JP2001132850A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い圧力のもとに使用しても、シールリップ
の摺動面に対する全面的な接触が生じにくく、また、そ
の効果を長期にわたって持続させることのできる密封装
置を提供する。 【解決手段】 シールリップ６ａ等の圧力作用面Ｐとは
反対側の面Ｑの軸平行断面形状を、先端部から所定領域
をストレート形状領域Ｓとし、それに隣接して基端部側
に波形形状領域Ｗを設け、圧力作用面Ｐに圧力が作用し
たときに限って波形形状領域Ｗが摺動面３１等に接触す
るようにし、また、波形形状領域Ｗは、ストレート形状
領域Ｓの延長面Ｓｃに対して突出した凸部Ｗｐと、同延
長面Ｓｃに対して窪んだ凹部Ｗｄが連続した形状とする
ことで、シールリップ６ａ等の摺動面３１等に対する全
面当たりを防止し、しかもその波形形状領域Ｗの磨耗を
少なくしてその効果を長期にわたって持続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は密封装置に関し、更
に詳しくは、ピストン等の外周部分に装着されてシリン
ダ内壁面等に摺動接触してその間を密封するための密封
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の自動変速機には、一般に、油
圧により動作するクラッチピストン機構が設けられ、こ
のクラッチピストン機構によってクラッチプレートを押
圧してクラッチのＯＮ／ＯＦＦを行って変速動作を行う
ようになっている。

【０００３】この種のクラッチピストン機構において
は、通常、シリンダ孔内に軸方向に摺動可能に設けら
れ、かつ、リターンスプリングによってクラッチプレー
トから離隔する向きに付勢された金属製の環状のクラッ
チピストンを、油圧によってクラッチプレート側に移動
させることにより、同じく金属製の環状体であるクラッ
チプレートに当接させてこれを押圧するように構成され
ている。

【０００４】このようなクラッチピストン機構の構成例
を図３に軸平行断面図で示す。この例においては、クラ
ッチピストン９１は全体として偏平な略環状のプレス成
形体であって、ハウジング９２に形成された環状空間で
あるシリンダ孔９３内に軸方向（図中上下方向）に摺動
可能に設けられている。シリンダ孔９３の外側内周面９
３１とクラッチピストン９１との間隙は、０．２〜１．
０ｍｍに設定されている。シリンダ孔９３内には、スプ
リング支持プレート９４を介してリターンスプリング９
５が設けられており、このリターンスプリング９５によ
って、クラッチピストン９１は図中上方に付勢されてい
る。

【０００５】クラッチピストン９１の上面側には、合成
ゴム等の弾性体からなるシール部材９６が一体的に固着
されており、このシール部材９６には、クラッチピスト
ン９１の外側外壁面９１１および内側外壁面９１２にお
いてそれぞれ周方向に沿って環状に突出するシールリッ
プ９６ａおよび９６ｂが形成されており、これらの各シ
ールリップ９６ａ，９６ｂは、それぞれ環状空間を形成
するシリンダ孔９３の外側内壁面９３１および内側外壁
面９３２に対して摺動接触し、シリンダ孔９３の内部を
図中上下に液密に仕切っている。

【０００６】また、スプリング支持プレート９４の外周
部にも同じく弾性体からなるシール部材９７が固着され
ており、そのシール部材９７に形成されたシールリップ
９７ａは、クラッチピストン９１の外側内壁面９１３に
対して摺動接触し、シリンダ孔９３内でクラッチピスト
ン９１の下方に形成される空間を更に外部に対して液密
に仕切っている。このような各シール部材９６，９７に
より、シリンダ孔９３内には、クラッチピストン９１の
上方の圧力室Ａと、クラッチピストン９１の下方の油室
Ｂが形成されることになる。そして、ハウジング９２に
は、圧力室Ａおよび油室Ｂをそれぞれ外部の油圧回路に
接続するためのポート９２１および９２２が形成されて
おり、常時はリターンスプリング９５の付勢力によって
シリンダ孔９３内の上限に位置しているクラッチピスト
ン９１は、ポート９２１を介して圧力室Ａ内に圧油を供
給することによって、リターンスプリング９５の付勢力
に抗して図中下方に移動するようになっている。

【０００７】クラッチピストン９１の下方には環状のク
ラッチプレート９８ａとクラッチディスク９８ｂとから
なるクラッチ９８が配設されており、ポート９２１から
の圧油の供給によりクラッチピストン９１が下降したと
き、その下端外縁部によってクラッチプレート９８ａが
押圧され、クラッチディスク９８ｂに対して摩擦係合し
てクラッチ９８が繋がるようになっている。

【０００８】各シール部材９６および９７のシールリッ
プ９６ａ，９６ｂおよび９７ａは、それぞれ、図４にシ
リンダ孔９３の外側内壁面９３１に密着するシールリッ
プ９６ａを代表させてその拡大図を示すように、油圧に
よる圧力が掛かる側に先端側が近づく向きに傾斜した断
面形状を有し、シリンダ孔９３内でのクラッチピストン
９１の摺動時に、油圧による圧力により、その圧力作用
面Ｐとは反対側の面Ｑが、図５に示すようにシリンダ孔
９３の各内壁面９３１，９３２もくしはクラッチピスト
ン９１の外側内壁面９１３である摺動面に対して面状に
密着するように撓んでその部位を密封するようになって
いる。

【０００９】ここで、以上のようなシールリップによる
と、油圧圧力の増大に伴い、各シールリップの面Ｑの摺
動面に対する接触幅ｔが増大する傾向が認められる。こ
のようにシールリップの摺動面に対する接触幅ｔが増大
すると、いわゆるリップのべた当たりによる潤滑切れが
発生してシール部材の磨耗が促進されることによる寿命
の低下、および、接触面積の増大に伴う摩擦抵抗の増加
に起因する応答性の低下、といった問題が生じる。

【００１０】このような問題を解決する手段として、従
来、シールリップの圧力作用面Ｐと反対側の面Ｑの全面
に、その面Ｑから突出する周方向に沿った互いに平行な
複数の突起を形成するか、あるいは同じく面Ｑから窪ん
だ複数の溝を周方向に互いに平行に形成し、シールリッ
プの摺動面に対する接触面積の減少を図った技術が提案
されている（特開平９−２１００８８号）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
なクラッチピストン機構のシール部材は、自動車の自動
変速機を構成する重要保安部材であり、その要求性能と
して、１０年保証、メンテナンスフリーといった長寿命
化が求められている。

【００１２】ここで、以上のような従来の提案技術によ
ると、長期にわたる使用により、シールリップに形成し
た突起ないしは溝間の壁体が磨耗もしくは劣化により損
耗して平坦化されてしまい、図５に示したように面Ｑが
摺動面に対して全面的に接触してしまい、その効果の持
続期間が短いという問題がある。

【００１３】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、高い圧力のもとに長期の使用によってもシール
リップの摺動面に対する全面的な接触が生じにくい密封
装置の提供を目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の密封装置は、孔内に軸方向に摺動可能に配
置されて当該孔の一端側からの圧油の供給により他端側
に移動する摺動体に装着される密封装置であって、摺動
体から孔壁面に向けて突出して当該壁面に対して周方向
に沿って密着するシールリップを備え、そのシールリッ
プは、先端部が上記一端側にに近づく向きに傾斜してい
るとともに、そのシールリップの上記他端側の表面の軸
平行断面形状が、先端部から基端部に向けて所定領域が
ストレート形状であり、次いでそのストレート形状の延
長面に対して突出した部分と窪んだ部分とが交互に存在
する波形形状であり、この波形形状の領域は、上記孔の
一端側に圧油が供給されたときに限り、シールリップが
撓んで当該孔の壁面に当接するように構成されているこ
とによって特徴づけられる。

【００１５】本発明は、シールリップの圧力作用面と反
対側の面の形状を、先端から所定領域にストレート部
分、つまり平坦な部分を設け、それに続いて波形部分を
設けることによって、長期の使用によってもシールリッ
プが摺動面に対して全面的に密着してしまうことを防止
しようとするものである。

【００１６】すなわち、シールリップの圧力作用面と反
対側の面の軸平行断面形状を、先端から所定領域にわた
りストレート形状とし、圧力が作用しない状態ではその
ストレート部分が摺動面に対して接触するようにすると
ともに、圧力の作用時にシールリップが撓んで波形形状
部分が摺動面に接触するようにする。そして、その波形
形状は、ストレート部分の延長面に対して突出した部分
と、同じく延長面に対して窪んだ部分とが交互に現れる
形状とすることで、波形形状部分の摺動面に対する接触
期間を圧力作用時のみとしてその期間を極力少なくし
て、波形形状部分の磨耗ないしは劣化を抑制するととも
に、波形形状の突出した部分が磨耗ないしは劣化して
も、基準面であるストレート部分の延長面に対して窪ん
だ部分が残存しているため、シールリップの摺動面に対
する全面的な密着状態が生じることを防止することがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図１は本発明をク
ラッチピストン機構に適用した実施の形態の説明図で、
（Ａ）はその軸平行断面図を示し、（Ｂ）はそのシール
リップ６ａの近傍の拡大図である。

【００１８】この例におけるクラッチピストン機構は、
その機構自体の構成は図３に示したものと同等であり、
偏平な略環状のプレス成形体からなるクラッチピストン
１が、ハウジング２に形成された環状空間であるシリン
ダ孔３内に軸方向に摺動可能に設けられ、そのクラッチ
ピストン１は、シリンダ孔３内においてスプリング支持
プレート４に一端が支持されたスプリング５によって図
中上方に付勢されている。

【００１９】クラッチピストン１の上面側には、合成ゴ
ム等の弾性体からなるシール部材６が一体的に固着され
ており、このシール部材６には、クラッチピストン１の
外側外壁面１１側には、シリンダ孔３の外側内壁面３１
に向けて突出してその外側内壁面３１に対して周方向に
沿って接触するシールリップ６ａが形成されているとと
もに、クラッチピストン１の内側内壁面１２側には、同
じくシリンダ孔３の内側内壁面３２に向けて突出してそ
の内側内壁面３２に対して周方向に沿って接触するシー
ルリップ６ｂが形成されている。

【００２０】また、スプリング支持プレート４の外周部
にも、同じく弾性体からなるシール部材７が固着されて
おり、このシール部材７には、クラッチピストン１の外
側内壁面１３に対して周方向に沿って接触するシールリ
ップ７ａが形成されている。

【００２１】以上の各シールリップ６ａ，６ｂおよび７
ａによって、シリンダ孔３内には、それぞれが液密の圧
力室Ａと油室Ｂが形成され、その圧力室Ａおよび油室Ｂ
はそれぞれハウジング２に形成されたポート２１および
２２を介して外部の油圧回路に連通し、ポート２１から
圧力室Ａ内に圧油が供給されることにより、クラッチピ
ストン１はシリンダ孔３の上限位置からリターンスプリ
ング５の付勢力に抗して図中下方に移動するようになっ
ている。

【００２２】クラッチピストン１の下方には、クラッチ
プレート８ａとクラッチディスク８ｂとからなるクラッ
チ８が配置されており、上記のように圧力室Ａ内への圧
油の供給によるクラッチピストン１の下降によって、そ
の下端外縁部でクラッチプレート８ａが押圧されてクラ
ッチディスク８ｂに対して摩擦係合し、クラッチ８が繋
がるように構成されている。

【００２３】さて、この実施の形態の特徴は、各シール
部材６および７のシールリップ６ａ，６ｂおよび７ａの
形状にある。これらの各シールリップ６ａ，６ｂおよび
７ａは、それぞれ互いに同等の断面形状を有しており、
図１（Ｂ）にシールリップ６ａを代表させてその軸平行
断面図を示しているように、全体として油圧による圧力
が作用する側に先端が近づく向きに傾斜し、その油圧に
よる圧力作用面Ｐ側については全面的に略平坦なストレ
ート形状であるが、その反対側の面Ｑは、先端部から基
端部側に向けて、まず、所定の範囲が平坦なストレート
形状領域Ｓであり、それに続いて波形形状領域Ｗが設け
られている。この波形形状領域Ｗは、ストレート形状領
域Ｓの延長面Ｓｃを基準としてそれよりも突出した凸部
Ｗｐと、延長面Ｓｃに対して窪んだ凹部Ｗｄとが交互に
現れる形状となっている。

【００２４】そして、各シールリップ６ａ，６ｂおよび
７ａは、その圧力作用面Ｐに圧力が掛かっている状態に
おいてのみ、それぞれの摺動面であるシリンダ孔３の外
側内壁面３１，内側内壁面３２およびクラッチピストン
１の外側内壁面１３に対して接触する。すなわち、圧力
作用面Ｐに対して油圧による圧力が作用していない状
態、つまり例えばシールリップ６ａ，６ｂにあっては、
リターンスプリング５の付勢力によってクラッチピスト
ン１がシリンダ孔３の上限位置に停止している状態、お
よび、同じくリターンスプリング５の付勢力によってク
ラッチピストン１が上方に移動しつつある状態において
は、図１（Ｂ）に示すように、ストレート形状領域Ｓの
みがシリンダ孔３の外側内壁面３１または内側内壁面３
２に接触するとともに、圧力室Ａ内に圧油が供給されて
クラッチピストン１が下方に移動しつつある状態におい
ては、その圧力に応じてシールリップ６ａ，６ｂが撓む
結果、図２に軸平行断面図を示すように、波形形状領域
Ｗがシリンダ孔３の外側内壁面３１または内側内壁面３
２に接触する。

【００２５】以上の実施の形態によると、圧力作用面Ｐ
に強い圧力が作用してシールリップ６ａ，６ｂないしは
７ａの面Ｑが摺動面に対して押しつけられても、図１
（Ｂ）に示すように波形形状領域Ｗがその摺動面に密着
するため、従来のシールリップのように面Ｑを一様な平
坦面としている場合に比して、実質的な接触幅（面積）
が減少する結果、摺動抵抗を低減させることができると
同時に、凹部Ｗｄが油溜まりとして機能する結果、潤滑
切れに伴うシールリップの磨耗および劣化を生じること
がない。

【００２６】そして、以上の本発明の実施の形態におい
て特に注目すべき点は、各シールリップ６ａ，６ｂおよ
び７ａの面Ｑの先端部所定領域がストレート形状領域Ｓ
となっている点と、波形形状領域Ｗの軸平行断面形状
は、そのストレート領域Ｓの延長面Ｓｃに対して突出し
た凸部Ｗｐと凹部Ｗｄが連続した形状となっている点で
あり、これにより、圧力が作用していない状態ではスト
レート形状領域Ｓのみが摺動面に対して接触して波形形
状領域Ｗは摺動面に対して接触せず、波形形状領域Ｗの
摺動面に対する摺動接触による磨耗を極力少なくするこ
とができるとともに、波形形状領域Ｗの摺動面に対する
摺動接触によりその凸部Ｗｐが磨耗しても、凹部Ｗｄが
残存しているために、凸部もしくは溝部のみを形成する
従来の提案技術に比して、波形形状領域Ｗの存在による
摺動抵抗の低減並びに潤滑切れの防止効果をより長期に
わたって持続させることができる。

【００２７】なお、以上の実施の形態では、本発明をク
ラッチピストン機構に適用した例を示したが、本発明は
これに限定されることなく、一方側から比較的高い圧力
が作用することによって摺動面に対して摺動接触するシ
ールリップに対して等しく適用可能であることは勿論で
ある。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シール
リップの圧力作用面とは反対側の面の軸平行断面形状
を、先端部から基端部にかけて、最初にストレート形
状、続いて波形形状とし、圧力作用面にある程度以上の
圧力が作用したときに限って波形形状部分が摺動面に対
して接触するように構成しているから、圧力作用面側に
高い圧力が掛かってその反対側の面が摺動面に対して押
しつけられても、シールリップが波形形状の部分で接触
して接触幅（面積）を少なくすることができ、その摺動
抵抗を低減できると同時に、潤滑切れを生じてシールリ
ップが磨耗や劣化をきたすことを防止することができ
る。そして、波形形状部分の摺動面に対する接触を、圧
力作用面側に圧力が作用したときに限るようにして極力
その磨耗を抑制するとともに、波形形状についてはスト
レート形状部分の延長面に対して突出した部分と窪んだ
部分とが交互に現れる形状としているために、たとえは
波形形状部分における突出部が磨耗した場合にも、窪ん
だ部分が残存しているために、上記した波形形状の存在
による効果を長期にわたって持続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をクラッチピストン機構に適用した実施
の形態の説明図で、（Ａ）はその軸平行断面図を示し、
（Ｂ）はそのシールリップ６ａの近傍の拡大図である。

【図２】シールリップ６ａの圧力作用面Ｐに比較的高い
圧力が作用している状態を示す断面図である。

【図３】自動車等の自動変速機に用いられているクラッ
チピストン機構の構成例を示す断面図である。

【図４】図３のシールリップ３６ａの近傍の拡大図であ
る。

【図５】図３におけるシールリップ３６ａの圧力作用面
Ｐに対して比較的高い圧力が作用した状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ クラッチピストン １１ 外側外壁面 １２ 内側外壁面 １３ 外側内壁面 ２ ハウジング ２１，２２ ポート ３ シリンダ孔 ３１ 外側内壁面 ３２ 内側内壁面 ４ スプリング支持プレート ５ リターンスプリング ６ シール部材 ６ａ，６ｂ シールリップ ７ シール部材 ７ａ シールリップ ８ クラッチ ８ａ クラッチプレート ８ｂ クラッチディスク Ｓ ストレート形状領域 Ｓｃ 延長面 Ｗ 波形形状領域 Ｗｐ 凸部 Ｗｄ 凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 孔内に軸方向に摺動可能に配置されて当
   該孔の一端側からの圧油の供給により他端側に移動する
   摺動体に装着される密封装置であって、 摺動体から孔壁面に向けて突出して当該壁面に対して周
   方向に沿って密着するシールリップを備え、そのシール
   リップは、先端部が上記一端側に近づく向きに傾斜して
   いるとともに、そのシールリップの上記他端側の表面の
   軸平行断面形状が、先端部から基端部に向けて所定領域
   がストレート形状であり、次いでそのストレート形状の
   延長面に対して突出した部分と窪んだ部分とが交互に存
   在する波形形状であり、この波形形状の領域は、上記孔
   の一端側に圧油が供給されたときに限り、シールリップ
   が撓んで当該孔の壁面に当接するように構成されている
   ことを特徴とする密封装置。