JP2010180972A

JP2010180972A - シール構造

Info

Publication number: JP2010180972A
Application number: JP2009025924A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Nishimura; 智昭西村
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-08-19
Also published as: US20100200355A1; US8235197B2

Abstract

【課題】キャンセラーおよび相手部材間の油路を流れる作動油をシールすべくキャンセラー外周部に設けられる第二外周シール部の相手部材に対する追随性を向上させ、シール性を向上させることを目的とする。
【解決手段】ハウジング、ピストン、キャンセラーおよびリターンスプリングを有し、更にキャンセラーにおける遠心キャンセル室と反対側に配置され、キャンセラーとの間に油路を形成する相手部材と、キャンセラーの外周部に設けられ、ピストンに密接して遠心キャンセル室に供給される作動油をシールする外周シール部と、キャンセラーの外周部に設けられ、相手部材に密接して油路を流れる作動油をシールする第二外周シール部とを有する自動変速機の内部機構に備えられるシール構造であって、第二外周シール部が、相手部材に設けた円筒状内周面に密接する軸方向シール形状とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シール構造に係り、更に詳しくは、自動車等車両用の自動変速機の内部機構に備えられるシール構造に関するものである。

自動車等車両の自動変速機の内部には、回転トルクの伝達をＯＮ・ＯＦＦすべくクラッチの断続を切り替えるために油圧作動式のピストン機構が設けられており、このピストン機構には、回転時にピストンに作用する遠心油圧をキャンセルするためにキャンセラーが設けられている。

図３は、この種のピストン機構を含む自動変速機の内部機構の一例を示しており、回転ドラム等よりなるハウジング５１の内部にキャンセラー５２がピストン５３およびリターンスプリング５４等とともに組み込まれている。ハウジング５１およびピストン５３間には圧力室５５が形成され、ここに作動油が供給されることによりピストン５３が往動しクラッチ５６を押圧してクラッチ５６を接続する。ピストン５３およびキャンセラー５２間には遠心キャンセル室５７が形成され、ここに作動油が供給されることにより回転時にピストン５３に作用する遠心油圧をキャンセルする。

また、キャンセラー５２における遠心キャンセル室５７と反対側には、遊星歯車機構のピニオンシャフトやキャリア等よりなる相手部材５８が配置されており、このキャンセラー５２および相手部材５８間に、周辺部品へ作動油を潤滑油として供給するための油路５９が形成されている。

また、キャンセラー５２の外周部には、ピストン５３に密接して、遠心キャンセル室５７に供給される作動油をシールするリップシールよりなる外周シール部６０が設けられ、併せてキャンセラー５２の外周部には、相手部材５８に密接して、油路５９を流れる作動油（潤滑油）をシールするリップシールよりなる第二外周シール部６１が設けられている。

上記構成のピストン機構においては、回転時にピストン５３に作用する遠心油圧がキャンセルされるためにピストン５３の作動が円滑化され、また油路５９から作動油（潤滑油）が供給されるために周辺部品の作動が円滑化されるが、そのシール構造について、相手部材５８に密接する第二外周シール部６１がそのリップを相手部材５８の軸方向端面に接触させる端面シール形状とされていることから、以下の問題が指摘される。

（１）相手部材５８の軸方向移動量が大の場合、リップの追随性を確保するのが困難である。
（２）第二外周シール部６１には遠心油圧が作用するため耐圧性が必要とされるが、しめ代を大きく設定し尚且つ、耐圧性を確保しなければならないことから、リップの断面を大きくせざるを得ず、このためリップの剛性が大きくなり反力が大きくなって、作動性が悪化することがある。
（３）遠心油圧によりリップに、めくれ現象が発生する可能性がある。

特開２００３−２７８７９８号公報（図３）

本発明は以上の点に鑑みて、キャンセラーおよび相手部材間の油路を流れる作動油をシールすべくキャンセラー外周部に設けられる第二外周シール部の相手部材に対する追随性を向上させることができ、もってシール性を向上させることができるシール構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のシール構造は、ハウジング内部に往復動可能に配置され、前記ハウジングとの間に圧力室を形成し、前記圧力室へ作動油が供給されることにより移動してクラッチを押圧するピストンと、前記ピストンにおける前記圧力室と反対側に配置され、前記ピストンとの間に遠心キャンセル室を形成するキャンセラーと、前記ピストンおよびキャンセラー間に配置され、前記ピストンを復帰動させるリターンスプリングと、前記キャンセラーにおける前記遠心キャンセル室と反対側に配置され、前記キャンセラーとの間に油路を形成する相手部材と、前記キャンセラーの外周部に設けられ、前記ピストンに密接して前記遠心キャンセル室に供給される作動油をシールする外周シール部と、同じく前記キャンセラーの外周部に設けられ、前記相手部材に密接して前記油路を流れる作動油をシールする第二外周シール部とを有する自動変速機の内部機構に備えられるシール構造であって、前記第二外周シール部は、前記相手部材に設けた円筒状内周面に密接する軸方向シール形状とされていることを特徴とする。

上記従来技術における「端面シール形状」は、外周シール部が相手部材の軸方向端面に接触することから、相手部材が軸方向に移動すると外周シール部の相手部材への接触状態が直ちに変化する。これに対して本発明では、第二外周シール部が、相手部材に設けた円筒状内周面に密接する「軸方向シール形状」とされているために、相手部材が軸方向に移動しても相手部材への接触状態が変化しない。したがって第二外周シール部の相手部材への追随性を向上させることが可能となる。相手部材に設ける円筒状内周面は例えば、相手部材に円筒状の立ち上がり部を設けてその内周面を利用する。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明のシール構造においては、上記したようにキャンセラーおよび相手部材間の油路を流れる作動油をシールすべくキャンセラー外周部に設けられる第二外周シール部が、相手部材に設けた円筒状内周面に密接する軸方向シール形状とされているために、相手部材が軸方向に移動しても相手部材への接触状態が変化することがない。したがって第二外周シール部の相手部材への追随性を向上させることができ、これによりシール性を向上させることができる。またシール反力を小さく抑え、めくれ現象を防止することもできる。

本発明の実施例に係るシール構造を備えるピストン機構の要部断面図比較例に係るシール構造を備えるピストン機構の要部断面図従来例に係るシール構造を備える自動変速機内部機構の説明図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）自動車用自動変速機内部に使用され、ピストン遠心油圧をキャンセルする目的で使用されるキャンセラーにおいて、相手部品の潤滑目的（相手部品の焼付き防止のため）で端面部に密封機能をもたせるために、従来は端面リップを付与する機構としていた。しかしながら、相手部材の軸方向移動量大の場合、端面リップの追随性確保が難しいという問題があった。また、端面リップには遠心油圧が負荷されるため耐圧性が必要であるが、しめ代を大きく設定し尚且つ、耐圧性を確保しなければならず、リップ断面を大きくせざるを得ず、リップ剛性が大きくなり反力大（作動性悪化）となる問題もあった。また、遠心油圧によるリップめくれの可能性がある。
（２）上記問題を解消するため、従来の端面シール形状を軸方向シール形状へ変更し、相手部材へのリップの追随性向上を図る。
（３）上記構成によれば、端面シールから軸方向シールへ変更することで、相手部材への追随性向上が可能となり、シール性能向上が図れる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係るシール構造を備えるピストン機構の要部断面を示している。ピストン機構は、自動車等車両の自動変速機の内部に備えられ、回転トルクの伝達をＯＮ・ＯＦＦすべくクラッチの断続を切り替えるものであって油圧作動式とされ、以下のように構成されている。

すなわち先ず、中心軸線０を中心として回転作動する回転ドラムやドラム軸等よりなるハウジング１が設けられており、このハウジング１の内部に環状のピストン２が軸方向往復動可能に配置されている。ピストン２はハウジング１との間に環状の圧力室３を形成し、この圧力室３へ供給ポート４から作動油が供給されるとピストン２が図上下方へ移動し、その外周下端部に設けた押圧部２ａをもって多板式のクラッチ５を押圧し、クラッチ５の接続をＯＮとする。圧力室３から作動油が排出されると、ピストン２はリターンスプリング６の弾性により図上上方へ復帰動する。圧力室３を密閉するためピストン２には、それぞれゴム状弾性体製のリップシールよりなる外周シール７および内周シール８が設けられている。

ハウジング１およびピストン２は高速で回転するので、圧力室３に供給された作動油は遠心力によって外周側へ押し付けられる。したがって圧力室３に遠心油圧が発生し、この遠心油圧はリターンスプリング６によるピストン２の復帰動を妨げるように作用する。そこでこの遠心油圧をキャンセルするため、ピストン２の図上下方に環状のキャンセラー（キャンセラープレートまたはキャンセルプレートとも称する）９が配置され、ピストン２とキャンセラー９との間に環状の遠心キャンセル室１０が形成されている。この遠心キャンセル室１０には図示しない供給ポートから作動油が供給されるので、ここにも遠心油圧が発生し、よってこの遠心キャンセル室１０に発生する遠心油圧が上記圧力室３に発生する遠心油圧と均衡することにより遠心油圧をキャンセルする。

遠心キャンセル室１０を密閉するためキャンセラー９の外周部には、ゴム状弾性体製のリップシールよりなる外周シール部（第一外周シール部）１１が設けられ、この外周シール部１１はリップ１１ａがピストン２の円筒部２ｂ内周面に摺動可能に密接する構造とされている。尚、キャンセラー９はその内周部をもってスナップリング１２によりハウジング１に固定されるもので、製品の態様によっては、このキャンセラー９の内周部に、ハウジング１に密接する内周シール部が設けられることもあるが、当該実施例ではこのような内周シール部は設けられていない（内周シール部は設けられても設けられなくても何れでも良い）。

また、キャンセラー９の図上下方に位置して、遊星歯車機構のピニオンシャフトやキャリア等よりなる相手部材１３が配置されており、このキャンセラー９と相手部材１３との間に、周辺部品へ潤滑油を供給するための油路１４が形成されており、この油路１４を流れる作動油が油路１４から洩れることがないように（換言すれば油路１４のルートを規定するために）、キャンセラー９の外周部にゴム状弾性体製のリップシールよりなる第二外周シール部１５が設けられている。

ここで、比較例として図２に示すように、この第二外周シール部１５が、リップ１５ａを相手部材１３の軸方向端面１３ｃに密接させる端面シール形状であると、上記したように第二外周シール部１５の相手部材１３への追随性を確保するのが困難であるなどの問題がある。

そこで、本発明実施例では図１に示すように、この第二外周シール部１５が、リップ１５ａを相手部材１３に設けた円筒状内周面１３ａに密接させる軸方向シール形状とされ、これにより上記追随性の向上が図られている。相手部材１３には、円筒状の立ち上がり部（円筒部）１３ｂが設けられ、その内周面が円筒状内周面１３ａとされている。

以上の構成によれば、キャンセラー９および相手部材１３間の油路１４を流れる作動油をシールすべくキャンセラー９外周部に設けられる第二外周シール部１５が、相手部材１３に設けた円筒状内周面１３ａに密接する軸方向シール形状とされているために、相手部材１３が軸方向に移動しても相手部材１３への接触状態が変化することがない。したがって第二外周シール部１５の相手部材１３に対する追随性を向上させることができ、これによりシール性を向上させることができる。またこの形状は、シール反力（リップ反力）を小さく抑え、リップ１５ａのめくれ現象を防止することができるものである。

尚、上記実施例では、キャンセラー９に設けられる外周シール部１１および第二外周シール部１５は互いに連続して一体成形されているが、別々に分離して設けることにしても良い。

また、上記実施例では、相手部材１３の具体例を遊星歯車機構のピニオンシャフトやキャリアとしたが、これに限定されるものではなく、外周シール部１１とともにキャンセラー９に設けられる第二外周シール部１５が密接する部品であれば良い。シールする作動油は、潤滑目的のものでなくても良い。

１ハウジング
２ピストン
２ａ押圧部
２ｂ円筒部
３圧力室
４供給ポート
５クラッチ
６リターンスプリング
７外周シール
８内周シール
９キャンセラー
１０遠心キャンセル室
１１外周シール部
１１ａ，１５ａリップ
１２スナップリング
１３相手部材
１３ａ円筒状内周面
１３ｂ立ち上がり部
１４油路
１５第二外周シール部
０中心軸線

Claims

ハウジング内部に往復動可能に配置され、前記ハウジングとの間に圧力室を形成し、前記圧力室へ作動油が供給されることにより移動してクラッチを押圧するピストンと、
前記ピストンにおける前記圧力室と反対側に配置され、前記ピストンとの間に遠心キャンセル室を形成するキャンセラーと、
前記ピストンおよびキャンセラー間に配置され、前記ピストンを復帰動させるリターンスプリングと、
前記キャンセラーにおける前記遠心キャンセル室と反対側に配置され、前記キャンセラーとの間に油路を形成する相手部材と、
前記キャンセラーの外周部に設けられ、前記ピストンに密接して前記遠心キャンセル室に供給される作動油をシールする外周シール部と、
同じく前記キャンセラーの外周部に設けられ、前記相手部材に密接して前記油路を流れる作動油をシールする第二外周シール部とを有する自動変速機の内部機構に備えられるシール構造であって、
前記第二外周シール部は、前記相手部材に設けた円筒状内周面に密接する軸方向シール形状とされていることを特徴とするシール構造。