JP2008025652A

JP2008025652A - 密封装置

Info

Publication number: JP2008025652A
Application number: JP2006196532A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kameoka; 政則亀岡; Toshiaki Yamamoto; 俊彰山本
Original assignee: Koyo Sealing Techno Co Ltd
Current assignee: Koyo Sealing Techno Co Ltd
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: JP4969169B2

Abstract

【課題】油孔とキャンセル室との間における作動油の流れを確保でき、作動応答性が低下してしまうことを防止できる密封装置を提供する。
【解決手段】軸部１３に外嵌するキャンセルプレート２６と、キャンセルプレート２６側に延びる短筒部２ｃを内周に有しこの短筒部２ｃを軸部１３に外嵌した状態でキャンセルプレート２６との間でキャンセル室３０を形成するピストンシール１とを備えている。軸部１３に形成した油孔３２を通じてキャンセル室３０に対する作動油の供給と排出とを行うことにより、ピストンシール１を軸方向に往復摺動させる。ピストンシール１の短筒部２ｃの先端部に、当該ピストンシール１がキャンセルプレート２６側に摺動した状態で油孔３２の開口部３２ａに臨ませて作動油を流通させる流油路６を設けている。
【選択図】図１

Description

この発明は、軸方向に摺動可能なピストンシールを備えた密封装置に関する。

従来、例えば自動車などの自動変速機（ＡＴ）の動力接続部において、特許文献１に示しているように、作動油の供給と排出とにより軸方向に摺動可能な環状のピストンシールを備えた密封装置が用いられている。図８はこのような密封装置の従来例を示す断面図である。この密封装置は、環状のキャンセルプレート４１及び環状のピストンシール４２が軸方向に対向して軸部４３に外嵌し、両者の間にキャンセル室４４を形成している。そして、このキャンセル室４４に通じる油孔４５が軸部４３に形成されており、この油孔４５を通じてキャンセル室４４への作動油の供給とキャンセル室４４から作動油の排出とを選択的に行うことにより、ピストンシール４２を軸方向に往復摺動させることができる。そして、このピストンシール４２が多板クラッチ４８を押圧し、動力接続部において駆動力の伝達がなされる。

特開２００２−１３９１５５号公報

しかし、従来の密封装置では、ピストンシール４２のキャンセルプレート４１側への摺動のストロークが大きくなると、図８の破線で示しているように、ピストンシール４２の内周側にある短筒部４６の先端部が油孔４５の開口部４７の径方向外側に位置して当該開口部４７を覆ってしまう。この場合、キャンセル室４４と油孔４５との間における作動油の流れが阻害され、ピストンシール４２の作動応答性が低下し、自動変速機の動力接続部における動力伝達の応答性が低下してしまうおそれがある。
そこでこの発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、ピストンシールがキャンセルプレート側に摺動し、ピストンシールの短筒部が油孔の開口部の径方向外側に位置しても、キャンセル室と油孔との間における作動油の流れを確保でき、作動応答性が低下してしまうことを防止できる密封装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明の密封装置は、軸部に外嵌する環状のキャンセルプレートと、円板状の本体部とこの本体部の内周に前記キャンセルプレート側に延びる短筒部とを有し、この短筒部を前記軸部に外嵌した状態で前記キャンセルプレートとの間で環状のキャンセル室を形成する環状のピストンシールとを備え、前記軸部の外周面に開口部を有する油孔を通じて前記キャンセル室への作動油の供給と当該キャンセル室からの作動油の排出とを選択的に行うことにより、前記ピストンシールを軸方向に往復摺動させる密封装置であって、前記ピストンシールの前記短筒部の先端部に、当該ピストンシールが前記キャンセルプレート側に摺動した状態で前記油孔の開口部に臨ませて作動油を流通させる流油路を設けたものである。
この構成によれば、ピストンシールがキャンセルプレート側に摺動することにより、ピストンシールの短筒部が油孔の開口部の径方向外側に位置しても、その短筒部に形成した流油路を油孔の開口部に臨ませて、当該流油路によって油孔とキャンセル室との間で作動油を流通させることができる。このため、ピストンシールの短筒部が油孔の開口部を塞いでしまうことを防ぎ、油孔とキャンセル室との間の作動油の流れを確保でき、ピストンシールの作動応答性が低下することを防止できる。

また、前記密封装置において、前記流油路は切欠溝であるのが好ましい。
これによれば、切欠溝が油孔とキャンセル室との間で作動油を流通させることができる。また、流油路の形成が容易である。

また、前記流油路は周方向に等間隔で複数形成され、前記流油路の数は、前記軸部に周方向に等間隔で複数形成した前記開口部の数よりも多く、前記流油路の周方向の寸法は、前記開口部の周方向の寸法よりも大きいのが好ましい。
これによれば、軸部の油孔の開口部と、ピストンシールの短筒部の流油路との間に位相のずれがあっても、キャンセル室といずれかの開口部とが流油路を介して通じる構成とすることが可能となる。

また、前記密封装置において、前記ピストンシールは自動変速機の動力接続部で用いられるのが好ましい。これによれば、ピストンシールの作動応答性が低下することを防止できることから、自動変速機の動力接続部における動力伝達の応答性を高く維持できる。

この発明によれば、ピストンシールの短筒部に形成した流油路によって、キャンセル室と油孔との間における作動油の流れを確保でき、ピストンシールの作動応答性が低下することを防止できる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の密封装置の実施の一形態（第１実施形態）を示す要部断面図であり、密封装置が自動車の自動変速機の動力接続部に用いられている場合を示している。図１において、この動力接続部には、ハウジング１０と、環状のピストンシール（ボンデッドシール）１と、環状のキャンセルプレート２６と、ピストンシール１とキャンセルプレート２６との間に介在した弾性部材１２と、多板クラッチ１１とが配設されている。

ハウジング１０は、径方向内側の軸部１３と、この軸部１３から径方向外側へ延びる径方向部１４と、この径方向部１４から多板クラッチ１１側の軸方向へ延びる軸方向部１５とを有しており、これらの部分で断面が略コ字形の凹部７となる。そして、この凹部７に前記ピストンシール１の一部が設けられている。軸方向部１５の内壁面（内周面）２１と軸部１３の外周面２０とは径方向で対向した配置となる。

ピストンシール１は、金属製の環状部材２と、この環状部材２に固定した環状のシール部材３とを有している。環状部材２は所定形状にプレス成形されたものであり、段付き円板状である本体部２ａと、この本体部２ａの径方向外側部から軸方向に延びた円筒部分２ｄを有する筒状の外周部２ｂと、この本体部２ａの径方向内側部からキャンセルプレート２６側へ軸方向に延びて形成した筒状の短筒部２ｃとを有している。そして、前記外周部２ｂの先端部が前記多板クラッチ１１と接触する。短筒部２ｃはピストンシール１の軸線に平行な方向に直線である筒形状であり、短筒部２ｃが軸部１３に外嵌し、当該短筒部２ｃの内周面が軸部１３の外周面２０に接触する。そして、シール部材３は弾性材からなり、例えばゴム製であり、環状部材２に加硫接着されている。このシール部材３は外周側にシールリップ５を有しており、シールリップ５は本体部２ａ側から前記軸方向部１５の周壁面２１に向かって延び当該周壁面２１に接触する。

キャンセルプレート２６は、軸部１３に外嵌している金属製の環状部材２７と、この環状部材２７に固定した環状のシール部材２８とを有している。環状部材２７は所定形状にプレス成形されたものである。シール部材２８は弾性材からなり、例えばゴム製であり、環状部材２７に加硫接着されている。シール部材２８はシールリップを有しており、このシールリップはピストンシール１の外周部２ｂの円筒部分２ｄの内周面に接触する。そして、このキャンセルプレート２６は、軸部１３に固定の止め輪２９によって軸方向の移動が規制されている。

これにより、ハウジング１０の凹部７において、ピストンシール１と、ハウジング１０の断面略コ字形の部分との間に環状の油圧室８が形成され、ピストンシール１は、高圧側となる油圧室８と低圧側であり多板クラッチ１１がある外部９との間を仕切ることができる。この油圧室８には、軸部１３の外周面２０に開口部３１ａを有して作動油を当該油圧室８に供給し又は作動油を当該油圧室８から排出するための第１油孔３１が繋がっている。

また、キャンセルプレート２６とピストンシール１とは軸方向に対向して設けられており、キャンセルプレート２６とピストンシール１との間に環状のキャンセル室３０が形成される。このキャンセル室３０には、軸部１３の外周面２０に開口部３２ａを有して作動油を当該キャンセル室３０に供給し又は作動油を当該キャンセル室３０から排出するための第２油孔３２が繋がっている。前記弾性部材１２は、キャンセルプレート２６に対してピストンシール１を離反させる方向に弾性力を付与するものであり、コイルバネとしている。

以上の構成により、作動油を第１油孔３１から油圧室８に供給し当該油圧室８の油圧を高めると共に、キャンセル室３０の作動油を第２油孔３２から排出することで、ピストンシール１は弾性部材１２の弾性力に抗して多板クラッチ１１側（キャンセルプレート２６側）へ軸方向に摺動できる。また、弾性部材１２の弾性復元力が作用した状態で、油圧室８の作動油を第１油孔３１から排出し当該油圧室８の油圧を低下させると共に、第２油孔３２からキャンセル室３０へ作動油を供給することで、ピストンシール１は多板クラッチ１１から離れる側へ軸方向に移動できる。

第２油孔３２の開口部３２ａは、軸部１３の外周面２０の内、キャンセルプレート２６の近傍の軸方向位置に形成されている。そして、ピストンシール１は、その短筒部２ｃの先端部４がキャンセルプレート２６の側周面の内周側部に接近する位置まで、軸方向に摺動でき、これにより、ピストンシール１の軸方向の摺動のストロークを長く取ることができる。そして、ピストンシール１がキャンセルプレート２６に近いストローク終端位置まで摺動すると、その短筒部２ｃの先端部４は、第２油孔３２の開口部３２ａの軸方向形成位置にまで達し、開口部３２ａの径方向外側位置にある状態（図１の状態）となる。

そこで、このピストンシール１の短筒部２ｃの先端部４には流油路６が設けられており、ピストンシール１がキャンセルプレート２６側に摺動した状態（図１の状態）で、この流油路６を第２油孔３２の開口部３２ａに臨ませて、第２油孔３２とキャンセル室３０との間で作動油を阻害することなく流通させることができる。つまり、流油路６は、第２油孔３２からキャンセル室３０へ径方向外側に向かって直線的に作動油を流すことができる。図２は、ピストンシール１の短筒部２ｃの先端部４の拡大斜視図であり、この流油路６の具体的な構成は、短筒部２ｃの先端部４に形成した切欠溝６ａである。この切欠溝６ａは、ピストンシール１の軸心に交差（直交）した先端部４の先端面４ａに形成されており、かつ、この先端面４ａにおいて先端部４の内周面から外周面へと連続している。

また、図３と図４と図５とはピストンシール１の短筒部２ｃの先端部４、及び軸部１３を軸方向から見た図である。軸部１３には複数の第２油孔３２が周方向に等間隔で形成されており、外周面２１において開口部３２ａが周方向に等間隔にある。この実施の形態では、軸部１３において、径方向にまっすぐ延びる四本の第２油孔３２が等間隔で形成されている（９０°離れて形成されている）。そして、ピストンシール１の短筒部２ｃの先端部４には、第２油孔３２の開口部３２ａの数（四つ）よりも多い数の切欠溝６ａが周方向に等間隔で形成されており、この実施の形態では、五つの切欠溝６ａが等間隔で形成されている（７２°離れて形成されている）。さらに、各切欠溝６ａの周方向の寸法Ａ（先端面４ａにおける寸法Ａ）は、第２油孔３２の開口部３２ａの周方向の寸法ｄよりも大きく設定されている（Ａ＞ｄ）。例えば、直径がφ３５ｍｍの軸部１３の外周面２１において周方向で等間隔に四つの開口部３２ａを形成し、その開口部３２ａの直径ｄをφ２ｍｍの円形とした場合、短筒部２ｃの先端部４に五つの切欠溝６ａを周方向で等間隔に形成し、この切欠溝６ａの周方向の寸法Ａを前記直径ｄの４倍以上（８ｍｍ以上）でかつ８倍以下（１６ｍｍ以下）としている。このように、開口部３２ａの数ｎに対して、切欠溝６ａの数をこれよりも一つ多い数ｎ＋１とすることによって、少ない数の切欠溝６ａにより構成し、切欠溝６ａの形成のための製造コストの低減を図っている。

これによれば、図３と図４と図５とに示しているように、軸部１３の第２油孔３２の開口部３２ａと、ピストンシール１の短筒部２ｃに形成した切欠溝６ａとの間に位相のずれがあっても、いずれかの第２油孔３２（開口部３２ａ）に切欠溝６ａを臨ませることができ、キャンセル室３０といずれかの第２油孔３２（開口部３２ａ）とが切欠溝６ａを介して通じる構成となる。したがって、図１に示しているように、キャンセル室３０から作動油を第２油孔３２を通じて排出しつつ、ピストンシール１の短筒部２ｃの先端部４が、第２油孔３２の開口部３２ａの軸方向形成位置まで摺動しても、その短筒部２ｃの先端部４に形成した切欠溝６ａによって第２油孔３２とキャンセル室３０との間で作動油を流すことができる。これにより、ピストンシール１の短筒部２ｃの先端部４が第２油孔３２の開口部３２ａを塞いでしまうことを防ぎ、作動油の流れを確保でき、ピストンシール１の作動応答性が低下することを防止できる。そして、このピストンシール１を自動変速機の動力接続部で用いていることで、当該動力接続部における動力伝達の応答性を高く維持できる。また、流油路６として切欠溝６ａを採用していることで、短筒部２ｃの先端部４を切削やプレスなどによって形成でき、製造が容易となる。

図６はこの発明の密封装置の第２の実施の形態を示す要部断面図である。この第２の実施の形態は、第１の形態と比べてピストンシールが異なるが、その他は同じである。この第２の実施の形態では、ピストンシール１６は、金属製の環状部材１７と、この環状部材１７に固定した環状のシール部材１８とを有しており、このシール部材１８は、円板状の本体部１８ｃと、この本体部１８ｃの内径側からキャンセルプレート２６側に延びる短筒部１８ｂとを有し、この短筒部１８ｂの先端部が軸部１３に外嵌する。そして、この短筒部１８ｂの先端部に、前記実施の形態と同様の流油路２３を形成している。なお、この図６では、油圧室８に繋がる第１油孔は図示省略している。

具体的に説明すると、ピストンシール１６の環状部材１７は所定形状にプレス成形されたものであり、段付き円板状である本体部１７ａと、この本体部１７ａの径方向外側部から軸方向に延びた円筒部分１７ｆを有する筒状の外周部１７ｂと、本体部１７ａの径方向内側部からキャンセルプレート２６側へ延びた短筒部１７ｃとを有している。この短筒部１７ｃは、本体部１７ａの径方向内側部から軸方向に延びた基端部としての円筒部１７ｄと、先端部としての内鍔部１７ｅとを有している。

シール部材１８は弾性材からなり、例えばゴム製であり、環状部材１７に加硫接着されている。シール部材１８は、外シールリップ１８ｄのある外周部１８ａと、内周側にある前記短筒部１８ｂと、これらを繋ぐ前記本体部１８ｃとを有している。シール部材１８の短筒部１８ｂは環状部材１７の短筒部１７ｃに接着されている。

図７は環状部材１７の短筒部１７ｃの先端部（内筒部１７ｅ）、及びシール部材１８の短筒部１８ｂの先端部を示す拡大斜視図である。シール部材１８の短筒部１８ｂの先端部は、油圧室８側でかつ軸部１３の外周面２０側に向かって延び当該外周面２０に接触している内シールリップ１８ｅと、環状部材１７の内鍔部１７ｅを内径側から覆っている第１被覆部１８ｆと、内鍔部１７ｅの内径側部分をキャンセルプレート２６側から（軸方向から）覆っている第２被覆部１８ｇとを有している。

そして、前記第１の実施の形態と同様に、作動油を第１油孔（図示せず）から油圧室８に供給し当該油圧室８の油圧を高めると共に、キャンセル室３０の作動油を第２油孔３２から排出することで、ピストンシール１６は弾性部材１２の弾性力に抗して多板クラッチ１１側へ軸方向に摺動できる。また、弾性部材１２の弾性復元力が作用している状態で、油圧室８の作動油を第１油孔（図示せず）から排出し当該油圧室８の油圧を低下させると共に、第２油孔３２からキャンセル室３０へ作動油を供給することで、ピストンシール１６は多板クラッチ１１から離れる側へ軸方向に移動できる。そして、ピストンシール１６がキャンセルプレート２６に近いストローク終端位置まで摺動すると、シール部材１８の短筒部１８ｂの先端部は、第２油孔３２の開口部３２ａの軸方向形成位置にまで達し、開口部３２ａの径方向外側位置にある状態（図６の状態）となる。

そこで、短筒部１８ｂの第２被覆部１８ｇに流油路２３として切欠溝２３ａが形成されており、ピストンシール１６がキャンセルプレート２６側に摺動した状態（図６の状態）で、この切欠溝２３ａを第２油孔３２の開口部３２ａに臨ませて、第２油孔３２とキャンセル室３０との間で作動油を阻害することなく流通させることができる。切欠溝２３ａは、第２被覆部１８ｇの内のピストンシール１６の軸心に交差（直交）した先端面１８ｈに形成されており、かつ、この先端面１８ｈにおいて第２被覆部１８ｇの内周面から外周面へと連続している。

そして、第１の実施の形態と同様に、図３と図４と図５において、軸部１３には第２油孔３２の開口部３２ａが周方向に等間隔で四つ形成されており、ピストンシール１６の第２被覆部１８ｇには、この第２油孔３２の開口部３２ａの数よりも多い数である五つの切欠溝２３ａが周方向に等間隔で形成されている。そして、各切欠溝２３ａの周方向の寸法Ａ（図７の先端面１８ｈにおける寸法Ａ）は、第２油孔３２の開口部３２ａの周方向の寸法ｄ（開口部３２ａの直径）よりも大きく設定されている。

また、この発明は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態であっても良く、流油路としての切欠溝の形状を円弧形状や矩形とできる。また、第２油孔３２の開口部３２ａ数も五つ以上であってもよく、この場合、切欠溝の数を６本以上とすればよい。

この発明の密封装置の実施の一形態を示す要部の断面図である。図１のピストンシールの短筒部の先端部の拡大斜視図である。ピストンシールの内周部の先端部、及び軸部を軸方向から見た図である。ピストンシールの内周部の先端部、及び軸部を軸方向から見た図である。ピストンシールの内周部の先端部、及び軸部を軸方向から見た図である。この発明の密封装置の第２の実施の形態を示す要部の断面図である。図６のピストンシールの短筒部の先端部の拡大斜視図である。従来の密封装置の断面図である。

符号の説明

１ピストンシール
２ｃ短筒部
４先端部
６流油路
６ａ切欠溝
８油圧室
１３軸部
１６ピストンシール
１８ｂ短筒部
１８ｆ第１被覆部
１８ｇ第２被覆部（先端部）
２０外周面
２３流油路
２３ａ切欠溝
２６キャンセルプレート
３０キャンセル室
３１第１油孔
３１ａ開口部
３２第２油孔
３２ａ開口部

Claims

軸部に外嵌する環状のキャンセルプレートと、
円板状の本体部とこの本体部の内周に前記キャンセルプレート側に延びる短筒部とを有し、この短筒部を前記軸部に外嵌した状態で前記キャンセルプレートとの間で環状のキャンセル室を形成する環状のピストンシールと、を備え、
前記軸部の外周面に開口部を有する油孔を通じて前記キャンセル室への作動油の供給と当該キャンセル室からの作動油の排出とを選択的に行うことにより、前記ピストンシールを軸方向に往復摺動させる密封装置であって、
前記ピストンシールの前記短筒部の先端部に、当該ピストンシールが前記キャンセルプレート側に摺動した状態で前記油孔の開口部に臨ませて作動油を流通させる流油路を設けたことを特徴とする密封装置。
前記流油路は切欠溝である請求項１に記載の密封装置。
前記流油路は周方向に等間隔で複数形成され、
前記流油路の数は、前記軸部に周方向に等間隔で複数形成した前記開口部の数よりも多く、
前記流油路の周方向の寸法は、前記開口部の周方向の寸法よりも大きい請求項１又は２に記載の密封装置。
前記ピストンシールは自動変速機の動力接続部で用いられる請求項１〜３のいずれか一項に記載の密封装置。