特開 2023-85067 クラッチピストン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023085067

(43)【公開日】2023-06-20

(54)【発明の名称】クラッチピストン

(51)【国際特許分類】

   F16D 25/0638 20060101AFI20230613BHJP

【ＦＩ】

F16D25/0638

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021199544

(22)【出願日】2021-12-08

(71)【出願人】

【識別番号】000128175

【氏名又は名称】株式会社エフ・シー・シー

(74)【代理人】

【識別番号】100095614

【弁理士】

【氏名又は名称】越川 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】姫野 修宏

(72)【発明者】

【氏名】坂口 吉克

(72)【発明者】

【氏名】天野 慎

【テーマコード（参考）】

3J057

【Ｆターム（参考）】

3J057AA04

3J057BB04

3J057CA03

3J057CA09

3J057DA20

3J057DC05

3J057DC07

3J057HH01

(57)【要約】

【課題】製造コストの上昇を抑えつつクラッチ板の圧接時に生じる応力を分散して応力の集中を回避することができるクラッチピストンを提供する。
【解決手段】クラッチ板５及びリターンスプリング６を有するクラッチに取り付けられ、軸方向に変位することにより車両の駆動力を伝達又は当該駆動力の伝達を遮断可能なクラッチピストン１において、クラッチ板５を圧接して動力を伝達するとともにクラッチ板５の圧接力を解放して駆動力の伝達を遮断する作動部２と、リターンスプリング６の一端部６ａを保持する保持部３と、保持部３における所定部位に形成されるとともに、縁面４ａと底面４ｂとを結ぶ壁面４ｃが勾配して成る凹部４とを備えたものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クラッチ板及びリターンスプリングを有するクラッチに取り付けられ、軸方向に変位することにより車両の駆動力を伝達又は当該駆動力の伝達を遮断可能なクラッチピストンにおいて、
前記クラッチ板を圧接して動力を伝達するとともに前記クラッチ板の圧接力を解放して駆動力の伝達を遮断する作動部と、
前記リターンスプリングの一端部を保持する保持部と、
前記保持部における所定部位に形成されるとともに、縁面と底面とを結ぶ壁面が勾配して成る凹部と、
を備えたことを特徴とするクラッチピストン。

【請求項2】

前記凹部は、前記縁面と壁面との境界がＲ形状、及び／又は、前記底面と壁面との境界がＲ形状とされたことを特徴とする請求項１記載のクラッチピストン。

【請求項3】

前記保持部は、前記リターンスプリングの一端部が当接する座面を有するとともに、前記凹部は、当該座面の内側位置に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のクラッチピストン。

【請求項4】

前記保持部は、周方向に亘って等間隔に複数形成され、隣接する前記保持部が連結領域にて連結されるとともに、前記凹部は、前記保持部及び連結領域に亘って円環状に連続して形成されたことを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載のクラッチピストン。

【請求項5】

前記連結領域は、前記保持部より幅寸法が小さく設定され、当該連結領域及び前記保持部が平面視で波形状を成して円環状に連続して形成されるとともに、当該波形状に沿って前記凹部が形成されたことを特徴とする請求項４記載のクラッチピストン。

【請求項6】

前記保持部は、前記リターンスプリングの一端部が当接する座面を有するとともに、前記凹部は、当該座面の裏面側位置に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のクラッチピストン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クラッチ板及びリターンスプリングを有するクラッチに取り付けられ、軸方向に変位することにより車両の駆動力を伝達又は当該駆動力の伝達を遮断可能なクラッチピストンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両が具備するクラッチは、通常、積層して配設された複数のクラッチ板（摩擦係合要素）と、油圧により軸方向に変位可能なクラッチピストンと、クラッチスプリングに一端部が当接して配設されたリターンスプリングとを具備しており、クラッチピストンをリターンスプリングの付勢力に抗して変位させてクラッチ板を圧接させることにより、車両の駆動力を車輪側に伝達可能とされていた（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１１０７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来技術においては、以下の如き課題があった。
クラッチピストンは、近時において、応答性向上などの観点から高い圧力条件下での使用が求められるとともに、小型化及び軽量化などの観点から部品の薄肉化が求められている。このような要求に応じて、クラッチピストンの材質や形状の大幅変更により対応することが考えられるが、その場合、製造コストが嵩んでしまう虞がある。

【0005】

また、従来のクラッチピストンにおいては、クラッチ板の圧接時に所定部位（特に、リターンスプリングの保持位置近傍の角部）に応力が集中してしまい、破損又は変形の虞があることから、製造コストの抑制に加えて、クラッチ板の圧接時に生じる応力を分散して応力の集中を回避する必要がある。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、製造コストの上昇を抑えつつクラッチ板の圧接時に生じる応力を分散して応力の集中を回避することができるクラッチピストンを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１記載の発明は、クラッチ板及びリターンスプリングを有するクラッチに取り付けられ、軸方向に変位することにより車両の駆動力を伝達又は当該駆動力の伝達を遮断可能なクラッチピストンにおいて、前記クラッチ板を圧接して動力を伝達するとともに前記クラッチ板の圧接力を解放して駆動力の伝達を遮断する作動部と、前記リターンスプリングの一端部を保持する保持部と、前記保持部における所定部位に形成されるとともに、縁面と底面とを結ぶ壁面が勾配して成る凹部とを備えたことを特徴とする。

【0008】

請求項２記載の発明は、請求項１記載のクラッチピストンにおいて、前記凹部は、前記縁面と壁面との境界がＲ形状、及び／又は、前記底面と壁面との境界がＲ形状とされたことを特徴とする。

【0009】

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のクラッチピストンにおいて、前記保持部は、前記リターンスプリングの一端部が当接する座面を有するとともに、前記凹部は、当該座面の内側位置に形成されたことを特徴とする。

【0010】

請求項４記載の発明は、請求項１～３の何れか１つに記載のクラッチピストンにおいて、前記保持部は、周方向に亘って等間隔に複数形成され、隣接する前記保持部が連結領域にて連結されるとともに、前記凹部は、前記保持部及び連結領域に亘って円環状に連続して形成されたことを特徴とする。

【0011】

請求項５記載の発明は、請求項４記載のクラッチピストンにおいて、前記連結領域は、前記保持部より幅寸法が小さく設定され、当該連結領域及び前記保持部が平面視で波形状を成して円環状に連続して形成されるとともに、当該波形状に沿って前記凹部が形成されたことを特徴とする。

【0012】

請求項６記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のクラッチピストンにおいて、前記保持部は、前記リターンスプリングの一端部が当接する座面を有するとともに、前記凹部は、当該座面の裏面側位置に形成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

請求項１の発明によれば、クラッチ板を圧接して動力を伝達するとともにクラッチ板の圧接力を解放して駆動力の伝達を遮断する作動部と、リターンスプリングの一端部を保持する保持部と、保持部における所定部位に形成されるとともに、縁面と底面とを結ぶ壁面が勾配して成る凹部とを備えたので、凹部によって保持部の薄肉化を図ることができ、簡易な構成にて保持部における応力集中を回避することができる。したがって、製造コストの上昇を抑えつつクラッチ板の圧接時に生じる応力を分散して応力の集中を回避することができる。

【0014】

請求項２の発明によれば、凹部は、縁面と壁面との境界がＲ形状、及び／又は、底面と壁面との境界がＲ形状とされたので、クラッチ板の圧接時に生じる応力をより確実に分散して応力の集中を回避することができる。

【0015】

請求項３の発明によれば、保持部は、リターンスプリングの一端部が当接する座面を有するとともに、凹部は、当該座面の内側位置に形成されたので、座面の内側位置のスペースを有効活用して凹部を形成することができ、クラッチ板の圧接時に生じる応力をより確実に分散して応力の集中を回避することができる。

【0016】

請求項４の発明によれば、保持部は、周方向に亘って等間隔に複数形成され、隣接する保持部が連結領域にて連結されるとともに、凹部は、保持部及び連結領域に亘って円環状に連続して形成されたので、凹部を保持部及び連結領域に亘って周方向に形成することができ、クラッチ板の圧接時に生じる応力をより一層確実に分散して応力の集中を回避することができる。

【0017】

請求項５の発明によれば、連結領域は、保持部より幅寸法が小さく設定され、当該連結領域及び保持部が平面視で波形状を成して円環状に連続して形成されるとともに、当該波形状に沿って凹部が形成されたので、凹部を必要以上に大きく設定して強度が過度に低下してしまうのを防止することができるとともに、幅寸法が小さい連結領域における応力の集中を回避することができる。

【0018】

請求項６の発明によれば、保持部は、リターンスプリングの一端部が当接する座面を有するとともに、凹部は、当該座面の裏面側位置に形成されたので、クラッチピストンの裏面側のスペースを有効活用して凹部を形成することができ、クラッチ板の圧接時に生じる応力をより確実に分散して応力の集中を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るクラッチピストンが適用されるクラッチを示す断面模式図

【図2】同クラッチピストンの表面側外観を示す斜視図

【図3】同クラッチピストンの裏面側外観を示す斜視図

【図4】同クラッチピストンを示す平面図

【図5】図４におけるＶ－Ｖ線断面図

【図6】同クラッチピストンの凹部を示す模式図

【図7】他の実施形態の凹部を示す模式図

【図8】他の実施形態の凹部を示す模式図

【図9】本発明の第２の実施形態に係るクラッチピストンの表面側外観を示す斜視図

【図10】同クラッチピストンの裏面側外観を示す斜視図

【図11】同クラッチピストンを示す平面図及び裏面図

【図12】図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第１の本実施形態に係るクラッチピストン１は、例えば自動車の自動変速機に取り付けられたクラッチピストン機構に適用されたもので、図１に示すように、クラッチ板５及びリターンスプリング６を有するクラッチに取り付けられ、軸方向（図１中左右方向）に変位することにより車両の駆動力を伝達又は当該駆動力の伝達を遮断可能なものである。

【0021】

適用されるクラッチは、同図に示すように、クラッチピストン１と、クラッチドラムＤに配設された複数のクラッチ板５と、クラッチピストン１を初期位置（同図中右側）に向かって付勢するリターンスプリング６と、オイル流通孔Ｓ１が形成されたクラッチシャフトＳとを有して構成されており、クラッチピストン１に形成された溝形状１ａ及びクラッチシャフトＳに形成された溝形状Ｓａには、それぞれシール部材ｒ１、ｒ２が嵌入されている。

【0022】

なお、クラッチドラムＤは、その内周面に溝形状Ｄａが形成されており、当該溝形状Ｄａにサークリップ８が取り付けられているとともに、クラッチシャフトＳは、その外周面に溝形状Ｓｂが形成されており、当該溝形状Ｓｂにサークリップ９が取り付けられている。また、サークリップ９には、リターンスプリング６の他端部６ｂを受けるためのばね受け７が取り付けられている。

【0023】

クラッチ板５は、複数積層して配設されており、クラッチピストン１の作動部２で押圧されて互いに圧接されることにより車両の駆動力を伝達可能な状態とされるとともに、クラッチピストン１の作動部２が離間して互いの圧接力が開放されることにより車両の駆動力の伝達を遮断可能な状態とされる。そして、複数のクラッチ板５がクラッチピストン１で押圧されると、当該クラッチ板５がサークリップ８まで移動して押圧力を受け得るようになっている。

【0024】

クラッチピストン１は、図２～５に示すように、円筒状金属製部材から成るもので、その側面に形成された溝形状１ａにシール部材ｒ１（Ｏリング等）が嵌入されるとともに、中心位置にはクラッチシャフトＳを挿通する中央孔１ｂが形成されている。これにより、クラッチピストン１は、外周面をシール部材ｒ１でシールしつつ内周面をシール部材ｒ２でシールした状態でクラッチシャフトＳに沿って軸方向に変位可能とされている。

【0025】

また、クラッチシャフトＳに形成されたオイル流通孔Ｓ１は、オイルポンプＰから延びるオイル流路Ｌと接続されており、クラッチドラムＤ内におけるクラッチピストン１の裏面側にオイルが任意のタイミングで供給されるよう構成されている。さらに、制御部Ｎは、任意のタイミングで作動し、オイルポンプＰから供給されるオイルをオイル流路Ｌに流動させるよう制御可能とされている。

【0026】

リターンスプリング６は、一端部６ａ及び他端部６ｂを有するコイルスプリングから成り、一端部６ａがクラッチピストン１の保持部３に保持されるとともに、他端部６ｂがばね受け７に保持されている。これにより、オイルポンプＰを作動してオイル流通孔Ｓ１からオイルが導入されると、クラッチピストン１がリターンスプリング６の付勢力に抗して図１中左側に変位し、クラッチ板５を押圧するとともに、オイルポンプＰを停止してオイル流通孔Ｓ１からのオイルの導入を停止すると、リターンスプリング６の付勢力によってクラッチピストン１が図１中右側に変位し、クラッチ板５から離間するようになっている。

【0027】

ここで、本実施形態に係るクラッチピストン１は、クラッチ板５を圧接して動力を伝達するとともにクラッチ板５の圧接力を解放して駆動力の伝達を遮断する作動部２と、リターンスプリング６の一端部６ａを保持する保持部３と、保持部３における所定部位に形成されるとともに、縁面４ａと底面４ｂとを結ぶ壁面４ｃ（図６参照）が勾配して成る凹部４とを具備している。なお、壁面４ｃは、図６～８に示すように、クラッチピストン１の内径側及び外径側のそれぞれに形成されている。

【0028】

作動部２は、クラッチピストン１の周縁部に形成されるとともに、その突端にクラッチ板５と当接可能な押圧面２ａを有しており、クラッチピストン１の変位（図１中左側への変位）に伴って押圧面２ａがクラッチ板５を押圧可能とされている。なお、本実施形態においては、作動部２がクラッチピストン１の全周に亘って形成されているが、等間隔に複数形成されていてもよい。

【0029】

保持部３は、クラッチピストン１の中央部に形成されるとともに、リターンスプリング６の一端部６ａが当接する座面Ｍ（図５参照）を有している。かかる保持部３は、図４に示すように、クラッチピストン１の周方向に亘って等間隔に複数形成されており、それぞれの保持部３にリターンスプリング６が保持されるようになっている。保持部３の底面縁部には、リターンスプリング６の一端部６ａが当接可能な座面Ｍが形成されている。

【0030】

また、隣接する保持部３は、連結領域Ｒにより連結されており、保持部３及び連結領域Ｒが周方向に亘って交互に形成されている。さらに、各連結領域Ｒは、図４に示すように、平面視で各保持部３より幅寸法が小さく設定されており、当該連結領域Ｒ及び保持部３が平面視で波形状（幅広部と幅狭部とが交互に連続した形状）を成して円環状に連続して形成されている。なお、連結領域Ｒには、リターンスプリング６が保持されないことから、その底面縁部に一端部６ａと当接する座面Ｍは形成されない。

【0031】

このように、連結領域Ｒが保持部３より幅寸法が小さく設定され、当該連結領域Ｒと保持部３とが波形状を成して円環状に形成されることにより、リターンスプリング６の一端部６ａの側面に倣って保持部３の側壁を形成することができ、リターンスプリング６を安定して保持することができる。

【0032】

凹部４は、保持部３における座面Ｍの内側位置に形成された部位から成り、本実施形態においては、図４に示すように、保持部３及び連結領域Ｒに亘って円環状に連続して形成されている。また、本実施形態に係る凹部４は、連結領域Ｒ及び保持部３が成す波形状に沿って形成されており、保持部３では幅広、且つ、連結領域Ｒでは幅狭とされて平面視で波形状を成し、円環状に連続して形成されている。

【0033】

かかる凹部４により、保持部３の薄肉化を図ることができ、クラッチピストン１が変位してクラッチ板５を押圧する際、図１中の符号Ｈで示す荷重領域（内側角部）に応力が集中してしまうのを抑制することができる。すなわち、保持部３の厚さ寸法が均一である場合、クラッチピストン１が変位してクラッチ板５を押圧する際に荷重領域Ｈに応力が集中して変形や破損の虞があるのに対し、凹部４を形成して保持部３の薄肉化を図ることにより、荷重領域Ｈに生じる応力を分散させることができるのである。

【0034】

さらに、本実施形態に係る凹部４は、図６に示すように、縁面４ａ（すなわち、座面Ｍ）と底面４ｂとを結ぶ壁面４ｃが勾配して成るものとされている。具体的には、凹部４の壁面４ｃは、底面４ｂの垂直方向（図６中上下方向）に対して所定角度傾斜して勾配面を成しており、応力を分散させ易い形状とされている。また、本実施形態に係る凹部４は、縁面４ａと壁面４ｃとの境界Ａ１、及び底面４ｂと壁面４ｃとの境界Ａ２が所定の曲率を有してＲ形状とされている。

【0035】

しかるに、本実施形態においては、境界Ａ１及び境界Ａ２がＲ形状とされているが、図７に示すように、境界Ａ１がＲ形状とされつつ境界Ａ２がＲ形状とされない凹部４、或いは図８に示すように、境界Ａ２がＲ形状とされつつ境界Ａ１がＲ形状とされない凹部４であってもよい。また、Ｒ形状の境界Ａ１とＲ形状の境界Ａ２とが連続して壁面４ｃを成すようにしてもよい。

【0036】

本実施形態によれば、クラッチ板５を圧接して動力を伝達するとともにクラッチ板５の圧接力を解放して駆動力の伝達を遮断する作動部２と、リターンスプリング６の一端部６ａを保持する保持部３と、保持部３における所定部位に形成されるとともに、縁面４ａと底面４ｂとを結ぶ壁面４ｃが勾配して成る凹部４とを備えたので、凹部４によって保持部３の薄肉化を図ることができ、簡易な構成にて保持部３における応力集中を回避することができる。したがって、製造コストの上昇を抑えつつクラッチ板５の圧接時に生じる応力を分散して応力の集中を回避することができる。

【0037】

また、本実施形態に係る凹部４は、縁面４ａと壁面４ｃとの境界Ａ１がＲ形状、及び／又は、底面４ｂと壁面４ｃとの境界Ａ２がＲ形状とされたので、クラッチ板５の圧接時に生じる応力をより確実に分散して応力の集中を回避することができる。さらに、本実施形態に係る保持部３は、リターンスプリング６の一端部６ａが当接する座面Ｍを有するとともに、凹部４は、当該座面Ｍの内側位置に形成されたので、座面Ｍの内側位置のスペースを有効活用して凹部４を形成することができ、クラッチ板５の圧接時に生じる応力をより確実に分散して応力の集中を回避することができる。

【0038】

またさらに、本実施形態に係る保持部３は、周方向に亘って等間隔に複数形成され、隣接する保持部３が連結領域Ｒにて連結されるとともに、凹部４は、保持部３及び連結領域Ｒに亘って円環状に連続して形成されたので、凹部４を保持部３及び連結領域Ｒに亘って周方向に形成することができ、クラッチ板５の圧接時に生じる応力をより一層確実に分散して応力の集中を回避することができる。

【0039】

加えて、本実施形態に係る連結領域Ｒは、保持部３より幅寸法が小さく設定され、当該連結領域Ｒ及び保持部３が平面視で波形状を成して円環状に連続して形成されるとともに、当該波形状に沿って凹部４が形成されたので、凹部４を必要以上に大きく設定して強度が過度に低下してしまうのを防止することができるとともに、幅寸法が小さい連結領域Ｒにおける応力の集中を回避することができる。

【0040】

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば図９～１２に示すように、凹部４が保持部３に形成された座面Ｍの裏面側位置に形成されたものであってもよい。この場合、上記実施形態と同様、図９～１１に示すように、クラッチピストン１の表面側に保持部３及び連結領域Ｒを有し、保持部３の底面がリターンスプリング６の一端部６ａと当接する座面Ｍ（図１２参照）を成すとともに、凹部４が座面Ｍの裏面側位置（すなわち、クラッチピストン１の裏面側であって座面Ｍに対応する位置）に形成されている。

【0041】

このように、保持部３は、リターンスプリング６の一端部６ａが当接する座面Ｍを有するとともに、凹部４は、当該座面Ｍの裏面側位置に形成されたので、クラッチピストン１の裏面側のスペースを有効活用して凹部４を形成することができ、クラッチ板５の圧接時に生じる応力をより確実に分散して応力の集中を回避することができる。

【0042】

なお、保持部３が連結領域Ｒで連結されず、周方向に等間隔に複数形成されたもの、凹部４が波形状に延設されず、単に円環状に延びて形成されたもの等であってもよい。また、本実施形態においては自動車に適用されているが、自動車の他、他の車両におけるクラッチに適用されたものであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0043】

クラッチ板を圧接して動力を伝達するとともにクラッチ板の圧接力を解放して駆動力の伝達を遮断する作動部と、リターンスプリングの一端部を保持する保持部と、保持部における所定部位に形成されるとともに、縁面と底面とを結ぶ壁面が勾配して成る凹部とを備えたクラッチピストンであれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

【符号の説明】

【0044】

１ クラッチピストン
１ａ 溝形状
１ｂ 中央孔
２ 作動部
２ａ 押圧面
３ 保持部
４ 凹部
４ａ 縁面
４ｂ 底面
４ｃ 壁面
５ クラッチ板
６ リターンスプリング
６ａ 一端部
６ｂ 他端部
７ バネ受け
８、９ サークリップ
Ｓ クラッチシャフト
Ｓａ、Ｓｂ 溝形状
Ｄ クラッチドラム
Ｄａ 溝形状
Ｍ 座面
Ｐ オイルポンプ
Ｎ 制御部
Ｓ１ オイル流通孔
Ｒ 連結領域
Ｈ 荷重領域
Ａ１ 縁面と勾配面との境界
Ａ２ 底面と勾配面との境界
ｒ１、ｒ２ シール部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】