JP2009058053A - 自動変速機用ピストン - Google Patents

Abstract

【課題】ピストン本体１０へのシールリング２０の装着性及び位置決め精度を向上すると共に、ピストン本体１０とシールリング２０の間のシール性を向上させる。
【解決手段】受圧部１１及びこの受圧部１１から屈曲して延びる円筒部１２を有しクラッチシリンダ２内に軸方向移動可能に配置されるピストン本体１０と、これに密嵌されたシールリング２０とからなり、シールリング２０が、円筒部１２に嵌着されるスリーブ２１ａ及びこのスリーブ２１ａの端部から径方向へ延びて嵌着の際の被押圧面２１ｅ，２１ｇとなるフランジ２１ｂ，２１ｃを有する金属環２１と、この金属環２１にゴム状弾性材料で一体的に設けられて前記クラッチシリンダ２の円筒状の内面に軸方向摺動可能に密接されるシールリップ２２からなり、円筒部１２とスリーブ２１ａとの間に、この円筒部１２及びスリーブ２１ａのうち一方に形成された溝１２ａに保持されたパッキング３０が圧縮状態で介装される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の自動変速機の油圧クラッチに用いられるピストンに関するものである。

車両の自動変速機の油圧クラッチは、油圧によってクラッチシリンダ内を軸方向移動するピストンが、多板クラッチにおける駆動軸側のドライブプレートと従動軸側のドリブンプレートとを圧接させることによって、駆動軸から従動軸へ動力を伝達し、前記圧接状態を解除することによって、動力伝達を遮断するようになっている。また、この種のピストンは、一般的に、クラッチシリンダの内面と密接されるゴム状弾性材料からなるシール部をピストン本体に一体成形したシール一体型ピストン（ボンデッドピストンシールとも呼ばれる）が用いられる。

この種の自動変速機は、近年多段化の傾向にあり、ＦＦ（前輪駆動）方式では軸方向に対するスペース上の制約があるため、とくに、容量の大きな自動変速機の場合は、ピストンが大径化する傾向にある。ところが、ピストンが上述のようなシール一体型ピストンである場合、大径のシール一体型ピストンを製造しようとすると、シール部をピストン本体に一体成形するための金型装置なども大型化するため、製造コストの上昇が避けられない。

そこで従来、シールリングをピストン本体とは別部材として製造し、これをピストン本体に外嵌して一体化させたピストンが開発されている。図４は、シールリングとピストン本体が別部材からなる従来の自動変速機用ピストンを、クラッチシリンダの一部と共に軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。

すなわち、図４に示される従来の自動変速機用ピストン１００は、受圧部１１０ａとそこから屈曲して延びる円筒部１１０ｂを有しクラッチシリンダ２００内に軸方向移動可能に配置されるピストン本体１１０と、このピストン本体１１０に外嵌されたシールリング１２０とからなる。シールリング１２０は、金属環１２１と、この金属環１２１にゴム状弾性材料で一体的に設けられたシール本体１２２からなり、前記金属環１２１が、ピストン本体１１０の円筒部１１０ｂに外挿されるスリーブ１２１ａと、その一端から内径方向へ屈曲して延びてピストン本体１１０の受圧部１１０ａに衝合されるフランジ１２１ｂとからなり、前記シール本体１２２が、前記クラッチシリンダ２００の円筒状の内面に軸方向摺動可能に密接されるシールリップ１２２ａと、このシールリップ１２２ａの基部から金属環１２１のフランジ１２１ｂを被覆するように延びる弾性層１２２ｂと、この弾性層１２２ｂを介して前記フランジ１２１ｂの内面側へ廻り込んで形成され前記受圧部１１０ａに密接されたシールビード１２２ｃとを有する（下記の特許文献参照）。
特開２００３−１３９２４９号公報

しかしながら、上記従来の構造によれば、シールリング１２０における金属環１２１のフランジ１２１ｂが、ゴム状弾性材料からなる弾性層１２２ｂで覆われているので、ピストン本体１１０へのシールリング１２０の外嵌め作業に際しては、金属環１２１のフランジ１２１ｂを、弾性層１２２ｂを介して治具で押圧することになり、このため外嵌め作業がしずらいばかりでなく、シールリング１２０の軸方向位置決め精度が低下し、ひいては、シールリップ１２２ａの内周側の油圧室３００の容積（ピストン１００が上死点にあるときの容積）にバラツキが生じてしまう問題がある。しかもシールビード１２２ｃではピストン本体１１０とシールリング１２０（金属環１２１）との間のシールの信頼性が低いものであった。

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、その技術的課題は、ピストン本体へのシールリングの装着性及び位置決め精度を向上すると共に、ピストン本体とシールリングの間のシール性を向上させることにある。

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、請求項１の発明に係る自動変速機用ピストンは、受圧部及びこの受圧部から屈曲して延びる円筒部を有しクラッチシリンダ内に軸方向移動可能に配置されるピストン本体と、前記ピストン本体に密嵌されたシールリングとからなり、前記シールリングが、前記円筒部に嵌着されるスリーブ及びこのスリーブの端部から径方向へ延びて前記嵌着の際の被押圧面となるフランジを有する金属環と、この金属環にゴム状弾性材料で一体的に設けられて前記クラッチシリンダの円筒状の内面に軸方向摺動可能に密接されるシールリップからなり、前記円筒部と前記スリーブとの間に、この円筒部及びスリーブのうち一方に形成された溝に保持されたパッキングが圧縮状態で介装されたものである。

また、請求項２の発明に係る自動変速機用ピストンは、請求項１に記載された構成において、金属環に、ピストン本体と軸方向に当接される基準面が形成されたものである。

請求項１の発明に係る自動変速機用ピストンによれば、その組み立てにおいて、シールリングをピストン本体に嵌着する際に、金属環のフランジを被押圧面としてピストン本体の円筒部と金属環のスリーブとの嵌合方向（軸方向）へ押圧することができるので、被押圧面がゴム状弾性材料からなるシール本体で覆われている場合に比較して、シールリングに対して確実に押圧荷重を与え、装着作業性を向上することができる。しかもピストン本体の円筒部と金属環のスリーブとの間のシールが、この円筒部及びスリーブのうち一方に形成された溝に保持されたパッキングにより行われ、このパッキングに所定の圧縮が与えられるので、ピストン本体とシールリングとの間のシールの信頼性を向上することができる。

請求項２の発明に係る自動変速機用ピストンによれば、請求項１による効果に加え、金属環に形成された基準面が、ピストン本体と軸方向に当接されることによって、ピストン本体に対するシールリングの位置決め精度を向上することができる。

以下、本発明に係る自動変速機用ピストン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、本発明に係る自動変速機用ピストンの第一の形態を、クラッチシリンダの一部と共に軸心を通る平面で切断して示す要部断面図、図２は、第一の形態におけるピストン本体とシールリングの分離状態を、軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。なお、以下の各図においては、左側が外周側であり、右側が内周側であり、上下方向が軸方向である。

まず図１において、参照符号２は自動変速機の油圧クラッチにおけるクラッチシリンダで、端盤部２ａと、この端盤部２ａの外周から延びる外筒部２ｂと、さらにこの外筒部２ｂにおける端盤部２ａと反対側の端部から外周側へ延びる段部２ｃとを有する。

本発明の第一の形態に係る自動変速機用ピストン１は、クラッチシリンダ２の端盤部２ａとの間に画成された油圧室３に導入される油圧と、油圧室３と反対側に配置された不図示のリターンスプリングによって、クラッチシリンダ２内を軸方向移動し、クラッチを接続又は遮断するもので、クラッチシリンダ２内に軸方向移動可能に配置されるピストン本体１０と、このピストン本体１０に一体的に密嵌されたシールリング２０とからなる。

ピストン本体１０は、鋼板等の金属板の塑性加工により環状に製作されたものであって、径方向に延びてクラッチシリンダ２の端盤部２ａと軸方向に対向される受圧部１１と、この受圧部１１の外周から油圧室３と反対側へ延びる円筒部１２と、さらにこの円筒部１２における受圧部１１と反対側の端部から外周側へ延びる外周径方向部１３を有する。

シールリング２０は、軸心を通る平面で切断した断面形状が略Ｌ字形をなす金属環２１と、この金属環２１にゴム状弾性材料で一体的に設けられたシールリップ２２からなり、図２に示される分離状態から、ピストン本体１０に外嵌されることによってこのピストン本体１０と一体化されている。

シールリング２０の金属環２１は、ピストン本体１０の円筒部１２に適当な締め代をもって外挿嵌着されるスリーブ２１ａと、その軸方向一端（前記円筒部１２への外挿方向と反対側の端部）から内周側へ延びてピストン本体１０の受圧部１１に軸方向に対向される内向きフランジ２１ｂと、スリーブ２１ａの軸方向他端（前記円筒部１２への外挿方向を向いた端部）から外周側へ張り出し形成された外向きフランジ２１ｃからなる。内向きフランジ２１ｂ及び外向きフランジ２１ｃは、請求項１に記載されたフランジに相当するものである。

シールリング２０のシールリップ２２は、金属環２１におけるスリーブ２１ａと内向きフランジ２１ｂの間の屈曲部２１ｄの外周に位置して形成されると共にクラッチシリンダ２の外筒部２ｂの内周面に軸方向摺動可能に密接されるもので、このシールリップ２２の基部から延びる膜部２２ａが前記スリーブ２１ａの外周面を被覆している。

すなわち、シールリング２０は、金属板の打ち抜き及び塑性加工等により製作した金属環２１に、加硫接着剤を塗布してから、所定の金型内に位置決めセットして型締めし、この金型の内面と金属環２１との間に画成されたキャビティ内に未加硫の成形用ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、ゴム状弾性材料からなるシールリップ２２を、成形と同時に金属環２１に加硫接着して製作されたものである。

金属環２１の内向きフランジ２１ｂのうち、ピストン本体１０の端盤部２ａ側を向いた面（図１及び図２における上面）は、シールリング２０をピストン本体１０の円筒部１２へ外挿する際の治具による被押圧面２１ｅとなっており、その反対側の面は、ピストン本体１０の受圧部１１と軸方向に当接される基準面２１ｆとなっている。

また、金属環２１の外向きフランジ２１ｃのうち、シールリップ２２側を向いた面（図１及び図２における上面）を、シールリング２０をピストン本体１０の円筒部１２へ外挿する際の治具による被押圧面２１ｇとし、その反対側の面を、ピストン本体１０の外周径方向部１３と当接される基準面２１ｈとしても良い。

ピストン本体１０の円筒部１２と、シールリング２０における金属環２１のスリーブ２１ａとの間には、前記円筒部１２の外周面に円周方向に連続して形成された溝１２ａに保持されたゴム状弾性材料からなるＯリング３０が圧縮状態で介装されている。なお、Ｏリング３０は、請求項１に記載されたパッキングに相当するものである。

上述の構成を備える第一の形態の自動変速機用ピストン１は、シールリップ２２と、ピストン本体１０の内周部を密封する不図示の密封手段とで内外周を密閉された油圧室３に印加される油圧によって、不図示のリターンスプリングの付勢力に抗して、クラッチシリンダ２内を図１における下方へ向けて軸方向変位し、不図示の多板クラッチを接続動作させ、前記油圧を開放することによって、多板クラッチの接続状態を解除する方向へ復帰動作するものである。

そしてこの自動変速機用ピストン１は、シールリング２０をピストン本体１０と別部材として製作してから、シールリング２０をピストン本体１０に嵌着して一体化するため、大径で複雑な断面形状のピストンであっても、シール部をピストン本体に一体成形したシール一体型ピストン（ボンデッドピストンシール）を製作する場合のように、大型で複雑な金型を製作する必要がなく、シールリング２０は、単純な断面形状の金属環２１にシールリップ２２を一体成形することによって製造可能であるため、製造コストを低減することができる。

ピストン本体１０へのシールリング２０の嵌着作業は、予めピストン本体１０の円筒部１２の溝１２ａにＯリング３０を組み込んでおき、図２に示される状態から、金属環２１における内向きフランジ２１ｂの被押圧面２１ｅ又は外向きフランジ２１ｃの被押圧面２１ｇ、あるいはその双方に不図示の治具を押し当てて、金属環２１のスリーブ２１ａを、外向きフランジ２１ｃを先頭にしてピストン本体１０の円筒部１２へ外挿するように、シールリング２０を軸方向に押圧して圧入して行き、その過程で、溝１２ａに嵌着されたＯリング３０が径方向に圧縮される。そして、金属環２１における内向きフランジ２１ｂの被押圧面２１ｅ又は（及び）外向きフランジ２１ｃの被押圧面２１ｇに押し当てた治具によって、シールリング２０に軸方向の圧入荷重を確実に与えることができるので、装着作業性を向上することができる。

また、上述の嵌着作業によって、金属環２１の内向きフランジ２１ｂにおける基準面２１ｆが、やがてピストン本体１０の受圧部１１と軸方向に当接されるので、その時点で、嵌着作業が終了する。そして前記基準面２１ｆは金属面からなるため、シールリング２０（シールリップ２２）は、ピストン本体１０に対して高い精度で軸方向位置決めされる。

また、金属環２１の外向きフランジ２１ｃのうちピストン本体１０の外周径方向部１３側を向いた面を基準面２１ｈとした場合は、この基準面２１ｈが前記外周径方向部１３と軸方向に当接された時点で、嵌着作業が終了する。そしてこの場合も、基準面２１ｈは金属面からなるため、シールリング２０（シールリップ２２）は、ピストン本体１０に対して高い精度で軸方向位置決めされる。

次に図３は、本発明に係る自動変速機用ピストンの第二の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。この形態の自動変速機用ピストン１においては、ピストン本体１０の円筒部１２とシールリング２０における金属環２１のスリーブ２１ａとの間に圧縮状態で介装されたＯリング３０が、前記スリーブ２１ａの内周面に円周方向に連続して形成された溝２１ｉに保持されており、すなわちＯリング３０を保持する溝が円筒部１２に形成されたものではない点で、先に説明した第一の形態と異なっている。

溝２１ｉは、スリーブ２１ａの一部を外周側へ凸の樋状に屈曲させることによって形成されたもので、シールリップ２２の基部から延びるゴム層２２ｂの一端が、溝２１ｉを構成する樋状部２１ｊにより堰き止められた形状となっている。

この形態において、ピストン本体１０へのシールリング２０の嵌着作業は、予め金属環２１のスリーブ２１ａの溝２１ｉにＯリング３０を組み込んでおき、第一の形態と同様、金属環２１における内向きフランジ２１ｂの被押圧面２１ｅ又は外向きフランジ２１ｃの被押圧面２１ｇ、あるいはその双方に不図示の治具を押し当てて、金属環２１のスリーブ２１ａを、外向きフランジ２１ｃを先頭にしてピストン本体１０の円筒部１２へ外挿するように、シールリング２０を軸方向に押圧して圧入して行くことができるので、装着作業性を向上することができ、基準面２１ｆ又は２１ｈによって、シールリング２０（シールリップ２２）は、ピストン本体１０に対して高い精度で軸方向位置決めされる。

なお、上述の各実施の形態において、Ｏリング３０は他の断面形状のパッキングに代えても良い。

本発明に係る自動変速機用ピストンの第一の形態を、クラッチシリンダの一部と共に軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。 第一の形態におけるピストン本体とシールリングの分離状態を、軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。 本発明に係る自動変速機用ピストンの第二の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。 従来の自動変速機用ピストンを、クラッチシリンダの一部と共に軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。

符号の説明

１ 自動変速機用ピストン
２ クラッチシリンダ
３ 油圧室
１０ ピストン本体
１１ 受圧部
１２ 円筒部
１２ａ，２１ｉ 溝
１３ 外周径方向部
２０ シールリング
２１ 金属環
２１ａ スリーブ
２１ｂ 内向きフランジ（フランジ）
２１ｃ 外向きフランジ（フランジ）
２１ｅ，２１ｇ 被押圧面
２１ｆ，２１ｈ 基準面
２１ｊ 樋状部
２２ シールリップ
３０ Ｏリング（パッキング）

Claims (2)

1. 受圧部及びこの受圧部から屈曲して延びる円筒部を有しクラッチシリンダ内に軸方向移動可能に配置されるピストン本体と、前記ピストン本体に密嵌されたシールリングとからなり、前記シールリングが、前記円筒部に嵌着されるスリーブ及びこのスリーブの端部から径方向へ延びて前記嵌着の際の被押圧面となるフランジを有する金属環と、この金属環にゴム状弾性材料で一体的に設けられて前記クラッチシリンダの円筒状の内面に軸方向摺動可能に密接されるシールリップからなり、前記円筒部と前記スリーブとの間に、この円筒部及びスリーブのうち一方に形成された溝に保持されたパッキングが圧縮状態で介装されたことを特徴とする自動変速機用ピストン。
2. 金属環に、ピストン本体と軸方向に当接される基準面が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ピストン。

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