JP2021032254A - ボンデッドピストンシール - Google Patents

Abstract

【課題】切削加工を経ることなくバランサシールの圧入を実現することができるボンデッドピストンシールを提供する。【解決手段】回転するドラム内に配設され当該ドラムとの間に第１油圧室を形成する環状のピストンシールと、前記ドラム内において前記ピストンシールと軸方向に離間して配設され、前記ピストンシールとの間に第２油圧室を形成するバランサシールと、前記ピストンシールとバランサシールとの間に配設されるリターンスプリングとを備えたボンデッドピストンシール。前記バランサシールの内周端部は、前記第２油圧室側に曲げられた曲げ部を有している。前記バランサシールは、前記曲げ部の内周面が前記ドラムのシャフトの外周面に圧接するように、前記シャフトと前記ピストンシールとの間に圧入されている。【選択図】図２

Description

本発明はボンデッドピストンシールに関する。さらに詳しくは、自動変速機用ボンデッドピストンシールに関する。

自動車に用いられる自動変速機は、変速の切り替えや前進後進の切り替えを行うために多板クラッチを有するクラッチ機構を備えている。このクラッチ機構には、前記多板クラッチを作動させるためのボンデッドピストンシールが組み込まれている。

図３は、従来のボンデッドピストンシールを示す要部断面図である。従来のボンデッドピストンシール５０は、回転するドラム５１内に配設される環状のピストンシール５２と、このピストンシール５２と軸方向に離間して配設されるバランサシール５３と、ピストンシール５２とバランサシール５３との間に配設されるリターンスプリング５４とを備えている。前記ドラム５１、前記ピストンシール５２及びシャフト５７で第１油圧室５５が形成され、前記ピストンシール５２、前記バランサシール５３及びシャフト５７で第２油圧室５６が形成される。バランサシール５３は、ドラム５１と一体化されたシャフト５７に形成された環状溝５８内に嵌め込まれたスナップリング５９により軸方向の移動が規制されている。

シャフト５７に形成された第１油路６０を介して前記第１油圧室５５に作動油が供給され、また、同じくシャフト５７に形成された第２油路６１を介して前記第２油圧室５６に作動油が供給される。第１油圧室５５に供給される作動油の油圧によってピストンシール５２がリターンスプリング５４の付勢力に抗して軸方向（図３において下方向）に移動し、当該ピストンシール５２の外周端５２ａが多板クラッチ６２と係合することにより動力が伝達される。

図３に示されるタイプのボンデッドピストンシール５０では、応答性を向上させるためにチェックボールに代えてバランサシール５３を遠心油圧キャンセル機構として採用しており、ドラム５１の回転により第１油圧室５５内の作動油に発生する遠心油圧を、第２油圧室５６内の作動油に発生する遠心油圧でキャンセルするようにしている。図３に示されるボンデッドピストンシール５０では、バランサシール５３の内周端５３ａとシャフト５７の外周面５７ａとの間に、シャフト５７に対するバランサシール５３の取り付けおよび取り外しを容易に行うための隙間Ｇが設けられており、この隙間Ｇを画定する前記バランサシール５３の内周端５３ａまでが遠心油圧の起点径ｒ１とされている。

前述したタイプのボンデッドピストンシール５０において、キャンセル率によっては遠心油圧の起点径ｒ１を内側に設定する場合がある。その際、図３における隙間Ｇをゼロにするためにバランサシール５３の内周端５３ａをシャフト５７の外周面５７ａに圧入することが行われている。圧入により隙間Ｇをゼロにした場合の遠心油圧の起点径ｒ２を図３において２点鎖線で示している。前記圧入を可能にするために、従来、プレス加工されたバランサシール５３の内周端５３ａを切削加工していたが、この切削加工は手間がかかりコスト増の要因となっていた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、切削加工を経ることなくバランサシールの圧入を実現することができるボンデッドピストンシールを提供することを目的とする。

本発明のボンデッドピストンシールは、
（１）回転するドラム内に配設され当該ドラムとの間に第１油圧室を形成する環状のピストンシールと、前記ドラム内において前記ピストンシールと軸方向に離間して配設され、前記ピストンシールとの間に第２油圧室を形成するバランサシールと、前記ピストンシールとバランサシールとの間に配設されるリターンスプリングとを備えたボンデッドピストンシールであって、
前記バランサシールの内周端部は、前記第２油圧室側に曲げられた曲げ部を有しており、
前記バランサシールは、前記曲げ部の内周面が前記ドラムのシャフトの外周面に圧接するように、前記シャフトと前記ピストンシールとの間に圧入されている。

本発明のボンデッドピストンシールでは、バランサシールの内周側の端部である内周端部に第２油圧室側に曲げられた曲げ部が設けられており、この曲げ部の内周面がドラムのシャフトの外周面に圧接している。曲げ部の内周面は滑らかな面であるので、従来のような切削加工を施すことなく、当該内周面をシャフトの外周面に圧接させることで、従来と同様の隙間ゼロを実現することができる。切削工程が不要であるので、そのための手間や加工費を削減することができる。なお、本明細書において、内周面とは、前記ドラムの回転軸線側を向く面のことであり、外周面とは、当該面と反対側の面のことである。

（２）前記（１）のボンデッドピストンシールにおいて、前記曲げ部はバーリング加工により形成されていることが望ましい。バーリング加工によりバランサシールの内周端部に簡単に曲げ部を形成することができる。

（３）前記（１）又は（２）のボンデッドピストンシールにおいて、前記バランサシールの内周端部は増肉加工されていることが望ましい。曲げ部が形成されるバランサシールの内周端部に増肉加工を施すことで、曲げの戻り（スプリングバック）を抑制することができ、これにより、バランサシールの内径の精度を向上させることができる。また、増肉加工を施すことで前記曲げ部のＲを小さくすることができ、これにより、曲げ部がシャフトの外周面と圧接する幅を拡大して、より確実に隙間ゼロを実現することができる。さらに、バランサシールがスナップリングと当接する面を拡大することができ、バランサシールの軸方向の移動を当該スナップリングで、より確実に規制することができる。

（４）前記（１）〜（３）のボンデッドピストンシールにおいて、前記曲げ部の内周面は、前記ドラムのシャフトに面接触していることが望ましい。曲げ部の内周面をドラムのシャフトに面接触させることで、より確実に隙間ゼロを実現することができる。

（５）前記（１）〜（４）のボンデッドピストンシールにおいて、前記曲げ部は、前記バランサシールと当接して当該バランサシールの軸方向の移動を規制するＣ型のスナップリングの前記第２の油圧室側の側面と面接触していることが望ましい。曲げ部をスナップリングの側面と面接触させることで、バランサシールの軸方向の移動を当該スナップリングでより確実に規制することができる。

本発明のボンデッドピストンシールによれば、切削加工を経ることなくバランサシールの圧入を実現することができる。

本発明のボンデッドピストンシールの一実施形態の断面説明図である。 図１に示されるボンデッドピストンシールの要部拡大図である。 従来のボンデッドピストンシールの断面説明図である。

以下、本発明のボンデッドピストンシールの実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、本発明の一実施形態に係るボンデッドピストンシール１の断面説明図であり、図２は、図１に示されるボンデッドピストンシール１の要部拡大図である。
本実施形態に係るボンデッドピストンシール１は、回転するドラム２内に配設される環状のピストンシール１０と、前記ドラム２内において前記ピストンシール１０と軸方向に離間して配設される環状のバランサシール２０と、前記ピストンシール１０とバランサシール２０との間に配設されるリターンスプリング３０とを備えている。

ピストンシール１０は、前記ドラム２内の環状空間において軸方向に移動可能に収納されたピストン本体１１と、当該ピストン本体１１に設けられ、前記ドラム２及び当該ドラム２と一体化されたシャフト３との間を密封するシール部１２とを備えている。ピストン本体１１は、圧延鋼板等の金属板のプレス加工により一体形成された、回転軸線Ｃを中心とする環状の部材である。ピストンシール１０と、前記ドラム２及びシャフト３とによって第１油圧室１３が形成される。シャフト３には第１油圧室１３と連通する第１油路７が形成されており、この第１油路７を介して前記第１油圧室１３に作動油が供給され、また、当該第１油圧室１３から作動油が排出される。

ピストン本体１１は、径方向に延びる第１環状板部１４と、この第１環状板部１４の内周端からバランサシール２０に向かって軸方向に延びる内側円筒部１５と、この内側円筒部１５の先端から径方向内方に延びる第２環状板部１６と、前記第１環状板部１４の外周端からバランサシール２０に向かって軸方向に延びる外側円筒部１７と、この外側円筒部１７の先端から径方向外方に延びる第３環状板部１８とを備えている。

ピストン本体１１の軸方向一方側（図１において下側）、より詳細には前記第３環状板部１８の軸方向一方側には、動力の伝達を断続するための多板クラッチ４が配置されている。ピストンシール１０は、その軸方向の移動によって前記多板クラッチ４の押圧又は押圧解除を選択的に行い、当該多板クラッチ４を作動させる。

シール部１２は、合成ゴム等の弾性材料からなり、ピストン本体１１に加硫接着されている。シール部１２は、外側シール部１２ａと内側シール部１２ｂとを備えている。外側シール部１２ａは、ドラム２の内周面２ａと摺接する第１シールリップ１２ａ１を有しており、内側シール部１２ｂは、シャフト３の外周面３ａと摺接する第２シールリップ２ｂ１を有している。

バランサシール２０は、本体部２１と、当該本体部２１に設けられ、前記ピストンシール１０との間を密封するシール部２２とを備えている。本体部２１は、圧延鋼板等の金属板のプレス加工により一体形成された、回転軸線Ｃを中心とする環状の部材である。バランサシール２０と、前記ピストンシール１０及びシャフト３とによって第２油圧室２３が形成される。シャフト３には、第２油圧室２３と連通する第２油路８が形成されており、この第２油路８を介して前記第２油圧室２３に作動油が供給され、また、当該第２油圧室２３から作動油が排出される。この第２油圧室２３内の作動油に発生する遠心油圧が、前記第１油圧室１３内の作動油に発生する遠心油圧をキャンセルするのに利用される。

本体部２１は、径方向に延びる外側環状板部２４と、この外側環状板部２４の内周端からピストンシール１０から離間する方向に軸方向に延びる円筒部２５と、この円筒部２５の先端から径方向内方に延びる内側環状板部２６とを備えている。

シール部２２は、合成ゴム等の弾性材料からなり、本体部２１に加硫接着されている。シール部２２は、ピストン本体１１の外側円筒部１７の内周面１７ａと摺接するシールリップ２２ａを有している。

リターンスプリング３０は、ピストン本体１１の軸方向一方側（バランサシール２０側）の面１１ａに設けられたベースプレート３１にその一端が固定されており、ピストンシール１０を軸方向他端側（図１において上側）に向かって付勢している。すなわち、バランサシール２０から離間する方向にピストンシール１０を付勢している。なお、図１では、１個しか図示されていないが、リターンスプリング３０は周方向に沿って複数個配設されている。

前記シャフト３の外周面３ａには、環状溝５が形成されており、この環状溝５内にＣ字形状を呈するＣ型スナップリング６が嵌め込まれている。このスナップリング６によってバランサシール２０の軸方向の移動が規制されている。

本実施形態に係るボンデッドピストンシール１では、バランサシール２０の内周端部に曲げ部２７が形成されている。この曲げ部２７は第２油圧室２３側に曲げられた形状を有しており、例えば、プレス加工により金属板から一体形成されたバランサシール２０の内周端部にバーリング加工を施すことで作製することができる。バーリング加工により簡単にバランサシール２０の内周端部に曲げ部２７を形成することができる。バランサシール２０は、前記曲げ部２７の内周面２７ａが前記ドラム２のシャフト３の外周面３ａに圧接するように、前記シャフト３と前記ピストンシール１０との間に圧入されている

また、本実施形態では、バランサシール２０の内周端部に増肉加工が施されている、この増肉加工は、バーリング加工により形成された前記バランサシール２０の曲げ部２７を拘束しながら当該バランサシール２０の第２油圧室２３側の端面２８に負荷をかけることにより行うことができる。曲げ部２７が形成されるバランサシール２０の内周端部に増肉加工を施すことで、曲げの戻り（スプリングバック）を抑制することができ、これにより、バランサシール２０の内径の精度を向上させることができる。例えば、バーリング加工と増肉加工を加えることで、バランサシール２０の内径の精度を±０．０３ｍｍ程度に向上させることができる。

また、増肉加工を施すことで前記曲げ部２７のＲ（曲率半径）を小さくすることができ、これにより、曲げ部２７がシャフト３の外周面３ａと接触する面の軸方向の幅ｗ１を拡大して、より確実に隙間ゼロを実現することができる。参考のために、図２において、増肉加工を施さない場合の曲げ部のＲをＲ１として二点鎖線で表している。
さらに、バランサシール２０がスナップリング６の軸方向他方側の側面６ａと当接する面の幅ｗ２を拡大することができ、バランサシール２０の軸方向の移動を当該スナップリング６でより確実に規制することができる。

〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、ボンデッドピストンシールを構成するピストン本体を第１環状板部や内側円筒部等を有するものとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、用途等に応じて適宜の形状を採用することができる。このことは、ピストンシールのシール部やバランサシールの本体部及びシール部についても同様であり、本発明は、開示された形状に限定されるものではない。

１ ： ボンデッドピストンシール
２ ： ドラム
２ａ ： 内周面
３ ： シャフト
３ａ ： 外周面
４ ： 多板クラッチ
５ ： 環状溝
６ ： スナップリング
７ ： 第１油路
８ ： 第２油路
１０ ： ピストンシール
１１ ： ピストン本体
１１ａ ： 面
１２ ： シール部
１２ａ ： 外側シール部
１２ｂ ： 内側シール部
１２ａ１： 第１シールリップ
１２ｂ１： 第２シールリップ
１３ ： 第１油圧室
１４ ： 第１環状板部
１５ ： 内側円筒部
１６ ： 第２環状板部
１７ ： 外側円筒部
１７ａ ： 内周面
１８ ： 第３環状板部
２０ ： バランサシール
２１ ： 本体部
２２ ： シール部
２２ａ ： シールリップ
２３ ： 第２油圧室
２４ ： 外側環状板部
２５ ： 円筒部
２６ ： 内側環状板部
２７ ： 曲げ部
２８ ： 端面
３０ ： リターンスプリング
３１ ： ベースプレート
Ｃ ： 回転軸線
Ｇ ： 隙間
ｒ１ ： 起点径
ｒ２ ： 起点径

Claims (5)

1. 回転するドラム内に配設され当該ドラムとの間に第１油圧室を形成する環状のピストンシールと、前記ドラム内において前記ピストンシールと軸方向に離間して配設され、前記ピストンシールとの間に第２油圧室を形成するバランサシールと、前記ピストンシールとバランサシールとの間に配設されるリターンスプリングとを備えたボンデッドピストンシールであって、
   前記バランサシールの内周端部は、前記第２油圧室側に曲げられた曲げ部を有しており、
   前記バランサシールは、前記曲げ部の内周面が前記ドラムのシャフトの外周面に圧接するように、前記シャフトと前記ピストンシールとの間に圧入されている、ボンデッドピストンシール。
2. 前記曲げ部はバーリング加工により形成されている、請求項１に記載のボンデッドピストンシール。
3. 前記バランサシールの内周端部は増肉加工されている、請求項１又は請求項２に記載のボンデッドピストンシール。
4. 前記曲げ部の内周面は、前記ドラムのシャフトに面接触している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のボンデッドピストンシール。
5. 前記曲げ部は、前記バランサシールと当接して当該バランサシールの軸方向の移動を規制するＣ型のスナップリングの前記第２の油圧室側の側面と面接触している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のボンデッドピストンシール。
   

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