JP2006242311A - 自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置において、シールリップの耐圧性と、低摩擦による自動変速機の応答性の両立を図る。
【解決手段】環状シリンダ１内に、油圧が導入される加圧室７を画成する環状ピストン２が軸方向往復動可能に配置され、その内周に、環状シリンダ１に固定されると共に平衡油室８を画成する環状のキャンセルプレート３が配置され、環状ピストン２の内周部及び外周部に前記環状シリンダ１に軸方向摺動可能に密接されたシールリップ２１，２２が設けられ、キャンセルプレート３の外周部に環状ピストン２の内面と軸方向摺動可能に密接されたシールリップ３２が設けられ、シールリップ２２，３２の内周側に、回転により外周側へのポンプ力を発生する螺旋状の凹凸２５，３３，３４が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の自動変速機のクラッチ装置を作動させる油圧アクチュエータにおいて、ピストンとその外周側又は外周側との間を密封するための密封装置に関する。

図３は、従来の技術による自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置を、油圧アクチュエータの一部と共に、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。この図３に示されるように、車両の自動変速機のクラッチ装置を作動させる油圧アクチュエータは、不図示の駆動軸に取り付けられて断面形状が略コ字形を呈する環状シリンダ１０１と、この環状シリンダ１０１内に軸方向移動可能に配置された環状ピストン１０２と、この環状ピストン１０２と軸方向に対向配置されると共に止め輪１０４を介して環状シリンダ１０１の内周筒部１０１ａに固定されたキャンセルプレート１０３と、環状ピストン１０２とキャンセルプレート１０３の間に適宜圧縮状態に介装されたリターンスプリング１０５とを備える。

環状ピストン１０２は、その内外周に、環状シリンダ１０１の内周筒部１０１ａ及び外周筒部１０１ｂと摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなるシールリップ１０６，１０７を一体に有し、キャンセルプレート１０３は、その外周縁に、環状ピストン１０２の外周筒部１０２ｂの内周面と摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなるシールリップ１０８を一体に有する。また、環状シリンダ１０１の内周筒部１０１ａには、環状シリンダ１０１と環状ピストン１０２の間に画成された加圧室Ａに油圧を導入するための油通路１０１ｃと、環状ピストン１０２とキャンセルプレート１０３の間に画成された平衡油室Ｂに臨む油通路１０１ｄが開設されている。

一方、クラッチ１０９は、環状シリンダ１０１に軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドライブプレート１０９ａと、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ１１０に軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドリブンプレート１０９ｂが軸方向交互に配置された構造を有する。そして、環状ピストン１０２の外周部における加圧室Ａと反対側を向いた端部が、クラッチ１０９と軸方向に対向されている。

すなわち、この自動変速機用油圧アクチュエータは、油通路１０１ｃを介して加圧室ＡにＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード：自動変速機用潤滑油）による油圧を印加することによって、環状ピストン１０２がリターンスプリング１０５を圧縮する方向（平衡油室Ｂの容積を縮小する方向）へ環状シリンダ１０１内を軸方向変位し、クラッチ１０９におけるドライブプレート１０９ａとドリブンプレート１０９ｂとを押し付けて摩擦係合させるので、クラッチ１０９が接続状態となり、駆動軸側の環状シリンダ１０１からクラッチ１０９及びクラッチハブ１１０を介して従動軸へ動力が伝達される。

また、この接続状態から、加圧室Ａの油圧を開放すると、環状ピストン１０２は、圧縮されたリターンスプリング１０５の付勢力によって、加圧室Ａの容積を縮小させる方向（平衡油室Ｂの容積を拡大する方向）へ環状シリンダ１０１内を軸方向変位して、クラッチ１０９におけるドライブプレート１０９ａとドリブンプレート１０９ｂの摩擦係合状態を解除し、これによって、駆動軸から従動軸への動力伝達を遮断する。

なお、加圧室Ａ内のＡＴＦに遠心力によって生じる遠心油圧は、リターンスプリング１０５による環状ピストン１０２の復帰動作を阻害するように作用するが、この種の油圧アクチュエータでは、キャンセルプレート１０３によって平衡油室Ｂを設けているので、この平衡油室Ｂ内のＡＴＦに、加圧室Ａ内の遠心油圧とほぼ均衡する遠心油圧を生じさせて、環状ピストン１０２の動作の円滑化を図っている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−２５４４３８号公報

ここで、この種の自動変速機用油圧アクチュエータでは、加圧室Ａの油圧や、平衡油室Ｂの遠心油圧を保持するために、環状ピストン１０２に設けられたシールリップ１０６，１０７や、キャンセルプレート１０３に設けられたシールリップ１０８の耐圧性を十分に大きくする必要がある。ところがこの場合、シールリップ１０６〜１０８の摩擦力が大きくなってしまい、その結果、変速機の応答性が悪化してしまう問題が指摘される。

通常、シールリップ１０６〜１０８の摩擦力を低減するには、これらシールリップ１０６〜１０８の薄肉化によってその剛性を低くするか、あるいは締め代を小さくすることが有効であるが、この場合は、耐圧性が低下してしまうので、好ましくない。

また、上記従来の技術による自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置によれば、特に始動直後の低回転時において、外周側のシールリップ１０６，１０７に潤滑不足による摩耗が発生しやすくなる問題があった。すなわち、自動変速機の停止時は、加圧室Ａ及び平衡油室Ｂ内は、ＡＴＦが流出して枯渇状態となるので、環状ピストン１０２及びキャンセルプレート１０３の外周に位置するシールリップ１０７，１０８はドライ状態となりやすく、したがって、自動変速機の始動直後の低回転状態では、特に、ＡＴＦの粘度が高くなる低温時は、シールリップ１０７，１０８の摺動部に、十分なＡＴＦが直ちに供給されにくく、その結果、シールリップ１０７，１０８の潤滑不足による摩耗が発生していた。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置において、シールリップの耐圧性と、低摩擦による自動変速機の応答性の両立を図ることにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明は、環状シリンダ内に、油圧が導入される加圧室を画成する環状ピストンが軸方向に往復動可能に配置され、この環状ピストンの内周に、前記環状シリンダに固定されると共に平衡油室を画成する環状のキャンセルプレートが配置され、前記環状ピストンの内周部及び外周部に前記環状シリンダに軸方向摺動可能に密接されたシールリップが設けられ、前記キャンセルプレートの外周部に前記環状ピストンの内面と軸方向摺動可能に密接されたシールリップが設けられてなる自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置において、前記環状ピストンの外周部に設けられたシールリップ又は前記キャンセルプレートの外周部に設けられたシールリップの内周側に、回転により外周側へのポンプ力を発生する螺旋状の凹凸が形成されたことを特徴とする。

本発明に係る自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置によれば、自動変速機の停止時に外周のシールリップがドライ状態になっていても、始動時に、前記シールリップの内周側に形成された螺旋状の凹凸が、回転により外周側へのポンプ力を発生して、低温時であっても油を直ちにシールリップの摺動部に供給して潤滑するので、シールリップの潤滑不足による摩耗を防止することができ、しかも潤滑性の向上によって、低摩擦による自動変速機の応答性の向上を図ることができる。また、低摩擦化を図るためにシールリップの剛性を低下させる必要がなくなるので、所要の耐圧性を確保することができる。

以下、本発明に係る自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る密封装置を、自動変速機用油圧アクチュエータと共に、軸心を通る平面で切断して示す半断面図、図２は、図１におけるII方向の環状ピストンの矢視図である。

図１に示される油圧アクチュエータは、先に説明した図３と基本的には同様のものであって、すなわち参照符号１は、不図示の駆動軸に取り付けられて断面形状が略コ字形に形成された環状シリンダ、参照符号２は、環状シリンダ１内に軸方向移動可能に配置されて、この環状シリンダ１との間に加圧室７を画成する環状ピストン、参照符号３は、この環状ピストン２の内周に配置されると共にスナップリング３１を介して環状シリンダ１の内周筒部１ａに支持されたキャンセルプレート、参照符号４は、環状ピストン２とキャンセルプレート３の間に画成された平衡油室８に適宜軸方向圧縮状態に介装されたリターンスプリングである。また、参照符号５は、この油圧アクチュエータによって動作されるクラッチである。

環状ピストン２は、鋼板などの金属板の打ち抜きプレス成形等によって製作されたものであって、内周鍔部２ａと、その外周から加圧室７側へ延びる内筒部２ｂと、その加圧室７側の端部から径方向へ展開した受圧盤部２ｃと、この受圧盤部２ｃの外周から加圧室７と反対側へ延びる外筒部２ｄと、この外筒部２ｄの先端に屈曲形成されたクラッチ押圧部２ｅからなる。

環状ピストン２の内周鍔部２ａには、内周端部が環状シリンダ１の内周筒部１ａの外周面と軸方向摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなる内周シールリップ２１が一体に設けられ、環状ピストン２の受圧盤部２ｃの外周部には、環状シリンダ１の外周筒部１ｂの内周面と軸方向摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなる外周シールリップ２２が一体に設けられている。

内周シールリップ２１及び外周シールリップ２２は、環状ピストン２における主に加圧室７側の面に加硫接着されたゴム状弾性材料からなる被覆層２３に形成されたものであって、共に加圧室７側を向いて突出している。また、前記被覆層２３には、環状シリンダ１の内端面１ｃと当接されることにより、リターンスプリング４の付勢力による復帰動作時の環状ピストン２の上死点位置を規定する複数の弾性ストッパ２４が、円周方向所定の間隔で形成されている。

キャンセルプレート３は、鋼板などの金属板の打ち抜きプレス成形等によって製作されたものであって、その外周部に、環状ピストン２の外筒部２ｄの内周面と摺動可能に密接されたゴム状弾性材料からなる外周シールリップ３２が一体に加硫接着され、平衡油室８側へ向けて突出している。

環状シリンダ１の内周筒部１ａには、加圧室７に油圧を導入するための油通路１１と、平衡油室８に臨む油通路１２が開設されている。

クラッチ５は、環状シリンダ１の外周部に軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドライブプレート５１と、不図示の従動軸側に設けられたクラッチハブ６に軸方向移動可能な状態で円周方向に係止された複数のドリブンプレート５２が軸方向交互に配置された構造を有する。そして、環状ピストン２の外周部におけるクラッチ押圧部２ｅが、クラッチ５と軸方向に対向されている。

環状ピストン２の受圧盤部２ｃを覆っている被覆層２３の外周部には、外周シールリップ２２の内周側に位置して、螺旋突条２５が形成されている。この螺旋突条２５は、請求項１に記載された「螺旋状の凹凸」に相当するものであって、図２に示されるように、環状ピストン２が環状シリンダ１と共に図２における反時計方向へ回転することによって、見かけ上の位置が外周側へ移動するように形成され、すなわち外周側へのポンプ力を発生する方向へ延びている。

キャンセルプレート３の外周部に設けられた外周シールリップ３２の平衡油室８側の基部３２ａには、この外周シールリップ３２の内周側に位置して、螺旋突条３３が形成され、同様に、平衡油室８と反対側へ延びる基部３２ｂにも、螺旋突条３４が形成されている。この螺旋突条３３，３４も、請求項１に記載された「螺旋状の凹凸」に相当するものであって、すなわち環状ピストン２の螺旋突条２５と同様、キャンセルプレート３が環状シリンダ１と共に回転することによって、見かけ上の位置が外周側へ移動するように形成され、すなわち外周側へのポンプ力を発生する方向へ延びている。

なお、螺旋突条２５，３３，３４は、顕著なポンプ力を発生させるために、例えば突出高さを１ｍｍ以上とすることが望ましい。

以上の構成を備える油圧アクチュエータは、先に説明した図３と同様、加圧室７へのＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード：自動変速機用潤滑油）による油圧の印加及びこの油圧の開放によって、環状ピストン２が環状シリンダ１内を軸方向変位して、クラッチ５を接続動作あるいは遮断動作させるものである。

詳しくは、油通路１１を介して供給されるＡＴＦの油圧で加圧室７が加圧されると、環状ピストン２がリターンスプリング４を圧縮しながら図中下方へ変位し、この環状ピストン２のクラッチ押圧部２ｅが、ドライブプレート５１を押圧してドリブンプレート５２と摩擦係合させる。このため、クラッチ５が接続状態となって、駆動軸の駆動トルクが、環状シリンダ１、クラッチ５のドライブプレート５１及びドリブンプレート５２、クラッチハブ６を介して、不図示の従動軸へ伝達される。

また、この接続状態から、加圧室７の油圧を開放すれば、圧縮されたリターンスプリング４の反発によって、環状ピストン２が加圧室７の容積を縮小させるように図中上方へ変位し、クラッチ５への押圧を解除するので、このクラッチ５のドライブプレート５１とドリブンプレート５２の摩擦係合が解除され、駆動軸から従動軸への駆動トルクの伝達が遮断される。

ここで、環状シリンダ１、環状ピストン２及びキャンセルプレート３は、駆動軸と共に回転しているので、加圧室７内に導入されたＡＴＦは遠心力によって外周側へ押し付けられる。したがって加圧室７内には、遠心油圧が発生し、この遠心油圧は、リターンスプリング４による環状ピストン２の復帰動作を妨げるように作用する。しかし、環状ピストン２とキャンセルプレート３の間の平衡油室８に、油通路１２を介して導入されたＡＴＦにも同様に遠心油圧が発生しており、加圧室７内の遠心油圧とほぼ均衡するので、加圧室７への油圧の印加を開放したときに、リターンスプリング４による環状ピストン２の復帰動作（クラッチの切断）が円滑に行われる。

この種の自動変速機は、停止時には、加圧室７及び平衡油室８内は、ＡＴＦが流出して枯渇し、外周シールリップ２２，３２の摺動部がドライ状態になるが、始動によって環状ピストン２及びキャンセルプレート３が回転すると、環状ピストン２の螺旋突条２５及びキャンセルプレート３の螺旋突条３３，３４に、外周側へのポンプ力を発生するため、始動直後の低回転状態であっても、あるいは低温によりＡＴＦが高粘度であっても、加圧室７内あるいは平衡油室８内のＡＴＦが、外周シールリップ２２，３２の摺動部へ速やかに供給される。したがって、外周シールリップ２２，３２の摺動部の潤滑不足による摩耗が防止される。

また、外周シールリップ２２，３２の摺動部の潤滑が促されることによって、環状シリンダ１の外周筒部１ｂの内周面及び環状ピストン２の外筒部２ｄの内周面に対する摩擦力が低減される。したがって、加圧室７への油圧の印加及び開放による自動変速機の応答性を向上することができる。しかも摩擦力低減のために、外周シールリップ２２，３２を薄肉にしてその剛性を低下させる必要がなくなり、外周シールリップ２２，３２の所要の耐圧性を確保することができる。

なお、螺旋突条２５，３３，３４に代えて、図２のように延びる螺旋溝を形成しても、上述のようなポンプ力を発生させることができる。

本発明に係る密封装置を、自動変速機用油圧アクチュエータと共に、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 図１におけるII方向の環状ピストンの矢視図である。 従来の技術による自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置を、油圧アクチュエータの一部と共に軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

符号の説明

１ 環状シリンダ
１ａ 内周筒部
１ｂ 外周筒部
１ｃ 内端面
１１，１２ 油通路
２ 環状ピストン
２ａ 内周鍔部
２ｂ 内筒部
２ｃ 受圧盤部
２ｄ 外筒部
２ｅ クラッチ押圧部
２１ 内周シールリップ
２２，３２ 外周シールリップ
２３ 被覆層
２４ 弾性ストッパ
２５，３３，３４ 螺旋突条（螺旋状の凹凸）
３ キャンセルプレート
３１ スナップリング
４ リターンスプリング
５ クラッチ
５１ ドライブプレート
５２ ドリブンプレート
６ クラッチハブ
７ 加圧室
８ 平衡油室

Claims (1)

1. 環状シリンダ（１）内に、油圧が導入される加圧室（７）を画成する環状ピストン（２）が軸方向往復動可能に配置され、この環状ピストン（２）の内周に、前記環状シリンダ（１）に固定されると共に平衡油室（８）を画成する環状のキャンセルプレート（３）が配置され、前記環状ピストン（２）の内周部及び外周部に前記環状シリンダ（１）に軸方向摺動可能に密接されたシールリップ（２１，２２）が設けられ、前記キャンセルプレート（３）の外周部に前記環状ピストン（２）の内面と軸方向摺動可能に密接されたシールリップ（３２）が設けられてなる自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置において、前記環状ピストン（２）の外周部に設けられたシールリップ（２２）又は前記キャンセルプレート（３）の外周部に設けられたシールリップ（３２）の内周側に、回転により外周側へのポンプ力を発生する螺旋状の凹凸（２５，３３，３４）が形成されたことを特徴とする自動変速機用油圧アクチュエータの密封装置。

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