ウェーブスプリングの挟持構造および摩擦係合装置
【課題】相対回転する相手部材への潜り込みを回避できるウェーブスプリングの挟持構造を提供する。
【解決手段】周方向に交互に形成された複数の山部９１および谷部９２と、周方向の一部に形成された開口部９３とを有するウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０によって挟持される。スナップリング１０の周方向の一部が分断され隙間１２が形成されている。ウェーブスプリング９０およびスナップリング１０は、互いに相対回転可能に設けられている。ウェーブスプリング９０は、山部９１が底板部材５０ｂ側に突起し谷部９２がスナップリング１０側に突起するように、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０によって挟持されている。開口部９３は、山部９１に形成されている。
【解決手段】周方向に交互に形成された複数の山部９１および谷部９２と、周方向の一部に形成された開口部９３とを有するウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０によって挟持される。スナップリング１０の周方向の一部が分断され隙間１２が形成されている。ウェーブスプリング９０およびスナップリング１０は、互いに相対回転可能に設けられている。ウェーブスプリング９０は、山部９１が底板部材５０ｂ側に突起し谷部９２がスナップリング１０側に突起するように、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０によって挟持されている。開口部９３は、山部９１に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーブスプリングの挟持構造および摩擦係合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの自動変速機に使用される摩擦係合装置では、クラッチ接続時のショック吸収用として、多板クラッチと多板クラッチの係合を制御するピストンとの間にリング状の皿ばねが設置されている。従来の皿ばねに関する技術は、たとえば特許文献１または特許文献２に開示されている。
【０００３】
従来の皿ばねは、円周方向に切断面のない完全リングであり、プレス装置などを使用した打抜き加工により製造されていたため、材料歩留まりがきわめて悪く、コストアップの原因となっていた。そこで、帯状のばね材料を曲げ加工によりＣ形に成形し、このばね材料の円周方向に山部と谷部とを交互に成形したばね（いわゆるウェーブスプリング）が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。ウェーブスプリングは、適宜長さに切断された帯状のばね材料を用いて成形することができるため、従来のプレス打抜きにより成形された皿ばねに比較して材料歩留まりを著しく向上させることが可能である。
【特許文献１】特開２００５−２８２８０７号公報
【特許文献２】特開平９−３０３４５５号公報
【特許文献３】特開平７−２４８０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウェーブスプリングを挟持する二つの相手部材のうち一方に、周方向の一部が分断され隙間が形成された円弧形状のスナップリングを用いる場合がある。このとき、ウェーブスプリングがスナップリングに対し相対回転すると、ウェーブスプリングの端部がスナップリングに形成された隙間に潜り込み、ウェーブスプリングの機能を損なうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ウェーブスプリングを挟持する相手部材への潜り込みを回避できる、ウェーブスプリングの挟持構造を提供することである。また、本発明の他の目的は、当該ウェーブスプリングの挟持構造を備えた摩擦係合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るウェーブスプリングの挟持構造は、周方向に交互に形成された複数の山部および谷部と、周方向の一部に形成された開口部とを有するウェーブスプリングを挟持する構造であって、円形部材と、スナップリングとを備える。円形部材は、軸心回りに回転可能に設けられている。スナップリングは、周方向の一部が分断され隙間が形成された円弧形状を有している。スナップリングは、円形部材の軸心方向の移動を規制する。ウェーブスプリングおよびスナップリングは、円形部材と軸心を共有するように配置され、互いに相対回転可能に設けられている。ウェーブスプリングは、山部が円形部材側に突起し谷部がスナップリング側に突起するように円形部材とスナップリングとの間に配置されて、円形部材およびスナップリングによって挟持されている。開口部は、山部に形成されている。
【０００７】
上記ウェーブスプリングの挟持構造において、ウェーブスプリングには、開口部に対向する端部の外周側が切断された切欠き部が形成されていてもよい。
【０００８】
本発明に係る摩擦係合装置は、自動変速機の摩擦係合装置であって、複数枚の摩擦プレートで構成される摩擦係合要素を押圧するクラッチピストンを備える。クラッチピストンは、両端が開口する円筒状の第一ピストン部材と、第一ピストン部材の内部に取り付けられた円板状の第二ピストン部材とを有する。クラッチピストンはまた、第一ピストン部材の内周面に形成された環状溝に嵌入されて第二ピストン部材の軸心方向の移動を規制する、スナップリングを有する。クラッチピストンはまた、上記のいずれかの局面の挟持構造によって第二ピストン部材およびスナップリングの間に挟持された、ウェーブスプリングを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のウェーブスプリングの挟持構造によると、円形部材側に突起したウェーブスプリングの山部に開口部を形成することで、開口部とスナップリングとの間隔を常に確保することができる。そのため、ウェーブスプリングがスナップリングに対し相対回転しても、スナップリングに形成された隙間へウェーブスプリングが潜り込むことを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１１】
なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る摩擦係合装置が適用される自動変速機の構成を示すスケルトン図である。本実施の形態では、動力伝達装置としての自動変速機１が、車両に搭載される自動変速機である例を示している。図１に示すように、自動変速機１は、クランクシャフトに連結された入力軸１１０と出力軸１２０とを含むトルクコンバータ１００と、遊星歯車機構である第１セット２００，第２セット３００と、出力ギヤ４００と、ギヤケース５００とを備える。また自動変速機１は、ギヤケース５００に固定されたＢ１ブレーキ６１０、Ｂ２ブレーキ６２０およびＢ３ブレーキ６３０と、Ｃ１クラッチ７１０およびＣ２クラッチ７２０と、ワンウェイクラッチ７３０とを備える。
【００１３】
第１セット２００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１セット２００は、サンギヤＳ（ＵＤ）２１０と、ピニオンギヤ２２０と、リングギヤＲ（ＵＤ）２３０と、キャリアＣ（ＵＤ）２４０とを含む。
【００１４】
サンギヤＳ（ＵＤ）２１０は、トルクコンバータ１００の出力軸１２０に連結されている。ピニオンギヤ２２０は、キャリアＣ（ＵＤ）２４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ２２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）２１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）２３０と係合している。
【００１５】
リングギヤＲ（ＵＤ）２３０は、Ｂ３ブレーキ６３０によりギヤケース５００に固定される。キャリアＣ（ＵＤ）２４０は、Ｂ１ブレーキ６１０によりギヤケース５００に固定される。
【００１６】
第２セット３００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２セット３００は、サンギヤＳ（Ｄ）３１０と、ショートピニオンギヤ３２０と、キャリアＣ（１）３２１と、ロングピニオンギヤ３３０と、キャリアＣ（２）３３１と、サンギヤＳ（Ｓ）３４０と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０とを含む。
【００１７】
サンギヤＳ（Ｄ）３１０は、キャリアＣ（ＵＤ）２４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３２０は、キャリアＣ（１）３２１に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３１０およびロングピニオンギヤ３３０と係合している。キャリアＣ（１）３２１は、出力ギヤ４００に連結されている。
【００１８】
ロングピニオンギヤ３３０は、キャリアＣ（２）３３１に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３３０は、ショートピニオンギヤ３２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０と係合している。キャリアＣ（２）３３１は、出力ギヤ４００に連結されている。
【００１９】
サンギヤＳ（Ｓ）３４０は、Ｃ１クラッチ７１０によりトルクコンバータ１００の出力軸１２０に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０は、Ｂ２ブレーキ６２０により、ギヤケース５００に固定され、Ｃ２クラッチ７２０によりトルクコンバータ１００の出力軸１２０に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０は、ワンウェイクラッチ７３０に連結されており、１速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。
【００２０】
図２は、図１に示す自動変速機における、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表である。図２において、「○」は係合を表している。「×」は解放を表している。「◎」はエンジンブレーキ時のみの係合を表している。「△」は駆動時のみの係合を表している。この作動表に示された組合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、１速〜６速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。
【００２１】
図３は自動変速機１の第２セット３００を詳細に説明する要部断面図である。なお、第２セット３００は軸心Ｃに対して略対称であるため、その下側半分が省略されている。図３に示すように、自動変速機１は、出力軸１２０を備える。出力軸１２０は、ギヤケース５００内にベアリングを介してギヤケース５００に対し相対回転可能に支持され、軸心Ｃを中心に回転駆動する。
【００２２】
出力軸１２０の径方向外側には、複数個のブッシュを介して相対回転可能に支持されている、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置２８が設けられている。Ｃ１クラッチ７１０およびＣ２クラッチ７２０は、出力軸１２０の回転を第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８に選択的に伝達するように配置されている。第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８の径方向外側には、第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８のリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０を選択的に回転停止させるＢ２ブレーキ６２０と、一方向の回転を阻止するワンウェイクラッチ７３０とが配置されている。
【００２３】
出力軸１２０には、軸心Ｃに対して垂直に伸びる鍔部１２０ａが形成されている。この鍔部１２０ａの外周縁には、その外周縁に一体に溶接接合されると共に、ギヤケース５００に対して相対回転可能に支持されている円環状の基部材４２が配置されている。この基部材４２の第２遊星歯車装置２６に接近する側の外周面には、クラッチドラム４８が一体に溶接接合されている。クラッチドラム４８は、Ｃ１クラッチの構成部材である第１摩擦係合要素４４およびＣ２クラッチの構成部材である第２摩擦係合要素４６を支持する。そのクラッチドラム４８を覆うように、第２クラッチピストン５０が基部材４２の外周面にシールを介して嵌め付けられている。
【００２４】
クラッチドラム４８は、軸心方向（軸心Ｃの延びる方向であって、図３中の左右方向）の一方に開口する有底円筒状部材である。クラッチドラム４８は、内周縁が基部材４２の外周面に溶接接合されている略円板状の底部４８ａと、その底部４８ａの外周縁に連結される円筒状の筒部４８ｂとで構成されている。
【００２５】
筒部４８ｂの内周面には、長手状にスプライン歯が設けられている。筒部４８ｂの底部４８ａ側には、Ｃ１クラッチを構成する第１摩擦係合要素４４の一方の摩擦プレート５２が、複数枚スプライン嵌合されている。筒部４８ｂの開口側には、第２クラッチＣ２を構成する第２摩擦係合要素４６の一方の摩擦プレート５２が、複数枚スプライン嵌合されている。
【００２６】
第１摩擦係合要素４４は、複数枚の一方の摩擦プレート５２と、複数枚の他方の摩擦プレート５６とで構成されている。他方の摩擦プレート５６は、一方の摩擦プレート５２の間に介在させられ、第２遊星歯車装置２６のリングギヤに回転を伝達する第１クラッチハブ５４の外周面にスプライン嵌合されている。
【００２７】
第２摩擦係合要素４６は、複数枚の一方の摩擦プレート５２と、他方の複数枚の摩擦プレート５６とで構成されている。他方の摩擦プレート５６は、一方の摩擦プレート５２の間に介在させられ、第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８のリングギヤに回転を伝達する第２クラッチハブ５８の外周面にスプライン嵌合されている。また、第２クラッチハブ５８の外周面には、ワンウェイクラッチ７３０が接続されると共に、Ｂ２ブレーキ６２０の構成部材である第３摩擦係合要素６０の一方の摩擦プレート５６がスプライン嵌合されている。
【００２８】
第３摩擦係合要素６０は、複数枚の一方の摩擦プレート５６と、複数枚の他方の摩擦プレート５２とで構成されている。他方の摩擦プレート５２は、一方の摩擦プレート５６の間に介在させられ、ギヤケース５００にスプライン嵌合されている。ブレーキピストン６１は、第３摩擦係合要素６０に対しワンウェイクラッチ７３０とは反対側に位置し、ギヤケース５００に摺動可能に嵌め付けられている。ブレーキピストン６１が第３摩擦係合要素６０を押圧することによって、Ｂ２ブレーキ６２０が係合する。
【００２９】
クラッチドラム４８と第１クラッチハブ５４との間には、第１摩擦係合要素４４を押圧するための第１クラッチピストン６２およびバネ受板６４が配置されている。第１クラッチピストン６２の内周面は、シールを介して出力軸１２０に対して軸心方向に摺動可能に嵌め付けられている。第１クラッチピストン６２は、第１摩擦係合要素４４の方向に伸びる押圧部６２ａを外周面に備える。バネ受板６４は、スナップリング６６によって軸心方向に移動不能に、出力軸１２０に嵌め付けられている。第１クラッチピストン６２とバネ受板６４との間には、第１クラッチピストン６２をクラッチドラム４８側の方向に移動するように付勢するリターンスプリング６８が介在されている。
【００３０】
第２クラッチピストン５０に対しクラッチドラム４８側と反対側には、バネ受板７０が配置されている。バネ受板７０は、スナップリング７２によって軸心方向に摺動不能に、基部材４２の外周面に嵌め着けられている。第２クラッチピストン５０とバネ受板７０との間には、第２クラッチピストン５０をクラッチドラム４８の底部４８ａに接近する方向に移動するように付勢する、リターンスプリング７４が介在されている。
【００３１】
第２クラッチピストン５０は、第一ピストン部材の一例としての、両端が開口する円筒状のシリンダ部材５０ａを有する。第２クラッチピストン５０はまた、第二ピストン部材の一例としての、シリンダ部材５０ａの一端部内に嵌め入れられる円板状の底板部材５０ｂを有する。円形部材の一例としての底板部材５０ｂは、シリンダ部材５０ａの内部に取り付けられている。第２クラッチピストン５０は、基部材４２の外周面にシールを介して嵌め付けられる。第２クラッチピストン５０は、クラッチドラム４８に対して相対回転不能に支持され、クラッチドラム４８と一体的に回転する。第２クラッチピストン５０は、基部材４２と一体接合されたクラッチドラム４８と共に、軸心Ｃ回りに回転可能に設けられている。
【００３２】
第２クラッチピストン５０の第２摩擦係合要素４６を押圧する側であって、シリンダ部材５０ａの上記一端部と反対側の端部である他端部には、円環状の押圧突部８２が設けられている。押圧突部８２は、シリンダ部材５０ａの他端部から軸心Ｃに向かって内周側に突き出すと共に、その内周縁からシリンダ部材５０ａの一端部に向かって突き出すように形成されている。
【００３３】
底板部材５０ｂに対し他端部側のシリンダ部材５０ａの内周面には、周方向に沿った環状溝が形成されており、この環状溝にスナップリング１０が嵌め入れられている。また、底板部材５０ｂに対し一端部側のシリンダ部材５０ａの内周面には、周方向に沿った他の環状溝が形成されており、この他の環状溝にスナップリング７６が嵌め入れられている。スナップリング１０，７６の間には、底板部材５０ｂの外周縁部が配置されているとともに、所定の予加重が付与されたウェーブスプリング９０が介挿されている。ウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０の間に挟持されている。
【００３４】
スナップリング７６は、シリンダ部材５０ａ内に嵌合されている底板部材５０ｂがシリンダ部材５０ａから外れること、すなわち、軸心方向に沿う図３中の左側への底板部材５０ｂの動きを規制するための、ストッパとして機能する。スナップリング１０は、ウェーブスプリング９０の一端を固定するばね受けとして機能するとともに、底板部材５０ｂがシリンダ部材５０ａ内へ入り込むこと、すなわち、軸心方向に沿う図３中の右側への底板部材５０ｂの動きを規制するための、ストッパとして機能する。これにより、底板部材５０ｂがシリンダ部材５０ａの一方の端部内に嵌め入れられた状態で、シリンダ部材５０ａおよび底板部材５０ｂが一体的に組み付けられている。
【００３５】
このように構成される油圧式の摩擦係合装置において、ギヤケース５００の作動油供給油路８４から作動油が供給されると、作動油は基部材４２に設けられている作動油供給孔８５を通り、第２クラッチピストン５０とクラッチドラム４８の間に形成される油室８６に供給される。この油室８６はシール部材８７によって油密とされており、供給された作動油の油圧によって、第２クラッチピストン５０はリターンスプリング７４側に前進する。この第２クラッチピストン５０の前進によって、第２クラッチピストン５０の押圧突部８２が、第２摩擦係合要素４６を押圧する。
【００３６】
第２摩擦係合要素４６の押圧突部８２に対し反対側では、第２摩擦係合要素４６の摩擦プレート５２，５６の移動を阻止するスナップリング８８が筒部４８ｂの内周面に嵌め着けられている。そのため、第２クラッチピストン５０により第２摩擦係合要素４６が押圧されたとき、スナップリング８８と押圧突部８２との間に挟まれて、第２摩擦係合要素４６は係合する。
【００３７】
シリンダ部材５０ａに取り付けられたスナップリング１０と底板部材５０ｂとは、ウェーブスプリング９０の付勢力によって互いに密着し、面接触している。そのため、第２クラッチピストン５０の移動時にシリンダ部材５０ａおよび底板部材５０ｂの間に生じるがたつきが好適に防止され、シリンダ部材５０ａと底板部材５０ｂとは一体として軸心方向に円滑に移動可能とされている。その結果、変速ショックが低減され、変速フィーリングおよび変速時間を向上することができるとともに、曲げ加工により成形された安価なウェーブスプリング９０を用いることで第２クラッチピストン５０の製造コストの低減を可能としている。
【００３８】
次に、本実施の形態のウェーブスプリング９０の挟持構造について詳細に説明する。図４は、スナップリング１０の平面図である。図４に示すスナップリング１０は、帯状の薄い平板材料を曲げ加工することにより成形されており、リングプレート部１１を有する。リングプレート部１１の平面形状は、円弧形状に形成されている。リングプレート部１１の円弧形状の一部が周方向に分断され切り取られた形状に、隙間１２が形成されている。
【００３９】
図５は、ウェーブスプリング９０の平面図である。図５に示すように、ウェーブスプリング９０は、平角線材などの帯状のばね材料を曲げ加工して、周方向の一部に開口部９３の形成された略Ｃ字形状の平面形状を有するように成形されている。このＣ字形状の円周方向に波付けして、複数の山部９１および谷部９２がウェーブスプリング９０の周方向に交互に成形されている。ウェーブスプリング９０は板材を曲げ加工して成形されており、打抜き加工により成形される円環形状の皿ばねに対して材料に無駄がなく、材料の歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００４０】
ウェーブスプリング９０の、開口部９３に対向する一対の端部９５，９６のうちの一方には、ウェーブスプリング９０の外周９７側の一部が切断され、切欠き部９４が形成されている。切欠き部９４は、ウェーブスプリング９０の端部９６の外周９７側が斜めに切り取られて形成されている。
【００４１】
切欠き部９４は、端部９６のみに形成されており、端部９５には形成されていない。そのため、ウェーブスプリング９０の表裏の判別が容易に可能とされている。たとえば、ウェーブスプリング９０の組立時に、切欠き部９４に対応する形状を有する治具を準備し、その治具にウェーブスプリング９０をはめ込んでウェーブスプリング９０を組み付け、ウェーブスプリング９０を表裏逆に治具に設置できないようにすることで、ウェーブスプリング９０が誤って表裏逆に組み付けられることを防止することができる。また、遠隔監視カメラを使用してウェーブスプリング９０の組付け状況を監視することで、ウェーブスプリング９０が表裏正しく組み付けられているか否かを確認することが可能である。
【００４２】
ウェーブスプリング９０の表裏判別は、切欠き部９４を用いる以外に、たとえばウェーブスプリング９０の表面のみにマーキングを施すなどによっても可能であるが、マーキングが剥がれ落ちると異物が発生し、その異物が装置に悪影響を与える可能性がある。これに対し、本実施の形態のように、切欠き部９４を形成してウェーブスプリング９０の表裏判別を行なうようにすれば、異物発生の問題も発生せず、ウェーブスプリング９０の表裏を確実に合わせて組み付けることができる。したがって、ウェーブスプリング９０の組立時の品質管理を容易に可能とし、ウェーブスプリング９０の組付け品質を向上させることができる。
【００４３】
加えて、切欠き部９４の形成はウェーブスプリング９０の機械加工によって行なうことができる。ウェーブスプリング９０に表裏判別用のマーキングを追加するためには、新たな製造設備および製造工程を必要とし、製造コストの増大を招来する。これに対し、切欠き部９４によりウェーブスプリング９０の表裏を判別するようにすれば、マーキングと比較してウェーブスプリング９０の製造コストを低減することができる。
【００４４】
図４および図５に示すように、スナップリング１０とウェーブスプリング９０とは、いずれも略円環形状に形成されている。スナップリング１０の形成する円環形状の中心が図３に示す軸心Ｃと一致するように、スナップリング１０は配置されている。ウェーブスプリング９０の形成する円環形状の中心が軸心Ｃと一致するように、ウェーブスプリング９０は配置されている。ウェーブスプリング９０およびスナップリング１０は、軸心方向に対し直交するように配置されており、底板部材５０ｂと軸心Ｃを共有するように配置されている。
【００４５】
図６は、ウェーブスプリング９０の側面図である。図６では、図５に示すウェーブスプリング９０の平面形状の上側半分が抜き出され、側面視された場合のウェーブスプリング９０が図示されている。また図６では、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０によりウェーブスプリング９０が挟持された後述する挟持構造からウェーブスプリング９０のみを抜き出した場合の、ウェーブスプリング９０の側面図が図示されている。つまり図６では、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０からウェーブスプリング９０に対しウェーブスプリング９０の厚み方向に荷重が負荷された状態の、ウェーブスプリング９０が図示されている。
【００４６】
図６に示すように、山部９１は、ウェーブスプリング９０の厚み方向の一方側に突起するように形成されており、谷部９２はウェーブスプリング９０の厚み方向の他方側に突起するように形成されている。山部９１は、ウェーブスプリング９０の表面側に凸となるように形成されており、谷部９２は裏面側に凸となるように形成されている。ウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０の間に挟持された状態において、谷部９２の裏面側（図６の右側）から山部９１の表面側（図６の左側）までが距離Ｌ分離れるように形成されている。
【００４７】
ウェーブスプリング９０の周方向の一部が分断された開口部９３は、山部９１に形成されている。そのため、開口部９３は谷部９２の裏面側に対し距離Ｌ分離れており、谷部９２の裏面側と開口部９３との間には、ウェーブスプリング９０の厚み方向に距離Ｌ分の間隔（クリアランス）が形成されている。
【００４８】
図７は、ウェーブスプリング９０の挟持構造を示す断面図である。図３を参照して説明したように、ウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂとスナップリング１０との間に配置されて、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０によって挟持されている。図７に示すように、ウェーブスプリング９０は、山部９１が底板部材５０ｂ側に突起し、谷部９２がスナップリング１０側に突起するように配置されて、底板部材５０ｂとスナップリング１０との間に挟持されている。山部９１の表面側（図７の上側）が底板部材５０ｂに当接し、谷部９２の裏面側（図７の下側）がスナップリング１０に当接するように、ウェーブスプリング９０は配置されている。
【００４９】
スナップリング１０は、図３を参照して説明したように、シリンダ部材５０ａの内周面に形成された環状溝に嵌入されて保持されている。ウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０の間に挟まれることによって保持されている。スナップリング１０およびウェーブスプリング９０は、平面形状の外周面および内周面がいずれも円弧形状であって、周方向の移動を妨げる位置決めのための構造を有しておらず、軸心Ｃ回りに回転可能に設けられている。そのため、ウェーブスプリング９０およびスナップリング１０は、互いに相対回転可能に設けられている。
【００５０】
図８は、ウェーブスプリング９０がスナップリング１０に対し相対回転した状態の一例を示す断面図である。図９は、ウェーブスプリング９０がスナップリング１０に対し相対回転した状態の他の例を示す断面図である。上述したように、ウェーブスプリング９０の厚み方向において、山部９１と谷部９２との間には図６に示す距離Ｌ分のクリアランスが形成されている。底板部材５０ｂ側に突起したウェーブスプリング９０の山部９１に開口部９３を形成することで、開口部９３とスナップリング１０との間には、常に距離Ｌ分の間隔が確保されている。
【００５１】
そのため、図８および図９に示すように、ウェーブスプリング９０がスナップリング１０に対して相対回転した場合でも、常にスナップリング１０に形成された隙間１２とウェーブスプリング９０の開口部９３との間のクリアランスを維持することができる。したがって、隙間１２にウェーブスプリング９０の端部９５，９６が潜り込んでウェーブスプリング９０の機能を損なうことを、回避することができる。
【００５２】
一方、ウェーブスプリング９０に対向する底板部材５０ｂの面は、切欠きや隙間の形成されていない平坦な面として形成されている。これにより、ウェーブスプリング９０が底板部材５０ｂに対して相対回転し、開口部９３の形成された山部９１が底板部材５０ｂに対して摺動しても、ウェーブスプリング９０の端部９５，９６が相手部材である底板部材５０ｂに潜り込むことのない構造とされている。
【００５３】
図１０は、図３に示すＸ−Ｘ線に沿う、第２クラッチピストン５０の断面図である。図１０に示す破断線は、底板部材５０ｂの一部を破った境界を示しており、破断線の内側（上側）には底板部材５０ｂに対しシリンダ部材５０ａの他端部側（図３の右側）に設置されているウェーブスプリング９０およびスナップリング１０が図示されている。上述したように、スナップリング１０はシリンダ部材５０ａの内周面に形成された環状溝に嵌合されて保持されているのに対し、ウェーブスプリング９０は底板部材５０ｂおよびスナップリング１０に挟まれることのみによって保持されている。ウェーブスプリング９０は周方向の位置決めはされておらず、そのためウェーブスプリング９０はシリンダ部材５０ａに対して相対回転が可能とされている。
【００５４】
図５を参照して説明したように、ウェーブスプリング９０の端部９６には切欠き部９４が形成されており、ウェーブスプリング９０は表裏を容易に判別可能とされている。ウェーブスプリング９０の表裏判別を行なうためには、切欠き部９４に限らず任意の異形形状をウェーブスプリング９０に形成してもよい。但し、この切欠き部９４は、ウェーブスプリング９０の表裏判別を容易に可能とする機能に加えて、ウェーブスプリング９０がシリンダ部材５０ａに対して相対回転を持った場合の干渉の発生を抑制する機能をも有している。
【００５５】
つまり、図１０に示すように、ウェーブスプリング９０の外周側に設置された円筒形状のシリンダ部材５０ａには、径方向内側へ突起する複数の突起部５１が形成されている。この突起部５１がクラッチドラム４８の筒部４８ｂ（図３参照）の外周面に形成された図示しないスプライン形状に対しスプライン嵌合することで、シリンダ部材５０ａはクラッチドラム４８に対して周方向の移動を規制されて軸心Ｃ回りに一体回転し、かつシリンダ部材５０ａはクラッチドラム４８に対して軸心方向の往復動可能に設けられている。
【００５６】
ウェーブスプリング９０がシリンダ部材５０ａに対し、図１０に示すＤＲ１方向に相対回転するとき、端部９５がシリンダ部材５０ａの突起部５１と干渉すると、ウェーブスプリング９０の円滑な回転が妨げられる。一方、ウェーブスプリング９０が図１０に示すＤＲ２方向にシリンダ部材５０ａに対して相対回転するとき、切欠き部９４が形成されているために、端部９６と突起部５１との干渉の発生が抑制されている。また、切欠き部９４が突起部５１に接触した場合でも、切欠き部９４は突起部５１に対し傾斜を有する形状に形成されているために、切欠き部９４が突起部５１を乗り越えるように、ウェーブスプリング９０はシリンダ部材５０ａに対し摺動可能である。
【００５７】
つまり、切欠き部９４を外周９７側（図５参照）へ形成することにより、ウェーブスプリング９０の、シリンダ部材５０ａに対するＤＲ２方向への相対回転が妨げられることを抑制することができる。ここで、出力軸１２０の回転開始に伴って発生するウェーブスプリング９０のシリンダ部材５０ａに対する相対回転の方向を、ＤＲ２方向のみとするように、ウェーブスプリング９０の配置を調整することができる。このようにすれば、エンジンのクランクシャフトに連結された出力軸１２０は片方向にのみ回転可能な部材であるために、ウェーブスプリング９０のシリンダ部材５０ａに対する干渉の発生を、より効果的に抑制することができる。
【００５８】
なお、これまでの説明においては、ウェーブスプリング９０を挟持する相手部材である底板部材５０ｂとスナップリング１０との両方に対して、ウェーブスプリング９０が相対回転可能である例を示した。開口部９３（合口構造）の形成されたウェーブスプリング９０が、隙間１２（合口構造）の形成されたスナップリング１０に対して相対回転するような構成の挟持構造であれば、ウェーブスプリング９０の端部９５，９６がスナップリング１０に潜り込むことを回避できる効果を同様に得ることができる。つまり、ウェーブスプリング９０は、隙間１２の形成されたスナップリング１０と対になって挟持構造を構成する他の相手部材（底板部材５０ｂ）に対し、一体となって回転するような構造であってもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、自動変速機１のＣ２クラッチを押圧する第２クラッチピストン５０に適用されたウェーブスプリング９０の挟持構造について説明したが、他のクラッチやブレーキに、本実施の形態のウェーブスプリングの挟持構造を適用してもよいのは勿論である。
【００６０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のウェーブスプリングの挟持構造および摩擦係合装置は、車両に搭載された自動変速機に、特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る摩擦係合装置が適用される自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図２】図１に示す自動変速機における、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表である。
【図３】自動変速機の第２セットを詳細に説明する要部断面図である。
【図４】スナップリングの平面図である。
【図５】ウェーブスプリングの平面図である。
【図６】ウェーブスプリングの側面図である。
【図７】ウェーブスプリングの挟持構造を示す断面図である。
【図８】ウェーブスプリングがスナップリングに対し相対回転した状態の一例を示す断面図である。
【図９】ウェーブスプリングがスナップリングに対し相対回転した状態の他の例を示す断面図である。
【図１０】図３に示すＸ−Ｘ線に沿う、第２クラッチピストンの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 自動変速機、１０ スナップリング、１２ 隙間、４６ 摩擦係合要素、５０ 第２クラッチピストン、５０ａ シリンダ部材、５０ｂ 底板部材、５１ 突起部、５２，５６ 摩擦プレート、８２ 押圧突部、９０ ウェーブスプリング、９１ 山部、９２ 谷部、９３ 開口部、９４ 切欠き部、９５，９６ 端部、９７ 外周、１２０ 出力軸、Ｃ 軸心。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーブスプリングの挟持構造および摩擦係合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの自動変速機に使用される摩擦係合装置では、クラッチ接続時のショック吸収用として、多板クラッチと多板クラッチの係合を制御するピストンとの間にリング状の皿ばねが設置されている。従来の皿ばねに関する技術は、たとえば特許文献１または特許文献２に開示されている。
【０００３】
従来の皿ばねは、円周方向に切断面のない完全リングであり、プレス装置などを使用した打抜き加工により製造されていたため、材料歩留まりがきわめて悪く、コストアップの原因となっていた。そこで、帯状のばね材料を曲げ加工によりＣ形に成形し、このばね材料の円周方向に山部と谷部とを交互に成形したばね（いわゆるウェーブスプリング）が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。ウェーブスプリングは、適宜長さに切断された帯状のばね材料を用いて成形することができるため、従来のプレス打抜きにより成形された皿ばねに比較して材料歩留まりを著しく向上させることが可能である。
【特許文献１】特開２００５−２８２８０７号公報
【特許文献２】特開平９−３０３４５５号公報
【特許文献３】特開平７−２４８０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウェーブスプリングを挟持する二つの相手部材のうち一方に、周方向の一部が分断され隙間が形成された円弧形状のスナップリングを用いる場合がある。このとき、ウェーブスプリングがスナップリングに対し相対回転すると、ウェーブスプリングの端部がスナップリングに形成された隙間に潜り込み、ウェーブスプリングの機能を損なうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ウェーブスプリングを挟持する相手部材への潜り込みを回避できる、ウェーブスプリングの挟持構造を提供することである。また、本発明の他の目的は、当該ウェーブスプリングの挟持構造を備えた摩擦係合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るウェーブスプリングの挟持構造は、周方向に交互に形成された複数の山部および谷部と、周方向の一部に形成された開口部とを有するウェーブスプリングを挟持する構造であって、円形部材と、スナップリングとを備える。円形部材は、軸心回りに回転可能に設けられている。スナップリングは、周方向の一部が分断され隙間が形成された円弧形状を有している。スナップリングは、円形部材の軸心方向の移動を規制する。ウェーブスプリングおよびスナップリングは、円形部材と軸心を共有するように配置され、互いに相対回転可能に設けられている。ウェーブスプリングは、山部が円形部材側に突起し谷部がスナップリング側に突起するように円形部材とスナップリングとの間に配置されて、円形部材およびスナップリングによって挟持されている。開口部は、山部に形成されている。
【０００７】
上記ウェーブスプリングの挟持構造において、ウェーブスプリングには、開口部に対向する端部の外周側が切断された切欠き部が形成されていてもよい。
【０００８】
本発明に係る摩擦係合装置は、自動変速機の摩擦係合装置であって、複数枚の摩擦プレートで構成される摩擦係合要素を押圧するクラッチピストンを備える。クラッチピストンは、両端が開口する円筒状の第一ピストン部材と、第一ピストン部材の内部に取り付けられた円板状の第二ピストン部材とを有する。クラッチピストンはまた、第一ピストン部材の内周面に形成された環状溝に嵌入されて第二ピストン部材の軸心方向の移動を規制する、スナップリングを有する。クラッチピストンはまた、上記のいずれかの局面の挟持構造によって第二ピストン部材およびスナップリングの間に挟持された、ウェーブスプリングを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のウェーブスプリングの挟持構造によると、円形部材側に突起したウェーブスプリングの山部に開口部を形成することで、開口部とスナップリングとの間隔を常に確保することができる。そのため、ウェーブスプリングがスナップリングに対し相対回転しても、スナップリングに形成された隙間へウェーブスプリングが潜り込むことを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１１】
なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る摩擦係合装置が適用される自動変速機の構成を示すスケルトン図である。本実施の形態では、動力伝達装置としての自動変速機１が、車両に搭載される自動変速機である例を示している。図１に示すように、自動変速機１は、クランクシャフトに連結された入力軸１１０と出力軸１２０とを含むトルクコンバータ１００と、遊星歯車機構である第１セット２００，第２セット３００と、出力ギヤ４００と、ギヤケース５００とを備える。また自動変速機１は、ギヤケース５００に固定されたＢ１ブレーキ６１０、Ｂ２ブレーキ６２０およびＢ３ブレーキ６３０と、Ｃ１クラッチ７１０およびＣ２クラッチ７２０と、ワンウェイクラッチ７３０とを備える。
【００１３】
第１セット２００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１セット２００は、サンギヤＳ（ＵＤ）２１０と、ピニオンギヤ２２０と、リングギヤＲ（ＵＤ）２３０と、キャリアＣ（ＵＤ）２４０とを含む。
【００１４】
サンギヤＳ（ＵＤ）２１０は、トルクコンバータ１００の出力軸１２０に連結されている。ピニオンギヤ２２０は、キャリアＣ（ＵＤ）２４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ２２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）２１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）２３０と係合している。
【００１５】
リングギヤＲ（ＵＤ）２３０は、Ｂ３ブレーキ６３０によりギヤケース５００に固定される。キャリアＣ（ＵＤ）２４０は、Ｂ１ブレーキ６１０によりギヤケース５００に固定される。
【００１６】
第２セット３００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２セット３００は、サンギヤＳ（Ｄ）３１０と、ショートピニオンギヤ３２０と、キャリアＣ（１）３２１と、ロングピニオンギヤ３３０と、キャリアＣ（２）３３１と、サンギヤＳ（Ｓ）３４０と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０とを含む。
【００１７】
サンギヤＳ（Ｄ）３１０は、キャリアＣ（ＵＤ）２４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３２０は、キャリアＣ（１）３２１に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３１０およびロングピニオンギヤ３３０と係合している。キャリアＣ（１）３２１は、出力ギヤ４００に連結されている。
【００１８】
ロングピニオンギヤ３３０は、キャリアＣ（２）３３１に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３３０は、ショートピニオンギヤ３２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０と係合している。キャリアＣ（２）３３１は、出力ギヤ４００に連結されている。
【００１９】
サンギヤＳ（Ｓ）３４０は、Ｃ１クラッチ７１０によりトルクコンバータ１００の出力軸１２０に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０は、Ｂ２ブレーキ６２０により、ギヤケース５００に固定され、Ｃ２クラッチ７２０によりトルクコンバータ１００の出力軸１２０に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０は、ワンウェイクラッチ７３０に連結されており、１速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。
【００２０】
図２は、図１に示す自動変速機における、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表である。図２において、「○」は係合を表している。「×」は解放を表している。「◎」はエンジンブレーキ時のみの係合を表している。「△」は駆動時のみの係合を表している。この作動表に示された組合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、１速〜６速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。
【００２１】
図３は自動変速機１の第２セット３００を詳細に説明する要部断面図である。なお、第２セット３００は軸心Ｃに対して略対称であるため、その下側半分が省略されている。図３に示すように、自動変速機１は、出力軸１２０を備える。出力軸１２０は、ギヤケース５００内にベアリングを介してギヤケース５００に対し相対回転可能に支持され、軸心Ｃを中心に回転駆動する。
【００２２】
出力軸１２０の径方向外側には、複数個のブッシュを介して相対回転可能に支持されている、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置２８が設けられている。Ｃ１クラッチ７１０およびＣ２クラッチ７２０は、出力軸１２０の回転を第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８に選択的に伝達するように配置されている。第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８の径方向外側には、第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８のリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３５０を選択的に回転停止させるＢ２ブレーキ６２０と、一方向の回転を阻止するワンウェイクラッチ７３０とが配置されている。
【００２３】
出力軸１２０には、軸心Ｃに対して垂直に伸びる鍔部１２０ａが形成されている。この鍔部１２０ａの外周縁には、その外周縁に一体に溶接接合されると共に、ギヤケース５００に対して相対回転可能に支持されている円環状の基部材４２が配置されている。この基部材４２の第２遊星歯車装置２６に接近する側の外周面には、クラッチドラム４８が一体に溶接接合されている。クラッチドラム４８は、Ｃ１クラッチの構成部材である第１摩擦係合要素４４およびＣ２クラッチの構成部材である第２摩擦係合要素４６を支持する。そのクラッチドラム４８を覆うように、第２クラッチピストン５０が基部材４２の外周面にシールを介して嵌め付けられている。
【００２４】
クラッチドラム４８は、軸心方向（軸心Ｃの延びる方向であって、図３中の左右方向）の一方に開口する有底円筒状部材である。クラッチドラム４８は、内周縁が基部材４２の外周面に溶接接合されている略円板状の底部４８ａと、その底部４８ａの外周縁に連結される円筒状の筒部４８ｂとで構成されている。
【００２５】
筒部４８ｂの内周面には、長手状にスプライン歯が設けられている。筒部４８ｂの底部４８ａ側には、Ｃ１クラッチを構成する第１摩擦係合要素４４の一方の摩擦プレート５２が、複数枚スプライン嵌合されている。筒部４８ｂの開口側には、第２クラッチＣ２を構成する第２摩擦係合要素４６の一方の摩擦プレート５２が、複数枚スプライン嵌合されている。
【００２６】
第１摩擦係合要素４４は、複数枚の一方の摩擦プレート５２と、複数枚の他方の摩擦プレート５６とで構成されている。他方の摩擦プレート５６は、一方の摩擦プレート５２の間に介在させられ、第２遊星歯車装置２６のリングギヤに回転を伝達する第１クラッチハブ５４の外周面にスプライン嵌合されている。
【００２７】
第２摩擦係合要素４６は、複数枚の一方の摩擦プレート５２と、他方の複数枚の摩擦プレート５６とで構成されている。他方の摩擦プレート５６は、一方の摩擦プレート５２の間に介在させられ、第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８のリングギヤに回転を伝達する第２クラッチハブ５８の外周面にスプライン嵌合されている。また、第２クラッチハブ５８の外周面には、ワンウェイクラッチ７３０が接続されると共に、Ｂ２ブレーキ６２０の構成部材である第３摩擦係合要素６０の一方の摩擦プレート５６がスプライン嵌合されている。
【００２８】
第３摩擦係合要素６０は、複数枚の一方の摩擦プレート５６と、複数枚の他方の摩擦プレート５２とで構成されている。他方の摩擦プレート５２は、一方の摩擦プレート５６の間に介在させられ、ギヤケース５００にスプライン嵌合されている。ブレーキピストン６１は、第３摩擦係合要素６０に対しワンウェイクラッチ７３０とは反対側に位置し、ギヤケース５００に摺動可能に嵌め付けられている。ブレーキピストン６１が第３摩擦係合要素６０を押圧することによって、Ｂ２ブレーキ６２０が係合する。
【００２９】
クラッチドラム４８と第１クラッチハブ５４との間には、第１摩擦係合要素４４を押圧するための第１クラッチピストン６２およびバネ受板６４が配置されている。第１クラッチピストン６２の内周面は、シールを介して出力軸１２０に対して軸心方向に摺動可能に嵌め付けられている。第１クラッチピストン６２は、第１摩擦係合要素４４の方向に伸びる押圧部６２ａを外周面に備える。バネ受板６４は、スナップリング６６によって軸心方向に移動不能に、出力軸１２０に嵌め付けられている。第１クラッチピストン６２とバネ受板６４との間には、第１クラッチピストン６２をクラッチドラム４８側の方向に移動するように付勢するリターンスプリング６８が介在されている。
【００３０】
第２クラッチピストン５０に対しクラッチドラム４８側と反対側には、バネ受板７０が配置されている。バネ受板７０は、スナップリング７２によって軸心方向に摺動不能に、基部材４２の外周面に嵌め着けられている。第２クラッチピストン５０とバネ受板７０との間には、第２クラッチピストン５０をクラッチドラム４８の底部４８ａに接近する方向に移動するように付勢する、リターンスプリング７４が介在されている。
【００３１】
第２クラッチピストン５０は、第一ピストン部材の一例としての、両端が開口する円筒状のシリンダ部材５０ａを有する。第２クラッチピストン５０はまた、第二ピストン部材の一例としての、シリンダ部材５０ａの一端部内に嵌め入れられる円板状の底板部材５０ｂを有する。円形部材の一例としての底板部材５０ｂは、シリンダ部材５０ａの内部に取り付けられている。第２クラッチピストン５０は、基部材４２の外周面にシールを介して嵌め付けられる。第２クラッチピストン５０は、クラッチドラム４８に対して相対回転不能に支持され、クラッチドラム４８と一体的に回転する。第２クラッチピストン５０は、基部材４２と一体接合されたクラッチドラム４８と共に、軸心Ｃ回りに回転可能に設けられている。
【００３２】
第２クラッチピストン５０の第２摩擦係合要素４６を押圧する側であって、シリンダ部材５０ａの上記一端部と反対側の端部である他端部には、円環状の押圧突部８２が設けられている。押圧突部８２は、シリンダ部材５０ａの他端部から軸心Ｃに向かって内周側に突き出すと共に、その内周縁からシリンダ部材５０ａの一端部に向かって突き出すように形成されている。
【００３３】
底板部材５０ｂに対し他端部側のシリンダ部材５０ａの内周面には、周方向に沿った環状溝が形成されており、この環状溝にスナップリング１０が嵌め入れられている。また、底板部材５０ｂに対し一端部側のシリンダ部材５０ａの内周面には、周方向に沿った他の環状溝が形成されており、この他の環状溝にスナップリング７６が嵌め入れられている。スナップリング１０，７６の間には、底板部材５０ｂの外周縁部が配置されているとともに、所定の予加重が付与されたウェーブスプリング９０が介挿されている。ウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０の間に挟持されている。
【００３４】
スナップリング７６は、シリンダ部材５０ａ内に嵌合されている底板部材５０ｂがシリンダ部材５０ａから外れること、すなわち、軸心方向に沿う図３中の左側への底板部材５０ｂの動きを規制するための、ストッパとして機能する。スナップリング１０は、ウェーブスプリング９０の一端を固定するばね受けとして機能するとともに、底板部材５０ｂがシリンダ部材５０ａ内へ入り込むこと、すなわち、軸心方向に沿う図３中の右側への底板部材５０ｂの動きを規制するための、ストッパとして機能する。これにより、底板部材５０ｂがシリンダ部材５０ａの一方の端部内に嵌め入れられた状態で、シリンダ部材５０ａおよび底板部材５０ｂが一体的に組み付けられている。
【００３５】
このように構成される油圧式の摩擦係合装置において、ギヤケース５００の作動油供給油路８４から作動油が供給されると、作動油は基部材４２に設けられている作動油供給孔８５を通り、第２クラッチピストン５０とクラッチドラム４８の間に形成される油室８６に供給される。この油室８６はシール部材８７によって油密とされており、供給された作動油の油圧によって、第２クラッチピストン５０はリターンスプリング７４側に前進する。この第２クラッチピストン５０の前進によって、第２クラッチピストン５０の押圧突部８２が、第２摩擦係合要素４６を押圧する。
【００３６】
第２摩擦係合要素４６の押圧突部８２に対し反対側では、第２摩擦係合要素４６の摩擦プレート５２，５６の移動を阻止するスナップリング８８が筒部４８ｂの内周面に嵌め着けられている。そのため、第２クラッチピストン５０により第２摩擦係合要素４６が押圧されたとき、スナップリング８８と押圧突部８２との間に挟まれて、第２摩擦係合要素４６は係合する。
【００３７】
シリンダ部材５０ａに取り付けられたスナップリング１０と底板部材５０ｂとは、ウェーブスプリング９０の付勢力によって互いに密着し、面接触している。そのため、第２クラッチピストン５０の移動時にシリンダ部材５０ａおよび底板部材５０ｂの間に生じるがたつきが好適に防止され、シリンダ部材５０ａと底板部材５０ｂとは一体として軸心方向に円滑に移動可能とされている。その結果、変速ショックが低減され、変速フィーリングおよび変速時間を向上することができるとともに、曲げ加工により成形された安価なウェーブスプリング９０を用いることで第２クラッチピストン５０の製造コストの低減を可能としている。
【００３８】
次に、本実施の形態のウェーブスプリング９０の挟持構造について詳細に説明する。図４は、スナップリング１０の平面図である。図４に示すスナップリング１０は、帯状の薄い平板材料を曲げ加工することにより成形されており、リングプレート部１１を有する。リングプレート部１１の平面形状は、円弧形状に形成されている。リングプレート部１１の円弧形状の一部が周方向に分断され切り取られた形状に、隙間１２が形成されている。
【００３９】
図５は、ウェーブスプリング９０の平面図である。図５に示すように、ウェーブスプリング９０は、平角線材などの帯状のばね材料を曲げ加工して、周方向の一部に開口部９３の形成された略Ｃ字形状の平面形状を有するように成形されている。このＣ字形状の円周方向に波付けして、複数の山部９１および谷部９２がウェーブスプリング９０の周方向に交互に成形されている。ウェーブスプリング９０は板材を曲げ加工して成形されており、打抜き加工により成形される円環形状の皿ばねに対して材料に無駄がなく、材料の歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００４０】
ウェーブスプリング９０の、開口部９３に対向する一対の端部９５，９６のうちの一方には、ウェーブスプリング９０の外周９７側の一部が切断され、切欠き部９４が形成されている。切欠き部９４は、ウェーブスプリング９０の端部９６の外周９７側が斜めに切り取られて形成されている。
【００４１】
切欠き部９４は、端部９６のみに形成されており、端部９５には形成されていない。そのため、ウェーブスプリング９０の表裏の判別が容易に可能とされている。たとえば、ウェーブスプリング９０の組立時に、切欠き部９４に対応する形状を有する治具を準備し、その治具にウェーブスプリング９０をはめ込んでウェーブスプリング９０を組み付け、ウェーブスプリング９０を表裏逆に治具に設置できないようにすることで、ウェーブスプリング９０が誤って表裏逆に組み付けられることを防止することができる。また、遠隔監視カメラを使用してウェーブスプリング９０の組付け状況を監視することで、ウェーブスプリング９０が表裏正しく組み付けられているか否かを確認することが可能である。
【００４２】
ウェーブスプリング９０の表裏判別は、切欠き部９４を用いる以外に、たとえばウェーブスプリング９０の表面のみにマーキングを施すなどによっても可能であるが、マーキングが剥がれ落ちると異物が発生し、その異物が装置に悪影響を与える可能性がある。これに対し、本実施の形態のように、切欠き部９４を形成してウェーブスプリング９０の表裏判別を行なうようにすれば、異物発生の問題も発生せず、ウェーブスプリング９０の表裏を確実に合わせて組み付けることができる。したがって、ウェーブスプリング９０の組立時の品質管理を容易に可能とし、ウェーブスプリング９０の組付け品質を向上させることができる。
【００４３】
加えて、切欠き部９４の形成はウェーブスプリング９０の機械加工によって行なうことができる。ウェーブスプリング９０に表裏判別用のマーキングを追加するためには、新たな製造設備および製造工程を必要とし、製造コストの増大を招来する。これに対し、切欠き部９４によりウェーブスプリング９０の表裏を判別するようにすれば、マーキングと比較してウェーブスプリング９０の製造コストを低減することができる。
【００４４】
図４および図５に示すように、スナップリング１０とウェーブスプリング９０とは、いずれも略円環形状に形成されている。スナップリング１０の形成する円環形状の中心が図３に示す軸心Ｃと一致するように、スナップリング１０は配置されている。ウェーブスプリング９０の形成する円環形状の中心が軸心Ｃと一致するように、ウェーブスプリング９０は配置されている。ウェーブスプリング９０およびスナップリング１０は、軸心方向に対し直交するように配置されており、底板部材５０ｂと軸心Ｃを共有するように配置されている。
【００４５】
図６は、ウェーブスプリング９０の側面図である。図６では、図５に示すウェーブスプリング９０の平面形状の上側半分が抜き出され、側面視された場合のウェーブスプリング９０が図示されている。また図６では、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０によりウェーブスプリング９０が挟持された後述する挟持構造からウェーブスプリング９０のみを抜き出した場合の、ウェーブスプリング９０の側面図が図示されている。つまり図６では、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０からウェーブスプリング９０に対しウェーブスプリング９０の厚み方向に荷重が負荷された状態の、ウェーブスプリング９０が図示されている。
【００４６】
図６に示すように、山部９１は、ウェーブスプリング９０の厚み方向の一方側に突起するように形成されており、谷部９２はウェーブスプリング９０の厚み方向の他方側に突起するように形成されている。山部９１は、ウェーブスプリング９０の表面側に凸となるように形成されており、谷部９２は裏面側に凸となるように形成されている。ウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０の間に挟持された状態において、谷部９２の裏面側（図６の右側）から山部９１の表面側（図６の左側）までが距離Ｌ分離れるように形成されている。
【００４７】
ウェーブスプリング９０の周方向の一部が分断された開口部９３は、山部９１に形成されている。そのため、開口部９３は谷部９２の裏面側に対し距離Ｌ分離れており、谷部９２の裏面側と開口部９３との間には、ウェーブスプリング９０の厚み方向に距離Ｌ分の間隔（クリアランス）が形成されている。
【００４８】
図７は、ウェーブスプリング９０の挟持構造を示す断面図である。図３を参照して説明したように、ウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂとスナップリング１０との間に配置されて、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０によって挟持されている。図７に示すように、ウェーブスプリング９０は、山部９１が底板部材５０ｂ側に突起し、谷部９２がスナップリング１０側に突起するように配置されて、底板部材５０ｂとスナップリング１０との間に挟持されている。山部９１の表面側（図７の上側）が底板部材５０ｂに当接し、谷部９２の裏面側（図７の下側）がスナップリング１０に当接するように、ウェーブスプリング９０は配置されている。
【００４９】
スナップリング１０は、図３を参照して説明したように、シリンダ部材５０ａの内周面に形成された環状溝に嵌入されて保持されている。ウェーブスプリング９０は、底板部材５０ｂおよびスナップリング１０の間に挟まれることによって保持されている。スナップリング１０およびウェーブスプリング９０は、平面形状の外周面および内周面がいずれも円弧形状であって、周方向の移動を妨げる位置決めのための構造を有しておらず、軸心Ｃ回りに回転可能に設けられている。そのため、ウェーブスプリング９０およびスナップリング１０は、互いに相対回転可能に設けられている。
【００５０】
図８は、ウェーブスプリング９０がスナップリング１０に対し相対回転した状態の一例を示す断面図である。図９は、ウェーブスプリング９０がスナップリング１０に対し相対回転した状態の他の例を示す断面図である。上述したように、ウェーブスプリング９０の厚み方向において、山部９１と谷部９２との間には図６に示す距離Ｌ分のクリアランスが形成されている。底板部材５０ｂ側に突起したウェーブスプリング９０の山部９１に開口部９３を形成することで、開口部９３とスナップリング１０との間には、常に距離Ｌ分の間隔が確保されている。
【００５１】
そのため、図８および図９に示すように、ウェーブスプリング９０がスナップリング１０に対して相対回転した場合でも、常にスナップリング１０に形成された隙間１２とウェーブスプリング９０の開口部９３との間のクリアランスを維持することができる。したがって、隙間１２にウェーブスプリング９０の端部９５，９６が潜り込んでウェーブスプリング９０の機能を損なうことを、回避することができる。
【００５２】
一方、ウェーブスプリング９０に対向する底板部材５０ｂの面は、切欠きや隙間の形成されていない平坦な面として形成されている。これにより、ウェーブスプリング９０が底板部材５０ｂに対して相対回転し、開口部９３の形成された山部９１が底板部材５０ｂに対して摺動しても、ウェーブスプリング９０の端部９５，９６が相手部材である底板部材５０ｂに潜り込むことのない構造とされている。
【００５３】
図１０は、図３に示すＸ−Ｘ線に沿う、第２クラッチピストン５０の断面図である。図１０に示す破断線は、底板部材５０ｂの一部を破った境界を示しており、破断線の内側（上側）には底板部材５０ｂに対しシリンダ部材５０ａの他端部側（図３の右側）に設置されているウェーブスプリング９０およびスナップリング１０が図示されている。上述したように、スナップリング１０はシリンダ部材５０ａの内周面に形成された環状溝に嵌合されて保持されているのに対し、ウェーブスプリング９０は底板部材５０ｂおよびスナップリング１０に挟まれることのみによって保持されている。ウェーブスプリング９０は周方向の位置決めはされておらず、そのためウェーブスプリング９０はシリンダ部材５０ａに対して相対回転が可能とされている。
【００５４】
図５を参照して説明したように、ウェーブスプリング９０の端部９６には切欠き部９４が形成されており、ウェーブスプリング９０は表裏を容易に判別可能とされている。ウェーブスプリング９０の表裏判別を行なうためには、切欠き部９４に限らず任意の異形形状をウェーブスプリング９０に形成してもよい。但し、この切欠き部９４は、ウェーブスプリング９０の表裏判別を容易に可能とする機能に加えて、ウェーブスプリング９０がシリンダ部材５０ａに対して相対回転を持った場合の干渉の発生を抑制する機能をも有している。
【００５５】
つまり、図１０に示すように、ウェーブスプリング９０の外周側に設置された円筒形状のシリンダ部材５０ａには、径方向内側へ突起する複数の突起部５１が形成されている。この突起部５１がクラッチドラム４８の筒部４８ｂ（図３参照）の外周面に形成された図示しないスプライン形状に対しスプライン嵌合することで、シリンダ部材５０ａはクラッチドラム４８に対して周方向の移動を規制されて軸心Ｃ回りに一体回転し、かつシリンダ部材５０ａはクラッチドラム４８に対して軸心方向の往復動可能に設けられている。
【００５６】
ウェーブスプリング９０がシリンダ部材５０ａに対し、図１０に示すＤＲ１方向に相対回転するとき、端部９５がシリンダ部材５０ａの突起部５１と干渉すると、ウェーブスプリング９０の円滑な回転が妨げられる。一方、ウェーブスプリング９０が図１０に示すＤＲ２方向にシリンダ部材５０ａに対して相対回転するとき、切欠き部９４が形成されているために、端部９６と突起部５１との干渉の発生が抑制されている。また、切欠き部９４が突起部５１に接触した場合でも、切欠き部９４は突起部５１に対し傾斜を有する形状に形成されているために、切欠き部９４が突起部５１を乗り越えるように、ウェーブスプリング９０はシリンダ部材５０ａに対し摺動可能である。
【００５７】
つまり、切欠き部９４を外周９７側（図５参照）へ形成することにより、ウェーブスプリング９０の、シリンダ部材５０ａに対するＤＲ２方向への相対回転が妨げられることを抑制することができる。ここで、出力軸１２０の回転開始に伴って発生するウェーブスプリング９０のシリンダ部材５０ａに対する相対回転の方向を、ＤＲ２方向のみとするように、ウェーブスプリング９０の配置を調整することができる。このようにすれば、エンジンのクランクシャフトに連結された出力軸１２０は片方向にのみ回転可能な部材であるために、ウェーブスプリング９０のシリンダ部材５０ａに対する干渉の発生を、より効果的に抑制することができる。
【００５８】
なお、これまでの説明においては、ウェーブスプリング９０を挟持する相手部材である底板部材５０ｂとスナップリング１０との両方に対して、ウェーブスプリング９０が相対回転可能である例を示した。開口部９３（合口構造）の形成されたウェーブスプリング９０が、隙間１２（合口構造）の形成されたスナップリング１０に対して相対回転するような構成の挟持構造であれば、ウェーブスプリング９０の端部９５，９６がスナップリング１０に潜り込むことを回避できる効果を同様に得ることができる。つまり、ウェーブスプリング９０は、隙間１２の形成されたスナップリング１０と対になって挟持構造を構成する他の相手部材（底板部材５０ｂ）に対し、一体となって回転するような構造であってもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、自動変速機１のＣ２クラッチを押圧する第２クラッチピストン５０に適用されたウェーブスプリング９０の挟持構造について説明したが、他のクラッチやブレーキに、本実施の形態のウェーブスプリングの挟持構造を適用してもよいのは勿論である。
【００６０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のウェーブスプリングの挟持構造および摩擦係合装置は、車両に搭載された自動変速機に、特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る摩擦係合装置が適用される自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図２】図１に示す自動変速機における、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表である。
【図３】自動変速機の第２セットを詳細に説明する要部断面図である。
【図４】スナップリングの平面図である。
【図５】ウェーブスプリングの平面図である。
【図６】ウェーブスプリングの側面図である。
【図７】ウェーブスプリングの挟持構造を示す断面図である。
【図８】ウェーブスプリングがスナップリングに対し相対回転した状態の一例を示す断面図である。
【図９】ウェーブスプリングがスナップリングに対し相対回転した状態の他の例を示す断面図である。
【図１０】図３に示すＸ−Ｘ線に沿う、第２クラッチピストンの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 自動変速機、１０ スナップリング、１２ 隙間、４６ 摩擦係合要素、５０ 第２クラッチピストン、５０ａ シリンダ部材、５０ｂ 底板部材、５１ 突起部、５２，５６ 摩擦プレート、８２ 押圧突部、９０ ウェーブスプリング、９１ 山部、９２ 谷部、９３ 開口部、９４ 切欠き部、９５，９６ 端部、９７ 外周、１２０ 出力軸、Ｃ 軸心。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に交互に形成された複数の山部および谷部と、周方向の一部に形成された開口部とを有するウェーブスプリングを挟持する、ウェーブスプリングの挟持構造であって、
軸心回りに回転可能に設けられた円形部材と、
周方向の一部が分断され隙間が形成された円弧形状を有し、前記円形部材の前記軸心方向の移動を規制するスナップリングとを備え、
前記ウェーブスプリングおよび前記スナップリングは、前記円形部材と前記軸心を共有するように配置され、互いに相対回転可能に設けられており、
前記ウェーブスプリングは、前記山部が前記円形部材側に突起し前記谷部が前記スナップリング側に突起するように前記円形部材と前記スナップリングとの間に配置されて、前記円形部材および前記スナップリングによって挟持されており、
前記開口部は、前記山部に形成されている、ウェーブスプリングの挟持構造。
【請求項２】
前記ウェーブスプリングには、前記開口部に対向する端部の外周側が切断された切欠き部が形成されている、請求項１に記載のウェーブスプリングの挟持構造。
【請求項３】
複数枚の摩擦プレートで構成される摩擦係合要素を押圧するクラッチピストンを備える、自動変速機の摩擦係合装置であって、
前記クラッチピストンは、両端が開口する円筒状の第一ピストン部材と、前記第一ピストン部材の内部に取り付けられた円板状の第二ピストン部材と、前記第一ピストン部材の内周面に形成された環状溝に嵌入されて前記第二ピストン部材の軸心方向の移動を規制するスナップリングと、請求項１または請求項２に記載の挟持構造によって前記第二ピストン部材および前記スナップリングの間に挟持されたウェーブスプリングとを有する、摩擦係合装置。
【請求項１】
周方向に交互に形成された複数の山部および谷部と、周方向の一部に形成された開口部とを有するウェーブスプリングを挟持する、ウェーブスプリングの挟持構造であって、
軸心回りに回転可能に設けられた円形部材と、
周方向の一部が分断され隙間が形成された円弧形状を有し、前記円形部材の前記軸心方向の移動を規制するスナップリングとを備え、
前記ウェーブスプリングおよび前記スナップリングは、前記円形部材と前記軸心を共有するように配置され、互いに相対回転可能に設けられており、
前記ウェーブスプリングは、前記山部が前記円形部材側に突起し前記谷部が前記スナップリング側に突起するように前記円形部材と前記スナップリングとの間に配置されて、前記円形部材および前記スナップリングによって挟持されており、
前記開口部は、前記山部に形成されている、ウェーブスプリングの挟持構造。
【請求項２】
前記ウェーブスプリングには、前記開口部に対向する端部の外周側が切断された切欠き部が形成されている、請求項１に記載のウェーブスプリングの挟持構造。
【請求項３】
複数枚の摩擦プレートで構成される摩擦係合要素を押圧するクラッチピストンを備える、自動変速機の摩擦係合装置であって、
前記クラッチピストンは、両端が開口する円筒状の第一ピストン部材と、前記第一ピストン部材の内部に取り付けられた円板状の第二ピストン部材と、前記第一ピストン部材の内周面に形成された環状溝に嵌入されて前記第二ピストン部材の軸心方向の移動を規制するスナップリングと、請求項１または請求項２に記載の挟持構造によって前記第二ピストン部材および前記スナップリングの間に挟持されたウェーブスプリングとを有する、摩擦係合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１２７３４１（Ｐ２０１０−１２７３４１Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３００９０１（Ｐ２００８−３００９０１）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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