JPH1122750A - 自動変速機油圧サーボのリターンスプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リテーナの捩じれによるリターンスプリング
の倒れを防止する。 【解決手段】 リターンスプリング装置は、所定の周径
上に複数配置され、一端を油圧サーボピストン２０に当
接するコイルスプリング３と、その他端に当接し、反力
支持部材４０に支持されたリテーナ５とからなる。コイ
ルスプリング３の捲線の内周側に、それの周径の中心回
りの捩じれを規制する捩じれ規制手段５１を設け、リテ
ーナ５を反力支持部材４０に相対回転可能に支持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機内に配
設されるクラッチ及びブレーキの油圧サーボに関し、特
にそのピストンを押し戻すリターンスプリング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機において、その変速のために
クラッチ及びブレーキの摩擦係合要素を係脱させる油圧
サーボには、その油圧シリンダへの油圧の供給を解除し
て摩擦係合要素の係合を解放する際に、ピストンを弾性
負荷でシリンダ内へ押し戻すリターンスプリング装置が
設けられている。こうしたリターンスプリング装置は、
通常、一端を油圧サーボのピストンに当接させたコイル
スプリングと、該スプリングの他端をかしめ止め支持す
るリテーナとで構成され、リテーナはシリンダと一体の
軸状部の外周に嵌合させたスナップリングで軸方向支持
される。

【０００３】ところで、油圧サーボのピストンは、クラ
ッチ又はブレーキの係合時に、摩擦係合要素を構成する
プレッシャプレートと摩擦材ディスクとをピストンの先
端とバッキングプレートとの間で押圧して、それらの相
対回転を規制する動作をするが、プレッシャプレートは
その内周又は外周部に突設された爪を油圧サーボのシリ
ンダから延びる円筒部のスプライン溝に係合して軸方向
摺動自在に支持されており、スプライン溝と爪との間の
回転方向のクリアランス分だけトルクにより微小に回転
する。この回転はそれを押圧するピストンに伝達され、
それをも回転させる作用をする。一方、リテーナには格
別回転方向の力が作用しない。そこで、係合動作の繰り
返しでリテーナに対するピストンの微小な回転が蓄積し
てくると、コイルスプリングに変速機軸周りの捩じれ力
が作用するようになる。この捩じれ力に抗するコイルス
プリングの反力は、ピストンとリテーナ双方にかかる
が、環状のシリンダの内外周に対してそれぞれＯリング
でシールされて軸方向可動に嵌挿されたピストンは、シ
ール部の回転方向の摩擦力が大きいため、一旦回転する
とコイルスプリングの反力では戻りにくい。したがっ
て、コイルスプリングの他端がリテーナにかしめ止めさ
れ、更にリテーナがスナップリングに回り止めされたも
のでは、コイルスプリングは捩じれの蓄積で荷重が不安
定になる可能性があった。

【０００４】こうした問題点を解決する技術が、実開平
５−２７３５７号公報に開示されている。この技術で
は、対向するリテーナを相互に回り止めすることで、そ
の間の捩じれを防ぎ、それらに両端を当接するスプリン
グの傾斜による倒れを防いでいる。これと同様の技術が
実開平６−４３３７９号公報及び実開平５−８７３４８
号公報にも開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の技術は、いずれもリテーナ間の回転を規制することで
間接的にコイルスプリングの倒れを防ぐ、換言すれば、
コイルスプリングの両端の位置ずれが生じないようにす
ることで倒れを防ぐものであるため、リテーナ相互の回
り止め手段が、スプリングの圧縮時に互いに相手方のリ
テーナと干渉しないようにするための工夫やスプリング
の圧縮ストロークの制限を余儀なくされる。

【０００６】ところで、スプリングは、本来、それに与
えられる負荷に抗する反発力を発揮して原形に戻ろうと
する性質のものである。したがって、コイルスプリング
の倒れは、それらの傾斜が過剰にならないうちに負荷を
逃がしてやれば、必ずしもスプリングの両端位置を規制
しなくても、反発力を利用して防止できるはずである。
そこで、上記のようにコイルスプリング自体の反発力を
利用して負荷を逃がす場合、前記のようにピストンは、
シール部の回転方向の摩擦力が大きいため、一旦回転す
るとコイルスプリングの反力では戻りにくいのに対し
て、リテーナとスナップリングとの当接部は比較的摩擦
力が小さいため、特にスプリングの圧縮負荷が解放され
たときには回り易い。

【０００７】そこで、本発明は、コイルスプリングの傾
斜を規制することにより生じる反発力を利用して、スプ
リングにかかる負荷をリテーナとそれを支持する部材と
の回転で解放可能とすることにより、両端を支持するリ
テーナ等の部材の相互の回転を規制することなくスプリ
ングの倒れを防ぐことができるリターンスプリング装置
を提供することを第１の目的とする。

【０００８】ところで、コイルスプリングの傾斜を規制
するのに、そのための手段は、可能な限り配設スペース
を必要としないことが望ましい。

【０００９】そこで、本発明は、傾斜規制手段のための
実質的な配設スペースを必要とすることなく、スプリン
グの倒れを防止することを第２の目的とする。

【００１０】更に、本発明は、傾斜規制手段を簡単な構
成で実現するとともに、リテーナを簡単な構成で反力部
材に相対回転可能に支持することを第３の目的とする。

【００１１】次に、上記のように傾斜規制手段を設ける
場合、コイルスプリングのうちのある程度の個数のもの
の傾きを抑制すれば、他のものの傾きも自ずと抑制する
ことができる。

【００１２】そこで、本発明は、傾斜規制手段の付設個
数を必要最小限に止めることで、傾斜規制手段を付加す
ることに伴う加工工数の増加を最小限に止めることを第
４の目的とする。

【００１３】また、本発明は、傾斜規制手段を付設する
ことによるコイルスプリングの作動への影響を可及的に
少なくしながら、早期にコイルスプリングの傾斜を修正
することを第５の目的とする。

【００１４】更に、本発明は、傾斜規制手段を付設する
ことによるコイルスプリングの圧縮量の制限をなくすこ
とを第６の目的とする。

【００１５】ところで、近時の自動変速機の多段化に伴
う酷しいコンパクト化の要請から、油圧サーボの配設ス
ペースを極限すべく、２つの油圧サーボをシリンダを共
用する形態で組み合わせ、それらのピストンを内外周位
置関係にオーバラップさせて配置する場合がある。こう
した場合、リターンスプリング装置をも共用する形態を
採ることで、油圧サーボの更なるコンパクト化が可能と
なる。

【００１６】そこで、本発明は、上記リターンスプリン
グ装置をこうした油圧サーボの互いにオーバラップさせ
たピストンのリターン機構に適用可能なものとすること
を第７の目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、自動変速機の油圧サーボピストンの
軸を中心として所定の周径上に複数配置され、少なくと
も一端がリテーナを介して反力部材に軸方向支持された
コイルスプリングを備える自動変速機油圧サーボのリタ
ーンスプリング装置において、前記コイルスプリングの
前記軸回りの捩じれを規制する傾斜規制手段が設けら
れ、前記リテーナは、反力部材に相対回転可能に当接す
ることを特徴とする。

【００１８】次に、第２の目的を達成するため、前記傾
斜規制手段は、コイルスプリングの捲線の内径側に配設
された構成とされる。

【００１９】更に、第３の目的を達成するため、前記傾
斜規制手段は、リテーナに固定したピンとされ、前記リ
テーナは、スナップリングを介して反力部材に支持され
た構成とされる。

【００２０】次に、第４の目的を達成するため、前記ピ
ンは、所定の周方向間隔を置いてコイルスプリングの数
より少なく配設された構成とされる。

【００２１】更に、第５の目的を達成するため、前記ピ
ンは、コイルスプリングの捲線の内径より僅かに小さな
軸径を有する構成とされる。

【００２２】更に、第６の目的を達成するため、前記ピ
ンは、コイルスプリングの最大圧縮ストローク時にリテ
ーナに対向してコイルスプリングの他端に当接する反力
部材との間に間隙を残す軸長を有する構成される。

【００２３】更に、第７の目的を達成するため、前記反
力部材は、その一方が他方の径方向内方に配設された第
１及び第２の油圧サーボピストンとされ、前記リテーナ
は、スナップリングを介して第１の油圧サーボピストン
の外周に軸方向支持され、前記コイルスプリングは、他
端を他のリテーナにかしめ止めされ、該他のリテーナを
介して第２の油圧サーボピストンに当接する構成とされ
る。

【００２４】

【発明の作用及び効果】上記請求項１記載の構成では、
コイルスプリングの変速機軸回りの捩じれが生じると、
傾斜規制手段により傾きを規制されることでコイルスプ
リングに反力が生じ、その力がリテーナを反力部材に対
して回転させることで、コイルスプリングにかかる捩じ
れ力を円滑に解放することができる。したがって、この
構成によれば、スプリングのストロークを制約するよう
なリテーナ相互の回転を規制する手段を用いることな
く、スプリングの倒れを防ぐことができる。

【００２５】次に、請求項２記載の構成では、傾斜規制
手段をコイルスプリングの捲線の内径側に配設すること
で、実質上傾斜規制手段の配設スペースの必要とせずに
装置を構成することができる。

【００２６】更に、請求項３に記載の構成では、傾斜規
制手段をリテーナに固定したピンとすることで、傾斜規
制手段の構成を極めて単純化することができ、また、リ
テーナをスナップリングを介して反力部材に支持するこ
とで、従来の支持手段と同様のもので、コイルスプリン
グにかかる捩じれ力を円滑に解放することができる。

【００２７】更に、請求項４に記載の構成では、傾斜規
制手段としてのピンを、所定の周方向間隔を置いてコイ
ルスプリングの数より少なく配設することで、ピンをリ
テーナに付設することに伴う加工工数の増加を最小限に
抑えることができる。

【００２８】更に、請求項５に記載の構成では、傾斜規
制手段としてのピンを、コイルスプリングの捲線の内径
より僅かに小さくすることで、コイルスプリングの傾き
が小さいうちに捩じれを修正する動作を生じさせること
ができ、それにより倒れ防止効果を確実なものとするこ
とができる。

【００２９】更に、請求項６に記載の構成では、傾斜規
制手段としてのピンを、コイルスプリングの圧縮ストロ
ークを制限しない軸長を上限として適宜の長さに設定す
ることで、ピンの倒れに対する剛性を高めることができ
る。

【００３０】次に、請求項７に記載の構成では、径方向
にオーバラップする２つの油圧サーボピストンの中間に
リターンスプリング装置を両油圧サーボに共用のものと
して配設した構成を採るものにおいて、コイルスプリン
グの倒れを防止することができる。そして、特に、それ
ぞれのピストンに互いに逆方向の回転が蓄積されるよう
な場合に、コイルスプリングの倒れを防ぐ機能を極めて
有効に発揮させることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態について説明する。図１は実施形態に係る自動変速
機油圧サーボのリターンスプリング装置を軸方向断面で
示すもので、この装置は、自動変速機１の軸１１を中心
として所定の周径Ｄ上に複数配置され、一端がリテーナ
５を介して本形態において第１の油圧サーボピストン４
０で構成される反力部材に軸方向支持されたコイルスプ
リング３を備えている。

【００３２】本発明に従い、コイルスプリング３の軸１
１回りの捩じれを規制する傾斜規制手段５１が、本形態
においてコイルスプリング３の捲線の内径側にリテーナ
５に固定して設けられている。そして、リテーナ５は、
反力部材としての油圧サーボピストン４０に相対回転可
能に当接している。具体的には、リテーナ５は、スナッ
プリング４１を介して油圧サーボピストン４０の外周に
軸方向支持されている。また、コイルスプリング３は、
他端を反力部材を構成する第２の油圧サーボピストン２
０とは別体の他のリテーナ５２にかしめ止めされ、リテ
ーナ５２を介して油圧サーボピストン２０に間接的に当
接している。

【００３３】更に、各部について詳述すると、油圧サー
ボピストン２０は、ワンウェイクラッチのアウタレース
を固定するブレーキＢ２の摩擦係合要素６を係合する油
圧サーボ２に設けられ、変速機ケース１０に外周側を固
定したＬ字状断面のシリンダ部分２１と、それに溶接等
で固定され、外周側を変速機ケース１０に固定した段付
きの円筒状シリンダ部分２４とで構成される油圧サーボ
シリンダに、Ｏリングによる内外周シール下で摺動自在
に嵌挿されている。

【００３４】一方、他のピストン４０は、プラネタリギ
ヤのキャリアを固定するブレーキＢ３の摩擦係合要素７
を係合する油圧サーボ４に設けられ、前記段付きの円筒
状シリンダ部分２４とほぼ同形の段付きの円筒状ピスト
ンとされ、円筒状シリンダ部分２４で構成される油圧サ
ーボシリンダの内周にＯリングによる外周シール下で摺
動自在に嵌挿されている。

【００３５】なお、両摩擦係合要素６，７は、それぞれ
プレッシャプレート６１，７１と、摩擦材ディスク６
２，７２と、バッキングプレート６３，７３とで構成さ
れ、プレッシャプレート６１とバッキングプレート６３
は、それらの外周から突出する爪部をシリンダ部分２１
から延在する櫛歯状のスプライン溝に回り止め支持さ
れ、プレッシャプレート７１とバッキングプレート７３
は、それらの外周から突出する爪部を変速機ケース１０
のスプライン溝に回り止め支持されている。これに対し
て、両摩擦材ディスク６２，７２は、それぞれブレーキ
ハブ８，９のスプライン溝に回り止め支持されている。

【００３６】コイルスプリング３は、図２に軸横断方向
断面をリテーナ５２とともに示すように、前記周径Ｄ上
に周方向に均等に、相互に若干の間をおいて多数（図示
の形態では２６個）配列されている。コイルスプリング
３は、一端をピストン２０側の部材としての他のリテー
ナ５２にかしめ止めされている。

【００３７】リテーナ５は、図３に軸方向断面を示すよ
うに、プレス成形品からなる外周に軸方向に鍔を有する
リング状に構成され、その板面にスプリング３の他端が
当接するものとされている。傾斜規制手段５１は、所定
の周方向間隔を置いてスプリング３の数より少なく、本
形態において、周方向に等間隔に４個配設されている。
本形態では、傾斜規制手段５１は、リテーナ５にリベッ
ト止めの要領で固定したピンとされ、これらのピン５１
は、スプリング３の円滑な圧縮ストロークに支障のない
程度のクリアランスをスプリング３の捲線との間に保つ
軸径とされ、かつ、セット状態におけるスプリング３の
長さの６０％程度の長さとされている。なお、この長さ
は、スプリング３の圧縮ストロークに支障のない範囲
で、長ければ長いほど傾斜規制効果は増すが、短くする
ことで、スプリング３から受ける反力に対する剛性は高
くなる。

【００３８】このように構成された装置において、スプ
リング３は、図１に示すように変速機ケース１０に設け
られた給排油路１２から油圧を供給することで圧縮さ
れ、油圧を排出することで戻るわけであるが、例えば、
油圧サーボ４に油圧を供給すると、ピストン４０がスプ
リング３を圧縮しながらシリンダ２４に対して図示右方
向に押し出され、ピストン４０の先端がプレッシャプレ
ート７１に当接し、更に各プレッシャプレート７１とそ
れらの間の摩擦材ディスク７２がバッキングプレート７
３との間で間隙をなくした状態でブレーキハブ８のトル
クが摩擦材ディスク７２を介してプレッシャプレート７
１に伝達される。このとき、ブレーキハブ８のトルクが
正転方向（図の左側からみて時計回り方向）であると、
プレッシャプレート７１も同方向に微小に回転し、それ
に連れてピストン４０も同方向に微小に回転させられ
る。このようにして生じたピストン４０の回転は、スナ
ップリング４１を経てリテーナ５に伝達され、リテーナ
５を同じく時計回り方向に微小に回転させる。この状態
から、油圧サーボ４の油圧を排除すると、ピストン４０
はスプリング３の戻し力で引き戻されるが、回転するこ
とはない。したがって、リテーナ５には、微小な回転変
位が残る。

【００３９】こうした油圧サーボ４の作動の繰り返し
で、リテーナ５の回転変位は次第に蓄積されるが、それ
によるスプリング３の傾きが大きくなると、ピン５１に
かかる反力が大きくなり、これによるリテーナ５の逆転
方向の力が摩擦力を超えたところで、リテーナ５はスナ
ップリング４１に対して回転し、スプリング３に蓄えら
れた反力を解放する。

【００４０】同様の作動が給排油路１３から油圧を供給
して油圧サーボ２を作動させた場合についても生じる
が、更に、両油圧サーボ２，４が関連作動する摩擦係合
要素７，６の掴み替え時の作動について説明すると、例
えば、ブレーキＢ３によるハブ８の正転止めを解放しな
がら、ブレーキＢ２でハブ９の逆転を止める作動に移行
する場合、前記と同様の作動で、両ピストン４０，２０
に互いに逆方向の回転が生じる。したがって、こうした
作動を繰り返すと、スプリング３にかかる捩じれは大き
くなるが、本発明の作動で、リテーナ５は常にピストン
４０に対して回転して捩じれ力を解放するので、リテー
ナ５とリテーナ５２は常に整合した状態を保つことがで
きる。

【００４１】以上詳述したように、上記の構成では、コ
イルスプリング３の捲線の内径側に配設されたピン５１
が、コイルスプリング３の反力によりリテーナ５をピス
トン４０に対して回転させることで、コイルスプリング
３にかかる反力を円滑に解放することができる。したが
って、スプリングのストロークを制約するようなリテー
ナ５，５２相互の回転を規制する手段を用いることな
く、スプリング３の倒れを防ぐことができる。そして、
特に、両油圧サーボ２，４が関連作動する摩擦係合要素
７，６の掴み替え時においては、コイルスプリング３の
圧縮量は単独作動の場合に比べて大きくなるが、本発明
のピン５１による傾斜規制によりそのための圧縮ストロ
ークを容易に確保することができる。

【００４２】以上、本発明を一実施形態に基づき詳説し
たが、本発明は上記実施形態の開示内容のみに限定され
ることなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種
々に細部の具体的構成を変更して実施可能なものである
ことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る自動変速機油圧サー
ボのリターンスプリング装置を自動変速機の他の機構と
ともに示す軸方向断面図である。

【図２】上記リターンスプリング装置のスプリング配置
を示す軸横断方向断面図である。

【図３】上記リターンスプリング装置を分解して示す軸
方向断面図である。

【符号の説明】

１ 自動変速機 ３ コイルスプリング ５ リテーナ １１ 軸 ２０ 第２の油圧サーボピストン（反力部材） ４０ 第１の油圧サーボピストン（反力部材） ４１ スナップリング ５１ ピン（傾斜規制手段） ５２ リテーナ（他のリテーナ）

フロントページの続き (72)発明者 石川 和典 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 尾崎 和久 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 岩瀬 幹雄 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 坪井 治道 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 池田 博茂 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 土方 誠 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 田端 淳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 福村 景範 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 北條 康夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 佐用 正一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 浜嶋 徹郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小河 雄二 愛知県愛知郡東郷町大字春木字蛭池１番地 株式会社東郷製作所内 (72)発明者 谷口 哲也 愛知県愛知郡東郷町大字春木字蛭池１番地 株式会社東郷製作所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動変速機の油圧サーボピストンの軸を
   中心として所定の周径上に複数配置され、少なくとも一
   端がリテーナを介して反力部材に軸方向支持されたコイ
   ルスプリングを備える自動変速機油圧サーボのリターン
   スプリング装置において、 前記コイルスプリングの前記軸回りの捩じれを規制する
   傾斜規制手段が設けられ、 前記リテーナは、反力部材に相対回転可能に当接する、
   ことを特徴とする自動変速機油圧サーボのリターンスプ
   リング装置。
2. 【請求項２】 前記傾斜規制手段は、コイルスプリング
   の捲線の内径側に配設された、請求項１記載の自動変速
   機油圧サーボのリターンスプリング装置。
3. 【請求項３】 前記傾斜規制手段は、リテーナに固定し
   たピンとされ、前記リテーナは、スナップリングを介し
   て反力部材に支持された、請求項１又は２記載の自動変
   速機油圧サーボのリターンスプリング装置。
4. 【請求項４】 前記ピンは、所定の周方向間隔を置いて
   コイルスプリングの数より少なく配設された、請求項３
   記載の自動変速機油圧サーボのリターンスプリング装
   置。
5. 【請求項５】 前記ピンは、コイルスプリングの捲線の
   内径より僅かに小さな軸径を有する、請求項４記載の自
   動変速機油圧サーボのリターンスプリング装置。
6. 【請求項６】 前記ピンは、コイルスプリングの最大圧
   縮ストローク時にリテーナに対向してコイルスプリング
   の他端に当接する反力部材との間に間隙を残す軸長を有
   する、請求項４又は５記載の自動変速機油圧サーボのリ
   ターンスプリング装置。
7. 【請求項７】 前記反力部材は、その一方が他方の径方
   向内方に配設された第１及び第２の油圧サーボピストン
   とされ、 前記リテーナは、スナップリングを介して第１の油圧サ
   ーボピストンの外周に軸方向支持され、 前記コイルスプリングは、他端を他のリテーナにかしめ
   止めされ、該他のリテーナを介して第２の油圧サーボピ
   ストンに当接する、請求項１〜６のいずれか１項記載の
   自動変速機油圧サーボのリターンスプリング装置。