤのギヤ部と回転径方向に対向する対向部分に形成されていてもよい。
【００１５】
遊星歯車機構の構成部品の共振を避けるために、リングギヤのギヤ部の肉厚が増やされて、ギヤ部とクラッチピストンの外周部との干渉を避けるために、クラッチピストンの外周部の対向部分の肉厚が外周部の先端部の肉厚より減らされても、その対向部分に形成されている油抜き用開口の周縁部の剛性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、外周部の肉厚を従来より減らしても、油抜き用開口の周縁部の剛性を確保することができる。その結果、油抜き用開口の周縁部の変形が抑えられて、油抜き用開口の周縁部に生じる応力が下がることにより、その周縁部の破損を抑制することができる。また、クラッチピストンの外周部の全体における変形を抑えることができ、その結果、クラッチの伝達トルク容量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る前進クラッチが備えられた変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図２】変速機における前進クラッチの近傍を回転軸線を含む平面で切断した断面図である。
【図３】クラッチピストンの斜視図である。
【図４】クラッチピストンの下面図（下側から見た図）である。
【図５】変形例に係るクラッチピストンの下面図である。
【図６】従来のクラッチピストンの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
＜変速機の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る前進クラッチＢ１が備えられた変速機１の構成を示すスケルトン図である。
【００２０】
変速機１は、無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）である。変速機１は、インプット軸１１、アウトプット軸１２、ベルト伝達機構１３および前後進切替機構１４を備えている。
【００２１】
インプット軸１１には、エンジンなどの駆動源の動力がトルクコンバータを介して入力される。
【００２２】
アウトプット軸１２は、インプット軸１１と平行に配置されている。アウトプット軸１２には、出力ギヤ１５が相対回転不能に支持されている。
【００２３】
ベルト伝達機構１３には、プライマリ軸２１およびセカンダリ軸２２が含まれる。プライマリ軸２１およびセカンダリ軸２２は、それぞれインプット軸１１およびアウトプット軸１２と同一軸線上に配置されている。
【００２４】
そして、ベルト伝達機構１３は、プライマリ軸２１に支持されたプライマリプーリ２３とセカンダリ軸２２に支持されたセカンダリプーリ２４とに、無端状のベルト２５が巻き掛けられた構成を有している。
【００２５】
プライマリプーリ２３は、プライマリ軸２１に固定された固定シーブ２６と、固定シーブ２６にベルト２５を挟んで対向配置され、プライマリ軸２１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ２７とを備えている。可動シーブ２７に対して固定シーブ２６と反対側には、プライマリ軸２１に固定されたピストン２８が設けられ、可動シーブ２７とピストン２８との間に、ピストン室（油室）２９が形成されている。
【００２６】
セカンダリプーリ２４は、セカンダリ軸２２に対して固定された固定シーブ３０と、固定シーブ３０にベルト２５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸２２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ３１とを備えている。可動シーブ３１に対して固定シーブ３０と反対側には、セカンダリ軸２２に固定されたピストン３２が設けられ、可動シーブ３１とピストン３２との間に、ピストン室３３が形成されている。
【００２７】
変速機１では、プライマリプーリ２３のピストン室２９およびセカンダリプーリ２４のピストン室３３に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ２３およびセカンダリプーリ２４の各溝幅が変更されることにより、変速比（プーリ比）が連続的に無段階で変更される。
【００２８】
前後進切替機構１４は、インプット軸１１とベルト伝達機構１３のプライマリ軸２１との間に介装されている。前後進切替機構１４は、遊星歯車機構４１、前進クラッチ（ブレーキ）Ｂ１および後進クラッチＣ１を備えている。
【００２９】
遊星歯車機構４１には、キャリア４２、サンギヤ４３およびリングギヤ４４が含まれる。
【００３０】
キャリア４２は、インプット軸１１に相対回転可能に設けられている。キャリア４２は、複数のピニオンギヤ４５を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ４５は、円周上に配置されている。
【００３１】
サンギヤ４３は、インプット軸１１に相対回転不能に設けられている。サンギヤ４３のギヤ歯は、各ピニオンギヤ４５のギヤ歯と噛合している。
【００３２】
リングギヤ４４は、その回転軸線がプライマリ軸２１の軸心と一致するように設けられている。リングギヤ４４には、ベルト伝達機構１３のプライマリ軸２１が連結されている。リングギヤ４４のギヤ歯は、複数のピニオンギヤ４５を一括して取り囲むように形成され、各ピニオンギヤ４５のギヤ歯と噛合している。
【００３３】
前進クラッチＢ１は、キャリア４２と変速機１のトランスミッションケース７４（図２参照）との間に設けられ、油圧により、キャリア４２を制動する係合状態（オン）と、キャリア４２の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。
【００３４】
後進クラッチＣ１は、油圧により、キャリア４２とサンギヤ４３とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態（オン）と、その直結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。
【００３５】
変速機１が搭載される車両の前進時には、前進クラッチＢ１が係合され、後進クラッチＣ１が解放される。駆動源の動力がインプット軸１１に入力されると、キャリア４２が静止した状態で、サンギヤ４３がインプット軸１１と一体に回転する。そのため、サンギヤ４３の回転は、リングギヤ４４に逆転かつ減速されて伝達される。これにより、リングギヤ４４が回転し、ベルト伝達機構１３のプライマリ軸２１およびプライマリプーリ２３がリングギヤ４４と一体に回転する。プライマリプーリ２３の回転は、ベルト２５を介して、セカンダリプーリ２４に伝達され、セカンダリプーリ２４およびセカンダリ軸２２を回転させる。そして、セカンダリ軸２２と一体に、アウトプット軸１２および出力ギヤ１５が回転する。出力ギヤ１５は、車両のデファレンシャルギヤ５１（デファレンシャルギヤ５１の入力ギヤ）と噛合している。出力ギヤ１５が回転すると、デファレンシャルギヤ５１から左右に延びるドライブシャフト５２，５３が回転して、駆動輪（図示せず）が回転することにより、車両が前進する。
【００３６】
一方、車両の後進時には、後進クラッチＣ１が係合され、前進クラッチＢ１が解放される。駆動源の動力がインプット軸１１に入力されると、キャリア４２およびサンギヤ４３がインプット軸１１と一体に回転する。そのため、サンギヤ４３の回転は、リングギヤ４４に回転方向が逆転されずに伝達される。これにより、リングギヤ４４が車両の前進時と逆方向に回転し、ベルト伝達機構１３のプライマリ軸２１およびプライマリプーリ２３がリングギヤ４４と一体に回転する。プライマリプーリ２３の回転は、ベルト２５を介して、セカンダリプーリ２４に伝達され、セカンダリプーリ２４およびセカンダリ軸２２を回転させる。そして、セカンダリ軸２２と一体に、アウトプット軸１２および出力ギヤ１５が回転する。出力ギヤ１５が回転すると、デファレンシャルギヤ５１から左右に延びるドライブシャフト５２，５３が前進時と逆方向に回転して、駆動輪（図示せず）が回転することにより、車両が後進する。
【００３７】
＜クラッチの構成＞
図２は、変速機１における前進クラッチＢ１の断面図である。図１には、回転軸線Ｃに対する一方側のみが示されている。また、図２では、断面を示すハッチングの付与が省略されている。
【００３８】
キャリア４２は、インプット軸１１にベアリング６１を介して回転可能に支持されている。キャリア４２は、ベアリング６１の内輪（インナレース）に挿通される挿通部６２と、挿通部６２から回転径方向に延びる支持部６３と、支持部６３の外側端部から回転軸線Ｃに沿う方向である回転軸線方向の一方側（プライマリプーリ２３側と反対側）に延びる延部６４とを一体的に有している。ピニオンギヤ４５は、延部６４に回転可能に支持されている。
【００３９】
サンギヤ４３は、インプット軸１１の端部に、インプット軸１１と一体的に形成されている。
【００４０】
リングギヤ４４は、プライマリプーリ２３とキャリア４２との間で回転径方向に延びる支持部６５と、支持部６５の外周縁部から回転軸線方向の一方側に延びる略円筒状のギヤ部６６とを一体的に有している。支持部６５の回転軸線Ｃ側の端部は、プライマリプーリ２３とスプライン嵌合している。ギヤ部６６の内周面には、ギヤ歯６７が形成されており、そのギヤ歯６７には、ピニオンギヤ４５が回転径方向内側から噛合している。
【００４１】
前進クラッチＢ１は、クラッチハブ７１およびクラッチピストン７２を備えている。
【００４２】
クラッチハブ７１は、キャリア４２の延部６４の一方側の端部に固定されている。クラッチハブ７１には、複数のクラッチディスク７３が回転軸線方向に間隔を空けて保持されている。
【００４３】
変速機１のトランスミッションケース７４には、複数のクラッチプレート７５が回転軸線方向に間隔を空けて保持されている。クラッチディスク７３とクラッチプレート７５とは、回転軸線方向に交互に並ぶように配置されている。
【００４４】
図３は、クラッチピストン７２の斜視図である。図４は、クラッチピストン７２の下面図である。
【００４５】
クラッチピストン７２は、回転軸線方向に移動可能に設けられ、図３に示されるように、略円環板状の受圧部７６と、受圧部７６の外周縁部から回転軸線方向の一方側に延びる略円筒状の外周部７７とを一体的に有している。受圧部７６は、図２に示されるように、回転軸線方向においてリングギヤ４４の支持部６５に対してプライマリプーリ２３側に配置されている。外周部７７は、リングギヤ４４のギヤ部６６を回転径方向の外側から間隔を空けて取り囲むように配置される。
【００４６】
受圧部７６に対してリングギヤ４４の支持部６５側と反対側には、受圧部７６とトランスミッションケース７４との間に油室７８が形成されている。油室７８には、前進クラッチＢ１を係合／解放させるための油圧（作動油）が供給される。
【００４７】
油室７８に油圧が供給されると、クラッチピストン７２がクラッチプレート７５側に移動し、クラッチピストン７２からクラッチプレート７５およびクラッチディスク７３に押圧によるクラッチ締結荷重が加えられる。このクラッチ締結荷重により、クラッチプレート７５とクラッチディスク７３とが圧接し、前進クラッチＢ１が係合する。前進クラッチＢ１の係合により、キャリア４２が制動される。
【００４８】
前進クラッチＢ１の係合状態から油圧（クラッチ圧）が開放されると、リターンスプリング（図示せず）の付勢力により、クラッチピストン７２がクラッチプレート７５側と反対側に移動し、クラッチピストン７２からクラッチプレート７５およびクラッチディスク７３に加えられるクラッチ締結荷重がなくなる。これにより、クラッチプレート７５とクラッチディスク７３との圧接が解除され、前進クラッチＢ１が解放される。前進クラッチＢ１の解放により、キャリア４２の制動が解除される。
【００４９】
クラッチピストン７２の外周部７７は、図２および図３に示されるように、先端部７９および受圧部７６との境界部分８０と比較して、先端部７９と境界部分８０との間の部分８１の肉厚が小さくされている。これに対応して、リングギヤ４４のギヤ部６６は、二点鎖線で示される従来構成と比較して、その肉厚が大きくされている。言い換えれば、リングギヤ４４のギヤ部６６の肉厚が従来構成よりも大きくされたことに対応して、ギヤ部６６とクラッチピストン７２の外周部７７との干渉を避けるため、外周部７７におけるギヤ部６６と対向する部分８１の肉厚が小さくされている。
【００５０】
そして、外周部７７の薄肉部分８１の下端部には、図３および図４に示されるように、クラッチピストン７２の内側（油室７８と反対側）から潤滑油を抜くための油抜き用開口８２が形成されている。油抜き用開口８２は、外周部７７の周方向に延びる端縁８３，８４と、端縁８３，８４の各一端間および各他端間を回転軸線方向に延びる端縁８５，８６とを有している。油抜き用開口８２の端縁８３，８４間には、油抜き用開口８２の周方向の中央部において回転軸線方向に延びる柱部８７が架設されている。
【００５１】
＜作用効果＞
以上のように、クラッチピストン７２の外周部７７には、外周部７７の内側から潤滑油を抜くために、油抜き用開口８２が形成されている。油抜き用開口８２は、外周部７７の周方向に延びる両端縁８３，８４を有している。そして、その油抜き用開口８２の両端縁８３，８４間には、回転軸線方向に延びる柱部８７が架設されている。そのため、外周部７７（薄肉部分８１）の肉厚が小さくても、油抜き用開口８２の周縁部の剛性を確保することができる。その結果、油抜き用開口８２の周縁部の変形が抑えられて、油抜き用開口８２の周縁部に生じる応力が下がることにより、その周縁部の破損を抑制することができる。
【００５２】
また、油抜き用開口８２の周縁部における変形を抑えることができるので、クラッチピストン７２の外周部７７の全体における変形を抑えることができる。そのため、クラッチピストン７２からクラッチディスク７３およびクラッチプレート７５に加えられるクラッチ締結荷重の分布を均一に近づけることができる。その結果、クラッチディスク７３およびクラッチプレート７５を良好に圧接させることができ、前進クラッチＣ１の伝達トルク容量を大きくすることができる。
【００５３】
また、クラッチピストン７２の外周部７７の全体における変形を抑えることができるので、外周部７７とトランスミッションケース７４における外周部７７に回転径方向に対向する部分との間の隙を小さくすることができる。これにより、油室７８を封止するためのＤリングなどのシール部材８８がトランスミッションケース７４と外周部７７との隙に噛み込むことを抑制できる。
【００５４】
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００５５】
たとえば、前述の実施形態では、油抜き用開口８２の両端縁８３，８４間に１本の柱部８７が架設された構成を取り上げたが、図５に示されるように、２本以上の柱部８７が油抜き用開口８２の両端縁８３，８４間に架設されていてもよい。
【００５６】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１    変速機
７２  クラッチピストン
７６  受圧部
７７  外周部
８２  油抜き用開口
８３  端縁
８４  端縁
８７  柱部
Ｂ１  前進クラッチ
【図１】
0006656939.tif 000002
【図２】
0006656939.tif 000003
【図３】
0006656939.tif 000004
【図４】
0006656939.tif 000005
【図５】
0006656939.tif 000006
【図６】
0006656939.tif 000007