(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速装置のオーバードライブ装置におけるクラッチ装置とこのクラッチ装置を作動させるためのピストンとの両部材間に配置され、かつ金属製材料により略皿ばね状に形成されその周面部の撓み変形によって全体が軸方向へ変形可能な状態で組み込まれるクッションプレートであって、
前記周面部の周縁には、径方向に関する長さを異にする第１・第２の爪片が交互に等間隔毎に複数個突出形成され、前記第２の爪片は前記第１の爪片より短めに形成されるとともに、クッションプレートの自然状態では前記第１の爪片は前記周面部と対向する側の前記部材に当接するが、前記第２の爪片は前記部材との間に隙間を保有し前記クッションプレートの撓み変形の途上で前記部材に当接して前記第１の爪片と共に撓み変形することにより、前記クッションプレートは前記第１・第２の爪片が共に前記部材に当接した後は、ばね定数が高い領域に切り換わることを特徴とするクッションプレート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車の自動変速装置中に組み込まれるクッションプレートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の自動変速装置にはエネルギー節減のために、オーバードライブ装置を組み込んだものが多い。オーバードライブ装置は一般には、油圧サーボ機構によって係合・解除がなされるクラッチ装置が備えられたものとなっており、オーバードライブ段の作動の切り換えを可能にしている。こうしたオーバードライブ装置では、変速時におけるクラッチの係合ショックを緩和するために、ピストン部分とクラッチ部分との間に皿ばね状のクッションプレートを介在させることが行われてきた。
従来、使用されていたクッションプレートＣＰは図１０及び図１１に示すように、全体がリング状に形成されており、その環状部は内周縁側から外周縁側にかけて下り勾配となるようなテーパー面Ｔが形成され、これによってクッションプレートＣＰ全体が軸方向に撓みうる構造となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オーバードライブ段での高速走行中にアクセルペダルを解放して、減速中にシフトダウンを行うコーストダウンの場合には、クラッチは小さなトルクを伝達できればよいが、オーバードライブ段での高速走行中に、マニュアル操作でシフトダウンを行うマニュアルダウンの場合には、大きなトルク伝達が必要となる。このような必要伝達トルクに到達するまでのトルク容量の変化量は、クッションプレートの荷重とストロークに基づいて設定されているが、これが必要伝達トルクに見合わないような場合には、クラッチの係合ショックとなって搭乗者に不快感を与えてしまう。
【０００４】
しかるに、従来形状のクッションプレートＣＰの場合、加えられる荷重と軸方向の撓み量（ストローク）との関係は、図１２に示すような単純な比例関係となるに過ぎない。通常は、減速に伴うコーストダウンを想定してそのばね定数を設定するため、前者のように必要伝達トルクが小さい場合には良好に対応するものの、後者のように必要伝達トルクが大きい場合にはクッションプレートのばね定数が不足し、このため、従来では変速ショックの吸収には不十分とならざるを得なかった。
【０００５】
本発明は上記した従来の問題点に鑑みて開発工夫されたものであり、その目的とするところは、複数の強さのショックの吸収に対して良好な特性を発揮するクッションプレートを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１の発明は、自動変速装置のオーバードライブ装置におけるクラッチ装置とこのクラッチ装置を作動させるためのピストンとの両部材間に配置され、かつ金属製材料により略皿ばね状に形成されその周面部の撓み変形によって全体が軸方向へ変形可能な状態で組み込まれるクッションプレートであって、前記周面部の周縁には、径方向に関する長さを異にする第１・第２の爪片が交互に等間隔毎に複数個突出形成され、前記第２の爪片は前記第１の爪片より短めに形成されるとともに、クッションプレートの自然状態では前記第１の爪片は前記周面部と対向する側の前記部材に当接するが、前記第２の爪片は前記部材との間に隙間を保有し前記クッションプレートの撓み変形の途上で前記部材に当接して前記第１の爪片と共に撓み変形することにより、前記クッションプレートは前記第１・第２の爪片が共に前記部材に当接した後は、ばね定数が高い領域に切り換わることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
請求項１の発明によれば、対向する二部材間が接近・離間すると、クッションプレートが軸方向へ撓む。そして、撓みの進行の過程で撓み変形の支点が変化するため、ばね特性が複数段階に変化する。したがって、必要とされるばね特性の領域を状況に応じて選択すれば、複数の強さのショック吸収に有効となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１において、１００はトルクコンバータ、２００は前進３段後進１段の主変速機、３００はオーバードライブ装置であり、トルクコンバータ１００とオーバードライブ装置３００は入力軸６を介して連結されている。オーバードライブ装置３００と主変速機２００は軸７を介して連結されている。軸７はオーバードライブ装置３００の出力軸でもあり、主変速機２００の入力軸でもある。
【００１０】
トルクコンバータ１００はエンジンの出力軸１に連結されたポンプインペラ２、タービンランナ３、一方向クラッチ５及びこれに支持されるステータ４よりなる。
【００１１】
また、主変速機２００は入力軸（オーバードライブ装置３００の出力軸）、中間軸８，９、第１及び第２の遊星歯車機構３０，４０、及び出力軸１０を同心的に配置し、さらに２個のクラッチ装置１１，１２、３個のブレーキ装置１４，１５，１６、２個の一方向クラッチ１８，１９を備えている。但し、クラッチ装置１１，１２は圧油作動機構により、入力軸７と中間軸８、入力軸７と中間軸９とをそれぞれ着脱自在に結合する。ブレーキ装置１４，１５，１６は圧油作動機構により、第１及び第２の遊星歯車機構３０，４０の各構成要素の回転を制止する。
【００１２】
オーバードライブ装置３００はトルクコンバータ１００のタービンランナ３に連結している入力軸６、第３の遊星歯車機構５０及び出力軸７（主変速機２００の入力軸）を同心的に配置し、更に１個のクラッチ装置１３、１個のブレーキ装置１７及び１個の一方向クラッチ２０を備えている。第３の遊星歯車機構５０はサンギヤ５１とリングギヤ５３を有し、これら両ギヤ５１，５３に噛み合うプラネタリピニオン５２を有し、さらにプラネタリピニオン５２を回転自在に支持するキャリア５４を有している。サンギヤ５１を固定してキャリア５４に右方向の回転を与えると、プラネタリピニオン５２を介してリングギヤ５３はキャリア５４と同方向に回転する。
【００１３】
トルクコンバータ１００のタービンランナ３に連結された入力軸６は第３の遊星歯車機構５０のキャリア５４に連結され、キャリア５４はクラッチ装置１３の摩擦板６０とスプライン嵌合するハブ６１と連結されている。サンギヤ５１は図２のシリンダ６２と連結しており、シリンダ６２はその一端でクラッチ装置１３の圧力板６３及びブレーキ装置１７の摩擦板６４とスプライン嵌合するハブ６５と連結している。また、シリンダ６２内にはクラッチ装置１３を作動させるためのピストン６６が配設されている。シリンダ６２とピストン６６との間には油室７４が形成されている。またピストン６６にはチェックボール７３が配設されている。ミッションケース６７にはブレーキ装置１７の圧力板６８がスプライン嵌合されているとともに、シリンダ６９が形成されている。またシリンダ６９内にはブレーキ装置１７を作動させるためのピストン７０が配設されている。またピストン７０はシリンダ６９と共に油室７５を形成している。リングギヤ５３に連結されたフランジ７１は出力軸７に連結されている。サンギヤ５１とキャリア５４との間に配設される一方向クラッチ２０はサンギヤ５１にスプライン嵌合するインナレース（図示しない）とハブ６１に設けられたアウタレース７２とから構成されている。
【００１４】
一方、ピストン６６とクラッチ装置１３との間には、図３等に示すような皿ばね状をなすクッションプレート９０が介在されており、ピストン６６の動作に伴うクラッチの係合時のショック（変速ショック）を吸収しクラッチ装置１３側へのトルク伝達の役割を果たす。
【００１５】
クッションプレート９０はばね鋼材により形成され、全体は略リング状に形成されている。また、クッションプレート９０の周面部は図４あるいは図５に示すように、内周側から外周側にかけて下り勾配となるような傾斜面９１としてあり、これによってクッションプレート９０は軸方向へ撓み変形可能となっている。さらに、周面部の外周縁には長さの異なる爪片（長い方が第１の爪片９２であり、短い方が第２の爪片９３である。）が交互に等角度間隔毎に配されている。各第１、第２の爪片９３の付け根はほぼ同一円周上に位置するようになっているとともに、クッションプレート９０の自然状態（ピストン６６の押圧力から解放されている状態）では、図４に示すように、第１の爪片９２の先端はクラッチ装置１３側（摩擦板６０側）に当接しているが、第２の爪片９３の先端は圧力板６３との間に僅かな隙間が保たれている。しかし、ピストン６６からの押圧力が作用してクッションプレート９０が軸方向へ圧縮されると、その途上で第２の爪片９３の先端も当接を開始することになる。したがって、クッションプレート９０はその圧縮過程においては、第１の爪片９２のみが撓む期間では、そのばね力は第１の爪片９２のみに依存するが（図６に示すＡ領域参照）、圧縮過程の進行に伴って第２の爪片９３も撓み変形を開始すると、ここから以降はクッションプレート９０全体のばね力は第１の爪片９２と第２の爪片９３とを合成したものとなり、その結果全体のばね力が増強される（同図６参照）。
【００１６】
本実施形態のものは上記のように構成されたものである。前進第１速から前進第３速までは主変速機２００において、クラッチ装置１１、１２あるいはブレーキ装置１４〜１６が各変速段に応じて作動するが、オーバードライブ装置が作動する場合には、直結段とオーバードライブ段とでは次のような作動となる。
【００１７】
直結の場合には、クラッチ装置１３と一方向クラッチ２０とが作動している。入力軸６からの入力回転はキャリヤ５４、ハブ６１、摩擦板６０、圧力板６３、シリンダ６２を介してサンギヤ５１に伝えられるとともに、キャリヤ５４、ハブ６１、一方向クラッチ２０、インナレース７２を介してサンギヤ５１に伝えられる。そのため、第３の遊星歯車機構５０において、キャリヤ５４とサンギヤ５１の同方向の回転によりリングギヤ５３はプラネタリピニオン５２とサンギヤ５１と共に一体化されて回転して出力軸７に伝えられる。
【００１８】
一方、オーバードライブの場合には入力軸６からの入力回転はキャリヤ５４に伝えられる。このとき、ブレーキ装置１７が作動しているためサンギヤ５１は固定され、プラネタリピニオン５２がサンギヤ５１に沿って公転し増速されてリングギヤ５３に伝えられ、出力軸７に伝えられる。
【００１９】
ところで、オーバードライブ段での走行中に、減速に伴う自動変速によって、またはマニュアル操作によってシフトダウンがなされると、オーバードライブ段から直結状態への変速がなされる。このときには、シリンダ６２とピストン６６とで構成される油室７４に制御油圧が導入されることにより、ピストン６６が移動する。これにより、クッションプレート９０は圧縮されてクラッチ装置１３が係合し、このクラッチ装置１３を介して動力が伝達される。
【００２０】
上記のようにしてクッションプレート９０が圧縮される間には、まず圧縮前期（図６に示すＡの領域）には第１の爪片９２のみが撓み変形するため、このときのトルク伝達はクッションプレート９０のばね定数が低い領域において行われる。そして、圧縮後期（図６に示すＢの領域）では第２の爪片９３の先端が圧力板６３に接触を開始するため、これ以後は第１の爪片９２に加えて第２の爪片９３も併せて撓み変形する。つまり、圧縮後期では、クッションプレート９０のばね定数が高い領域に切り換えられてトルク伝達がなされる。
【００２１】
したがって、アクセルペダルを解放し徐々に車速を減速させるような場合には、必要とされるトルクに見合うばね力が得られるため、従来と同様、変速ショックの問題は生じない。一方、オーバードライブ段からマニュアル操作によってシフトダウンを図るような場合には、必要とされるトルクが大きいが、クッションプレート９０の圧縮動作が後期に入ると、ここから以降はＢの領域に入ってばね力が増強されるため、クラッチ装置１３に対して大きなトルクが伝達された時に、これに伴って生じる大きな衝撃の吸収が可能となり、マニュアル操作によるシフトダウン時の変速ショックも解消できる。
【００２２】
なお、本発明は種々の変更が可能であり、次のような変形例も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００２４】
図７は本発明の参考例を示している。本実施形態では、二種類の爪片を設定したが、一つの爪片において例えば複数箇所に屈曲部９１Ａ，９１Ａを設定し（図７参照）、クッションプレート９０の圧縮動作の過程で、順次圧力板に当接するようにすれば、支点位置を順次変化させることができる。
【００２５】
図８は本発明の参考例を示している。爪片を廃して周面部の途中の位置に突起９１Ｄあるいは切り起こしの爪を形成すれば、これらがクッションプレートの撓みの途中で支点として作用するものとすることができる。
【００２６】
図９は本発明の参考例を示している。本実施形態では爪片の長さを異なるものを示したが、これに換えて長さは等しいが折曲げ角度の異なる爪片９１Ｂ，９１Ｃを設定するようにすれば、爪片の撓み開始時期を異ならせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態における主変速機の概略図
【図２】  オーバードライブ装置の要部を拡大して示す断面図
【図３】  クッションプレートの正面図
【図４】  クッションプレートの一段目の動作を示す拡大断面図
【図５】  クッションプレートの二段目の動作を示す拡大断面図
【図６】  クッションプレートのばね特性図
【図７】  本発明の参考例に係るクッションプレートを示す拡大断面図
【図８】  本発明の他の参考例に係るクッションプレートを示す拡大断面図
【図９】  本発明のさらに他の参考例に係るクッションプレートを示す拡大断面図
【図１０】  従来技術におけるクッションプレートの正面図
【図１１】  同じく断面図
【図１２】  従来のクッションプレートのばね特性図
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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