JPH0619191B2 - 環状油圧サ−ボのシリンダ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動変速機の環状油圧サーボのシリンダーに
関するものである。

（従来の技術） 従来自動変速機においては、複数のプラネタリギヤユニ
ットのギヤ、キャリア等の各要素を選択的に係脱するこ
とによって各変速段を形成するようにしてあり、上記各
要素はオイルポンプからの吐出圧を油圧制御装置によっ
て調圧し、その制御圧によって油圧サーボを作動させ、
クラッチ、ブレーキ等を係脱することにより選択的に接
続されるようになっていて、トランスミッションケース
内にクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合要素が設けられ
る。

また４輪駆動用トランスファにおいては、２輪駆動と４
輪駆動の切換えを行なうために、クラッチ、ブレーキ等
の摩擦係合要素がトランスファケース内に設けられる。

これら摩擦係合要素としてクラッチを配設する場合、ク
ラッチを係脱するために油圧サーボが設けられていて、
該油圧サーボは、アウタシリンダー部、インナシリンダ
ー部及び両者を接続する円環板状部から成る油圧シリン
ダーと、該油圧シリンダー内を摺動するピストンを有し
ている。

第９図は従来の環状油圧サーボのシリンダーの断面図で
ある。

図において、環状油圧サーボのシリンダー２００は、円
環板状部２０１、円周にインナスプライン２０２が形成
されたアウタシリンダー部２０３及び回転軸に摺動自在
に嵌合するインナスプライン２０４を形成したインナシ
リンダー部２０９から成っており、該インナシリンダー
部２０９には、ピストン２０６と共に構成される油圧サ
ーボ２０７に圧油を供給する油路穴２０８が形成されて
おり、該油路穴２０８から油圧サーボ２０７に圧油を給
排してクラッチを係脱することができるようになってい
る。

ところが自動変速機の油圧サーボにおいては油圧制御装
置から、調圧された作動油が供給されて摩擦係合要素の
係脱を行なっているため、ピストン摺動部に傷が存在す
る場合、油洩れ等により油圧が低下し、自動変速機全体
の圧力が低下する場合がある。従って、アウタシリンダ
ー部２０３のインナスプライン２０２を加工する時に、
歯切り工具がピストン摺動部に干渉するのを防ぐための
逃げ部２１１を形成しなければならず、その分アウタシ
リンダー部２０３の軸方向寸法が長くなり、自動変速機
を小型化することができない。

また、上記環状油圧サーボによって係脱されるクラッチ
は、その伝達トルク容量に応じてクラッチプレートの枚
数やスプライン歯形を設定しなければならないが、上記
環状油圧サーボのシリンダー２００においては、アウタ
シリンダー部２０３およびインナシリンダー部２０９が
一体的に形成されているので、クラッチプレートの枚数
の設定に応じてアウタシリンダー部２０３のインナスプ
ライン２０２の長さまたはスプライン歯形を変更するた
めに、シリンダー２００全体を取り換えなければならず
生産性が低い。

そこで、インナスプラインを形成したアウタシリンダー
部材と、筒状部を形成した円環板状部材とを別体で加工
して、これらを連結してシリンダーを形成して、インナ
スプラインを容易に加工することができるようにした環
状油圧サーボのシリンダーが提供されている（実公昭４
６−１７８５４号公報参照）。

この場合、インナスプラインを加工するための逃げ部を
形成する必要がないので、逃げ部の分の軸方向寸法を短
縮することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の環状油圧サーボのシリンダー
においては、アウタシリンダー部材と円環板状部材とを
スプライン嵌合し、スナップリングを装着することによ
って両者を固定しているので、アウタシリンダー部材に
スナップリングを装着するためのスペースを設ける必要
があり、その分アウタシリンダー部材の軸方向寸法が大
きくなってしまう。

また、円環板状部材の筒状部にアウタシリンダー部材と
のスプライン嵌合のためのスプラインを形成する必要が
あるため筒状部が肉厚となり、アウタシリンダー部材の
インナスプラインの内径に対して筒状部の内径が小さく
なる。したがってピストンの外径を大きくすることがで
きずクラッチ容量が低下する。すなわち所定のクラッチ
容量を確保するためには環状油圧サーボのシリンダーを
大きくしなければならない。

本発明は、上記従来の環状油圧サーボのシリンダーの問
題点を解決して、摩擦係合要素の容量を確保した状態で
小型化を図ることができる環状油圧サーボのシリンダー
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、ピストンとともに
油圧サーボを形成し、内周スプラインが形成されたアウ
タシリンダー部材と、油圧サーボに作動油を供給せしめ
る油路穴を有するインナシリンダー部材と、前記アウタ
シリンダー部材及び前記インナシリンダー部材と別体で
形成され、両者を接続する円環板状部材とから成る環状
油圧サーボのシリンダーにおいて、前記インナシリンダ
ー部材は軸方向に対しほぼ垂直に設けられた油路を有す
るとともに環状の溶接止凸部を有し、前記円環板状部材
は円周を前記インナシリンダー部材の溶接止凸部に当接
し、溶接により固着されるとともに、外周に筒状部を有
し、該筒状部の外周円筒面を前記アウタシリンダー部材
の内周円筒面部に嵌合させ、筒状部の先端とは反対側に
おける前記アウタシリンダー部材の端部を溶接によって
固着した構成を有するものである。

（作用及び発明の効果） 本発明によれば、上記のように内周スプラインが形成さ
れたアウタシリンダー部材と、アウタシリンダー部材と
インナシリンダー部材とを接続する円環板状部材が別体
で形成されるため、アウタシリンダー部材にインナスプ
ラインの歯切りを行なうための逃げ部を形成する必要が
ないので、アウタシリンダー部材の軸方向寸法が短くな
り、環状油圧サーボのシリンダーをコンパクトに構成す
ることができる。

さらにインナシリンダー部材と円環板状部材とが別体で
形成されるため、インナシリンダー部材に形成される油
路穴を軸方向に対して垂直に形成することが可能とな
り、その結果ピストンの内径側摺動部を円環板状部材の
近傍に形成することができる。従って、ピストンストロ
ークが十分に確保できインナシリンダー部材の軸方向寸
法が短縮できる。また、インナシリンダー部材は外周に
筒状部を有しており、上記アウタシリンダー部材の内周
円筒面及び上記円環板状部材の筒状部の外周円筒面を嵌
合させ、溶接によって固着されるので、スナップリング
などによる係止部を設ける必要がなく、軸方向寸法を短
縮することができる。

さらに、アウタシリンダー部材と円環板状部材の筒状部
を溶接によって連結しているため、両者を円筒面どうし
で嵌合することができ、嵌合部の加工が容易になるだけ
でなく、溶接部の剛性を高めることができる。しかも、
円筒状部材の筒状部の肉厚を減少させることができ、そ
の分ピストンの外形を大きくして、大きなクラッチ容量
を得ることができる。

そして、アウタシリンダー部材が別体で構成されている
ので、クラッチプレートの枚数の設定に応じてアウタシ
リンダー部材のインナスプラインの長さや歯形を変更す
るためにシリンダー全体を取り換える必要もない。

さらにアウタシリンダー部材、インナシリンダー部材及
び円環板状部材が別体で形成される場合、ピストン摺動
部の同心性、つまりアウタシリンダー部材とインナシリ
ンダー部材の同心性が問題になるが、アウタシリンダー
部材の円周円筒面と円環板状部材の筒状部の外周円筒面
を嵌合させて溶接によって固着するとともに、円環板状
部材の円周をインナシリンダー部材の環状の溶接止凸部
に当接し溶接によって固着されるのでピストン摺動部の
同心性が確保される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第２図は本発明の環状油圧サーボのシリンダーを組込ん
だ４輪駆動用トランスファの断面図、第３図はその主要
断面図である。

トランスファ100は、トランスファケース2内に設けら
れ、摩擦係合要素である変速用油圧式多板式摩擦係合ク
ラッチ（以下変速クラッチと略す）Ｃ3、油圧式多板式
摩擦係合ブレーキ（以下ブレーキと略す）Ｂ4および２
輪駆動４輪駆動切換油圧式多板式摩擦係合クラッチ（以
下２輪４輪切換クラッチと略す）Ｃ4とトランスミッシ
ョンケース内の自動変速機を備えた主変速機のプラネタ
リギアセット（図示せず）の出力軸132を入力軸（ 13
2）とし、該入力軸（ 132）に直列的に配されたトラン
スファ100の第１出力軸142、前記入力軸（ 132）と第１
出力軸142との間に配されたプラネタリギアセットＰ
ｆ、前記第１出力軸142に回転自在に外嵌された４輪駆
動用スリーブ151、前記入力軸（ 132）に平行して並設
された前記第１出力軸142と反対方向に取付けられた第
２出力軸152、前記スリーブ151と第２出力軸152との間
の伝動機構153を有する。

変速クラッチＣ3はプラネタリギアセットＰｆのトラン
スミッションケース側に配設され、サンギアＳ1とキャ
リアＰ1との断続を行うものであり、キャリアＰ1に連結
され、外周側部31においてパーキングギア31aを周接
し、自動変速機のシフトレバーをパーキング位置に選択
したとき歯止め31bがパーキングギア31aに噛み合い、第
１出力軸142を固定するシリンダー3と該シリンダー3内
に装着されたピストン3Pとで構成される油圧サーボＣ−
3により作動される。

プラネタリギアセットＰｆはトランスファ100の入力軸
（132 ）の端部にスプライン嵌合されたサンギアＳ1、
該サンギアＳ1と歯合するプラネタリピニオンＰ、該プ
ラネタリピニオンＰと歯合するリングギアＲ1、および
前記プラネタリピニオンＰを回転自在に保持すると共に
前記トランスファ100の第１出力軸142の先端に連結され
たキャリアＰ1からなる。

ブレーキＢ4は、リングギアＲ1をトランスファケース2
に固定するための油圧式多板式摩擦係合ブレーキであ
り、トランスファケース2内に形成されたシリンダー4と
該シリンダー4内に装着されたピストン4Ｐとで構成され
る油圧サーボＢ−4により作動される。

２輪４輪切換クラッチＣ4は、キャリアＰ1に連結したト
ランスファ100の第１出力軸142と第２出力軸152を駆動
するための伝動機構153の一方のスプロケット156に連結
したスリーブ151とを断続するための油圧式多板式摩擦
係合クラッチであり、トランスファケース2に回転自在
に支持されたシリンダー5と該シリンダー5内に装着され
たピストン5Ｐとで構成される油圧サーボＣ−4により作
動される。

本発明の環状油圧サーボのシリンダーにかかる油圧サー
ボＣ−4のシリンダー5は、第１、４図に示す如く外周51
に筒状部52をプレス成形された円環板状部材53と、第
１、７、８図に示す如く、一端の内周54aは前記筒状部5
2に外嵌されて、該筒状部52を圧入後、全周溶接され、
他方の内周54bに形成されたインナスプライン541には２
輪４輪切換クラッチＣ4のクラッチプレート50Ａとスプ
ライン嵌合するアウタシリンダー部54と、第１、５、６
図に示す如く、前記円環板状部材53と該円環板状部材53
を所定位置に設定し、溶接時に同心性確保が容易となる
溶接止凸部55aを有する一端55で溶接され、所定位置に
半径方向油路穴56および２輪４輪切換クラッチＣ4の油
圧サーボＣ−4のリターンスプリング571を支持するフラ
ンジ板572を固定するフランジ板溝57aが形成され、フラ
ンジ板溝57a付近より半径方向に折曲って軸方向油路57b
が形成され、該軸方向油路57bより軸方向に折曲り、第
１出力軸142にスナップリング58a、58bにより固定さ
れ、第１出力軸142と一体的に回転するよう第１出力軸1
42のアウタスプライン142aに嵌合するインナスプライン
58を形成したインナシリンダー部59とからなる。

油圧サーボＣ−4の外周側油密性（シール性）は、円環
板状部材53の筒状部52により確保されているため、溶接
部50はトルクを伝達するための強度を有すれば良く、周
上数箇所でも良い。

このように、油圧サーボＣ−4のシリンダー5は、内周54
bにインナスプライン541が形成されたアウタシリンダー
部54と、第１出力軸142と連結するインナシリンダー部5
9と、上記アウタシリンダー部54とインナシリンダー部5
9とを接続する円環板状部材53から成っていて、上記円
環板状部材53は上記アウタシリンダー部54と別体で形成
される。

したがって、２輪４輪切換クラッチＣ4のクラッチプレ
ートの枚数またはスプライン歯形が変更された場合、ア
ウタシリンダー部54を変更するだけでそれに対応するこ
とができ、上記円環板状部材53、または該円環板状部材
53とインナシリンダー部59を供用することができるため
コストが低減する。

また、アウタシリンダー部54にインナスプライン541の
歯切りを行うための逃げ部を形成する必要がないので、
アウタシリンダー部54の軸方向寸法を短縮して、油圧サ
ーボＣ−4のシリンダー5をコンパクトに構成することが
できるだけでなく、インナシリンダー部59の半径方向油
路穴56のための加工を軸方向と垂直の方向（半径方向）
に施すことができるため、インナシリンダー部59の軸方
向寸法を短縮し、かつ、加工作業を容易にする。

さらに、インナシリンダー部59は外周に筒状部52を有し
ており、上記アウタシリンダー部54の内周54aの円筒面
および上記円環板状部材53の筒状部52の外周51の円筒面
を嵌合させて溶接によって固着してある。

したがって、スナップリングなどによる係止部を設ける
必要がなく、軸方向寸法を短縮することができる。

また、上記アウタシリンダー部54と円環板状部材53の筒
状部52を溶接によって固着しているので、両者を円筒面
同士で嵌合することができ、嵌合部の加工が容易になる
だけでなく、溶接部50の剛性を高めることができる。し
かも、上記円環板状部材53の筒状部52の肉厚を減少させ
ることができ、その分ピストン5Ｐの外径を大きくし
て、大きなクラッチ容量を得ることができる。

さらに、アウタシリンダー部54と筒状部52の間の溶接部
50を、筒状部52の先端とは反対側におけるアウタシリン
ダー部54の端部としているので、溶接部50がアウタシリ
ンダー部54のインナスプライン541から離れた位置にな
り、溶接の熱によるインナスプライン541の変形を防止
することができ、歪みが生じにくい。

また、上記円環板状部材53の筒状部52の肉厚を減少させ
ることができるので、円環板状部53を薄板材のプレス成
形によって製造することができる。その場合、油圧サー
ボＣ−4のシリンダー5のコストを低減することができる
だけでなく、軽量化、コンパクト化を図ることができ
る。

円環板状部材53をプレス成形によって形成した場合に
は、筒状部52の肉厚が減少するため円環板状部材53の溶
接部50の近傍における屈曲部の円弧を小さくすることが
できる。したがって、溶接部50を円環板状部材53のフラ
ンジ部の外周近傍として、上記溶接部50までアウタシリ
ンダー部54の円筒面を延長して嵌合させることによって
溶接を一層容易にすることができる。

また、嵌合部が円筒面であるので、筒状部52の全周に容
易に溶接を施すことができる。

伝動機構153は、スリーブ151にスプライン嵌合されたス
プロケット156、第２出力軸152に形成されたスプロケッ
ト155およびこれらスプロケット間155、156に張設され
たチェーン157からなる。

160はトランスファ100の変速クラッチＣ3、２輪４輪切
換クラッチＣ4およびブレーキＢ4の油圧サーボＣ−3、
Ｃ−4およびＢ−4に油圧を給排するトランスファ制御装
置163が設けられているトランスファバルブボディ、161
はそのオイルパンである。変速クラッチＣ3、２輪４輪
切換クラッチＣ4およびブレーキＢ4の油圧サーボＣ−
3、Ｃ−4およびＢ−4に供給されるライン圧油は、トラ
ンスミッションケースとトランスファケース2に設けら
れた油路164を介してトランスファ制御装置163が設けら
れているトランスファバルブボディ160に導かれる。

通常走行時には油路165を介して油合サーボＣ−3に自動
変速機の油圧制御装置に供給されるライン圧を供給して
変速クラッチＣ3を係合せしめ、油圧サーボＢ−4および
Ｃ−4を排圧してブレーキＢ4および２輪４輪切換クラッ
チＣ4を開放せしめる。これによりプラネタリギアセッ
トＰｆのサンギアＳ１とキャリアＰ１とは連結され、動
力は入力軸（ 132）から第１出力軸142に減速比１で伝
達され、後輪のみの２輪駆動走行が得られる。このとき
入力軸（ 132）からの動力は、サンギアＳ１、プラネタ
リピニオンＰ、リングギアＲ１を介さずに変速クラッチ
Ｃ3を介してキャリアＰ１より第１出力軸142に伝達され
るので、各ギアの歯面に負荷がかからず、ギアの寿命が
増加する。この２輪駆動走行中、４輪駆動走行が必要と
なったときは運転席などに設けたシフトレバー（図示せ
ず）を手動シフトし、トランスファ制御装置163の油圧
サーボＣ−4にライン圧を徐々に供給し、２輪４輪切換
クラッチＣ4を円滑に係合せしめると、第１出力軸142と
スリーブ151とが連結され、伝動機構153、第２出力軸15
2およびプロペラシャフト（図示せず）を経て前輪にも
動力が伝達され、入力軸（ 132）から第１出力軸142お
よび第２出力軸152に減速比１で動力伝達がなされ、４
輪駆動直結走行状態（高速４輪駆動状態）が得られる。
この４輪駆動走行中、急坂路など出力トルクの増大が必
要な時にシフトレバーを手動シフトすると、油圧サーボ
への油圧は油圧サーボＢ−4へライン圧を徐々に供給さ
れると共に適切なタイミングで油圧サーボＣ−3の油圧
を排圧し、ブレーキＢ4を徐々に係合せしめると共に変
速クラッチＣ3を円滑に解放させる。これによりサンギ
アＳ１とキャリアＰ１とは解放されると共にリングギア
Ｒ１は固定され、動力は入力軸（ 132）からサンギアＳ
１、プラネタリピニオンＰ、キャリアＰ１を介して減速
され、第１出力軸142および第２出力軸152に伝達され、
トルクの大きな４輪駆動走行状態（低速４輪駆動状態）
が得られる。表１にトランスファ100の手動シフトの設
定レンジとブレーキＢ4、変速クラッチＣ3および２輪４
輪切換クラッチＣ4の係合および解放と車両の走行状態
を示す。

表１において○は摩擦係合要素の係合状態を示す、×は
解放状態を示す。減速比（例の3.0）は、プラネタリギ
アセットのサンギアＳ１とリングギアＲ１の歯数比をλ
とし、歯数比λを0.5とした場合の減速比＝（ 1＋λ）
／＝ 3.0で算出したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の環状油圧サーボのシリンダーの断面
図、第２図は本発明の環状油圧サーボのシリンダーを４
輪駆動用トランスファに組込んだ断面図、第３図は第２
図の主要断面図、第４図は本発明の環状油圧サーボのシ
リンダーにかかる円環板状部材の断面図、第５図は本発
明の環状油圧サーボのシリンダーにかかるインナシリン
ダー部の断面図、第６図は第５図の正面図、第７図は本
発明の環状油圧サーボのシリンダーにかかるアウタシリ
ンダー部の正面図、第８図は第７図の断面図、第９図は
従来の環状油圧サーボのシリンダーの断面図である。 図中２……トランスファケース、Ｂ４……ブレーキ、Ｃ
３……変速クラッチ、Ｃ４……２輪４輪切換クラッチ、
Ｂ−４、Ｃ−３、Ｃ−４……油圧サーボ ５……シリンダー、５３……円環板状部材、５４……ア
ウタシリンダー部、５６……半径方向油路穴、５９……
インナシリンダー部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 和昭 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 原田 吉晴 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−64144（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンとともに油圧サーボを形成し、内
   周スプラインが形成されたアウタシリンダー部材と、油
   圧サーボに作動油を供給せしめる油路穴を有するインナ
   シリンダー部材と、前記アウタシリンダー部材及び前記
   インナシリンダー部材と別体で形成された両者とを接続
   する円環板状部材とから成る環状油圧サーボのシリンダ
   ーにおいて、 前記インナシリンダー部材は軸方向に対しほぼ垂直に設
   けられた油路を有するとともに、環状の溶接止凸部を有
   し、 前記円環板状部材は、内周を前記インナシリンダー部材
   の環状の溶接止凸部に当接し、溶接により固着されると
   ともに、外周に筒状部を有し、該筒状部の外周円筒面を
   前記アウタシリンダー部材の内周円筒面部に嵌合させ、
   筒状部の先端とは反対側における前記アウタシリンダー
   部材の端部を溶接によって固着したことを特徴とする環
   状油圧サーボのシリンダー。
2. 【請求項２】前記円環板状部材は薄板材によるプレス加
   工によって形成されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の環状油圧サーボのシリンダー。